CN101430054A

CN101430054A - 平面显示装置及其背光模块

Info

Publication number: CN101430054A
Application number: CNA2008101886029A
Authority: CN
Inventors: 洪裕民; 邱志郎; 周允贤; 李采芬
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2008-12-25
Filing date: 2008-12-25
Publication date: 2009-05-13

Abstract

本发明涉及一种平面显示装置及其背光模块，该背光模块包含有：一背板，包含一导光板固定部；一导光板，包含一入光面、一端面与该入光面相接，该端面另包含一背板卡合部与一夹持件卡合部，该导光板通过该背板卡合部与该导光板固定部卡合，并固定于该背板上；一夹持件，包含一导光板限制部与一发光模块固定部，该导光板限制部与该夹持件卡合部互相卡合，以限制该导光板的位移；以及一发光模块，固定于该发光模块固定部上，且该发光模块与该入光面之间存在一间距。因此，导光板入光面与发光模块之间可维持固定间距，以稳定背光模块的辉度，同时可避免导光板膨胀压迫发光模块而造成损坏。

Description

平面显示装置及其背光模块

技术领域

本发明涉及一种背光模块，尤指一种以夹持件固定发光二极管灯条与导光板入光侧的距离的背光模块。

背景技术

在侧面入光式的背光模块中，为了将导光板(light guide plate，LGP)等光学元件固定于背板上，同时达到定位光学元件的目的，在承载光学元件以及光源的背板上，通常会具有固定光学元件的设计，此光源通常为发光二极管模块或冷阴极灯管。如中国台湾专利第I266933号一案所披露，光学元件通过主体上多个凸出部与背板上的定位件配合，达到固定及定位的作用。其中，相邻凸出部之间可形成一定位槽，定位件则至少包含一内挡墙以及两侧挡墙，而背光模块中如发光二极管等的光源，亦可设置于背板上。此背板上固定光学元件的设计，通常设置于光学元件端面的几何中央的部分，以达到较佳的固定及定位效果。

然而，背光模块中的发光二极管，一般设置于导光板一侧的入光面，为了控制发光二极管的效率，以满足一定的要求，发光二极管与导光板入光面之间的间距应尽量缩小。换言之，发光二极管与导光板入光面之间的间距，其会影响背光模块的辉度与出光均匀度。当间距为0毫米(mm)时，即发光二极管完全与导光板入光面贴合时，发光二极管的入光效率最高，当间距加大时，入光效率则会变差。举例而言，当间距由0毫米(mm)加大为1毫米(mm)时，背光模块的辉度会减少约10％。然而，由于要将间距控制为0毫米(mm)相当困难，不容易大量生产制造，因此，一般在实务上，发光二极管与导光板的入光面之间的间距，通常是控制在0.3毫米(mm)以内。

请参考图1，图1为现有侧面入光式背光模块的发光二极管灯条2(lightbar)对应于导光板1入光面I₀设置的示意图，导光板1以及发光二极管灯条2皆设置于背板3上。背光模块在进行环境温度变化测试过程中，导光板1会经历摄氏0度至60度的温度变化；而背光模块在运送过程中，导光板1则会经历摄氏0度至50度的温度变化。目前常用导光板1的线性热膨胀系数大约为83/(10⁶K)，以20英寸宽屏幕的面板为例，其端面S₀的长度约为445毫米(mm)，若遭遇摄氏25度的温度变化，则会对导光板1端面S₀造成0.92毫米(mm)的变化，即端面S₀的长度约膨胀为445.92毫米(mm)。然而，在现有背光模块的机构设计中，导光板1热膨胀的方向或端面S₀的长度方向上，并没有固定导光板1入光面I₀与发光二极管灯条2之间的间距H₀的机构。因此，膨胀后的导光板1会推挤到发光二极管灯条2，使发光二极管灯条2偏离原先设计的位置。而当导光板1于温度下降或温度变化减少收缩后，由于固定发光二极管灯条2或导光板1的机构产生变形，甚至永久变形的关系，发光二极管灯条2通常并不会跟着回到原来设计的位置，以致于发光二极管灯条2与导光板1入光侧的间距H₀增加为H₀’，且H₀’与H₀的差距最多可达0.92毫米(mm)，将近1毫米(mm)，使得发光二极管灯条2于导光板1入光面I₀处的入光效率下降，进而影响背光模块的出光效率，辉度会减少将近10％左右。

发明内容

本发明的目的在于提供一种背光模块，使导光板入光面与发光模块之间可维持固定间距，以稳定背光模块的辉度，同时可避免导光板膨胀压迫发光模块而造成损坏。

本发明提供一种背光模块，其包含有一背板、一导光板、一夹持件以及一发光模块。该背板包含一导光板固定部，该导光板包含一入光面、一端面与该入光面相接，该端面另包含一背板卡合部与一夹持件卡合部，该导光板通过该背板卡合部与该导光板固定部卡合，并固定于该背板上。该夹持件包含一导光板限制部与一发光模块固定部，该导光板限制部与该夹持件卡合部互相卡合，以限制该导光板的位移。该发光模块固定于该发光模块固定部上，且该发光模块与该入光面之间存在一间距。

本发明还提供一种平面显示装置，包含上述的背光模块；一反射片，配置于该背板与该导光板之间；以及一显示面板，对应于该背光模块设置。

本发明的有益技术效果在于，使导光板入光面与发光模块之间可维持固定间距，可维持固定间距，以稳定背光模块的辉度，同时可避免导光板膨胀压迫发光模块而造成损坏。

附图说明

图1为现有背光模块的局部剖面示意图。

图2为本发明第一实施例的局部元件分解示意图。

图3为本发明第一实施例的局部剖面示意图。

图4为本发明第一实施例的局部组装示意图。

图5为本发明第二实施例的局部组装示意图。

图6为本发明第三实施例的局部剖面示意图。

其中，附图标记说明如下：

1、25、25’、35导光板 2发光二极管灯条

3、21背板 20平面显示装置

22反射片 23、23’、33夹持件

24、34发光模块 26光学膜

27显示面板 100背光模块

211导光板固定部 231第一挡板

231’第二挡板 232、232’发光模块固定部

233第一转折部 233’第二转折部

234、234’底板 251背板卡合部

252第一凸块 252’、253’第二凸块

331开槽 332锁定件

D₁、D₂、D₃垂直距离 H₀、H₁、H₂、H₃间距

I₀、I₁、I₂、I₃入光面 S₀、S端面

W壁面

具体实施方式

请参考图1，图2为本发明所披露的平面显示装置20的示意图。平面显示装置20包含一背板21(back plate)、一反射片22(reflector)、一夹持件23(holder)、一发光模块24、一导光板25(LGP)、多个光学膜26(opticalfilms)以及一显示面板27。其中，背板21、反射片22、夹持件23、发光模块24、导光板25以及光学膜26所构成的模块，又称为背光模块100。反射片22设置于导光板25与背板21之间，背板21作为固定以及包覆平面显示装置20其它各元件的壳体，其可为铝或铝合金等轻量材质所构成的金属盖体，或为聚乙稀等具有反射性质的聚合物所构成的塑料盖体，反射片22、光学膜26以及显示面板27的作用以及配置方式，则为该领域具有通常知识的人员所能了解，于此不再赘述。

背板21的一侧具有一导光板固定部211，其可为弯折结构或裁切结构，亦可内缩或外凸于背板21其它壁面，本发明并不以此为限。导光板25可利用射出成型的方法，将聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate，PMMA)等透明导光材质，制成表面光滑或具有图案、网点的类楔形或类矩形的板块，但本发明并不以此为限。所谓的类楔形或类矩形是指近似于楔形或矩形的形状，但在楔形或矩形的周边具有凸耳或凹部等特殊结构或设计。导光板25具有一入光面I₁以及一端面S，其中端面S与入光面I₁彼此相接，于端面S上则包含一背板卡合部251以及一第一凸块252(或夹持件卡合部)。于本实施例中，背板卡合部251与导光板固定部211为彼此卡合的楔形或矩形结构，例如：背板卡合部251为楔形或矩形凸出结构，当导光板25安装于背板21上时，可通过背板卡合部251卡合于导光板固定部211，使导光板25固定并定位于背板21上，但本发明并不以此为限。

请一并参考图3，其为平面显示装置20中的背光模块100上的夹持件23、导光板25以及发光模块24彼此固定的局部剖面示意图。本发明所披露的平面显示装置20与背光模块100通过夹持件23固定导光板25以及发光模块24之间的间距H₁，以有效解决导光板25于温度增加发生膨胀时，对发光模块24挤压而改变间距H₁大小的问题。夹持件23另包含一第一挡板231(或导光板限制部)以及一发光模块固定部232。第一挡板231具有一底板234以及两个第一转折部233，第一转折部233延伸于底板234上，且于夹持件23设置于导光板25的一侧时，第一转折部233延伸于导光板25的端面S上，而导光板25的第一凸块252则与两个第一转折部233互相接触卡合。因此，导光板25受到夹持件23的限制，即受到第一挡板231的限制，而与夹持件23之间的相对位移可以降到最低，甚至不会发生。其中，夹持件23与发光模块24除可固定于背板21上以外，亦可滑动配置于该背板21上，本发明并不以此为限。

于本实施例中，发光模块24为一发光二极管灯条(light bar)，其固定于夹持件23的发光模块固定部232内。于本实施例中，发光模块固定部232为U型弯折部或槽型弯折部，其具有一面对导光板25的入光面I1的壁面W，发光模块24则黏着、贴附或以其它方式固定于该壁面W上。因此，于本发明所披露的平面显示装置20或背光模块100中，发光模块24亦被限制在夹持件23的内部，而可减少或不会与夹持件23产生相对的位移。换言之，当导光板25因环境温度变化发生膨胀或收缩时，夹持件23以及发光模块24可随导光板25一起移动，故可维持发光模块24与导光板25的入光面I₁之间的间距H₁，使间距H₁的变化降至最低，甚至为固定间距。

请参考图4，其为图2的平面显示装置20与图3的背光模块100的局部示意图，即本发明第一实施例的局部示意图。于本实施例中，夹持件23同时固定导光板25接近发光模块24的一侧与发光模块24整体，使得导光板25的入光面I₁与发光模块24之间维持一间距H₁。间距H₁的范围介于0.03毫米(mm)与0.3毫米(mm)之间。由于导光板25的背板卡合部251亦同时固定于背板21的导光板固定部211上。其中，导光板25的第一凸块252(夹持件卡合部)位于背板卡合部251以及入光面I₁之间，且靠近入光面I₁的位置。另一方面，夹持件23第一挡板231(导光板限制部)的第一转折部233则位于发光模块固定部232以及导光板固定部211之间，且靠近发光模块固定部232的位置。

因此，当平面显示装置20在进行环境温度变化测试过程或在运送过程中经历较大的温度变化时，夹持件23可维持导光板25的入光面I₁与发光模块24之间的间距H₁。此外，于本实施例中，第一凸块252的中心线与入光面I₁之间的垂直距离D1，其范围介于7毫米(mm)与70毫米(mm)之间。而以聚甲基丙烯酸甲酯等透明聚合物作为主要材料的导光板25，其线性热膨胀系数范围则可介于80/(10⁶K)与85/(10⁶K)之间，夹持件23的线性热膨胀系数的范围则介于20/(10⁶K)与25/(10⁶K)之间，例如：线性热膨胀系数为23/(10⁶K)铝或铝合金，但本发明并不以此为限。对于导光板25而言，夹持件23的线性热膨胀效果相对小很多，故一般可以忽略不计。

因此，当平面显示装置20经历较大的温度变化时，例如：摄氏60度，以线性热膨胀系数85/(10⁶K)计算，导光板25于垂直距离D₁内的膨胀变化约介于5.81×10^-4毫米(mm)与5.81×10^-3毫米(mm)之间，而间距H1的范围则介于0.03毫米(mm)与0.3毫米(mm)之间，故可有效地减少至间距H₁以内，使得导光板25的入光面I₁不会压迫到发光模块24而造成损坏，同时由于垂直距离D₁的膨胀变化甚小，其所造成的间距H₁变化甚微，以致于背光模块的辉度能维持恒定，不会有剧烈的变动。另外，在温度降低或温度变化降低时，由于先前入光面I₁并没有压迫到发光模块24的缘故，发光模块24可维持其预定位置，亦即间距H₁不会增加，故背光模块的辉度亦与温度升高或温度变化较大时相差无几。

请参考图5，其为本发明平面显示装置的背光模块，其第二实施例的局部示意图。其中，夹持件23’用来固定导光板25’的入光面I₂与发光模块24之间的间距H₂，发光模块24黏着、贴附或以其它方式固定于发光模块固定部232’上，发光模块固定部232’为L型弯折部或槽型弯折部，而第二挡板231’(或导光板限制部)则具有一底板234’以及延伸于底板234’上的一第二转折部233’，导光板25’的两个第二凸块252’、253’则与第二转折部233’互相接触卡合，并受到第二转折部233’的限制。其中，导光板25’、夹持件23’的线性热膨胀系数与间距H₂可参照第一实施例。当导光板25’受热膨胀时，第二凸块253’被第二转折部233’所限制，使得第二凸块252’的中心线与入光面I₂之间的垂直距离D₂，其膨胀可有效地减少至间距H₂以内。而在温度降低或温度变化减少时，由于先前入光面I₂并没有压迫到发光模块24的缘故，发光模块24可维持其预定位置，即间距H₂不会增加，故背光模块的辉度亦与温度升高或温度变化较大时相差无几。

请参考图6，其为本发明平面显示装置的背光模块，其第三实施例的局部剖面示意图。其中，夹持件33用来固定导光板35的入光面I3与发光模块34之间的间距H3，发光模块34贯穿且固定于夹持件33的开槽331中，而夹持件33可另通过一锁定件332将夹持件33固定于导光板35上。其中，导光板35、夹持件33的线性热膨胀系数与间距H₃可参照第一实施例。锁定件332与导光板35的入光面I₃之间的垂直距离为D₃，当导光板35受热膨胀时，锁定件332使得导光板35于垂直距离D₃内的膨胀，可有效地减少至间距H₃以内。而在温度降低或温度变化减少时，由于先前入光面I₃并没有压迫到发光模块34的缘故，发光模块34可维持其预定位置，即间距H₃不会增加，故背光模块的辉度亦与温度升高或温度变化较大时相差无几。

此外，由于发光模块在发光时亦为一热源，于前述各实施例中，夹持件可为热传导系数介于220W/(mK)与420W/(mK)之间的散热材料，例如：铝或铝合金，即可有效地针对固定于夹持件上的发光模块散热，但本发明并不以此为限。

虽然本发明的实施例披露如上所述，然而并非用以限定本发明，任何具有本发明所属技术领域的通常知识的人员，均可依本发明的实施例所披露的内容，对本发明的形状、结构或特征做些许的变更。因此，本发明所主张的保护范围，须视本说明书所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims

1.一种背光模块，其包含有：

一背板，包含一导光板固定部；

一导光板，包含一入光面、一端面与该入光面相接，该端面另包含一背板卡合部与一夹持件卡合部，该导光板通过该背板卡合部与该导光板固定部卡合，并固定于该背板上；

一夹持件，包含一导光板限制部与一发光模块固定部，该导光板限制部与该夹持件卡合部互相卡合，以限制该导光板的位移；以及

一发光模块，固定于该发光模块固定部上，且该发光模块与该入光面之间存在一间距。

2.如权利要求1所述的背光模块，其中该背板卡合部与该导光板固定部为彼此卡合的楔形或矩形结构。

3.如权利要求1所述的背光模块，其中该夹持件卡合部位于该入光面与该背板卡合部之间。

4.如权利要求1所述的背光模块，其中该夹持件卡合部为一第一凸块，该导光板限制部为一第一挡板。

5.如权利要求4所述的背光模块，其中该第一挡板另包含一对可与该第一凸块接触的第一转折部。

6.如权利要求1所述的背光模块，其中该夹持件卡合部为一对第二凸块，该导光板限制部为一第二挡板。

7.如权利要求6所述的背光模块，其中该第二挡板另包含一可与该第二凸块接触的第二转折部。

8.如权利要求1所述的背光模块，其中该导光板限制部位于该发光模块固定部与该导光板固定部之间。

9.如权利要求1所述的背光模块，其中该发光模块固定部为一面对该入光面的壁面，且该发光模块固定于该壁面。

10.如权利要求1所述的背光模块，其中该发光模块固定部为一开槽，该发光模块贯穿且固定于该开槽处。

11.如权利要求1所述的背光模块，该背光模块另包含一锁定件，该锁定件贯穿该导光板限制部与该导光板，以将该导光板限制部固定于该导光板上。

12.一种平面显示装置，包含：

一如权利要求1至权利要求11中任一项所述的背光模块；

一反射片，配置于该背板与该导光板之间；以及

一显示面板，对应于该背光模块设置。