CN101818874B - 液晶显示器及其背光模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种液晶显示器及其背光模块，其中背光模块包括导光板、发光模块及多个弹性元件。发光模块包括多个发光二极管。发光二极管朝导光板侧边的一入光面发光。弹性元件的两端分别连接导光板与发光模块，以使导光板紧邻发光二极管。本发明的液晶显示器及其背光模块在任何状况下都可尽可能地缩小导光板侧边与光源之间的间隙，甚至达成零间隙，实现导光板较理想的出光效率，进而提供显示面板足够的照明光线。

Description

液晶显示器及其背光模块

技术领域

本发明涉及液晶显示器领域，特别涉及一种液晶显示器及其背光模块。

背景技术

背光模块(Back Light Module，BLM)为液晶显示器(Liquid CrystalDisplay，LCD)的关键零组件，藉由背光模块供应亮度充分且均匀的光源，使液晶面板(Liquid Crystal Panel，LCP)显示影像。背光模块依光源位置大致可分为「侧光式」及「直下式」设计，其中「侧光式」设计的背光模块是将光源设置在导光板侧边，再利用导光板控制光束行进方向，以提供液晶面板均匀的光源。

然而，当液晶显示器在测试或搬运时，经常导致导光板侧边与光源之间产生不预期的间隙，使得导光板提供光束的出光效率便会随着两者的间隙的增大而快速下降。

此外，由于环境温度变化的因素，环境温度上升时，导光板会膨胀，当温度下降时，导光板会收缩，经过数次的热胀冷缩后，便会使得导光板产生位置偏移，而改变导光板与光源间的间隙，进而衰减导光板的出光效率。

发明内容

本发明的一目的提供一种液晶显示器及其背光模块，以提供显示面板足够的照明光线。

本发明的另一目的提供一种液晶显示器及其背光模块，藉由强制光源紧邻在导光板侧边的观念，以避免衰减导光板的出光效率。

本发明的一实施态样，液晶显示器的一背光模块包括一导光板、一发光模块及多个弹性元件。导光板具有相对的正面及反面，以及环绕正面与反面的四侧面，这些侧面之一为一入光面。发光模块包括一电路基板与多个发光二极管。这些发光二极管排列在电路基板上，并朝入光面发光。各弹性元件的相对两端分别连接导光板与发光模块，以使导光板紧邻至少一个发光二极管。还包括一限位凸柱，设置在所述发光模块上，当所述导光板的入光面被迫朝所述复数个发光二极管的发光面的方向压迫时，可被所述限位凸柱抵挡后形成一间距。

本发明的另一实施态样，液晶显示器包括如上所述的背光模块；以及一显示面板，对应于所述背光模块配置。

本发明的另一实施态样，液晶显示器包括一显示面板、一背光模块及一收纳结构。背光模块容置在收纳结构内，并对应于显示面板配置。背光模块包括一导光板、一发光模块及多个弹性元件。导光板具有相对的正面及反面，以及环绕正面与反面的四侧面，这些侧面之一为一入光面。发光模块包括一电路基板与多个发光二极管。这些发光二极管排列在电路基板上，并朝入光面发光。各弹性元件的一端连接导光板，其另一端则连接收纳结构或发光模块，以使导光板紧邻至少一个发光二极管。还包括一限位凸柱，设置在所述收纳结构上或所述发光模块上，当所述导光板的入光面被迫朝所述复数个发光二极管的发光面的方向压迫时，可被所述限位凸柱抵挡后形成一间距。

综上所述，本发明的液晶显示器及其背光模块在任何状况下都可尽可能地缩小导光板侧边与光源之间的间隙，甚至达成零间隙，实现导光板较理想的出光效率，进而提供显示面板足够的照明光线。

附图说明

为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的详细说明如下：

图1为本发明液晶显示器的背光模块在一实施例中的示意图；

图2A为本发明液晶显示器的背光模块的连接位置在一实施例中的位置示意图；

图2B为本发明液晶显示器的背光模块的连接位置在另一实施例中的位置示意图；

图3A为本发明液晶显示器的背光模块的连接位置在又一实施例中的位置示意图；

图3B为本发明液晶显示器的背光模块的连接位置在又一实施例中的位置示意图；

图4为本发明液晶显示器的背光模块的连接位置在又一实施例中的位置示意图；

图5至为本发明液晶显示器的背光模块的发光模块及弹性元件在又一实施例中的配置示意图；

图6为本发明液晶显示器的背光模块的发光模块及弹性元件在又一实施例中的配置示意图；

图7为本发明液晶显示器的背光模块的发光模块及弹性元件在又一实施例中的配置示意图；

图8为本发明液晶显示器的背光模块的弹性元件连接至导光板反面的实施例中的示意图；

图9为本发明液晶显示器的背光模块在又一实施例中的局部示意图；

图10A为本发明液晶显示器的导光板具有的凸耳的示意图；

图10B为图10A的一侧视图；

图11A及图11B为本发明液晶显示器的弹片结构的示意图。

主要组件符号说明

100：液晶显示器    530：灯罩

200：显示面板        531：延伸部

300：背光模块        532：连接部

400：导光板          600：弹性元件

410：正面            601：第一端

411：有效出光区域    602：第二端

412：周边区域        610：凸缘

413：网点            620：紧箍件

420：反面            630：弹簧结构

430：侧面            640：弹片结构

431：凹孔            641：风琴折弹片

432：凸耳            642：钩环弹片

500：发光模块        700：收纳结构

510：电路基板        P：连接位置

511：限位凸柱        G：合理间距

520：发光二极管

具体实施方式

以下将以图示及详细说明清楚说明本发明的精神，如熟悉这技术的人员在了解本发明的实施例后，应当可以由本发明所教示的技术，加以改变及修饰，其并不脱离本发明的精神与范围。

图1为本发明液晶显示器的背光模块在一实施例中的示意图。本发明提出一种液晶显示器100，液晶显示器100至少包括一背光模块300及一显示面板200。背光模块300至少包括一导光板400、一发光模块500及多个弹性元件600。显示面板200对应于背光模块300的导光板400配置。

导光板400，例如可以为一厚度均匀的矩形板或一厚度由大至小的楔形板，具有相对的正面410及反面420，以及环绕其正面410与反面420的四个侧面430，其正面410或反面420的面积均大于其中任一侧面430的面积，且导光板400的正面410具有一有效出光区域411以及环绕该有效出光区域411的一周边区域412。有效出光区域411，其表面也即一出光面，例如呈矩形，可具有长边及短边。

此外，导光板400的任一个侧面430都可为一用以导引入光线进入导光板400的入光面，而有效出光区域411用以送出光线至显示面板200，供显示面板200显示画面。

发光模块500大致位于导光板400的侧面430之一，也即入光面，包括至少一电路基板510与多个发光二极管520(Light Emitting Diode，LED)。这些发光二极管520线性排列地镶设在这电路基板510上以构成一灯条(Light Bar)。这些发光二极管520共同面对上述的入光面，并共同朝向这入光面发光。电路基板510可例如为硬式印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)、金属基板(Metal Core Printed Circuit Board，MCPCB)或软式印刷电路板(F1exible Printed Circuit Board，FPC)。

弹性元件600具有相对的第一端601及第二端602，其第一端601连接导光板400，其第二端602连接一连接位置P。

由于弹性元件600具有受到外力形变，以及待外力消失后则形变回复的本质，故可安排弹性元件600以使导光板400的入光面朝这些发光二极管520的发光面的方向压迫，并紧邻在这些发光二极管520的发光面，使其不致远离这些发光二极管520，或者与这些发光二极管520的发光面产生间隙。

需说明的是，只要可提供弹性元件600的连接，以便弹性元件600可持续对这导光板400提供一应力，以使该导光板400朝发光二极管520的方向压迫即可，上述的连接位置P可为液晶显示器100中的任一适当位置，例如为一用以收纳背光模块300的收纳结构或背光模块300中的组件。此外，连接位置P也可更进一步地位于液晶显示器100中相对于发光二极管520远离导光板400的位置，意即发光二极管520是位于导光板400与连接位置P之间。

以下将根据上述描述公开出数个连接位置P的实施例以进一步阐明这些不同的连接位置P的细节，然而，连接位置P在说明书的例子仅为说明，本发明并不仅限于此。设计人员可依上述的各原则选择适当的连接位置P。

图2A为本发明液晶显示器的背光模块的连接位置P在一实施例中的位置示意图。图2B为本发明液晶显示器的背光模块的连接位置P在另一实施例中的位置示意图。

发光模块500还包括一灯罩530，灯罩530具有一呈U字形(图2B)的横截面，并具有二个不同长度的延伸部531及一相接两延伸部531的连接部532，连接部532与延伸部531可以直角或圆角相接，其中较长的延伸部531承载并容置上述的灯条及部份或全部的导光板400。上述的连接位置P可位于灯罩530的延伸部531的任一上(图2A)，或者，连接位置P可进一步地位于灯罩530相对于发光二极管520远离导光板400的连接部532上(图2B)。

图3A为本发明液晶显示器的背光模块的连接位置P在又一实施例中的位置示意图。图3B为本发明液晶显示器的背光模块的连接位置P在又一实施例中的位置示意图。

发光二极管520可例如为侧视型发光二极管组件(Side View LED)(图3A)或顶视型发光二极管组件(Top View LED)(图3B)。上述的连接位置P可位于这侧视型发光二极管520组件或顶视型发光二极管520组件的电路基板510上(图3A或图3B)。

当发光二极管520为一侧视型发光二极管组件时，上述的连接位置P也可进一步地位于电路基板510镶设发光二极管520的一面且远离导光板400的位置(图3A)。在其它实施例中，上述的连接位置P也可位于电路基板510未镶设发光二极管520的另一面。

图4为本发明液晶显示器的背光模块的连接位置在又一实施例中的位置示意图。

本发明又一实施例，液晶显示器100又包括一收纳结构700，收纳结构700例如为一胶框(Frame)或一金属框架(Bezel)或金属背板(Cover)，用以收纳上述的背光模块300。上述的连接位置P可位于收纳结构700上，使得弹性元件600的第二端602连接至收纳结构700上。

详细而言，相较于弹性元件600的第一端601与发光模块500的距离，上述的连接位置P可位于收纳结构700上且远离发光模块300的位置(见图4左侧)；或者，相较于弹性元件600的第一端601与发光模块500的距离，上述的连接位置P可位于收纳结构700上且邻近发光模块500的位置(见图4右侧)，而且，可更进一步地，发光模块300介于连接位置P与导光板400之间。

如此，当测试导光板400、搬运导光板400或导光板400受温度影响而膨胀收缩，而可能改变导光板400与这些发光二极管520的间距时，例如：当环境温度上升时，导光板会膨胀，而当温度下降时，导光板则会收缩，经过数次的热胀冷缩后，便会使得导光板产生位置偏移，而改变导光板与光源间的间隙。导光板400会因弹性元件600对导光板与收纳结构或发光模块持续地提供一应力压迫，而与这些发光二极管520保持紧邻关系。

另外，图5至图7为本发明液晶显示器的背光模块的发光模块及弹性元件在不同实施例中的配置示意图。背光模块300并不仅局限于设置发光模块500在导光板400的单一侧面430的入光面(如图1)，设计人员也可设置不同的发光模块500对应于导光板400的两相对侧面430(如图5、图7)、三相邻侧面(未图示)或四周围侧面430(如图6)。于是设计人员可依这导光板400的入光面的数量及位置，对这导光板400的不同入光面提供适当数量及位置的弹性元件600。

此外，关于弹性元件600与导光板400相连接的变化细节之一，这些弹性元件600可搭配上述连接位置P的任一实施例后，而以弹性元件600的第一端601连接在这导光板400邻接其入光面430的两侧面430(如图1、图5)上。

举例而言，见图5所示，当导光板400的两相对的侧面430为入光面时，即两组发光模块500被设置对应于导光板400的两相对侧面430，以及对应数量的弹性元件600便被设置在导光板400的另两相对的侧面430，其中弹性元件600的第一端601连接导光板400邻接其入光面的两侧面430，弹性元件600的第二端602连接灯罩530的任一位置。在本实施例中，弹性元件600的第一端601的位置以邻近所对应的发光模块500较佳，也即弹性元件600的长度不宜过长。在本实施例中，弹性元件600的长度小于对应的侧面430长边尺寸的二分之一，以缩短导光板400与弹性元件600连接处的施力点至发光二极管520的距离，并有效减缓导光板400所可能产生的弯曲形变(Buckling)。

关于弹性元件600与导光板400相连接的变化细节之二，这些弹性元件600可搭配上述连接位置P的任一实施例后，而以弹性元件600的第一端601连接在这导光板400的周边区域412上，而且是沿着有效出光区域411短边的延伸方向的位置，如图7所示。请再参阅图6，当四组发光模块500被设置对应于在导光板400的四周围侧面430，意即导光板400的四周围侧面430均为入光面时，对应数量的弹性元件600便可被设置在导光板400的周边区域412的角隅处上。在图6与图7的实施例中，弹性元件600并不会挡到对应侧及/或相邻侧的发光二极管520发光，故导光板400的有效出光区域411上，可选择性地配置均匀分布的网点或不配置任何网点。

关于弹性元件600与导光板400相连接的变化细节之三，弹性元件600的第一端601连接在这导光板400的反面420(如图8)，以及弹性元件600的第二端602连接在电路基板510背对这些发光二极管520的一面。

见图9所示，图9为本发明液晶显示器的背光模块在又一实施例中的局部示意图。导光板400的有效出光区域411上，邻近这些弹性元件600的第一端601的位置处，可选择性地配置有用以控制出光强度的网点413。

如此，当各入光面所邻近的弹性元件600影响到发光模块500对其有效出光区域411的出光效率时，网点413即可控制导光板400的有效出光区域411的出光强度。

原则上，网点413分布的区域面积大小没有限定。其主要关键在于有效出光区域411内的单位面积中，网点413分布的区域总面积所占的百分比愈高，出光则相对地增多；反之，其百分比愈低，出光则相对地减少，意即网点413所分布的密度越疏，其出光强度越弱，反之，网点413所分布的密度越密，其出光强度越强。因此，在本实施例中，由于弹性元件600会挡到相邻侧的发光二极管520发光，故在被挡到发光二极管520附近的有效出光区域411的角隅处上，配置有分布密度较高的网点413，例如：分布密度大于等于50％，惟设计人员可依实际状况调整。在其它实施例中，也可以只在被挡到发光二极管520附近的有效出光区域411的角隅处上，配置有网点413，而在有效出光区域411的其余位置上，则不配置任何网点。

较佳地，这些弹性元件600的第一端601可选择连接在导光板400的侧面430、周边区域412或反面420上，且为其中间邻近发光模块500的半部位置(如图4至图10B等所示)。

如此，由于对导光板400最远离入光面的一侧面430予以施力以使导光板400朝这些发光二极管520的方向紧抵，而对导光板400整体所产生的形变量，将大于对导光板400中间邻近发光模块500的半部位置予以施力以使导光板400朝这些发光二极管520的方向前进，对导光板400整体所产生的形变量。

所以，基于导光板400的施力点至发光二极管520的距离愈长，导光板400被施力下的变形量会愈大的原则下，本实施例中，弹性元件600的第一端601选择连接导光板400中间邻近发光模块500的半部位置的技术手段，将有利于减缓导光板400所可能产生的弯曲形变。

图10A为本发明液晶显示器的导光板具有的凸耳的示意图。图10B为图10A的一侧视图。

实作上，这导光板400对应弹性元件600的第一端601的连接处具有多个凸耳432(图10A)。各弹性元件600的第一端601可为一紧箍件620，以套住并固定在任一凸耳432上，藉此对导光板400施力。

相反地，请再参阅图2A及图2B，这导光板400对应弹性元件600的第一端601的连接处具有多个凹孔431。各弹性元件600的第一端601可为一凸缘610以伸入并固定在对应的凹孔431中，藉此对导光板400施力。

再参阅图1、图11A及图11B所示，图11A及图11B为本发明液晶显示器的弹片结构的示意图。

弹性元件600的种类可包括一弹簧结构630、一弹片结构640。而弹簧结构630可为一呈螺旋状的伸缩弹簧或拉撑弹簧642等等。弹片结构640呈片状，可为一C型弹片、U型弹片或风琴折弹片641，其中风琴折弹片641可视为由多个片状物体所组成的弹片结构。

此外，除了导光板400侧边与发光二极管520之间不具有间隙时(如图1、图2B等)，导光板400可提供较理想的出光效率外，设计人员可依实际状况调整导光板400侧边与发光二极管520间的一合理间距G(例如0～2毫米)，使其仍可提供合理的出光效率。请参阅图8与图10B，设计人员可在收纳结构700上或发光模块500上设置一限位凸柱511，当导光板400的入光面被迫朝这些发光二极管520的发光面的方向压迫时，可被限位凸柱511抵挡后形成上述的合理间距G。

由于所有发光二极管520在现实状态下并非绝对可与导光板400侧边不具有间隙或具有统一间距，因此，可容许部份发光二极管520与导光板400侧边仅保持零间隙或合理间距。

综上所述，本发明的液晶显示器100及其背光模块300无论在任何状况下，包括测试、搬运或环境温度所导致的局部膨缩变形，都可保持导光板400与发光二极管520的相对位置，以便缩小导光板400与光源之间的间隙，甚至达成零间隙，实现导光板400较理想的出光效率，进而提供显示面板200足够的照明光线。

本发明所公开如上的各实施例中，并非用以限定本发明，任何熟习该技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可以作各种的改动与润饰，因此本发明的保护范围应当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (11)

1.一种背光模块，其特征在于，所述背光模块包括：

一导光板，具有相对的正面及反面，以及环绕所述正面与反面的四个侧面，所述侧面之一为一入光面；

一发光模块，包括一电路基板与复数个发光二极管，所述发光二极管排列在所述电路基板上，并朝所述入光面发光；以及

复数个弹性元件，每一所述弹性元件的相对两端分别连接所述导光板与所述发光模块，以使所述导光板紧邻所述发光二极管至少之一；

一限位凸柱，设置在所述发光模块上，当所述导光板的入光面被迫朝所述复数个发光二极管的发光面的方向压迫时，可被所述限位凸柱抵挡后形成一间距。

2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述弹性元件的一端连接在所述导光板邻接所述入光面的一侧面上。

3.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述导光板的所述正面具有一有效出光区域与一周边区域环绕所述有效出光区域，所述弹性元件的一端连接在所述周边区域上。

4.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述弹性元件的一端连接在所述导光板的所述反面上。

5.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述弹性元件的一端连接所述导光板，且连接在所述导光板邻近所述入光面的位置上。

6.如权利要求3所述的背光模块，其特征在于，所述导光板的所述有效出光区域上，邻近所述弹性元件的一端的位置处，配置有用以控制出光强度的网点。

7.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于，所述发光模块另包括一灯罩，所述电路基板与所述发光二极管是构成一灯条，并容置在所述灯罩内。

8.如权利要求7所述的背光模块，其特征在于，所述弹性元件的另一端连接在所述发光模块的所述灯罩上。

9.如权利要求7所述的背光模块，其特征在于，所述弹性元件的另一端连接在所述灯条的所述电路基板上。

10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括：

一如权利要求1-9其中的一所述的背光模块；以及

一显示面板，对应于所述背光模块配置。

11.一种显示装置，其特征在，所述显示装置包括：

一显示面板；

一收纳结构；以及

一背光模块，容置在所述收纳结构内，并对应于所述显示面板配置，其包括：

一导光板，具有相对的正面及反面，以及环绕所述正面与所述反面的四侧面，所述侧面之一为一入光面；

一发光模块，包括一电路基板与复数个发光二极管，所述发光二极管排列在所述电路基板上，并朝所述入光面发光；以及

复数个弹性元件，位于所述收纳结构内，每一个所述弹性元件的相对两端分别连接所述导光板与所述收纳结构或所述发光模块，以使所述导光板紧邻所述发光二极管至少之一；

一限位凸柱，设置在所述收纳结构上或所述发光模块上，当所述导光板的入光面被迫朝所述复数个发光二极管的发光面的方向压迫时，可被所述限位凸柱抵挡后形成一间距。

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