CN101956936B - 侧光式背光模块与使用该背光模块的液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种侧光式背光模块以及使用此背光模块的液晶显示器，其可达成良好的区域调光。本侧光式背光模块包含一导光板，此导光板分成数个区域，该等区域构成之导光板的顶表面及底表面配置皆呈阶梯状。通过将相互连接的导光板区域以高低不同水平面配置，使两个相邻区域具有重叠部份，在每个区域的侧边均界定出空间以装设如发光二极管灯条之类的光源，从而能以侧光式照明实现背光模块的多区域调光。

Description

侧光式背光模块与使用该背光模块的液晶显示器
【技术领域】
本发明是有关于一种液晶显示技术，特别是有关于一种用于液晶显示器，可实现良好的区域调光(Local Dimming)的侧光式背光模块，及使用此种侧光式背光模块的液晶显示器。
【背景技术】
现今液晶显示器已成为显示技术的主流，广泛应用于各种电子产品，诸如行动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记型计算机屏幕等等。其中背光模块(Backlight Module)为决定液晶显示器显示质量的关键组件之一。一般来说，背光模块使用的照明光源包含电致发光源(ElectroLuminance；EL)、发光二极管(Light Emitted Diode；LED)、冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL)等三种。其中LED因其体积小、重量轻以及易于控制等优点而大量使用于小型液晶显示装置。
LED背光模块依照LED光源的配置可分为直下式与侧光式。其中直下式LED背光模块是将LED晶粒均匀配置在液晶面板下作为光源，使背光可以均匀传送到整个屏幕。
图1为习知技术之直下式LED背光模块的应用例示意图。为简明扼要起见，图中省略了若干组件。如图所示，于液晶显示器中，在一液晶玻璃10的下方，有LED数组20所构成的光源，该LED数组20具有呈行列排列的多个LED晶粒201。液晶玻璃10是中间夹有液晶膜的玻璃，应用的层面已经愈来愈广。由于此非本发明的重点，在此不予赘述。
在此种结构中，众多LED晶粒201排列在液晶玻璃10正下方以提供照明光给液晶玻璃10，可轻易实现区域调光。于本例中，液晶玻璃10分为A1～A6、B1～B6、C1～C6、D1～D6等区域。藉由控制各个区域对应的LED，可达成各个区域的区域调光。又，LED模块20可直接将热传递至背板(未图示)达成散热的目的。然而，此种方式所需要的LED晶粒数量繁多，消耗功率大，此外，因为多了一层LED数组20，因此组装后的液晶显示器(未图示)，其整体的厚度会较厚。
图2为习知技术之侧光式LED背光模块的应用例示意图。如图所示，是在液晶玻璃11的两个长侧边分别设置LED灯条22、24。以LED灯条24为例，系具有若干LED晶粒241。于本例中，LED灯条22是用来控制液晶玻璃11的区域A1～A6的亮度，而LED灯条24是用来控制液晶玻璃11的区域B1～B6。侧光式LED背光模块所需要的LED晶粒数量较少，但是，在此种结构中，由于只有安装在液晶玻璃11两侧的LED灯条22、24提供照明，而各LED晶粒照明的范围是有限的，因此可以调节明暗的区域数量相较于图1所示的直下式背光模块少了许多。
故，有必要提供一种改良的背光模块，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的主要目的在于提供一种侧光式背光模块，其能以有限的功率消耗达到提供多区域调光的目的。
本发明的另一目的在于提供一种液晶显示器，其具有一侧光式背光模块，其能以有限的功率消耗达到提供多区域调光的目的。
为达成本发明的前述目的，提供一种侧光式背光模块。所述侧光式背光模块包含：一导光板，分成若干区域，该等区域构成之导光板的顶表面及底表面皆呈阶梯状，以高低不同水平面呈阶梯状连接配置的两个相邻所述区域具有重叠部份，使得各区域具有一侧边暴露出来，呈阶梯状的该顶表面的阶梯走向与呈阶梯状的该底表面的阶梯走向相同；及若干光源，各光源是设置于所述导光板的该等区域其中之一所暴露出来的侧边处，用于照明该区域。
根据本发明，于所述侧光式背光模块中，所述导光板之相邻区域重叠部份，还有导光板的相邻区域均可通过设置反射层相互隔开。
根据本发明，于所述侧光式背光模块中，所述的光源是以LED灯条实施。
为达成本发明的前述目的，提供一种液晶显示器，具有一液晶面板与前述之背光模块。
所述液晶显示器尚具有一背板，该背板构成为阶梯状以适于容置该导光板以及该等光源。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
【附图说明】
图1是习知技术之直下式LED背光模块的应用例示意图。
图2是习知技术之侧光式LED背光模块的应用例示意图。
图3是本发明第一实施例之侧光式背光模块的立体示意图。
图4是图3之侧光式背光模块的截面示意图。
图5是本发明第二实施例之侧光式背光模块的截面示意图。
图6是本发明之侧光式背光模块与液晶显示器的背板配合的立体示意图。
图7是本发明第三实施例之侧光式背光模块的截面示意图。
【具体实施方式】
为让本发明上述目的、特征及优点更明显易懂，下文特举本发明较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。再者，本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧」、「底」、「顶」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
一般来说，液晶显示器至少包含液晶面板(如液晶玻璃)与背光模块，其中背光模块是用于提供液晶面板照明。背光模块通常包含光源、导光板以及其它光学膜片，诸如反射片、扩散片、偏光板等等。导光板一般为透光材质，例如光学压克力，用途是使得来自光源的光均匀散布到液晶显示器的显示面板。前述结构可设置于液晶显示器的一背板上。本发明主要是藉由设计导光板的特殊几何构造，搭配光源的特殊设置，以达成多区域调光的功效而不会大幅增加功率消耗。
请参见图3与图4，图3是本发明第一实施例之侧光式背光模块的立体示意图，而图4为该侧光式背光模块的截面示意图。根据本发明，一导光板(Light Guide Plate；LGP)100是分成若干区域，如图中所示的四个区域：A区110、B区120、C区130、D区140。与传统导光板不同的，这些导光板区域110～140不是排列在同一个平面上，至少其中两个相邻区域在水平方向配置成彼此有高低落差，亦即呈现阶梯状，例如A区110与B区120呈现阶梯状，其中A区110处于较高水平面，而B区120处于较低水平面；而C区130与D区140亦呈现阶梯状，其中D区140处于较高水平面，而C区130处于较低水平面。在本实施例中，相邻的B区120与C区130是并排配置于同一水平面。
根据本发明，藉由将导光板100的多个区域以高低不同的水平面排列配置，而使得可在每个区域的侧边都设置光源。如图中所示，于A区110的侧边设置条形光源，如LED灯条210。而B区120因为与A区110有高低落差，因此腾出空间得以在B区120的侧边设置条形光源，如LED灯条220。同理，在D区140的侧边设置有LED灯条240，因为C区130因为与D区140有高低落差，因此腾出空间得以在C区130的侧边设置LED灯条230。
各区域A区110、B区120、C区130、D区140的宽度大小是与光源(即灯条210、220、230、240)的照明范围有关。
藉由将导光板分成多个区域，并以高低不同的水平面呈阶梯状配置，从而可制造空间以便在各个区域的侧边都装设光源如LED灯条，各区域的调光通过控制对应的光源达成，因此，能制造大面积的背光模块同时能达成良好的区域调光。甚且，与传统的直下式背光模块相比，根据本发明的侧光式背光模块不需要使用如此大量的光源单位如LED晶粒，因此可减低功率消耗。
图5是本发明第二实施例之侧光式背光模块的截面示意图，其中相同的标号是指相同的组件。如同前一实施例所述，导光板100是由四个区域组成：A区110、B区120、C区130、D区140，其中A区110与B区120相邻连接，而A区110位于较高水平面而B区120位于较低水平面；B区120与C区130相邻连接而位于同一水平面(低水平面)；C区130与D区140相邻连，而C区130位于较低水平面而D区140位于较高水平面，而D区140与A区110是在相同的水平面(高水平面)。
如图所示，为维持导光板100具备一定程度的强度，B区120与A区110连接处呈现A区110与B区120重叠的现象。在此重叠部份中，对B区120来说，除了对应B区的LED光条220之外，尚会受到对应A区的LED光条210的影响，因为LED灯条210的照明范围应会及于A区110的尽头，亦即与B区120重叠之处。同样的，对A区110来说，与B区120重叠的部份，除了对应A区的LED灯条210之外，亦会受到B区的LED灯条220影响，因而产生混光的现象。
为了使B区120的光源(即LED灯条220)的光线不致进入A区110，并使A区110的光源(即LED灯条210)的光线不会进入B区120，于本实施例中，在A区110的底面以及相对于LED灯条210的一端(亦即重叠部份的一端)侧面设置反射层115与B区120隔开。同理，D区140的底面与重叠部的一端的侧面也设有反射层135。利用反射层115的设置，使A区110与B区120的重叠部份彼此隔开。同理，利用反射层135的设置，使C区130与D区140的重叠部份彼此隔开。在B区120与C区130的邻接结合面也可利用一反射层125彼此隔开以防止各自的光源光线互相干扰。如此，可使A区110、B区120、C区130、D区140形成一个连续且各区可分别独立控制的平面光源。
为了加强整个侧光式背光模块的固定与结构安定性，根据本发明，液晶显示器(未图示)的背板可以依据此种阶梯状侧光式背光模块的导光板100的底部轮廓构成为特殊形状，配合胶框来实现导光板100的固定，如图6所示，该图是本发明之侧光式背光模块与液晶显示器的背板配合的立体示意图。如所示，液晶显示器的背板50系形成为阶梯状，界定出一阶梯状的容置空间，恰好可以容置阶梯状的导光板100与配置于导光板100各区域110～140侧边之该等LED灯条210～240。
图7是本发明第三实施例之侧光式背光模块的截面示意图。于本实施例中，背光模块具有一导光板300，该导光板300由四个区域组成：A区310、B区320、C区330及D区340，并在各区的侧边设置光源如LED灯条410、420、430及440。其中与上述实施例不同之处在于，位于中间的两个区域B区320与C区330的形状有所改变，而不是如前面实施例中的单纯平板状。
如图所示，于本实施例中，B区320的厚度较厚，左侧边具有一凹槽324用于与A区320相嵌合，嵌合之后，A区310与B区320的顶表面是呈现平坦状，而因为厚度不同，A区310与B区320的底表面呈现阶梯状。B区320的凹槽324下方的侧边(图中为左侧边)是暴露出来的，B区320的凹槽324下方保留的厚度是足以使得可在B区320之左侧边、同时是A区310的下方设置LED灯条420，用于B区之照明。
同理，C区320的厚度较D区340为厚，且一侧边(于图中为右侧边)具有一凹槽334用于与D区340相嵌合，嵌合之后，D区340与C区330的顶表面是呈现平坦状，而因为厚度不同，D区340与C区330的底表面呈现阶梯状。C区330的凹槽334下方的侧边(图中为右侧边)是暴露出来的，C区330的凹槽334下方保留的厚度是足以使得可在C区330之右侧边、同时是D区340的下方设置LED灯条430，用于C区之照明。B区320与C区330厚度相同，彼此为镜像对称的形状。
此种结构可使导光板300更坚固，更易于固定。应注意的是，于上述说明中，虽然导光板300是顶表面呈平坦状而底表面呈阶梯状，但反之亦可。也就是说，可以是顶表面呈阶梯状，而底表面呈平坦状。此外，此种结构的四个导光板区域也可一体成形。又，如前面的实施例，亦可在区域重叠部份利用反射层来防止混光现象，方式类同，在此就不予赘述。
如图所示，本实施例之侧光式背光模块的导光板300的顶表面为平坦状，如同一般导光板，而底表面则呈现阶梯状，利用阶梯状产生的空间以装设用于分别照明B区320与C区330的LED灯条420与430。
应注意的是，以上虽然以四个区域示范性说明本发明的各个实施例，但并不限制于此，例如说，本发明之侧光式导光板可由三个区域组成，或由四个以上的区域组成。
综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但该较佳实施例并非用以限制本发明，该领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (6)

1.一种用于液晶显示器的侧光式背光模块，其特征在于：所述背光模块包含：
一导光板，分成若干区域，该等区域构成之导光板的顶表面及底表面皆呈阶梯状，以高低不同水平面呈阶梯状连接配置的两个相邻所述区域具有重叠部份，使得各区域具有一侧边暴露出来，呈阶梯状的该顶表面的阶梯走向与呈阶梯状的该底表面的阶梯走向相同；及
若干光源，各光源是设置于所述导光板的该等区域其中之一所暴露出来的侧边处，用于照明该区域。
2.根据权利要求1所述的侧光式背光模块，其特征在于：在所述导光板的该等区域中有两个相邻所述区域于同一水平面并排配置。
3.据权利要求2所述的侧光式背光模块，其特征在于：所述导光板尚包含一反射层用于将该并排配置的两个相邻区域的邻接结合面彼此隔开。
4.根据权利要求1所述的侧光式背光模块，其特征在于：所述导光板尚包含一反射层在所述重叠部份将所述两个相邻区域彼此隔开。
5.一种液晶显示器，具有一液晶面板与一背光模块，其特征在于：所述背光模块为权利要求1至4任意一权利要求所述的侧光式背光模块。
6.根据权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于：所述液晶显示器尚具有一背板，该背板构成为阶梯状以适于容置该导光板以及该等光源。
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