CN102679243A - 背光模块及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光模块及显示装置。显示装置包括此背光模块和显示面板。此背光模块包括背板、导光板及光源，背板包括多个背板凸部及其对应的背板凹部，导光板包括多个凹部，背板的背板凸部是嵌入导光板的所述凹部内，光源设置于所述导光板的至少一侧。本发明可利用背板的背板凹部来改善散热效果。

Description

背光模块及显示装置
【技术领域】
本发明涉及一种背光模块及显示装置，特别是涉及一种可改善散热效率的背光模块及显示装置。
【背景技术】
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)已被广泛应用于各种电子产品中，液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其是由液晶显示面板及背光模块(backlight module)所组成。背光模块可依照光源入射位置的不同分成侧向式入光(Side-light type)与直下式入光(Direct-light type)两种，以便提供背光源至液晶显示面板。
由于液晶显示器工作时所产生的热量会影响液晶显示器的效能，因而液晶显示器的散热方式相当地重要。在侧向式入光背光模块中，光源例如为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，其设置导光板的入光面一侧。然而，发光二极管的热量容易累积在液晶显示器的一侧，造成散热不均的问题，而影响发光二极管的发光效率及液晶显示器的显示质量。
故，有必要提供一种背光模块及显示装置，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背光模块，所述背光模块包括：
背板，具有相对的第一面及第二面，其中所述背板包括多个背板凸部及其对应的背板凹部，所述背板凸部形成于所述第一面上，所述背板凹部形成于所述第二面上；
导光板，设置于所述背板的所述第一面上，其中所述导光板包括多个凹部，所述背板的所述背板凸部是嵌入所述导光板的所述凹部内；以及
多个光源，设置于所述导光板的至少一侧。
本发明的另一目的在于提供一种显示装置，所述显示装置包括：
显示面板；以及
背光模块，包括：
背板，具有相对的第一面及第二面，其中所述背板包括多个背板凸部及其对应的背板凹部，所述背板凸部形成于所述第一面上，所述背板凹部形成于所述第二面上；
导光板，设置于所述背板的所述第一面上，其中所述导光板包括多个凹部，所述背板的所述背板凸部是嵌入所述导光板的所述凹部内；以及
多个光源，设置于所述导光板的至少一侧。
在本发明的一实施例中，至少部分的所述背板凹部是位于所述背板的一温度分布图的一高温区域中，所述温度分布图是在所述背板凹部形成于所述背板之前所预先量测。
在本发明的一实施例中，所述光源设置于所述背板的相对的第一侧和第二侧，所述背板凹部排列于所述背板的所述第一侧与所述第二侧，且所述背板凹部的排列形状为三角形。
在本发明的一实施例中，位于所述背板的所述第一侧的所述背板凹部的排列面积、排列密度或数量是小于所述第二侧的所述背板凹部的排列面积、排列密度或数量。
在本发明的一实施例中，所述导光板的该凹部是位于所述多个光源之间，且每一所述凹部的宽度是小于该光源之间的间距。
在本发明的一实施例中，所述凹部的侧面与该导光板的光反射面之间的角度是介于90度与175度之间。
在本发明的一实施例中，所述凹部的侧面与该导光板的光反射面之间的角度是介于135度与165度之间。
在本发明的一实施例中，所述凹部的侧面可为倾斜平面或倾斜曲面。
在本发明的一实施例中，所述光源设置于所述背板一侧，所述背板凹部是排列成一三角形。
相较于现有的背光模块具有热量集中的问题，本发明的背光模块和显示装置可增加背板的局部区域的散热面积，其是依据光源的设置位置来决定，因而可有效率地散逸光源的热量。因此，本发明的背光模块和显示装置可改善散热效果，并可均匀化温度分布，以确保显示装置的显示质量。再者，通过导光板的凹部，导光板可轻易地定位于背板上，且可减少导光板的重量。又，导光板的凹部上可形成反射斜面，以改善光源之间的发光不均匀情形，确保背光模块的发光均匀性。
为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：
【附图说明】
图1为本发明显示装置的一实施例的示意图；
图2为本发明背板的一实施例的下视图；
图3为本发明背板的一实施例的剖面图；
图4为本发明背光模块的另一实施例的温度分布图；以及
图5为本发明背板的另一实施例的下视图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」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。
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
请参照图1，其为本发明显示装置的一实施例的示意图。在本实施例中，背光模块100为侧向式入光的背光模块，其相对于一显示面板101(例如液晶显示面板)来设置，而形成一显示装置(例如液晶显示装置)。背光模块100包括有背板110、光源120、导光板130、反射层140及光学膜片150。背板110用于装设光源120、导光板130、反射层140及光学膜片150。光源120设置于导光板130的一侧，用以侧向发光至导光板130内，并由导光板130来导引出光。反射层140形成于背板110与导光板130之间，用以反射光源120的光线。光学膜片150设置于导光板130上，以改善光学效果。
请参照图2至图3，图2为本发明背板的一实施例的下视图，图3为本发明背板的一实施例的剖面图。本实施例的背板110是由不透光材质所制成，例如：塑胶材料、金属材料或上述材料的组合，背板110的材料优选为具有良导热性的金属，例如铝。背板110具有相对的第一面111和第二面112，其中背板110包括多个背板凸部113及其对应的多个背板凹部114，背板凸部113是形成于第一面111上，背板凹部114是对应于背板凸部113，而形成于第二面112上，用以增加背板110的散热面积，改善背板110的散热效果。这些背板凸部113及其对应的背板凹部114及可依需求而利用例如冲压、精密铸造、铸造、机械加工、压铸或锻造等一体成型方式来制造。这些背板凸部113可具有不同的剖面形状，例如圆弧形、三角形、矩形或其它任意形状。在本实施例中，这些背板凸部113可为多个长条状凸部(如图2所示)。其中，至少部分的背板凸部113是位于背板110的一温度分布图的一高温区域中，所述温度分布图是在背板凸部113形成于背板110之前所预先量测，用以得知背板110的热量集中情形。一般，此温度分布图的高温区域内的温度是约大于中间温度，此中间温度为背板110的最高温度与最低温度的平均。
如图1所示，在本实施例中，光源120可为多个发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，可其设置于一电路板121上，而形成发光灯条(Light Bar)。电路板121例如为印刷电路板(Printed circuit board，PCB)或软性印刷电路板(Flexible Printed Circuits，FPC)。又，在本实施例中，背板凹部114(背板凸部113)与背板110的之间可具有一预设距离，用于设置光源120于导光板130的一侧。
如图1所示，本实施例的导光板130是利用射出成型(Injection Molding)的方式来制成，其材料为光硬化型树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)，用以导引光源120的光线至液晶显示面板101。导光板130具有出光面131、光反射面132及侧入光面133。出光面131形成于导光板130的一侧，并面对液晶显示面板101，出光面131可具有雾面处理或散射点设计，以便均匀化导光板130的出光，减少出光不均(Mura)的现象。在另一实施例中，出光面131更可设有若干个突出结构(未绘示)，以便进一步修正光线的方向，来增加聚光效果，并提高正面辉度。其中此些突出结构可例如为：棱形或半圆形的凸起或凹陷结构等。光反射面132是形成导光板130相对出光面131的另一侧，用以反射光线至出光面131。在本实施例中，导光板130的光反射面132平行于出光面131。光反射面132可设有导光结构(未绘示)，以反射导引光线由出光面131射出。光反射面132的导光结构例如是呈连续性的V形结构，亦即V-Cut结构、雾面结构、散射点结构，以便导引光源120的光线充分的由出光面131射出。侧入光面133形成于导光板130的一侧或相对两侧，其对应于光源120，用以允许光源120所发出的光线可进入导光板130内。且此侧入光面133可具有例如V形结构(V-Cut)、S形波浪结构或表面粗糙化处理(未绘示)，以此提升光线的入射效率和光耦合效率。
在本实施例中，如图2及图3所示，导光板130包括多个凹部134，凹部134是形成于光反射面132上，并可连通至侧入光面133。导光板130的凹部134的形状优选是对应于背板110的背板凸部113的形状，使得背板110的背板凸部113可对应嵌入导光板130的凹部134内。因此，通过背板110的背板凸部113及导光板130的凹部134，导光板130可轻易地定位于背板110上。再者，凹部134的设计可减少导光板130的重量，以进一步减少背光模块100的整体重量。
如图1所示，本实施例的反射层140(或反射片)优选可形成导光板130的光反射面132的表面(包括凹部134的表面)，而仅暴露出用以允许光线进入的侧入光面133以及用以发出光线的出光面131。反射层140可由高反射率材料所制成，例如银、铝、金、铬、铜、铟、铱、镍、铂、铼、铑、锡、钽、钨、锰、上述任意组合的合金、耐黄化且耐热的白色反射漆料或上述材料的任意组合，以反射光线。
如图1所示，本实施例的光学膜片150例如为：扩散片、棱镜片、逆棱镜片(Turning Prism Sheet)、增亮膜(Brightness Enhancement Film，BEF)、反射式增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film，DBEF)、非多层膜式反射偏光片(Diffused Reflective Polarizer Film，DRPF)或上述的任意组合，其设置于导光板130上，用以改善由导光板130出光的光学效果。
如图1至图2所示，本实施例的背板110的背板凹部114的形成位置亦可依据光源120的位置来决定，亦即至少部分的背板凹部114是靠近于光源120的下方，以有利于光源120的散热，并改善光源120的热量集中问题。在本实施例中，光源120可仅设置于导光板130的一侧，亦即位于背板110的一侧。此时，背板凹部114可形成于背板110的背面(第二面112)上，并排列于来靠近背板110的所述侧，以有利于光源120的散热，并可均匀化背板110的温度分布。
在本实施例中，如图2及图3所示，当光源120可为多个发光二极管时，导光板130的凹部134优选是位于光源120之间，且每一凹部134的宽度是小于光源120之间的间距，以避免凹部134阻碍光源120的光线。此时，凹部134可连通至侧入光面133，且凹部134的侧面可形成为反射斜面，用于反射光源120之间的光线向出光面131发出，以增加光源120间隙处的出光量，均匀化该多个光源120的出光，而可改善光源120之间的发光不均匀情形，亦即热点(hot spot)问题。又，凹部134的侧面可为倾斜平面或倾斜曲面，且凹部134的侧面与光反射面132之间的角度θ优选是介于90度与175度之间，例如介于135度与165度之间，又例如是介于135度与157.5度之间，用于有效地反射光源120之间的光线来朝显示面板101发出，改善背光模块100的热点问题。
如图2所示，本实施例的背板110的背板凹部114的排列形状、排列密度或数量可依据背光模块100的热量分布情形来决定。若光源120在背板110上的位置已被决定，在光源120正常地发光一段预设时间后，背光模块100可具有特定的热量分布情形(温度分布图)。例如，一般，具有光源设置于背板一侧的背光模块，其可能具有实质三角形的热量分布。因此，在本实施例中，背板凹部114可排列成一三角形，其对应于背板110的热量集中分布区(温度分布图的高温区域)，以提高背板110的中间部分的散热面积，因而可对应地改善背板110的散热效果，并可均匀化背板110的温度分布。然不限于此，背板凹部114亦可依据背光模块100的热量分布情形来排列成其它形状。
当背光模块100的光源120发光来提供背光至显示面板101时，由于背板110的背面在对应于光源120的位置设有多个背板凹部114，因而可增加光源120附近的散热效率，避免光源120的热量集中，且可确保光源120的发光效率。因此，背光模块100的背板110可改善散热效果，并均匀化背光模块100的温度分布，以确保显示装置的显示质量。
请参照图4和图5，图4为本发明背光模块的另一实施例的温度分布图，图5为本发明背板的另一实施例的下视图。在另一实施例中，光源120可设置于背板210的相对的第一侧215和第二侧216，导光板130可设于光源120之间。背板210的背板凹部214可分别靠近于背板210的第一侧215与第二侧216，用以增加背板210在第一侧215与第二侧216处的散热面积，以有利于光源220的散热。再者，背板210的背板凹部214形成位置、排列形状、排列密度或数量可依据背板210的一温度分布图来决定，所述温度分布图是在背板凹部214形成于背板210之前所预先量测。此温度分布图可利用一温度侦测器来量测，用以表示背板210在形成背板凹部214之前的温度分布情形。例如，当显示装置为直立且为开启状态时，背板210的第一侧215与第二侧216是分别位于显示装置的上方及下方。此时，由背光模块 (背板210)的温度分布图可知，背板210的高温区域(如图4所示，高温区域的温度约为32℃以上)是分别靠近于第一侧215与第二侧216，且背光模块的高温区域是近似于三角形。因此，背板210的背板凹部214可分别排列于第一侧215与第二侧216，且其排列形状是呈三角形。又，由于显示装置在直立时的上方处的散热效果较佳，因此，位于背板210的第一侧215(对应于显示装置的上方)的背板凹部214的排列面积、排列密度或数量可小于第二侧216(对应于显示装置的下方)的背板凹部214的排列面积、排列密度或数量。因此，背板凹部214可预先依据背板210的所预先量测的温度分布图来配置，以均匀背光模块200的散热，进而确保显示装置的显示质量。
由上述可知，本发明的背光模块和显示装置可通过背板的背板凹部来增加散热面积，且背板凹部的配置是依据光源的设置位置来决定，因而可有效率地散逸光源的热量，改善光源的热量集中问题。再者，通过导光板的凹部，导光板可轻易地定位于背板上，且可减少导光板的重量。又，导光板的凹部上可形成反射斜面，以改善光源之间的发光不均匀情形，确保背光模块的发光均匀性。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本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 (10)

1.一种背光模块，其特征在于：所述背光模块包括：
背板，具有相对的第一面及第二面，其中所述背板包括多个背板凸部及其对应的背板凹部，所述背板凸部形成于所述第一面上，所述背板凹部形成于所述第二面上；
导光板，设置于所述背板的所述第一面上，其中所述导光板包括多个凹部，所述背板的所述背板凸部是嵌入所述导光板的所述凹部内；以及
多个光源，设置于所述导光板的至少一侧。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：至少部分的所述背板凹部是位于所述背板的一温度分布图的一高温区域中，所述温度分布图是在所述背板凹部形成于所述背板之前所预先量测。
3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述光源设置于所述背板的相对的第一侧和第二侧，所述背板凹部排列于所述背板的所述第一侧与所述第二侧，且所述背板凹部的排列形状为三角形。
4.根据权利要求3所述的背光模块，其特征在于：位于所述背板的所述第一侧的所述背板凹部的排列面积、排列密度或数量是小于所述第二侧的所述背板凹部的排列面积、排列密度或数量。
5.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述导光板的该凹部是位于所述多个光源之间，且每一所述凹部的宽度是小于该光源之间的间距。
6.根据权利要求5所述的背光模块，其特征在于：所述凹部的侧面与该导光板的光反射面之间的角度是介于90度与175度之间。
7.根据权利要求6所述的背光模块，其特征在于：所述凹部的侧面与该导光板的光反射面之间的角度是介于135度与165度之间。
8.根据权利要求5所述的背光模块，其特征在于：所述凹部的侧面可为倾斜平面或倾斜曲面。
9.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述光源设置于所述背板一侧，所述背板凹部是排列成一三角形。
10.一种显示装置，其特征在于：所述显示装置包括：
显示面板；以及
背光模块，包括：
背板，具有相对的第一面及第二面，其中所述背板包括多个背板凸部及其对应的背板凹部，所述背板凸部形成于所述第一面上，所述背板凹部形成于所述第二面上；
导光板，设置于所述背板的所述第一面上，其中所述导光板包括多个凹部，所述背板的所述背板凸部是嵌入所述导光板的所述凹部内；以及
多个光源，设置于所述导光板的至少一侧。
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