CN1300631C - 直下式光源结构及其直下式背光模块及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种直下式光源结构、直下式背光模块及液晶显示装置。该直下式光源结构包括一U字形灯管、一对隔热装置、以及一支撑结构，其中U字形灯管具有一转折部与两开放部；隔热装置分别设置于U字形灯管的转折部与开放部接合处，使得该转折部与该开放部产生隔热效果；支撑结构则设置于隔热装置的外侧，固定隔热装置以及U字形灯管。

Description

直下式光源结构 及其直下式背光模块及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及一种直下式光源结构、直下式背光模块及液晶显示装置，特别是涉及一种使用U字形冷阴极放电灯管(Cold Cathode FluorescentLamp，CCFL)的直下式光源结构及其应用。
背景技术
随着显示器技术的演进，显示装置已从传统的阴极射线管(CRT)不断演进而产生各种新式的显示装置。其中，液晶显示装置(LCD)具备轻薄、省电、低辐射等优点，因此已逐渐成为现今常见的显示装置之一，可广泛应用于笔记型计算机、数字相机、摄录像机、移动电话等通讯、信息或消费性电子产品之中。
液晶显示装置主要是以一液晶面板(LCD panel)进行显示，由于液晶面板本身并不会发光，因此必须供应亮度充分与分布均匀的光源，使液晶面板能够正常显示影像。此一供应光源的功能即由背光(backlight)模块来进行。背光模块可依其结构的不同，而分为侧光式背光模块以及直下式(或称平板式)背光模块两种。另外，液晶面板与背光模块结合后，通常使用一外框将其覆盖住，以保护液晶面板与背光模块的组件。
侧光式背光模块是将光源设置在背光模块的侧面，利用导光板设计来加强对光线行进方向的控制，然而由于光线行进方向控制不易，因此显示效果通常较差。相比较而言，直下式背光模块的设计将做为光源的灯管置于背光模块正下方，因安置空间变大，故可使用两支以上的灯管来增加光源强度，因而较适用于对可移植性及空间要求不太挑剔的一般液晶显示器。
请参见图1，其显示一现有直下式背光模块的结构。图1所显示的现有直下式背光模块具有一反射板110、一光扩散板120、做为光源的灯管130以及多个支撑结构140。另外，一般直下式背光模块中可能还设置有其它未图标的光学膜片，例如棱镜片、保护扩散片等，以提高其光线利用率或增进其扩散率，在此不特别说明。
上述现有直下式背光模块的结构中，经常采用低压汞荧光灯设计的冷阴极放电灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)做为光源(灯管)30。冷阴极放电灯管的发光原理与一般目光灯十分相似，利用电场效应激发惰性气体原子与汞原子碰撞以释出低波长的紫外光，透过涂布于灯管壁的荧光体后，便可转化为可见光。
然而，冷阴极放电灯管在使用时，由于灯管内部的汞原子会因温度分布的关系，在电极处温度较高，而远离电极之后相对快速冷却，因而产生喷溅效应(sputter effect)，在电极附近处产生汞堆积，因而使得电极附近的亮度降低，且使得冷阴极放电灯管的使用寿命相对变短。
针对此一问题，日本特开2002-343305号专利公报中已揭示有一种冷阴极放电灯管的结构，在灯管130的两端电极132处设置有保温部150，以改变灯管的温度分布，使得原本电极附近的区域可维持于一定温度。如此，可降低喷溅效应的发生，使汞分子的堆积区域较接近有效发光区域136的中央处，而不会堆积于电极附近区域134。然而，如此的灯管结构仍然会在有效发光区域136的中央处产生汞堆积的现象，因此仍然无法有效改善有效发光区域136亮度不均匀的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的一目的在于提出一种直下式光源结构，针对上述现有的冷阴极放电灯管结构加以改进，将灯管制成U字形，以使汞堆积区域位于U字形灯管的转折部，使得光源的有效发光区域可充分利用，减少亮度不均匀的问题，且仍然具有降低喷溅效应的优点，可延长灯管的使用寿命。
本发明的另一目的在于提出一种直下式背光模块及液晶显示装置，利用上述直下式光源结构做为光源，而可充分利用有效发光区域，使得背光模块的发光均匀，减少液晶显示装置亮暗不均的问题。
本发明揭示一种直下式光源结构，包括一U字形灯管，具有一转折部与两开放部；一对隔热装置，分别设置于U字形灯管的转折部与开放部接合处，使得该转折部与该开放部产生隔热效果；以及一支撑结构，设置于隔热装置的外侧，固定隔热装置以及U字形灯管。
另外，本发明还揭示一种直下式背光模块，包括一反射板，一侧具有一开口；一光扩散板，平行设置于反射板的开口；至少一U字形灯管，设置于反射板底部，每一U字形灯管具有一转折部与两开放部；多个隔热装置，分别设置于U字形灯管的转折部与开放部接合处，使得该转折部与该开放部产生隔热效果；以及一支撑结构，设置于隔热装置的外侧，将隔热装置以及U字形灯管固定于反射板。
另外，本发明还揭示一种直下式液晶显示装置，由上述直下式背光模块以及一液晶面板所构成。
本发明中，U字形灯管最好采用冷阴极放电灯管(Cold CathodeFluorescent Lamp，CCFL)，且隔热装置由散热性佳的橡胶构成较佳。
附图说明
图1为现有直下式背光模块结构的示意图；
图2为现有冷阴极放电灯管的一例的示意图；
图3为本发明一实施例的直下式光源结构的示意图；
图4为本发明另一实施例的直下式背光模块的部分示意图。
具体实施方式
请参见第3图，以一具体的实施例说明本发明的直下式光源结构。
本实施例的直下式光源结构，包括一U字形灯管30、一对隔热装置60、以及一支撑结构40。U字形灯管30是采用冷阴极放电灯管(Cold CathodeFluorescent Lamp，CCFL)，其具有彼此大致平行的两开放部32与一转折部34，两者结合而构成U字形。隔热装置60分别设置于U字形灯管30的转折部34与开放部32接合处，使得转折部34与开放部32产生隔热效果。支撑结构40则设置于隔热装置60的外侧，固定隔热装置60以及U字形灯管30，使其可相对固定在直下式背光模块的反射板10之上。
本实施例的直下式光源结构，其有效发光区域由U字形灯管30的开放部32所构成。由于转折部34与开放部32产生隔热效果，因此电极所在的开放部32温度可维持较高，而转折部34温度则相对较低，形成一冷却区域。因此，汞堆积会在此一冷却区域(转折部34)发生，因而远离电极所在的开放部32。同时，由于转折部34并非位于有效发光区域，因此虽然产生汞堆积现象，但并不会影响有效发光区域的亮度及均匀度。因此，本发明的直下式光源结构相比较于现有的冷阴极放电灯管结构而言，可得到亮度较均匀的有效发光区域，同时仍然具有降低喷溅效应的优点，可延长灯管的使用寿命。
另外，请参见图4，其显示上述直下式光源结构应用于直下式背光模块的另一实施例。图4显示本实施例的直下式背光模块的俯视图，其结构类似于图1的侧视图，包括一反射板10，一侧(即图1的上侧)具有一开口；一光扩散板(未图示)，平行设置于反射板10的开口；至少一U字形灯管30(图4中显示有三个U字形灯管30)，设置于反射板10底部，每一U字形灯管30均如前所述，具有一转折部34与两开放部32；多个隔热装置60，分别设置于U字形灯管30的转折部34与开放部32接合处；以及支撑结构40，设置于隔热装置60的外侧，用以将各隔热装置60以及U字形灯管30固定于反射板。
本实施例的直下式背光模块由于采用图3的直下式光源结构做为光源，因此在各U字形灯管30的开放部32不会产生汞堆积，使得有效发光区域的亮度均匀，因而可减少背光模块亮暗不均的问题。
另外，上述直下式背光模块可再与一液晶面板结合，而构成一直下式液晶显示装置。由于直下式背光模块由于采用图3的直下式光源结构做为光源，因此在各U字形灯管30的开放部32不会产生汞堆积，使得有效发光区域的亮度均匀，因此也可得到亮度均匀的液晶显示装置。
本发明中，隔热装置60最好采用散热性佳的橡胶，以使得开放部32的热量不易传至转折部34，如此可确实使转折部34形成一冷却区域，可提高有效发光区域的亮度均匀性。
虽然结合以上具体的较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，仍可作一些更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。

Claims (10)

1.一种直下式光源结构，包括：
一U字形灯管，具有一转折部与两开放部；
一对隔热装置，分别设置于该U字形灯管的转折部与开放部接合处，使得该转折部与该开放部产生隔热效果；以及
一支撑结构，设置于该对隔热装置的外侧，固定该对隔热装置以及该U字形灯管。
2.如权利要求1所述的直下式光源结构，其中该U字形灯管是冷阴极放电灯管。
3.如权利要求1所述的直下式光源结构，其中该对隔热装置由散热性佳的橡胶构成。
4.一种直下式背光模块，包括：
一反射板，一侧具有一开口；
一光扩散板，平行设置于该开口；
至少一U字形灯管，设置于该反射板底部，每一U字形灯管具有一转折部与两开放部；
多个隔热装置，分别设置于该各U字形灯管的转折部与开放部接合处，使得该转折部与该开放部产生隔热效果；以及
一支撑结构，设置于该各隔热装置的外侧，将该各隔热装置以及该各U字形灯管固定于该反射板。
5.如权利要求4所述的直下式背光模块，其中该U字形灯管是冷阴极放电灯管。
6.如权利要求4所述的直下式背光模块，其中该各隔热装置由散热性佳的橡胶构成。
7.一种直下式液晶显示装置，包括：
一液晶面板；以及
一直下式背光模块，设置于该液晶面板的一侧，包括：
一反射板，一侧具有朝向该液晶面板的一开口；
一光扩散板，平行设置于该开口与该液晶面板之间；
至少一U字形灯管，设置于该反射板底部，每一U字形灯管具有一转折部与两开放部；
多个隔热装置，分别设置于该各U字形灯管的转折部与开放部接合处，使得该转折部与该开放部产生隔热效果；以及
一支撑结构，设置于该各隔热装置的外侧，将该各隔热装置以及该各U字形灯管固定于该反射板。
8.如权利要求7所述的直下式液晶显示装置，还具有一外框，设置于该液晶面板的一侧，包覆该直下式背光模块。
9.如权利要求7所述的直下式液晶显示装置，其中该U字形灯管是冷阴极放电灯管。
10.如权利要求7所述的直下式液晶显示装置，其中该各隔热装置由散热性佳的橡胶构成。
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