CN1632669A

CN1632669A - 透镜阵列式背光模块及液晶显示装置

Info

Publication number: CN1632669A
Application number: CN 200510006731
Authority: CN
Inventors: 李思汉; 郭益成; 许蕙茹; 萧淳中; 朱俊杰
Original assignee: Quanta Display Inc
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2005-01-31
Filing date: 2005-01-31
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2025-01-31
Also published as: CN100485488C

Abstract

本发明涉及一种透镜阵列式背光模块，包括：一个壳体、多个光源以及多个透镜板。光源平行排列于壳体与透镜板之间，用以提供照明光线。透镜板分别对应一个光源，且每一光源分别位于对应的透镜板的中心轴，以使光源所提供的照明光线经透镜板扩散。本发明一并提供一种使用上述透镜阵列式背光模块的液晶显示装置。

Description

透镜阵列式背光模块及液晶显示装置

发明领域

本发明涉及一种液晶显示器的背光模块，尤其涉及具备透镜阵列以加速扩散光线并减小模块厚度的背光模块。

技术背景

液晶显示器(LCD)为非自发光的显示器，须通过外加光源方式方可产生显示功能，而背光模块在液晶显示器中即扮演光源的角色，为液晶显示器重要的关键零组件之一。随着显示面板尺寸愈来愈大，原本仅使用单支灯管的侧光式背光模块所能提供的光亮度已无法满足大尺寸面板的需求，因此，近来大尺寸面板多采用使用多支灯管的直下式背光模块。液晶显示器的亮度、颜色、功耗等重要指标严重依赖于背光模块，而直下式背光模块将多支灯管设置于显示面板后方，同时搭配扩散板以使各灯管的光线均匀地投射于显示面板，并按照不同尺寸面板的光度需求来调整灯管的数目，多使用桌上型液晶显示器(monitor)及液晶电视等非便携式产品。尤其是液晶电视，因其有大尺寸、大视角及高色饱和度的需求，且需求的亮度比一般液晶显示器(monitor)都要高，因此使用的灯管愈来愈多。

然而，目前采用直下式背光模块的显示面板，其问题在于灯管正上方会产生最大亮度，造成背光模块发光光度不均，而出现明暗相间条纹的问题。一般明暗相间条纹的问题可通过增加光源与扩散板间的距离来解决，但这会使得背光模块的厚度增厚，并不符合目前显示面板薄型化的趋势。因此，如何在日益缩小的空间内实现快速且均匀地扩散光源，成为直下式背光模块改良上的重大课题。如图1所示，已知的技术中曾提出以形成于扩散板100的多个凹透镜110来快速地扩散相对应的多个光源120所提供的照明光线121，以使照明光线121分布均匀，并缩小背光模块的厚度。然而，其各个光源必须分别精确地对准于相对应凹透镜的中心轴，方可获得均匀的光分布，而其尚未揭示如何使多个光源分别精确地对准于相对应的凹透镜中心轴。此外，随着液晶显示器大型化的趋势，制作具有多个凹透镜的单一大型扩散板在射出成型后会有缩水的问题，大型扩散板产生缩水后，其尺寸的变异不容忽视，而且会使得光源无法对准各自的凹透镜中心轴。因此，要制作出具有多个可分别对准光源的凹透镜、且品质稳定的单一大型扩散板并不容易，实际上常常需要调整模具，其手续繁复且耗费人力，也常达不到所要的均匀发光效果。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种透镜阵列式背光模块，能使各个光源分别精确地组装于相对应的扩散透镜中心轴，使扩散透镜的缩水问题获得良好的控制，以提供均匀的照明光线。

本发明的另一目的在于提供一种液晶显示装置，使得能改善显示面板上出现明暗相间条纹的问题，提供亮度均匀且薄型化的液晶显示装置。

为实现上述目的，本发明的一种透镜阵列式背光模块，包括：一个壳体；多个光源，平行排列于该壳体内，用以提供照明光线；以及多个分别对应每一该光源的透镜板，平行排列于该多个光源相对于该壳体的另一侧，且每一该光源分别位于对应的该透镜板的中心轴，以使该多个光源所提供的照明光线经该透镜板而扩散。

为实现上述目的，本发明的一种液晶显示装置，包括：一个液晶显示面板；一个壳体，位于该液晶显示面板的一侧；多个光源，平行排列于该壳体与该液晶显示面板之间，用以提供该液晶显示面板照明光线；以及多个分别对应每一该光源的透镜板，平行排列于该多个光源与该液晶显示面板之间，且每一该光源分别位于对应的该透镜板的中心轴，以使该多个光源所提供的照明光线先经该透镜板扩散，再投射至该液晶显示面板。

附图简述

图1为现有背光模块的剖视图；

图2为本发明一个优选实施例的透镜阵列式背光模块的立体图；

图3为本发明另一个优选实施例的液晶显示装置的立体图；

图4为本发明又一个优选实施例的透镜阵列式背光模块的立体图。

发明详述

本发明透镜阵列式背光模块使用的光源可为任何传统使用的光源，优选为冷阴极荧光灯管(CCFL)。本发明的透镜阵列式背光模块中，该透镜板可为任何传统可扩散光线的透镜组合，优选为凹透镜或一对棱镜所组成。本发明透镜阵列式背光模块中，每一该光源必须分别精确地位于对应的该透镜板的中心轴，以使该多个光源所提供的照明光线均匀扩散。该光源的定位方式可为任何传统使用的定位方式，优选地，每一该透镜板具有至少一个第一定位元件，且每一该光源具有至少一个可与该第一定位元件结合的第二定位元件，以使该多个光源分别固定于每一对应的该透镜板的中心轴。更好的是，该第一定位元件为凸点，且该第二定位元件为恰可容许上述凸点卡入的凹槽。或者优选地，该壳体具有至少一个第三定位元件与至少一个第四定位元件；每一该透镜板具有至少一个可与该第三定位元件结合的第五定位元件，以固定该壳体与该多个透镜板的相对位置；每一该光源具有至少一个可与该第四定位元件结合的第六定位元件，以固定该壳体与该多个光源的相对位置，而间接地分别固定该多个光源于该多个透镜板的中心轴。且更好的是，该第三定位元件为该壳体上恰可卡合该透镜板的长定位壁，该第四定位元件为该壳体上可夹持而固定该光源的短定位壁，该第五定位元件为恰可卡合于该长定位壁间的该透镜板的长边壁，该第六定位元件为于该光源两端夹置该光源的支架。

为使得更了解本发明的技术内容，特举透镜阵列式背光模块及液晶显示装置优选具体实施例说明如下。

实施例1

请参照图2，图2为本发明一个优选实施例的透镜阵列式背光模块的立体图。本发明的透镜阵列式背光模块包括壳体10、多个光源20以及多个透镜板30。壳体10用以容置光源20与透镜板30。在本优选实施例中，光源20为冷阴极荧光灯管(CCFL)所构成，其平行排列于壳体10内部且位于壳体10与透镜板30之间，用以提供照明光线。每一透镜板30分别对应一个光源20，在本优选实施例中，透镜板30为长凹透镜板所构成。同时，每一光源20皆位于所对应透镜板30的中心轴，以使光源20所提供的照明光线分别经透镜板30扩散，以免光线集中投射于光源正上方区域的液晶显示面板，而造成显示面板出现明暗条纹。在本优选实施例中，每一透镜板30皆于其两端分别形成贯穿孔31，另外，光源20两端各有一恰可容置于壳体10的凹槽11的支架22，以将光源20分别定位于壳体10内部，且支架22上具有可穿过贯穿孔31的凸块21，通过凸块21与贯穿孔31的结合而将透镜板30组装于光源20上，同时一并固定光源20与透镜板30的相对位置，而使每一光源20得以轻易地定位于每一透镜板30的中心轴上。或者，贯穿孔31与凸块21的位置亦可互换，即贯穿孔31位于支架22上，而凸块21位于透镜板30两端，亦可达到固定光源20与透镜板30的相对位置的功效。

实施例2

请参照图3，图3为本发明另一个优选实施例的液晶显示装置的立体图。本发明的液晶显示装置包括液晶显示面板40、壳体50、多个光源60以及多个透镜板70。壳体50用以容置液晶显示面板40、光源60与透镜板70。在本优选实施例中，光源60为冷阴极荧光灯管(CCFL)所构成，其平行排列于壳体50内部且位于壳体50与透镜板70之间，用以提供液晶显示面板40照明光线。每一透镜板70分别对应一个光源60，于本优选实施例中，透镜板70为一对棱镜所构成，同时，每一光源60皆位于所对应透镜板70的中心轴，以使光源60所提供的照明光线分别经透镜板70扩散，以免光线集中投射于光源正上方的液晶显示面板，而造成显示面板出现明暗条纹。在本优选实施例中，每一透镜板70包括有两个长侧壁701，702，而壳体50具有恰可容置与固定透镜板70的长定位壁511，512，以及恰可夹持而固定光源60的支架61的短定位壁52。同时，壳体50上亦具有两个横向定位壁501，502，分别对应至光源60的横向定位侧壁611，612，通过固定壳体50与光源60的相对位置、壳体50与透镜板70的相对位置、以及光源的横向定位侧壁611，612与壳体的横向定位壁501，502，以间接地固定光源60与透镜板70的相对位置，而使每一光源60得以轻易地定位于每一透镜板70的中心轴上。

实施例3

请参照图4，图4为本发明又一个优选实施例的透镜阵列式背光模块的立体图。本发明的透镜阵列式背光模块包括大壳体80、多个小壳体85、多个光源90以及多个透镜板95。大壳体80上形成有多个长条形开口81，用以容置并固定小壳体85。小壳体85用以容置一个光源90与一个透镜板95。在本优选实施例中，光源90为冷阴极荧光灯管(CCFL)所构成，其位于小壳体85与透镜板95之间，用以提供照明光线。在本优选实施例中，透镜板95为长凹透镜板所构成。同时，每一光源90皆位于所对应透镜板95的中心轴，以使光源90所提供的照明光线分别经透镜板95扩散，以免光线集中投射于光源正上方区域的液晶显示面板，而造成显示面板出现明暗条纹。在本优选实施例中，每一透镜板95皆于其两端分别形成贯穿孔96，另外，光源90两端各有一恰可容置于小壳体85的凹槽86的支架92，以将光源90分别定位于小壳体85内部，且支架92上具有可穿过贯穿孔96的凸块91，通过凸块91与贯穿孔96的结合而将透镜板95组装于光源90上，同时一并固定光源90与透镜板95的相对位置，而使每一光源90得以轻易地定位于每一透镜板95的中心轴上。或者，贯穿孔96与凸块91的位置亦可互换，即贯穿孔96位于支架92上，而凸块91位于透镜板95两端，亦可达到固定光源90与透镜板95的相对位置的功效。

另外，在大壳体80以及小壳体85上，分别具有多个相对应的螺孔872，873，以利用多个螺丝871将该多个小壳体85锁固于大壳体80上，实现固定的功能。

本发明的直下式背光模块将先前具有多个透镜的单一大型扩散板分割为可组合的较小透镜板，透镜板的缩水率较小且易于控制，所以可改善原来大型扩散板射出成形时会产生大幅缩水的问题，且可节省扩散板模具的成本。此外，本发明的直下式背光模块在组装时，可轻易地使光源中心对准透镜板的中心轴，因而具有良好的扩散效率，可将照明光线在短距离内扩散均匀，改善明暗相间条纹出现于显示面板的问题，以提供亮度均匀且薄型化的液晶显示装置。

上述实施例仅为方便说明而举例，本发明所要求的权利范围应以权利要求所述的范围为准，而并非仅限于上述实施例。

Claims

1.一种背光模块，包括：

一个壳体；

多个光源，平行排列于该壳体内，用以提供照明光线，其中每一光源包括有多个横向定位侧壁；以及

多个分别对应每一该光源的透镜板，平行排列于该多个光源相对于该壳体的另一侧，且每一该光源分别位于对应的该透镜板的长中心轴，以使该多个光源所提供的照明光线经该透镜板扩散，其中每一透镜板包括有至少两个长侧壁；

其中，该壳体具有多个长定位壁以及多个横向定位壁，该等长定位壁对应至该透镜板的长侧壁，该等横向定位壁对应至该等光源的横向定位侧壁，而得以定位该等透镜板的长中心轴至该光源。

2.如权利要求1所述的直下式背光模块，其中该多个光源为冷阴极荧光灯管(CCFL)。

3.如权利要求1所述的直下式背光模块，其中每一该透镜板由凹透镜或一对棱镜所组成。

4.一种直下式背光模块，包括：

一个壳体；

多个光源，平行排列于该壳体内，用以提供照明光线；以及

多个分别对应每一该光源的透镜板，平行排列于该多个光源相对于该壳体的另一侧，且每一该光源分别位于对应的该透镜板的中心轴，以使该多个光源所提供的照明光线经该透镜板扩散；

其中，每一该透镜板具有至少一个第一定位元件，且每一该光源具有至少一个可与该第一定位元件结合的第二定位元件，以使该多个光源分别固定于每一对应的该透镜板的中心轴。

5.如权利要求4所述的直下式背光模块，其中该多个光源为冷阴极荧光灯管(CCFL)。

6.如权利要求4所述的直下式背光模块，其中每一该透镜板由凹透镜或一对棱镜所组成。

7.如权利要求4所述的直下式背光模块，其中该第一定位元件为凸点，该第二定位元件为凹槽。

8.一种液晶显示装置，包括：

一个液晶显示面板；

一个壳体，位于该液晶显示面板的一侧；

多个光源，平行排列于该壳体与该液晶显示面板之间，用以提供该液晶显示面板照明光线；以及

多个分别对应每一该光源的透镜板，平行排列于该多个光源与该液晶显示面板之间，且每一该光源分别位于对应的该透镜板的中心轴，以使该多个光源所提供的照明光线先经该透镜板扩散，再投射至该液晶显示面板。

9.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中该多个光源为冷阴极荧光灯管(CCFL)。

10.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中每一该透镜板由凹透镜或一对棱镜所组成。

11.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中每一该透镜板具有至少一个第一定位元件，且每一该光源具有至少一个可与该第一定位元件结合的第二定位元件，以使该多个光源分别固定于每一对应的该透镜板的中心轴。

12.如权利要求11所述的液晶显示装置，其中该第一定位元件为凸点，该第二定位元件为凹槽。

13.如权利要求8所述的液晶显示装置，其中，该壳体具有多个长定位壁以及多个横向定位壁，该等长定位壁对应至该透镜板的长侧壁，该等横向定位壁对应至该等光源的横向定位侧壁，而得以定位该等透镜板的长中心轴至该光源。