TW201020646A - Backlight module and liquid crystal display - Google Patents

Description

201020646 ruow/^unOZlTW 30086twf.doc/n 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種光源模組與顯示裝置，且特別是 有關於一種背光模組與液晶顯示裝置。 【先前技術】 近年來’隨著光電技術與半導體製造技術的日益成 熟，平面顯示裝置便蓬勃發展起來。其中，液晶顯示裝置 _ 基於其低電壓操作、無輻射線散射、重量輕以及體積小等 優點’更逐漸取代傳統的陰極射線管顯示裝置而成為近年 來顯示裝置產品之主流。在有高亮度需求的液晶顯示震置 中’多半採用直下式背光模組。目前直下式背光模組多採 用燈管作為發光元件，但習知燈管卻存在色度表現不佳的 缺點。 近來，色彩飽和度表現比燈管好的發光二極體也被應 用於背光模組中。然而，發光二極體為點光源，且單一發 光二極體的輝度表現上會比單一燈管來的差，因此以發光 二極體為光源時所需要的使用量較多，如此則造成背光模 組的整體價格過高的問題。同時，發光二極體的散熱問題 較燈管嚴重，若使用較多個發光二極體則會使散熱問題更 為嚴重。 圖1為習知直下式背光模組的示意圖。請參照圖1， 在習知背光模組100中，為了解決燈管11〇的色度表現不 佳的缺點，燈管110之間更排列了多個發光二極體12〇。 發光二極體120提供的單色光與燈管11〇提供的白光在混 4 201020646 ry〇v/>u〇〇ZlTW 30086twf.doc/n 合後具有較佳的色度表現。然而，發光二極體12〇所提供 的單色光是直接射向背光模組100上方的液晶面板（未繪 示），為了得到一個均勻發光的面光源，此直下式設計需 要較長的混光距離，導致背光模組100的整體厚度難以變 薄。而且，隨著發光二極體120的發光效率的提升，發光 二極體120的使用數量也可減少，但習知這種發光二極體 120的配置方式當發光二極體12〇數量減少時，由於發光 二極體120排列的密度降低，則將使得適當的混光距離 為增加。 【發明内容】 本發明提供一種背光模組，具有較薄的厚度與較佳的 色度表現。 ' 本發明提供一種液晶顯示裝置，具有較薄的厚度盥較 佳的顯示品質。 本發明的背光模組包括一燈箱、多根燈管、_導光板 以及至少一發光元件。燈箱具有相對的一第一側盥一第二 ❿侧。燈管配置於燈箱中，且各燈管的—高壓電極端盘一^ 壓電極端分別位於第一侧與第二侧。導光板配置於燈箱 中’具有至少一入光側與一底面。底面具有一散射圖^。 散射圖案在鄰近第一側的區域的分佈密度大於在鄰近第二 侧的區域的分佈密度。發光元件配置於入光侧旁。 — 本發明的液晶顯示裝置包括前述背光模組與配置於 背光模組上的一液晶面板。 在本發明之背光模組與液晶顯示裝置的—實施例 5 201020646 ruow ι ?u£>OZ 1TW 30086twf.doc/n 中，背光模組於地表豎起時，散射圖案在導光板的上部區 域的分佈密度大於在鄰近導光板的下部區域的分佈密度。 在本發明之背光模組與液晶顯示裝置的一實施例 中，散射圖案包括印刷網點、柱狀透鏡與點狀透鏡至少其 中之一。 在本發明之背光模組與液晶顯示裝置的一實施^ 中，背光模組更包括至少—光學膜片，配置於燈箱上。^ 外，背光模組例如更包括多個支撐件，配置於燈 撐光學膜片。 τ 一 在本發明之背光模組與液晶顯示裝置的一實施^ 中’發光元件為冷陰極螢光燈管。 在本發明m模組與液晶顯示ι置ι 中，發光70件包括-線路基板以及多個發光二極體， 二極體配置於線路基板上並與其電性連接。 在本發明之背光模組與液晶顯示裳置的一者 中’發光元件用以發出紅光。 只 參 在本發明之背光模組與液晶顯 中，燈管為冷陰極螢光燈管。 衣罝的一實灰 在本發明之背光模組與液晶 中，導光板更具有-出光面。出光面連—實确 相對，且出光面具有多個柱狀三角棱鏡。先侧並與力 在本發明之背光模板與液晶顯二 中，導光板内散佈有多個擴散粒子。眾置的一實驹 在本發明之背光模㈣液 ι不裒置的一實驹 201020646 ' ru〇u/yujD〇ZlTW 30086twf.doc/n 中，燈箱具有一底板。燈管位於底板與導光板之間。 在本發明之背光模組與液晶顯示裝置的一實施例 中，燈箱具有一底板。導光板位於底板與燈管之間。 在本發明之背光模組與液晶顯示裝置的一實施例 中月光模組更包括多個固定件，配置於燈箱中以固定燈 管。 基於上述，在本發明的背光模組與液晶顯示裝置中， 鲁 由於同時採用直下式與侧邊入光式的設計，因此可在獲得 較佳色度表現與顯示品質時，仍維持較薄的厚度。而且由 於導光板的散射圖案的分佈與燈管&亮度分佈侧，因此 可確保背光模組所提供的面光_導光板的出光面各處的 色度都一致。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。 【實施方式】 圖2為本發明一實施例的液晶顯示装置的剖面示意 圖。請參照圖2 ’本實施例的液晶顯示裝置10Q0包括一背 光模組1100與配置於背光模組11〇〇上的一液晶面板 1200。本實施例的背光模組包括一燈箱1110、多根燈管 120 (圖2中僅見一根）、一導光板以及至少一發光 兀件1140。燈箱111〇具有相對的一第—側ιιΐ2與一^二 側1114。燈管112〇配置於燈箱m〇中，且各燈管1120 的一高壓電極端1122與一低壓電極端1124分別位於 侧U12與第二们114。導光板113〇配置於燈箱⑽中， 201020646 zitw 3〇〇86tw£doc/n 具有一底面1134、一出光面1136以及至少一入光侧m2。 發光元件1140配置於入光側1132旁。由於發光元件U40 是採用側邊入光式的設計，因此並不會造成背光模組1 的厚度大幅增加’並可讓液晶顯示裝置1000維持較薄的厚 度。 圖3為圖2之導光板的底面的示意圖，圖4為沿圖3 之Ι-Γ線燈管的實測亮度分佈與發光元件的理想亮度分佈 的曲線圖。請參照圖2與圖3，導光板1130吟底面π34 具有一散射圖案1138。發光元件1140提供的光線會先由 導光板1130的入光侧1132入射導光板1130内部。當光線 遇到底面1134不具有散射圖案1138的區域時將被折射或 全反射，當光線遇到底面1134的散射圖案1138時較有機 會產生大幅的光路變化而從出光面1136射出。換言之，散 射圖案1138的分佈位置會影響發光元件114〇提供的光線 的出光位置。本實施例的散射圖案1138是以印刷網點為 例，但散射圖案Π38也可以是柱狀透鏡、點狀透鏡、其它 鲁 微結構或是前述各種選擇的組合。本實施例的發光元件 1140是以配置於燈箱111〇的第一侧1112與第二侧1114 為例’但本發明不限定於此。 凊參照圖3下方的散射圖案的分佈密度曲線，散射圖 案1138在鄰近第一侧1112的區域R1〇的分佈密度大於在 郇近第一侧1114的區域R20的分佈密度，而在遠離發光 元件1140的中心處因為光源會漸漸減弱，所以在中心處需 要佈置密度較大的散射圖案來增加其出光。本實施例的散 201020646 ' Γυου/^DOZITW 30086twf.doc/n 射圖案1138是由多個圓點組成。要達成上述的密度分佈， 不僅可由增加圓點的數量著手，還可調整不同位^圓點 的大小。當然，散射圖案1138也可以由其它形式呈現而 達成上述的密度分佈的手段也不限於上述手段。 請參照圖2與圖4，曲線S10是沿圖3之R，線所測 得單純由燈管1120提供的亮度分佈值。由於發光元件114〇 與燈管1120所提供的光線的色度並不相同，因此當發光元 件1140與燈管U20提供的光線的亮度分佈不一二時，將 會造成混光比例因位置不同而有差異，進而使 1100在不同區域所提供的光線的色度不—致。由曲線si〇 可知，燈管1120在靠近高壓電極端1122的部分所提供的 亮度會大於靠近低壓電極端1124的部分所提供的亮度。'曲 線S20是理想上沿圖3之1_[，線單純由發光元件114〇提供 的亮度分佈值，其變化趨勢是以與曲線sl〇相近為原則; 若能適當調整圖3之散射圖案1138的密度分佈，使單純由 發光元件1140提供的亮度分佈值符合曲線S2〇，則可讓背 © 光模組1100在各區所提供的光線都由發光元件1140與燈 官1120以近似的比例混光而成。藉此，可確保背光模組 1100在各區所提供的光線都有一致的色度表現。 舉例而言，當燈管1120所提供的白光中較缺少紅光 波段的光線時’可使用提供紅光的發光元件114〇，以使背 光模組11G0最終所提供的白光具有較佳且均勻的色度表 現。當然，燈管1120並不限定於提供白光，而發光=件 1140也不限定於提供單色光。另—實施例中。可由燈管 201020646 ruou/WDOZlTW 30086twf.doc/n 1120提供藍光與綠光，而由發光元件114〇提供紅光。請 參照圖2,本實施例的發光元件114〇包括—線路基板1142 以及多個發光二極體1144(圖2中僅見一個），發光二極 體1144配置於線路基板1142上並與其電性連接。本實施 例的燈管1120以冷陰極螢光燈管為例。本實施例的導光板 1130則以平板型導光板為例’但導光板ι13〇也可採用楔 型導光板或其它形式的導光板。另外，本實施例的背光模 組1100還可包括配置於燈箱1110上的至少一光學膜片 ® 1150,液晶面板1200則位於光學膜片1150上方。本實施 例中’燈f 1120是位於燈箱πιο的一底板me與導光板 1130之間，亦即導光板1130是位於光學膜片1150與燈管 1120之間。光學膜片1150例如為擴散板、擴散膜、增亮 膜或者為該些光學膜片的組合。 圖5與圖6為本發明另外兩種實施例的背光模組的導 光板的底面的示意圖。請參照圖5，當本實施例的背光模 組於地表豎起時，由於熱空氣上升、冷空氣下降，溫度也 φ 會影響到燈管的發光效率，燈管在較熱的環境下輝度表現 要比在較冷的環境下來的好’所以在這種狀況下背光模組 上部區域R40之輝度大於下部區域r50之輝度，導光板 200的底面的散射圖案210在導光板200的上部區域R4〇 的分佈密度大於在鄰近導光板200的下部區域R50的分佈 密度藉此，可確保背光模組在各區所提供的光線都有一致 的色度表現。此外，發光元件220也以位於導光板200的 上部區域R40與下部區域R50旁為例。請參照圖6，本實 201020646 Γ \JO\J / 7\J uOZITW 30086twf.doc/n 施例的導光板300的底面的散射圖案310同時兼具圖3與 圖5之散射圖案的分佈特性，而發光元件320同時位於導 光板300的四周。 圖7為本發明再一實施例的背光模組的剖面示意圖， 而圖8為圖7之固定件的另一視圖。請參照圖7，本實施 例的背光模組400與圖2的背光模組11〇〇相似’以下僅說 明相異處。本實施例的導光板420位於燈箱450的一底板 452與燈管410之間，亦即燈管410是位於導光板420與 •光學膜片430之間。此外，背光模組400可更包括多個支 撐件440,配置於燈箱450中以支撐光學膜片430。本實施 例的支撐件440是以直接固定於燈箱450的底板452為 例’亦即支撐件440必須穿過導光板420。然而，支撐件 440也可固定於導光板420上。另外，背光模組4⑼可更 包括多個固定件460 ’配置於燈箱450中以固定燈管410。 本實施例的固定件460是以藉由一定位銷46¾繪示於圖8 ) 而固定於導光板420上為例，但固定件46〇也可直接固定 ❿ 於燈箱450的底板452。 此外，本實施例的發光元件47〇是以冷陰極螢光燈管 為例。另外，導光板420内可散佈有多個擴散粒子422， 此擴散粒子可以是反射材料製成的顆粒、微氣泡或是其他 適當的擴散粒子。 、圖9與圖1〇為本發明另外兩種實施例之背光模組的 導光板的示意圖。請參照圖9與圖1〇，本實施例的導光板 5〇〇與600與其它實施例的導光板相似，其散射圖案51〇 …JZ1TW 30086twf.doc/n 201020646 與610同樣具有密度分佈與燈管的高/低壓電極端的位置 有關的特徵。差異處在於，散射圖案51〇是由多個點狀透 鏡所構成（圖9中僅以虛線繪示一部份的散射圖案51〇)， 散射圖案610則是由多個柱狀透鏡（圖1〇中僅以虛線繪示 —部份的散射圖案010)所構成。另外，導光板5〇〇的一 出光面520具有多個柱狀三角棱鏡53〇。柱狀三角稜鏡53〇 有助於讓出光方向集中，藉以提升導光板500在正視角方 向所能提供的亮度，甚至可因此節省習知#光 增光片所㈣成本。 絲上所述，在本發明的背光模組與液晶顯示裝置中， 由於同時採職下式與側邊人光式的設計，因此可在獲得 較^色度表現與顯示品質時仍維持較薄的厚度。而且，由 於導光板陳射_的分佈與料的亮度分 可確保背光模組所提供的面絲在各處的色度都—致因此 太恭Γ然^發明已以實施例揭露如上，然其並翻以限定 ❿ 本ΐ明之^所騎術領域中具有通常知識者，在不脫離 U《精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾 後附之申請專利範圍所界定者為準。 圖1為習知直下式背光模組的示意圖。 圖。圖2為本發明—實施例的液晶顯示裝置的剖面示意 圖3為圖2之導光板的底面的示意圖。 圖4為沿圖3之14,線燈管的實測亮度分佈與發光元 12 201020646 j. νυν ϊ ^v^OZlTW 30086twf.doc/n 件的理想亮度分佈的曲線圖。 圖5與圖6為本發明另外兩種實施例的背光模組的導 光板的底面的示意圖。 圖7為本發明再一實施例的背光模組的剖面示意圖。 圖8為圖7之固定件的另一視圖。 圖9與圖10為本發明另外兩種實施例之背光模組的 導光板的示意圖。 【主要元件符號說明】 ® 100:背光模組 110 :燈管 120 :發光二極體 1000:液晶顯示裝置 1100、400 :背光模組 1110、450 :燈箱 1112 :第一側 1114 :第二側 φ 1120、410、460 :燈管 1122:高壓電極端 1124 :低壓電極端 1130、300、420、500、600 :導光板 1132 :入光側 1134 :底面 1136、520 .出光面 1138、310、510、610 :散射圖案 13 2〇1〇2〇646zitw 30086twf.doc/n 1140、320、470 :發光元件 1142 :線路基板 1144 :發光二極體 1150、430 :光學膜片 1200 .液晶面板 R10、R20 :區域 R40 :上部區域 R50 :下部區域R50 ❹ S10、S20 :曲線 422 :擴散粒子 440 :支撐件 452 :底板 460 :固定件 462 :定位銷 530 :柱狀三角稜鏡

14

Claims (1)

1. 201020646 A ^OZ1TW 30086twf.doc/n 七、申請專利範圍： k一種背光模組，包括： 燈相’具有相對的一第一側與一第二側； 多根燈管，配置於該燈箱中，各該燈管的一高壓電極 端與一低壓電極端分別位於該第一侧與該第二侧； 一導光板，配置於該燈箱中，具有至少一入光侧與— 底面，其中該底面具有一散射圖案，該散射圖案在鄰近該 φ 第一侧的區域的分佈密度夫於在鄰近該第二侧的區域的分 佈密度；以及 77 至少一發光元件，配置於該入光侧旁。 2. 如申請專利範圍第丨項所述之背光模組，其中該背 光模組於地表豎起時，該散射圖案在該導光板的上部區域 的分佈密度大於在鄰近該導光板的下部區域的分佈密度。 3. 如申請專利範圍第丨項所述之背光模組，其中該散 射圖案包括印刷網點、柱狀透鏡與點狀透鏡至少其中之一。 4·如申請專利範圍第丨項所述之背光模組，更包括至 β 少一光學膜片，配置於該燈箱上。 5_如申請專利範圍第4項所述之背光模組，更包括多 個支撐件，配置於該燈箱中以支撐該光學膜片。 6. 如申請專鄉㈣丨項所述之背光模組，其中該發 光元件為冷陰極螢光燈管。 7. 如申請專利$|圍第丨項所述之背光模組，其中該發 光元件包括： 一線路基板；以及 15 201020646 jZITW 30086twf.doc/n 多個發光二極體，配置於該線路基板上並與其電性連 接。 8·如申請專利範㈣i項所述之背光模組 光元件用以發出紅光。 9.如申請專利翻第丨項所述之背光漁，其中該此 燈管為冷陰極螢光燈管。 — ,10.如申請專利範圍® 1項所述之背光模組，其中該導

   ft更具有—出光面’糾絲連接該人細並與該底面 相對，該出光面具有多個柱狀三角稜鏡。 n.如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導 光板内散佈有多個擴散粒子。 -呈i2.如申請專利範圍第1項所述之背^模組，其中該燈 相-有-底板’該錄管位於域板與該導光板之間。 -且13=φ請專利範㈣1項所述之背光模組，其中該燈 相八—底板，該導光板位於該底板與該些燈管之間。 個|?^4^料利範11第1項所述之背光歡，更包括多 個固弋件，配置於該燈箱中以固定該些燈管。 I5· —種液晶顯示裝置，包括： —液晶面板； 該背其中該液晶面板配置於該背光模組上， :燈箱三具有相對的一第一側與一第二側； 夕根燈官，配置於該燈箱中，各該燈管的一高壓 、極端與—低壓電極端分別位於鮮-側與該第二 16 201020646^Z1TW 30086twf.doc/n 侧； 一導光板，配置於該燈箱中，具有至少一入光側 與一底面，其中該底面具有一散射圖案，該散射圖案 在鄰近該第一侧的區域的分佈密度大於在鄰近該第 二侧的區域的分佈密度；以及 至少一發光元件，配置於該入光侧旁。 16·如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置其 中該背光模組於地表豎起時，該散射圖案在該導光板的上 ® 部區域的分佈密度大於在鄰近該導光板的下部區域的分佈 密度。 Π.如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置，其 中該散射圖案包括印刷網點、柱狀透鏡與點狀透鏡至少其 中之一。 18·如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置，其 中該背光模組更包括至少—光學膜片，配置於該燈箱上。 19. 如申睛專利範圍第18項所述之液晶顯示裝置，其 φ 中該背光模組更包括多個支撐件，配置於該燈箱中以支撐 該光學膜片。 20. 如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置，其 中該發光元件為冷陰極螢光燈管。 、 21. 如申凊專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置，其 中該發光元件包括： 〃 一線路基板；以及 多個發光二極體，配置於該線路基板上並與其電性連 17 201020646 —JZ1TW 30086twf.doc/n 接 22丄如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝 中該發光元件用以發出紅光。 八 23. 如申請專利範_ 15項所述之液晶顯轉 中該些燈管為冷陰極螢光燈管。 /、 24. 如申請專利範圍第15項所述之液

   中該導光板更具有1絲，該出光面連賴人^並; 該底面相對，該出光面具有多個柱狀三触鏡。並與 25. 如申明專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置，盆 中該導光板内散佈有多個擴散粒子。 八 一 26.如申明專利範圍第Μ項所述之液晶顯示裝置，其 中該燈箱具有—底板，該錄管餘該絲與該導光板之 間0 27·如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置，其 中該燈箱具有一底板，該導光板位於該底板與該些燈管之 間0

   28.如申請專利範圍第15項所述之液晶顯示裝置其 中該背光模組更包括多個固定件，配置於該燈箱中以固定 該些燈管。 18