TW542883B - Backlight unit for flat panel liquid crystal display - Google Patents

Description

542883 五、發明說明α) 發明之領域 本發明係關於一種應用於平面顯示器之背光模組 (backlight unit)，特別是一具高散熱效率之直下式背光 模組，可在操作時維持燈管周圍環境在一均溫狀態，藉此 延長燈管之使用壽命與確保液晶顯示器的畫面品質。 背景說明 背光模組是液晶顯示器產品的關鍵零組件之一，普遍 應用於數位相機、數位個人助理（PD A )、衛星導航系統、 電腦監視器以及平面電視上。背光模組一般設於顯示面板 (display panel)的下方，具有一光源與一擴散板，可提 供均勻分散之光源。光源穿透顯示面板，並藉由控制顯示 面板上的像素電極形成影像。根據光源之所在位置，背光 模組可分成光源產生自顯示面板正下方的直下式背光模組 或是光源來自顯示面板側邊附近的側光式（e d g e 1 i g h t )背 光模組。其中由於直下式背光模組係將光源產生器位於顯 示面板的正下方，因此可應用於較高亮度需求或較大尺寸 的顯示面板，例如電視機。 圖一為習知直下式（vertical-type)背光模組的剖面 示意圖。背光模組1 0係位於一顯示面板1 2的下方，其包含 有一擴散板1 6、一反射板1 8以及多支平行排列於由擴散板

542883 五、發明說明（2) ' -- 1 6以及反射板1 8所定義之容室3 〇内之燈管i 4。反 用=將燈管1 4產士的光線向上反射，以增加光的使用’，、 並提供一較佳之亮度輸出。擴散板丨6則將反射光 + 射成均勻分散之光線。擴散板」6、反射板丨8以及严其(^ 固設於一外殼24内，以確保外界灰塵不會進入背=^白 中。此外，一般在擴散板丨6的上方還設省一 、以 一光學膜片22。 、欣月20以及 然而，由於直下式背光模組皆需使用多支卢* 燈管的散熱一直是十分令人困擾的問題。上述二=二因+此 結構1 0由於燈管1 4設於一密閉之空間中，燈管在^光，^ 產生的熱無法散出而造成累積’因此往往操作在溫，' ^ 得燈管的使用壽命縮短與光學膜片變形。習知解決二式有 採以風扇加以散熱，但是風扇會帶入灰塵，而且十分耗 電，因此並非十分妥當之作法。 管業 燈行 長該 延前 以當 ，為 熱成 散即 的， 組形 模變 光生 背產 式易 下不 直片 善膜。 改學題 何光問 如使的 ，且決 此命解 因壽待 用亟 使者 發明概述 本發明之主要目的即在於提供一種直下式背光模組， 以解決上述問題。 π _

S 第6頁 542883 五、發明說明（3) 在本發明之最佳實施例中，揭露了一種直下式背光模 組，其位於一顯示面板下方，並包含有一燈管；一擴散板 (diffuser)設於該燈管上方；一反射板，具有一反射面及 一背側面，設於該燈管下方，用以將該燈管產生之光線經 由該反射面反射至該擴散板，且該反射.板上至少開設有一 穿孔；及一散熱板（heat dissipating plate)，與該反射 板之該背側面結合。該穿孔可為一相對應於該燈管而鋪設 之穿設溝槽（through slot)或圓孔或其他形狀之孔，對 此，本發明並不加以限制。該散熱板與該反射板之該背側 面可以定義一容室（chamber )，使該穿孔與該容室相通 連。該散熱板可與一外殼結合，並壓製成鰭狀（fin type) 散熱結構。 為讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易 懂，下文特舉數較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說 明如下。 發明之詳細說明 請參閱圖二，圖二為本發明第一較佳實施例背光模組 5 0之剖面示意圖。如圖二所示，背光模組5 0係位於一顯示 面板1 2的下方，其包含有一擴散板1 6、一反射板5 8以及複 數支燈管14。燈管14可以為一冷陰極螢光燈管（cold

542883 五、發明說明（4) c a t h 〇 d e f 1 u 〇 r ,e s c e n t 1 a m p，C C F L )，係排列於由擴散板 1 6以及反射板5 8所定義之第一容室6 0内。反射板5 8具有一 平坦底面以及一側傾面，其係為一具有高反射係數之材質 所形成，例如铭、銅等金屬或其合金、發泡Ρ Ε Τ膜或p c樹 脂。擴散板1 6、反射板5 8以及燈管1 4皆固設於一外殼5 4 内，以確保外界灰塵不會進入背光模組J 0中。此外，一般 在擴散板1 6的上方還設有一擴散片2 0以及一光學膜片2 2， 其中，該擴散片2 0及該光學膜片2 2所設置的數量及順序可 視需求加以增刪或調整。在反射板5 8與外殼5 4之間為一散 熱板5 9，與反射板5 8定義一第二容室70。 散熱板5 9係以高熱傳係數（t h e r m a 1 c ο n d u c t i ν i t y )之 材料所構成，例如紹、鎮、銅、欽或銀等金屬或其合金、 或高分子複合材料構成。依據本發明第一較佳實施例，散 熱板5 9係貼設於外殼5 4之一内面上，且外殼5 4之外側底面 8 0則凹設有複數個鰭狀結構5 4a，以增加散熱面積及散熱 效率。反射板5 8的底面上穿設有對流孔（c ο n v e c t i ο η 〇pening)62，其位於燈管14之正下方位置，使燈管14在操 作時所產生之熱可藉由對流作用由第一容室6 0傳至第二容 室7 0，最後傳導至散熱板5 9上，使設於第一容室6 0内的燈 管1 4可盡量在一均溫狀態（equi-temperature)下操作，藉 以延長燈管1 4的使用壽命，該對流孔6 2的形狀及大小可視 需求而加以變化，對此，本發明並不加以限制。需注意的 是’本發明並不限定反射板5 8與散熱板5 9之間的距離，其

^以為數毫米至數公分。 板58與散熱板59亦可以緊密 明之另一實施例中，反射 本發 貼合 _ 請參閱圖三，圖 二所示，反射板58有 6 2。對流孔6 2的直徑 免光線外洩，降低光 方之散熱板5 9可以由 因此穿過對流孔 屬 的反射再回到第一，容 縮方式，亦即靠近第 谷至7 0端的口徑較小 面積，增加光的使用 另一較佳實施例之反 6 2的形狀可以為一沿 (through slot)，其 穿設溝槽狀之對流孔 用效率。 —為圖中 複數個沿著 較佳者係小 的使用率。 高散熱係數 6 2的光線， 室6 0。此外 一容室6 0端 。如此一來 率。請參閱 射板58上視 著燈管下方 丸度小於燈 6 2可以具有 反射板 燈管下 於燈管 本發明 之材質 有部份 ，對流 的口徑 ，可增 圖四， 圖。如 開設之 管管徑 傾斜側 5 8之上 方排列 管徑的 由於在 所構成 可再藉 孔6 2的 較大， 加反射 圖四為 圖四所 長條形 之 半 壁，以 視圖。 的對流 一半， 反射板 ，例如 由散熱 孔徑可 而靠近 板5 8的 依據本 示，對 穿設溝 。同樣 增加光 如圖 孔 以避 5 8下 金 板59 採漸 第二 反射 發明 流孔 槽 地， 的使 請參閱^五，圖五為本發明另一較佳實施例背光模組 5 0之剖面不意圖。如圖五所示，背光模組5 〇係位於一顯示 面板1 2,下方’其包含有一擴散板1 6、一反射板58以及複 數支f管i4。燈管1 4排列於由擴散板1 6以及反射板5 8所定 義之第一谷室6 0内。反射板58具有一平坦底面58 a以及一

第9頁 542883 五、發明說明（7) 交換傳導至散熱板59以及外殼5 4，因此本發明可以提昇散 熱效率，具有延長燈官使用壽命之功能。依據本發明之較 佳實施例，反射板5 8及散熱板5 9可以螺絲9 〇鎖固於外殼5 4 上。除了對流作用外’本發明亦可利用增加反射板5 8及散 熱板5 9的接觸面積以傳導方式傳熱。 請參閱圖七’圖七為本發明另一較佳實施例之剖面放 大示意圖。如圖七所示’散熱板5 9的底部可形成皺摺結構 5 9 a，以增加熱交換面積。 請參閱圖八，圖八為本發明另一較佳實施例之剖面放 大示意圖。如圖八所示，散熱板5 9的底部可與外殼5 4以沖 壓方式成型。 請參閱圖九’圖九為本發明另一較佳實施例之剖面放 大示意圖。如圖九所示，背光模組包含有一擴散板1 6、一 反射板5 8以及燈管1 4。燈管1 4排列於由擴散板1 6以及反射 板5 8所定義之第一容室6 0内。反射板5 8具有一平坦底面 58a以及一側傾面58b，其材質可以為鋁、銅金屬或其合 金、發泡PET膜或PC樹脂。擴散板1 6、反射板58以及燈管 1 4皆固設於一外殼5 4内，以確保外界灰塵不會進入背光模 組中。在擴散板1 6的上方設有一擴散片2 0以及一光學膜片 2 2。在反射板5 8與外殼5 4之間為一散熱板5 9，與反射板5 8 定義一第二容室7 0。在反射板5 8底面貼設有一薄膜9 6，例

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五、發明說明（8) 如PE膜，以將第二容室70與外界隔絕。在第二容室7 充一液體或固體之具有高散熱係數之散熱物質丨〇 〇， 、 加熱傳導效率。 、 Μ增 散熱板5 9係以咼熱傳係數之材料所構成，例如 鎂、銅、鈦或銀等金屬或合金、或高分子複合材料 '。呷 板59係貼設於外殼54之一内面上，且外殼54之底面=熱 設有複數個鰭狀結構54a，以增加散熱面積及散熱效、凹 反射板58的底面上穿設有對流孔62，其位於燈管'14之。 方位置’在反射板之側傾面上則穿設有第二對流孔正下 燈管1 4在操作時所產生之熱可藉由對流作用由第一六丄使 傳導至第二容室7 0的散熱物質1〇〇，最後傳至散熱板〜^ 6 0 上，使設於第一容室6 0内的燈管14可盡量在一均'溫 t 操作，藉以延長燈管1 4的使用壽命。 咖、悲下 相較於習知背光模組，本發明為具高散熱效率 式背光模組。利用對流孔以及散熱板，可在操作時^直下 管周圍環境在一均溫狀態，藉此延長燈管之使用^ =持燈 外，採用漸縮孔徑之對流孔更可增加光的反射面^ 了:此 光的使用效能。以上種種優點均顯示本發明已完全;提昇 利法所規定之產業利用性、新穎性及進步性等===合專 爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利,件， 睛 以上所述僅為本發明之較佳實施例’凡依本發明申

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Claims (1)

1. 542883 六、申請專利範圍 1. 一種用於液晶顯示器之背光模組（b a c k 1 i g h t u n i t)， 包含有： 一燈管； 一擴散板（diffuser )設於該燈管上方； 一反射板，具有一反射面及一背側面，設於該燈管下 方，用以將該燈管產生之光線經由該反射面反射至該擴散 板，且該反射板上至少開設有一穿孔；及 一散熱板（heat dissipating plate)，與該反射板之 該背側面結合。 2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該燈管 為一冷陰極螢光燈管（cold cathode fluorescent lamp， CCFL)。 3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該穿孔 設於該燈管正下方。 4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該穿孔 係為一相對應於該燈管而鋪設之穿設溝槽（t h r 〇 u g h slot)。 5. 如申請專利範圍第4項所述之背光模組，其中該穿設 溝槽之寬度約小於該燈管管徑的一半。

   542883 六、申請專利範圍 至少一散熱板，.與該反射板定義一第二容室，且該第 一對流孔與該第二容室相通，使該燈管所產生的熱可藉由 該第一容室與該第二容室之間的對流作用傳導至該散熱 板，藉以維持該背光模組在一均溫狀態 (equi -temperature)下操作，以延長該燈管之使用壽命。 1 2.如申請專利範圍第1 1項所述之背光模組，其中該反射 板之該側傾面上開設有一第二對流孔，且該第二對流孔與 該第二容室相通。 1 3.如申請專利範圍第1 1項所述之背光模組，其中該圓柱 型燈管為一冷陰極螢光燈管（cold cathode fluorescent lamp， CCFL)° 1 4.如申請專利範圍第1 1項所述之背光模組，其中該第一 對流孔係為一相對沿著該圓柱型燈管長徑設置之穿設溝槽 (through slot)。

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