TWI382249B - 液晶顯示器與背光模組及其組裝方法 - Google Patents

Description

液晶顯示器與背光模組及其組裝方法

本發明係有關於一種液晶顯示器，特別是一種具有背光模組之液晶顯示器。

液晶顯示器近年來已經成為顯示器的主流，液晶顯示器主要係以顯示面板作為顯示介面，而顯示面板之光源是由背光模組中之發光元件所提供。

目前背光模組的固定結構係為彎折設計，以於彎折處形成一容置空間，且於固定結構的側邊露出有一容置口，發光條(light bar)係以側向方向通過開口而裝設至固定結構內。為了保持液晶顯示器的輕薄尺寸，使得固定結構的容置口尺寸受限而無法設計過大，使得發光條在裝設過程中不易對準組設位置，以及因容置口尺寸過小而導致發光條組裝不易等問題，且發光條的電路板必須採用撓性電路板(Flexible Printed Circuit board，FPC)，以便於組裝。

習用之發光條必須藉由一背膠方可穩固的黏附於固定結構的底板上。為了方便組裝的作業人員進行組配作業，背膠多半會事先設置在固定結構的底板或是發光條之電路板的背面上。在固定結構的容置口尺寸過小的情況下，事先設置的背膠反而造成於組裝時容易沾黏的問題，不但導致作業人員的不便，亦耗費過多的組裝時間。

當發光條組配至固定結構後，即接著將反射板(reflector)、導光板(light guide plate)、光學膜等光學零組件設置於發光條之電路板上，以完成背光模組的組配，而上述的光學零組件係設置於容置口位置，並且鄰近於發光條的發光源，以確實接收發光源所射出的光線。若是遇到需要更換發光條的情況，必須先將設置在容置口的光學零組件拆卸，方可將發光條自固定結構中卸除，在重工上相當耗時且步驟繁複。

另外，由於習用之發光條與固定結構之間因組配的方便性而存在有一間距，然而此一間距的設計將造成發光條所產生之熱能不易散除，發光條之熱能僅能從與電路板緊密接觸的底板傳導於外，導致背光模組的整體散熱效率不佳。為了改善背光模組的散熱問題，目前的做法有二：其一是於底板對應於發光條的位置貼設導熱膠，其二是使用導熱性較佳的硬質電路板做為發光條的電路板載體。上述二種做法雖可改善背光模組之散熱性不佳的問題，但卻也使得背光模組的整體厚度相對增加，並不符合目前液晶顯示器必須輕薄的要求。

鑒於以上的問題，本發明提供一種液晶顯示器與背光模組及其組裝方法，藉以改良習用背光模組之組裝步驟複雜且過於耗時，以及習用背光模組的散熱效率不佳等問題。

本發明所揭露之背光模組包括有固定結構及導光板。背光模組之固定結構包括有一框架及一發光條，框架具有一底板，於底板上突設有至少一結合件。結合件相對於底板的一側具有一容置口，且結合件內部具有與容置口相連通的收容空間，並且結合件的側壁上具有貫穿之至少一開口，係與收容空間相連通。發光條具有一電路板，及電性設置於電路板一側面上的至少一發光源。電路板通過結合件的容置口而夾置於收容空間內，並令發光源設置於結合件的開口位置。導光板係設置於底板上，並且鄰近於發光源，以構成本發明的背光模組。於導光板上設置一液晶顯示面板即構成液晶顯示器。

本發明之背光模組之組裝方法，其步驟首先係提供一框架，並於框架的底板上形成一結合件，結合件相對於底板之一側具有容置口，結合件內部具有與容置口相連通的收容空間，於結合件的側壁上貫穿設置有至少一開口，且開口與收容空間相連通。接著，提供一發光條，此一發光條具有電路板及電性設置於電路板一側面上的至少一發光源。將發光條的電路板沿著第一方向通過容置口而夾置於結合件內，並令發光源設置於開口位置，且第一方向係與底板相互垂直。最後，設置一導光板於底板上，且導光板係鄰近於發光源。

本發明之背光模組的發光條係由下方直接裝設至框架的結合件內，因而可大幅減少組裝時間，提高生產效率。當發光條需要更換時，僅須由框架下方的容置口抽取出發光條，並不會對已設置於框架上的光學零組件造成影響，重工容易。另外，發光條之電路板的前後側面分別被結合件夾持固定，發光條的散熱接觸面積增加，以提高背光模組的散熱效能，並且增加發光源的使用壽命。

以上之關於本發明內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本發明之原理，並且提供本發明之專利申請範圍更進一步之解釋。

本發明之背光模組係應用於液晶顯示器的前框或是背框，以下將以本發明之背光模組應用於筆記型電腦之液晶顯示器的背框做為本發明實施例之說明，但並不以此為限。

如「第1圖」至「第3圖」所示，本發明之背光模組的固定結構包括有一框架110及一發光條120(light-bar)。框架110具有一底板111，於底板111的上表面突設有至少一結合件112，此一結合件112可依據背光源的使用數量而對應設置，並不以本實施例所揭露的數量為限，且本發明的框架110的材質為鋼材，而熟悉此項技術者亦可選用適合的合金材質或是塑膠材質，並不以此為限。結合件112係由一第一側邊1121、一頂邊1122、及一第二側邊1123所構成的結構，第一側邊1121的一端係與底板111相連接，第一側邊1121的另一端與頂邊1122的一端相連接，且頂邊1122與第一側邊1121係呈相互垂直的關係，頂邊1122的另一端係與第二側邊1123的一端相連接，且第二側邊1123與頂邊1122係呈相互垂直的關係，第二側邊1123與第一側邊1121係相互平行，並因頂邊1122的連接而間隔設置。

結合件112因第一側邊1121、頂邊1122、及第二側邊1123的相對連接關係，而於結合件112的底側(即結合件112相對於底板111的一側)形成一容置口113，並於結合件112內部形成與容置口113相連通的收容空間114。另外，於結合件112的第一側邊1121上開設有貫穿的至少一開口115，使得開口115與收容空間114相連通。本發明的開口115係依據實際使用需求而增加或減少其配置數量，並不以本實施例所揭露的數量為限。本發明的開口115可採用沖壓、切割、或銑削等機械加工方式形成，但並不以此為限。並且，第一側邊1121對應於開口115的被加工板材向上彎折後即形成遮光片1124，如此一來，遮光片1124的位置鄰近於開口115。

請繼續參閱「第1圖」至「第3圖」，本發明的發光條120具有一電路板121及至少一發光源122，且發光源122係電性連接並設置於電路板121的一側面上。本發明所使用的電路板121為銅-玻璃纖維-銅(Cu-FR4-Cu)的硬質電路板，於發光條120組裝於結合件112中的結合效果較為理想，然而熟悉此項技術者，亦可採用軟性或撓性電路板(Flexible Printed Circuit board，FPC)，並不以此為限。發光條120由框架110的下方裝設至結合件112內，發光條120的電路板121通過結合件112底部的容置口113而進入結合件112內部，且電路板121的厚度與結合件112之第一側邊1121及第二側邊1123之間的間距相等，因此電路板121受到第一側邊1121與第二側邊1123的夾持作用而穩固地夾置於收容空間114內。設置於電路板121上的發光源122亦隨著電路板121而裝設至結合件112內，發光源122係設置於第一側邊1121的開口115位置，並且露出於外，以使發光源122所發射的光線可投射至外部。

值得注意的是，由於發光源122係設置於結合件112的開口115位置，因此發光源122的數量必須與開口115數量相同或是少於開口115數量，發光源122才可順利的裝設於開口115內。另外，本發明的發光源122係為發光二極體(Light Emitting Diode，LED)，且本發明的發光源122係使用上發光型(top-view)發光二極體，以配合本發明之發光條120裝設於結合件112內的結合關係，使發光源122順利地發射光線至預設位置。然，發光源122亦可選用燈泡等發光體，並不以本實施例為限。

請參閱「第4圖」所示之分解示意圖，本發明的背光模組100包括有固定結構、反射板(reflector)130、導光板(light guide plate)140、及複數層光學膜150，而本發明的液晶顯示器200係由背光模組100、液晶顯示面板160、及多個光學零組件(圖中未示)所組成，本案的技術特徵在於背光模組100及其固定結構，故申請人不在此多加贅述液晶顯示器200之光學組成。

本發明的背光模組100之發光條120係由框架110的下方裝設至結合件112內，發光條120的電路板121通過結合件112底部的容置口113而進入結合件112內部，並且夾置於收容空間114內。設置於電路板121上的發光源122亦隨著電路板121而裝設至結合件112內，發光源122係設置於第一側邊1121的開口115位置，並且露出於外。反射板130設置於框架110的底板111上，並且鄰近於發光源122，導光板140設置於反射板130上，光學膜150設置於導光板140上。另外，更可於電路板121的背面(電路板121面對第二側邊1123的側面)加設一導熱膠(圖中未示)，以使發光條120所產生的熱能可更快速的自第二側邊1123散除，藉以提高散熱效率。

如「第4圖」至「第7圖」所示，液晶顯示面板160裝設於背光模組100的光學膜150上，再以一外框170組裝於最外側並予以固定，以構成一液晶顯示器200。發光源122所射出之光線進入導光板140，藉由導光板140的引導及反射板130的折射而射入光學膜150，以提供一光源至液晶顯示面板160的背面。

請繼續參閱「第4圖」至「第7圖」，並配合「第8A圖」及「第8B圖」的步驟流程圖，本發明所揭露之背光模組的組裝方法，其步驟首先係提供一框架110(步驟300)，接著形成至少一結合件112於框架110之底板111上(步驟310)。其中，結合件112的成形步驟包括有：框架110之底板111朝向垂直於底板111的第一方向彎折形成一第一側邊1121(步驟311)，接著由第一側邊1121連接於底板111的另一端朝向一第二方向彎折形成一頂邊1122(步驟312)，此第二方向係與第一方向相互垂直(即第二方向係與底板111相互平行)，最後由頂邊1122連接於第一側邊1121的另一端朝向相反於第一方向之方向彎折形成一第二側邊1123(步驟313)。由上述步驟形成本發明之結合件112，且結合件112的第一側邊1121與第二側邊1123係相面對並且間隔設置，以於結合件112內部形成收容空間114及與收容空間114相連通的容置口113。

接著提供一發光條120(步驟320)，發光條120具有電路板121及電性設置於電路板121側面上的發光源122。電路板121沿著垂直於底板111的第一方向(由底板111的下方進行裝設)通過容置口113而夾置於收容空間114內(步驟330)。設置一反射板130於框架110的底板111上(步驟340)，接著設置導光板140於反射板130上方(步驟350)，最後設置複數層光學膜150於導光板140相對於底板111之另一側面上(步驟360)，即完成本發明之背光模組的組裝步驟。

本發明所揭露之背光模組，其發光條係由下方直接裝設至框架的結合件內，組裝快速，並可提高生產效能。並且，當需要替換發光條時，操作人員可直接由框架的下方將發光條抽取出來，並不影響框架上的光學零組件，重工容易。

另外，由於發光條之電路板的前後側面分別被結合件夾持固定，發光條的散熱接觸面積增加，因此發光條之發光源所產生的熱能得以快速散除，進而提高發光源的使用壽命。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及精神當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．背光模組

110．．．框架

111．．．底板

112．．．結合件

1121．．．第一側邊

1122．．．頂邊

1123．．．第二側邊

1124．．．遮光片

113．．．容置口

114．．．收容空間

115．．．開口

120．．．發光條

121．．．電路板

122．．．發光源

130．．．反射板

140．．．導光板

150．．．光學膜

160．．．液晶顯示面板

170．．．外框

200．．．液晶顯示器

步驟300　提供一框架

步驟310　形成一結合件於框架之底板上

步驟311　由框架之底板朝向第一方向彎折形成第一側邊

步驟312　由第一側邊連接於底板之另一端朝向第二方向彎折形成頂邊

步驟313　由頂邊連接於第一側邊之另一端朝向相反於第一方向之方向彎折形成第二側邊

步驟320　提供一發光條

步驟330　將電路板沿著第一方向通過容置口而夾置於收容空間內

步驟340　設置一反射板於框架的底板上

步驟350　設置一導光板於反射板上

步驟360　設置複數層光學膜於導光板相對於底板之另一側面上

第1圖為本發明背光模組之固定結構之分解示意圖；

第2圖為本發明背光模組之固定結構之組合示意圖；

第3圖為本發明之框架之剖面側視圖；

第4圖為本發明液晶顯示器之分解示意圖；

第5圖為本發明液晶顯示器之分解示意圖；

第6圖為本發明液晶顯示器之組合示意圖；

第7圖為本發明液晶顯示器之剖面側視圖；

第8A圖為本發明之背光模組之組裝方法步驟示意圖；以及

第8B圖為本發明之結合件之形成步驟示意圖。

110．．．框架

111．．．底板

112．．．結合件

1121．．．第一側邊

1122．．．頂邊

1123．．．第二側邊

1124．．．遮光片

113．．．容置口

115．．．開口

120．．．發光條

121．．．電路板

122．．．發光源

Claims (20)

1. 一種背光模組，包括有：一框架，該框架具有一底板，於該底板上突設有至少一結合件，該結合件相對於該底板之一側具有一容置口，且該結合件內部具有與該容置口相連通之一收容空間，該結合件具有貫穿之至少一開口，並與該收容空間相連通，其中該結合件具有一第一側邊、一頂邊、及一第二側邊，該第一側邊之一端與該底板相連接，該第一側邊之另一端及該第二側邊之一端分別與該頂邊相連接，且該二側邊係間隔設置，以形成該收容空間及該容置口，且該開口係貫穿該第一側邊；一發光條，具有一電路板及至少一發光源，該發光源係電性設置於該電路板之一側面上，該電路板通過該容置口而夾置於該收容空間內，並令該發光源設置於該開口位置；以及一導光板，設置於該底板上，且該導光板鄰近於該發光源。
2. 如請求項1所述之背光模組，其中更包括有一反射板，設置於該框架的該底板上，且該反射板鄰近於該發光源，該導光板係設置於該反射板上。
3. 如請求項1所述之背光模組，其中該第一側邊鄰近該開口之位置更延伸有一遮光片。
4. 如請求項1所述之背光模組，其中該導光板相對於該底板之另一側面上更設有複數層光學膜。
5. 如請求項1所述之背光模組，其中該發光源係為一發光二極體。
6. 如請求項5所述之背光模組，其中該發光二極體係為一上發光型(top-veiw)發光二極體。
7. 一種背光模組之固定結構，包括有：一框架，該框架具有一底板，於該底板上突設有至少一結合件，該結合件相對於該底板之一側具有一容置口，且該結合件內部具有與該容置口相連通之一收容空間，該結合件具有貫穿之至少一開口，並與該收容空間相連通，其中該結合件具有一第一側邊、一頂邊、及一第二側邊，該第一側邊之一端與該底板相連接，該第一側邊之另一端及該第二側邊之一端分別與該頂邊相連接，且該二側邊係間隔設置，以形成該收容空間及該容置口，且該開口係貫穿該第一側邊；以及一發光條，具有一電路板及至少一發光源，該發光源係電性設置於該電路板之一側面上，該電路板通過該容置口而夾置於該收容空間內，並令該發光源設置於該開口位置。
8. 如請求項7所述之背光模組之固定結構，其中該第一側邊鄰近該開口之位置更延伸有一遮光片。
9. 如請求項7所述之背光模組之固定結構，其中該發光源係為一發光二極體。
10. 如請求項9所述之背光模組之固定結構，其中該發光二極體係為一上發光型(top-veiw)發光二極體。
11. 一種液晶顯示器，包括有：一框架，該框架具有一底板，於該底板上突設有至少一結 合件，該結合件相對於該底板之一側具有一容置口，且該結合件內部具有與該容置口相連通之一收容空間，該結合件具有貫穿之至少一開口，並與該收容空間相連通，其中該結合件具有一第一側邊、一頂邊、及一第二側邊，該第一側邊之一端與該底板相連接，該第一側邊之另一端及該第二側邊之一端分別與該頂邊相連接，且該二側邊係間隔設置，以形成該收容空間及該容置口，且該開口係貫穿該第一側邊；一發光條，具有一電路板及至少一發光源，該發光源係電性設置於該電路板之一側面上，該電路板通過該容置口而夾置於該收容空間內，並令該發光源設置於該開口位置；一導光板，設置於該底板上，且該導光板鄰近於該發光源；以及一液晶顯示面板，設置於該導光板上。
12. 如請求項11所述之液晶顯示器，其中更包括有一反射板，設置於該框架的該底板上，且該反射板鄰近於該發光源，該導光板係設置於該反射板上。
13. 如請求項11所述之液晶顯示器，其中該第一側邊鄰近該開口之位置更延伸有一遮光片。
14. 如請求項11所述之液晶顯示器，其中該導光板相對於該底板之另一側面上更設有複數層光學膜，該液晶顯示面板係設置於該光學膜上。
15. 如請求項11所述之液晶顯示器，其中該發光源係為一發光二 極體。
16. 如請求項15所述之液晶顯示器，其中該發光二極體係為一上發光型(top-veiw)發光二極體。
17. 一種背光模組之組裝方法，包括以下步驟：提供一框架；形成一結合件於該框架之一底板上，該結合件相對於該底板之一側具有一容置口，且該結合件內部具有與該容置口相連通之一收容空間，該結合件具有貫穿之至少一開口，並與該收容空間相連通；提供一發光條，該發光條具有一電路板及電性設置於該電路板之一側面上之至少一發光源；將該電路板沿著一第一方向通過該容置口而夾置於該收容空間內，並令該發光源設置於該開口位置，該第一方向係與該底板相垂直；以及設置一導光板於該底板上，且該導光板鄰近於該發光源；其中該結合件之形成步驟包括有：由該框架之該底板朝向該第一方向彎折形成一第一側邊；由該第一側邊連接於該底板之另一端朝向一第二方向彎折形成一頂邊，且該第二方向係與該第一方向相垂直；以及由該頂邊連接於該第一側邊之另一端朝向相反於該第 一方向之方向彎折形成一第二側邊，且該第二側邊係與該第一側邊相面對並間隔設置，以形成該收容空間及該容置口。
18. 如請求項17所述之背光模組之組裝方法，其中更包括有設置一反射板於該框架的該底板上的步驟，且該反射板鄰近於該發光源，該導光板係設置於該反射板上。
19. 如請求項17所述之背光模組之組裝方法，其中更包括有設置複數層光學膜於該導光板相對於該底板之另一側面上的步驟。
20. 如請求項17所述之背光模組之組裝方法，其中該開口係以沖壓、切割、或銑削等機械加工方式設置並貫穿於該第一側邊。