TWI391752B - 具熱隔離層之背光模組及顯示裝置 - Google Patents

Description

具熱隔離層之背光模組及顯示裝置

本發明係關於一種背光模組及使用此背光模組之顯示裝置；具體而言，本發明係關於一種具有熱隔離層之背光模組及使用此背光模組之顯示裝置。

由於液晶顯示裝置厚度薄、質量輕且攜帶方便，相較CRT顯示器具有低輻射的優點，使得近年來的需求更快速增加。特別是背光模組(Backlight Module)為液晶顯示面板的關鍵性零組件之一。隨著液晶顯示裝置製造技術的提升，背光模組更朝向薄形化、高亮度及降低成本的市場方向發展。為保持液晶顯示器未來市場的競爭力，開發與設計出更優質的背光模組，是未來需要努力的方向。

圖1為傳統液晶顯示裝置及其背光模組之示意圖。如圖1所示，液晶面板10係設置於背光模組30上方，液晶面板10之邊緣並覆蓋有外框15。以側入光式之設計而言，背光模組30包含定位座31、發光二極體光條32及導光板33。定位座31包含有側壁51、頂板53及底板35。頂板53及底板35分別自側壁51之上下兩端同向伸出，以圍成一空間。發光二極體光條32係由電路板及其上設置之發光二極體所組成。如圖1所示，發光二極體光條32設置於定位座31圍成之空間內。導光板33之一端係伸入定位座31之頂板53及底板35之間， 並為頂板53及底板35所夾持。發光二極體光條32之光線即可由此端進入導光板33中。

在使用發光二極體光條32做為光源的設計中，發光二極體的散熱效果往往對其使用壽命有絕對性的影響。為了增加發光二極體的散熱效果，在圖1所示的設計中，係將定位座31之底板35長度加長，順著導光板33的底面延伸。藉由增加底板35的面積，進而提升藉由底板35散熱的效率。然而在此一設計中，由於底板35長度已延伸進入液晶面板10顯示區域11的投影範圍內，因此底板35在散熱的同時，亦會將熱能經由導光板33傳遞至液晶面板10的顯示區域11內。液晶面板10的顯示區域11內係填注有液晶分子；當液晶分子受到底板35產生之熱場影響時，往往會產生偏轉不全的狀況。此一偏轉不全的結果，即會使此部分的顯示區域11在顯示暗態影時造成漏光現象，進而影響液晶顯示裝置的整體表現。

本發明之一目的在於提供一種背光模組及使用此背光模組之顯示裝置，可降低顯示區域漏光之狀況。

本發明之另一目的在於提供一種背光模組及使用此背光模組之顯示裝置，可避免顯示面板中液晶分子偏轉不全的現象。

本發明之另一目的在於提供一種背光模組及使用此背光模組之顯示裝置，可延長光源之使用壽命。

顯示裝置包含有顯示面板及背光模組，其中顯示面板具有顯示區域。背光模組係設置於顯示面板下方，並產生光線射入顯示面板內，以提供顯示區域產生影像所需之光源。背光模組包含有光源支承座、發光元件及導光板。光源支承座包含側壁、頂板及底板；頂板及底板分別自側壁之上下兩端同向延伸，並共同圍成半開放之容置空間，供容納發光元件。當與顯示面板組合時，底板係有部分重疊對應於顯示面板之顯示區域。

導光板對應於顯示面板之顯示區域設置；其一端緣位於容置空間形成的開口內，並為頂板及底板所夾持。導光板伸入開口之端緣係對應於發光元件，並由此端緣接受發光元件產生之光線。底板重疊對應於顯示區域之部分與導光板間夾設有熱隔離層。熱隔離層至少有部分與顯示面板之顯示區域重疊對應，亦即伸入顯示區域之垂直投影範圍內。若將底板區分為與熱隔離層疊合及未疊合之兩部分來看，與熱隔離層疊合之部分與導光板間之垂直距離大於未疊合部分與導光板間之垂直距離。

本發明係提供一種背光模組及使用此背光模組之顯示裝置。背光模組係設置於顯示裝置內，以提供顯示裝置產生影像必需之光源。顯示裝置較佳包含液晶顯示裝置，包含家用的液晶電視、個人電腦及膝上型電腦之液晶監視器、行動電話及數位相機之液晶顯示幕等。

如圖2所示，顯示裝置包含有顯示面板100及背光模組300。顯示面板100較佳為一液晶顯示面板，且具有顯示區域110。在較佳實施例中，顯示區域110係指顯示面板100上可顯示影像的部分；亦即在邊框130之內具有液晶分子的區域。藉由調整電壓控制液晶分子的旋轉，即可改變各像素的亮度以產生影像。顯示面板100外側並覆蓋有外框101，以保護及定位顯示面板100以至於下方的背光模組300。

背光模組300係設置於顯示面板100下方，背光模組300產生之光線射入顯示面板100內，以提供顯示區域110產生影像所需之光源。背光模組300中較佳可視需求設置有光學膜片200，例如擴散片及增亮膜等。如圖2及圖3所示，以側入式光源之設計為例，背光模組300包含有光源支承座310、發光元件330及導光板350。光源支承座310較佳係由金屬板件彎折製成，但在不同實施例中，亦可以塑料以射出方式製成。如圖2所示，光源支承座310較佳係形成為長條狀之結構，並以此長條狀結構之長邊方向為軸線捲圍形成近似側倒U形之剖面形狀，如圖3所示。藉此，光源支承座310以捲圍之內面圍成有容置空間311，此容置空間311係為一半開放之空間，且沿光源支承座之長邊方向延長分佈。

如圖2及圖3所示，光源支承座310包含側壁510、頂板530及底板550。側壁510、頂板530及底板550均沿光源支承座310之長邊延伸。頂板530及底板550分別自側壁510之上下兩端同向朝容置空間311之開口313延伸。在較佳實施例中，係將光源支承座310之上下兩端朝同一側彎折以形成頂板530及底板550，而側壁510則為中段未彎折之部分。側壁510、頂板530及底板550共同圍成半開放之容置空間311，而容置空間311之開口313即為頂板530之端緣及底板550間所夾之區域。此外，如圖3所示，底板550之截面長度較佳係較頂板530為長；當與顯示面板100組合時，底板550係有部分重疊對應於顯示面板100之顯示區域110。此處所言之重疊對應關係，係表示底板550之部分係伸入顯示區域110之垂直投影範圍；在此垂直投影範圍內，底板550與顯示區域110有上下隔空堆疊的關係。

如圖2及圖3所示，發光元件330係容納於容置空間311內，並沿容置空間311之長邊方向延伸且朝容置空間311之開口313發出光線。在此較佳實施例中，發光元件330係為由發光二極體331及長條形基板332形成之發光二極體光條。各發光二極體331沿著容置空間311之長邊方向分佈，亦即沿著開口313直線排列。然而在不同實施例中，發光元件330亦可為一燈管，並沿容置空間311之長邊方向設置。如圖3所示，底板550之內面係可朝導光板350方向突出形成一凸部315，在設計上可使凸部315對應並抵觸發光元件330長條形基板332之側緣，藉以定位發光元件330在容置空間311內的位置。

在圖2及圖3所示之實施例中，導光板350係對應於顯示面板100之顯示區域110設置；亦即導光板350至少有部分落在顯示區域110之垂直投影範圍內。如圖3所示，導光板350、顯示面板100及底板550均沿同一方向延伸，並實質上相互平行；其中導光板350係夾於顯示面板100及底板550之間。導光板350之一端緣位於光緣支撐座310形成的開口313內，並為頂板530及底板550所夾持。導光板350伸入開口313之端緣係對應於發光元件330，並由此端緣接受發光元件330產生之光線進入導光板350以進行光線傳遞。此外，如圖3所示，底板550之內面係可朝導光板350方向突出形成一凸部315，在設計上係可選擇以凸部315抵觸導光板350，以給予導光板350支撐力。

如圖3所示，底板550重疊對應於顯示區域110之部分與導光板350間夾設有熱隔離層700。在此實施例中，熱隔離層700係與導光板350、顯示面板100及底板550均沿同一方向延伸，並實質上相互平行。此外，熱隔離層700至少有部分與顯示面板100之顯示區域110重疊對應，亦即伸入顯示區域110之垂直投影範圍內。熱隔離層700較佳係對應於顯示區域110之邊緣位置，以加強對於此部分液晶分子的熱隔離效果。在圖3之實施例中，熱隔離層700係由空氣層所形成；然而在不同實施例中，如圖4所示，熱隔離層700亦可由其他隔熱材料，例如塑料或特定塗料所形成。熱隔離層700亦可以複合方式組成，例如以兩種不同之隔熱材料混合或疊合組成，或由隔熱材料與空氣層共同組成。

此外，如圖3及圖4所示，若將底板550區分為與熱隔離層700疊合及未疊合之兩部分來看，與熱隔離層700疊合之部分與導光板350間之垂直距離D大於未疊合部分與導光板350間之垂直距離d。此一距離的差異可藉由多種方式來加以達成；例如彎折底板550以形成落差或將未與熱隔離層700疊合之部分底板550墊高或增加厚度等方式，均可達成此一結果。藉由較長之底板550設計，得以有效幫助發光元件330進行散熱，進而提升發光元件330之使用壽命。而藉由熱隔離層700之設置，則可降低底板550在散熱時其溫度增加對於顯示面板100內液晶分子的影響，進而降低液晶分子受熱產生偏轉不全的狀況。

在圖3及圖4所示之實施例中，導光板350的底面較佳設置有反射片370。此時熱隔離層700即形成於反射片370與底板550之間。如圖3所示，底板550係支撐在反射片370之底面，進而提供導光板350支撐的效果；然而在不同實施例中，底板550亦可直接支撐在導光板350的底面。此外，底板550提供導光板350支撐的位置較佳係落在顯示區域110的對應範圍之外，以使熱隔離層700得以延伸至顯示區域110的投影範圍之外。

在圖5a及圖5b所示之實施例中，底板550可區分為第一階底板551及第二階底板552。第一階底板551係自側壁510之下端緣延伸而出，且較佳實質平行於導光板350。第一階底板551較佳係可給予導光板350底面支撐的力量。如圖5所示，當第一階底板551延伸至接近顯示區域110之投影區域時，即朝背離導光板350的方向彎折產生一落差553後，再彎折回原延伸方向以形成第二階底板552，使底板550整體形成為階梯狀之結構。在較佳實施例中，第二階底板552自落差553續沿導光板350延伸之長度係大於20mm，藉以提供足夠的散熱功效。

藉由落差553的產生，第二階底板552與導光板350間得以容納熱隔離層700。在較佳實施例中，此一落差553之高度係大於0.3mm；而對應之熱隔離層700厚度亦大於0.3mm以產生較佳之隔熱效果。此外，第二階底板552至少有部分重疊對應於顯示區域110，以確保第二階底板552與導光板350間所夾之熱隔離層700亦可伸入顯示區域110之對應範圍內。

在圖6所示之實施例中，第二階底板552上形成有支撐凸部600。支撐凸部600之設置係可由第二階底板552自背面打凹形成、彎折形成或外加支撐點所形成。若底板550採用塑料製成，則亦可以射出成形方式形成支撐凸部600。如圖6所示，支撐凸部600係朝向導光板350突出，並支撐導光板350。在較佳實施例中，支撐凸部600之支撐頂面610截面寬度小於2mm。此外，在此實施例中，當導光板350之底面設置有反射片370時，則支撐凸部600經由支撐反射片370以達到對導光板350之支撐效果。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何具有本發明所屬技術領域之通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．顯示面板

101．．．外框

110．．．顯示區域

130．．．邊框

200．．．光學膜片

300．．．背光模組

310．．．光源支承座

311．．．容置空間

313．．．開口

315．．．凸部

330．．．發光元件

331．．．發光二極體

332．．．長條形基板

350．．．導光板

370．．．反射片

510．．．側壁

530．．．頂板

550．．．底板

551．．．第一階底板

552．．．第二階底板

553．．．落差

600．．．支撐凸部

610．．．支撐頂面

700．．．熱隔離層

圖1為傳統液晶顯示裝置之剖面示意圖；

圖2為本發明顯示裝置及背光模組之實施例元件爆炸圖；

圖3為顯示裝置及背光模組之實施例剖視圖；

圖4為採用不同熱隔離層之實施例剖視圖；

圖5a為顯示裝置及背光模組之另一實施例元件爆炸圖；

圖5b為斂5a所示實施例之剖視圖；

圖6為光源支承座加設支撐凸部的實施例剖視圖。

100．．．顯示面板

101．．．外框

110．．．顯示區域

130．．．邊框

200．．．光學膜片

300．．．背光模組

310．．．光源支承座

311．．．容置空間

330．．．發光元件

350．．．導光板

370．．．反射片

510．．．側壁

530．．．頂板

550．．．底板

551．．．第一階底板

552．．．第二階底板

553．．．落差

700．．．熱隔離層

Claims (24)

1. 一種背光模組，供配合一顯示面板使用，其中該顯示面板具有一顯示區域，該背光模組包含：一光源支承座，包含：一側壁；一頂板及一底板，分別自該側壁之上下兩端同向延伸，該底板至少部分重疊對應於該顯示區域；其中，該頂板、該側壁及該底板共同捲圍成半開放且延長之一容置空間，且該頂板之端緣及底板間形成該容置空間之一開口；一發光元件，設置於該容置空間內；以及一導光板，係對應該顯示區域，並沿該底板延伸，該導光板一端係位於該頂板及該底板形成之開口內，並對應於該發光元件；其中該底板重疊對應於該顯示區域之部分與該導光板間至少部分疊合夾設有一熱隔離層，該底板與該熱隔離層疊合之部分與該導光板間之垂直距離大於該底板之其他部分與導光板間之垂直距離，該底板包含朝該導光板突出之一凸部，該凸部係抵觸支撐該導光板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，進一步包含一反射片設置於該導光板之底部並夾設於該導光板及該底板間：其中該熱隔離層係形成於該反射片及該底板之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該熱隔離層係由一空氣層形成。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該熱隔離層係由一隔熱材料形成。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該底板包含：一第一階底板，係自該側壁之下端延伸而出，且部分支撐該導光板底面；以及一第二階底板，係自該第一階底板之一端朝該導光板之反方向彎折產生一落差後沿該導光板延伸而出；其中該第二階底板至少部分重疊對應於該顯示區域，並與該導光板間夾設有該熱隔離層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中該第二階底板自該落差沿該導光板延伸之長度大於20 mm。
7. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中該第二階底板與該導光板間夾設之該熱隔離層厚度大於0.3 mm。
8. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中該第二階底板上形成有一支撐凸部，該支撐凸部係朝向該導光板突出並支撐該導光板。
9. 如申請專利範圍第8項所述之背光模組，進一步包含一反射片設置於該導光板之底部並夾設於該導光板及該第二階底板間：其中該支撐凸部係支撐該反射片。
10. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中該支撐凸部具有一支撐頂面，該支撐頂面之寬度係小於2 mm。
11. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該凸部係定位該發光元件於該容置空間內之位置。
12. 一種背光模組，供配合一顯示面板使用，其中該顯示面板具有一顯示區域，該背光模組包含：一光源支承座，包含： 一側壁；一頂板及一底板，分別自該側壁之上下兩端同向延伸，該底板至少部分重疊對應於該顯示區域；其中，該頂板、該側壁及該底板共同捲圍成半開放且延長之一容置空間，且該頂板之端緣及底板間形成該容置空間之一開口；一發光元件，設置於該容置空間內；以及一導光板，係對應該顯示區域，並沿該底板延伸，該導光板一端係位於該頂板及該底板形成之開口內，並對應於該發光元件；其中該底板重疊對應於該顯示區域之部分與該導光板間至少部分疊合夾設有一熱隔離層，該底板與該熱隔離層疊合之部分與該導光板間之垂直距離大於該底板之其他部分與導光板間之垂直距離，該底板包含朝該導光板突出之一凸部，該凸部係定位該發光元件於該容置空間內之位置。
13. 一種顯示裝置，包含：一顯示面板，具有一顯示區域；以及一背光模組，設置於該顯示面板下方，包含：一光源支承座，具有：一側壁；一頂板及一底板，分別自該側壁之上下兩端同向延伸，該底板至少部分重疊對應於該顯示區域；其中，該頂板、該側壁及該底板共同捲圍成半開放且延長之一容置空間，且該頂板之端緣及底板間形成該容置空間之一開口；一發光元件，設置於該容置空間內；以及 一導光板，係對應該顯示區域，並沿該底板延伸，該導光板一端係位於該頂板及該底板形成之開口內，並對應於該發光元件；其中該底板重疊對應於該顯示區域之部分與該導光板間至少部分疊合夾設有一熱隔離層，該底板與該熱隔離層疊合之部分與該導光板間之垂直距離大於該底板之其他部分與導光板間之垂直距離，該底板包含朝該導光板突出之一凸部，該凸部係抵觸支撐該導光板。
14. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，進一步包含一反射片設置於該導光板之底部並夾設於該導光板及該底板間：其中該熱隔離層係形成於該反射片及該底板之間。
15. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該熱隔離層係由一空氣層形成。
16. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該熱隔離層係由一隔熱材料形成。
17. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該底板包含：一第一階底板，係自該側壁之下端延伸而出，且部分支撐該導光板底面；以及一第二階底板，係自該第一階底板之一端朝該導光板之反向彎折產生一落差後沿該導光板延伸而出；其中該第二階底板至少部分重疊對應於該顯示區域，並與該導光板間夾設有該熱隔離層。
18. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中該第二階底板自該落差沿該導光板延伸之長度大於20 mm。
19. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中該第二階底板 與該導光板間夾設之該熱隔離層厚度大於0.3 mm。
20. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中該第二階底板上形成有一支撐凸部，該支撐凸部係朝向該導光板突出並支撐該導光板。
21. 如申請專利範圍第18項所述之顯示裝置，進一步包含一反射片設置於該導光板之底部並夾設於該導光板及該第二階底板間：其中該支撐凸部係支撐該反射片。
22. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中該支撐凸部具有一支撐頂面，該支撐頂面之寬度係小於2 mm。
23. 如申請專利範圍第13項所述之顯示裝置，其中該凸部係定位該發光元件於該容置空間內之位置。
24. 一種顯示裝置，包含：一顯示面板，具有一顯示區域；以及一背光模組，設置於該顯示面板下方，包含：一光源支承座，具有：一側壁；一頂板及一底板，分別自該側壁之上下兩端同向延伸，該底板至少部分重疊對應於該顯示區域；其中，該頂板、該側壁及該底板共同捲圍成半開放且延長之一容置空間，且該頂板之端緣及底板間形成該容置空間之一開口；一發光元件，設置於該容置空間內；以及一導光板，係對應該顯示區域，並沿該底板延伸，該導光板一端係位於該頂板及該底板形成之開口內，並對應於 該發光元件；其中該底板重疊對應於該顯示區域之部分與該導光板間至少部分疊合夾設有一熱隔離層，該底板與該熱隔離層疊合之部分與該導光板間之垂直距離大於該底板之其他部分與導光板間之垂直距離，該底板包含朝該導光板突出之一凸部，該凸部係定位該發光元件於該容置空間內之位置。