TWI413834B

TWI413834B - 背光模組以及液晶顯示裝置

Info

Publication number: TWI413834B
Application number: TW99124179A
Authority: TW
Inventors: Chung Cheng Liang
Original assignee: Global Lighting Technolog Inc
Priority date: 2010-07-22
Filing date: 2010-07-22
Publication date: 2013-11-01
Also published as: TW201205161A

Description

背光模組以及液晶顯示裝置

本發明是有關於一種背光模組以及液晶顯示裝置，且特別是有關於一種能良好地壓抵拼接導光板(piece-coupled light guide plate)的背光模組以及液晶顯示裝置。

近年來，由於液晶顯示裝置以輕、薄、小及耗電低等特點，在筆記型電腦、數位相機、電視等電子影像產品上得到了廣泛的應用。

一般而言，液晶顯示裝置是由液晶面板與背光模組所構成。液晶面板藉由液晶分子的轉動與偏光板的作用，來改變光線在不同畫素區域的通過量，而在不同畫素區域造成明暗差異，以達到顯示影像之目的。

由於液晶本身並不具備發光特性，所以需依賴背光模組提供面光源。背光模組可大致分為：側面入光式背光模組與直下式背光模組，其中，直下式背光模組需要較長的混光距離以達到均勻混光的效果，所以直下式背光模組的厚度較厚，不適於薄型顯示裝置的製作；而側面入光式背光模組可搭配發光二極體，具有厚度較薄的優勢。

隨著液晶顯示裝置逐漸朝向大尺寸與高對比等趨勢發展，以下的背光模組被提出：此背光模組拼接多個小尺寸的導光板而得到大面積的拼接導光板，並且還可配合區域背光調控(Local Dimming)的方式來實現液晶顯示裝置之高動態對比的顯示效果。

然而，拼接導光板的平整度將影響背光模組所提供的面光源是否為均勻。換言之，若未能良好地固定拼接導光板及其下方的膜片等，將使拼接導光板及其下方的膜片產生翹起的問題，而無法提供均勻的面光源。

有鑑於此，本發明提供一種背光模組，利用背框的彎折元件即能良好地固定拼接導光板及其下方的膜片。

本發明提供一種液晶顯示裝置，具有上述的背光模組，能顯示具有良好品質的影像。

本發明提出一種背光模組，包括：多數個導光板、多數個發光元件以及一背框。彼此相鄰的該些導光板彼此結合而形成一拼接導光板。發光元件提供該拼接導光板一光線。背框具有背板與彎折元件，背板具有破孔，彎折元件鄰近於破孔且與背板形成一角度，彎折元件具有卡合槽且拼接導光板抵接於卡合槽。

在本發明的一實施例中，上述的每一導光板具有相對向的入光部與拼接部，彼此相鄰的入光部與拼接部彼此結合而形成該拼接導光板，在入光部與拼接部的結合處形成一容置空間。

在本發明的一實施例中，上述的發光元件設置於容置空間中、且位於入光部的側面。

在本發明的一實施例中，上述在每一導光板的拼接部的側面至少具有一凸耳，且凸耳抵接於卡合槽。

在本發明的一實施例中，上述彼此相鄰的該些導光板的拼接邊彼此接觸而形成該拼接導光板，且該些發光元件設置於該拼接導光板的至少一側。

在本發明的一實施例中，上述的背光模組更包括一緩衝墊，設置於彎折元件上。

在本發明的一實施例中，上述的背光模組更包括一光學板組合，抵接於緩衝墊。

在本發明的一實施例中，上述的背光模組更包括一反射片，設置於拼接導光板的下方。

在本發明的一實施例中，上述的背光模組更包括一電路板，設置於反射片的下方，發光元件電性連接於電路板，反射片位於電路板與拼接導光板之間。

在本發明的一實施例中，上述的背光模組更包括一絕緣層，設置於電路板的下方，電路板位於反射片與絕緣層之間。

在本發明的一實施例中，上述每一導光板具有多數條溝槽，將導光板劃分成多個發光區域。

在本發明的一實施例中，上述每一導光板的入光部的側面設置有一微結構。

本發明還提出一種液晶顯示裝置，包括：上述的背光模組以及液晶面板。此液晶面板，設置於背光模組的一側。

本發明採用背框的彎折元件，直接將拼接導光板抵接於彎折元件的卡合槽內。如此，可良好地固定拼接導光板，以使背光模組能提供均勻的面光源。

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。

本發明提出一種背光模組，包括：多數個導光板、多數個發光元件以及一背框。彼此相鄰的該些導光板彼此結合而形成一拼接導光板。拼接導光板可以採用許多不同的型式，如：階梯式拼接導光板、平接式拼接導光板等。

發光元件提供該拼接導光板一光線。發光元件可以採用點狀光源(如LED)、線狀光源(如CCFL)等，且可根據不同型式的拼接導光板來設置發光元件。

背框具有背板與彎折元件，背板具有破孔，彎折元件鄰近於破孔且與背板形成一角度，彎折元件具有卡合槽且拼接導光板抵接於卡合槽，亦即，可直接藉由該背框的彎折元件來固定該拼接導光板及其下方的膜片，以使拼接導光板及其下方的膜片具有良好的平整度。如此一來，本發明的背光模組能夠提供均勻的面光源。

以下，利用上述兩種不同形式的拼接導光板(階梯式拼接導光板、平接式拼接導光板)來對於本發明的背光模組進行舉例說明，然而仍可利用其他形態的拼接導光板，並不僅限於上述兩種拼接導光板。

[具有階梯式拼接導光板的背光模組]

圖1為本發明實施例的一種背光模組的立體爆炸示意圖。圖2為圖1的區域A的放大示意圖。圖3為圖1的區域B的放大示意圖。請同時參照圖1~圖3，背光模組100包括：多數個導光板110A~110D、多數個發光元件120以及一背框130。每一導光板110A~110D可具有相對向的入光部112與拼接部114，彼此相鄰的入光部112與拼接部114彼此結合而形成一拼接導光板140，在入光部112與拼接部114的結合處形成容置空間CS。發光元件120可設置於容置空間CS中且位於入光部112的側面。背框130具有背板132與彎折元件134，背板132具有破孔132A，彎折元件134鄰近於破孔132A且與背板132形成一角度θ，彎折元件134具有卡合槽134A且拼接導光板140可抵接於卡合槽134A(如後續圖8、圖9所繪示)。

此處以結合四個導光板110A~110D形成拼接導光板140作為例子，然而在其他的實施例中，可以依照設計需要自行拼接適當數量的導光板，並不限定利用多少數量的導光板來形成拼接導光板140。

請繼續參照圖2，背光模組100可更包括一反射片150，設置於拼接導光板140(即圖2中的導光板110A、110B)的下方。反射片150可具有對應於發光元件120的孔洞H，使發光元件120能夠穿過孔洞H。該孔洞H可以是一長條形的孔洞，使所有的發光元件120穿過反射片150；也可以是多數個孔洞，各自對應每一個發光元件120。

背光模組100還可包括一電路板160，設置於反射片150的下方，發光元件120電性連接於電路板160，反射片150位於電路板160與拼接導光板140之間。經由電路板160可提供發光元件120進行發光所需的電力，且電路板160上的控制電路(未繪示)可對於發光元件120進行區域背光調控(Local Dimming)，以使全部或部分的導光板110A~110D導入光線。發光元件120可以是發光二極體(LED)、有機電激發光二極體(OLED)或具有類似原理的點光源。

背光模組100還可包括一絕緣層170，設置於電路板160的下方，電路板160位於反射片150與絕緣層170之間。絕緣層170可以使電路板160與外界的導電元件(未繪示)之間產生電氣絕緣效果，避免外界的導電元件對電路板160及發光元件120產生放電效應而造成損壞。

值得注意的是，如圖3與後續的圖8、圖9所示，可利用背框130的彎折元件134來壓抵拼接導光板140及其下方的反射片150、電路板160以及絕緣層170，以良好地壓抵拼接導光板140，使拼接導光板140成為平整，在後續的圖8、圖9有更詳細的說明。

圖4為本發明實施例的一種導光板的立體示意圖。圖5為圖4的區域A的放大示意圖。圖6為圖4的區域B的放大示意圖。圖7為圖4的區域C的放大示意圖。

此處以單一個導光板110A作為例子進行說明，導光板110B~110D的具體結構與導光板110A是相同的。請同時參照圖4~圖7，導光板110A具有相對向的入光部112與拼接部114，彼此相鄰的入光部112與拼接部114可彼此結合而形成拼接導光板140。入光部112與拼接部114形成為相互配合的階梯狀。可同時參照圖2，入光部112的厚度比拼接部114的厚度還厚，以階梯落差來形成收容發光元件120的容置空間CS。結合後的入光部112的上表面與拼接部114的上表面實質上是處於同一水平面，且結合後的入光部112的下表面與拼接部114的下表面實質上是處於同一水平面，如此，可以使位於拼接導光板140(如圖1所示)下方的反射片130平貼於拼接導光板140。

如圖4與圖5所示，導光板110A可具有多數條溝槽S，將導光板110A劃分成多個發光區域R。溝槽S可以使不同發光區域R的光線彼此隔離，可形成各區同時或不同時發光的效果。溝槽S可利用將導光板110A射出成形的同時進行製作，或是利用挖槽工具(未繪示)進行製作。

如圖4與圖6所示，導光板110A的入光部112的側面可設置有一微結構MS。此微結構MS可以是多個微細溝槽。利用微結構MS可促使來自於設置在入光部112側面的發光元件120的光線進入導光板110A中，以提高光線利用效率。

如圖3、圖4與圖7所示，導光板110A的拼接部114的側面至少可具有一凸耳P，且凸耳P可抵接於卡合槽134A。另外，在圖4的區域A’中(區域A的對應位置)也可製作另一凸耳P。利用將凸耳P抵接於彎折元件134 的卡合槽134A中，可更佳地固定拼接導光板140。如此一來，拼接導光板140及其下方的反射片150、電路板160、絕緣層170可良好地被固定於背框130上，而不會產生翹曲的問題。

如圖3所示的彎折元件134例如是利用對於背板132進行沖壓、再進行彎折而得。在圖1所示的背框130中，於背板132的數個預定位置製作彎折元件134，用來固定拼接導光板140的多個位置。以下，利用圖8與圖9來進一步說明彎折元件134與凸耳P的結合狀態。

圖8為本發明實施例的背光模組的立體示意圖。圖8A為本發明實施例的一種緩衝墊的示意圖。圖8B為本發明實施例的另一種彎折元件的示意圖。圖9為本發明實施例的背光模組的剖面示意圖。

請同時參照圖1、圖3、圖7與圖8，以彎折元件134壓抵彼此拼接的導光板110A與導光板110B為例來進行說明，亦即，導光板110A的拼接部114的側面的凸耳P與導光板110B的入光部112彼此相接，且彎折元件134一併地壓抵導光板110A的凸耳P及導光板110B的入光部112。藉此，導光板110A與導光板110B拼接成平整的拼接導光板140。

請參照圖8與圖9，背光模組100還可包括緩衝墊180，設置於彎折元件134上。背光模組100還可包括一光學板組合190，抵接於緩衝墊180。如圖8A所示，緩衝墊180可具有結合凹槽180A，適於使緩衝墊180直接卡合於彎折元件134上。緩衝墊180可使用彈性材質，以減緩光學板組合190與拼接導光板140(即圖8與圖9的導光板110A、110B)之間的碰撞。光學板組合190可以是擴散片192、稜鏡片194、增亮片196與保護片198等任意光學膜片的組合。

如圖9所示，緩衝墊180可具有適當的高度，使得結合於彎折元件134上的緩衝墊180在拼接導光板140和光學板組合190之間造成一空氣間隙AP。藉此，可使從拼接導光板140出射的光線有適當的混光距離，以提供更為均勻的面光源。另外，圖8B繪示另一種彎折元件134’，其另外具有突出的突出部134B，用以承載上述的光學板組合190。並且，可只在突出部134B套設緩衝墊180’。

具有上述階梯式拼接導光板的背光模組，可利用背板的彎折元件來固定該階梯式拼接導光板及其下方的膜片，以使背光模組能提供均勻的面光源。

[具有平接式拼接導光板的背光模組]

圖10為本發明較佳實施例的另一種背光模組的立體示意圖。請參照圖10，此背光模組102包括：多數個導光板110、多數個發光元件120以及一背框130。彼此相鄰的該些導光板110彼此結合而形成一拼接導光板140A。發光元件120可設置於該拼接導光板140A的至少一側。背框130具有背板132與彎折元件134，背板132具有破孔132A，彎折元件134鄰近於破孔132A且與背板132形成一角度θ，彎折元件134具有卡合槽134A且拼接導光板140A抵接於卡合槽134A(可同時參照圖3)。

在此實施例中，背光模組102的結構基本上是與背光模組100的結構相同，也可具有上述的緩衝墊180、180’、光學板組合190、反射片150、電路板160、絕緣層170等，相同的構成在此不予以重述。兩者不同之處在於：上述背光模組100採用的是階梯式的拼接導光板140，而本實施例的背光模組102採用平接式的拼接導光板140A。更詳細而言，在本實施例中，彼此相鄰的該些導光板110的拼接邊彼此接觸，而形成該拼接導光板140A。導光板110可為矩形，導光板110的每一邊均可被拋光而作為拼接邊。

圖11為本發明實施例的一種導光板的示意圖。請參照圖11，每一導光板110的表面設有多數排平行延伸的光學結構PS。導光板110上的光學結構PS可呈等距離平行排列、或呈不等距離平行排列(未繪示)。

可在每一光學結構PS的至少一端(僅有一端或同時兩端)設置發光元件120，使得發光元件120得以往平行該光學結構PS延伸長度的方向投射光線。如此，可讓光學結構PS的條狀區域產生亮度明顯高於非光學結構的其他區域，以使整個拼接導光板140A產生有規則但不均勻的發光效果。

發光元件120可以是發光二極體(LED)，而相鄰兩排光學結構PS的一端所設的發光元件120可位於互為相反的方向。圖12為本發明實施例另一種導光板110a的示意圖。請比較圖11與圖12，除了可以將發光元件120佈設在導光板110相對兩側並呈相互交錯之外(如圖11所示)，也可以將發光元件120呈對稱地佈設在導光板110a相對兩側，且每一發光元件120均對於光學結構PS的兩端同時投射光線(如圖12所示)。

光學結構PS可以是高於導光板110的表面的多數個突點、低於該導光板110的表面的多數個凹點，或是兩者的組合。多數個突點與多數個凹點可分佈成：距離該些發光元件120愈近的位置密度愈低，距離該些發光元件120愈遠的位置密度愈高。利用上述的密度分佈，使突點或凹點可在距離發光元件120較遠的位置反射及折射較多的光線，且使突點或凹點在距離發光元件120較近的位置反射及折射較少的光線，以達到整條光學結構PS之亮度成為均勻的效果。

另外，可根據設計需要，使每一排光學結構PS具有相同的光學表現性質，藉以在光線投射進入該些光學結構後，呈現出相同的亮度；或者，使每一排光學結構PS具有不同的光學表現性質，藉以在光線投射進入該些光學結構PS後，呈現出不相同的亮度。

圖13為將圖11的多個導光板在X方向進行拼接的示意圖。圖14為對應於圖13的拼接導光板的亮度曲線圖。請同時參照圖13與圖14，在此拼接導光板140A中，該些發光元件120往Y方向(即平行於光學結構PS之延伸長度的方向)投射光線，使得每一個光學結構PS的區域會產生高亮度，而非光學結構PS區域的亮度則明顯較低，甚至為黑暗(如圖14所示，L_A為高亮度區域，L_B為低亮度區域)。承上述，在兩導光板110的拼接邊因光線折射所產生的亮線，會與該光學結構PS區域的亮度相互混合，而無法被肉眼分辨。如此可達到消除亮線的目的。

圖15為本發明實施例的又一種平接式的拼接導光板的示意圖，其中，多個導光板110b在Y方向進行拼接。圖16為對應於圖15的拼接導光板的亮度曲線圖。

比較圖13與圖15可知，在圖13的拼接導光板140A中，發光元件120往平行該光學結構PS延伸長度的方向投射光線；然而，在圖15所示的拼接導光板140B中，發光元件120設置成往垂直該些光學結構PS延伸的方向投射光線。

再者，由圖15顯示，該些發光元件120往Y方向(即垂直於光學結構PS之延伸長度的方向)投射光線，可使得每一個光學結構PS的區域產生高亮度，而非光學結構PS區域的亮度則明顯較低，甚至為黑暗(可參照圖16圖所示之亮度曲線圖)。如此一來，在兩導光板110b的拼接邊所產生的亮線，會與該光學結構PS區域的亮度相互混合而無法被肉眼分辨，藉以達到消除亮線的目的。

承上述，具有上述平接式拼接導光板140A、140B的背光模組102，也可利用背框130的彎折元件134來固定該平接式拼接導光板140A、140B及其下方的膜片，以使背光模組102能提供均勻的面光源。

[液晶顯示裝置]

圖17為本發明實施例的一種液晶顯示裝置的示意圖。此液晶顯示裝置200可包括：上述的背光模組100(102)以及液晶面板210。此液晶面板210設置於背光模組100(102)的一側。由於此液晶顯示裝置200具有上述的背光模組100(102)，而能夠提供良好品質的影像。特別是，上述背光模組100(102)使用拼接導光板140(140A)，所以特別適合於製作大尺寸的液晶電視。

綜上所述，本發明的背光模組與液晶顯示裝置至少具有以下優點：直接採用從背框彎折而得的彎折元件，使拼接導光板良好地被抵接於彎折元件的卡合槽，而固定拼接導光板。如此一來，可獲得平整的拼接導光板以使背光模組提供均勻的面光源。再者，利用導光板的凸耳與彎折元件更佳地彼此卡合。另外，利用彎折元件的突出部或緩衝墊來承載光學板組合，於拼接導光板與光學板組合之間造成空氣間隙，使得背光模組具有適當的混光距離以提供更為均勻的面光源。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故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、102‧‧‧背光模組

110、110a、110b、110A~110D‧‧‧導光板

112‧‧‧入光部

114‧‧‧拼接部

120‧‧‧發光元件

130‧‧‧背框

132‧‧‧背板

132A‧‧‧破孔

134、134’‧‧‧彎折元件

134A‧‧‧卡合槽

134B‧‧‧突出部

140、140A、140B‧‧‧拼接導光板

150‧‧‧反射片

160‧‧‧電路板

170‧‧‧絕緣層

180、180’‧‧‧緩衝墊

180A‧‧‧結合凹槽

190‧‧‧光學板組合

192‧‧‧擴散片

194‧‧‧稜鏡片

196‧‧‧增亮片

198‧‧‧保護片

200‧‧‧液晶顯示裝置

210‧‧‧液晶面板

A、B‧‧‧區域

AP‧‧‧空氣間隙

CS‧‧‧容置空間

H‧‧‧孔洞

L_A‧‧‧高亮度區域

L_B‧‧‧低亮度區域

MS‧‧‧微結構

P‧‧‧凸耳

PS‧‧‧光學結構

R‧‧‧發光區域

S‧‧‧溝槽

θ‧‧‧角度

圖1為本發明實施例的一種背光模組的立體爆炸示意圖。

圖2為圖1的區域A的放大示意圖。

圖3為圖1的區域B的放大示意圖。

圖4為本發明實施例的一種導光板的立體示意圖。

圖5為圖4的區域A的放大示意圖。

圖6為圖4的區域B的放大示意圖。

圖7為圖4的區域C的放大示意圖。

圖8為本發明實施例的背光模組的立體示意圖。

圖8A為本發明實施例的一種緩衝墊的示意圖。

圖8B為本發明實施例的另一種彎折元件的示意圖。

圖9為本發明實施例的背光模組的剖面示意圖。

圖10為本發明較佳實施例的另一種背光模組的立體示意圖。

圖11為本發明實施例的一種導光板的示意圖。

圖12為本發明實施例另一種導光板的示意圖。

圖13為將圖11的多個導光板在X方向進行拼接的示意圖。

圖14為對應於圖13的拼接導光板的亮度曲線圖。

圖15為本發明實施例的又一種平接式的拼接導光板的示意圖，其中，多個導光板110b在Y方向進行拼接。

圖16為對應於圖15的拼接導光板的亮度曲線圖。

圖17為本發明實施例的一種液晶顯示裝置的示意圖。

100‧‧‧背光模組

110A~110D‧‧‧導光板

112‧‧‧入光部

114‧‧‧拼接部

120‧‧‧發光元件

130‧‧‧背框

132‧‧‧背板

134‧‧‧彎折元件

140‧‧‧拼接導光板

A、B‧‧‧區域

Claims

一種背光模組，包括：多數個導光板，彼此相鄰的該些導光板彼此結合而形成一拼接導光板；多數個發光元件，提供該拼接導光板一光線；以及一背框，具有一背板與一彎折元件，該背板具有一破孔，該彎折元件鄰近於該破孔且與該背板形成一角度，該彎折元件具有一卡合槽，該拼接導光板抵接於該卡合槽，其中，每一導光板具有多數條溝槽，將該導光板劃分成多個發光區域。
如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中，每一導光板具有相對向的一入光部與一拼接部，彼此相鄰的該入光部與該拼接部彼此結合而形成該拼接導光板，在該入光部與該拼接部的結合處形成一容置空間。
如申請專利範圍第2項所述的背光模組，其中，該些發光元件設置於該容置空間中、且位於該入光部的側面。
如申請專利範圍第2項所述的背光模組，其中，在每一導光板的該拼接部的側面至少具有一凸耳，且該凸耳抵接於該卡合槽。
如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中，彼此相鄰的該些導光板的拼接邊彼此接觸而形成該拼接導光板，且該些發光元件設置於該拼接導光板的至少一側。
如申請專利範圍第1項所述的背光模組，更包括一緩衝墊，設置於該彎折元件上。
如申請專利範圍第6項所述的背光模組，更包括一光學板組合，抵接於該緩衝墊。
如申請專利範圍第1項所述的背光模組，更包括一反射片，設置於該拼接導光板的下方。
如申請專利範圍第8項所述的背光模組，更包括一電路板，設置於該反射片的下方，該些發光元件電性連接於該電路板，該反射片位於該電路板與該拼接導光板之間。
如申請專利範圍第9項所述的背光模組，更包括：一絕緣層，設置於該電路板的下方，該電路板位於該反射片與該絕緣層之間。
如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中，每一導光板的該入光部的側面設置有一微結構。
一種液晶顯示裝置，包括：一如申請專利範圍第1項到第11項任一項所述的背光模組；以及一液晶面板，設置於該背光模組的一側。