TWI432846B - 背光單元及具有此背光單元的液晶顯示器 - Google Patents

Description

背光單元及具有此背光單元的液晶顯示器

本發明係有關於一種背光單元及具有此背光單元的液晶顯示器，特別的是，本發明概念是藉由連接結構提供電力至設有發光二極體之電路板上，以提升背光單元及具有此背光單元的液晶顯示器之效率以及可靠度。

液晶顯示器(LCD)可利用液晶之光電特性以提供影像，由於液晶顯示器相較於其他顯示器具有體積小、重量輕、低消耗功率以及只需要低驅動電壓之優點，故液晶顯示器已被廣泛地使用在各種不同的工業領域中。

液晶顯示器包括液晶面板，液晶被置入於二透明基板之間，並且利用電壓改變液晶分子之方向來顯示影像，而背光裝置可將光線提供至液晶面板上。

冷陰極管(CCFL)、外部電極冷陰極管(EEFL)以及平面螢光燈管(FFL)用來做為背光裝置之光源，然而，冷陰極管(CCFL)無法提供高解析度以及輕巧之優點，而發光二極體因為具有高亮度、較長的使用壽命以及高色彩純度，故近年來常被用來做為背光裝置之光源。此外，因為限制危險物質，例如水銀之傾倒，故已減少冷陰極管(CCFL)之使用，相反的，由於發光二極體較為環保，因此廣泛地被採用。

使用發光二極體做為光源之背光裝置根據發光二極體以及導光板之設置方式區分為直下式以及側入式背光裝置。具有發光二極體之直下式背光裝置係將發光二極體設於背光裝置之前側，因此直下式背光裝置無法提供較薄之體積，且需要較多數量之發光二極體，增加製造成本。

相反地，側入式背光裝置係將發光二極體設置於背光裝置之二側，而光線藉由導光板被引入背光裝置之前表面，因此側入式背光裝置較直下式背光裝置厚度更薄，可提供更為薄型之結構。

具有發光二極體之背光單元包括盒形底架，盒形底架具有開放之上表面以容納反射板、導光板以及光學板。此外，設於電路板之複數發光二極體與背光單元中之導光板相鄰。

發光二極體與高壓板連接，高壓板被固定於底架之後表面，藉由電線或連接件接收驅動電壓使發光二極體發光。

一般而言，具有發光二極體之電路板與設於底架之連接件連接，故需要額外的空間容納連接件。此外，當背光裝置與底架連接時，連接至電路板之連接件可能短路或接地失效，因此，背光裝置必須先與底架分離，之後才能再一次連接底架，故組裝工作較為複雜且耗時。

本發明之發明概念為提供一種背光單元，其可提升背光單元及具有此背光單元的液晶顯示器之組裝效果以及可靠度。

本發明概念之其他特徵以及優點將於後詳細地揭露，可藉由本發明概念而實現。

本發明之實施例可藉由背光單元實現，背光單元包括底板、耦合孔、高壓板以及連接件，底板可容納電路板，發光二極體固定於電路板上，且其中一端具有第一連接部，耦合孔設置於底板之上表面上與第一連接部對應之位置，高壓板設於底板之後表面上以提供驅動電壓至發光二極體，連接件設於具有第二連接部之一端，使電路板與高壓板電性連接，與第二連接部耦合的第一連接部之耦合部朝向耦合孔。

第二連接部藉由耦合孔與第一連接部連接。

第一連接部為插座態樣，而第二連接部為插頭態樣。

電路板與固定件固定，其設置於底板上且包括導熱金屬。

第一連接部之耦合部藉由耦合孔凸出。

本發明之實施例提供一背光單元，背光單元包括導光板、電路板、底板以及高壓板。至少一發光二極體發射光線至導光板之一側，且發光二極體被固定於電路板上，底板容納導光板以及電路板，高壓板設置於底板之後表面以提供驅動電壓至發光二極體，耦合孔成形於底板之上表面一側，且用以提供電路板以及高壓板電性連接之連接件會通過耦合孔，使電路板與高壓板連接。

插頭態樣之連接部設於與電路板連接之連接件的一端，且設置於電路板上的插座態樣之連接部包括一耦合部，而插頭態樣之連接部可插入其中。

耦合孔相對於插頭態樣之連接部之位置被設置，而耦合部通過耦合孔。

本發明之實施例提供液晶顯示器，液晶顯示器包括液晶面板、背光單元、底板、高壓板以及連接件。背光單元包括提供光線至液晶面板之導光板以及電路板，電路板上設置複數發光二極體以朝導光板發射光線，而第一連接部設於電路板之一側，底板容納液晶面板以及背光單元，且包括一耦合孔，其對應第一連接部位置設置。

高壓板設於底板之後表面上以提供驅動電壓置發光二極體，連接件包括第一端部以及第一端部，第一端部與高壓板連接，第二端部藉由耦合孔與第一連接部連接。

與第二連接部耦合的第一連接部之耦合部通過耦合孔。

第一連接部為插座態樣，而第二連接部為插頭態樣。

第一連接部之耦合部藉由耦合孔凸出於底板之後表面。

具有導熱金屬之固定件設置於底板上以固定電路板。

根據上述之背光單元及具有此背光單元的液晶顯示器，電路板可輕易地與高壓板連接，因此可減少組裝時間，故意經顯示器之生產率以及可靠度可被改善。

本發明之實施例提供一種影像顯示裝置，其包括一面板、導光板、電路板、底板以及耦合孔，該面板沿一方向設置以顯示影像，導光板沿一方向設置，將光線沿一第二方向朝面板引導，電路板包括至少一發光二極體以發射光線，底板與相對導光板設置之電力單元固定，導光板對應底板，耦合孔設置於底板上與電路板以及電力單元連接。

本發明之實施例提供一影像顯示裝置，包括上蓋、底板、面板、光學薄膜、導光板、電力線、電路板、連接部、耦合孔以及連接件，面板設於上蓋與底板之間，光學薄膜設於面板以及底板之間，導光板設於光學薄膜以及底板之間，電力線設於底板上，底板對應導光板，電路板具有至少一發光二極體，且朝向導光板之一側設置，連接部固定於電路板且與至少一發光二極體連接，耦合孔相對於連接部設置於底板上，且連接件設於耦合孔中以連接電力線至連接部。

為了讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特別舉出較佳實施例，並配合所附圖示，作詳細說明如下。

請參閱第1圖，本發明之液晶顯示器包括液晶面板20以及背光單元40，背光單元40設於液晶面板20之後表面上。

液晶面板20以及背光單元40被設置於上蓋10以及底板80之間。

也就是說，液晶面板20固定於框架30上，且可能藉由上蓋10與背光單元40固定，而框架30與背光單元40耦接。

上蓋10可藉由鉤狀結構或固定元件，例如螺絲，與底板80耦接。

液晶面板20包括薄膜電晶體基板21、彩色濾光片基板27以及液晶層(未圖示)，薄膜電晶體基板21設於液晶面板20上，彩色濾光片基板27朝向薄膜電晶體基板21設置，液晶層被設置於薄膜電晶體基板21以及彩色濾光片基板27之間。

驅動器22設於薄膜電晶體基板21之一側以提供驅動信號。

驅動器22包括軟性電路板(FPC)23、驅動晶片24以及電路板25，驅動晶片24固定於軟性電路板23上，電路板25與軟性電路板23之一側連接。

雖然本發明之驅動器22藉由薄膜覆晶封裝(COF)技術被提供，但不限制於此實施之範圍，根據其他實施例，驅動器可藉由習知捲帶式封裝(TPC)或玻璃覆晶基板(COG)技術而實現，根據其他實施例，驅動器22可被固定於薄膜電晶體基板21上。

液晶面板20藉由調整液晶層之排列而形成影像，然而，液晶面板20為非發光性裝置，因此必須由設置於液晶面板20之後表面上的背光單元40來提供光線。

背光單元40包括複數光學薄膜50、導光板60、光源70以及反射板41，光學薄膜50設置於液晶面板20之後表面，導光板60設置於光學薄膜50之後表面，光源70沿著導光板60之對應兩側設置，而反射板41設於導光板60之下方。

設置於液晶面板20之後表面的光學薄膜50包括保護膜51、增光膜53以及擴散膜55。

擴散膜55與基板以及鍍膜層可共同設置，擴散膜55以珠狀圖案(bead pattern)設於基板上，使光源70之光線可散開至液晶面板20上。

增光膜53具有三角稜狀設計規則地排列於其上表面，使經過擴散膜55後之光線可被垂直地收集至設於增光膜53上之液晶面板20。大致來說，會有兩個增光膜53被使用，且每個增光膜53上之微小稜狀物會彼此形成一預定角度，大部分通過增光膜53之光線會垂直行進，因此可提供平均的亮度。

保護膜51被設於增光膜53以保護增光膜53，避免擦傷及灰塵。

導光板60包括丙烯酸基底樹脂(acryl based resin)，如polymethylmethacrylate或polymethylstyrene(copolymer of methylmethacrylate and stylene)，導光板60可均勻地導引光源70射出之光線至擴散膜55上。

光源70包括複數發光二極體71、電路板73以及第一連接部74，發光二極體71用以產生光線且設於電路板73上，第一連接部74形成於電路板73之一側且與發光二極體71連接，以提供電力至發光二極體71。

發光二極體71包括複數白光發光二極體，可發射出白光，或者集合其他發光二極體，分別發射紅光、綠光以及藍光。

電路板73為金屬電路板之形式，且包括具有較佳導熱性之矽鋼板、鍍鋅鋼板或鋁盤。

電路板73提供驅動信號至發光二極體71且將由發光二極體71所產生之熱量傳導至外部。

光源70可被設置在相對導光板60之一側之位置，以發射光線至導光板60之一側，被導引至導光板60一側之光線再被傳遞至固定於導光板60上之光學薄膜50。

雖然本發明之光源70被設置在導光板60之周圍且與導光板60之側邊相鄰，但發明範圍並不限於此，根據其他實施例，光源70可被設置於導光板60之一側或導光板60之二對應側。

反射板41設於導光板60之下方，藉.由導光板60向下射出之光線被反射至導光板60上，反射板孔洞42設於反射板41中，其位置與固定凸出部82相對應，而固定凸出部82可插入反射板孔洞42中，其中，固定凸出部82成形於底板80之上表面81，以將反射板41與底板80固定。

反射板41為塑膠材料，例如PET(polyethyleneterephthalate)或PC(polycarbonate)。

導光板60、光源70以及反射板41被設置於底板80中，底板80容納框架30且與上蓋10耦接。

設置於底板中之導光板以及光源將搭配參考第2、3圖於以下說明。

第2圖為第1圖之液晶顯示器之部分透視圖。第3圖為本發明之液晶顯示器之底板之後表面之示意圖。

請參閱第2圖，設於底板80中之導光板60為矩形態樣且包括一預定厚度，並朝向光源70設置，導光板60包括一入射面61、一出射面63以及一反射面(未圖示)，入射面60用以接收光源70所發射之光線，由入射面61進入之光線由出射面63離開，反射面朝出射面63設置。

底板80為盒形態樣，且具有上開放部，底板80包括底面81以及側壁85，導光板60固定於底面81上，側壁85由底面81之端緣向上延伸，使導光板60以及光源70固定於側壁85中。

固定凸出部82設於底板80之底面81上，以固定導光板60與底板80，孔洞65形成於導光板60中，其位置對應固定凸出部82，使固定凸出部82可插入孔洞65中，A1表示孔洞65與導光板60之側端緣之一端的距離，其中孔洞65朝導光板60開啟，A2表示固定凸出部82與底板80之底面之側端緣之一端的距離。

因此，當導光板60設於底板80中時，固定凸出部82會插入孔洞65，因此導光板60可固定不會移動。

同時，設於光源70之固定件83被設置在一位置，以隔開底板80之側壁85，因此可固定與入射面61相鄰之光源70。

固定件83面對導光板60之入射面61且包括具有較佳導熱性之金屬，因此，由發光二極體71所產生之熱量會藉由固定件83被傳遞至底板80上，接著被排放至外部。

此外，固定件83可藉由將一擠壓件固定至底板80上而成形，擠壓件包括鋁材，或者，固定件83可與底板80為一體成形。

光源70之電路板73可藉由鎖固件，如螺絲或黏接件，與固定件83固定。因此，固定於電路板73上之發光二極體71會朝導光板60之入射面61發射光線。

雖然本發明之實施例之光源70設置於固定件83上，但並不限定於此，光源70也可設置於底板80之側壁85上。

第一連接部74為插座態樣且被設置於電路板73之一端以提供電力至發光二極體71。

第一連接部74之耦合部75(請參閱第4圖)朝底板80之底面81設置，耦合孔84形成於底板80之底面81上，其位置與第一連接部84之耦合部75相對應，耦合部75為第一連接部74與第二連接部92耦合之部位，之後會詳加描述，也就是說，耦合部沿一第二方向設置，該第二方向與第一方向相交，且第一方向與底板80之底面81平行，與第一方向交叉之第二方向垂直於底板80之底面81，但不限定於此。

請參閱第3圖，電力單元300固定於底板80上，電力單元300包括高壓板90、第二連接部92以及連接件91。高壓板90以及電路板可設置於底板80之後表面86上，高壓板90轉換外部電力，使外部電力具有預定電壓，接著將被轉換後之電力提供給發光二極體71，電路板可將類比信號轉換成數位信號，並將數位信號提供至液晶面板20。

高壓板90藉由連接件91與光源70連接，插頭態樣之第二連接部92被設於連接件91之二端部上。

連接件91之一端與連接部連接，該連接部固定於高壓板90上，且連接件91之剩餘端與設於電路板73上之插槽態樣之第一連接部74藉由耦合孔84連接。

一般來說，連接部74、92互相連接以提供電性連接，插頭態樣之第二連接部92包括一耦合凸出部，而插槽態樣之第一連接部74包括一耦合槽以供耦合凸出部插入，因此，若第二連接部92之耦合凸出部被插入第一連接部74之耦合槽，則連接部達成電性連接。

雖然本發明之實施例已說明插座態樣之第一連接部74被設於電路板73上，而插頭態樣之第二連接部73被設於連接件91之一端，此敘述僅為說明圖式。根據其他實施例，插頭態樣之第一連接部可設於電路板73上，而插座態樣之第二連接部可被設於連接件91之一端。

此外，設於電路板73上之第一連接部74之耦合部75可設於底板80之內部，或者如第5圖所示，第一連接部74之耦合部75可向底板80之後表面86凸出。

組合結構以及液晶顯示器之運作將於第4圖中說明，第4圖為本發明之液晶顯示器之剖面圖。

首先，光源70固定於位在底板80中之固定件83上，在光源70與固定件83固定之狀態下，被設置於電路板73一端之第一連接部74之耦合部75會朝向底板80之底面81，且底板80之耦合孔84相對第一連接部74之耦合部75被設置。

背光單元40設於底板80之側壁85所形成之空間中，詳細地說，反射板41被固定於底板80之底面81上，導光板60固定於反射板41之上表面，而光學薄膜50固定於導光板60之上表面。

框架30固定於背光單元40上，當光源70、導光板60以及光學薄膜50之端緣被支撐時，框架30與底板80耦合，因此可避免背光單元40之移動。

液晶面板20固定於框架30上，當環繞液晶面板20之上表面之端緣的上蓋10與底板80之側壁85耦接時，液晶面板20固定於背光單元40上。

組裝液晶顯示器後，成形於連接件91之一端之插頭態樣之第二連接部92會通過耦合孔84，接著與設於電路板73上之插座態樣之第一連接部92連接。

因此，光源70與高壓板90藉由連接件91電性連接，故驅動電壓可由高壓板90備傳遞至發光二極體71。

因此，提供具有發光二極體73之電路板與電路板電性連接之連接件91通過耦合孔84，且與高壓板90沿著底板80之後表面耦接，故當組裝液晶顯示器時，第一以及第二連接部74、92不會分離，可改善液晶顯示器之可靠度，並且組裝流程也可有效地改善。

此外，設於電路板73上一側之第一連接部74可被連接至連接件91，連接件91位於底板80之後表面86上，因此不需要額外的空間用來連接連接件。

另請參閱第5圖，若第一連接部74之耦合部75由底板80之後表面86凸出，第一連接部74可更為容易地與第二連接部92連接。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。另外本發明的任一實施例或申請專利範圍不須達成本發明所揭露之全部目的或優點或特點。此外，摘要部分和標題僅是用來輔助專利文件搜尋之用，並非用來限制本發明之權利範圍。

10．．．上蓋

20．．．液晶面板

21．．．薄膜電晶體基板

22．．．驅動器

23．．．軟性電路板

24．．．驅動晶片

25．．．電路板

27．．．彩色濾光片基板

30．．．框架

40．．．背光單元

41．．．反射板

42．．．反射板孔洞

50．．．光學薄膜

51．．．保護膜

53．．．增光膜

55．．．擴散膜

60．．．導光板

61．．．入射面

63．．．出射面

65．．．孔洞

70．．．光源

71．．．發光二極體

73．．．電路板

74．．．第一連接部

75．．．耦合部

80．．．底板

81．．．底面

82．．．固定凸出部

83．．．固定件

84．．．耦合孔

85．．．側壁

86．．．後表面

90．．．高壓板

91．．．連接件

92．．．第二連接部

300．．．電力單元

第1圖為本發明之液晶顯示器一實施例之分解圖；

第2圖為第1圖之液晶顯示器之部分透視圖；

第3圖為本發明之液晶顯示器之底板之後表面之示意圖；

第4圖為本發明之液晶顯示器之剖面圖；以及

第5圖為本發明之液晶顯示器另一實施例之剖面圖。

60．．．導光板

61．．．入射面

63．．．出射面

65．．．孔洞

71．．．發光二極體

73．．．電路板

74．．．第一連接部

80．．．底板

81．．．底面

82．．．固定凸出部

83．．．固定件

84．．．耦合孔

85．．．側壁

Claims (9)

1. 一種側入式背光單元，包括：一光源單元，包括一電路板，具有至少一發光二極體設於該電路板之上，以及一第一連接部設於該電路板之一側；一導光板，適於從至少一該發光二極體，透過一凹狀表面，接收光線一底板，承載該光源單元以及該導光板，並具有一底面，該導光板由該底面所承載，一耦合孔成形於並貫穿該底面；一高壓板，設於該底板之一後表面，相反於該底面，並適於提供一驅動電壓至該發光二極體；一電連接件，包括一第二連接部，該第二連接部設於該電連接件之一端，使該電路板與該高壓板電性連接；其中，該電路板垂直於該底板之該底面，並於該底板中位於該導光板之一側；其中，該耦合孔的配置容許該第一連接部以及該第二連接部其中之一通過該耦合孔；其中，該第一連接部與一耦合部連接，並延伸通過該底面，該耦合部位於該底板之中並朝向該耦合孔，或該耦合部從該底板的該後表面凸出並穿過該耦合孔，該耦合部耦合該第一連接部以及該第二連接部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之側入式背光單元，其中該耦合孔位於對應該第一連接部之一位置，且該第一連 接部之該耦合部被設置面對該耦合孔。
3. 如申請專利範圍第1項所述之側入式背光單元，其中該耦合部朝該底面之一向外方向設置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之側入式背光單元，其中該電路板與一固定件固定，該固定件位於該底板上且包括熱傳導金屬。
5. 如申請專利範圍第1項所述之側入式背光單元，其中該電連接件通過該耦合孔且朝該第一連接部延伸，而該第二連接部與該第一連接部之該耦合部沿一方向連接，且該方向與該底面。
6. 如申請專利範圍第1項所述之側入式背光單元，其中該第二連接部藉由該耦合孔與該第一連接部耦接。
7. 如申請專利範圍第1項所述之側入式背光單元，其中該第一連接部為插座態樣，而該第二連接部為插頭態樣。
8. 如申請專利範圍第1項所述之側入式背光單元，其中該耦合部被設於該底板之內部，且面對該耦合孔。
9. 一種液晶顯示器，包括申請專利範圍第1項所述之一側入式背光單元。