液晶顯示器及其背光模塊的製作方法

2023-05-20 14:04:01

專利名稱：液晶顯示器及其背光模塊的製作方法
技術領域：
本發明涉及液晶顯示器領域，特別涉及一種液晶顯示器及其背光模塊。
背景技術：
背光模塊(BackLight Module, BLM)為液晶顯示器(Liquid CrystalDisplay, LCD)的關鍵零組件，藉由背光模塊供應亮度充分且均勻的光源，使液晶面板(Liquid Crystal Panel, LCP)顯示影像。背光模塊依光源位置大致可分為「側光式」及「直下式」設 計，其中「側光式」設計的背光模塊是將光源設置在導光板側邊，再利用導光板控制光束行 進方向，以提供液晶面板均勻的光源。然而，當液晶顯示器在測試或搬運時，經常導致導光板側邊與光源之間產生不預 期的間隙，使得導光板提供光束的出光效率便會隨著兩者的間隙的增大而快速下降。此外，由於環境溫度變化的因素，環境溫度上升時，導光板會膨脹，當溫度下降時， 導光板會收縮，經過數次的熱脹冷縮後，便會使得導光板產生位置偏移，而改變導光板與光 源間的間隙，進而衰減導光板的出光效率。

發明內容
本發明的一目的提供一種液晶顯示器及其背光模塊，以提供顯示面板足夠的照明 光線。本發明的另一目的提供一種液晶顯示器及其背光模塊，藉由強制光源緊鄰在導光 板側邊的觀念，以避免衰減導光板的出光效率。本發明的一實施態樣，液晶顯示器的一背光模塊包括一導光板、一發光模塊及多 個彈性元件。導光板具有相對的正面及反面，以及環繞正面與反面的四側面，這些側面之一 為一入光面。發光模塊包括一電路基板與多個發光二極體。這些發光二極體排列在電路基 板上，並朝入光面發光。各彈性元件的相對兩端分別連接導光板與發光模塊，以使導光板緊 鄰至少一個發光二極體。本發明的另一實施態樣，液晶顯示器包括如上所述的背光模塊；以及一顯示面板， 對應於所述背光模塊配置。本發明的另一實施態樣，液晶顯示器包括一顯示面板、一背光模塊及一收納結構。 背光模塊容置在收納結構內，並對應於顯示面板配置。背光模塊包括一導光板、一發光模塊 及多個彈性元件。導光板具有相對的正面及反面，以及環繞正面與反面的四側面，這些側面 之一為一入光面。發光模塊包括一電路基板與多個發光二極體。這些發光二極體排列在電 路基板上，並朝入光面發光。各彈性元件的一端連接導光板，其另一端則連接收納結構或發 光模塊，以使導光板緊鄰至少一個發光二極體。綜上所述，本發明的液晶顯示器及其背光模塊在任何狀況下都可儘可能地縮小導 光板側邊與光源之間的間隙，甚至達成零間隙，實現導光板較理想的出光效率，進而提供顯 示面板足夠的照明光線。


為讓本發明的上述和其它目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式的詳 細說明如下圖1為本發明液晶顯示器的背光模塊在一實施例中的示意圖；圖2A為本發明液晶顯示器的背光模塊的連接位置在一實施例中的位置示意圖；圖2B為本發明液晶顯示器的背光模塊的連接位置在另一實施例中的位置示意 圖；圖3A為本發明液晶顯示器的背光模塊的連接位置在又一實施例中的位置示意 圖；圖3B為本發明液晶顯示器的背光模塊的連接位置在又一實施例中的位置示意圖；圖4為本發明液晶顯示器的背光模塊的連接位置在又一實施例中的位置示意圖；圖5至為本發明液晶顯示器的背光模塊的發光模塊及彈性元件在又一實施例中 的配置示意圖；圖6為本發明液晶顯示器的背光模塊的發光模塊及彈性元件在又一實施例中的 配置示意圖；圖7為本發明液晶顯示器的背光模塊的發光模塊及彈性元件在又一實施例中的 配置示意圖；圖8為本發明液晶顯示器的背光模塊的彈性元件連接至導光板反面的實施例中 的示意圖；圖9為本發明液晶顯示器的背光模塊在又一實施例中的局部示意圖；圖IOA為本發明液晶顯示器的導光板具有的凸耳的示意圖；圖IOB為圖IOA的一側視圖；圖IlA及圖IlB為本發明液晶顯示器的彈片結構的示意圖。主要組件符號說明100 液晶顯示器 530 燈罩200 顯示面板531 延伸部300 背光模塊532 連接部400 導光板600 彈性元件410:正面601 第一端411 有效出光區域 602 第二端412:周邊區域610:凸緣413:網點620:緊箍件420 反面630 彈簧結構430 側面640 彈片結構431 凹孔641 風琴折彈片432:凸耳642 鉤環彈片500 發光模塊700 收納結構
510:電路基板P:連接位置511:限位凸柱G 合理間距520 發光二極體
具體實施例方式以下將以圖示及詳細說明清楚說明本發明的精神，如熟悉這技術的人員在了解本發明的實施例後，應當可以由本發明所教示的技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明的 精神與範圍。圖1為本發明液晶顯示器的背光模塊在一實施例中的示意圖。本發明提出一種液 晶顯示器100，液晶顯示器100至少包括一背光模塊300及一顯示面板200。背光模塊300 至少包括一導光板400、一發光模塊500及多個彈性元件600。顯示面板200對應於背光模 塊300的導光板400配置。導光板400，例如可以為一厚度均勻的矩形板或一厚度由大至小的楔形板，具有相 對的正面410及反面420，以及環繞其正面410與反面420的四個側面430，其正面410或 反面420的面積均大於其中任一側面430的面積，且導光板400的正面410具有一有效出 光區域411以及環繞該有效出光區域411的一周邊區域412。有效出光區域411，其表面也 即一出光面，例如呈矩形，可具有長邊及短邊。此外，導光板400的任一個側面430都可為一用以導引入光線進入導光板400的 入光面，而有效出光區域411用以送出光線至顯示面板200，供顯示面板200顯示畫面。發光模塊500大致位於導光板400的側面430之一，也即入光面，包括至少一電 路基板510與多個發光二極體520 (Light Emitting Diode，LED)。這些發光二極體520線 性排列地鑲設在這電路基板510上以構成一燈條(Light Bar)。這些發光二極體520共 同面對上述的入光面，並共同朝向這入光面發光。電路基板510可例如為硬式印刷電路板 (Printed Circuit Board, PCB)、金屬基板(Metal Core Printed Circuit Board, MCPCB) 或軟式印刷電路板(Flexible Printed Circuit Board，FPC)。彈性元件600具有相對的第一端601及第二端602，其第一端601連接導光板400，
其第二端602連接一連接位置P。由於彈性元件600具有受到外力形變，以及待外力消失後則形變回復的本質，故 可安排彈性元件600以使導光板400的入光面朝這些發光二極體520的發光面的方向壓 迫，並緊鄰在這些發光二極體520的發光面，使其不致遠離這些發光二極體520，或者與這 些發光二極體520的發光面產生間隙。需說明的是，只要可提供彈性元件600的連接，以便彈性元件600可持續對這導光 板400提供一應力，以使該導光板400朝發光二極體520的方向壓迫即可，上述的連接位置 P可為液晶顯示器100中的任一適當位置，例如為一用以收納背光模塊300的收納結構或背 光模塊300中的組件。此外，連接位置P也可更進一步地位於液晶顯示器100中相對於發 光二極體520遠離導光板400的位置，意即發光二極體520是位於導光板400與連接位置 P之間。以下將根據上述描述公開出數個連接位置P的實施例以進一步闡明這些不同的 連接位置P的細節，然而，連接位置P在說明書的例子僅為說明，本發明並不僅限於此。設計人員可依上述的各原則選擇適當的連接位置P。圖2A為本發明液晶顯示器的背光模塊的連接位置P在一實施例中的位置示意圖。 圖2B為本發明液晶顯示器的背光模塊的連接位置P在另一實施例中的位置示意圖。 發光模塊500還包括一燈罩530，燈罩530具有一呈U字形(圖2B)的橫截面，並 具有二個不同長度的延伸部531及一相接兩延伸部531的連接部532，連接部532與延伸 部531可以直角或圓角相接，其中較長的延伸部531承載並容置上述的燈條及部份或全部 的導光板400。上述的連接位置P可位於燈罩530的延伸部531的任一上(圖2A)，或者， 連接位置P可進一步地位於燈罩530相對於發光二極體520遠離導光板400的連接部532 上(圖2B)。圖3A為本發明液晶顯示器的背光模塊的連接位置P在又一實施例中的位置示意 圖。圖3B為本發明液晶顯示器的背光模塊的連接位置P在又一實施例中的位置示意圖。發光二極體520可例如為側視型發光二極體組件(Side View LED)(圖3A)或頂 視型發光二極體組件(Top View LED)(圖3B)。上述的連接位置P可位於這側視型發光二 極管520組件或頂視型發光二極體520組件的電路基板510上(圖3A或圖3B)。當發光二極體520為一側視型發光二極體組件時，上述的連接位置P也可進一步 地位於電路基板510鑲設發光二極體520的一面且遠離導光板400的位置(圖3A)。在其 它實施例中，上述的連接位置P也可位於電路基板510未鑲設發光二極體520的另一面。圖4為本發明液晶顯示器的背光模塊的連接位置在又一實施例中的位置示意圖。本發明又一實施例，液晶顯示器100又包括一收納結構700，收納結構700例如 為一膠框(Frame)或一金屬框架(Bezel)或金屬背板(Cover)，用以收納上述的背光模塊 300。上述的連接位置P可位於收納結構700上，使得彈性元件600的第二端602連接至收 納結構700上。詳細而言，相較於彈性元件600的第一端601與發光模塊500的距離，上述的連接 位置P可位於收納結構700上且遠離發光模塊300的位置(見圖4左側)；或者，相較於彈 性元件600的第一端601與發光模塊500的距離，上述的連接位置P可位於收納結構700 上且鄰近發光模塊500的位置(見圖4右側)，而且，可更進一步地，發光模塊300介於連接 位置P與導光板400之間。如此，當測試導光板400、搬運導光板400或導光板400受溫度影響而膨脹收縮，而 可能改變導光板400與這些發光二極體520的間距時，例如當環境溫度上升時，導光板會 膨脹，而當溫度下降時，導光板則會收縮，經過數次的熱脹冷縮後，便會使得導光板產生位 置偏移，而改變導光板與光源間的間隙。導光板400會因彈性元件600對導光板與收納結 構或發光模塊持續地提供一應力壓迫，而與這些發光二極體520保持緊鄰關係。另外，圖5至圖7為本發明液晶顯示器的背光模塊的發光模塊及彈性元件在不同 實施例中的配置示意圖。背光模塊300並不僅局限於設置發光模塊500在導光板400的單 一側面430的入光面(如圖1)，設計人員也可設置不同的發光模塊500對應於導光板400 的兩相對側面430 (如圖5、圖7)、三相鄰側面(未圖示)或四周圍側面430 (如圖6)。於是 設計人員可依這導光板400的入光面的數量及位置，對這導光板400的不同入光面提供適 當數量及位置的彈性元件600。此外，關於彈性元件600與導光板400相連接的變化細節之一，這些彈性元件600可搭配上述連接位置P的任一實施例後，而以彈性元件600的第一端601連接在這導光板 400鄰接其入光面430的兩側面430 (如圖1、圖5)上。舉例而言，見圖5所示，當導光板400的兩相對的側面430為入光面時，即兩組發 光模塊500被設置對應於導光板400的兩相對側面430，以及對應數量的彈性元件600便被 設置在導光板400的另兩相對的側面430，其中彈性元件600的第一端601連接導光板400 鄰接其入光面的兩側面430，彈性元件600的第二端602連接燈罩530的任一位置。在本實 施例中，彈性元件600的第一端601的位置以鄰近所對應的發光模塊500較佳，也即彈性元 件600的長度不宜過長。在本實施例中，彈性元件600的長度小於對應的側面430長邊尺 寸的二分之一，以縮短導光板400與彈性元件600連接處的施力點至發光二極體520的距 離，並有效減緩導光板400所可能產生的彎曲形變(Buckling)。關於彈性元件600與導光板400相連接的變化細節之二，這些彈性元件600可搭配上述連接位置P的任一實施例後，而以彈性元件600的第一端601連接在這導光板400 的周邊區域412上，而且是沿著有效出光區域411短邊的延伸方向的位置，如圖7所示。請 再參閱圖6，當四組發光模塊500被設置對應於在導光板400的四周圍側面430，意即導光 板400的四周圍側面430均為入光面時，對應數量的彈性元件600便可被設置在導光板400 的周邊區域412的角隅處上。在圖6與圖7的實施例中，彈性元件600並不會擋到對應側 及/或相鄰側的發光二極體520發光，故導光板400的有效出光區域411上，可選擇性地配 置均勻分布的網點或不配置任何網點。關於彈性元件600與導光板400相連接的變化細節之三，彈性元件600的第一端 601連接在這導光板400的反面420 (如圖8)，以及彈性元件600的第二端602連接在電路 基板510背對這些發光二極體520的一面。見圖9所示，圖9為本發明液晶顯示器的背光模塊在又一實施例中的局部示意圖。 導光板400的有效出光區域411上，鄰近這些彈性元件600的第一端601的位置處，可選擇 性地配置有用以控制出光強度的網點413。如此，當各入光面所鄰近的彈性元件600影響到發光模塊500對其有效出光區域 411的出光效率時，網點413即可控制導光板400的有效出光區域411的出光強度。原則上，網點413分布的區域面積大小沒有限定。其主要關鍵在於有效出光區域 411內的單位面積中，網點413分布的區域總面積所佔的百分比愈高，出光則相對地增多； 反之，其百分比愈低，出光則相對地減少，意即網點413所分布的密度越疏，其出光強度越 弱，反之，網點413所分布的密度越密，其出光強度越強。因此，在本實施例中，由於彈性元 件600會擋到相鄰側的發光二極體520發光，故在被擋到發光二極體520附近的有效出光 區域411的角隅處上，配置有分布密度較高的網點413，例如分布密度大於等於50%，惟設 計人員可依實際狀況調整。在其它實施例中，也可以只在被擋到發光二極體520附近的有 效出光區域411的角隅處上，配置有網點413，而在有效出光區域411的其餘位置上，則不配 置任何網點。較佳地，這些彈性元件600的第一端601可選擇連接在導光板400的側面430、周 邊區域412或反面420上，且為其中間鄰近發光模塊500的半部位置(如圖4至圖IOB等 所示)。如此，由於對導光板400最遠離入光面的一側面430予以施力以使導光板400朝這些發光二極體520的方向緊抵，而對導光板400整體所產生的形變量，將大於對導光板400中間鄰近發光模塊500的半部位置予以施力以使導光板400朝這些發光二極體520的 方向前進，對導光板400整體所產生的形變量。 所以，基於導光板400的施力點至發光二極體520的距離愈長，導光板400被施力 下的變形量會愈大的原則下，本實施例中，彈性元件600的第一端601選擇連接導光板400 中間鄰近發光模塊500的半部位置的技術手段，將有利於減緩導光板400所可能產生的彎 曲形變。圖IOA為本發明液晶顯示器的導光板具有的凸耳的示意圖。圖IOB為圖IOA的一 側視圖。實作上，這導光板400對應彈性元件600的第一端601的連接處具有多個凸耳 432 (圖10A)。各彈性元件600的第一端601可為一緊箍件620，以套住並固定在任一凸耳 432上，藉此對導光板400施力。相反地，請再參閱圖2A及圖2B，這導光板400對應彈性元件600的第一端601的 連接處具有多個凹孔431。各彈性元件600的第一端601可為一凸緣610以伸入並固定在 對應的凹孔431中，藉此對導光板400施力。再參閱圖1、圖IlA及圖IlB所示，圖IlA及圖IlB為本發明液晶顯示器的彈片結 構的示意圖。彈性元件600的種類可包括一彈簧結構630、一彈片結構640。而彈簧結構630可 為一呈螺旋狀的伸縮彈簧或拉撐彈簧642等等。彈片結構640呈片狀，可為一 C型彈片、U 型彈片或風琴折彈片641，其中風琴折彈片641可視為由多個片狀物體所組成的彈片結構。此外，除了導光板400側邊與發光二極體520之間不具有間隙時(如圖1、圖2B 等)，導光板400可提供較理想的出光效率外，設計人員可依實際狀況調整導光板400側邊 與發光二極體520間的一合理間距G(例如0 2毫米)，使其仍可提供合理的出光效率。 請參閱圖8與圖10B，設計人員可在收納結構700上或發光模塊500上設置一限位凸柱511， 當導光板400的入光面被迫朝這些發光二極體520的發光面的方向壓迫時，可被限位凸柱 511抵擋後形成上述的合理間距G。由於所有發光二極體520在現實狀態下並非絕對可與導光板400側邊不具有間隙 或具有統一間距，因此，可容許部份發光二極體520與導光板400側邊僅保持零間隙或合理 間距。綜上所述，本發明的液晶顯示器100及其背光模塊300無論在任何狀況下，包括測 試、搬運或環境溫度所導致的局部膨縮變形，都可保持導光板400與發光二極體520的相對 位置，以便縮小導光板400與光源之間的間隙，甚至達成零間隙，實現導光板400較理想的 出光效率，進而提供顯示面板200足夠的照明光線。本發明所公開如上的各實施例中，並非用以限定本發明，任何熟習該技藝者，在不 脫離本發明的精神和範圍內，當可以作各種的改動與潤飾，因此本發明的保護範圍應當視 後附的申請專利範圍所界定者為準。
權利要求
一種背光模塊，其特徵在於，所述背光模塊包括一導光板，具有相對的正面及反面，以及環繞所述正面與反面的四個側面，所述側面之一為一入光面；一發光模塊，包括一電路基板與複數個發光二極體，所述發光二極體排列在所述電路基板上，並朝所述入光面發光；以及複數個彈性元件，每一所述彈性元件的相對兩端分別連接所述導光板與所述發光模塊，以使所述導光板緊鄰所述發光二極體至少之一。
2.如權利要求1所述的背光模塊，其特徵在於，所述彈性元件的一端連接在所述導光 板鄰接所述入光面的一側面上。
3.如權利要求1所述的背光模塊，其特徵在於，所述導光板的所述正面具有一有效出 光區域與一周邊區域環繞所述有效出光區域，所述彈性元件的一端連接在所述周邊區域 上。
4.如權利要求1所述的背光模塊，其特徵在於，所述彈性元件的一端連接在所述導光 板的所述反面上。
5.如權利要求1所述的背光模塊，其特徵在於，所述彈性元件的一端連接所述導光板， 且連接在所述導光板鄰近所述入光面的位置上。
6.如權利要求3所述的背光模塊，其特徵在於，所述導光板的所述有效出光區域上，鄰 近所述彈性元件的一端的位置處，配置有用以控制出光強度的網點。
7.如權利要求1所述的背光模塊，其特徵在於，所述發光模塊另包括一燈罩，所述電路 基板與所述發光二極體是構成一燈條，並容置在所述燈罩內。
8.如權利要求7所述的背光模塊，其特徵在於，所述彈性元件的另一端連接在所述發 光模塊的所述燈罩上。
9.如權利要求7所述的背光模塊，其特徵在於，所述彈性元件的另一端連接在所述燈 條的所述電路基板上。
10.一種顯示裝置，其特徵在於，所述顯示裝置包括一如權利要求1-9其中的一所述的背光模塊；以及一顯示面板，對應於所述背光模塊配置。
11.一種顯示裝置，其特徵在，所述顯示裝置包括一顯示面板；一收納結構；以及一背光模塊，容置在所述收納結構內，並對應於所述顯示面板配置，其包括一導光板，具有相對的正面及反面，以及環繞所述正面與所述反面的四側面，所述側面 之一為一入光面；一發光模塊，包括一電路基板與複數個發光二極體，所述發光二極體排列在所述電路 基板上，並朝所述入光面發光；以及複數個彈性元件，位於所述收納結構內，每一個所述彈性元件的相對兩端分別連接所 述導光板與所述收納結構或所述發光模塊，以使所述導光板緊鄰所述發光二極體至少之一.
全文摘要
本發明涉及一種液晶顯示器及其背光模塊，其中背光模塊包括導光板、發光模塊及多個彈性元件。發光模塊包括多個發光二極體。發光二極體朝導光板側邊的一入光面發光。彈性元件的兩端分別連接導光板與發光模塊，以使導光板緊鄰發光二極體。本發明的液晶顯示器及其背光模塊在任何狀況下都可儘可能地縮小導光板側邊與光源之間的間隙，甚至達成零間隙，實現導光板較理想的出光效率，進而提供顯示面板足夠的照明光線。
文檔編號F21Y101/02GK101818874SQ20101014561
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月29日 優先權日2010年3月29日
發明者劉文貴, 林士斌, 邱志郎, 陳泰佑 申請人:友達光電股份有限公司