CN107785378A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种具有较少部件的显示装置。显示装置包括一显示面板以及一背光模块。背光模块与显示面板相对而设，并包含一金属基材、一发光元件、一线路层、一粘着层、一反射元件与一导光元件，发光元件设置于线路层上并面向导光元件的一侧面，粘着层设置于线路层与金属基材的一表面之间，反射元件邻设于线路层与粘着层，并设置于金属基材的表面上，且反射元件夹置于金属基材与导光元件之间；其中，粘着层的底面与反射元件的至少部分底面实质上位于同一平面上。

Description

显示装置
技术领域
本发明技术关于一种显示装置，特别关于一种平面显示装置。
背景技术
近年来，由于发光二极管(Light Emitting Diode，LED)在工艺与材料方面的不断改良，使得发光二极管的发光效率大幅提升。不同于一般的日光灯或省电灯泡，发光二极管具有低耗电量、使用寿命长、安全性高、发光响应时间短及体积小等特性，因此也逐渐地应用于照明设备，例如是室内灯具、手电筒、汽机车的头灯及其他的照明装置上，或是应用于平面显示装置的背光模块中。
以应用于平面显示装置的侧置式背光模块为例，在已知技术中，侧置式背光模块一般包含一金属背板、一反射片、一软性发光灯条与一导光板等部件。其中，金属背板承载反射片、软性发光灯条与导光板，而软性发光灯条面对导光板并设置于金属背板，以发出光线入射至导光板。导光板的作用在于引导光线的传输方向，并通过导光板的全反射，使光线由导光板的出光面射出，以提供均匀的面光源给显示面板。另外，反射片可将由导光板的底面射出的光线再反射至导光板，藉此提高光线利用率。
因应上述的部件、结构，在已知背光模块的组装过程中，一般是利用人工方式通过粘着胶带将软性发光灯条贴合于金属背板上，再进行其他部件的组装。然而，以人工方式通过粘着胶带将软性发光灯条贴合于金属背板上，具有以下的缺点：第一点：耗费较多时间，且易产生较大的组装公差，而且金属背板与软性发光灯条贴合的紧密程度将影响LED散热效率，若贴合面产生气泡，则将使LED散热不佳，工作温度上升；第二点：组装时易弯折到软性发光灯条，也容易触碰到LED，可能会造成LED的结合强度降低，造成可靠度降低；第三点：重工时需将软性发光灯条撕离金属背板，也容易造成软性发光灯条的变形与LED结合强度的降低。第四点：因自动化机台不易夹或吸取软性发光灯条，因此尚无法完全进行自动化的组装。
发明内容
本发明技术的目的为提供一种具有部材简化功效的显示装置。在本发明技术的显示装置中，其组装精度、重工性与信赖性皆优于已知技术，并且可克服传统软性发光灯条无法自动化组装的缺点。
本发明技术提出一种显示装置，包括一显示面板以及一背光模块。背光模块与显示面板相对而设，背光模块包含一金属基材、一发光元件、一线路层、一粘着层、一反射元件与一导光元件，发光元件设置于线路层上并面向导光元件的一侧面，金属基材具有一表面，粘着层设置于线路层与金属基材的该表面之间，反射元件邻设于线路层与粘着层，并设置于金属基材的表面上，且反射元件夹置于金属基材与导光元件之间；其中，粘着层的底面与反射元件的至少部分底面实质上位于同一平面上。
在一实施例中，金属基材沿一方向上的宽度大于线路层沿该方向的宽度，金属基材沿该方向具有一第一宽度，线路层沿该方向具有一第二宽度，第一宽度与第二宽度的差至少为0.5毫米。
在一实施例中，线路层具有一侧面，金属基材具有与该侧面对应设置的另一侧面，线路层的该侧面与金属基材的该另一侧面为齐平设置。
在一实施例中，线路层具有一顶面，顶面与金属基材的表面具有一段差，该段差大于0且小于0.25毫米。
在一实施例中，显示面板具有一显示面，显示面包含一可视区，线路层的边缘介于该视区与发光元件之间。
在一实施例中，显示装置更包括一胶框，其邻设于背光模块，胶框具有一承载部，承载部承载显示面板，且发光元件位于承载部与线路层之间。
在一实施例中，显示装置更包括一软性电路板，其与线路层连接，软性电路板具有两个可挠层，线路层夹置于该些可挠层之间。
在一实施例中，线路层包含一导电芯层，导电芯层延伸到软性电路板上。
在一实施例中，邻近金属基材的可挠层具有一缺口。
在一实施例中，邻近金属基材的可挠层设置于线路层与粘着层之间。
承上所述，于已知技术的背光模块中，金属背板是承载整个背光模块的部件，而且组装时是通过粘着胶带以人工方式将软性发光灯条贴合于金属背板上。但是，在本发明技术的显示装置中，是利用设置发光元件与线路层的金属基材来取代已知另外设置的金属背板，由于不需再额外设置金属背板，因此可节省部材的使用。另外，本发明技术由于背光模块是通过粘着层将具有发光元件的线路层设置于金属基材的表面上而构成一金属基印刷电路板，且使粘着层的底面与反射元件的至少部分底面实质上位于同一平面上。藉此，相较于已知以人工方式使用粘着胶带将软性发光灯条贴合于金属背板上的技术而言，本发明技术利用金属基印刷电路板来进行组装，因此不论是在组装精度、重工性与信赖性皆优于已知技术，而且也可克服传统软性发光灯条无法自动化组装的缺点。
附图说明
图1为本发明一实施例的一种显示装置的示意图。
图2为图1的显示装置中，背光模块的金属基材、发光元件与线路层的俯视示意图。
图3为本发明另一实施态样的显示装置的示意图。
图4A与图4B分别为图2的不同剖视示意图。
图5为图4A中，沿直线A-A的剖视示意图。
图6为图4A中，沿直线A-A的不同剖视示意图。
具体实施方式
以下将参照相关图式，说明依本发明一些实施例的显示装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。本发明技术所有实施态样的图示只是示意，不代表真实尺寸与比例。另外，以下实施例的内容中所称的方位“上”及“下”只是用来表示相对的位置关系。再者，一个元件形成在另一个元件“上”、“之上”、“下”或“之下”可包括实施例中的一个元件与另一个元件直接接触，或也可包括一个元件与另一个元件之间还有其他额外元件使一个元件与另一个元件无直接接触。
请分别参照图1与图2所示，其中，图1为本发明一实施例的一种显示装置1的示意图，而图2为图1的显示装置1中，背光模块3的金属基材31、发光元件32与线路层33的俯视示意图。
如图1所示，显示装置1包括一显示面板2以及一背光模块3，背光模块3与显示面板2相对而设，并可发出光线通过显示面板2，使显示面板2显示影像。本实施例的显示面板2可为边缘电场切换(Fringe Field Switching，FFS)型液晶显示面板，或者如水平切换型(InPlane Switching，IPS)或者如扭转向列型(Twisted Nematic，TN)液晶显示面板，或者垂直配向型(Vertical Alignment，VA)型液晶显示面板，或其他型式的液晶显示装置，并不限定。为了帮助了解本发明技术，于以下实施例的图示中显示了第一方向D1、第二方向D2及第三方向D3，其中，第一方向D1、第二方向D2与第三方向D3实质上是两两相互垂直。第一方向D1例如与显示面板2的扫描线的延伸方向实质上平行，第二方向D2例如与显示面板2的数据线的延伸方向实质上平行，且第三方向D3为分别垂直第一方向D1与第二方向D2的另一方向。或者，第一方向D1与显示面板2的数据线的延伸方向实质上平行，第二方向D2与显示面板2的扫描线的延伸方向实质上平行，本发明并不限制。
显示面板2包含一第一基板21、一第二基板22、一液晶层(图未显示)及两个偏光板23、24。第一基板21与第二基板22相对设置，而液晶层则夹置于第一基板21与第二基板22之间。本实施例的第一基板21是以薄膜晶体管基板，且第二基板22是以彩色滤光基板为例。不过，在不同的实施例中，彩色滤光基板上的黑色矩阵层(black matrix)及滤光层也可分别设置于薄膜晶体管基板上，使得第一基板21成为一BOA(BM on array)基板，或成为一COA(color filter on array)基板，并不限制。
偏光板23为一下偏光板，且偏光板24为一上偏光板。其中，偏光板23(下偏光板)设置于第一基板21远离第二基板22的一侧，偏光板24(上偏光板)设置于第二基板22远离第一基板21的一侧。于此，偏光板23是设置于第一基板21的下侧表面，且偏光板24是设置于第二基板22的上侧表面。通过两片偏光轴实质上相差90度的偏光板23、24，再利用控制电场的强弱可对液晶产生偏转以调变光线的特性，达到让显示面板2显示影像的目的。
背光模块3包含一金属基材31、一发光元件32、一线路层33、一粘着层34、一反射元件35与一导光元件36。另外，本实施例的背光模块3更包括至少一光学膜片37。
金属基材31例如但不限于为铝基板或铜基板。在一些实施例中，金属基材31的厚度(沿第三方向D3的宽度)范围可介于0.15毫米(mm)与0.3mm之间。
发光元件32设置于线路层33上并面向导光元件36。于此，导光元件36具有一侧面S及分别与侧面S连接的一底面B与一顶面T，底面B与顶面T为相对的两个表面。因此，发光元件32可发出光线由导光元件36的侧面S(即入光面)入射至导光元件36，且由导光元件36的顶面T(即出光面)射出，使得背光模块3为一侧置式背光模块。导光元件36的作用在于引导光线的传输方向，并通过光线于导光元件36内部的全反射，使光线由导光元件36的顶面T射出。其中，导光元件36是以透光材料制成，而透光材料例如可为丙烯酸树脂、聚碳酸酯、聚乙烯树脂或玻璃，并不加以限制。另外，导光元件36的剖面形状可例如为平板状或楔形。本实施例的导光元件36是以平板状的导光板为例。
如图2所示，本实施例的背光模块3具有多个发光元件32，该些发光元件32沿第二方向D2间隔配置于线路层33上，以分别与线路层33电连接。于此，背光模块3的一驱动电路(未显示)可通过线路层33驱动发光元件32发光。本实施例的发光元件32为发光二极管，并例如但不限于以表面黏着技术(Surface Mount Technology，SMT)设置于线路层33上为例。
另外，线路层33设置于金属基板31之上。其中，线路层33具有至少一侧面，而金属基材31具有与该侧面对应设置的另一侧面，且线路层33的该侧面与金属基材31的该另一侧面为齐平设置。在本实施例中，线路层33设置于金属基板31之上并具有相对的一第一侧面S1与一第二侧面S2，而金属基材31则具有分别与第一侧面S1与第二侧面S2对应设置的一第三侧面S3与一第四侧面S4。其中，第一侧面S2重迭于第三侧面S3，并为齐平设置，且第二侧面S2重迭于第四侧面S4，并为齐平设置。换言之，本实施例与已知技术的软性发光灯条通过粘着胶带贴合于一金属背板上不同，已知的软性发光灯条贴合于金属背板上时，一般不会有侧面切齐的特征，但是本实施例的线路层33与金属基材31至少有一个相对的侧面是切齐，较佳者，线路层33与金属基材31至少有两个相对的侧面是切齐的，藉此可增加热能的传导面积。
请再参照图1所示，本实施例的金属基材31、粘着层34与线路层33可构成一金属基印刷电路板(Metal Core PCB，MCPCB)。其中，金属基材31沿第一方向D1上的宽度是大于线路层33沿第一方向D1的宽度。换言之，金属基材31于第一方向D1上是由线路层33的内部延伸而突出至线路层33之外。另外，金属基材31具有一表面311，而粘着层34则设置于线路层33与金属基材31的表面311之间。本实施例的线路层33是通过粘着层34贴合于金属基材31的表面311上。粘着层34可为热固胶或导热胶，使发光元件32(与线路层33)所产生的热量可通过粘着层34传导至金属基材31，再通过金属基材31散逸到外界。
若金属基材31沿第一方向D1上越长，其面积越大，散热效果则越好。在一些实施例中，金属基材31沿第一方向D1上具有一第一宽度d1，而线路层33沿第一方向D1上具有一第二宽度d2，且第一宽度d1与第二宽度d2的差至少为0.5毫米((d1-d2)≧0.5mm)。换言之，金属基材31于第一方向D1上突出于线路层33的宽度至少为0.5mm。不过，在不同的实施例中，金属基材31也可沿第二方向D2上有第一宽度，而线路层33沿第二方向D2上有第二宽度，且第一宽度与第二宽度的差至少为0.5毫米，本发明并不限制。在实施上，可依实际需求，调整金属基材31往第一方向D1或第二方向D2的延伸长度，来改变整个背光模块3的重量、机构强度与散热效率，达到设计上的要求。
再提醒的是，于已知技术的背光模块中，软性发光灯条(多个发光元件设置于软性基板上)贴合于金属背板上，此金属背板是另外设置的部件，其目的除了承载整个背光模块的元件外，另一目的是散热。但是，本实施例利用设置发光元件32的金属基印刷电路板本身的金属基材31，来取代已知另外设置的金属背板，由于不需再额外使用一个金属背板，因此具有部材简化的功效。
另外，显示面板2包含一显示面，显示面包含一可视区AA(Active Area，背光源的光线可穿透的区域)与邻接于可视区AA的一非可视区NAA(背光源的光线不可穿透的区域，遮光层遮蔽的区域)。在实施上，为了使人眼不会由可视区AA往内看见线路层33，线路层33沿第一方向D1的长度的设计上可因视角不同而改变其长度。其中，线路层33沿第一方向D1的长度设计上不应超出定义视角，以避免视觉效果在线路层33与金属基材31之间产生落差，以及面内色点色度不均等问题。
如图1所示，在一些实施例中，可视角θ可介于0度与60度之间。在目前一般的平板电脑设计中，可视角θ的常用设计值为45度，而第一基板21的上表面211与金属基材31的表面311之间的距离为Y，且距离Y的值介于0.5mm与3mm之间。另外，沿第三方向D3上(即俯视显示面)，线路层33的边缘X需介于可视区AA与发光元件32之间，以避免影响显示装置1的视觉效果。
另外，反射元件35邻设于线路层33与粘着层34，并设置于金属基材31的表面311上，且反射元件35夹置于金属基材31与导光元件36的底面B之间。反射元件35可将由导光元件36的底面B射出的光线再反射至导光元件36的内部，藉此提高光线利用率。其中，反射元件35可为一反射层(例如为金属镀层)或一反射片。于此，反射元件35是以一反射片为例。反射元件35具有反射材料，而反射材料例如可包含金属、金属氧化物、高反射漆(白漆)、或其组合，并不限定。
另外，粘着层34的底面与反射元件35的至少部分底面实质上位于同一平面上。本实施例的粘着层34的底面与反射元件35的底面是分别直接接触金属基材31的表面311，使得粘着层34与反射元件35位于同一个水平面上(即位于金属基材31的表面311上)。不过，在不同的实施例中，可通过例如双面胶将反射元件35的底面的一部分贴合于金属基材31的表面311上(不需反射元件35的全部底面皆设有双面胶，只要部分底面有双面胶即可将反射元件35固定于金属基材31的表面311上)，使粘着层34的底面与反射元件35的部分底面实质上位于同一平面上，本发明并不限制。
另外，线路层33具有一顶面331。于此，线路层33的顶面331与导光元件36的底面B连接。其中，顶面331与金属基材31的表面311之间具有一段差d，此段差d可大于0mm且小于0.25mm(0＜d＜0.25mm)。于实施上，可利用此段差d(高度差)做为反射元件35定位与承靠之用，并且可通过线路层33迭构厚度的设计来调整段差d的值，使得选用不同厚度的反射元件35时不至于使导光元件36的顶面T高于发光元件32的下发光面或低于发光元件32的下发光面而导致光源利用率的降低。在目前的平板电脑(Tablet)的设计实施例中，反射片的厚度一般是介于0.082mm与0.188mm之间，而线路层33的厚度的常用设计值为0.11mm～0.15mm之间。此外，也可利用此段差d的设计选用适当厚度的反射元件35与线路层33，以降低背光模3的整体厚度。
光学膜片37设置于导光元件36的顶面T。本实施例的背光模块3由下到上依序具有3个光学膜片(统称为37)相互迭设，并设置于导光元件36的顶面T上为例。光学膜片37例如但不限于为扩散板、90°集光片、0°集光片与增亮片，或其他光学膜，藉此使射出顶面T的光线穿过光学膜片37后可形成一均匀的面光源。
本实施例的显示装置1更包括一胶框4与一间隔件6。胶框4邻设于背光模块3，并具有一承载部41，承载部41承载显示面板2，且发光元件32位于承载部41与线路层33之间。另外，间隔件6包含缓冲材料，并设置于胶框4的承载部41与导光元件36之间，以提供机构的缓冲作用。本实施例的胶框4是位于线路层33、粘着层34与金属基材31上，然并不以此为限，在另一实施例中，如图3的显示装置1a中，胶框4并不位于线路层33上，而是邻接于线路层33、粘着层34与金属基材31。
以下，再说明显示装置1的组装过程。首先，将多个发光元件32间隔设置于线路层33上；之后，通过粘着层34将线路层33贴合而设置于金属基材31的表面311上，并使金属基材31于第一方向D1上突出于线路层33；接着，将反射元件35邻设于线路层33与粘着层34，并设置于金属基材31的表面311上，使粘着层34的底面与反射元件35的至少部分底面实质上位于同一平面；之后，再将导光元件36设置于反射元件35与线路层33上，并使导光元件36的侧面S面对发光元件32，且使反射元件35夹置于金属基材31与导光元件36之间；接着，再将光学膜片37设置于导光元件36的顶面T上，以得到背光模块3；之后，将胶框4邻设于背光模块3，并使胶框4的承载部41承载显示面板2，且使该些发光元件32位于承载部41与线路层33之间，以得到本实施例的显示装置1。
承上，于已知技术的背光模块中，金属背板是承载整个背光模块的部件，而且是通过粘着胶带将软性发光灯条(具有多个发光二极管设置于软性基板上)贴合于金属背板上。但是，在本实施例的显示装置1中，是利用设置发光元件32的金属基印刷电路板本身的金属基材31，来取代已知另外设置的金属背板，因此，不需再提供另外的背板来承载背光模块，故可节省部材(金属背板)的使用。另外，在本实施例中的背光模块3中，通过粘着层34将具有发光元件32的线路层33设置于金属基材31的表面311上而构成一金属基印刷电路板，且使粘着层34的底面与反射元件35的至少部分底面实质上位于同一平面上。藉此，相较于已知使用粘着胶带将软性发光灯条贴合于金属背板上的技术而言，本实施例利用金属基印刷电路板来进行组装，因此不论是在组装精度、重工性与信赖性皆可优于已知技术，而且也可克服传统软性发光灯条无法自动化组装的缺点。
另外，请参照图4A至图5所示，其中，图4A与图4B分别为图2的不同剖视示意图，而图5为图4A中，沿直线A-A的剖视示意图。
显示装置1的背光模块3更包括一软性电路板(Flexible printed circuit，FPC)5，软性电路板5与线路层33连接。其中，软性电路板5具有可挠性(图4B)，并由线路层33延伸出，且一端具有金手指，以通过金手指与一驱动电路板(图未显示)电连接，使驱动电路板上的驱动电路可通过软性电路板5与线路层33驱动发光元件32发光。
如图5所示，本实施例的线路层33至少包含一导电芯(conductive core)层332与一金属(例如铜)层333，且导电芯层332与金属层333分别延伸到软性电路板5上。另外，本实施例的软性电路板5由下而上依序具有一可挠层52、一接着层54、另一接着层53与另一可挠层51。其中，可挠层51、52的材料例如为具有良好可挠性的聚酰亚胺(Polyimide，PI)，而且导电芯层332与金属层333是夹置于两个可挠层51、52之间。于此，可挠层51、52分别利用接着层53、54粘合于线路层33上。另外，邻近金属基材31的可挠层52与接着层54具有一缺口O。通过此缺口O，可使软性电路板5易于往下弯折而不容易折断，增加可挠曲性。此外，线路层33上可涂布一防焊层334，防焊层334例如为白漆，以防止由可视区往线路层33看时，会看见线路层33的原色，影响视觉效果。
另外，在不同的实施例中，如图6所示，位于导电芯层332之下的可挠层52与接着层54也可往第一方向D1延伸至导电芯层332的边缘，使得邻近金属基材31的可挠层52与接着层54可位于线路层33与粘着层34之间。
综上所述，于已知技术的背光模块中，金属背板是承载整个背光模块的部件，而且组装时是通过粘着胶带以人工方式将软性发光灯条贴合于金属背板上。但是，在本发明技术的显示装置中，是利用设置发光元件与线路层的金属基材来取代已知另外设置的金属背板，由于不需再额外设置金属背板，因此可节省部材的使用。另外，本发明技术由于背光模块是通过粘着层将具有发光元件的线路层设置于金属基材的表面上而构成一金属基印刷电路板，且使粘着层的底面与反射元件的至少部分底面实质上位于同一平面上。藉此，相较于已知以人工方式使用粘着胶带将软性发光灯条贴合于金属背板上的技术而言，本发明技术利用金属基印刷电路板来进行组装，因此不论是在组装精度、重工性与信赖性皆优于已知技术，而且也可克服传统软性发光灯条无法自动化组装的缺点。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于权利要求范围中。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：
一显示面板；以及
一背光模块，与该显示面板相对而设，该背光模块包含一金属基材、一发光元件、一线路层、一粘着层、一反射元件与一导光元件，该发光元件设置于该线路层上并面向该导光元件的一侧面，该金属基材具有一表面，该粘着层设置于该线路层与该金属基材的该表面之间，该反射元件邻设于该线路层与该粘着层，并设置于该金属基材的该表面上，且该反射元件夹置于该金属基材与该导光元件之间；
其中，该粘着层的底面与该反射元件的至少部分底面实质上位于同一平面上。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该金属基材沿一方向上的宽度大于该线路层沿该方向的宽度，该金属基材沿该方向具有一第一宽度，该线路层沿该方向具有一第二宽度，该第一宽度与该第二宽度的差至少为0.5毫米。
3.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该线路层具有一侧面，该金属基材具有与该侧面对应设置的另一侧面，该线路层的该侧面与该金属基材的该另一侧面为齐平设置。
4.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该线路层具有一顶面，该顶面与该金属基材的该表面具有一段差，该段差大于0且小于0.25毫米。
5.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，该显示面板具有一显示面，该显示面包含一可视区，该线路层的边缘介于该可视区与该发光元件之间。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，更包括：
一胶框，邻设于该背光模块，该胶框具有一承载部，该承载部承载该显示面板，且该发光元件位于于该承载部与该线路层之间。
7.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，更包括：
一软性电路板，与该线路层连接，该软性电路板具有两个可挠层，该线路层夹置于该些可挠层之间。
8.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，该线路层包含一导电芯层，该导电芯层延伸到该软性电路板上。
9.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，邻近该金属基材的该可挠层具有一缺口。
10.如权利要求7所述的显示装置，其特征在于，邻近该金属基材的该可挠层设置于该线路层与该粘着层之间。
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