TW201606400A - 背光單元以及具有該背光單元的顯示裝置 - Google Patents

Abstract

一種背光單元以及具有該背光單元的顯示裝置，用以穩定地固定一導光板。 此背光單元包含一導向件，導向件設置於一底蓋與一導光板之間，導光板安裝於底蓋上，導向件在導向件與導光板相接觸的一區域中具有複數個凸出部。

Description

背光單元以及具有該背光單元的顯示裝置

本發明係關於一種背光單元以及具有該背光單元的顯示裝置，特別地，本發明關於用以穩定地固定一導光板的背光單元以及具有該背光單元的顯示裝置。

平板顯示裝置，例如液晶顯示裝置和有機發光顯示裝置由於例如低驅動電壓、細薄、以及優良的影像質量而廣泛使用。

在平板顯示裝置之中，液晶顯示裝置包含：一液晶面板，用於控制透射率；一背光單元，設置在液晶面板的背或側表面用於發射光線；以及一殼體，用於容納液晶面板和背光單元。殼體包含用作背光單元之一底蓋的一底蓋。背光單元包含容納於底蓋中的一光源、一導光板、一反射片、以及一光學片。此外，底蓋透過與其配對的一前殼體結合至液晶面板以形成一個液晶模塊。

但是，液晶顯示裝置具有其中光線在導光板的局部損壞部分模糊的白斑問題。白斑是由於導光板的一部分中光散射的增加而引起，其中導光板的一部分中光散射的增加是導光板或反射片之一部分上的划痕，或者導光板或反射片上形成的珠粒破損的結果。白斑引起顯示裝置的顯示品質的劣降。

舉例而言，液晶顯示裝置通常利用一邊緣型背光單元，其中光源設置在導光板之側表面上的邊緣型背光單元容納在底蓋中，以減小顯示裝置的厚度。邊緣型背光單元具有其中一反射片固定於底蓋的一內表面上，一導光板設置於反射片上，以及導光板的一側表面由底蓋的一側表面包圍的結構。考慮到導光板的膨脹和收縮並且彼此沒有接觸，導光板的側表面、底蓋的側表面、以及導光板的側表面以一預定距離彼此相間隔。

當物理力，例如造成導光板之位移的一衝擊在使用顯示裝置或運輸顯示裝置的過程中產生時，這一距離允許導光板在底蓋中的位移，並且由此引起導光板或反射片之表面上的划痕。

本發明在於提供一種背光單元以及具有該背光單元的顯示裝置示裝置，藉以克服由於習知技術的限制及缺點所產生的一個或多個問題。

在本發明的一些實施例中，一背光單元以及具有該背光單元的顯示裝置穩定化一導光板。

本發明其他的優點、目的和特徵將在如下的說明書中部分地加以闡述，並且本發明其他的優點、目的和特徵對於本領域的普通技術人員來說，可以透過本發明如下的說明得以部分地理解或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其他優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指明的結構並結合圖式部份，得以實現和獲得。

為了獲得本發明的這些目的和其他特徵，現對本發明作具 體化和概括性的描述，本發明的一種背光單元包含一導向件，導向件設置於一底蓋與一導光板之間，導光板安裝於底蓋上，導向件在導向件與導光板相接觸的一區域中具有複數個凸出部。

這些凸出部可形成於面對導光板之一側表面的導向件的一表面上。

導向件可包含：一第一支撐件，與導光板的一底部相接觸；以及一第二支撐件，從第一支撐件垂直地延伸出，第二支撐件具有這些凸出部。

這些凸出部可具有與第一支撐件相連接的一部分。

提供有這些凸出部的第二支撐件的一表面可面對導光板之此側表面，以及凸出部可從第二支撐件朝向導光板之此側表面延伸出。

導向件可設置於導光板的至少一個側表面上並且可設置於此側表面的一長度方向的一邊緣。

導向件可設置於除其上設置光源的一第一側表面之外的導光板的一側表面上，第一側表面為導光板的側表面之中的側表面。

底蓋可具有一安裝元件，第一支撐件安裝於安裝元件之上。

可以理解的是，如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明，並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。

11‧‧‧頂殼體

13‧‧‧面板導向件

20‧‧‧顯示面板

21‧‧‧頂基板

22‧‧‧底基板

23‧‧‧墊元件

25‧‧‧擴散片

40‧‧‧背光單元

50‧‧‧底蓋

50a‧‧‧安裝元件

51‧‧‧底表面

52‧‧‧壁體

60‧‧‧導光板

60a‧‧‧第一側部

60b‧‧‧第二側部

60c‧‧‧第三側部

60d‧‧‧第四側部

60e‧‧‧側表面

60f‧‧‧側表面

61‧‧‧反射片

70‧‧‧光學片

71‧‧‧擴散片

72‧‧‧聚光片

80‧‧‧電路單元

81‧‧‧電路基板

82‧‧‧可撓性電路

83‧‧‧光源

85‧‧‧光源元件

86‧‧‧光源電路基板

90‧‧‧導向件

91‧‧‧第一支撐件

92‧‧‧突起部

96‧‧‧第二支撐件

97‧‧‧凸出部

98‧‧‧端部

99‧‧‧凸出部表面

X1‧‧‧橫軸方向

X2‧‧‧橫軸方向

Y1‧‧‧縱軸方向

Y2‧‧‧垂直方向

V‧‧‧徑向方向

V1‧‧‧第一方向

V2‧‧‧第二方向

m‧‧‧距離

n‧‧‧距離

W‧‧‧寬度

L‧‧‧長度

H‧‧‧高度

W2‧‧‧厚度

Z1‧‧‧方向

Z1'‧‧‧排斥力

第1圖為根據本發明一個實施例的一顯示裝置的一實例的透視圖。

第2圖為導向件的前透視圖。

第3A圖及第3B圖為表示導光板的位移和膨脹的實例。

第4A圖及第4B圖為當導光板膨脹和伸縮時，使用導向件之支撐的實例。

第5圖為表示導向件之配置的一實例。以及第6圖為表示形成在底蓋上的一安裝元件的實例。

現在將詳細參考本發明的不同實施例，這些實施例的一些實例表示在附圖中。只要可能，附圖中的相同標號將指代相同或相似的部件。

本發明的不同實施例提供僅用於進行具體的說明，以使得這些不同的實施例可以容易地由本發明所屬的技術領域中公知常識的人執行。應當注意的是，相同的元件使用相同的標號表示，雖然它們出現於其他附圖中。當公知功能或構造的詳細描述可認為使得本發明的主體模糊時，可省去這些詳細描述。為了更好地理解，圖式中所示的一些特徵進行了放大、縮小或簡化，並且附圖及其部件不一定以適當的比率(放大率)表示。然而，本領域的技術人員將容易理解這些細節。

第1圖為根據本發明一實施例的一液晶顯示裝置的一實例的透視圖。

請參考第1圖，根據本發明一個實施例的液晶顯示裝置包含一頂殼體11、一顯示面板20、一面板導向件13、一背光單元40、以及一電路單元80。背光單元40包含一導向件90。

頂殼體11結合至面板導向件13以及背光單元40的一底蓋50，以使得容納並固定顯示面板20、背光單元40、以及電路單元80。為此，頂殼體11具有一圖框或一畫面框形狀，以使得暴露顯示面板20的一顯示區域。

顯示面板20安裝於面板導向件13的一表面上，以使得顯示面板設置在背光單元40上，並且當控制從背光單元40供給的光線的透射率時顯示一影像。為此，顯示面板20包含一頂基板21、一底基板22以及頂基板21和底基板22之間形成的液晶(圖未示)。

頂基板21設置有藍色、綠色、以及紅色濾光器，黑色矩陣，以及一共同電極。

底基板22設置有複數個薄膜電晶體以及複數個畫素電極，其中這些薄膜電晶體分別形成在由資料線和閘極線定義的單元區域中，畫素電極分別與薄膜電晶體相連接。薄膜電晶體響應於從閘極線供給的一閘極訊號將從資料線供給的一資料訊號供給至一畫素。頂基板中提供的彩色濾光器、薄膜電晶體、以及共同電極可形成在底基板22上，但上述的結構並不意在限制本發明。此外，用於連接資料線和閘極線的一墊元件23可設置於底基板22的非顯示區域中。墊元件23可透過延伸頂及底基板21及22中形成的閘極線及資料線而形成，並且這些延伸的線可透過電路單元80的一可撓性電路82連接至電路基板81。可撓性電路82可以是一捲帶式封裝(tape carrier package)或一COF(chip on film)，並且可包含用於將一影像訊號供給至資料線的一資料驅動電路以及用於將一驅動訊號供給至閘極線的一閘極驅動電路，或者用於將墊元件23電連接至電路基板80的一可撓性扁 平電纜。資料驅動電路可以與顯示面板20以GIP(chip-on-panel)方式在墊元件23中一起形成，並且資料驅動電路可在COP(chip-on-panel)或COG(chip-on-glass)方式下形成，並且本發明不局限於上述建議。墊元件23形成於頂及底基板21及22的一個相比較於另一個更寬的一區域中，或者形成於當形成一台階時頂及底基板21及22彼此相結合的且不重疊的一區域中。墊元件23可沿著顯示面板20的兩個或更多個側部形成，但是，第1圖表示其中墊元件23沿著一側部形成的實例。

面板導向件13將顯示面板20連接到背光單元40且固定顯示面板20和背光單元40，同時保持顯示面板20和背光單元40之間的一預定距離。面板導向件13形成為具有一框架形狀，以便將光線從背光單元40提供到顯示面板20。

背光單元40藉由面板導向件13設置在顯示面板20之下，並且產生提供到顯示面板20的光線。為此，背光單元40包含一底蓋50、一導光板60、一反射片61、一光學片70、一光源、以及一導向件90。特別地，導向件90設置在其上安裝導光板60的底蓋50與導光板60之間，並且導向件90在其與導光板60相接觸的區域包含複數個凸出部。後面將詳細描述導向件90。

底蓋50包含一壁體52，壁體52從底表面51的一邊緣延伸出。在底表面51和壁體52之間設置的一區域中，底蓋50容納並固定光源83、導光板60、反射片61以及光學片70。特別地，為了固定導光板60和反射片61，導向件90結合至導光板60和底蓋50之間。

光源83包含安裝在光源電路基板86上的一個或多個光源元 件85。根據圖示的實施例，背光單元40實現為一邊緣型背光單元，其中光源83採用一發光二極體(LED)作為光源元件85，但本發明並不限定於此配置。

擴散片71的功能是防止通過導光板60發射出的光線集中在特定區域且將光線均勻地分佈於顯示面板20中。擴散片71可設置在需要光線分佈的區域中，例如設置在聚光片72和顯示面板20之間的區域，以及聚光片72和導光板60之間的區域中。擴散片71擴散透過聚光片72或導光板60收集的光線以防止顯示面板20的視角減少且用以將光線均勻地傳送到顯示面板20。此外，擴散片71可以省去，但本發明不限於此。根據本發明一個實施例，表示出其中擴散片71佈置在顯示面板20和聚光片72之間的一實例，但本發明並不限於此。

聚光片72收集來自導光板60的光線且將光線垂直傳送到顯示面板20。為此目的，在聚光片72面對顯示面板20的一頂表面和聚光片72面對導光板60的一底表面的至少一個上，聚光片72具有能夠收集光線的一圖案。特別地，圖示實施例的聚光片72可為一反向棱鏡片，此反向棱鏡片在面對導光板60的聚光片72之一底表面上具有形成的圖案，但本發明不限於此。另外，擴散片71可設置在聚光片72和顯示面板20之間，或者聚光片72可包含兩個或更多的聚光片。

反射片61設置在導光板60的底部和側表面中，用以將發射到除導光板60的一發光表面之外的表面的光線發射回導光板60中。複數個棱鏡或珠粒可形成於反射片的面對導光板的一表面上。

導光板60導向從光源83提供的光線且透過內部擴散在一個 方向上發射光線，以便將光線均勻地傳送至顯示面板20。導光板60容納在底蓋50中，特別地透過導向件90固定在底蓋50中。

電路單元80將一驅動訊號供給到顯示面板20，並提供用於驅動光源83的一訊號和一電壓。為此目的，電路單元80包含：一電路基板81，設置有一電源和一訊號發生器；以及一個或多個可撓性電路82，用於將電路基板81、顯示面板20、或電路基板81連接至光源。可撓性電路82將電路基板81連接至顯示面板20，並且由此傳送訊號，例如一資料訊號、一閘極訊號、一定時控制訊號以及一影像訊號。

第2圖為導向件90的前透視圖。

請參考第2圖，根據一實施例的導向件包含一第一支撐件91、一第二支撐件96、以及複數個凸出部97。

第一支撐件91與導光板60的底部相接觸且支撐導光板60。一反射片61可設置在導光板60和第一支撐件91之間，但本發明不限於此。在所示的實施例中，第一支撐件91接觸導光板60的底部且支撐導光板60。此外，第一支撐件91包含具有一厚部的一突起部92，但本發明並不限定於這種結構，並且只要與導光板60的底部相接觸，第一支撐件91可能採用任何構造。

第二支撐件96在垂直於第一支撐件91的一方向上，從第一支撐件91之一側的邊緣延伸出。特別地，第二支撐件96設置有從第二支撐件96延伸出的凸出部97。凸出部97在垂直於第二支撐件96和第一支撐件91的方向上延伸。換句話而言，凸出部97在導光板60之側表面的一方向上，即朝向第一支撐件91從第二支撐件96突出。

如圖式所示，設置有複數個凸出部，並且這些凸出部可以均勻或不均勻的距離彼此相間隔。凸出部97具有一端部98，當導向件90結合於底蓋50和導光板60之間時，端部98與導光板60之側表面相接觸。在導光板60不膨脹的狀態下，凸出部97固定導光板60以便防止導光板60在底蓋50中的一縱向或橫向方向上移動。另外，在導光板60透過光源83中所產生的熱而膨脹的狀態下，凸出部97彎折以穩定地使得導光板60膨脹且穩定地支撐導光板。

為此目的，當第2圖的箭頭表示的方向(W、L、以及H)分別定義為寬度、長度、以及高度時，長度L和寬度W大於高度H，並且高度H與導光板60的厚度相同。舉例而言，凸出部之寬度W相比凸出部之長度L相比第二支撐件96之厚度W2的一比例可以是1：2：1，但本發明不限於此。凸出部之長度相比凸出部之寬度W的比例可根據一些因素，例如凸出部的數量、待固定的導光板60之尺寸、以及導光板60的熱膨脹係數而變化。

另外，凸出部97的數量可自由地確定，只要凸出部97在一橫向或縱向方向，也就是說凸出部表面99的水平方向或凸出部97之長度L方向上不透過導光板60施加的一壓力變形即可。

凸出部97的底部可與第一支撐件91斷開，或可部分或完全地結合到第一支撐件91。

此外，導向件90可使用矽(Si)，或者一個或多個彈性的合成樹脂形成，但本發明不限於此。

第3A圖及第3B圖為表示導光板的位移和膨脹的實例。

請參考第3A圖及第3B圖，導光板60透過一外力在底蓋50中位移。具體而言，導光板60由於光源83產生的熱量而膨脹且當光源停止作業時產生的熱量停止時而收縮。由於導光板60的膨脹和收縮，底蓋50形成為相比較於導光板60更大，以便一預定距離形成於底蓋50和導光板60之間。

在施加外力時，導光板60的位移與膨脹和收縮無關。此位移在第3A圖中所示的一橫軸方向X1或一縱軸方向Y1上進行，以使得導光板在左及右方向(在橫軸方向X1)，或在一上及下方向(在縱軸方向Y1)上移動。

當發生這種位移時，在導光板60和反射片61之間以及反射片61和底蓋50之間產生摩擦，並且例如一划痕的損傷在反射片61或導光板60上產生，由此產生一問題，例如產生顯示質量的劣化。為了防止這種損傷，防止導光板60透過外力的位移。

如上所述，當光源83作業以提供光線時，來自光源83的熱量傳送到導光板60，導光板60由於熱而膨脹。導光板60的膨脹在遠離光源83的一方向上進行。

更特別地，關於橫軸方向，膨脹從導光板60之橫軸的中心朝向橫軸方向X2的左及右進行，並且關於縱軸方向，膨脹從面對光源83的一側沿一垂直方向Y2進行。因此，基於左及右橫軸方向X2和縱軸的垂直方向Y2，膨脹從光源83沿徑向方向V進行。

當從導光板60的各個側部(60a至60d)來看時，在垂直於面對光源83之第一側部60a的第二及第三側部60b及60c，膨脹在縱軸方 向，即垂直方向Y2，或平行於第二及第三側部60b及60c的一第一方向V1上進行。此外，在平行於第一側部60a的一第四側部60d，膨脹從中心沿一第二方向V2進行，其中第二方向V2為對應於第二及第三側部60b及60c之方向同時平行於第四側部60d。

壓縮在與膨脹相反的一方向上進行。

考慮到導光板60的膨脹，當底蓋50或結合至底蓋50的導向件90與導光板60之間的距離增加時，在一非膨脹狀態下導光板的潛在位移增加，並且距離的變化也增加。當導向件或底蓋50與導光板60之間的距離在收縮狀態下保持緊密以防止位移時，導光板60由於抑制自然膨脹而不利地變形。

因此，圖示的實施例透過使用導向件90在底蓋50上固定和支撐導光板60，甚至在導光板60膨脹或收縮時也支撐導光板60，並且當膨脹時能夠自然膨脹而不變形。

第4A圖及第4B圖為當導光板60膨脹和伸縮時，使用導向件90之支撐的實例。

請參考第4A圖，當導光板60收縮時，壓力透過位移在平行於凸出部表面99的一方向(Z1及Z1'的方向，第2圖中長度L的方向)上施加。在垂直於導光板60之一側表面60e的一方向上設置的凸出部97保持其形狀，並且對導光板60提供一排斥力Z1'以便防止導光板60移位，從而基於排斥力Z1'固定導光板60。

另一方面，第4B圖表示當導光板60透過具有縱向(Z1)及橫向壓力的一膨脹力而膨脹時，一壓力在縱向(Z1)方向，即垂直於導 光板60之一側表面60f的一方向上提供至凸出部97。

當產生縱向(Z1)壓力時，長度相比較於寬度更大且由彈性材料例如矽(Si)製成的凸出部97發生變形並在施加縱向(Z1)壓力的方向上彎折。

彎折的凸出部97利用恢復力將一橫向壓力提供至導光板60的側表面以支撐導光板60，從而防止膨脹的導光板60的位移。此外，當導光板60膨脹時，相比較於第4A圖中凸出部97保持其形狀的情況，在第4B圖中，凸出部97彎折以使得第二支撐件96和導光板60之側表面60f之間的距離減小(m>n)。也就是說，當導光板60膨脹時，凸出部97彎折而不抑制膨脹，從而提供導光板60可以膨脹的一區域且使得導光板60自然擴展而不變形。

第5圖為表示導向件90之配置的一實例。

請參考第5圖，凸出部97僅透過導光板60的膨脹而變形，並且導向件90之設置的確定要便於使得當膨脹時容易變形。

也就是說，如第5圖中所示，為了在垂直於凸出部表面99的一方向上將一膨脹力傳送給凸出部97，導向件90設置在各個側部(60b、60c以及60d)的一長度方向的一邊緣。此外，導向件90不設置在面對光源83的第一側部60a。

更特別地，在第二及第三側部60b及60c，導向件90可設置在任何位置，但因為凸出部97容易透過膨脹力變形且防止導光板60的位移，導向件90較佳相鄰於第四側部60d設置，並且在第四側部60d導向件90較佳地相鄰於第二側部60c或第三側部60c設置。

可以在各個側部(60b至60d)具有複數個導向件，但本發明不限於此。

第6圖為表示形成在底蓋50上的一安裝元件的實例。

請參考第6圖，如上所述，導向件90包含支撐導光板60之後表面的一第一支撐件91。當導向件90結合到導光板60時，導向件90的第一支撐件91從導光板60的後表面突出。由於這個原因，導光板60與底蓋50的底表面51相間隔，並因此導光板60不由底蓋50支撐。

由於這個原因，底蓋50的一部分形成為一彎曲形狀，並且導光板60和底蓋50在對應於導光板60之側表面的位置彼此相間隔。安裝元件50a形成為基於這種結構提供一空間。導向件的第一支撐件91設置在安裝元件50a中，並且第一支撐件91緊密地接觸設置有安裝元件50a的底蓋50的底表面，以支撐導光板60。

如從述明顯看出，所示的實施例提供了一種背光單元以及具有該背光單元的一顯示面板20，能夠防止導光板60透過外力的位移以牢固地固定導光板60，並且當導光板60膨脹或收縮時產生變形以牢固地支撐膨脹或收縮的導光板60。

此外，根據圖示實施例的背光單元40防止導光板60透過外力的位移並允許透過膨脹或收縮的變形，從而防止透過膨脹和收縮產生導光板60及反射片的損傷和導光板60的變形。

另外，根據圖示實施例的背光單元40防止導光板60和反射片61的損傷和導光板的變形，從而防止可由此損傷產生的顯示質量的劣降。

本領域的技術人員明顯可知的是，在不脫離本發明的精神 或範圍之內可進行本發明的圖示實施例的各種修改和變化。因此，可預期的是，只要落在所附之專利申請範圍及其等同物的範圍之內，本發明覆蓋這些修改和變化。

11‧‧‧頂殼體

13‧‧‧面板導向件

20‧‧‧顯示面板

21‧‧‧頂基板

22‧‧‧底基板

23‧‧‧墊元件

25‧‧‧擴散片

40‧‧‧背光單元

50‧‧‧底蓋

51‧‧‧底表面

52‧‧‧壁體

60‧‧‧導光板

61‧‧‧反射片

70‧‧‧光學片

71‧‧‧擴散片

72‧‧‧聚光片

80‧‧‧電路單元

81‧‧‧電路基板

82‧‧‧可撓性電路

83‧‧‧光源

85‧‧‧光源元件

86‧‧‧光源電路基板

90‧‧‧導向件

91‧‧‧第一支撐件

Claims (10)

1. 一種背光單元，包含：一導向件，設置於一底蓋與一導光板之間，該導光板安裝於該底蓋上，該導向件在該導向件與該導光板相接觸的一區域中具有複數個凸出部，其中該些凸出部形成於面對該導光板之一側表面的該導向件的一表面上，以及該導向件包含：一第一支撐件，與該導光板的一底部相接觸；以及一第二支撐件，從該第一支撐件垂直地延伸出，該第二支撐件具有該些凸出部。
2. 如請求項1所述之背光單元，其中具有該些凸出部的該第二支撐件的一表面面對該導光板之該側表面，以及該些凸出部從該第二支撐件朝向該導光板之該側表面延伸出。
3. 如請求項1所述之背光單元，其中該導向件設置於該導光板的至少一個側表面上並且設置於該側表面的一長度方向的一邊緣。
4. 如請求項3所述之背光單元，其中該導向件設置於除其上設置光源的一第一側表面之外的該導光板的一側表面上，該第一側表面為該導光板的側表面之中的側表面。
5. 如請求項1所述之背光單元，其中該底蓋具有一安裝元件， 該第一支撐件安裝於該安裝元件之上。
6. 一種顯示裝置，包含：一顯示面板；以及一背光單元，設置於該顯示面板的一後表面上，該背光單元將光線供給至該顯示面板，該背光單元包含：一導向件，設置於一底蓋與一導光板之間，該導光板安裝於該底蓋上，該導向件在該導向件與該導光板相接觸的一區域中具有複數個凸出部，其中該些凸出部形成於面對該導光板之一側表面的該導向件的一表面上，以及該導向件包含：一第一支撐件，與該導光板的一底部相接觸；以及一第二支撐件，從該第一支撐件垂直地延伸出，該第二支撐件具有該些凸出部。
7. 如請求項6所述之顯示裝置，其中具有該些凸出部的該第二支撐件的一表面面對該導光板之該側表面，以及該些凸出部從該第二支撐件朝向該導光板之該側表面延伸出。
8. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該導向件設置於該導光板的至少一個側表面上並且設置於該側表面的一長度方向的一邊緣。
9. 如請求項8所述之顯示裝置，其中該導向件設置於除其上設置光源的一第一側表面之外的該導光板的一側表面上，該第一側表面為該導光板的側表面之中的側表面。
10. 如請求項6所述之顯示裝置，其中該底蓋具有一安裝元件，該第一支撐件安裝於該安裝元件之上。