TWI391739B - 具有光學構件支撐架之導燈管及具有此種導燈管之液晶顯示裝置 - Google Patents
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Description
本發明關於一種液晶顯示器(Liquid Crystal Display,LCD)裝置，更特別地是關於背光單元中藉由於燈管及光學構件間設置一光擴散構件之一種具有減小厚度的LCD裝置。
近來，隨著資訊通信技術的發展，顯示器裝置的重要性得到重視。在過去幾年中，陰極射線管(Cathode Ray Tube,CRT)被廣泛地使用，然而CRT無法滿足顯示器新發展之薄輪廓與重量輕之要求。因此，很多的努力投致於研究及發展不同的平面顯示裝置上，如液晶顯示器(LCD)、電漿顯示器面板(Plasma Display Panel,PDP)及電致發光顯示器(Electroluminescent Display,ELD)等，此些裝置可滿足顯示器薄輪廓與重量輕之要求。
於上述所提及的平面顯示器中，LCD裝置由於它具有薄型化、重量輕及低耗電量等優點而受到注意。因此LCD裝置廣泛地被使用於筆記型電腦、桌上型電腦及大尺寸的電視等不同領域中，且LCD裝置之需求與日劇增。
一般而言，LCD裝置包括一個液晶顯示面板、一個用以驅動液晶顯示面板的驅動單元，及一個可提供液晶顯示面板光源的背光單元。由於LCD裝置無法自行發光，以致於LCD裝置需要一個額外必要的光源，例如：一個發射光至液晶顯示面板的背光單元。
第1圖為說明一個關於習知技術LCD裝置之透視圖。如第1圖所示，關於習知技術的LCD裝置包括有一液晶顯示面板10及一背光單元20。此液晶顯示面板10由一第一基板10a及一第二基板10b相對設置構成，且一液晶層(未圖示)設置於此二相對設置的基板10a、10b中。下基板10b包括有一薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)其功能為一個切換元件，當TFT被導通或切斷時會產生一信號，因此可顯示出影像。液晶顯示面板10係連接於印刷電路板之閘極(gate)15a及源極(source)15b，其可輸出影像及掃描信號至液晶顯示面板10。
背光單元使用作為液晶顯示面板的光源。此背光單元依據發射光源之燈管的配置方式可分為端緣式(edge type)及直下式(direct type)兩類。就端緣式來說，燈管被設置於背光單元之一側或二側，且從燈管發射出的光穿過一導光板而提供於液晶顯示面板。對於直下式來說，燈管被設置在液晶顯示面板10內，因此從燈管21發射出的光會直接提供給液晶顯示面板10。一般而言，端緣式的背光單元為應用於小尺寸的LCD裝置，而直下式的背光單元為應用於大尺寸的LCD裝置。
第1圖係說明直下式背光單元20。參閱第1圖所示，複數個燈管21設置於液晶顯示面板10下方，而一反射片22及一下殼體(未圖示)放置於複數個燈管21下方。於殼體內，燈管21發射出的光穿過光學片23而提供於液晶顯示面板10。光學片23設於燈管21及液晶顯示面板10間，以便改善提供於液晶顯示面板10之發光效率。
第2圖為說明直下式背光單元之橫截面圖。如第2圖所示，複數個燈管21係平行地設置，且反射片22設置於燈管21下方。而且，光學片23形成於燈管21上方。於殼體中，光學片23由一擴散片、一稜鏡片及一保護片構成。
然而，關於習知技術直下式背光單元具有下列之缺點。
如同第3圖所示，為了均勻提供穿過光學片23而由燈管21發射出的光於液晶顯示面板10上，須要調整燈管21及液晶顯示面板10間之間距之值。即，假設燈管21及液晶顯示面板10間之間距值太小，其可能會造成從燈管21發射出的光無法入射於部分的液晶顯示面板10上。因此，由於光不均勻地提供於液晶顯示面板10中，而會產生瑕疵。同時，如果燈管21及液晶顯示面板10間之所形成間距超過預定值，則LCD裝置的厚度則增加。
因此，本發明的目的在提供：一種背光單元，其藉由提供一光擴散板於燈管及光學片間，而具有減小厚度；以及一個使用的背光單元之LCD裝置。
本發明另一目的在提供：一背光單元，其裝設一導燈管以固定燈管及一光擴散板，以避免燈管及光擴散板被移動；以及一個使用背光單元之LCD裝置。
為了達成這些及其它優點且符合本發明的目的，具體及明白地描述於此。本發明提供一背光單元，包括有：至少一發光的燈管，及至少一光擴散板，其可擴散從燈管發射出的光，且設置於每一燈管上方。
此背光單元也包括一個固定燈管及光擴散板之導燈管。此導燈管包括一基座、至少一固定燈管且裝置於基座中之燈架，及至少一固定光擴散板且裝置於基座上之光擴散板支撐架。
此複數個導燈管裝置於燈管的延伸方向，且光擴散板支撐架係設置於燈架上方。
為使對本發明先前及其它的目的、特徵、觀點、及其優點，將由以下說明並參考所附圖式而為明顯。
此等所附圖式，其包括於此說明書中作為其一部份，而說明本發明之實施例，以提供本發明進一步瞭解，且與此說明一起用於解釋本發明之原理。
現在詳細說明本發明之較佳實施例，而在附圖中說明其例。
一般而言，LCD裝置可以使用冷陰極螢光燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)、外部電極螢光燈管(External Electrode Fluorescent Lamp,EEFL)、發光二極體(Light Emitting Diode,LED)、電致發光器(Electroluminescence,EL)及熱陰極螢光燈管(Hot Cathode Fluorescent Lamp,HCFL)為光源。
於上述所提及的光源中，冷陰極螢光燈管為一般最常使用者。冷陰極螢光燈管由於其具有多項優良的性質而被廣泛地應用於直下式背光單元。詳細地說，冷陰極螢光燈管發出白光，類似周遭的光，且產生小量的熱，且冷陰極螢光燈管可被製造為圓柱形的形狀，具有一小的直徑。
外部電極螢光燈管由於其具有多項優良的性質：壽命長、低耗電及產生小量的熱，故也廣泛地應用於直下式背光單元。
大體來說，本發明可使用冷陰極螢光燈管或外部電極螢光燈管，但並不限制於此。本發明可使用任何形式的燈管於直下式背光單元中，且其皆需要一導燈管。
於本發明中，光擴散板形成於燈管及一光學構件間。意即光擴散板會擴散從燈管發射出的光。光擴散板為一種具有光擴散性質之光擴散介質，藉光擴散板擴散入射的光。被光擴散板擴散的光會接著再被光學構件擴散一次，而此被擴散的光供應於液晶顯示面板，故光擴散效率可改善。因此，即使燈管及液晶顯示面板間之間距減小，提供均勻光至液晶顯示面板仍是可行的，故可製造一減小厚度的液晶裝置。
第4圖為根據本發明說明一背光單元之基本原理之示意圖。
如同第4圖所示，根據本發明之背光單元包括一設置於燈管121及光學片123間之光擴散板141。光擴散板141藉由一廣闊的角擴散從燈管121發射出的光。光擴散板141由一光擴散材料形成，從燈管121發射出的光被折射及擴散如穿過一光擴散介質。與相關習知技術相較，從燈管發射出的光以直線行徑入射光學片，本發明包括一光擴散板141其可使光擴散的寬度較寬及使入射於光學片123的區域較廣闊。
由於光擴散板141可使光入射於光學片中之區域較廣。因此減小燈管121及光學片123間之間距是可行的。更進一步來說，自從光被擴散至較廣的區域後，可以改善光的均勻度。因而，由於減小背光單元的厚度，而可以減小液晶顯示裝置的厚度。
假設提供光擴散板141，則可使光對於光學片123的入射角變大，故減小背光單元燈管的數目為可行的，由此可減少製造成本及電力的消耗。對本發明來說，光擴散板141並非設置於背光單元中所有的表面，而是僅設置於燈管121的區域。即光擴散板141為設置於每一個燈管121上。於是，本發明背光單元中提供複數片光擴散板141，藉每一光擴散板141廣闊地將相應於光擴散板的燈管121發出之光擴散。
第5圖說明用以固定燈管及光擴散板之導燈管130。
如同第5圖所示，導燈管130裝設有一基座133，一燈架131設置於基座133上，以及一光擴散板支撐架132設置於基座133上。
同時參照第5圖及第6A圖至第6C圖，燈架131是用以固定及支撐燈管121，而光擴散板支撐架132是用以固定及支撐光擴散
板141。燈架131係由彈性材料所構成，具有一向上的開口，以固定及支撐燈管121。將燈管121嵌入於燈架131開口中時，燈管121係被此彈性燈架131固定及支撐。
於圖中，燈架131係呈一圓形。然而，燈架131之形狀可依固定之燈管121的形狀做變化。燈架131的直徑亦係依燈管121的尺寸而決定。當然，開口係呈向上，但並不限於此，例如開口亦可形成於側面。
光擴散板支撐架132及燈架131係固定於基座133上，且與基座133形成一體。光擴散板支撐架132設置於燈架131上之燈管121長度之方向。且由於光擴散板支撐架132設置於燈管121長度之方向，故固定於光擴散板支撐架132之光擴散板141係設置於燈管121上方，其可避免燈管121及光擴散板141未對應。光擴散板支撐架132係由二相對柱136其具有二導槽136a、136b所構成，光擴散板141係嵌卡於此二相對柱136之二導槽136a、136b中。而光擴散板141的兩端係嵌卡及支撐於此二相對柱136之二導槽136a、136b中。
此時，導槽136a、136b形成之方向與固定於燈架131上的燈管121延伸方向相同。因此，固定於光擴散板支撐架132之光擴散板141僅被設置於燈管121之上方。於圖中，光擴散板支撐架132所具有之導槽136a、136b係依據光擴散板141而形成具有板形狀之預先設置的厚度。即，導槽136a、136b具有相對於光擴散
板141之板形狀橫截面。假設光擴散板141之橫截面為橢圓形、三角形或不規則多邊形等形狀，則光擴散板支撐架132之導槽136a、136b係相對於光擴散板141之橫截面而設置有相同之斷面，特別是指光擴散板141二端之橫截面。
如同上述，燈架131及光擴散板支撐架132係形成於基座133上，因此燈管121及光擴散板141能被固定及支撐在一起。因此，燈管121及光擴散板141間之間距係穩定維持於原先設定之值，故避免燈管與光擴散板之位置移動為可行的。
即使外力或熱作用於光擴散板141，光擴散板141仍可被光擴散板支撐架132固定及支撐，因此可預防光擴散板141變形。
雖然圖未顯示，導燈管130係與一背光單元的下殼體相連接。導燈管130的底部係設置有一固定突出部134，其與下殼體及導燈管130相連接。於本實施例中，一反射板(未圖示)係設置於燈管下方，其可反射從燈管發射出的光。此固定突出部係同時將導燈管130固定於反射板及下殼體中。
第6A圖說明燈管121固定於導燈管130中，第6B圖說明光擴散板141固定於導燈管130中，第6C圖說明燈管121及光擴散板141固定於導燈管130中。
如同第6A圖所示，燈管121係嵌卡於燈架131之開口，且其被彈性的燈架131固定及支撐著。如同第6B圖所示，光擴散板141嵌卡於導燈管130之光擴散板支撐架132的導槽136a中。如
同第6C圖所示，燈架131係設置於導燈管130上，且光擴散板141設置於被固定之燈管121上方，且其亦被固定於光擴散板支撐架132中。在此情形中，即使外力作用於此，由於導燈管130此裝置，光擴散板及燈管係會穩定維持於原先之位置。因而，相對於光擴散板141設置之燈管121，從燈管121發射出來的光會完全地被光擴散板141所擴散。
複數個基座133可沿燈管121之延伸方向設置。實質上，至少需有二個基座133以便穩定地固定及支撐一個燈管121及一個光擴散板141。因而，至少二個基座133形成於沿燈管121及沿光擴散板141長度之方向，故一個燈管121及一光擴散板141可藉此至少二基座133而穩定維持於原先位置。然而，固定一燈管121及一光擴散板141的燈架131及光擴散板支撐架132的數量並不限於此。即，固定一個燈管121及一片光擴散板141之基座133的數量可依燈管121的長度及光擴散板141之長度而變化。
另一方面，一個基座133亦可由背光的一端延伸至背光的另一端。即基座133可沿與燈管121及光擴散板141配置之方向而垂直延伸，藉此一個基座133可提供複數個燈架131及光擴散板支撐架132，以固定鄰近設置之燈管121及光擴散板141。而且，複數個基座133係設置於燈管121及光擴散板141之長度的方向。
第7圖中，為顯示一背光單元，導燈管130中的一個基座133包含有二個燈架131及二片光擴散板141。如同第7圖所示，基座
133係垂直延伸於燈管121及光擴散板141排列方向。因此每一燈架131係固定一個燈管121，每兩光擴散板支撐架132固定一片光擴散板141。隨著複數個燈架131及光擴散板支撐架132設置於基座133上，其可以穩定且持續地維持鄰近燈管121間之間隔距離。
於此時，參考數字135係表示一個支撐物，其用以固定光學片123。光學片123設置於燈管121及光擴散板141上方。光學片123可改善由燈管121發射出且由光擴散板141擴散之光線效率，且將光線提供給液晶顯示面板10。因此，光學片123係被配置於距離燈管121及光擴散板141之一個預先確定的距離。然而，當液晶顯示面板尺寸增加時，光學片123的尺寸也增加，故由於重力，光學片123會下垂。即使光學片123被固定於背光單元中，光學片123仍會由於大尺寸液晶顯示面板而會部分下垂。在此種情形中，光學性質會由於光學片123與燈管121/光擴散板141間之間隔距離不均勻而劣化。
對本發明來說，有一支撐物135固定及支撐光學片123，即，此支撐物135可預防光學片123下垂。如同第7圖所示，支撐物135於基座133內形成並設置於每一光擴散板支撐架132間。即支撐物135的尾端係與光學片123接觸，因而支撐光學片123。支撐物135的數量可依使用光學片123的尺寸或根據基座133的尺寸而變化。
第8A及8B圖說明包括燈架131、光擴散板支撐架132及支
撐物135之導燈管130。如同8A圖所示，導燈管130的基座133上設置有二個燈架131及二個光擴散板支撐架132，而支撐物135係設置於此二者間。
如同8B圖所示，二支撐物135設置於基座133上，用以支撐光學片123。而燈架131及光擴散板支撐架132係設置於此二支撐物135間。
實質上，燈架131、光擴散板支撐架132的位置及光學片支撐物135可依液晶顯示面板尺寸及使用於背光單元中之燈管的數量而改變。
如上所述，LCD裝置依據本發明具有如下之優點。
依據本發明LCD裝置包括有同時固定及支撐燈管及光學構件之導燈管，因此可獲得均勻之光擴散。實現簡化製造程序，及藉由穩定設置燈管及光學構件，而改善圖像的品質。且避免液晶顯示裝置因外力及熱而變形，因此，可以改善液晶顯示裝置的可靠度。
雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。
10‧‧‧液晶顯示面板
10a‧‧‧第一基板
10b‧‧‧第二基板
15a‧‧‧閘極
15b‧‧‧源極
20‧‧‧背光單元
21‧‧‧燈管
22‧‧‧反射片
23‧‧‧光學片
121‧‧‧燈管
123‧‧‧光學片
130‧‧‧導燈管
131‧‧‧燈架
132‧‧‧光擴散板支撐架
133‧‧‧基座
134‧‧‧固定突出部
135‧‧‧支撐物
136‧‧‧柱
136a‧‧‧導槽
136b‧‧‧導槽
141‧‧‧光擴散板
第1圖說明相關習知技術LCD裝置之透視圖。
第2圖說明相關習知技術直下式背光單元之橫截面圖。
第3圖為根據相關習知技術說明背光單元內光於燈管及光學片間的路徑之橫截面圖。
第4圖為根據本發明說明背光單元之基本原理之示意圖。
第5圖為根據本發明說明背光單元內的導燈管之透視圖。
第6A圖為根據本發明說明安裝於背光單元中之導燈管上的燈管之透視圖。
第6B圖為根據本發明說明安裝於背光單元中之導燈管上的光學片之透視圖。
第6C圖為根據本發明說明安裝於背光單元上的導燈管及光學片之透視圖。
第7圖為根據本發明說明包括一個導燈管的直下式背光單元之橫截面圖，以及第8A及8B圖為根據本發明說明包括一個導燈管的一個直下式背光單元之透視圖。
121．．．燈管
123．．．光學片
130．．．導燈管
131．．．燈架
132．．．光擴散板支撐架
133．．．基座
135．．．支撐物
141．．．光擴散板
Claims (13)
- 一種背光單元，包括有：複數個燈管，可發射出光；複數個光擴散板，該等光擴散板可擴散從該等燈管發射出來之光，各該光擴散板係被設置於各該燈管上方；複數個光學片，設置於該等光擴散板的上方；以及複數個導燈管，用以固定該等燈管以及該等光擴散板，其中各該導燈管固定該等燈管的其中之一，並固定該等光擴散板的其中之一於被固定的該燈管之上，從而該等導燈管、該等燈管，以及該等光擴散板為1：1：1的配置關係。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中該燈管係為冷陰極螢光燈管(CCFL)或外部電極螢光燈管(EEFL)。
- 如申請專利範圍第1項所述之背光單元，其中各該導燈管包括有：一基座；至少一燈架，設置於基座上以固定該燈管；以及至少一光擴散板支撐架，設置於基座上以固定該光擴散板。
- 如申請專利範圍第3項所述之背光單元，其中該複數個導燈管係沿該燈管之延伸方向配置。
- 如申請專利範圍第3項所述之背光單元，其中該光擴散板支撐架係配置於該燈架上方。
- 如申請專利範圍第3項所述之背光單元，其中該複數個燈架及光擴散板支撐架係配置於該基座中，用以固定該複數個鄰近的燈管及光擴散板。
- 如申請專利範圍第3項所述之背光單元，其中各該導燈管包括至少一支撐物，用以支撐該光學片。
- 如申請專利範圍第3項所述之背光單元，其中該至少一燈架是以彈性材料所構成。
- 一液晶顯示器裝置，包括：一液晶顯示器面板；複數個燈管，提供光至該液晶顯示器面板；複數個光擴散板，設置於該燈管上方，用以擴散從該等燈管發射出的光；複數個導燈管，用以固定該等燈管以及該等光擴散板；以及複數個光學片，設置於該等光擴散板上方，其中各該導燈管固定該等燈管的其中之一，並固定該等光擴散板的其中之一於被固定的該燈管之上，從而該等導燈管、該等燈管，以及該等光擴散板為1：1：1的配置關係。
- 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示器裝置，其中各該導燈管包括有：一基座； 至少一燈架，設置於該基座中，用以固定該燈管；以及至少一光擴散板支撐架，設置於該基座中，用以固定該光擴散板。
- 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器裝置，其中該光擴散板支撐架係配置於該燈架上方。
- 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器裝置，其中該導燈管包括至少一支撐物，用以支撐該光學片。
- 如申請專利範圍第10項所述之液晶顯示器裝置，其中該至少一燈架是以彈性材料所構成。
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