TWI461798B - 用來提供光源至顯示面板之背光模組與其顯示裝置 - Google Patents

Description

用來提供光源至顯示面板之背光模組與其顯示裝置

本發明係提供一種用來提供光源至顯示面板之背光模組與其顯示裝置，尤指一種將光學材料層設置於框架與顯示面板間之背光模組與其顯示裝置。

隨著科技的日新月異，輕薄、省電、可攜帶式的智慧型資訊產品已經充斥日常生活空間，平面顯示模組也在其間扮演了相當重要的角色。其中，由於液晶顯示裝置具有外型輕薄、耗電量少以及無輻射污染等特性，因此已被廣泛地應用在筆記型電腦、個人數位助理及手機等攜帶式資訊產品上，而在消費性資訊產品中有極大的市場佔有率，其具有取代桌上型電腦之CRT監視器及傳統電視的趨勢。一般而言，背光模組可分為側光式背光模組與直下式背光模組兩種，其中側光式背光模組為具有側邊入射之光源設計，擁有量輕、薄型、低耗電的特色，常是手機、個人數位助理以及筆記型電腦螢幕的首選。

在習知側光式背光模組中，若相鄰發光二極體之間距以P表示，發光二極體之發光表面至顯示面板之可視區域AA投影至導光板之距離以A表示，而發光二極體之發光表面至顯示面板之可視區域AA投影至導光板之距離A與相鄰發光元件之間距P的比值(A/P比值)係攸關顯示影像的品質，一般來說A/P比值愈大對於顯示面板發光效應愈佳，而A/P比值愈小時，顯示品質會受到影響；意即在較高A/P比值的情況下，導光板可提供顯示面板之可視區域AA較均勻的光源，而在較低A/P比值的情況下，導光板提供之光源會產生區域性亮暗不均的現象，而產生熱點(hot spot)，因而降低顯示品質。然而基於成本、總耗電量、散熱以及環保等考量，發光二極體之數目必須減少，因此在不改變面板尺寸之前提下，發光二極體之間距P會相對增加，然而若在不縮小顯示面板之可視區域AA的情況下，習知側光式背光模組之發光二極體之發光表面至顯示面板之可視區域AA投影至導光板之距離A已受到結構設計上的限制而無法相對應增加，因此無法提升A/P比值而造成顯示品質的下降，若是拉長發光二極體之發光表面至顯示面板之可視區域AA投影至導光板之距離A，則又無法達到窄邊框之結構設計。

再者，於傳統液晶顯示裝置之組裝結構方面，會將用來霧化與聚光收斂光線之光學材料層安裝於導光板之上表面，之後再以膠框下壓固定光學材料層與導光板之組合，由於光學材料層與導光板係為直接接觸，故會有刮傷之情況產生；且因為光學材料層係直接覆蓋在導光板上方，因此發光元件所發射之光線會因為稜鏡的聚光效果往內集中，更容易凸顯熱點的問題，如此一來為了覆蓋亮暗不均之熱點，膠框之覆蓋區域便需重疊於顯示面板之可視區域AA，因而無法應用於窄邊框之結構設計；再者，因為以膠框下壓固定光學材料層與導光板之組合，故若需要重工替換光學材料層時則必須拆卸膠框，如此一來便增加許多不必要的工時，且造成拆裝之不便性。故如何設計出具有良好組裝良率、較佳之組裝便利性，且同時滿足市場對於消費性應用產品輕薄化要求(如窄邊框結構設計)之液晶顯示裝置，仍為業界亟待研究的方向。

本發明係提供一種將光學材料層設置於框架與顯示面板間之背光模組與其顯示裝置，以解決上述之問題。

本發明之申請專利範圍係揭露一種用來提供光源至一顯示面板之背光模組，其包含有一發光元件、一導光板、一背板、一框架與一光學材料層。該發光元件係用來發射光線；該導光板係設置於該顯示面板之一側，且係用來導引該發光元件所發射之光線至該顯示面板；該背板係安裝於該發光元件與該導光板之外側；該框架係結合於該背板，且與該背板共同容置該發光元件與該導光板，該框架包含有一第一側與相對於該第一側之一第二側，該第一側係面對於該導光板之表面；該光學材料層係設置於該框架之該第二側與該顯示面板之間，且用來霧化與聚光收斂該導光板所折射出之光線。

本發明之申請專利範圍係另揭露該框架之一端係實質上對齊該顯示面板之一可視區域之邊界。

本發明之申請專利範圍係另揭露該框架係支撐該光學材料層於該導光板之上，且該光學材料層與該導光板間係形成有一間距。

本發明之申請專利範圍係另揭露該間距係實質上介於0.5毫米至2毫米。

本發明之申請專利範圍係另揭露該發光元件係設置於該導光板之側邊。

本發明之申請專利範圍係另揭露該發光元件係為一發光二極體燈條。

本發明之申請專利範圍係另揭露該背光模組另包含一散熱鰭片，其係設置於該背板之內側，該散熱鰭片係用來散逸該發光元件所產生之熱量。

本發明之申請專利範圍係另揭露一種顯示裝置，其包含有一顯示面板與一背光模組，該背光模組係用來提供光源至該顯示面板，且該背光模組包含有一發光元件、一導光板、一背板、一框架與一光學材料層。該發光元件係用來發射光線；該導光板係設置於該顯示面板之一側，且係用來導引該發光元件所發射之光線至該顯示面板；該背板係安裝於該發光元件與該導光板之外側；該框架係結合於該背板，且與該背板共同容置該發光元件與該導光板，該框架包含有一第一側與相對於該第一側之一第二側，該第一側係面對於該導光板之表面；該光學材料層係設置於該框架之該第二側與該顯示面板之間，且用來霧化與聚光收斂該導光板所折射出之光線。

本發明之申請專利範圍係另揭露該顯示裝置另包含一外框，其係安裝於該顯示面板之外側且用來固定該顯示面板於該框架上。

本發明係採取光學材料層設置於框架與顯示面板間之堆疊結構設計，故可避免因為光學材料層直接接觸導光板而造成刮傷導光板之情況產生。此外由於光學材料層並未直接覆蓋在導光板上方，而是設置於框架之上方，所以發光元件所發射之部分光線會先被框架吸收，且由於光學材料層與導光板之間係具有空氣作為介質，故可避免先前技術發光元件所發射之光線會因為稜鏡的聚光效果所造成熱點的問題，如此一來便無須於導光板上額外設置微結構來達到調整導光板發光均勻度之目的，故可節省製造成本；且由於亮暗不均熱點的問題可獲得改善，故可設計框架無須重疊於顯示面板之可視區域，因此可有效地應用於窄邊框之結構設計。再者因為利用本發明所改良之光學材料層堆疊結構，亮暗不均熱點的問題可獲得改善，故可無須侷限於舊有A/P比值之限制，若於成本、總耗電量、散熱以及環保等考量下減少發光二極體之數目，從而相對增加其間距P，也無須遷就於A/P比值而需要相對應增加發光表面至可視區域AA之距離A，如此一來便可適用於窄邊框之結構設計。此外，由於光學材料層係設置於框架之上方，而非如先前技術以膠框下壓固定光學材料層與導光板之組合，故若需要重工替換光學材料層時便無須拆卸框架，故可節省許多不必要的工時，且增加拆裝之便利性。綜上所述，本發明係提供具有良好組裝良率、較佳之組裝便利性，且可同時兼具顯示品質與滿足市場對於消費性應用產品輕薄化要求(如窄邊框結構設計)之液晶顯示裝置。

有關本發明之前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用來說明並非用來限制本發明。

請參閱第1圖至第3圖，第1圖至第3圖分別為本發明實施例一顯示裝置50之外觀示意圖、元件***圖與剖面示意圖。顯示裝置50係可為一液晶顯示器或為應用在筆記型電腦之液晶顯示螢幕，顯示裝置50包含有一顯示面板52，其係可為一液晶顯示面板；顯示裝置50另包含有一背光模組54，其係用來提供光源至顯示面板52，背光模組54包含有至少一發光元件56、一反射板58、一導光板60、一背板62、一框架64、一光學材料層66與至少一散熱鰭片68。於此實施例中背光模組54係可為一側光式背光模組，且發光元件56係用來發射光線，如其可為一發光二極體燈條，背光模組54可包含有兩發光二極體燈條，其係分別設置於導光板60之兩側邊，而發光元件56亦可為冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)等光源產生器，其種類、數量與設置位置不侷限於此實施例所述，端視實際設計需求而定。導光板60係設置於顯示面板52之一側，導光板60係用來導引發光元件56所發射之光線至顯示面板52。反射板58係設置於導光板60下方，其係用來將向下穿出導光板60的光線反射回導光板60，藉以提升光源利用率。

背板62係安裝於發光元件56、反射板58、導光板60、光學材料層66與散熱鰭片68之外側，且框架64係結合於背板62，框架64與背板62之間係共同形成有腔室以容置發光元件56、反射板58、導光板60與散熱鰭片68，框架64包含有一第一側641與相對於第一側641之一第二側642，其中第一側641係面對於導光板60之表面，且第二側642係面對於光學材料層66，而框架64係可為一膠框結構。光學材料層66係設置於框架64之第二側642與顯示面板52之間，光學材料層66係用來霧化與聚光收斂導光板60所折射出之光線，其可包含稜鏡片、增光片、擴散片等光學膜片，以提供顯示面板52較均勻與高正視角亮度之光源。散熱鰭片68係設置於背板62之內側且用來散逸發光元件56所產生之熱量，以提升背光模組54之散熱效率。顯示裝置50包含有一外框70(bezel)，其係安裝於顯示面板52之外側且用來固定顯示面板52於框架64上，外框70可與背板62共同包覆顯示面板52與背光模組54，而外框70與背板62係可以金屬材質(如鋁合金或鎂鋁合金材質等)或塑膠材質所組成。

此外，如第3圖所示，框架64係支撐光學材料層66於導光板60之上，且光學材料層66與導光板60間係形成有一間距D，其中間距D係可實質上介於0.5毫米至2毫米之間，由於光學材料層66與導光板60並未直接接觸，故可避免光學材料層66刮傷導光板60之情況產生。且因為光學材料層66係並未直接覆蓋在導光板60上方，而是設置於框架64之上方，所以發光元件56所發射之部分光線會先被框架64吸收，且由於光學材料層66與導光板60之間係具有空氣作為介質，故可避免先前技術發光元件所發射之光線會因為稜鏡的聚光效果所造成熱點的問題，如此一來便無須於導光板60上額外設置微結構來達到調整導光板60發光均勻度之目的，故可節省製造成本。且由於亮暗不均熱點的問題可獲得改善，故可設計框架64之一端係實質上對齊顯示面板52之一可視區域AA之邊界，而無須重疊於可視區域AA，故可有效地應用於窄邊框之結構設計，意即外框70可較先前技術縮減約莫三分之一之寬度。另外，請參閱第4圖，第4圖分別為本發明實施例顯示裝置50之部分結構示意圖，為了清楚介紹相關構件，係省略繪製部分元件。於顯示裝置50中，發光元件56之相鄰發光二極體561之間距以P表示，發光元件56之發光表面至顯示面板52之可視區域AA之邊界投影至導光板60之距離以A表示，因為利用本發明所改良之光學材料層66堆疊結構，亮暗不均熱點的問題可獲得改善，故可無須侷限於舊有A/P比值之限制，意即於成本、總耗電量、散熱以及環保等考量下若減少發光元件56之發光二極體561之數目，雖然發光元件56之各發光二極體561的間距P會相對增加，但本發明無須遷就於A/P比值而需要相對應增加發光元件56之發光表面至可視區域AA之距離A，如此一來便可適用於窄邊框之結構設計。再者，由於光學材料層66係設置於框架64之上方，而非如先前技術以膠框下壓固定光學材料層與導光板之組合，故若需要重工替換光學材料層66時便無須拆卸框架64，故可節省許多不必要的工時，且增加拆裝之便利性。

相較於先前技術，本發明係採取光學材料層設置於框架與顯示面板間之堆疊結構設計，故可避免因為光學材料層直接接觸導光板而造成刮傷導光板之情況產生。此外由於光學材料層並未直接覆蓋在導光板上方，而是設置於框架之上方，所以發光元件所發射之部分光線會先被框架吸收，且由於光學材料層與導光板之間係具有空氣作為介質，故可避免先前技術發光元件所發射之光線會因為稜鏡的聚光效果所造成熱點的問題，如此一來便無須於導光板上額外設置微結構來達到調整導光板發光均勻度之目的，故可節省製造成本；且由於亮暗不均熱點的問題可獲得改善，故可設計框架無須重疊於顯示面板之可視區域，因此可有效地應用於窄邊框之結構設計。再者因為利用本發明所改良之光學材料層堆疊結構，亮暗不均熱點的問題可獲得改善，故可無須侷限於舊有A/P比值之限制，若於成本、總耗電量、散熱以及環保等考量下減少發光二極體之數目，從而相對增加其間距P，也無須遷就於A/P比值而需要相對應增加發光表面至可視區域AA之距離A，如此一來便可適用於窄邊框之結構設計。此外，由於光學材料層係設置於框架之上方，而非如先前技術以膠框下壓固定光學材料層與導光板之組合，故若需要重工替換光學材料層時便無須拆卸框架，故可節省許多不必要的工時，且增加拆裝之便利性。綜上所述，本發明係提供具有良好組裝良率、較佳之組裝便利性，且可同時兼具顯示品質與滿足市場對於消費性應用產品輕薄化要求(如窄邊框結構設計)之液晶顯示裝置。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

50．．．顯示裝置

52．．．顯示面板

54．．．背光模組

56．．．發光元件

561．．．發光二極體

58．．．反射板

60．．．導光板

62．．．背板

64．．．框架

641．．．第一側

642．．．第二側

66．．．光學材料層

68．．．散熱鰭片

70．．．外框

D．．．間距

AA．．．可視區域

第1圖至第3圖分別為本發明實施例顯示裝置之外觀示意圖、元件***圖與剖面示意圖。

第4圖分別為本發明實施例顯示裝置之部分結構示意圖。

50．．．顯示裝置

52．．．顯示面板

54．．．背光模組

56．．．發光元件

58．．．反射板

60．．．導光板

62．．．背板

64．．．框架

641．．．第一側

642．．．第二側

66．．．光學材料層

68．．．散熱鰭片

70．．．外框

D．．．間距

AA．．．可視區域

Claims (13)

1. 一種用來提供光源至一顯示面板之背光模組，其包含有：一發光元件，其係用來發射光線；一導光板，其係設置於該顯示面板之一側，該導光板係用來導引該發光元件所發射之光線至該顯示面板；一背板，其係安裝於該發光元件與該導光板之外側；一框架，其係結合於該背板，該框架係與該背板共同容置該發光元件與該導光板，該框架包含有一第一側與相對於該第一側之一第二側，該第一側係面對於該導光板之表面，其中該框架之一端係實質上對齊該顯示面板之一可視區域之邊界；以及一光學材料層，其係設置於該框架之該第二側與該顯示面板之間，該光學材料層係用來霧化與聚光收斂該導光板所折射出之光線。
2. 如請求項1所述之背光模組，其中該框架係支撐該光學材料層於該導光板之上，且該光學材料層與該導光板間係形成有一間距。
3. 如請求項2所述之背光模組，其中該間距係實質上介於0.5毫米至2毫米。
4. 如請求項1所述之背光模組，其中該發光元件係設置於該導光板之側邊。
5. 如請求項1或4所述之背光模組，其中該發光元件係為一發光二極體燈條。
6. 如請求項1所述之背光模組，其另包含一散熱鰭片，其係設置於該背板之內側，該散熱鰭片係用來散逸該發光元件所產生之熱量。
7. 一種顯示裝置，其包含有：一顯示面板；以及一背光模組，其係用來提供光源至該顯示面板，該背光模組包含有：一發光元件，其係用來發射光線；一導光板，其係設置於該顯示面板之一側，該導光板係用來導引該發光元件所發射之光線至該顯示面板；一背板，其係安裝於該發光元件與該導光板之外側；一框架，其係結合於該背板，該框架係與該背板共同容置該發光元件與該導光板，該框架包含有一第一側與相對於該第一側之一第二側，該第一側係面對於該導光板之表面，其中該框架之一端係實質上對齊該顯示面板之一可視區域之邊界；以及一光學材料層，其係設置於該框架之該第二側與該顯示面板之間，該光學材料層係用來霧化與聚光收斂該導光板所折射出之光線。
8. 如請求項7所述之顯示裝置，其中該框架係支撐該光學材料層於該導光板之上，且該光學材料層與該導光板間係形成有一間距。
9. 如請求項8所述之顯示裝置，其中該間距係實質上介於0.5毫米至2毫米。
10. 如請求項7所述之顯示裝置，其中該發光元件係設置於該導光板之側邊。
11. 如請求項7或10所述之顯示裝置，其中該發光元件係為一發光二極體燈條。
12. 如請求項7所述之顯示裝置，其中該背光模組另包含一散熱鰭片，其係設置於該背板之內側，該散熱鰭片係用來散逸該發光元件所產生之熱量。
13. 如請求項7所述之顯示裝置，其另包含一外框(bezel)，其係安裝於該顯示面板之外側且用來固定該顯示面板於該框架上。