TWI497166B - 背光模組以及顯示裝置 - Google Patents

Description

背光模組以及顯示裝置

本發明係關於一種液晶顯示器之背光模組，特別是一種能改善導光板受熱後翹曲導致波紋(ripple)現象之背光模組。

近年來，隨著顯示器相關技術不斷的發展，液晶顯示器的背光模組之設計亦持續研發與創新，尤其應市場需求，背光模組更朝著窄邊框與薄化方向設計。其中薄化背光模組的方法，除了選用更薄的導光板，還可將元件間的預留公差設計得更小。請參照圖1，圖1係繪示一般液晶顯示器的剖面視圖。如圖1所示，顯示器包含顯示模組11、光學膜片組21與背光模組30。背光模組30包含光源31、導光板32、反射片33與底板34。

雖採用較薄導光板32與減小預留公差的設計可使背光模組薄化，但導光板32在射出成型等製作過程中會產生殘留應力(Residual Stress)。殘留應力會使導光板吸濕或受熱膨脹時翹曲，如圖1所示。此翹曲現象在薄化的導光板中會更加嚴重。導光板32翹曲會使放置其上的光學膜片組21彎曲，更由於背光模組30元件間的預留公差減小，而使導光板32翹曲時較容易接觸甚至壓迫到顯示模組11，而產生波紋現象，嚴重影響到液晶顯示器所顯示影像之品質。

因此，本發明之一範疇在於提出一種應用於顯示裝置之背光模組，以解決先前技術所遭遇到之上述種種問題。

於一實施例中，背光模組包含導光板、反射片、至少一光源、底板、至少一第一固定件及至少一第二固定件。導光板包含入光面、出光面及底面。底面與出光面相對。入光面設置於該出光面及該底面之一側，連接該出光面與該底面。第一固定件固定導光板之底面下方。反射片設置於導光板下方，且具有一貫孔可讓第一固定件穿過。光源設置對應於入光面。底板位於反射片下方。至少一第二固定件位於反射片與底板之間且固定於底板，且第二固定件與第一固定件相互干涉，以限制導光板垂直於該出光面之位移。

於一實施例中，第一固定件包含實質上平行於導光板底面的第一定位部，以及連接於導光板底面與第一定位部之間的第一根部。第二固定件包含實質上平行於該底板的第二定位部，以及連接於該底板與該第二定位部之間的第二根部。其中第一定位部位於第二定位部與底板之間。

於一實施例中，第一固定件包含實質上平行於底面的第三定位部，以及連接於底面與第三定位部之間的第三根部。第二固定件包含第四定位部由底板朝導光板之底面延伸，且第四定位部包含一貫孔讓該第三定位部穿過。

於一實施例中，第一固定件包含第五定位部由該導光板的底面朝向底板延伸，且第五定位部包含一貫孔。第二固定件包含實質上平行於該底板的一第六定位部，以及連接於該底板與該第六定位部之間的一第六根部，其中第六定位部穿過第五定位部的貫孔。

於一實施例中，導光板底面具有多個散射圖案(texture)。

於一實施例中，第一定位部具有一遠離導光板底面的外表面，外表面上具有多個散射圖案。

於一實施例中，導光板具有單個第一固定件位於導光板底面的幾何中心。

於一實施例中，導光板具有多個第一固定件且相對導光板底面的幾何中心呈點對稱分布。

於一實施例中，導光板具有多個第一固定件，其中通過底面的幾何中心以及各第一固定件的一直線會與底面的邊緣形成一交點，且幾何中心與各第一固定件的距離會小於或等於幾何中心與相應的交點的距離的一半。

於一實施例中，導光板包含一側面，設置於導光板入光面之一側且連接出光面與底面，第一固定件與導光板側面之垂直距離和導光板底面的幾何中心與導光板側面之垂直距離的差值小於或等於導光板底面的幾何中心與導光板側面之垂直距離的二分之一。

本發明之一實施例更提出一種顯示裝置，包括顯示面板以及前述之背光模組，其中顯示面板設置於背光模組導光板的出光面上方。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

根據本發明之一具體實施例為一種背光模組，於此實施例中，背光模組係為應用於液晶顯示器中之側光式背光模組，但不以此為限。

請參照圖2，圖2係繪示本發明一具體實施例中，背光模組應用於顯示裝置的示意圖。顯示裝置包含顯示面板110、光學膜片組210與背光模組300。光學膜片組210設置於背光模組300上方，其中光學膜片組210包含上擴散片211、稜鏡片213以及下擴散片215，然而光學膜片組210之配置並不以此為限。顯示面板110設置於光學膜片組210上方。背光模組300包含光源310、燈罩(lamp holder)312、導光板320、反射片330、底板340、第一固定件350及第二固定件360。其中，光源31可以是發光二極體或是冷陰極管，底板可以是下鐵框(rear bezel)或是背蓋(back cover)，但不在此限。

請參照圖3A至圖3D，圖3A至圖3D係分別繪示不同實施例之背光模組的剖面視圖，圖3C至圖3D更包含局部的由光源朝向導光板視角之剖面視圖。

如圖3A所示，背光模組300包含光源310、導光板320、反射片330、底板340、第一固定件350及第二固定件360。其中，光源310可以是發光二極體或是冷陰極管，底板340可以是下鐵框(rear bezel)或是背蓋(back cover)，但不在此限。接下來，將分別就背光模組300的導光板320、反射片330、底板340、第一固定件350及第二固定件360加以說明。

於此實施例中，導光板320包含出光面ES、底面BS、入光面IS以及至少一個第一固定件350。導光板320的出光面ES與底面BS係彼此相對。入光面IS係設置於出光面ES與底面BS一側並連接出光面ES與底面BS，光源310係相對入光面IS設置。第一固定件350固定於導光板320底面BS的下方。其中，第一固定件350可與導光板320一體成形製作，或是單獨製作後額外附加於導光板320上。

於此實施例中，反射片330設置於導光板320下方，並具有一貫孔331可讓第一固定件350穿過。

於此實施例中，底板340設置於反射片330下方。第二固定件360位於反射片330與底板340之間，且固定於底板340。第二固定件360與第一固定件350相互干涉而達到限制導光板320於垂直出光面ES方向上的位移。也就是說，如圖3A中，限制導光板320於垂直方向的位移。

於此實施例中，第一固定件350包含實質上平行於導光板320底面BS的第一定位部350a以及連接第一定位部350a與導光板320底面BS的第一根部350b。於此實施例中，第一根部350b的一端與導光板320的底面BS連接，另一端與第一定位部350a的一端連接，使第一固定件350成為一L型結構，但不在此限。例如在另一實施例中，第一根部350b可以與第一定位部350a的任何一處連接，如圖3B，使第一固定件350成為一T型結構，但也不在此限。其中，第一定位部350b可以是圓弧形、三角形、四邊形、多邊形、不規則幾何形狀或其組合之一。

於此實施例中，第二固定件360包含實質上平行於導光板32底面BS的第二定位部360a以及連接第二定位部360a與底板340的第二根部360b。於此實施例中，第二根部360b的一端與底板340連接，另一端與第二定位部360a的一端連接，使第二固定件360成為一可以與第一固定件350相互干涉的L型結構，但不在此限。在另一實施例中，第二根部360b可以與第二定位部360a的任何一處連接，如圖3B，使第二固定件360成為一T型結構。其中，第二定位部360b可以是圓弧形、三角形、四邊形、多邊形、不規則幾何形狀或其組合之一。

於另一實施例中，如圖3C所示，第一固定件350包含實質上平行於導光板320底面BS的一第三定位部351a以及連接於底面與第三定位部351a之間的第三根部351b。第二固定件360包含第四定位部363由底板340朝向導光板320的底面BS延伸，且第四定位部363包含貫孔364。其中第三定位部351a穿過該第四定位部363的貫孔364。

於一實施例中，如圖3D所示，第一固定件35包含第五定位部353由導光板320的底面BS朝向底板340延伸，且第五定位部353包含一貫孔354。第二固定件360包含實質上平行於底板BS的第六定位部361a以及連接於底板340與第六定位361a部之間的第六根部361b。其中第六定位部361a穿過第五定位部353的貫孔354。

於一實施例中，導光板320之底面BS具有多個散射圖案321，當光源310發出的光線打到底面BS時，散射圖案321可擴散光線使出光均勻避免熱點(hot spot)現象。於另一實施例，第一固定件350於遠離底面BS之外表面具有多個散射圖案321。其中，散射圖案321可為油墨印刷或是光學微結構，但不在此限。

請參照圖4A至4E，圖4A至4E繪示第一固定件350於導光板320底面BS不同分佈位置之實施例下視圖。

圖4A為一較佳實施例，導光板320具有單一個第一固定件350，位於導光板320底面BS的幾何中心O。此時，第一固定件350與相對其設置的第二固定件360相互干涉，可在導光板320受熱或吸濕膨脹欲翹曲彎曲時，限制導光板320於垂直方向的位移，也就是避免導光板320中心向上頂起如圖1導致波紋現象。

於另一實施例中，導光板320具有兩個以上第一固定件，相對導光板320底面BS的幾何中心O呈點對稱分佈。如圖4B至4E為偶數個第一固定件350之分佈示意圖。若為奇數個第一固定件350，則在圖4B至4E中的幾何中心O設置第一固定件350。第一固定件350數量可視導光板大小需求而增加或減少使用，不再繪示圖示說明。

於此實施例中，第一固定件350與導光板320入光面IS之垂直距離和底面BS的幾何中心O與入光面IS之垂直距離的差值小於或等於底面BS的幾何中心O與入光面IS之垂直距離的二分之一。也就是說，若與入光面IS相鄰且連接出光面ES與底面BS的側面SS長度為X，則第一固定件350在側面SS的投影x與底面BS的幾何中心O在側面SS的投影O_x 的距離小於或等於X/2，如圖4B所示。

於此實施例中，第一固定件350與該側面SS之垂直距離和底面BS的幾何中心O與側面SS之垂直距離的差值小於或等於底面BS的幾何中心O與側面SS之垂直距離的二分之一。也就是說，入光面IS的長度為Y，則第一固定件350在入光面IS的投影y與底面BS的幾何中心O在入光面IS的投影O_y 的距離小於或等於Y/2，如圖4C與圖4E所示。

也就是說，通過導光板320底面BS的幾何中心O以及各第一固定件350的一直線L會與底面BS的邊緣形成一交點D，且該幾何中心O與各該第一固定件350的距離會小於或等於該幾何中心O與相應的該交點D的距離的一半，如圖4D所示。

於以上實施例中，第二固定件360皆對應第一固定350件於導光板320底面BS上的分佈位置，相對設置在底板340面對導光板320底面BS之表面上方，與第一固定件350相互干涉以達到限制導光板320於垂直方向上位移之目的。

需說明的是，本發明之背光模組的導光板並不以圖3所繪示的平板狀導光板為限。可以如圖5所示，靠近入光面IS一端較厚，遠離入光面一端較薄的楔形(wedge)導光板。或是如圖6所示，入光面具有楔形光耦合部61的的另一種楔型導光板。

相較於先前技術，本發明所揭露的應用於液晶顯示器之背光模組係具有各種不同第一固定件、第二固定件結構與其於分佈位置實施例的設計，用以將導光板穩固地固定於底板上，以避免導光板因熱應力而發生翹曲，能夠有效改善薄化背光模組難以克服的波紋現象，使得液晶顯示器的顯示效果能夠獲得顯著的提升。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

11．．．顯示模組

21．．．光學膜片組

30．．．背光模組

31．．．光源

32．．．導光板

33．．．反射片

331．．．貫孔

34．．．底板

61．．．光耦合部

110．．．顯示面板

210．．．光學膜片組

300．．．背光模組

310．．．光源

312．．．燈罩

320．．．導光板

IS．．．入光面

ES．．．出光面

BS．．．底面

SS．．．側面

321．．．散射圖案

330．．．反射片

340．．．底板

350．．．第一固定件

350a．．．第一定位部

350b．．．第一根部

351a．．．第三定位部

351b．．．第三根部

353．．．第五定位部

354．．．第五定位部之貫孔

360．．．第二固定件

360a．．．第二定位部

360b．．．第二根部

361a．．．第六定位部

361b．．．第六根部

363．．．第四定位部

364．．．第四定位部之貫孔

O．．．幾何中心

X．．．側面SS的長度

Y．．．入光面IS的長度

x．．．第一固定件35在側面SS的投影

y．．．第一固定件35在入光面IS的投影

L．．．通過幾何中心O與第一固定件350的直線

D．．．直線L與底面BS邊緣的交點

圖1係繪示一般液晶顯示器的剖面視圖。

圖2係繪示本發明一具體實施例中，背光模組應用於顯示裝置的示意圖。

圖3A係繪示根據本發明之一具體實施例之背光模組的剖面視圖。

圖3B-3D係繪示本發明不同實施例之背光模組的剖面視圖。

圖4A係繪示根據本發明之一較佳具體實施例之導光板的下視圖。

圖4B至4E係繪示本發明第一固定件分佈的不同實施例之導光板的下視圖。

圖5與圖6係繪示本發明不同實施例之導光板的側視圖。

300．．．背光模組

310．．．光源

320．．．導光板

321．．．散射圖案

IS．．．入光面

ES．．．出光面

BS．．．底面

330．．．反射片

340．．．底板

350．．．第一固定件

350a．．．第一定位部

350b．．．第一根部

360．．．第二固定件

360a．．．第二定位部

360b．．．第二根部

Claims (18)

1. 一種背光模組，包含：一導光板，包含：一出光面；一底面，係與該出光面相對；以及一入光面，設置於該出光面及該底面之一側，並且連接該出光面與該底面；至少一第一固定件，固定於該導光板之該底面，其中該至少一第一固定件與該導光板為一體成型；一反射片，設置於該導光板下方，其中該反射片具有一貫孔，且該第一固定件穿過該貫孔；至少一光源，設置於該導光板之該入光面旁；一底板，位於該反射片之下方；以及至少一第二固定件，固定於該底板且位於該反射片與該底板之間，用以與該至少一第一固定件相互干涉，以限制該導光板垂直於該出光面之位移。
2. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一固定件包含實質上平行於該底面的一第一定位部以及連接於該底面與該第一定位部之間的一第一根部，而該第二固定件包含實質上平行於該底板的一第二定位部以及連接於該底板與該第二定位部之間的一第二根部，其 中該第一定位部位於該第二定位部與該底板之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一固定件包含實質上平行於該底面的一第三定位部以及連接於該底面與該第三定位部之間的一第三根部，而該第二固定件包含一第四定位部由該底板朝該導光板延伸，且該第四定位部包含一貫孔，其中該第三定位部穿過該第四定位部的該貫孔。
4. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一固定件包含一第五定位部由該導光板的該底面朝向該底板延伸，且該第五定位部包含一貫孔，而該第二固定件包含實質上平行於該底板的一第六定位部以及連接於該底板與該第六定位部之間的一第六根部，其中該第六定位部穿過該第五定位部的該貫孔。
5. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該導光板之該底面具有多個散射圖案(texture)。
6. 如申請專利範圍第5項所述之背光模組，其中該第一固定件具有遠離該底面之一外表面，該外表面具有多個散射圖案。
7. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一固定件位於該底面的幾何中心。
8. 如申請專利範圍第1項所述之背光模組，其中該第一固定件具有多個，且該些第一固定件相對該底面的幾何中心呈對稱分布。
9. 如申請專利範圍第8項所述之背光模組，其中通過該底面的幾何中心以及各該第一固定件的一直線會與該底面的邊緣形成一交點，且該幾何中心與各該第一固定件的距離會小於或等於該幾何中心與相應的該交點的距離的一半。
10. 一種顯示裝置，包含：一背光模組，包含：一導光板，包含：一出光面；一底面，係與該出光面相對；以及一入光面，設置於該出光面及該底面之一側，連接該出光面與該底面；至少一第一固定件，固定於該導光板之該底面，其中該至少一第一固定件與該導光板為一體成型；一反射片，設置於該導光板下方，其中該反射片具有一貫孔，且該第一固定件穿過該貫孔；至少一光源，係設置對應於該導光板之該入光面；一底板，位於該反射片之下方；以及至少一第二固定件，位於該反射片與該底板之間，該第二固定件固定於該底板，用以與該至少一第一固定件相互干涉，以限制該導光板垂直於該出光面之位移； 以及一顯示面板，設置於該導光板的該出光面上方。
11. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該第一固定件包含實質上平行於該底面的一第一定位部以及連接於該底面與該第一定位部之間的一第一根部，而該第二固定件包含實質上平行於該底板的一第二定位部以及連接於該底板與該第二定位部之間的一第二根部，其中該第一定位部位於該第二定位部與該底板之間。
12. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該第一固定件包含實質上平行於該底面的一第三定位部以及連接於該底面與該第三定位部之間的一第三根部，而該第二固定件包含一第四定位部由該底板朝該導光板延伸，且該第四定位部包含一貫孔，其中該第三定位部穿過該第四定位部的該貫孔。
13. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該第一固定件包含一第五定位部由該導光板的該底面朝向該底板延伸，且該第五定位部包含一貫孔，而該第二固定件包含實質上平行於該底板的一第六定位部以及連接於該底板與該第六定位部之間的一第六根部，其中該第六定位部穿過該第五定位部的該貫孔。
14. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該導光板之該底面具有多個散射圖案(texture)。
15. 如申請專利範圍第14項所述之顯示裝置，其中該第一固定件具有遠離該底面之一外表面，該外表面具有多個散射圖案。
16. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該第一固定件位於該底面的幾何中心。
17. 如申請專利範圍第10項所述之顯示裝置，其中該第一固定件具有多個，且該些第一固定件相對該底面的幾何中心呈對稱分布。
18. 如申請專利範圍第17項所述之顯示裝置，其中通過該底面的幾何中心以及各該第一固定件的一直線會與該底面的邊緣形成一交點，且該幾何中心與各該第一固定件的距離會小於或等於該幾何中心與相應的該交點的距離的一半。