专利名称：液晶显示器与背光模块的制作方法
技术领域：
本发明提供一种液晶显示器(liquid crystal display, LCD)与一 种背光模块(backlight module, BLM)，尤其是一种具有特别设计的 光源与组装组件的液晶显示器与背光模块。
背景技术：
液晶显示器不论在小尺寸或大尺寸的应用上，皆已蓬勃发展，且 由于液晶显示器具有质量轻、体枳薄、低耗能、无辐射及其其它的优 良特性，因而成为市场上的主流产品。因此，液晶显示器已广泛应用
于各种不同的信息产品中，例如笔记型计算机、手机、数字相机或
个人数字助理(PDA)，甚至逐渐取代传统阴极射线管(cathoderay tube, CRT) 电视、背投影式电视或等离子(plasma display panel, PDP)电视。
由于液晶分子本身是不发光的，背光模块因而成为液晶显示器主 要组件之一，而传统的背光模块是利用冷阴极萤光灯管(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)作为光源。图1为已知背光模块的部分剖 面图，此已知背光模块10包含有导光板14、设置于导光板14附近 的冷阴极萤光灯管12、设置于导光板下的反射板16、多个设置于导 光板14上的光学薄膜18以及用于固定背光模块10组件的框架20。 由于冷阴极萤光灯管12会从灯管的每一侧产生光线，因此必须在冷 阴极萤光灯管12旁边放置灯管反射罩22，以将光线反射回冷阴极萤 光灯管12或导光板14，因而提高光利用率。并且，为了避免光线从 灯管反射罩22与光学薄膜18间的上侧空隙漏失，需要设置遮光胶带 24以遮蔽灯管反射罩22与光学薄膜18之间的空隙。
然而，由于以冷阴极萤光灯管为光源的液晶显示器限制了色彩规 格的改进，因此冷阴极萤光灯管的光源已渐渐地无法满足客户需求，
而且冷阴极萤光灯管本身含有汞，不符合作为绿色产品的要求。因此，
近几年来，发光二极管(light emitting diode, LED) 已被应用到背 光模块上作为光源使用，因为发光二极管具有色彩饱和度高、反应速 率快与体积小等优势，使得在小尺寸的液晶显示器中广受欢迎。然而， 由于白光发光二极管所发出饱和的白光技术还尚未成熟，所以在许多 产品中是同时在背光模块中使用红光、绿光与蓝光发光二极管作为光 源。在此情况下，为了能使红光、绿光与蓝光光线充分混光，就必须 有要良好的混光设计，所以发光二极管式的背光模块需要复杂的机械 构造以及高于冷阴极萤光灯管背光模块的价格。
美国专利No.6,930,737与美国公开专利申请No.2005-0157521已 公开了已知的以发光二极管作为光源的液晶显示器结构。根据美国专 利No.6，930,737与参考图2，其所公开的液晶显示器装置50包含有 外框52、框架72、液晶面板54、多片光学薄膜56、光导管(light pipe, 或称导光板)60、增强型镜面反射片(enhanced specular reflector, ESR) 70、印刷电路板(print circuit board, PCB) 62、发光二极管阵列64、 66、增强型散射反射片(enhanced diffuser reflector) 68、发光二极管 控制电路(未图示)以及电路板(未图示)。液晶显示器装置50的背 光模块58是由容纳于框架72中的光学薄膜56、光导管60、增强型 镜面反射片70、印刷电路板62、发光二极管阵列64、 66以及增强型 散射反射片68所组成，并且框架72包含有前框架与后框架，用于固 定背光模块58，其中发光二极管阵列64、 66放置于背光模块58的 两侧使得从发光二极管发出的光线能够穿透光导管60的侧壁而进入 光导管60。而且，为了避免漏光，必须设置增强型镜面反射片70以 将发光二极管阵列64、 66固定在光导管60附近，并且将具有大入射 角的光线反射回光导管60，以提高光利用率。由此可知，为了固定 所有的光学组件与提供较佳的成效，背光模块58由许多的组装零件 所组成。因此，图2所示的液晶显示器装置50或背光模块58的组装 程序是非常复杂且耗时的。
由此可知，对于业界来说，提供一种具有良好效果的光源与一种 简单的构造以简化组装流程仍然是一个重要的课题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种液晶显示器与一种背光模块，以 解决上述已知问题。 —
根据本发明的权利要求，公开了一种液晶显示器，其包含有导光 板、设于导光板上的液晶面板、具有框架壁和用于放置导光板的隔间 的框架、以及光条。该框架壁具有开口与光条容置空间，而且该光条 插入光条容置空间。
从该光条被插入框架的光条容置空间可知，本发明提供了至少四 项优点(O降低成本不再需要已知技术中额外的遮光胶带或灯管 反^t罩；(2)组装容易随插即用的光条可以简单地组装在框架上， 因此可以节省人力；(3)节省空间设计因为该光条为埋在框架的框 架壁内，因此可以提供窄小边缘的液晶显示器或背光模块；以及(4) 光利用率高位于该光条上的光源与导光板两者相贴并列地设于框架 内，使得从光源射出的所有光线能够直接穿透进入导光板，而无光线 漏失。
图1为已知背光模块的部分剖面图2为已知的以发光二极管为光源的背光模块的剖面示意图3为本发明第一实施例的液晶显示器的剖面示意图4为图3所示背光模块的示意图5与6为图3所示背光模块的部分放大图7a与7b为图3所示发光二极管的指向特性图8与9为图4所示背光模块的部份放大图10为本发明第二实施例的背光模块的框架与光条的部份示意
图11为本发明第三实施例的背光模块的框架与光条的部份示意
图12与13为本发明第四实施例的背光模块的框架与光条的部份
示意图；以及
图14为本发明第五实施例的背光模块的框架与光条的部份示意图。
主要组件符号说明
10已知背光模块12冷阴极萤光灯管
14导光板16反射板
18光学薄膜20框架
22灯管反射罩24遮光胶带
50液晶显示器装置52外框
54液晶面板56光学薄膜
58背光模块60光导管
62印刷电路板64发光二极管阵列
66发光二极管阵列68增强型散射反射片
70增强型镜面反射片72框架
100液晶显示器102液晶面板
104背光模块106外框
108导光板110印刷电路板
112发光二极管114光条
116框架116a固定带
116b隔间116c框架壁
116d开口116e螺丝孔
118光学薄膜120光条容置空间
120a窄部120b宽部
122反射片124螺丝
126螺丝孔128导电垫
130螺丝孔132螺丝
136光条容置空间138宽部
140窄部142开口
144印刷电路板144a宽面
144b窄面146发光二极管
148光条150印刷电路板
150a宽面150b窄面
152发光二极管154光条容置空间
156光条158开口
160窄胶带
具体实施例方式
图3为本发明第一实施例的液晶显示器100的剖面示意图，而图 4为图3所示的背光模块104的示意图。本发明的液晶显示器100包 含有液晶面板102与背光模块104，而液晶面板102与背光模块104 一起固定于外框106内以构成液晶显示器100。背光模块104包含有 具有框架壁116c与隔间116b的框架116、设置于隔间116b内的导光 板108、设置于导光板108下的反射片122以及插入其中一个框架壁 116c内且放置在导光板108旁边的光条114。
更进一步地说，框架116为一体成型的结构，并且具有形成隔间 116b的四个框架壁116c与固定带116a，使导光板108与反射片122 得以放置且固定于隔间116b内，并于固定带116a上。并且，框架116 由具有高反射性的材料所组成，得以用来反射光线，例如白色材料或 淡色的塑料材料。或者，框架116也可用黑色材料来形成以避免漏光。 此外，框架116中用来放置光条114的框架壁116c具有开口 116d， 且在框架壁116c上形成光条容置空间120，使得光条114可以经过开 口 116d插入光条容置空间120，而放置在导光板108旁边。光条114 为即插即用(plug-and-play)的光条，其包含有基板或印刷电路板110 与多个置于印刷电路板110上的光源或发光二极管112，而其中发光 二极管112较佳为白光侧面型发光二极管。
而设置于导光板108下的反射片122用于将射出导光板108下表 面的光线反射。另夕卜，为了将光条114牢固地固定在框架壁116c上， 需要至少螺丝124从框架116的底面透过螺丝孔来将光条114固定在
框架116上。除此之外，为了提供良好的平面光源，背光模块104可 以另外在导光板108上加入多个光学薄膜118，例如散射片或棱镜片， 并且光学薄膜118可以设置于框架壁116c旁或隔间U6b内。
参考图5与6以及图7a与7b。图5与6以及图7a与7b分别为 背光模块104的放大图与发光二极管112的指向特性图。光条114的 外侧面115并没有被框架壁116c所遮蔽，也就是说，光条114的外 侧曝露于框架116中。由于光条114插入框架壁116c中并邻近设有 导光板108的隔间116b，发光二极管112的发光面会相当接近导光 板108，使得从发光二极管112发出来的光线得以直接穿透导光板108 的侧壁，而提供平面光源。另外，根据图7a与7b，不管是发光二极 管112的X轴还是Y轴，发射角大于80度的发光二极管112的相对 发光强度几乎为零，并且发射角大于60度的发光二极管112的相对 发光强度则小于50。因此，应用到本发明的侧面型发光二极管112 具有的散射角为约土80度，较佳为约土60度。这表示每个发光二极管 112的总散射角为120度，因此，由于发光二极管112为具有指向特 性，所以在已知技术中所使用的灯管反射罩对本发明已不再需要，而 且当散射角不大时，在传统背光模块中额外的遮光胶带可以被忽略， 因为由发光二极管112发射出的大角度光线非常少。而且，即使由发 光二极管112射出的具有大角度散射角的光线不会直接穿透进入导 光板108，框架116—样可以阻挡光线，并避免光线射出背光模块104。 举例来说，假如框架116是用白色材料所作成的，而行进到发光二极 管112上方的框架116的光线会被反射回导光板108，因而提高光利 用率；另一方面，假如框架116是用黑色材料所制成的，行进到发光 二极管112上方的框架116的光线则会被框架116吸收，因而避免漏 光问题。由此可知，本发明装置并不需要额外的灯管反射罩或遮光胶 带，而且组装流程也可因此简化，更可以节省原料。
参考图8与9。图8与9为背光模块104的部份放大图。图8为 背光模块104的背面，其中反射片122设置于框架116的隔间116b 内。螺丝124则用于将光条114固定于光条容置空间120内，并且从 背面透过框架116上的螺丝孔116e来固定。另外，值得注意的是， 开口 116d包含有两个窄部120a与一个介于窄部120a之间的宽部 U0b。为了容纳光条114，窄部120a的高度h为接近或稍微大于印刷 电路板110的厚度，且宽部120b的高度H为接近或稍微大于印刷电 路板110与发光二极管112的总厚度。
另一方面，图9为背光模块104的正面。在不同实施例中，螺丝 132可从背光模块104的正面透过框架116的螺丝孔130将光条114 固定。因此，可以在印刷电路板110上设置螺丝孔126，以用来设置 螺丝132。另外，由于光条114为即插即用的光条，因此其包含至少 导电垫128，导电垫128设置于印刷电路板IIO上，所以当光条114 插入光条容置空间120后，导电垫128即会电性连接到导线(未图示)， 导线可设置于框架116中或电性连接到可挠性印刷电路(未图示)。
图10到14为本发明各种实施例的背光模块104的部份示意图， 为了简化说明，其中大部份组件与图3到9所示的组件具有相同符号。 参考图10。图10为本发明的第二实施例。框架116的框架壁116c 具有在框架壁116c上形成光条容置空间136的开口 116d，而开口 116d 包含有交错排列的多个窄部140与多个宽部138。为了容纳光条114， 窄部140的高度h为接近或稍微大于光条114的印刷电路板110的厚 度，且宽部138的高度H为接近或稍微大于印刷电路板110与一个 发光二极管112的总厚度。因此，当光条114插入光条容置空间136 时，光条114会被牢固地固定住而不会水平横移。此外，宽部138的 宽度为接近或稍微大于发光二极管112的宽度。
参考图11。图11为本发明第三实施例的背光模块104的框架116 与光条148的示意图。在此实施例中，即插即用的光条148包含有印 刷电路板144和多个置于印刷电路板144上的发光二极管146，其中 印刷电路板144具有至少宽面144a和至少窄面144b，宽面144a平行 于设置在隔间116b中的导光板，窄面144b平行于框架壁116c。值得 注意的是，发光二极管146放置于窄面144b上，所以光条148的总 厚度比前述实施例较小。因此，位于框架壁U6c上的开口 142的高 度可以比较小，差不多与印刷电路板144的厚度相同，也就是说，开 口 142的高度等于或大于光条148的厚度。
图12与13为本发明第四实施例的背光模块104的框架116与光 条156的示意图。此实施例是利用顶部型发光二极管152来组成光条 156。即插即用的光条156包含有用于放置发光二极管152的印刷电 路板150，且印刷电路板150具有两个宽面150a与两个窄面150b。 由于发光二极管152为顶部型，所以可以将发光二极管152置于印刷 电路板150面对导光板108的宽面150a上。因此，如图13所示，当 光条156被插入光条容置空间154时，无发光二极管放置的宽面150a 平行于框架壁116c，并且光条容置空间154的高度几乎与印刷电路板 150的宽面150a的宽度相同。并且，为了将光条156固定在光条容 置空间154内，可用多个窄胶带160或一个宽胶带(未图示)将印刷 电路板150黏着于框架壁116c上。
图14为本发明第五实施例的背光模块的框架116与光条114的 示意图。在此实施例所使用的光条114与本发明第一实施例中相同， 其中光条114包含有印刷电路板110、多个侧面型发光二极管112、 螺丝孔或定位孔126与放置于印刷电路板110上的导电垫128。值得 注意的是，形成光条容置空间的框架116的开口 158为方型开口。而 开口 158的高度接近或稍微大于印刷电路板110与一个发光二极管 112的总厚度。
本发明的优势在于即插即用的光条放置于光条容置空间内，使得 已知技术中额外的遮光胶带或灯管反射罩已不再需要。再者，光源为 即插即用型式光源并且背光模块的框架为一体成型的结构。因此，可 降低框架的原料，而且通过将即插即用光条插入光条容置空间来组装 背光模块非常容易简单，所以可以节省组装背光模块的人力。另外， 由于光条被插入框架的框架壁中，整个背光模块因而可具有窄边，用 以放置光源。另一方面，因为插入框架壁中的光条几乎紧邻着导光板 设置，所以从光源出来的光线可以直接穿透进入导光板而有较少的光 线会漏失。
综而言的，相对于已知技术，本发明的液晶显示器或背光模块至 少具有降低成本、组装容易、节省空间与光线利用率高等优点。因此， 根据本发明可提供具有结构简单与效果良好的液晶显示器与背光模
块。
以上所述仅为本发明的优选实施例，所有在本发明权利要求范围 内所做出的等价变化与修饰，都应该属于本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种液晶显示器，包含有导光板；液晶面板，其设置于所述导光板之上；框架，其具有用来放置所述导光板的隔间与框架壁，所述框架壁具有开口与光条容置空间(light bar cavity)；以及光条，其透过所述开口插入所述光条容置空间之内。
2. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述光条包含有基板 与设置于所述基板表面上的光源。
3. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述基板为印刷电路板。
4. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述基板包含有导电垫。
5. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述光源为发光二极管。
6. 如权利要求5所述的液晶显示器，其中所述发光二极管为侧 面型发光二极管、顶部型发光二极管或白光发光二极管。
7. 如权利要求2所述的液晶显示器，其中所述光源的发散角为 ±60度。
8. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述框架由具有高反 射性的材料或白色材料所组成。
9. 如权利要求1所述的液晶显示器，其中所述框架由吸光材料 或黑色材料所组成。
10. —种背光模块，包含有-导光板；框架，其具有用于放置所述导光板的隔间与框架壁，所述框架壁 具有开口与光条容置空间；以及光条，其透过所述开口插入所述光条容置空间，其中所述光条的 外侧曝露于所述框架中。
全文摘要
一种液晶显示器包含有导光板、设置于该导光板之上的液晶面板、框架以及光条。该框架具有用来放置该导光板的隔间与框架壁，框架壁具有开口与光条容置空间，而该光条由该开口插入该光条容置空间内。
文档编号G02F1/13GK101191950SQ20061016366
公开日2008年6月4日 申请日期2006年12月1日 优先权日2006年12月1日
发明者张之礼 申请人:瀚宇彩晶股份有限公司