专利名称：背光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及直下式背光模块，尤其涉及一种使用U型灯管的直下式背光模块。
背景技术：
背光模块(backlightmodule)是液晶显示装置(liquid crystal display，LCD) 的关键组件，通过背光模块提供亮度充足且均勻度优良的光源，使液晶面板能正常显示影 像；背光模块大致可分为侧光式与直下式设计，然而随着液晶显示装置的尺寸及亮度需求 提高，侧光式设计可能无法提供足够亮度，因此需采用直下式设计，增加灯管容置空间且将 灯管置于显示面板下方，以提高光亮度。参考图1及图2，分别显示现有的一种直下式背光模块100的分解及组装后的示意 图。背光模块100包括一框架150、一扩散片140及至少一个U型灯管120。框架150包括 一反射层170、一底板151、两个框体固定件IM及两个延伸壁152，这对延伸壁152由底板 151的两个侧边向上延伸。通常底板151由一金属片冲压而成。这对框体固定件巧4分别 固设于底板151的另外两个侧边，且连接这对延伸壁152，使得框架150大致形成一四方体 外形。这对框体固定件154、底板151及这对延伸壁152定义出一容纳空间，以容纳U型灯 管120。U型灯管120为冷阴极荧光灯管(cold cathode fluorescent 1卿，CCFL)。反射 层170设置于底板151上，用以反射U型灯管120所发出的光束。U型灯管120包括一第一直管部122、一第二直管部124、连接第一直管部122的一 端与第二直管部1 的一端的一弯管部126、连接第一直管部122的另一端的一第一电极部 121及连接第二直管部IM的另一端的一第二电极部123，其中第一直管部122实质上平行 于第二直管部124，且第一直管部122的长度实质上与第二直管部124的长度相等。由于U型灯管120的第一电极部121及第二电极部123并不发光，若未提供遮蔽 于第一电极部121及第二电极部123，将使背光模块100产生空窗区(辉度较低的区域)， 且U型灯管120的弯管部1 易辉度集中且长时间使用易产生红化现象而使U型灯管120 亮度分布不均勻。所以U型灯管120的第一电极部121及第二电极部123会由其中一个框 体固定件巧4所覆盖，且U型灯管120的弯管部1 会由其中另一个框体固定件IM所覆至ΓΤΠ ο背光模块100的使用状态如下，U型灯管120所发出的光束的一部分会入射至扩 散片140，经过扩散混光后入射至一液晶面板130。而另一部分光束会入射在框架150上， 经由框架150内的反射层170反射至扩散片140，经过扩散混光后入射至该液晶面板130。在现有的背光模块100中，采用U型灯管作为光源的成本比采用直型灯管作为光 源的成本为低。但是，随着液晶显示器的尺寸越来越大，所需背光模块100的尺寸也越大， 当背光模块100的尺寸大到U型灯管120无法充分满足设计的需求时，例如U型灯管120的 发光区域无法充分涵盖背光模块100的出光面，则背光模块100的出光面将形成辉度较低 的空窗区。例如于16:9的37时液晶显示器的背光模块中，背光模块的有效发光区的长度 约为820毫米(millimeter，mm)，而目前冷阴极荧光灯管最长的尺寸约为1500mm，若采用冷阴极荧光灯管的U型灯管作为光源，则两个直管部等长的U型灯管的长度会小于820mm而 无法完全涵盖背光模块的出光面，以至于在背光模块的出光面形成空窗区。若要解决前述问题，通常是改用直型灯管的冷阴极荧光灯管作为光源，但是这将 增加背光模块的灯管数、电极数以及导线的接点数，故导致电路设计更为复杂，发生质量问 题的机率也相对地提高，其中，冷阴极荧光灯管的电极所产生的热为背光模块产生热的主 要来源，因此如果电极数过多则会产生较多的热，以致于冷阴极荧光灯管的温度过高，而降 低冷阴极荧光灯管的发光效率，且驱动冷阴极荧光灯管所需的消耗功率也会随之提高。综 上所述，改用冷阴极荧光灯管的直型灯管作为光源，将使背光模块发生质量问题的机率提 高且制造成本也相对提高。关于上述问题，已有一些现有技术相继被提出。例如台湾专利公告号M343817、台 湾专利公告号1266937以及台湾专利公开号200613851。台湾专利公告号M343817提出一 种激光刻点密度最大的位置与光源处对齐的扩散板以及应用此扩散板的背光模块。台湾专 利公告号U66937提出一种应用两个直管部等长的U型灯管的背光模块。台湾专利公开号 200613851提出一种采用两个直管部长度不相等的U型灯管的背光模块，其中，U型灯管的 两个电极部都被框体固定件所覆盖。相关的现有技术均未能对于前述的U型灯管应用于大 尺寸背光模块所产生的相关问题提供解决的技术手段。
发明内容
本发明提供一种背光模块，可解决背光模块因采用U型灯管作为光源而在出光面 形成空窗区的问题。本发明的其它目的和优点可以从本发明所揭露的技术特征中得到进一步的了解。为达前述之一或部分或全部目的或是其它目的，本发明的一实施例提出一种背光 模块，包括一框架及多个U型灯管。其中框架定义出一容纳空间，且多个U型灯管设置于容 纳空间内。每一 U型灯管包括一第一直管部、一第二直管部、连接第一直管部的一端与第二 直管部的一端的一弯管部、连接第一直管部的另一端的一第一电极部及连接第二直管部的 另一端的一第二电极部，其中第一直管部实质上平行于第二直管部，第一直管部的长度大 于第二直管部的长度，且位于第一电极部与第二电极部之间的部分第一直管部设置于背光 模块的一有效发光区域。在本发明的一实施例中，背光模块还包括一扩散片，扩散片设置于U型灯管的上 方，扩散片包括多个具有反射或散射作用的微结构，这些微结构可由网点印刷的方式形成 于扩散片的相对的一出光面以及一入光面的其中之一，这些微结构设置于这些第一电极部 与这些第二电极部之间，且这些微结构的分布密度随着邻近这些第一直管部而增加。在本发明的一实施例中，相邻的两个U型灯管的两个弯管部设置于框架的同一 侧。在本发明的一实施例中，相邻的两个U型灯管的两个弯管部分别设置于框架的相 对两侧。在本发明的一实施例中，相邻的两个U型灯管交错排列。在本发明的一实施例中，每个U型灯管还包括一具有高反射材质的盖体，且盖体 覆盖第二电极部。
在本发明的一实施例中，U型灯管还包括具有高反射材质的多个盖体，且这些盖体 分别覆盖第一电极部与第二电极部。相比于现有技术，在本发明实施例的背光模块中，U型灯管为非对称的设计，第一 直管部的长度大于第二直管部的长度，且位于第一电极部与第二电极部之间的部分第一直 管部设置于背光模块的一有效发光区域。较长的第一直管部可充分涵盖背光模块的出光 面，且因为本发明实施例的背光模块的扩散片在第一电极部与第二电极部之间设置具有反 射或散射作用的微结构且微结构的分布密度随着邻近第一直管部而增加，因此第一电极部 与第二电极部之间的部分第一直管部发出的光束可经由具有反射或散射效果的微结构而 反射或散射至扩散片出光面的与第二电极部至框体固定件之间的区域对齐的部分，以提高 背光模块的辉度均勻性。为让本发明前述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细 说明如下。
图1为现有的一种直下式背光模块的分解示意图；图2为现有的一种直下式背光模块的组装后的示意图；图3为本发明第一实施例的一种背光模块的分解示意图；图4A为图3的背光模块组装后的俯视示意图；图4B为图4A的背光模块沿Y_Y线的剖面图；图4C为图4Α的背光模块沿X-X线的剖面图；图5Α为本发明第一实施例的U型灯管的第二直管部的剖面示意图；图5Β为本发明第一实施例的U型灯管的示意图；图6为本发明第一实施例的背光模块的俯视示意图；图7为本发明第二实施例的背光模块的俯视示意图；图8为本发明第三实施例的背光模块的俯视示意图；图9Α为本发明第四实施例的背光模块的U型灯管的一种交错排列方式的示意 图；图9Β为本发明第四实施例的背光模块的U型灯管的另一种交错排列方式的示意 图。主要元件符号说明100、200、300、400 背光模块120、220:U 型灯管121,221 第一电极部122,222 第一直管部222a 部分第一直管部123、223 第二电极部124、224 第二直管部126,226 弯管部228 盖体
130 液晶面板140,240 扩散片240a 出光面240b 入光面242 微结构150,250 框架151,251 底板152,252 延伸壁154,254 框体固定件260 上框170,270 反射层C 有效发光区D、S 容纳空间X-X、Y-Y 线
具体实施例方式有关本发明的前述及其它技术内容、特点与功效，在以下配合附图的优选实施例 的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如上、下、左、右、前 或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明。图3为本发明第一实施例的一种背光模块200的分解示意图，图4A为图3的背光 模块200组装后的俯视示意图，图4B为图4A的背光模块200沿Y-Y线的剖面图，图4C为 图4A的背光模块200沿X-X线的剖面图，图5A为本发明第一实施例的U型灯管220的第 二直管部224的剖面示意图，图5B为本发明第一实施例的U型灯管220的示意图。同时参 考图3、图4、图5A及图5B，本实施例的背光模块200包括一上框沈0、一扩散片M0、多个U 型灯管220以及一框架250。上框260例如可为一方形环框且设置于扩散片240的上方，扩 散片240及多个U型灯管220被固定于上框260与框架250的内部。扩散片240具有一出 光面MOa以及一相对于出光面MOa的入光面MOb。框架250包括一反射层270、一底板251、两个框体固定件2M及两个延伸壁252， 这对延伸壁252由底板251的相对两侧边向上延伸。反射层270设置于U型灯管220的下 方。底板251通常由一金属片冲压而成。这对框体固定件邪4分别固设于底板251的另外 相对两侧边，且连接这对延伸壁252，使得框架250大致形成一四方体外形。在本实施例中， 每一框体固定件邪4具有一容纳空间D，在容纳空间D内发出的光不容易被传递至背光模块 200之外，因此容纳空间D定义为无效发光区域，另外，每一框体固定件2M具有一斜板，且 斜板为不透光的高反射材质。本实施例的背光模块200具有一有效发光区域C，有效发光区 域C设置于两个框体固定件2M之间所形成的区域，在有效发光区域C内发出的光会经由 扩散片240的出光面MOa而出射，因此定义为有效发光区域C。这对框体固定件254、底板 251及这对延伸壁252定义出一容纳空间S，U型灯管220设置于容纳空间S内，且U型灯 管220例如为冷阴极荧光灯管。反射层270设置于底板251上，用以反射U型灯管220所 发出的光束。
同时参考图4A、图4B、图4C、图5A及图5B，每个U型灯管220包括一第一直管部 222、一第二直管部224、连接第一直管部222的一端与第二直管部224的一端的一弯管部 226、连接第一直管部222的另一端的一第一电极部221及连接第二直管部的另一端的一第 二电极部223，其中第一直管部222实质上平行于第二直管部224，且第一直管部222的长 度大于第二直管部2M的长度，此外，第一直管部222具有一位于第一电极部221与第二电 极部223之间的部分第一直管部22 ，部分第一直管部22 设置于背光模块200的有效发 光区域C的范围内。在本实施例中，每个U型灯管220的第一电极部221由其中一个框体固定件邪4所 覆盖，第一电极部221设置于框体固定件254的容纳空间D内，且弯管部226由其中另一个 框体固定件2M所覆盖，亦即弯管部2 被设置于另一框体固定件2M的容纳空间D内；换 言之，相邻的两个U型灯管220的两个弯管部2 设置于框架250的同一侧。在本实施例 中，每个U型灯管220的第二电极部223设置于这对框体固定件2M之间的有效发光区域 C内，而不被框体固定件邪4所覆盖。在本实施例中，每个U型灯管220还包括一盖体228， 盖体2 覆盖第二电极部223，且盖体2 的表面具有高反射材质。由于第一电极部221及 第二电极部223均为U型灯管220的不发光的部分，且弯管部226为U型灯管220的易于 形成辉度集中而产生亮纹的部分，在本实施例中，第一电极部221与弯管部2 均被设置于 无效发光区域内，亦即框体固定件254的容纳空间D内，且第二电极部223由盖体2 所覆 盖，因此可以降低本实施例的背光模块200产生亮暗纹的问题。图6为本发明第一实施例的背光模块200的俯视示意图。同时参考图3、图5A、图 5B及图6，本实施例的背光模块200的扩散片240设置于U型灯管220的上方，且扩散片240 包括多个具有反射或散射作用的微结构M2，微结构242形成于扩散片MO的出光面MOa 或入光面MOb的其中之一，在本实施例中，微结构242例如由网点印刷的方式形成于扩散 片MO的入光面MOb，微结构242设置于第一电极部221与第二电极部223之间，且微结 构M2的分布密度随着邻近每个第一直管部222而增加，亦即微结构M2的分布密度较大 的位置与部分第一直管部22 的位置对齐，具体来说，微结构242在部分第一直管部22 的位置的分布密度较大。由于微结构242具有反射或散射的作用，部分第一直管部22 发 出的光束经由微结构242而被反射或散射至辉度较低的区域(例如出光面与第二电极部 至框体固定件之间的区域对齐的部分)，由此可使背光模块200的辉度分布均勻化。值得注意的是，本发明第一实施例的背光模块200的扩散片240具有的微结构并 不限于此处所述的微结构M2的形式，扩散片240还可以具有其它的微结构。图7为本发明第二实施例的背光模块300的俯视示意图。参考图7，本实施例的 背光模块300与前述背光模块200相似，为方便说明，图3与图2中类似的构件均以相同标 记表示，且扩散片在此未图示。本实施例的背光模块300与前述背光模块200的差异为背 光模块300的每个U型灯管220的第一电极部221未被框体固定件2M所覆盖，亦即第一 电极部221设置于这对框体固定件2M之间的有效发光区域C内；此外，每个U型灯管220 还包括另一盖体228，另一盖体2 覆盖第一电极部221，且另一盖体228的表面具有高反 射材质。在本实施例中，由于第一电极部221及第二电极部223均为U型灯管220的不发 光的部分，且第一电极部221及第二电极部223分别由表面具有高反射材质的两盖体2 所覆盖，所以本实施例的背光模块300可以降低因为不发光的第一电极部221与第二电极部223位于有效发光区域C而产生暗纹的问题的产生，且本实施例的背光模块300配合类 似前述的扩散片240的微结构242的设计，可更进一步地降低暗纹产生的问题，并使背光模 块300的辉度分布更为均勻化。图8为本发明第三实施例的背光模块400的俯视示意图。参考图8，本实施例的背 光模块400与前述的背光模块300相似，为方便说明，图8与图7中类似的构件均以相同标 记表示，且扩散片在此未图示。本实施例的背光模块400与前述背光模块300的差异为背光 模块400的U型灯管220的弯管部2 未被框体固定件2M所覆盖，亦即弯管部2 设置 于这对框体固定件2M之间的有效发光区域C内。虽然弯管部2 为U型灯管220的易于 形成辉度集中而产生亮纹的部分，但通过类似前述的扩散片240上的微结构242的设计，可 改善上述问题。背光模块400搭配扩散片(未图示)上设置具有反射或散射作用的微结构 (未图示)，除了在前述的第一电极部221与第二电极部223之间的位置设置具有反射或散 射作用的微结构外，还在与弯管部2 对齐的位置上设置具有反射或散射作用的微结构， 具有反射或散射作用的微结构的分布密度较大的位置与弯管部2 大致上对齐，由于具有 反射或散射作用的微结构在弯管部226的位置的分布密度较大，由此可抑制弯管部2 发 出的光线，并将弯管部2 发出的光线反射或散射至辉度较低的区域，以解决U型灯管220 的弯管部226的易于形成辉度集中而产生亮纹的问题，使背光模块400的辉度分布可以均 勻化。图9A及图9B为本发明第四实施例的背光模块的U型灯管220两种不同的交错排 列方式的示意图。参考图9A及图9B，本实施例的背光模块与前述的背光模块200相似，为 方便说明，图9A及图9B与图3及图6中类似的构件均以相同标记表示。本实施例的背光 模块与前述背光模块200的差异为背光模块的U型灯管220的排列方式。在本实施例的背 光模块中，相邻的两个U型灯管220是交错排列的，也就是说相邻的两个U型灯管220的两 个弯管部2 分别设置于框架250的相对两侧，图9A揭露本实施例的背光模块的多个U型 灯管220的一种交错排列方式，图9B揭露本实施例的背光模块的多个U型灯管220的另一 种交错排列方式。本实施例的背光模块具有与上述背光模块200类似的功效，在此不再重 述。值得注意的是，本发明实施例的背光模块的U型灯管的第一电极部以及弯管部除 了可被框体固定件所覆盖而设置于框体固定件的容纳空间内之外，也可不被框体固定件所 覆盖而设置于有效发光区域内；另外，相邻的两个U型灯管的两个弯管部除了可设于框架 的同一侧之外，也可分别设置于框架的相对两侧，亦即U型灯管可以交错排列的方式设置。 因此，本发明实施例的背光模块的U型灯管的第一电极部以及弯管部是否为框体固定件所 覆盖以及U型灯管的排列方式可根据设计需要而定，并不以上述实施例为限。综上所述，在本发明的上述实施例中，由于U型灯管为非对称的设计，第一直管部 的长度大于第二直管部的长度，且位于第一电极部与第二电极部之间的部分第一直管部设 置于背光模块的有效发光区域内，因此背光模块的出光面可以被长度较长的第一直管部充 分涵盖，而解决现有技术因为采用两个直管部等长的U型灯管而长度不足，以致于背光模 块的出光面形成空窗区的问题。此外，通过扩散片在第一电极部与第二电极部之间设置具 有反射或散射作用的微结构，且微结构的分布密度随着邻近第一直管部而增加；以及将具 有高反射材质的盖体覆盖于第二电极部之上，可使得第一电极部与第二电极部之间的部分第一直管部发出的光束经由具有反射或散射效果的微结构以及具有高反射材质的盖体而 反射或散射至辉度较低的区域，例如出光面与第二电极部至框体固定件之间的区域对齐 的部分，而提高背光模块的辉度均勻性。因此，相比于现有技术，本发明的实施例可使U型 灯管被应用于大尺寸的背光模块中，且可以使背光模块的灯管数、电极数以及导线的接点 数较采用直管型灯管的现有技术的背光模块为少，电路设计也较为简单，发生质量问题的 机率也相对地降低，且本发明实施例的背光模块的制造成本亦相对于现有技术采用直管型 灯管的背光模块为低。 以上所述，仅为本发明的优选实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即所 有依本发明权利要求书及发明说明内容所作的简单的等效变化与修改，仍属于本发明的保 护范围内。另外本发明的任一实施例或权利要求不必实现本发明所公开的全部目的或优点 或特点。此外，摘要和标题仅是用来辅助专利文件检索之用，并非用来限制本发明的保护范围。
权利要求
1.一种背光模块，包括一框架，定义出一容纳空间；以及多个U型灯管，设置于所述容纳空间内，每个所述U型灯管包括一第一直管部、一第二直管部、连接所述第一直管部的一端与所述第二直管部的一端 的一弯管部、连接所述第一直管部的另一端的一第一电极部及连接所述第二直管部的另一 端的一第二电极部，其中所述第一直管部实质上平行于所述第二直管部，所述第一直管部 的长度大于所述第二直管部的长度，且位于所述第一电极部与所述第二电极部之间的部分 所述第一直管部设置于所述背光模块的一有效发光区域。
2.根据权利要求1所述的背光模块，其中相邻的两个U型灯管的两个弯管部设置于所 述框架的同一侧。
3.根据权利要求1所述的背光模块，其中相邻的两个U型灯管的两个弯管部分别设置 于所述框架的相对两侧。
4.根据权利要求1所述的背光模块，其中相邻的两个U型灯管交错排列。
5.根据权利要求1所述的背光模块，其中所述U型灯管还包括具有高反射材质的多个 盖体，且这些盖体分别覆盖所述第一电极部与所述第二电极部。
6.根据权利要求1所述的背光模块，还包括一光学片，设置于所述U型灯管的上方。
7.根据权利要求6所述的背光模块，其中所述光学片包括多个微结构。
8.根据权利要求7所述的背光模块，其中这些微结构形成于所述光学片的相对的一出 光面以及一入光面的其中之一，且这些微结构设置于这些第一电极部与这些第二电极部之 间。
9.根据权利要求8所述的背光模块，其中这些微结构的分布密度随着邻近这些第一直 管部而增加。
10.根据权利要求1所述的背光模块，其中每个所述U型灯管还包括一具有高反射材质 的盖体，且所述盖体覆盖所述第二电极部。
全文摘要
本发明公开了一种背光模块，包括一框架及多个U型灯管。其中框架定义出一容纳空间，且每个U型灯管设置于容纳空间内。每个U型灯管包括一第一直管部、一第二直管部、连接第一直管部的一端与第二直管部的一端的一弯管部、连接第一直管部的另一端的一第一电极部及连接第二直管部的另一端的一第二电极部，其中第一直管部实质上平行于第二直管部，第一直管部的长度大于第二直管部的长度，且位于第一电极部与第二电极部之间的部分第一直管部设置于背光模块的一有效发光区域内。
文档编号F21V19/00GK102042529SQ20091017946
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月20日 优先权日2009年10月20日
发明者徐明煌, 林振宏 申请人:中强光电股份有限公司