专利名称：液晶显示器及其背光模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种液晶显示器(liquid crystal display，LCD)，且特别涉及一种背 光模块。
背景技术：
由于液晶显示器具有低电压操作、无辐射线散射、重量轻以及体积小等传统阴极 射线管(cathode ray tube，CRT)所制造的显示器无法达到的优点，因此液晶显示器已成为 近年来显示器研究的主要课题，且不断地朝向彩色化发展。由于液晶显示器为非自发光型显示器，因此需要背光模块提供所需的光线，方可 达到显示的功能。近年来，随着环保意识的提升，背光模块中所使用的发光元件已逐渐从冷 阴极荧光灯管(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)转换成更为环保的发光二极管元 件。当发光二极管元件被应用于背光模块中时，以侧面入光式背光模块为例，发光二极管元 件通常设置于一条状的印刷电路板上以形成发光二极管灯条(LED light bar)，而发光二 极管灯条通常会通过一可挠性线路(flexible printed circuit, FPC)与一控制电路板电 性连接。图1为公知侧面入光式背光模块中导光板与发光二极管灯条的俯视示意图。请参 照图1，公知的侧面入光式背光模块100包括一导光板110以及一线性光源120。导光板具 有一顶出光面112以及一与顶出光面112连接的侧向入光面114，且顶出光面112包括一与 侧向入光面114连接的周边区11 以及一有效照明区112b。从图1可知，线性光源120配 置于侧向入光面114旁，而线性光源120包括一电路板122以及多个发光二极管元件124， 且发光二极管元件1 配置于电路板122上并与电路板122电性连接。如图1所示，线性光源120中，任两个相邻发光二极管元件124的间距(pitch)为 P，而各个发光二极管元件1 的发光面到有效照明区112b的边缘的最短距离为Α。为了使 有效照明区112b内的亮度均勻，制造者会根据发光二极管元件124的光线发散角α来决 定最佳化的Α/Ρ比率(A/P ratio) 0然而，目前液晶显示器已经逐渐朝向窄边框设计发展， 若要符合窄边框的设计需求，最短距离A势必会被要求降低，而当A/P比率过低时，在靠近 侧向入光面114的有效照明区112b处便会出现亮暗交替的光斑(hot spot)，图1中的阴影 处指亮度较低的区域。此光班可通过降低间隔P而获得解决，但当间距P降低时，制造者必 须使用较多数量的发光二极管元件124，进而造成成本提高。承上述，如何在符合窄边框的设计需求以及不大幅增加生产成本的前提下，改善 A/P比率过低所导致的光斑实为目前亟待解决的议题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种背光模块以及具有此背光模块的液晶显示器。本发明提出一种背光模块，其包括一导光板以及一线性光源。导光板具有一顶出 光面以及一与顶出光面连接的侧向入光面，且顶出光面包括一与侧向入光面连接的周边区
4以及一有效照明区。线性光源配置于侧向入光面旁，且线性光源包括一电路板、多个固态 发光元件以及一反射器。固态发光元件配置于电路板上并与电路板电性连接，固态发光元 件位于电路板与侧向入光面之间，而各固态发光元件所提供的光束从侧向入光面进入导光 板，反射器覆盖部分的周边区。此外，反射器包括多个对应于固态发光元件的第一反射部以 及多个连接于相邻两个第一反射部之间的第二反射部，各第一反射部与各第二反射部由顶 出光面的边缘朝有效照明区的方向延伸，且各第一反射部的延伸长度小于各第二反射部的 延伸长度。本发明另提出一种液晶显示器，其包括前述的背光模块以及一液晶显示面板，其 中液晶显示面板配置于顶出光面上方，液晶显示面板具有一显示区以及一周边线路区，而 显示区位于导光板的有效照明区上方，且周边线路区位于导光板的周边区上方。在本发明的一实施例中，前述的导光板具有一散射面，此散射面与侧向入光面连 接，且散射面与顶出光面相对。在本发明的一实施例中，前述的背光模块可进一步包括一底反射片，此底反射片 配置于散射面下方。在本发明的一实施例中，前述的电路板具有一元件设置表面，而固态发光元件配 置于元件设置表面上，且元件设置表面实质上垂直于顶出光面。在本发明的一实施例中，前述的电路板具有一元件设置表面，而固态发光元件配 置于元件设置表面上，且元件设置表面实质上平行于侧向入光面。在本发明的一实施例中，前述的各固态发光元件包括发光二极管元件。在本发明的一实施例中，前述的各第一反射部的宽度实质上等于固态发光元件的 宽度，而各第二反射部的宽度实质上等于任两个相邻的固态发光元件的间隔(spacing)。在本发明的一实施例中，前述的第一反射部以及第二反射部实质上平行于顶出光在本发明的一实施例中，前述的反射器可进一步包括一与线性光源连接的组装 部，此组装部与第一反射部以及第二反射部连接，而组装部具有多个开口，且固态发光元件 嵌于组装部的开口中。在本发明的一实施例中，前述的组装部与电路板连接。在本发明的一实施例中，前述的反射器可进一步包括一与线性光源连接的组装 部，组装部与第一反射部及第二反射部连接，而组装部包括多个条状结构，且各固态发光元 件分别位于相邻两个条状结构之间。在本发明的一实施例中，前述的条状结构与电路板连接。由于本发明的反射器具有延伸长度不同的第一反射部以及第二反射部，通过第二 反射部有效地提升任两个相邻固态发光元件之间的光线分布强度，因此本发明可以有效地 改善背光模块所产生的光斑。为让本发明的上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为公知侧面入光式背光模块中导光板与发光二极管灯条的俯视示意图。
图2为本发明第一实施例的液晶显示器的示意图。图2’为本发明第一实施例的另一种液晶显示器的示意图。图3为本发明第一实施例的背光模块的俯视示意图。图4为本发明第二实施例的液晶显示器的示意图。图4’为本发明第二实施例的另一种液晶显示器的示意图。其中，附图标记说明如下100 侧面入光式背光模块110:导光板112:顶出光面112a:周边区112b:有效照明区120 线性光源122:电路板124 发光二极管元件A 最短距离P:间隔α 光线发散角200 侧面入光式背光模块210 导光板212 顶出光面212a 周边区212b:有效照明区214:侧向入光面216 散射面220 线性光源222 电路板222a 元件设置表面224:发光二极管元件226、226，、226”、226”，反射器226a 第一反射部226b 第二反射部226c,226c'组装部226d:开口300 液晶显示面板310 显示区320 周边线路区IXD、IXD，液晶显示器L1、L2:延伸长度R 底反射片
S 条状结构
具体实施例方式第一实施例图2为本发明第一实施例的液晶显示器的示意图，而图3为本发明第一实施例的 背光模块的俯视示意图。请参照图2，本实施例的液晶显示器LCD包括背光模块200以及一 液晶显示面板300，其中液晶显示面板300配置于背光模块200上方。在本实施例中，液晶 显示面板300例如是一穿透式液晶显示面板(transmissive IXD panel)或者是一半穿透 半反射式液晶显示面板(transflective LCD panel)。如图2与图3所示，背光模块200包括一导光板210以及一线性光源220。导光板 210具有一顶出光面212以及一与顶出光面212连接的侧向入光面214，且顶出光面212包 括一与侧向入光面214连接的周边区21 以及一有效照明区212b。线性光源220配置于 侧向入光面214旁，且线性光源220包括一电路板222、多个固态发光元件224以及一反射 器226。固态发光元件2 配置于电路板222上并与电路板222电性连接，固态发光元件 2 位于电路板222与侧向入光面214之间，而各固态发光元件2 所提供的光束从侧向入 光面214进入导光板210，且反射器2 覆盖部分的周边区212a。此外，液晶显示面板300 位于导光板210的顶出光面212上方，液晶显示面板300具有一显示区310以及一周边线 路区320，而显示区310位于导光板210的有效照明区212b上方，周边线路区320则位于导 光板210的周边区21 上方。从图2可知，除了顶出光面212以及侧向入光面214之外，导光板210还具有一散 射面216，此散射面216与侧向入光面214连接，且散射面216与顶出光面212相对。在本 实施例中，散射面216上例如具有特定排列密度的网点、V形槽(V-shaped grooves)或其 他光学微结构(micro-structures)，以使从侧向入光面214入射至导光板210内的光线容 易被散射，增加光线从顶出光面212出射的机率。在本发明的其他实施例中，背光模块200 可选择性地设置一底反射片R于散射面216下方，以充分将自散射面216离开导光板210 的部分光线反射回导光板210内，进而提升背光模块200的光线利用率。电路板222具有一元件设置表面22 ，而固态发光元件2M配置于元件设置表面 22 上，电路板222的元件设置表面22 实质上垂直于导光板210的顶出光面212，且电路 板222的元件设置表面22 实质上平行于导光板210的侧向入光面214。然而，当侧向入 光面214与顶出光面212之间的夹角为非90度的夹角时，电路板222的元件设置表面22 未必需垂直于导光板210的顶出光面212，且未必需平行于导光板210的侧向入光面214。 设计者可以根据产品的实际需求适度地更动元件设置表面22 与顶出光面212以及侧向 入光面214之间的夹角。此外，电路板222例如为FR-4印刷电路板、FR-5印刷电路板、金 属合金印刷电路板(MC-PCB)、可挠性线路(flexibl印rinted circuit, FPC)等。在本实施例中，固态发光元件2M例如是发光二极管元件。以发光二极管元件为 例，其可为表面粘着型态的封装体或其他型态的封装体。此外，本实施例所使用的发光二极 管元件为顶部发光型态(top emission)的发光二极管元件，当然，本发明的其他实施例也 可采用其他型态的发光二极管元件。承上述，反射器2 包括多个对应于固态发光元件224的第一反射部226a以及多个连接于相邻两个第一反射部226a之间的第二反射部226b，各第一反射部226a与各第二 反射部226b由顶出光面212的边缘朝有效照明区212b的方向延伸，且各第一反射部226a 的延伸长Ll度小于各第二反射部226b的延伸长度L2。举例而言，第一反射部226a的宽度 实质上等于固态发光元件2M的宽度，而第二反射部226b的宽度实质上等于任两个相邻的 固态发光元件224的间隔。当然，本实施例也可适度地更动第一反射部226a与第二反射部 226b的宽度，举例而言，吾人亦可使第一反射部226a的宽度略大于固态发光元件224的宽 度，并使第二反射部226b的宽度略小于任两个相邻的固态发光元件224的间隔。图2’为本发明第一实施例的另一种液晶显示器的示意图。请参照图2与图2’，图 2’的反射器226”与图2中的反射器2 类似，惟二者主要差异之处在于反射器2 在折 弯处的边缘为锯齿状，而反射器226”在折弯处的边缘为直线状。从图2与图3可清楚得知，反射器226的第一反射部226a以及第二反射部226b 所在的平面实质上平行于顶出光面212所在的平面。此外，长度较短(Li)第一反射部226a 可用以遮蔽固态发光元件224以避免漏光，而长度较长(U)的第二反射部226b可用以减 少公知技术中所提及的光斑。详言之，相较于周边区21 被第一反射部226a所覆盖的面 积，周边区21 被第二反射部226b所覆盖的面积较大，因此第二反射部226b可以有效地 提升任两个相邻的固态发光元件2M之间所对应区域的光线强度分布，进而抑制光斑的产 生。当光斑因第二反射部226b的设置而被抑制时，吾人便可进一步缩减各个发光二极管元 件224的发光面到有效照明区212b的边缘的最短距离A，也就是发光二极管元件224的发 光面到显示区310的边缘的最短距离，以轻易符合窄边框的设计需求。除了第一反射部226a与第二反射部226b之外，本实施例的反射器2 可进一步 包括一与线性光源220连接的组装部226c，此组装部226c与第一反射部226a以及第二反 射部226b连接，而组装部226c具有多个开口 2^d，且固态发光元件2M嵌于组装部226c 的开口 226d中。举例而言，前述的组装部226c通过胶材或其他方式固定于电路板222上。承上述，本实施例的反射器2 例如由一片板材经裁切与折弯之后形成，换言之， 第一反射部2^a、第二反射部226b以及组装部226c的材质相同；举例而言，反射器226的 材质可为白色反射或银色反射材质。第一反射部2^a、第二反射部226b以及组装部226c 的外形可经由前述的裁切以及折弯工艺来决定。第二实施例图4为本发明第二实施例的液晶显示器的示意图。请参照图4，本实施例的液晶显 示器LCD’与第一实施例的液晶显示器LCD类似，惟二者主要差异之处在于本实施例的反 射器226’包括一第一反射部2^a、一第二反射部226b以及一与线性光源220连接的组装 部226c，，组装部226c，与第一反射部226a及第二反射部22 连接，而组装部2^c，包括 多个条状结构S，且各固态发光元件2M分别位于相邻两个条状结构S之间。举例而言，前 述的组装部2^c’通过胶材或其他方式固定于电路板222上。图4’为本发明第二实施例的另一种液晶显示器的示意图。请参照图4与图4’，图 4’的反射器2沈”’与图4中的反射器226’类似，惟二者主要差异之处在于反射器226’在 折弯处的边缘为锯齿状，而反射器2 ”’在折弯处的边缘为直线状。本发明的前述实施例采用具有延伸长度不同的第一反射部以及第二反射部的反 射器，并通过第二反射部有效地提升任两个相邻固态发光元件之间的光线分布强度，以有效地改善背光模块所产生的光斑。 虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域 中的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明 的保护范围当视随附的权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求
1.一种背光模块，包括一导光板，具有一顶出光面以及一与该顶出光面连接的侧向入光面，其中该顶出光面 包括一与该侧向入光面连接的周边区以及一有效照明区；一线性光源，配置于该侧向入光面旁，该线性光源包括一电路板；多个固态发光元件，配置于该电路板上并与该电路板电性连接，所述多个固态发光元 件位于该电路板与该侧向入光面之间，而各所述固态发光元件所提供的光束从该侧向入光 面进入该导光板；以及一反射器，覆盖部分的该周边区，该反射器包括多个对应于所述多个固态发光元件的 第一反射部以及多个连接于相邻两个第一反射部之间的第二反射部，各所述第一反射部与 各所述第二反射部由该顶出光面的边缘朝该有效照明区的方向延伸，各所述第一反射部的 延伸长度小于各所述第二反射部的延伸长度。
2.如权利要求1所述的背光模块，其中该导光板具有一散射面，该散射面与该侧向入 光面连接，且该散射面与该顶出光面相对。
3.如权利要求1所述的背光模块，还包括一底反射片，配置于该散射面下方。
4.如权利要求1所述的背光模块，其中该电路板具有一元件设置表面，而所述多个固 态发光元件配置于该元件设置表面上，且该元件设置表面实质上垂直于该顶出光面。
5.如权利要求1所述的背光模块，其中该电路板具有一元件设置表面，而所述多个固 态发光元件配置于该元件设置表面上，且该元件设置表面实质上平行于该侧向入光面。
6.如权利要求1所述的背光模块，其中各所述固态发光元件包括发光二极管元件。
7.如权利要求1所述的背光模块，其中各所述第一反射部的宽度实质上等于所述固态 发光元件的宽度，而各所述第二反射部的宽度实质上等于任两个相邻的固态发光元件的间 隔。
8.如权利要求1所述的背光模块，其中所述多个第一反射部以及所述多个第二反射部 实质上平行于该顶出光面。
9.如权利要求1所述的背光模块，其中该反射器还包括一与该线性光源连接的组装 部，该组装部与所述多个第一反射部及所述多个第二反射部连接，而该组装部具有多个开 口，且所述多个固态发光元件嵌于所述多个开口中。
10.如权利要求9所述的背光模块，其中该组装部与该电路板连接。
11.如权利要求1所述的背光模块，其中该反射器还包括一与该线性光源连接的组装 部，该组装部与所述多个第一反射部及所述多个第二反射部连接，而该组装部包括多个条 状结构，且各所述固态发光元件分别位于相邻两个条状结构之间。
12.如权利要求11所述的背光模块，其中所述多个条状结构与该电路板连接。
13.一种液晶显示器，包括一如权利要求1所述的背光模块；以及一液晶显示面板，配置于该顶出光面上方，其中该液晶显示面板具有一显示区以及一 周边线路区，该显示区位于该有效照明区上方，而该周边线路区位于该周边区上方。
14.如权利要求13所述的液晶显示器，其中该导光板具有一散射面，该散射面与该侧 向入光面连接，且该散射面与该顶出光面相对。
15.如权利要求13所述的液晶显示器，其中该背光模块还包括一底反射片，配置于该 散射面下方。
16.如权利要求13所述的液晶显示器，其中该电路板具有一元件设置表面，而所述多 个固态发光元件配置于该元件设置表面上，且该元件设置表面实质上垂直于该顶出光面。
17.如权利要求13所述的液晶显示器，其中该电路板具有一元件设置表面，而所述多 个固态发光元件配置于该元件设置表面上，且该元件设置表面实质上平行于该侧向入光
18.如权利要求13所述的液晶显示器，其中各所述固态发光元件包括发光二极管元件。
19.如权利要求13所述的液晶显示器，其中各所述第一反射部的宽度实质上等于所述 固态发光元件的宽度，而各所述第二反射部的宽度实质上等于任两个相邻的固态发光元件 的间隔。
20.如权利要求13所述的液晶显示器，其中所述多个第一反射部以及所述多个第二反 射部实质上平行于该顶出光面。
21.如权利要求13所述的液晶显示器，其中该反射器还包括一与该线性光源连接的组 装部，该组装部与所述多个第一反射部及所述多个第二反射部连接，而该组装部具有多个 开口，且所述多个固态发光元件嵌于所述多个开口中。
22.如权利要求21所述的液晶显示器，其中该组装部与该电路板连接。
23.如权利要求13所述的液晶显示器，其中该反射器还包括一与该线性光源连接的组 装部，该组装部与所述多个第一反射部及所述多个第二反射部连接，而该组装部包括多个 条状结构，且各所述固态发光元件分别位于相邻两个条状结构之间。
24.如权利要求23所述的液晶显示器，其中所述多个条状结构与该电路板连接。
全文摘要
一种液晶显示器及其背光模块，该背光模块包括导光板及线性光源。导光板具有顶出光面以及侧向入光面，顶出光面包括周边区以及有效照明区。线性光源包括电路板、多个固态发光元件以及反射器。固态发光元件配置于电路板上并与电路板电性连接，而各固态发光元件所提供的光束从侧向入光面进入导光板，反射器覆盖部分的周边区。此外，反射器包括多个对应于固态发光元件的第一反射部及多个连接于相邻两个第一反射部之间的第二反射部，各第一反射部与各第二反射部由顶出光面的边缘朝有效照明区的方向延伸，且各第一反射部的延伸长度小于各第二反射部的延伸长度。本发明可以有效地改善背光模块所产生的光斑。
文档编号F21V7/00GK102080789SQ20101053039
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月28日 优先权日2010年10月28日
发明者刘曜旗, 张芷娟, 黄昱琮 申请人:友达光电股份有限公司