专利名称：背光模块及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种背光模块及其应用，特别是涉及一种可减少灯管数量并维持亮度的背光模块及其在液晶显示器(LCD)上的应用。
背景技术：
平面显示器(Flat Panel Display)是近年来最受瞩目的显示技术，其中不论是液晶显示器、等离子体显示器(PDP)、或有机电激发光显示器(OLED)等，由于均具有轻、薄、短、小、热量与耗电低、以及几无辐射伤害等优势，因此在信息消费市场上成长幅度相当惊人。在平面显示器中，以薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的技术发展最为快速，应用上也最为广泛。
液晶显示器的背光模块主要是用以提供光源予液晶显示面板，一般是由灯箱、光源、以及光学膜片所组成。背光模块的光源通常需具备高亮度及寿命长等特色，目前的光源有冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp；CCFL)、热阴极荧光灯、发光二极管(LED)、电激发光片(EL)等。背光模块依光源位置的不同，可分为直下式及侧光式二种。
请参照图1，其绘示一般直下式背光模块的光源于灯箱中的分布示意图。灯箱100由一底板104以及四个侧壁102所组成，其中这些侧壁102接合在底板104外周缘上。灯箱100的底板104与侧壁102的内侧面通常具有反射功能，以反射光源106所发出的光。条状的光源106平行且均匀地设置在底板104之上，其中每一个光源106的两端分别架设在相对的两侧壁102上，并利用凸设在底板104表面上的支撑架(未绘示)予以支撑，而使光源106悬在底板104之上。
为满足液晶面板的尺寸的日益增加、以及分辨率越来越高的趋势，目前通常是通过增加灯管数目或提高管电流来增加入射光量，其中灯管数目的增加也可改善光涵盖率，避免产生亮度不均匀(Mura)的现象。另外，也通过增加面板开口率(Aperture ratio)来减轻背光源的损耗。
然而，通过增加灯管数量来提高亮度，不但容易导致过多热，影响其它部材的寿命与品质，同时电力消耗过大，更无法满足许多可携式装置需仰赖电池来提供电力的要求。
发明内容
因此，本发明的目的就是在提供一种背光模块，设有具梯形结构的反射隔板，不仅可提高有效光的取出效率，而提高光的亮度，更可使光的分布更为均匀。如此一来，可减少灯管的数量，进一步降低背光模块的成本。
本发明的另一目的在于提供一种背光模块，其具有梯形结构的反射隔板的使用，可在不影响发光辉度与光分布均匀性的情况下，以及不增加背光模块的厚度负担下，扩大两相邻灯管之间的间距，因而达到减少灯管的使用数量的目的。
本发明的又一目的在于提供一种液晶显示器，可减少其背光模块的灯管数，因此可降低所需的电力，可有效节省能源。
根据本发明的上述目的，提出一种背光模块，至少包括一灯箱，具有一底板以及多个侧壁接合在底板的外缘；多个长型光源，平行配置在灯箱的底板上，其中相邻的两长型光源间的间距大于26mm；以及至少一光学膜片，配置在长型光源之上。
依照本发明一较佳实施例，上述的背光模块更至少包括数个梯形反射隔板分别介于相邻的两长型光源之间。
根据本发明的目的，提出一种背光模块，至少包括一灯箱，具有一底板以及多个侧壁接合在底板的外缘；多个光源，均匀配置在灯箱的底板上；多个梯形反射隔板，均匀配置在灯箱的底板上，且分别介于相邻的光源之间。
依照本发明一较佳实施例，每一个梯形反射隔板的上底大于0且小于等于相邻的两光源间的间距的1/2，每一个梯形反射隔板的上底更佳是大于0且小于等于相邻的两光源间的间距的1/3。
根据本发明的另一目的，提出一种液晶显示器，至少包括一背光模块、一面板以及一外框。背光模块至少包括一灯箱，具有底板以及多个侧壁接合在底板的外缘；多个光源，均匀配置在灯箱的底板上；多个梯形反射隔板，均匀配置在灯箱的底板上，且分别介于相邻的两光源之间；以及至少一光学膜片，配置在光源之上。面板配置在背光模块的光学膜片之上。外框则配置在面板的外缘上。
依照本发明一较佳实施例，每一个梯形反射隔板的高度大于每一个光源的中心点的高度。
通过在两相邻光源之间设置梯形反射隔板，可有效增加光源所发出的光的利用效率，而强化光的亮度，更可提高光分布的均匀度。因此，可有效减少背光模块所使用的灯管数，进而可达到降低成本与省能的目的。
图1为一般直下式背光模块的光源于灯箱中的分布示意图；图2为本发明一较佳实施例的一种背光模块的灯箱组件的示意图；图3为本发明一较佳实施例的一种反射隔板与光源的装置剖面示意图；图4为传统背光模块的光源的光路径示意图；图5为本发明一较佳实施例的一种背光模块的光源的光路径示意图；图6为三角形反射隔板与本发明一较佳实施例的梯形反射隔板在入射光处理角度上的比较示意图；图7为本发明一较佳实施例的一种液晶显示器的装置系统图。
具体实施例方式
本发明揭露一种背光模块及其应用，具有梯形的反射隔板，可增进光源的光效率，提高光分布的均匀度，进而达到缩减光源数量的目标，有效降低成本。为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图2至图7的图示。
请参照图2，其绘示依照本发明一较佳实施例的一种背光模块的灯箱组件的示意图。灯箱200主要是由底板202以及数个侧壁204所组成，其中这些侧壁204分别接合并围绕在底板202的外周缘上。其中值得注意的是，这些侧壁204与底板202也可一体成型。灯箱200的底板202的表面与侧壁204的内侧面具有可将光反射的特性。数个光源206，较佳为长型光源或条状光源，例如冷阴极荧光灯，设置在灯箱200的底板202之上。在本发明的一较佳实施例中，光源206采用长型的冷阴极荧光灯管，且平行且均匀地分布在灯箱200中。其中，每条光源206的两端分别架设在灯箱200的两侧壁204上，而横跨在灯箱200中。此外，还可在灯箱200的底板202上凸设数个支撑架(来绘示)，其中这些支撑架对应于光源206的位置，以提供对应的光源206进一步的支撑与固定。同时，设置数个反射隔板208于底板202的表面上，其中这些反射隔板208分别位于相邻的两光源206之间，以隔开相邻的反射隔板208。在本发明的一较佳实施例中，反射隔板208分别位于相邻的两光源206之间的中央，且这些反射隔板208的形状呈梯形。反射隔板208具有可将光反射的特性，且反射隔板208可为单层结构，材质可例如为聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate；PET)或聚碳酸酯(Polycarbonate；PC)等。此外，反射隔板208也可为复合层结构，即在一隔板本体的表面上涂布或贴附有一层反射薄膜，例如氧化钛(TiO2)膜。
请参照图3，绘示依照本发明一较佳实施例的一种反射隔板与光源的装置剖面示意图。反射隔板208具有上底210与下底212，其中上底210具有长度a。两相邻的光源206之间具有间距L，即从一光源206的中心点至相邻的光源206的中心点的距离。在本发明中，梯形反射隔板208的上底210的长度a较佳是大于0且小于等于相邻的两光源206的间距L的1/2，更佳是，梯形反射隔板208的上底210的长度a大于0且小于等于相邻的两光源206的间距L的1/3。此外，光源206具有高度H，即光源206的中心点至底板202的距离；而反射隔板208具有高度h，即反射隔板208的上底210与下底212之间的距离。在本发明的一较佳实施例中，梯形反射隔板208的高度h较佳大于光源206的高度H。然而，值得注意的一点是，在本发明中，梯形反射隔板208的高度h也可低于光源206的高度H。
请同时参照图4与图5，传统背光模块未使用反射隔板的情况下，光源106所发出的光108绝大部分是直接朝四周围发散，只有朝底板104的光108再经底板104朝上方反射，而朝两侧的光108则从侧边逸出，无法朝光学膜片112的显示面射出，因此光取出效率较差。此外，大部分的光108通过光学膜片112时，产生部分反射与部分折射的现象。因此，在传统背光模块的亮度强度曲线110中，受到光取出效率不佳的影响，除了光源106正上方及其周围区域的光强度较大外，其余区域的光强度明显下降，如图4所示。另一方面，在本发明的背光模块中，光源206所发出的光214同样朝四周发散，然而朝下方发散的光214可经由底板202而朝光学膜片218之显示面反射，朝两侧发散之光214则受到反射隔板208的反射，而将射向两侧的光214予以转向而往光学膜片218的方向导引，因此具有优异的光取出效率。同样地，大部分的光214通过面板218时，产生部分反射与部分折射的现象。因此，在本发明的背光模块的亮度强度曲线216中，由于反射隔板208的设置，可大幅度提高面板218正面的光取出效率，因此光源206正上方的光强度虽较大，但其余区域的光强度仍维持相当的强度，与光源206正上方区域相比较之下，并未有明显下降的情形，光分布较为均匀，如图5所示。此外，与传统背光模块相较，本发明的背光模块的光强度也获得明显提高，如图4与图5所示。
使用其它形状的反射隔板时，例如三角形状态的反射隔板，虽然三角形反射隔板同样可提高有效光的取出效率，然而为提高光利用率以提高亮度时，需增加三角形反射隔板的高度，但随着三角形反射隔板的高度的增加，不仅灯管亮度不均匀(Lamp Mura)的情况会恶化，更会导致背光模块的厚度增加。而与三角形反射隔板220相比较之下，在相同隔板高度时，本发明的梯形反射隔板208对于入射光所能处理的角度明显大于三角形反射隔板220，如图6所示。因此，通过梯形反射隔板208的设置本发明可在不增加背光模块的厚度负担下，大幅度提高发光亮度，并获得更为均匀的光强度分布。另外，值得注意的是，本发明的梯形反射隔板的两侧面也可改为两曲面，如此也可提高发光亮度。在本发明中，反射隔板的两侧面并不直接接触，且较佳的是不与灯箱的底板平行或垂直，另一方面，反射隔板也可具有下底面，其中此下底面的宽度与上底面的宽度不相等，且上底面与下底面较佳的是呈互相平行。
因此，本发明的一特征就是在背光模块的灯箱中，设置多个反射隔板分别位于相邻的两光源之间，以将朝光源两侧发散的光重新导往显示面，而提高光利用效率，进而达到加强光的亮度的效果。此外，通过梯形反射隔板的使用，也可有效增进光分布的均匀度。由于背光模块的亮度与光分布均匀度均获得有效提高，因此可将相邻的两光源的间距拉大，而进一步可减少背光模块的灯管数目。
请再次参照图3，在本发明中，相邻的两光源206之间的间距L可大于26mm。
经实验证实，针对同一个直下式背光模块，在未使用反射隔板的情况下，需16根灯管并使用96瓦特的电力，而本发明的背光模块在其反射隔板可将光有效反射下，则仅需12根灯管及100瓦特的电力，即可达到相同的平均辉度530nits。因此，本发明的应用具有降低成本的优势。
本发明的背光模块可应用在各式平面显示组件中。举例而言，请参照图7，液晶显示器230可至少包括上述实施例所提供的背光模块224以及面板226。其中，背光模块224主要包括灯箱200、数个光源206、数个梯形的反射隔板208以及至少一光学膜片222。光源206均匀地配置在灯箱200的底板202上，而反射隔板208也同样均匀配置在灯箱200的底板202上，且分别介于相邻的两光源206之间。光学膜片222则配置在这些光源206的上方，以强化光的效能。面板226配置在背光模块224的光学膜片222之上。另外，外框228则配置在面板226的外缘上，以固定面板226与背光模块224的位置，并提供面板226与背光模块224等构件的保护。由于反射隔板208的配置，可缩减背光模块224内的光源206数目，进而可降低成本，节省电力。因此，通过本背光模块224的应用，可降低液晶显示器230的生产成本，并达到节能的环保需求。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的一优点就是因为本背光模块设有梯形反射隔板，可提高有效光的取出效率，而提高光的亮度，并可使增进光分布的均匀度。因此，可有效减少灯管的使用数量，并进一步达到降低液晶显示器的成本的目的。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的另一优点就是因为通过梯形反射隔板的使用，可在不影响发光辉度与光分布均匀性、以及不增加背光模块的厚度负担下，扩大两相邻光源之间的间距，来达到减少光源的使用数量的目的。因此，可进一步缩减现行背光模块的厚度。
由上述本发明较佳实施例可知，本发明的又一优点就是因为本液晶显示器可在使用较少数量的光源的情况下，获得较佳的发光辉度与光分布均匀性，因此可降低所需的电力，达到节省能源的目标。
虽然结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以权利要求所界定的为准。
权利要求
1.一种背光模块，至少包括一灯箱，具有一底板以及多个侧壁接合在该底板之外缘；多个长型光源，平行配置在该灯箱的该底板上，其中相邻的该些长型光源间的一间距大于26mm；以及至少一光学膜片，配置在该些长型光源之上。
2.如权利要求1所述的背光模块，更至少包括多个反射隔板延伸在该灯箱的该底板上，且分别介于相邻的该些长型光源之间。
3.如权利要求2所述的背光模块，其中每一该些反射隔板的形状为一梯形。
4.如权利要求3所述的背光模块，其中该梯形的上底大于0且小于等于相邻的该些长型光源间的该间距的1/2。
5.如权利要求3所述的背光模块，其中该梯形的上底大于0且小于等于相邻的该些长型光源间的该间距的1/3。
6.一种液晶显示器，至少包括一背光模块，至少包括一灯箱，具有一底板以及多个侧壁接合在该底板的外缘；多个光源，均匀配置在该灯箱的该底板上；多个梯形反射隔板，均匀配置在该灯箱的该底板上，且分别介于相邻的该些光源之间；以及至少一光学膜片，配置在该些光源之上；一面板，配置在该背光模块的该光学膜片之上；以及一外框，配置在该面板的外缘上。
7.如权利要求6所述的液晶显示器，其中每一该些梯形反射隔板的上底大于0且小于等于相邻的该些光源间的一间距的1/2。
8.如权利要求6所述的液晶显示器，其中每一该些梯形反射隔板的上底大于0且小于等于相邻的该些光源间的一间距的1/3。
9.一种背光模块，至少包括一灯箱，具有一底板以及多个侧壁接合在该底板的外缘；多个光源，均匀配置在该灯箱的该底板上；以及多个反射隔板，均匀配置在该灯箱的该底板上，且分别介于相邻的该些光源之间；其中，每一反射隔板具有至少两平面且该两平面并不直接接触。
10.如权利要求9所述的背光模块，其中该两平面并不与该底板平行或垂直。
11.一种背光模块，至少包括一灯箱，具有一底板以及多个侧壁接合在该底板的外缘；多个光源，均匀配置在该灯箱的该底板上；以及多个反射隔板，均匀配置在该灯箱的该底板上，且分别介于相邻的该些光源之间；其中，每一反射隔板具有至少两平面且该两平面互相平行。
12.如权利要求11所述的背光模块，其中该两平面的宽度不相等。
13.如权利要求12所述的背光模块，其中该宽度较小的平面的宽度大于0且小于等于相邻的该些光源间的一间距的1/2。
14.如权利要求12所述的背光模块，其中该宽度较小的平面的宽度大于0且小于等于相邻的该些光源间的一间距的1/3。
15.一种背光模块，至少包括一灯箱，具有一底板以及多个侧壁接合在该底板的外缘；多个光源，均匀配置在该灯箱的该底板上；以及多个反射隔板，均匀配置在该灯箱的该底板上，且分别介于相邻的该些光源之间；其中，每一反射隔板具有至少两曲面且该两曲面并不直接接触。
全文摘要
本发明公开一种背光模块及其应用。此背光模块至少包括一灯箱、数个光源、以及数个梯形反射隔板。灯箱具有一底板以及数个侧壁接合在底板的外缘。光源均匀配置在灯箱的底板上。而梯形反射隔板则均匀配置在灯箱的底板上，且分别介于相邻的两光源之间。
文档编号G02F1/13GK1904688SQ20051008840
公开日2007年1月31日 申请日期2005年7月26日 优先权日2005年7月26日
发明者郭仪正, 林伯洋 申请人:奇美电子股份有限公司