專利名稱：液晶顯示器的背光組件及其支撐結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器，特別是涉及一種具有一整合燈管支持部與擴(kuò)散板支撐架的支撐結(jié)構(gòu)的液晶顯示器用的背光組件。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(LCD)是常見的平面顯示裝置，廣泛地應(yīng)用在各種電子裝置，例如筆記型計算機或桌上型計算機的屏幕的使用，或是作為30英寸以上的大型屏幕或是壁掛式電視。
一般而言，液晶顯示器必須通過發(fā)光裝置或背光組件以提供液晶面板(LCD panel)所需的光源，以呈現(xiàn)出圖像。舉例而言，背光組件的種類通?？煞譃槎司壥?edge light type)與直下式(direct light type)兩大類，其中，直下式背光組件是適用于30英寸以上的大型面板，而端緣式背光組件則是應(yīng)用在30英寸以下或較小尺寸的面板。
直下式背光組件包括多個圓柱型燈管、一反射板以及一擴(kuò)散板。反射板用以反射燈管所發(fā)射的光線至顯示區(qū)域，藉此將光線反射至顯示區(qū)域，同時防止光線的損失。擴(kuò)散板用以對于來自燈管的光線進(jìn)行均勻、分散處理，以達(dá)到均勻的光線。
值得注意的是，特別是針對大型液晶顯示器，由于其所相對應(yīng)的背光組件中的擴(kuò)散板、燈管的尺寸也較大，相當(dāng)容易下垂或變形。以厚度為介于2-3毫米的擴(kuò)散板為例子，由于對應(yīng)于此厚度的擴(kuò)散板具有較大體積與重量，在安裝過程中極為容易受其自重的關(guān)系而造成變型或下垂。此外，燈管所產(chǎn)生的熱度與其周圍濕度的影響下也相當(dāng)容易造成擴(kuò)散板的變形。
另外，由于燈管的長度均超過30英寸以上，并且其直徑一般僅界于3-4毫米，不當(dāng)?shù)脑O(shè)計相當(dāng)容易造成燈管的下垂與變形。下垂、變形的燈管除了無法提供均勻的光線亮度的外，更容易造成液晶顯示器上出現(xiàn)暗點、亮點及輝度不均的現(xiàn)象。
為了防止擴(kuò)散板產(chǎn)生下垂或變形，在相關(guān)的公知技術(shù)中披露了多種解決方式。舉例而言，在背光組件中采用了一間隔保持結(jié)構(gòu)(spacer pin structure)，此一間隔保持結(jié)構(gòu)延伸至擴(kuò)散板及反射板之間，藉此防止擴(kuò)散板產(chǎn)生下垂或變形。然而，雖然間隔保持結(jié)構(gòu)可以防止擴(kuò)散板產(chǎn)生不當(dāng)?shù)南麓够蜃冃?，但此種結(jié)構(gòu)并無法有效對于燈管的變形問題提出有效的解決方案。
另一種方式采用了一種結(jié)合燈管支持部以及間隔保持結(jié)構(gòu)，通過此結(jié)合燈管支持部以及間隔保持結(jié)構(gòu)以防止擴(kuò)散板及燈管下垂或變形的問題產(chǎn)生。然而，由于此結(jié)合方式將燈管直接設(shè)置在堅硬的燈管支持部的上，相當(dāng)容易造成燈管破裂或斷裂。再者，若液晶顯示器受到外力沖擊或搖擺時，則燈管便有自燈管支持部產(chǎn)生跳脫的缺點。
因此，為解決上述問題，如何在液晶顯示器的背光組件中同時達(dá)到對于燈管、擴(kuò)散板的支持及防止下垂或變形便成了相當(dāng)重要的課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種背光組件，通過本發(fā)明的背光組件以同時達(dá)到對于燈管、擴(kuò)散板的支持，且可解決公知的下垂或變形的缺點。
本發(fā)明的背光組件適用于一液晶顯示器，其包括一燈管外殼、一燈管、一擴(kuò)散板以及一支撐結(jié)構(gòu)。每一支撐結(jié)構(gòu)包括一第一元件以及一第二元件。第一元件包括一本體以及一溝槽，其中，溝槽形成于本體，通過溝槽以支持燈管，并且第一元件連接于燈管與燈管外殼。環(huán)型元件環(huán)設(shè)于燈管的一段，燈管及第一元件之間通過環(huán)性元件以達(dá)到緩沖的效果。第二元件包括一細(xì)長形本體，通過第二元件以支撐擴(kuò)散板且防止擴(kuò)散板下垂或變形。


為了使本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉一優(yōu)選實施例，并結(jié)合附圖作詳細(xì)說明。附圖中圖1A是一直立式背光組件的分解示意圖；圖1B是圖1A的直立式背光組件的燈管外殼的平面圖；圖2是本發(fā)明第一實施例的背光組件的燈管外殼剖面示意圖，其中顯示背光組件的燈管支持部及擴(kuò)散板支撐結(jié)構(gòu)；圖3是圖2的燈管支持部及擴(kuò)散板支撐結(jié)構(gòu)以及燈管的透視示意圖；
圖4A是圖2的燈管支持部及擴(kuò)散板支撐結(jié)構(gòu)的第二元件(下部元件)的透視示意圖；圖4B是圖2的燈管支持部及擴(kuò)散板支撐結(jié)構(gòu)的第一元件(上部元件)的透視示意圖；圖4C是圖2的燈管支持部及擴(kuò)散板支撐結(jié)構(gòu)的第一元件的正視示意圖；圖5A是用于燈管支持部及擴(kuò)散板支撐結(jié)構(gòu)的緩沖用O型環(huán)的正視示意圖；圖5B是緩沖用O型環(huán)以及燈管的正視示意圖；圖6是本發(fā)明的背光組件的燈管外殼剖面示意圖，其中顯示燈管支持部及擴(kuò)散板支撐結(jié)構(gòu)的第一元件，省略第二元件；以及圖7是本發(fā)明第二實施例的燈管支持部及擴(kuò)散板支撐結(jié)構(gòu)的分解正視圖。
附圖符號說明10～背光組件20～燈管外殼21～托架用凸緣22～底部23～側(cè)壁30～反射板40～燈管45～O型環(huán)50～支撐結(jié)構(gòu)60～擴(kuò)散板70～光學(xué)薄膜層80～框架100～第一元件(下部元件)100’～第一元件110～本體120～上表面130～下表面140～圓柱形側(cè)壁表面
140a、140b～彈性壁141a、141b～突出部150～溝槽150’～溝槽151～定位用溝槽的表面151a、151b～凹陷部152a、152b～鎖緊開口160a、160b～鎖緊凸部161a、161b～扣合用突塊200～第二元件(或上部元件)200’～第二元件210～第二元件200的截頭圓錐形體(細(xì)長形本體)220～上接觸面230～底面240～截頭圓錐形側(cè)壁240a、240b～側(cè)壁段部250～V字型凹槽250’～定位用凹槽260a、260b～鎖固元件261a、261b～鎖固肩部G～溝槽150的直徑GL～定位用溝槽150’的直徑GU～定位用凹槽250’的直徑L0～燈管40的外徑R1～O型環(huán)45的內(nèi)徑RL0～O型環(huán)45的外徑W～寬度具體實施方式
圖1A及1B是分別顯示本發(fā)明的液晶顯示器(LCD)的一背光組件10的剖面示意圖。在本實施例中的背光組件10是一直下式背光組件。
如圖1A所示，背光組件10包括一燈管外殼20、一反射板30、至少一燈管40、多個支撐結(jié)構(gòu)50、一擴(kuò)散板60、至少一光學(xué)薄膜層70以及框架80。如圖1B所示，每一支撐結(jié)構(gòu)50是由一燈管支持部(lamp holder)及一擴(kuò)散板支架(diffuser plate prop)所共同結(jié)合而成。在其它實施例中，背光組件10可應(yīng)用于鎖固LCD面板及電路部份(未顯示)。
圖2、3是顯示第一實施例的支撐結(jié)構(gòu)50。如圖2所示，燈管外殼20是由一托架用凸緣21與一底部22所構(gòu)成，并且一傾斜側(cè)壁23分隔底部22與托架用凸緣21。反射板30設(shè)置于燈管外殼20的底部22與側(cè)壁23，通過反射板30對于反射燈管40所發(fā)出的光線進(jìn)行反射，如此以傳送大量光線至背光組件10。擴(kuò)散板60設(shè)置于燈管40的上方，擴(kuò)散板60設(shè)置于燈管外殼20的托架用凸緣21上，其位置位于燈管40的上方，通過擴(kuò)散板60分散燈管40所放射的光線，以產(chǎn)生均勻的光線。光學(xué)薄膜層70設(shè)置于擴(kuò)散板60的上，通過光學(xué)薄膜層70以增強擴(kuò)散的光線亮度。值得注意的是，若是光線亮度非必要條件時，則可通過省去光學(xué)薄膜層70以減少背光組件10的成本。
一般而言，在背光組件10中的燈管40的數(shù)量是由背光組件10的尺寸而決定，并且背光組件10的尺寸則是根據(jù)LCD面板的大小而決定。舉例而言，20英寸LCD面板需使用具有12至16根燈管的背光組件；30英寸LCD面板需使用具有16至18根燈管的背光組件；46英寸LCD面板需使用具有25至30根燈管的背光組件。
參見圖3，每一燈管40包括一長條形、圓柱體狀的燈管本體41。在本實施例中，燈管40是冷或熱陰極燈管(CFL)。
同時參閱圖1B，每一燈管40以等間隔、相互平行方式沿著底部22的長度L方向進(jìn)行設(shè)置，并且各燈管40延伸橫越燈管外殼20的底部22的寬度W。換言之，多個燈管40沿著外殼底部22的寬度W等間隔排列、平行于底部22的長度L方向進(jìn)行設(shè)置。
此外，一支撐結(jié)構(gòu)50是由至少一燈管支持部及擴(kuò)散板支撐架所組成，通過支撐結(jié)構(gòu)50可牢固地將燈管40、燈管外殼20的底部22之間進(jìn)行結(jié)合，支撐結(jié)構(gòu)50除了可支承擴(kuò)散板60的外，還可通過支撐結(jié)構(gòu)50以防止擴(kuò)散板60產(chǎn)生不當(dāng)?shù)南麓够蜃冃?。值得注意的是，支撐結(jié)構(gòu)50的實際數(shù)量主要根據(jù)擴(kuò)散板60的長度與寬度、燈管40的長度而決定，而擴(kuò)散板60的尺寸則相同于與其相對應(yīng)的LCD面板的尺寸。支撐結(jié)構(gòu)50設(shè)置于最佳化的位置，以同時對于擴(kuò)散板60、燈管40同時進(jìn)行支承，如此可有效防止擴(kuò)散板60的不當(dāng)下垂或變形。在優(yōu)選實施例中，26-30英寸LCD面板的背光組件大約需要配置4個支撐結(jié)構(gòu)50，37英寸LCD面板的背光組件則大約需要14-16個支撐結(jié)構(gòu)50。
同時參閱圖5A及5B，一O型環(huán)(環(huán)形元件)45包覆在支撐結(jié)構(gòu)50所支承的燈管40的一段，O型環(huán)(環(huán)形元件)45是用以做為一緩沖元件。當(dāng)外力驟然作用在燈管40的上時，通過O型環(huán)45以緩和外力對于燈管40的沖擊，同時防止燈管40發(fā)生斷裂現(xiàn)象。在本實施例中，緩沖用O型環(huán)45是由具有彈性且透明材料(例如透明硅膠)所制成。此外，透明的O型環(huán)45可避免于LCD面板的圖像上形成暗點，并且由于每一O型環(huán)45的內(nèi)徑R1是略小于燈管的外徑L0，如此便可通過O型環(huán)45適當(dāng)?shù)貙τ跓艄?0進(jìn)行包覆。
再參閱圖2、3，每一支撐結(jié)構(gòu)50包括一第一元件100及第二元件200，其中，第一元件100用以支承燈管40且連接燈管40與燈管外殼20的底部22，并且第二元件200用以支撐擴(kuò)散板60且防止擴(kuò)散板60下垂或變形。由此可知，在相對于背光組件10的結(jié)構(gòu)可知，第一元件100用以做為下部元件(lower member)，通過下部元件以對于燈管40進(jìn)行支承，而第二元件200用以做為上部元件(upper member)，通過上部元件以對于擴(kuò)散板60進(jìn)行支承。由圖4B可知，第一元件100包括一本體110。值得注意的是，本實施的本體110除了可以采用圓形結(jié)構(gòu)的外，在其它實施例中也可采用長方形、正方形或其它任何幾何形狀加以成型。此外，本體110包括了大致呈平面的上表面(planar upper surface)120、下表面(planar lower surface)130及圓柱形側(cè)壁表面140，其中，圓柱形側(cè)壁表面140由上表面120延伸至下表面130。一溝槽(retaining groove)150形成在本體110的上表面120上，通過溝槽150以對燈管40進(jìn)行定位，并且利用溝槽150將圓柱形側(cè)壁表面140分為相對的二彈性壁(resilient side wall section)140a與140b，在圖2中所示的符號“G”是代表溝槽150的直徑。當(dāng)O型環(huán)45環(huán)繞于燈管40的段部時，溝槽150的直徑G于實質(zhì)上是等于O型環(huán)45的外徑RL0(如圖5B所示)。
如圖4C所示，溝槽150的剖面是略大于半圓形狀，也即，溝槽150的剖面具有大于180度的圓周角，并且溝槽150具有一寬度W的開口，此寬度W是略為小于O型環(huán)45的外徑RL0。另外，由于彈性壁140a、彈性壁140b與O型環(huán)45均具有彈性，則燈管40與其所對應(yīng)的O型環(huán)45是可以扣合的方式結(jié)合于溝槽150。彈性壁140a、140b分別具有突出部141a、141b(overhanging protrusion)，通過彈性壁140a、140b可確實地將燈管40以及其相對應(yīng)的O型環(huán)45固定于溝槽150之中。
再參見圖4B。第一元件100包括成對的凹陷部(recess)151a、151b，其中，兩凹陷部151a、151b形成于溝槽150的表面151的上，并且凹陷部151a、151b較為靠近于本體110的上表面120，通過凹陷部151a、151b接收第二元件200的鎖固元件(locking member)260a、260b。此外，在各凹陷部151a、151b的底面上分別形成了鎖緊開口(locking aperture)152a、152b，鎖緊開口152a、152b用以接收第二元件200的鎖固元件260a、260b。
成對的彈性鎖緊凸部(resilient locking projections)160a、160b由第一元件100的下表面130而向下延伸，其中，鎖緊凸部160a、160b分別包括了成對的扣合用突塊(locking protrusions)161a、161b，通過扣合用突塊161a、161b將扣合用突塊161a、161b扣合于燈管外殼20的底部22上的孔洞(未顯示)。
支撐結(jié)構(gòu)50的第一元件100可通過塑料模塑成形方式形成，并且第一元件100可通過一體成型方式而形成單一構(gòu)件，或是通過不同元件的卡合、膠合或鎖合等方式加以組合而得。
在傳統(tǒng)工法(例如塑料電鍍(Plastic Plating))的制作下，在于第一元件100的支撐結(jié)構(gòu)50的上可進(jìn)行一反射材料的涂覆，通過反射材料以防止LCD顯示面板的圖像上產(chǎn)生暗點。
如圖4A所示，支撐結(jié)構(gòu)50的第二元件200包括一細(xì)長形本體210，此細(xì)長形本體210具有倒置的截頭圓錐形體形狀。在細(xì)長形本體210的上、下方分別形成了大致呈平面的上接觸面(planar contact wall)220、大致呈平面的底面(planar base wall)230，并且在細(xì)長形本體210的另一側(cè)上具有一截頭圓錐形側(cè)壁240，其中，截頭圓錐形側(cè)壁240連接上接觸面220、底面230。V字型凹槽250以倒置的方式形成于底面230的上，通過V字型凹槽250將圓錐形側(cè)壁240分為成對的側(cè)壁段部240a、240b，使得其所具有的強度以防止擴(kuò)散板60的不當(dāng)下垂、彎曲或變形。
此外，由于第二元件200的上接觸面220、擴(kuò)散板60的下表面(未顯示)之間的距離相當(dāng)?shù)男?約僅有0.3至0.5毫米左右)，當(dāng)擴(kuò)散板60開始產(chǎn)生下垂時，擴(kuò)散板60的下表面便會抵觸于第二元件200的上接觸面220，如此便可防止擴(kuò)散板60繼續(xù)產(chǎn)生下沉。再者，V字型凹槽250是用以做為一容納空間，位于支撐結(jié)構(gòu)50的第一元件100上的燈管40、緩沖用O型環(huán)45可容納于V字型凹槽250之中。因此，通過第二元件200的細(xì)長形本體210上的凹槽250將燈管40維持在第一元件100的溝槽150之中，可同時支承燈管40且防止擴(kuò)散板60的不當(dāng)下垂、彎曲或變形。
在鎖固元件260a、260b的上分別具有成對的鎖固肩部261a、261b，并且鎖固肩部261a、261b是自第二元件200的本體210上的側(cè)壁段部240a、240b而外向延伸，通過鎖固元件260a、260b以達(dá)到第一元件100、第二元件200之間的相互偶合。
當(dāng)?shù)谝辉?00、第二元件200之間相互接合時，第二元件200的鎖固元件260a、260b設(shè)置于第一元件100的凹陷部151a、151b，并且鎖固肩部261a、261b延伸穿過第一元件100的鎖緊開口152a、152b。
支撐結(jié)構(gòu)50的第二元件200可通過具有足夠強度且透明的材料所制成。舉例而言，通過聚甲基丙烯酸酯塑料(polymethacrylate plastic)或壓力克塑料以制成具透明結(jié)構(gòu)的第二元件200，其制作方式可通過傳統(tǒng)工法(例如模塑成形)而完成。如此一來，在支撐結(jié)構(gòu)50的第二元件200下方的燈管段部所發(fā)出的光線便可穿透具透明結(jié)構(gòu)的第二元件200，如此以防止LCD顯示面板的圖像上產(chǎn)生暗點。此外，第二元件200是可采用一體成型方式形成，或是通過多個不同元件之間卡合、膠合或鎖固等方式形成。
如圖6所示，在多個支撐結(jié)構(gòu)50的其中一者的第一元件100是可以不必搭配第二元件200而使用。舉例而言，由于靠近燈管外殼20的區(qū)域上的擴(kuò)散板60不太容易產(chǎn)生下垂，在此便的第二元件200便可予以省略，但就燈管支持部而言仍為必要元件，藉此以防止燈管產(chǎn)生不當(dāng)?shù)南麓够蜃冃巍?br> 圖7是本發(fā)明第二實施例的支撐結(jié)構(gòu)50’的分解正視圖。支撐結(jié)構(gòu)50’大致上是與第一實施例中的支撐結(jié)構(gòu)50相同，其不同的處在于第二元件200’提供了具有半圓形剖面的定位用凹槽250’。相較于第一實施例中的支撐結(jié)構(gòu)50所具有的V字型凹槽250可知，定位用凹槽250’的半圓直徑是定義為GU，其中，直徑GU是大致相等于O型環(huán)45的外徑D0，并且在第二元件200’的作用下可將燈管40定位于第一元件100’的溝槽150’的內(nèi)。此外，第一元件100’的定位用溝槽150’的形狀是略大于半圓形，并且在定位用溝槽150’的上形成有一開口，此開口的寬度W是略小于O型環(huán)45的直徑R0。在另一實施例中，定位用溝槽150’的開口剖面形狀是大致上呈現(xiàn)出半圓形狀。值的注意的是，在各實施例中的定位用溝槽150’的直徑GL是大致上相等于O型環(huán)45的外徑D0。
雖然本發(fā)明已以優(yōu)選實施例披露如上，然而其并非用以限定本發(fā)明，任何本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)然可作各種更動與潤飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求書的范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種支撐結(jié)構(gòu)，適用于支承一液晶顯示器的一背光組件，該背光組件包括一燈管、一燈管外殼以及一擴(kuò)散板，該支撐結(jié)構(gòu)包括一第一元件，該第一元件包括一本體以及一溝槽，該溝槽形成于該本體中，用以支持該燈管，且該第一元件連接該燈管與該燈管外殼；以及一第二元件，該第二元件包括一細(xì)長形本體，用以支撐該擴(kuò)散板；其中該第二元件延伸自該第一元件。
2.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其中，該第一元件的該本體包括一鎖固元件，通過該鎖固元件以鎖固該第一元件及該燈管外殼。
3.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其中，該第二元件的細(xì)長形本體的形狀為截頭圓錐狀。
4.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其中，該第二元件的該細(xì)長形本體包括一凹槽，該凹槽提供一空間，該空間用以容納該燈管。
5.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其中，通過該第二元件的細(xì)長形本體的凹槽將該燈管夾置于該第一元件的溝槽之中。
6.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其中，該第一元件的該本體包括一反射面。
7.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其中，該第二元件的該細(xì)長形本體是透明的。
8.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其中，該第二元件的該細(xì)長形本體包括一鎖固元件。
9.如權(quán)利要求8所述的支撐結(jié)構(gòu)，其中，該第一元件的該本體包括一凹陷部，該凹陷部用以容納該鎖固元件。
10.如權(quán)利要求9所述的支撐結(jié)構(gòu)，其中，該鎖固元件包括一鎖固肩部，該鎖固肩部延伸穿過該凹陷部的底部的一孔洞。
11.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其中，包括一環(huán)型元件，該環(huán)型元件環(huán)設(shè)于該燈管的一段，該燈管及該第一元件之間通過該環(huán)性元件以達(dá)到緩沖效果。
12.如權(quán)利要求1所述的支撐結(jié)構(gòu)，其中，該第一元件的該本體的該溝槽的剖面形狀是大致上比半圓形稍大。
13.一種背光組件，適用于一液晶顯示器，該背光組件包括一燈管外殼；一燈管；一擴(kuò)散板；以及一支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)包括一第一元件，該第一元件包括一本體以及一溝槽，該溝槽形成于該本體中，該第一元件用以支持該燈管，該第一元件連接該燈管與該燈管外殼；以及一第二元件，該第二元件包括一細(xì)長形本體，用以支撐該擴(kuò)散板且防止該擴(kuò)散板下垂或變形，而該第二元件是延伸自該第一元件。
全文摘要
一種液晶顯示器的背光組件及其支撐結(jié)構(gòu)，其中背光組件包括一燈管外殼、一燈管、一擴(kuò)散板以及一支撐結(jié)構(gòu)。每一支撐結(jié)構(gòu)包括一第一元件以及一第二元件。第一元件連接于燈管與燈管外殼，第一元件包括一本體以及一溝槽，其中，溝槽形成于本體，以支持燈管。環(huán)型元件環(huán)設(shè)于燈管的一段，燈管及第一元件之間可通過環(huán)型元件而達(dá)到緩沖的效果。第二元件包括一細(xì)長形本體，該細(xì)長形本體用以支撐擴(kuò)散板、防止擴(kuò)散板下垂或變形。
文檔編號G02F1/13357GK1651987SQ20041010376
公開日2005年8月10日 申請日期2004年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月30日
發(fā)明者吳志剛, 王明發(fā) 申請人:友達(dá)光電股份有限公司