[发明专利]灯管、背光模块及液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种灯管，特别是涉及背光模块与液晶显示装置的灯管。

背景技术

因为液晶显示器是非自发光的装置，需要背光模块提供光源，背光模块根据装设位置区分为直下式与侧边入光式两种；背光模块所使用的光源可以为冷阴极荧光灯管、外部电极荧光灯管(EEFL)、差分电极荧光灯管(DEFL)或发光二极管等等。

图1显示现有技术的冷阴极荧光灯管，灯管1是由玻璃管10、涂覆于玻璃管10内表面的荧光材料12、注入于玻璃管10的惰性气体14、两安装于玻璃管10边缘的电极16、分别电连接两电极16并延伸出玻璃管10的两导线18所组成。

当交流电压施加至电极16的高压电极16与低压电极16时，玻璃管10自低压电极16部分发射出电子与惰性气体产生碰撞，电子数目呈指数增加，惰性气体受电子激发并且发射出紫外线，紫外线与荧光材料12碰撞而发射出可见光。

除了圆形，灯管也可以是别种形状。如图2所示，中国台湾专利公开200725119号公开一种灯管2，灯管2具有椭圆形的玻璃管21与两圆形的表面电极22，其中荧光材料23形成于玻璃管21的内壁、惰性气体24密封于玻璃管21内。椭圆形的玻璃管21具有长轴与短轴，该发明公开相对于圆形玻璃管，椭圆形玻璃管21的荧光材料23激发面积可以增加，因而提高发光效率与亮度。

随着液晶显示器大尺寸化的趋势，不论是何种形状的灯管，其长度势必增加，玻璃管的厚度、直径也必须增加，使得灯管的亮度与发光效率降低、背光模块的成本呈倍数成长、背光模块所占有液晶显示器的成本比例也愈来愈高。

因此，急需提供一种具有更好的发光效率与亮度的灯管、背光模块与液晶显示装置，并降低背光模块与液晶显示器的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有更好的发光效率与亮度的灯管、背光模块与液晶显示装置，并降低背光模块与液晶显示器的成本。

根据上述目的，本发明提供一种灯管，包含中空透明的灯管本体，其具有不等管壁厚度；及光线，由灯管本体的中空部分由内往外射出。灯管可还包含第一电极，设置于灯管本体第一端；第二电极，设置于该灯管本体该第一端；荧光材料设置于灯管本体的中空部分的内表面；惰性气体密封于灯管本体的中空部分；及两导线分别电连接第一电极与第二电极。

根据上述目的，本发明提供直下式背光模块，包含底壳，底壳内部配置有多个上述「不等管壁厚度」灯管；及扩散材料设置于底壳上方。

根据上述目的，本发明提供侧边入光式背光模块，包含上述「不等管壁厚度」灯管，设置于背光模块的侧面；反射罩环绕灯管；导光板，该灯管入射的光线转换成面光源；反射板设置于导光板底部；及扩散材料设置于导光板上方。

根据上述目的，本发明提供一种液晶显示装置，包含液晶面板；及背光模块，背光模块可为上述的直下式背光模块或侧边入光式背光模块。

附图说明

图1与图2示例两种现有的灯管结构；

图3显示本发明实施例的灯管；

图4至图5显示本发明另一实施例的灯管；

图6比较发光装置配置本发明与现有技术灯管后的光能量分布图；

图7显示本发明一些实施例的灯管；

图8显示现有技术灯管的光学仿真；

图9显示本发明灯管的光学仿真；

图10显示本发明实施例的直下式背光模块；及

图11显示本发明实施例的侧边入光式背光模块。

具体实施方式

现有技术通过改变灯管的几何外形而提升发光效率与亮度，成效仍不够。本发明认为在整个背光模块结构下，光学的设计不外乎是将光有效的收集至可视区，除了提升发光效率，可以有效增加背光模块的亮度，有效降低能源损失也是一个可以思考的方向。由于灯管是一种线光源，发光的形式是往四面八方发散，如能将光导引至所需的地方，即可降低光源损失，发光效率亦得以提升。

图3显示本发明实施例的灯管，灯管3包含三角形、中空、透明的灯管本体31，灯管本体31的材质可以为玻璃且灯管本体31具有不等、不均匀的壁厚，光32由玻璃管内部从内往外射出，上方的平面可定义为光出射面33，而光线也会自其它两个表面射出。

与现有技术中的技术相比，本发明利用不等壁厚，造成一种中央较薄、边缘较厚的凹透镜光出射面33，于主轴之外入射的光线经过光出射面33时会折射，折射后的光线往外发散，使得光线均匀的出光；反之，现有技术的灯管均具有相等的壁厚，光线经过光出射面后，位于主轴的光线有较大的光强度，且光强度随偏离主轴而递减。