背光源技术领域
本发明涉及一种直下式背光模块(direct-type backlight unit)，具体地说，
涉及一种用于该背光模块内的背光源(backlight source)。
背景技术
由于液晶本身并不发光，因此背光模块可谓是液晶显示器(liquid crystal
display，LCD)面板的关键零部件，其主要功能是提供亮度充分及分布均匀的
光源，以使LCD面板能够正常显示图像。随着LCD面板广泛应用于众多具
有发展潜力的电子产品，如监视器(monitor)、笔记本电脑、数码相机、投影
机等等，背光模块及其相关零部件的需求在持续增长。
一般而言，背光模块可分为直下式(direct-type)与边缘式(edge-type)两种
设计，其中直下式设计是将背光源，例如荧光灯管设置于背光模块的正下
方，并可使用两支以上的灯管来增加光源强度，因此适用于较高亮度需求
或较大尺寸的显示面板，例如LCD监视器或LCD电视。
请参考图1，图1为现有的直下式背光模块的背光源10的结构示意图。
如图1所示，现有的背光源10是设置在一显示面板(未显示于图1中)下方
的一外框(bezel)12内，其主要包括平行地排列于外框12内的多支直型灯管
14，以及一分别用来点亮相对应的直型灯管14的控制电路(未显示于图1
中)，即为单一控制电路驱动单一的直型灯管14的驱动模式。其中，显示面
板可为一LCD面板，外框12可为一塑胶壳、一铝框或一金属板，而大尺
寸面板的背光源10的直型灯管14主要使用以低压汞荧光灯设计的冷阴极
荧光灯管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)，冷阴极荧光灯管的发光原理
与一般日光灯十分相似，是利用电场效应激发惰性气体原子与汞原子碰撞
释出短波长的紫外光，透过涂布于灯管管壁的荧光体后，便可转化为可见
光。
此外，每一直型灯管14皆包括一电连接于一高压导线(未显示于图1
中)的高压电极(high voltage electrode)14a与一电连接于一接地线(ground
wire，未显示于图1中)的低压电极14b，且每一直型灯管14的高压电极14a
与低压电极14b分别设置于显示面板的两端。控制电路皆包括一交流/直流
适配器(alternating current/direct current adapter，AC/DC adapter，未显示于图1
中)，用来将一交流电源转换为一直流电源及整流；一直流/交流换流器
(inverter，又称逆变器)16，用来将直流电源转换为高压高频的交流电源，以
驱动背光源10的直型灯管14；以及一直流/直流转换器(converter，未显示
于图1中)，用来将上述直流电源转换为系统所需的工作电压。其中，每一
AC/DC换流器16皆电连接于相对应的高压导线与接地线，通过高压导线与
接地线分别向相对应直型灯管14的高压电极14a与低压电极14b提供高压
与低压，借此每一直型灯管14因电压差(voltage difference)产生放电作用而
被点亮从而形成光源。值得注意的是，现有的背光源10中用来进行电源转
换的DC/AC换流器16，通常另包括一变压器(transformer)，以供转换直流
电流的电压值用。
现有的直下式背光模块的背光源10大多使用多支直型灯管14，以满足
高亮度的要求，然而直型灯管14的数量多时，用来驱动灯管的换流器16
和变压器(transformer)也要相应增加，这不但耗电多且提高了产品成本。此
外，为了轻量化，通常将背光源10装设于一窄小的密闭空间(亦即外框12)
中，且现有的每一直型灯管14的高压电极14a与低压电极14b分别设置于
显示面板的两侧，由于高压电极14a常与DC/AC换流器16置于同侧，故
较易发热且温度较高，因此在操作时所产生的热量往往无法顺利地散发出
去而会不断累积，造成显示面板两端的温度不均。一旦操作时间稍长，不
但影响显示面板的正常运作而造成显示品质降低(例如部分区域的画面容易
产生晃动或闪烁等现象)，更容易大大缩减周围元件的使用寿命。
发明内容
本发明旨在提供一种能解决上述问题的直下式背光模块的背光源。
在本发明的优选实施方式中披露了一种直下式背光模块的背光源，该
背光源设置于一显示面板的下方，且包括多支相互平行的U型灯管，各U
型灯管皆包括一高压电极与一低压电极，上述U型灯管的高压电极均匀设
置于上述显示面板的两侧。
由于本发明的背光源是用U型灯管取代现有的直型灯管，因此可减少
约一半的灯管数量，并可因减少灯管数量而达到显示面板降温的效果。此
外，也可减少换流器与其所使用的变压器的数量，从而降低了产品成本。
再者，本发明的背光源将U型灯管的高压电极交错分置于显示面板的两端，
以减少热源集中，因此可有效降低整体温度，并提高灯管效率。
附图说明
图1为现有直下式背光模块的背光源的结构示意图；
图2为本发明的直下式背光模块的背光源的结构示意图；
图3为本发明的直下式背光模块的侧视分解图；
图4为本发明第二实施方式的直下式背光源的结构示意图。
附图标号说明
10背光源 12外框
14直型灯管 14a高压电极
14b低压电极 16AC/DC换流器
30背光源 32显示面板
34a外框 34b前外框
36U型灯管 36a高压电极
36b低压电极 38换流器
40直下式背光模块
42扩散片板 44扩散板
46反射板 48棱镜
具体实施方式
请参考图2至图3，图2为本发明第一实施方式的直下式背光模块的背
光源30A的结构示意图，图3为图2的直下式背光模块40的侧视分解图。
如图2所示，本发明的背光源30A是设置于一显示面板32(如图3所示)下
方的一后外框34a内，用以提供一光源至显示面板32。本发明的背光源30A
主要包括多支U型灯管36，它们被平行地设置于后外框34a内，相邻两U
型灯管36的开口分别朝向显示面板32的两侧，且相邻两U型灯管36的灯
管臂为分散设置(如图3所示)，每一U型灯管34皆包括一高压电极36a与
一低压电极36b。
值得注意的是，本发明的背光源主要是将U型灯管36的高压电极36a
均匀设置于背光源30的两侧，以将容易产生热源的高压电极36a分散设置，
避免热源集中。
此外，本发明的背光源30还包括电连接于一电源供应器(power supply，
皆未显示于图2中)的多个控制电路，用来提供电流并驱动相对应的U型灯
管36。其中，各控制电路皆包括一换流器38(例如一直流/交流换流器)，一
脉宽调制(pulse width modulation，PWM)换流器，或电连接于相对应U型灯
管36的高压电极36a与低压电极36b的一串联谐振平行负载(series resonant
parallel loaded，SPRL)换流器，用来将直流电源转换成交流电源或利用一变
压器(未显示于图2中)来转换直流电流的电压值。换流器38分别向相对应
U型灯管36的高压电极36a与低压电极36b提供高压和低压，使得每一U
型灯管36可藉助于电压差而产生放电作用来点亮，以形成光源。
如图3所示，本发明的直下式背光模块40包括一扩散片板(diffuser)42，
设置于U型灯管36与显示面板32之间；一扩散板(Light diffuser plate)44，
设置于U型灯管36与扩散片板42之间；一反射板(reflecting plate)46，设置
于U型灯管36的下方；一外壳(未显示于图3中)，设置于反射板46下方并
包覆反射板46周围；以及一前外框34b，该框可与后外框34a结合来组装
显示面板32、扩散片板42、扩散板44、反射板46，以及背光源30。其中，
反射板46是用来将U型灯管36所产生的光源向上反射至扩散板44，以增
加光的使用率，进而提供一较佳的亮度输出，扩散板44是用来将U型灯管
36所产生的光源散射至扩散片板42，扩散片板42可将通过的光线进一步
散射，以向显示面板32提供较均匀分散的光源。此外，一般在扩散片板42
的上方可另设至少一棱镜(prism)48，以进一步校正照光强度的差异，使显示
面板32接收到的光线能有一较均匀的照光强度分布。
在本发明的优选实施方式中，每一U型灯管36皆为一冷阴极荧光灯管，
且U型灯管36相互不交错地设置在后外框34a内。扩散板42一般使用聚
酯(polyester，PET)或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)材料构成，扩散板44可由
聚甲基甲丙烯酸酯材料或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)材料构成，而反射板
46可由铝金属或合金、发泡PET膜或PC树脂构成。
接着如图4所示，图4为本发明第二实施方式的直下式背光源30B的
结构示意图。图4所示的直下式背光源30B的主要零部件与图2所示的直
下式背光源30A的大致相同，不同的部分仅在于图2中相邻两U型灯管36
的灯管臂为分散设置，即不相互交错，而图4中相邻两U型灯管36的灯管
臂为相互交错设置，以提供亮度更为均匀的背光源。此外，在本发明的实
施方式中，是以相邻两U型灯管36的开口分别朝向显示面板32的两侧进
行说明的，然而，本发明的构思并不局限于此，本发明U型灯管的开口的
设置亦可以视产品需求或规格而定，只要可以达到亮度均匀与避免热源集
中目的的各种U型灯管的配置方式，均适用于本发明。
综上所述，与现有直下式背光模块的背光源相比，本发明主要使用U
型灯管取代现有的直型灯管，因此在同样尺寸的背光模块内约可减少一半
的灯管数量，并可因减少灯管数量而达到显示面板降温的效果。此外，还
减少了换流器和其所使用的变压器的数量，从而降低了产品成本。再者，
本发明的背光源是将U型灯管的高压电极交错分置于显示面板的两端，从
而避免了热源集中，因此可有效降低整体温度，并提高灯管效率。
以上仅结合本发明的优选实施方式对本发明进行了描述，凡按本发明
申请文件所述内容作出的等同改变与修饰，皆涵盖在本发明所要求保护的
范围之内。