專利名稱：背光模組及其線性光源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模組及其線性光源，特別是指一種應(yīng)用于液晶顯示器的背光模組及其線性光源。
背景技術(shù)：
由于液晶顯示器具有輕、薄、耗電小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于筆記本計算機(jī)、移動電話、個人數(shù)字助理等現(xiàn)代化信息設(shè)備。因為液晶本身不具有發(fā)光特性，需要為其提供背光模組以實現(xiàn)顯示功能。背光模組需要具有較高的出光均勻度，從而提升采用該背光模組的液晶顯示器的色彩對比度、全屏區(qū)域亮度效果和整機(jī)的可視角度。
現(xiàn)有技術(shù)背光模組包括光源和導(dǎo)光板，光源相對導(dǎo)光板的光入射面設(shè)置，該導(dǎo)光板引導(dǎo)自光源發(fā)出光束的傳輸方向，將線光源或點光源轉(zhuǎn)換成面光源出射。
目前一般采用冷陰極熒光燈管作為光源，雖然冷陰極熒光燈管的出光輝度有不錯的顯示效果，但是其存在以下缺陷冷陰極熒光燈管的兩端發(fā)光輝度相對中間部分低，造成背光模組出光均勻度不高；冷陰極熒光燈管必須要高壓且由交流電源供應(yīng)，對便攜式顯示器是一項不利的缺陷，并且交流訊號會影響并干擾液晶顯示器的影像訊號；冷陰極熒光燈管為圓柱體發(fā)光，光能利用率低；冷陰極熒光燈管的壽命會受到溫度影響而大幅降低；冷陰極熒光燈管無法分時產(chǎn)生不同波長的光，從而無法實現(xiàn)彩色化背光模組；另外，使用冷陰極熒光燈管的液晶顯示器相對成本較高。
為了克服冷陰極熒光燈管的缺陷，現(xiàn)有技術(shù)采用發(fā)光二極管或者其它點光源和導(dǎo)光棒結(jié)合成線性光源，具體可參見2003年5月21日公告的中國臺灣專利第534326號、2002年10月21日公告的中國臺灣專利第507099號、2000年9月13日公告的中國專利第99103941號。但是，這些現(xiàn)有技術(shù)存在導(dǎo)光棒和點光源耦合效率不高、導(dǎo)光棒設(shè)計復(fù)雜并且發(fā)光均勻度不高等缺點。
一種現(xiàn)有技術(shù)背光模組可以參閱圖1，其揭示于2002年7月10日公告的中國專利第01227387號。該背光模組10由光傳導(dǎo)板20、導(dǎo)光棒30和兩發(fā)光二極管40所組成。該光傳導(dǎo)板20包含兩平行的上、下導(dǎo)光均勻板22、24，導(dǎo)光均勻板22、24上分別形成聚光圖案和第一攔光圖案。該導(dǎo)光棒30設(shè)置在光傳導(dǎo)板20的一側(cè)，其上設(shè)有第二和第三攔光圖案，該兩發(fā)光二極管40分別貼設(shè)在導(dǎo)光棒30的兩端。該兩發(fā)光二極管40和導(dǎo)光棒30組合可形成線性光源，但是，該現(xiàn)有技術(shù)背光模組10存在不足由于是利用導(dǎo)光棒30的第二和第三攔光圖案、光傳導(dǎo)板20的攔光圖案相互配合，以提升背光模組10的出光均勻度，其設(shè)計和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且該攔光圖案的制作精度要求高，容易產(chǎn)生不良品；發(fā)光二極管40所發(fā)出的光束和導(dǎo)光棒30的耦合效率低，導(dǎo)致光能利用率低；采用攔光圖案提升均勻度的效果也不夠理想； 另外，其無法將多種不同的色彩引入光傳導(dǎo)板20，實現(xiàn)可變色彩背光模組的功能。

發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)背光模組光能利用率和出光均勻度低的缺陷，本發(fā)明提供一種光能利用率高、出光均勻度較高的背光模組。
本發(fā)明還提供一種光能利用率高、出光均勻度較高的線性光源。
本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案是提供一種背光模組，包括導(dǎo)光板和至少一線性光源，該線性光源包括點光源、傳輸點光源所發(fā)光束并將其轉(zhuǎn)換成線狀光束的導(dǎo)光光纖和夾持導(dǎo)光光纖的透光體，該透光體設(shè)置匹配導(dǎo)光光纖的微擾結(jié)構(gòu)，來自線性光源的光束經(jīng)由導(dǎo)光板轉(zhuǎn)換為平面光出射。
本發(fā)明還提供一種線性光源，包括點光源、傳輸點光源所發(fā)光束并將其轉(zhuǎn)換成線狀光束的導(dǎo)光光纖和夾持導(dǎo)光光纖的透光體，該透光體設(shè)置匹配導(dǎo)光光纖的微擾結(jié)構(gòu)。
相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是由于本發(fā)明背光模組采用包括點光源和導(dǎo)光光纖、透光板的線性光源，可以克服冷陰極熒光燈的缺陷；由于導(dǎo)光光纖和點光源之間的耦合效率高，可以提升光能利用率；利用透光板的微擾結(jié)構(gòu)，使得光束在導(dǎo)光光纖內(nèi)部的全反射條件得到破壞，從而均勻出射至導(dǎo)光板；另外，通過改變點光源的色彩、輝度和數(shù)目，還可以隨意變換背光模組的顯示色彩。

圖1是一種現(xiàn)有技術(shù)背光模組的立體圖。
圖2是本發(fā)明線性光源第一實施方式的立體圖。
圖3是圖2所示背光模組的側(cè)面視圖。
圖4是圖3的局部放大圖。
圖5是本發(fā)明線性光源第二實施方式的立體圖。
圖6是本發(fā)明線性光源第三實施方式的點光源組合示意圖。
圖7是本發(fā)明背光模組第一實施方式的立體圖。
圖8是本發(fā)明背光模組第二實施方式的平面視圖。
具體實施方式
請參閱圖2和圖3，是本發(fā)明線性光源第一實施方式。該線性光源100包括點光源110、傳輸點光源110所發(fā)光束的導(dǎo)光光纖140和夾持導(dǎo)光光纖140的透光體120、130。
該點光源110可以是小分子發(fā)光二極管或高分子發(fā)光二極管，也可以采用激光二極管來增加輝度。
該導(dǎo)光光纖140傳輸點光源110所發(fā)出的光束，其易于和點光源110相耦合，可以有效提升背光模組100的光能利用率，從而增加輝度。該導(dǎo)光光纖140一般是高純度的玻璃抽絲材質(zhì)，為光束提供低損失的傳輸路徑，其也可以是耐熱塑料光纖，半徑約為1000微米以下。
該透光體120、130夾持導(dǎo)光光纖140，其相對的表面122和132設(shè)置匹配導(dǎo)光光纖140的微擾結(jié)構(gòu)(未標(biāo)示)，使得部分光束因為導(dǎo)光光纖140的全反射條件被破壞而輸出，且光束自透光體120的表面121出射。
一并參閱圖4，該透光體120、130的材質(zhì)選自光學(xué)級丙烯酸類聚合物、高分子聚合物、高分子碳化物、玻璃或石英其中之一，采用射出成型或裁切法制造，形狀大致呈平行六面體，其相對的表面122和132的微擾結(jié)構(gòu)可以經(jīng)由精密加工完成，使得夾持于其間的導(dǎo)光光纖140產(chǎn)生所需的曲率半徑R，從而破壞光束在導(dǎo)光光纖140內(nèi)部的全反射條件，實現(xiàn)所需的線性光源的功能。
該透光體120的表面121布設(shè)微透鏡陣列123，聚集自表面121出射的光束，從而提高線性光源100的輝度。該微透鏡陣列123包括多條連續(xù)設(shè)置的微透鏡條(未標(biāo)示)，當(dāng)然，該多條微透鏡條也可以間隔設(shè)置。該微透鏡條的橫截面呈三角形，當(dāng)然，其也可以是矩形、梯形等形狀。該透光體120的表面也可以開設(shè)凹槽來替代該微透鏡陣列123。
該透光體130的表面131設(shè)置反射膜(圖未示)，該反射膜是由SiO2和TiO2交替形成的多層薄膜，使投射在其上的光束反射，防止光束自該表面131逸出，該反射膜可以采用化學(xué)氣相沉積法、電子束蒸鍍法、濺鍍法等方法形成，其在可見光區(qū)的反射率可達(dá)98％以上。當(dāng)然，該反射膜也可以是銀、鋁等金屬反射膜，也可以鄰近該表面131設(shè)置一反射板(圖未示)來替代反射膜實現(xiàn)該功能。
請參閱圖5，是本發(fā)明線性光源第二實施方式。該線性光源200包括藍(lán)色點光源211、綠色點光源212、紅色點光源213、導(dǎo)光光纖241、242、243和透光體220、230。其中，導(dǎo)光光纖241、242和243分別耦合三點光源211、212和213，引導(dǎo)點光源發(fā)出光束的傳輸方向，將其轉(zhuǎn)換為線狀光束出射。透光體220、230夾持導(dǎo)光光纖241、242和243于其間。
該藍(lán)色點光源211、綠色點光源212和紅色點光源213通常是表面粘著型發(fā)光二極管或燈泡型發(fā)光二極管。該綠色點光源212的波長的峰值范圍介于470nm至540nm之間，該紅色點光源213的波長的峰值范圍介于600nm至660nm之間。
由于導(dǎo)光光纖241、242和243的半徑一般在1000微米以下，因此可將不同色彩的點光源發(fā)出的光束同時組合在相同的透光體220和230之中，使線性光源200可以通過選擇點亮不同色彩的點光源或調(diào)節(jié)不同點光源的色彩輝度來產(chǎn)生可變色彩的線狀光束。
該透光體220、230夾持導(dǎo)光光纖241、242和243，其相對的表面222和232設(shè)置匹配導(dǎo)光光纖241、242和243的微擾結(jié)構(gòu)(未標(biāo)示)，并且光束自透光體220的表面221出射。該透光體220的表面221布設(shè)微透鏡陣列223，以聚集自表面221出射的光束，從而提高線性光源200的輝度。當(dāng)然，該透光體220的表面也可以加工成具有一定粗糙度的粗糙表面。
該透光體230的表面231設(shè)置反射膜(圖未示)，該反射膜是銀、鋁等金屬反射膜，采用鍍膜制程涂布于表面231，使投射在其上的光束反射，防止光束自該表面231選出。
請參閱圖6，是本發(fā)明點光源和導(dǎo)光光纖的另一耦合方式，一對多耦合器350將藍(lán)色點光源311、綠色點光源312和紅色點光源313同時耦合進(jìn)入導(dǎo)光光纖340，再夾持在具微擾結(jié)構(gòu)的透光體之間，通過調(diào)節(jié)點光源311、312和313的驅(qū)動電源(圖未示)選擇點亮不同色彩的點光源或調(diào)節(jié)不同點光源的色彩輝度來產(chǎn)生可變色彩的線狀光束。
請參閱圖7，是本發(fā)明背光模組第一實施方式。該背光模組90包括線性光源400和導(dǎo)光板480，來自線性光源400的線性光束經(jīng)導(dǎo)光板480轉(zhuǎn)換成平面光出射。
該線性光源400包括點光源410、傳輸點光源410所發(fā)光束的導(dǎo)光光纖440和夾持導(dǎo)光光纖440的透光體420、430。
該導(dǎo)光板480是楔形導(dǎo)光板，采用壓克力、玻璃或聚碳酸酯等透明材質(zhì)制成，其包括一光入射面481、和光入射面481相連的光出射面482以及和光出射面482相對的底面483。
該光入射面481接收線性光源400發(fā)出的光束，其上耦合線性光源400發(fā)出的光束的區(qū)域可設(shè)置抗反射膜(圖未示)，提高光束利用率，進(jìn)一步增強(qiáng)耦合效率。該光出射面482可加工成具有一定粗糙度的粗糙面，提升自光出射面482出射光束的均勻性。該底面483設(shè)置多個網(wǎng)點(圖未示)，該網(wǎng)點的大小可以沿遠(yuǎn)離光入射面481的方向遞增，也可以均勻分布在底面483，其可以是圓柱狀、圓球狀、正方體、金字塔形或其它合適的形狀。該網(wǎng)點可以通過印刷或射出成型等方式分布在底面483。另外，也可以在底面483設(shè)置多個V形槽(圖未示)。
當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它改進(jìn)或替換。例如，為了增強(qiáng)背光模組90的出光輝度和均勻度，可以進(jìn)一步在鄰近導(dǎo)光板480的光出射面482一側(cè)設(shè)置擴(kuò)散板和棱鏡片(圖未示)。
請參閱圖8，是本發(fā)明背光模組第二實施方式，該背光模組99包括導(dǎo)光板380和三線性光源301、302、303。
該導(dǎo)光板380可以采用現(xiàn)有的任意側(cè)光式導(dǎo)光板，三線性光源301、302、303分別設(shè)置于導(dǎo)光板380的一光入射側(cè)面(未標(biāo)示)。
該線性光源301采用耦合器350將不同色彩的點光源311、312和313同時耦合進(jìn)入導(dǎo)光光纖340，再夾持在具微擾結(jié)構(gòu)的透光體之間，通過調(diào)節(jié)點光源311、312和313的驅(qū)動電源360以產(chǎn)生可變色彩的線狀光束。
該線性光源302和303結(jié)構(gòu)相同，分別包括點光源314、315以及相應(yīng)的導(dǎo)光光纖和夾持導(dǎo)光光纖的透光體。
當(dāng)然，由于導(dǎo)光光纖340是一可撓性結(jié)構(gòu)，因此也可以采用同一導(dǎo)光光纖340連接線性光源301、302和303，從而可省略點光源314和315，進(jìn)一步降低成本。
權(quán)利要求
1.一種背光模組，包括導(dǎo)光板和至少一線性光源，來自線性光源的光束經(jīng)導(dǎo)光板轉(zhuǎn)換成平面光出射，該線性光源包括至少一點光源，其特征在于該線性光源還包括傳輸點光源所發(fā)光束并將其轉(zhuǎn)換為線狀光束導(dǎo)光光纖和夾持導(dǎo)光光纖的透光體，該透光體設(shè)置匹配導(dǎo)光光纖的微擾結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該點光源是紅色光源、藍(lán)色光源或綠色光源。
3.如權(quán)利要求1或2所述的背光模組，其特征在于該點光源是發(fā)光二極管或激光二極管。
4.如權(quán)利要求1或2所述的背光模組，其特征在于該點光源是表面粘著型發(fā)光二極管或燈泡型發(fā)光二極管。
5.如權(quán)利要求1或2所述的背光模組，其特征在于該背光模組散發(fā)均勻分布的白色平面光。
6.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該導(dǎo)光光纖是玻璃抽絲材質(zhì)或耐熱塑料光纖。
7.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該線性光源還包括耦合該至少一點光源和導(dǎo)光光纖的耦合器。
8.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該透光體的表面布設(shè)微透鏡陣列或開設(shè)凹槽。
9.如權(quán)利要求1所述的背光模組，其特征在于該透光體的表面設(shè)置反射膜。
10.一種線性光源，包括至少一點光源，其特征在于該線性光源還包括傳輸點光源所發(fā)光束并將其轉(zhuǎn)換為線狀光束導(dǎo)光光纖和夾持導(dǎo)光光纖的透光體，該透光體設(shè)置匹配導(dǎo)光光纖的微擾結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種背光模組。該背光模組包括導(dǎo)光板和至少一線性光源，該線性光源包括點光源、傳輸點光源所發(fā)光束的導(dǎo)光光纖和夾持導(dǎo)光光纖的透光體，該透光體設(shè)置匹配導(dǎo)光光纖的微擾結(jié)構(gòu)，來自線性光源的光束經(jīng)由導(dǎo)光板轉(zhuǎn)換成平面光出射。本發(fā)明背光模組具有光源耦合效率高、出光均勻度高等優(yōu)點，適用于平面顯示器和一般光學(xué)照明等多種場合。
文檔編號G02F1/13357GK1595256SQ0314680
公開日2005年3月16日 申請日期2003年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月11日
發(fā)明者張仁淙 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司