CN100376952C - 背光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种背光模块。该背光模块包括至少一点光源，还包括一上导光基板与一下导光基板、至少一与该点光源连接的耦合器及至少一与该耦合器连接的导光光纤，该上导光基板与该下导光基板分别设置相对应的凹槽微扰结构来夹持导光光纤使得夹持在其间的导光光纤产生凹槽微扰状的弯曲，远离点光源端凹槽微扰结构深度逐渐增加。本发明背光模块具有光源耦合效率高、出光均匀度高等优点，适用于平面显示器及一般光学照明等多种场合。

Description

背光模块
【技术领域】
本发明是关于一种背光模块，尤其是一种应用于液晶显示器的背光模块。
【背景技术】
由于液晶显示器具有轻、薄、耗电小等优点，因此被广泛应用于笔记本计算机、行动电话、个人数字助理等现代化信息设备。因液晶本身不具发光特性，需为其提供背光模块来实现显示功能。背光模块需具有较高的出光均匀度，从而提升采用该背光模块的显示性能。
现有技术背光模块包括光源及导光板，光源是相对导光板的光入射面设置，该导光板引导自光源发出光束的传输方向，将线光源或点光源转换成面光源出射。
目前一般采用冷阴极萤光灯管作为光源，虽然冷阴极萤光灯管的出光亮度高，但其存在以下缺陷：冷阴极萤光灯管的两端发光亮度相对中间部分低，造成背光模块出光均匀度不高；冷阴极萤光灯管必须要高压且由交流电源供应，这对便携式显示器是一项很大的缺陷，且交流讯号会影响并干扰液晶显示器的影像讯号；冷阴极萤光灯管为圆柱体发光，光能利用率低；冷阴极萤光灯管的寿命会受到温度影响而大幅降低；另外，使用冷阴极萤光灯管的液晶显示器成本相对较高。
为克服冷阴极萤光灯管的缺陷，现有技术背光模块可采用发光二极管等点光源。请参阅图1，一种现有技术背光模块1由点光源11、导光板10和反射板13组成；其中，该点光源11位于该导光板10入光面101一侧，该反射板13位于该导光板10底面103一侧。为增强出光均匀度，该导光板10底面103分布有网点121，出光面102设置聚光图案122；但是，该现有技术背光模块1存在以下不足：该背光模块使用点光源11，出光光强分布不均匀，另外，光利用率也不高。
【发明内容】
为了克服现有技术背光模块光能利用率低和出光均匀度不高的缺陷，本发明提供一种光能利用率高且出光均匀度高的背光模块。
本发明解决技术问题的技术方案是：提供一背光模块，其包括至少一点光源、至少一与该点光源连接的耦合器、至少一与该耦合器连接的导光光纤及一上导光基板和一下导光基板，该上、下导光基板分别设置凹槽微扰结构来夹持导光光纤使得夹持在其间的导光光纤产生凹槽微扰状的弯曲，其中，远离点光源端凹槽微扰结构深度逐渐增加。
与现有技术相比，本发明背光模块采用导光光纤将点光源发出的光束均匀导入导光板内部，由于导光光纤与点光源之间的耦合效率高，可提升光能利用率；利用上、下导光基板的凹槽微扰结构，使光束在导光光纤内部的全反射条件被破坏，另外，因为光纤微扰结构越深，其漏光能量越大，又因为距光源远处光能量小，所以远离点光源处微扰结构较深，达到各处出光能量均衡的效果。
【附图说明】
图1是一种现有技术背光模块的立体图。
图2是本发明背光模块第一实施方式的立体分解图。
图3是图2所示背光模块的侧面示意图。
图4是图3中的虚线圆圈部的放大图。
图5是本发明背光模块第二实施方式的立体图。
【具体实施方式】
请参阅图2和图3，是本发明背光模块第一实施方式。该背光模块200包括点光源210、一耦合器250、一组传输点光源210所发光束的导光光纤240及夹持该组导光光纤240的导光基板220、230；该耦合器250连接点光源210与导光光纤240。
该点光源210可以是小分子发光二极管或高分子发光二极管，也可采用激光二极管以增加亮度。
该组导光光纤240用来传输点光源210所发出的光束，其易于与点光源210相耦合，可有效提升背光模块100的光能利用率，从而增加亮度。该组导光光纤240一般是高纯度的玻璃抽丝材质，为光束提供低损耗的传输路径，也可是耐热塑料光纤，半径在1000微米以下。
该导光基板220、230夹持导光光纤240，其相对的表面222和232设置凹槽微扰结构224和234以夹持导光光纤240使得夹持在其间的导光光纤240产生凹槽微扰状的弯曲，其中，远离点光源210端凹槽微扰结构224和234深度逐渐增加，使得部分光束因为导光光纤240的全反射条件被破坏而均匀输出，最后光束从上导光基板220的表面221出射。
一同参阅图4，该导光基板220、230的材质选自光学级丙烯酸类聚合物、高分子聚合物、高分子碳化物、玻璃或石英其中之一，是采用射出成型或裁切法制造，形状大致呈平行六面体，其相对的表面222及232的凹槽微扰结构可经由精密加工完成，使得夹持在其间的导光光纤240产生所需的曲率半径R，从而破坏光束在导光光纤240内部的全反射条件，实现线性光源的功能。
该上导光基板220的表面221设置微透镜阵列223，以聚集从表面221出射的光束，从而提高背光模块200的亮度。该微透镜阵列223包括多个连续设置的微透镜条(未标示)，但该多个微透镜条也可以间隔设置。该微透镜条的横截面呈三角形，但也可以是矩形、梯形等形状。该上导光基板220的表面也可开设凹槽来代替该微透镜阵列223。
该下导光基板230的表面231设置反射膜(图未示)，该反射膜是由SiO2与TiO2交替形成的多层薄膜，使投射在其上的光束反射，以防止光束从该表面231逸出，该反射膜可采用化学气相沉积法、电子束蒸镀法或溅镀法形成，其在可见光区的反射率可达98％以上。但该反射膜也可以是银、铝等金属反射膜，也可以邻近该表面231设置一反射板(图未示)来代替反射膜实现该功能。
请参阅图5，是本发明背光模块第二实施方式。该实施方式与第一实施方式不同之处在于：该背光模300包括一组点光源310、一组耦合器350、一组传输点光源310所发光束的导光光纤340，每一点光源310与一导光光纤340耦合；该组耦合器350连接点光源310与导光光纤340。
该背光模块300还包括夹持该组导光光纤340的导光基板320、330。
该点光源310可以是小分子发光二极管或高分子发光二极管，也可以采用激光二极管以增加亮度。
该组导光光纤340是用来传输点光源310所发出的光束，其易于和点光源310相耦合，可以有效提升背光模块300的光能利用率，从而增加亮度。该组导光光纤340是高纯度的玻璃抽丝材质，其为光束提供低损耗的传输路径，也可以是耐热塑料光纤，半径在1000微米以下。
该导光基板320、330夹持导光光纤340，其相对的表面322和332设置凹槽微扰结构324和334来匹配导光光纤340，其中，远离点光源310端凹槽微扰结构324和334深度逐渐增加，使得部分光束因为导光光纤340的全反射条件被破坏而均匀输出，最后光束从上导光基板320的表面321出射。
当然，本发明还可以有其它改进或替换。例如：可进一步在邻近上导光基板220、320的上表面一侧设置扩散板和棱镜片(图未示)。

Claims (9)

1.一种背光模块，其包括至少一点光源，其特征在于：该背光模块还包括一上导光基板与一下导光基板、至少一与该点光源连接的耦合器及至少一与该耦合器连接的导光光纤，该上导光基板与该下导光基板分别设置相对应的凹槽微扰结构来夹持导光光纤使得夹持在其间的导光光纤产生凹槽微扰状的弯曲，远离点光源端凹槽微扰结构深度逐渐增加。
2.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于：该点光源是发光二极管或激光二极管。
3.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于：该导光光纤是高纯度的玻璃抽丝材质或耐热塑料光纤。
4.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于：该导光光纤半径小于1000微米。
5.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于：该上导光基板的上表面设置微透镜阵列。
6.如权利要求5所述的背光模块，其特征在于：该微透镜阵列包括多个连续设置的微透镜条。
7.如权利要求5所述的背光模块，其特征在于：该微透镜阵列包括多个间隔设置的微透镜条。
8.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于：该下导光基板下表面设置反射膜。
9.如权利要求1所述的背光模块，其特征在于：其还包括设置在邻近该下导光基板的下表面的反射板。
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