CN201340462Y - 背光光纤及其应用背光模块、液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种发光效果佳、构造简单的背光光纤及其应用背光模块、液晶显示装置。在技术手段方面，为一光纤本体(1)，该光纤本体(1)的侧面边缘沿着轴向设有一凹槽(11A～11F)；以及一固设于该凹槽(11A～11F)内的光反射部(2A～2F)，该光反射部(2A～2F)内侧面设有一反射面(21A～21F)，让进入该光纤本体(1)的一入射光(L)，经由该光反射部(2A～2F)，而从其相对侧面向外逸出。又，本实用新型的背光模块(200)中包含了上述复数条彼此平行排列于基板(4)顶面的光纤本体(1)；而液晶显示装置(300)则包含了上述背光模块(200)及液晶面板(400)。

Description

背光光纤及其应用背光模块、液晶显示装置

技术领域

本实用新型涉及一种发光效果佳、构造简单的背光光纤及其应用背光模块、液晶显示装置。

背景技术

一般人提到光纤，直觉上就会想到通讯用的光纤，但科技的革新，这项高科技产物却也能在传送0、1的讯号外，应用于光源的传送，因此，除了装潢、广告、造景、照明及背光应用等方面，用途愈来愈广，也使人类的生活更多采多姿。

至于光纤的材料，大致上可分为玻璃及塑料两种；玻璃光纤由于造价高，品质要求高，大多应用于通讯及影像传输上，譬如医学的内视镜；而塑料光纤(Plastic optical fiber，POF)因成本低及材料柔软度，适合大量生产与使用，因此成为照明的最佳材料。

至于光纤照明，也可依应用场合不同，分为侧光发光光纤及尾端发光光纤，但是现今一般所使用的侧光发光光纤，主要是通过改变光纤外层结构，使其产生折射点或面，以将其内的光线，自光纤的侧边发出，此种侧光发光光纤，其问题在于，为了达到侧边发光的效果，光纤必须要做额外的加工处理，然而此举会增加塑料光纤的制造成本，且制作步骤麻烦，再者，若塑料光纤的侧面漏光，并未具有特定发光区域，会使其在用于装饰性或夜间警示用途时，造成在非必要区域发光的光线浪费。

因此，需要改善塑料光纤的结构，使其不需额外在光纤主体进行再加工处理，业内人士针对上述的问题，进行改良，可参考下述专利文献1：中国台湾专利公告M296373号“塑料光纤结构改良”所示，为一种塑料光纤，包含：一光纤主体；以及一光扩散层，位于该光纤主体的侧面边缘内部，藉以使得进入该光纤主体的一入射光经由该光扩散层而从该光纤主体的侧面向外逸出。

所欲解决的问题：

前述专利文献1存在着下列问题：

1.前述专利文献1，其最大的问题就是，为了要将光纤主体内的光线导出，因此，增设有光扩散层，但是也因为如此，产生整体亮度降低的问题。

有鉴于此，如何让整体亮度维持一定的水准，不会降低，并不影响其侧边发光的效果，便成为本实用新型欲改进的目的之一。

2.因为专利文献1其所产生的照明效果，较为分散，不集中，所以产生的发光效果有限，仅能用于对发光亮度要求低的产品，如一般的装饰照明，也因为如此，整体的应用范围有限。

有鉴于此，如何提高光纤的照明集中率，让整体的应用范围增加，便成为本实用新型欲改进的目的之二。

3.专利文献1这种型态的光纤，当用于背光模块使用时，其功效较差，亮度有限，必须要使用反光板，才能达到最低的运作标准。

有鉴于此，如何提高光纤的照明功效，免除使用反光板时，亦能达到运作标准，便成为本实用新型欲改进的目的之三。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种发光效果佳、构造简单的背光光纤及其应用背光模块、液晶显示装置。

为解决前述问题及达到本实用新型的目的，其技术手段有以下三种应用型态：

本实用新型第一型态：为一种背光光纤，其特征在于包括：

一光纤本体，该光纤本体的侧面边缘、沿着轴向设有一凹槽；以及

一固设于该凹槽内的光反射部，该光反射部内侧面设有一反射面，能让进入该光纤本体的入射光经由该光反射部，而从其相对侧面向外逸出。

根据上述的背光光纤，所述光纤本体的材质为下列之一：丙烯基系树脂、氟系树脂、氟化树脂(Fluoropolymers)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(mCOC)、溶凝胶(Sol-Gel)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、石英(SiO2)。

根据上述的背光光纤，所述光反射部的材质为下列之一：丙烯基系树脂、氟系树脂、氟化树脂(Fluoropolymers)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(mCOC)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、石英(SiO2)。

根据上述的背光光纤，所述反射面的形状为下列之一：小于180°的凹弧曲面、小于180°的凸弧曲面、等于180°的凹弧曲面、等于180°的凸弧曲面、大于180°的凹弧曲面、大于180°的凸弧曲面。

根据上述的背光光纤，所述光反射部为一不透明的反射条。

根据上述的背光光纤，所述光反射部为一表面涂布或贴附有高反射系数的反射层的反射条。

本实用新型的第二型态：为一种背光模块，其包含：

一基板；复数条彼此平行、且共平面、排列于上述基板顶面且如权利要求1所述的背光光纤；以及至少一个与该背光光纤连接、能使其发光的发光装置。

根据上述的背光模块，所述发光装置为下列之一：半导体雷射二极管、发光二极管、SMD发光二极管。

根据上述的背光模块，所述基板的材质为下列之一：软质塑料、硬质塑料、玻璃、压克力。

本实用新型的第三型态：为一种液晶显示装置，其包含：

一背光模块；以及一设于该背光模块顶侧面的液晶面板；该背光模块是由一基板；复数条彼此平行、且共平面、排列于上述基板顶面且如权利要求1所述的背光光纤；以及一与该背光光纤连接、能使其发光的发光装置所组成。本实用新型可获以下优点：

1.本实用新型中，背光光纤通过光纤本体与光反射部的配合，使进入光纤本体的光，可以经由该光反射部的反射作用，而从光反射部相对侧面、光纤本体向外逸出，使本实用新型背光光纤的侧光亮度能得到提升，不浪费一分一毫的光源，能获得最大的发光效率，使本实用新型的实用性达到最大化。

2.本实用新型背光光纤中，光反射部的使用，是主要的改变之处，与专利文献1中所使用的光扩散层有很大的不同点，即光反射部是利用反光的效果，让光自光纤本体的侧面，产生漏光的效果，光反射部是不能透光的，利用此反射作用，以将光源集中，且因为本实用新型的发光效果，具有一定的方向性，所以能做为背光光源使用，因此产业利用性佳，照明集中率好，让整体的应用范围增加。

3.使用本实用新型中的背光光纤作为背光模块，能免去使用反射板，可以进一步降低整体的厚度，并减少成本与工时，另一方面，因为构造简化，所以重量亦会降低，散热性亦能有所提高，相较于现今一般的背光模块，产业利用性与实用性更佳。

附图说明

图1：本实用新型第一实施例的立体示意图。

图2：本实用新型第一实施例的分解示意图。

图3：本实用新型第一实施例的剖面示意图。

图4：本实用新型第一实施例的示例示意图。

图4A：为图4的实施剖面示意图。

图5：本实用新型第二实施例的立体示意图。

图6：本实用新型第三实施例的立体示意图。

图7：本实用新型第四实施例的立体示意图。

图8：本实用新型第五实施例的立体示意图。

图9：本实用新型第六实施例的立体示意图。

图10：本实用新型背光模块的实施示意图。

图11：本实用新型液晶显示装置的装置方块示意图。

1          光纤本体

11(A～F)   凹槽

2(A～F)    光反射部

21(A～F)   反射面

3          发光装置

4      基板

5      市电电源

L      入射光

100    背光光纤

200    背光模块

300    液晶显示装置

400    液晶面板

具体实施方式

为了更具体呈现本实用新型的内容，以下参考附图，针对本实用新型的实施例作详细说明。

如图1所示为本实用新型第一实施例的立体示意图，如图2所示为本实用新型第一实施例的分解示意图，如图3所示为本实用新型第一实施例的剖面示意图，如图5～图9所示为本实用新型第二～六实施例的立体示意图。

图中示出，一种背光光纤100，其特征在于包括：

一光纤本体1，该光纤本体1的侧面边缘沿着轴向设有一凹槽11A～11F；以及一固设于该凹槽11A～11F内的光反射部2A～2F，该光反射部2A～2F内侧面设有一反射面21A～21F，能让进入该光纤本体1的入射光L经由该光反射部2A～2F，而从其相对侧面向外逸出。

其中，通过光纤本体1与光反射部2A～2F的配合，能使进入光纤本体1的入射光L，经由该光反射部2A～2F的反射，而从其相对侧面向外逸出，使本实用新型的亮度能提升，不浪费光源，能获得最大的发光效率，使本实用新型的实用性能最大化。

其次，因为光反射部2A～2F是主要的改变之处，其与专利文献1中，使用的高折透率的光扩散层，最大的不同，就是光反射部2A～2F是利用反光的效果，让入射光L能于光纤本体1的侧面，产生漏光的效果，并利用此反射作用，将光源集中，以有效地利用每一分光源。

上述中，所述光纤本体1的材质为下列之一：丙烯基系树脂、氟系树脂、氟化树脂(Fluoropolymers)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(mCOC)、溶凝胶(Sol-Gel)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、石英(SiO2)。

其中，前述的材质，为一般常见的塑料光纤材质，因应不同的使用范畴、成本、发光效果，使用不同的材质，以使本实用新型的实用性，得到最大化的利用，能提高本实用新型的产业利用性。

上述中，所述光反射部2A～2F的材质为下列之一：丙烯基系树脂、氟系树脂、氟化树脂(Fluoropolymers)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、环烯烃共聚物(mCOC)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、石英(SiO2)。

其中，因为光纤本体1与光反射部2A～2F，是采用一体成型的方式，进行结合，因此光反射部2A～2F的材质，必须要配合光纤本体1的材质，进行选用，以确保两者间的结合效果，使光纤本体1与光反射部2A～2F，不会产生分离、脱落等问题，以减少不良率。

上述中，所述反射面21A～21F的形状为下列之一：小于180°的凹弧曲面(如图7)、小于180°的凸弧曲面(如图1)、等于180°的凹弧曲面(如图8)、等于180°的凸弧曲面(如图5)、大于180°的凹弧曲面(如图9)、大于180°的凸弧曲面(如图6)。

其中，因应使用范围的不同，使用不同的光反射部2A～2F，通过其不同的反射面(21A～21F)作用，产生不同的发光效果。

其发光效果如下所述：

小于180°的凹弧曲面，光反射部2A、反射面21A，较小范围的散光；

等于180°的凹弧曲面，光反射部2B、反射面21B，较大范围的散光；

大于180°的凹弧曲面，光反射部2C、反射面21C，最大范围的散光；

小于180°的凸弧曲面，光反射部2D、反射面21D，较小范围的聚光；

等于180°的凸弧曲面，光反射部2E、反射面21E，较大范围的聚光；

大于180°的凸弧曲面，光反射部2F、反射面21F，最大范围的聚光。

上述中，所述光反射部2A～2F为一不透明的反射条；通过该种设置，以最简单的方式，让光反射部2A～2F具有足够的反射效果，使整体的侧光效果稳定。

上述中，所述光反射部2A～2F为一表面涂布或贴附有高反射系数的反射层的反射条(未示出)。

其中，为了进一步提升整体的侧光效果，更能通过涂布或贴附一有高反射系数的反射层，让整个光反射部2A～2F的反射效果提升，且当本实用新型于开放空间中使用时，还能反射环境光源，使本实用新型的发光效果更佳、更明亮。

如图4所示为本实用新型第一实施例的示例示意图，如图4A所示为图4的实施剖面示意图。

图中示出，利用入射光L进入至光纤本体1，而藉由光纤本体1的高折射率，使入射光L除了能在高折射率的光纤本体1内作反复全反射(totalinternal reflection)的传播外，更通过光反射部2A的高反射率特性，而使得部分的入射光L可由光反射部2A的相对侧面、向外逸出，在光纤本体1的侧面形成漏光。

由于本实用新型的背光光纤100，除了具备省电、不导电、不带热，维修方便、可亲水等特性外，更具备极高的发光效率，能以较低的光源，产生更明亮效果，能更有效的降低整体的功耗，并因为本实用新型的集中效果，能当做背光源使用，使得应用范围由一般生活，扩展到工业用途，用途十分的广泛。

由上述能得知，本实用新型中，通过光纤本体1与光反射部2A的配合，相较于现今的常用侧光光纤，更具有实用性、功效性与产业利用性。

如图10所示为本实用新型背光模块的实施示意图，图中示出，为一种背光模块200，其包含：

一基板4；复数条彼此平行、且共平面、排列于上述基板4顶面且如权利要求1所述的背光光纤100；以及至少一个与该背光光纤100连接、能使其发光的发光装置3。

其中，使用背光光纤100配合发光装置3，将点光源转换为线光源，再以集中多个线光源，形成一面光源，好取代一般冷阴极荧光管(CCFL)与导光板的组合，能将原本一般为3～4mm厚的常用背光模块，缩减为0.15～0.4mm厚，有利于液晶显示器的薄型化，更能降低整体的重量，更因为背光光纤100的传导性佳，所以尺寸上的限制小，故能适用的尺寸范围亦大。

其次，因为基板4与背光光纤100的配合，当基板4与背光光纤100的材质皆为软性体时，背光模块200就具有一定的可挠曲性，配合现今的塑料液晶，可提供新世代平面面板较宽广的设计，例如：像文件一般薄的显示器。

还有，藉由背光光纤100与发光装置3的组合，更可以产生以下几个优点：

(1)安全性高；

(2)节省能源；

(3)无热源；

(4)明亮、且亮度均匀；

(5)耐久性长；

(6)成本更低；

(7)亮度较传统的侧光光纤高。

再者，背光光纤100直接整条发光的方式来发光，配合自身的反射效果，能减少光的传输耗损，让发光效果更全面，达到以最少的耗能，产生最大发光效率的效果，能实现成为低功耗背光模块的目标。

上述中，所述发光装置3为下列之一：半导体雷射二极管、发光二极管、SMD发光二极管。

将上述的发光源，用于背光模块200时，能有色彩还原好、省电、寿命长、污染小等优点，做为背光光源，能够表现更加鲜艳的颜色，色域达108％。

以笔记本计算机为例子，当使用背光模块200时，相对于使用冷阴极荧光管(CCFL)的同样笔记本计算机，在同一亮度下，能降低大约1～5W的功耗，而笔记本计算机屏幕其背光光源功耗每降低1W，就能延长大约30～45分钟的使用时间，进一步使用本背光模块200，还能让屏幕具备更轻薄的优势，体积和重量上也将会出现明显的下降，让产品具有极高的敬竞争力。

上述中，所述基板4的材质为下列之一：软质塑料、硬质塑料、玻璃、压克力。

针对不同的产品，使用不同的基板4，变换背光模块200的特性与适用范围，以产生最佳的经济效益，如：软质塑料能用于电子纸、硬质塑料能用于中小型尺寸的屏幕、压克力与玻璃能用于大型或其以上尺寸的屏幕。

如图11所示为本实用新型液晶显示装置的装置方块示意图，图中示出，一种液晶显示装置300，其包含：

一背光模块200；

一设于该背光模块200顶侧面的液晶面板400；

该背光模块200是由一基板4；

复数条彼此平行、且共平面、排列于上述基板4顶面且如权利要求1所述的背光光纤100；以及

一与该背光光纤100连接、能使其发光的发光装置3所组成。

该发光装置3可以将由一市电电源5供应的电力，转换成一光源，导入背光模块200，使其内的背光光纤100发亮，配合液晶面板400，可供液晶显示装置100能正常显示运作。

由上述能得知，因为使用背光光纤100，做为导光件使用，因此不需要设置传统背光模块所必须要设置的反光板，因为背光光纤100，本身就具有反光的能力，所以能达到将液晶显示装置300缩小、变薄的目标，整体的产业利用性、实用性高。

另外一方面，因为整体的构造简化，还能降低成本，更因为光纤的特性，发光装置3整体的耗电量低，十分有利于节能省碳，优于现今传统的背光模块与液晶显示装置。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1、一种背光光纤(100)，其特征在于包括：

一光纤本体(1)，该光纤本体(1)的侧面边缘沿着轴向设有一凹槽(11A～11F)；以及

一固设于该凹槽(11A～11F)内的光反射部(2A～2F)，该光反射部(2A～2F)内侧面设有一反射面(21A～21F)，能让进入该光纤本体(1)的入射光(L)经由该光反射部(2A～2F)，而从其相对侧面向外逸出。

2、如权利要求1所述的背光光纤(100)，其特征在于：所述光纤本体(1)的材质为下列之一：丙烯基系树脂、氟系树脂、氟化树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、环烯烃共聚物、溶凝胶、聚碳酸酯、聚苯乙烯、石英。

3、如权利要求1所述的背光光纤(100)，其特征在于：所述光反射部(2A～2F)的材质为下列之一：丙烯基系树脂、氟系树脂、氟化树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、环烯烃共聚物、聚碳酸酯、聚苯乙烯、石英。

4、如权利要求1所述的背光光纤(100)，其特征在于：所述反射面(21A～21F)的形状为下列之一：小于180°的凹弧曲面、小于180°的凸弧曲面、等于180°的凹弧曲面、等于180°的凸弧曲面、大于180°的凹弧曲面、大于180°的凸弧曲面。

5、如权利要求1所述背光光纤(100)，其特征在于：所述光反射部(2A～2F)为一不透明的反射条。

6、如权利要求1所述的背光光纤(100)，其特征在于：所述光反射部(2A～2F)为一表面涂布或贴附有高反射系数的反射层的反射条。

7、一种背光模块(200)，其包含：

一基板(4)；

复数条彼此平行、且共平面、排列于上述基板(4)顶面且如权利要求1所述的背光光纤(100)；以及

至少一个与该背光光纤(100)连接、能使其发光的发光装置(3)。

8、如权利要求7所述的背光模块(200)，其特征在于：所述发光装置(3)为下列之一：半导体雷射二极管、发光二极管、SMD发光二极管。

9、如权利要求7所述的背光模块(200)，其特征在于：所述基板(4)的材质为下列之一：软质塑料、硬质塑料、玻璃、压克力。

10、一种液晶显示装置(300)，其包含：

一背光模块(200)；以及

一设于该背光模块(200)顶侧面的液晶面板(400)；该背光模块(200)是由一基板(4)；复数条彼此平行、且共平面、排列于上述基板(4)顶面且如权利要求1所述的背光光纤(100)；以及一与该背光光纤(100)连接、能使其发光的发光装置(3)所组成。

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