專利名稱：側(cè)入式背光模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種背光模組，特別是涉及一種提高光效率，減小背光模組厚度 的側(cè)入式背光模組。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的陰極射線管(CRT)電視已逐漸被液晶電視(LCD-TV)等平板電視所替 代。隨著半導(dǎo)體工藝、液晶顯示技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們生活品味的不斷提高，目 前大尺寸、超薄和廣色域的LCD-TV正成為發(fā)展趨勢。
由于液晶面板本身并不發(fā)光，需要背光源提供光源才能達(dá)到顯示效果。以前 常用的光源是冷陰極熒光燈(CCFL)背光源，但是它具有一系列的缺點(diǎn)CCFL超 細(xì)燈管的機(jī)械強(qiáng)度不足，在大屏幕電視整機(jī)中問題很突出；CCFL燈管使用三基色 熒光粉得到白光，與彩膜配合后色彩表現(xiàn)能力欠佳；燈管依靠汞蒸汽的紫外線激 發(fā)發(fā)光，會(huì)帶來環(huán)保問題；燈管采用高頻高壓驅(qū)動(dòng)，會(huì)帶來電磁輻射污染。因此 目前CCFL逐漸被發(fā)光二極管(LED)背光源所取代。LED背光源具有很多優(yōu)點(diǎn)全 固態(tài)結(jié)構(gòu)，機(jī)械強(qiáng)度好，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更合理，更安全；彩色表現(xiàn)能力強(qiáng)，LED背光源 彩色能力可以超過NTSC標(biāo)準(zhǔn)的120%，甚至更高；LED背光源是無汞光源，綠色環(huán) 保；低電壓直流驅(qū)動(dòng)(3-5V),取消了冷陰極燈的高壓高頻驅(qū)動(dòng)電路，根本上消 除了電磁輻射造成的電磁干擾和電磁污染；壽命長，可達(dá)6萬小時(shí)以上；開關(guān)時(shí) 間短，可達(dá)納秒級(jí)等等。但是LED是點(diǎn)光源，要實(shí)現(xiàn)直下式均勻背光需要很多顆 LED排布成二維陣列并留出一定混光距離后才能得到均勻背光分布，所以實(shí)現(xiàn)超薄 顯示的主流技術(shù)是采用側(cè)光式背光模組。
采用側(cè)光式光源比采用直下式更具有優(yōu)勢。這是因?yàn)閭?cè)光式的照明方式不像 直下式那樣在垂直面板方向上(厚度方向)需要一定的混光距離。側(cè)光式雖然也 需要一定的混光距離(否則會(huì)造成靠近光源處產(chǎn)生亮暗相間的"螢火蟲"效應(yīng))， 但是其混光方向是在平行于面板方向上，并不增加模組厚度。
圖1是現(xiàn)有的側(cè)光式背光模組示意圖，請(qǐng)參見圖1，現(xiàn)有技術(shù)的側(cè)入式背光模 組，包括導(dǎo)光板12、擴(kuò)散片13和棱鏡片14，導(dǎo)光板12包括導(dǎo)光板入光面121和導(dǎo)光板出光面122，導(dǎo)光板12旁放置有冷陰極燈11，冷陰極燈11的光線通過導(dǎo) 光板轉(zhuǎn)化成均勻的面光源。其困難主要在于1)導(dǎo)光板的效率低；2)大尺寸的 均勻性欠佳；3)超薄導(dǎo)光板成本過高。目前已公開的利用LED實(shí)現(xiàn)側(cè)光式薄型化 背光模組的改良方法主要有以下3種1)優(yōu)化導(dǎo)光板網(wǎng)點(diǎn)排布；2)改良的擴(kuò)散 片一一擴(kuò)散片近光源一側(cè)上刻蝕有均勻或非均勻網(wǎng)點(diǎn)以減小"螢火蟲"效應(yīng)；3) 預(yù)混光機(jī)制一一在導(dǎo)光板入光面與LED顆粒相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置棱鏡結(jié)構(gòu)或者凹槽 結(jié)構(gòu)。
以上方法僅在一定程度上提高了均勻度和導(dǎo)光板的入光效率，并不能解決由 于導(dǎo)光效率低和均勻性欠佳導(dǎo)致的無法實(shí)現(xiàn)大尺寸的超薄型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種側(cè)入式背光模組，能夠有效的提高光 效率和均勻度，減小背光模組厚度。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題而采用的技術(shù)方案是提供一種側(cè)入式背光模組， 包括導(dǎo)光板，引導(dǎo)光線傳輸方向，使光線由導(dǎo)光板的出光面均勻射出；光源，放 置于所述導(dǎo)光板的一側(cè)；其中，所述導(dǎo)光板由多根平行排列的側(cè)面發(fā)光聚合物光 纖固定而成，每根側(cè)面發(fā)光聚合物光纖包括入光端面、上側(cè)面和下側(cè)面，所述側(cè) 面發(fā)光聚合物光纖的入光端面和所述光源相對(duì)應(yīng)。
上述的側(cè)入式背光模組，其中，所述光源為LED燈條，每個(gè)LED對(duì)應(yīng)一根側(cè) 面發(fā)光聚合物光纖。
上述的側(cè)入式背光模組，其中，所述側(cè)面發(fā)光聚合物光纖的下側(cè)面涂覆有高 反射膜。
上述的側(cè)入式背光模組，其中，所述光源設(shè)置于導(dǎo)光板的單側(cè)，所述側(cè)面發(fā) 光聚合物光纖遠(yuǎn)離光源的一端設(shè)置有反射膜。
上述的側(cè)入式背光模組，其中，所述光源設(shè)置于導(dǎo)光板的單側(cè)，所述側(cè)面發(fā) 光聚合物光纖上設(shè)置有刻痕，所述刻痕間距隨著遠(yuǎn)離光源的方向遞減。
上述的側(cè)入式背光模組，其中，所述光源設(shè)置于導(dǎo)光板的雙側(cè)，所述側(cè)面發(fā) 光聚合物光纖上設(shè)置有刻痕，所述刻痕間距由兩端向中間方向遞減。
上述的側(cè)入式背光模組，其中，所述刻痕為V型狀、U型狀、側(cè)面外凸曲線型狀或者側(cè)面內(nèi)凹曲線型狀。
本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本發(fā)明提供的側(cè)入式背光模組，通 過將多根平行排列的側(cè)面發(fā)光聚合物光纖(Side-emitting Polymer Optical Fiber, SEPOF)固定形成導(dǎo)光板，能夠有效的提高光效率和均勻度，減小背光模組厚度。 本發(fā)明提供的側(cè)入式背光模組，可以實(shí)現(xiàn)大尺寸液晶顯示裝置的薄型化。


圖1是現(xiàn)有的側(cè)入式背光模組示意圖。 圖2是本發(fā)明的側(cè)入式背光模組示意圖。 圖3是本發(fā)明中單根P0F光纖結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4是單側(cè)光源另一側(cè)鍍反射膜示例圖。 圖5是雙側(cè)光源示例圖。 圖6是單側(cè)光源POF上側(cè)面刻槽示例圖。 圖7是雙側(cè)光源POF上側(cè)面刻槽示例圖。
圖中
11冷陰極燈
14棱鏡片
23擴(kuò)散片
121導(dǎo)光板入光面
212印刷電路板
223 POF下側(cè)面
226反射膜
253側(cè)面外凸型槽
12導(dǎo)光板
21發(fā)光二極管燈條
24棱鏡片
122導(dǎo)光板出光面
221 POF入光端面
224 POF纖芯
251 V型槽
254側(cè)面內(nèi)凹型槽
13擴(kuò)散片
22 POF光纖陣列
25刻槽
211發(fā)光二極管 222 POF上側(cè)面 225 POF包層 252 U型槽
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及典型實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖2是本發(fā)明的側(cè)光式背光模組示意圖，圖3是本發(fā)明中單根POF光纖結(jié)構(gòu) 示意圖。請(qǐng)參見圖2，本發(fā)明的側(cè)入式背光模塊模組，包括導(dǎo)光板、擴(kuò)散片23和棱鏡 片24，導(dǎo)光板22包括導(dǎo)光板入光面121和導(dǎo)光板出光面122，導(dǎo)光板旁放置有發(fā) 光二極管燈條21，發(fā)光二極管燈條21的光線通過導(dǎo)光板轉(zhuǎn)化成均勻的面光源。
上述的側(cè)入式背光模塊模組，采用目前常用的LED作為被光源，當(dāng)然也可以 使用CCFL燈管。本發(fā)明中的多顆LED通過黏膠劑或焊料等間距固定在PCB基板212 上，通過引線鍵合實(shí)現(xiàn)LED211與PCB基板212之間的電互聯(lián)構(gòu)成LED燈條21。PCB 基板212的采用導(dǎo)熱性能好的鋁基板FR4,或采用金屬內(nèi)核印刷電路板(MCPCB， Metal Core PCB)來加強(qiáng)散熱。在PCB基板212上LED 211所在面涂布高反射性銀 膜或白膜以提高光利用率。其中，發(fā)光二極管211包括黃色熒光粉LED、紅綠熒光 粉LED、 RGB三芯片封裝的LED。發(fā)光二極管211可以是頂發(fā)光LED,也可以是邊 發(fā)光LED;可以是單側(cè)光源，也可以是雙側(cè)光源。
上述的側(cè)入式背光模塊模組，多根平行排列的P0F光纖固定而成的P0F光纖 陣列22用作導(dǎo)光板，每根P0F光纖包括P0F入光端面221， POF入光端面221和 每個(gè)發(fā)光二極管211相對(duì)應(yīng)。其中，P0F光纖陣列22包括多根平行放置的側(cè)面發(fā) 光聚合物光纖。請(qǐng)參見圖3，每根P0F光纖包括P0F纖芯224和P0F包層225。其 中，POF光纖可以是單芯POF，也可以是多芯POF;可以是漸變(GI)型POF，也 可以是階躍(SI)型POF;可以是固芯POF，也可以是液芯POF，其中固芯材料可 以是聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、氟塑料等，包層材料可以是 氟塑料、硅樹脂等。請(qǐng)繼續(xù)參見圖3，每根P0F光纖包括P0F上側(cè)面222和P0F下 側(cè)面223，為使光能量集中在P0F上側(cè)面222出射，可在POF下側(cè)面223涂覆高反 射膜。此外，POF陣列22需要固定裝置，可以是一個(gè)整體的盒狀固定裝置，也可 以是多個(gè)分離的條狀固定裝置(以使光纖間距可調(diào))，其材料可以是透明度高的 塑料，如PMMA。
實(shí)施例一
圖4是單側(cè)光源另一側(cè)鍍反射膜示例圖。
請(qǐng)參照?qǐng)D4，具有側(cè)面發(fā)光POF陣列導(dǎo)光結(jié)構(gòu)的側(cè)光式背光模組包括發(fā)光二極 管燈條21 (多顆LED 211等間距的固定在PCB基板212上)、側(cè)面發(fā)光聚合物光 纖陣列22、擴(kuò)散片23，棱鏡片24。 LED燈條21發(fā)出的光經(jīng)P0F入光端面221進(jìn)入光纖陣列。部分光線在光纖中傳播的過程中經(jīng)由P0F上側(cè)面222透射出來，形 成面光源。本實(shí)例中采用單側(cè)LED光源，而在POF另一側(cè)端面鍍高反射率的銀膜。 通過光線在光纖端面被反射膜的反射，增加一倍光程，提高光纖側(cè)面透過光線數(shù) 量同時(shí)增加沿光纖表面發(fā)光的均勻度。
實(shí)施例二
圖5是雙側(cè)光源示例圖。
為了改善POF側(cè)面出光不均勻現(xiàn)象，可以采用雙側(cè)光源。如圖5所示，將實(shí) 施例一中光纖遠(yuǎn)離光源一側(cè)的端面所鍍反射膜去掉，同時(shí)在該側(cè)也使用一根發(fā)光 二極管燈條21，變?yōu)殡p側(cè)光源。其他條件均同實(shí)例一。雙側(cè)光源可以增加背光模 組輝度，改善單側(cè)光源P0F側(cè)面出光不均勻的現(xiàn)象，同時(shí)也可以減輕一側(cè)光源的 散熱壓力。
實(shí)施例三
圖6是單側(cè)光源P0F上側(cè)面刻槽示例圖，圖7是雙側(cè)光源P0F上側(cè)面刻槽示 例圖。
為了進(jìn)一步提高POF側(cè)面出光的均勻性，請(qǐng)參照?qǐng)D6和圖7，在P0F上側(cè)面 222刻槽25，遠(yuǎn)離光源方向，刻痕間距遞減。對(duì)于圖6所示的單側(cè)光源情況，刻 槽間距離光源的地方越密集；而對(duì)于圖7所示的雙側(cè)光源的情況，刻槽間距則為 光纖兩端較稀疏，而中部較密集，這樣可以提高P0F上側(cè)面出光的均勻度，從而 提高整個(gè)背光模組的光學(xué)均勻度?？滩坌螤羁梢允强v截面為V型251， U型252， 側(cè)面外凸曲線型253，側(cè)面內(nèi)凹曲線型254沿其中心對(duì)稱軸的旋轉(zhuǎn)體?？滩凵疃瓤?根據(jù)需要選擇，但不能超過整個(gè)光纖的半徑。刻槽應(yīng)以深度淺，數(shù)量多為宜?？?槽過深可造成有槽的局部過亮，帶來不利影響。
下面從具體光學(xué)參數(shù)來說明本發(fā)明采用側(cè)面發(fā)光聚合物光纖作為導(dǎo)光板后帶 來的有益效果
光譜和色溫整個(gè)可見光譜都位于P0F的低損耗窗口，且透射譜在可見光范 圍非常平坦。非常適合傳輸可見光。同時(shí)因POF透射光譜在可見光區(qū)較平坦，LED 經(jīng)POF傳輸后出射光的色溫也得以較好的保持。入光效率P0F纖芯直徑0. 5-3mm，包層直徑3-15mm可選，數(shù)值孔徑0. 5-0. 9， 最大入光角可達(dá)128度。現(xiàn)有商用LED多數(shù)型號(hào)可完全與之匹配，考慮到光纖入 光端面會(huì)有4%的反射損耗，入光效率可以高達(dá)96%以上。
亮度亮度方面主要取決于LED發(fā)光的總光通量、入光效率、P0F本身的吸收 損耗和側(cè)面發(fā)光的透過率。目前歐日等國的公司對(duì)塑料光纖的研制取得了重要的 進(jìn)展。它們研制成的P0F，光損耗率已降到25 9dB/Km。(一米長的P0F僅損耗 光能量的O. 57-0. 21%)因光纖本身的光吸收損耗每米僅有O. 57-0. 21%。入光效率 如前述高達(dá)96%，而側(cè)面發(fā)光的透過率可以通過加工工藝人為調(diào)節(jié)，所以只要LED 的光通量足夠，亮度就可以得到保證。
均勻度可采用雙側(cè)光源或單側(cè)光源另一端鍍?nèi)瓷淠ぴ黾觽?cè)發(fā)光均勻度。 此外可以對(duì)光纖按長度進(jìn)行刻痕(開槽)處理，沿遠(yuǎn)離光源方向，刻痕間距遞減。
綜上所述，本發(fā)明提供的側(cè)入式背光模組，在不改變背光模組其他組分的情 況下，使用光纖陣列結(jié)構(gòu)作為導(dǎo)光板，能夠有效的提高光效率和均勻度，減小背 光模組厚度。本發(fā)明提供的側(cè)入式背光模組，由于光纖陣列結(jié)構(gòu)的直徑尺寸非常 小，可以實(shí)現(xiàn)大尺寸液晶顯示裝置的薄型化。
雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng) 域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的修改和完善，因此 本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種側(cè)入式背光模組，包括導(dǎo)光板，引導(dǎo)光線傳輸方向，使光線由導(dǎo)光板的出光面均勻射出；光源，放置于所述導(dǎo)光板的一側(cè)；其特征在于，所述導(dǎo)光板由多根平行排列的側(cè)面發(fā)光聚合物光纖固定而成，每根側(cè)面發(fā)光聚合物光纖包括入光端面、上側(cè)面和下側(cè)面，所述側(cè)面發(fā)光聚合物光纖的入光端面和所述光源相對(duì)應(yīng)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的側(cè)入式背光模組，其特征在于，所述光源為LED 燈條，每個(gè)LED對(duì)應(yīng)一根側(cè)面發(fā)光聚合物光纖。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的側(cè)入式背光模組，其特征在于，所述側(cè)面發(fā)光聚 合物光纖的下側(cè)面涂覆有高反射膜。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的側(cè)入式背光模組，其特征在于，所述 光源設(shè)置于導(dǎo)光板的單側(cè)，所述側(cè)面發(fā)光聚合物光纖遠(yuǎn)離光源的一端設(shè)置有反射 膜。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的側(cè)入式背光模組，其特征在于，所述 光源設(shè)置于導(dǎo)光板的單側(cè)，所述側(cè)面發(fā)光聚合物光纖上設(shè)置有刻痕，所述刻痕間 距隨著遠(yuǎn)離光源的方向遞減。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的側(cè)入式背光模組，其特征在于，所述 光源設(shè)置于導(dǎo)光板的雙側(cè)，所述側(cè)面發(fā)光聚合物光纖上設(shè)置有刻痕，所述刻痕間 距由兩端向中間方向遞減。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的側(cè)入式背光模組，其特征在于，所述刻痕為V型 狀、U型狀、側(cè)面外凸曲線型狀或者側(cè)面內(nèi)凹曲線型狀。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的側(cè)入式背光模組，其特征在于，所述刻痕為V型 狀、U型狀、側(cè)面外凸曲線型狀或者側(cè)面內(nèi)凹曲線型狀。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種側(cè)入式背光模組，包括導(dǎo)光板，引導(dǎo)光線傳輸方向，使光線由導(dǎo)光板的出光面均勻射出；光源，放置于所述導(dǎo)光板的一側(cè)；其中，所述導(dǎo)光板由多根平行排列的側(cè)面發(fā)光聚合物光纖固定而成，每根側(cè)面發(fā)光聚合物光纖包括入光端面、上側(cè)面和下側(cè)面，所述入光端面和所述光源相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明提供的側(cè)入式背光模組，能夠有效的提高光效率和均勻度，減小背光模組厚度。
文檔編號(hào)F21V7/00GK101440919SQ20081020727
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2008年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月18日
發(fā)明者亮 邢 申請(qǐng)人:上海廣電光電子有限公司