专利名称：背光模组及其线性光源的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种背光模组及其线性光源，特别是指一种应用于液晶显示器的背光模组及其线性光源。
背景技术：
由于液晶显示器具有轻、薄、耗电小等优点，广泛应用于笔记本计算机、移动电话、个人数字助理等现代化信息设备。因为液晶本身不具有发光特性，需要为其提供背光模组以实现显示功能。背光模组需要具有较高的出光均匀度，从而提升采用该背光模组的液晶显示器的色彩对比度、全屏区域亮度效果和整机的可视角度。
现有技术背光模组包括光源和导光板，光源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荧光灯管作为光源，虽然冷阴极荧光灯管的出光辉度有不错的显示效果，但是其存在以下缺陷冷阴极荧光灯管的两端发光辉度相对中间部分低，造成背光模组出光均匀度不高；冷阴极荧光灯管必须要高压且由交流电源供应，对便携式显示器是一项不利的缺陷，并且交流讯号会影响并干扰液晶显示器的影像讯号；冷阴极荧光灯管为圆柱体发光，光能利用率低；冷阴极荧光灯管的寿命会受到温度影响而大幅降低；冷阴极荧光灯管无法分时产生不同波长的光，从而无法实现彩色化背光模组；另外，使用冷阴极荧光灯管的液晶显示器相对成本较高。
为了克服冷阴极荧光灯管的缺陷，现有技术采用发光二极管或者其它点光源和导光棒结合成线性光源，具体可参见2003年5月21日公告的中国台湾专利第534326号、2002年10月21日公告的中国台湾专利第507099号、2000年9月13日公告的中国专利第99103941号。但是，这些现有技术存在导光棒和点光源耦合效率不高、导光棒设计复杂并且发光均匀度不高等缺点。
一种现有技术背光模组可以参阅图1，其揭示于2002年7月10日公告的中国专利第01227387号。该背光模组10由光传导板20、导光棒30和两发光二极管40所组成。该光传导板20包含两平行的上、下导光均匀板22、24，导光均匀板22、24上分别形成聚光图案和第一拦光图案。该导光棒30设置在光传导板20的一侧，其上设有第二和第三拦光图案，该两发光二极管40分别贴设在导光棒30的两端。该两发光二极管40和导光棒30组合可形成线性光源，但是，该现有技术背光模组10存在不足由于是利用导光棒30的第二和第三拦光图案、光传导板20的拦光图案相互配合，以提升背光模组10的出光均匀度，其设计和结构复杂，并且该拦光图案的制作精度要求高，容易产生不良品；发光二极管40所发出的光束和导光棒30的耦合效率低，导致光能利用率低；采用拦光图案提升均匀度的效果也不够理想； 另外，其无法将多种不同的色彩引入光传导板20，实现可变色彩背光模组的功能。
发明内容为了克服现有技术背光模组光能利用率和出光均匀度低的缺陷，本发明提供一种光能利用率高、出光均匀度较高的背光模组。
本发明还提供一种光能利用率高、出光均匀度较高的线性光源。
本发明解决技术问题的技术方案是提供一种背光模组，包括导光板和至少一线性光源，该线性光源包括点光源、传输点光源所发光束并将其转换成线状光束的导光光纤和夹持导光光纤的透光体，该透光体设置匹配导光光纤的微扰结构，来自线性光源的光束经由导光板转换为平面光出射。
本发明还提供一种线性光源，包括点光源、传输点光源所发光束并将其转换成线状光束的导光光纤和夹持导光光纤的透光体，该透光体设置匹配导光光纤的微扰结构。
相较现有技术，本发明的有益效果是由于本发明背光模组采用包括点光源和导光光纤、透光板的线性光源，可以克服冷阴极荧光灯的缺陷；由于导光光纤和点光源之间的耦合效率高，可以提升光能利用率；利用透光板的微扰结构，使得光束在导光光纤内部的全反射条件得到破坏，从而均匀出射至导光板；另外，通过改变点光源的色彩、辉度和数目，还可以随意变换背光模组的显示色彩。
图1是一种现有技术背光模组的立体图。
图2是本发明线性光源第一实施方式的立体图。
图3是图2所示背光模组的侧面视图。
图4是图3的局部放大图。
图5是本发明线性光源第二实施方式的立体图。
图6是本发明线性光源第三实施方式的点光源组合示意图。
图7是本发明背光模组第一实施方式的立体图。
图8是本发明背光模组第二实施方式的平面视图。
具体实施方式
请参阅图2和图3，是本发明线性光源第一实施方式。该线性光源100包括点光源110、传输点光源110所发光束的导光光纤140和夹持导光光纤140的透光体120、130。
该点光源110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来增加辉度。
该导光光纤140传输点光源110所发出的光束，其易于和点光源110相耦合，可以有效提升背光模组100的光能利用率，从而增加辉度。该导光光纤140一般是高纯度的玻璃抽丝材质，为光束提供低损失的传输路径，其也可以是耐热塑料光纤，半径约为1000微米以下。
该透光体120、130夹持导光光纤140，其相对的表面122和132设置匹配导光光纤140的微扰结构(未标示)，使得部分光束因为导光光纤140的全反射条件被破坏而输出，且光束自透光体120的表面121出射。
一并参阅图4，该透光体120、130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，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122和132的微扰结构可以经由精密加工完成，使得夹持于其间的导光光纤140产生所需的曲率半径R，从而破坏光束在导光光纤140内部的全反射条件，实现所需的线性光源的功能。
该透光体120的表面121布设微透镜阵列123，聚集自表面121出射的光束，从而提高线性光源100的辉度。该微透镜阵列123包括多条连续设置的微透镜条(未标示)，当然，该多条微透镜条也可以间隔设置。该微透镜条的横截面呈三角形，当然，其也可以是矩形、梯形等形状。该透光体120的表面也可以开设凹槽来替代该微透镜阵列123。
该透光体130的表面131设置反射膜(图未示)，该反射膜是由SiO2和TiO2交替形成的多层薄膜，使投射在其上的光束反射，防止光束自该表面131逸出，该反射膜可以采用化学气相沉积法、电子束蒸镀法、溅镀法等方法形成，其在可见光区的反射率可达98％以上。当然，该反射膜也可以是银、铝等金属反射膜，也可以邻近该表面131设置一反射板(图未示)来替代反射膜实现该功能。
请参阅图5，是本发明线性光源第二实施方式。该线性光源200包括蓝色点光源211、绿色点光源212、红色点光源213、导光光纤241、242、243和透光体220、230。其中，导光光纤241、242和243分别耦合三点光源211、212和213，引导点光源发出光束的传输方向，将其转换为线状光束出射。透光体220、230夹持导光光纤241、242和243于其间。
该蓝色点光源211、绿色点光源212和红色点光源213通常是表面粘着型发光二极管或灯泡型发光二极管。该绿色点光源212的波长的峰值范围介于470nm至540nm之间，该红色点光源213的波长的峰值范围介于600nm至660nm之间。
由于导光光纤241、242和243的半径一般在1000微米以下，因此可将不同色彩的点光源发出的光束同时组合在相同的透光体220和230之中，使线性光源200可以通过选择点亮不同色彩的点光源或调节不同点光源的色彩辉度来产生可变色彩的线状光束。
该透光体220、230夹持导光光纤241、242和243，其相对的表面222和232设置匹配导光光纤241、242和243的微扰结构(未标示)，并且光束自透光体220的表面221出射。该透光体220的表面221布设微透镜阵列223，以聚集自表面221出射的光束，从而提高线性光源200的辉度。当然，该透光体220的表面也可以加工成具有一定粗糙度的粗糙表面。
该透光体230的表面231设置反射膜(图未示)，该反射膜是银、铝等金属反射膜，采用镀膜制程涂布于表面231，使投射在其上的光束反射，防止光束自该表面231选出。
请参阅图6，是本发明点光源和导光光纤的另一耦合方式，一对多耦合器350将蓝色点光源311、绿色点光源312和红色点光源313同时耦合进入导光光纤340，再夹持在具微扰结构的透光体之间，通过调节点光源311、312和313的驱动电源(图未示)选择点亮不同色彩的点光源或调节不同点光源的色彩辉度来产生可变色彩的线状光束。
请参阅图7，是本发明背光模组第一实施方式。该背光模组90包括线性光源400和导光板480，来自线性光源400的线性光束经导光板480转换成平面光出射。
该线性光源400包括点光源410、传输点光源410所发光束的导光光纤440和夹持导光光纤440的透光体420、430。
该导光板480是楔形导光板，采用压克力、玻璃或聚碳酸酯等透明材质制成，其包括一光入射面481、和光入射面481相连的光出射面482以及和光出射面482相对的底面483。
该光入射面481接收线性光源400发出的光束，其上耦合线性光源400发出的光束的区域可设置抗反射膜(图未示)，提高光束利用率，进一步增强耦合效率。该光出射面482可加工成具有一定粗糙度的粗糙面，提升自光出射面482出射光束的均匀性。该底面483设置多个网点(图未示)，该网点的大小可以沿远离光入射面481的方向递增，也可以均匀分布在底面483，其可以是圆柱状、圆球状、正方体、金字塔形或其它合适的形状。该网点可以通过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设置多个V形槽(图未示)。
当然，本发明还可有其它改进或替换。例如，为了增强背光模组90的出光辉度和均匀度，可以进一步在邻近导光板480的光出射面482一侧设置扩散板和棱镜片(图未示)。
请参阅图8，是本发明背光模组第二实施方式，该背光模组99包括导光板380和三线性光源301、302、303。
该导光板380可以采用现有的任意侧光式导光板，三线性光源301、302、303分别设置于导光板380的一光入射侧面(未标示)。
该线性光源301采用耦合器350将不同色彩的点光源311、312和313同时耦合进入导光光纤340，再夹持在具微扰结构的透光体之间，通过调节点光源311、312和313的驱动电源360以产生可变色彩的线状光束。
该线性光源302和303结构相同，分别包括点光源314、315以及相应的导光光纤和夹持导光光纤的透光体。
当然，由于导光光纤340是一可挠性结构，因此也可以采用同一导光光纤340连接线性光源301、302和303，从而可省略点光源314和315，进一步降低成本。
权利要求
1.一种背光模组，包括导光板和至少一线性光源，来自线性光源的光束经导光板转换成平面光出射，该线性光源包括至少一点光源，其特征在于该线性光源还包括传输点光源所发光束并将其转换为线状光束导光光纤和夹持导光光纤的透光体，该透光体设置匹配导光光纤的微扰结构。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于该点光源是红色光源、蓝色光源或绿色光源。
3.如权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于该点光源是发光二极管或激光二极管。
4.如权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于该点光源是表面粘着型发光二极管或灯泡型发光二极管。
5.如权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于该背光模组散发均匀分布的白色平面光。
6.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于该导光光纤是玻璃抽丝材质或耐热塑料光纤。
7.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于该线性光源还包括耦合该至少一点光源和导光光纤的耦合器。
8.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于该透光体的表面布设微透镜阵列或开设凹槽。
9.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于该透光体的表面设置反射膜。
10.一种线性光源，包括至少一点光源，其特征在于该线性光源还包括传输点光源所发光束并将其转换为线状光束导光光纤和夹持导光光纤的透光体，该透光体设置匹配导光光纤的微扰结构。
全文摘要
本发明公开一种背光模组。该背光模组包括导光板和至少一线性光源，该线性光源包括点光源、传输点光源所发光束的导光光纤和夹持导光光纤的透光体，该透光体设置匹配导光光纤的微扰结构，来自线性光源的光束经由导光板转换成平面光出射。本发明背光模组具有光源耦合效率高、出光均匀度高等优点，适用于平面显示器和一般光学照明等多种场合。
文档编号G02F1/13357GK1595256SQ0314680
公开日2005年3月16日 申请日期2003年9月11日 优先权日2003年9月11日
发明者张仁淙 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司