背光模块的制作方法

本发明涉及一种背光模块，特别是涉及一种利用多条光纤束来作光源的背光模块。

背景技术：

近年来，随着科技的进步，许多不同的显示设备，例如液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)或电激发光(Electro Luminenscence，EL)显示设备已广泛地应用于平面显示器。以液晶显示器为例，液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其是由液晶显示面板及背光模块(backlight module)所组成。液晶显示面板是由两片透明基板以及被封于基板之间的液晶所构成。

背光模块(Backlight Module)是广泛应用在平面显示器中的关键零组件，特别是应用在液晶显示器中。背光模块一般设在液晶显示器的显示面板背面，而依据液晶显示器功能上的不同需求，其背光模块主要可分为直下式背光模块及侧光式背光模块两种。

薄膜晶体管液晶显示器除玻璃基板外，还需要搭配背光模块才能有效显示，而传统采用侧入式背光需要将发光二极管芯片贴在导光板侧边，由于发光二极管芯片尺寸大且又需将发光二极管灯条集成电路板，此设计不利于柔性使用。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种背光模块，包括：

一导光板，具有一入光侧；以及

多条光纤束，设置在所述导光板的入光侧边缘，其中每一所述多条光纤束分为导光段及出光段，所述多条光纤束的多个出光段是排列于所述导光板的入光侧上。

在本发明的一些实施例中，所述多条光纤束的多个出光段的位置是相互交错重叠

在本发明的一些实施例中，每条所述光纤束包括一个以上的所述出光段。

在本发明的一些实施例中，所述光纤束的导光段包括一光纤内层材质及一第一光纤外层材质，所述光纤内层材质折射率大于所述第一光纤外层材质折射率。

在本发明的一些实施例中，所述光纤束的出光段包括一光纤内层材质及一第二光纤外层材质，所述第二光纤外层材质折射率大于所述光纤内层材质折射率。

在本发明的一些实施例中，所述多条光纤束透过混合搭配呈现多股混合，加大所述光纤束的出光段光点大小。

在本发明的一些实施例中，背光模块还包括：一光源，用以提供一光线给所述光纤束。

在本发明的一些实施例中，所述出光段长度或导光段长度的比例小于1。

本发明还提供一种背光模块，包括：

一导光板，具有一入光侧；以及

多条光纤束，设置在所述导光板的入光侧边缘，其中每一所述多条光纤束分为导光段及至少二个出光段，所述多条光纤束的多个出光段是排列于所述导光板的入光侧上。

其中，所述多条光纤束的多个出光段的位置是相互交错重叠，所述多条光纤束透过混合搭配呈现多股混合，加大所述光纤束的出光段光点大小。

在本发明的一实施例中，还包括：一光源，用以提供一光线给所述光纤束，所述光源可例如为环境光线、冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)、热阴极荧光灯(Hot Cathode Fluorescent Lamp，HCFL)、发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)、平面荧光灯(Flat Fluorescent Lamp，FFL)、电激发光组件(Electro-Luminescence；EL)、发光灯条(Light Bar)、无极灯或上述的任意组合。

在本发明的一实施例中，所述导光板的形状为一长方体形状或正方体形状。

在本发明的一实施例中，所述出光段长度或导光段长度的比例小于1。

本发明的有益效果是利用光纤取代发光二极管灯条，能实现柔性背光设计。利用光纤传导光源，取消发光二极管灯条结构，发挥光纤轻、薄、柔软的特性，使背光的集光系统结构更加简洁，光纤入光方式由端面变更为侧面，可以实现光纤平贴在导光板上的应用，使得背光系统空间利用更简洁。

附图说明

图1是范例性侧入式背光模块设计示意图。

图2a是范例性导光板示意图。

图2b是另一范例性导光板示意图。

图2c是范例性导光板的BB剖面示意图。

图2d是范例性导光板的AA剖面示意图。

图2e是另一范例性导光板的A’A’剖面示意图。

图3a是本发明一实施例的光纤结构剖面图。

图3b是本发明一实施例的光纤束剖面图。

图3c是本发明一实施例的光纤束组架构图。

图4是本发明一实施例的具有光纤结构的导光板剖面图。

图5a是本发明一实施例的另一光纤束组架构图。

图5b是本发明一实施例的光纤出光段混合排列架构图。

图6为本发明一实施例光纤束组的示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

附图和说明被认为在本质上是示出性的，而不是限制性的。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。另外，为了理解和便于描述，附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本发明不限于此。

在附图中，为了清晰起见，夸大了层、膜、面板、区域等的厚度。在附图中，为了理解和便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。将理解的是，例如当层、膜、区域或基底的组件被称作“在”另一组件“上”时，所述组件可以直接在所述另一组件上，或者也可以存在中间组件。

另外，在说明书中，除非明确地描述为相反的，否则词语“包括”将被理解为意指包括所述组件，但是不排除任何其它组件。此外，在说明书中，“在......上”意指位于目标组件上方或者下方，而不意指必须位于基于重力方向的顶部上。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种背光设计结构其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本发明的显示设备包含一液晶显示面板以及一背光模块，两者相对设置。液晶显示面板主要包含一彩色滤光基板、一薄膜晶体管基板以及一夹设于两基板之间的液晶层，彩色滤光基板及薄膜晶体管基板与液晶层可形成多个数组配置的画素单元。背光模块可发出光线穿过液晶显示面板，并经由液晶显示面板各画素单元显示色彩而形成一影像。

在一实施例中，本发明的液晶显示面板可为曲面型显示面板，且本发明的显示设备亦可为曲面型显示装置。

目前液晶显示设备的制造业者在提升垂直配向(Vertical Alignment，VA)型液晶显示面板的广视角技术上，已跨入利用光配向(Photo-alignment)技术来控制液晶分子的配向方向，藉此提高液晶显示面板的光学性能与良率。光配向技术会在面板的各画素单元内形成多领域(Multi-domain)的配向，使得一个画素单元内的液晶分子会倾倒于例如四个不同方向。其中，光配向技术为使用一紫外光源(例如偏极化光)照射在彩色滤光基板或薄膜晶体管基板的一高分子薄膜(配向层)上，使薄膜表面上的高分子结构发生不均匀性的光聚合、异构化或裂解反应，诱使薄膜表面上的化学键结构产生特殊的方向性，以进一步诱导液晶分子顺向排列而达到光配向的目的。

按照液晶的取向方式不同，目前主流市场上的液晶显示面板可以分为以下几种类型：垂直配向(Vertical Alignment，VA)型、扭曲向列(Twisted Nematic，TN)或超扭曲向列(Super Twisted Nematic，STN)型、平面转换(In-Plane Switching，IPS)型及边缘场开关(Fringe Field Switching，FFS)型。所述垂直配向型(Vertical Alignment，VA)模式的液晶显示，例如图形垂直配向型(Patterned Vertical Alignment，PVA)液晶显示器或多区域垂直配向型(Multi-domain Vertical Alignment，MVA)液晶显示设备，其中PVA型利用边缘场效应与补偿板达到广视角的效果。MVA型将一个画素分成多个区域，并使用突起物(Protrusion)或特定图案结构，使位于不同区域的液晶分子朝向不同方向倾倒，以达到广视角且提升穿透率的作用。在IPS模式或FFS模式中，通过施加含有基本平行于基板的分量的电场，使液晶分子在平行于基板平面的方向相应而驱动液晶分子。IPS型液晶显示面板和FFS型液晶显示面板，二者具有广视角的优点。

背光模块(Backlight Module，BLM)为薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的重要零组件之一。由于薄膜晶体管液晶显示器为非自发光的显示器，必须透过发光源投射光线，并穿过薄膜晶体管液晶显示器中的导光结构、扩散片、棱镜片、液晶面板等相关零组件，最后进入人的眼睛成像，以达到显示功能。

背光模块依发光源的位置分成侧光式(Edge Type)和直下式(Direct Type)两种结构，其中侧光式结构是将发光源设置于导光结构侧边。然而，导光结构的出光面在靠近发光源处容易产生漏光的情形。

图1为范例性侧入式背光模块设计示意图。请参照图1，薄膜晶体管液晶显示器除了玻璃基板之外，还需要搭配背光才能有效显示，而传统采用侧入式背光需要将发光二极管芯片110贴在导光板100侧边，由于发光二极管芯片110尺寸大且又需将发光二极管灯条集成电路板，此设计不利于柔性使用。

图2a为范例性导光板100示意图、图2b为另一范例性导光板100示意图、图2c为范例性导光板100的BB剖面示意图、图2d为范例性导光板100的AA剖面示意图及图2e为另一范例性导光板100的A’A’剖面示意图。请参照图2a、图2b、图2c、图2d及图2e，范例性技术提出使用光纤230来取代发光二极管芯片110，并利用一光收集装置220，来收集由所述光纤束230发出的光线。

图3a为本发明一实施例的光纤结构剖面图、图3b为本发明一实施例的光纤束360剖面图及图3c为本发明一实施例的光纤束360组架构图。请参照图3a、图3b及图3c，在本发明的一实施例中，采用光纤导入光源进入导光板100入光侧，不同的是，本发明是利用光纤侧面出光而非固有的端面出光，光纤透过内外两层不同折射率设计，将光在导光段340设计为全反射，内外材质的折射率不同且光纤内部折射率大于外部的折射率，满足全反射条件，使光进行高效率传递，当到达需要出光区段350时，光纤外部材质折射率改变，使光纤不再维持全反射，而有光透出并进入导光板100入光侧。依据折射率原理n1sinθ1＝n2sinθ2，利用光纤出光段350外层的改变，使材质330折射率大于材质310折射率。

请参照图3a及图3c，在本发明的一实施例中，所述光纤束360结构包括光纤束导光段340及光纤束出光段350。所述光纤束导光段340更包括光纤内层材质310及光纤外层材质320，所述光纤内层材质310折射率大于所述光纤外层材质320折射率。所述光纤束出光段350更包括光纤内层材质310及光纤外层材质330，所述光纤外层材质330折射率大于所述光纤内层材质310折射率。其中所述出光段350长度或所述导光段340长度的比例小于1。请继续参照图3a及图3c，发光源发出的光线进入光纤束360结构后，将触碰各层之间的交界面而产生相异的结果。以光线在光纤束导光段340中的光纤里层材质310为例，当光线接触所述光纤外层材质320和所述光纤里层材质310之间的交界面时，由于所述光纤里层材质310折射率大于所述光纤外层材质320折射率，因此在所述光纤里层材质310的光线可顺利地反射进入所述光纤里层材质310中，比较不易产生折射而到所述光纤外层材质320中。同样的，以光线在光纤束出光段350中的光纤里层材质310为例，当光线接触所述光纤外层材质330和所述光纤里层材质310之间的交界面时，由于所述光纤外层材质330折射率大于所述光纤里层材质310折射率，因此所述光纤里层材质310中的光线可顺利地折射进入所述光纤外层材质330中，比较不易产生反射而回到所述光纤里层材质310中。

图4为本发明一实施例的具有光纤360结构的导光板100剖面图。请参照图4，在本发明一实施例中，所述导光板100更包括一光纤束360及一光收集反射罩370。所述光纤束360，设置在所述导光板100的入光侧210边缘，并分为导光段340及出光段350。所述光收集反射罩370，用以反射所述光纤束360发出的光线进入导光板100入光侧210。

图5a为本发明一实施例的另一光纤束组500架构图及图5b为本发明一实施例的光纤出光段混合排列510架构图。请参照图5a及图5b，通过所述光纤束360分段，均匀布满在导光板100入光侧210边缘，且利用光纤传导光源，所述光纤束361，362透过混合搭配呈现多股混合，加大入光侧210光点大小，提高光均匀性。

在本发明的一实施例中，所述光源用以提供一光线给所述光纤束，所述光源可为为环境光线、冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)、热阴极荧光灯(Hot Cathode Fluorescent Lamp，HCFL)、发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)、平面荧光灯(Flat Fluorescent Lamp，FFL)、电激发光组件(Electro-Luminescence；EL)、发光灯条(Light Bar)、无极灯或上述的任意组合。。

请参照图4，在本发明的一实施例中，所述导光板100的形状为一长方体形状或正方体形状。

请参照图3a、图3c、图4、图5a及图5b，在本发明的一实施例中，一种显示设备，包括：一液晶显示面板，用于显示影像，以及一种背光模块：包括：一导光板100、一光纤束360及一光收集反射罩370。所述光纤束360，设置在所述导光板100的入光侧210边缘，并分为导光段340及出光段350。所述光收集反射罩370，用以反射所述光纤束360发出的光线进入导光板100入光侧210。且通过所述光纤束360分段，均匀布满在导光板100入光侧210边缘，并利用光纤传导光源，所述光纤束361，362透过混合搭配呈现多股混合，加大入光侧210光点大小，提高光均匀性。所述光纤束360结构包括光纤束导光段340及光纤束出光段350。所述光纤束导光段340更包括光纤内层材质310及光纤外层材质320，所述光纤内层材质310折射率大于所述光纤外层材质320折射率。所述光纤束出光段350更包括光纤内层材质310及光纤外层材质330，所述光纤外层材质330折射率大于所述光纤内层材质310折射率。当发光源发出的光线进入光纤束360结构后，将触碰各层之间的交界面而产生相异的结果。以光线在光纤束导光段340中的光纤里层材质310为例，当光线接触所述光纤外层材质320和所述光纤里层材质310之间的交界面时，由于所述光纤里层材质310折射率大于所述光纤外层材质320折射率，因此在所述光纤里层材质310的光线可顺利地反射进入所述光纤里层材质310中，比较不易产生折射而到所述光纤外层材质320中。同样的，以光线在光纤束出光段350中的光纤里层材质310为例，当光线接触所述光纤外层材质330和所述光纤里层材质310之间的交界面时，由于所述光纤外层材质330折射率大于所述光纤里层材质310折射率，因此所述光纤里层材质310中的光线可顺利地折射进入所述光纤外层材质330中，比较不易产生反射而回到所述光纤里层材质310中。其中所述出光段350长度或所述导光段340长度的比例小于1。

图6为本发明一实施例光纤束组的示意图。在一些实施例中，每条光纤束包括导光段440及出光段450。如图6所示，这些出光段450的位置可交错重叠，使得这些出光段450的出光分布可均匀，避免这些出光段450的出光集中于导光板100入光侧210的部分位置。再者，每条光纤束可包括一个以上的出光段450，使得这些出光段450的出光分布可更均匀。

本发明的有益效果是利用光纤取代发光二极管灯条，能实现柔性背光设计，并利用光纤传导光源，取消发光二极管灯条结构，发挥光纤轻、薄、柔软的特性，使背光的集光系统结构更加简洁，光纤入光方式由端面变更为侧面，可以实现光纤平贴在导光板上的应用，使得背光系统空间利用更简洁。

“在一些实施例中”及“在各种实施例中”等用语被重复地使用。所述用语通常不是指相同的实施例；但它亦可以是指相同的实施例。“包含”、“具有”及“包括”等用词是同义词，除非其前后文意显示出其它意思。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。