TW201504688A - 背光模組 - Google Patents
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Abstract
本發明涉及一種背光模組，其包括至少一個光源組、至少一個耦合光纖、至少一個發散透鏡及一個導光元件組。光源組與耦合光纖及發散透鏡一一對應。光源組包括第一、第二及第三光源。第一、第二及第三光源分別用於出射紅光、綠光及藍光。耦合光纖包括一個出光端及與出光端連通的三個入光端。三個入光端與第一、第二及第三光源一一對應放置，以接收從對應的光源發出的光並進行均勻混合後從出光端出射。發散透鏡與出光端相對設置，以接收出光端出射的光線並進行發散。導光元件組設置於發散透鏡的出光側，以接收並均勻化從發散透鏡出射光線。
Description
本發明涉及背光模組，尤其涉及一種直下式背光模組。
背光模組為液晶顯示器提供白光光源，直下式背光模組中的白光光源一般由較多的光源構成，如LED點陣或冷陰極管等。以LED點陣或冷陰極管作為光源，其發出的白光一般是通過激發螢光粉後混合而成，惟這樣會使使用該背光模組的顯示器有顯示色域不足且顯示色彩的飽和度不佳等缺陷。
有鑒於此，有必要提供一種能使顯示器顯示的色域較廣且色彩飽和度較佳的背光模組。
一種背光模組，其包括至少一個光源組、至少一個耦合光纖、至少一個發散透鏡及一個導光元件組。每個光源組均與一個耦合光纖及一個發散透鏡相對應。每個光源組均包括第一光源、第二光源及第三光源。所述第一光源用於出射紅光。所述第二光源用於出射綠光。所述第三光源用於出射藍光。每個所述耦合光纖均包括三個入光端及一個出光端。所述三個入光端均與所述出光端連通。所述三個入光端與所述第一光源、第二光源及第三光源一一對應放置，以接收從對應的光源發出的光並進行均勻混合後從出光端出射。所述發散透鏡與所述出光端相對設置，用於接收所述出光端出射的光線並進行發散。所述導光元件組設置於所述發散透鏡的出光側，用以接收並均勻化從所述發散透鏡出射光線。
與先前技術相比較，本發明的背光模組，採用紅、綠、藍三種顏色的單色光源，通過三進一出的耦合光纖對光源發出的光進行傳導並均勻混光，再通過所述導光元件使出射的光線更加均勻化。由於本發明採用的光源是紅綠藍三種顏色的光源，其均勻混合後出射的白光具有較廣的色域及更佳的色彩飽和度。另外，當依序點亮分別發出紅色光、綠色光、藍色光的第一光源、第二光源和第三光源時，配合液晶層的操作，使分別產生紅、綠、藍灰階的畫面，以組合成彩色畫面，可省去彩色濾光片的使用，且可提升光利用效率。
100‧‧‧背光模組
10‧‧‧承載板
20‧‧‧光源組
30‧‧‧耦合光纖
40‧‧‧反射片
50‧‧‧發散透鏡
60‧‧‧導光元件
21‧‧‧第一光源
22‧‧‧第二光源
23‧‧‧第三光源
31‧‧‧第一入光端
32‧‧‧第二入光端
33‧‧‧第三入光端
34‧‧‧出光端
41‧‧‧通孔
51‧‧‧入光面
52‧‧‧出光面
53‧‧‧側面
54‧‧‧容置腔
55‧‧‧凹面
56‧‧‧擴散粒子
61‧‧‧第一擴散片
62‧‧‧第一棱鏡片
63‧‧‧第二棱鏡片
64‧‧‧第二擴散片
圖1係本發明較佳實施方式的背光模組的剖面示意圖。
請參閱圖1，本發明實施方式提供的一種背光模組100，其包括一個承載板10、至少一個光源組20，至少一個耦合光纖30、一個反射片40、至少一個發散透鏡50及一個導光元件組60。
所述承載板10大致呈方形板狀，用以承載所述光源組20。
所述光源組20放置於所述承載板10上。本實施例中，所述至少一個光源組20的數量為一個。所述光源組20包括第一光源21、第二光源22及第三光源23。所述第一光源21、第二光源22及第三光源23均為發光二極體(Light emitting diode, LED)。所述第一光源21、第二光源22及第三光源23並行間隔放置。本實施例中，所述第一光源21僅用於發出紅色光。所述第二光源22僅用於發出綠色光。所述第三光源23僅用於發出藍色光。
所述耦合光纖30位於所述光源組20遠離所述承載板10側，用於將光源組20發出的紅色光、綠色光及藍色光進行耦合後出射。所述耦合光纖30一體成型。本實施例中，所述至少一個耦合光纖30的數量為一個。所述耦合光纖30具有第一入光端31、第二入光端32、第三入光端33及一個出光端34。所述第一入光端31、第二入光端32及第三入光端33均與所述出光端34連通。所述第一入光端31、第二入光端32及第三入光端33平行間隔設置。所述第一入光端31與所述第一光源21的出光方向對應放置，使所述第一光源21發出的光通過所述第一入光端31進入所述耦合光纖30。所述第二入光端32與第二光源22的出光方向對應放置，使所述第二光源22發出的光通過所述第二入光端32進入所述耦合光纖30。所述第三入光端33與所述第三光源23的出光方向對應放置，使第三光源23發出的光從所述第三入光端33進入所述耦合光纖30。從所述第一入光端31、第二入光端32及第三入光端33進入所述耦合光纖30的光線在所述耦合光纖30內均勻混合，然後從所述出光端34出射。本實施方式中，所述耦合光纖30為高純度的玻璃抽絲材質，其為光束提供低損失的傳輸路徑，其也可為耐熱塑膠光纖。
所述反射片40位於所述耦合光纖30的出光端34。所述反射片40上開設有一個通孔41，以收容並固定所述耦合光纖30的出光端34，所述反射片40所在的平面大致垂直於所述出光端34的出光方向。
所述發散透鏡50放置於所述反射片40遠離所述光源組20側，且與所述耦合光纖30的出光端34對準，即，所述發散透鏡50設置在從所述耦合光纖30的出光端34的出光方向上，用於接收從所述出光端34出射的光線並進行發散。
本實施例中，所述至少一個發散透鏡50的數量為一個。所述發散透鏡50大致呈半球狀，其可採用聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或玻璃等製成。所述發散透鏡50具有一個底面51，一個頂面52及一個側面53。所述底面51與所述頂面52分別位於所述發散透鏡50的相背兩側。所述側面53連接於所述底面51與頂面52之間。所述底面51為平面，且與所述反射片40相接觸。本實施例中，自所述底面51中部向所述發散透鏡50內部凹陷形成有一個容置腔54。所述容置腔54對應的凹面55為所述發散透鏡50的入光面。所述頂面52為所述發散透鏡50的出光面。所述容置腔54與所述反射片40上的通孔41對應放置，即，所述容置腔54正對所述耦合光纖30的出光端34。所述容置腔54的縱截面大致呈半橢圓狀，且所述容置腔54沿平行於所述反射片40方向的寬度小於所述容置腔54沿垂直於所述反射片40方向的高度，以使得從所述出光端34出射的光線經過所述發散透鏡50後具有更大的偏折角度。所述出光面52朝遠離所述入光面51的方向凸起。所述出光面52及所述側面53均可形成有霧化或粗化結構，以使得從所述發散透鏡50出射的光線更加均勻。可以理解的是，為進一步提高從所述發散透鏡50出射的光線的均勻性，可於所述發散透鏡50內設置均勻分散的光擴散粒子56。所述光擴散粒子56可以是二氧化矽、聚甲基丙烯酸甲酯以及玻璃中的任一者或任幾者的組合。
所述導光元件組60設至於所述發散透鏡50的出光側，用於對出射到所述導光元件組60上的光線進行進一步擴散並提升光線的輝度。所述導光元件組60包括依次相互平行放置的一個第一擴散片61、一個第一棱鏡片62、一個第二棱鏡片63及一個第二擴散片64。所述第一擴散片61位於所述發散透鏡50遠離所述反射片40側，用於對從所述發散透鏡50出射的光線進行擴散，以提高從所述發散透鏡50出射的光線的均勻性。所述第一棱鏡片62位於所述第一擴散片61遠離所述反射片40側。所述第二棱鏡片63位於所述第一棱鏡片62遠離所述第一擴散片61側。所述第一棱鏡片62及第二棱鏡片63用於增加從所述第一擴散片61出射的光線的輝度。所述第二擴散片64位於所述第二棱鏡片63遠離所述第一棱鏡片62側，用於對從第二棱鏡片63出射的光線進行擴散，以進一步提高從所述第二擴散片64出射的光線的均勻度。
本實施例中，所述反射片40用於將被所述第一擴散片61反射的部分光線再次反射回所述第一擴散片61，以對該部分光線進行再次利用，提高光的利用率。
所述背光模組100的光線傳遞過程如下：所述第一光源21發出的紅色光、第二光源22發出的綠色光及第三光源23發出的藍色光分別通過第一入光端31、第二入光端32及第三入光端33進入所述耦合光纖30，並於所述耦合光纖30內均勻混合形成白光。均勻混合後的光線從所述出光端34出射到所述發散透鏡50的入光面。然後光線經所述入光面進入所述發散透鏡50，並從所述發散透鏡50的出光面出射。從所述發散透鏡50出射的光線進入所述第一擴散片61，被所述第一擴散片61均勻化，其中部分光線被所述第一擴散片61反射至所述反射片40，然後被所述反射片40再次反射至第一擴散片61，進行再次利用。從所述第一擴散片61出射的光線依次經過所述第一棱鏡片62及第二棱鏡片63後，最後經所述第二擴散片64再次被均勻化後射出所述背光模組100。
可以理解的是，其他實施例中，所述背光模組100也可不包括所述承載板10，而直接將所述第一光源21、第二光源22及第三光源23分別設置於所述第一入光端31、第二入光端32及第三入光端33。
可以理解的是，其他實施例中，所述光源組20的數量也可為一個以上，所述耦合光纖30、發散透鏡50及所述反射片40開設的通孔41的數量也可為一個以上，只需保證所述光源組20的數量、所述耦合光纖30的數量、所述發散透鏡50的數量及所述反射片40上開設的通孔41的數量一致即可。此時所述光源組20呈矩陣排列，且與所述耦合光纖30、發散透鏡50及所述反射片40上的通孔41一一對應。
可以理解的是，其他實施例中，所述發散透鏡50可不包括自所述底面51中部向所述發散透鏡50內部凹陷形成的容置腔54，此時，所述底面51即為所述發散透鏡50的入光面，所述底面51的中部正對所述出光端34。
與先前技術相比較，本發明的背光模組，採用紅、綠、藍三種顏色的單色光源，通過三進一出的耦合光纖對光源發出的光進行傳導並均勻混光，再通過所述導光元件使出射的光線更加均勻化。由於本發明採用的光源是紅綠藍三種顏色的光源，其均勻混合後出射的白光具有較廣的色域及更佳的色彩飽和度。另外，當依序點亮分別發出紅色光、綠色光、藍色光的第一光源、第二光源和第三光源時，配合液晶層的操作，使分別產生紅、綠、藍灰階的畫面，以組合成彩色畫面，可省去彩色濾光片的使用，且可提升光利用效率。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
無
100‧‧‧背光模組
10‧‧‧承載板
20‧‧‧光源組
30‧‧‧耦合光纖
40‧‧‧反射片
50‧‧‧發散透鏡
60‧‧‧導光元件
21‧‧‧第一光源
22‧‧‧第二光源
23‧‧‧第三光源
31‧‧‧第一入光端
32‧‧‧第二入光端
33‧‧‧第三入光端
34‧‧‧出光端
41‧‧‧通孔
51‧‧‧入光面
52‧‧‧出光面
53‧‧‧側面
54‧‧‧容置腔
55‧‧‧凹面
56‧‧‧擴散粒子
61‧‧‧第一擴散片
62‧‧‧第一棱鏡片
63‧‧‧第二棱鏡片
64‧‧‧第二擴散片
Claims (8)
- 一種背光模組，其包括至少一個光源組、至少一個耦合光纖、至少一個發散透鏡及一個導光元件組，每個光源組均與一個耦合光纖及一個發散透鏡相對應，每個光源組均包括第一光源、第二光源及第三光源，所述第一光源用於出射紅光，所述第二光源用於出射綠光，所述第三光源用於出射藍光，每個所述耦合光纖均包括三個入光端及一個出光端，所述三個入光端均與所述出光端連通，所述三個入光端與所述第一光源、第二光源及第三光源一一對應放置，以接收從對應的光源發出的光並進行均勻混合後從出光端出射，所述發散透鏡與所述出光端相對設置，用於接收所述出光端出射的光線並進行發散，所述導光元件組設置於所述發散透鏡的出光側，用以接收並均勻化從所述發散透鏡出射光線。
- 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中，所述背光模組還包括一個反射片，所述反射片設置於所述光源組與所述發散透鏡之間，且靠近所述發散透鏡，用以將從所述發散透鏡出射到所述導光元件組上，被所述導光元件組反射的光線再次反射至所述導光元件組內，所述反射片上設置有至少一個通孔，以收容並固定所述至少一個耦合光纖的出光端。
- 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中，所述發散透鏡包括一個底面、頂面及側面，所述底面與所述頂面相背設置，所述側面連接於所述底面與頂面之間，自所述底面的中部向所述發散透鏡內部凹陷形成有一個容置腔，所述容置腔正對所述出光端，所述容置腔對應的凹面為所述發散透鏡的入光面，所述頂面為所述發散透鏡的出光面。
- 如申請專利範圍第3項所述的背光模組，其中，所述發散透鏡內均勻分佈有光擴散粒子。
- 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中，所述導光元件組包括一個第一擴散片、一個第一棱鏡片、一個第二棱鏡片及一個第二擴散片，所述第一擴散片位於所述多個二次透鏡背離所述反射片的一側，所述第一棱鏡片位於所述第一擴散片背離所述多個二次透鏡的一側，所述第二棱鏡片位於所述第一棱鏡片背離所述第一擴散片的一側，所述第二擴散片位於所述第二棱鏡片背離所述第一棱鏡片的一側。
- 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中，所述背光模組還包括一個承載板，所述承載板放置於所述至少一個光源組遠離所述發散透鏡側，用以承載所述至少一個光源組。
- 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中，所述第一光源、第二光源及第三光源均為發光二極體。
- 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中，該每個光纖是玻璃抽絲材質光纖或耐熱塑膠光纖。
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