CN102966911B - 背光模块及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种背光模块及显示装置。显示装置包括此背光模块和显示面板。此背光模块包括集光器、光纤、光纤出光板、导光板及固定套环。光纤连接于集光器与光纤出光板之间，导光板设置于光纤出光板的一侧，固定套环分别套置于光纤的出光端上，用于固定光纤于光纤出光板上。本发明可利用外界光线来形成背光源。

Description

背光模块及显示装置

【技术领域】

本发明涉及一种背光模块及显示装置，特别是涉及一种使用外界光线的背光模块及显示装置。

【背景技术】

液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)已被广泛应用于各种电子产品中，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。背光模块可依照光源入射位置的不同分成侧向式入光(Side-light type)与直下式入光(Direct-light type)两种，以便提供背光源至液晶显示面板。

一般，背光模块的光源为发光二极管(Light-Emitting Diode，LED)或冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)，其需通过荧光粉的混光来发出白光，因而具有较弱的色彩表现能力及较窄的色域，而难以提供影像的真实色彩。再者，背光模块的光源会耗费较多的电力，特别是用于大尺寸的液晶显示器。

故，有必要提供一种背光模块及显示装置，以解决现有技术所存在的问题。

【发明内容】

本发明的主要目的在于提供一种背光模块，所述背光模块包括：

集光器，用于收集外界光线；

多条光纤，连接于所述集光器；

光纤出光板，连接于所述光纤，其中所述光纤出光板具有多个出光口，用于发出由所述光纤所传来的光线；

导光板，设置于所述光纤出光板的一侧；以及

多个固定套环，具有通孔，并分别套置于所述光纤的出光端上，用于固定所述光纤于所述光纤出光板上；

所述光纤插置于所述固定套环的所述通孔内，露出出光端，并将所露出的所述出光端对应地插入到所述光纤出光板的出光口，然后将所述固定套环的结合面通过焊接或粘贴结合于所述光纤出光板的表面上来固定于所述光纤出光板上的；

所述集光器包括基座、光学透镜、光传感器及外罩，所述光学透镜及所述光传感器设置于所述基座上，所述光学透镜用于收集所述外界光线，并提供所收集的光线于光纤束的入光端，所述光传感器用于感测光线，以控制所述基座对应于所述外界光源来转动，所述外罩用于包覆所述光学透镜及所述光传感器，所述外罩具有紫外线过滤层，所述紫外线过滤层用于过滤光线中的紫外线。

本发明的另一目的在于提供一种显示装置，所述显示装置包括：

显示面板；以及

背光模块，包括：

集光器，用于收集外界光线；

多条光纤，连接于所述集光器；

光纤出光板，连接于所述光纤，其中所述光纤出光板具有多个出光口，用于发出由所述光纤所传来的光线；

导光板，设置于所述光纤出光板的一侧；以及

多个固定套环，具有通孔，并分别套置于所述光纤的出光端上，用于固定所述光纤于所述光纤出光板上；

所述光纤插置于所述固定套环的所述通孔内，露出出光端，并将所露出的所述出光端对应地插入到所述光纤出光板的出光口，然后将所述固定套环的结合面通过焊接或粘贴结合于所述光纤出光板的表面上来固定于所述光纤出光板上的；

所述集光器包括基座、光学透镜、光传感器及外罩，所述光学透镜及所述光传感器设置于所述基座上，所述光学透镜用于收集所述外界光线，并提供所收集的光线于光纤束的入光端，所述光传感器用于感测光线，以控制所述基座对应于所述外界光源来转动，所述外罩用于包覆所述光学透镜及所述光传感器，所述外罩具有紫外线过滤层，所述紫外线过滤层用于过滤光线中的紫外线。

在本发明的一实施例中，所述固定套环是由软性材料所制成。

在本发明的一实施例中，所述固定套环包括筒状的延伸部，所述通孔是形成于所述延伸部内。

在本发明的一实施例中，所述光纤具有标记线，所述标记线是对准于所述固定套环的所述通孔的孔缘。

在本发明的一实施例中，所述光纤与所述固定套环之间是利用黏着剂来固定。

在本发明的一实施例中，所述外界光线为太阳光。

相较于现有的背光模块的问题，本发明的背光模块和显示装置可有效地利用外界光线来形成背光源，因而可大幅地减少光源的电力耗费，且由于外界的光线一般可具有较宽的色域，故使用本发明背光模块的显示装置可提供具有真实色彩的影像，大幅地改善影像显示质量。又，通过固定套环，光纤的出光端可精确地定位及固定于光纤出光板上，以确保光纤的高光能利用率。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

【附图说明】

图1为本发明显示装置的一实施例的示意图；

图2为本发明背光模块的一实施例的示意图；

图3为本发明光纤的一实施例的示意图；

图4及图5为本发明固定套环与光纤的一实施例的组合示意图；

图6、图7及图8为本发明固定套环与光纤出光板的一实施例的组合示意图；

图9及图10为本发明固定套环与光纤出光板的一实施例的组合示意图；以及

图11为本发明背光模块的又一实施例的示意图。

【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，当例如层、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。

请参照图1及图2，图1为本发明显示装置的一实施例的示意图，图2为本发明背光模块的一实施例的示意图。在本实施例中，背光模块100是相对于一显示面板101(例如液晶显示面板)来设置，而形成一显示装置(例如液晶显示装置)。背光模块100包括有多条光纤111、光纤出光板120、导光板130、集光器140、背板150、反射层160、光学膜片170及多个固定套环180。光纤111是连接于集光器140，用于传送光线。光纤出光板120是设置于光纤111与导光板130之间，用于允许光纤111所传送的光线可进入导光板130。集光器140是连接于光纤111，用于收集外界光线，例如太阳光或室内光线，以提供光线至光纤111。导光板130可承载于背板150上，反射层160是形成于背板150与导光板130之间，用以反射光线。光学膜片170设置于导光板130上，以改善光学效果。固定套环180是分别套置于光纤111的出光端112上，用于固定光纤111于光纤出光板120上。

如图2所示，本实施例的多条光纤111可被一外皮所包覆，而形成光纤束110，以方便于连接于集光器140。光纤束110的一端是连接于集光器140，分离的光纤111是连接于光纤出光板120上。

请参照图3，其为本发明光纤的一实施例的示意图。本实施例的光纤111可具有光纤芯113、包层114及缓冲层115。光纤芯(core)113可由例如石英或PMMA所制成，用于传导光线。包层114是可由硬聚合物(hard polymer)所制成，用于包覆住光纤芯113。缓冲层115可由例如四氟乙烯所制成，用于避免光纤111受到损伤。

如图1及图2所示，本实施例的光纤出光板120是设置于光纤束110与导光板130之间，用于发出由光纤111所传来的光线。光纤出光板120具有多个出光口121(通孔)，用于露出光纤111的出光端112，使得光纤111所传送的光线可由光纤出光板120的出光口121发出，并进入导光板130。其中，出光口121的排列间隔(pitch)可小于等于16毫米(mm)，以确保光线可分散地进入导光板130，而形成均匀的面光源。每一出光口121的直径(或宽度)可小于或等于2.5mm，使得光纤111所传送的光线可充分地由出光口121发出。

如图1及图2所示，本实施例的导光板130是设置于光纤出光板120的一侧。导光板130可利用射出成型(Injection Molding)的方式来制成，其材料为光硬化型树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯(PC)，用以导引光纤111所传送的光线至液晶显示面板101。导光板130具有出光面131、光反射面132及侧入光面133。出光面131形成于导光板130的一侧，并面对液晶显示面板101，出光面131可具有雾面处理或散射点设计，以便均匀化导光板130的出光，减少出光不均(Mura)的现象。在另一实施例中，出光面131更可设有若干个突出结构(未绘示)，以便进一步修正光线的方向，来增加聚光效果，并提高正面辉度。其中此些突出结构可例如为：棱形或半圆形的凸起或凹陷结构等。光反射面132是形成导光板130相对出光面131的另一侧，用以反射光线至出光面131。在本实施例中，导光板130的光反射面132平行于出光面131。光反射面132可设有导光结构(未绘示)，以反射导引光线由出光面131射出。光反射面132的导光结构例如是呈连续性的V形结构，亦即V-Cut结构、雾面结构、散射点结构，以便导引光源120的光线充分的由出光面131射出。侧入光面133形成于导光板130的一侧或相对两侧，其面对于光纤出光板120的出光口121，用以允许光纤111所传送的光线可进入导光板130内。且此侧入光面133可具有例如V形结构(V-Cut)、S形波浪结构或表面粗糙化处理(未绘示)，以此提升光线的入射效率和光耦合效率。

如图2所示，本实施例的集光器140可设置于显示装置的外部(例如户外或室内)，并连接于光纤束110的一端，用于收集外界光线，例如太阳光。集光器140可包括基座141、光学透镜142、光传感器143及外罩144。光学透镜142及光传感器143可设置于基座141上，光学透镜142用于收集外界光线，并提供所收集的光线于光纤束110的入光端116。光传感器143可用于感测光线，以控制基座141对应于外界光源(如太阳)来转动，而提高光收集效率。外罩144是用于包覆光学透镜142及光传感器143，且外罩144可具有紫外线过滤层(未显示)，以过滤光线中的紫外线。

如图1所示，在本实施例中，背板150是由不透光材质所制成，例如：塑胶材料、金属材料或上述材料的组合，用于承载光纤出光板120及导光板130。反射层160(或反射片)优选可形成导光板130的光反射面132的表面，而仅暴露出用以允许光线进入的侧入光面133以及用以发出光线的出光面131。反射层160可由高反射率材料所制成，例如银、铝、金、铬、铜、铟、铱、镍、铂、铼、铑、锡、钽、钨、锰、上述任意组合的合金、耐黄化且耐热的白色反射漆料或上述材料的任意组合，以反射光线。光学膜片170例如为：扩散片、棱镜片、逆棱镜片(Turning PrismSheet)、增亮膜(Brightness Enhancement Film，BEF)、反射式增亮膜(Dual Brightness Enhancement Film，DBEF)、非多层膜式反射偏光片(Diffused Reflective Polarizer Film，DRPF)或上述的任意组合，其设置于导光板130上，用以改善由导光板130出光的光学效果。

请参照图4及图5，其为本发明固定套环与光纤的一实施例的组合示意图。本实施例的固定套环180可由塑胶或金属材料所制成，优选地，可由软性材料所制成，例如硅胶或橡胶材料，避免刮伤或损害光纤111。固定套环180包括通孔181、结合面182及延伸部183。光纤111可插置于固定套环180的通孔181内，并露出光纤111的出光端112。结合面182是用于结合于光纤出光板120的表面上，使得固定套环180可固定于光纤出光板120上。通孔181可形成于延伸部183内，延伸部183可呈筒状，用于支撑靠近出光端112的部分光纤111，以确保靠近出光端112的部分光纤111被弯折，以确保光纤111的传输效率。

请参照图4至图8，图6、图7及图8为本发明固定套环与光纤出光板的一实施例的组合示意图。当利用固定套环180来组合光纤111及光纤出光板120时，首先，将光纤111插入固定套环180的通孔181内，并露出光纤111的出光端112。此时，每一光纤111可具有标记线117，以标示出光端112的位置。当露出光纤111的出光端112时，光纤111的标记线117可对准于通孔181的孔缘，以准确地定位出光端112在固定套环180上的位置。其中，光纤111与固定套环180之间可利用例如黏着剂来进行固定。接着，在光纤111组合于固定套环180之后，将露出的出光端112对应地插入光纤出光板120的出光口121，并可将固定套环180的结合面182通过焊接或粘贴来结合于光纤出光板120的表面上，因而完成光纤111在光纤出光板120上的固定及定位。

当使用背光模块来提供背光源时，光纤111可将集光器140所收集的外界光线(如太阳光)传送至导光板130。更具体地，集光器140所收集的光线可经由光纤111来进行传送，并通过光纤出光板120的出光口121来发出至导光板130。由于背光模块100是使用外部的光线来作为侧光源，因而可大幅地减少光源的电力耗费。且外界的光线(如太阳光)一般可具有较宽的色域，故使用背光模块100的显示装置可提供具有真实色彩的影像，大幅地改善显示装置的影像显示质量。再者，通过固定套环180，光纤111的出光端112可精确地定位及固定于光纤出光板120上，确保高光能利用率。

请参照图9及图10，其为本发明固定套环与光纤出光板的一实施例的组合示意图。在另一实施例中，固定套环180可包括多个卡钩184，且光纤出光板120更具有固定通孔122，用于对应卡合固定套环180的卡钩184。因此，通过卡钩184与固定通孔122的卡掣，固定套环180可直接固定于光纤出光板120上，而不需利用焊接或粘贴的方式。

请参照图11，其为本发明背光模块的又一实施例的示意图。在又一实施例中，光纤出光板120更可包括多个光源123，例如为发光二极管(LED)或有机发光二极管(Organic Light EmittingDiode，OLED)。光源123可排列于出光口121之间，并面对于导光板130的侧入光面133。当集光器140所收集的光线不足以提供来形成面光源时，光源123可提供额外的光线于导光板130，以确保背光模块100所形成的背光源具有足够的亮度。

由上述可知，本发明的背光模块和显示装置可收集外界光线来形成背光源，因而可大幅地减少光源的电力耗费，且可改善显示装置的影像色彩表现，以改善显示装置的影像显示质量。又，通过固定套环，光纤的出光端可精确地定位及固定于光纤出光板上，以确保光纤的高光能利用率。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种背光模块，其特征在于：所述背光模块包括：

集光器，用于收集外界光线；

多条光纤，连接于所述集光器；

光纤出光板，连接于所述光纤，其中所述光纤出光板具有多个出光口，用于发出由所述光纤所传来的光线；

导光板，设置于所述光纤出光板的一侧；以及

多个固定套环，具有通孔，并分别套置于所述光纤的出光端上，用于固定所述光纤于所述光纤出光板上；

所述光纤插置于所述固定套环的所述通孔内，露出出光端，并将所露出的所述出光端对应地插入到所述光纤出光板的出光口，然后将所述固定套环的结合面通过焊接或粘贴结合于所述光纤出光板的表面上来固定于所述光纤出光板上的；

所述集光器包括基座、光学透镜、光传感器及外罩，所述光学透镜及所述光传感器设置于所述基座上，所述光学透镜用于收集所述外界光线，并提供所收集的光线于光纤束的入光端，所述光传感器用于感测光线，以控制所述基座对应于所述外界光源来转动，所述外罩用于包覆所述光学透镜及所述光传感器，所述外罩具有紫外线过滤层，所述紫外线过滤层用于过滤光线中的紫外线。

2.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述固定套环是由软性材料所制成。

3.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述固定套环包括筒状的延伸部，所述通孔是形成于所述延伸部内。

4.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述光纤具有标记线，所述标记线是对准于所述固定套环的所述通孔的孔缘。

5.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述光纤与所述固定套环之间是利用黏着剂来固定。

6.根据权利要求1所述的背光模块，其特征在于：所述外界光线为太阳光。

7.一种显示装置，其特征在于：所述显示装置包括：

显示面板；以及

背光模块，包括：

集光器，用于收集外界光线；

多条光纤，连接于所述集光器；

光纤出光板，连接于所述光纤，其中所述光纤出光板具有多个出光口，用于发出由所述光纤所传来的光线；

导光板，设置于所述光纤出光板的一侧；以及

多个固定套环，具有通孔，并分别套置于所述光纤的出光端上，用于固定所述光纤于所述光纤出光板上；

所述光纤插置于所述固定套环的所述通孔内，露出出光端，并将所露出的所述出光端对应地插入到所述光纤出光板的出光口，然后将所述固定套环的结合面通过焊接或粘贴结合于所述光纤出光板的表面上来固定于所述光纤出光板上的；

所述集光器包括基座、光学透镜、光传感器及外罩，所述光学透镜及所述光传感器设置于所述基座上，所述光学透镜用于收集所述外界光线，并提供所收集的光线于光纤束的入光端，所述光传感器用于感测光线，以控制所述基座对应于所述外界光源来转动，所述外罩用于包覆所述光学透镜及所述光传感器，所述外罩具有紫外线过滤层，所述紫外线过滤层用于过滤光线中的紫外线。