CN103335273B - 液晶显示器及其背光模组 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种液晶显示器及其背光模组。该液晶显示器的背光模组包括:环境光收集器(110),用于收集外界环境光;背板(130);扩散板(120),设置于所述背板(130)之上;多条光纤(141),所述光纤(141)拉直固定于所述扩散板(120)与所述背板(130)之间,并且所述光纤(141)连接于所述环境光收集器(110);其中,所述拉直固定于所述扩散板(120)与所述背板(130)之间的光纤(141)的表面上形成有微结构,所述微结构使得所述光纤(141)中的光均匀出射。本发明通过在光纤的表面上形成微结构,使得从光纤的表面出射的光均匀分布,在光纤有效地将环境光导入背光模组中的同时保证了背光模组能够得到均匀分布的光。

Description

液晶显示器及其背光模组
技术领域
本发明属于液晶显示领域。更具体地讲,涉及一种使用光纤作为背光光源的液晶显示器及其背光模组。
背景技术
现今,在液晶显示器(LCD,Liquid Crystal Display)的背光模组中大多数采用原始光源作为背光光源,这里所述的原始光源是指利用电力等能源来使自身发光的光源,例如LED(Light Emitting Diode,发光二极管)、CCFL(ColdCathode Fluorescent Lamp,冷阴极萤光灯管)等。其中,由于LED具有高效节能的优点,因此被广泛利用为背光模组中的背光光源。但随着未来人们更加注重节能环保,现今背光模组中的背光光源的功耗需要进一步地降低,这就需要减少原始光源使用的数量来实现背光光源功耗的降低,或者使用新型的节能光源作为背光模组中的背光光源,来达到进一步地节能。
将环境光(诸如太阳光)作为背光模组中的背光光源是一种新型的节能方案。在这种节能方案中,无需使用以电力为动力的原始光源,或者将原始光源的使用比例减小,这样就可以大幅度地减少能耗。目前比较可行的办法是将环境光收集后使用多条光纤导入背光模组中作为背光光源使用,然而,光纤如何有效地将环境光导入背光模组中,同时保证背光模组能够得到均匀分布的光是一个亟须解决的难题。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题,本发明的目的在于提供一种背光模组,所述背光模组包括:环境光收集器,用于收集外界环境光;背板;扩散板,设置于所述背板之上;多条光纤,所述光纤拉直固定于所述扩散板与所述背板之间,并且所述光纤连接于所述环境光收集器;其中,所述拉直固定于所述扩散板与所述背板之间的光纤的表面上形成有微结构,所述微结构使得所述光纤中的光均匀出射。
此外,所述微结构包括在所述拉直固定于所述扩散板与所述背板之间的光纤的表面上形成的平台以及在所述平台上设有平行排列的多个沟槽。
此外,所述沟槽的方向垂直于所述光纤的轴向。
此外,所述多个沟槽之间的间距沿着远离所述光纤的入光端的方向依次减小。
此外,所述沟槽的形状为三角形、方形、梯形或者半圆形。
此外,所述背板包括第一侧板及与所述第一侧板平行相对设置的第二侧板,其中,所述第一侧板邻近于所述光纤的入光端,所述第一侧板上设有通孔,所述第二侧板上设有安装孔,所述光纤通过所述通孔而固定安装于所述安装孔中,并且所述光纤与所述通孔固定连接,以使所述光纤拉直固定于所述第一侧板与所述第二侧板之间。
此外,所述光纤与所述通孔之间设有连接套,所述连接套套接所述光纤,所述连接套与所述通孔螺纹连接,安装于所述安装孔中的所述光纤与所述安装孔之间设有安装套,所述安装套固定连接所述光纤,所述安装套与所述安装孔螺纹连接。
此外,安装于所述安装孔中的所述光纤的端面与所述安装孔之间设有反射元件,所述反射元件将所述光纤的端面出射的光反射回所述光纤中。
此外,所述安装套包裹所述安装孔中的所述光纤的端面,所述安装套与所述光纤的端面之间设有反射元件,所述反射元件将所述光纤的端面出射的光反射回所述光纤中。
本发明的另一目的还在于提供一种液晶显示器,所述液晶显示器包括液晶显示面板及与所述液晶显示面板相对设置的背光模组,所述背光模组提供显示光源给所述液晶显示面板,以使所述液晶显示面板显示影像,其中,所述背光模组为上述的背光模组。
本发明的液晶显示器及其背光模组通过在光纤的表面上形成微结构,使得从光纤的表面出射的光均匀分布,在光纤有效地将环境光导入背光模组中的同时保证了背光模组能够得到均匀分布的光。
附图说明
图1是根据本发明的示例性实施例的显示装置的示意图。
图2是根据本发明的示例性实施例的背光模组的示意图。
图3a和图3b分别是根据本发明的示例性实施例的连接套和安装套的结构示意图。
图4a是根据本发明的示例性实施例的光纤通过图3a所示连接套固定于通孔中的状态图。
图4b是根据本发明的示例性实施例的光纤通过图3b所示安装套固定于安装孔中的状态图。
图5是根据本发明的示例性实施例的安装套的另一结构示意图。
图6是根据本发明的示例性实施例的光纤表面形成的微结构示意图。
具体实施方式
现在对本发明的实施例进行详细的描述,其示例表示在附图中,其中,相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本发明。在附图中,为了清晰起见,可以夸大层和区域的厚度。在下面的描述中,为了避免公知结构和/或功能的不必要的详细描述所导致的本发明构思的混淆,可省略公知结构和/或功能的不必要的详细描述。
图1是根据本发明的示例性实施例的液晶显示器的示意图。图2是根据本发明的示例性实施例的背光模组的示意图。其中,在图2中,为了方便示出光纤在背板的两侧板之间的连接状态,将背光模组中的扩散板、光学膜片和反射板省略。
参照图1和图2,根据本发明的示例性实施例的背光模组100是相对于液晶显示面板101来设置的,进而形成一液晶显示器。背光模组100向液晶显示面板101提供显示光源,以使液晶显示面板101显示影像。背光模组100包括环境光收集器110、扩散板120、背板130、多条光纤141、反射板160和光学膜片170。环境光收集器110连接于光纤141,用于收集外界光线CL,例如太阳光或室内光线,以提供光线至光纤141。扩散板120可设于背板130之上,用于将从光纤141出射的光线均匀扩散。光纤141连接于环境光收集器110,并且拉直固定于扩散板120与背板130之间,以使光纤141将环境光收集器110提供的光线进行传送,并且拉直固定于扩散板120与背板130之间的光纤141的表面形成有微结构,可将光线均匀出射至扩散板120。反射板160设于多条光纤141与背板130之间,用以反射光线。光学膜片170设置于扩散板120上,以改善从扩散板120出射的光线的光学效果。
如图2所示,本实施例的多条光纤141可被一外皮包裹,而形成光纤束140,以方便连接于环境光收集器110。光纤束140的一端是连接于环境光收集器110,分离的光纤141拉直固定于扩散板120与背板130之间。
图3a和图3b分别是根据本发明的示例性实施例的连接套和安装套的结构示意图,图4a是根据本发明的示例性实施例的光纤通过图3a所示连接套固定于通孔中的状态图,图4b是根据本发明的示例性实施例的光纤通过图3b所示安装套固定于安装孔中的状态图。
一并参照图2至图4b,为了将分离的光纤141拉直固定于扩散板120与背板130之间,背板130至少包括第一侧板131和第二侧板132。第一侧板131与第二侧板132平行相对设置,并且第一侧板131邻近于连接到环境光收集器110的光纤束140的一端(即分离的光纤141的入光端),第二侧板132远离连接到环境光收集器110的光纤束140的一端。在第一侧板131上设置多个通孔1311,通孔1311的数量与分离的光纤141的数量相等,在第二侧板132上设有多个安装孔1321,安装孔1321与通孔1311一一对应,即安装孔1321的数量也与分离的光纤141的数量相等。光纤141通过通孔1311进入扩散板120与背板130之间的空间,而后固定安装于安装孔1321中,并且光纤141与通孔1311固定连接,可使光纤141拉直固定于第一侧板131与第二侧板132之间。
在光纤141与通孔1311之间可设置有连接套210。连接套210呈圆筒状,沿着中心轴方向形成贯穿孔211,贯穿孔211的直径与光纤141的直径相当或者略大于光纤141的直径,以使光纤141可自由穿过贯穿孔211。连接套210的外径相当或者略小于通孔1311的直径,以使连接套210可置于通孔1311中。光纤141穿过贯穿孔211后,使得连接套210套在光纤141的表面,连接套210的内壁可设置套接机构来套接固定光纤141,或者在连接套210的内壁与光纤141的表面之间填充粘结剂,使得连接套210与光纤141粘结固定,而后将固定在光纤141表面的连接套210置于通孔1311中,连接套210的外壁可具有外螺纹,通孔1311的内壁可具有内螺纹,二者可通过螺纹连接固定,这样,使得光纤141固定于通孔1311中。
在光纤141与安装孔1321之间可设置有安装套220。安装套220可与连接套210的结构相同,其也呈圆筒状,沿着中心轴方向也形成贯穿孔221,贯穿孔221的直径与光纤141的直径相当或者略大于光纤141的直径,以使光纤141可置于贯穿孔221。安装套220的外径相当或者略小于安装孔1321的直径,以使安装套220可进入到安装孔1321中。光纤141置于贯穿孔221后,使得安装套220套在光纤141的表面,安装套220的内壁可设置套接机构来套接固定光纤141,或者在安装套220的内壁与光纤141的表面之间填充粘结剂,使得安装套220与光纤141粘结固定。安装孔1321优选为一盲孔,其内壁具有内螺纹,安装套220的外表面可具有外螺纹,可将固定在光纤141表面的安装套220螺旋固定于安装孔1321中,这样,使得光纤141固定于安装孔1321中。
为了避免光线从安装于安装孔1321中的光纤141的端面1411出射,可在光纤141的端面1411与安装孔1321之间设置一高反射元件230,例如镀有高反射金属膜的反光镜或者镀有高反射介质膜的反光镜,以将从光纤141的端面1411出射的光反射回光纤141中,具体有益效果将在以下说明。此外,在本发明中,也可直接将高反射金属膜或者高反射介质膜直接镀制在光纤141的端面1411,或者将高反射金属膜或者高反射介质膜镀制在安装孔1321中。
图5是根据本发明的示例性实施例的安装套的另一种结构的示意图。
参照图5,其示出安装套的一种可选的结构。与图3b所示的安装套不同的是,图5所示的安装套320的一端封闭,其可直接套在光纤141上,以将光纤141的端面1411完全包裹。这样,可将高反射元件230设置在光纤141的端面1411与安装套320之间。
图6是根据本发明的示例性实施例的光纤表面形成的微结构示意图。在图6中,上图为光纤的正视图,下图为光纤的俯视图。
为了使得拉直固定于扩散板120与背板130之间的光纤141的表面出射光线,需要对拉直固定于扩散板120与背板130之间的光纤141的表面进行处理以形成微结构,该微结构可使得光纤141中的光线均匀出射。参照图6,该微结构的形成过程为:首先对光纤141的表面进行削切以形成一平台240,该平台240使得光纤141的纤芯暴露于空气中;其次在平台240上形成多个平行排列的沟槽250,在这里,沟槽250的形状为三角形。此外,在本发明中,沟槽250的形状也可为方形、梯形或者半圆形。优选地,沟槽250的方向垂直于光纤141的轴向。通过先做平台240后成型沟槽250的做法,能够实现光线在平台240上的一次反射,从而使更多的光线经由沟槽250出射;另外由于平台240的存在,能够使光线在垂直于光纤141的轴向方向上也有较大的出射角度,使得出射的光更加均匀。
为了使得拉直固定于扩散板120与背板130之间的光纤141的邻近于第一侧板131的表面出射光的亮度与邻近于第二侧板132的表面出射光的亮度相当,可使多个沟槽250之间的间距沿着从第一侧板131到第二侧板132的方向(即远离光纤141的入光端的方向)依次减小,也就是多个沟槽250之间的凸台260的宽度沿着从第一侧板131到第二侧板132的方向依次减小,这样可使得从整个平台240的范围内出射的光更加均匀。
综上所述,根据本发明的示例性实施例的液晶显示器及其背光模组,通过在光纤的表面上形成微结构,使得从光纤的表面出射的光均匀分布,在光纤有效地将环境光导入背光模组中的同时保证了背光模组能够得到均匀分布的光。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明,但是本领域的技术人员应该理解,在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下,可以对其进行形式和细节上的各种改变。

Claims (9)

1.一种背光模组,其特征在于,所述背光模组包括: 
环境光收集器(110),用于收集外界环境光; 
背板(130); 
扩散板(120),设置于所述背板(130)之上; 
多条光纤(141),所述光纤(141)拉直固定于所述扩散板(120)与所述背板(130)之间,并且所述光纤(141)连接于所述环境光收集器(110); 
其中,所述拉直固定于所述扩散板(120)与所述背板(130)之间的光纤(141)的表面上形成有微结构,所述微结构使得所述光纤(141)中的光均匀出射;
所述微结构包括在所述拉直固定于所述扩散板(120)与所述背板(130)之间的光纤(141)的表面上形成的平台(240)以及在所述平台(240)上设有平行排列的多个沟槽(250)。 
2.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于,所述沟槽(250)的方向垂直于所述光纤(141)的轴向。 
3.根据权利要求1或2所述的背光模组,其特征在于,所述多个沟槽(250)之间的间距沿着远离所述光纤(141)的入光端的方向依次减小。 
4.根据权利要求1或2所述的背光模组,其特征在于,所述沟槽(250)的形状为三角形、方形、梯形或者半圆形。 
5.根据权利要求1所述的背光模组,其特征在于,所述背板(130)包括第一侧板(131)及与所述第一侧板(131)平行相对设置的第二侧板(132), 其中,所述第一侧板(131)邻近于所述光纤(141)的入光端,所述第一侧板(131)上设有通孔(1311),所述第二侧板(132)上设有安装孔(1321),所述光纤(141)通过所述通孔(1311)而固定安装于所述安装孔(1321)中,并且所述光纤(141)与所述通孔(1311)固定连接,以使所述光纤(141)拉直固定于所述第一侧板(131)与所述第二侧板(132)之间。 
6.根据权利要求5所述的背光模组,其特征在于,所述光纤(141)与所述通孔(1311)之间设有连接套(210),所述连接套(210)套接所述光纤(141),所述连接套(210)与所述通孔(1311)螺纹连接,安装于所述安装孔(1321)中的所述光纤(141)与所述安装孔(1321)之间设有安装套(220),所述安装套(220)固定连接所述光纤(141),所述安装套(220)与所述安装孔(1321)螺纹连接。 
7.根据权利要求5所述的背光模组,其特征在于,安装于所述安装孔(1321)中的所述光纤(141)的端面(1411)与所述安装孔(1321)之间设有反射元件,所述反射元件将所述光纤(141)的端面(1411)出射的光反射回所述光纤(141)中。 
8.根据权利要求6所述的背光模组,其特征在于,所述安装套包裹所述安装孔(1321)中的所述光纤(141)的端面(1411),所述安装套与所述光纤(141)的端面(1411)之间设有反射元件,所述反射元件将所述光纤(141)的端面(1411)出射的光反射回所述光纤(141)中。 
9.一种液晶显示器,包括液晶显示面板(101)及与所述液晶显示面板(101)相对设置的背光模组(100),所述背光模组(100)提供显示光源给所述液晶显示面板(101),以使所述液晶显示面板(101)显示影像,其特征在于,所述背 光模组(100)为权利要求1至8任一项所述的背光模组。 
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