CN104676387A - 光纤背光模组及液晶显示器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光纤背光模组及液晶显示器，该光纤背光模组包括背板、设于背板侧边且依次排列的红、绿、蓝色LED光源、设于背板上的数组光纤、及设于数组光纤上的棱镜片，背板上设有数个平行且等间距分布的凹槽，数组光纤分别固定于数个凹槽中，每组光纤包括红、绿、蓝色导光光纤，所述红、绿、蓝色导光光纤分别经由耦合器与红、绿、蓝色LED光源相连接，能够为液晶面板提供红绿蓝三原色的面光源，使液晶面板无需彩色滤光膜即可实现彩色显示，并可提升光的穿透率，提高液晶显示器的色彩饱和度。

Description

光纤背光模组及液晶显示器
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种光纤背光模组及液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用，如：移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕等。
现有市场上的液晶显示器大部分为背光型液晶显示器，其主要包括背光模组(Backlight module)、及设于背光模组上的液晶面板。传统的液晶面板的结构是由一彩色滤光膜基板(Color Filter)、一薄膜晶体管阵列基板(ThinFilm Transistor Array Substrate，TFT Array Substrate)以及一配置于两基板间的液晶层(Liquid Crystal Layer)所构成，其工作原理是通过在两片玻璃基板上施加驱动电压来控制液晶层的液晶分子的旋转，将背光模组的光线折射出来产生画面。由于液晶面板本身不发光，需要借由背光模组提供的光源来正常显示影像，因此，背光模组成为液晶显示器的关键组件之一。
背光模组依照光源入射位置的不同分成侧入式背光模组与直下式背光模组。直下式背光模组是将发光光源(例如阴极萤光灯管(Cold CathodeFluorescent Lamp，CCFL)或发光二极管(Light Emitting Diode，LED))设置在液晶面板后方，直接形成面光源提供给液晶面板。而侧入式背光模组是将背光源LED灯条(Light bar)设于液晶面板侧后方的背板边缘处，LED灯条发出的光线从导光板(Light Guide Plate，LGP)一侧的入光面进入导光板，经反射和扩散后从导光板出光面射出，再经由光学膜片组，以形成面光源提供给液晶面板，而液晶面板需搭配CF基板上的彩色滤光膜才能实现彩色显示效果。CF基板主要作用是提供红绿蓝三原色，一般需用到红绿蓝三种光刻胶及三道黄光制程，并且光的平均穿透率一般在30％左右。彩色滤光膜相关制程的工艺流程复杂，生产机台成本高，红绿蓝光刻胶价格昂贵，并且光的利用率较低。
光导纤维(简称光纤)是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光纤具有频带宽、损耗低、重量轻、抗干扰能力强、可靠性高等优点，被广泛应用于有线电视信号传输和通信行业。随着光纤技术的发展，已有部分光纤可以通过镭射制程、或者去掉光纤包层的其他技术，让光纤有机会应用于光电显示行业。目前，有一些专利将光纤应用于背光源。其中，有的是为了提升背光源的均匀性及光线利用率，或者是让光热源远离液晶面板，起到较好的散热效果。但这些背光源仍需要搭配CF基板上的彩色滤光膜才能实现彩色显示效果，并未改善彩色滤光膜引起的光的利用率较低这一问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光纤背光模组，能够为液晶面板提供红绿蓝三原色的面光源，使液晶面板无需彩色滤光膜即可实现彩色显示，并可提升光的穿透率，提高液晶显示器的色彩饱和度。
本发明的另一目的在于提供一种液晶显示器，通过采用光纤背光模组提供光源，液晶面板无需彩色滤光膜即可实现彩色显示，可有效提高光的穿透率，并具有较高的色彩饱和度。
为实现上述目的，本发明提供一种光纤背光模组，包括背板、设于所述背板侧边且依次排列的红、绿、蓝色LED光源、设于所述背板上的数组光纤、及设于所述数组光纤上的棱镜片，所述背板上设有数个平行且等间距分布的凹槽，所述数组光纤分别固定于所述数个凹槽中，每组光纤包括红、绿、蓝色导光光纤，所述红、绿、蓝色导光光纤分别经由耦合器与所述红、绿、蓝色LED光源相连接。
所述凹槽的截面呈弧形，所述凹槽表面镀有反射膜，每个凹槽安装一条光纤。
每组光纤包括三条光纤，所述红、绿、蓝色LED光源分别在所述红、绿、蓝色导光光纤内传导并溢出，形成红、绿、蓝三色线光源；数组所述红、绿、蓝色导光光纤按顺序展开均匀一致地排列成面，形成红、绿、蓝三色平行且等间距分布的面光源。
所述棱镜片上的每个凸棱对应设于一条光纤的正上方，使得每条光纤左右方向的出射光保持平行。本发明还提供一种液晶显示器，包括光纤背光模组、设于所述光纤背光模组上的液晶面板、及固定所述光纤背光模组与液晶面板的框胶；
所述光纤背光模组包括背板、设于所述背板侧边且依次排列的红、绿、蓝色LED光源、设于所述背板上的数组光纤、及设于所述数组光纤上的棱镜片，所述背板上垂直于所述红、绿、蓝色LED光源的排列方向设有数个平行且等间距分布的凹槽，所述数组光纤分别固定于所述数个凹槽中，每组光纤包括红、绿、蓝色导光光纤，所述红、绿、蓝色导光光纤分别经由耦合器与所述红、绿、蓝色LED光源相连接；
所述液晶面板包括数个重复排列的像素，每一像素包括红、绿、蓝色子像素，所述红、绿、蓝色导光光纤分别与所述红、绿、蓝色子像素相对应。
所述液晶面板包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、固定第一基板与第二基板的框胶、位于所述第一基板与第二基板之间的液晶层、设于所述第一基板上方的上偏光板、及设于所述第二基板下方的下偏光板。
所述上偏光板上设有扩散片，使得从液晶面板中射出的光线均匀地发散开来，可有效提升液晶显示器的视角。
所述棱镜片上的每个凸棱对应设于一条光纤的正上方，使得每条光纤左右方向的出射光保持平行。
每组光纤包括三条光纤，所述红、绿、蓝色LED光源发出的光线分别在所述红、绿、蓝色导光光纤内传导并溢出，形成红、绿、蓝三色线光源；数组所述红、绿、蓝色导光光纤按顺序展开均匀一致地排列成面，形成红、绿、蓝三色平行且等间距分布的面光源。
所述凹槽的截面呈弧形，所述凹槽表面镀有反射膜，每个凹槽安装一条光纤。
本发明的有益效果：本发明的光纤背光模组，通过在背板上设有数个平行且等间距分布的凹槽，所述数个凹槽中分别固定有数组光纤，每组光纤包括依次排列的红、绿、蓝色导光光纤，并且所述红、绿、蓝色导光光纤分别经由耦合器与红、绿、蓝色LED光源相连接，从而形成红、绿、蓝三色平行且等间距分布的面光源，能够为液晶面板提供红绿蓝三原色，使液晶面板无需彩色滤光膜即可实现彩色显示，并可提升光的穿透率，提高液晶显示器的色彩饱和度。本发明的液晶显示器，通过采用光纤背光模组提供光源，液晶面板无需彩色滤光膜即可实现彩色显示，可有效提高光的穿透率，并可以通过光纤背光模组选择不同的红、绿、蓝色LED光源，以使液晶面板获得理想的色域，有效提高液晶显示器的色彩饱和度。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为本发明的光纤背光模组形成面光源的原理图；
图2为本发明的光纤背光模组的剖面示意图；
图3为本发明的液晶显示器的剖面示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请同时参阅图1与图2，本发明提供一种光纤背光模组，包括背板11、设于所述背板11侧边且依次排列的红、绿、蓝色LED光源161、162、163、设于所述背板11上的数组光纤13、及设于所述数组光纤13上的棱镜片14，所述背板11上设有数个平行且等间距分布的凹槽111，所述数组光纤13分别安装于所述数个凹槽111中，每组光纤13包括红、绿、蓝色导光光纤131、132、133，所述红、绿、蓝色导光光纤131、132、133分别经由耦合器15与所述红、绿、蓝色LED光源161、162、163相连接。
具体的，本实施例的数组光纤13至少为3组，即所述背板11上至少设有3组光纤13。
具体的，本发明中的光纤131、132、133为去除包层的光纤，从而破化部分全反射条件，使光纤内传导的光线溢出，实现点光源向线光源的转换。所述去除包层的方法为镭射。
进一步的，每个凹槽111安装一条光纤131、132或133，所述凹槽111表面还镀有反射膜12，可以有效提高光的利用率。由于每组光纤13包括红、绿、蓝色三个导光光纤131、132、133，每个凹槽111中只安装一条光纤，因此所述背板11上凹槽111的数量为光纤组数的3倍。
在本实施例中，每组光纤13包括三条光纤，所述红、绿、蓝色LED光源161、162、163发出的光线分别在所述红、绿、蓝色导光光纤131、132、133内传导并溢出，形成红、绿、蓝三色线光源；数组所述红、绿、蓝色导光光纤131、132、133按顺序展开均匀一致地排列成面，形成红、绿、蓝三色平行且等间距分布的面光源。作为一种变化方案，每组光纤13还可以包括四条光纤，如红、绿、蓝、白色导光光纤。具体的，所述棱镜片14与光纤131、132、133直接接触，并且由光纤131、132、133来支撑其重量；所述棱镜片14上的每个凸棱对应设于一条光纤131、132或133的正上方，可以使光纤左右方向的出射光尽量保持平行，以形成均匀的面光源。
具体的，所述凹槽111的截面呈弧形。上述光纤背光模组，通过在背板上设有数个平行且等间距分布的凹槽，所述数个凹槽中固定有数组光纤，每组光纤包括红、绿、蓝色导光光纤，并且所述红、绿、蓝色导光光纤分别经由耦合器与红、绿、蓝色LED光源相连接，从而形成红、绿、蓝三色平行且等间距分布的面光源，能够为液晶面板提供红绿蓝三原色，使液晶面板无需彩色滤光膜即可实现彩色显示，并可提升光的穿透率，提高液晶显示器的色彩饱和度。
请参阅图3，并结合图1与图2，本发明还提供一种液晶显示器，包括光纤背光模组1、设于所述光纤背光模组1上的液晶面板2、及固定所述光纤背光模组1与液晶面板2的框胶3。
具体的，所述光纤背光模组1包括背板11、设于所述背板11侧边且依次排列的红、绿、蓝色LED光源161、162、163、设于所述背板11上的数组光纤13、及设于所述数组光纤13上的棱镜片14，所述背板11上设有数个平行且等间距分布的凹槽111，所述数组光纤13分别安装于所述数个凹槽111中，每组光纤13包括红、绿、蓝色导光光纤131、132、133，所述红、绿、蓝色导光光纤131、132、133分别经由耦合器15与所述红、绿、蓝色LED光源161、162、163相连接。
所述液晶面板2包括数个重复排列的像素，每一像素分别包括依次排列的红、绿、蓝色子像素，所述红、绿、蓝色导光光纤131、132、133分别与所述红、绿、蓝色子像素相对应。
具体的，所述液晶面板2包括第一基板21、与所述第一基板21相对设置的第二基板22、固定第一基板21与第二基板22的框胶5、位于所述第一基板21与第二基板22之间的液晶层23、设于所述第一基板21上方的上偏光板31、及设于所述第二基板22下方的下偏光板32。由于所述光纤背光模组1可以形成红、绿、蓝三色平行且等间距分布的面光源，能够为液晶面板2提供红绿蓝三原色的面光源，因此所述液晶面板2中无需设置彩色滤光膜，即可实现彩色显示。
进一步的，所述第一基板21下方还设有黑色矩阵231，所述黑色矩阵231可用于遮挡漏光和防止光纤背光模组1中相邻的光纤131、132、133发出的光线交叉重叠，有利于液晶显示面板2的显示。
进一步的，所述上偏光板31上还设有扩散片24，所述扩散片24可将液晶面板2出射的平行光均匀地分散至各个方向，扩宽液晶显示器的视角。
具体的，所述光纤背光模组1中，每个凹槽111安装一条光纤131、132、或133，所述凹槽111表面还镀有反射膜12，可以有效提高光的利用率。
具体的，每组光纤13包括三条光纤，所述红、绿、蓝色LED光源161、162、163发出的光线分别在所述红、绿、蓝色导光光纤131、132、133内传导并溢出，形成红、绿、蓝三色线光源；数组所述红、绿、蓝色导光光纤131、132、133按顺序展开均匀一致地排列成面，形成红、绿、蓝三色平行且等间距分布的面光源。进一步的，每组光纤13还可以包括四条光纤，如红、绿、蓝、白色导光光纤。
具体的，所述棱镜片14与光纤131、132、133直接接触，并且由光纤131、132、133来支撑其重量；所述棱镜片14上的每个凸棱对应设于一条光纤131、132或133的正上方，可以使光纤左右方向的出射光尽量平行，以形成均匀的面光源。
液晶面板2的液晶层23在薄膜晶体管(未示出)的作用下通电导通，使得液晶分子在配向膜的作用下有序排列，光纤背光模组1发出的面光源照射到液晶面板2的液晶层23，并呈现出需要的颜色，从而实现彩色显示。
具体的，所述凹槽111的截面呈弧形。
具体的，所述液晶面板2上设有标记，所述棱镜片14和背板11上均设计有对位标记，所述对位标记与液晶面板2上的标记相对应。组装时，首先将棱镜片14与背板11(凹槽111中设有光纤13)对组，然后在背板11周边涂布框胶3，再将液晶面板2与背板11对组，最后将框胶3硬化以实现液晶面板2与光纤背光模组1的连接。
上述液晶显示器，通过采用光纤背光模组提供光源，液晶面板无需彩色滤光膜即可实现彩色显示，理论上光的穿透率可提升300％，并可以通过光纤背光模组选择不同的红、绿、蓝色LED光源，以使液晶面板获得理想的色域，有效提高液晶显示器的色彩饱和度。
综上所述，本发明的光纤背光模组，在背板上设有平行且等间距分布的数个凹槽，所述数个凹槽中固定有数组光纤，每组光纤包括红、绿、蓝色导光光纤，并且所述红、绿、蓝色导光光纤分别经由耦合器与红、绿、蓝色LED光源相连接，从而形成红、绿、蓝三色平行且等间距分布的面光源，能够为液晶面板提供红绿蓝三原色，使液晶面板无需彩色滤光膜即可实现彩色显示，并可提升光的穿透率，提高液晶显示器的色彩饱和度。本发明的液晶显示器，通过采用光纤背光模组提供光源，液晶面板无需彩色滤光膜即可实现彩色显示，可有效提高光的穿透率，并可以通过光纤背光模组选择不同的红、绿、蓝色LED光源，以使液晶面板获得理想的色域，有效提高液晶显示器的色彩饱和度。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种光纤背光模组，其特征在于，包括背板、设于所述背板侧边且依次排列的红、绿、蓝色LED光源、设于所述背板上的数组光纤、及设于所述数组光纤上的棱镜片，所述背板上设有数个平行且等间距分布的凹槽，所述数组光纤分别安装于所述数个凹槽中，每组光纤包括红、绿、蓝色导光光纤，所述红、绿、蓝色导光光纤分别经由耦合器与所述红、绿、蓝色LED光源相连接。
2.如权利要求1所述的光纤背光模组，其特征在于，所述凹槽的截面呈弧形，所述凹槽表面镀有反射膜，每个凹槽安装一条导光光纤。
3.如权利要求1所述的光纤背光模组，其特征在于，每组光纤包括三条光纤，所述红、绿、蓝色LED光源发出的光线分别在所述红、绿、蓝色导光光纤内传导并溢出，形成红、绿、蓝三色线光源；数组所述红、绿、蓝色导光光纤按顺序展开均匀一致地排列成面，形成红、绿、蓝三色平行且等间距分布的面光源。
4.如权利要求1所述的光纤背光模组，其特征在于，所述棱镜片上的每个凸棱对应设于一条光纤的正上方，使得每条光纤左右方向的出射光保持平行。
5.一种液晶显示器，其特征在于，包括光纤背光模组、设于所述光纤背光模组上的液晶面板、及固定所述光纤背光模组与液晶面板的框胶；
所述光纤背光模组包括背板、设于所述背板侧边且依次排列的红、绿、蓝色LED光源、设于所述背板上的数组光纤、及设于所述数组光纤上的棱镜片，所述背板上设有数个平行且等间距分布的凹槽，所述数组光纤分别安装于所述数个凹槽中，每组光纤包括红、绿、蓝色导光光纤，所述红、绿、蓝色导光光纤分别经由耦合器与所述红、绿、蓝色LED光源相连接；
所述液晶面板包括数个重复排列的像素，每一像素包括红、绿、蓝色子像素，所述红、绿、蓝色导光光纤分别与所述红、绿、蓝色子像素相对应。
6.如权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于，所述液晶面板包括第一基板、与所述第一基板相对设置的第二基板、固定第一基板与第二基板的框胶、位于所述第一基板与第二基板之间的液晶层、设于所述第一基板上方的上偏光板、及设于所述第二基板下方的下偏光板。
7.如权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于，所述上偏光板上设有扩散片。
8.如权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于，所述棱镜片上的每个凸棱对应设于一条光纤的正上方，使得每条光纤左右方向的出射光保持平行。
9.如权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于，每组光纤包括三条光纤，所述红、绿、蓝色LED光源发出的光线分别在所述红、绿、蓝色导光光纤内传导并溢出，形成红、绿、蓝三色线光源；数组所述红、绿、蓝色导光光纤按顺序展开均匀一致地排列成面，形成红、绿、蓝三色平行且等间距分布的面光源。
10.如权利要求5所述的液晶显示器，其特征在于，所述凹槽的截面呈弧形，所述凹槽表面镀有反射膜，每个凹槽安装一条光纤。
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