CN106154401A - 一种光纤导光装置及背光模组 - Google Patents

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Abstract

一种光纤导光装置，其包括一光纤，该光纤包括纤芯及包覆该纤芯的包层，该光纤由该包层的外壁朝该纤芯的方向开设有一凹槽，该凹槽沿光纤的延伸方向设置，且该凹槽的深度延该光纤的延伸方向逐渐加深。本发明还提供一应用该光纤导光装置的背光模组。

Description

一种光纤导光装置及背光模组
技术领域
本发明涉及一种光纤导光装置及背光模组。
背景技术
随着科技的发展，光纤的应用越来越广泛，其中包括光纤导光照明系统。在传统的光纤导光照明系统中，光纤通常在其一端面处裸露，以将光从该端面导出进行照明。近年来，将光从光纤的侧面导出的技术手段已出现。然而，从光纤侧面导出的光存在不均匀的现象。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种能将光均匀导出的光纤导光装置。
另，还有必要提供一种使用该光纤导光装置的背光模组。
一种光纤导光装置，其包括一光纤，该光纤包括纤芯及包覆该纤芯的包层，该光纤由该包层的外壁朝该纤芯的方向开设有一凹槽，该凹槽沿光纤的延伸方向设置，且该凹槽的深度延该光纤的延伸方向逐渐加深。
一种背光模组，其包括一入射光源，该背光模组还包括一如上所述的光纤导光装置，该入射光源设置于光纤导光装置的一端，该凹槽的深度由靠近入该射光源的一端向另一端加深。
一种光纤导光装置，其包括一光纤，该光纤包括纤芯及包覆该纤芯的包层，该光纤由该包层的外壁朝该纤芯的方向开设有一凹槽，该凹槽沿光纤的延伸方向设置，且该凹槽的深度由靠近该光纤两端的端部向中间逐渐加深。
一种背光模组，其包括两入射光源，该背光模组还包括至少一如上所述的光纤导光装置，该两入射光源分别设置于该光纤导光装置的两端。
本发明的光纤导光装置，其上开设的凹槽使得光纤中的光可被均匀的导出。
附图说明
图1为本发明第一实施方式的背光模组的立体示意图。
图2为本发明第一实施方式的背光模组的的剖面示意图。
图3为本发明第二实施方式的背光模组的剖面示意图。
图4为本发明第三实施方式的背光模组的剖面示意图。
图5为本发明第四实施方式的背光模组的剖面示意图。
图6为本发明第五实施方式的背光模组的剖面示意图。
图7为本发明第六实施方式的背光模组的剖面示意图。
主要元件符号说明
光纤导光装置 100
光纤 10
纤芯 11
包层 13
外壁 131
凹槽 15
侧壁 153
荧光层 20、22、24
胶层 30
扩散膜 40
增亮膜 50
光栅 60
扩散胶层 70
反射层 80
背光模组 200
入射光源 210
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
请参照图1及图2，本发明第一实施方式的背光模组200包括一光纤导光装置100及入射光源210。该光纤导光装置100包括一光纤10。该光纤10的直径为375μm-500μm。该光纤10包括一纤芯11及包覆该纤芯11并与纤芯11同轴的包层13。该包层13的材质为高分子塑料。该纤芯11的直径为125μm-350μm。入射光源210靠近该光纤10的一端设置。该光纤10由该包层13的外壁131朝该纤芯11的轴心线方向开设有一倾斜的凹槽15，该凹槽15沿该光纤10的延伸方向设置，且该凹槽15的深度由靠近该光纤10入射光源210的一端向另一端逐渐加深。由于凹槽15处的包层13的厚度比未形成有凹槽处的包层13要薄，进入光纤10的入射光将会有更多的消逝波从凹槽15处的包层13中导出。另外，随着凹槽15的深度向远离入射光源210的方向逐渐加深，使得相应处的包层13的厚度逐渐变薄，从而使得从凹槽15处的包层13中导出消逝波随着包层13厚度的逐渐变薄而逐渐增加，如此，可以避免因光在传播过程中的损耗而导致光的强度随着传播路径变远而减弱进而导致从凹槽15导出的光从靠近入射光源210的一端向远离入射光源210的一端逐渐减少的现象，从而使得光纤10中的光从凹槽15中均匀的导出。本实施方式中，该凹槽15通过激光切割形成，该凹槽15的深度由靠近该光纤10入射光源210的一端向另一端呈阶梯方式逐渐加深。
本实施方式中，入射光从光纤10的一端入射，此时该凹槽15的深度由靠近入射光源210的一端向另一端加深。为了破坏入射光在光纤10中的全反射路径，该凹槽15最大深度处的深度值应大于包层13的厚度。为了使光纤10中的入射光尽可能的全被导出，该凹槽15最大深度处的深度值优选大于光纤的半径，即大于包层13的厚度与纤芯11的半径之和。为避免光从其他区域导出，凹槽15的最大深度处的深度值不能超过包层13的厚度与纤芯11的直径之和。
本实施方式中，请参考图2，该光纤导光装置100还包括一荧光层20，该荧光层20形成于该凹槽15中。较佳的，荧光层20将凹槽15填满。荧光层20的折射率应介于纤芯11的折射率与包层13的折射率之间，优选的，该荧光层20的折射率接近纤芯11的折射率。该荧光层20远离纤芯11的表面与包层13的外壁131齐平。该荧光层20由光致发光物质组成，该光致发光物质可选自量子点、有机发光染料、稀土发光荧光粉及上转换发光材料中的一种。本实施方式中，该光致发光物质为量子点纳米粒子。经该光纤10导出的光再经由该荧光层20转换导出后，可改变其原有的颜色，从而得到所需的颜色。
在第二实施方式中，请参考图3，与第一实施方式不同的是，该凹槽15的深度由靠近光纤10两端的端部向中间逐渐加深，此时可以在光纤10的两端分别设置入射光源210，入射光从光纤10的两端入射。光纤10中的光同样可以从该凹槽15中均匀的导出。
在第三实施方式中，请参考图4，与第一实施方式不同的是，凹槽15中填充一胶层30而非荧光层20，该胶层30远离纤芯11的表面与包层13的外壁131齐平。胶层30的折射率应介于纤芯11的折射率与包层13的折射率之间，优选的，胶层30的折射率接近纤芯11的折射率。该胶层13使得光纤10中的光从纤芯11及包层13中射入胶层13并经由该胶层13导出。
该光纤导光装置100还包括一扩散膜40，该扩散膜40形成于该胶层30远离纤芯11的表面，其厚度为30μm-200μm。经由该扩散膜40导出的光，其在扩散膜40中产生多次折射、反射与散射的现象，可修正光线以形成均匀面光源从而达到光学扩散的效果。该扩散膜40可为聚丙烯酯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）等具有光学扩散性能材质中的一种。
该光纤导光装置100还包括一荧光层22，该荧光层22形成于该扩散膜40远离胶层30的表面，其厚度为30μm-200μm。该荧光层22的组成材料及作用与第一实施方式中荧光层20大致相同，此处不再重复描述。
该光纤导光装置100还包括一增亮膜50，该增亮膜50形成于该荧光层22远离扩散膜40的表面，其厚度为30μm-200μm。经由增亮膜50导出的光可被导正从而增加发光效率，达到增亮效果。
该光纤导光装置100还包括沿凹槽15的底部间隔设置的光栅60，其使得光在凹槽15的底部界面处改变其入射角度，减少光的反射，进而将更多的光从光纤导光装置100的凹槽15中导出。可以理解，该光栅60可由凹槽15底部形成微结构来代替。
在第四实施方式中，请参考图5，与第一实施方式不同的是，凹槽15中填充一扩散胶层70而非荧光层20，该扩散胶层70远离纤芯11的表面与包层13的外壁131齐平。扩散胶层70的折射率应介于纤芯11的折射率与包层13的折射率之间，优选的，扩散胶层70的折射率接近纤芯11的折射率。该扩散胶层70中所含的胶体粒子对光具有散射作用，光经由该扩散胶层70导出的后可达到光学扩散的效果。可以理解，扩散胶层70的材质可于扩散膜40的材质相同。
该光纤导光装置100还包括一荧光层24，该荧光层24形成于该扩散胶层70远离纤芯11的表面，其厚度为30μm-200μm。该荧光层24的组成材料及作用与第一实施方式中荧光层20大致相同，此处不再重复描述。
在第五实施方式中，请参考图6，与第一实施方式不同的是，该光纤导光装置100还可包括一形成于光纤10远离入射光源210的一端的反射层80。该反射层80的材质为铝，其对近紫外光、可见光、近红外光都有良好的反射效果。通过反射层80将未被导出的光朝入射光源210的方向反射，改变了未被导出的光的传播路径，使更多的光从凹槽15导出，进而增加了光纤导光装置100的导光效率，同时，也一定程度上使光纤导光装置100导出的光更加均匀。
在第六实施方式中，请参考图7，该光纤导光装置100包括一反射层80，与第五实施方式不同的是，该反射层80形成于凹槽15远离入射光源210的侧壁153上。该反射层80的组成材料及作用与其在第五实施方式中的材料及作用大致相同，此处不再重复描述。
另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (18)

1.一种光纤导光装置，其包括一光纤，该光纤包括纤芯及包覆该纤芯的包层，其特征在于：该光纤由该包层的外壁朝该纤芯的方向开设有一凹槽，该凹槽沿光纤的延伸方向设置，且该凹槽的深度延该光纤的延伸方向逐渐加深。
2.如权利要求1所述的光纤导光装置，其特征在于：该凹槽的最大深度处的深度值大于包层的厚度且小于该光纤的直径与该包层的厚度之和。
3.如权利要求2所述的光纤导光装置，其特征在于：该凹槽的最大深度处的深度值大于该光纤的半径。
4.如权利要求1所述的光纤导光装置，其特征在于：该光纤导光装置还包括一形成于该凹槽中的荧光层，该荧光层远离纤芯的表面与该包层的外壁齐平，该荧光层的材质为光致发光物质，该光致发光物质选自量子点、有机发光染料、稀土发光荧光粉及上转换发光材料中的一种。
5.如权利要求1所述的光纤导光装置，其特征在于：该光纤导光装置还包括一形成于该凹槽中的胶层，该胶层远离纤芯的表面与该包层的外壁齐平，该胶层使得光纤中的光从纤芯及包层中射入胶层并经由该胶层导出。
6.如权利要求5所述的光纤导光装置，其特征在于：该胶层远离该纤芯的表面形成一扩散膜，该扩散膜修正光线以形成均匀面光源从而达到光学扩散的效果。
7.如权利要求6所述的光纤导光装置，其特征在于：该扩散膜远离该胶层的表面形成一荧光层，该荧光层的材质为光致发光物质，该光致发光物质为量子点、有机发光染料、稀土发光荧光粉及上转换发光材料中的一种，该荧光层的厚度为30μm-200μm。
8.如权利要求7所述的光纤导光装置，其特征在于：该荧光层远离扩散膜的表面形成一增亮膜，该增亮膜的厚度为30μm-200μm。
9.如权利要求8所述的光纤导光装置，其特征在于：该光纤导光装置还包括沿该凹槽的底部间隔设置的光栅。
10.如权利要求1所述的光纤导光装置，其特征在于：该光纤导光装置还包括一形成于该凹槽中的扩散胶层，该扩散胶层远离纤芯的表面与该包层的外壁齐平，该扩散胶层中胶体粒子对光具有散射作用。
11.如权利要求10所述的光纤导光装置，其特征在于：该扩散胶层远离纤芯的表面形成一荧光层，该荧光层的材质为光致发光物质，该光致发光物质为量子点、有机发光染料、稀土发光荧光粉及上转换发光材料中的一种，该荧光层的厚度为30μm-200μm。
12.如权利要求1所述的光纤导光装置，其特征在于：该光纤导光装置还包括一反射层，该反射层形成于该光纤远离入射光源的一端，该反射层的材质为铝。
13.如权利要求1所述的光纤导光装置，其特征在于：该光纤导光装置还包括一反射层，该反射层形成于该凹槽远离光纤入射光源的侧壁，该反射层的材质为铝。
14.一种背光模组，其包括入射光源，其特征在于：该背光模组还包括至少一如权利要求1-13中任意一项所述的光纤导光装置，该入射光源靠近该光纤导光装置的一端设置，该凹槽的深度由靠近入该射光源的一端向另一端加深。
15.一种光纤导光装置，其包括一光纤，该光纤包括纤芯及包覆该纤芯的包层，其特征在于：该光纤由该包层的外壁朝该纤芯的方向开设有一凹槽，该凹槽沿光纤的延伸方向设置，且该凹槽的深度由靠近该光纤两端的端部向中间逐渐加深。
16.如权利要求15所述的光纤导光装置，其特征在于：该凹槽的最大深度处的深度值大于包层的厚度且小于光纤的直径与包层厚度之和。
17.如权利要求16所述的光纤导光装置，其特征在于：该凹槽的最大深度处的深度值大于光纤的半径。
18.一种背光模组，其包括两入射光源，其特征在于：该背光模组还包括至少一如权利要求15-17中任意一项所述的光纤导光装置，该两入射光源分别设置于光纤导光装置的两端。
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