CN114077099A - 一种基于侧开口光纤的背光结构以及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于侧开口光纤的背光结构以及显示装置，包括：包括：光源，所述光源通电后发光；光纤，所述光纤连通所述光源；所述光纤铺设在平行于显示面的平面内，所述光纤朝向所述显示面的外壁上开设破口，所述光纤中传导的光从所述破口中出射。解决现有技术中的背光结构厚度过大，应用到超薄显示器上具有局限性，不能满足制作超薄显示整机的需求的问题。

Description

一种基于侧开口光纤的背光结构以及显示装置

技术领域

本发明涉及显示设备技术领域，尤其涉及的是一种基于侧开口光纤的背光结构以及显示装置。

背景技术

现有技术中的显示装置的显示模组可分为直下式显示和侧入式显示。

在直下式显示结构中，因为灯珠间距较大，需要一定厚度的光学腔，实现灯珠之间的混光以达到出光面的亮度一致。而光学腔的厚度一般在22mm以上，因此导致整体显示的厚度无法做到轻薄。在侧入式显示结构中，灯条集中在一侧或两侧，侧边入光后，光线通过导光板的网点进行光路的改变，由侧面方向入光改变为垂直方向出光。而导光板厚度一般在2mm及以上，因此决定了整机厚度最薄仅能做到5mm。

不管是直下式显示和侧入式显示结构，其均因为结构原因而导致显示装置的厚度过大，应用到超薄显示器上具有局限性，不能满足制作超薄显示整机的需求。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于侧开口光纤的背光结构以及显示装置，解决现有技术中的背光结构厚度过大，应用到超薄显示器上具有局限性，不能满足制作超薄显示整机的需求的问题。

本发明的技术方案如下：

一种基于侧开口光纤的背光结构，包括：光源，所述光源通电后发光；

光纤，所述光纤连通所述光源；

所述光纤铺设在平行于显示面的平面内，所述光纤朝向所述显示面的外壁上开设破口，所述光纤中传导的光从所述破口中出射。

进一步，所述光纤包括：直线部，所述直线部设置有多段，多段所述直线部平行设置，且位于所述显示面的有效显示区；

弯曲连接部，所述弯曲连接部连接在相邻两段所述直线部的同侧端上；

多段所述直线部通过所述弯曲连接部依次连通。

进一步，所述破口开设在所述直线部上。

进一步，所述破口与所述直线部的轴向同向延伸设置。

进一步，靠近所述光源处的破口的深度小于远离所述光源处的破口深度。

进一步，所述光纤包括：纤芯，

包层，所述包层包裹在所述纤芯外侧；

涂覆层，所述涂覆层包裹在所述包层外侧；

所述破口开设在所述涂覆层，并延伸至所述包层。

进一步，所述光纤的厚度为50-200微米。

进一步，所述背光结构还包括背板，所述光纤设置在所述背板上，所述光源设置在所述背板背离所述光纤的一面上。

进一步，所述背板上设置有固定胶，所述固定胶连接所述光纤；

所述固定胶沿多个所述直线部的排列方向延伸设置，所述固定胶位于有效显示区域的外侧。

根据相同的构思，本发明还提出一种显示装置，包括：如上所述的基于侧开口光纤的背光结构；

光学膜片组件，所述光学膜片组件设置在所述背光结构的出光侧；

TFT液晶面板，所述TFT液晶面板设置在所述光学膜片组件的出光侧。

有益效果：与现有技术相比，本发明提出的一种基于侧开口光纤的背光结构以及显示装置，通过光源通电后发光，光从光纤中传导，光纤铺设在平行于显示面的平面内，并在朝向所述显示面的外壁上开设破口，传导的光从所述破口中出射，这样射出光就能充满整个显示面，从而为显示装置的液晶面板提供背光，亮度可达500nit，可满足商业广告显示、家庭观影、专业调色等需求。而且通过光纤传光，使光在环境中的损失小，光能利用率高。光纤的厚度较小，与直下式显示结构相比，本方案不需要光学腔，因此本背光结构的厚度能降低，可应用到超薄显示器上，从而能满足制作超薄显示整机的需求，使整机厚度最薄处可达1mm。与侧入式显示结构相比，本方案不需要使用导光板，减少了背光结构的厚度，因此，本背光结构可应用到超薄显示器上，从而能满足制作超薄显示整机的需求。

附图说明

图1为本发明一种基于侧开口光纤的背光结构的实施例的主视图；

图2为本发明一种基于侧开口光纤的背光结构的实施例的光纤的剖视图；

图3为本发明一种显示装置的实施例的剖视图。

图中各标号：10、光源；20、光纤；21、破口；22、纤芯；23、包层；24、直线部；25、弯曲连接部；30、涂覆层；40、有效显示区；50、背板；51、固定胶；60、光学膜片组件；70、TFT液晶面板。

具体实施方式

本发明提供了一种基于侧开口光纤的背光结构以及显示装置，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现有技术中在直下式显示结构中，因为灯珠间距较大，需要一定厚度的光学腔，实现灯珠之间的混光以达到出光面的亮度一致。而光学腔的厚度一般在 22mm以上，因此导致整体显示的厚度无法做到轻薄。在侧入式显示结构中，灯条集中在一侧或两侧，侧边入光后，光线通过导光板的网点进行光路的改变，由侧面方向入光改变为垂直方向出光。而导光板厚度一般在2mm及以上，因此决定了整机厚度最薄仅能做到5mm，不能做到低于5mm的超薄结构。另外OLED 显示结构中，虽然整机十分轻薄，最薄处可做到5mm；但因为使用有机材料作为发光源10，因此导致了OLED显示结构的显示装置的价格居高不下，且长期使用后还会存在老化的问题，因此，OLED显示结构的显示装置存在高价格和使用易老化的缺点。

为解决以上问题，本发明提出了一种基于侧开口光纤的背光结构，如图1、图2所示，其包括：光源10，以及光纤20。所述光源10通电后发光，本实施例中的光源10采用高功率的蓝色光源10。所述光纤20连通所述光源10，所述光纤20铺设在平行于显示面的平面内，这样使光纤20能布满整个显示面。当本背光结构组装形成显示装置时，显示装置朝向使用者的一面为显示面。所述光纤20的外壁上开设有破口21，破口21朝向所述显示面设置，所述光纤20 中传导的光从所述破口21中出射；这样铺满显示面的光纤20通过破口21可以为显示面提供背光，从而实现显示功能。所述光纤20的厚度为50-200微米，这样可以使整个背光结构的厚度变小。所述光纤20包括：纤芯22，包层23，以及涂覆层30。所述包层23包裹在所述纤芯22外侧，所述涂覆层30包裹在所述包层23外侧。所述破口21开设在所述涂覆层30，并延伸至所述包层23。光纤20结构的中间的纤芯22具有高折射率，位于外侧的包层23具有比纤芯22低的较低折射率，涂覆层30在最外侧作加强保护作用。当光线进入光纤20 时，光线因纤芯22与包层23的折射率差，大部分光线因为从纤芯22射入包层 23时入射角大于全反射角，会发生全发射，少部分光因入射角小于全反射角而进入包层23，因此光纤20主要沿着高折射率的纤芯22进行传输，仅有部分光进入包层23中。破口21开设在光纤20的外壁侧面，其使用物理研磨或化学腐蚀的方法对光纤20一侧的涂覆层30与包层23进行破坏，从而形成所述破口 21，这样使散布在包层23中的光线释放至外界。

本背光结构中，通过光源10通电后发光，光从光纤20中传导，光纤20 铺设在平行于显示面的平面内，并朝向所述显示面的外壁上开设破口21，传导的光从所述破口21中出射，这样射出光就能充满整个显示面，从而为显示装置的液晶面板提供背光，亮度可达500nit，可满足商业广告显示、家庭观影、专业调色等需求。而且通过光纤20传光，使光在环境中的损失小，光能利用率高。光纤20的厚度较小，与直下式显示结构相比，本方案不需要光学腔，因此本背光结构的厚度能降低，可应用到超薄显示器上，从而能满足制作超薄显示整机的需求。与侧入式显示结构相比，本方案不需要使用导光板，减少了背光结构的厚度，因此，本背光结构可应用到超薄显示器上，从而能满足制作超薄显示整机的需求，使整机厚度最薄处可达1mm。光纤20价格低廉，其实现侧抛和化学腐蚀的工艺简单，其相对成本低。相比于OLED显示结构具有价格低，使用寿命长的优点。因此，采用本方案作为显示装置的背光结构，可实现显示装置的超薄设计，且成本低，效果好。

如图1、图2所示，本实施例的具体结构中，所述光纤20包括：直线部24，以及弯曲连接部25。直线部24设置有多段，多段所述直线部24平行设置，且位于所述显示面的有效显示区40。通常显示面包括有效显示区40(AA区，Active Area，有效有效显示区域)，以及在有效显示区40边缘的黑边区。所述弯曲连接部25连接在相邻两段所述直线部24的同侧端上，多段所述直线部24通过所述弯曲连接部25依次连通。这样使光纤20在平面内往返铺设。本实施例中的直线部24铺设在有效显示区40，可以为有效显示区40提供均匀的背光。

所述光纤20的一端连接所述光源10，当光纤20铺满显示面后，其另一端也连接到光源10，这样使光源10同时朝向光纤20的两端进行供光，使显示面的所接受的光更均匀。

所述破口21开设在所述直线部24上，而在所述弯曲连接部25不设置破口 21，光纤20内的光仅在破口21处出射至光纤20外，光纤20在无破口处的弯曲连接部25光无泄露，继续在光纤20内传播，因此，背光结构的光利用率极高，且无需使用反射片。从而使光能被充分发射到显示面的AA区域，避免光浪费，提高光的利用率。

所述破口21与所述直线部24的轴向同向延伸设置，这样破口21在整个直线部24上均实现出光，从而使照射在液晶面板上的光更加均匀，使本背光结构能提供更加稳定的背光。

如图2所示，为实现背光的匀性性一致，可对光纤20进行不同深度的侧抛处理，靠近所述光源10处的破口21的深度(如图2中H尺寸)小于远离所述光源10处的破口21深度。如对靠近光源10的光纤20进行10μm的较浅侧抛，使破口21位于光纤20上的深度只有10μm；对远离光源10的光纤20进行60 μm的较深侧抛，使破口21位于光纤20上的深度达到60μm；从而靠近光源 10的位置从破口21中所射出的光少，从远离光源10位置从破口21中所射出的光多。而光纤20在传光过程中靠近光源10的光强大，而远离光源10的位置光强弱。因此，在光强大的地方射出少的光线，而从光强小的地方射出多的光线，从而使整个光纤20上所射出的光亮达到均衡。而中间区域的破口21的深度位于浅深度和大深度之间进行平缓过渡，使光纤20的全部区域均能实现均衡发光。

通过调整光纤20的侧抛深度而调整破口21深度，即可调节光纤20的光的出射角度及出射光强。使得光纤20的不同位置均保持一致的出射光强，因此可使得应用本背光结构的显示装置主观效果能保持高度一致。

本实施例中的所述背光结构还包括背板50，所述光纤20设置在所述背板 50上，所述光源10设置在所述背板50背离所述光纤20的一面上。背板50朝向显示面的一侧为正面，与正面相对立的一侧为背面，将光源10放置于背板 50的背面，使用价格低廉的光纤20作为载体，将光源10所发出的光导入到正面，使光纤20内的光向显示方向出射，使结构更加优化，不占用显示面的空间，有利用实现显示装置的无边框设计。

如图1所示，所述背板50上设置有固定胶51，所述固定胶51连接所述光纤20，所述固定胶51沿多个所述直线部24的排列方向延伸设置，所述固定胶 51位于有效显示区40域的外侧。通过固定胶51将光纤20所弯折成的形状固定在背板50上，从而使光纤20结构不易变形，利用光纤20提供稳定的光亮。而且固定胶51设置在有效显示区40域的外侧，从而不影响有效显示区40域的显示效果，优化了结构。

如图3所示，根据相同的构思，本发明还提出一种显示装置，包括：如上所述的基于侧开口光纤的背光结构、光学膜片组件60，以及TFT液晶面板 70。所述光学膜片组件60设置在所述背光结构的出光侧，所述TFT液晶面板 70设置在所述光学膜片组件60的出光侧。光纤20的发光侧为光学膜片组件60，光学膜片组件60由挂耳固定在显示装置的框架结构中，光学膜片组件60包括量子点膜，增亮片及COP膜片。蓝色光谱的光源10经过量子点膜片时激发出白光，白光经过增亮片及COP膜片后到达TFT液晶面板70，TFT液晶面板70电连接位于背板50后的主板，从而实现显示功能。

综上所述，本发明提出的一种基于侧开口光纤的背光结构以及显示装置，通过光源10通电后发光，光从光纤20中传导，光纤20铺设在平行于显示面的平面内，并朝向所述显示面的外壁上开设破口21，传导的光从所述破口21中出射，这样射出光就能充满整个显示面，从而为显示装置的液晶面板提供背光，亮度可达500nit，可满足商业广告显示、家庭观影、专业调色等需求。而且通过光纤20传光，使光在环境中的损失小，光能利用率高。光纤20的厚度较小，与直下式显示结构相比，本方案不需要光学腔，因此本背光结构的厚度能降低，可应用到超薄显示器上，从而能满足制作超薄显示整机的需求。与侧入式显示结构相比，本方案不需要使用导光板，减少了背光结构的厚度，因此，本背光结构可应用到超薄显示器上，从而能满足制作超薄显示整机的需求。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于侧开口光纤的背光结构，其特征在于，包括：光源，所述光源通电后发光；

光纤，所述光纤连通所述光源；

所述光纤铺设在平行于显示面的平面内，所述光纤朝向所述显示面的外壁上开设破口，所述光纤中传导的光从所述破口中出射。

2.根据权利要求1所述的基于侧开口光纤的背光结构，其特征在于，所述光纤包括：直线部，所述直线部设置有多段，多段所述直线部平行设置，且位于所述显示面的有效显示区；

弯曲连接部，所述弯曲连接部连接在相邻两段所述直线部的同侧端上；

多段所述直线部通过所述弯曲连接部依次连通。

3.根据权利要求2所述的基于侧开口光纤的背光结构，其特征在于，所述破口开设在所述直线部上。

4.根据权利要求3所述的基于侧开口光纤的背光结构，其特征在于，所述破口与所述直线部的轴向同向延伸设置。

5.根据权利要求1所述的基于侧开口光纤的背光结构，其特征在于，靠近所述光源处的破口的深度小于远离所述光源处的破口的深度。

6.根据权利要求1所述的基于侧开口光纤的背光结构，其特征在于，所述光纤包括：纤芯，

包层，所述包层包裹在所述纤芯外侧；

涂覆层，所述涂覆层包裹在所述包层外侧；

所述破口开设在所述涂覆层，并延伸至所述包层。

7.根据权利要求1所述的基于侧开口光纤的背光结构，其特征在于，所述光纤的厚度为50-200微米。

8.根据权利要求2所述的基于侧开口光纤的背光结构，其特征在于，所述背光结构还包括背板，所述光纤设置在所述背板上，所述光源设置在所述背板背离所述光纤的侧面上。

9.根据权利要求8所述的基于侧开口光纤的背光结构，其特征在于，所述背板上设置有固定胶，所述固定胶连接所述光纤；

所述固定胶沿多个所述直线部的排列方向延伸设置，所述固定胶位于有效显示区域的外侧。

10.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求1-9任一所述的基于侧开口光纤的背光结构；

光学膜片组件，所述光学膜片组件设置在所述背光结构的出光侧；

TFT液晶面板，所述TFT液晶面板设置在所述光学膜片组件的出光侧。

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