一種背光源和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種背光源和顯示裝置，其中背光源包括：單色激光二極管、反射板和擴(kuò)束棱鏡，單色激光二極管和擴(kuò)束棱鏡設(shè)置在所述反射板上，單色激光二極管發(fā)射的激光經(jīng)過擴(kuò)束棱鏡的反射進(jìn)行光束擴(kuò)散。通過用激光二極管代替現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)光二極管作為背光源，由于激光二極管具有很好的單色性、具有相對(duì)于發(fā)光二極管小的多的發(fā)光角度和線偏振性、出光口較小的特點(diǎn)，單色激光二極管發(fā)射的單色激光通過擴(kuò)束棱鏡的反射進(jìn)行光束擴(kuò)散，得到紅、綠、藍(lán)三色背光源，由于激光具有很好的單色性和較高的色純度，能夠得到較好的液晶屏透過率。將上述背光源作為直下式背光源，構(gòu)成顯示裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的彩色效果。
【專利說明】一種背光源和顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種背光源和顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的液晶顯示裝置中，背光源主要采用CCFL (Cold Cathode FluorescentLamp,冷陰極螢光燈管)、LED (Light Emitting Diode,發(fā)光二極管)等作為背光源。
[0003]LED由于其高光效、體積小、單色性好、壽命長、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為當(dāng)今照明和顯示器背光源的主流，但是LED的光線特性和發(fā)光效率都一般，并且散熱差。LED發(fā)出的光的波長具有一定的光譜范圍，色純度不高。CCFL能在低溫時(shí)快速啟動(dòng)，易加工成各種形狀，雖然具有高亮度，但是散熱差、色純度低。CCFL還存在最大的缺陷，就是來自光譜特性上的缺陷，CCFL 色域小，只能達(dá)到 NTSC (National Television Standards Committee,(美國)國家電視標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))色域標(biāo)準(zhǔn)的72%。由于背光源發(fā)出的白色光線最后要經(jīng)過RGB彩色濾光膜后才能實(shí)現(xiàn)成像，因此背光源發(fā)出的白光中R、G、B三原色光的波長(即三原色的純度)將直接影響到顯示器的色彩效果。從這個(gè)角度來說，CCFL發(fā)出的白光就不是一種光譜特性非常理想的光源。
[0004]綜上所述對(duì)于傳統(tǒng)的顯示器，無論是LED光源作為背光源，還是CCFL作為背光源，都會(huì)存在的問題就是背光源發(fā)出的光單色性很差，導(dǎo)致色純度不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005](一)要解決的技術(shù)問題
[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何能提高背光源的單色性，提高背光源發(fā)射的光在液晶屏上的透過率。
[0007](二)技術(shù)方案
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種背光源，包括:單色激光二極管、反射板和擴(kuò)束棱鏡，其中所述單色激光二極管和所述擴(kuò)束棱鏡設(shè)置在所述反射板上，所述單色激光二極管發(fā)射的單色激光經(jīng)過所述擴(kuò)束棱鏡的反射進(jìn)行光束擴(kuò)散。
[0009]進(jìn)一步地，所述單色激光二極管包括:紅色激光二極管、綠色激光二極管、藍(lán)色激光二極管，且所述紅色激光二極管、綠色激光二極管、藍(lán)色激光二極管并排放置在所述反射板上。
[0010]進(jìn)一步地，所述紅色激光二極管、所述綠色激光二極管、所述藍(lán)色激光二極管分別通入不同強(qiáng)度的電流。
[0011]進(jìn)一步地，所述擴(kuò)束棱鏡為全反射擴(kuò)束棱鏡。
[0012]進(jìn)一步地，所述全反射擴(kuò)束棱鏡包括擴(kuò)束面、折射面和全反射面，所述全反射擴(kuò)束棱鏡與所述反射板接觸的面為所述折射面，與所述反射板具有夾角的傾斜面為所述全反射面，所述全反射面的頂部為具有弧度的擴(kuò)束面。
[0013]進(jìn)一步地，所述單色激光二極管焊接在所述反射板上，并將所述擴(kuò)束棱鏡和所述單色激光二極管與散熱片集成在封裝結(jié)構(gòu)中。
[0014]進(jìn)一步地，還包括:下增亮膜、上增亮膜和散射膜，所述下增亮膜設(shè)置在所述上增亮膜的下方，所述散射膜設(shè)置在得到上增亮膜的上方。
[0015]進(jìn)一步地，所述下增亮膜和所述上增亮膜用一層增亮膜代替。
[0016]為解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種顯示裝置，所述顯示裝置包括以上所述的背光源。
[0017]進(jìn)一步地，所述背光源為直下式背光源。
[0018](三)有益效果
[0019]本發(fā)明實(shí)施例提供的一種背光源，包括:單色激光二極管、反射板和擴(kuò)束棱鏡，單色激光二極管和擴(kuò)束棱鏡設(shè)置在所述反射板上，單色激光二極管發(fā)射的激光經(jīng)過擴(kuò)束棱鏡的反射進(jìn)行光束擴(kuò)散。通過用激光二極管代替現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)光二極管作為背光源，由于激光二極管具有很好的單色性、具有相對(duì)于發(fā)光二極管小的多的發(fā)光角度和線偏振性、出光口較小的特點(diǎn)，單色激光二極管發(fā)射的單色激光通過擴(kuò)束棱鏡的反射進(jìn)行光束擴(kuò)散，得到紅、綠、藍(lán)三色背光源，由于激光具有很好的單色性和較高的色純度，能夠得到較好的液晶屏透過率。本發(fā)明還提供了一種顯示裝置，以上述背光源作為直下式背光源，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的彩色效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是激光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是激光二極管的發(fā)光原理圖；
[0022]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種背光源的側(cè)面結(jié)構(gòu)剖視圖；
[0023]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中提供的一種背光源的立體結(jié)構(gòu)圖；
[0024]圖5是本發(fā)明實(shí)施例中全反射擴(kuò)束棱鏡與單色激光二極管的結(jié)構(gòu)和位置示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明實(shí)施例中激光經(jīng)過全反射擴(kuò)束鏡形成的光路示意圖；
[0026]圖7是本發(fā)明實(shí)施例中激光經(jīng)過全反射擴(kuò)束鏡形成的光路模擬圖；
[0027]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中擴(kuò)束棱鏡、單色激光二極管和散熱片封裝結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0029]隨著激光技術(shù)的發(fā)展，尤其是半導(dǎo)體激光技術(shù)的發(fā)展，激光二極管(Laser Diode,英文簡稱LD)在顯示器和照明等應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)于LED有一定的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。例如:激光二極管具有接近于氣體激光器的單色性，具有相對(duì)于LED小的多的發(fā)光角度和線偏振性，還具有出光口較小等特點(diǎn)。其中激光二極管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，在激光器中發(fā)生的輻射就是受激輻射，它發(fā)出的激光在頻率、相位、偏振狀態(tài)等方面完全一樣。任何的受激發(fā)光系統(tǒng)，即有受激輻射，也有受激吸收，只有受激輻射占優(yōu)勢(shì)，才能把外來光放大而發(fā)出激光。激光二極管發(fā)光的原理示意圖如圖2所示。激光器中通入電流之后發(fā)生受激輻射，經(jīng)過光學(xué)孔徑向外發(fā)出激光，形成如圖2所示的半功率線和主輻射瓣。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例中用激光二極管代替原來的發(fā)光二極管作為背光源，因此本實(shí)施例中背光源的側(cè)面結(jié)構(gòu)剖視圖如圖3所示，包括:單色激光二極管9、反射板I和擴(kuò)束棱鏡2，其中所述單色激光二極管和所述擴(kuò)束棱鏡設(shè)置在所述反射板上，所述單色激光二極管發(fā)射的單色激光經(jīng)過所述擴(kuò)束棱鏡的反射進(jìn)行光束擴(kuò)散。
[0031]上述背光源用單色激光二極管作為光源，單色激光二極管發(fā)射的激光經(jīng)過擴(kuò)束棱鏡的發(fā)射實(shí)現(xiàn)光束擴(kuò)散形成紅、綠、藍(lán)三原色背光源，具有很好的單色性，也具有較高的色純度和液晶屏透過率。
[0032]優(yōu)選地，本實(shí)施例中的單色激光二極管9包括:紅色激光二極管3、綠色激光二極管4、藍(lán)色激光二極管5，且紅色激光二極管3、綠色激光二極管4、藍(lán)色激光二極管5并排放置在反射板I上。對(duì)于紅色激光二極管3、綠色激光二極管4、藍(lán)色激光二極管5的排布方式如圖4背光源立體結(jié)構(gòu)示意圖所示。三種不同顏色的激光二極管以較小的距離并排在一起，其中較小的距離是根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)過程中的尺寸和特性要求決定的。
[0033]需要說明的是，本實(shí)施例中的紅色激光二極管3、綠色激光二極管4、藍(lán)色激光二極管5分別通入不同強(qiáng)度的電流，以克服由于不同光譜(即不同顏色)的激光二極管的發(fā)光效率對(duì)人眼所產(chǎn)生的亮度效果不同。
[0034]優(yōu)選地，本實(shí)施例中的擴(kuò)束棱鏡為全反射擴(kuò)束棱鏡，對(duì)于激光擴(kuò)束的方法有很多，本實(shí)施例中僅以棱鏡擴(kuò)束法為例進(jìn)行說明。
[0035]由于棱鏡材料的折射，使出射光方向與入射光方向不同，其入射角與棱鏡頂角的變化可以引起光束寬度的改變，即對(duì)光束進(jìn)行全反射，避免光由于折射造成利用率降低。
[0036]優(yōu)選地，本實(shí)施例中的全反射擴(kuò)束棱鏡2包括擴(kuò)束面21、折射面22和全反射面23，全反射擴(kuò)束棱鏡2與反射板I接觸的面為折射面22，與反射板I具有夾角的傾斜面為全反射面23，全反射面的頂部為具有弧度的擴(kuò)束面21。其中全反射擴(kuò)束棱鏡2與單色激光二極管9的結(jié)構(gòu)和位置示意圖如圖5所示，單色激光二極管9位于反射板I上靠近折射面22的位置，形成的光路示意圖如圖6所示，光路模擬圖如圖7所示。
[0037]進(jìn)一步地，本實(shí)施例中還可以將單色激光二極管9焊接在反射板I上，并將擴(kuò)束棱鏡2和單色激光二極管9與散熱片13集成在封裝結(jié)構(gòu)中，如圖8所示。其中的反射板I的材料選擇導(dǎo)熱性較好的金屬材料，還可以直接利用將擴(kuò)束棱鏡2和單色激光二極管9與散熱片13封裝好的封裝模塊，實(shí)現(xiàn)直下式激光背光源。
[0038]另外，對(duì)于上述圖3和圖4中除了包括單色激光二極管9、反射板I和擴(kuò)束棱鏡2之外，還包括:下增亮膜6、上增亮膜7和散射膜8，下增亮膜6設(shè)置在上增亮膜7的下方，散射膜8設(shè)置在得到上增亮膜7的上方。
[0039]需要說明的是，對(duì)于下增亮膜6個(gè)上增亮膜7在實(shí)際應(yīng)用中還可以根據(jù)需求用一層增亮膜進(jìn)行代替。
[0040]綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例通過用激光二極管代替現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)光二極管作為背光源，由于激光二極管具有很好的單色性、具有相對(duì)于發(fā)光二極管小的多的發(fā)光角度和線偏振性、出光口較小的特點(diǎn)，單色激光二極管發(fā)射的單色激光通過擴(kuò)束棱鏡的反射進(jìn)行光束擴(kuò)散，得到紅、綠、藍(lán)三色背光源，由于激光具有很好的單色性和較高的色純度，能夠得到較好的液晶屏透過率。
[0041]基于上述背光源，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種顯示裝置，包括上述背光源。優(yōu)選地，本實(shí)施例中的背光源為直下式背光源。該顯示裝置用激光作為光源，具有很好的單色性、較高的色純度以及加好的液晶屏透過率，能夠?qū)崿F(xiàn)良好的彩色效果。
[0042]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種背光源，其特征在于，包括:單色激光二極管、反射板和擴(kuò)束棱鏡，其中所述單色激光二極管和所述擴(kuò)束棱鏡設(shè)置在所述反射板上，所述單色激光二極管發(fā)射的單色激光經(jīng)過所述擴(kuò)束棱鏡的反射進(jìn)行光束擴(kuò)散。
2.如權(quán)利要求1所述的背光源，其特征在于，所述單色激光二極管包括:紅色激光二極管、綠色激光二極管、藍(lán)色激光二極管，且所述紅色激光二極管、綠色激光二極管、藍(lán)色激光二極管并排放置在所述反射板上。
3.如權(quán)利要求2所述的背光源，其特征在于，所述紅色激光二極管、所述綠色激光二極管、所述藍(lán)色激光二極管分別通入不同強(qiáng)度的電流。
4.如權(quán)利要求1所述的背光源，其特征在于，所述擴(kuò)束棱鏡為全反射擴(kuò)束棱鏡。
5.如權(quán)利要求4所述的背光源，其特征在于，所述全反射擴(kuò)束棱鏡包括擴(kuò)束面、折射面和全反射面，所述全反射擴(kuò)束棱鏡與所述反射板接觸的面為所述折射面，與所述反射板具有夾角的傾斜面為所述全反射面，所述全反射面的頂部為具有弧度的擴(kuò)束面。
6.如權(quán)利要求1所述的背光源，其特征在于，所述單色激光二極管焊接在所述反射板上，并將所述擴(kuò)束棱鏡和所述單色激光二極管與散熱片集成在封裝結(jié)構(gòu)中。
7.如權(quán)利要求1所述的背光源，其特征在于，還包括:下增亮膜、上增亮膜和散射膜，所述下增亮膜設(shè)置在所述上增亮膜的下方，所述散射膜設(shè)置在得到上增亮膜的上方。
8.如權(quán)利要求7所述的背光源，其特征在于，所述下增亮膜和所述上增亮膜用一層增亮膜代替。
9.一種顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置包括權(quán)利要求1-8所述的背光源。
10.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其特征在于，所述背光源為直下式背光源。
【文檔編號(hào)】F21S8/00GK103591509SQ201310553742
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】王尚, 杜志宏, 張麗蕾 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司