背光源及液晶顯示器的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種背光源及具有背光源的液晶顯示器。背光源包括多個激光發光源以及多個并排設置的光纖組件，多個激光發光源設于多個光纖組件的同一側，且一個激光發光源與一個光纖組件對應。每個激光發光源包括紅光激光器、綠光激光器和藍光激光器。每個光纖組件包括并排設置的紅光光纖、綠光光纖和藍光光纖，紅光激光器設于所述紅光光纖的入光端，綠光激光器設于綠光光纖的入光端，藍光激光器設于藍光光纖的入光端。每個光纖組件中的光纖沿延伸方向依次間隔設有多個出光部。每個光纖組件中，光纖纖芯的折射率小于所述出光部的折射率。本發明的方案簡化了背光源的結構、降低了背光源的重量，且提升了液晶顯示器的彩色畫面的色域。
【專利說明】
背光源及液晶顯示器
技術領域
[0001]本發明涉及液晶制造技術領域，尤其涉及一種背光源及具有所述背光源的液晶顯示器。
【背景技術】
[0002]背光源是液晶顯示器的重要部件，由于液晶分子本身并不發光，所以需要背光源來為液晶顯示器提供專用光源。傳統的LED背光源結構復雜，重量較大。具體如圖1和圖2所不，現有技術中的一種背光源1包括LED燈條11、棱鏡片12、擴散片13、導光板14及反射片151ED燈條11作為線光源，LED燈條11發出的光線射入導光板14后形成面光線。擴散片13用于將形成的面光線進一步散射均勻，之后面光線進入棱鏡片12。經過棱鏡片12的作用，面光線最終形成具有特定照射角度的背光。反射片15用于將部分射出導光板14的光線反射回導光板14中，提高光的利用率。
[0003]現有技術中的LED背光源10，由于包含多個光學片層，因而此種背光源10的結構較為復雜，重量較大；由于米用了藍光LED作為發光源，藍光LED要搭配焚光粉出射白光，而白光又需要通過與彩色濾光片搭配才能顯示彩色畫面，從而使得液晶面板中需要增加彩色濾光片，這將增加產品成本;并且導致液晶顯示器的彩色畫面的色域受限于LED與彩色濾光片的吸收光譜。
【發明內容】
[0004]有鑒于此，本發明提供了一種背光源及具有所述背光源的液晶顯示器，簡化了背光源的結構、降低背光源的重量，且提升了液晶顯示器的彩色畫面的色域。
[0005]—種背光源，用于液晶顯示器中，包括多個激光發光源以及多個并排設置的光纖組件，多個所述激光發光源設于多個所述光纖組件的同一側，且一個所述激光發光源與一個所述光纖組件對應;每個所述激光發光源包括紅光激光器、綠光激光器和藍光激光器;每個所述光纖組件包括并排設置的紅光光纖、綠光光纖和藍光光纖，所述紅光激光器設于所述紅光光纖的入光端，所述綠光激光器設于所述綠光光纖的入光端，所述藍光激光器設于所述藍光光纖的入光端;每個所述光纖組件中的所述紅光光纖、所述綠光光纖和所述藍光光纖的直徑均與所述液晶顯示器中的一個像素行的寬度相等;每根所述紅光光纖、每根所述綠光光纖和每根所述藍光光纖沿延伸方向依次間隔設有多個出光部，并且每根所述紅光光纖、每根所述綠光光纖和每根所述藍光光纖上的多個所述出光部的出光方向相同；每根光纖纖芯的折射率均小于所述出光部的折射率，以使所述激光發光源發射的激光從每根光纖上的多個所述出光部射出，進而使多個所述光纖組件形成面光源。
[0006]其中，每個所述紅光激光器、每個所述綠光激光器及每個所述藍光激光器的位置設置為:使得每個所述紅色激光器發射的紅色激光射入每根所述紅光光纖的入射角、每個所述綠色器發射的綠色激光射入每根所述綠光光纖的入射角，以及每個所述藍色激光器發射的藍色激光射入每根所述藍光光纖的入射角三者相同。
[0007]其中，所述背光源還包括增亮膜，所述增亮膜設于多個所述光纖組件之上，且與多個所述出光部相對。
[0008]其中，所述增亮膜為棱鏡片。
[0009]其中，每根所述紅光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述紅光激光器的一端到遠離所述紅光激光器的一端逐漸減小;每根所述綠光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述綠光激光器的一端到遠離所述綠光激光器的一端逐漸減小;每根所述藍光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述藍光激光器的一端到遠離所述藍光激光器的一端逐漸減小。
[0010]一種液晶顯示器，包括液晶面板及上述的背光源;所述背光源包括多個激光發光源以及多個并排設置的光纖組件，多個所述激光發光源設于多個所述光纖組件的同一側，且一個所述激光發光源與一個所述光纖組件對應;每個所述激光發光源包括紅光激光器、綠光激光器和藍光激光器;每個所述光纖組件包括并排設置的紅光光纖、綠光光纖和藍光光纖，所述紅光激光器設于所述紅光光纖的入光端，所述綠光激光器設于所述綠光光纖的入光端，所述藍光激光器設于所述藍光光纖的入光端;每個所述光纖組件中的所述紅光光纖、所述綠光光纖和所述藍光光纖的直徑均與所述液晶面板中的一個像素行的寬度相等，且分別對應所述液晶面板中一個像素行的位置，全部所述光纖組件覆蓋所述液晶面板的全部像素行;每根所述紅光光纖、每根所述綠光光纖和每根所述藍光光纖沿延伸方向依次間隔設有多個出光部，并且每根所述紅光光纖、每根所述綠光光纖和每根所述藍光光纖上的多個所述出光部的出光方向相同；每根光纖纖芯的折射率均小于所述出光部的折射率，以使所述激光發光源發射的激光從每根光纖上的多個所述出光部射出，進而使多個所述光纖組件形成面光源。
[0011]其中，每個所述紅光激光器、每個所述綠光激光器及每個所述藍光激光器的位置設置為:使得每個所述紅色激光器發射的紅色激光射入每根所述紅光光纖的入射角、每個所述綠色器發射的綠色激光射入每根所述綠光光纖的入射角，以及每個所述藍色激光器發射的藍色激光射入每根所述藍光光纖的入射角三者相同。
[0012]其中，所述背光源還包括增亮膜，所述增亮膜設于多個所述光纖組件之上，且與多個所述出光部相對。
[0013]其中，所述增亮膜為棱鏡片。
[0014]其中，所述紅光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述紅光激光器的一端到遠離所述紅光激光器的一端逐漸減小;所述綠光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述綠光激光器的一端到遠離所述綠光激光器的一端逐漸減小;所述藍光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述藍光激光器的一端到遠離所述藍光激光器的一端逐漸減小。
[0015]由此，本發明的背光源，通過設置多個激光發光源和多個光纖組件，在光纖組件中的各個光纖上均設置多個出光部，使得激光發光源發射的激光能夠從多個出光部中射出，進而使得多個光纖組件形成面光源，省去了現有技術中的導光板；由于激光幾乎都在多個光纖組件中傳播而不容易逃逸出去，因此省去了現有技術中的反射片;通過設置包括紅色激光器、綠色激光器及藍色激光器的激光發光源，并且使得每根光纖完全覆蓋一個像素行，全部光纖組件完全覆蓋全部像素行，使得液晶顯示器可通過調制得到RGB合成光，省去了彩色濾光片。從而能夠簡化背光源結構、降低背光源的重量、使產品輕薄化，削減產品成本。并且由于采用了激光發光源，增加了液晶顯示器的色彩表現范圍和色域，從而提升了產品品質。
【附圖說明】
[0016]為更清楚地闡述本發明的構造特征和功效，下面結合附圖與具體實施例來對其進行詳細說明。
[0017]圖1是現有技術中的背光源的結構示意圖。
[0018]圖2是圖1所示的背光源另外一個視角的結構示意圖。
[0019]圖3是本發明第一實施例提供的背光源的結構示意圖。
[0020]圖4是圖3所示的背光源產生面光線的原理示意圖。
[0021]圖5是本發明第二實施例提供的背光源產生面光線的原理示意圖。
具體實施例
[0022]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都應屬于本發明保護的范圍。
[0023]圖3示出了本發明第一實施例的背光源20。背光源20用于液晶顯示器中。如圖3所示，背光源20包括多個激光發光源21和多個并排設置的光纖組件22。多個激光發光源21設在多個光纖組件22的同一側，且一個激光發光源21與一個光纖組件22對應。激光發光源21的具體位置以使得激光能夠射入光纖組件22中為準。
[0024]本實施例中，如圖3和圖4所示，光纖組件22包括紅光光纖220、綠光光纖221和藍光光纖222。紅光光纖220、綠光光纖221和藍光光纖222并排設置，且三者分別對應液晶顯示器中的一個像素行的位置。紅光光纖220、綠光光纖221和藍光光纖222分別指其中傳導的是紅色光、綠色光及藍色光的光纖。所述像素行，可以指液晶顯示器的像素陣列中的橫行，也可以指像素陣列中的豎行。應理解，圖3中紅光光纖220、綠光光纖221和藍光光纖222依次由上到下排列，這僅僅只是個示例。根據液晶顯示器的不同設計要求，紅光光纖220、綠光光纖221和藍光光纖222的排列次序會發生變化。紅光光纖220、綠光光纖221和藍光光纖222的直徑D均等于一個像素行的行寬，即每根光纖均恰好完全覆蓋一個像素行區域，全部光纖組件22中的紅光光纖220、綠光光纖221和藍光光纖222覆蓋所述液晶顯示器的全部像素行區域。光纖組件22中的紅光光纖220、綠光光纖221和藍光光纖222均具有延伸方向，且三種光纖具有相同的結構。下文將以紅光光纖220為例描述光纖的結構。但實際上，以下關于光纖的結構描述也同樣適用于綠光光纖221和藍光光纖222。
[0025]如圖4所示，紅光光纖220包括內層的纖芯202和包覆在纖芯202外圍的包層201。包層201內，沿著所述延伸方向依次間隔設有多個出光部203。出光部203穿透包層201與纖芯202相接觸，以形成不同導光介質的界面。出光部203為導光介質，光線能夠從多個出光部203中射出，且多個出光部203的出光方向相同。可以是先在包層201中開孔，再填充導光介質形成出光部203;也可以是通過制造工藝形成包括出光部203的一體化的光纖。本實施例中，紅光光纖220上相鄰出光部203的間距，由靠近紅光激光器210的一端到遠離紅光激光器210的一端逐漸減小。即在紅光光纖220上靠近紅光激光器210—端，出光部203的布設密度小;而遠離紅光激光器210—端，出光部203的布設密度大。
[0026]包層201、纖芯202及出光部203的折射率分別為n0，nl，和n2，其中三者大小關系為n0〈nl〈n2。入射到光纖中的光線以全反射的形式進行傳導。纖芯202的折射率nl大于包層201的折射率n0，這是光線發生全反射的必要條件之一；而出光部203的折射率n2大于纖芯202的折射率nl，能夠使得光線從出光部203中射出，具體原理將在下面進一步描述。隨著光線越來越遠離光源，光能將逐漸衰減。而本實施例中，通過在遠離紅光激光器210的方向上，逐漸增加出光部203的布設密度，使得出射的紅色激光更多，從而起到補償光能衰減的作用。
[0027]如圖3所示，激光發光源21包括紅光激光器210、綠光激光器211和藍光激光器212。紅光激光器210、綠光激光器211和藍光激光器212分別指能夠發出紅色激光、綠色激光及藍色激光的激光器。其中，紅光激光器210對應設于紅光光纖220的入光端，綠光激光器211對應設于綠光光纖221的入光端，藍光激光器212對應設于藍光光纖222的入光端。三種激光器與各自對應的光纖的位置關系為:使得每種激光器發出的單色激光，都能夠射入各自對應的光纖，并在其中以全反射方式傳導。具體的，光纖具有數值孔徑這一參數，所述數值孔徑為光纖中剛好發生全反射的光線的入射角的正弦值。當合理的設置激光器的位置，使得激光的入射角小于或等于所述數值孔徑要求的入射角，此時入射的激光便能夠在光纖中以全反射方式進行傳導。因此，對于紅光光纖220、綠光光纖221和藍光光纖222，可分別合理設置紅光激光器210、綠光激光器211及藍光激光器212的位置，使得三種單色激光的入射角滿足上述的特定要求，從而使得三種單色激光能夠在對應的三種光纖中傳導。
[0028]本實施例中，紅光激光器210、綠光激光器211及藍光激光器212的位置設置為:使得三種單色激光器發出的三種單色激光的入射角相同。在其他實施例中，三種單色激光的入射角可以不同，但均小于或等于所述數值孔徑要求的入射角。
[0029]以下將結合圖4詳細說明背光源20中產生面光線的原理。
[0030]如圖4所示，紅光激光器210對應設在紅光光纖220的入光端，并發射紅色激光。紅色激光的入射角由于在所述數值孔徑要求的入射角范圍之內，因而紅色激光在紅光光纖220中以全反射方式進行傳導。當傳導到出光部203處，由于出光部203的折射率n3大于纖芯202的折射率nl，全反射的條件不再完全滿足，則按照折射定律，部分紅色激光將在出光部203與纖芯202的介質交界面上發生折射，最終從出光部203中射出。出光部203有多個，因而紅色激光將從包層201上的多處射出。當出光部203的數量足夠多，則射出的紅色激光將足夠密，最終形成紅色激光線。同理，綠光光纖221和藍光光纖222中也分別能形成綠色激光線和藍色激光線。眾多的單色激光線聚合在一起，最終形成面光線，從而使得多個光纖組件22形成面光源，省去了現有技術中的導光板。
[0031]由上所述，本實施例中，紅光激光器210、綠光激光器211及藍光激光器212分別發出的三種單色激光的入射角相同，因此三種單色激光出射的角度也相同。從而形成的面光源的出光方向均勻一致。
[0032]本實施例的背光源20，由于每根光纖完全覆蓋一個像素行，全部光纖組件22完全覆蓋全部像素行，且各個光纖能夠分別發出紅、綠、藍三種單色光線，因此液晶顯示器可以通過調制得到RGB合成光，省去了現有技術中的彩色濾光片。
[0033]由此，本發明第一實施例的背光源20，通過設置多個激光發光源21和多個光纖組件22，在光纖組件22中的各個光纖上設置多個出光部，使得多個激光發光源21發射的激光能夠從多個出光部中射出，進而使得多個光纖組件22形成面光源，省去了現有技術中的導光板；由于激光幾乎都在多個光纖組件22中傳播而不容易逃逸出去，因此省去了現有技術中的反射片;通過設置包括紅色激光器210、綠色激光器211及藍色激光器212的激光發光源21，并且使得每根光纖完全覆蓋一個像素行，全部光纖組件22完全覆蓋全部像素行，使得液晶顯示器可通過調制得到RGB合成光，省去了彩色濾光片。從而，本發明實施例的背光源20能夠簡化背光源結構、降低背光源的重量、使產品輕薄化，削減產品成本。并且由于采用了激光發光源21，增加了液晶顯示器的色彩表現范圍和色域，提升了產品品質。
[0034]如圖5所示，在本發明第二實施例中，與上述第一實施例不同的是，背光源還包括增亮膜23，增亮膜23設于全部光纖組件22之上，且與全部出光部203相對。從出光部203射出的激光，會進入增亮膜23中傳導。增亮膜23具有聚光作用，能夠使面光線產生聚光效果，大大提高背光源的亮度。優選的，增亮膜23可以是棱鏡片。棱鏡片能改變射入激光的傳播方向，使得射入的面光線垂直于棱鏡片的表面射出，從而使面光線產生聚光效果。
[0035]本發明實施例還提供了一種液晶顯示器，所述液晶顯示器包括液晶面板和上述實施例中所述的背光源。所述液晶面板的TFT(薄膜晶體管)基板中包括多個像素行。其中，所述背光源中的所述紅光光纖、所述綠光光纖和所述藍光光纖的直徑均與所述液晶面板中的一個像素行的寬度相等，且分別對應所述液晶面板中一個像素行的位置。全部所述光纖組件覆蓋所述液晶面板的全部像素行。
[0036]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易的想到各種等效的修改或替換，這些修改或替換都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種背光源，用于液晶顯示器中，其特征在于， 所述背光源包括多個激光發光源以及多個并排設置的光纖組件，多個所述激光發光源設于多個所述光纖組件的同一側，且一個所述激光發光源與一個所述光纖組件對應;每個所述激光發光源包括紅光激光器、綠光激光器和藍光激光器;每個所述光纖組件包括并排設置的紅光光纖、綠光光纖和藍光光纖，所述紅光激光器設于所述紅光光纖的入光端，所述綠光激光器設于所述綠光光纖的入光端，所述藍光激光器設于所述藍光光纖的入光端； 每個所述光纖組件中的所述紅光光纖、所述綠光光纖和所述藍光光纖的直徑均與所述液晶顯示器中的一個像素行的寬度相等;每根所述紅光光纖、每根所述綠光光纖和每根所述藍光光纖沿延伸方向依次間隔設有多個出光部，并且每根所述紅光光纖、每根所述綠光光纖和每根所述藍光光纖上的多個所述出光部的出光方向相同；每根光纖纖芯的折射率均小于所述出光部的折射率，以使所述激光發光源發射的激光從每根光纖上的多個所述出光部射出，進而使多個所述光纖組件形成面光源。2.根據權利要求1所述的背光源，其特征在于， 每個所述紅光激光器、每個所述綠光激光器及每個所述藍光激光器的位置設置為:使得每個所述紅色激光器發射的紅色激光射入每根所述紅光光纖的入射角、每個所述綠色器發射的綠色激光射入每根所述綠光光纖的入射角，以及每個所述藍色激光器發射的藍色激光射入每根所述藍光光纖的入射角三者相同。3.根據權利要求1或2所述的背光源，其特征在于，所述背光源還包括增亮膜，所述增亮膜設于多個所述光纖組件之上，且與多個所述出光部相對。4.根據權利要求3所述的背光源，其特征在于，所述增亮膜為棱鏡片。5.根據權利要求1或2所述的背光源，其特征在于， 每根所述紅光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述紅光激光器的一端到遠離所述紅光激光器的一端逐漸減小;每根所述綠光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述綠光激光器的一端到遠離所述綠光激光器的一端逐漸減小;每根所述藍光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述藍光激光器的一端到遠離所述藍光激光器的一端逐漸減小。6.一種液晶顯示器，其特征在于， 包括液晶面板及權利要求1所述的背光源； 所述背光源包括多個激光發光源以及多個并排設置的光纖組件，多個所述激光發光源設于多個所述光纖組件的同一側，且一個所述激光發光源與一個所述光纖組件對應;每個所述激光發光源包括紅光激光器、綠光激光器和藍光激光器； 每個所述光纖組件包括并排設置的紅光光纖、綠光光纖和藍光光纖，所述紅光激光器設于所述紅光光纖的入光端，所述綠光激光器設于所述綠光光纖的入光端，所述藍光激光器設于所述藍光光纖的入光端； 每個所述光纖組件中的所述紅光光纖、所述綠光光纖和所述藍光光纖的直徑均與所述液晶面板中的一個像素行的寬度相等，且分別對應所述液晶面板中一個像素行的位置，全部所述光纖組件覆蓋所述液晶面板的全部像素行;每根所述紅光光纖、每根所述綠光光纖和每根所述藍光光纖沿延伸方向依次間隔設有多個出光部，并且每根所述紅光光纖、每根所述綠光光纖和每根所述藍光光纖上的多個所述出光部的出光方向相同；每根光纖纖芯的折射率均小于所述出光部的折射率，以使所述激光發光源發射的激光從每根光纖上的多個所述出光部射出，進而使多個所述光纖組件形成面光源。7.根據權利要求6所述的液晶顯示器，其特征在于， 每個所述紅光激光器、每個所述綠光激光器及每個所述藍光激光器的位置設置為:使得每個所述紅色激光器發射的紅色激光射入每根所述紅光光纖的入射角、每個所述綠色器發射的綠色激光射入每根所述綠光光纖的入射角，以及每個所述藍色激光器發射的藍色激光射入每根所述藍光光纖的入射角三者相同。8.根據權利要求6或7所述的液晶顯示器，其特征在于，所述背光源還包括增亮膜，所述增亮膜設于多個所述光纖組件之上，且與多個所述出光部相對。9.根據權利要求8所述的液晶顯示器，其特征在于，所述增亮膜為棱鏡片。10.根據權利要求6或7所述的液晶顯示器，其特征在于， 所述紅光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述紅光激光器的一端到遠離所述紅光激光器的一端逐漸減小;所述綠光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述綠光激光器的一端到遠離所述綠光激光器的一端逐漸減小;所述藍光光纖上相鄰所述出光部的間距由靠近所述藍光激光器的一端到遠離所述藍光激光器的一端逐漸減小。
【文檔編號】G02F1/13357GK106094343SQ201610705412
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月23日
【發明人】徐向陽
【申請人】深圳市華星光電技術有限公司