一种改善液晶显示色域的聚光装置的制作方法

本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种改善液晶显示色域的聚光装置。

背景技术：

在液晶显示中，由于提高显示色域能够带来更为丰富的颜色显示效果，因此逐渐被认为高端显示产品的标准配置。现有的高色域产品实现方式繁多，在不改变液晶显示玻璃的情况下，近期最为盛行的是采用量子点荧光粉材料制作而成的产品。

然而，上述采用量子点荧光粉材料制作而成的产品目前因材料本身的信赖性问题（即受氧和水影响导致功能衰退问题）而在实际使用中仍然存在着各种限制。

因此为了克服产品因材料本身所带来的限制，往往通过在背光LED中采用红绿色荧光粉的调整来实现高色域，然而该方式受限于荧光粉材料，半峰宽无法实现更窄效果，在液晶显示中NTSC色域无法达到量子点的水平。因此，为了进一步克服上述半峰宽无法实现更窄效果，在液晶显示中NTSC色域无法达到量子点的水平的问题，通过添加滤波片的方式来实现高色域。所添加的滤波片的类型分为染料吸收型和多层膜反射型两种；其中，染料吸收型的滤波片受自身吸收材料的特性影响较大，主要是因为吸收材料的吸收峰具有较大的半峰宽，往往会将不需要吸收区域内的光线也吸收了，从而导致能量过低；多层膜反射型的滤波片虽然具有接近完美的穿透谱，能够有效的反射光区域而不影响出射光区域光谱，但由于多层膜反射型的滤波片的功能大部分是通过相干相消原理来实现，于是对光线的入射角度具有极高的要求。因此在液晶显示背光中，无论是侧边式方案，还是直下式方案，当光线准直度非常高时即便是添加了滤波片也会出新LED色斑问题。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种改善液晶显示色域的聚光装置，能够改善直下式或侧边式背光所出现的LED色斑问题，实现液晶显示的高色域效果。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种改善液晶显示色域的聚光装置，包括：

用于将预设LED灯的出射光反射呈直线光输出并过滤的准直透射结构，所述准直透射结构包括用于将所述预设LED灯的出射光反射为所述直线光的准直透镜和用于对所述直线光进行过滤的滤波片；以及

用于容纳所述直线光并将所述直线光扩展为液晶显示侧边式背光或直下式背光所需具有预定角度的光线的散射光腔；

其中，所述准直透镜设置于所述滤波片的一侧，且其在远离所述滤波片的一端上设有用于安装所述预设LED灯的固定位；所述散射光腔设置于所述滤波片的另一侧，其呈中空状，且所述散射光腔的开口直径自朝向所述滤波片的一端起沿远离所述滤波片的方向运动而逐渐变小。

其中，所述滤波片以及所述散射光腔的中心点均位于所述准直透镜的光轴上。

其中，所述准直透镜朝向所述滤波片的出光面设置为平面时，所述滤波片贴附于所述准直透镜的出光面上。

其中，所述准直透镜朝向所述滤波片的出光面设置为凸面时，所述滤波片与所述准直透镜之间预留有一定间距。

其中，所述准直透镜朝向所述滤波片的出光面大小与所述散射光腔朝向所述滤波片一侧的端面大小相匹配。

其中，所述滤波片为多层膜反射型结构，其所采用的材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚碳酸酯PC耐高温型光学塑料或玻璃。

其中，所述散射光腔所形成的内轮廊线与所述准直透镜的光轴之间形成的夹角均为小于45度的锐角。

其中，所述散射光腔的内壁上涂抹有一层用于增强光线亮度的金属银。

其中，所述散射光腔远离所述滤波片一侧的开口端端面形状设置为圆形或矩形。

本发明实施例具有如下有益效果：本发明通过准直透镜中透镜将预设LED灯的出射光形成反射光后，经滤光片获得需求完美光谱形状的直线光，而后通过散射光腔将直线光扩展为适用于液晶显示侧边式或直下式背光所需求的预定角度的光线，解决了反射型滤光片对准直光的需求与液晶显示背光中需求大角度光线相悖的问题，从而能够改善直下式或侧边式背光所出现的LED色斑问题，实现液晶显示的高色域效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的改善液晶显示色域的聚光装置在一个实施例中的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例提供的改善液晶显示色域的聚光装置在另一个实施例中的剖面结构示意图；

图3为图1中改善液晶显示色域的聚光装置的光线传输路径的应用场景图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1和图2所示，为本发明实施例中，提供的一种改善液晶显示色域的聚光装置，包括：

用于将预设LED灯（未图示）的出射光反射呈直线光输出并过滤的准直透射结构，该准直透射结构包括用于将预设LED灯的出射光反射为直线光的准直透镜1和用于对直线光进行过滤的滤波片2；以及

用于容纳直线光并将直线光扩展为液晶显示侧边式背光或直下式背光所需具有预定角度的光线的散射光腔3；

其中，准直透镜1设置于滤波片2的一侧，且其在远离滤波片2的一端上设有用于安装所述预设LED灯的固定位4；散射光腔3设置于滤波片2的另一侧，其呈中空状，且散射光腔3的开口直径自朝向滤波片2的一端起沿远离滤波片2的方向运动而逐渐变小。

应当说明的是，散射光腔3与准直透镜1之间需要预留一定间距，用以确保进入散射光腔3的光都是直线光，而避免因距离过短而使得准直透镜1中非直线光进入散射光腔3中。

可以理解的是，准直透镜1将预设LED灯的出射光形成反射光后，经滤光片2获得需求完美光谱形状的直线光，而后通过散射光腔3将直线光扩展为适用于液晶显示侧边式或直下式背光所需求的预定角度的光线，解决了反射型滤光片对准直光的需求与液晶显示背光中需求大角度光线相悖的问题，从而能够改善直下式或侧边式背光所出现的LED色斑问题，实现液晶显示的高色域效果。

在本发明实施例中，准直透镜1远离滤波片2的一端设置为用于安装预设LED灯的固定位4，朝向滤波片2的一端设置为出光面。该准直透镜1的出光面可根据实际来设计形状结构，具体为平面或凸面，即形成出光面为平面的平凸结构的准直透镜或出光面为凸面的双凸结构的准直透镜。

为了确保准直透镜1的反射光不仅能转变为直线光，而且还要最大程度的确保散射光腔3出来的光线能够满足液晶显示背光中大角度光线的需求，因此有必要将滤波片2以及散射光腔3的中心点均设置在准直透镜1的光轴上，用以改善光线发散程度。

为了在准直透镜1获得完美的直线光，需根据出光面的形状对滤波片2的设置位置进行限定。在图1中，准直透镜1朝向滤波片2的出光面为平面时，即准直透镜1形成平凸结构时，滤波片2直接贴附于准直透镜1的出光面上。在图2中，准直透镜1朝向滤波片2的出光面为凸面时，即准直透镜1形成双凸结构时，滤波片2与准直透镜1之间预留有一定间距，用以调整进入散射光腔3的光为直线光。应当说明的是，该滤波片2为常用的多层膜反射型结构，其所采用的材料为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA或聚碳酸酯PC耐高温型光学塑料或玻璃。

为了节省散射光腔3的空间大小，还能最大程度保证反射凹面11出来的直线光都能进入散射光腔3，需使得准直透镜1朝向滤波片2的出光面大小与散射光腔3朝向滤波片2一侧的端面大小相匹配。同时，为了使得进入该散射光腔3的光在连续传递过程中不被减弱或丢失，该散射光腔3的内壁上涂抹有一层用于增强光线亮度的金属银、铝或其它金属。

在本发明实施例中，该散射光腔3可以为中空状的柱体，也可以为中空状的锥体，只要内部空腔的轮廊呈喇叭状且靠近滤波片2的一侧大即可。当然，为了保证进入散射光腔3的直线光能够从散射光腔3中出来并满足液晶显示背光中侧边式或直下式所需求的大角度光线，有必要对散射光腔的内轮廊形状（即内部空腔的形状）进行设计，使得散射光腔3所形成的内轮廊线与准直透镜1的光轴之间形成的夹角θ均为小于45度的锐角。同时，还在一定程度上对散射光腔3的长度进行设计，用以减少散射光腔3多次反射带来的能量损失。因此，在轮廊形状设计的基础上，优选为考虑散射光腔3内光线反射次数应小于等于2次来对该散射光腔3的长度设计。

由于液晶显示的背光分直下式背光和侧边式背光两种，使得散射光腔3需进行不同出光口的设计，因此可以将散射光腔3远离滤波片2一侧的开口端面形状设置为圆形，即圆口，适应直下式背光方案；可以将散射光腔3远离滤波片2一侧的开口端面形状设置为矩形，即方口，适应侧边式背光方案。

如图3所示，为图1中改善液晶显示色域的聚光装置的光线传输路径的应用场景图。散射光腔3所形成的内轮廊线与准直透镜1的光轴之间形成的夹角θ，此时2θ<90°，且散射光腔3内光线反射次数为2次。

本发明实施例具有如下有益效果：本发明通过准直透镜中透镜将预设LED灯的出射光形成反射光后，经滤光片获得需求完美光谱形状的直线光，而后通过散射光腔将直线光扩展为适用于液晶显示侧边式或直下式背光所需求的预定角度的光线，解决了反射型滤光片对准直光的需求与液晶显示背光中需求大角度光线相悖的问题，从而能够改善直下式或侧边式背光所出现的LED色斑问题，实现液晶显示的高色域效果。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。