背光源及液晶显示器的制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种背光源及具有背光源的液晶显示器。背光源包括多个激光发光源以及多个并排设置的光纤组件，多个激光发光源设于多个光纤组件的同一侧，且一个激光发光源与一个光纤组件对应。每个激光发光源包括红光激光器、绿光激光器和蓝光激光器。每个光纤组件包括并排设置的红光光纤、绿光光纤和蓝光光纤，红光激光器设于所述红光光纤的入光端，绿光激光器设于绿光光纤的入光端，蓝光激光器设于蓝光光纤的入光端。每个光纤组件中的光纤沿延伸方向依次间隔设有多个出光部。每个光纤组件中，光纤纤芯的折射率小于所述出光部的折射率。本发明的方案简化了背光源的结构、降低了背光源的重量，且提升了液晶显示器的彩色画面的色域。
【专利说明】
背光源及液晶显示器
技术领域
[0001]本发明涉及液晶制造技术领域，尤其涉及一种背光源及具有所述背光源的液晶显示器。
【背景技术】
[0002]背光源是液晶显示器的重要部件，由于液晶分子本身并不发光，所以需要背光源来为液晶显示器提供专用光源。传统的LED背光源结构复杂，重量较大。具体如图1和图2所不，现有技术中的一种背光源1包括LED灯条11、棱镜片12、扩散片13、导光板14及反射片151ED灯条11作为线光源，LED灯条11发出的光线射入导光板14后形成面光线。扩散片13用于将形成的面光线进一步散射均匀，之后面光线进入棱镜片12。经过棱镜片12的作用，面光线最终形成具有特定照射角度的背光。反射片15用于将部分射出导光板14的光线反射回导光板14中，提高光的利用率。
[0003]现有技术中的LED背光源10，由于包含多个光学片层，因而此种背光源10的结构较为复杂，重量较大；由于米用了蓝光LED作为发光源，蓝光LED要搭配焚光粉出射白光，而白光又需要通过与彩色滤光片搭配才能显示彩色画面，从而使得液晶面板中需要增加彩色滤光片，这将增加产品成本;并且导致液晶显示器的彩色画面的色域受限于LED与彩色滤光片的吸收光谱。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种背光源及具有所述背光源的液晶显示器，简化了背光源的结构、降低背光源的重量，且提升了液晶显示器的彩色画面的色域。
[0005]—种背光源，用于液晶显示器中，包括多个激光发光源以及多个并排设置的光纤组件，多个所述激光发光源设于多个所述光纤组件的同一侧，且一个所述激光发光源与一个所述光纤组件对应;每个所述激光发光源包括红光激光器、绿光激光器和蓝光激光器;每个所述光纤组件包括并排设置的红光光纤、绿光光纤和蓝光光纤，所述红光激光器设于所述红光光纤的入光端，所述绿光激光器设于所述绿光光纤的入光端，所述蓝光激光器设于所述蓝光光纤的入光端;每个所述光纤组件中的所述红光光纤、所述绿光光纤和所述蓝光光纤的直径均与所述液晶显示器中的一个像素行的宽度相等;每根所述红光光纤、每根所述绿光光纤和每根所述蓝光光纤沿延伸方向依次间隔设有多个出光部，并且每根所述红光光纤、每根所述绿光光纤和每根所述蓝光光纤上的多个所述出光部的出光方向相同；每根光纤纤芯的折射率均小于所述出光部的折射率，以使所述激光发光源发射的激光从每根光纤上的多个所述出光部射出，进而使多个所述光纤组件形成面光源。
[0006]其中，每个所述红光激光器、每个所述绿光激光器及每个所述蓝光激光器的位置设置为:使得每个所述红色激光器发射的红色激光射入每根所述红光光纤的入射角、每个所述绿色器发射的绿色激光射入每根所述绿光光纤的入射角，以及每个所述蓝色激光器发射的蓝色激光射入每根所述蓝光光纤的入射角三者相同。
[0007]其中，所述背光源还包括增亮膜，所述增亮膜设于多个所述光纤组件之上，且与多个所述出光部相对。
[0008]其中，所述增亮膜为棱镜片。
[0009]其中，每根所述红光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述红光激光器的一端到远离所述红光激光器的一端逐渐减小;每根所述绿光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述绿光激光器的一端到远离所述绿光激光器的一端逐渐减小;每根所述蓝光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述蓝光激光器的一端到远离所述蓝光激光器的一端逐渐减小。
[0010]一种液晶显示器，包括液晶面板及上述的背光源;所述背光源包括多个激光发光源以及多个并排设置的光纤组件，多个所述激光发光源设于多个所述光纤组件的同一侧，且一个所述激光发光源与一个所述光纤组件对应;每个所述激光发光源包括红光激光器、绿光激光器和蓝光激光器;每个所述光纤组件包括并排设置的红光光纤、绿光光纤和蓝光光纤，所述红光激光器设于所述红光光纤的入光端，所述绿光激光器设于所述绿光光纤的入光端，所述蓝光激光器设于所述蓝光光纤的入光端;每个所述光纤组件中的所述红光光纤、所述绿光光纤和所述蓝光光纤的直径均与所述液晶面板中的一个像素行的宽度相等，且分别对应所述液晶面板中一个像素行的位置，全部所述光纤组件覆盖所述液晶面板的全部像素行;每根所述红光光纤、每根所述绿光光纤和每根所述蓝光光纤沿延伸方向依次间隔设有多个出光部，并且每根所述红光光纤、每根所述绿光光纤和每根所述蓝光光纤上的多个所述出光部的出光方向相同；每根光纤纤芯的折射率均小于所述出光部的折射率，以使所述激光发光源发射的激光从每根光纤上的多个所述出光部射出，进而使多个所述光纤组件形成面光源。
[0011]其中，每个所述红光激光器、每个所述绿光激光器及每个所述蓝光激光器的位置设置为:使得每个所述红色激光器发射的红色激光射入每根所述红光光纤的入射角、每个所述绿色器发射的绿色激光射入每根所述绿光光纤的入射角，以及每个所述蓝色激光器发射的蓝色激光射入每根所述蓝光光纤的入射角三者相同。
[0012]其中，所述背光源还包括增亮膜，所述增亮膜设于多个所述光纤组件之上，且与多个所述出光部相对。
[0013]其中，所述增亮膜为棱镜片。
[0014]其中，所述红光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述红光激光器的一端到远离所述红光激光器的一端逐渐减小;所述绿光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述绿光激光器的一端到远离所述绿光激光器的一端逐渐减小;所述蓝光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述蓝光激光器的一端到远离所述蓝光激光器的一端逐渐减小。
[0015]由此，本发明的背光源，通过设置多个激光发光源和多个光纤组件，在光纤组件中的各个光纤上均设置多个出光部，使得激光发光源发射的激光能够从多个出光部中射出，进而使得多个光纤组件形成面光源，省去了现有技术中的导光板；由于激光几乎都在多个光纤组件中传播而不容易逃逸出去，因此省去了现有技术中的反射片;通过设置包括红色激光器、绿色激光器及蓝色激光器的激光发光源，并且使得每根光纤完全覆盖一个像素行，全部光纤组件完全覆盖全部像素行，使得液晶显示器可通过调制得到RGB合成光，省去了彩色滤光片。从而能够简化背光源结构、降低背光源的重量、使产品轻薄化，削减产品成本。并且由于采用了激光发光源，增加了液晶显示器的色彩表现范围和色域，从而提升了产品品质。
【附图说明】
[0016]为更清楚地阐述本发明的构造特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对其进行详细说明。
[0017]图1是现有技术中的背光源的结构示意图。
[0018]图2是图1所示的背光源另外一个视角的结构示意图。
[0019]图3是本发明第一实施例提供的背光源的结构示意图。
[0020]图4是图3所示的背光源产生面光线的原理示意图。
[0021]图5是本发明第二实施例提供的背光源产生面光线的原理示意图。
具体实施例
[0022]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
[0023]图3示出了本发明第一实施例的背光源20。背光源20用于液晶显示器中。如图3所示，背光源20包括多个激光发光源21和多个并排设置的光纤组件22。多个激光发光源21设在多个光纤组件22的同一侧，且一个激光发光源21与一个光纤组件22对应。激光发光源21的具体位置以使得激光能够射入光纤组件22中为准。
[0024]本实施例中，如图3和图4所示，光纤组件22包括红光光纤220、绿光光纤221和蓝光光纤222。红光光纤220、绿光光纤221和蓝光光纤222并排设置，且三者分别对应液晶显示器中的一个像素行的位置。红光光纤220、绿光光纤221和蓝光光纤222分别指其中传导的是红色光、绿色光及蓝色光的光纤。所述像素行，可以指液晶显示器的像素阵列中的横行，也可以指像素阵列中的竖行。应理解，图3中红光光纤220、绿光光纤221和蓝光光纤222依次由上到下排列，这仅仅只是个示例。根据液晶显示器的不同设计要求，红光光纤220、绿光光纤221和蓝光光纤222的排列次序会发生变化。红光光纤220、绿光光纤221和蓝光光纤222的直径D均等于一个像素行的行宽，即每根光纤均恰好完全覆盖一个像素行区域，全部光纤组件22中的红光光纤220、绿光光纤221和蓝光光纤222覆盖所述液晶显示器的全部像素行区域。光纤组件22中的红光光纤220、绿光光纤221和蓝光光纤222均具有延伸方向，且三种光纤具有相同的结构。下文将以红光光纤220为例描述光纤的结构。但实际上，以下关于光纤的结构描述也同样适用于绿光光纤221和蓝光光纤222。
[0025]如图4所示，红光光纤220包括内层的纤芯202和包覆在纤芯202外围的包层201。包层201内，沿着所述延伸方向依次间隔设有多个出光部203。出光部203穿透包层201与纤芯202相接触，以形成不同导光介质的界面。出光部203为导光介质，光线能够从多个出光部203中射出，且多个出光部203的出光方向相同。可以是先在包层201中开孔，再填充导光介质形成出光部203;也可以是通过制造工艺形成包括出光部203的一体化的光纤。本实施例中，红光光纤220上相邻出光部203的间距，由靠近红光激光器210的一端到远离红光激光器210的一端逐渐减小。即在红光光纤220上靠近红光激光器210—端，出光部203的布设密度小;而远离红光激光器210—端，出光部203的布设密度大。
[0026]包层201、纤芯202及出光部203的折射率分别为n0，nl，和n2，其中三者大小关系为n0〈nl〈n2。入射到光纤中的光线以全反射的形式进行传导。纤芯202的折射率nl大于包层201的折射率n0，这是光线发生全反射的必要条件之一；而出光部203的折射率n2大于纤芯202的折射率nl，能够使得光线从出光部203中射出，具体原理将在下面进一步描述。随着光线越来越远离光源，光能将逐渐衰减。而本实施例中，通过在远离红光激光器210的方向上，逐渐增加出光部203的布设密度，使得出射的红色激光更多，从而起到补偿光能衰减的作用。
[0027]如图3所示，激光发光源21包括红光激光器210、绿光激光器211和蓝光激光器212。红光激光器210、绿光激光器211和蓝光激光器212分别指能够发出红色激光、绿色激光及蓝色激光的激光器。其中，红光激光器210对应设于红光光纤220的入光端，绿光激光器211对应设于绿光光纤221的入光端，蓝光激光器212对应设于蓝光光纤222的入光端。三种激光器与各自对应的光纤的位置关系为:使得每种激光器发出的单色激光，都能够射入各自对应的光纤，并在其中以全反射方式传导。具体的，光纤具有数值孔径这一参数，所述数值孔径为光纤中刚好发生全反射的光线的入射角的正弦值。当合理的设置激光器的位置，使得激光的入射角小于或等于所述数值孔径要求的入射角，此时入射的激光便能够在光纤中以全反射方式进行传导。因此，对于红光光纤220、绿光光纤221和蓝光光纤222，可分别合理设置红光激光器210、绿光激光器211及蓝光激光器212的位置，使得三种单色激光的入射角满足上述的特定要求，从而使得三种单色激光能够在对应的三种光纤中传导。
[0028]本实施例中，红光激光器210、绿光激光器211及蓝光激光器212的位置设置为:使得三种单色激光器发出的三种单色激光的入射角相同。在其他实施例中，三种单色激光的入射角可以不同，但均小于或等于所述数值孔径要求的入射角。
[0029]以下将结合图4详细说明背光源20中产生面光线的原理。
[0030]如图4所示，红光激光器210对应设在红光光纤220的入光端，并发射红色激光。红色激光的入射角由于在所述数值孔径要求的入射角范围之内，因而红色激光在红光光纤220中以全反射方式进行传导。当传导到出光部203处，由于出光部203的折射率n3大于纤芯202的折射率nl，全反射的条件不再完全满足，则按照折射定律，部分红色激光将在出光部203与纤芯202的介质交界面上发生折射，最终从出光部203中射出。出光部203有多个，因而红色激光将从包层201上的多处射出。当出光部203的数量足够多，则射出的红色激光将足够密，最终形成红色激光线。同理，绿光光纤221和蓝光光纤222中也分别能形成绿色激光线和蓝色激光线。众多的单色激光线聚合在一起，最终形成面光线，从而使得多个光纤组件22形成面光源，省去了现有技术中的导光板。
[0031]由上所述，本实施例中，红光激光器210、绿光激光器211及蓝光激光器212分别发出的三种单色激光的入射角相同，因此三种单色激光出射的角度也相同。从而形成的面光源的出光方向均匀一致。
[0032]本实施例的背光源20，由于每根光纤完全覆盖一个像素行，全部光纤组件22完全覆盖全部像素行，且各个光纤能够分别发出红、绿、蓝三种单色光线，因此液晶显示器可以通过调制得到RGB合成光，省去了现有技术中的彩色滤光片。
[0033]由此，本发明第一实施例的背光源20，通过设置多个激光发光源21和多个光纤组件22，在光纤组件22中的各个光纤上设置多个出光部，使得多个激光发光源21发射的激光能够从多个出光部中射出，进而使得多个光纤组件22形成面光源，省去了现有技术中的导光板；由于激光几乎都在多个光纤组件22中传播而不容易逃逸出去，因此省去了现有技术中的反射片;通过设置包括红色激光器210、绿色激光器211及蓝色激光器212的激光发光源21，并且使得每根光纤完全覆盖一个像素行，全部光纤组件22完全覆盖全部像素行，使得液晶显示器可通过调制得到RGB合成光，省去了彩色滤光片。从而，本发明实施例的背光源20能够简化背光源结构、降低背光源的重量、使产品轻薄化，削减产品成本。并且由于采用了激光发光源21，增加了液晶显示器的色彩表现范围和色域，提升了产品品质。
[0034]如图5所示，在本发明第二实施例中，与上述第一实施例不同的是，背光源还包括增亮膜23，增亮膜23设于全部光纤组件22之上，且与全部出光部203相对。从出光部203射出的激光，会进入增亮膜23中传导。增亮膜23具有聚光作用，能够使面光线产生聚光效果，大大提高背光源的亮度。优选的，增亮膜23可以是棱镜片。棱镜片能改变射入激光的传播方向，使得射入的面光线垂直于棱镜片的表面射出，从而使面光线产生聚光效果。
[0035]本发明实施例还提供了一种液晶显示器，所述液晶显示器包括液晶面板和上述实施例中所述的背光源。所述液晶面板的TFT(薄膜晶体管)基板中包括多个像素行。其中，所述背光源中的所述红光光纤、所述绿光光纤和所述蓝光光纤的直径均与所述液晶面板中的一个像素行的宽度相等，且分别对应所述液晶面板中一个像素行的位置。全部所述光纤组件覆盖所述液晶面板的全部像素行。
[0036]以上所述，仅为本发明的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易的想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种背光源，用于液晶显示器中，其特征在于， 所述背光源包括多个激光发光源以及多个并排设置的光纤组件，多个所述激光发光源设于多个所述光纤组件的同一侧，且一个所述激光发光源与一个所述光纤组件对应;每个所述激光发光源包括红光激光器、绿光激光器和蓝光激光器;每个所述光纤组件包括并排设置的红光光纤、绿光光纤和蓝光光纤，所述红光激光器设于所述红光光纤的入光端，所述绿光激光器设于所述绿光光纤的入光端，所述蓝光激光器设于所述蓝光光纤的入光端； 每个所述光纤组件中的所述红光光纤、所述绿光光纤和所述蓝光光纤的直径均与所述液晶显示器中的一个像素行的宽度相等;每根所述红光光纤、每根所述绿光光纤和每根所述蓝光光纤沿延伸方向依次间隔设有多个出光部，并且每根所述红光光纤、每根所述绿光光纤和每根所述蓝光光纤上的多个所述出光部的出光方向相同；每根光纤纤芯的折射率均小于所述出光部的折射率，以使所述激光发光源发射的激光从每根光纤上的多个所述出光部射出，进而使多个所述光纤组件形成面光源。2.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于， 每个所述红光激光器、每个所述绿光激光器及每个所述蓝光激光器的位置设置为:使得每个所述红色激光器发射的红色激光射入每根所述红光光纤的入射角、每个所述绿色器发射的绿色激光射入每根所述绿光光纤的入射角，以及每个所述蓝色激光器发射的蓝色激光射入每根所述蓝光光纤的入射角三者相同。3.根据权利要求1或2所述的背光源，其特征在于，所述背光源还包括增亮膜，所述增亮膜设于多个所述光纤组件之上，且与多个所述出光部相对。4.根据权利要求3所述的背光源，其特征在于，所述增亮膜为棱镜片。5.根据权利要求1或2所述的背光源，其特征在于， 每根所述红光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述红光激光器的一端到远离所述红光激光器的一端逐渐减小;每根所述绿光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述绿光激光器的一端到远离所述绿光激光器的一端逐渐减小;每根所述蓝光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述蓝光激光器的一端到远离所述蓝光激光器的一端逐渐减小。6.一种液晶显示器，其特征在于， 包括液晶面板及权利要求1所述的背光源； 所述背光源包括多个激光发光源以及多个并排设置的光纤组件，多个所述激光发光源设于多个所述光纤组件的同一侧，且一个所述激光发光源与一个所述光纤组件对应;每个所述激光发光源包括红光激光器、绿光激光器和蓝光激光器； 每个所述光纤组件包括并排设置的红光光纤、绿光光纤和蓝光光纤，所述红光激光器设于所述红光光纤的入光端，所述绿光激光器设于所述绿光光纤的入光端，所述蓝光激光器设于所述蓝光光纤的入光端； 每个所述光纤组件中的所述红光光纤、所述绿光光纤和所述蓝光光纤的直径均与所述液晶面板中的一个像素行的宽度相等，且分别对应所述液晶面板中一个像素行的位置，全部所述光纤组件覆盖所述液晶面板的全部像素行;每根所述红光光纤、每根所述绿光光纤和每根所述蓝光光纤沿延伸方向依次间隔设有多个出光部，并且每根所述红光光纤、每根所述绿光光纤和每根所述蓝光光纤上的多个所述出光部的出光方向相同；每根光纤纤芯的折射率均小于所述出光部的折射率，以使所述激光发光源发射的激光从每根光纤上的多个所述出光部射出，进而使多个所述光纤组件形成面光源。7.根据权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于， 每个所述红光激光器、每个所述绿光激光器及每个所述蓝光激光器的位置设置为:使得每个所述红色激光器发射的红色激光射入每根所述红光光纤的入射角、每个所述绿色器发射的绿色激光射入每根所述绿光光纤的入射角，以及每个所述蓝色激光器发射的蓝色激光射入每根所述蓝光光纤的入射角三者相同。8.根据权利要求6或7所述的液晶显示器，其特征在于，所述背光源还包括增亮膜，所述增亮膜设于多个所述光纤组件之上，且与多个所述出光部相对。9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于，所述增亮膜为棱镜片。10.根据权利要求6或7所述的液晶显示器，其特征在于， 所述红光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述红光激光器的一端到远离所述红光激光器的一端逐渐减小;所述绿光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述绿光激光器的一端到远离所述绿光激光器的一端逐渐减小;所述蓝光光纤上相邻所述出光部的间距由靠近所述蓝光激光器的一端到远离所述蓝光激光器的一端逐渐减小。
【文档编号】G02F1/13357GK106094343SQ201610705412
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月23日
【发明人】徐向阳
【申请人】深圳市华星光电技术有限公司