CN102062331A

CN102062331A - 激光背光模组及具有该模组的液晶显示器

Info

Publication number: CN102062331A
Application number: CN 201010502568
Authority: CN
Inventors: 彭竞原
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2011-05-18

Abstract

本发明公开了一种激光背光模组，包括光纤激光器及若干导光光纤，所述导光光纤分别与所述光纤激光器连接并传输所述光纤激光器发出的激光，所述导光光纤具有折射面与全反射面，入射至所述全反射面的激光被全反射，入射至所述折射面上的激光一部分被反射，另一部分透射出所述导光光纤形成线光源，若干所述导光光纤均匀一致地排列形成面光源，本发明的激光背光模组结构合理、亮度高、单色性好。另，本发明还公开了一种具有所述激光背光模组的液晶显示器，所述液晶显示器相较传统液晶显示在结构上可减少彩色滤光片和一片偏光片，厚度小，节能，亮度高、单色性好，显示色域范围大，能实现更高的画面显示质量。

Description

激光背光模组及具有该模组的液晶显示器

技术领域

本发明涉及一种激光显示技术，尤其涉及一种利用激光作为背光源的激光背光模组及具有该模组的液晶显示器。

背景技术

液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)的结构如图1所示，主要包括液晶面板2和背光模组1两大部分；以目前主流的薄膜晶体管液晶显示器为例进行说明，液晶面板2的结构如图2所示，包括依次叠置的第一偏光片21、第一玻璃基板22、薄膜晶体管(THIN FILM TRANSISTOR，简称TFT)23、液晶24、第二玻璃基板25、彩色滤光片26及第二偏光片27，其中，第一偏光片21正对液晶显示器的背光模组1，从背光模组1射出的均匀明亮的白光(非偏振光)，依次经第一偏振片21、液晶24及第二偏振片27射出，电场作用可使液晶分子转向，可通过控制液晶24两端的电压来控制最终射出的光的亮度，由于液晶24本身没有颜色，所以用彩色滤光片26产生各种颜色，在彩色LCD中，每个像素分成三个单元或称子像素，附加的滤光片分别标记红色、绿色和蓝色，三个子像素可独立进行控制，对应的像素便产生了成千上万甚至上百万种颜色；背光模组1的结构如图3所示，其主要包括依次叠置的LED灯11、反射片12、导光板13、扩散片14、棱镜片15及增光片16，LED灯11发出的光经过多层光学膜片形成均匀的白光(非偏振光)，经扩散片14的均光作用与集光作用提高亮度后，射入液晶面板2的第一偏光片21，从背光模组1射出的均匀明亮的白光(非偏振光)通过第一偏光片21、液晶24及第二偏光片27可控制亮度，通过彩色滤光26片可控制色彩，从而实现彩色显示。

传统LCD的背光模组中的背光源大都采用CCFL，CCFL背光模组和LED背光模组在结构上的差别并不大，只是光源选取的不同，CCFL作为被光源在LCD的应用上已经非常成熟并且得到广泛的应用，主要由于CCFL具有很多非常好的特性，例如极佳的白光源、低成本、高效率、稳定可靠及可预知的操作性能，并且亮度可轻易变化、重量轻等优点，但CCFL由于受自身色彩、功耗及含汞方面的限制，使得其表现出以下三大缺点：(1)CCFL漏光现象普遍，低温启动困难，响应时间较长；(2)CCFL中含有少量的汞，不符合环保标准；(3)CCFL色域范围小，一般只能达到NTSC(全称“National Television Systems Committee”的缩写，中文为“国家电视系统委员会制式”)色域标准的72％，呈现的色彩不够丰富。

伴随着科技的不断进步和人们消费水平及环保意思的不断提高，利用CCFL作为LCD的背光模组中的背光源所呈现的画面已经不能满足人们对高质量画面的需求；同时由于LED在近年来的发展和突破，使得LED作为背光源的应用有望替代CCFL，LED作为背光源的显著优点在于它可以扩大色彩还原性且具有超高对比度；通过选择适当波段的LED，LED背光源的色彩还原范围可以到达NTSC色域标准的105％甚至120％以上。但是，LED背光源同样存在它的缺点：(1)亮度不够高，需要设置多个LED，从而使功耗增大；(2)设置的多个LED在工作时，将使得整个LCD温度升高，因此需增加冷却系统与传感器来解决温度过高的缺陷，从而导致整个LCD厚度增加；综上可知，LED作为LCD的背光源的最大缺陷在于其亮度不够而导致的功耗和厚度的增加。

因此需要更进一步的研究发展激光背光模组。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构合理、色域范围大且亮度高的激光背光模组。

本发明的另一目的在于提供一种具有激光背光模组的液晶显示器，所述激光背光模组结构合理、色域范围大且亮度高。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种激光背光模组，所述激光背光模组包括光纤激光器及若干导光光纤，所述导光光纤分别与所述光纤激光器连接并传输所述光纤激光器发出的激光，所述导光光纤具有折射面与全反射面，入射至所述全反射面的激光被全反射，入射至所述折射面上的激光一部分被反射，另一部分透射出所述导光光纤形成线光源，若干所述导光光纤均匀一致地排列形成面光源。

较佳地，所述光纤激光器包括发出红色光的红色光纤激光器、发出蓝色光的蓝色光纤激光器及发出绿色光的绿色光纤激光器。

较佳地，所述导光光纤包括红色导光光纤、绿色导光光纤及蓝色导光光纤，所述红色导光光纤、绿色导光光纤、蓝色导光光纤一致有序地排列形成面光源，每一红色导光光纤、绿色导光光纤、蓝色导光光纤分别与薄膜晶体管(即TFT)阵列的一子像素对应，红、绿、蓝三色导光光纤排列成一组并与薄膜晶体管(即TFT)阵列的一组像素对应，若干导光光纤按顺序展开均匀一致地排列形成面光源。

本发明同时提供了一种液晶显示器，所述液晶显示器包括液晶面板及激光背光模组，其中，所述激光背光模组包括光纤激光器及若干导光光纤，所述导光光纤分别与所述光纤激光器连接并传输所述光纤激光器发出的激光，所述导光光纤具有折射面与全反射面，入射至所述全反射面的激光被全反射，入射至所述折射面上的激光一部分被反射，另一部分透射出所述导光光纤形成线光源，若干所述导光光纤均匀一致地排列形成面光源，所述面光源正对所述液晶面板。

较佳地，所述液晶面板包括依次叠置的第一玻璃基板、薄膜晶体管、液晶层、第二玻璃基板及偏光片，所述第一玻璃基板正对所述激光背光模组的面光源，采用激光背光模组的液晶显示器使液晶面板结构中省去现有技术中的一偏振片及彩色滤光片，使结构更加轻薄。

与现有技术相比，由于本发明采用激光作为背光模组中的背光源，光纤激光器所产生的激光通过导光光纤形成线光源，并由均匀一致排列的导光光纤转化成面光源，实现了以点光源形成面光源的合理布局，降低能量损耗，达到节能的目的，同时使得显示色域范围大且亮度高，也使背光模组的结构简单；另，具有上述激光背光模组的液晶显示器，一方面利用光纤激光器所产生的激光本身就为偏振光、且是一种色纯度极高的单色光之特性，使得本发明的液晶显示器无需设置传统技术中的彩色滤波片及第一偏振光片，从而能减小液晶显示器的厚度，实现液晶显示器的超薄化，同时提高了光的利用率，节约能量；另一方面，光纤激光器所产生的激光通过导光光纤形成线光源，并由线光源转化成面光源，使得本发明的液晶显示器亮度高、单色性好，大大提高LCD的显示色域范围，实现更高的画面显示质量。

附图说明

图1是现有液晶显示器的结构示意图。

图2是现有液晶显示器的液晶面板的结构示意图。

图3是现有液晶显示器的背光模组的结构示意图。

图4是本发明激光背光模组的结构示意图。

图5是本发明激光背光模组的导光光纤的原理示意图。

图6是本发明液晶显示器的结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

如图4、图5所示，本发明激光背光模组10包括光纤激光器110及若干导光光纤组120，导光光纤组120分别与光纤激光器110连接并传输所述光纤激光器110发出的激光，若干所述导光光纤组120均匀一致地排列形成面；导光光纤组120包括红色导光光纤121、绿色导光光纤122及蓝色导光光纤123，红色导光光纤121、绿色导光光纤122及蓝色导光光纤123按顺序展开均匀一致地排列，红色导光光纤121、绿色导光光纤122及蓝色导光光纤123均具有折射面124与全反射面125，入射至导光光纤121、122、123的全反射面125上的激光被全反射，入射至导光光纤121、122、123的折射面124上的激光一部分被反射，另一部分透射出导光光纤121、122、123形成线光源，每一红色导光光纤121、绿色导光光纤122、蓝色导光光纤123分别与薄膜晶体管(即TFT)阵列的一子像素(行或列)对应，三色导光光纤121、122、123排列成的导光光纤组120与薄膜晶体管(即TFT)阵列的一组像素(行或列)对应；由于红色导光光纤121、绿色导光光纤122及蓝色导光光纤123顺序排列形成导光光纤组120，若干导光光纤组120均匀一致地排列成面，因此，经所有导光光纤121、122、123出射后的线光源转化成面光源，可以理解地，导光光纤121、122、123的形状可以根据实际需要设计成圆形、三角形、矩形、半圆形等；其中，光纤激光器110均包括发出红色光的红色光纤激光器111、发出绿色光的绿色光纤激光器112及发出蓝色光的蓝色光纤激光器113，红色光纤激光器111发出的红色光传输至红色导光光纤121的一端并入射到红色导光光纤121内，绿色光纤激光器112发出的绿色光传输至绿色导光光纤122的一端并入射到绿色导光光纤122内，蓝色光纤激光器113发出的蓝色光被传输至蓝色导光光纤123的一端并入射到蓝色导光光纤123内，激光在导光光纤121、122、123内传输的过程中，入射至导光光纤121、122、123的全反射面125上的光被全反射，入射至导光光纤121、122、123的折射面124上的光一部分被部分反射，一部分透射出导光光纤121、122、123形成线光源，由于红色导光光纤121、绿色导光光纤122及蓝色导光光纤123顺序排列形成导光光纤组120，若干导光光纤组120按顺序展开均匀一致地排列成面，因此经所有导光光纤121、122、123输出的光形成面光源，通过导光光纤121、122、123将光纤激光器110所产生的红、绿、蓝三色激光形成线光源，再将线光源转化成面光源，实现了以点光源形成面光源的合理布局，使背光模组的结构简单。

如图4-6所示，本发明提供的液晶显示器包括包括液晶面板20及激光背光模组10，液晶面板20面向激光背光模组10的面光源的出射端，其中，激光背光模组10包括光纤激光器110及若干导光光纤组120，导光光纤组120分别与光纤激光器110连接并传输所述光纤激光器110发出的激光，若干导光光纤组120均匀一致地排列，且导光光纤组120包括红色导光光纤121、绿色导光光纤122及蓝色导光光纤123，红色导光光纤121、绿色导光光纤122及蓝色导光光纤123按顺序均匀一致地排列形成面，每一红色导光光纤121、绿色导光光纤122、蓝色导光光纤123分别与薄膜晶体管(即TFT)阵列的一子像素(行或列)对应，三色导光光纤121、122、123排列成的光光纤组120与薄膜晶体管(即TFT)阵列的一组像素(行或列)对应，红色导光光纤121、绿色导光光纤122及蓝色导光光纤123均具有折射面124与全反射面125，入射至导光光纤121、122、123的全反射面125上的激光被全反射，入射至导光光纤121、122、123的折射面124上的激光一部分被反射，另一部分透射出导光光纤121、122、123形成线光源，由于红色导光光纤121、绿色导光光纤122及蓝色导光光纤123顺序排列形成导光光纤组120，若干导光光纤组120均匀一致地排列成面，因此，经导光光纤组120出射后线光源转化成面光源，所述面光源的出射方向正对液晶面板20；液晶显示器的光纤激光器110包括发出红色光的红色光纤激光器111、发出绿色光的绿色光纤激光器112及发出蓝色光的蓝色光纤激光器113，红色光纤激光器111、绿色光纤激光器112、蓝色光纤激光器113发出的激光分别传输至导光光纤121、122、123内传输；液晶面板20包括依次叠置的第一玻璃基板210、薄膜晶体管(即THIN FILM TRANSISTOR，简称TFT)220、液晶层230、第二玻璃基板240及偏光片250，所述第一玻璃基板210正对所述激光背光模组10的面光源的出射方向，工作时，红色光纤激光器111发出的红色光进入红色导光光纤121内传输，绿色光纤激光器112发出的绿色光绿色导光光纤122内传，蓝色光纤激光器113发出的蓝色光进入蓝色光纤激光器113内传输，红、绿、蓝三色激光在导光光纤121、122、123内传输的过程中，入射至导光光纤121、122、123的全反射面125上的光被全反射，入射至导光光纤121、122、123的折射面124上的光一部分被反射，一部分透射出导光光纤121、122、123形成线光源，由于若干导光光纤组120均匀一致的排列，因此经所有导光光纤组120投射出线光源转化成面光源，所述面光源出射到液晶面板20上，液晶面板20内的液晶层230在薄膜晶体管(TFT)220的作用下通电导通，使得液晶排列有序，背光模组10发出的面光源照亮液晶面板20的液晶层230并呈现需要的颜色，免去现有技术中的一偏振光片及彩色滤波片，从而能减小液晶显示器的厚度，实现液晶显示器的超薄化，且提高了光的利用率，起到了节能的效果。

由于本发明采用激光作为背光模组10中的背光源，光纤激光器110所产生的激光通过导光光纤121、122、123形成线光源，再经均匀一致排列的若干导光光纤121、122、123形成面光源，实现了以点光源形成面光源的合理布局，使得色域范围大且亮度高，也使背光模组10的结构简单，同时降低能量损耗，达到节能的目的；另，具有上述激光背光模组10的液晶显示器，一方面光纤激光器110所产生的激光本身就为偏振光，且是一种色纯度极高的单色光，使得本发明的液晶显示器无需设置现有技术中的彩色滤波片及第一偏振光片，从而能减小液晶显示器的厚度，实现液晶显示器的超薄化，同时提高了光的利用率，节约能量；另一方面，利用光纤激光器110所产生的激光通过导光光纤121、122、123形成线光源，并由线光源转化成面光源，使得本发明的液晶显示器亮度高、单色性好，大大提高LCD的显示色域范围，可以达到NTSC色域标准的170％以上，实现更高的画面显示质量。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种激光背光模组，其特征在于：所述激光背光模组包括光纤激光器及若干导光光纤，所述导光光纤分别与所述光纤激光器连接并传输所述光纤激光器发出的激光，所述导光光纤具有折射面与全反射面，入射至所述全反射面的激光被全反射，入射至所述折射面上的激光一部分被反射，另一部分透射出所述导光光纤形成线光源，若干所述导光光纤均匀一致地排列形成面光源。

2.如权利要求1所述的激光背光模组，其特征在于：所述光纤激光器包括发出红色光的红色光纤激光器、发出蓝色光的蓝色光纤激光器及发出绿色光的绿色光纤激光器。

3.如权利要求1所述的激光背光模组，其特征在于：所述导光光纤包括红色导光光纤、绿色导光光纤及蓝色导光光纤，所述红色导光光纤、绿色导光光纤、蓝色导光光纤一致有序地排列形成面光源。

4.一种液晶显示器，包括液晶面板及激光背光模组，其特征在于：所述激光背光模组包括光纤激光器及若干导光光纤，所述导光光纤分别与所述光纤激光器连接并传输所述光纤激光器发出的激光，所述导光光纤具有折射面与全反射面，入射至所述全反射面的激光被全反射，入射至所述折射面上的激光一部分被反射，另一部分透射出所述导光光纤形成线光源，若干所述导光光纤均匀一致地排列形成面光源，所述面光源正对所述液晶面板。

5.如权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于：所述液晶面板包括依次叠置的第一玻璃基板、薄膜晶体管、液晶层、第二玻璃基板及偏光片，所述第一玻璃基板正对所述激光背光模组的面光源。