CN105240749A - Ld耦合集束光纤背光照明模组结构 - Google Patents

Ld耦合集束光纤背光照明模组结构 Download PDF

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Abstract

LD耦合集束光纤背光照明模组结构，光源与聚焦镜连接，光源发出的光线经过聚焦镜耦合入集束光纤；集束光纤由各相互独立的光纤组成；集束光纤与有机玻璃棒相焊接，焊接后的四个有机玻璃棒，在背板的四个面依次顺序排列；光线沿着集束光纤中相互独立的光纤进入到有机玻璃棒内并激发有机玻璃棒内的荧光粉发光，荧光粉的激发光与光源的光线混合并通过有机玻璃棒从正对背板的侧面射入。所述光源为蓝光LD或RGB三色LD。本结构简单、体积小，重量轻，结构紧凑的LD背光照明模组结构，具有设备投资少，生产工艺简单，产品成品率高的优点。

Description

LD耦合集束光纤背光照明模组结构
技术领域
本发明涉及一种背光照明模组结构及其衍生结构，特别是LD背光照明模组结构。
背景技术
激光显示具有色域大、颜色饱和度高、节能环保及寿命长等优点，被认为是继黑白、彩色、数字高清之后的新一代显示技术。在激光显示方面，对激光投影显示技术研究较多，已相对成熟；有关激光平板显示技术的研究还很少。背光源性能的好坏直接影响着激光平板显示器件的颜色、亮度均匀性、功耗等性能指标。对背光源的高亮度、良好亮度均匀性和显色性、形薄、低功耗等的要求是必要的。国内外从事液晶行业的专业人士一直非常重视高性能背光源产品的研制。结合激光显示与液晶平板显示技术的优点，研究激光液晶平板显示关键技术，不仅具有重要学术意义，而且具有巨大应用价值。
背光模组是液晶显示器的光引擎，是液晶显示器必不或缺的组成部分。随着技术的不断发展，对其背光模组的要求有以下几个方面:体积小，重量轻，结构紧凑。光源要具有较高的发光效率、发光均匀性以及亮度。要有较高的色温和较好的显色性。应用于某些特殊场合的其背光源要求具有抗振动、耐冲击的特性。正常使用寿命长、安全环保。将激光用于液晶平板显示就是要用激光作为光源的背光模组，需要将亮度高、方向性好、单色性好的激光光束转化为均匀的面光源。在国内还没有关于激光应用于液晶平板显示研究的报道，但在国外已经出现相关的产品和实验研究。
发明内容
本发明的目的是研发一种结构简单、体积小，重量轻，结构紧凑的LD背光照明模组结构，具有设备投资少，生产工艺简单，产品成品率高的优点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为LD耦合集束光纤背光照明模组结构，光源1与聚焦镜2连接，光源1发出的光线经过聚焦镜2耦合入集束光纤3；集束光纤3由各相互独立的光纤组成；集束光纤3与有机玻璃棒4相焊接，焊接后的四个有机玻璃棒4，在背板5的四个面依次顺序排列；光线沿着集束光纤3中相互独立的光纤进入到有机玻璃棒4内并激发有机玻璃棒4内的荧光粉发光，荧光粉的激发光与光源1的光线混合并通过有机玻璃棒4从正对背板5的侧面射入。
所述光源1为蓝光LD或RGB三色LD。
所述各集束光纤3与对应的有机玻璃棒4之间的夹角优选为锐角，通过压缩各集束光纤3的角度使得各集束光纤3占的空间减小，优化整个布局。
所述有机玻璃棒4由全反射面a、半圆柱面b对称组成，半圆柱面b涂有红、绿荧光粉叠层，光线通过全反射面a反射并照射到涂有红、绿荧光粉叠层的半圆柱面b激发荧光粉发光；所述有机玻璃棒4镀有反射膜。
所述背板5的结构层由内至外依次为反射片9、导光板10、扩散片11、棱镜片12、反射偏光片13、液晶屏14。
RGB三色LD包括第一镀有膜层反射镜6、第二镀有膜层反射镜7、三色LD合束封装外壳8；三色LD合束封装外壳8内设有LD-A、LD-B、LD-C、第一镀有膜层反射镜6、第二镀有膜层反射镜7；LD-A、LD-B、LD-C分别代表红光LD、绿光LD、蓝光LD中的一种；第一镀有膜层反射镜6镀有的膜层对LD-A发出的光透射，对LD-B发出的光反射；第二镀有膜层反射镜7镀有的膜层对LD-A及LD-B反射，对LD-C透射；LD-A、LD-B相互垂直布置，第一镀有膜层反射镜6设置在LD-A、LD-B相互垂直处，LD-C与LD-B平行，LD-C的光束与LD-A、LD-B的混合光束垂直，第二镀有膜层反射镜7设置在LD-A、LD-B的混合光束与LD-C的光束相互垂直处。
附图说明
图1为LD耦合集束光纤背光照明模组结构；
图2为集束光纤模型；
图3为涂有红、绿荧光粉叠层且镀有反射膜的有机玻璃棒；
图4为LD耦合集束光纤背光照明模组结构改进；
图5为RGB三色LD合束耦合模型；
图6背板模型结构；
图中：1、光源；2、聚焦镜；3、集束光纤；4、有机玻璃棒；5、背板；6、第一镀有膜层反射镜；7、第二镀有膜层反射镜；8、三色LD合束封装外壳；9、反射片；10、导光板；11、扩散片；12、棱镜片；13、反射偏光片；14、液晶屏。
具体实施方式
实施例一
蓝光LD耦合集束光纤背光照明模组结构，见图1。蓝光LD发出的光经过聚焦镜2耦合入集束光纤3(见图2)后，光线沿着集束光纤中相互独立的光纤进入到涂有红、绿荧光粉叠层且镀有半圆柱面全反膜的有机玻璃棒4(见图3)内，通过全反射面a反射照射到涂有红、绿荧光粉叠层的半圆柱面b激发荧光粉发光，激发的光与蓝光混合成白光，从正对着的导光板侧面射入。由于与入射面相垂直的导光板面印刷有网点，当光线入射到网点上时，发生漫反射，从与网点面相平行的面射出。通过控制网点的印刷密度，使背板5上的光均匀分布。但由于图1中集束光纤的摆放形式较占空间，所以对其改进，见图3。
实施例一中提到的集束光纤3与有机玻璃棒4相焊接，焊接后的四个有机玻璃棒4在背板5的四个面呈时针顺序排列。
如具体实施例一中所提的蓝光LD耦合集束光纤背光照明模组结构，对其产生背光源的形式进行改进，衍生出了RGBLD耦合集束光纤背光照明模组结构。该模型中背光源是通过RGB三色LD合束后产生的，见图5。而且有机玻璃棒4中不在涂有红、绿荧光粉叠层。除此之外，与具体实施例一中所提到的模型完全相同。产生的光的色域及图像效果均优于实施例一中的模型结构。
具体实施例中提到的RGB三波长合束模型，见图5。其中LD-A、LD-B、LD-C分别代表红光LD、绿光LD和蓝光LD中的一种。其合束过程为，第一镀有膜层反射镜6镀有的膜层对LD-A发出的光透射，对LD-B发出的光反射；第二镀有膜层反射镜7镀有的膜层对LD-A及LD-B反射，对LD-C透射。通过调整光线入射到反射镜上的同一点，可以达到将三波长光束合束，最终从合束封装外壳中射出。
背板采用的方式如图6，其中棱镜片12(BEF)的功能是增加出射光的方向性；反射偏光片13是为了提高液晶面板辉度至少一倍；扩散片11的功能是减少导光板出射光的方向性,使射出的光线均匀化。

Claims (6)

1.LD耦合集束光纤背光照明模组结构，其特征在于：光源(1)与聚焦镜(2)连接，光源(1)发出的光线经过聚焦镜(2)耦合入集束光纤(3)；集束光纤(3)由各相互独立的光纤组成；集束光纤(3)与有机玻璃棒(4)相焊接，焊接后的四个有机玻璃棒(4)在背板(5)的四个侧面依次顺序排列；光线沿着集束光纤(3)中相互独立的光纤进入到有机玻璃棒(4)内并激发有机玻璃棒(4)内的荧光粉发光，荧光粉的激发光与光源(1)的光线混合并通过有机玻璃棒(4)从正对背板(5)的侧面射入。
2.根据权利要求1所述的LD耦合集束光纤背光照明模组结构，其特征在于：所述光源(1)为蓝光LD或RGB三色LD。
3.根据权利要求1所述的LD耦合集束光纤背光照明模组结构，其特征在于：所述各集束光纤(3)与对应的有机玻璃棒(4)之间的夹角优选为锐角。
4.根据权利要求1所述的LD耦合集束光纤背光照明模组结构，其特征在于：所述有机玻璃棒(4)由全反射面a、半圆柱面b对称组成，半圆柱面b涂有红、绿荧光粉叠层，光线通过全反射面a反射并照射到涂有红、绿荧光粉叠层的半圆柱面b激发荧光粉发光；所述有机玻璃棒(4)镀有反射膜。
5.根据权利要求1所述的LD耦合集束光纤背光照明模组结构，其特征在于：所述背板(5)的结构层由内至外依次为反射片(9)、导光板(10)、扩散片(11)、棱镜片(12)、反射偏光片(13)、液晶屏(14)。
6.根据权利要求2所述的LD耦合集束光纤背光照明模组结构，其特征在于：RGB三色LD包括第一镀有膜层反射镜(6)、第二镀有膜层反射镜(7)、三色LD合束封装外壳(8)；三色LD合束封装外壳(8)内设有LD-A、LD-B、LD-C、第一镀有膜层反射镜(6)、第二镀有膜层反射镜(7)；LD-A、LD-B、LD-C分别代表红光LD、绿光LD、蓝光LD中的一种；第一镀有膜层反射镜(6)镀有的膜层对LD-A发出的光透射，对LD-B发出的光反射；第二镀有膜层反射镜(7)镀有的膜层对LD-A及LD-B反射，对LD-C透射；LD-A、LD-B相互垂直布置，第一镀有膜层反射镜(6)设置在LD-A、LD-B相互垂直处，LD-C与LD-B平行，LD-C的光束与LD-A、LD-B的混合光束垂直，第二镀有膜层反射镜(7)设置在LD-A、LD-B的混合光束与LD-C的光束相互垂直处。
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