CN1318901C - 液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
一种液晶显示器，包括一平面发光系统，该平面发光系统包括一光源系统和一耦合光源系统出射光为均匀面光源出射的导光板。该光源系统包括一光源和一光源罩，该光源罩成一柱体结构，其包括一弧状凹槽，该弧状凹槽表面设置有一高反射膜，该凹槽结合该高反射膜形成一柱状凹面镜体，该光源位于该柱状凹面镜体形成的焦点线上。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种液晶显示器。
【背景技术】
现阶段，液晶显示器因其体形轻薄、显示品质较佳、无辐射、适用于大型动画显示等优点，被广泛应用于笔记本计算机、台式计算机、工作站、工业监视器、全球卫星定位系统(GPS)、个人数据处理、游戏机、可视电话、便携式VCD、DVD及其它一些便携式装置。但是液晶本身并不发光，必须有一发光系统为其提供显示图像所需的亮光。且液晶显示板是由多个液晶单元组成，每一液晶单元对亮光的获取有同样要求，所以该发光系统必须是发光亮度均匀分布的面光源。
请参阅图1，一种现有液晶显示器和应用于该液晶显示器的平面发光系统10被揭示于2001年4月17日公告的美国专利第6,219,117号，该平面发光系统10包括一U型结构的光源罩11、一光源13、一导光板15以及一贴合在导光板15底面的反射板17。该光源罩11包括一U形槽通孔11a，该U形槽通孔11a内壁镀有平滑的高反射膜11b，该高反射膜11b还包括靠近该反射板17的一部分11d，该U形槽通孔11a邻近反射板17的一侧壁向外延伸一体成形的底座11c，该底座11c支撑保护该反射板17和导光板15。该光源13通常为发射发散光的线光源或点光源，现业界常用的线光源为冷阴极荧光灯，点光源为发光二极管。
当光源13发出入射至反射板17靠近光源13端表面的倾斜光C时，其反射光C1将被直接反射出导光板15，当光源13发出入射至靠近该反射板17的一部分反射膜11d的倾斜光D时，其反射光D1也将被直接反射出导光板15，该两组反射光均在导光板15邻近于光源13的区域内出射，使得该区域导光板15的亮度大于其它区域，导致平面发光系统10的亮度呈非均匀分布，采用该平面发光系统的液晶显示器的亮度不均匀。
图2是该平面发光系统10的光源13和光源罩11的光路耦合示意图，由于光源13为散射光源，其向四周射出的发散光经反射膜11b一次反射后均难以自光源罩11出射，绝大多的光线须在光源罩11内经过多次反射才能射出，多次反射过程中，光线多次经过反射膜11b和光源13，每反射一次均会在各个界面产生一定的损耗，甚至有一部分光线被反射膜11b或者光源13完全吸收而发生损耗，所以，该平面发光系统的光损耗大，光利用率低，使用该平面发光系统的液晶显示器亮度也较低。
【发明内容】
为了克服现有液晶显示器亮度分布不均匀、亮度低的缺陷，本发明提供一种液晶显示器，该液晶显示器发光均匀且亮度较高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种液晶显示器，该液晶显示器包括一平面发光系统，该平面发光系统包括一光源系统和一耦合光源系统出射光为均匀面光源出射的导光板。该光源系统包括一光源和一光源罩，该光源罩成一柱体结构，其包括一弧状凹槽，该弧状凹槽表面设置有一高反射膜，该凹槽结合该高反射膜形成一柱状凹面镜体，该光源位于该柱状凹面镜体形成的焦点线上。
和现有技术相比，本发明具有以下优点：由于该光源罩的柱状凹面镜体构成了一物理光学意义的焦点线，光源定位于该焦点线上，从而使光源面向光源罩一侧的出射发散光被柱状凹面镜体反射成均匀平行光出射，该每一束发散光线均经一次反射或者无须反射即可自光源罩出射，光束转换界面少，光能损耗低，光能利用率即得到提高，由此，本发明液晶显示器的亮度将获得有效提高。另外，光源出射光约50％转化为均匀平行光自导光板以相同角度入射，导光板入射发散光和平行光之间得以相互均衡，而不会在导光板靠近光源系统的区域聚集，不会出现现有技术中的亮区，而使得该平面发光系统的光利用率高，使用该平面发光系统的液晶显示器发光均匀且亮度高。
【附图说明】
图1是现有液晶显示器平面发光系统的剖面图。
图2是图1的光源和光源罩的光路耦合示意图。
图3是本发明第一实施方式液晶显示器的剖面图。
图4是图3液晶显示器平面发光系统的立体图。
图5是图4的光源和光源罩耦合的立体图。
图6是图5的光源和光源罩耦合的光路示意图。
图7是本发明另一实施方式液晶显示器平面发光系统的立体图。
【具体实施方式】
请一起参阅图3和图4，图3是本发明第一实施方式液晶显示器的剖面图，图4是图3液晶显示器平面发光系统的立体图。如图3所示，该液晶显示器1包括一液晶面板3、棱镜板4、扩散板5和一平面发光系统20，该液晶面板3包括许多像素和驱动该像素的驱动装置(图未示)，该扩散板5位于该平面发光系统20与该液晶面板3之间，该棱镜板4位于该扩散板5与该液晶面板3之间，该平面发光系统20包括光源系统21和一导光板22。该光源系统21包括一光源24，及一光源罩25，该光源罩25用以收容耦合该光源24，以使自该光源24出射的光线进入导光板22。该光源24通常为发射发散光的线光源或点光源，线光源如冷阴极荧光灯，点光源如一个或者多个发光二极管。
请参阅图4，导光板22大致成一长方体平板实体，其包括一和光源24相邻近的光入射面221，和入射面221垂直的光出射面222、底面223、第一侧面224、第二侧面225以及和入射面221相对的第三侧面226，为使光线自光出射面222均匀出射，通常在该底面223上设置有多个网点(图未示)，该网点可有多种型态的分布，且为提高光利用效率，在该底面223以及该第三侧面226上通常还镀有反射膜或者再贴合一层反射板(图未示)，以反射自导光板22底面223出射的光线，使其返回导光板22而自出射面222出射。导光板22和该光源系统21以一定角度设置，使得从光源系统21出射至导光板22的平行光以预定的方向和位置自导光板22出射面222出射。
请一起参阅图5，光源系统21的光源罩25大致成一柱状结构，当然，也可以是其它形状如片状等，其包括一基底251、第一侧壁252、第二侧壁253，该基底251和第一、第二侧壁252、253结合围绕光源24形成一凹槽254，该凹槽254沿光线出射方向的横截面大致成弧状，如圆、椭圆或抛物线等，且其开口宽度大致等于导光板22的入射面221的高度。凹槽254的内壁镀有一平滑的高反射膜层255，根据光学原理可知，该镀有高反射膜层255的凹槽254形成一柱状凹面镜体结构，该柱状凹面镜体构成一物理光学意义的焦点线(图未示)，光源24定位于该焦点线上。请参阅图6，相对光源罩25每一个圆弧截面上的光源24截面均大致可看作位于凹面镜焦点处的点光源，光源24面向光源罩一侧的出射发散光被柱状凹面镜体反射成均匀平行光出射，背向光源罩25一侧出射光依然成散射光自由出射，光源24出射的每一束发散光线均经一次反射或者无须反射即可自光源罩25出射，光束转换界面少，光能损耗低，光能利用率即得到提高。另外，光源24的出射光约50％转化为均匀平行光以相同角度入射导光板22，经过导光板22入射面221又均以相同角度被折射至导光板22的底面223，而在导光板22内向远离光源系统21的方向传播，其它发散光也直接入射至导光板22或出射或继续在导光板22内传播，导光板22入射发散光和平行光之间得以相互均衡，而不会在导光板22靠近光源系统21的区域聚集，不会出现现有技术中的亮区，而使得该平面发光系统20的光利用率高，使用该平面发光系统20的液晶显示器1发光均匀且亮度高。
图7为本发明第二实施方式液晶显示器平面发光系统的立体图，该平面发光系统30除其导光板32外，其它结构和第一实施方式平面发光系统20的相应结构完全一致。该导光板32大致成一楔型，包括一和光源24相邻近的光入射面321，和入射面321垂直相交的光出射面322、和入射面321成锐角的底面323、第一侧面324、第二侧面325以及和入射面321相对的第三侧面326该入射面321的高度大致等于凹槽254的宽度，该第三侧面326的高度小于该入射面321的宽度，其也可趋近于零。为使光线自光出射面322均匀出射，通常在该底面323设置有多个网点(图未示)，该网点可有多种型态的分布，且为提高光利用效率，在该底面323以及该第三侧面326通常还镀有反射膜或者再贴合一层反射板(图未示)，以反射自导光板底面323出射的光线，使其返回导光板32。
当然，本发明也不限于上述两种实施方式，如液晶显示器的平面发光系统可在导光板其它侧面均设置有光源系统，该导光板的其它侧面之间的夹角为锐角等等，均可实现本发明目的。
Claims (10)
1.一种液晶显示器，其包括一平面发光系统，该平面发光系统包括一导光板和一光源系统，该光源系统包括一光源和一光源罩，该光源罩的一侧面为凹槽，该凹槽表面设置有一高反射膜，其特征在于：该凹槽为弧状，该凹槽结合该高反射膜形成一柱状凹面镜体，该光源位于该柱状凹面镜体的光学焦点线上。
2.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：该光源为冷阴极荧光灯或多个发光二极管。
3.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：该导光板为一长方体，其包括一和光源相邻近的入射面，和入射面垂直的光出射面、底面、第一、第二侧面以及和入射面相对的第三侧面，该底面设置有多个网点。
4.如权利要求3所述的液晶显示器，其特征在于：该光源系统和导光板的入射面相对设置。
5.如权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于：其进一步包括至少一位于导光板其它侧面的光源系统。
6.如权利要求3所述的液晶显示器，其特征在于：该导光板底面贴合有一反射板或镀有一层反射膜。
7.如权利要求3所述的液晶显示器，其特征在于：该凹槽的开口宽度等于导光板底面与出射面之间的距离。
8.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于：该导光板为一楔形体，其包括一和光源相邻近的入射面，和入射面相交的光出射面、底面、第一、第二侧面以及和入射面相对的第三侧面，该入射面的高度大于该第三侧面的高度，该底面设置有多个网点。
9.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于：该出射面和入射面垂直，该底面与出射面之间的最大距离等于该凹槽在该距离方向上的开口宽度。
10.如权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于：该导光板底面贴合有一反射板或镀有一层反射膜。
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