CN206541105U - 一种背光源及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型实施例提供一种背光源及液晶显示装置，涉及显示技术领域，能够避免采用彩膜层来实现彩色显示导致光利用率低的问题。该背光源包括设置于衬底基板上的至少三种不同颜色的光源，以及设置与每一光源出光侧的光栅单元，光栅单元用于对光源发出的光线进行分束以形成均匀分布的单色光斑阵列，以使得背光源可形成沿第一方向上至少三种不同颜色光斑依次交替排列的彩色光斑阵列，其中，第一方向为彩色光斑阵列的行方向或列方向。

Description

一种背光源及液晶显示装置
技术领域
本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光源及液晶显示装置。
背景技术
LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)作为一种平板显示装置，因其具有体积小、功耗低、无辐射以及制作成本相对较低等特点，而越来越多地被应用于高性能显示领域当中。
如图1所示，现有的LCD包括背光源01和显示面板02，一般的，背光源01发出的光线为白光，因此，为了实现彩色显示，需要在显示面板01中设置彩膜层021，该彩膜层021包括第一颜色图案层0211，第二颜色图案层0212和第三颜色图案层0213，以使得背光源01发出的白光透过液晶层入射至彩膜层021时，透过各颜色图案层的光线中与该颜色图案层颜色不同的光线被吸收，与该颜色图案层颜色相同的光线能够透过，从而实现彩色显示。
然而，由于当白光透过各颜色图案层时，仅与该颜色图案层颜色相同的光线能够透过，而与该颜色图案层颜色不同的光线则被吸收，从而导致该显示装置对光的利用率较低，进而导致能耗较高。
实用新型内容
本实用新型的实施例提供一种背光源及液晶显示装置，能够避免通过彩膜层进行虑光来实现彩色显示而导致的光利用率低的问题。
为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
本实用新型实施例一方面提供一种背光源，包括设置于衬底基板上的至少三种不同颜色的光源，以及设置于每一光源出光侧的光栅单元，所述光栅单元用于对光源发出的光线进行分束以形成均匀分布的单色光斑阵列，以使得所述背光源可形成沿第一方向上至少三种不同颜色光斑依次交替排列的彩色光斑阵列，其中，所述第一方向为所述彩色光斑阵列的行方向或列方向。
进一步的，所述光栅单元为达曼光栅。
进一步的，所述背光源还包括位于每一光源与光栅单元的之间的透镜，所述透镜用于汇聚所述光源发出的光线。
进一步的，所述光源为准直光源。
进一步的，所述透镜与所述光源为一体式结构；或者，所述透镜与所述光源为组装结构。
进一步的，所述透镜为非球面透镜、菲涅尔透镜或梯度折射率透镜。
进一步的，在所述透镜与所述光源为组装结构的情况下，多个所述透镜为一体式结构。
进一步的，所述至少三种不同颜色的光源包括多个第一颜色光源，多个第二颜色光源和多个第三颜色光源；且所述第一颜色光源、所述第二颜色光源、所述第三颜色光源沿所述第一方向依次交替排列。
进一步的，所有所述光栅单元为一体式结构。
本实用新型实施例另一方面还提供一种液晶显示装置，其特征在于，包括上述任一种背光源，所述背光源形成的光斑阵列对应于该显示装置的亚像素阵列。
本实用新型实施例提供一种背光源及液晶显示装置，包括设置于衬底基板上的至少三种不同颜色的光源，以及设置与每一光源出光侧的光栅单元，光栅单元用于对光源发光的光线进行分束以形成均匀分布的单色光斑阵列，以使得背光源可形成沿第一方向上至少三种不同颜色光斑依次交替排列的彩色光斑阵列，其中，第一方向为彩色光斑阵列的行方向或列方向。这样一来，当该背光源用于液晶显示装置时，该背光源形成的光斑阵列与该显示装置的亚像素阵列相对应，即沿第一方向上三种颜色光斑依次交替排列的光斑对应该显示装置中第一方向的三种颜色依次交替排列的亚像素，从而能够避免采用彩膜层进行虑光来实现彩色显示，进而提高了对该背光源的光利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种液晶显示装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种背光源的结构示意图；
图3为图2中的背光源形成的光斑阵列的示意图；
图4为本实用新型实施例提供的一种透过达曼光栅形成光斑阵列的示意图；
图5为本实用新型实施例提供的一种形成单一颜色光斑阵列的结构单元示意图；
图6a为本实用新型实施例提供的一种液晶显示装置的结构示意图；
图6b为本实用新型实施例提供的另一种液晶显示装置的结构示意图。
附图标记：
01-背光源；02-显示面板；021-彩膜层；0211-第一颜色图案层；0212-第二颜色图案层；0213-第三颜色图案层；10-衬底基板；101-光源；102-光栅单元；103-透镜。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
本实用新型实施例提供一种背光源，如图2所示，该背光源01包括设置于衬底基板10上的至少三种不同颜色的光源101，以及设置于每一光源101出光侧的光栅单元102，该光栅单元102用于对光源101发光的光线进行分束以形成均匀分布的单色光斑阵列，如图3所示，以使得该背光源01可形成沿第一方向X-X’上至少三种不同颜色光斑依次交替排列的彩色光斑阵列，其中，第一方向X-X’为该光斑阵列的行方向或列方向。
需要说明的是，第一，上述至少三种不同颜色的光源101可以是包括第一颜色光源，例如红色光源(R)，第二颜色光源，例如绿色光源(G)，第三颜色光源，例如蓝色光源(B)，当然还可以包括其他颜色光源，例如黄色光源、蓝绿色光源等；具体的，不同颜色的光源可以选用红、绿、蓝三色的发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)。本实用新型对此不作限定，只要能够满足该背光源应用于显示装置时，满足彩色显示即可。
第二，上述单色光斑阵列可以是一维光斑阵列，也可以是二维光斑阵列，当该单色光斑阵列为一维光斑阵列时，该背光源中包括多个该颜色的光源，以满足显示需求，当然为了避免设置过多的光源，优选的，上述单色光斑阵列为二维光斑阵列。另外，上述彩色光斑阵列可以是一维光斑阵列，也可以是二维光斑阵列，当该彩色光斑阵列为一维光斑阵列时，在应用于显示装置时，需要设置多个背光源，当然作为优选的，一般设置该彩色光斑阵列为二维光斑阵列，采用一个背光源即可满足显示需求。
第三，上述沿第一方向X-X’上至少三种不同颜色光斑依次交替排列的彩色光斑阵列是指，该彩色光斑阵列中所有行的光斑均为至少三种不同颜色光斑依次交替排列而成，或者彩色光斑阵列中所有列的光斑均为至少三种不同颜色光斑依次交替排列而成，本实用新型对此不作限定，在实际应用中，可以根据实际的需要进行选择设置。例如图3所示，一般多选择上述第一方向X-X’为该彩色光斑阵列的行方向，即在该彩色光斑阵列中每行光斑均为三种不同颜色光斑依次交替排列而成，且优选的与第一方向X-X’垂直的方向(即列方向)上为同一颜色光斑。
这样一来，当该背光源用于液晶显示装置时，该背光源形成的光斑阵列与该显示装置的亚像素阵列相对应，即沿第一方向上三种颜色光斑依次交替排列的光斑对应该显示装置中第一方向的三种颜色依次交替排列的亚像素，从而能够避免采用彩膜层进行虑光来实现彩色显示，进而提高了对该背光源的光利用率。
在此基础上，为了更好的实现对光线的分束，本实用新型优选的，选用达曼光栅作为上述光栅单元102，如图4所示，为光线透过达曼光栅后能够形成的均匀分布的光斑阵列，当然由于达曼光栅自身的结构，一般在形成的光斑阵列的中心位置为光斑亮度较大，从而可能对在显示应用中画面的亮度均匀性造成一定的影响，因此在实际的应用中，可以采用较为理想的平面波入射，还可以对光栅进行优化，以保证光线透过达曼光栅后能够形成等间距等光强光斑阵列。当然本实用新型并不限定于此，实际应用中也可以选择其他的光栅来实现光线的分束。以下实施例均是以达曼光栅为例对本实用新型做进一步的说明。
进一步的，为了便于安装，且减小安装误差，本实用新型优选的，所有光栅单元103为一体式结构，即所有光源101对应的光栅单元103为一个整体的光栅层，在装配时根据预设的光栅单元与光源的对应位置，直接进行装配。
另外，为了避免入射至光栅的光线比较分散，保证入射光线比较汇聚，以使得形成的光斑阵列均匀分布，可以如图5所示(图5仅是以形成单一颜色光斑阵列的结构单元为例进行说明的)，上述背光源01中还包括位于每一光源101与光栅单元102之间的透镜103，该透镜103用于汇聚光源101发出的光线，以使得汇聚后的光线入射至光栅单元102，保证形成的光斑阵列均匀分布。当然，也可以不采用透镜103，而选择光源101为准直光源，同样能够保证形成的光斑阵列均匀分布。本实用新型对此不作限定，在实际的应用中可以根据实际的需要进行选择设置。
在此基础上，对于背光源01采用图5所示的，在光源101与光栅单元102之间的透镜103的情况下，该透镜103可以与光源101为一体式结构，即在加工制作光源101的过程中，同时制作透镜103；当然，该透镜103也可以与光源101组装结构，即光源101和透镜103分别制作加工好后，进行组装。
进一步的，在该透镜103与光源101组装结构的情况下，本实用新型优选的，多个透镜103为一体式结构，即可以是该背光源中的多个透镜，也可以是全部透镜103，为一个整体的透镜层，在装配时根据预设的透镜103、光源101以及光栅单元102的对应位置，直接进行装配，以减小因单个透镜多次进行装配造成的误差较大的弊端，同时可简化安装工艺。
另外，上述透镜103可以选用非球面透镜、菲涅尔透镜或梯度折射率透镜，本实用新型对此不作限定，可以根据实际的需要进行选择，只要能够满足对光线的汇聚即可。
更进一步的，为了满足各种尺寸的显示装置，例如大尺寸的显示装置，背光源相应的也需要选用大尺寸结构，在此情况下，该背光源01中可以包括多个第一颜色光源，多个第二颜色光源和多个第三颜色光源，以使得该多个光源形成的光斑阵列满足大尺寸显示装置的需求。
在此基础上，为了保证多个光源形成均匀的光斑阵列，且简化光源的安装，本实用新型优选的，第一颜色光源、第二颜色光源、第三颜色光源沿第一方向X-X’依次交替排列。
本实用新型实施例还提供一种液晶显示装置，如图6a和6b所示，该液晶显示装置包括显示面板02和前述的任一种背光源01，该背光源01形成的光斑阵列对应于该显示装置的亚像素阵列，该液晶显示装置具有与前述实施例提供的背光源相同的结构和有益效果。由于前述实施例已经对背光源的结构和有益效果进行了详细的描述，此处不再赘述。
需要说明的是，如图6a所示，上述显示面板02可以不设置彩膜层021，对应颜色的光斑与对应颜色的亚像素对应即可实现彩色显示，例如，图6a中红色光源形成的红色光斑与显示面板中的红色亚像素(R)对应，当然在此情况下，能够通过不设置彩膜层实现彩色显示，提高光利用率的同时，还能够降低该显示装置的整体厚度，有利于显示装置轻薄化设计的理念。
当然，如图6b所示，为了保证该显示装置显示画面的色彩饱和度以及画面对比度，也可以设置彩膜层021，在此情况下，第一颜色的光斑入射至彩膜层021中的第一颜色图案层0211，例如，图6b中红色光源形成的红色光斑对应入射至彩膜层021中的红色图案层；第二颜色的光斑入射至彩膜层021中的第二颜色图案层0212，第三颜色的光斑入射至彩膜层021中的第三颜色图案层0213。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种背光源，其特征在于，包括设置于衬底基板上的至少三种不同颜色的光源，以及设置于每一光源出光侧的光栅单元，所述光栅单元用于对光源发出的光线进行分束以形成均匀分布的单色光斑阵列，以使得所述背光源可形成沿第一方向上至少三种不同颜色光斑依次交替排列的彩色光斑阵列，其中，所述第一方向为所述彩色光斑阵列的行方向或列方向。
2.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述光栅单元为达曼光栅。
3.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述背光源还包括位于每一光源与光栅单元的之间的透镜，所述透镜用于汇聚所述光源发出的光线。
4.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述光源为准直光源。
5.根据权利要求3所述的背光源，其特征在于，所述透镜与所述光源为一体式结构；或者，所述透镜与所述光源为组装结构。
6.根据权利要求3所述的背光源，其特征在于，所述透镜为非球面透镜、菲涅尔透镜或梯度折射率透镜。
7.根据权利要求6所述的背光源，其特征在于，在所述透镜与所述光源为组装结构的情况下，多个所述透镜为一体式结构。
8.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述至少三种不同颜色的光源包括多个第一颜色光源，多个第二颜色光源和多个第三颜色光源；且所述第一颜色光源、所述第二颜色光源、所述第三颜色光源沿所述第一方向依次交替排列。
9.根据权利要求1-8任一项所述的背光源，其特征在于，所有所述光栅单元为一体式结构。
10.一种液晶显示装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的背光源，所述背光源形成的光斑阵列对应于该显示装置的亚像素阵列。
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