一种色域可变的液晶显示器混合光面光源制造技术

本实用新型专利技术公开了一种色域可变的液晶显示器混合光面光源，该混合面光源包括导光板、环形或扇形相干光产生器件、相干光发生器和非相干光发生器；导光板一侧的表面上具有非全反射结构和凹陷结构，凹陷结构的侧壁为环形相干光或扇形相干光的入射面；相干光发生器产生的相干光在导光板上的任意一个面上的非全反射结构部分均发生全反射，相干光与非相干光最后由导光板上的非全反射结构透射出导光板；在低色域显示环境中使用非相干光或非相干光与至少一种相干光混合光入射导光板后照明；在高色域显示环境中只使用相干光入射导光板后照明。本实用新型专利技术能够解决相干光源与非相干光源共同混合形成面光源以及相干激光能耗过大的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种色域可变的液晶显示器混合光面光源


[0001]本技术涉及一种用于液晶显示器的面光源，具体涉及一种便携液晶显示器的节能混合面光源。

技术介绍

[0002]便携式显示器已广泛用于手机、平板电脑等消费产品中。目前，所有的便携显示器的光源全部是LED或OLED。
[0003]LED或OLED属于非相干光源，在色彩显示方面全面低于相干的激光。
[0004]三基色激光是人类可以获得的最优显示照明光源。激光光源具有可实现覆盖75.8％以上的人眼可识别色域，光谱宽度极窄，可实现色彩高数字编码不重叠的优势，这是现有LED等非相干光源所不具备的物理优势。
[0005]LED光谱极宽(<30nm),而激光的光谱宽度极窄(>5nm),故LED发光二极管发出的光为非相干光；激光二极管或其他激光器发出的光为相干光。
[0006]因此，为了提升显示器的色域覆盖，目前有方案将相干光与非相干光用于照明光源，尤其是投影显示设备的光源，着已是一件业内非常寻常的技术路线。将红色、绿色LED非相干光聚焦后通过镀膜反射镜与蓝色相干激光共同混合成白光，以提高投影机的色域同时降低投影屏幕上的激光空间相干散斑。这需要先将“非相光——朗伯型发光体LED”聚焦形成一个近似点光源，再与“相干的高斯型或平顶型激光点光源”进行光整合进而得到白色照明光。
[0007]但是，在面光源领域，尤其是便携显示器中还未见有相关的成熟技术方案能够将朗伯型的非相干光与高斯型的相干光——即LED与激光共同合成一个均匀的面光源用于液晶显示器或其他照明领域。
[0008]同时，由于半导体相干光源的电光转换效率低于半导体非相干光源，故若便携液晶显示设备如手机、笔记本电脑、平板电脑使用相干光源作为显示光源，则会缩短相关产品的使用时间。

技术实现思路

[0009]有鉴于此，本技术提供了一种色域可变的液晶显示器混合光面光源，能够同时解决便携电子显示设备难以实现大色域显示、相干光源与非相干光源共同混合形成面光源以及相干激光能耗过大不能在便携显示器使用的问题。
[0010]一种色域可变的液晶显示器混合光面光源，包括导光板、相干光扩束器、相干光发生器和非相干光发生器，相干光扩束器用于产生环形或扇形相干光；
[0011]所述导光板一侧的表面上具有非全反射结构和凹陷结构，凹陷结构的侧壁为环形相干光或扇形相干光的入射面；
[0012]所述相干光产生器件对应设置在凹陷结构处，非相干光发生器的位置与导光板的侧面相对，相干光发生器产生的相干光照射在相干光扩束器上，相干光扩束器产生环形或
扇形相干光，相干光发生器产生的相干光在导光板上的任意一个面上的除非全反射结构部分均发生全反射，相干光与非相干光最后均由导光板上的非全反射结构透射出导光板；
[0013]在低色域显示环境中使用非相干光或非相干光与至少一种相干光混合光照明液晶显示屏；在高色域显示环境中只使用相干光对液晶显示屏进行照明。
[0014]进一步的，所述环形或扇形相干光入射到导光板后，任一环形或扇形相干光分量与导光板中任意一个出光面上除非全反射结构的部分对应的法线夹角A及“任一环形或扇形相干光与导光板中任意一个侧面上对应的法线夹角B满足全反射关系。
[0015]进一步的，所述导光板的侧面为环形或扇形相干光的入射面时，在导光板侧面上存在至少一个凹槽，凹槽壁为扇形相干光的入射面，以使扇形相干光入射到导光板后“任一扇形相干光分量与导光板中任意一个出光面与散光面上除非全反射结构的部分对应的法线夹角A”满足全反射关系。
[0016]进一步的，所述非相干光由导光板中任意一个厚度面入射，在导光板的非入射厚度面上存在反射器件用于反射非相干光。
[0017]进一步的，所述相干光发生器和非相干发生器与液晶显示屏和此液晶显示器壳体之间的光路中存在至少一种如下光学功能“反射”、“折射”、“散射”、“衍射”、“偏振”、“透射”、“受激发射荧光”的光学器件，或具备以上光学功能的器件组合，产生均匀的混合照明光。
[0018]进一步的，所述相干光是指至少以一种中心波长位于150～12000nm能产生空间相干性的光作为照明光源；非相干光是指至少以一种中心波长位于150～12000nm不能产生空间相干性的光作为照明光源。
[0019]进一步的，所述相干光与非相干光的输出能量受电子软件及电子硬件共同调控，使相干光与非相干光实现明暗变化或单独的关断。
[0020]进一步的，所述相干光与非相干光的发光器件共同或单独使用液体冷却、气体冷却、半导体器件制冷及非强制冷却方式进行散热。
[0021]进一步的，所述混合面光源用于显示系统或照明系统，便携液晶显示器的混合面光源以单独或列阵形式用于非便携液晶显示设备、投影显示及照明光源。
[0022]有益效果：
[0023]1、本技术将导光板一侧的表面上加工非全反射结构和凹陷结构，利用相干光发生器和非相干光发生器对导光板对应位置照射，根据高、低色域显示环境对照射方式进行选择，能够解决相干光源与非相干光源共同混合形成面光源的技术问题。
[0024]2、本技术将激光相干光与LED非相干光形成一个简单的结构的面光用于液晶显示器照明，或灯具照明，既解决了大色域高能耗相干光源在便携液晶显示设备中的工作能耗与工作时长的问题，又解决了现有便携液晶显示器使用低能耗非相干光源在色彩显示方面的不足的问题。
[0025]3、用户可以在低色域显示环境中使用低能耗、低色域的LED作为照明光或LED与单色激光混合的照明光达到节能延长便携液晶显示器的使用时间；在娱乐、医疗等需要高色域显示环境中使用三基色激光作为显示器的照明光，全面提升便携液晶显示器的色域、色饱和度、显示效果。
[0026]4、本技术使相干光源与非相干光源的混合光源的应用领域不止存在于大屏
幕投影显示，还可用于便携液晶显示器、液晶显示器及其他照明领域，具有广阔的市场前景。
附图说明
[0027]图1为本技术混合光面光源的外形结构示意图；
[0028]图2为本技术混合光面光源的光路图；
[0029]图3为环形激光产生器件为喇叭状的示意图；
[0030]图4为导光板和环形相干光产生器件结构示意图；
[0031]图5、6为采用扇形相干光产生器件的实施例。
[0032]其中，1
‑
导光板、11
‑
侧壁、12
‑
非全反射结构、15
‑
反光器件、2
‑
相干光扩束器、21
‑
圆锥形中空全反射面、22
‑
激光反射面、3
‑
相干光发生器、4
‑
非相干光发生器、41
‑
PCB结构、43
‑
环形非相干光产生器件、45
‑
非相干光导光板入射面、5
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种色域可变的液晶显示器混合光面光源，其特征在于，该混合光面光源包括导光板、环形或扇形相干光产生器件、相干光发生器和非相干光发生器；所述导光板一侧的表面上具有非全反射结构和凹陷结构，凹陷结构的侧壁为环形相干光或扇形相干光的入射面；所述环形或扇形相干光产生器件对应设置在凹陷结构处，非相干光发生器的位置与导光板的侧面相对，相干光发生器产生的相干光在导光板上的任意一个面上的非“非全反射结构”部分均发生全反射，相干光与非相干光最后均由导光板上的非全反射结构透射出导光板；在低色域显示环境中使用非相干光或非相干光与至少一种相干光混合光照明液晶显示屏；在高色域显示环境中只使用相干光对液晶显示屏进行照明。2.如权利要求1所述的一种色域可变的液晶显示器混合光面光源，其特征在于，所述环形相干光产生器件产生的环形相干光入射到导光板后，任一环形或扇形相干光分量与导光板中任意一个出光面上除非全反射结构的部分对应的法线夹角A及“任一环形或扇形相干光与导光板中任意一个侧面上对应的法线夹角B满足全反射关系。3.如权利要求1或2所述的一种色域可变的液晶显示器混合光面光源，其特征在于，所述凹陷结构的侧壁为环形或扇形相干光的导光板的入射面时，环形或扇形相干光入射到导光板后“任一环形或扇形相干光分量与导光板中任意一个出光面与散光面上除非全反射结构的部分对应的法线夹角A”及“任一环形或扇形相干分量与导光板中任意一个厚度面上对应的法线夹角B”满足全反射关系。4.如权利要求3所述的一种色域可变的液晶显示器混合光面光源，其特征在于，所述导光板的侧面为环形相干光或扇形相干光的入射面时，在导光板侧面上存在至少一个凹槽，凹槽壁为扇形相干光的入射面，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：许江珂，许江临，
申请(专利权)人：许江珂，
类型：新型
国别省市：