一种内扩束激光显示用导光板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种内扩束激光显示用导光板，导光板内部存在至少一个锥形反射面，一侧的表面存在容纳该锥形反射面的凸台，锥形反射面的底面存在于与所述凸台所在表面相对表面；所述锥形反射面、凸台和导光板为一体结构，所述导光板两侧的表面为出光面；激光束由凸台顶面入射，照射到锥形反射面上形成环形或扇形激光，环形或扇形激光在导光板的两个出光面之间进行全反射。本实用新型专利技术能够解决现有激光光源导光板的光学器件使用量大、结构复杂及激光损伤导光板的工程问题，使激光光源能够用于液晶显示器的背光源照明。于液晶显示器的背光源照明。于液晶显示器的背光源照明。

【技术实现步骤摘要】
一种内扩束激光显示用导光板


[0001]本技术涉及一种内扩束激光显示用导光板，具体涉及一种长寿命高效的内扩束激光显示用导光板。

技术介绍

[0002]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，故激光显示是公认的第四代技术。
[0003]激光与LED、OLED不同之处在于，OLED、LED的光空间发散角极大而激光的光空间发散角极小。由于激光的光束质量太好，即空间方向性高发散角极小，激光一直被用于指示光、激光加工、激光投影。
[0004]若能将空间发散角极小的激光光源进行扩束，提升激光光源的整体利用率，将使激光光源可以用于液晶显示器背光。
[0005]对于LED这种朗伯型发光体比较有代表性的扩束整形的技术方案如CN105765292A，(同类专利CN201510381666，US20120162966A1，US20110286200A1，US20140043853A1，US20190221719A1，WO2017156902A1，CN201610158034)将锥形反射面安置于导光板的通孔中，对多个LED进行光束整形或合光以得到更加均匀的LED面光源；此方案中需要对锥形反射面的一面进行遮挡或进行双锥形面进行光束调整防止光能量分布不均。但是，此种方案对于激光二极管而言，直射液晶显示屏会产生激光散斑噪声干扰影响会面质量，对锥形反射面进行遮挡则会影响导光板整体亮度；最重要的两点是：一由于激光方向性强发散角小，采用此方案无法提升激光束在导光板内的提取效率；二激光为单色光，需要进行和光合色才能成为白光，此方案无法对激光进行和光合色。
[0006]对于激光这种高斯型光源，CN201210565257提出了一种用于发光二极管的光束扩束整形的锥形反射/透射器件，希望得到更加均匀的360
°
光束。CN201720851508展示了一种与CN105765292A相近的激光背光方案，但是该方案未能解决如何提升360
°
时激光束的利用率，尤其是360
°
发散的环状光束的后向(远离导光板的180
°
方向)的激光利用率问题，故只能实现180
°
的激光束扩束，且需要加入精确的角度调整机构才能实现激光束与锥形镜面的精确对准，结构复杂稳定性差。
[0007]以上方案均为点光源扩束方案，方案中需要对点光源使用锥形镜等多个光学元件，这会造成光源成本增高。
[0008]若要减少液晶显示器中的激光背光的光学器件的使用，降低激光背光的成本是一个亟待解决的产业化问题。
[0009]若要减少光学器件在激光背光中的使用，就需要解决激光束对导光板再长时间使用过程中的激光灼伤问题，延长面光源关键部件导光板的寿命。

技术实现思路

[0010]有鉴于此，本技术提供了一种内扩束激光显示用导光板，能够解决现有激光光源导光板的光学器件使用量大、结构复杂及激光损伤导光板的工程问题，使激光光源能够用于液晶显示器的背光源照明。
[0011]一种内扩束激光显示用导光板，所述导光板内部存在至少一个锥形反射面，一侧的表面存在容纳该锥形反射面的凸台，锥形反射面的底面存在于与所述凸台所在表面相对表面；所述锥形反射面、凸台和导光板为一体结构，所述导光板两侧的表面为出光面；激光束由凸台顶面入射，照射到锥形反射面上形成环形或扇形激光，环形或扇形激光在导光板的两个出光面之间进行全反射。
[0012]进一步的，“任一环形或扇形激光的分量与导光板中任意一个出光面上该激光分量与该激光分量对应的法线夹角A”和“任一环形或扇形激光的分量与导光板中任意一个侧面上该激光分量与该激光分量对应的法线夹角B”均满足全反射关系。
[0013]进一步的，任一环形或扇形激光光线只与导光板中任意一个出光面上该光线与对应的法线夹角A满足全反射关系时，在导光板的侧面上设置反射器件。
[0014]进一步的，所述导光板的侧面存在至少一种反光或吸光器件。
[0015]进一步的，环形或扇形激光由导光板上的非全反射结构透射出导光板，出射后的激光照射到其他能够产生至少一种如下光学功能“反射”、“折射”、“散射”、“衍射”、“偏振”、“消偏振”或“受激发射荧光”、“偏振”的光学器件中，或具备以上光学功能的组合器件当中，产生均匀的激光照明光。
[0016]进一步的，所述导光板采用至少以一种中心波长位于150～12000nm的激光作为照明光源。
[0017]进一步的，所述照明光源使用风冷、液体冷却、半导体制冷及非强制冷却方式进行散热。
[0018]进一步的，所述导光板形成的激光面光源用于显示系统或照明系统。
[0019]有益效果：
[0020]1、本技术在导光板上设置用于容纳锥形反射面的凸台，在不增加导光板整体厚度前提下，使锥形反射面的锥度、直径参数大小不受导光板厚度制约，增大锥形反射面的受光面积，进而使入射激光束直径增大，以降低入射激光束的功率密度，减少导光板被激光束灼伤损坏的几率，延长了导光板的使用寿命。
[0021]2、本技术提出导光板结构，将激光束扩束、匀场、合色采用一体化设计解决了传统方案中需要大量光学器件、复杂的光学结构才能实现激光束扩束、光场能量匀化、合色的工程难题。
[0022]3、本技术取消了传统侧入式激光面光源需要在导光板及激光束之间加入散射体及扩束透镜，降低了散射光损耗30％以上，提升激光利用率，通过增设容纳锥形反射面的凸台，增加了锥形反射面的锥度，直径，进一步增大了激光束入射导光板的光斑直径，降低了激光照射的功率密度，解决了现有激光损伤导光板的工程问题，使激光光源能够用于液晶显示器的背光源照明。
[0023]4、本技术的锥形反射面上形成环形或扇形激光，环形激光分量与导光板中任意一个出光面上该激光分量与该激光分量对应的法线夹角A”和“任一环形激光分量与导光
板中任意一个侧面上该激光分量与该激光分量对应的法线夹角B”均满足全反射关系，能够提升激光在导光板中的光利用率。
附图说明
[0024]图1为本技术内扩束激光显示用导光板的外形结构示意图；
[0025]图2为本技术内扩束激光显示用导光板的内部结构示意图；
[0026]图3为本技术内扩束激光显示用导光板组成阵列的结构示意图；
[0027]图4为本技术内扩束激光显示用导光板的凸台内填充物结构示意图。
[0028]其中，1
‑
导光板、12
‑
非全反射结构、2
‑
凸台、21
‑
锥形反射面、22
‑
实心金属填充物、23
‑
微结构列阵、3
‑
激光器、4
‑
光学准直器件、41
‑
反射镜。
具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种内扩束激光显示用导光板，其特征在于，所述导光板内部存在至少一个锥形反射面，一侧的表面存在容纳该锥形反射面的凸台，锥形反射面的底面存在于与所述凸台所在表面相对表面；所述锥形反射面、凸台和导光板为一体结构，所述导光板两侧的表面为出光面；激光束由凸台顶面入射，照射到锥形反射面上形成环形或扇形激光，环形或扇形激光在导光板的两个出光面之间进行全反射。2.如权利要求1所述的一种内扩束激光显示用导光板，其特征在于，“任一环形或扇形激光的分量与导光板中任意一个表面上该激光分量与该激光分量对应的法线夹角A”和“任一环形或扇形激光的分量与导光板中任意一个侧面上该激光分量与该激光分量对应的法线夹角B”均满足全反射关系。3.如权利要求1所述的一种内扩束激光显示用导光板，其特征在于，所述导光板的侧面存在至少一种反光或吸光器件。4.如权利要求1或2所述的一种内扩束激光显示用导光板，其特征在于，所述导光板采用至少以一种中心波长位于150～12000nm的激光作为照明光源。5.如权利要求1或2所述的一种内扩束激光显示用导光板，其特征在于，环形或扇形激光由导光板上的非全反射结构透射出导光板，出射后的...

【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：