CN103175032A - 一种背光源和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光源和显示装置，属于液晶显示技术领域。本发明的背光源包括：光学模组和设置于所述光学模组侧边的光源组件，所述光源组件包括：光源、第一光学器件和第二光学器件；所述第一光学器件用于将所述光源发出的光转变为平行光并透射至所述第二光学器件；所述第二光学器件用于将所述第一光学器件透射的平行光反射至所述光学模组。其可以极大的减少LED灯的使用数量和提高背光的利用率，节省成本。本发明的显示装置包括上述背光源，画面亮度和均匀性大大提高。

Description

一种背光源和显示装置
技术领域
本发明属于液晶显示技术领域，具体涉及一种背光源和显示装置。
背景技术
液晶显示器主要由液晶显示面板和背光源组成。因为液晶显示面板本身不发光，所以成像需要另一至关重要的组成部分--背光源。背光源是除显示面板以外可以决定屏幕画质的最直接因素。背光源的发光特性将直接影响到液晶显示面板的画面品质，因此，背光源是液晶显示器非常重要的组成部件。发光二极管（Light Emitting Diode，简称：LED）作为显示器件应用的领域也越来越广，随着LED背光源液晶显示器的普及，LED已成为目前液晶显示器的最佳背光源。
现有背光源可以包括直下式背光源和侧边式背光源两种。直下式背光源是将LED灯设置在液晶显示器的背面，LED灯可设置在液晶显示器背面的不同区域，并可以独立调整明暗度，从而使LED灯发出的光可以均匀的传达到液晶显示器的整个屏幕，由于LED灯是向四面八方发出光的，因此会产生部分光的损失，这导致需要通过增加LED灯的数量来提供光以满足液晶显示器屏幕的亮度，从而加大了制造成本；侧边式背光源是在液晶显示器的边缘设置LED灯，这种设计通过导光板把位于屏幕边缘的LED灯发射的光发散到屏幕中心区域以显示画面，减少了LED灯的数目，从而降低了制造成本，然而由于导光板的亮度均匀性差，导致整个屏幕亮度不均匀，不能充分利用光源发出的光，导致光源发出的光利用率不高，进而不能满足亮度要求。
综上所述，侧边式背光源相对于直下式背光源虽然在一定程度上减少了LED灯的数目且提高了光的利用率，但是侧边式背光源使用的LED灯的数目仍然较多且光利用率较低。
发明内容
本发明提供一种背光源和显示装置，可以解决现有背光源使用LED灯数量多，光利用率低的缺点，极大的减少了使用LED灯的数量，提高了光的利用率，节省了成本。
为解决本发明技术问题提供一种背光源，包括：光学模组和设置于所述光学模组侧边的光源组件；
所述光源组件包括：光源、第一光学器件和第二光学器件；
所述第一光学器件用于将所述光源发出的光转变为平行光并透射至所述第二光学器件；
所述第二光学器件用于将所述第一光学器件透射的平行光反射至所述光学模组。
可选地，所述第一光学器件包括凸透镜，位于所述光源和所述第二光学器件之间。
可选地，所述光源位于所述第一光学器件的一倍焦距处。
可选地，所述第二光学器件包括：多个依次排列的半透镜，每个所述半透镜具有特定的反射率，以便将所述第一光学器件透射的平行光反射至所述光学模组。其中，所述半透镜根据自身的反射率将入射的一部分光反射到光学模组，同时使另外一部分光透过，照射到下一个半透镜上
可选地，所述半透镜的反射率根据其个数和所述背光源的目标亮度进行调节。
可选地，多个所述半透镜平行设置，且所述半透镜具有特定的倾斜角度。
可选地，所述光源组件的数量为两个，两个光源组件分别位于所述光学模组相对应的两个侧边。
可选地，所述光源包括LED灯。
为解决本发明技术问题提供一种显示装置，包括：包括背光源，所述背光源采用上述的背光源。
本发明提供的一种背光源中，第一光学器件的凸透镜将光源发出的光转变为平行光并透射至第二光学器件；第二光学器件的多个依次排列的半透镜根据特定的反射率将第一光学器件的凸透镜透射的平行光反射至光学模组从而将光源发出的光全部反射到光学模组，从而极大减少了LED灯的数量，提高了光的利用率，节省了成本。
本发明提供的一种显示装置中，由于本发明的显示装置中包括上述的背光源，故其画面亮度和均匀性大大提高。
附图说明
图1为本发明实施例一的背光源结构示意图；
图2为图1中A-A向剖视图；
图3为本发明实施例二的背光源设计的结构示意图。
图4为本发明实施例三的背光源设计的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种背光源和显示装置作进一步详细描述。
实施例1：
图1为本发明实施例一提供的一种背光源的结构示意图，图2为图1中A-A向剖视图，如图1和图2所示，该背光源包括：光学模组1和设置于光学模组1侧边的光源组件2。
光学模组1可包括：反射板11、网点12和导光板13。其中，反射板11用于将未被散射的光源反射，反射后的光进入网点12；网点12用于将光散射至导光板13；导光板13用于将从网点12散射过来的光转变成面光源形式，并从出光面均匀射出到光学模组。
光源组件2包括：光源21、第一光学器件22和第二光学器件23。光源21用于提供光源。优选地，光源21可位于第一光学器件22的一倍焦距处，这样有利于第一光学器件22将光源21发出的光转变为平行光。优选地，光源21可以为LED灯，LED灯具有亮度高且节能环保的特点。光源21可采用一个或者多个LED灯。当光源21采用多个LED灯，可有效提高光源的亮度。
第一光学器件22用于将光源21发出的光转变为平行光并透射至第二光学器件23。第一光学器件22位于光源21和第二光学器件23之间，第一光学器件22改变从LED灯发出的光的传播方向，由来自四面八方的发散光转变为平行光。优选地，第一光学器件22可以为凸透镜，利用凸透镜可以将光源发散的光会聚起来，将来自四面八方的光转变为平行光。
可选地，第一光学器件22也可以为具有会聚光源并将其转变为平行光作用的其他光学器件。
第二光学器件23用于将第一光学器件22透射的平行光反射至光学模组1。第二光学器件23可以为多个依次排列的半透镜，每个半透镜具有特定的反射率，每个半透镜根据其特定的反射率对入射的平行光进行光学处理。即每个半透镜根据自身的反射率将入射的一部分光反射到光学模组，同时使另外一部分光透过，照射到下一个半透镜上，以实现将第一光学器件22透射的平行光反射至光学模组1。
具体地，半透镜将第一光学器件22透射过来的平行光一部分反射到光学模组1，并使另外一部分平行光透过，照射到下一个半透镜上，下一个半透镜将上一个半透镜透射过来的平行光一部分反射到光学模组1，并使另外一部分平行光透过，重复此过程，一直持续下去，直到最后一个半透镜将平行光将百分之百反射到光学模组1，光源发出的光全部进入到光学模组1。
每个半透镜的特定反射率可以根据半透镜的个数和背光源的目标亮度进行调节。多个依次排列的半透镜可平行设置，并且半透镜具有特定的倾斜角度。半透镜的倾斜角度为能够使半透镜入射到网点上的光发生全反射。
可选地，第二光学器件23也可以为具有将平行光一部分反射到光学模组，并使另外一部分光透过的光学器件。
本发明中半透镜的反射率的计算公式为：
反射率=（反射光强度/入射光强度）×100%；其中，反射光强度=入射光强度+出射光强度。
例如，表1为半透镜个数为10个时，每个半透镜的反射率。如下表1所示：
表1
从表1中可以看出，当我们设置半透镜的个数为十个时，该十个半透镜从上到下依次排列，靠近光源21的半透镜为第一个半透镜，从凸透镜透射过来的平行光为10000nit时，半透镜将凸透镜透射过来的平行光一部分反射到光学模组1，反射部分光即反射光为1000nit，并使另外一部分平行光透过，透过部分光即出射光为9000nit，因此，可通过上述反射率的计算公式计算出第一个半透镜的反射率n1=(1000nit/10000nit)×100%=10%。
另外一部分透过的平行光，即出射光9000nit，作为照射到下一个半透镜上的入射光，其将第一个半透镜透射过来的平行光一部分反射到光学模组1，反射部分光即反射光为1000nit，并使另外一部分平行光透过，透过部分光即出射光为8000nit，因此，可通过上述反射率的计算公式计算出第一个半透镜的反射率n2=(1000nit/9000nit)×100%=11.1%。
同理，可依次计算另外的八个半透镜的反射率，直到最后一个半透镜，第十个半透镜的反射率n10=(1000nit/1000nit)×100%=100%，此时，平行光将百分之百反射到光学模组1中。至此，光源21发出的光全部进入到光学模组1。
本实施例提供的背光源的技术方案中，第一光学器件将光源发出的光转变为平行光并透射至第二光学器件，第二光学器件根据特定的反射率将第一光学器件透射的平行光反射至光学模组，实现了将光源发出的光全部反射到光学模组，从而极大减少了光源的数量，大大提高了光的利用率，节省了成本。
实施例2：
图3为本发明实施例二提供一种背光源的结构示意图，如图3所示，该背光源包括：两个光源组件2，两个光源组件2分别位于光学模组1相对应的两个侧边，即两个光源组件中的光源分别位于光学模组的对角线上，两个光源组件中的第二光学器件的半透镜的反射率互补，例如，左侧光源组件的第二光学器件的第一个半透镜的反射率为10%，右侧光源组件的第二光学器件的第一个半透镜的反射率则为90%，依次计算，左侧光源组件第二光学器件的第二个半透镜的反射率为11.1%，右侧光源组件的第二光学器件的第二个半透镜的反射率则为88.9%，直至最后一个半透镜，左侧光源组件第二光学器件的第十个半透镜的反射率为100%，右侧光源组件的第二光学器件的第十个半透镜的反射率则为0%。
其中，光学模组1和每个光源组件2的具体描述可参见上述实施例一。
在实际应用中，根据实际生产需要，光源组件2的数量还可以为三个以上。
本实施例提供的一种背光源的技术方案中，通过增加光源组件的数量，其可以进一步地有效提高光的利用率和画面的亮度以及均匀性，节省了成本。
实施例3：
图4为本发明实施例三提供一种背光源的结构示意图，如图4所示，该背光源包括：两个光源组件2，两个光源组件2分别位于光学模组1的相对应地两个侧边，即两个光源组件中的光源分别位于光学模组的平行线上，两个光源组件中的第二光学器件的半透镜的反射率互补，例如，左侧光源组件的第二光学器件的第一个半透镜的反射率为10%，右侧光源组件的第二光学器件的第一个半透镜的反射率则为90%，依次计算，左侧光源组件第二光学器件的第二个半透镜的反射率为11.1%，右侧光源组件的第二光学器件的第二个半透镜的反射率则为88.9%，直至最后一个半透镜，左侧光源组件第二光学器件的第十个半透镜的反射率为100%，右侧光源组件的第二光学器件的第十个半透镜的反射率则为0%。
本实施例提供的一种背光源的具体实施方式参见实施例二，此处不再赘述。
实施例4：
本发明实施例四提供一种显示装置，该显示装置包括背光源和液晶模组，其中，背光源位于液晶模组的背面，并向液晶模组提供光源。背光源采用实施例一或实施例二中的背光源，此处不再赘述。
本发明提供的一种显示装置的技术方案中，由于显示装置包括上述实施例一或者实施例二的背光源，故其画面亮度和均匀性大大提高。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种背光源，包括光学模组和设置于所述光学模组侧边的光源组件，其特征在于：所述光源组件包括：光源、第一光学器件和第二光学器件；
所述第一光学器件用于将所述光源发出的光转变为平行光并透射至所述第二光学器件；
所述第二光学器件用于将所述第一光学器件透射的平行光反射至所述光学模组。
2.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述第一光学器件包括凸透镜，位于所述光源和所述第二光学器件之间。
3.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述光源位于所述第一光学器件的一倍焦距处。
4.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述第二光学器件包括：多个依次排列的半透镜，每个所述半透镜具有特定的反射率，以便将所述第一光学器件透射的平行光反射至所述光学模组。
5.根据权利要求4所述的背光源，其特征在于，所述半透镜的反射率根据其个数和所述背光源的目标亮度进行调节。
6.根据权利要求4所述的背光源，其特征在于，多个所述半透镜平行设置，且所述半透镜具有特定的倾斜角度。
7.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述光源组件的数量为二个，所述二个光源组件分别位于所述光学模组相对应的两个侧边。
8.根据权利要求1至7任一所述的背光源，其特征在于，所述光源包括LED灯。
9.一种显示装置，包括背光源和液晶模组，其特征在于，所述背光源采用权利要求1-8任一所述的背光源。
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