CN109782490A - 直下式背光源、模组及激光电视 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直下式背光源、模组及激光电视，其中，所述直下式背光源包括壳体、RGB激光发射器以及反射组件；所述壳体包括安装有所述RGB激光发射器的第一面板和连接于所述第一面板上的第二面板，所述第二面板上设置有出光孔；所述RGB激光发射器能够发射第一准直光束至所述反射组件；所述反射组件包括漫反射体，所述漫反射体能够将所述第一准直光束反射成漫反射光束至所述第二面板的出光孔处；或者，所述反射组件包括平面镜和凹透镜，所述平面镜能够将所述第一准直光束反射成第二准直光束至所述凹透镜，所述凹透镜能够将所述第二准直光束折射成扩散光束至所述出光孔。本发明旨在解决现有的电视液晶模组的亮度、色域以及对比度不足技术问题。

Description

直下式背光源、模组及激光电视

技术领域

本发明涉及背光模组领域，尤其涉及一种直下式背光源、模组及激光电视。

背景技术

随着市场需求升级，电视机在外观造型升级的同时，内容也在不断升级。为了将丰富内容资源显示更加逼真完整，需要对电视机进行内在显示画质的提升。而对于显示画质来说，液晶模组的亮度、色域以及对比度等指标均是需要提升和突破的部分。针对高亮度和高对比度部分，目前是通过增加LED颗数和LOCAL DIMMING(区域调光)来实现，市面上超薄造型的均为侧光式产品，LED颗数直接与散热之间冲突，LOCAL DIMMING的趋势也不是很高，故亮度不是很高。

传统产品的广色域实现方式是通过使用蓝光LED进行激发量子点材料从而产生半波宽较窄的红绿半波宽较窄的频谱，从而提升其对应的色域。目前大部分应用方案均是使用量子膜实现。而量子膜的激发效率非常低，基本光损耗在30-50％之间，含重金属Cd的量子膜的效率较高，在30％-40％左右，但因为含有重金属Cd，有毒不环保。无Cd的量子膜激发效率较低，在50％左右，且色域仅NTSC1931 90％，根本达不到全色域。因此，传统市面上的激光电视，其实均为激光光源的投影仪，将光线投在显示板上进行反射后进入人眼，故亮度一般较低，且分辨率很低。

鉴于此，有必要提出一种新的直下式背光源、模组及激光电视，以缓解或克服上述缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种直下式背光源，该直下式背光源旨在解决现有的电视液晶模组的亮度、色域以及对比度不足技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供的一种直下式背光源，包括壳体、RGB激光发射器以及设置于所述壳体内的反射组件；

所述壳体包括安装有所述RGB激光发射器的第一面板和连接于所述第一面板上的第二面板，所述第二面板上设置有出光孔；

所述RGB激光发射器能够发射第一准直光束至所述反射组件；

所述反射组件包括漫反射体，所述漫反射体能够将所述第一准直光束反射成漫反射光束至所述第二面板的出光孔处出光；

或者，所述反射组件包括平面镜和凹透镜，

所述平面镜能够将所述第一准直光束反射成第二准直光束至所述凹透镜，

所述凹透镜能够将所述第二准直光束折射成扩散光束至所述第二面板的出光孔处出光。

优选地，所述反射组件包括凸透镜、平面镜和凹透镜，所述凸透镜能够将所述第一准直光束折射成第一修正光束至所述平面镜，所述平面镜能够将所述第一修正光束反射成第二修正光束至所述凹透镜，所述凹透镜能够将所述第二修正光束折射成扩散光束至所述第二面板的出光孔处出光。

优选地，所述RGB激光发射器包括红光激光发射器、蓝光激光发射器和绿光激光发射器。

优选地，所述扩散光束的扩散夹角为150度至170度。

优选地，所述漫反射体和所述第一面板之间成第一夹角，所述漫反射体和所述第二面板之间成第二夹角；

或者，所述平面镜和所述第一面板之间成第三夹角，所述平面镜和所述第二面板之间成第四夹角。

优选地，所述壳体包括连接于所述第一面板上的第三面板，所述第三面板平行于所述第二面板且所述第三面板上设置有散热孔。

此外，本发明还提供一种直下式背光模组，所述直下式背光模组包括根据以上所述的直下式背光源。

优选地，所述背光模组还包括背板、设置于所述背板上的支撑架以及设置于所述支撑架上的光学片，所述背板连接有多个所述直下式背光源。

优选地，所述背板上设置有空气对流孔。

此外，本发明还提供一种激光电视，所述激光电视包括根据以上所述的直下式背光模组

本申请的方案中，由于直下式背光源，包括壳体、RGB激光发射器以及设置于壳体内的反射组件；其中，采用RGB的红绿蓝单色的小型激发器作为背光源，其优良的高能量和极窄的半波宽可以满足产品高亮度和全色域的表现，从而容易搭配更高分辨率面板，如8K等进行超清晰画质显示。而反射组件则用于实现背光的均匀分布以及减弱激光光线的能量，防止激光直接出射对搭配应用造成伤害，反射组件可以是漫反射体，漫反射体能够将第一准直光束反射成多角度的漫反射光束至第二面板的出光孔处出光，漫反射效果根据实际漫反射体放置位置与结构确认。反射组件可以是包括平面镜和凹透镜，通过放至斜面的平面反射镜进行平行光束的反光，得到近似准直的第二准直光束，之后经过凹透镜进行光扩散，将发出的第二准直光束进行打散折射成扩散光束，然后透过第二面板上的出光口将光线发出，根据其特有应用场合(混光距离，光源数量，间距等要求的光线的角度)，进行调整内部光路的距离，焦点以及透镜半径等参数，此外，还可以根据实际应用效果确定是否需搭配***的二次光学反射透镜进行使用。因此，本申请的直下式背光源是一种高激发能量、半波宽较窄的光源，在保证高色域满足高亮度的同时能够搭配LOCAL DIMMING实现高对比度，并应用于电视机中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的机构获得其他的附图。

图1为本发明的实施例的直下式背光源的示意图；

图2为本发明的实施例的直下式背光源的第一方案的光路示意图；

图3为本发明的实施例的直下式背光源的第二方案的光路示意图；

图4为本发明的实施例的直下式背光源的第三方案的光路示意图；

图5为本发明的实施例的背光模组的示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	直下式背光源	101	壳体
110	第一面板	120	第二面板
				121	出光孔	111	第一准直光束
130	第三面板	200	漫反射体
				210	漫反射光束	300	平面镜
310	第二准直光束	400	凹透镜
				410	扩散光束	500	凸透镜
510	第一修正光束	520	第二修正光束
				600	背板	700	支撑架
800	光学片

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参见附图1至附图3，本发明提供的一种直下式背光源100，包括壳体101、RGB激光发射器(未图示)以及设置于壳体101内的反射组件；壳体101包括安装有RGB激光发射器的第一面板110和连接于第一面板110上的第二面板120，第二面板120上设置有出光孔121；RGB激光发射器能够发射第一准直光束111至反射组件；反射组件包括漫反射体200，漫反射体200能够将第一准直光束111反射成漫反射光束210至第二面板120的出光孔121处出光；或者，反射组件包括平面镜300和凹透镜400，平面镜300能够将第一准直光束111反射成第二准直光束310至凹透镜400，凹透镜400能够将第二准直光束310折射成扩散光束410至第二面板120的出光孔121处出光。

本申请的方案中，由于直下式背光源100，包括壳体101、RGB激光发射器以及设置于壳体101内的反射组件；其中，采用RGB的红绿蓝单色的小型激发器作为背光源，其优良的高能量和极窄的半波宽可以满足产品高亮度和全色域的表现，从而容易搭配更高分辨率面板，如8K等进行超清晰画质显示。而反射组件则用于实现背光的均匀分布以及减弱激光光线的能量，防止激光直接出射对搭配应用造成伤害，反射组件可以是漫反射体200，漫反射体200能够将第一准直光束111反射成多角度的漫反射光束210至第二面板120的出光孔121处出光，漫反射效果根据实际漫反射体200放置位置与结构确认。反射组件可以是包括平面镜300和凹透镜400，通过放至斜面的平面反射镜进行平行光束的反光，得到近似准直的第二准直光束310，之后经过凹透镜400进行光扩散，将发出的第二准直光束310进行打散折射成扩散光束410，然后透过第二面板120上的出光口将光线发出，根据其特有应用场合(混光距离，光源数量，间距等要求的光线的角度)，进行调整内部光路的距离，焦点以及透镜半径等参数，此外，还可以根据实际应用效果确定是否需搭配***的二次光学反射透镜进行使用。因此，本申请的直下式背光源100是一种高激发能量、半波宽较窄的光源，在保证高色域满足高亮度的同时能够搭配LOCAL DIMMING实现高对比度，并应用于电视机中。

需要说明的是，因激光光线非常聚集，基本为准直特性，如果直接出射的话能量太强，对搭配应用会有一定危害，故存在需要一定光路的设计改变其准直的特性，即存在设置一个反射组件的必要。此外，使用RGB单个激光器，可以根据用途和需求进行组合功率，波长，数量等搭配。本发明中RGB激光器的搭配方式并不受特别限制，多个RGB激光器的搭配可以是呈现线装排列方式，也可以呈三角式进行排列，亦或者横向的三排RGB交错排列，当然也可以按照RGB进行组合白光作为背光均匀面光源。

其中，在激光器的选择方面，可以采用小功率的RGB单色的激光发生器，激光器的发光角度基本为准直显现，水平方向的角度在10度以内，垂直方向角度在10度-20度。工作温度在-30至85摄氏度，输出功率在50-200mw之间。优选地，RGB激光发射器包括红光激光发射器、蓝光激光发射器和绿光激光发射器。其中，蓝光激光发射器激发出蓝光波长范围430-460nm之间，绿色激光发射器激发出的绿光波长在505-540nm之间，红色激光发射器激发出的红光波长620-640nm之间，每种单色光源发出的单色光线，其单色光线的频谱半波宽建议最好在15-25nm左右，根据不同应用场合和产品的色度需求进行细部选择搭配。激光器单个尺寸优选为φ5mm以下，单个功率优选为200MW以下。另外，使用优良导热特性的金属材质包边的激光发射器以保证大功率下散热及稳定性。

请参见附图4，作为本发明的一种可能实施方式，反射组件包括凸透镜500、平面镜300和凹透镜400，凸透镜500能够将第一准直光束111折射成第一修正光束510至平面镜300，平面镜300能够将第一修正光束510反射成第二修正光束520至凹透镜400，凹透镜400能够将第二修正光束520折射成扩散光束410至第二面板120的出光孔121处出光。

本实施例的方案中，壳体101内部进入RGB激光发射器发射出的第一准直光束111，通过内部放至的凸透镜500将激光器发出的第一准直光束111变成完全准直光或者有汇聚效果的第一修正光束510，然后经过斜面的平面镜300进行对应光束的反射成第一修正光束510，之后经过凹透镜400进行光扩散折射成扩散光束410。

需要说明的是，在本申请上述方案的基础上，根据其激光背光源的具有应用场合，为了对背光源内部的光路的距离，焦点以及透镜半径等参数进行调整，本领域技术人员还可以搭配其它的***的二次光学反射透镜进行使用，比如增设平面镜、凸透镜或是凹透镜，只要是为了降低激光出射强度或使背光均匀分布而进行的灵活配置，都应当纳入本申请的保护范围内。

进一步地，扩散光束410的扩散夹角为150度至170度。通过凹透镜400进行光扩散后的光束呈150度至170度，改变了激光光线的准直特效，降低了出色能量，同时也增大了出射面积。

作为本发明的一种具体实施方式，漫反射体200和第一面板110之间成第一夹角，漫反射体200和第二面板120之间成第二夹角。具体地，漫反射体200可以一端与第一面板110连接，另一端与第二面板120连接，漫反射体200的反射面与第一准直光束111成夹角以能够将第一准直光束111反射成漫反射光束210至第二面板120的出光孔121处出光。

作为本发明的另外一种具体实施方式，平面镜300和第一面板110之间成第三夹角，平面镜300和第二面板120之间成第四夹角。同样地，平面镜300可以一端与第一面板110连接，另一端与第二面板120连接。优选地，第三夹角等于第四夹角，即平面镜300的反射面与第一准直光束111正好成45度角。平面镜300能够将第一准直光束111反射成与第一准直光束111垂直的第二准直光束310至凹透镜400，凹透镜400再将第二准直光束310折射成扩散光束410至第二面板120的出光孔121处出光。

优选地，壳体101包括连接于第一面板110上的第三面板130，第三面板130平行于第二面板120且第三面板130上设置有散热孔。激光背光作为直下式光源，其装配模块装置可以直接使用铝材，铁材料或者合金等金属进行单个壳体101模块外部的设计，在壳体101底部可以增加散热孔进行散热。

此外，请参见附图5，本发明还提供一种直下式背光模组，直下式背光模组包括上述的直下式背光源100。背光模组还包括背板600、设置于背板600上的支撑架700以及设置于支撑架700上的光学片800，背板600连接有多个上述的直下式背光源100。

本发明的直下式背光模组由于使用了能量更强，半波宽度更窄的RGB单色激光作为光源，在保证高色域满足高亮度的同时能够搭配LOCAL DIMMING实现高对比度，并应用于电视机中。

具体地，直下式背光源100可以通过螺钉或粘胶等形式进行固定在背板600上，其装配模块装置直接使用铝材，铁材料或者合金等金属进行模块外部的设计。背板600上设置有用于连接扩散板的支撑架700，光学片800包括反射片、扩散板和膜片等等，根据实际功能需求进行搭配配置。比如将扩散板支撑架700粘贴在背板600上，上面贴附反射片，然后将扩散板和膜片分别支撑在背板600折边位置，之后将中框固定在背板600对应位置上，将液晶面板进行粘贴或者通过增加面框形式进行固定或者卡合在对应背板600结构上。其中，背板600上可以增加开空气对流孔，空气对流孔的位置与背光源的壳体101的散热孔的位置相对应，背板600外部还可以增加风扇或者水冷装置来增强散热的效果。

此外，本发明还提供一种激光电视，激光电视包括上述的直下式背光模组。本发明的激光电视，从市场端HDR画质要求广色域和高亮度特点进行入手，使用能量更强，半波宽度更窄的RGB单色激光作为光源，针对市场现有激光发射器特点，RGB单色激光器的排列方案，直下式激光光线的导出方案上，散热方案及模组形态上进行全新发明，将激光器组合发出准直激光进行扩散打开并反射，解决了激光指向性强难以应用的问题，防止出现能量太强刺伤人眼的问题，作为真正的激光电视进行面市，可以在同等亮度指标前提下实现色域最好的效果，且可以根据选择搭配的液晶面板，轻松实现4K/8K显示，解决了目前激光电视(投影仪形态)亮度低，色域低，分辨率低的问题。相对于传统产品通过使用蓝光LED进行激发量子点材料，无论在电视液晶模组的亮度、色域以及对比度上都能获得大幅的提升。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效机构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种直下式背光源，其特征在于，所述直下式背光源包括壳体、RGB激光发射器以及设置于所述壳体内的反射组件；

所述壳体包括安装有所述RGB激光发射器的第一面板和连接于所述第一面板上的第二面板，所述第二面板上设置有出光孔；

所述RGB激光发射器能够发射第一准直光束至所述反射组件；

所述反射组件包括漫反射体，所述漫反射体能够将所述第一准直光束反射成漫反射光束至所述第二面板的出光孔处出光；

或者，所述反射组件包括平面镜和凹透镜，

所述平面镜能够将所述第一准直光束反射成第二准直光束至所述凹透镜，

所述凹透镜能够将所述第二准直光束折射成扩散光束至所述第二面板的出光孔处出光。

2.根据权利要求1所述的直下式背光源，其特征在于，所述反射组件包括凸透镜、平面镜和凹透镜，所述凸透镜能够将所述第一准直光束折射成第一修正光束至所述平面镜，所述平面镜能够将所述第一修正光束反射成第二修正光束至所述凹透镜，所述凹透镜能够将所述第二修正光束折射成扩散光束至所述第二面板的出光孔处出光。

3.根据权利要求1所述的直下式背光源，其特征在于，所述RGB激光发射器包括红光激光发射器、蓝光激光发射器和绿光激光发射器。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的直下式背光源，其特征在于，所述扩散光束的扩散夹角为150度至170度。

5.根据权利要求1至3任意一项所述的直下式背光源，其特征在于，所述漫反射体和所述第一面板之间成第一夹角，所述漫反射体和所述第二面板之间成第二夹角；

或者，所述平面镜和所述第一面板之间成第三夹角，所述平面镜和所述第二面板之间成第四夹角。

6.根据权利要求1至3任意一项所述的直下式背光源，其特征在于，所述壳体包括连接于所述第一面板上的第三面板，所述第三面板平行于所述第二面板且所述第三面板上设置有散热孔。

7.一种直下式背光模组，其特征在于，所述直下式背光模组包括根据权利要求1至6任意一项所述的直下式背光源。

8.根据权利要求7所述的直下式背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括背板、设置于所述背板上的支撑架以及设置于所述支撑架上的光学片，所述背板连接有多个所述直下式背光源。

9.根据权利要求8所述的直下式背光模组，其特征在于，所述背板上设置有空气对流孔。

10.一种激光电视，其特征在于，所述激光电视包括根据权利要求7至9任意一项所述的直下式背光模组。