CN109976037A - 一种侧入式背光源及其显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种侧入式背光源及其显示装置，其中侧入式背光源包括：基板、聚光器、漫反射背板和双面棱镜扩散板。其中聚光器包括支架、光源、第一反射件、第二反射件以及连接架。本发明利用聚光器的光纤透镜将LED发出的大角度类朗伯光源初步压缩成小角度；然后利用第一反射件的上底面上的缺口将光纤透镜初次汇聚后的极小角度光线通过，利用第一反射面将光纤透镜初步耦合的大角度类朗伯光源进行初次反射至第二反射面进行次级反射最终得到小角度的出射光，从而避免使用导光板，降低生产成本，避免了导光板的热翘曲问题对于光学性能的影响。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种侧入式背光源及其显示装置。
背景技术
随着液晶显示技术的不断发展，液晶显示器特别是彩色液晶显示器的应用领域也在不断拓宽。受液晶显示器的市场拉动，背光源产业，呈现一派繁荣景象。液晶显示是被动发光元件，显示屏本身并不发光，而是由其下方的背光源照亮的。背光源和液晶显示屏组合在一起构成了液晶显示模块。
所谓背光源(BackLight)是位于液晶显示器(LCD)背后的一种光源，它的发光效果将直接影响到液晶显示模块(LCM)视觉效果。背光源主要由光源、导光板、光学用膜片、塑胶框等组成。背光源具有亮度高，寿命长、发光均匀等特点。依光源分布位置不同则分为直下式背光源和侧光式背光源。
直下式背光源是将光源(LED晶片阵列)及印刷电路板置于背光源底部，光线从LED射出后，通过底部的反射片，再通过表面的扩散板、增亮膜均匀地射出。
侧光式背光源是将线形或点状光源设置在经过特殊设计的导光板的侧边做成的背光源。导光板原理是利用导光压克力板底的网点分布破坏光的干涉现象，将线光源均匀转换成面光源，其作用在于引导光的散射方向，让光的分布更加均匀使从正面看不到反射点的影子，用来提高面板的亮度，并确保面板亮度的均匀性，其中导光板的优良对背光影响甚大。
液晶背光是一个平面的均匀照明装置，作为光源的冷阴极荧光灯管或LED灯条排列在整个背光源的两边或一边(可能是长边，也可能是短边)。冷阴极灯管是线光源，LED是点光源，把此光源转换为面光源需要使用导光板。导光板一般由高透光率的亚克力塑料制成，表面非常光滑平整，以致于大部分内部光线会在其平整表面上规则的全反射，而不会射出到导光板外部。液晶显示器的导光板的底部印有白色的网点。在导光板印有网点的位置上，光线不再规则的全反射而是会向导光板上方射出。控制每个位置网点的密度就可以控制导光板在这个位置射出光线的多少。精密设计的导光板网点可以让两侧入射的光线均匀的铺散在整个平面上。导光板上方会再放置光学膜片，这些膜片起到均匀光线，并且汇聚大角度光供正面观察等作用。
由于侧入式背光源采用了导光板这种光学元件，因此可以制做的非常薄，利于LCD显示器的薄型化发展。然而导光板的引入，由于LED在照明过程中产生大量的热量，因此在侧入式背光源狭小的腔体内会造成温度过高，进而引发导光板的翘曲问题，从而导致现有的侧入式背光源光效大幅度下降。进一步地，随着导光板材料的老化，会对特定的发光波长产生消光，这一问题将进一步影响显示色彩。并且由于复杂的光学结构，使得生产成本增加。因此需要寻求一种新型的侧入式背光源以改善上述问题。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种侧入式背光源及其显示装置，其能够解决目前的侧入式背光源中的光效降低、显示色彩差、成本高等问题。
为了解决上述问题，本发明的一个实施方式提供了一种侧入式背光源，其中包括基板和聚光器，所述聚光器设置于所述基板上。其中所述聚光器包括：支架、光源、第一反射件、第二反射件以及连接架。所述第一反射件为圆台形，所述第一反射件的外侧面为第一反射面；所述第二反射件设置于所述支架上，所述第二反射件为圆台形，所述第二反射件的内侧面为第二反射面；所述第一反射件通过所述连接架固定于所述第二反射件上。
进一步地，其中所述支架上设有一凸起部，其中所述凸起部中设有一表面开口并向下凹陷的容置槽，所述光源设置于所述容置槽底部。
进一步地，其中所述支架上还设有一光纤透镜，所述光纤透镜设置于所述容置槽内。
进一步地，其中所述第一反射件、第二反射件、光源以及光纤透镜同轴设置。
进一步地，其中所述第一反射件的上底面设有一缺口，所述缺口与所述光源在所述第一反射件的上底面上的投影相互重合。
进一步地，其中所述第一反射件、第二反射件的组成材料包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及K9玻璃中的一种或多种。
进一步地，其中所述侧入式背光源包括两个基板，所述两个基板相互平行相对设置，两个基板上均设有所述聚光器。
进一步地，其中所述侧入式背光源还包括漫反射背板，所述漫反射背板设置于所述基板上方。
进一步地，其中所述侧入式背光源还包括双面棱镜扩散板，所述双面棱镜扩散板设置于所述基板下方。
本发明的另一个实施方式还提供了一种显示装置，其中包括本发明所述的侧入式背光源。
本发明的优点是：本发明涉及一种侧入式背光源及其显示装置，首先一方面，利用第一反射件的上底面上的缺口将光纤透镜初次汇聚的极小角度光线通过，另一方面利用聚光器的光纤透镜将LED发出的光线做初步耦合，将LED发出的大角度类朗伯光源初步压缩成小角度，利用第一反射面对光纤透镜初步耦合的大角度类朗伯光源进行初次反射，利用第二反射面对入射的光线进行次级反射，最终得到小角度的出射光，从而避免使用导光板，降低生产成本，避免了导光板的热翘曲问题对于光学性能的影响。其次利用漫反射背板将入射到表面的光线沿各个方向发散，起到均匀光线的作用；利用双面棱镜扩散板将入射到表面的光线进行扩散，避免掠射光角度太大而导致的严重的菲涅尔反射问题，增加出光效率，增加光线均匀性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本发明侧入式背光源的结构示意图。
图2是本发明侧入式背光源中的聚光器的结构示意图。
图3是本发明侧入式背光源中的聚光器中的光线示意图。
图中部件标识如下：
100、侧入式背光源
1、基板 2聚光器
3、漫反射背板 4、双面棱镜扩散板
21、支架 22、光源
23、光纤透镜 24、第一反射件
25、第二反射件 26、连接架
241、第一反射面 251、第二反射面
具体实施方式
以下结合说明书附图详细说明本发明的优选实施例，以向本领域中的技术人员完整介绍本发明的技术内容，以举例证明本发明可以实施，使得本发明公开的技术内容更加清楚，使得本领域的技术人员更容易理解如何实施本发明。然而本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例，下文实施例的说明并非用来限制本发明的范围。
本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是附图中的方向，本文所使用的方向用语是用来解释和说明本发明，而不是用来限定本发明的保护范围。
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。此外，为了便于理解和描述，附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。
当某些组件，被描述为“在”另一组件“上”时，所述组件可以直接置于所述另一组件上；也可以存在一中间组件，所述组件置于所述中间组件上，且所述中间组件置于另一组件上。当一个组件被描述为“安装至”或“连接至”另一组件时，二者可以理解为直接“安装”或“连接”，或者一个组件通过一中间组件“安装至”或“连接至”另一个组件。
实施例1
如图1所示，本实施例的侧入式背光源，其中包括两个基板1、聚光器2、漫反射背板3和双面棱镜扩散板4。其中所述两个基板1相互平行设置；所述聚光器2设置于所述基板1上。
如图2所示，其中所述聚光器2包括：支架21、光源22、光纤透镜23、第一反射件24以及第二反射件25。
如图2所示，其中所述支架21上设有一凸起部，其中所述凸起部中设有一表面开口并向下凹陷的容置槽，所述光源22设置于所述容置槽底部，所述光纤透镜23设置于所述容置槽内。其中所述第一反射件24、第二反射件25、光源22以及光纤透镜23同轴设置。由此有利于光线在聚光器中的多次反射，实现聚光效果。
如图2所示，其中所述第一反射件24为圆台形，所述第一反射件24的外侧面为第一反射面241；所述第二反射件25设置于所述支架21上，所述第二反射件25为圆台形，所述第二反射件25的内侧面为第二反射面251；所述第一反射件24通过所述连接架26固定于所述第二反射件25上，其中所述连接架26由透光性能优良的材质组成，由此可以允许经过第二反射面251反射后的光线通过。其中所述第一反射件24的上底面设有一缺口，所述缺口与所述光源22在所述第一反射件24的上底面上的投影相互重合。由此可以实现光源22发射出的小角度光线穿透过光纤透镜23后直接通过缺***出。
如图3所示，由光源22发射出的光线分为两部分，一部分是经过光纤透镜23进行初步耦合后的小角度的光线直接通过第一反射件24的上底面上的缺***出；另一部分是经过光纤透镜23进行初步耦合后的大角度类朗伯光源初步压缩成小角度到所述第一反射面241上进行初级反射，然后所述第一反射面241再将光线反射到所述第二反射面251进行次级反射，最后转换成小角度的光线出射，从而获得大的掠射出光面积，从而避免使用导光板，降低生产成本，避免了导光板的热翘曲问题对于光学性能的影响。
其中所述光源22可以采用LED芯片，由此形成的光源22更高效、更稳定、信耐性卓越，发射的光线亮度高。
其中所述第一反射面24、第二反射面25的组成材料包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及K9玻璃中的一种或多种。由此形成的第一反射面24、第二反射面25透光率高、耐紫外线效果好。
其中所述基板1上可以设置1个数量的聚光器2，也可以设置2个或以上数量的聚光器2。由此可以根据实际情况决定聚光器2的数量，由此控制生产成本。
其中所述漫反射背板3设置于所述两个基板1上方；所述漫反射背板3的组成材料包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及K9玻璃中的一种或多种。由此实现将入射到漫反射背板3表面的光线沿各个方向发散，从而达到均匀发光的作用。
其中所述双面棱镜扩散板4与所述漫反射背板3相互平行设置于所述两个基板1下方；所述双面棱镜扩散板4的组成材料包括聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)以及K9玻璃中的一种或多种。由此实现将入射到所述双面棱镜扩散板4表面的大角度的光线经过两个棱镜面的多次折射，变成小角度光线，避免大角度光线出射产生的菲涅尔反射的问题，避免光线能量损失，提高出光效率，增加光线均匀性。
本发明的另一个实施方式还提供了一种显示装置，其中包括本发明所述的侧入式背光源100。
以上对本发明所提供的侧入式背光源及其显示装置进行了详细介绍。应理解，本文所述的示例性实施方式应仅被认为是描述性的，用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，而并不用于限制本发明。在每个示例性实施方式中对特征或方面的描述通常应被视作适用于其他示例性实施例中的类似特征或方面。尽管参考示例性实施例描述了本发明，但可建议所属领域的技术人员进行各种变化和更改。本发明意图涵盖所附权利要求书的范围内的这些变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种侧入式背光源，其特征在于，包括：
基板；
聚光器，所述聚光器设置于所述基板上，所述聚光器包括：
支架；
光源，所述光源安装于所述支架上；
第一反射件，所述第一反射件为圆台形，所述第一反射件的外侧面为第一反射面；
第二反射件，所述第二反射件设置于所述支架上，所述第二反射件为圆台形，所述第二反射件的内侧面为第二反射面；以及
连接架，所述第一反射件通过所述连接架固定于所述第二反射件上。
2.根据权利要求1所述的侧入式背光源，其特征在于，所述支架上设有一凸起部，其中所述凸起部中设有一表面开口并向下凹陷的容置槽，所述光源设置于所述容置槽底部。
3.根据权利要求2所述的侧入式背光源，其特征在于，所述支架上还设有一光纤透镜，所述光纤透镜设置于所述容置槽内。
4.根据权利要求3所述的侧入式背光源，其特征在于，所述第一反射件、第二反射件、光源以及光纤透镜同轴设置。
5.根据权利要求1所述的侧入式背光源，其特征在于，所述第一反射件的上底面设有一缺口，所述缺口与所述光源在所述第一反射件的上底面上的投影相互重合。
6.根据权利要求1所述的侧入式背光源，其特征在于，所述第一反射件、第二反射件的组成材料包括聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯以及K9玻璃中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的侧入式背光源，其特征在于，包括两个基板，所述两个基板相互平行相对设置，两个基板上均设有所述聚光器。
8.根据权利要求1所述的侧入式背光源，其特征在于，还包括：
漫反射背板，所述漫反射背板设置于所述基板上方。
9.根据权利要求1所述的侧入式背光源，其特征在于，还包括：
双面棱镜扩散板，所述双面棱镜扩散板设置于所述基板下方。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1所述的侧入式背光源。
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