專利名稱：光導(dǎo)入系統(tǒng)、直下式背光模組及液晶顯示器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，具體地講，是涉及一種光導(dǎo)入系統(tǒng)、直下式背光模 組及液晶顯示器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今,在液晶顯示器(LCD, Liquid Crystal Display)的背光模組中大多數(shù)采用原 始光源作為背光光源，這里所述的原始光源是指利用電力等能源來使自身發(fā)光的光源，例 如LED、CCFL等。其中，LED具有高效節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛利用為背光模組中的背光光 源。但隨著未來人們更加注重節(jié)能環(huán)保，現(xiàn)今背光模組中的背光光源的功耗需要進(jìn)一步地 降低，這就需要減少原始光源使用的數(shù)量來實(shí)現(xiàn)背光光源功耗的降低，或者使用新型的節(jié) 能光源作為背光模組中的背光光源，來達(dá)到進(jìn)一步地節(jié)能。
將環(huán)境光，例如太陽光，作為背光模組中的背光光源是一種新型的節(jié)能方案。在這 種節(jié)能方案中，無需使用以電力為動(dòng)力的原始光源，或者將原始光源的使用比例減小，這樣 就可以大幅度地減少能耗。目前比較可行的辦法是將環(huán)境光收集后使用多條光纖傳導(dǎo)并由 各條光纖的出光端將收集的環(huán)境光出射到背光模組中作為背光模組的背光光源。然而，由 于光纖出光端的發(fā)光角度較小，導(dǎo)致出光端正前方與出光端之間(即出光端左右兩邊)的亮 度差異過大，從而產(chǎn)生亮暗分明的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可以分辨出每一出光端所在的位置，嚴(yán)重影 響了背光模組的光學(xué)品味。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種光導(dǎo)入系統(tǒng)，用 于直下式背光模組中，該光導(dǎo)入系統(tǒng)包括環(huán)境光米集系統(tǒng)，其朝向環(huán)境光，吸收所述環(huán)境 光并輸出吸收光；若干導(dǎo)光裝置，所述導(dǎo)光裝置具有一入光端及一出光端，所述入光端鄰近 于所述環(huán)境光采集系統(tǒng)，所述吸收光進(jìn)入所述入光端并被導(dǎo)引至所述出光端，若干所述出 光端陣列排布于擴(kuò)散板的一入光面之下；若干擴(kuò)散光裝置，所述擴(kuò)散光裝置設(shè)置于所述出 光端與所述入光面之間，所述擴(kuò)散光裝置將所述出光端的發(fā)光角度擴(kuò)大。
此外，所述導(dǎo)光裝置為光纖。
此外，所述擴(kuò)散光裝置為雙凹透鏡或平凹透鏡。
此外，所述出光端相對于所述擴(kuò)散光裝置的中心處，所述擴(kuò)散光裝置的寬度滿足 條件:W〈P，其中，W為所述擴(kuò)散光裝置的寬度，P為相鄰的兩個(gè)所述出光端之間的距離。
此外，所述光導(dǎo)入系統(tǒng)還包括若干原始光源，若干所述原始光源與若干所述出光 端交替陣列排布。
此外,所述原始光源為LED。
此外，所述出光端相對于所述擴(kuò)散光裝置的中心處，所述擴(kuò)散光裝置的寬度滿足 以下條件:W〈P2-L，且KP1-L,其中，W為所述擴(kuò)散光裝置的寬度，P1為相鄰的兩個(gè)所述出光 端之間的距離，P2為相鄰的兩個(gè)所述原始光源之間的距離，L為所述原始光源的寬度。
本發(fā)明的另一目的還在于提供一種直下式背光模組，包括上述的光導(dǎo)入系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的還在于提供一種液晶顯示器，包括顯示面板及上述的直下式背 光模組，所述顯示面板置于所述直下式背光模組之上。
根據(jù)本發(fā)明的光導(dǎo)入系統(tǒng)、直下式背光模組及液晶顯示器，該光導(dǎo)入系統(tǒng)將環(huán)境 光導(dǎo)入直下式背光模組中作為直下式背光模組的背光光源，無需使用原始光源，或者減少 原始光源的使用數(shù)量，大大地減少能耗。另外，由于設(shè)置在出光端與入光面之間的擴(kuò)散光裝 置將出光端的發(fā)光角度擴(kuò)大，改善了出光端之間產(chǎn)生的亮暗不均的現(xiàn)象，提高了直下式背 光模組的光學(xué)品味。
圖1是本發(fā)明實(shí)施例
圖2是本發(fā)明實(shí)施例
圖3是本發(fā)明實(shí)施例
圖4是本發(fā)明實(shí)施例
圖5是本發(fā)明實(shí)施例
圖6是本發(fā)明實(shí)施例1的直下式背光模組的示意圖。I的雙凹透鏡將出光端的發(fā)光角度擴(kuò)大的示意圖。 I的平凹透鏡將出光端的發(fā)光角度擴(kuò)大的示意圖。 I的平凹透鏡的另一種設(shè)置的示意圖。2的直下式背光模組的示意圖。I或?qū)嵤├?的液晶顯示器的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了更好地闡述本發(fā)明所采取的技術(shù)手段及其效果，以下結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例及 其附圖進(jìn)行詳細(xì)描述，其中，相同的標(biāo)號始終表示相同的部件。
實(shí)施例1
參照圖1，直下式背光模組I包括環(huán)境光收集系統(tǒng)10、若干條光纖20、若干個(gè)雙凹 透鏡40、背板50、擴(kuò)散板30、光學(xué)膜片60及反射板90。其中，擴(kuò)散板30包括一入光面31、 與入光面31相對的出光面32,反射板90設(shè)于入光面31之下,背板50設(shè)于反射板90之下, 光學(xué)膜片60設(shè)于出光面32之上。
在本實(shí)施例中，環(huán)境光收集系統(tǒng)10、若干條光纖20及若干個(gè)雙凹透鏡40組成光導(dǎo) 入系統(tǒng)，其中，每條光纖20具有一出光端21及一入光端22,各條光纖的入光端22匯聚成一 束后鄰近于環(huán)境光收集系統(tǒng)10,各條光纖的出光端21陣列排布于反射板90之上，即各條光 纖的出光端21陣列排布于入光面31的下方。各個(gè)雙凹透鏡40分別對應(yīng)設(shè)于各條光纖的 出光端21與入光面31之間。
環(huán)境光收集系統(tǒng)10朝向并且吸收環(huán)境光CL，而后將環(huán)境光CL轉(zhuǎn)化為吸收光SL。 環(huán)境光CL可為太陽光、燈光或其他發(fā)光物體發(fā)出的光，吸收光SL的波長處于可見光的波長 范圍內(nèi)，即該吸收光SL能夠作為背光模組中的背光光源使用。吸收光SL通過入光端22進(jìn) 入光纖20中傳導(dǎo)至出光端21，從出光端21射出的光經(jīng)過雙凹透鏡40后通過入光面31進(jìn) 入擴(kuò)散板30中，擴(kuò)散板30將進(jìn)入其中的光進(jìn)行擴(kuò)散，擴(kuò)散后的光由出光面32射出；其中， 光纖20是一種優(yōu)良的導(dǎo)光裝置，光在光纖20中的能量損失非常低，以保證足夠多的光到達(dá) 出光端21 ;作為一種擴(kuò)散光裝置，雙凹透鏡40能夠?qū)⒊龉舛?1的發(fā)光角度擴(kuò)大。
在本實(shí)施例中，為了使出光端21的發(fā)光角度能夠最大化的擴(kuò)大，優(yōu)選地，出光端 21被相對設(shè)置于雙凹透鏡40的中心處，并且出光端21要與雙凹透鏡40保持一段合適的距離。出光端21發(fā)出的光經(jīng)過雙凹透鏡40后射到入光面31上，為了使入光面31的亮暗不均的現(xiàn)象最大限度地減小，雙凹透鏡40的寬度滿足式(I)
KP式(I)
其中，W為雙凹透鏡40寬度，P為相鄰的兩個(gè)出光端21之間的距離。
以下，將詳細(xì)地描述雙凹透鏡40能夠?qū)⒊龉舛?1的發(fā)光角度擴(kuò)大的原理。
同時(shí)參照圖2，在出光端21發(fā)出的光線中任取兩條光線211、212，假設(shè)在出光端21 與入光面31之間未放置雙凹透鏡40，則光線211、212將沿直線傳播，即沿圖中的虛線傳播， 形成的發(fā)光角度為M。然而，在本實(shí)施例中，由于在出光端21與入光面31之間放置了雙凹透鏡40，在空氣與雙凹透鏡40的任一凹面的邊界處光線211、212將會(huì)發(fā)生折射，這是因?yàn)殡p凹透鏡40的折射率大于空氣的折射率，即光線211、212沿圖中的實(shí)線傳播，從雙凹透鏡 40射出的實(shí)線的反向延長虛線形成的發(fā)光角度為N，可以看出，發(fā)光角度N大于發(fā)光角度M。 同樣地，從出光端21射出的其它任意光線也遵循上述原理，則從出光端21射出的光經(jīng)過雙面凹透鏡40后發(fā)光角度擴(kuò)大。
本實(shí)施例中的雙凹透鏡40也可換為平凹透鏡41，平凹透鏡41將出光端21的發(fā)光角度擴(kuò)大的原理如下所述。
參照圖3，平凹透鏡41的凹面相對于出光端21，在出光端21發(fā)出的光線中任取兩條光線211、212，假設(shè)在出光端21與入光面31之間未放置平凹透鏡41，則光線211、212將沿直線傳播，即沿圖中的虛線傳播，形成的發(fā)光角度為Q。然而，在本實(shí)施例中，由于在出光端21與入光面31之間放置了平凹透鏡41，光線211、212在空氣與雙凹透鏡40的凹面或平面的邊界處會(huì)發(fā)生折射，這是因?yàn)槠桨纪哥R41的折射率大于空氣的折射率，即光線211、 212沿圖中的實(shí)線傳播，從平凹透鏡41射出的實(shí)線的反向延長虛線形成的發(fā)光角度為K，可以看出，發(fā)光角度K大于發(fā)光角度Q。同樣地，從出光端21射出的其它任意光線也遵循上述原理，則從出光端21射出的光經(jīng)過平凹透鏡41后發(fā)光角度擴(kuò)大。
參照圖4，也可將平凹透鏡41的平面相對于出光端21，光線211、212先在空氣與平凹透鏡41的平面的交界處折射，而后再在空氣與平凹透鏡41的凹面的交界處折射，可以看出，發(fā)光角度K大于發(fā)光角度Q,同樣可使得出光端21的發(fā)光角度擴(kuò)大。
實(shí)施例2
在實(shí)施例2的描述中，與實(shí)施例1中相同的內(nèi)容在此不再贅述，以下只描述與實(shí)施例I不相同的內(nèi)容。
發(fā)光二極管LED作為一種 背光模組中常用的原始背光光源，其是利用電力能源作為發(fā)光的動(dòng)力。當(dāng)然，原始背光光源也可為熒光燈、CCFL等其它以電力能源為動(dòng)力的發(fā)光體。
參照圖5，直下式背光模組I中還可包括若干LED70，LED70與出光端21交替陣列排布于反射板90之上，即LED70與出光端21交替陣列排布于入光面31的下方。出光端21 與入光側(cè)面31之間設(shè)有雙凹透鏡40，當(dāng)然，如上所述，雙凹透鏡也可用平凹透鏡代替。通過這種結(jié)構(gòu)，可將LED70與出光端21結(jié)合作為背光光源，以此來減小LED的使用數(shù)量。在本實(shí)施例中，環(huán)境光收集系統(tǒng)10、若干條光纖20、若干個(gè)LED70及若干個(gè)雙凹透鏡40組成光導(dǎo)入系統(tǒng)。
值得注意的是，在本實(shí)施例中，為了使出光端21的發(fā)光角度能夠最大化的擴(kuò)大，優(yōu)選地，出光端21被設(shè)置相對于雙凹透鏡40的中心處，并且出光端21要與雙凹透鏡40保 持一段合適的距離。為了使出光端21發(fā)出的光經(jīng)過雙凹透鏡40后與LED70發(fā)出的光更好 地混合匹配，最大限度地減小入光面31上的亮暗不均的現(xiàn)象，雙凹透鏡40的寬度滿足式 ⑵
KP2-L,且 WKP1-L, 式(2)
其中，W為雙凹透鏡40的寬度，P1為相鄰的兩個(gè)出光端21之間的距離，P2為相鄰 的兩個(gè)LED70之間的距離，L為LED70的寬度。
本發(fā)明實(shí)施例1或?qū)嵤├?的直下式背光模組通常應(yīng)用于液晶顯示器中，以下將 對應(yīng)用了實(shí)施例1或?qū)嵤├?的直下式背光模組的液晶顯示器進(jìn)行說明。
參照圖6，顯示面板80設(shè)于直下式背光模組I之上形成完整的液晶顯示器2。直 下式背光模組I提供均勻分布的光源給顯示面板80，使顯示面板80有足夠的亮度以顯示影像。
綜上所述，光導(dǎo)入系統(tǒng)將環(huán)境光導(dǎo)入直下式背光模組中作為直下式背光模組的背 光光源，無需使用原始光源，或者減少原始光源的使用數(shù)量，大大地減少了能耗。另外，由于 設(shè)置在出光端與入光面之間的雙凹透鏡或平凹透鏡將出光端的發(fā)光角度擴(kuò)大，改善了出光 端之間產(chǎn)生的亮暗不均的現(xiàn)象，提高了直下式背光模組的光學(xué)品味。
雖然本發(fā)明是參照其示例性的實(shí)施例被具體描述和顯示的，但是本領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對其進(jìn) 行形式和細(xì)節(jié)的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種光導(dǎo)入系統(tǒng)，用于直下式背光模組中，其特征在于，包括環(huán)境光米集系統(tǒng)，其朝向環(huán)境光，吸收所述環(huán)境光并輸出吸收光；若干導(dǎo)光裝置，所述導(dǎo)光裝置具有一入光端及一出光端，所述入光端鄰近于所述環(huán)境光采集系統(tǒng)，所述吸收光進(jìn)入所述入光端并被導(dǎo)引至所述出光端，若干所述出光端陣列排布于擴(kuò)散板的一入光面之下；若干擴(kuò)散光裝置，所述擴(kuò)散光裝置設(shè)置于所述出光端與所述入光面之間，所述擴(kuò)散光裝置將所述出光端的發(fā)光角度擴(kuò)大。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)入系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)光裝置為光纖。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)入系統(tǒng)，其特征在于，所述擴(kuò)散光裝置為雙凹透鏡或平凹透鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)入系統(tǒng)，其特征在于，所述出光端相對于所述擴(kuò)散光裝置的中心處，所述擴(kuò)散光裝置的寬度滿足以下條件ff<P,其中，W為所述擴(kuò)散光裝置的寬度，P為相鄰的兩個(gè)所述出光端之間的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光導(dǎo)入系統(tǒng)，其特征在于，還包括若干原始光源，若干所述原始光源與若干所述出光端交替陣列排布。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光導(dǎo)入系統(tǒng)，其特征在于，所述原始光源為LED。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光導(dǎo)入系統(tǒng)，其特征在于，所述出光端相對于所述擴(kuò)散光裝置的中心處，所述擴(kuò)散光裝置的寬度滿足以下條件KP2-L,且 WKP1-L,其中，W為所述擴(kuò)散光裝置的寬度，P1為相鄰的兩個(gè)所述出光端之間的距離，P2為相鄰的兩個(gè)所述原始光源之間的距離，L為所述原始光源的寬度。
8.一種直下式背光模組，其特征在于，包括權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的光導(dǎo)入系統(tǒng)。
9.一種液晶顯示器，其特征在于，包括顯示面板及權(quán)利要求8所述的直下式背光模組， 所述顯示面板置于所述直下式背光模組之上。
全文摘要
本發(fā)明公開一種光導(dǎo)入系統(tǒng)、直下式背光模組及液晶顯示器，該光導(dǎo)入系統(tǒng)包括環(huán)境光采集系統(tǒng)，其朝向環(huán)境光，吸收環(huán)境光并輸出吸收光；若干導(dǎo)光裝置，每一導(dǎo)光裝置具有一入光端及一出光端，入光端鄰近于環(huán)境光采集系統(tǒng)，吸收光進(jìn)入入光端并被導(dǎo)引至出光端，若干出光端陣列排布于擴(kuò)散板的一入光面之下；若干擴(kuò)散光裝置，每一擴(kuò)散光裝置設(shè)置于對應(yīng)的出光端與入光面之間，擴(kuò)散光裝置將出光端的發(fā)光角度擴(kuò)大。由于設(shè)置在出光端與入光面之間的擴(kuò)散光裝置將出光端的發(fā)光角度擴(kuò)大，因此改善了出光端之間產(chǎn)生的亮暗不均的現(xiàn)象，提高了直下式背光模組的光學(xué)品味。
文檔編號F21Y101/02GK103047614SQ20131002725
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月22日
發(fā)明者胡哲彰, 賀虎 申請人:深圳市華星光電技術(shù)有限公司