[发明专利]用于液晶屏幕的照明装置

说明书

本发明涉及一种用于液晶屏幕的照明装置，其特别用于低功耗的平板显示器。 

本发明特别涉及一种用于透射式屏幕的照明装置。如图1所示意性显示的，这些屏幕从其背面到其前面按照常规方式包括“入射”偏振片P1、内面具有控制电极网络的第一透明基板S1、液晶的厚度XL、内面具有反电极的第二透明基板S2、可选的滤光片网络、以及位于前面的“出射”偏振片P2。观察者看到的是在这种屏幕的前面上形成的图像。这些屏幕需要从后部进行照明，即背光照明。 

根据现有技术，通过非偏振光源1来执行这种背面照明。该光源可以是与用于使光通量均匀的光学装置相联的氖管。另一种技术采用发光二极管，其与能够将不同二极管的光混合的复合光学装置相联，以提供扩展的均匀白光通量。 

光源向屏幕C_XL的入射偏振片P1提供扩展光通量L。因此，入射偏振片理论上吸收光源L所发射的光的50％(二向色偏振片)，并且只允许偏振态与偏振片的偏振化一致的光通过。实际上，如图2所图示的，考虑到入射偏振片中的损耗，入射偏振片的实际透光率为光源所发射的光通量L的40％的量级。由于这些原因，必须用耗电量高的强光源来产生高亮度显示器。 

在本发明中，寻求一种技术方案，其可以提高透光度，以便降低液晶显示器的耗电量，但不会降低液晶显示器的性能，特别是亮度方面的性能。 

在本发明中找到了一种满足这种需求的照明装置，其包括被布置和选择为以有效方式帮助偏振光通量透射的光学元件的叠层。 

本发明涉及一种用于透射式液晶屏幕的漫射照明装置，包括扩展偏振光通量的光源，其特征在于，该照明装置包括在所述源的光发射表面上呈现至少大于0.3的高漫反射系数(albedo)的漫射层，以及在所述源上设置有四分之一波片和反射偏振片的叠层，所述反射偏振片使得未通过所述偏振片的光被经由所述波片朝向所述高漫反射系数层至少部分反射。 

所获得的照明装置有利地是小型化的。 

高漫反射系数层有利地为磷光体层。该层可被构造为不同颜色的磷光体带。 

在一种改进中，在磷光体层下方设置镜层，以向偏振片反射光。 

本发明还涉及装置的不同的实施例，其属于可进一步提高照明装置的效率的源和/或偏振片的结构方面。 

本发明还涉及一种显示器，其包括与根据本发明的照明装置相联系的液晶屏幕，所述照明装置设置在所述液晶屏幕的背面。 

参照附图，其显示了以非限制性示例方式给出的本发明的实施例，在接下来的说明书中详细描述本发明的其他优点和特征。图中： 

图1显示了根据现有技术的具有背光照明的液晶显示器的结构； 

图2显示了这种显示器中的光损耗现象； 

图3a和图3b分别显示了根据本发明的提供扩展偏振光通量作为输出的照明装置的原理图，还显示了该装置中的光在发光源与输出面之间的光学轨迹； 

图4显示了根据本发明的照明装置的第一实施例； 

图5显示了根据本发明的照明装置的第二实施例； 

图6a和图6b表示这类具有反射面元的反射偏振片的两个示例，其可用于根据本发明的第二实施例的照明装置； 

图7显示了根据本发明的照明装置的第三实施例； 

图8a和图8b分别示意性显示了可用于根据本发明的照明装置的二极管的型场效应器件和三极管的型场效应器件；以及 

图9显示了反射多层偏振片的角度响应。 

如图3a和图3b所示，根据本发明的照明装置包括非偏振扩展光源100、四分之一波片101和反射偏振片102的叠加。 

在光源中，光发射表面S_D(A)是具有高漫反射系数A的层。 

漫反射系数(albedo)是表面漫反射(即在空间的所有方向上)光的能力的度量。对应于反射光量与接收光量之比，用介于0和1之间的数字来表示漫反射系数：反射全部光的表面具有漫反射系数1，100％吸收光的表面具有漫反射系数0。在本发明中，高漫反射系数A指的是大于或等于大约0.3(或者更确切地说，大于或等于0.5)的漫反射系数：至少30％的接收光被反射，其余的接收光被吸收。