[发明专利]一种LCD背光源的获得方法

说明书

技术领域

本发明属于光学领域，具体涉及一种能够提高背光源均匀性和减小厚度的LCD(液晶显示器)背光源的获得方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)正在以其优良的性能广泛应用在电视机和显示器等领域。但是液晶是一种介乎于液体和晶体之间的物质，本身并不发光，而是通过电压来改变其分子排列状态，即给液晶施加不同的电压就能控制光线的通过量，从而显示多种多样的图像。因为液晶本身并不会发光，因此所有的LCD都需要背光照明。目前LCD的背光源几乎都是CCFL(ColdCathodeFluorescent Lamps，冷阴极荧光灯)。

由于冷阴极荧光灯不是面光源，因此为了实现背光源均匀的亮度输出，LCD的背光模组还要搭配扩散片、导光板、反射板等众多辅助器件，从而导致背光源的结构复杂，成本上升，厚度增加。即便如此，要获得如CRT般均匀的亮度输出依然非常困难。大部分LCD在显示全白或全黑画面时，屏幕边缘和中心亮度的差异十分明显就成为其突出的缺陷。因此当LCD产业努力开拓新应用领域的同时，背光技术的高性能化(如高亮度、高均匀性、低成本、低耗电、轻薄化等)是极为重要的。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点提供了一种根据光的全反射原理以及可逆性，把线光源转变成面光源的LCD背光源的获得方法。为达到上述目的，本发明中的LCD背光源为：首先，采用环氧树脂制成透明的板材，然后在所述的板材四周分别设置LED线光源，设光媒质一即空气和光媒质二即环氧树脂板材的折射率分别为n和n^/，该LED线光源的入射角α即为临界角α₀，α₀＝＝arcsin(n^//n)，根据光的可逆性原理，即可获得均匀的平面背光源效果。

由于上下以及左右各对称的共四个线光源的对射结构，从而相互补偿，解决了目前LCD显示屏中CCFL型背光源四周屏幕边缘亮度小的问题。且四个线光源都装置在透明的板材的侧面的结构形式，使得背光源的厚度得到减小，为LCD显示屏整机厚度减小创造了条件。

本发明将LED线光源的组合作为背光源，根据光的全反射原理以及可逆性，把线光源转变成面光源，从而为LCD提供均匀背光源并减小其厚度。

附图说明

图1是利用光全反射的逆过程实现线光源转换成面光源的原理示意图；

图2是本发明的工作原理及平面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，因为若干组LED型平行光源即发光芯片A、B、C、D、E、F和G以临界角入射到环氧树脂与空气二种光媒介质界面时，能够产生全反射而形成线光源H，如图1中(a)所示。那么根据几何光学的可逆性原理，在出射处放置一组由LED构成的线光源H将平行光线射入，同样将有平行光线A、B、C、D、E、F和G从环氧树脂材料正面均匀射出而形成均匀的面光源，如图1中(b)所示。这种方法既节省了背光源中扩散片、导光板、反射板等众多辅助器件，降低了成本和背光源的厚度，(因为LED组灯作为线光源装置在环氧树脂的侧面而不增加厚度)，而且实现了背光源的均匀性。

作为背光源来说，当然出射角度α越小越好，理想情况是当α＝0时垂直射出玻璃平面最好，实际上由于光学材料限制，α一般都在30°左右甚至更大，但是由于左右以及上下这种对称结构的相互补偿效果，保证了背光源的均匀的从正面射出。

如果光媒质1即空气和光媒质2即环氧树脂的折射率分别为n和n^/，根据斯涅尔定律：

sinα/sinα^/＝＝n^//n

那么当发生全反射时，折射角α^/＝＝90°，这时对应的入射角α就是临界角α₀，所以可以计算出：α₀＝＝arcsin(n^//n)

例如当选用添加了二氧化钛后折射率为n＝1.82的环氧树脂作为封装材料；则在空气中，n^/＝1.0，所以在环氧树脂与空气界面发生全反射时，α^/＝90°，代入上式：

α＝33.7°

即对于以上光学参数的材料构成如图1所示封装结构中的LED光源，只要在封装时保证发光芯片发出的线光束以此方式进入环氧树脂，则将会以临界角α＝33.7°出射角均匀出射，从而实现把LED线光源转换成面光源。