[发明专利]激光线光源及液晶显示背光源

说明书

技术领域

本发明涉及激光光源技术领域，特别是一种利用导光结构的激光线光源，特别适用于液晶显示。本发明还涉及使用该激光线光源的液晶显示背光源，包括侧入式和直下式背光源。

背景技术

背光源是液晶显示设备的重要部件，由于液晶分子本身并不发光，所以需要额外的设备来为它提供光源。目前的背光的光源多数为LED光源，如图1(a)所示是常用侧入式背光源的结构，在导光板的侧边有入射的线光源1，入射的线光源1的光线耦合到导光板21中形成面光源；导光板21的下方设有反射层4，用于反射杂散光，提高光线的利用效率；导光板的上方设有光学膜3，可使得面光源光线分布更加均匀，并且提高光线的利用效率；关于线光源1，目前常用LED光源，如图1(b)所示，在一个PCB板11上线状排列多个LED灯12形成线光源，PCB板11提供电压及起到散热作用。然而，目前使用的蓝光LED搭配荧光粉而出射白光的方案由于光谱较宽而导致液晶显示设备的色域较低。即使是采用RGB三色光LED，其色域也无法达到激光显示所能表示的色域。

激光显示由于其在色域上的重大突破而称之为第四代显示技术，其色域可以达到NTSC（（美国）国家电视标准委员会）180%，远远超过目前主流的显示设备的色域。如何将发射激光的点光源转化为光强均匀的线光源就成为必须面对的技术问题。现有技术的导光材料虽然可以实现基本的点光源光线的扩散，但光强分布不均；例如中国专利CN101592821提出了一种使用弥散光纤传导把点光源变成线光源的方法，但是使用弥散光纤在靠近光源入射端的侧壁发射光强很强，但是越靠近后端从侧壁发射的光强就越弱，即使激光准直性较好也无法避免这一问题，如果按照专利CN101592821所提出的方案，会出现光强分布不均的情况，造成背光源的均匀性差的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供激光线光源和使用该激光线光源的液晶显示装置背光源。

为了解决上述技术问题，本发明激光线光源的技术方案为：

一种激光线光源，包括激光光源和导光单元，所述导光单元包括导光体，所述导光体为实心的柱状导光材料；所述激光光源发出入射光束自所述导光体一端入射；所述导光体包括入射面和出光面，其中所述入射面为导光体一端面，入射光束自入射面传导至导光体另一端面，导光方向与导光体长度方向相同；所述出光面为导光体一长侧面，导光体内散射光自出光面溢出且成线形出射；在所述导光体入射面和出光面之外的表面处均设置有反射层，所述反射层与所述导光体一体或分立设置，将相应表面溢出的光反射回导光体；所述导光体侧面设置有区域互补的反射位和散射位；所述反射位和散射位沿导光方向密度渐变，散射位自导光体入射面至另一端面密度由低至高，散射位以外区域为反射位，反射位自导光体入射面至另一端面密度由高至低；入射光束光线到达反射位时发生反射并继续在导光体内传导，光线到达散射位时发生散射，产生的散射光从出光面部分溢出。

优选的，所述导光体为导光棒，其长侧边方向为导光方向；所述反射层为贴于导光棒表面的反射膜；至少在与出光面相对的侧面内设置有散射网点，所述散射网点构成散射位，相对的无网点区域构成反射位。因为靠近入射面那一端光比较强，为了使线光源光强度均匀，使距入射面越远网点密度应越大，因此可设置网点入射面那一端到另一端排布由疏到密，或者由小到大。

优选的，所述导光棒横截面为矩形，导光棒整体形状为长方体，入射面为两端侧面之一，出光面为四个长边所在的侧面之一。

优选的，所述导光棒除入射面和出光面的其余侧面内均设置有散射网点。网点除设置在出光面的对侧外，也可以设置在其它侧边上。

优选的，所述散射网点为热滚压网点或注塑网点。由于导光棒设置散射网点的侧面宽度相对较小，为了使得网点设计有更大的自由度，宜选用热滚压网点和注塑网点等较小的网点。

优选的，所述入射光束前端设置发散透镜或扩束镜。部分激光器的光束质量较好，准直性较强，所以当入射光垂直于导光棒入射端面时光束可能以直线形式在导光棒中传输而不会发生全反射形成线光源，在入射光前端加发散透镜，使其形成一定的发散角后耦合到导光棒可解决这一问题；部分激光器出射光斑较小，这样光线在导光棒中不容易入射到散射网点上，在入射光前端加扩束镜以扩大光斑。

进一步优选的，所述入射光束透过所述发散透镜后的发散角为10°至120°。

优选的，所述导光棒的入射面与导光方向存在小于90°的夹角θ；入射光束垂直所述入射面。因光束入射方向与导光方向存在角度，利于在导光棒内发生全反射。