[发明专利]液晶背光装置

说明书

技术领域

本发明涉激光显示领域，具体而言，涉及一种液晶背光装置。

背景技术

激光显示作为一种新型显示技术，其色域、对比度、亮度相比于传统显示技术拥有突出的优势。基于液晶光阀的显示系统中，由光纤从激光器导出的集总式的光能量不能直接用于照明，需要经过匀场使其均匀照射在液晶面板上。

传统液晶背光解决方案是采用导光膜将LED阵列发射的光线传导至液晶面板背面。激光显示系统中，光源为由激光器发射、经光纤传导的点光源，采用上述导光膜背光方案会引起背光亮度严重不均匀

已有多种方法将点光源先转换为线状光源，然后由线状光源转换为面状光源来为解决上述技术问题。公开号为CN101743510A、发明名称为“液晶背光装置以及液晶显示器”的中国专利申请公开了一种包括导光板的液晶背光装置，该导光板具有激光转换为线状的激光的线状反射面和将线状激光转换为面状激光的面状反射面，其中线状反射面可以由三角棱镜阵列提供，由导光棒提供或由自由曲面镜提供。在以这种方式实现面状激光的方案中，每一线状反射面的位置和角度需要被精确计算，才能够得到均匀的线状激光。对制作工艺要求严格，难度大且成本高。公开号为104180244A、发明名称为“激光背光源装置”的中国专利申请公开了一种包括导光管和导光板的激光背光源装置，进入导光管的激光通过漫反射和传导变成较均匀的线光源。该方案中，为了获得均匀的面状光源，导光管被布置在导光板的周围。由此带来的问题是，激光在如此设置的导光管内漫反射和传导，增加了激光的功率损耗，难以精确控制面光源的亮度均匀性。

因此，需要提供一种结构简单，亮度均匀的液晶背光装置。

发明内容

本发明的目的在于提出一种新型的液晶背光装置，以解决基于液晶面板的激光显示背光照明问题。

根据本发明的一个方面，提供一种液晶背光装置，包括用于射出激光的激光光源，和导光组件，该导光组件包括用于将来自激光光源的激光转换为线状激光的衍射光学元件，和用于将入射的线状激光转换为面状激光并射出的导光膜，其中在所述衍射光学元件和导光膜之间沿光束传输方向设置有光束传输空间。衍射光学元件用于将激光由点状激光整形为可入射进所述导光膜的线状光束，导光膜将线状入射光均匀照射在液晶背板上。

优选地，该液晶背光装置进一步包括用于将来自激光光源的激光传输至所述衍射光学元件的激光传输光纤。

优选地，所述光束传输空间中衍射光学元件距导光膜的距离大致为导光膜垂直于入射光方向的长度。

优选地，所述衍射光学元件的出射光具有所需的光强分布。

优选地，所述衍射光学元件的出射光具有与导光膜入射面同形状的平顶光强分布。

优选地，所述衍射光学元件的出射光具有中间弱边缘强的光强分布。

根据本发明的另一方面，提供一种液晶背光装置，包括用于射出激光的激光光源，导光组件，和用于将来自激光光源的激光传输至导光组件的集束光纤，

该导光组件包括衍射光学元件阵列，包括多个衍射光学元件子单元，用于将来自集束光纤的激光转换为线状激光，和用于将入射的线状激光转换为面状激光并射出的导光膜，其中在所述衍射光学元件阵列和导光膜之间沿光束传输方向设置有光束传输空间。优选地，由一系列衍射光学元件阵列代替衍射光学元件，由集束光纤代替激光传输光纤，以解决液晶面板尺寸变大，单个衍射光学元件光线出射角过大的问题。利用集束光纤作为激光传输光纤可实现激光能量的分配，满足大尺寸液晶屏幕背光照明使用多片平行排列的衍射光学元的需要。

优选地，该装置进一步包括位于衍射光学元件阵列和导光膜之间的光学元件，用于改变衍射光学元件阵列出射的线状激光的光路，入射进入导光膜。

优选地，该装置进一步包括位于衍射光学元件阵列和导光膜之间的光学元件，用于使衍射光学元件阵列出射的线状激光折返进入导光膜。

优选地，用于折返衍射光学元件阵列出射光路的光学元件是全反射棱镜。

优选地，衍射光学元件阵列和导光膜之间可加入全反射棱镜或类似装置，以实现光纤的折返，可以改变衍射光学元件阵列和导光膜之间的相对位置，减小所述液晶背光源的尺寸。

相比于现有将激光点状输出转换为线状输出的技术，本发明所采用的衍射光学元件的优点在于设计自由度大，可以形成任意形状和强度分布的光。在本液晶背光应用中使用该元件，可以将光纤输出的高斯分布光束整形为线状平顶分布的光束，以精确的耦合到导光膜中并保证导光膜中光强度各处均匀。另外该元件可采用压模或蚀刻工艺制作，可低成本大量生产。

附图说明