[实用新型]一种激光显示用侧入式激光背光源合色匀场器件

说明书

本实用新型公开了一种激光显示用侧入式激光背光源合色匀场器件，合色匀场器件为平面结构，合色匀场器件的侧面由多个反射面和一个透射面合围形成，所述透射面为单一透射面或透射及反射功能的组合面，合色匀场器件的内部具有至少一个锥形反射面，锥形反射面的中心轴线与合色匀场器件的上下表面互相垂直，外部入射的激光束经过反射面和透射面的多次反射最终实现合色匀场。本实用新型使用一个器件就能够解决激光束扩束、光场能量匀化、合色及提升激光光源的利用率问题，使激光光源能够用于液晶显示器的背光源照明。

技术领域

本实用新型涉及一种激光背光源合色匀场器件，具体涉及一种激光显示用侧入式激光背光源合色匀场器件。

背景技术

三基色激光是人类可以获得的最优显示照明光源。激光光源具有可实现覆盖75.8％以上的人眼可识别色域，光谱宽度极窄，可实现色彩高数字编码不重叠的优势，故激光显示是公认的第四代技术。

但是，激光与LED、OLED不同之处在于，OLED、LED的光空间发散角极大而激光的光空间发散角极小。且OLED、LED为各向同性的朗伯体发光或近似朗伯体发光源，无空间指向性，需要进行聚光才能作为显示产品的光源。

而激光二极管为各向异性的高斯型发光源，空间指向性极强，发散角极小，需要扩束才能作为显示产品照明光源使用。且三基色激光显示需要解决激光合色和匀场问题才能获得优良的显示画面。

现有的匀场技术，如CN105765292A，(同类专利CN201510381666，US20120162966A1，US20110286200A1，US20140043853A1，US20190221719A1，WO2017156902A1，CN201610158034)将锥形反射面安置于导光板的通孔中，对多个LED进行光束整形或合光以得到更加均匀的LED面光源；此方案中需要对锥形反射面的一面进行遮挡或进行双锥形面进行光束调整防止光能量分布不均。但是，此种方案对于激光二极管而言，直射液晶显示屏的激光会产生激光散斑噪声干扰影响会面质量，但对锥形反射面进行遮挡则会影响导光板整体亮度，无法达到匀场目的；最重要的两点是：一由于激光方向性强发散角小，采用此方案无法提升激光束在导光板内的提取效率；二激光为单色光，需要进行和光合色才能成为白光，因此此方案无法对激光进行和光合色并提升激光利用率，只能用于LED光源。

CN201210565257提出了一种用于发光二极管的光束扩束整形的锥形反射/透射器件，希望得到更加均匀的LED光束，此方案也不适合需要合色及匀场的激光使用。

CN201720851508展示了一种与CN105765292A相近的激光背光方案，但是该方案未能解决如何提升360°时激光束的利用率，尤其是360°发散的环状光束的后向(远离导光板的180°方向)的激光利用率问题，故只能实现180°的激光束扩束，且需要加入精确的角度调整机构才能实现激光束与锥形镜面的精确对准，结构复杂稳定性差。且最重要的是，该方案未能给出激光在导光板中的光场匀化方案。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种激光显示用侧入式激光背光源合色匀场器件，能够解决激光束扩束、光场能量匀化、合色及提升激光光源的利用率问题，使激光光源能够用于液晶显示器的背光源照明。

一种激光显示用侧入式激光背光源合色匀场器件，所述合色匀场器件为平面结构，合色匀场器件的侧面由多个反射面和一个透射面合围形成，所述透射面为单一透射面或透射及反射功能的组合面，合色匀场器件的内部具有至少一个锥形反射面，锥形反射面的中心轴线与合色匀场器件的上下表面互相垂直。

外部入射的至少一种激光束被锥形反射面一维扩束后形成环形激光在该器件中传播，环形激光中非透射面传播方向的激光被反射面中具有反射功能的表面反射，反射激光改变传播方向射向透射面上具有透射功能的表面，最终使环形激光通过透射面出射。激光束经过全反射面和全透射面的多次反射最终合色匀场，合色匀场后的激光出射全透射面耦合入导光板或液晶显示器背光腔，形成均匀面光源。