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CN105487293B - 一种液晶显示装置、显示器 - Google Patents

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CN105487293B CN201610032262.5A CN201610032262A CN105487293B CN 105487293 B CN105487293 B CN 105487293B CN 201610032262 A CN201610032262 A CN 201610032262A CN 105487293 B CN105487293 B CN 105487293B
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Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置、显示器，采用激光作为背光模组的光源，用以提高光的利用率，实现高色域显示。液晶显示装置，包括液晶显示面板，其中，还包括激光光源、若干阵列排列的微光学透镜和若干半透半反膜层；沿预设方向，每相邻两所述微光学透镜通过一所述半透半反膜层连接形成光传导器件，所述光传导器件用于为所述液晶显示面板提供背光源；所述激光光源用于为所述光传导器件提供激光。

Description

一种液晶显示装置、显示器
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示装置、显示器。
背景技术
液晶显示系统主要由液晶显示面板和背光模组两部分组成。目前主流的薄膜晶体管液晶显示面板(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)的结构主要包括：下偏光片、阵列基板、液晶、彩膜基板和上偏光片，其中，阵列基板中的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)用来控制液晶分子的转向，以达到光开关作用，透过或阻止背光模组中的光源发出的白光。阵列基板包括若干阵列排列的子像素，彩膜基板包括多个与子像素对应的彩色滤光片，每个子像素上方的彩色滤光片用来控制色彩，且每个子像素都是独立控制，从而实现彩色显示。
传统的液晶显示系统中的背光模组所使用的光源为冷阴极荧光灯管(ColdCathode Fluorescent Lamp，CCFL)或发光二极管(Light Emitting Diode，LED)，采用CCFL或LED作为背光模组的光源是目前比较成熟的技术。
但采用CCFL作为背光模组的光源时，色彩丰富性较差，色域范围不广，且含汞不够环保；采用LED作为背光模组的光源时，LED作为近似点光源，需要数量大，导致功耗高，模组温度偏高，若使用导光板，结构较复杂，且增加了整个背光模组的厚度。
发明内容
本发明实施例提供了一种液晶显示装置、显示器，采用激光作为背光模组的光源，用以提高光的利用率，实现高色域显示。
本发明实施例提供的一种液晶显示装置，包括液晶显示面板，其中，还包括激光光源、若干阵列排列的微光学透镜和若干半透半反膜层；
沿预设方向，每相邻两所述微光学透镜通过一所述半透半反膜层连接形成光传导器件，所述光传导器件用于为所述液晶显示面板提供背光源；
所述激光光源用于为所述光传导器件提供激光。
由本发明实施例提供的液晶显示装置，包括液晶显示面板，其中，还包括激光光源、若干阵列排列的微光学透镜和若干半透半反膜层；沿预设方向，每相邻两微光学透镜通过半透半反膜层连接形成光传导器件，光传导器件用于为液晶显示面板提供背光源；激光光源用于为光传导器件提供激光。本发明实施例采用激光作为背光源，利用激光方向性好提高光的利用率，实现高色域显示，并不会发生串色等不良。另外，本发明实施例采用微光学透镜和半透半反膜层连接形成的光传导器件实现光的传导，结构简单。
较佳地，所述液晶显示面板包括若干阵列排列的子像素，沿列方向，每相邻两所述微光学透镜通过一所述半透半反膜层连接形成一列光传导器件，每一列光传导器件对应一列子像素；所述激光光源位于液晶显示面板的上、下两侧。
较佳地，所述液晶显示面板包括若干阵列排列的子像素，沿行方向，每相邻两所述微光学透镜通过一所述半透半反膜层连接形成一行光传导器件，每一行光传导器件对应一行子像素；所述激光光源位于液晶显示面板的左、右两侧。
较佳地，任意相邻两微光学透镜之间的半透半反膜层与一子像素正对设置。
较佳地，所述半透半反膜层距离所述激光光源的距离越远，所述半透半反膜层的反射率越高，所述半透半反膜层的透射率越低。
较佳地，所述半透半反膜层的反射率越高，所述半透半反膜层中包括的反射粒子的浓度越大。
较佳地，所述激光光源包括红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源，所述红色激光光源、所述绿色激光光源和所述蓝色激光光源并列紧密排列；
所述红色激光光源包括至少一发出红色激光的红色半导体激光器、沿着红色激光传播方向上的若干微光学透镜和若干第一半透半反膜层，每相邻两微光学透镜通过一所述第一半透半反膜层连接；
所述绿色激光光源包括至少一发出绿色激光的绿色半导体激光器、沿着绿色激光传播方向上的若干微光学透镜和若干第二半透半反膜层，每相邻两微光学透镜通过一所述第二半透半反膜层连接；
所述蓝色激光光源包括至少一发出蓝色激光的蓝色半导体激光器、沿着蓝色激光传播方向上的若干微光学透镜和若干第三半透半反膜层，每相邻两微光学透镜通过一所述第三半透半反膜层连接；
所述第一半透半反膜层、所述第二半透半反膜层和所述第三半透半反膜层按照第一半透半反膜层、第二半透半反膜层和第三半透半反膜层的顺序循环设置；
每一循环中的所述第一半透半反膜层、所述第二半透半反膜层和所述第三半透半反膜层分别与相邻的三列光传导器件中的一列光传导器件对应，或分别与相邻的三行光传导器件中的一行光传导器件对应。
较佳地，所述微光学透镜为截面形状为平行四边形的棱镜。
较佳地，所述液晶显示面板包括红色滤光层、蓝色滤光层和绿色滤光层，所述激光光源为白色激光光源，所述白色激光光源包括至少一发出白色激光的白色半导体激光器、沿着白色激光传播方向上的若干微光学透镜和若干第四半透半反膜层，每相邻两微光学透镜通过一所述第四半透半反膜层连接，所述第四半透半反膜层与一列光传导器件对应，或与一行光传导器件对应。
本发明实施例还提供了一种显示器，该显示器包括上述的液晶显示装置。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种液晶显示装置的结构示意图；
图2为本发明实施例一提供的一种液晶显示装置的结构示意图；
图3为本发明实施例一提供的激光光源的结构示意图；
图4为本发明实施例一提供的另一激光光源的结构示意图；
图5为本发明实施例一提供的又一激光光源的结构示意图；
图6为本发明实施例二提供的一种液晶显示装置的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的液晶显示装置沿图6的AA1方向的截面结构示意图；
图8(a)和图8(b)为本发明实施例提供的另一种液晶显示装置的结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种液晶显示装置、显示器，采用激光作为背光模组的光源，用以提高光的利用率，实现高色域显示。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图详细介绍本发明具体实施例提供的液晶显示装置。
附图中各膜层厚度和区域大小、形状不反应各膜层的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
如图1所示，本发明具体实施例提供了一种液晶显示装置，包括液晶显示面板(图中未示出)、激光光源10、若干阵列排列的微光学透镜11和若干半透半反膜层12；
沿预设方向，每相邻两微光学透镜11通过一半透半反膜层12连接形成光传导器件，光传导器件用于为液晶显示面板提供背光源；激光光源10用于为光传导器件提供激光，图1中的预设方向以列方向为例。
本发明具体实施例中的激光光源以及光传导器件的具体设置以下面的两个实施例为例进行具体介绍。
实施例一：
具体地，如图2所示，本发明具体实施例中的液晶显示面板包括若干阵列排列的子像素(图中未示出)，本发明具体实施例液晶显示面板包括的子像素的具体设置与现有技术相同，这里不再赘述。本发明具体实施例沿列方向，每相邻两微光学透镜11通过一半透半反膜层12连接形成一列光传导器件21，每一列光传导器件21对应一列子像素，激光光源10位于液晶显示面板的上、下两侧，当然，在实际设计时，激光光源10可以只位于液晶显示面板的上侧或只位于液晶显示面板的下侧。
具体实施时，本发明具体实施例以液晶显示面板的子像素包括红色(R)子像素、绿色(G)子像素和蓝色(B)子像素为例进行介绍，实际应用中，液晶显示面板的子像素还可以包括其它颜色的子像素，如包括黄色(Y)子像素，以及白色(W)子像素等，本发明具体实施例的液晶显示面板可以不包括彩色滤光层，不同颜色的子像素通过不同颜色的激光光源实现。
具体地，如图3所示，本发明具体实施例中的激光光源10包括红色激光光源101、绿色激光光源102和蓝色激光光源103，红色激光光源101、绿色激光光源102和蓝色激光光源103并列紧密排列。红色激光光源101包括至少一发出红色激光的红色半导体激光器1011、沿着红色激光传播方向上的若干微光学透镜11和若干第一半透半反膜层31，每相邻两微光学透镜11通过一第一半透半反膜层31连接；绿色激光光源102包括至少一发出绿色激光的绿色半导体激光器1021、沿着绿色激光传播方向上的若干微光学透镜11和若干第二半透半反膜层32，每相邻两微光学透镜11通过一第二半透半反膜层32连接；蓝色激光光源103包括至少一发出蓝色激光的蓝色半导体激光器1031、沿着蓝色激光传播方向上的若干微光学透镜11和若干第三半透半反膜层33，每相邻两微光学透镜11通过一第三半透半反膜层33连接。
激光光源10包括的第一半透半反膜层31、第二半透半反膜层32和第三半透半反膜层33按照第一半透半反膜层31、第二半透半反膜层32和第三半透半反膜层33的顺序循环设置，每一循环中的第一半透半反膜层31、第二半透半反膜层32和第三半透半反膜层33分别与相邻的三列光传导器件中的一列光传导器件21对应。
图3中仅示出了位于液晶显示面板上方的激光光源，位于液晶显示面板下方的激光光源的设置与位于液晶显示面板上方的激光光源的设置相同，这里不再具体介绍。具体实施时，如图3所示，本发明具体实施例中的红色激光光源101包括两个发出红色激光的红色半导体激光器1011，该红色半导体激光器1011位于微光学透镜11和第一半透半反膜层31组成的结构的两侧；绿色激光光源102包括两个发出绿色激光的绿色半导体激光器1021，该绿色半导体激光器1021位于微光学透镜11和第二半透半反膜层32组成的结构的两侧；蓝色激光光源103包括两个发出蓝色激光的蓝色半导体激光器1031，该蓝色半导体激光器1031位于微光学透镜11和第三半透半反膜层33组成的结构的两侧。
当然，本发明具体实施例中的红色激光光源101、绿色激光光源102和蓝色激光光源103还可以按照如图4所示的方式进行设置，红色激光光源101中的红色半导体激光器1011发出的红色激光沿着微光学透镜11传播，到达第一半透半反膜层31时，部分红色的激光发生反射传播进入本发明具体实施例中的一列光传导器件21，在实际设计中，通过在第一半透半反膜层31中加入大量的反射粒子，以及调节微光学透镜11的折射率等方法，使得大部分的红色激光在微光学透镜和第一半透半反膜层的交界面上发生发射，进入光传导器件，很好的为液晶显示面板提供背光源。
同样地，绿色激光光源102和蓝色激光光源103的设置与红色激光光源101的设置相同，这种设置方式与本发明具体实施例图3的设计方式相比，需要较多的红色半导体激光器、绿色半导体激光器和蓝色半导体激光器，可以作为一种实施方式，但在实际设计时相对较复杂，成本相对较高。
本发明具体实施例中的激光光源采用红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源，由于激光光源极佳的方向性可以实现精确对位，能够省去液晶显示面板中的彩色滤光层的设置，从而实现高质量、高色域彩色显示。
另外，在实际设计时，本发明具体实施例中的液晶显示面板还可以采用常规设计的液晶显示面板，该液晶显示面板包括红色滤光层、蓝色滤光层和绿色滤光层，此时的激光光源为白色激光光源，如图5所示，白色激光光源50包括至少一发出白色激光的白色半导体激光器501、沿着白色激光传播方向上的若干微光学透镜11和若干第四半透半反膜层34，每相邻两微光学透镜11通过一第四半透半反膜层34连接，第四半透半反膜层34与一列光传导器件21对应。
作为本发明具体实施例的另外几种激光光源的设计方式，本发明具体实施例的液晶显示面板还可以包括红色滤光层、蓝色滤光层和绿色滤光层中的一种颜色的滤光层，激光光源为另外两种颜色的激光光源和白色激光光源。例如，液晶显示面板包括红色滤光层，激光光源为蓝色激光光源、绿色激光光源和白色激光光源，具体设置时，蓝色激光光源和绿色激光光源可以采用图3所示的设置方式，白色激光光源可以采用图3中红色激光光源的设置方式，只是将红色激光光源中的红色半导体激光器变为白色半导体激光器。
当然，本发明具体实施例的液晶显示面板还可以包括红色滤光层、蓝色滤光层和绿色滤光层中的任意两种颜色的滤光层，激光光源为另外一种颜色的激光光源和白色激光光源。例如，液晶显示面板包括红色滤光层和蓝色滤光层，激光光源为绿色激光光源和白色激光光源，具体设置时，绿色激光光源可以采用图3所示的设置方式，白色激光光源可以采用图3中红色激光光源和蓝色激光光源的设置方式，只是将红色激光光源中的红色半导体激光器和蓝色激光光源中的蓝色半导体激光器变为白色半导体激光器。
通过上述不同的激光光源的设置方式，在激光光源的选择上更加灵活多变。
实施例二：
具体地，如图6所示，本发明具体实施例中的液晶显示面板包括若干阵列排列的子像素(图中未示出)，本发明具体实施例液晶显示面板包括的子像素的具体设置与现有技术相同，这里不再赘述。本发明具体实施例沿行方向，每相邻两微光学透镜11通过一半透半反膜层12连接形成一行光传导器件61，每一行光传导器件61对应一行子像素，激光光源10位于液晶显示面板的左、右两侧，当然，在实际设计时，激光光源10可以只位于液晶显示面板的左侧或只位于液晶显示面板的右侧。
具体实施时，本发明具体实施例二中的激光光源10也可以包括红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源，红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源的具体设置方式与本发明具体实施例一的设置方式类似，只是每一循环中的第一半透半反膜层、第二半透半反膜层和第三半透半反膜层分别与相邻的三行光传导器件中的一行光传导器件61对应，这里不再赘述。
下面以本发明具体实施例二为例具体介绍本发明具体实施例用激光光源作为背光源时，如何为液晶显示面板提供背光源。
具体地，本发明具体实施例提供的液晶显示装置沿图6中的AA1方向的截面示意图如图7所示，本发明具体实施例中的液晶显示面板包括衬底基板70，以及位于衬底基板70上的R子像素71，优选地，本发明具体实施例任意相邻两微光学透镜11之间的半透半反膜层12与一子像素正对设置。本发明具体实施例中的微光学透镜11为截面形状为平行四边形的棱镜，该棱镜的截面形状为平行四边形时，能够很好的保证由微光学透镜11和半透半反膜层12组成的光传导器件的形状规则，使得更容易设计。
如图7所示，红色激光光源发出的红色激光72进入由微光学透镜11和半透半反膜层12连接形成光传导器件中，红色激光72传播到半透半反膜层12时，部分光线发生反射进入R子像素71，部分光线继续向前传播。另外，红色激光72在实际传播过程中，当由微光学透镜11进入半透半反膜层12时，少部分光线会发生漫反射(如图中向下的箭头所示)，该部分光线经过半透半反膜层12再次发生反射进入R子像素71。
从图7中可以看到，红色激光光源发出的红色激光72能够很好的进入R子像素71，从而能够很好的为R子像素71提供背光源，本发明具体实施例采用激光作为背光源，利用激光方向性好提高光的利用率，并不会发生串色等不良。另外，本发明具体实施例采用微光学透镜和半透半反膜层连接形成的光传导器件实现光的传导，结构简单。
本发明具体实施例为G子像素以及B子像素提供背光源的过程与为R子像素提供背光源的过程相同，这里不再赘述，只是在为G子像素提供背光源时，激光光源为绿色激光光源，在为B子像素提供背光源时，激光光源为蓝色激光光源。本发明具体实施例通过采用红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源，能够去掉液晶显示面板中的彩色滤光片，实现高质量高色域的彩色显示。
优选地，本发明具体实施例为了提高液晶显示装置的光的均一性，光传导器件中的半透半反膜层距离激光光源的距离越远，半透半反膜层的反射率越高，半透半反膜层的透射率越低。具体地，可以通过在半透半反膜层中添加反射粒子调节半透半反膜层的反射率和透射率，半透半反膜层的反射率越高，半透半反膜层中包括的反射粒子的浓度越大。
具体实施时，如图8(a)所示，在与液晶显示面板上下两侧预设区域对应的区域81设置第五半透半反膜层121，与液晶显示面板中间预设区域对应的区域82设置第六半透半反膜层122。如图8(b)所示，在与液晶显示面板左右两侧预设区域对应的区域83设置第五半透半反膜层121，与液晶显示面板中间预设区域对应的区域84设置第六半透半反膜层122。其中，本发明具体实施例中的第五半透半反膜层121的反射率小于第六半透半反膜层122的反射率。本发明具体实施例区域81、区域82、区域83和区域84的大小以及具体位置设置根据实际生产工艺需要以及用户需求进行设置。
由于图8(a)中区域81距离激光光源10较近，区域82距离激光光源10较远，而激光在实际传播过程中会发生一定程度的衰减，故传播到区域82的激光的光强相对区域81的激光的光强较弱；由于此时第五半透半反膜层121的反射率小于第六半透半反膜层122的反射率，故区域82的激光的光强相对区域81的激光的光强较强，因此综合起来，区域81和区域82发生反射的光的强度相差不大，有利于提高液晶显示装置的光的均一性。
同样地，图8(b)中区域83和区域84发生反射的光的强度相差不大，有利于提高液晶显示装置的光的均一性。本发明具体实施例第五半透半反膜层的反射率和透射率的比例设置，以及第六半透半反膜层的反射率和透射率的比例设置根据实际使用环境以及用户需求进行设置。
在实际设计时，可以根据屏幕大小，均一性要求等，将图8(a)和图8(b)中的液晶显示面板分成多个区域，如：将图8(a)中的液晶显示面板分成区域81，82，83(图中未示出)等，每个区域的半透半反膜层的反射透射率逐渐变化，达到更细致的调节。总的设计原则是，半透半反膜层离光源的距离由近到远，反射率由低到高，透射率由高到低。
本发明具体实施例还提供了一种显示器，该显示器包括上述的液晶显示装置，该显示器可以为液晶显示器、液晶电视、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)显示器、OLED电视或电子纸等显示装置。
综上所述，本发明具体实施例提供一种液晶显示装置，包括液晶显示面板，其中，还包括激光光源、若干阵列排列的微光学透镜和若干半透半反膜层；沿预设方向，每相邻两微光学透镜通过一半透半反膜层连接形成光传导器件，光传导器件用于为液晶显示面板提供背光源；激光光源用于为光传导器件提供激光。本发明具体实施例采用激光作为背光源，利用激光方向性好提高光的利用率，并不会发生串色等不良。另外，本发明具体实施例采用微光学透镜和半透半反膜层连接形成的光传导器件实现光的传导，结构简单。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (7)

1.一种液晶显示装置，包括液晶显示面板，其特征在于，还包括激光光源、若干阵列排列的第一微棱镜和若干半透半反膜层；
沿预设方向，每相邻两所述第一微棱镜通过一所述半透半反膜层连接形成光传导器件，所述光传导器件用于为所述液晶显示面板提供背光源；
所述激光光源用于为所述光传导器件提供激光；
其中：
沿预设方向，每个所述光传导器件将所述激光光源发出激光内的至少一部分光线反射至所述液晶显示面板，且沿激光发射方向、每个所述光传导器件将至少一部分光线由相邻两所述第一微棱镜中的前一个所述第一微棱镜传递至后一个所述第一微棱镜；
所述液晶显示面板包括若干阵列排列的子像素，沿列方向，每相邻两所述第一微棱镜通过一所述半透半反膜层连接形成一列光传导器件，每一列光传导器件对应一列子像素；且沿列方向，所述激光光源位于液晶显示面板中每列所述光传导器件延长线、且位于延长线上所述光传导器件的两侧，任意相邻两第一微棱镜之间的半透半反膜层与一子像素正对设置；或者，
所述液晶显示面板包括若干阵列排列的子像素，沿行方向，每相邻两所述第一微棱镜通过一所述半透半反膜层连接形成一行光传导器件，每一行光传导器件对应一行子像素；所述激光光源位于液晶显示面板中每行所述光传导器件延长线、且位于延长线上所述光传导器件的两侧，任意相邻两第一微棱镜之间的半透半反膜层与一子像素正对设置。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述半透半反膜层距离所述激光光源的距离越远，所述半透半反膜层的反射率越高，所述半透半反膜层的透射率越低。
3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述半透半反膜层的反射率越高，所述半透半反膜层中包括的反射粒子的浓度越大。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，所述激光光源包括红色激光光源、绿色激光光源和蓝色激光光源，所述红色激光光源、所述绿色激光光源和所述蓝色激光光源并列紧密排列；
所述红色激光光源包括至少一发出红色激光的红色半导体激光器、沿着红色激光传播方向上的若干第二微棱镜和若干第一半透半反膜层，每相邻两第二微棱镜通过一所述第一半透半反膜层连接；
所述绿色激光光源包括至少一发出绿色激光的绿色半导体激光器、沿着绿色激光传播方向上的若干第二微棱镜和若干第二半透半反膜层，每相邻两第二微棱镜通过一所述第二半透半反膜层连接；
所述蓝色激光光源包括至少一发出蓝色激光的蓝色半导体激光器、沿着蓝色激光传播方向上的若干第二微棱镜和若干第三半透半反膜层，每相邻两第二微棱镜通过一所述第三半透半反膜层连接；
所述第一半透半反膜层、所述第二半透半反膜层和所述第三半透半反膜层按照第一半透半反膜层、第二半透半反膜层和第三半透半反膜层的顺序循环设置；
当所述液晶显示面板包括若干阵列排列的子像素，沿列方向，每相邻两所述第一微棱镜通过一所述半透半反膜层连接形成一列光传导器件，每一列光传导器件对应一列子像素时，每一循环中的所述第一半透半反膜层、所述第二半透半反膜层和所述第三半透半反膜层分别与相邻的三列光传导器件中的一列光传导器件对应；或者，
当所述液晶显示面板包括若干阵列排列的子像素，沿行方向，每相邻两所述第一微棱镜通过一所述半透半反膜层连接形成一行光传导器件，每一行光传导器件对应一行子像素时，每一循环中的所述第一半透半反膜层、所述第二半透半反膜层和所述第三半透半反膜层分别与相邻的三行光传导器件中的一行光传导器件对应。
5.根据权利要求4所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第一微棱镜沿垂直各所述光传导器件排列方向以及每个所述光传导器件的延伸方向形成平面的截面形状为平行四边形。
6.根据权利要求3所述的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示面板包括红色滤光层、蓝色滤光层和绿色滤光层，所述激光光源为白色激光光源，所述白色激光光源包括至少一发出白色激光的白色半导体激光器、沿着白色激光传播方向上的若干第二微棱镜和若干第四半透半反膜层，每相邻两第二微棱镜通过一所述第四半透半反膜层连接，所述第四半透半反膜层与一列光传导器件对应，或与一行光传导器件对应。
7.一种显示器，其特征在于，包括权利要求1-6任一权项所述的液晶显示装置。
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