專利名稱：一種直下式背光源及液晶顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直下式背光源及液晶顯示裝置。
背景技術(shù)：
目前，彩色顯示的液晶顯示裝置已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在生產(chǎn)和生活中；現(xiàn)有的液晶顯示裝置采用的一種技術(shù)手段是通過彩膜基板來實(shí)現(xiàn)彩色顯示特性。具體地，現(xiàn)有的液晶顯示裝置包括:對盒的彩膜基板和陣列基板，設(shè)置于彩膜基板和陣列基板之間的液晶層，以及設(shè)置于所述陣列基板背離彩膜基板一側(cè)的背光源；其中，彩膜基板包括:基板和設(shè)置于基板上的彩色濾光層，所述彩色濾光層包括多個(gè)彩色像素，每個(gè)彩色像素對應(yīng)一種顏色，通常是紅、綠、藍(lán)三原色中的一種。當(dāng)背光源發(fā)出光譜范圍覆蓋紅、綠、藍(lán)三種顏色的光線時(shí)，一個(gè)彩色像素僅允許對應(yīng)顏色的光透過而吸收另外兩種顏色的光，從而實(shí)現(xiàn)液晶顯示裝置的彩色顯示。不過，采用上述技術(shù)手段雖然實(shí)現(xiàn)了液晶顯示裝置的彩色化顯示，但同時(shí)因彩膜基板中彩色濾光層的濾光作用，光損失較大，導(dǎo)致液晶顯示裝置的透過率較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種直下式背光源及液晶顯示裝置，用于提高液晶顯示裝置的透過率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:一種直下式背光源,包括:具有多個(gè)棱結(jié)構(gòu)的棱鏡；
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位于所述棱鏡下方的多排光源，每排光源包括多個(gè)光源，且每排光源與一個(gè)棱結(jié)構(gòu)對應(yīng)；位于所述棱鏡和所述多排光源之間的多個(gè)光闌，每個(gè)所述光源發(fā)出的發(fā)散的光經(jīng)過所述光闌后轉(zhuǎn)換成一束或兩束線光，每束線光經(jīng)對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)折射后形成七種顏色的可見光，并對應(yīng)的照射在液晶面板中的一個(gè)像素上。優(yōu)選地，每個(gè)所述棱結(jié)構(gòu)的橫截面形狀為三角形或梯形，每束線光照射在對應(yīng)棱結(jié)構(gòu)的底面上的入射角和經(jīng)棱結(jié)構(gòu)折射后出射光相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角滿足以下關(guān)系式: β=Α-α+ arcsin(Vη2 - sin2 A sin a - sin A cos a)其中，β為出射光相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角，α為棱結(jié)構(gòu)中底面與側(cè)面之間的夾角，A為光線入射角，η為棱鏡的折射率。優(yōu)選地，每個(gè)所述棱結(jié)構(gòu)的橫截面形狀為半圓形，每束線光照射在對應(yīng)棱結(jié)構(gòu)的底面上的入射角和經(jīng)棱結(jié)構(gòu)折射后出射光相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角滿足以下關(guān)系式:(sin A、β=2A — 2 arcsin ~———
Vn J其中，β為出射光相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角，A為光線入射角，n為棱鏡的折射率。優(yōu)選地，每個(gè)所述光闌為第一平板光闌，所述第一平板光闌具有一個(gè)直線狀的第一光闌縫；每個(gè)所述光源與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)之間設(shè)置一個(gè)第一平板光闌，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的一個(gè)第一光闌縫后轉(zhuǎn)換成一束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，每個(gè)所述光闌為第一平板光闌，所述第一平板光闌具有一個(gè)直線狀的第一光闌縫；每個(gè)光源與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)之間設(shè)置兩個(gè)第一平板光闌，且所述光源位于所述兩個(gè)第一平板光闌之間，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第一光闌縫后轉(zhuǎn)換成兩束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，每個(gè)所述棱結(jié)構(gòu)的出光面相對于該棱結(jié)構(gòu)底面的中垂線對稱；每個(gè)光源對應(yīng)的位于呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第一平板光闌之間，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第一光闌縫后轉(zhuǎn)換成兩束線光，且兩束線光以相同的入射角射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。較佳地，所述呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第一平板光闌為一體化結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，每個(gè)所述光闌為第二平板光闌，所述第二平板光闌具有一個(gè)直線狀的第二光闌縫，且所述第二光闌縫的長度方向與棱結(jié)構(gòu)的長度方向平行；每排光源與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)之間設(shè)置一個(gè)第二平板光 闌，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的一個(gè)第二光闌縫轉(zhuǎn)換成一束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，每個(gè)所述光闌為第二平板光闌，所述第二平板光闌具有一個(gè)直線狀的第二光闌縫，且所述第二光闌縫的長度方向與棱結(jié)構(gòu)的長度方向平行；每排光源與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)之間設(shè)置兩個(gè)第二平板光闌，且每排光源位于所述兩個(gè)第二平板光闌之間，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第二光闌縫轉(zhuǎn)換成兩束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。較佳地，每個(gè)所述棱結(jié)構(gòu)的出光面相對于該棱結(jié)構(gòu)底面的中垂線對稱；每排光源對應(yīng)的位于呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第二平板光闌之間，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第二光闌縫后轉(zhuǎn)換成兩束線光，且兩束線光以相同的入射角射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第二平板光闌為一體化結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，每相鄰的兩個(gè)棱結(jié)構(gòu)之間設(shè)置一個(gè)用于減輕出射光干涉現(xiàn)象的擋板。本發(fā)明同時(shí)還提供了一種液晶顯示裝置，包括:對盒的陣列基板和對向基板，設(shè)置于所述陣列基板和對向基板之間的液晶層，設(shè)置于所述對向基板背離所述陣列基板一側(cè)的第一偏光片，設(shè)置于所述第一偏光片背離所述陣列基板一側(cè)、具有多個(gè)開口的黑矩陣，且每個(gè)所述開口與所述陣列基板中的一個(gè)像素對應(yīng)，設(shè)置于所述陣列基板背離所述對向基板一側(cè)的第二偏光片，以及設(shè)置于所述第一偏光片背離所述陣列基板一側(cè)、具有上述特征的直下式背光源。優(yōu)選地，所述陣列基板為薄膜晶體管陣列基板。優(yōu)選地，所述陣列基板與所述直下式背光源之間的距離滿足以下關(guān)系式:
L=W* (cos Y ) / (tan β「tan β 2)其中，L為陣列基板與直下式背光源之間的距離，W為陣列基板上每個(gè)像素的寬度，Y為入射光與垂直于陣列基板的法線之間的夾角，P1為出射光為波長405nm紫光的偏轉(zhuǎn)角，32為出射光為波長766nm紅光的偏轉(zhuǎn)角。優(yōu)選地，每個(gè)所述開口包括間隔排列的分別供對應(yīng)顏色的可見光通過的七個(gè)子開
Π在本發(fā)明提供的直下式背光源中，首先利用光闌將每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光轉(zhuǎn)換成一束或兩束線光，然后利用棱鏡的分光作用，使每束線光經(jīng)棱鏡折射后形成七種顏色的可見光，并對應(yīng)的照射在液晶面板的一個(gè)像素上，通過控制各個(gè)像素的開閉即可使液晶顯示裝置實(shí)現(xiàn)全色域顯示；與現(xiàn)有技術(shù)先比，不需要彩色濾光層，減少了光損失，從而提高了液晶顯示裝置的透過率。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種直下式背光源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中各個(gè)棱結(jié)構(gòu)的橫截面形狀為三角形時(shí)的光路圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中各個(gè)棱結(jié)構(gòu)橫截面形狀為半圓形時(shí)的光路圖；圖4為圖1中光闌的一種結(jié)構(gòu)示意
圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種直下式背光源的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中光闌的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶顯示裝置的全色域顯示原理示意圖。附圖標(biāo)記:1-棱鏡，2_每排光源，3_光闌，4擋板，5-液晶面板，11-棱結(jié)構(gòu)，21-每個(gè)光源，31-第一平板光闌，32-第二平板光闌，51-對向基板，52-陣列基板，53-液晶層，54-第一偏光片，55-第二偏光片，56-黑矩陣。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有的液晶顯示裝置一般是通過彩膜基板來實(shí)現(xiàn)彩色顯示特性，但因彩膜基板中彩色濾光層的濾光作用，光損失較大，導(dǎo)致液晶顯示裝置的透過率較低。有鑒于此，本發(fā)明提供了一種直下式背光源，利用棱鏡的分光作用，將光源產(chǎn)生的白光轉(zhuǎn)換成七種顏色的可見光，通過控制各個(gè)像素的開閉即可使液晶顯示裝置實(shí)現(xiàn)全色域顯示，因不需要彩色濾光層，減少了光損失，從而提高了液晶顯示裝置的透過率。為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，為本發(fā)明實(shí)施例一提供的一種直下式背光源。本發(fā)明實(shí)施例提供的直下式被背光源包括:具有多個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的棱鏡I ;位于棱鏡I下方的多排光源2，每排光源2包括多個(gè)光源21,且每排光源2與一個(gè)棱結(jié)構(gòu)11對應(yīng)；位于棱鏡I和多排光源2之間的多個(gè)光闌3，每個(gè)光源2發(fā)出的發(fā)散的光經(jīng)過光闌3后轉(zhuǎn)換成一束或兩束線光，每束線光經(jīng)對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11折射后形成七種顏色的可見光，并對應(yīng)的照射在液晶面板5中的一個(gè)像素上。具體實(shí)施時(shí)，棱鏡I上的各個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的形狀、大小相同，并均勻排列，優(yōu)選地，每個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的橫截面形狀為三角形、梯形或半圓形；多個(gè)光闌3位于棱鏡I和多排光源2之間，將每個(gè)光源21發(fā)出的發(fā)散的光轉(zhuǎn)化成一束或兩束線光,每束線光以一定的入射角射入棱鏡2,經(jīng)對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11折射后形成七種顏色的可見光，即波長范圍在405nm 766nm的紅、橙、黃、綠、藍(lán)、青、紫七種顏色的可見光，其中紫光波長為405nm，紅光波長為766nm，每束線光折射后形成的七種顏色的可見光對應(yīng)的照射在在液晶面板5中的一個(gè)像素上，通過控制各個(gè)像素的開閉即可使液晶顯示裝置實(shí)現(xiàn)全色域顯示；與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要彩色濾光層，減少了光損失，從而提高了液晶顯示裝置的透過率。為了保證每束線光經(jīng)對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11折射后都形成七種顏色的可見光，每束線光照射在棱鏡I上的入射角、以及經(jīng)對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11折射后出射光相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角，與棱鏡I的折射率、 棱鏡I中的各個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的橫截面形狀有關(guān)，具體如下:如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例中各個(gè)棱結(jié)構(gòu)的橫截面形狀為三角形時(shí)的光路圖。當(dāng)每個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的橫截面形狀為三角形或梯形時(shí)，每束線光照射在對應(yīng)棱結(jié)構(gòu)11的底面上的入射角和經(jīng)棱結(jié)構(gòu)11折射后出射光相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角滿足以下關(guān)系式:β=Α-οΛ arcsin(v,"」- sin2 A sin a - sin A cos a)其中，β為出射光相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角，α為棱結(jié)構(gòu)11中底面與側(cè)面之間的夾角，范圍在20° 70°之間，A為光線入射角，η為棱鏡的折射率。也就是說，當(dāng)棱鏡I中的各個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的橫截面形狀為三角形或梯形時(shí)，每束線光射入棱鏡I的入射角Α，與經(jīng)對應(yīng)棱結(jié)構(gòu)11折射后的出射光線相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角β需要滿足上述關(guān)系式，才能使每束線光經(jīng)對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11折射后都形成七種顏色的可見光。如圖3所示，為本發(fā)明實(shí)施例中各個(gè)棱結(jié)構(gòu)橫截面形狀為半圓形時(shí)的光路圖。當(dāng)每個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的橫截面形狀為半圓形時(shí)，每束線光照射在對應(yīng)棱結(jié)構(gòu)11的底面上的入射角和經(jīng)棱結(jié)構(gòu)11折射后出射光相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角滿足以下關(guān)系式:
(Cl η 4 Λy6,=2^ -2arcsin -—
Vn ；其中，β為出射光相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角，A為光線入射角，η為棱鏡的折射率。也就是說，當(dāng)棱鏡I中的各個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的橫截面形狀為半圓形時(shí)，只需滿足對應(yīng)的關(guān)系式即可使每束線光經(jīng)對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11折射后都形成七種顏色的可見光；其中，每束線光的照射在棱結(jié)構(gòu)底面上的入射角與光闌3有關(guān)，具體可通過調(diào)整光闌3的傾斜角度即可改變每束線光的入射角。每個(gè)光源21發(fā)出的發(fā)散的光通過光闌3轉(zhuǎn)換成一束或兩束線光，具體通過以下方式實(shí)現(xiàn):如圖4所不,為圖1中光闌的一種結(jié)構(gòu)不意圖。當(dāng)每個(gè)光闌3為第一平板光闌31,第一平板光闌31具有一個(gè)直線狀的第一光闌縫時(shí)；每個(gè)光源21與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11之間設(shè)置一個(gè)第一平板光闌31，使得每個(gè)光源21發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的一個(gè)第一光闌縫后轉(zhuǎn)換成一束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11 ;也就是說，光闌3的數(shù)量與光源21的數(shù)量相同，每個(gè)光闌對應(yīng)一個(gè)光源21，將光源21發(fā)出的發(fā)散的光轉(zhuǎn)換成一束線光，并以一定的入射角射入棱鏡2。在上述實(shí)施方式中，每個(gè)光源21對應(yīng)一個(gè)第一平板光闌31，使得每個(gè)光源21發(fā)出的發(fā)散的光通過一個(gè)第一平板光闌31轉(zhuǎn)換成一束線光，但不限于此，也可以采用兩個(gè)第一平板光闌31將每個(gè)光源21發(fā)出的發(fā)散的光轉(zhuǎn)換成兩束線光。具體地，當(dāng)每個(gè)光闌3為第一平板光闌31，第一平板光闌31具有一個(gè)直線狀的第一光闌縫時(shí)；每個(gè)光源21與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11之間設(shè)置兩個(gè)第一平板光闌31，且光源21位于兩個(gè)第一平板光闌31之間，使得每個(gè)光源21發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第一光闌縫后轉(zhuǎn)換成兩束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11 ;這兩束線光經(jīng)對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11折射后分別從棱面射出，分別照射在液晶面板5中的兩個(gè)像素上。優(yōu)選地，當(dāng)每個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的出光面相對于該棱結(jié)構(gòu)11底面的中垂線對稱時(shí)，即當(dāng)每個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的橫截面形狀為等腰三角形、等腰梯形或半圓形時(shí)；每個(gè)光源21對應(yīng)的位于呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第一平板光闌31之間，使得每個(gè)光源21發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第一光闌縫后轉(zhuǎn)換成兩束線光，且兩束線光以相同的入射角射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11 ;例如，當(dāng)每個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的橫截面形狀為等腰三角形時(shí)，呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第一平板光闌31相對于等腰三角形的底邊的垂直平分線對稱，光源21位于兩個(gè)第一平板光闌31之間，使得光源21發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第一光闌縫后轉(zhuǎn)換成兩束線光，且兩束線光以相同的入射角射入棱鏡I。為了便于將兩個(gè)第一平板光闌31安裝在直下式背光源中，較佳地，呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第一平板光闌31為一體化結(jié)構(gòu)。如圖5和圖6所示，其中，圖5為本發(fā)明實(shí)施例二提供的一種直下式背光源的結(jié)構(gòu)不意圖；圖6為圖5中光闌的一種結(jié)構(gòu)意圖。在本實(shí)施例中，每個(gè)光闌3為具有一個(gè)直線狀的第二光闌縫的第二平板光闌32，相當(dāng)于將多個(gè)第一平板光闌31對接為一體。當(dāng)每個(gè)光闌3為第二平板光闌32，第二平板光闌32具有一個(gè)直線狀的第二光闌縫，且第二光闌縫的長度方向與棱結(jié)構(gòu)的長度方向平行；每排光源2與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11之間設(shè)置一個(gè)第二平板光闌32，使得每個(gè)光源21發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的一個(gè)第二光闌縫轉(zhuǎn)換成一束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11。當(dāng)然也可以在每排光源2與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11之間設(shè)置兩個(gè)第二平板光闌32，即當(dāng)每個(gè)光闌3為第二平板光闌32，第二平板光闌32具有一個(gè)直線狀的第二光闌縫，且第二光闌縫的長度方向與棱結(jié)構(gòu)的長度方向平行時(shí)；每排光源2與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)11之間設(shè)置兩個(gè)第二平板光闌32，且每排光源21位于兩個(gè)第二平板光闌32之間，使得每個(gè)光源21發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第二光闌縫轉(zhuǎn)換成兩束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，當(dāng)每個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的出光面相對于該棱結(jié)構(gòu)11底面的中垂線對稱時(shí)，即當(dāng)每個(gè)棱結(jié)構(gòu)11的橫截面形狀為等腰三角形、等腰梯形或半圓形時(shí)；每排光源2對應(yīng)的位于呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第二平板光闌32之間，使得每個(gè)光源21發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第二光闌縫后轉(zhuǎn)換成兩束線光，且兩束線光以相同的入射角射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)
11。為了便于將兩個(gè)第一平板光闌31安裝在直下式背光源中，較佳地，呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第二平板光闌32為一體化結(jié)構(gòu)。

為了減輕從相鄰的兩個(gè)棱結(jié)構(gòu)11射出的光之間的干涉現(xiàn)象，優(yōu)選地，每相鄰的兩個(gè)棱結(jié)構(gòu)11之間設(shè)置一個(gè)用于減輕出射光干涉現(xiàn)象的擋板4 ;在實(shí)施例一和實(shí)施例二中，每個(gè)擋板4位于相鄰的兩個(gè)三角形棱結(jié)構(gòu)11之間，并與棱結(jié)構(gòu)11的底面垂直。從上述方案可知，在本發(fā)明提供的直下式背光源中，首先利用光闌將每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光轉(zhuǎn)換成一束或兩束線光，然后利用棱鏡的分光作用，使每束線光經(jīng)棱鏡折射后形成七種顏色的可見光，并對應(yīng)的照射在液晶面板的一個(gè)像素上，通過控制各個(gè)像素的開閉即可使液晶顯示裝置實(shí)現(xiàn)全色域顯示；與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要彩色濾光層，減少了光損失，從而提高了液晶顯示裝置的透過率。如圖7所示，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種液晶顯示裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。本實(shí)施例提供的液晶顯示裝置包括:對盒的陣列基板52和對向基板51，設(shè)置于陣列基板52和對向基板51之間的液晶層53，設(shè)置于對向基板51背離陣列基板52 —側(cè)的第一偏光片54，設(shè)置于第一偏光片54背離陣列基板52—側(cè)、具有多個(gè)開口的黑矩陣56，且每個(gè)開口與陣列基板52中的一個(gè)像素對應(yīng)，設(shè)置于陣列基板52背離對向基板51 —側(cè)的第二偏光片55，以及設(shè)置于第一偏光片54背離陣列基板52 —側(cè)、具有上述特征的直下式背光源。每個(gè)光源21發(fā)出的發(fā)散的光經(jīng)光闌3后轉(zhuǎn)換成一束或兩束線光,每束線光經(jīng)對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)折射后形成七種顏色的可見光，每束線折射后形成的七種顏色的可見光穿過黑矩陣56中對應(yīng)的一個(gè)開口后照射在液晶面板5—個(gè)像素上，通過控制各個(gè)像素的開閉來控制光線的通過，從而使液晶顯示裝置實(shí)現(xiàn)全色域顯示；為了便于實(shí)現(xiàn)上述功能，陣列基板52為薄膜晶體管(Thin Film Transistor，簡稱TFT)陣列基板，通過TFT的開關(guān)，即可使液晶顯示裝置實(shí)現(xiàn)全色域顯示。如圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的液晶顯示裝置的全色域顯示的原理示意圖。為了保證每束折射后形成的七種顏色的可見光對應(yīng)的照射在液晶面板一個(gè)像素上，背光源到陣列基板的距離滿足以下關(guān)系式:L=W* (cos Y )/(tan β「tan β 2)其中，L為陣列基板與直下式背光源之間的距離，W為陣列基板上每個(gè)像素的寬度，Y為入射光與垂直于陣列基板的法線之間的夾角，P1為出射光為波長405nm紫光的偏轉(zhuǎn)角，32為出射光為波長766nm紅光的偏轉(zhuǎn)角。以石英玻璃棱鏡為例，在可見光范圍405nm到766nm的范圍內(nèi)，它的折射率范圍為
1.470到1.455，陣列基板52中各個(gè)像素的寬度為0.5mm,當(dāng)棱結(jié)構(gòu)11中底面與側(cè)面之間的夾角α為30°時(shí)，通過計(jì)算可得出直下式背光源到陣列基板的距離為53.6mm;當(dāng)棱結(jié)構(gòu)11中底面與側(cè)面之間的夾角α為45°時(shí)，通過計(jì)算可得出直下式背光源到陣列基板的距離為31.5_，當(dāng)棱結(jié)構(gòu)11中底面與側(cè)面之間的夾角α為60°時(shí)，通過計(jì)算可得出直下式背光源到陣列基板的距離為15.2mm。為了進(jìn)一步減輕每個(gè)像素中七種顏色的可見光之間的干涉現(xiàn)象，較佳地，每個(gè)開口包括間隔排列的分別供對應(yīng)顏色的可見光通過的七個(gè)子開口 ；如此設(shè)計(jì)，使得七種顏色的可見光分別從對應(yīng)的子開口通過。綜上所述，在本發(fā)明提供的直下式背光源中，首先利用光闌將每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光轉(zhuǎn)換成一束或兩束線光，然后利用棱鏡的分光作用，使每束線光經(jīng)棱鏡折射后形成七種顏色的可見光，并對應(yīng)的照射在液晶面板的一個(gè)像素上，通過控制各個(gè)像素的開閉即可使液晶顯示裝置實(shí)現(xiàn)全色域顯示。與現(xiàn)有技術(shù)先比，不需要彩色濾光層，減少光線損失，從而提高了液晶顯示裝 置的透過率。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些 修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示裝置中的直下式背光源，其特征在于，包括: 具有多個(gè)棱結(jié)構(gòu)的棱鏡； 位于所述棱鏡下方的多排光源，每排光源包括多個(gè)光源，且每排光源與一個(gè)棱結(jié)構(gòu)對應(yīng)； 位于所述棱鏡和所述多排光源之間的多個(gè)光闌，每個(gè)所述光源發(fā)出的發(fā)散的光經(jīng)過所述光闌后轉(zhuǎn)換成一束或兩束線光，每束線光經(jīng)對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)折射后形成七種顏色的可見光，并對應(yīng)的照射在液晶面板中的一個(gè)像素上。
2.如權(quán)利要求1所述的直下式背光源，其特征在于，每個(gè)所述棱結(jié)構(gòu)的橫截面形狀為三角形或梯形，每束線光照射在對應(yīng)棱結(jié)構(gòu)的底面上的入射角和經(jīng)棱結(jié)構(gòu)折射后出射光相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角滿足以下關(guān)系式:
3.如權(quán)利要求1所述的直下式背光源，其特征在于，每個(gè)所述棱結(jié)構(gòu)的橫截面形狀為半圓形，每束線光照射在對應(yīng)棱結(jié)構(gòu)的底面上的入射角和經(jīng)棱結(jié)構(gòu)折射后出射光相對于入射光的偏轉(zhuǎn)角滿足以下關(guān)系式:
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的直下式背光源，其特征在于， 每個(gè)所述光闌為第一平板光闌，所述第一平板光闌具有一個(gè)直線狀的第一光闌縫； 每個(gè)所述光源與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)之間設(shè)置一個(gè)第一平板光闌，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的一個(gè)第一光闌縫后轉(zhuǎn)換成一束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1-3任一所述的直下式背光源，其特征在于， 每個(gè)所述光闌為第一平板光闌，所述第一平板光闌具有一個(gè)直線狀的第一光闌縫； 每個(gè)光源與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)之間設(shè)置兩個(gè)第一平板光闌，且所述光源位于所述兩個(gè)第一平板光闌之間，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第一光闌縫后轉(zhuǎn)換成兩束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求5所述的直下式背光源，其特征在于， 每個(gè)所述棱結(jié)構(gòu)的出光面相對于該棱結(jié)構(gòu)底面的中垂線對稱； 每個(gè)光源對應(yīng)的位于呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第一平板光闌之間，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第一光闌縫后轉(zhuǎn)換成兩束線光，且所述兩束線光以相同的入射角射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求6所述的直下式背光源，其特征在于，所述呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第一平板光闌為一體化結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1-3任一所述的直下式背光源，其特征在于， 每個(gè)所述光闌為第二平板光闌，所述第二平板光闌具有一個(gè)直線狀的第二光闌縫，且所述第二光闌縫的長度方向與棱結(jié)構(gòu)的長度方向平行； 每排光源與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)之間設(shè)置一個(gè)第二平板光闌，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的一個(gè)第二光闌縫轉(zhuǎn)換成一束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1-3任一所述的直下式背光源，其特征在于， 每個(gè)所述光闌為第二平板光闌，所述第二平板光闌具有一個(gè)直線狀的第二光闌縫，且所述第二光闌縫的長度方向與棱結(jié)構(gòu)的長度方向平行； 每排光源與對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)之間設(shè)置兩個(gè)第二平板光闌，且每排光源位于所述兩個(gè)第二平板光闌之間，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第二光闌縫轉(zhuǎn)換成兩束線光射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。
10.如權(quán)利要求9所述的直下式背光源，其特征在于， 每個(gè)所述棱結(jié)構(gòu)的出光面相對于該棱結(jié)構(gòu)底面的中垂線對稱； 每排光源對應(yīng)的位于呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第二平板光闌之間，使得每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光通過對應(yīng)的兩個(gè)第二光闌縫后轉(zhuǎn)換成兩束線光，且所述兩束線光以相同的入射角射入對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求10所述的直下式背光源，其特征在于，所述呈倒V形對稱設(shè)置的兩個(gè)第二平板光闌為一體化 結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求1-3任一所述的直下式背光源，其特征在于，每相鄰的兩個(gè)棱結(jié)構(gòu)之間設(shè)置一個(gè)用于減輕出射光干涉現(xiàn)象的擋板。
13.一種液晶顯示裝置，其特征在于，包括:對盒的陣列基板和對向基板，設(shè)置于所述陣列基板和對向基板之間的液晶層，設(shè)置于所述對向基板背離所述陣列基板一側(cè)的第一偏光片，設(shè)置于所述第一偏光片背離所述陣列基板一側(cè)、具有多個(gè)開口的黑矩陣，且每個(gè)所述開口與所述陣列基板中的一個(gè)像素對應(yīng)，設(shè)置于所述陣列基板背離所述對向基板一側(cè)的第二偏光片，以及設(shè)置于所述第一偏光片背離所述陣列基板一側(cè)、如權(quán)利要求1-12任一所述的直下式背光源。
14.如權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述陣列基板為薄膜晶體管陣列基板。
15.如權(quán)利要求13或14所述的液晶顯示裝置，其特征在于，所述陣列基板與所述直下式背光源之間的距離滿足以下關(guān)系式: L=W* (cos Y ) / (tan β「tan β 2) 其中，L為陣列基板與直下式背光源之間的距離，W為陣列基板上每個(gè)像素的寬度，Y為入射光與垂直于陣列基板的法線之間的夾角，β I為出射光為波長405nm紫光的偏轉(zhuǎn)角，β 2為出射光為波長766nm紅光的偏轉(zhuǎn)角。
16.如權(quán)利要求13所述的液晶顯示裝置，其特征在于，每個(gè)所述開口包括間隔排列的分別供對應(yīng)顏色的可見光通過的七個(gè)子開口。
全文摘要
本發(fā)明涉及液晶顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種直下式背光源及液晶顯示裝置，用于提高液晶顯示裝置的透過率。本發(fā)明公開了一種直下式背光源，包括具有多個(gè)棱結(jié)構(gòu)的棱鏡；位于棱鏡下方的多排光源，每排光源包括多個(gè)光源，且每排光源與一個(gè)棱結(jié)構(gòu)對應(yīng)；位于棱鏡和所述多排光源之間的多個(gè)光闌，每個(gè)光源發(fā)出的發(fā)散的光經(jīng)過光闌后轉(zhuǎn)換成一束或兩束線光，每束線光經(jīng)對應(yīng)的棱結(jié)構(gòu)折射后形成七種顏色的可見光，并對應(yīng)的照射在液晶面板中的一個(gè)像素上。本發(fā)明同時(shí)還公開了一種液晶顯示裝置，包括液晶面板和設(shè)置于液晶面板后側(cè)、具有上述特征的直下式背光源。
文檔編號F21V13/02GK103234153SQ20131015443
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月28日
發(fā)明者張春兵, 晏斌 申請人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 北京京東方顯示技術(shù)有限公司