[发明专利]光源系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光源系统，特别是涉及一种利用彩色发光二极管当作光源而能提供单一偏振分量白光光源的光源系统。

背景技术

由于液晶显示器具有外型轻薄、耗电量少以及无辐射污染等特性，因此为目前日渐普及的一种显示装置，已广泛地应用于个人桌上型计算机屏幕以及笔记型计算机、个人数字助理(PDA)、手机等携带式信息产品上，并逐渐取代阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)监视器及传统电视。

一般而言，液晶显示模块(liquid crystal display module，LCM)为液晶显示器中最关键的装置，其包括液晶显示面板及背光模块等元件。液晶显示面板在两片玻璃基板中设置液晶分子层，通常在各玻璃基板上会先涂布配向层，以使液晶分子顺着一个特定且平行于玻璃表面的方向排列。通过在玻璃基板上的晶体管、电极等电子元件，可对液晶分子提供电场而使液晶分子随电场大小而旋转，由于液晶分子的双折射率会随液晶分子的方向而改变，便会使偏振光在经过液晶分子时产生偏振方向的改变。因此，液晶显示面板的显示原理即是在液晶显示面板的上、下两侧各设置偏光片(polarizer)，并配合液晶分子的旋转以控制出光面的光线量，便可显示出画面。

请参考图1，图1为现有液晶显示器10的构造爆炸图。现有液晶显示器面板12包括二玻璃基板，其上设有电极，而玻璃基板中间设置有液晶分子。液晶显示面板12两侧则设置有第一偏光片16与第二偏光片14，两者穿透轴互相垂直。背光模块18包括多个光源20设于液晶面板12下方两侧，固定于背光模块18的外框中，且外框还包括设于光源20外侧的散热片22。此外，背光模块18通常包括导光板24设于液晶显示面板12的正下方、反射片26设于导光板24下方以及第一扩散片28、二棱镜片30、32和第二扩散片34依序设于导光板24的上方。

现有液晶显示器10的显示原理，是通过液晶显示面板12两侧穿透轴互相垂直的第一与第二偏光片16、14来控制通过的光线亮度。由背光模块18产生的随机偏振光在经过第一偏光片16时，大约50％的光线会被第一偏光片16吸收，而通过第一偏光片16进入液晶层的光线皆为平行于第一偏光片16的穿透轴的偏振光。接着，通过对液晶显示面板12的各像素施加电场而旋转液晶分子的排列方向，使得偏振光改变其偏振方向，当偏振光的偏振方向平行于第二偏光片14的穿透轴时，便可穿过第二偏光片14而显示画面，反之则会被第二偏光片14所吸收。由上述可知，无论背光模块18所提供的亮度如何，具有第一偏光片16的液晶显示器10都只能达到50％的光线利用率。

再者，目前一般小尺寸的液晶显示器10多采用发光二极管(light emittingdiode，LED)来作为其光源20，但由于白光LED的发展未臻成熟，所以现有背光模块18通常采用多颗具有不同颜色的LED来作为光源20，例如以红光LED、绿光LED及蓝光LED交错并排来提供光源。然而，以多色LED当作光源会发生混光不均匀的问题，因此现行作法是增加光线的混光距离，但此举又会降低光的使用效率及放大产品尺寸，无法满足信息显示产品轻薄化的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包括光学转换模块的光源系统，其能提供单一偏振光源给液晶显示面板，以提高显示器的整体亮度与光利用效率。

根据本发明的权利要求，本发明光源系统包括光学转换模块与第一彩色光源与第二彩色光源，其中光学转换模块包括至少一光偏振化元件以及偏振调变元件。光偏振化元件包括出光面以及至少一双折射面，双折射面能让第一偏振分量通过，并反射第二偏振分量，且双折射面的一面为一穿透面，另一面为反射面。第一、第二彩色光源分别产生颜色不同的第一彩色光线与第二彩色光线，且第一、第二彩色光源设于光学转换模块的两侧而相对设置，而第一、第二彩色光线可混光成为白光。第一或第二彩色光线会经由双折射面分光而成为第一偏振分量与第二偏振分量，而第一或第二偏振分量会再经由偏振调变元件的作用而转换其偏振方向，以使第一或第二彩色光线皆转换为第二偏振分量或第一偏振分量，而由出光面射出光学转换模块。

由于本发明将不同颜色光源设于光学转换模块的两侧，再通过光学模块内如双折射面等特殊设计，可使各彩色光线在光学转换模块内充分混光，并将光线转换为单一偏振分量，以提高整体光线利用效率。再者，由于不同颜色的光源设置于光源系统的不同处，因此本发明可针对不同颜色光源设计所需的散热环境，以进一步改善光学效果与延长光源寿命。

附图说明