[发明专利]用于背光的光纤照明系统

说明书

优先权要求

本申请要求2005年4月5日提交的美国临时专利申请No.60/668,069的申请日优先权，这里引用其内容，供参考。

相关申请

本申请涉及共同未决的美国专利申请序列号No.10/949,196，该专利申请于2004年9月27日提交，标题是“Integrated LightDistribution System Using Optical Waveguide With No ReflectiveCoupler”，该专利申请要求美国临时专利申请No.60/668,069的权益，这里引用每一专利申请的内容，供参考。

技术领域

本发明涉及为诸如液晶显示器的平板显示器提供背光的系统。

背景技术

背光(back lighting)已经在诸多应用中使用，这些应用包括电视、辐射学、商业标牌、计算机系统、多媒体装置、和其他电子装置，这些装置中的显示单元自身并不发射光，而是调制背光光源输出的光。这种应用的一个例子是液晶显示器(LCD)。LCD需要光源供运行，因为LCD不产生光，但借助改变通过的光的偏振性质，能使一个状态的光透射而阻挡第二个状态的光透射，从而调制背光光源的光输出强度。于是，信息作为LCD平板中每一像素光强度调制结果而显示。由于可能在这种显示器中改进反差比和亮度，利用背光的LCD平板系统，已经成为流行的平板显示器应用。

随着半导体技术的快速进步和对个人计算机、蜂窝电话、PDA等等需求的增长，LCD成为在这种装置中显示平板的一种优选系统。虽然阴极射线管(CRT)是经济的，并在许多方面有优点，但能够产生有害的辐射、显示器的个头大、和相对高的功率消耗，是削减把CRT用于诸如个人计算机显示器需求的主要因素。LCD平板由于以更好的分辨率、空间利用率、和功率消耗，已经成为显示器的流行类型。对用于背光LCD平板的系统的要求，是符合轻的重量、低的发热、和LCD平板需要的平坦的平板结构。

目前，用于LCD的背光光源，主要由一种类型的汞放电灯提供。类似于直线的荧光灯和紧凑的荧光灯，这些背光灯是低压的汞放电灯，这里的主要辐射在汞的紫外(UV)光谱中。可以把磷涂敷在灯的外壳，把UV辐射转换为需要的(白色)颜色。这些灯可以是薄的并在相对冷的温度上工作。这种灯的一个例子是冷阴极荧光灯(CCFL)。因为相应的几何形态、低的发热、流明效能、和生产的成熟度，CCFL已经成为LCD技术的标准背光光源。

对个人计算机的应用，典型的屏幕大小，沿对角线测量，是在14英寸到17英寸之间。在该范围中，少量的CCFL对需要的流明是足够的。为了从相应显示器输出均匀的光，可以利用光波导和漫射器。这类发明的例子由授予Mai的美国专利No.7,018,086、授予Klein的美国专利No.6,992,733、和授予Hathaway等人的美国专利No.5,050,946说明。

从原理上说，LCD技术不限于上述14和17英寸的个人计算机屏幕大小。一般说来，加于LCD显示器尺寸的限制，很大程度上与无缺陷LCD平板制造有关的处理和成本问题。这个问题近来已经解决，且制造的大屏幕LCD显示器比得上其他类型的平坦屏幕技术，诸如等离子显示器平板。但是，大屏幕LCD平板要求更大和更亮的背光光源。当前的解决方案是增加背光中使用的CCFL数，然而，这种解决方案提出若干问题。例如，增加CCFL数也增加对相应稳流器的要求和其中的处理难度，从而增加相应的生产费用。另一个缺点在于，CCFL不能具有拉长的纵向尺寸，因此，数个CCFL必须按一定模式使用，为显示器平板整个尺寸提供合适的背光。这样可能由于CCFL间的间隙，导致暗的区域。最后，CCFL内的汞仍然是环境上关心的问题。

需要有供替代的用于LCD的技术，尤其对大屏幕LCD平板的背光。一种这样的替代，是把发光二极管(LED)用于背光。但是，把LED用于背光已经遇到若干问题。例如，单独的LED不能提供背光要求的足够的流明，为此必须使用大的LED阵列。此外，这种大LED阵列成本相当大且产生相当大量的热。因此，对LCD平板显示器系统，仍然需要一种替代的背光系统。

因此，本公开的一个目的，是提供一种新颖的用于平板显示器的背光装置和方法，以消除现有技术装置的不足之处。

本发明的再一个目的，是利用纤维光学，为平板显示器提供一种新颖的背光装置和方法。