CN101025497A

CN101025497A - 具有led背光装置的显示系统

Info

Publication number: CN101025497A
Application number: CN 200710087273
Authority: CN
Inventors: 索辛纳姆; 罗维鸿; 蔡琦睿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2007-03-23
Publication date: 2007-08-29

Abstract

本发明系提供一种具有LED背光装置的显示系统，其包括：背光板；LED背光装置，其置于该背光板的一侧，可发出第一光源、第二光源及/或第三光源至该背光板；液晶面板，其置于该背光板上方；以及控制器，其可依序发出第一单色影像图像、第二单色影像图像及/或第三单色影像图像，并借由该第一光源、第二光源及/或第三光源以合成一彩色影像图像显示于该液晶面板上；借由上述结构可节省彩色滤光片及电源的使用。

Description

具有LED背光装置的显示系统

【发明所属技术领域】

本发明系一种具有LED背光装置的显示系统，尤其是一种使用LED背光装置及单色灰阶液晶面板以显示彩色影像图像，以节省彩色滤光片及电源的具有LED背光装置的显示系统。

【先前技术】

请参照图1，其绘示了已知彩色液晶显示面板的结构示意图。如图所示，已知彩色液晶显示面板100的结构通常包括：一上偏光板110 ；一上玻璃基板120 ；一彩色滤光片130；一液晶层140；一薄膜基板150；一下玻璃基板160；一下偏光板170；一背光板180以及一背光源190。其中，已知彩色液晶显示面板100目前大部份系以冷阴极管120(CCFL)作为背光源，且该背光源190系放置于该背光板180的一侧。上述结构的彩色液晶显示面板100的原理为：该冷阴极管190所发出的白光经过下偏光板170并经薄膜基板150及液晶层140扭转90°后，再经过彩色滤光片130滤光后将彩色图像显示出来。

因彩色液晶显示面板100本身不发光，因此需依赖该背光源190的照射以提供所需的光源。上述结构的彩色液晶显示面板100的背光源190所发出的光源经过两片偏光板110、170后亮度将减少38％；经过彩色滤光片130后亮度将减少12.54％；经过画素开口率后亮度将减少7％；最后再经过液晶层140及玻璃基板120、160的吸收后亮度将只剩下6％，因此，需要高功率的背光源190以提供其所需的光源，但如此将增加电源的消耗。此外，冷阴极管190需以高压驱动，因此内部电源设计必须有升压电路，但如此将使电源使用效率降低且具有高压的危险。

因此，有必要设计一种具有LED背光装置的显示系统以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种具有LED背光装置的显示系统，其使用LED背光装置以节省电源及高压电路的使用。

本发明的另一目的在于提供一种具有LED背光装置的显示系统，其使用单色灰阶液晶面板以显示彩色影像图像，以节省彩色滤光片的使用并降低生产成本，以15时彩色液晶面板而言，其彩色滤光片占其生产成本的26％，是一非常大的比率。

为了达到上述目的，本发明提供一种具有LED背光装置的显示系统，其包括：一背光板；一LED背光装置，其置于该背光板的一侧，可发出第一光源、第二光源及/或第三光源至该背光板；一液晶面板，其置于该背光板上方；以及一控制器，其可依序发出第一单色影像图像、第二单色影像图像及/或第三单色影像图像，并借由该第一光源、第二光源及/或第三光源以合成彩色影像图像显示于该液晶面板上。

为使审查员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，后面附上图式及较佳具体实施例的详细说明。

【实施方式】

请参阅图2，其绘示了本发明一较佳实施例的具有LED背光装置的显示系统的示意图。如图所示，本发明的具有LED背光装置的显示系统1至少包括：一上偏光板10；一上玻璃基板20；一液晶层30；一薄膜基板40；一下玻璃基板50；一下偏光板60；一背光板70以及一LED背光装置80。

其中，该上偏光板10、上玻璃基板20、液晶层30、薄膜基板40、下玻璃基板50、下偏光板60以及背光板70等组件与上述图1中的组件功能相同，因为此乃已知技术且并非是本申请的重点，故在此不拟赘述。

该LED背光装置80系置于该背光板70的一侧，其可依序发出第一光源、第二光源及第三光源至该背光板。其中，该LED背光装置80系置于该背光板70的侧方，例如但不限于左方侧，且其具有若干发光二极管81，且该发光二极管81在本实施例中呈直线排列。此外，该发光二极管81系为-R、G、B三原色发光二极管，且该第一光源例如但不限于为红色光源，第二光源例如但不限于为绿色光源，第三光源例如但不限于为蓝色光源。

该上偏光板10、上玻璃基板20、液晶层30、薄膜基板40、下玻璃基板50、下偏光板60及背光板70可组成-液晶面板75而可供显示影像，其可为例如但不限于一单色灰阶液晶面板或一彩色液晶面板，在图2的实施例中系以单色灰阶液晶面板为例加以说明以节省成本，但并不以此为限

请参阅图3，其绘示了本发明一较佳实施例的显示系统与一计算机结合的示意图。如图所示，本发明的显示系统可经由有线或无线方式与一计算机200连接以接收该计算机200所输出的影像信号。其中该计算机至少具有一中央处理器210、一影像信号控制器220以及一色彩信号产生电路230。

其中，该中央处理器210系为该计算机200的核心，其用以处理资料或执行其它应用程序，因为此乃已知技术且并非是本案的重点，故在此不拟赘述。

该影像信号控制器220耦接至该中央处理器210，可用以输出彩色影像，且将该彩色影像分解成一原始红色数字影像(Original Digital Video-R)、一原始绿色数字影像(OriginalDigital Video-G)及一原始蓝色数字影像(Original DigitalVideo-B)。

该色彩信号产生电路230耦接至该影像信号控制器220，可接收该原始红色数字影像(Original Digital Video-R)、原始绿色数字影像(Original Digital Video-G)及原始蓝色数字影像(Original Digital Video-B)并以图4所示的时序分别输出一红色数字影像(Digital Video-R)、一绿色数字影像(DigitalVideo-G)及一蓝色数字影像(Digital Video-B)至该液晶面板75及LED背光装置80而显示。其中，Tf表示一个图框(frame)的时间长度，TR表示一个红色数字影像的时间长度，TG表示一个绿色数字影像的时间长度，而TB表示一个蓝色数字影像的时间长度，以分时多任务的方式输出R1、G1、B1、R2、G2、B2、R3等影像信号至该液晶面板75及LED背光装置80。

在运作时，该影像信号控制器220可将原本彩色图像分解成原始红色数字影像、原始绿色数字影像及原始蓝色数字影像等三个单色图像，然后该色彩信号产生电路230依序发出第一单色影像图像(R1)、第二单色影像图像(G1)及第三单色影像图像(B1)至该单色灰阶液晶面板75，其讯号输出如图4所示，此时该单色灰阶液晶面板75即可借由该第一光源、第二光源及第三光源为背光源以便将该第一单色影像图像(R1)、第二单色影像图像(G1)及第三单色影像图像(B1)合成一彩色影像图像显示于该液晶面板75上。例如，该影像信号控制器220可依序发出一红色单色影像图像(R1)、一绿色第二单色影像图像(G1)及一蓝色第三单色影像图像(B1)至该单色灰阶液晶面板75，此时经由混色后便可得到一合成的彩色影像图像，如此，该单色灰阶液晶面板75即可显示出该彩色影像图像。在本实施例中，由于该发光二极管81呈直线排列，因此其需以分时多任务(time sharing)的方式依序输出一排一排的单色影像资料，以依序构成整幅的红色、绿色及蓝色单色影像图像。

此外，由于本发明的LED背光装置80系使用R、G、B三原色发光二极管81，其仅需使用一般低压的直流电源，例如但不限于1.5～5V，因此，除了可简化电路设计及制造成本外，还可降低高压电路所造成的危险性。

请参阅图5，其绘示了本发明另一实施例的LED背光装置的示意图。如图所示，本发明的LED背光装置80还可置于该背光板70的下方，且其具有若干发光二极管81，且该发光二极管8呈矩阵排列，使该发光二极管81矩阵可一次完整输出该红色单色影像图像、绿色第二单色影像图像或蓝色第三单色影像图像。

本发明的特征在于使用R、G、B三色发光二极管81所形成的背光装置80与不同的液晶面板75组合所显现的效果，其描述如下：

范例1、

与图1所示的一般彩色液晶面板100组合，虽然其本身具有彩色滤光片130，但其彩色滤光片130为透光率(即光能利用率)的考量，其红绿蓝各颜色的穿透波长均有一定范围如50nm或更多，但发光二极管81所发出来的为单色光，其半波宽在蓝绿色中仅有30nm左右，在红色部分中更只有25nm左右，因此其显现各种颜色的效果更佳，且发光二极管81所发出来的单色光几乎可全部穿透彩色滤光片，因此所需要的光能量仅为原来的1/3或更少，因此可非常有效地降低光源所需的电力，具有省电效果。

范例二、

所组合的面板与图1所示的一般彩色液晶面板相似，一个像素(pixel)划分为RGB三区，但可省去彩色滤光片130，如此不仅所需的光能与前一例相同，仅为原来的1/3或更少，具有省电效果，更可省去彩色滤光片130的生产成本(以15时彩色液晶面板而言，其彩色滤光片占其生产成本的26％)。

范例三、

与单色(黑白)灰阶液晶面板组合，其成本可进一步大幅降低；且假设单色与彩色液晶面板在同样的尺寸及分辨率下，则单色灰阶液晶面板75的单一像素(pixel)不再分割为RGB三区，而为单一区，这不仅在线路上简单三倍，且其开口面积为彩色液晶面板的三倍或三倍以上，即表示其光穿透率为彩色液晶面板的三倍或三倍以上，如此所需的光能更仅为彩色液晶面板的(1/3)*(1/3)＝1/9或1/9以下，光能所需的电力可进一步节省；还有一优点为已知彩色液晶面板在显示彩色图像时，R、G、B三原色图像会有错位现象，但单色灰阶液晶面板的R、G、B三原色图像均由同一位置发光，因此并无错位现象发生，且混色后将更接近于原色；故其制作成本不仅可大幅下降，更具有省电效果，且其显现图像效果更佳。此外，若是所使用的单色灰阶液晶面板的像素开口面积与已知彩色液晶面板中单色开口面积相同时，因彩色液晶面板的每一像素须RGB三色组合，因此使用单色灰阶液晶面板的分辨率将较彩色液晶面板而言立即提高三倍。

更进一步，若将本发明的RGB三色LED背光装置80改为四色(如加黄色)或四色以上的LED背光装置，则彩色图像分为四色或四色以上的组合，则可显现的色彩更多更接近自然。

因此，经由本发明的具有LED背光装置的显示系统的实施—其使用LED背光装置及单色灰阶液晶面板以显示彩色影像图像，具有节省彩色滤光片及电源的优点，因此，确可改善已知液晶显示面板的缺点。

本申请所揭示的是较佳实施例的一种，但凡局部的变更或修饰源于本案的技术思想而为熟习该项技艺的人所易于推知的，都不脱离本申请的范畴。

综上所述，本申请无论就目的、手段与功效而言，均显示出其不同于已知的技术特征，且其符合于实用，也符合发明的要求，恳请审查员仔细审查，并希望早日授予专利权。

【图式的简单说明】

图1为一示意图，其绘示已知彩色液晶显示面板的结构示意图。

图2为一示意图，其绘示本发明一较佳实施例的具有LED背光装置的显示系统的示意图。

图3为一示意图，其绘示本发明一较佳实施例的显示系统与一计算机结合的示意图。

图4为一示意图，其绘示如图3所示的计算机所输出三个单色影像图像的时序示意图。

图5为一示意图，其绘示本发明另一实施例的LED背光装置的示意图。

图号说明：

显示系统1 上偏光板10

上玻璃基板20 液晶层30

薄膜基板40 下玻璃基板50

下偏光板60 背光板70

液晶面板75 LED背光装置80

发光二极管81 彩色液晶显示面板100

上偏光板110 上玻璃基板120

彩色滤光片130 液晶层140

薄膜基板150 下玻璃基板160

下偏光板170 背光板180

背光源190 计算机200中

央处理器210 影像信号控制器220

色彩信号产生电路230

Claims

1.一种具有LED背光装置的显示系统，其包括：

一背光板；

一LED背光装置，其可发出第一光源、第二光源及/或第三光源至该背光板；

一液晶面板，其置于该背光板上方；以及

一影像信号控制器，其可依序发出第一单色影像图像、第二单色影像图像及/或第三单色影像图像至该液晶面板，并借由该第一光源、第二光源及/或第三光源以合成彩色影像图像显示于该液晶面板上。

2.如权利要求1所述的具有LED背光装置的显示系统，其中该影像信号控制器位于一计算机上，且该计算机进一步具有一色彩信号产生电路，其耦接至该影像信号控制器，可产生该第一单色影像图像、第二单色影像图像及/或第三单色影像图像的讯号及其所需的时序。

3.如权利要求1所述的具有LED背光装置的显示系统，其中该液晶面板进一步包括：一上偏光板、一上玻璃基板、一液晶层、一薄膜基板、一下玻璃基板、一下偏光板以及一背光板。

4.如权利要求1所述的具有LED背光装置的显示系统，其中该LED背光装置系置于该背光板的侧方，且其具有若干发光二极管，且该发光二极管呈直线排列。

5.如权利要求4所述的具有LED背光装置的显示系统，其中该发光二极管系为一R、G、B三原色发光二极管，且该第一光源为红色光源，第二光源为绿色光源，第三光源为蓝色光源。

6.如权利要求1所述的具有LED背光装置的显示系统，其中该LED背光装置系置于该背光板的下方，且其具有若干发光二极管，且该发光二极管呈矩阵排列。

7.如权利要求6所述的具有LED背光装置的显示系统，其中该发光二极管系为一多色发光二极管，且该第一光源为红色光源，第二光源为绿色光源，第三光源为蓝色光源。

8.如权利要求1所述的具有LED背光装置的显示系统，其中该液晶面板为一单色灰阶液晶面板或一彩色液晶面板。