CN101093301A - 液晶显示器和控制图像亮度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种液晶显示器和控制液晶显示器上的图像的亮度的方法，其中，液晶显示面板显示图像；发光单元提供激光束，以照亮液晶显示面板；扫描单元，用激光束扫描液晶显示面板；控制器，根据图像的亮度控制扫描单元的速度。因此，该液晶显示器能够采用激光作为背光提高液晶显示面板上显示的图像的对比度。

Description

液晶显示器和控制图像亮度的方法
本申请要求于2006年6月19日提交的第2006-0055107号韩国专利申请的权益，其全部公开通过引用被包含于此。
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器。更具体地讲，本发明涉及一种采用激光作为光源的液晶显示器和控制该液晶显示器上的图像的亮度的方法。
背景技术
通常，液晶显示器(LCD)通过调节从背光单元向液晶显示面板供给的光的透射率从而在屏幕上显示期望的图像。液晶显示面板具有以矩阵形式布置的多个液晶单元和切换向液晶单元供给的视频信号的多个控制开关。
图1示出了用于传统的LCD 10的背光单元。如图1中所示，背光单元包括：光源1，发光；灯壳2，围绕光源1；导光板3，将从光源1入射的光转换为平面光；反射板4，位于导光板3的下面，将在导光板3的侧面和底侧传播的光反射向导光板3的顶侧；漫射板5，漫射穿过导光板3的光；增亮膜(BEF)6，分散从漫射板5发出的光并屏蔽反射图案；双增亮膜(DBEF)7，聚集光发射的角度。
这种采用上述导光板的背光单元由于其部件由外部供应且制造复杂而在价格方面没有竞争力，如果灯壳不适当地覆盖灯则还会在漏光方面存在问题，并且由于光穿过导光板，所以亮度下降。直下式背光单元的缺陷在于必须采用很多灯和各种片来防止光损失以及光的均匀漫射。
另外，由于光源(例如，冷阴极荧光灯(CCFL))必须一直发光，所以即使是全黑信号，由于一些泄漏的光，图像的对比度也会下降。
因此，需要改进的液晶显示器和控制液晶显示器上的图像的亮度的方法。
发明内容
本发明示例性实施例的一方面是至少提出上面的问题和/或缺点并至少提供下面描述的优点。因此，本发明示例性实施例的一方面是提供液晶显示器和控制液晶显示器上的图像亮度的方法，该液晶显示器能够采用激光作为背光提高在液晶显示面板上显示的图像的对比度。
可以通过提供一种液晶显示器来实现本发明示例性实施例的上面和/或其它方面，其中，液晶显示面板，用于显示图像；发光单元，用于提供激光束，以照亮所述液晶显示面板；扫描单元，用所述激光束扫描所述液晶显示面板；控制器，根据图像的亮度控制所述扫描单元的速度。
在示例性实施例中，所述控制器根据图像的亮度控制所述扫描单元的速度和来自所述发光单元的所述激光束的强度。
在另一示例性实施例中，所述发光单元照亮所述液晶显示面板的后面。
在又一示例性实施例中，所述液晶显示器还包括将所述激光束的方向转变为垂直于所述液晶显示面板传播的偏振器。
在又一示例性实施例中，所述发光单元提供所述激光束作为可见光。
在又一示例性实施例中，所述发光单元根据非线性光学方法将所述激光束转换为可见光。
在又一示例性实施例中，所述液晶显示器还包括：投影系统，投影小光束尺寸的所述激光束；镜子，将通过所述投影系统投影的激光束反射到所述液晶显示面板上。
通过提供一种液晶显示器可以实现本发明示例性实施例的上面和/或其它方面，其中，液晶显示面板，用于显示图像；发光单元，用于提供激光束，以照亮所述液晶显示面板；扫描单元，用所述激光束扫描所述液晶显示面板；控制器，根据图像的亮度控制从所述发光单元提供的激光束的强度。
在又一示例性实施例中，所述发光单元照亮所述液晶显示面板的后面。
在又一示例性实施例中，所述液晶显示器还包括将所述激光束的方向转变为垂直于所述液晶显示面板传播的偏振器。
在又一示例性实施例中，所述发光单元提供所述激光束作为可见光。
在又一示例性实施例中，所述发光单元根据非线性光学方法将所述激光束转换为可见光。
在又一示例性实施例中，所述液晶显示器还包括：投影系统，投影小光束尺寸的所述激光束；镜子，将通过所述投影系统投影的所述激光束反射到所述液晶显示面板上。
在又一示例性实施例中，所述非线性光学方法包括将荧光材料涂覆在所述液晶显示面板的后面上并在所述荧光材料上发射可见光。
在示例性实施例中，所述荧光材料包括磷光体。
在示例性实施例中，所述非线性光学方法包括将荧光材料涂覆在所述液晶显示面板的后面上并在所述荧光材料上发射可见光。在又一示例性实施例中，所述荧光材料包括磷光体。
通过提供一种控制液晶显示器上的图像的亮度的方法，可以实现本发明示例性实施例的上面和/或其它方面，该方法包括的步骤为：提供激光束，以照亮液晶显示面板；用所述激光束扫描所述液晶显示面板；根据图像的亮度控制扫描的速度和所述激光束的强度。
在示例性实施例中，所述方法还包括将所述激光束的方向转变为垂直于所述液晶显示面板。
在示例性实施例中，所述方法还包括照亮所述液晶显示面板的后面。
在示例性实施例中，所述方法还包括提供所述激光束作为可见光。
在示例性实施例中，所述方法还包括根据非线性光学方法将所述激光束转换为可见光。
在示例性实施例中，所述方法还包括：投影小光束尺寸的所述激光束；将通过投影系统投影的所述激光束反射到所述液晶显示面板上。
在示例性实施例中，所述非线性光学方法包括将荧光材料涂覆到所述液晶显示面板的后面并在所述荧光材料上发射可见光。
在示例性实施例中，所述荧光材料包括磷光体。
通过提供一种液晶显示器，可以实现本发明示例性实施例的上面和/或其它方面，该液晶显示器包括：发光单元，用于提供激光束，以照亮液晶显示面板；扫描单元，用所述激光束扫描所述液晶显示面板；控制器，根据图像的亮度控制所述扫描单元的速度。
在示例性实施例中，所述控制器根据图像的亮度控制所述扫描单元的速度和来自所述发光单元的激光束的强度。
在示例性实施例中，所述发光单元照亮所述液晶显示面板的后面。
在示例性实施例中，所述液晶显示器还包括将所述激光束的方向转变为垂直于所述液晶显示面板传播的偏振器。
在示例性实施例中，所述发光单元提供所述激光束作为可见光。
在示例性实施例中，所述发光单元根据非线性光学方法将所述激光束转变为可见光。
在示例性实施例中，所述非线性光学方法包括将荧光材料涂覆到所述液晶显示面板的后面并在所述荧光材料上发射可见光。
在示例性实施例中，所述荧光材料包括磷光体。
在示例性实施例中，所述液晶显示器还包括：投影系统，投影小光束尺寸的所述激光束；镜子，将通过所述投影系统投影的激光束反射到所述液晶显示面板上。
附图说明
从结合附图进行的下面的描述中，本发明特定示例性实施例的上面和其它目的、特征和优点将变得更加清楚，其中：
图1是传统液晶显示面板的控制框图；
图2是根据本发明示例性实施例的液晶显示面板的控制框图；
图3是根据本发明示例性实施例的液晶显示面板的详细的控制框图；
图4A是示出根据本发明示例性实施例的扫描方法的示例的视图；
图4B是示出根据本发明示例性实施例的基于扫描区域的激光束的扫描顺序的示例的视图。
整个图中，相同的附图标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。
具体实施方式
提供在描述部分中限定的内容(例如，详细的结构和元件)是为了帮助全面理解本发明的示例性实施例。因此，本领域普通技术人员应该理解在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改。另外，为了清晰和方便，将省略公知功能和结构的描述。
图2是根据本发明示例性实施例的液晶显示面板的控制框图。
如图2中所示，根据本发明实施例的液晶显示器包括液晶显示面板10、发光单元20、扫描单元30和控制器40。
液晶显示面板10包括以矩阵形式布置的多个液晶单元和切换向液晶单元供给的视频信号的多个控制开关，液晶显示面板10通过调节从光源供给的光的透射率从而在屏幕上显示期望的图像。
发光单元20产生激光束，以照亮液晶显示面板。激光器(受激辐射光放大)的原理如下。
在材料中，在具有两种振动状态的电子系统中，低能级的电子吸收与其强度成比例的能量，高能级的电子以相同相位发射能量。激光器采用这种光的受激发射来放大和振荡光。例如，通过采用特殊方法使具有高能级的电子的数量大于具有低能级的电子的数量，激光器使负绝对温度有效，并选择性地放大频率等于电子的共振频率的入射波。根据激光的类型，激光具有各种特性。例如，激光可以具有三个基本的共同特性，这些特性为方向性、单色性和相干性。
在示例性实施例中，发光单元20发射可见光并提供具有良好的方向性的偏振激光束。
当从液晶显示面板10的一侧向另一侧移动时，扫描单元30用发光单元20产生的具有方向性的激光束来扫描液晶显示面板10。
控制器40控制扫描单元30的速度。在示例性实施例中，控制器40可以根据将在液晶显示面板10上显示的图像的亮度来控制扫描单元30的速度。例如，当液晶显示面板10上显示的图像的一部分被照亮时，控制器40通过减小扫描单元30的速度来增加光的曝光量。因此，在扫描单元30以减小的速度扫描的部分处，液晶显示面板10的图像被照亮。
当液晶显示面板10上显示的图像的一部分为暗时，控制器40通过增加扫描单元30的速度来减少光的曝光量。因此，在扫描单元30以增加的速度扫描的部分处，液晶显示面板10的图像为暗。
如图3中所示，本发明示例性实施例的液晶显示器还可以包括偏振器50、镜子60和投影系统70。
偏振器50使发光单元20产生的定向的激光束偏振，从而具有恒定的方向。根据本发明的偏振器50可以通过菲涅耳透镜或者具有相似功能的其它组件来实现。
偏振器50调节从发光单元20发射的激光束的方向，以垂直于液晶显示面板10入射。因此，可以用激光束垂直扫描液晶显示面板10的后面。
具有投影系统70(随后描述)的镜子60可以用于将小光束尺寸的扫描光束反射到液晶显示面板10上，以减小液晶显示装置的厚度。
在示例性实施例中，镜子60可以包括凸面镜，以将均匀发光的按照方向传播的激光束分散到液晶显示面板10的整个表面上。
当扫描单元30靠近液晶显示器扫描时，投影系统70将小光束尺寸的激光束投影。通过位于液晶显示面板10的后面的镜子60反射由透镜系统70投影的激光束，使激光束入射到液晶显示面板10上。
可选地，发光单元20可以产生红外激光束代替可见光。在这种情况下，为了获得与如上所述相同的效果，可以采用非线性的光学方法，其中，在液晶显示面板10的后面上涂覆荧光材料(例如磷光体)，当发光单元20发射的红外激光束碰撞荧光材料时发射可见光。
图4A是示出根据本发明示例性实施例的基于背光单元发射的光的量的扫描单元30的扫描方法的示例的视图。
如图4A中所示，液晶显示器的控制器40可以通过控制扫描单元30的速度和发光单元20发射的激光束的强度来控制液晶显示面板10上显示的图像的亮度，其中，扫描单元30的速度用横轴表示，发光单元20发射的激光束的强度用纵轴表示。
在示例性实施例中，控制器40控制扫描单元30的运动，使得在特定区域通过减小扫描单元30沿着横轴移动的扫描速度使激光束长时间曝光，从而照亮图中示出的中心部分。另外，控制器40可以控制发光单元20，以增加激光束的量来照亮明亮的中心部分。
图4B是示出根据本发明示例性实施例的扫描单元30的扫描方法的视图。
如图中所示，在明亮的部分处，沿着水平轴移动的扫描单元30减慢了它的速度而没有改变光束尺寸，接着，发光单元20增加激光束的量，以照亮明亮的部分。
可选地，液晶显示器的控制器40可以通过控制从发光单元20发射的激光束的强度并以恒定速度保持扫描单元30来控制将被照亮的液晶显示面板10。发光单元20发射的激光束越多，液晶显示面板10越亮。
在上述液晶显示器中，当采用根据扫描单元30的速度和/或从发光单元20发射的激光束的量偏振的激光束来扫描液晶显示面板10时，与当采用CCFL作为光源时相比，可以减少光损失，并可以通过激光束的调制得到局部变暗效果，这可以使得图像的对比度提高。
如从上面的描述可以清楚的，本发明的示例性实施例提供了一种液晶显示器，该液晶显示器能够通过根据用激光束扫描液晶显示面板的扫描单元的移动速度来控制图像的亮度，从而提高液晶显示面板上显示的图像的对比度。
尽管已经参照本发明的特定示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这里描述的实施例进行形式和细节上的各种改变。

Claims (34)

1、一种液晶显示器，包括：
液晶显示面板，用于显示图像；
发光单元，用于提供激光束，以照亮所述液晶显示面板；
扫描单元，用所述激光束扫描所述液晶显示面板；
控制器，根据图像的亮度控制所述扫描单元的速度。
2、根据权利要求1所述的液晶显示器，其中，所述控制器根据图像的亮度控制所述扫描单元的速度和来自所述发光单元的所述激光束的强度。
3、根据权利要求1或2所述的液晶显示器，其中，所述发光单元照亮所述液晶显示面板的后面。
4、根据权利要求1或2所述的液晶显示器，还包括将所述激光束的方向转变为垂直于所述液晶显示面板传播的偏振器。
5、根据权利要求1或2所述的液晶显示器，其中，所述发光单元提供所述激光束作为可见光。
6、根据权利要求1或2所述的液晶显示器，其中，所述发光单元根据非线性光学方法将所述激光束转变为可见光。
7、根据权利要求1或2所述的液晶显示器，还包括：
投影系统，投影小光束尺寸的所述激光束；
镜子，将通过所述投影系统投影的激光束反射到所述液晶显示面板上。
8、一种液晶显示器，包括：
液晶显示面板，用于显示图像；
发光单元，用于提供激光束，以照亮所述液晶显示面板；
扫描单元，用所述激光束扫描所述液晶显示面板；
控制器，根据图像的亮度控制从所述发光单元提供的激光束的强度。
9、根据权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述发光单元照亮所述液晶显示面板的后面。
10、根据权利要求9所述的液晶显示器，还包括将所述激光束的方向转变为垂直于所述液晶显示面板传播的偏振器。
11、根据权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述发光单元提供所述激光束作为可见光。
12、根据权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述发光单元根据非线性光学方法将所述激光束转变为可见光。
13、根据权利要求8所述的液晶显示器，还包括：
投影系统，投影小光束尺寸的所述激光束；
镜子，将通过所述投影系统投影的所述激光束反射到所述液晶显示面板上。
14、根据权利要求6所述的液晶显示器，其中，所述非线性光学方法包括将荧光材料涂覆在所述液晶显示面板的后面上并在所述荧光材料上发射可见光。
15、根据权利要求14所述的液晶显示器，其中，所述荧光材料包括磷光体。
16、根据权利要求12所述的液晶显示器，其中，所述非线性光学方法包括将荧光材料涂覆在所述液晶显示面板的后面上并在所述荧光材料上发射可见光。
17、根据权利要求16所述的液晶显示器，其中，所述荧光材料包括磷光体。
18、一种控制液晶显示器上的图像的亮度的方法，所述方法包括的步骤为：
提供激光束，以照亮液晶显示面板；
用所述激光束扫描所述液晶显示面板；
根据图像的亮度控制扫描的速度和所述激光束的强度。
19、根据权利要求18所述的方法，还包括将所述激光束的方向转变为垂直于所述液晶显示面板传播。
20、根据权利要求18所述的方法，还包括照亮所述液晶显示面板的后面。
21、根据权利要求18所述的方法，还包括提供所述激光束作为可见光。
22、根据权利要求18所述的方法，还包括根据非线性光学方法将所述激光束转变为可见光。
23、根据权利要求18所述的方法，还包括：
投影小光束尺寸的所述激光束；
将通过投影系统投影的所述激光束反射到所述液晶显示面板上。
24、根据权利要求22所述的方法，其中，所述非线性光学方法包括将荧光材料涂覆到所述液晶显示面板的后面并在所述荧光材料上发射可见光。
25、根据权利要求24所述的方法，其中，所述荧光材料包括磷光体。
26、一种液晶显示器，包括：
发光单元，用于提供激光束，以照亮液晶显示面板；
扫描单元，用所述激光束扫描所述液晶显示面板；
控制器，根据图像的亮度控制所述扫描单元的速度。
27、根据权利要求26所述的液晶显示器，其中，所述控制器根据图像的亮度控制所述扫描单元的速度和来自所述发光单元的激光束的强度。
28、根据权利要求27所述的液晶显示器，其中，所述发光单元照亮所述液晶显示面板的后面。
29、根据权利要求26所述的液晶显示器，还包括将所述激光束的方向转变为垂直于所述液晶显示面板传播的偏振器。
30、根据权利要求26所述的液晶显示器，其中，所述发光单元提供所述激光束作为可见光。
31、根据权利要求26所述的液晶显示器，其中，所述发光单元根据非线性光学方法将所述激光束转变为可见光。
32、根据权利要求31所述的液晶显示器，其中，所述非线性光学方法包括将荧光材料涂覆到所述液晶显示面板的后面并在所述荧光材料上发射可见光。
33、根据权利要求32所述的液晶显示器，其中，所述荧光材料包括磷光体。
34、根据权利要求26所述的液晶显示器，还包括：
投影系统，投影小光束尺寸的所述激光束；
镜子，将通过所述投影系统投影的激光束反射到所述液晶显示面板上。
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