CN101191606A - 背光单元及包括该背光单元的显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种显示设备，包括：显示面板；光源单元，包括多个第一点光源和多个第二点光源，其中，所述点光源向显示面板提供光；光学膜，包括多个开口，其中，每个开口暴露一个第一点光源，并且光学膜设置在显示面板和光源单元之间，并与光源单元隔开一定距离；光源驱动器，如果在显示面板上显示三维图像，则将驱动功率供应给所述第一点光源，如果在显示面板上显示二维图像，则将驱动功率供应给所述第二点光源。

Description

背光单元及包括该背光单元的显示设备
技术领域
根据本发明的设备和方法涉及一种背光单元以及一种包括该背光单元的显示设备，更具体地讲，涉及一种用于显示三维图像的背光单元以及一种包括该背光单元的显示设备。
背景技术
通常，当利用显示面板(例如，液晶显示器(LCD)或者等离子体显示面板(PDP))产生三维图像时，使用接触式方法(contact-type method)，在该接触式方法中，形成视域区的光学板(viewing zone forming optical plate)叠置在显示面板的前表面上。用在该接触式方法中的形成视域区的光学板可以为无源型(passive type)或者有源型(active type)。在无源型中，多个微透镜(lenslet)按照浮雕形式布置在表面上，或者通过干涉两束准直光束而形成的光栅图案被印制。在有源型中，多个微透镜或者光栅被电子地布置。
此外，在无源型中，由于光栅图案的间隔或者多个微透镜的间距大于显示面板的像素间距，所以当显示二维图像时，难以识别显示面板的图像，或者屏幕的亮度变差。
在使用液晶板的有源型中，在激活状态下，执行与无源型功能相同的功能。然而，在非激活状态下，因为液晶板变得透明，所以显示面板的图像不受影响，并且图像被转换成二维图像。然而，由于在液晶板下显示显示面板的图像，所以呈现出二维图像被遮盖的现象，并且由于液晶板的透射率差，所以亮度变差。
为了解决上述问题，已经提出了一种不使用形成视域区的光学板而显示三维图像的方法。然而，在该方法中，二维图像和三维图像可能不能被转换。
发明内容
本发明的示例性实施例克服上述缺点以及以上没有被描述的缺点。此外，本发明不需要克服上述缺点，本发明的示例性实施例可以不克服上述任何问题。
本发明提供一种用于将二维图像和三维图像转换的背光单元以及一种包括该背光单元的显示设备。
根据本发明的一方面，提供一种显示设备，所述显示设备包括：显示面板；光源单元，包括多个第一点光源和多个第二点光源，其中，所述点光源向显示面板提供光；光学膜，包括多个开口，其中，每个开口暴露一个第一点光源，并且光学膜设置在显示面板和光源单元之间，并与光源单元隔开一定距离；光源驱动器，如果在显示面板上显示三维图像，则将驱动功率供应给所述第一点光源，如果在显示面板上显示二维图像，则将驱动功率供应给所述第二点光源。
根据本发明的另一方面，每个开口的直径大于来自点光源的入射光的出射角与所述距离的乘积。
根据本发明的另一方面，光源单元还包括点光源基底，所述第一点光源和所述第二点光源布置在所述点光源基底上，并且所述第一点光源和所述第二点光源均匀地布置在所述点光源基底上。
根据本发明的另一方面，光源单元还包括布置有所述第一点光源的多个第一点光源列和布置有所述第二点光源的多个第二点光源列，所述第一点光源列和所述第二点光源列交替地布置。
根据本发明的另一方面，第一点光源列的第一点光源不与相邻的第二点光源列的第二点光源对齐。
根据本发明的另一方面，光源单元被分成包括所述第一点光源和所述第二点光源的多个光源区域，并且光源驱动器基于光源区域供应驱动功率。
根据本发明的另一方面，光学膜包括在面对显示面板的表面上形成的抗反射涂覆层。
根据本发明的另一方面，显示设备还包括形成在光学膜和光源单元之间的非散射层。
根据本发明的另一方面，显示面板包括液晶面板。
根据本发明的另一方面，所述点光源包括发光二极管或者激光二极管。
根据本发明的另一方面，提供一种背光单元，所述背光单元包括：光源单元，包括多个点光源和点光源基底，所述点光源安装在点光源基底上；漫射膜，包括多个开口，每个开口暴露所述多个点光源的一部分，并且所述漫射膜与所述点光源隔开一定距离。
根据本发明的另一方面，每个开口的直径大于来自所述点光源的入射光的出射角与所述距离的乘积。
根据本发明的另一方面，光源单元包括：多个第一点光源，每个第一点光源对应于一个开口；多个第二点光源，被漫射膜覆盖；其中，所述第一点光源和所述第二点光源均匀地布置在点光源基底上。
根据本发明的另一方面，漫射膜包括在不与所述点光源面对的表面上形成的抗反射涂覆层。
根据本发明的另一方面，背光单元还包括形成在漫射膜和光源单元之间的非散射层。
附图说明
通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，本发明的上述和其它方面将会变得清楚和更易于理解，其中：
图1示出了根据本发明第一示例性实施例的显示设备的分解透视图；
图2示出了表示根据本发明第一示例性实施例的点光源的出射角的图；
图3示出了根据本发明第一示例性实施例的光源单元的平面图；
图4示出了沿着图3中示出的IV-IV线截取的截面图；
图5示出了根据本发明第二示例性实施例的光源单元的平面图。
具体实施方式
现在将详细描述在附图中示出的本发明的示例性实施例，其中，相同的标号始终指示相同的元件。以下通过参照附图描述示例性实施例以解释本发明。
图1示出了根据本发明第一示例性实施例的显示设备的分解透视图，图2示出了表示根据本发明示例性实施例的点光源的出射角的图，图3示出了根据本发明的示例性实施例的光源单元的平面图，图4示出了沿着图3中示出的IV-IV线截取的截面图。将参照图1至图4描述根据本发明第一示例性实施例的显示设备。根据本发明第一示例性实施例的显示设备是包括液晶面板20的液晶显示器(LCD)1。虽然显示设备被描述为LCD，但是所述显示设备不限于此，可使用利用背光单元接收光的任何显示设备。
LCD 1包括液晶面板20、光学膜40以及用于为液晶面板20提供光的光源单元70。光源单元70包括发光二极管电路板50以及安装在发光二极管电路板50上的发光二极管60。
液晶面板20和发光二极管电路板50被分别包括在上底架10和下底架80中。
液晶面板20包括：薄膜晶体管基底21，具有多个像素，每个像素具有薄膜晶体管；滤色器基底22，面对薄膜晶体管基底21，密封件(未示出)用于将基底21和22结合，并形成晶胞间隙(cell gap)；液晶层(未示出)，设置在基底21和22以及密封件(未示出)之间。液晶面板20按照具有长边和短边的矩形形状形成。此外，由于液晶面板20不是发光元件，所以液晶面板20调节液晶层的布置以形成屏幕，并从设置在液晶面板20的后侧上的发光二极管60接收光。用于施加驱动信号的驱动器25设置在薄膜晶体管基底21的一侧上。驱动器25包括：柔性印刷电路(FPC)26；驱动芯片27，安装在FPC 26上；印刷电路板(PCB)28，连接到FPC 26的一侧。在形成驱动器25的过程中，使用覆晶薄膜(COF)方法，也可使用现有技术的方法(例如，带载封装(TCP)方法或者覆晶玻璃(COG)方法)。此外，驱动器25可形成在薄膜晶体管基底21上，同时，信号线也布置在薄膜晶体管基底21上。
光学膜40设置在包括发光二极管60的发光二极管电路板50的上部，光学膜40包括多个开口41，每个开口41暴露发光二极管60中的第一发光二极管61，如图5所示。此外，光学膜40与发光二极管60隔开预定距离，开口41均匀地布置在光学膜40上。第一发光二极管61可设置在开口41的中心。光学膜40可以形成为漫射膜，用于使来自光源单元70的光漫射以及使亮度均匀。
发光二极管电路板50按照与液晶面板20的形状相同形状的矩形形状形成。可选地，发光二极管电路板50可按照包括多个条状物的条形形状形成。由于发光二极管60产生大量热，所以发光二极管电路板50可主要使用具有良好热传导性的铝形成。虽然在附图中未示出，但是LCD 1还可包括热管、散热翅片和冷却风扇，以有效地散热。
发光二极管60安装在发光二极管电路板50上，并均匀地布置在液晶面板20的整个后侧。虽然在附图中未示出，但是每个发光二极管60包括用于发光的芯片以及用于将所述芯片与发光二极管电路板50连接的引线(lead)。然而，每个发光二极管60不包括环绕芯片的环氧球管(epoxy bulb)，并且从芯片发出的光穿过空气层被供应给液晶面板20，而不需要穿过另外的介质。根据本发明的另一示例性实施例，可提供用于控制光的出射角的球管。在这种情况下，球管可由均匀的材料形成，使得光不散射。
如图2所示，在本发明的第一示例性实施例中，发光二极管60的出射光漫射成具有锥形的上部，并且其横截面近似为椭圆。与椭圆的长轴对应的出射角α大于与椭圆的短轴对应的出射角β。从发光二极管60发出的出射光的横截面或者出射角α基于发光二极管60的芯片的形状而变化。芯片的形状可包括圆形形状(例如，圆或者椭圆)，也可包括多边形形状(例如，四边形或者六边形)。从发光二极管60发出的光的横截面从芯片的形状开始扩张，出射角α与光的波长成正比，并与芯片的尺寸对应的对角线长度或者直径成反比。发光二极管60的直径可以近似为150-250μm，发光二极管60的出射角α可以近似在10度到30度之间的范围内。
如图3所示，发光二极管60可以被分成多个第一发光二极管61和被光学膜40覆盖的多个第二发光二极管62，其中，每个第一发光二极管61对应于一个开口41。所述第一发光二极管61和所述第二发光二极管62均匀地布置在发光二极管电路板50上。所述第一发光二极管61通过对应的开口41发射光，以显示三维图像，所述第二发光二极管62发射光，穿过光学膜40，以显示二维图像。
发光二极管电路板50与液晶面板20隔开预定距离。通过开口41从所述第一发光二极管61发出的光在液晶面板20的前方形成三维图像。从所述第一发光二极管61发射到液晶面板20的光必须不被散射或者漫射；因此，基于光的出射角α设置每个开口41的直径。本发明的发明人已经在第10-389249号韩国专利公开中披露了通过调整像素和点光源的排列而不使用额外的光学透镜产生三维图像的方法。
从所述第二发光二极管62发出的光穿过光学膜40被提供给液晶面板20，以形成二维图像。每个第二发光二极管62可包括现有技术的用于显示二维图像的发光二极管的构造，还可包括形成在芯片上部的球管。
所述第一发光二极管61和所述第二发光二极管62布置成多列，各列之间按照预定间隔交替地布置。也就是说，第一发光二极管列和第二发光二极管列交替地布置，第一发光二极管列的第一发光二极管61不与相邻的第二发光二极管列的第二发光二极管62对齐。此外，所述第二发光二极管62在行方向和列方向上移动了所述第一发光二极管61之间距离的一半。第二发光二极管列和第一发光二极管列之间的距离大约为d1×1/2，第二发光二极管62布置在由四个第一发光二极管61的排列形成的四边形的中心。所述四边形可包括正方形、矩形或者平行四边形。
此外，第二发光二极管62沿着发光二极管电路板50的边缘布置，以弥补由底架10和80引起的在液晶面板20的边缘处亮度的降低。
如图4所示，与第一发光二极管61对应的开口41的直径对应于光学膜40至第一发光二极管61的距离d2与第一发光二极管61的长轴出射角α相乘的乘积(α×d2)。所述直径可大于距离d2与第一发光二极管61的长轴出射角α的乘积(α×d2)，从而充分获得出射角α并防止光散射。
抗反射涂覆层40a形成在光学膜40的面对液晶面板20的表面上。在发出的光中，向着光源单元70反射的光穿透光学膜40，并再次被用作光源，从而可减小光损失。
此外，非散射层45形成在光学膜40和光源单元70之间，用于防止光散射。非散射层45可由均匀的材料形成。
虽然在附图中未示出，但是反射板可设置在发光二极管电路板50上，并可以不包括发光二极管60。反射板反射来自下部的入射光，并将所述光供应给光学膜40。此外，反射板可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或者聚碳酸酯(PC)形成，并可由银或者铝涂覆。此外，反射板可以是厚的，从而不受由发光二极管60产生的热的影响。
虽然光源单元70包括点光源(发光二极管60)，但是，可选地，光源单元可包括激光二极管。
LCD 1还包括用于将驱动功率供应给光源单元70的光源驱动器90。光源驱动器90基于在液晶面板20上显示的图像选择性地将驱动电压供应给第一发光二极管61或者第二发光二极管62。如上所述，当显示三维图像时，驱动功率被供应给第一发光二极管61，并且第二发光二极管62关闭。相反，当显示二维图像时，驱动功率被供应给第二发光二极管62，并且所述第一发光二极管61关闭。
图5示出了根据本发明第二示例性实施例的光源单元70的平面图。如图5所示，光源单元70被分成多个光源区域71-79，并且各个光源区域71-79可被独立地驱动。例如，只有在第一光源区域71中的第一发光二极管61被打开，只有在其它光源区域72-79中的第二发光二极管62被打开。因此，可在液晶面板20上同时显示二维图像和三维图像。光源驱动器90将驱动功率供应给适当的第一发光二极管61和第二发光二极管62。
此外，虽然驱动功率可以仅仅被供应给显示三维图像的光源区域中的第一发光二极管61，但是驱动功率也可以被供应给显示二维图像的光源区域中的第一发光二极管61和第二发光二极管62二者或者第二发光二极管62。
此外，在本发明的示例性实施例中示出了光源区域71-79，以举例说明光源单元70可被控制来显示不同的图像，但是其不限于此。也就是说，用户可选择区域，以调节图像的尺寸。
在本发明的示例性实施例中，利用点光源的布置，基于二维图像或者三维图像可有效地改变光源，并且当同时显示二维图像和三维图像时，可有效地控制光源。
如上所述，根据本发明的示例性实施例，可提供一种有效地转换二维图像和三维图像的背光单元以及一种包括该背光单元的显示设备。
虽然已表示和描述了本发明的一些示例性实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其合法的等同物限定其范围的本发明的原理和精神的情况下，可以对这些示例性实施例进行修改。

Claims (15)

1.一种显示设备，包括：
显示面板；
光源单元，包括多个第一点光源和多个第二点光源，其中，所述点光源向显示面板提供光；
光学膜，包括多个开口，其中，每个开口暴露一个第一点光源，并且该光学膜设置在显示面板和光源单元之间，并与光源单元隔开一定距离；
光源驱动器，如果在显示面板上显示三维图像，则将驱动功率供应给所述第一点光源，如果在显示面板上显示二维图像，则将驱动功率供应给所述第二点光源。
2.如权利要求1所述的显示设备，其中，每个开口的直径大于来自点光源的入射光的出射角与所述距离的乘积。
3.如权利要求1所述的显示设备，其中，光源单元还包括点光源基底，所述第一点光源和所述第二点光源均匀地布置在所述点光源基底上。
4.如权利要求3所述的显示设备，其中，光源单元还包括布置有所述第一点光源的多个第一点光源列和布置有所述第二点光源的多个第二点光源列，所述第一点光源列和所述第二点光源列交替地布置。
5.如权利要求4所述的显示设备，其中，第一点光源列的第一点光源不与相邻的第二点光源列的第二点光源对齐。
6.如权利要求1所述的显示设备，其中，光源单元被分成包括所述第一点光源和所述第二点光源的多个光源区域，并且光源驱动器基于光源区域供应驱动功率。
7.如权利要求1所述的显示设备，其中，光学膜包括在面对显示面板的表面上形成的抗反射涂覆层。
8.如权利要求1所述的显示设备，还包括形成在光学膜和光源单元之间的非散射层。
9.如权利要求1所述的显示设备，其中，显示面板包括液晶面板。
10.如权利要求1所述的显示设备，其中，所述点光源包括发光二极管或者激光二极管。
11.一种背光单元，包括：
光源单元，包括多个点光源和点光源基底，所述点光源安装在点光源基底上；
漫射膜，包括多个开口，每个开口暴露所述多个点光源的一部分，并且所述漫射膜与所述点光源隔开一定距离。
12.如权利要求11所述的背光单元，其中，每个开口的直径大于来自所述点光源的入射光的出射角与所述距离的乘积。
13.如权利要求11所述的背光单元，其中，光源单元包括：
多个第一点光源，每个第一点光源对应于一个开口；
多个第二点光源，被漫射膜覆盖；
其中，所述第一点光源和所述第二点光源均匀地布置在点光源基底上。
14.如权利要求11所述的背光单元，其中，漫射膜包括在不与所述点光源面对的表面上形成的抗反射涂覆层。
15.如权利要求11所述的背光单元，还包括形成在漫射膜和光源单元之间的非散射层。
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