CN101666927A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种可以通过测量均匀条件下从光源发出的光的量来精确地控制光源的显示装置。该显示装置包括显示图像的显示板、产生光的光源、导引光并将光提供给显示板的导光板、容纳光源和导光板的容器、固定至容器以感测光的光学传感器、形成在容器的边缘处以提供使光通过进而到达光学传感器的路径的光接收孔；以及置于导光板与光学传感器之间以减小入射至光学传感器的光的亮度的光学调整构件。光学传感器通过光接收孔而完全暴露于光学调整构件。

Description

显示装置
相关申请的参考
本申请要求于2008年9月2日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2008-0086327号的优先权，将其披露内容整体结合于此以供参考。
技术领域
本发明涉及一种显示装置，更具体地涉及一种可以通过测量在均匀条件下来自光源的光的量来精确地控制光源的显示装置。
背景技术
作为最广泛使用的平板显示器(FPD)类型之一的液晶显示器(LCD)包括其上形成有电极的两个基板以及夹在两个基板之间的液晶层。在这样的液晶显示器中，当液晶层的液晶分子根据施加至电极的电压而重新排列时，显示图像，因此，可以调节穿过液晶层的光的量。
为了改进显示质量，已经开发了根据显示在显示板上的图像而调节从光源供应的光的亮度的显示装置。这样的显示装置可以通过测量从光源供应的光的亮度并反馈测得的亮度值来调节光源的亮度。
显示装置可以包括测量光的亮度的光学传感器，并且，为了精确地测量光源的亮度，光学传感器应测量均匀条件下的光。然而，如果显示装置的外部条件发生变化，则光学传感器的测量条件也变化，并且在测得的值中可能会出现误差。例如，如果显示装置由于外部温度的变化而热变形，则诸如例如光接收孔的组元(构成元件，constituent element)与光学传感器之间的相对位置可能会发生变化。诸如光接收孔的组元与光学传感器之间的相对位置的变化会导致入射至光学传感器的光的量的不同，因此可能会出现测量误差。
因此，需要一种即使外部条件变化也能够测量均匀条件下的光的结构。
发明内容
本发明的实施方式提供了一种可以通过测量均匀条件下来自光源的光的量来精确地控制光源的显示装置。
根据本发明实施方式的显示装置包括显示图像的显示板、产生光的光源、引导光并将其提供至显示板的导光板、容纳光源和导光板的容器、固定至容器以感测光的光学传感器、形成在容器中以提供使光通过进而到达光学传感器的路径的光接收孔；以及夹在导光板与光学传感器之间以减小入射至光学传感器的光的亮度的光学调整构件；其中，光学传感器通过光接收孔而完全暴露于光学调整构件。
根据本发明实施方式的显示装置包括显示板、光源、导光板、围绕导光板的至少一部分的框架、定位在形成于框架中的凹槽中的光学传感器、形成在框架中的光接收孔，其中，光接收孔提供使来自导光板的光通过进而到达光学传感器的路径以及夹在导光板和光学传感器之间的光学调整构件，其中，光学传感器通过光接收孔而暴露于光学调整构件。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，本发明的实施方式将更显而易见，其中：
图1A是根据本发明实施方式的显示装置的分解透视图；
图1B是图1A中的区域A的放大图；
图2是根据本发明实施方式的包括在图1A的显示装置中的下部容器的局部透视图；
图3是根据本发明实施方式的沿图1A的线III-III’截取的显示装置的截面图；
图4是根据本发明实施方式的显示装置的分解透视图；
图5是根据本发明实施方式的图4的显示装置的局部放大分解透视图；
图6是根据本发明实施方式的沿图4的线VI-VI’截取的显示装置的截面图；
图7是根据本发明实施方式的显示装置的局部分解透视图；
图8是根据本发明实施方式的沿图7的线VIII-VIII’截取的显示装置的截面图；
图9是根据本发明实施方式的显示装置的局部分解透视图；
图10是根据本发明实施方式的沿图9的线X-X’截取的显示装置的截面图；
图11是根据本发明实施方式的显示装置的局部分解透视图；
图12是根据本发明实施方式的沿图11的线XII-XII’截取的显示装置的截面图；
图13是说明根据本发明实施方式的光源部分的控制过程的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。然而，本发明可以以许多不同的形式来具体体现，并且不应被解释为限于此处公开的实施方式。相同的附图标号可用于各个附图中相同的元件。
参照图1至图3，将进一步详细地描述根据本发明实施方式的显示装置。图1A是根据本发明实施方式的显示装置的分解透视图，而图1B是图1A中的区域“A”的放大图。图2是包括在图1A的显示装置中的下部容器的局部透视图，而图3是沿图1A的线III-III’截取的显示装置的截面图。
参照图1-3，根据本发明实施方式的显示装置1包括显示板组件、上部容器10、光学片40、导光板50、光源组件60、传感器组件90、反射片70、下部容器80。
显示板组件包括显示板30，该显示板30由下基板31、上基板32和夹在两个基板之间的液晶层(未示出)构成。
在显示板30中，下基板31包括栅极线(未示出)、数据线(未示出)、薄膜晶体管阵列和像素电极，并且上基板32包括黑底(blackmatrix，或黑色矩阵)和公共电极，并被布置成面向下基板31。显示板30显示图像信息。
上容器10形成显示装置1的外部(exterior)，并具有形成在其中以容纳显示板30的空间。在上容器10的中心部分中，形成将显示板30暴露于外部的开放窗口(open window)。
上容器10耦接至下容器80，并且光学片40、导光板50和光源组件60容纳在上容器10和下容器80中。
漫射和聚集从导光板50传递的光的光学片40布置在导光板50的上部，并且可容纳在由中间框(或中间框架)围绕的空间中。光学片40可包括第一棱镜片、第二棱镜片和漫射片。
第一和第二棱镜片通过穿过导光板50的光的折射而对以小角度入射在显示板的前侧上的光进行聚集来改善有效视角范围内的显示装置的亮度。
定位在第一和第二棱镜片的下部上的漫射片将从导光板50入射的光在各个方向上漫射，使得不能从显示装置1的前表面(正面)看到可能在导光板50中出现的亮部分和暗部分。光学片40的结构并不限于如上所述的结构，而是可根据显示装置1的规格进行变化。
导光板50将从光源61供应的光导引至显示板30。导光板50可由塑料系列透明材料，诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的板形成，并使由光源61产生的光传播至定位在导光板50的上部上的显示板30。因此，在导光板50的底面上，使用于将入射至导光板50的内部的光的传播方向改变至显示板侧30的各种类型的图案(未示出)压印或形成在导光板50上。
光学片40和导光板50可设置为分离的组元，或可以结合成并用作包括集成光学片的导光板50。
光源组件60产生光并将光提供给显示板30，并且包括光源61和光源盖62。光源61定位在导光板50的侧面上，并通过导光板50的侧表面提供光。光源61可布置在导光板50的一个侧面上，或者根据需要可布置在导光板50的多于一个的侧面上。光源61可以由发光二极管(LED)构成。LED是点光源，并可沿导光板50的侧表面以预定间隔布置。光源61包括分别发射红光、绿光和蓝光的发光芯片，并可以以通过混合红光、绿光和蓝光的白光形式发射光。可分别调节红光、绿光和蓝光，以发射具有最佳色温的白光。术语“色温”是指用数字表达来自于光源的光的方法，并且通过将发射可见光的黑体的温度表示成绝对温度来提供。根据色温，将看到的光的颜色不同。因此，色温可改变通过显示板30显示的图像的颜色表现范围。
当使用包括相应的发光芯片(分别发射红光、绿光和蓝光)的LED时，可以通过调节相应颜色的发光芯片来调节色温。由于色温调节的范围根据各种条件而不同，所以可在最优条件下进行调节。
光源61并不限于LED，而可以是灯，诸如，例如冷阴极荧光灯(CCFL)、或热阴极荧光灯(HCFL)。
反射片70定位在导光板50的下部上，并且将发射至导光板50的下部的光反射至其上部，以增加光的效率。反射片70包括与导光板50的下表面重叠(或交迭)的反射表面71以及连接至反射表面71并伸出导光板50的边缘外的光学调整构件73。光学调整构件73可与反射片70整体形成，并且由与反射片70相同的材料形成，并可形成为足够大的尺寸以与下容器80的光接收孔83重叠，如图1B所示。然而，光学调整构件73的形状并不限于此，而是可以形成为沿导光板50的侧面放置。
反射片70主要反射朝向反射片70入射的光，但是朝向反射片70入射的至少一部分光可透过反射片70。在这种情况下，已透过反射片70的光可具有低于朝向反射片70入射的光的亮度。因此，光学调整构件73通过降低入射光的亮度而减弱到达光学传感器91的光。
参照图3，传感器组件90测量从光源61发出的光的亮度，并且包括光学传感器91和传感板(传感器板)92。光学传感器91可以测量红光、绿光和蓝光的亮度，并且可由分别测量红光、绿光和蓝光的不同的光电二极管形成。光学传感器91附接至传感板92，并布置在下容器80的底面82上。
在下容器80的底面82上，形成用于将传感器组件90容纳在其中的传感器插入槽84。传感器插入槽84可形成在下容器80的底面82的外侧上，以穿过下容器80的底面82的内部。在传感器插入槽84的顶部，可形成光接收孔83，以穿过下容器80的底面82的内表面。
可定位光接收孔83，使得光接收孔并不与导光板50重叠。然而，考虑到到达光学传感器的光的量，光接收孔83可定位成与导光板50重叠。
光接收孔83可在下容器80的边缘形成。“边缘”表示靠近下容器80的侧壁的区域。该区域可包括与下容器80的侧壁接触或分离的区域。为了测量通过光接收孔83入射的光，传感器组件90的光学传感器91被定位成与光接收孔83重叠。将光学传感器91通过光接收孔83而暴露于外部不是必须的，但是，光学传感器91被形成为通过光接收孔83来接收均匀且充足的光。
光接收孔83可形成为具有比光学传感器91的面积更大的面积。也就是说，光接收孔83可形成为具有比光学传感器91的面积更大的面积，以使入射至光学传感器91的光的量是恒定的。因此，光学传感器91通过光接收孔83而被完全暴露。例如，光学传感器91通过光接收孔83而被完全示出，并且光学传感器91经由光接收孔83与光学调整构件73完全重叠。
如上所述，通过形成光接收孔83使得光接收孔83具有比光学传感器91的面积更大的面积，即使光学传感器91、光接收孔83和光学调整构件73的相对位置改变，入射至光学传感器91的光的量也保持恒定。
将传感器组件90插入到传感器插入槽84中，使得光学传感器91面向光接收孔83，并定位在下容器80的底面上。例如，光学传感器91可位于与下容器80的底面82的外侧相同的平面上。
参照图4至图6，将描述根据本发明实施方式的显示装置。图4是根据本发明实施方式的显示装置的分解透视图。图5是图4的显示装置的局部放大分解透视图，而图6是沿图4的线VI-VI’截取的显示装置的截面图。
参照图4至图6，根据本发明实施方式的显示装置5包括显示板组件、上容器10、中间框20、光学片40、导光板50、光源组件60、传感器组件90、反射片70和下容器80。
上容器10通过中间框20耦接至下容器80。
中间框20将光学片40、导光板50和光源组件60容纳在其中，并固定至下容器80。中间框20包括沿其矩形边缘形成的侧壁21，并且在中间框20的中央，形成开放窗口以允许穿过导光板50和光学片40的光透过。
中间框20的侧壁21包括延伸至框架20内部的容纳部分22。容纳部分22形成用来在其上容纳显示板30的容纳表面，并且，光学片40、导光板50和光源组件60布置在容纳部分22的下表面上。
光学片40布置在导光板50的上部上，并被容纳在由容纳部分22和中间框20的侧壁21包围的空间中。例如，光学片40包括第一棱镜片、第二棱镜片和漫射片。
反射片70定位在导光板50的下部上，并将发射至导光板50的下部的光反射至其上部，以增加光的效率。反射片70包括与导光板50的下表面重叠的反射表面71，以及连接至反射表面71并沿导光板50的侧面弯曲(或弯折)的弯曲部分。如上所述的弯曲部分并不形成在其上定位有光源61的导光板50的光入射表面上，并且夹在导光板50和光学传感器91(在这里将进一步描述)之间的弯曲部分的一部分是光学调整构件72。
传感器组件90测量从光源61发出的光的亮度，并且包括光学传感器91和传感板92。光学传感器91可以测量红光、绿光和蓝光的亮度，并可由分别测量红光、绿光和蓝光的不同的光电二极管形成。光学传感器91附接至传感板92，并固定至中间框20。
在中间框20的侧壁21上，形成用于将传感器组件90容纳在其中的传感器插入槽24。传感器插入槽24可形成在中间框20的侧壁21的外侧上，以穿透到侧壁21的内部。光接收孔23可从传感器插入槽24延伸，以穿过侧壁21的内表面。
光接收孔23被形成为从传感器插入槽24延伸至中间框20的内部。为了测量通过光接收孔23入射的光，传感器组件90的光学传感器91被定位成与光接收孔23重叠。将光学传感器91通过光接收孔23而暴露于外部不是必须的，但是光学传感器91被定位成通过光接收孔23来接收均匀且充足的光。
光接收孔23可形成为具有比光学传感器91的面积更大的面积。也就是说，光接收孔23可形成为具有比光学传感器91的面积更大的面积，以使入射至光学传感器91的光的量是恒定的。
将传感器组件90插入到传感器插入槽24中，使得光学传感器91面向光接收孔23，并定位在侧壁21的外侧上，例如，光学传感器91定位在与中间框20的侧壁21的外侧相同的平面上。
光学传感器91测量通过光学调整构件72的光。光学调整构件72夹在导光板50和光学传感器91之间，以与光学传感器91重叠，从而降低从导光板50输出至光学传感器91的光的亮度。
将下容器80耦接至中间框20，该下容器包括光学片40、导光板50、光源组件60和反射片70。下容器80可沿导光板50而弯曲，并且下容器80的弯曲表面可与中间框20的侧壁21重叠。下容器80可包括形成在弯曲表面中的切口部分81，该切口部分与中间框20的光接收孔23重叠，以使从导光板50入射至光接收孔23的光没有阻碍地通过。
参照图7和图8，将描述根据本发明实施方式的显示装置。图7是根据本发明实施方式的显示装置的局部分解透视图，而图8是沿图7的线VIII-VIII’截取的显示装置的截面图。
参照图7和图8，光学调整构件93固定至中间框20的侧壁21。光学调整构件93与光接收孔23重叠，光入射至光接收孔23。
光学调整构件93可形成在传感器插入槽24中，以与光接收孔23重叠，或可形成为插入到光接收孔23中。
光学调整构件93可由与反射片70’相同的材料形成。也就是说，可切下形成反射片70’的片的一部分，然后将其附接以与光接收孔23重叠，并形成光学调整构件。
可替换地，光学调整构件93可根据所需光的透光特性(或穿透特性)而由与反射片70’不同的材料制成。例如，如果需要根据光学传感器91的状态而调节一部分红光、绿光和蓝光的透光特性，则可使用适当的材料来形成光学调整构件93。
参照图9和图10，将描述根据本发明实施方式的显示装置。图9是根据本发明实施方式的显示装置的局部分解透视图，而图10是沿图9的线X-X’截取的显示装置的截面图。
参照图9和图10，形成在导光板50的侧面上的光学调整图案51形成为光学调整构件51。也就是说，光学调整构件并不作为单独的构件而插入在导光板50和光学传感器91之间，而是以图案的形式形成在导光板50的侧面上。
为了降低入射至光学传感器91的光的亮度，光学调整构件51作为降低光透过性的图案形成在导光板50的侧面上。例如，光学调整图案可通过在导光板50的侧面上局部地涂敷(或散布)反射材料而形成，使得输出至导光板50的侧面的光的一部分被反射至导光板50的内部。可均匀地涂敷反射材料，以与光接收孔23重叠。除了反射材料以外，光学调整图案可以散射图案的形式形成以散射光，或者可由调节具有指定颜色的光的透过特性的材料形成。
参照图11和图12，将描述根据本发明实施方式的显示装置。图11是根据本发明实施方式的显示装置的局部分解透视图，而图12是沿图11的线XII-XII’截取的显示装置的截面图。
参照图11和图12，光学片40的端部可形成光学调整构件42。例如，光学片40的一个端部(夹在导光板50和显示板30之间以聚集或漫射光)可以用作光学调整构件42。
光学调整构件42可以以不同形式形成，以降低入射至光接收孔23的光的亮度。光学片40包括具有光学特性的片，诸如棱镜片和漫射片。例如，起聚集光作用的棱镜片具有这样的特性：在平行光入射的情况下，棱镜片以降低的透射率反射入射光。因此，基于该特性，可以调节入射至光接收孔23的光的亮度。
此外，漫射片通过对光进行漫射而使沿指定方向入射的光的输出方向多样化，从而可以可调节地减少入射至光接收孔23的光的量。因此，由棱镜片和漫射片构成的光学片40可以用作光学调整构件42，以调节入射至光接收孔23的光的亮度。
将参照图13描述光源部分的控制过程，其是说明根据本发明实施方式的光源部分的控制过程的框图。
背光驱动器600响应于光学数据信号LDAT调节由光源单元LB提供的背光的亮度。光源单元LB的亮度可根据光学数据信号LDAT的负荷比(duty ratio，或占空比)而改变。
光源单元LB包括至少一个光源，并将光提供给显示板30。光源单元LB的亮度可由连接至光源单元LB的背光驱动器600控制。
光学测量单元700包括光学传感器(例如，如上所述的光学传感器91)，测量由光源单元LB提供的背光的亮度，并将测得的背光亮度IL提供给光学数据信号控制单元500。
光学数据信号控制单元500包括亮度判定单元510、亮度补偿单元520和光学数据信号输出单元530。
亮度判定单元510接收代表性图像信号R_DB，判定与代表性图像信号R_DB相对应的背光的原始亮度，并将背光的原始亮度输出至亮度补偿单元520。例如，亮度判定单元510可以通过使用查找表格(未示出)来判定与代表性图像信号R_DB相对应的背光的原始亮度。
亮度补偿单元520接收背光的原始亮度和测量的背光的亮度IL，并对光学数据信号输出单元530提供补偿亮度。补偿亮度是通过补偿背光的原始亮度而获得的亮度，使得测量的背光的亮度IL变成期望的值。
具体地，亮度补偿单元520将测量的背光的亮度IL与背光的原始亮度进行比较，并且作为比较的结果，如果测得的背光的亮度IL小于背光的原始亮度，则其提供具有大于背光的原始亮度的值的补偿亮度。例如，如果包括在光源单元LB中的发光元件劣化，则由光源单元LB提供的背光的亮度可以具有小于期望亮度值的亮度值。在这种情况下，亮度补偿单元520提供具有大于背光的原始亮度值的值的补偿亮度，因此由光源单元LB提供的背光的亮度值变成期望的亮度值。相反，如果测得的背光的亮度IL值大于背光的原始亮度值，则亮度补偿单元520提供具有小于背光的原始亮度值的值的补偿亮度。
光学数据信号输出单元530根据由亮度补偿单元520提供的补偿亮度而输出光学数据信号LDAT。如上所述，通过为背光驱动器600提供与补偿亮度相对应的光学数据信号LDAT，可以补偿由光源单元LB提供的背光的亮度。
虽然为了说明目的已经描述了本发明的示例性实施方式，但是本领域的技术人员将理解，在不背离如所附权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种变型、添加和替换都是可能的。

Claims (10)

1.一种显示装置，包括：
显示板；
光源，产生光；
导光板，导引光；
容器，容纳所述光源和所述导光板；
光学传感器，固定至所述容器；
光接收孔，形成于所述容器的边缘，其中，所述光接收孔提供使光通过进而到达所述光学传感器的路径；以及
光学调整构件，置于所述导光板与所述光学传感器之间，其中，所述光学调整构件减小入射至所述光学传感器的光的亮度；
其中，所述光学传感器通过所述光接收孔而暴露于所述光学调整构件。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光学调整构件是容纳在所述容器中的反射片的一部分。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述光学传感器形成在所述容器的底面上，并且不与所述导光板交迭。
4.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述光学传感器定位在所述容器的侧壁上，并且所述反射片朝向所述导光板的侧面弯折，以与所述光学传感器和所述导光板的侧面交迭。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述反射片至少透过所述入射光的一部分。
6.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述反射片的一部分伸出所述导光板的边缘外。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光学调整构件是置于所述显示板与所述导光板之间的光学片的一部分。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述光学传感器定位在所述容器的侧壁上，并且所述光学片朝向所述导光板的侧面弯折，以与所述光学传感器和所述导光板的所述侧面交迭。
9.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光源布置在所述导光板的一侧上，而所述光学传感器布置在所述导光板的没有布置所述光源的另一侧上。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光学调整构件是形成在所述导光板的侧面上的光学调整图案，在所述侧面上没有布置所述光源。
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