CN102155680A - 背光单元和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背光单元和显示装置。该背光单元包括：发光模块，该发光模块包括多个发光器件；控制器，该控制器用于控制发光模块的运行；导光板，该导光板布置在发光模块的一侧；以及光学构件，该光学构件布置在导光板上或下方。该发光模块包括第一发光器件和第二发光器件。第一发光器件的光直进性优于第二发光器件的光直进性，并且第一发光器件的光取向角小于第二发光器件的光取向角。所述控制器选择性地驱动第一发光器件和第二发光器件。

Description

背光单元和显示装置
技术领域
实施例涉及一种背光单元和显示装置。
背景技术
发光二极管(LED)是一种将电流转换为光的半导体发光器件。近来，LED的亮度增加了，从而已经采用LED作为用于显示装置、车辆、或照明装置的光源。另外，通过采用荧光材料或通过组合各种颜色的LED，LED能够呈现出具有优异光效率的白色。
LED的亮度可以根据各种条件而变化，例如：有源层结构、用于将光有效提取到外部的光提取结构、用于该LED的半导体材料、芯片尺寸、以及包围该LED的成型构件的类型。
这种LED被封装，以用于背光单元和显示装置。
发明内容
根据实施例的背光单元可以包括：发光模块，该发光模块包括多个发光器件；控制器，该控制器用于控制所述发光模块的运行；导光板，该导光板布置在发光模块的一侧；以及光学构件，该光学构件布置在导光板上或下方。该发光模块包括第一发光器件和第二发光器件。第一发光器件的光直进性(light linearity)优于第二发光器件的光直进性，并且第一发光器件的光取向角小于第二发光器件的光取向角。所述控制器选择性地驱动该第一发光器件和第二发光器件。
根据实施例的显示装置可以包括：显示面板，该显示面板用于显示图像；发光模块，该发光模块用于产生朝着所述显示面板照射的光；导光板，该导光板布置在发光模块的一侧，以朝着显示面板引导光；以及控制器，通过接收要在所述显示面板上显示的图像的图像数据，该控制器根据图像数据来控制所述发光模块的运行。该发光模块包括第一发光器件和第二发光器件。第一发光器件的光直进性优于第二发光器件的光直进性，并且第一发光器件的光取向角小于第二发光器件的光取向角。根据输入到控制器的图像数据，该控制器选择性地驱动第一发光器件和第二发光器件。
附图说明
图1是示出根据实施例的显示装置的结构的框图；
图2是示出根据实施例的呈现各种光学性质的发光器件的视图；
图3是示意性地示出根据第一实施例的显示装置的结构的分解透视图；
图4至图6示出了在根据第一实施例的显示装置中执行的调光的示例；
图7是示意性地示出根据第二实施例的显示装置的结构的分解透视图；
图8是示意性地示出根据第三实施例的显示装置的结构的分解透视图；
图9至12示出了在根据第二和第三实施例的显示装置中执行的调光的示例；
图13是示意性地示出根据第四实施例的显示装置的结构的分解透视图；并且
图14至图16示出了在根据第四实施例的显示装置中执行的调光的示例。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来详细描述实施例。这些实施例的技术范围将落入本公开的范围内，另外，在这些实施例的范围内，可以对组件或部件进行删除和修改。
图1是示出根据实施例的显示装置的结构的框图，而图2是示出根据实施例的呈现各种光学性质的发光器件的视图。
根据该实施例的显示装置包括：控制器110，根据输入到控制器110的图像数据，该控制器110控制发光模块200的运行；以及数据输出模块130，该数据输出模块130用于通过显示面板140来输出图像数据。数据输出模块130能够一体地形成有微处理器形式的控制器110。
根据输入到控制器110的图像数据，控制器110控制发光模块200的运行。详细地，控制器110选择性地操作构成发光模块200的多个发光器件。
根据实施例，如图2所示，这些发光器件具有各种光学性质。例如，采用了具有优异的光直进性的发光器件211以及具有宽的光取向角的发光器件212。光直进性和光取向角(在下文中，将简称为直进性和取向角)是一种相对的说法，因此，预先设定该取向角和直进性的临界值，并且基于该直进性和取向角的临界值将发光器件分类为具有优异的直进性特性的发光器件以及具有优异的取向角特性的发光器件。
例如，具有优异的直进性的发光器件211呈现出在大于45°但小于100°的范围内的取向角，而具有宽的取向角的发光器件212呈现出在100°至150°的范围内的取向角。详细地，具有优异的直进性的发光器件211可以呈现出在60°至90°的范围内的取向角，而具有宽的取向角的发光器件212呈现出在120°至150°的范围内的取向角。
另外，根据在发光器件的上部处是否存在透镜或者根据发光器件的透镜形状，能够将这些发光器件分类为具有优异的直进性的发光器件211以及具有宽的取向角的发光器件212。例如，可以通过使用包括GaN、InGaN、AlGaN或AlGaInN的蓝色激光二极管来制造具有优异的直进性的发光器件211。
具有优异的直进性的发光器件211具有将光照射到远处的优点，但仅仅是导光板的与发光器件211邻近的光入射部的一部分可以被照亮，这被称为“热点”。
同时，通过在发光器件212上形成透镜，或者通过在透镜的表面上形成粗糙部使得光能够在该透镜的表面上被部分地散射，可以使发光器件212具有优异的取向角特性。
尽管具有优异的取向角特性的发光器件212可能不会引起热点，但光效率会降低，因为发光器件212具有短的光照射距离。在本说明书中，具有各种光学性质的发光器件将被分类为第一发光器件211和第二发光器件212。另外，为了便于说明，将把具有优异的直进性的发光器件称为第一发光器件211，并将把具有宽的取向角的发光器件称为第二发光器件212。
基于具有各种性质的发光器件，控制器110选择调光区域并控制发光模块200，从而能够驱动与该调光区域相对应的发光器件。下面，将参考附图来详细描述在控制器110的控制下的、发光模块200的运行。
同时，在控制器110的用于接收图像数据的输入端处可以设置有数据合成部。该数据合成部可以将从诸如图形卡或TV等的外部设备传输的R、G、B图像数据组合成1帧数据图像。另外，数据输出模块130可以将输入到数据合成部中的图像数据传送到时序控制器，该时序控制器生成用于对显示面板140进行驱动的各种驱动器的控制信号。
如果控制器110基于输入给它的图像数据的图像信号判定该图像必须局部变亮或者该图像必须局部变暗，则控制器110执行对于相应区域的调光。
在下文中，将详细描述控制器110通过控制该发光模块200来进行调光的操作。
图3是示意性地示出根据第一实施例的显示装置的结构的分解透视图。
图3示出了根据该实施例的包括发光模块的显示装置，该发光模块具有光学性质不同的多个发光器件。
参考图3，该显示装置包括：发光模块200，该发光模块200具有多个发光器件210；反射板101；导光板103；光学片105；以及显示面板140。
发光模块200位于导光板103的一个横向侧，并且，从发光模块200发射的光入射到导光板103的该横向侧。发光模块200包括安装在基板220上的多个发光器件210。
导光板103以能够通过该导光板103输出表面光的方式来引导入射到导光板103中的光。另外，在导光板103的至少一个表面上可以形成有反射图案。
反射板101位于在导光板103下方，以反射从导光板103向下泄漏的光。
从导光板103输出的光穿过光学片105照射到显示面板140上。光学片105可以包括漫射片和棱镜片中的至少一种。该漫射片位于导光板103上方，以使入射光漫射。该棱镜片位于漫射片上方，以使漫射的光聚集到显示区域上。
发光模块200、导光板103以及光学片105可以构成该背光单元并且该背光单元包括反射板101。另外，该背光单元的一些部件能够容纳在诸如成型框架、底架结构或金属底盖等的容座中。
显示面板140是包括两个透明基板和液晶的液晶面板，并且在光透过该液晶时显示信息。实施例不限制显示面板140的类型，因此在该实施例中能够采用各种显示面板。另外，显示面板140能够在导光板103的两侧对齐。
这种显示装置能够用于诸如蜂窝电话或PMP(便携式多媒体播放器)等的便携式终端、或者计算机。
根据此实施例，如图4至图6所示，该发光模块的多个发光器件210可以具有各种光学性质。
图4至图6示出了在根据第一实施例的显示装置中执行的调光的示例。
参考图4至图6，发光模块200设置在导光板103的一侧并且包括多个第一发光器件211和多个第二发光器件212，所述多个第一发光器件211具有优异的直进性，所述多个第二发光器件212具有优异的取向角特性。
参考图4，第一发光器件211和第二发光器件212交替排列。在控制器110的控制下，与第一区域601、第二区域602和第三区域603相对应地布置的第一发光器件211a、211b和211c受到驱动，以便提高用于在显示面板上显示的图像的第一区域601、第二区域602和第三区域603的局部亮度。
即，如果需要调节该图像的局部亮度，则控制器110选择性地驱动相应区域的第一发光器件211a、211b和211c。如图4所示，如果需要调节纵向方向上的局部亮度，则控制器110选择性地驱动与相应区域对应地布置的、具有优异的直进性的第一发光器件211a、211b和211c。
为了减少在具有优异的直进性的第一发光器件211受到驱动时可能出现的热点，控制器110可以驱动与第一发光器件211相邻的第二发光器件212。
即，能够根据第一发光器件211和第二发光器件212的位置来调节用于该显示图像的局部区域的亮度，并且控制器110通过考虑第一发光器件211和第二发光器件212的位置来确定该显示图像的区域。
参考图5，重复排列两个第一发光器件211和一个第二发光器件212。如果需要调节该显示图像的第四区域604的局部亮度，则控制器110驱动与第四区域604相对应的第一发光器件211d和211e。
在这种情况下，与上文类似，控制器110可以驱动与第一发光器件211相邻的第二发光器件212，以便减少在具有优异的直进性的第一发光器件211受到驱动时可能出现的热点。
参考图6，重复排列一个第一发光器件211和两个第二发光器件212。如果需要调节该显示图像的第一区域601和第五区域605的局部亮度，则控制器110驱动与第一区域601及第五区域605相对应的第一发光器件211f和211g。
在这种情况下，与上述相类似，控制器110可以驱动与第一发光器件211相邻的第二发光器件212，以便减少在驱动具有优异的直进性的第一发光器件211时可能出现的热点。
图7是示意性地示出根据第二实施例的显示装置的结构的分解透视图，而图8是示意性地示出根据第三实施例的显示装置的结构的分解透视图。
参考图7和图8，该显示装置包括：第一发光模块200，该第一发光模块200具有多个发光器件210；第二发光模块300；反射板101；导光板103；光学片105；以及显示面板140。第一发光模块200和第二发光模块300分别设置有被安装在基板220和320上的多个发光器件210和310。
第一发光模块200和第二发光模块300均位于导光板103的一个横向侧。如图7所示，第一发光模块200和第二发光模块300布置成彼此相对。另外，如图8所示，第一发光模块200和第二发光模块300可以围绕导光板103布置成彼此垂直。除了第一发光模块200和第二发光模块300的位置之外，第二实施例与第三实施例相同，因此，下面将一起描述第二和第三实施例。
从第一发光模块200和第二发光模块300发射的光入射到导光板103的横向侧。
导光板103以能够通过该导光板103输出表面光的方式来引导入射到导光板103中的光。另外，在导光板103的至少一个表面上可以形成有反射图案。
反射板101布置在导光板103下方，以反射从导光板103向下泄漏的光。
从导光板103输出的光通过光学片105照射到显示面板140上。光学片105可以包括漫射片和棱镜片中的至少一种。该漫射片位于导光板103上方，以使入射光漫射。该棱镜片位于漫射片上方，以将漫射的光聚集到显示区域上。
显示面板140是包括两个透明基板和液晶的液晶面板，并且在光透过该液晶时显示信息。实施例不限制显示面板的类型，因此在该实施例中能够采用各种显示面板。另外，该显示面板能够在导光板103的两侧对齐。
这种显示装置能够用于诸如蜂窝电话或PMP等的便携式终端、或者计算机。
图9至图12示出了在根据第二和第三实施例的显示装置中执行的调光的示例。
参考图9至图11，第一发光模块200和第二发光模块300布置成关于导光板103彼此相对。参考图12，根据第三实施例，第一发光模块200和第二发光模块300围绕导光板103布置成彼此垂直。
图9至图12所示的发光器件可以包括：具有优异的直进性的第一发光器件211、和具有优异的取向角特性的第二发光器件212。
参考图9，第一发光器件211和第二发光器件212交替排列在第一发光模块200中。第一发光器件311和第二发光器件312交替排列在第二发光模块300中。控制器110驱动第一发光模块200的第一发光器件211a、211b、211c和第二发光模块300的第一发光器件311a、311b、311c，以便提高用于在显示面板上显示的图像的第一区域601、第二区域602以及第三区域603的局部亮度。
即，如果需要调节该图像的局部亮度，则控制器110选择性地驱动相应区域的发光器件210和310。如图所示，如果需要调节纵向方向上的局部亮度，则控制器110选择性地驱动与相应区域对应地布置的、具有优异的直进性的第一发光器件211和311。
为了减少在具有优异的直进性的第一发光器件211受到时可能出现的热点，控制器110可以驱动与第一发光器件211、311相邻的第二发光器件212、312。
参考图10，在第一发光模块200中重复排列两个第一发光器件211和一个第二发光器件212，在第二发光模块300中重复排列两个第一发光器件311和一个第二发光器件312。如果需要调节该显示图像的第四区域604的局部亮度，则控制器110选择性地驱动第一发光模块200和第二发光模块300的与该第四区域604相对应的第一发光器件211d、211e和311d、311e。
例如，控制器110选择性地驱动第一发光模块200的第一发光器件211d、211e以及第二发光模块300的第一发光器件311d、311e。
在这种情况下，与上文类似，控制器110可以驱动与第一发光器件211和311相邻的第二发光器件212和312，以便减少在具有优异的直进性的第一发光器件211和311受到驱动时可能出现的热点。
参考图11，在第一发光模块200中重复排列一个第一发光器件211和两个第二发光器件212，在第二发光模块300中重复排列一个第一发光器件311和两个第二发光器件312。如果需要调节该显示图像的第一区域601和第五区域605的局部亮度，则控制器110选择性地驱动第一发光模块200和第二发光模块300的与第一区域601及第五区域605相对应的第一发光器件211和311。
例如，控制器110选择性地驱动第一发光模块200的第一发光器件211f、211g以及第二发光模块300的第一发光器件311f、311g。
在这种情况下，与上文类似，控制器110可以驱动与第一发光器件211和311相邻的第二发光器件212和312，以便减少在具有优异的直进性的第一发光器件211和311受到驱动时可能出现的热点。
参考图12，根据第三实施例，第一发光模块200和第二发光模块300围绕导光板103布置成彼此垂直，其中，在第一发光模块200中重复排列两个第二发光器件212和一个第一发光器件211，并且，在第二发光模块300中重复排列两个第二发光器件312和一个第一发光器件311。
如果需要调节纵向地形成的第一区域601和第五区域605以及横向地形成的具有较大厚度的第六区域606的局部亮度，则控制器110选择性地驱动第一发光模块200的与第一区域601及第五区域605相对应的第一发光器件211以及第二发光模块300的与第六区域606相对应的第一发光器件311。
例如，控制器110选择性地驱动第一发光模块200的第一发光器件211h、211i以及第二发光模块300的第一发光器件311h。
因此，通过选择性地驱动这些发光器件，能够实现图像的局部调光。
图13是示意性地示出根据第四实施例的显示装置的结构的分解透视图。
参考图13，该显示装置包括：第一至第四发光模块200、300、400和500，所述第一至第四发光模块200、300、400和500具有发光器件210、310、410和510；反射板101；导光板103；光学片105；以及显示面板140。第一至第四发光模块200、300、400和500分别设置有被安装在基板220、320、420和520上的多个发光器件210、310、410和510。
第一至第四发光模块200、300、400和500分别布置在导光板103的四个横向侧。另外，第一和第二发光器件210、310、410和510能够以各种构造布置在每个发光模块中。
在下文中，将描述通过第一至第四发光模块200、300、400和500进行的对显示图像的局部亮度调节。
图14至图16示出了在根据第四实施例的显示装置中执行的调光的示例。
参考图14，沿纵向方向彼此相对地布置的第一发光模块200和第三发光模块400包括一个接一个地重复交替排列的第一发光器件211、411以及第二发光器件212、412。相比之下，第二发光模块300和第四发光模块500只包括具有优异的取向角特性的第二发光器件312和512。
在这种情况下，利用包括具有优异的直进性的第一发光器件211、411的第一发光模块200和第三发光模块400，可以执行对显示图像的局部亮度调节。
为了调节在显示面板上显示的图像的第一区域601、第二区域602和第三区域603的局部亮度，控制器110选择性地驱动第一发光模块200的第一发光器件211a、211b、211c以及第三发光模块400的第一发光器件411a、411b、411c。
即，如果需要局部调节图像的亮度，则控制器110选择性地驱动相应区域的发光器件。如图所示，如果需要调节纵向方向上的局部亮度，则控制器110选择性地驱动与相应区域对应地布置的、具有优异的直进性的第一发光器件211和411。
为了减少在具有优异的直进性的第一发光器件211和411受到驱动时可能出现的热点，控制器110可以驱动与第一发光器件211及411相邻的第二发光器件212和412。
参考图15，在第一发光模块200中重复排列两个第一发光器件211和一个第二发光器件212，在第三发光模块400中重复排列两个第一发光器件411和一个第二发光器件412。另外，第一发光器件311、511和第二发光器件312、512一个接一个地重复交替排列在第二发光模块300和第四发光模块500中。
如果需要调节该显示图像的第四区域604和第六区域606的局部亮度，则控制器110选择性地驱动第一至第四发光模块200、300、400和500的、与第四区域604及第六区域606相对应的第一发光器件211、311、411和511。
例如，控制器110选择性地驱动第一发光模块200的第一发光器件211d和211e、第二发光模块300的第一发光器件311h、第三发光模块400的第一发光器件411d和411e、以及第四发光模块500的第一发光器件511h。
在这种情况下，与上文类似，控制器110可以驱动与第一发光器件211、311、411、511相邻的第二发光器件212、312、412、511，以便减少在具有优异的直进性的第一发光器件211、311、411、511受到驱动时可能出现的热点。
参考图16，在第一发光模块200中重复排列一个第一发光器件211和两个第二发光器件212，在第三发光模块400中重复排列一个第一发光器件411和两个第二发光器件412。另外，第一发光器件311、511和第二发光器件312、512一个接一个地重复交替排列在第二发光模块300和第四发光模块500中。
如果需要调节纵向地形成的第一区域601和第五区域605以及横向地形成的具有较大厚度的第六区域606的局部亮度，则控制器110选择性地驱动第一发光模块200和第三发光模块400的与第一区域601及第五区域605相对应的第一发光器件211、411以及驱动第二发光模块300和第四发光模块500的与第六区域606相对应的第一发光器件311、511。
例如，控制器110选择性地驱动第一发光模块200的第一发光器件211h和211i、第二发光模块300的第一发光器件311h、第三发光模块400的第一发光器件411h和411i、以及第四发光模块500的第一发光器件511h。
因此，通过选择性地驱动这些发光器件，能够实现图像的局部调光。
如上所述，实施例能够提供一种背光单元和显示装置，当根据图像数据执行调光以局部增加或减少所述显示图像的亮度时，所述背光单元和显示装置能够选择性地驱动具有优异的直进性的发光器件以及具有宽的取向角的发光器件，从而提高调光效果。
在本说明书中对于“一个实施例”、“一实施例”、“示例性实施例”等的任何引用均意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。在说明书中各处出现的这类短语不必都表示同一实施例。此外，当结合任何实施例描述特定特征、结构或特性时，认为结合这些实施例中的其它实施例来实现这种特征、结构或特性也是本领域技术人员所能够想到的。
虽然已经参照本发明的多个示例性实施例描述了实施例，但应当理解，本领域的技术人员可以构思出许多将落入本公开原理的精神和范围内的其它修改和实施例。更特别地，在本公开、附图和所附权利要求的范围内，主题组合布置结构的组成部件和/或布置结构方面的各种变化和修改都是可能的。对于本领域的技术人员来说，除了组成部件和/或布置结构方面的变化和修改之外，替代用途也将是显而易见的。

Claims (13)

1.一种背光单元，包括：
发光模块，所述发光模块包括多个发光器件；
控制器，所述控制器用于控制所述发光模块的运行；
导光板，所述导光板布置在所述发光模块的一侧；以及
光学构件，所述光学构件布置在所述导光板上或下方，
其中，所述发光模块包括第一发光器件和第二发光器件，
所述第一发光器件的光直进性优于所述第二发光器件的光直进性，并且所述第一发光器件的光取向角小于所述第二发光器件的光取向角，并且
所述控制器选择性地驱动所述第一发光器件和所述第二发光器件。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述第一发光器件的光取向角在大于45°但小于100°的范围内，而所述第二发光器件的光取向角在100°至150°的范围内。
3.根据权利要求2所述的背光单元，其中，所述第一发光器件的光取向角在60°至90°的范围内，而所述第二发光器件的光取向角在120°至150°的范围内。
4.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述第一发光器件和所述第二发光器件一个接一个地重复排列。
5.根据权利要求1所述的背光单元，其中，重复排列多个所述第一发光器件和一个所述第二发光器件。
6.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述发光模块包括第一发光模块和第二发光模块，所述第一发光模块和所述第二发光模块布置成彼此相对，并且所述导光板介于所述第一发光模块与所述第二发光模块之间。
7.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述发光模块包括彼此垂直布置的第一发光模块和第二发光模块。
8.根据权利要求7所述的背光单元，其中，所述第一发光模块中的发光器件的布置结构不同于所述第二发光模块中的发光器件的布置结构。
9.根据权利要求1所述的背光单元，其中，所述发光模块包括彼此相邻的第一发光模块和第二发光模块，并且所述第一发光模块中的发光器件的布置结构不同于所述第二发光模块中的发光器件的布置结构。
10.根据权利要求8所述的背光单元，其中，所述发光模块还包括第三发光模块和第四发光模块，所述第三发光模块布置成与所述第一发光模块相对，所述第四发光模块布置成与所述第二发光模块相对。
11.一种显示装置，包括：
显示面板，所述显示面板用于显示图像；
背光单元，所述背光单元用于产生朝着所述显示面板照射的光，
其中，所述背光单元包括：
发光模块，所述发光模块包括多个发光器件；
控制器，所述控制器用于控制所述发光模块的运行；
导光板，所述导光板布置在所述发光模块的一侧；以及
光学构件，所述光学构件布置在所述导光板上或下方，
其中，所述发光模块包括第一发光器件和第二发光器件，
所述第一发光器件的光直进性优于所述第二发光器件的光直进性，并且所述第一发光器件的光取向角小于所述第二发光器件的光取向角，并且
所述控制器选择性地驱动所述第一发光器件和所述第二发光器件。
12.根据权利要求11所述的显示装置，其中，所述控制器驱动所述第一发光器件，以局部调节在所述显示面板上显示的图像的亮度。
13.根据权利要求11所述的显示装置，其中，当驱动所述第一发光器件时，所述控制器驱动与所述第一发光器件相邻的所述第二发光器件。
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