CN1605911A - 背光装置和显示设备 - Google Patents

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Abstract

一种背光装置，包括表面发光体和发光控制部件。该表面发光体包含表面发光层和将该表面发光层夹在其间的第一和第二电极层。该发光控制部件向第一和第二电极层提供驱动信号，以使表面发光体发光。第一和第二电极层至少之一被分为多个电极片。该发光控制部件分别向该多个电极片提供驱动信号。

Description

背光装置和显示设备
技术领域
本发明涉及一种显示设备，例如液晶显示器，并且涉及将安装在其上的背光装置。
背景技术
如图1所示，透光或者半透光液晶显示器通常其内配置有背光装置3，用于照射填充有液晶分子的液晶面板1的背面。透光液晶显示器使观众能够看到从背光装置3发出并且透过液晶面板1的光。半透光液晶显示器使观众能够在黑暗的地方观看从背光装置3发出的光，并且在光亮中在不使用背光装置3的情况下观看在液晶面板1上反射的外部光，例如自然光。作为液晶显示器的背光装置，提出的设计方案有冷阴极射线管、LED(发光二极管)、无机EL(电致发光)和有机EL等。
常规的透光或者半透光液晶显示器存在的一个问题是，在使用背光装置3的透光模式中，由于背光装置3在整个表面发光而不管显示内容，因此消耗功率。例如，参考图1，当液晶显示器以黑色显示字符“AA”、同时在上部区域2a和下部区域2d显示黑色图像时，背光装置3的整个表面一直发光。来自背光装置3的光在对应于这两个字符的区域2b、2c和在上部区域2a及下部区域2b处被液晶层阻挡。
为了避免安装在蜂窝电话上的背光装置的整个表面一直发光，日本专利特开No.2002-101195公开了这样一种结构，即将背光装置分为独立控制的多个部件。然而，该公开的专利申请文献中所描述的结构需要在蜂窝电话上安装多个独立构建的背光装置，导致电路规模增加。这使得难以降低制造成本。
发明内容
鉴于前面所述，本发明的目的是提供一种能够实现低功耗的背光装置和具有该背光装置的显示设备。
根据本发明的第一方案，提供一种用于照射显示面板背面的背光装置，该显示面板具有以矩阵形式设置的多个显示单元，每个显示单元都具有响应于施加的驱动电压而变化的透光率。该背光装置包括：位于显示面板背面的表面发光体，该表面发光体包含表面发光层和将该表面发光层夹在其间的第一和第二电极层；发光控制部件，用于向第一和第二电极层提供驱动信号，以便使该表面发光体发光。第一和第二电极层中的至少一个被分为多个电极片，发光控制部件分别给该多个电极片提供驱动信号。
根据本发明的第二方案，提供一种显示设备。该显示设备包括：具有以矩阵形式设置的多个显示单元的显示面板，每个显示单元具有响应于施加的驱动电压而变化的透光率；用于由提供的图像信号产生驱动电压、以便给显示单元提供驱动电压的外围驱动电路；和用于照射显示面板背面的背光装置。该背光装置进一步包括：表面发光体，位于显示面板背面、并具有表面发光层和将该表面发光层夹在其间的第一和第二电极层；发光控制部件，用于给第一和第二电极层提供驱动信号，以便使表面发光体发光。第一和第二电极层中的至少一个被分为多个电极片，发光控制部件分别向该多个电极片提供驱动信号。
由附图和下面优选实施例的详细描述，本发明的进一步的特征、其性质和各种优点将更加显而易见。
附图的简要描述
图1示出液晶显示器和背光装置之间的关系示意图；
图2示出作为本发明实施例的液晶显示设备的结构的方框示意图；
图3示出EL面板的剖面结构的示意图；
图4示出作为本发明实施例的背光单元的结构示意图；
图5示出两个电极片之间边界的示意图；
图6示出作为图4所示实施例的修改例的背光单元的结构示意图；
图7示出作为图4所示实施例的另一个修改例的背光单元的结构示意图；
图8示出作为本发明的又一个实施例的背光单元的结构示意图。
具体实施方式
下面描述根据本发明的各个实施例。
图2示出在根据本实施例的有源矩阵驱动方案中的液晶显示设备10的结构的方框示意图。该液晶显示设备10具有显示面板11和公用电极12，还具有一外围驱动电路，其包含显示控制部件13、电源电路14、公用交流电路15、数据驱动电路16和扫描驱动电路17。液晶显示设备10进一步包含用于在其背面照射显示面板11的背光单元30。
在构成显示面板11的基片上，形成有与数据驱动电路16连接的N(N为等于或者大于2的整数)个数据电极D1、D2…DN和与扫描驱动电路17连接的M(M为等于或者大于2的整数)个扫描电极S1、S2…SM，数据电极和扫描电极彼此相交并且彼此分隔。在数据电极D1-DN和扫描电极D1-SM的相交处，形成分别具有TFT(薄膜晶体管)元件的N×M个显示单元C1，1、C1，2…C1，N…CM，N。显示单元C1，1-CM，N每个都包含填充在两个玻璃基片之间的铁电液晶分子。
顺便提及，显示单元C1，1-CM，N每个可以构成一个像素。另外，为了实现彩色显示或者面积比灰度级(area-ratio gray scale)，可以由显示单元C1，1-CM，N中的多个单元构成一个像素。
下面概述液晶显示设备10的工作。对于显示控制部件13，所输入的是包含同步信号、时钟信号和图像信号的输入信号ID。显示控制部件13临时存储图像信号，并且将其转换为预定格式的数据信号DD，然后将转换后的信号提供给数据驱动电路16。该显示控制部件13进一步由同步信号和时钟信号产生控制信号CTL1、CTL2和CTL3，并且将它们分别提供给数据驱动电路16、扫描驱动电路17和背光单元30。同时，电源电路14基于由外部提供的电源电压SI产生驱动电压V1、V2和V3，并且分别将这些电压提供给数据驱动电路16、扫描驱动电路17和公用交流电路15。公用交流电路15由电源电路14提供的驱动电压V3产生公用电压，并且将该公用电压提供给公用电极12。
扫描驱动电路17基于从显示控制部件13输入的控制信号CTL2，依次给扫描电极S1-SN施加脉冲电压，从而使与扫描电极S1-SN连接TFT元件的开关依次逐行导通。数据驱动电路16基于驱动电压V1、控制信号CTL1和数据信号DD产生输出电压，并且将这些输出电压提供给数据电极D1-DN。因此将输出电压通过处于导通状态的TFT元件施加给显示单元的电容器。电荷存储在电容器中，形成施加给在显示单元中液晶层的电压。液晶层中的液晶分子处于允许依据施加的电压而改变定向的状态，因此形成显示单元C1，1-CM，N的透光率。
下面将描述背光单元(背光装置)30的结构。该背光单元30具有EL面板(表面发光体)20，该EL面板20具有图3所示的剖面结构。通过相对地设置金属电极层(阴极)26和形成在基片21上的ITO(氧化铟锡)透明电极层(阳极)22、并且在两个电极层22、26之间提供发光层24而构成EL面板20。发光层24包含有机EL材料。响应于施加的驱动信号，在阴极26注入的电子和通过在发光层24中的阳极22注入的空穴之间出现再结合，从而形成光子。通过阴极26和阳极22之间等于或者大于发光阈值电压的电压差或者通过阳极22注入的电流，该发光层24可以从平的表面发光。注意，在本实施例中，发光层24包含有机EL材料，但对此无限制。该发光层24可以包含无机EL材料或者可以是LED。
图4示出作为本发明实施例的背光单元30的结构的示意图。为了便于说明，图4仅示出了EL面板20的阳极22和阴极26。该背光单元30具有包含阳极22(22A，22B)和阴极26的EL面板20、发光控制部件31和开关电路SW1、SW2、SW3。仅将阳极22分为第一电极片22A和第二电极片22B。第一电极片22A具有与显示面板11的上半像素区对应的区(参见图2)，而第二电极片22B具有与显示面板11的下半像素区对应的区(参见图2)。形成在阳极22(22A，22B)和阴极26之间的发光层24(图3)连续分布，而不像阳极22那样被划分。
发光控制部件31可以分别给第一电极片22A和第二电极片22B提供驱动信号。具体地说，第一电极片22A与开关电路SW1的端子a1连接，而第二电极片22B与开关电路SW2的端子b1连接。开关电路SW1的另一个端子a2与驱动电源32连接，使得开关电路SW1根据由发光控制部件31提供的开关控制信号C1，可以在第一电极片22A和驱动电源32之间电连接或者断开。同时，开关电路SW2的端子b2与驱动电源33连接，使得开关电路SW2根据由发光控制部件31提供的开关控制信号C2，可以在第二电极片22B和驱动电源33之间电连接或者断开。顺便提及，阴极26与开关电路SW3的端子c1连接。开关电路SW3的另一个端子c2接地，使得开关电路SW3根据由发光控制部件31提供的开关控制信号C3，可以接地或者使阴极26绝缘。
背光单元30由于EL面板20的划分而具有两个发光区，因此背光单元30将在发光区之间形成边界线(不连续线)。为了避免这个边界线与显示单元叠加从而降低图像质量的情形，如图5所示，优选在第一电极片22A和第二电极片22B之间延伸的边界线27对应于显示单元Cm-1，n，Cm-1，n+1…之间的边界。
为了确实避免形成边界线27，可以使第一电极片22A和第二电极片22B与在它们的相对端部的间隙叠加。此外，为了减轻边界线27的影响，可以在EL面板20和显示面板11之间设置有光分散层。
在如上所述构成的背光单元30中，基于从显示控制部件13输入的控制信号CTL3，发光控制部件31仅给与除了显示面板11的黑色显示区之外的区对应的电极片提供驱动信号。例如，当在像素区的下半部使显示面板11工作时，发光控制部件31闭合开关电路SW3的开关，断开开关电路SW1的开关，并且闭合开关电路SW2的开关。这样仅给与像素区的下半部对应的第二电极片22B提供驱动信号，以便仅在其下部区域使EL面板20工作。当在上半像素区使显示面板11工作时，闭合开关电路SW3的开关，闭合开关电路SW1的开关，并且断开开关电路SW2的开关。这样仅给与上半像素区对应的第一电极片22A提供驱动信号，以便仅使EL面板20在其上部区域工作。当显示面板11的整个像素区都显示黑色时，发光控制部件31断开开关电路SW1、SW2的开关，从而使EL面板20在整个表面不工作，而不给第一和第二电极片22A、22B提供驱动信号。
顺便提及，向第一电极22A、第二电极22B和阴极26提供驱动信号的方法并不限于图4所示的方法。作为另一种方法，当在显示面板11的上半部和下半部的任何显示区(像素区)中有黑色显示时，例如，取代通过断开连接于与相关显示区对应的电极片的开关电路的开关、从而使相关显示区不工作，以便不给电极片提供驱动信号，可以给电极片施加比EL器件的发光阈值电压低的电压。当在显示面板11的整个显示区有黑色显示时，可以将施加给阴极26的电压设定在比施加给阳极22的驱动信号电压(VD)和发光阈值电压(VLS)之间的差(VD-VLS)高的电平，取代断开开关电路SW3的开关。此外，可以设计另一种结构，以便省略开关电路SW3并且使阴极26连接到地。通过划分阴极26来取代划分阳极22，可以得到类似的效果。
如上所述，在上述实施例的背光单元30中，阴极26和阳极22之一被划分为两个电极片22A、22B，使得发光控制部件31能够独立地控制施加给电极22A、22B的驱动信号。这样可以使EL面板20相对显示面板11的黑色显示区的对应区不工作，并且使EL面板20，相对显示面板11的光亮显示区的相应区工作。据此，可以极大地降低背光单元30的功耗。此外，由于显示面板11的黑色显示区没有被背光单元30照射，因此改善了对比度。此外，由于不需要在显示设备中配置独立构成的多个背光装置，因此能够实现功耗的降低，同时抑制制造成本的增加。
图6和7示出了对图4所示实施例的修改。除了划分阳极22的方式，图6和7所示的修改例的构成与图4所示实施例相同。在图4所示的例子中，将阳极22划分为上部和下部两部分，而在图6所示的例子中，阳极22被划分为左部分和右部分，即划分为第一电极片22A和第二电极片22B。图4的例子示出了适于显示横向文本的划分方式，而图6的例子示出了适于显示竖向文本的划分方式。同时，在图7所示的修改例中，将阳极22划分为上左区的第一电极片22A和除了上左区之外的区中的第二电极片22B。
另一个例子包含图8所示的背光单元30。在图8所示的背光单元30中，阳极22被分为第一电极片22A和第二电极片22B两部分，并且其中阴极26也被分为第一电极片26A和第二电极片26B两部分。
发光控制部件31独立地控制将分别提供给电极片22A、22B、26A、26B的信号。具体地说，阳极22的电极片22A、22B分别与开关电路SW1、SW2的一个端子a1、b1连接。开关电路SW1、SW2的另一个端子a2、b2分别与驱动电源32、33连接。根据由发光控制部件31提供的控制信号C1、C2分别控制开关电路SW1、SW2。同时，阴极26的电极片26A、26B分别与开关电路SW3、SW4的一个端子c1、d1连接。开关电路SW3、SW4的另一个端子c2、d2都接地。根据由发光控制部件31提供的控制信号C3、C4，分别控制开关电路SW3、SW4。
根据图8所示的背光单元30，由于能够使与显示面板11的黑色显示区对应的EL面板20的区不工作，和使与显示面板11的光亮显示区对应的EL面板20的区工作，因此能够降低功耗和改善对比度。
上面说明了本发明的实施例。阳极22被分为两个部分，在本发明中对此并无限制。可以将阳极22分为三个部分或者更多个部分，其设置使得每个电极片至少具有与显示面板11的多个像素区对应的区。
应理解的是，前面的描述和附图阐述了当前本发明的优选实施例。在前面的教导下，在不离开所述发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员显然可以实现各种修改、添加和变化。这样，应该理解，本发明并不限于所公开的实施例，而是可以在附加权利要求的全部范围内实施。

Claims (9)

1.一种用于照射显示面板的背面的背光装置，该显示面板具有以矩阵形式设置的多个显示单元，每个显示单元都具有响应于施加的驱动电压而变化的透光率，所述背光装置包括：
表面发光体，位于所述显示面板的背面，该表面发光体包含表面发光层和将所述表面发光层夹在其间的第一和第二电极层；和
发光控制部件，用于给所述第一和第二电极层提供驱动信号，以便使所述表面发光体发光；
其中，所述第一和第二电极层中的至少一个被分为多个电极片，所述发光控制部件分别给该多个电极片提供驱动信号。
2.根据权利要求1的背光装置，其中所述发光层被连续形成。
3.根据权利要求1的背光装置，其中每个所述电极片至少具有与所述显示面板的多个像素区对应的区。
4.根据权利要求1的背光装置，其中所述发光控制部件仅向与除了所述显示面板的多个电极片的黑色显示区之外的区对应的电极片提供驱动信号。
5.根据权利要求1的背光装置，其中所述电极片之间的边界对应于所述显示单元之间的边界。
6.根据权利要求1的背光装置，其中，该多个电极片是通过仅划分所述第一和第二电极层中的一个电极层而获得的。
7.根据权利要求1的背光装置，其中所述表面发光层包含电致发光材料。
8.根据权利要求1的背光装置，其中所述显示单元包含配向的液晶分子。
9.一种显示设备，包括：
显示面板，具有以矩阵形式设置的多个显示单元，每个显示单元具有响应于施加的驱动电压而变化的透光率；
外围驱动电路，用于由提供的图像信号产生驱动电压，以将驱动电压提供给所述显示单元；和
用于照射所述显示面板的背面的背光装置，所述背光装置包括：
表面发光体，位于所述显示面板的背面，并具有表面发光层和将所述表面发光层夹在其间的第一和第二电极层；和
发光控制部件，用于向所述第一和第二电极层提供驱动信号，以使所述表面发光体发光；
其中，所述第一和第二电极层中的至少一个被分为多个电极片，所述发光控制部件分别向该多个电极片提供驱动信号。
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