CN1754119A - 显示器件 - Google Patents

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CN1754119A CNA2004800049239A CN200480004923A CN1754119A CN 1754119 A CN1754119 A CN 1754119A CN A2004800049239 A CNA2004800049239 A CN A2004800049239A CN 200480004923 A CN200480004923 A CN 200480004923A CN 1754119 A CN1754119 A CN 1754119A
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Abstract

本发明涉及一种用于光阀显示器件例如LCD显示器的背光装置。该背光装置包括多个排列在层(5)内的细长的发光结构(9)，该结构在平面内延伸并且发射的光沿着它们的长度朝向光阀层(1)方向。包括多个细长的透镜(11)的光学层(7)放置在发光结构(9)和光阀层(1)之间。每个这样的透镜(11)将由多个发光结构(9)发射的光集中在光阀层(1)的多个细长的区域上。优选地，每个发光结构(9)仅发射一种基色光，以及细长的透镜将每个发光结构发射的光集中在为相应的颜色设计的子象素区域上，因此不需要使用滤色器就可以形成彩色显示器。

Description

显示器件
本发明涉及一种光阀显示器件，包括在第一平面内延伸的光阀层，和背光装置，包括位于在与第一平面平行的第二平面内延伸的层内的多个细长的发光结构，该发光结构被排列以沿着它们的长度朝向光阀层方向发射光。
EP A21211551中描述了这种显示器件。这种显示器件的主要优点是它们可以分开地产生不同颜色的光，并且将不同颜色的光分开地投影在光阀层的背面上。该优点特别地使在彩色显示器中省略滤色器成为可能，这使显示器件消耗更少的能量。通常它提供不同地照射光阀层上的不同区域的可能性。
上述类型的显示器件的问题在于它们需要比较精细的结构。例如，为了获得所需的效果，光阀层内的每个子象素列都需要一种细长的发光结构。
本发明的目的是全部或部分地排除上述问题。
根据开篇的显示器件可以实现该目的，进一步包括多个具有凸截面的排列在一层内的细长的透镜，其中该层在与第一第二平面平行并放置在其间的第三平面内延伸，细长的透镜沿着与发光结构相同的方向延伸，因此每个透镜将从发光结构发射的光聚焦在光阀层的细长区域上。由于透镜能将光聚焦在光阀层上的狭窄细长的区域上，该区域可以与子象素列相对应，这样就可以使用比较粗的发光结构。
优选地，每个透镜将来自多个发光结构的光聚焦在光阀层上的相应的多个区域上。这不仅能提供使用更粗的发光结构，而且还为显示器件带来改进的照度均匀性和改进的视角。
优选地，每个发光结构被设计成仅发射一种颜色的光。这就提供了一种不需要使用滤色器的彩色显示器。
在优选实施例中，每个发光结构发射的光具有基色红色，绿色和蓝色中的一种颜色。这使显示器可用作例如彩色电视。
在可替换实施例中，每个发光结构发射的光具有红色，黄绿色，青绿色和蓝色中的一种颜色。这带来能提供更好的色彩再现的更宽的色域。
在优选实施例中，每个发光结构包括由发光二极管供给的光导。这提供了一种简单而可靠的结构。
在可替换实施例中，每个发光结构都包括光导，并且配置亮光源用以供给多个发光结构。这样可以使用较少的光源。
在另一个可替换实施例中，每个发光结构都包括一列发光二极管。这样能产生强照明并且允许光发射也沿着每个发光结构的长度而变化。
优选地，光阀显示器件是液晶显示器件，并且液晶层组成光阀层。
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他特征将显而易见并将被阐明。
图1是根据本发明的实施例的显示器件的透视示意图。
图2示出了图1中的显示器件的优选实施例的截面图。
图3说明了图1中所用的细长的发光结构的优选实施例。
图4说明了图1中所用的细长的发光结构的可替换实施例。
图5说明了细长的发光结构的另一个可替换实施例。
图1是根据本发明的实施例的显示器件的透视示意图。该显示器件能显示彩色图象并且可以在多个应用中使用，例如用于计算机的监视器中或电视机中。
显示器件包括光阀层1，该光阀层包括大量象元或象素3，例如1280×720或1366×768象素。在彩色显示器中，象素又被分成子象素。子象素为基色红色R，绿色G，和蓝色B，例如按照红色-绿色-蓝色-红色-绿色-蓝色的次序等排列成列。这些子象素和与象素上面或下面的对应颜色的子象素一起组成子象素列。
在优选实施例中光阀层是一液晶层。因此光阀显示器件可被称作液晶显示器件。正如技术人员所知的以及没有进一步讨论的那样，液晶层本身包括多个层，例如偏光板。通常，光阀层1，例如液晶层能单独调制通过它的各个子象素的光通量。
显示器件包括背光装置5，7。该装置产生的光投影到光阀层的后部(从使用者处观察)，该光阀层调制入射光以产生图象。
根据本发明的实施例，背光装置包括多个在层5内延伸的细长的发光结构9，其中层5位于与光阀层1平行的平面内。沿线I-I的局部截面也在图1中示出。注意细长的发光结构可以被隔开得更多一些，不必象图1中所示的那样互相邻接。
细长的发光结构9互相平行，正如下面将要描述的那样，其可以包括例如光导。它们发射的光沿着它们的长度朝向光阀层1方向。
背光装置进一步包括多个细长的具有凸截面的透镜11。透镜的凸截面用来集中入射光。这些透镜被排列在与光阀层平行的平面内的光学层7内。透镜的层7位于光阀层1和细长的发光结构9的层5之间。细长的透镜11沿着与发光结构9相同的方向延伸，因此每个透镜11将从几个发光结构9例如光导发射的光聚焦在光阀层1的几个细长的区域上。光学层7内的所有透镜可以互相整体地形成，例如作为被构造的塑料基板。
每个发光结构9优选地被设计成仅发射一种颜色的光。这种光朝向光阀层1的整体方向发射，因此它照射位于其间的细长的透镜11。
图2示出了图1中的显示器件的优选实施例的截面图。正如所能看到的，每个发光结构通过多个细长的透镜11照射在光阀层1上的与子象素列13相对应的多个细长的区域。正如图2显然表明的，这使发光结构9与光阀层1内的子象素列13的间距相比可以具有更粗的间距。此外，每个子象素列13被多个发光结构9从对应多个角度并且通过对应多个透镜11照射，其用来改进显示器件的照度均匀性和视角。
图3a说明了图1中所用的细长的优选圆柱形的发光结构的优选实施例。在该实施例中，发光结构9包括光导，其分别由例如发光二极管(LED)的光源10供给。进入光导的光通过全反射被光导传输。沿着光导9的长度并且在面对光阀层1的一侧，光导9设置有凹口或杂质以使光导9内的光泄漏。优选地，为了在光导9的整个长度上获得均匀的光发射，这些凹口或杂质的密度可以在光导9的长度上变化(例如作为与光源的距离的函数)。在与光源相反的端12，为了将到达光导端的光反射回结构内光导9可具有反射材料。
在图3a中，每个光导发射的光仅具有基色红色(例如波长为610nm)，绿色(例如535nm)和蓝色(例如465nm)中的一种颜色。由于与必须被滤波的白色光相比彩色显示器中不需要滤色器，因此这是优选的。由于白光能量的较大部分必须被移除以获得基色，因此使用过滤器不仅需要附加层，而且还浪费能量。
图3b说明了另一个实施例，其中使用了四“基”色即红色(R)，“黄绿色”(绿色，G1)，“蓝绿色”(青色，G2，例如505nm)和蓝色(B)，即与图3a相比加入了青色。该特征需要光阀层的相应的修改，其中每个象素再分成四个子象素。使用四“基”色具有提供更大的色域的优点，该色域可以改进显示器件的色彩再现。
图4说明了图1中所用的细长的发光结构的可替换实施例。在该实施例中，发光结构包括光导，并且例如发射二极管(未示出)的亮光源被设置用以供给多个具有预定颜色的光的发光结构。采用亮光源表示光源可以供给多个细长的发光结构。正如附图中所显示的，这可以通过叉形的光导装置获得。当形成这样的光导时，光导的折射率必须被考虑。太突然的弯曲可能会引起光以一种不希望的方式逃逸。除了叉形其他形状也可能被采用，例如交替曲折形状的光导。
图5说明了图1中所用的细长的发光结构的另一个可替换实施例。在该实施例中，每个细长的发光结构包括一列发光二极管14。每个这样列内的发光二极管排列在条9内以及优选地仅发射一种颜色的光。一列内的发光二极管之间的间距可以由所用二极管的功率决定。由于限定每个发光结构的发光二极管14可被单个控制，因此该实施例也提供改变沿着每个细长的发光结构9的光发射的选项。
总之，本发明涉及一种用于光阀显示器件例如LCD显示器的背光装置。该背光装置包括多个排列成平面的细长的发光结构，这些发光结构发射的光沿着它们的长度朝向光阀层方向。包括多个细长的透镜的光学层放置在发光结构和光阀层之间。每个这样的透镜将由多个发光结构发射的光集中在光阀层的多个细长的区域上。优选地，每个发光结构仅发射一种基色光以及细长的透镜将每个发光结构发射的光集中在为相应的颜色而设计的子象素区域上，因此不需要滤色器就可以提供彩色显示器。
虽然结合各种优选实施例描述了本发明，但是应当理解本发明不应只限于这些实施例。本发明还包括技术人员能进行的并且落入所附权利要求范围内的所有变型。例如，所用基色的次序可以任意地改变。此外，发光结构，透镜和子象素列可以水平排列成行来代替所示的垂直排列的列。

Claims (9)

1.光阀显示器件，包括在第一平面内延伸的光阀层(1)，和背光装置(5，7)，包括位于在与第一平面平行的第二平面内延伸的层(5)内的多个细长的发光结构(9)，该发光结构(9)被排列以沿着它们的长度朝向光阀层(1)方向发射光，其特征在于多个具有凸截面的排列在层(7)内的细长的透镜(11)在与第一第二平面平行并放置在其间的第三平面内延伸，细长的透镜(11)沿着与发光结构(1)相同的方向延伸，因此每个透镜(11)将发光结构(9)发射的光聚焦在光阀层(1)的细长区域上。
2.根据权利要求1所述的光阀显示器件，其中每个透镜(11)将来自多个发光结构(9)的光聚焦在光阀层(1)上的相应多个区域上。
3.根据权利要求1或2所述的光阀显示器件，其中每个发光结构(9)被设计成仅发射一种颜色的光。
4.根据权利要求3所述的光阀显示器件，其中每个发光结构(9)发射的光具有基色红色，绿色和蓝色中的一种颜色。
5.根据权利要求3所述的光阀显示器件，其中每个发光结构(9)发射的光具有红色，黄绿色，青绿色和蓝色中的一种颜色。
6.根据上述的任何一个权利要求所述的光阀显示器件，其中每个发光结构(9)包括由发光二极管(10)供给的光导.
7.根据权利要求1-5中的任何一个所述的光阀显示器件，其中每个发光结构都包括光导，并且配置亮光源用以供给多个发光结构.
8.根据权利要求1-5中的任何一个所述的光阀显示器件，其中每个发光结构(9)都包括一列发光二极管(14)。
9.根据上述的任何一个权利要求所述的光阀显示器件，其中光阀显示器件是液晶显示器件，并且液晶层组成光阀层(1)。
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