[发明专利]用于对显示设备进行背景照明的光源装置以及显示设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对显示设备进行背景照明的光源装置以及一种显示设备。

背景技术

在对越来越平的显示设备的需求普遍增长的范围内，对LCD(Liquid Crystal Display液晶屏幕)显示设备或LCD屏幕以及对TFT(Thin Film Transistor(薄膜晶体管))显示设备或TFT屏幕的需求大大增加。LCD和TFT屏幕与等离子体屏幕一样相对于传统的电子管设备具有平面结构的优点。LCD和TFT屏幕另外还具有相对于等离子体屏幕更高的寿命和更小的能量消耗。

迄今，为了对LCD和TFT屏幕进行背景照明，大多采用了冷阴极荧光灯(CCFL)。不过最近通过半导体光源对这样的屏幕类型进行背景照明越来越有意义。例如出版文献US2002/0070914A1描述了利用发光二极管场对LCD显示器的背景照明。

不过在每平方米500坎德拉的亮度情况下大约800∶1的LCD和TFT屏幕的小对比度妨碍了广泛的应用。与此不同，等离子体设备在直至每平方米1000坎德拉的非常高的亮度情况下达到3000∶1的对比度。传统的电子管设备相比之下甚至达到10000∶1的对比度。然而这些电子管设备不能以平面结构来制造。

如果例如在LCD或TFT屏幕上、例如在电视机上应当显示具有夜景的图像序列，那么小对比度在LCD或TFT屏幕上、例如在电视机中产生特别大的影响。由于迄今的LCD或TFT屏幕的差的对比度，所以这些LCD或TFT屏幕不能显示饱和的或深的黑色。

在LCD和TFT屏幕的情况下对比度的增大可以利用光阀的改进来实现，其中该光阀在这些屏幕类型中被用于使光通过或阻挡光。改进光阀的目的在于实现光阀的最大滤光器衰减的提高。然而衰减的放大遭遇到技术限制。在显示设备的强背景照明以及受限制的滤光器衰减的情况下对比是受限制的，由此黑色位置以深的灰色色调显现。

发明内容

本发明所基于的任务在于，提供一种改善显示设备的对比度的光源装置。此外还将给出一种具有改善的对比度的显示设备。

该任务通过具有权利要求1的特征的光源装置和具有权利要求21的特征的显示设备来解决。

有利的实施形式和改进方案在从属权利要求中给出，其公开内容在此通过引用被明确地纳入到本说明书中。

根据本发明的用于对显示设备进行背景照明的光源装置包括多个光源以及控制装置，其中该控制装置使各个光源或光源组的发光强度与要再现的信息相匹配。该发光强度被定义为SI单位，并且通常还称为照明强度或亮度。

通过不仅利用显示设备的光阀的作用来产生对比，而且同样进行该光源装置的相应光源的发光强度的调节，形成对比改善、也即最亮像点的亮度与最暗像点的亮度之比的放大。

光阀是被控制用于使光通过或阻挡光的元件。在LCD显示器的情况下，该光阀包含液晶，该液晶可以通过其定向而使光偏振。在TFT显示器的情况下该光阀包含晶体管。

该光源装置尤其可以在LCD或TFT电视机中被采用，因为电视图像的分辨率一般低于LCD或TFT图像矩阵的技术上可能的分辨率。在由光源进行背景照明的区域中，只需显示较小的范围内的对比变化。

作为光源，优选地采用发射辐射的半导体元件、例如发光二极管(LED)，包括有机发光二极管或激光二极管。也可以替代地采用其它的能够实现平面照明并且能够单独地或逐组地在发光强度方面被控制的光源。

该光源装置的一种有利的实施形式具有一个或多个光导，以便把半导体光源的光引导到相应的屏幕区域。优选地在每个光源之后在辐射方向上都连接有光导，使得由光源耦合输出的辐射的大部分到达该光导中。

但也可以在舍弃光导的情况下实现直接背景照明。在直接背景照明的情况下，由光源耦合输出的辐射优选地借助一个或多个束形成元件来形成。束形成元件例如是透镜、准直仪和/或扩散器。特别优选地进行束形成，使得由光源进行背景照明的区域被放大。该束形成元件在此在辐射方向上被连接在光源之后，使得由光源耦合输出的光的大部分都穿过束形成元件。

在一个有利的实施形式中，光源由照明组构成，照明组是一个或多个发射辐射的半导体元件组合成光源，在一个有利的扩展方案中该光源本身又作为单独的元件来实施。这样的照明组例如通过多芯片结构来构成，其中在共同的壳体中布置有多个发射辐射的半导体芯片。

光源优选地对要背景照明的显示设备、例如LCD或TFT显示设备的某一区域进行照明。本发明的一个有利的实施形式规定，光源对显示设备内的包含多个光阀的区域进行背景照明。