专利名称：具有均匀亮度的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种显示装置及其控制方法。更具体地讲，本发明涉及一种通过控制光源单元的发光二极管的布置而具有均匀亮度的显示装置。
背景技术：
投影型的显示装置包括光源单元，发射光；微显示单元，通过使用光源单元的光来投射图像光束；反射镜，反射图像光束；和屏幕，通过使用图像光束来显示图像。
产生去偏振的白光的灯广泛用作光源单元的光源，但是最近，具有极好的色彩再现率的发光二极管也得到了广泛使用。
发光二极管包括红光发光二极管、绿光发光二极管和蓝光发光二极管。从发光二极管产生的红光、绿光和蓝光被提供给微显示单元。
然而，发光二极管存在局限性，即，由于其制造工序的特殊的特性而导致诸如亮度的发光特性不均匀。在使用具有这种非均匀发光特性的发光二极管的情况下，存在屏幕亮度不均匀的问题。此外，还存在这样的问题，即，红光发光二极管、绿光发光二极管和蓝光发光二极管分别具有独立的亮度分布。结果，屏幕色彩变得不均匀。
因此，需要一种包括LED光源且具有均匀的亮度和色彩的改进的显示装置。
发明内容
本发明示例性实施例的一方面在于提出至少以上问题和/或缺点，并提供至少下述优点。
因此，本发明示例性实施例的一方面在于提供一种具有均匀的亮度和色彩的显示装置。
可通过提供一种显示装置来实现本发明示例性实施例的前述和/或其它方面，所述显示装置包括电路板，包括发光二极管安装区域；光源单元，包括安装到发光二极管安装区域的多个发光二极管，以便发光特性可关于发光二极管安装区域的中心对称；光均匀化单元，从发光二极管创建均匀的光；微显示单元，被置于光均匀化单元的前面；投影透镜单元，被置于微显示单元的前面；和屏幕，被置于投影透镜单元的前面。
根据本发明的实施例，光源单元包括发射颜色彼此不同的光的多个子光源，电路板包括彼此隔开的多个子电路板，并且所述多个子光源中的发射相同颜色的光的至少一个子光源被安装到所述多个子电路板之一。
根据本发明的实施例，所述发光特性包括亮度和主波长中的至少一个。
根据本发明的实施例，所述发光二极管被布置成矩阵形状。
根据本发明的实施例，所述子电路板包括三个子电路板，所述子电路板中的至少一个被布置为与光均匀化单元的光入射表面平行，并且所述子电路板中的至少两个被布置为与光均匀化单元的光入射表面成预定的角度。
根据本发明的实施例，所述显示装置还包括二向色镜，用于将来自被布置为与光均匀化单元的光入射表面垂直的子电路板的光反射到光均匀化单元的光入射表面上。
根据本发明的实施例，光源单元包括发射不同颜色的光的多个子光源，发光特性包括发射光的颜色，所述多个子光源中的至少两个被安装到电路板。
根据本发明的实施例，所述电路板被布置为与光均匀化单元平行。
根据本发明的实施例，光均匀化单元包括光隧道，并且安装区域具有光隧道的光入射表面的大小。
根据本发明的实施例，微显示单元包括数字微镜显示器(DMD)。
从下面结合附图公开了本发明示例性实施例的详细描述中，本发明的其它目的、优点和显著特征将对本领域技术人员变得清楚。
通过下面结合附图所进行的描述，本发明的特定示例性实施例的以上和其它目的、特征和优点将会更加清楚，其中图1示意性地示出根据本发明示例性实施例的显示装置；
图2A、图2B和图2C示出根据本发明示例性实施例的显示装置中的光源单元；图3示出根据本发明示例性实施例的显示装置中的光隧道；图4A和图4B示出光隧道的光出射表面上的亮度分布；图5、图6、图7和图8分别示出根据本发明示例性实施例的显示装置中的发光二极管的布置；图9示出根据本发明示例性实施例的显示装置；图10示出根据本发明示例性实施例的显示装置中的发光二极管的布置。
贯穿附图，相同的附图标号将被理解为表示相同的部件、特征和结构。
具体实施例方式
提供定义在描述中的诸如详细的结构和部件的内容以帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域的普通技术人员应该理解，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清晰和简明，略去了对公知的功能和结构的描述。
首先，将参照图1、图2和图3来如下描述根据本发明示例性实施例的显示装置。
如图1所示，显示装置1包括光源单元110；光隧道140，从光源单元110创建均匀的光；微显示单元160，通过使用所述光来形成图像光束；投影透镜单元180，放大图像光束；和屏幕190，光束在其上显示为画面。
光源单元110包括提供红光的第一子光源单元110a、提供绿光的第二子光源单元110b和提供蓝光的第三子光源单元110c。
第二子光源单元110b被布置为与光隧道140的光入射表面140a平行。彼此面对的第一子光源单元110a和第三子光源单元110c被布置为与光隧道140的光入射表面140a垂直。
以下通过参照图2A至图2C来描述第一子光源单元110a。
第一子光源单元110a包括矩形电路板111和发光二极管115。在电路板111中，设置有矩形安装区域111a，六个发光二极管115被安装到安装区域111a。发光二极管115被布置为2×3矩阵的形状。如图2B所示，发光二极管115彼此串联连接。第一子光源单元110a的所有发光二极管115发射红光。
在单独制造发光二极管115之后，将它们安装到电路板111。这里，可将具有不同亮度的发光二极管115安装在一个印刷电路板111中。
如图2C所示，安装到第一子光源单元110a的六个发光二极管115根据它们的亮度被划分成第一组I和第二组II。第一组I包括两个相对亮度为90至100的发光二极管。第一组I被置于电路板111的中间。第二组II包括四个相对亮度有些低，例如，相对亮度为50至80的发光二极管。第二组II围绕第一组I。
通过这样的构造，发光二极管115的发光特性关于其发光区域的中心形成点对称。通过对发光二极管115的所述布置，可以获得均匀的亮度。
第二子光源单元110b和第三子光源单元110c的构造类似于第一子光源单元110a的构造。然而，第二子光源单元110b包括发射绿光的发光二极管115，第三子光源单元110c包括发射蓝光的发光二极管115。
准直透镜121被置于子光源单元110a、110b和110c中的每个的前面。从子光源单元110a、110b和110c中的每个发射的光垂直于电路板111行进，而不被准直透镜121漫射。
第一二向色镜125和第二二向色镜126被置于第二子光源单元110b和第一光学透镜单元130之间。第一二向色镜125和第二二向色镜126被布置为与光隧道140的光入射表面140a形成45°角。
第一二向色镜125只反射红光，而透射其它颜色的光。第二二向色镜126只反射蓝光，而透射其它颜色的光。
从第一子光源单元110a发射的红光被第一二向色镜125反射，从而指向第一光学透镜单元130。从第二子光源单元110b发射的绿光透过第一二向色镜125和第二二向色镜126，指向第一光学透镜单元130。从第三子光源单元110c发射的蓝光被第二二向色镜126反射，然后指向第一光学透镜单元130。
如上所述，从所有子光源单元110a、110b和110c发射的光可以指向第一光学透镜单元130。第一光学透镜单元130对发射的光聚焦，并将聚焦后的光提供给光隧道140。为了实现彩色屏幕，随着各个子光源单元110a、110b和110c被顺序驱动，红光、绿光和蓝光被顺序地提供给光隧道140。
光隧道140从所述光创建均匀的光。如图3所示，方柱形的光隧道140的内表面由反光材料制成，类似于镜子。投射进光隧道140的光在内侧重复反射，从而从光隧道140发射的光具有均匀的亮度分布。
如图1所示，从光隧道140发射的光经第二光学透镜单元150被反射镜170反射，然后指向微显示单元160。微显示单元160包括数字微镜显示器(DMD)161，并控制DMD 161形成图像光束。
除了本发明的特定示例性实施例以外，微显示单元160可包括液晶显示面板(LCDP)或硅基液晶(LCOS)。
从微显示单元160发射的图像光束经投影透镜单元180被投射到屏幕190上。提高投射的光束的直线特性以增加正面亮度的菲涅耳透镜可以形成在屏幕190中。
以下将通过参照图4A和图4B来描述根据本发明示例性实施例的亮度变得均匀的过程。
图4A和图4B示出光隧道140的光出射表面140b上的亮度分布，以及从如图2C所示位置处的发光二极管115发射的光的亮度分布。
图4A示出根据图3中的线X-X的位置的亮度，图4B示出根据图3中的线Y-Y的位置的亮度。
如图所示，沿着线Y-Y的位置，亮度相对均匀，而沿着线X-X的位置，亮度不均匀。也就是说，从光隧道140发射的来自发光二极管115之一的光不均匀。
在图4A中，“f”位置处的发光二极管115的亮度在图4A的左边示出，“a”位置处的发光二极管11 5的亮度在图4A的右边示出。这里，根据本发明的示例性实施例，如果位于“a”位置和“f”位置的发光二极管115具有相同的亮度，那么发光二极管115补偿它们的亮度。因此，可从光隧道140的光出射表面140b获得均匀的光。
回到图2C，具有相同亮度的发光二极管115被布置为关于安装区域111a的中心对称。也就是说，安装到“b”位置和“e”位置的相互对称的发光二极管115属于第一组I，安装到“a”位置和“f”位置的相互对称的发光二极管115属于第二组II。此外，安装到“c”位置和“d”位置的相互对称的发光二极管115属于第二组II。
因此，来自处于对称位置的发光二极管115的光相互补偿，从而产生具有均匀亮度的光。
图5至图8示出根据本发明示例性实施例的显示装置中的发光二极管的布置。
如图5所示，在本发明的示例性实施例中，发光二极管115根据它们的主波长被划分成两组。或者，可以考虑主波长和亮度两者来划分发光二极管115，并且可以考虑主波长和亮度具有不同的权重。
如图6所示，在本发明的示例性实施例中，发光二极管115根据它们的亮度被划分成两组。第一子光源单元110a包括被布置成2×4矩阵形状的8个发光二极管115。
如图7所示，在本发明的示例性实施例中，发光二极管115根据它们的亮度被划分成四组。第一子光源单元110a包括被布置成3×4矩阵形状的12个发光二极管115。
如图8所示，在本发明的示例性实施例中，发光二极管115根据它们的亮度被划分成五组。第一子光源单元110a包括被布置成3×5矩阵形状的15个发光二极管115。
在以上的示例性实施例中，具有相同的发光特性的发光二极管115被布置为关于安装区域111a的中心对称。因此，可从光隧道140的光出射表面140b获得均匀的光。
在以上的本发明的示例性实施例中，安装区域111a为矩形，但是安装区域111a可被不同地改变成三角形、圆形等。
以下，将参照图9和图10来描述根据本发明示例性实施例的显示装置。
在根据本发明示例性实施例的显示装置2中，光源单元110包括单个子光源单元110d。六个发光二极管115被置于光源110中。发光二极管115包括发射红光的一对第一子发光二极管115a、发射绿光的一对第二子发光二极管115b和发射蓝光的一对第三子发光二极管115c。这里，那对第一子发光二极管115a被布置为关于安装区域的中心对称，那对第二子发光二极管115b和那对第三子发光二极管115c被布置为关于安装区域的中心对称。
来自光隧道140的光出射表面140b的光一定具有均匀的亮度和色彩。例如，与非均匀的亮度相比，用户更容易识别非均匀的色彩。根据本发明的示例性实施例，由于子发光二极管115a、115b和115c补偿相互的颜色，所以可获得均匀的彩色光束。
必要时，显示装置2可以不设置有第一光学透镜单元130。在示例性的实现中，光源单元110可被布置为与光隧道140的光入射表面140a接触，电路板111的安装区域的大小可被设置为适合光隧道140的光入射表面140a。
如上所述，根据本发明示例性实施例的显示装置提供均匀的亮度和色彩。
尽管参照本发明的特定示例性实施例显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离如权利要求及其等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节的各种改变。
权利要求
1.一种显示装置，包括电路板，包括发光二极管安装区域；光源单元，包括安装到发光二极管安装区域的多个发光二极管，以便发光特性可关于发光二极管安装区域的中心对称；光均匀化单元，从发光二极管创建均匀的光；微显示单元，被置于光均匀化单元的前面；投影透镜单元，被置于微显示单元的前面；和屏幕，被置于投影透镜单元的前面。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光源单元包括发射颜色彼此不同的光的多个子光源，所述电路板包括彼此隔开的多个子电路板，并且所述多个子光源中的发射相同颜色的光的至少一个子光源被安装到所述多个子电路板之一。
3.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述发光特性包括亮度和主波长中的至少一个。
4.根据权利要求2或3所述的显示装置，其中，所述发光二极管被布置成矩阵形状。
5.根据权利要求2所述的显示装置，其中，所述子电路板包括三个子电路板，所述子电路板中的至少一个被布置为与光均匀化单元的光入射表面平行，并且所述子电路板中的至少两个被布置为与光均匀化单元的光入射表面成预定的角度。
6.根据权利要求5所述的显示装置，还包括二向色镜，用于将来自被布置为与光均匀化单元的光入射表面垂直的子电路板的光反射到光均匀化单元的光入射表面上。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述光源单元包括多个发射不同颜色的光的子光源，所述发光特性包括发射光的颜色，所述多个子光源中的至少两个被安装到电路板。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中，所述电路板被布置为与光均匀化单元平行。
9.根据权利要求8所述的显示装置，其中，所述光均匀化单元包括光隧道，并且所述安装区域具有光隧道的光入射表面的大小。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中，所述微显示单元包括数字微镜显示器。
全文摘要
一种显示装置，包括电路板，包括发光二极管安装区域；光源单元，包括安装到发光二极管安装区域的多个发光二极管，以便发光特性可关于发光二极管安装区域的中心对称；光均匀化单元，从发光二极管创建均匀的光；激显示单元，被置于光均匀化单元的前面；投影透镜单元，被置于微显示单元的前面；和屏幕，被置于投影透镜单元的前面。因而，本发明提供了一种具有均匀的亮度和色彩的显示装置。
文档编号H04N5/74GK1975561SQ200610139299
公开日2007年6月6日 申请日期2006年9月22日 优先权日2005年12月2日
发明者李启薰, 李元镛, 姜秉助 申请人:三星电子株式会社