液晶显示装置及其背光源和调光方法
【专利摘要】本发明公开了一种液晶显示装置及其背光源和调光方法，该背光源包括：背光灯组，其被划分为至少两个区域，在每个区域中分布有一组多色LED光源，所述背光灯组所划分的各个区域与液晶显示面板所划分的各个显示画面区间一一对应；时序控制电路，其生成有关对应该区间的背光灯组区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号；LED驱动电路，其分别控制相应区域的多色LED光源的各LED的亮度以调节区域间的色调和当前区域的亮度。本发明通过将背光源结构划分为与液晶显示面板的不同显示画面区间相对应，并基于不同显示画面区间的内容控制不同区域的多色LED光源的各色LED亮度，改变区域间的色调，提供LCD画面的表现力。
【专利说明】液晶显示装置及其背光源和调光方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种液晶显示装置及其背光源和调光方法。【背景技术】
[0002]近年来，随着薄型化的显示趋势，液晶显示器(Liquid Crystal Display,简称LCD)已广泛使用在各种电子产品的应用中，例如手机、笔记本计算机以及彩色电视机等。
[0003]IXD为非发光性的显示装置，它需要借助背光源才能达到显示的功能。背光源的性能的好坏会直接影响LCD的图像显示质量，故它可说是LCD模块中相当重要的零组件。LCD背光源系统主要由光源、导光板、光学用膜片和塑胶框等部分组成。
[0004]现已投人使用和正在研制的IXD背光源主要有CCFL、EL和白光LED等几种类型。与CCFL及EL背光源相比，白光LED背光源具有亮度高、色纯度高、寿命长、适应性强、可靠性好、成本低、易于产业化等多种优点。
[0005]然而，以白光LED为背光源的IXD存在色域较小的问题，因此，如何解决上述问题，以在提高LCD色域范围，乃业界所致力的课题之一。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种背光源，该背光源能够提高液晶显示的色域范围。另一方面，还提供了一种液晶显示装置及其调光方法。
[0007]I)为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液晶显示装置的背光源，包括:背光灯组，其被划分为至少两个区域，在每个区域中分布有一组多色LED光源，所述背光灯组所划分的各个区域与液晶显示面板所划分的各个显示画面区间一一对应；时序控制电路，其对于所述液晶显示面板的不同显示画面区间所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息，生成有关对应该区间的背光灯组区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号；LED驱动电路，其电连接至所述时序控制电路和所述背光灯组之间，根据接收到的有关不同背光灯组区域的各LED的时序信号，分别控制相应区域的多色LED光源的各LED的亮度以调节区域间的色调和当前区域的亮度。
[0008]2)在本发明的第I)项的一个优选实施方式中,在所述背光源为侧光式背光源时，所述多色LED光源为多组由红色LED、绿色LED、蓝色LED和白色LED按照设定顺序排列组成的LED灯条，其中所述白色LED用于对其所在区域进行亮度补偿。
[0009]3)在本发明的第I)项或第2)项中的一个优选实施方式中，在所述背光源为直下式背光源时，所述多色LED光源为至少一组由红色LED、绿色LED、蓝色LED和白色LED按照设定顺序排列组成的环形灯珠单元，其中所述白色LED用于对其所在区域进行亮度补偿。
[0010]4)在本发明的第I)项-第3)项中任一项的一个优选实施方式中，所述时序控制电路包括:图像数据获取装置，用于获得所述液晶显示面板的图像数据；图像数据分区计算装置，用于对图像数据获取装置获得的图像数据进行处理，根据各图像数据对应在液晶显示面板上当前区间内的像素位置计算出当前区间内的平均色调和亮度信息；LED时序信号生成模块，用于根据各个区间内的平均色调和亮度信息生成有关对应该区间的背光源区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号。
[0011]5)根据本发明另一方面，还提供了一种液晶显示装置，包括:液晶显示面板，其根据获得的图像数据进行图像显示，所述液晶显示面板被划分为多个显示画面区间；背光源，其包括:背光灯组，其被划分为至少两个区域，在每个区域中分布有一组多色LED光源，所述背光灯组所划分的各个区域与液晶显示面板所划分的各个显示画面区间一一对应；时序控制电路，其获得所述液晶显示面板的图像数据，对于所述液晶显示面板的不同显示画面区间所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息，生成有关对应该区间的背光源区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号；LED驱动电路，其电连接至所述时序控制电路和所述背光灯组之间，根据接收到的有关不同背光灯组区域的各LED的时序信号，分别控制相应区域的多色LED光源的各LED的亮度以调节区域间的色调和当前区域的亮度。
[0012]6)在本发明的第5)项的一个优选实施方式中，所述时序控制电路包括:图像数据获取装置，用于获得所述液晶显示面板的图像数据；图像数据分区计算装置，用于对图像数据获取装置获得的图像数据进行处理，根据各图像数据对应在液晶显示面板上当前区间内的像素位置计算出当前区间内的平均色调和亮度信息；LED时序信号生成模块，用于根据各个区间内的平均色调和亮度信息生成有关对应该区间的背光源区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号。
[0013]7)在本发明的第5)项或第6)项中的一个优选实施方式中，所述多色LED光源为包括白色LED在内的多种颜色的LED按照设定顺序排列组成的LED光源，其中所述白色LED用于对其所在区域进行亮度补偿；所述时序控制电路根据对于所述液晶显示面板的不同显示画面区间所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息，生成有关对应该区间的背光灯组区域的除白色以外其他颜色的LED的时序信号以进行对应区域画面的色调匹配，并生成白色LED的时序信号以进行亮度补充。
[0014]8 )在本发明的第5 )项-第7 )项中任一项的一个优选实施方式中，在所述背光源为
直下式背光源时，所述多色LED光源为至少一组由红色LED、绿色LED、蓝色LED和白色LED
按照设定顺序排列组成的环形灯珠单元，其中所述白色LED用于对其所在区域进行亮度补m
\-ΖΧ ο
[0015]9)根据本发明另一方面，还提供了液晶显示装置的调光方法，包括:将背光源的背光灯组划分为至少两个区域，其中每个区域中分布有多色LED光源，且该背光灯组所划分的各个区域与液晶显示面板所划分的各个显示画面区间一一对应；时序控制电路从液晶显示面板获得图像数据，对于所述液晶显示面板的不同显示画面区域所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息，生成有关对应该区间的背光灯组区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号；LED驱动电路根据接收到的有关不同背光灯组区域的各LED的时序信号，分别控制相应区域的多色LED光源的各LED的亮度以调节区域间的色调和当前区域的亮度。
[0016]10)在本发明的第9)项的一个优选实施方式中，在所述多色LED光源为包括白色LED在内的多种颜色的LED按照设定顺序排列组成的LED光源，且其中所述白色LED用于对其所在区域进行亮度补偿时，所述时序控制电路根据对于所述液晶显示面板的不同显示画面区间所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息，生成有关对应该区间的背光灯组区域的除白色以外其他颜色的LED的时序信号以进行对应区域画面的色调匹配，并生成白色LED的时序信号以进行亮度补充。
[0017]与现有技术相比，本发明的一个或多个实施例可以具有如下优点:
[0018]在本发明的背光源结构中，通过将背光源结构划分为与液晶显示面板的不同显示画面区间相对应，并基于不同显示画面区间的内容控制不同区域的多色LED光源的各色LED,例如红色LED、绿色LED和蓝色LED的亮度，改变区域间的色调，提供IXD画面的表现力，使色彩更加鲜艳，提高色域范围。同时，通过控制多色LED光源中的白色LED来对其所在区域的亮度进行补偿，进而可提高对比度。
[0019]本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0021]图1是根据本发明的一实施例的侧光式背光源的多色LED光源的分布示意图；
[0022]图2 (A)和图2 (B)是根据本发明的一实施例的直下式背光源的多色LED光源的分布示意图；
[0023]图3是由图2 (A)或图2 (B)所示的LED灯珠单元排布组成的直下式背光源的示意图；
[0024]图4是根据本发明一实施例的背光源的结构示意图；
[0025]图5是整体上为蓝色调的显示内容示例图；
[0026]图6 (A)、图6 (B)、图6 (C)分别是如图5所示的A区域、B区域和C区域的驱动时序信号的示意图。
【具体实施方式】
[0027]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下结合附图对本发明作进一步地详细说明。
[0028]在本实施例中，液晶显示器的背光源包括背光灯组，其被划分为至少两个区域，在每个区域中分布有一组多色LED光源，背光灯组所划分的各个区域与液晶显示面板所划分的各个显示画面区间一一对应。该多色LED光源为包括白色的多种颜色LED按照设定顺序排列组成的LED光源，其中白色LED用于对其所在区域进行亮度补偿。通过上述设定，这种多色LED光源可以被分区独立控制，实现背光源最佳化。
[0029]需要说明的是，关于白色LED的亮度补偿内容就是亮暗的补偿。其它颜色(例如红、绿、蓝)LED的亮度取决于画面，而白色LED的亮度更多的是取决于用户的亮度设定。
[0030]为了便于背光源的设计，优选地，各色LED的个数相同。如图1所示，其是根据本发明的侧光式背光源的白色(W)、红色(R)、绿色(G)和蓝色(B) LED的分布示意图。在背光源的上下两个边侧分别设置了 LED灯条，每侧LED灯条均是由三组按照白色LED、红色LED、绿色LED和蓝色LED的顺序排列组成的。
[0031]而对于背光源是直下式背光源的情况，如图2 (A)所示，多色LED光源为一组由按照顺时针为白色(W) LED、红色(R) LED、绿色(G ) LED和蓝色(B ) LED的顺序排列组成的环形灯珠单元。而在图2 (B)所示中，多色LED光源为两组由按照顺时针为白色LED、红色LED、绿色LED和蓝色LED的顺序排列组成的环形灯珠单元。进而将上述设置的环形灯珠单元按照例如图3所示的模式分布在背光源的不同区域(如图所示的单元I?单元8)以组成整个背光源。
[0032]当然，上述LED灯条顺序仅作为示例，并且各色LED的个数也可以不同，本领域技术人员根据实际需要可以重新设置。
[0033]另外，在背光源是侧光式背光源的情况，该背光源还包括用于引导多色LED光源发出的光的散射方向的导光板。
[0034]图4是根据本发明一实施例的背光源的结构示意图，其为一概略示意图。如图4所示，该背光源主要包括时序控制电路41、与该时序控制电路41和LED背光灯组43电连接的LED驱动IC (LED Driver IC) 42以及LED背光灯组43。
[0035]其中，时序控制电路41，其对于液晶显示面板的不同显示画面区间所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息，生成有关对应该区间的背光灯组区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号。
[0036]该时序控制电路41进一步包括:图像数据获取装置、图像数据分区计算装置以及LED时序信号生成模块。其中，图像数据获取装置，用于获得液晶显示面板的图像数据。图像数据分区计算装置，用于对图像数据获取装置获得的图像数据进行处理，根据各图像数据对应在液晶显示面板上当前区间内的像素位置计算出当前区间内的平均色调和亮度信息。LED时序信号生成模块，用于根据各个区间内的平均色调和亮度信息生成有关对应该区间的背光源区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号。
[0037]LED驱动IC42，其根据接收到的来自时序控制电路41的有关不同背光灯组区域的各LED的时序信号，分别控制相应区域的多色LED光源的各LED，例如红色LED、绿色LED、蓝色LED和白色LED的亮度以调节区域间的色调和当前区域的亮度。LED背灯组43，其包括多个预设的区域，如图4中的RGBW LED背光单元I?RGBW LED背光单元N，分别与液晶显/Jn面板所划分的各个显不画面区间 对应。
[0038]为了进一步说明如何调节背光源，下面参考图5和图6来详细说明。
[0039]图5是整体上为蓝色调的显示内容示例图，其中，A区域所要显示的效果为高亮度偏蓝色调，B区域所要显示的效果为低亮度偏红色调，以及C区域所要显示的效果为高亮度偏红色调。那么时序控制电路41根据对于液晶显示面板的不同显示画面区域所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息生成有关对应该区间的背光灯组区域内的除白色以外其他颜色的LED的时序信号以进行对应区域画面的色调匹配，并生成白色LED的时序信号以进行亮度补偿。在本示例中，对应这三个区域的各个多色LED光源的红色LED、绿色LED、蓝色LED和白色LED的时序信号分别如图6 (A)、图6 (B)和图6 (C)所
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[0040]如图6 (A)所示，由于A区域显示效果为高亮度偏蓝色调，因此各色LED的脉冲占空比均大于50%，且蓝色LED的脉冲占空比较高，为80%。[0041]如图6 (B)所示，由于B区域显示效果为低亮度偏红色调，因此各色LED的脉冲占空比均小于50%，且红色LED的脉冲占空比最高，为20%。
[0042]对于图6 (C)来说，由于C区域显示效果为高亮度片红色调，因此各色LED的脉冲占空比均大于50%，且蓝色LED的脉冲占空比和红色LED的较高，分别为80%和90%。
[0043]随后，LED驱动IC42根据接收到的来自时序控制电路41的有关不同背光灯组区域的各LED的时序信号，分别控制相应区域的多色LED光源的各LED的亮度以调节区域间的色调和当前区域的亮度。最终，A区域、B区域和C区域显示相应的色调和亮度。
[0044]对于现有技术的以白光LED为背光源的结构，白光LED只能达到75.2%的NTSC色域，而本实施例的上述背光源结构，通过RGB LED使得背光源的色域可以达到100%以上的NTSC色域。
[0045]另外，本发明还提供一种液晶显示装置，其包括上述背光源和一液晶显示面板。该液晶显示面板根据获得的图像数据进行图像显示，并且该液晶显示面板被划分为多个显示画面区间。
[0046]综上，根据本发明的背光源结构，通过将背光源的背光灯组划分为与液晶显示面板的不同显示画面区域相对应，并基于不同显示画面区间分区独立控制多色LED光源中各色LED，例如红色LED、绿色LED和蓝色LED各自的亮度，改变区域间的色调，提供IXD画面的表现力，使色彩更加鲜艳，提高色域范围。同时，通过控制多色LED光源中的白色LED来对其所在区域的亮度进行补偿，进而可提高对比度。
[0047]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种液晶显示装置的背光源，包括: 背光灯组，其被划分为至少两个区域，在每个区域中分布有一组多色LED光源，所述背光灯组所划分的各个区域与液晶显示装置的液晶显示面板所划分的各个显示画面区间--对应； 时序控制电路，其对于所述液晶显示面板的不同显示画面区间所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息，生成有关对应该区间的背光灯组区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号； LED驱动电路，其电连接至所述时序控制电路和所述背光灯组之间，根据接收到的有关不同背光灯组区域的各LED的时序信号，分别控制相应区域的多色LED光源的各LED的亮度以调节区域间的色调和当前区域的亮度。
2.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，在所述背光源为侧光式背光源时，所述多色LED光源为多组由红色LED、绿色LED、蓝色LED和白色LED按照设定顺序排列组成的LED灯条，其中所述白色LED用于对其所在区域进行亮度补偿。
3.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，在所述背光源为直下式背光源时，所述多色LED光源为至少一组由红色LED、绿色LED、蓝色LED和白色LED按照设定顺序排列组成的环形灯珠单元，其中所述白色LED用于对其所在区域进行亮度补偿。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的背光源，其特征在于，所述时序控制电路包括: 图像数据获取装置，用于获得所述液晶显示面板的图像数据； 图像数据分区计算装置，用于对图像数据获取装置获得的图像数据进行处理，根据各图像数据对应在液晶显示面板上当前区间内的像素位置计算出当前区间内的平均色调和亮度信息； LED时序信号生成模块，用于根据各个区间内的平均色调和亮度信息生成有关对应该区间的背光源区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号。
5.一种液晶显示装置，包括: 液晶显示面板，其根据获得的图像数据进行图像显示，所述液晶显示面板被划分为多个显示画面区间； 背光源，其包括: 背光灯组，其被划分为至少两个区域，在每个区域中分布有一组多色LED光源，所述背光灯组所划分的各个区域与液晶显示面板所划分的各个显示画面区间一一对应； 时序控制电路，其获得所述液晶显示面板的图像数据，对于所述液晶显示面板的不同显示画面区间所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息，生成有关对应该区间的背光源区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号； LED驱动电路，其电连接至所述时序控制电路和所述背光灯组之间，根据接收到的有关不同背光灯组区域的各LED的时序信号，分别控制相应区域的多色LED光源的各LED的亮度以调节区域间的色调和当前区域的亮度。
6.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，所述时序控制电路包括: 图像数据获取装置，用于获得所述液晶显示面板的图像数据； 图像数据分区计算装置，用于对图像数据获取装置获得的图像数据进行处理，根据各图像数据对应在液晶显示面板上当前区间内的像素位置计算出当前区间内的平均色调和亮度信息； LED时序信号生成模块，用于根据各个区间内的平均色调和亮度信息生成有关对应该区间的背光源区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号。
7.根据权利要求5或6所述的液晶显示装置，其特征在于， 所述多色LED光源为包括白色LED在内的多种颜色的LED按照设定顺序排列组成的LED光源，其中所述白色LED用于对其所在区域进行亮度补偿； 所述时序控制电路根据对于所述液晶显示面板的不同显示画面区间所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息，生成有关对应该区间的背光灯组区域的除白色以外其他颜色的LED的时序信号以进行对应区域画面的色调匹配，并生成白色LED的时序信号以进行亮度补充。
8.根据权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，在所述背光源为直下式背光源时，所述多色LED光源为至少一组由红色LED、绿色LED、蓝色LED和白色LED按照设定顺序排列组成的环形灯珠单元，其中所述白色LED用于对其所在区域进行亮度补偿。
9.一种液晶显示装置的调光方法，包括: 将背光源的背光灯组划分为至少两个区域，其中每个区域中分布有多色LED光源，且该背光灯组所划分的各个区域与液晶显示面板所划分的各个显示画面区间一一对应； 时序控制电路从液晶显示面板获得图像数据，对于所述液晶显示面板的不同显示画面区域所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息，生成有关对应该区间的背光灯组区域的一组多色LED光源的各LED的时序信号；` LED驱动电路根据接收到的有关不同背光灯组区域的各LED的时序信号，分别控制相应区域的多色LED光源的各LED的亮度以调节区域间的色调和当前区域的亮度。
10.根据权利要求9所述的调光方法，其特征在于， 在所述多色LED光源为包括白色LED在内的多种颜色的LED按照设定顺序排列组成的LED光源，且其中所述白色LED用于对其所在区域进行亮度补偿时， 所述时序控制电路根据对于所述液晶显示面板的不同显示画面区间所解析到的图像数据中当前需显示画面的色调和亮度信息，生成有关对应该区间的背光灯组区域的除白色以外其他颜色的LED的时序信号以进行对应区域画面的色调匹配，并生成白色LED的时序信号以进行亮度补充。
【文档编号】H05B37/02GK103796380SQ201310729048
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】陈辛洪 申请人:深圳市华星光电技术有限公司