CN102767763A - 具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组及其设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组及其设计方法。该侧入式背光模组的各背光分区的相对大小满足排序在前的背光分区的大小相对较大，排序方式为：根据预定的液晶面板信号与背光扫描时序，按照均匀大小背光分区模拟背光分区点亮以显示液晶面板信号；分析模拟过程中各背光分区点亮时出现的干扰信号区域数目及干扰信号距离，按照各背光分区点亮时串扰的程度排序，具有较小串扰程度的背光分区排序在前。本发明还提供了该侧入式背光模组的设计方法。本发明的具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组及其设计方法，利用液晶面板信号与背光扫描时序，判断各个背光分区对串扰的影响，改变背光分区相对大小来改善串扰，增加显示品质。

Description

具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组及其设计方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术，尤其涉及一种具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组及其设计方法。
背景技术
随著LED电视快速发展，其即将进入另一个阶段——3D液晶电视。3D液晶电视中，有一种快门式(shutter glass)3D显示技术是目前最普遍使用的技术，其利用背光分区闪烁，分开显示左右眼的信号，再搭配同步闪烁的眼镜，即可使左右眼看到不同的影像。快门式3D显示技术利用影像处理技术，使人眼感受如同立体影像一般的视觉效果，主要包括：使左、右眼图像帧(frame)信号交替输出至液晶面板，驱动液晶面板上分别形成左、右眼图像，配合扫描式背光模组(scanning BLU)的照射加上快门眼镜(shutterglass)的时序控制，使左、右眼信号分别刺激左、右眼，从而使人感受3D图像。
然而，液晶3D显示器有一个缺点：由于液晶面板本身不发光，必须利用背光当作光源，因成本因素，背光分区不能做的太细致。如图1所示，其为现有侧入式LED背光分区点亮及漏光示意图。侧入式LED背光，是把LED晶粒配置在液晶面板的四周边缘，再搭配导光板，让LED背光分区点亮时，把从液晶面板边缘发射的光通过导光板输送到液晶面板中央的区域去，这样整体就有足够的背光量，可让液晶面板显示画面。侧入式LED背光的好处有两个：其一是可使用较少颗的LED晶粒，节省成本；其二就是能够打造比较轻薄的机身，让LED电视液晶面板的后方不需要配置LED模块，而是放置在侧边，可减少液晶面板整体的厚度，机身能很薄。
图1中的背光分区11为右侧短边入光，漏光左右非对称的原因在于光路径愈远漏光愈严重。当背光分区11点亮时，光线会漏到其两侧的区域12和13，进而会造成左右眼信号互相干扰，即左眼看到右眼的信号(或右眼看到左眼的信号)，使影像模糊(因为两个信号有空间错位的分布)。影像模糊的评定标准为串扰(Cross-talk)，其值愈大表示左右眼影像干扰愈严重。因此如何降低串扰，同时保持产品价格竞争力，是目前重要课题。
现有快门式3D显示技术在左眼信号和右眼信号之间存在串扰现象，是由其技术特性所决定的。现有快门式液晶3D显示器的背光模组是按水平区块上下作区隔成为偶数个背光分区，按扫描方式由上往下依序控制背光模组的各背光分区开启及工作时间。图像信号(左眼信号或右眼信号)依序由上而下给与液晶面板各列所需驱动电压，像素在收到驱动电压充电后，液晶面板才开始反应，由于像素设计及液晶的粘滞特性，需要一段液晶反应时间才能完全达到所需稳定态。由于液晶反应缓慢，图像信号在液晶面板上采用分区扫描的方式显示，当扫描液晶面板上任一区图像信号时，对应的背光分区点亮，其余背光分区关闭；由于背光分区存在漏光，因此当对应左眼信号的背光分区的漏光照射到对应右眼信号的背光分区时(或对应右眼信号的背光分区的漏光照射到对应左眼信号的背光分区时)，眼中就会同时产生左眼图像与右眼图像，产生了串扰，我们可以将引起串扰的右眼信号或左眼信号称为错误信号(也可称为干扰信号)。
如图2A及图2B所示，其为现有46寸单短边侧入式LED电视的背光分区点亮情形示意图。以现有46寸单短边侧入式LED电视为例，其背光模组20通常分成偶数个如四个背光分区进行点亮。边缘背光分区21点亮后，向中间漏光；中间背光分区22点亮后，会向其两侧漏光。
如图3所示，其为量测液晶显示屏上九点的串扰值的位置示意图。图3中，显示屏30相邻两侧边的尺寸分别记为H和V，显示屏30上的点1、点2......点9按图3中标示的相对位置分布，点1、点2......点9在显示屏上的位置即为液晶面板上的位置。通过对现有的46寸单短边入光、4背光分区扫描的LED电视进行测量，点1、点2......点9等九个点串扰值测量结果如下面表一所示，串扰呈现上下非对称的特点，上方严重，下方轻微；串扰还呈现左右非对称的特点，这是因为单短边入光的影响，光路径愈远，漏光愈严重。
表一、九点串扰量测值(46寸单短边入光，4背光分区扫描)
  单短边入光   左1/9   中1/2   右8/9
  上1/9   14.99％   8.84％   7.03％
  中1/2   5.60％   4.51％   3.69％
  下8/9   8.47％   6.20％   4.81％
由于背光分区的设计，液晶面板信号、眼镜信号、背光扫描三者的时序搭配，常会造成串扰非对称的现象。由表一的数据可以看出，对于现有的46寸单短边侧入式LED电视来说，左眼信号或右眼信号在液晶面板中部的图像质量相对来说最好，并且在液晶面板上图像质量上下非对称。表一中串扰上下非对称可以用背光分区和液晶面板信号的时序关系做解释。
如图4所示，其为现有46寸单短边侧入式LED电视的背光分区和液晶面板信号(液晶面板上的左眼图像信号或右眼图像信号)的时序关系(左眼信号)示意图。背光模组由上至下顺序分成第一背光分区41、第二背光分区42、第三背光分区43及第四背光分区44，分别用于对应照亮液晶面板40的第一显示分区、第二显示分区、第三显示分区及第四显示分区。图4以左眼信号为例显示了液晶面板40及背光模组显示液晶面板信号时的连续四个操作步骤：步骤a、第一至第三显示分区加载当前帧左眼信号，第四显示分区加载前一帧右眼信号，第一背光分区41点亮以照亮第一显示分区，由于第一背光分区41的漏光可能照亮第四显示分区，此时第四显示分区加载的前一帧右眼信号为与第一显示分区加载的当前帧左眼信号串扰的错误信号，由于第一显示分区与第四显示分区之间相隔两个显示分区，距离较远，此时串扰轻微；步骤b、第四显示分区加载当前帧左眼信号，此时整个液晶面板40上加载了完整的左眼信号，第二背光分区42点亮以照亮第二显示分区，此时第二背光分区42的漏光不会引起左右眼信号之间的串扰，影像品质最好；步骤c、第一显示分区加载后一帧右眼信号，第二至第四显示分区加载当前帧左眼信号，第三背光分区43点亮以照亮第三显示分区，此时第一显示分区加载的后一帧右眼信号为与第三显示分区加载的当前帧左眼信号串扰的错误信号，由于第一显示分区与第三显示分区之间相隔一个显示分区，距离较近，此时串扰严重；步骤d、第一和第二显示分区加载后一帧右眼信号，第三和第四显示分区加载当前帧左眼信号，第四背光分区44点亮以照亮第四显示分区，此时第一和第二显示分区加载的后一帧右眼信号为与第四显示分区加载的当前帧左眼信号串扰的错误信号，由于第一和第二显示分区与第四显示分区之间间隔一个显示分区，距离较近，此时串扰严重。不同背光分区点亮时，所造成的串扰严重程度不同。整个3D显示过程中，液晶面板40上会重复加载右眼信号(前一帧)、左眼信号(当前帧)、右眼信号(后一帧)、左眼信号、右眼信号......的过程。由于现有的侧入式背光分区为偶数分区，当错误信号出现时，对上对下的影响不同，在这个例子中，背光分区点亮时间较接近上方的错误信号，液晶面板40上方串扰较为严重，液晶面板40上下串扰不对称。若直接将液晶面板信号调整，使背光分区点亮在液晶面板信号的中心，虽然可以使液晶面板40上下串扰接近对称，但因为背光分区为偶数，会牺牲中心位置的影像品质，串扰变大。
发明内容
因此，本发明的目的在于利用不均匀背光分区大小来改善串扰，增加显示品质。
为实现上述目的，本发明提供一种具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组，该具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组的各背光分区的相对大小满足排序在前的背光分区的大小相对较大，排序各背光分区的方式为：根据预定的液晶面板信号与背光扫描时序，按照均匀大小背光分区模拟背光分区点亮以显示液晶面板信号的过程；按照均匀大小背光分区，分析模拟过程中各背光分区点亮时出现的干扰信号区域数目及干扰信号距离，按照各背光分区点亮时干扰信号造成串扰的程度对各背光分区进行排序，具有较小串扰程度的背光分区排序在前。
其中，当所述侧入式背光模组依序包括第一、第二、第三、第四及第五背光分区时，各背光分区中大小最大的为第三背光分区，大小第二大的为第二和第四背光分区，大小第三大的为第一和第五背光分区。
其中，当所述侧入式背光模组依序包括第一、第二、第三及第四背光分区时，各背光分区中大小最大的为第二背光分区，大小第二大的为第一背光分区，大小第三大的为第三背光分区，大小第四大的为第四背光分区。
其中，所述侧入式背光模组为单短边入光背光模组。
其中，所述侧入式背光模组为双短边入光背光模组。
本发明还提供了一种具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组的设计方法，包括：
步骤1、根据预定的液晶面板信号与背光扫描时序，按照均匀大小背光分区，模拟背光分区点亮以显示液晶面板信号的过程；
步骤2、按照均匀大小背光分区，分析模拟过程中各背光分区点亮时出现的干扰信号区域数目及干扰信号距离，按照各背光分区点亮时干扰信号造成串扰的程度对各背光分区进行排序，具有较小串扰程度的背光分区排序在前；
步骤3、使排序在前的背光分区的大小相对较大。
其中，所述侧入式背光模组为单短边入光背光模组。
其中，所述侧入式背光模组为双短边入光背光模组。
本发明的具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组及其设计方法，利用液晶面板信号与背光扫描时序，判断各个背光分区对串扰的影响，改变背光分区相对大小来改善串扰，增加显示品质。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有侧入式LED背光分区点亮及漏光示意图；
图2A及图2B为现有46寸单短边侧入式LED电视的背光分区点亮情形示意图；
图3为量测显示屏上九点的串扰值的位置示意图；
图4为现有46寸单短边侧入式LED电视的背光分区和液晶面板信号的时序关系(左眼信号)示意图；
图5A及图5B为当背光分区数为奇数时，液晶面板信号与背光扫描时序示意图；
图6A及图6B为当背光分区数为偶数时，液晶面板信号与背光扫描时序示意图；
图7A为本发明具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组一较佳实施例，当背光分区为奇数时各背光分区相对大小的示意图；
图7B为本发明具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组又一较佳实施例，当背光分区为偶数时各背光分区相对大小的示意图；
图8为本发明具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组的设计方法的流程图。
具体实施方式
本发明利用不均匀背光分区大小来改善串扰，增加显示品质。参见图8，其为本发明具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组的设计方法的流程图。该设计方法包括：
步骤1、根据预定的液晶面板信号与背光扫描时序，按照均匀大小背光分区，模拟背光分区点亮以显示液晶面板信号的过程；
步骤2、按照均匀大小背光分区，分析模拟过程中各背光分区点亮时出现的干扰信号区域数目及干扰信号距离，按照各背光分区点亮时干扰信号造成串扰的程度对各背光分区进行排序，具有较小串扰程度的背光分区排序在前；
步骤3、使排序在前的背光分区的大小相对较大。
可以将该方法应用于诸如单短边入光背光模组及双短边入光背光模组等，从而设计出具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组。
下面结合图5A、图5B、图6A、图6B、图7A及图7B来说明该设计方法及应用该方法设计出的具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组。
图5A及图5B为当背光分区数为奇数时，液晶面板信号与背光扫描时序示意图。如图5A所示，分区数为奇数，具体举例为五个分区，左、右眼液晶面板信号依序排列，左右眼信号的范围由括号标出。如图5A所示，按照步骤1来模拟时，背光点亮时，可以选择维持在液晶面板信号中间，以使串扰最小，对于2n+1(n为自然数)个背光分区组成的背光模组来说，液晶面板信号也相应分顺序为2n+1个区域，维持点亮中间的液晶面板信号也就是说点亮液晶面板信号的第n+1个区域，这样距离前后的干扰信号的距离相等且最远，使得串扰最小。如图5B所示，在液晶面板信号循环的过程中，分别为背光第一、第二、第三区点亮情况，背光分区点亮的位置以斜线格标出，图中可见干扰信号出现的位置不同、数目不同，也就是造成的串扰程度不同，会造成串扰不对称。第二和第四背光分区点亮时串扰程度相同，第一第五背光分区点亮时串扰程度相同。因此本发明依据干扰信号出现的位置，按照步骤2根据干扰信号的程度来排序各背光分区，再按照步骤3修改各背光分区相对大小，减小造成较大干扰信号背光分区的大小，进而减小了其造成干扰的大小，从而使显示品质接近对称，获得了本发明的具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组。
如图7A所示，其为本发明具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组一较佳实施例，当背光分区为奇数时各背光分区相对大小的示意图。此实施例中背光分区数为五，侧入式背光模组依序包括第一、第二、第三、第四及第五背光分区时，按照本发明改变各分区相对大小后，各背光分区的大小从边缘到中间由小变大、上下对称，各背光分区中大小最大的为第三背光分区，大小第二大的为第二和第四背光分区，大小第三大的为第一和第五背光分区。虽然本发明仅以五个背光分区作为举例，但是对于不同分区数，可同样按步骤利用分析先决定相对大小，再依照模拟，做细部调整。采用本发明的具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组，再根据预定的液晶面板信号与背光扫描时序进行显示，显然可以改善串扰，增加显示品质。
图6A及图6B为当背光分区数为偶数时，液晶面板信号与背光扫描时序示意图。如图6A所示，分区数为偶数，具体举例为四个分区，左、右眼液晶面板信号依序排列，左右眼信号的范围由括号标出。图6A中分区数为偶数，背光分区点亮的位置以斜线格标出，背光点亮时，选择维持在液晶面板信号第二区，以使中心串扰最小。对于2n(n为自然数)个背光分区组成的背光模组来说，背光点亮时，可以选择维持在液晶面板信号的第n个区域，也就是尽量接近液晶面板信号的中间，以使中心串扰最小。如图6B所示，在液晶面板信号循环的过程中，干扰信号出现的位置不同、数目不同，会造成串扰不对称。图6B显示了四种不同显示序列(偶数分区：4区)，分别为背光第一、第三、第四分区点亮情况(第二分区没有干扰信号，区域尺寸可以最大)。同样，按照本发明前述的步骤，对各背光分区按照点亮时的干扰信号程度进行排序，进而相应改变各背光分区大小，从而得到如图7B所示的当背光分区为偶数时各背光分区相对大小的示意图。此实施例中背光分区数为四，侧入式背光模组依序包括第一、第二、第三及第四背光分区时，各背光分区中大小最大的为第二背光分区，大小第二大的为第一背光分区，大小第三大的为第三背光分区，大小第四大的为第四背光分区。
综上所述，本发明具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组及其设计方法利用液晶面板信号与背光扫描时序，判断各个背光分区对串扰的影响，改变背光分区相对大小，改善串扰，增加显示品质。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组，其特征在于，该具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组的各背光分区的相对大小满足排序在前的背光分区的大小相对较大，排序各背光分区的方式为：根据预定的液晶面板信号与背光扫描时序，按照均匀大小背光分区模拟背光分区点亮以显示液晶面板信号的过程；按照均匀大小背光分区，分析模拟过程中各背光分区点亮时出现的干扰信号区域数目及干扰信号距离，按照各背光分区点亮时干扰信号造成串扰的程度对各背光分区进行排序，具有较小串扰程度的背光分区排序在前。
2.如权利要求1所述的具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组，其特征在于，当所述侧入式背光模组依序包括第一、第二、第三、第四及第五背光分区时，各背光分区中大小最大的为第三背光分区，大小第二大的为第二和第四背光分区，大小第三大的为第一和第五背光分区。
3.如权利要求1所述的具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组，其特征在于，当所述侧入式背光模组依序包括第一、第二、第三及第四背光分区时，各背光分区中大小最大的为第二背光分区，大小第二大的为第一背光分区，大小第三大的为第三背光分区，大小第四大的为第四背光分区。
4.如权利要求1所述的具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组，其特征在于，所述侧入式背光模组为单短边入光背光模组。
5.如权利要求1所述的具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组，其特征在于，所述侧入式背光模组为双短边入光背光模组。
6.一种具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组的设计方法，其特征在于，包括：
步骤1、根据预定的液晶面板信号与背光扫描时序，按照均匀大小背光分区，模拟背光分区点亮以显示液晶面板信号的过程；
步骤2、按照均匀大小背光分区，分析模拟过程中各背光分区点亮时出现的干扰信号区域数目及干扰信号距离，按照各背光分区点亮时干扰信号造成串扰的程度对各背光分区进行排序，具有较小串扰程度的背光分区排序在前；
步骤3、使排序在前的背光分区的大小相对较大。
7.如权利要求6所述的具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组的设计方法，其特征在于，所述侧入式背光模组为单短边入光背光模组。
8.如权利要求6所述的具有不均匀大小背光分区的侧入式背光模组的设计方法，其特征在于，所述侧入式背光模组为双短边入光背光模组。
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