CN105448247A - 调制背光源的方法及装置、灯条、背光模组、显示装置 - Google Patents

调制背光源的方法及装置、灯条、背光模组、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例提供一种调制背光源的方法及装置、灯条、背光模组、显示装置，涉及显示技术领域，可减少从背光源输出的噪声。调制背光的方法包括在一图像帧时间内，向背光源输入周期性交流电压，以使所述背光源周期性开、关。用于具有指纹或掌纹识别功能的显示装置。

Description

调制背光源的方法及装置、灯条、背光模组、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种调制背光源的方法及装置、灯条、背光模组、显示装置。
背景技术
随着生活水平的不断提高，手机、电脑等显示装置成为生活的必需品。目前市场上的显示装置种类繁多，对于消费者来说，也在不断追求性能好、安全性高且外观新颖独特的显示装置。
对于安全性而言，主要是通过指纹或掌纹识别功能实现。由于每个人的指纹或掌纹都不相同，即指纹或掌纹具有唯一性，而且终身不变，因此被用于进行安全验证。
基于此，发明人提出了在显示装置中设置光敏器件来实现对指纹或掌纹的识别。其原理为：利用光的折射和反射原理，当手指或手掌接触屏幕表面时，光源照射到手指或手掌的谷线和脊线上，由于谷线和脊线折射的角度及反射回去的光线强度不同，将其投射在光敏器件上会产生不同电流，从而识别出手指或手掌的谷线和脊线。
然而，在液晶显示装置中，其背光模组中的背光源例如LED(LightEmittingDiode，发光二极管)发出的光为可见光波段，其发光强度基于输入的电压而定，在液晶显示装置显示一帧画面所用的时间内，即一图像帧时间T内，驱动LED的电压如图1a所示，然而，由于外界或器件等原因，会引入很多不确定的噪声，这些噪声会随驱动电压而输入LED，从而与LED发出的可见光一起输出。由于指纹识别依赖于LED发出的光，因此，如图1b所示，在识别过程中，除驱动电压输入LED而发出的光入射到谷线和脊线后，投射在光敏器件上产生电流外，上述噪声输入LED而发出的光也会入射到谷线和脊线，并投射在光敏器件产生相应的电流，从而会引起识别过程中电流的波动，进而造成识别困难。
发明内容
本发明的实施例提供一种调制背光源的方法及装置、灯条、背光模组、显示装置，可减少从背光输出的噪声。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种调制背光源的方法，包括：在一图像帧时间内，向背光源输入周期性交流电压，以使所述背光源周期性开、关。
优选的，所述一图像帧时间包括第一时间阶段和第二时间阶段；
在一图像帧时间内，向背光源输入周期性交流电压，包括：在所述第一时间阶段内，向所述背光源输入周期性交流电压；在所述第二时间阶段内，向所述背光源输入恒定电压，以使所述背光源关闭。
进一步的，周期性交流电压，包括：脉冲电压或正弦电压。
进一步的，脉冲电压包括方波脉冲电压和锯齿脉冲电压。
第二方面，提供一种调制背光源的装置，包括电压生成模块和控制模块；所述电压生成模块，用于在一图像帧时间内，生成周期性交流电压；所述控制模块，用于将所述电压生成模块生成的交流电压，输入背光源，以控制所述背光源周期性开、关。
优选的，所述一图像帧时间包括第一时间阶段和第二时间阶段；所述电压生成模块，具体用于在所述第一时间阶段内，生成周期性交流电压；在所述第二时间阶段内，生成恒定电压，以使所述背光源关闭。
进一步的，周期性交流电压，包括：脉冲电压或正弦电压。
第三方面，提供一种灯条，包括电路板以及设置在所述电路板上的背光源，还包括第二方面所述的调制背光源的装置；其中，所述调制背光源的装置集成在所述电路板上。
优选的，所述背光源为LED。
第四方面，提供一种背光模组，包括第三方面所述的灯条。
第五方面，提供一种显示装置，包括液晶显示面板和背光模组，所述背光模组为第四方面所述的背光模组；所述液晶显示面板包括集成在子像素中的指纹或掌纹识别单元；其中，所述指纹或掌纹识别单元包括光敏器件。
优选的，所述显示装置还包括触控结构。
本发明的实施例提供一种调制背光源的方法及装置、灯条、背光模组、显示装置，通过在一图像帧时间T内，向背光源输入周期性交流电压，并控制在该时间T内输入交流电压的频率，可减少背光源输出的噪声，从而可以减少在谷线和脊线的识别过程中，由于噪声而导致的电流的波动，提高指纹或掌纹识别的精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为现有技术提供的一种向背光源输入的驱动电压的示意图；
图1b为现有技术提供的一种向背光源输入的驱动电压以及噪声的示意图；
图2a为本发明实施例提供的一种向背光源输入的驱动电压的示意图一；
图2b为本发明实施例提供的一种向背光源输入的驱动电压以及噪声的示意图一；
图3a为本发明实施例提供的一种向背光源输入的驱动电压的示意图二；
图3b为本发明实施例提供的一种向背光源输入的驱动电压以及噪声的示意图二；
图4a为本发明实施例提供的一种向背光源输入的驱动电压的示意图三；
图4b为本发明实施例提供的一种向背光源输入的驱动电压以及噪声的示意图三；
图5为本发明实施例提供的一种向背光源输入的驱动电压的示意图四；
图6为本发明实施例提供的一种向背光源输入的驱动电压的示意图五；
图7为本发明实施例提供的一种向背光源输入的驱动电压的示意图六；
图8为本发明实施例提供的一种调制背光源的装置的示意图；
图9为本发明实施例提供的一种灯条的示意图；
图10为本发明实施例提供的一种背光模组的示意图；
图11为本发明实施例提供的一种显示装置的示意图；
图12为本发明实施例提供的阵列基板的示意图。
附图说明：
10-调制背光源的装置；101-电压生成模块；102-控制模块；20-电路板；30-背光；40-灯条；50-导光板；60-反射片；70-光学膜片；100-背光模组；200-液晶显示面板；210-阵列基板；211-子像素；211a-显示单元；211b-指纹或掌纹识别单元；220-对盒基板；230-液晶层；240-下偏光片；250-上偏光片；300-OCA；400-保护玻璃；SL-栅线；DL-数据线。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种调制背光源的方法，包括：如图2a、图3a和图4a所示，在一图像帧时间T内，向背光源输入周期性交流电压，以使背光源周期性开、关。
需要说明的是，第一，不对在一图像帧时间T内，向背光源输入周期性交流电压的周期进行限定，即不限定在一图像帧时间T内，输入交流电压的频率。
其中，本发明实施例中，将一图像帧时间内，每经过一定时间重复变化一次的电压，称为周期性交流电压。
本领域技术人员应该知道，虽然输入背光源的噪声不确定，但是根据一图像帧时间T内，输入背光源的交流电压的频率的不同，从背光源输出的噪声也不相同。基于此，可选择背光源输出噪声最小时，向背光源输入的交流电压的频率。
即，参考图2b、3b和4b所示，在一图像帧时间T内，通过调节交流电压的频率，可使部分噪声在背光源处于关闭时被滤除，而只有较少的噪声在背光源开启时，从背光源输出。
第二，对于交流电压的类型，以能在一个周期内，使所述背光源开、关为准。
其中，由于人眼的特性，在背光源关闭时，人眼仍然能保持亮度一段时间(可超过20ms)，因此，背光源在关闭状态时，以对于人眼来说不可见为准。
第三，对于交流电压的最大值和最小值，可根据一个周期内，背光源开启和关闭的时间而定。
其中，根据背光源类型的不同，当向背光源输入大于等于其开启的阈值电压，背光源便可开启，当向背光源输入小于其开启的阈值电压，背光源便关闭。
第四，对于背光源，其可以是LED背光源，也可以是比LED性能更好的背光源。
本发明实施例提供一种调制背光源的方法，相比现有技术中在一图像帧时间T内，向背光源输入的电压无周期性变化且在连续时间内一直输入高电平而使背光源开启，本发明实施例通过在一图像帧时间T内，向背光源输入周期性交流电压，并控制在该时间T内输入交流电压的频率，可以减少背光源输出的噪声，从而可以减少在谷线和脊线的识别过程中，由于噪声而导致的电流的波动，提高指纹或掌纹识别的精确性。
优选的，如图5、图6和图7所示，一图像帧时间T包括第一时间阶段T1和第二时间阶段T2。
在此基础上，在一图像帧时间T内，向背光源输入周期性交流电压，包括：在第一时间阶段T1内，向背光源输入周期性交流电压；在第二时间阶段T2内，向背光源输入恒定电压，以使背光关闭。
本发明实施例中，通过控制在一图像帧时间T内，第一时间阶段T1和第二时间阶段T2的时长，可以调节背光源发出的光的亮度值。基于此，由于不同的亮度值对应不同的亮度级别，当本发明实施例的背光源应用于显示装置时，背光源的亮度级别又可以对应不同的灰阶值。因此，通过调节上述第一时间阶段T1和第二时间阶段T2的时长，可以实现对显示装置的灰阶的调节。
基于上述，优选的，所述周期性交流电压可以为如图5和图7所示的脉冲电压，或如图6所示的正弦电压。
进一步的，如图5所示，脉冲电压可以为方波脉冲电压，或者，如图7所示，脉冲电压可以为锯齿脉冲电压。
其中，当为方波脉冲电压时，可合理控制方波的占空比，以使背光源输出的噪声最少，且发光性能更好。
示例的，上述方波的占空比可以为50％，60％等。
当为锯齿脉冲电压时，可进一步的为三角波脉冲电压。
本发明实施例还提供了一种调制背光源的装置10，如图8所示，该调制背光的装置包括电压生成模块101和控制模块102。
其中，电压生成模块101，参考图2a、图3a和图4a所示，用于在一图像帧时间内，生成周期性交流电压。
控制模块102，用于将电压生成模块101生成的交流电压，输入背光源，以控制背光源周期性开、关。
基于此，参考图2b、3b和4b所示，在一图像帧时间T内，通过调节电压生成模块101生成的交流电压的频率，可使大部分噪声在背光源处于关闭时被滤除，而只有较少的噪声在背光源开启时，从背光源输出。
本发明实施例提供一种调制背光源的装置10，相比现有技术中在一图像帧时间T内，向背光源输入的电压无周期性变化且在连续时间内一直输入高电平而使背光源开启，本发明实施例通过控制模块102，将在一图像帧时间T内，电压生成模块101生成的周期性交流电压输入背光源，并调整电压生成模块101在该时间T内生成的交流电压的频率，可以减少背光源输出的噪声，从而可以减少在谷线和脊线的识别过程中，由于噪声而导致的电流的波动，提高指纹或掌纹识别的精确性。
优选的，一图像帧时间T包括第一时间阶段T1和第二时间阶段T2，基于此，电压生成模块101，参考图5、图6和图7所示，具体用于在第一时间阶段T1内，生成周期性交流电压；在第二时间阶段T2内，生成恒定电压，以使背光源关闭。
本发明实施例中，通过控制在一图像帧时间T内，第一时间阶段T1和第二时间阶段T2的时长，可以调节背光源发出的光的亮度值。基于此，由于不同的亮度值对应不同的亮度级别，当本发明实施例的背光源应用于显示装置时，背光源的亮度级别又可以对应不同的灰阶值。因此，通过调节上述第一时间阶段T1和第二时间阶段T2的时长，可以实现对显示装置的灰阶的调节。
基于上述，优选的，所述周期性交流电压可以为如图5和图7所示的脉冲电压，或如图6所示的正弦电压。
其中，脉冲电压可以为方波脉冲电压，或者，如图7所示，脉冲电压可以为锯齿脉冲电压。
本发明实施例还提供了一种灯条40，如图9所示，包括电路板20以及设置在电路板20上的背光源30，进一步还包括上述的调制背光源的装置10；其中，调制背光源的装置10集成在电路板20上。
需要说明的是，第一，背光源30可沿一定方向间隔排列，优选等间距排列。
第二，集成在电路板20上的调制背光源的装置10与背光源30电性连接。其中，电路板20例如可以是印刷电路板(Printedcircuitboard，简称为PCB)，也可以是柔性电路板(FlexiblePrintedCircuit，简称为FPC)。
当本发明实施例提供的灯条40应用于显示装置时，由于可以减少背光输出的噪声，因而可以减少在谷线和脊线的识别过程中，由于噪声而导致的电流的波动，提高指纹或掌纹识别的精确性。
优选的，由于LED具有体积小，耗电量低，使用寿命长等优点，因此，优选所述背光源为LED。
本发明实施例还提供了一种背光模组100，如图10所示，包括上述的灯条40。
进一步的，如图10所示，背光模组100还可以包括导光板50和光学膜片70。在此基础上，还可以包括反射片60
需要说明的是，图10以灯条40设置在导光板50的两侧，即以侧入式背光模组为例进行说明，但本发明实施例并不限于此，还可以是直下式背光模组，即，灯条40可以设置在导光板50的下方。
当本发明实施例提供的背光模组100应用于显示装置时，由于可以减少背光输出的噪声，因而可以减少在谷线和脊线的识别过程中，由于噪声而导致的电流的波动，提高指纹或掌纹识别的精确性。
本发明实施例还提供了一种显示装置，如图11所示，包括液晶显示面板200和上述的背光模组100。液晶显示面板包括集成在子像素中的指纹或掌纹识别单元(图11中未示出)；其中，所述指纹或掌纹识别单元包括光敏器件。
在此基础上，还可以包括下偏光片240和上偏光片250，保护玻璃400可通过OCA(OpticallyClearAdhesive，光学胶)300与上偏光片250粘结。
需要说明的是，可以根据脊线到相邻脊线之间的距离，谷线到相邻谷线之间的距离以及子像素的大小，来选择指纹或掌纹识别单元的设置方式，例如可以间隔几个子像素设置一个指纹或掌纹识别单元。
此外，输入交流电压的频率与指纹或掌纹的扫描频率有关。
本发明实施例中由于可以减少背光输出的噪声，因而可以减少在谷线和脊线的识别过程中，由于噪声而导致的电流的波动，提高指纹或掌纹识别的精确性。
具体的，如图11所示，液晶显示面板200包括阵列基板210、对盒基板220以及位于二者之间的液晶层230。
如图12所示，阵列基板210中，在由栅线SL和数据线DL交叉限定的每个子像素211中，可以包括显示单元211a。在此基础上，在预定间隔的子像素211中，还可以包括指纹或掌纹识别单元211b，其中，指纹或掌纹识别单元211b包括光敏器件，例如可以为光敏晶体管。
考虑到掌纹中脊线与脊线之间的间距大于100μm，谷线与谷线之间的间距大于脊线与脊线之间的间距，而在阵列基板210中像素的边长一般控制在50-90μm之间，因此可以看出像素的尺寸明显小于掌纹中谷与脊之间的间距。基于此，如图12所示，本发明实施例优选使每个像素中的其中一个子像素211包括指纹或掌纹识别单元211b。
其中，显示单元211a，可以包括薄膜晶体管，该薄膜晶体管包括栅极、栅绝缘层、半导体有源层、源极和漏极，与漏极相连的像素电极。其中，当对盒基板不包括公共电极的情况下，所述阵列基板210还包括公共电极。在此情况下，对于共平面切换型(In-PlaneSwitch，简称IPS)阵列基板而言，像素电极和公共电极同层间隔设置，且均为条状电极；对于高级超维场转换型(Advanced-superDimensionalSwitching，简称ADS)阵列基板而言，像素电极和公共电极不同层设置，其中在上的电极为条状电极，在下的电极为板状电极。
对盒基板220包括彩色滤光层和黑矩阵，进一步的还可以包括公共电极；其中，彩色滤光层包括分设在三个子像素中的三基色滤光图案，例如红色滤光图案、绿色滤光图案和蓝色滤光图案。
需要说明的是，图12仅示意性的绘示出阵列基板210中包括显示单元211a和指纹或掌纹识别单元211b，并未绘示出使二者工作的相关的信号线以及连接关系。
在上述基础上，优选的，所述显示装置还包括触控结构。这样，显示装置不但具有触控显示功能，还具有指纹或掌纹识别功能。
其中，触控结构包括触控电极以及触控电极线。触控结构可以位于阵列基板上，也可以上偏光片250上方，只要能实现触控功能即可。
基于上述，本发明实施例的液晶显示器可以为液晶电视、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或者部件。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种调制背光源的方法，其特征在于，包括：
在一图像帧时间内，向背光源输入周期性交流电压，以使所述背光源周期性开、关。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一图像帧时间包括第一时间阶段和第二时间阶段；
在一图像帧时间内，向背光源输入周期性交流电压，包括：
在所述第一时间阶段内，向所述背光源输入周期性交流电压；
在所述第二时间阶段内，向所述背光源输入恒定电压，以使所述背光源关闭。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，周期性交流电压，包括：脉冲电压或正弦电压。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，脉冲电压包括方波脉冲电压和锯齿脉冲电压。
5.一种调制背光源的装置，其特征在于，包括电压生成模块和控制模块；
所述电压生成模块，用于在一图像帧时间内，生成周期性交流电压；
所述控制模块，用于将所述电压生成模块生成的交流电压，输入背光源，以控制所述背光源周期性开、关。
6.根据权利要求5所述的调制背光源的装置，其特征在于，所述一图像帧时间包括第一时间阶段和第二时间阶段；
所述电压生成模块，具体用于在所述第一时间阶段内，生成周期性交流电压；在所述第二时间阶段内，生成恒定电压，以使所述背光源关闭。
7.根据权利要求5或6所述的调制背光源的装置，其特征在于，周期性交流电压，包括：脉冲电压或正弦电压。
8.一种灯条，包括电路板以及设置在所述电路板上的背光源，其特征在于，还包括权利要求5-7任一项所述的调制背光源的装置；
其中，所述调制背光源的装置集成在所述电路板上。
9.一种背光模组，其特征在于，包括权利要求8所述的灯条。
10.一种显示装置，包括液晶显示面板和背光模组，其特征在于，所述背光模组为权利要求9所述的背光模组；
所述液晶显示面板包括集成在子像素中的指纹或掌纹识别单元；其中，所述指纹或掌纹识别单元包括光敏器件。
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