CN106019711B - 背光模组、背光调整方法和显示装置 - Google Patents

背光模组、背光调整方法和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种背光模组、背光调整方法和显示装置，其中，该背光模组包括：背光源和位于背光源的出光侧的调光层，调光层包括：至少一个调光单元，调光单元用于接收背光源上对应区域射出的光，并将接收到的光的光强进行相应调整。本发明的技术方案通过在背光源的出光侧设置至少一个调光单元，当背光源进行工作时，至少部分区域的光会射向调光单元，此时调光单元可根据实际需要来对收到的光的光强进行相应调整，并将调整后的光输出至显示面板上的对应区域，因此本发明提供背光模组能够对射向显示面板的至少部分区域的光的光强进行调整，即实现了区域调光。此外，本发明的技术方案对背光源的类型不作限制，直下式背光源和侧入式背光源均可适用。

Description

背光模组、背光调整方法和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种背光模组、背光调整方法和显示装置。
背景技术
为了降低液晶显示器的整体功耗，提高对比度，背光调节技术已经开始应用于液晶显示领域。
目前，对液晶显示器的背光调节通常是通过区域调光技术(Local Dimming)来实现的，现有技术中的区域调光过程大致如下：
首先，将直下式背光源中的全部LED灯平均分成若干个独立的背光组(LEDBlock)，待显示画面对应分成若干个图像块，背光组与图像块一一对应；然后根据图像块中的各像素的显示亮度，并采用预设的动态调光算法计算各背光组的出光亮度；接着根据计算出的背光亮度查询出对应的驱动电流，即各背光组所对应的驱动电流；最后，向各背光组输出对应的驱动电流，以供各背光组输出相应的出光亮度。通过区域调光方法，可使得对应于待显示画面中高亮部分的背光组的出光亮度较亮，同时对应于待显示画面中黑暗部分的背光组的出光亮度较暗，甚至关闭，从而能提升对比度。
然而，现有技术中的这种区域调光方法仅能适用于直下式背光源，而无法适用于侧入式背光源，因此具备一定的局限性。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种背光模组、背光调整方法和显示装置。
为实现上述目的，本发明提供了一种背光模组，包括：背光源和位于所述背光源的出光侧的调光层，所述调光层包括：至少一个调光单元，所述调光单元用于接收背光源上对应区域射出的光，并将接收到的光的光强进行相应调整。
可选地，所述调光单元的数量为多个。
可选地，所述调光单元包括：平行设置且材料相同的第一平板和第二平板，所述第一平板与所述第二平板之间设置有升降结构；
所述升降结构用于调整所述第一平板与所述第二平板之间的距离。
可选地，所述升降结构包括：电致伸缩材料和电场施加模块；
电场施加模块用于向对应的电致伸缩材料施加外电场以控制所述电致伸缩材料产生相应的伸缩形变，以调整所述第一平板与所述第二平板之间的距离。
可选地，所述电致伸缩材料位于所述第一平板的四角处。
可选地，所述电致伸缩材料包括：压敏电阻材料、离子交换聚合金属材料中的至少一种。
可选地，升降结构位于第一平板的边缘区域。
可选地，所述背光源为直下式背光源或侧入式背光源。
为实现上述目的，本发明还提供了一种显示装置，包括：背光模组，所述背光模组采用上述的背光模组。
为实现上述目的，本发明还提供了一种背光调整方法，所述背光调整方法基于上述的背光模组，所述背光调整方法包括：
背光源进行工作，至少部分区域的光射向所述调光单元；
调光单元接收背光源上对应区域射出的光，并将接收到的光的光强进行相应调整。
本发明具有以下有益效果：
本发明提供了一种背光模组、背光调整方法和显示装置，通过在背光源的出光侧设置至少一个调光单元，当背光源进行工作时，至少部分区域的光会射向调光单元，此时调光单元可根据实际需要来对收到的光的光强进行相应调整，并将调整后的光输出至显示面板上的对应区域。本实施例提供的背光模组能够对射向显示面板的至少部分区域的光的光强进行调整，即实现了区域调光。此外，本发明的技术方案对背光源的类型不作限制，直下式背光源和侧入式背光源均可适用。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种背光模组的结构示意图；
图2为图1所示背光模组的俯视图；
图3为本发明中调光单元的结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种背光调整方法的流程图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的一种背光模组、背光调整方法和显示装置进行详细描述。
图1为本发明实施例一提供的一种背光模组的结构示意图，如图1所示，该背光模组包括：背光源1和位于背光源1的出光侧的调光层，调光层包括：至少一个调光单元2，调光单元2用于接收背光源1上对应区域射出的光，并将接收到的光的光强进行相应调整。
在本发明中，通过在背光源1的出光侧设置至少一个调光单元2，当背光源1进行工作时，至少部分区域的光会射向调光单元2，此时调光单元2可根据实际需要来对收到的光的光强进行相应调整，并将调整后的光输出至显示面板上的对应区域。由上述内容可见，本实施例提供的背光模组能够对射向显示面板的至少部分区域的光的光强进行调整，即实现了区域调光。
更重要的是，本发明的技术方案对背光源1的类型不作限制，直下式背光源和侧入式背光源均可适用。需要说明的是，直下式背光源和侧入式背光源为本领域中常用装置，具体结构此处不进行详细描述。
图2为图1所示背光模组的俯视图，如图2所示，在本实施例中，优选地，调光层中包括多个调光单元2，此时可对射向显示面板上的多个区域的光的光强分别进行调整，背光模组的区域调光灵活度较高，有利于显示面板的显示质量的提升。
需要说明的是，附图中调光层包括4行、4列的调光单元2的情况仅起到示例性左右，其不会对本发明的技术方案产生限制。
图3为本发明中调光单元的结构示意图，如图3所示，该调光单元2包括：平行设置且材料相同的第一平板3和第二平板4，第一平板3与第二平板4之间设置有升降结构5；升降结构5用于调整第一平板3与第二平板4之间的距离。
下面将对图3所示的调光单元2的调光原理进行详细说明。其中，假定第一平板3为入光侧为例。
当原始光束以一定的角度通过第一平板3折射至位于第一平板3和第二平板4之间的空间后，该原始光束会照射至第二平板4的内表面，并在第二平板4的内表面产生折射和反射，即部分光线会通过第二平板4射出，另一部分光线会反射至第一平板3的内表面，并在第一平板3的内表面产生折射和反射，即部分光线会通过第一平板3射出，另一部分光线会反射至第二平板4的内表面，并在第二平板4的内表面继续产生折射和反射,重复上述过程，光线会在第一平板3和第二平板4的内表面不断的进行反射和折射。此时，从第一平板3射入的光束可分为两个部分：一是从第二平板4射出的光线，称为透射光；二是从第一平板3射出的光线，称为反射光。
根据爱里(Airy)公式，可得知从第二平板4射出的透射光的光强为It：
其中，Ii为原始光束的光强，F为精细度系数，且R为第一平板3和第二平板4的反射率，为相邻两反射光或透射光之间的相位差，且λ为原始光束的中心波长，n为位于第一平板3和第二平板4之间的介质的折射率，h为第一平板3与第二平板4之间的距离，θ为原始光束通过第一平板3折射至位于第一平板3和第二平板4之间的空间的折射角。
需要说明的是，在本发明中，背光源1产生的绝大部分的光线均会垂直射向第一平板3，相应地，该折射角θ取值可近似为0°，即cosθ取值近似为1。
由上述公式可见，在原始光束的光强Ii、中心波长λ、第一平板3和第二平板4的反射率R、位于第一平板3和第二平板4之间的介质的折射率n、原始光束通过第一平板3折射至位于第一平板3和第二平板4之间的空间的折射角θ(取值为0)，均一定的情况下，从第二平板4射出的透射光的光强It仅与第一平板3与第二平板4之间的距离h相关。因此，在本发明中，通过调整第一平板3和第二平板4之间的距离h，即可对从第二平板4射出的透射光的光强It进行相应调整。其中，当距离时，透射光的光强It达到最大为Ii，当距离时，透射光的光强It达到最小为k为整数。
在本实施例中，为避免升降结构5对位于第一平板3和第二平板4之间光线造成影响的影响，优选地，升降结构5位于第一平板3(第一平板3)的边缘区域。
可选地，升降结构5包括：电致伸缩材料6和电场施加模块7，其中，电致伸缩材料位于第一平板3和第二平板4之间，电场施加模块用于向对应的电致伸缩材料施加外电场以控制电致伸缩材料6产生相应的伸缩形变，以调整第一平板3与第二平板4之间的距离。在实际应用中，由于电致伸缩材料6的伸缩形变能通过电场进行精准控制，且所需要的驱动电压较低，因此本发明中采用电致伸缩材料6来调整第一平板3与第二平板4之间距离，可在保证调节精准度的前提下，还能有效降低背光模组的整体功能。
在第一平板3和第二平板4之间设置电致伸缩材料6时，该电致伸缩材料6会对背光源1射向显示面板的光造成阻挡，以使得显示面板上对应区域的光强较弱。为解决上述技术问题，本实施例中，优选地，电致伸缩材料6位于第一平板3的四角处，从而可在平稳支撑第一平板3与第二平板4平行的前提下，最大限度的减少对背光源1射出光线的阻挡。
可选地，电致伸缩材料6包括：压敏电阻材料、离子交换聚合金属材料中的至少一种。
本发明实施例一提供了一种背光模组，通过在背光源的出光侧设置至少一个调光单元，当背光源进行工作时，至少部分区域的光会射向调光单元，此时调光单元可根据实际需要来对收到的光的光强进行相应调整，并将调整后的光输出至显示面板上的对应区域。本实施例提供的背光模组能够对射向显示面板的至少部分区域的光的光强进行调整，即实现了区域调光。此外，本发明的技术方案对背光源的类型不作限制，直下式背光源和侧入式背光源均可适用。
实施例二
本发明实施例二提供了一种显示装置，包括：背光模组和显示面板，其中该背光模组采用上述实施例一中提供的背光模组，具体描述可参见上述实施例一中的相应内容，此处不再赘述。
实施例三
图4为本发明实施例三提供的一种背光调整方法的流程图，如图4所示，背光调整方法基于上述实施例一中的背光模组，该背光调整方法包括：
步骤101：背光源进行工作，至少部分区域的光射向调光单元。
在实际应用中，由于背光源与调光单元的距离较近，背光源上与调光单元正对的区域所产生的光线会垂直照射至相应的调光单元上。
步骤102：调光单元接收背光源上对应区域射出的光，并将接收到的光的光强进行相应调整。
可选地，调光单元包括：平行设置且材料相同的第一平板和第二平板，第一平板与第二平板之间设置有升降结构；此时步骤102具体为：升降结构调整第一平板与第二平板之间的距离，以对透射至显示面板的光的光强进行调整。
更进一步地，升降结构包括：电致伸缩材料和电场施加模块，其中，电致伸缩材料位于第一平板和第二平板之间。此时，步骤102具体为：电场施加模块向对应的电致伸缩材料施加外电场以控制电致伸缩材料产生相应的伸缩形变，从而调整第一平板与第二平板之间的距离，以实现对透射至显示面板的光的光强进行调整。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：背光源和位于所述背光源的出光侧的调光层，所述调光层包括：至少一个调光单元，所述调光单元用于接收背光源上对应区域射出的光，并将接收到的光的光强进行相应调整,
所述调光单元包括：平行设置且材料相同的第一平板和第二平板，所述第一平板与所述第二平板之间设置有升降结构；
所述升降结构用于调整所述第一平板与所述第二平板之间的距离,
所述升降结构位于所述第一平板的边缘区域,以避免所述升降结构对位于所述第一平板和所述第二平板之间的光线造成影响。
2.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述调光单元的数量为多个。
3.根据权利要求1或2所述的背光模组，其特征在于，所述升降结构包括：电致伸缩材料和电场施加模块；
电场施加模块用于向对应的电致伸缩材料施加外电场以控制所述电致伸缩材料产生相应的伸缩形变，以调整所述第一平板与所述第二平板之间的距离。
4.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述电致伸缩材料位于所述第一平板的四角处。
5.根据权利要求3所述的背光模组，其特征在于，所述电致伸缩材料包括：压敏电阻材料、离子交换聚合金属材料中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的背光模组，其特征在于，所述背光源为直下式背光源或侧入式背光源。
7.一种显示装置，其特征在于，包括：如权利要求1-6中任一所述背光模组。
8.一种背光调整方法，其特征在于，所述背光调整方法基于权利要求1-6中任一所述的背光模组，所述背光调整方法包括：
背光源进行工作，至少部分区域的光射向所述调光单元；
调光单元接收背光源上对应区域射出的光，并将接收到的光的光强进行相应调整。
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