CN106952621A - 一种显示装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种显示装置及其驱动方法，包括：侧入式背光源和其出光侧的液晶显示面板，以及位于二者之间的控光部件；其中，侧入式背光源包括：导光板，以及设置于导光板侧边的多个发光二极管；导光板分为多个第一区域，每个第一区域的亮度由至少一个发光二极管控制；控光部件分为多个第二区域，至少一个第二区域被一个第一区域所覆盖；每个第一区域的亮度和每个第二区域的光透过率由液晶显示面板相对区域的所需显示画面控制。由于采用侧入式背光源，可以实现显示装置的超薄化；且根据所需显示画面控制第一区域的亮度和被该第一区域的所覆盖的各第二区域的光透过率，可实现较高的动态对比度，因此，获取了超薄且动态对比度较高的显示装置。

Description

一种显示装置及其驱动方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置及其驱动方法。
背景技术
液晶显示面板(Liquid Crystal Display，LCD)具有重量轻、功耗低、易于驱动、不含有害射线等优点，已经广泛应用在电视、笔记本电脑、移动电话、个人数字助理等现代信息设备，有着广阔的发展前景。由于LCD本身并不发光，因此，通常在LCD的背面设置背光源实现画面显示。按照背光源中光源的设置位置，背光源可以分为直下式背光源和侧入式背光源。
为了提高LCD显示画面的对比度，以及改善LCD动态拖影等问题，近年来，出现了一种高动态对比度(High-Dynamic Range，HDR)技术。HDR技术可以增加亮度范围，同时提升最亮和最暗画面的对比度，不仅获得了更广泛的色彩范围，同时带来了更黑或更白的颜色效果，使得用户就可以看到更多的画面细节，极大地提升了显示效果。HDR技术是指将背光源按照一定方向分成多个区域，每一个区域称为一个分区(Block)，每一个分区为矩形，同时将LCD也分成与背光源对应的多个分区。背光源的每个分区和位于背光源上方的LCD的分区在垂直方向上的投影重合。来自背光源的每个分区的光发射到LCD上提供画面显示用光线，通过独立调整背光源的每个分区的亮度实现显示画面所需的明暗对比度。
一般而言，HDR的对比度值越高，显示效果越好。且HDR行业标准规定HDR的对比度值为10000:1，甚至为20000:1，在HDR的对比度值为20000:1时，显示画面的亮态是1000尼特(nits)，暗态是0.05nit。为获得较高的HDR对比度值，背光源的分区数量越多越好。
侧入式背光源的厚度一般为5mm左右，为实现显示装置的薄型化，侧入式背光源得到了广泛地应用。然而，侧入式背光源本身只能在导光板的四周布置光源组成的灯条，因此，无法获取更大数量的分区，不能实现较高的HDR对比度值，从而不能保证较好的显示效果。所以如图1所示，目前都是通过将直下式背光源划分为多个分区A，以实现显示装置较高的HDR对比度值。然而，如图2所示，由于直下式背光源通常需要25mm以上的混光距离B，导致直下式背光源的厚度较大，所以显示装置无法实现超薄(例如厚度在10mm以内)的效果。
因此，如何提供一种超薄且动态对比度较高的显示装置，是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种显示装置及其驱动方法，用以解决现有技术中存在的如何提供一种超薄且动态对比度较高的显示装置的问题。
因此，本发明实施例提供的一种显示装置，包括：侧入式背光源，设置在所述侧入式背光源出光侧的液晶显示面板，以及设置于所述液晶显示面板与所述侧入式背光源之间的控光部件；其中，
所述侧入式背光源包括：导光板，以及设置于所述导光板侧边的多个发光二极管；所述导光板分为多个第一区域，每个所述第一区域的亮度由至少一个所述发光二极管控制；每个所述第一区域的亮度由所述液晶显示面板相对区域的所需显示画面控制；
所述控光部件分为多个第二区域，至少一个所述第二区域被一个所述第一区域所覆盖；每个所述第二区域的光透过率由所述液晶显示面板相对区域的所需显示画面控制。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述导光板的出光面为矩形，各所述发光二极管分别设置于所述导光板的两个长侧边。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述导光板的出光面设置有控制光线垂直出射的导光结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述导光结构为沿着短侧边延伸的棱结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，一列所述第一区域与一列所述第二区域相对应，且一个所述第一区域覆盖一列所述第二区域中的多个第二区域。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述控光部件包括：相对而置的阵列基板和对向基板，以及设置于所述阵列基板与所述对向基板之间的用于控制光透过率的调光层；其中，所述阵列基板和所述对向基板无光阻膜层。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述调光层为液晶层或电致变色层。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述控光部件分为多个像素单元，每个所述第二区域包括至少一个所述像素单元。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，所述控光部件具有的像素单元与所述液晶显示面板具有的像素单元一一对应。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述显示装置中，还包括：分别与所述侧入式背光源、所述液晶显示面板和所述控光部件一一对应连接的控制电路，以及与各控制电路连接的处理器；
所述处理器，用于通过与所述液晶显示面板连接的控制电路获取所述液晶显示面板当前显示画面的对比度以及所需显示画面的对比度，分别确定所述侧入式背光源中各所述第一区域所需亮度和所述控光部件中各所述第二区域所需光透过率，通过与所述侧入式背光源的连接的控制电路调节各所述第一区域的亮度，并通过与所述控光部件连接的控制电路调节各所述第二区域的光透过率。
本发明实施例提供了一种上述显示装置的驱动方法，包括：
获取所述液晶显示面板当前显示画面的对比度以及所需显示画面的对比度；
根据所述液晶显示面板当前显示画面的对比度以及所需显示画面的对比度，分别确定所述侧入式背光源中各所述第一区域所需亮度和所述控光部件中各所述第二区域所需光透过率；
调节各所述第一区域的亮度，并调节各所述第二区域的光透过率。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的显示装置及其驱动方法，该显示装置包括：侧入式背光源，设置在侧入式背光源出光侧的液晶显示面板，以及设置于液晶显示面板与侧入式背光源之间的控光部件；其中，侧入式背光源包括：导光板，以及设置于导光板侧边的多个发光二极管；导光板分为多个第一区域，每个第一区域的亮度由至少一个发光二极管控制；每个第一区域的亮度由液晶显示面板相对区域的所需显示画面控制；控光部件分为多个第二区域，至少一个第二区域被一个第一区域所覆盖；每个第二区域的光透过率由液晶显示面板相对区域的所需显示画面控制。一方面，由于本发明实施例提供的显示装置中的背光源为厚度很小的侧入式背光源，因此，可以实现显示装置的薄型化；另一方面，根据所需显示画面，控制第一区域的亮度和被该第一区域所覆盖的各第二区域的光透过率，可以提高液晶显示面板相对区域的所需显示画面的动态对比度。因此，本发明实施例提供了一种超薄且动态对比度较高的显示装置。
附图说明
图1和图2分别为现有技术中直下式高动态对比度的显示模组的原理示意图；
图3a和图3b分别为本发明实施例提供的显示装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的侧入式背光源的分区原理示意图；
图5为本发明实施例提供的控光部件的分区原理示意图；
图6为本发明实施例提供的显示装置的显示原理示意图；
图7为本发明实施例提供的显示装置的控制电路原理示意图；
图8为本发明实施例提供的显示装置的驱动方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明实施例提供的显示装置及其驱动方法的具体实施方式进行详细的说明。
附图中各膜层的形状和大小不反映其在显示装置中的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明实施例提供的下述显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、智能手表、健身腕带、个人数字助理等任何具有显示功能的产品或部件，在此不做限定。
具体地，本发明实施例提供的一种显示装置，如图3a和图3b所示，包括：侧入式背光源301，设置在侧入式背光源301出光侧的液晶显示面板302，以及设置于液晶显示面板302与侧入式背光源301之间的控光部件303；其中，
侧入式背光源301包括：导光板3011，以及设置于导光板3011侧边的多个发光二极管3012；导光板3011分为多个第一区域401，每个第一区域401的亮度由至少一个发光二极管3012控制；每个第一区域401的亮度由液晶显示面板相对区域的所需显示画面控制；如图4所示；
控光部件303分为多个第二区域501，至少一个第二区域501被一个第一区域401所覆盖；每个第二区域501的光透过率由液晶显示面板302相对区域的所需显示画面控制，如图5所示。
在本发明实施例提供的上述显示装置中，侧入式背光源301的厚度约为5mm，液晶显示面板302的厚度约为1.4mm，控光部件303的厚度约为1.3mm，可见，如图3b所示，本发明实施例提供的显示装置的厚度C约为7.7mm，获得了超薄化的显示装置。
并且，根据所需显示画面，控制第一区域401的亮度和被该第一区域401所覆盖的各第二区域501的光透过率，可以提高液晶显示面板302相对区域的所需显示画面的动态对比度；即通过第一区域401和被该第一区域401所覆盖的各第二区域501相互配合，来提高液晶显示面板302相对区域的所需显示画面的动态对比度。
例如，当所需显示画面的动态对比度为20000:1时，则需要控制显示画面的暗态亮度≤0.05nit，即需要调节控光部件303的相应第二区域501的光学透过率为0％，也就是完全暗态。由于完全保证光线不透过为理想状态，因此，无法通过单独调节控光部件303的第二区域501的光透过率来实现显示画面的暗态亮度≤0.05nit。此时，可以通过调节覆盖该第二区域501的第一区域401的亮度为0，即关闭控制第一区域401的亮度的发光二极管3012，从而实现该第二区域501没有光出射，最终实现显示画面的暗态亮度≤0.05nit，进而满足了显示画面的动态对比度为20000:1的要求，实现了真正局部高动态对比度的要求。
较佳地，为了便于设置发光二极管3012，在本发明实施例提供的上述显示装置中，设置于导光板3011侧边的多个发光二极管3012可以构成多个灯条3013。例如，如图4所示，共有二十四个第一区域401，每个第一区域401的亮度由一个发光二极管3012控制；设置于导光板3011侧边的二十四个发光二极管3012构成四个灯条3013，即每六个发光二极管3012构成一个灯条3013。当然，在具体实施时，可以根据实际需要，设置多个发光二极管3012对应控制一个第一区域401的亮度，并根据发光二极管3012的总数合理设置灯条3013的数量，在此不做限定。
具体地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图4所示，发光二极管3012可以控制相应的第一区域401的亮度呈现亮态L1、灰态H1或暗态A1。并且，如图5所示，可以根据液晶显示面板302相对区域的所需显示画面，调节控光部件303中各第二区域501的光透过率，使第二区域501呈现亮态L2、灰态H2或暗态A2。
一般地，导光板3011为长方形结构，于是，在本发明实施例提供的上述显示装置中，多个发光二极管3012设置于导光板3011侧边，具体可以包括以下七种实现方式：
其一，各发光二极管3012全部设置于导光板3011的一个短侧边；
其二，各发光二极管3012全部设置于导光板3011的一个长侧边；
其三，各发光二极管3012分别设置于导光板3011的两个短侧边；
其四，各发光二极管3012分别设置于导光板3011的两个长侧边；
其五，各发光二极管3012分别设置于导光板3011的两个短侧边和一个长侧边；
其六，各发光二极管3012分别设置于导光板3011的两个长侧边和一个短侧边；
其七，各发光二极管3012分别设置于导光板3011四个侧边；
由于各发光二极管3012分别设置于导光板3011的两个长侧边、各发光二极管3012分别设置于导光板3011的两个长侧边和一个短侧边和各发光二极管3012分别设置于导光板3011四个侧边的具体实施方式，均有利于获取数量较多的第一区域401，因此，在实际应用时，可以在三者之中择一选择。
然而，考虑到将各发光二极管3012分别设置于导光板3011的两个长侧边和一个短侧边，或者将各发光二极管3012分别设置于导光板3011四个侧边时，所需的制作工艺复杂，成本较高，因此，较佳地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图3a和图4所示，导光板3011的出光面为矩形，各发光二极管3012分别设置于导光板3011的两个长侧边。这样设置，不仅可以简化制作工艺，降低生产成本，而且可以获取数量较多的第一区域401，有利于实现高动态对比度。
具体地，导光板3011将发光二极管3012发出的光转化成具有面光源形式的光学分布的光后，使其经第二区域501入射至液晶显示面板302，以实现画面显示。为了使发光二极管3012发出的尽可能多的光垂直入射至液晶显示面板302，以提高液晶显示面板302显示画面的对比度，在本发明实施例提供的上述显示装置中，导光板3011的出光面设置有控制光线垂直出射的导光结构。
较佳地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，导光结构为沿着短侧边延伸的棱结构，从而可以使发光二极管3012发出的光经导光板3011的导光结构引导后，形成分布均匀且垂直入射至液晶显示面板302的光。当然，导光结构还可以为其他的导光部件，例如棱镜，在此不做限定。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示装置中，一列第一区域401与一列第二区域501相对应，且一个第一区域401覆盖一列第二区域501中的多个第二区域501。例如如图6所示，一列第一区域401与一列第二区域501相对应，且一个第一区域401覆盖一列第二区域501中的三个第二区域501。再如，当各第一区域401具有三十二列，并且，在各发光二极管3012设置于导光板3011的两个长侧边时，各第一区域401即排列成两行，如此则合计有六十四个第一分区401；各第二区域501排列成三十二列，十六行的矩阵时，合计有五百一十二个第二区域501；则一个第一区域401覆盖一列第二区域501中的八个第二区域501。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示装置中，控光部件303包括：相对而置的阵列基板和对向基板，以及设置于阵列基板与对向基板之间的用于控制光透过率的调光层；其中，阵列基板和对向基板无光阻膜层。由于调光部件303的阵列基板和对向基板均无光阻膜层，因此，导光板3011出射的光经过控光部件303时，不会受到光阻膜层的滤光作用，从而使得控光部件303对光的透过率比普通的显示面板对光的透过率高很多，甚至可以使光透过率达到100％。
一般地，为了保证光线可以透过控光部件303，阵列基板和对向基板的材料可以为玻璃、聚甲基丙烯酸甲酯等透明材料，在此不做限定。
具体地，在本发明实施例提供的上述显示装置中，调光层可以为液晶层或电致变色层。并且，在调光层为液晶层时，通过驱动液晶旋转，可以实现进一步控制光的透光率，驱动液晶偏转不同的程度，可以使光的透过率在0％-100％之间变化，从而使第二区域501呈现不同的暗态、灰态或亮态。
由上述描述，可以看出，在本发明实施例提供的上述显示装置中，控光部件303为不具有光阻膜层的液晶面板或电致变色面板。与常规液晶显示面板或电致变色显示面板唯一不同的是，控光部件303不具有光阻膜层。因此，在控光部件303为不具有光阻膜层的液晶面板时，为避免开发新的掩膜板，可以采用制作本发明实施例提供的显示装置中的液晶显示面板302的除光阻膜层之外的各膜层的掩膜板，制作控光部件303，以降低生产成本。
如此以来，在本发明实施例提供的上述显示装置中，控光部件303可以分为多个像素单元，每个第二区域501包括至少一个像素单元；且控光部件303具有的像素单元与液晶显示面板302具有的像素单元一一对应。
在具体实施时，在本发明实施例提供的上述显示装置中，如图7所示，还包括：分别与侧入式背光源301、液晶显示面板302和控光部件303一一对应连接的控制电路，以及与各控制电路连接的处理器701；
处理器701，用于通过与液晶显示面板302连接的控制电路702获取液晶显示面板302当前显示画面的对比度以及所需显示画面的对比度，分别确定侧入式背光源301中各第一区域401所需亮度和控光部件303中各第二区域501所需光透过率，通过与侧入式背光源301连接的控制电路703调节各第一区域401的亮度，并通过与控光部件303连接的控制电路704调节各第二区域501的光透过率。
此外，在本发明实施例提供的上述显示装置中，液晶显示面板302可以为扭转向列(Twisted Nematic,TN)型液晶显示面板、高级超维场开关(Adwanced Dimension Switch,ADS)型液晶显示面板、高开口率-高级超维场开关(High-Adwanced Dimension Switch,HADS)型液晶显示面板或平面内开关(In-Plane Switch,IPS)型液晶显示面板，在此不做限定。并且，液晶显示面板302可以是任何尺寸，以适应不同尺寸的显示装置，例如，较大尺寸的电视，较小尺寸的智能手表，在此不做限定。
基于同一发明构思，本发明实施例提供了上述显示装置的驱动方法，由于该驱动方法解决问题的原理与上述显示装置解决问题的原理相似，因此，本发明实施例提供的该驱动方法的实施可以参见本发明实施例提供的上述显示装置的实施，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供了一种上述显示装置的驱动方法，如图8所示，具体可以包括以下步骤：
S801、获取液晶显示面板当前显示画面的对比度以及所需显示画面的对比度；
S802、根据液晶显示面板当前显示画面的对比度以及所需显示画面的对比度，分别确定侧入式背光源中各第一区域所需亮度和控光部件中各第二区域所需光透过率；
S803、调节各第一区域的亮度，并调节各第二区域的光透过率。
本发明实施例提供的上述显示装置及其驱动方法，该显示装置包括：侧入式背光源，设置在侧入式背光源出光侧的液晶显示面板，以及设置于液晶显示面板与侧入式背光源之间的控光部件；其中，侧入式背光源包括：导光板，以及设置于导光板侧边的多个发光二极管；导光板分为多个第一区域，每个第一区域的亮度由至少一个发光二极管控制；每个第一区域的亮度由液晶显示面板相对区域的所需显示画面控制；控光部件分为多个第二区域，至少一个第二区域被一个第一区域所覆盖；每个第二区域的光透过率由液晶显示面板相对区域的所需显示画面控制。一方面，由于本发明实施例提供的显示装置中的背光源为厚度很小的侧入式背光源，因此，可以实现显示装置的薄型化；另一方面，根据所需显示画面，控制第一区域的亮度和被该第一区域所覆盖的各第二区域的光透过率，可以提高液晶显示面板相对区域的所需显示画面的动态对比度；即通过第一区域和被该第一区域所覆盖的各第二区域相互配合，来提高液晶显示面板相对区域的所需显示画面的动态对比度。因此，本发明实施例提供了一种超薄且动态对比度较高的显示装置。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：侧入式背光源，设置在所述侧入式背光源出光侧的液晶显示面板，以及设置于所述液晶显示面板与所述侧入式背光源之间的控光部件；其中，
所述侧入式背光源包括：导光板，以及设置于所述导光板侧边的多个发光二极管；所述导光板分为多个第一区域，每个所述第一区域的亮度由至少一个所述发光二极管控制；每个所述第一区域的亮度由所述液晶显示面板相对区域的所需显示画面控制；
所述控光部件分为多个第二区域，至少一个所述第二区域被一个所述第一区域所覆盖；每个所述第二区域的光透过率由所述液晶显示面板相对区域的所需显示画面控制。
2.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述导光板的出光面为矩形，各所述发光二极管分别设置于所述导光板的两个长侧边。
3.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述导光板的出光面设置有控制光线垂直出射的导光结构。
4.如权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述导光结构为沿着短侧边延伸的棱结构。
5.如权利要求2所述的显示装置，其特征在于，一列所述第一区域与一列所述第二区域相对应，且一个所述第一区域覆盖一列所述第二区域中的多个第二区域。
6.如权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述控光部件包括：相对而置的阵列基板和对向基板，以及设置于所述阵列基板与所述对向基板之间的用于控制光透过率的调光层；其中，所述阵列基板和所述对向基板无光阻膜层。
7.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述调光层为液晶层或电致变色层。
8.如权利要求6所述的显示装置，其特征在于，所述控光部件分为多个像素单元，每个所述第二区域包括至少一个所述像素单元。
9.如权利要求8所述的显示装置，其特征在于，所述控光部件具有的像素单元与所述液晶显示面板具有的像素单元一一对应。
10.如权利要求1-9任一项所述的显示装置，其特征在于，还包括：分别与所述侧入式背光源、所述液晶显示面板和所述控光部件一一对应连接的控制电路，以及与各控制电路连接的处理器；
所述处理器，用于通过与所述液晶显示面板连接的控制电路获取所述液晶显示面板当前显示画面的对比度以及所需显示画面的对比度，分别确定所述侧入式背光源中各所述第一区域所需亮度和所述控光部件中各所述第二区域所需光透过率，通过与所述侧入式背光源的连接的控制电路调节各所述第一区域的亮度，并通过与所述控光部件连接的控制电路调节各所述第二区域的光透过率。
11.一种如权利要求1-10任一项所述的显示装置的驱动方法，其特征在于，包括：
获取所述液晶显示面板当前显示画面的对比度以及所需显示画面的对比度；
根据所述液晶显示面板当前显示画面的对比度以及所需显示画面的对比度，分别确定所述侧入式背光源中各所述第一区域所需亮度和所述控光部件中各所述第二区域所需光透过率；
调节各所述第一区域的亮度，并调节各所述第二区域的光透过率。
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