CN110007520B - 背光源、背光模组、显示装置及其显示方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种背光源、背光模组、显示装置及其显示方法，属于显示技术领域。其中，背光源，包括：相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板对盒在一起；位于所述第一基板和所述第二基板之间的低压气体；位于所述第一基板和所述第二基板之间的第一电极和第二电极，在所述第一电极和所述第二电极之间电场的作用下，所述低压气体能够放电并产生辉光。通过本发明的技术方案，能够提高显示装置的对比度。

Description

背光源、背光模组、显示装置及其显示方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是指一种背光源、背光模组、显示装置及其显示方法。
背景技术
随着LCD(液晶显示器)显示技术的发展，人们对于画质的要求越来越高，希望图像可以在高动态条件下呈现更多的细节。动态范围越大，图像上同时记录的亮部细节和暗部细节就越丰富，越能反应出真实的世界。因此需要LCD屏幕能够呈现出较大的对比度，黑画面更黑，白画面更亮。然而，传统的LCD屏幕采用被动式发光方式，当点亮屏幕时整面背光源发光，在暗态区域无法局部关闭背光源，仅靠液晶的偏转来实现黑态，势必存在部分光线的透过，因此无法实现高对比度。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种背光源、背光模组、显示装置及其显示方法，能够提高显示装置的对比度。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种背光源，包括：
相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板对盒在一起；
位于所述第一基板和所述第二基板之间的低压气体；
位于所述第一基板和所述第二基板之间的第一电极和第二电极，在所述第一电极和所述第二电极之间电场的作用下，所述低压气体能够放电并产生辉光。
可选地，所述第一电极位于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧；
所述第二电极位于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧。
可选地，还包括：
位于所述第一基板背向所述第二基板的一侧的反光层。
可选地，还包括：
通过信号线与所述第一电极电连接的第一柔性电路板；
通过信号线与所述第二电极电连接的第二柔性电路板；
与所述第一柔性电路板和所述第二柔性电路板分别电连接的背光源驱动电路，所述背光源驱动电路设置在以下部件中的一个部件上：所述第一基板，所述第二基板，所述第一柔性电路板，所述第二柔性电路板。
可选地，所述低压气体采用以下至少一种：H2、He、N2、Ar、Hg。
本发明实施例还提供了一种背光模组，包括如上所述的背光源，还包括：
位于所述背光源出光侧的扩散膜和棱镜膜。
可选地，在所述背光源发出的辉光为蓝光时，所述背光模组还包括位于所述背光源出光侧的量子点膜。
可选地，所述背光模组还包括位于所述背光源出光侧的荧光膜。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的背光源。
可选地，所述显示装置的显示驱动电路复用为所述背光源的背光源驱动电路。
本发明实施例还提供了一种显示装置的显示方法，应用于如上所述的显示装置，包括：
获取所述显示装置待显示画面的显示数据；
根据所述显示数据确定所述待显示画面中灰阶大于0的亮态显示区域和所述待显示画面中灰阶等于0的黑态显示区域，确定所述背光源中与所述亮态显示区域对应的待发光区域和与所述黑态显示区域对应的不发光区域；
向所述待发光区域的第一电极和第二电极施加电信号，以控制所述待发光区域的低压气体发出辉光；不向所述不发光区域的第一电极和第二电极施加电信号，以控制所述待发光区域的低压气体不发出辉光。
可选地，所述向所述待发光区域的第一电极和第二电极施加电信号包括：
控制所述第一电极和所述第二电极之间的电场强度，使所述电场强度与所述显示区域的灰阶成正比。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，背光源包括位于第一基板和第二基板之间的低压气体，在向背光源的第一电极和第二电极施加电信号后，在第一电极和第二电极之间电场的作用下，低压气体能够放电并产生辉光，通过控制施加在第一电极和第二电极上的电信号，可以控制背光源的不同区域发光或者不发光。这样在液晶显示面板进行显示时，可以控制背光源与亮态显示区域对应的区域发光，控制背光源与黑态显示区域对应的区域不发光，从而能够提高显示装置的对比度，进而能够实现高动态范围图像显示功能。
附图说明
图1为本发明实施例背光源的截面示意图；
图2为本发明实施例背光源的平面示意图；
图3为本发明一实施例显示装置的结构示意图；
图4为本发明另一实施例显示装置的结构示意图；
图5为本发明另一实施例背光源的结构示意图；
图6和图7为本发明实施例背光源中背光源驱动电路的位置示意图。
附图标记
1 第一基板
2 第二基板
3 第二柔性电路板
4 第一柔性电路板
5 反光层
6 第一电极
7 第二电极
8 封框胶
9 扩散膜
10 下棱镜膜
11 上棱镜膜
12 液晶显示面板
13 量子点膜
14 荧光膜
15 背光源驱动电路
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明的实施例针对现有技术中液晶显示装置无法实现高对比度的问题，提供一种背光源、背光模组、显示装置及其显示方法，能够提高显示装置的对比度。
本发明的实施例提供一种背光源，如图1和图2所示，包括：
相对设置的第一基板1和第二基板2，所述第一基板1和所述第二基板2对盒在一起，具体地，第一基板1和第二基板2可以通过封框胶8粘结在一起；
位于所述第一基板1和所述第二基板2之间的低压气体；
位于所述第一基板1和所述第二基板2之间的第一电极6和第二电极7，在所述第一电极6和所述第二电极7之间电场的作用下，所述低压气体能够放电并产生辉光。
本实施例中，背光源包括位于第一基板和第二基板之间的低压气体，在向背光源的第一电极和第二电极施加电信号后，在第一电极和第二电极之间电场的作用下，低压气体能够放电并产生辉光，通过控制施加在第一电极和第二电极上的电信号，可以控制背光源的不同区域发光或者不发光。这样在液晶显示面板进行显示时，可以控制背光源与亮态显示区域对应的区域发光，控制背光源与黑态显示区域对应的区域不发光，从而能够提高显示装置的对比度，进而能够实现高动态范围图像显示功能。
辉光放电是种低气压放电(Low pressure discharge)现象,在第一基板1和第二基板2之间形成一封闭的空间，并在该封闭的空间内填充低压的辉光发光用气体，在向第一电极和第二电极施加电信号后，其中的负极发出电子，激活周围的辉光发光用气体，使其处于激活状态，产生高能态的电子运动，电子将中性原子或分子激发,而被激发的粒子由激发态降回基态时会以光的形式释放出能量，发出相应颜色的光。由于仅控制局部的电极打开，因此只会在对应区域形成光源，其它区域无辉光发出，因此能增加对比度，能够实现高动态范围图像显示功能。
本实施例中，第一基板1和第二基板2之间填充的低压气体采用以下至少一种：H2、He、N2、Ar、Hg，第一基板1和第二基板2之间填充的低压气体可以采用单一气体，也可以采用多种气体的混合物，可以根据所需的辉光颜色选择第一基板1和第二基板2之间填充的低压气体，第一基板1和第二基板2之间填充的低压气体的工作压力一般都小于10mbar。
其中，第一电极6和第二电极7可以位于同一基板上，也可以位于不同基板上，一具体实施例中，如图1所示，所述第一电极6位于所述第一基板1靠近所述第二基板2的一侧；所述第二电极7位于所述第二基板2靠近所述第一基板1的一侧。
第一电极6和第二电极7可以采用ITO、Cu、Al，Ag等材料。为了增加背光源出射光线的利用率，提升背光源的亮度，第一电极6和第二电极7优选采用ITO等透明导电材料。
优选地，为了进一步提高背光源出射光线的利用率，如图1所示，背光源还包括：
位于所述第一基板1背向所述第二基板2的一侧的反光层5，反光层5能够将背光源发出的光线仅从一侧出射，增加背光源出射光线的亮度。反光层5可以采用高反射率的金属，比如银。反光层5可以直接镀在第一基板1背向所述第二基板2的一侧表面上。
进一步地，如图1、图6-图7所示，背光源还包括：
通过信号线与所述第一电极6电连接的第一柔性电路板4；
通过信号线与所述第二电极7电连接的第二柔性电路板3；
与所述第一柔性电路板4和所述第二柔性电路板3分别电连接的背光源驱动电路15，背光源驱动电路15通过第一柔性电路板4为第一电极6提供电信号，背光源驱动电路15通过第二柔性电路板3为第二电极7提供电信号。
如图6所示，背光源驱动电路15可以设置在第一基板1上；或者如图7所示，背光源驱动电路15还可以设置在第一柔性电路板4，；或者，背光源驱动电路15还可以设置在第二柔性电路板3上；或者，背光源驱动电路15还可以设置在第二基板2上。
本发明实施例还提供了一种背光源的制作方法，可以利用现有制作液晶显示面板的设备来制作背光源，背光源的制作方法包括：提供一第一基板1，在第一基板1上形成第一电极6和与第一电极6连接的信号线；提供一第二基板2，在第二基板2上形成第二电极7和与第二电极7连接的信号线；将第一基板1与第二基板2进行对盒，在第一基板1和第二基板2之间充入低压气体，通过封框胶8将第一基板1与第二基板2封装起来；分别绑定第一柔性电路板4和第二柔性电路板3，第一柔性电路板4通过信号线与第一电极6连接，第二柔性电路板3通过信号线与第二电极7连接。
本发明实施例还提供了一种背光模组，包括如上所述的背光源，还包括：
位于所述背光源出光侧的扩散膜和棱镜膜。
本实施例中，背光源包括位于第一基板和第二基板之间的低压气体，在向背光源的第一电极和第二电极施加电信号后，在第一电极和第二电极之间电场的作用下，低压气体能够放电并产生辉光，通过控制施加在第一电极和第二电极上的电信号，可以控制背光源的不同区域发光或者不发光。这样在液晶显示面板进行显示时，可以控制背光源与亮态显示区域对应的区域发光，控制背光源与低亮态显示区域对应的区域不发光，从而能够提高显示装置的对比度，进而能够实现高动态范围图像显示功能。
辉光放电是种低气压放电(Low pressure discharge)现象,在第一基板和第二基板之间形成一封闭的空间，并在该封闭的空间内填充低压的辉光发光用气体，在向第一电极和第二电极施加电信号后，其中的负极发出电子，激活周围的辉光发光用气体，使其处于激活状态，产生高能态的电子运动，电子将中性原子或分子激发,而被激发的粒子由激发态降回基态时会以光的形式释放出能量，发出相应颜色的光。由于仅控制局部的电极打开，因此只会在对应区域形成光源，其它区域无辉光发出，因此能增加对比度，能够实现高动态范围图像显示功能。
本实施例中，第一基板和第二基板之间填充的低压气体采用以下至少一种：H2、He、N2、Ar、Hg，第一基板1和第二基板2之间填充的低压气体可以采用单一气体，也可以采用多种气体的混合物，可以根据所需辉光颜色的不同选择第一基板和第二基板之间填充的低压气体，第一基板和第二基板之间填充的低压气体的工作压力一般都小于10mbar。
为了提高背光源出射光线的均匀性和亮度，本实施例的背光模组中，在背光源的出光侧可以设置扩散膜和棱镜膜。
一具体实施例中，如图3所示，在背光源的出光侧设置有扩散膜9、下棱镜膜10和上棱镜膜11，通过扩散膜9、下棱镜膜10和上棱镜膜11能够为液晶显示面板12提供均匀性好、亮度高的光线。相比采用单棱镜膜，采用双棱镜膜能够使得背光源出射光线的均匀性更好，亮度更高。
另一具体实施例中，在所述背光源发出的辉光为蓝光时，如图4所示，所述背光模组还包括位于所述背光源出光侧的量子点膜13，量子点膜13能够将蓝光转换为其他颜色的光，比如白光、红光、绿光等，通过选择量子点膜13中量子点的尺寸和/或组分，可以调整经量子点膜13出射的光线的颜色。量子点膜13不但能够调整背光模组出射光线的颜色，还能够提升背光模组出射光线的色域。
进一步地，当背光源发出的颜色不是所需的颜色时，如图5所示，还可以在背光源的出光侧设置荧光膜14，即背光模组还包括位于背光源出光侧的荧光膜14，荧光膜14可以将背光源发出的颜色转换为其他颜色，通过调整荧光膜14的组分，可以调整经荧光膜14出射的光线的颜色。为了不增加背光模组的整体厚度，可以直接将荧光膜14镀在第二基板2背向第一基板1的一侧，这样在转变辉光颜色的同时，不会使背光模组的整体厚度增加太多。
本发明实施例还提供了一种背光模组的制作方法，可以利用现有制作液晶显示面板的设备来制作背光模组，背光模组的制作方法包括：提供一第一基板1，在第一基板1上形成第一电极6和与第一电极6连接的信号线；提供一第二基板2，在第二基板2上形成第二电极7和与第二电极7连接的信号线；将第一基板1与第二基板2进行对盒，在第一基板1和第二基板2之间充入低压气体，通过封框胶8将第一基板1与第二基板2封装起来；分别绑定第一柔性电路板4和第二柔性电路板3，第一柔性电路板4通过信号线与第一电极6连接，第二柔性电路板3通过信号线与第二电极7连接；之后在背光源的出光侧形成扩散膜、棱镜膜、量子点膜以及荧光膜等，即可得到本发明的背光模组。
本发明实施例还提供了一种显示装置，包括如上所述的背光源。该显示装置包括但不限于：射频单元、网络模块、音频输出单元、输入单元、传感器、显示单元、用户输入单元、接口单元、存储器、处理器、以及电源等部件。本领域技术人员可以理解，上述显示装置的结构并不构成对显示装置的限定，显示装置可以包括上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。在本发明实施例中，显示装置包括但不限于显示器、手机、平板电脑、电视机、可穿戴电子设备、导航显示设备等。
所述显示装置可以为：液晶电视、液晶显示器、数码相框、手机、平板电脑等任何具有显示功能的产品或部件，其中，所述显示装置还包括柔性电路板、印刷电路板和背板。
所述显示装置包括驱动液晶显示面板进行显示的显示驱动电路，为了简化显示装置的结构，可以将驱动液晶显示面板进行显示的显示驱动电路复用为所述背光源的背光源驱动电路，当然，背光源驱动电路也可以采用与显示驱动电路不同的驱动电路，即采用独立的驱动电路驱动背光源发光。在驱动液晶显示面板进行显示的显示驱动电路复用为所述背光源的背光源驱动电路时，显示驱动电路可以分别驱动背光源发光和驱动液晶显示面板进行显示。
本发明实施例还提供了一种显示装置的显示方法，应用于如上所述的显示装置，包括：
获取所述显示装置待显示画面的显示数据；
根据所述显示数据确定所述待显示画面中灰阶大于0的亮态显示区域和所述待显示画面中灰阶等于0的黑态显示区域，确定所述背光源中与所述亮态显示区域对应的待发光区域和与所述黑态显示区域对应的不发光区域；
向所述待发光区域的第一电极和第二电极施加电信号，以控制所述待发光区域的低压气体发出辉光；不向所述不发光区域的第一电极和第二电极施加电信号，以控制所述待发光区域的低压气体不发出辉光。
本实施例中，背光源包括位于第一基板和第二基板之间的低压气体，在向背光源的第一电极和第二电极施加电信号后，在第一电极和第二电极之间电场的作用下，低压气体能够放电并产生辉光，通过控制施加在第一电极和第二电极上的电信号，可以控制背光源的不同区域发光或者不发光。这样在液晶显示面板进行显示时，可以控制背光源与亮态显示区域对应的区域发光，控制背光源与低亮态显示区域对应的区域不发光，从而能够提高显示装置的对比度，进而能够实现高动态范围图像显示功能。
具体地，可以将显示画面划分为若干个显示区域，显示区域的大小可以与背光源的电极大小匹配，每个显示区域包括至少一个像素，根据显示装置待显示画面的显示数据确定每一显示区域的灰阶，其中，显示区域的灰阶可以是显示区域内所有像素的灰阶平均值或者利用显示区域内所有像素的灰阶计算出的值，只要显示区域的灰阶能够表征显示区域的亮度即可，如果显示区域的灰阶大于0，可以判断显示区域为亮态显示区域，驱动背光源中与所述亮态显示区域对应的区域进行发光，向与该亮态显示区域对应的第一电极和第二电极输入电信号，其中，该亮态显示区域在背光源上的正投影覆盖对应的第一电极和第二电极；如果显示区域的灰阶为0，可以判断显示区域为黑态显示区域，控制背光源与黑态显示区域对应的区域不发光，不向与该黑态显示区域对应的第一电极和第二电极输入电信号，其中，该黑态显示区域在背光源上的正投影覆盖对应的第一电极和第二电极。通过本实施例的技术方案，能够实现背光源的分区点亮控制，只会在背光源的局部区域形成光源，其他区域无辉光发出，因此能增加显示画面的对比度，提升画面效果。
进一步地，所述向所述待发光区域的第一电极和第二电极施加电信号包括：
控制所述第一电极和所述第二电极之间的电场强度，使所述电场强度与所述显示区域的灰阶成正比。
比如显示区域包括第一显示区域和第二显示区域，经过计算可以得到第一显示区域的灰阶为200，第二显示区域的灰阶为150，则向第一显示区域对应的第一电极和第二电极输入的电信号的强度大于向第二显示区域对应的第一电极和第二电极输入的电信号的强度，使得第一显示区域对应的第一电极和第二电极之间的电场强度大于第二显示区域对应的第一电极和第二电极之间的电场强度，使得背光源对应第一显示区域的区域的亮度大于对应第二显示区域的区域的亮度，这样能够进一步提高显示画面的对比度，同时由于可以根据显示区域的灰阶动态调整电信号的强度，还可以节省背光源的功耗。
需要说明，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于实施例而言，由于其基本相似于产品实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见产品实施例的部分说明即可。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
可以理解，当诸如层、膜、区域或基板之类的元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。
在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种背光源，其特征在于，包括：
相对设置的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板对盒在一起；
位于所述第一基板和所述第二基板之间的低压气体；
位于所述第一基板和所述第二基板之间的第一电极和第二电极，所述第一电极和所述第二电极一一对应，在所述第一电极和所述第二电极之间电场的作用下，所述低压气体能够放电并产生辉光，在所述第一电极和所述第二电极之间不施加电场作用时，所述低压气体将不会产生辉光，通过控制施加在第一电极和第二电极上的电信号，可以控制背光源的不同区域发光或者不发光。
2.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，
所述第一电极位于所述第一基板靠近所述第二基板的一侧；
所述第二电极位于所述第二基板靠近所述第一基板的一侧。
3.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，还包括：
位于所述第一基板背向所述第二基板的一侧的反光层。
4.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，还包括：
通过信号线与所述第一电极电连接的第一柔性电路板；
通过信号线与所述第二电极电连接的第二柔性电路板；
与所述第一柔性电路板和所述第二柔性电路板分别电连接的背光源驱动电路，所述背光源驱动电路设置在以下部件中的一个部件上：所述第一基板，所述第二基板，所述第一柔性电路板，所述第二柔性电路板。
5.根据权利要求1所述的背光源，其特征在于，所述低压气体采用以下至少一种：H2、He、N2、Ar、Hg。
6.一种背光模组，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的背光源，还包括：
位于所述背光源出光侧的扩散膜和棱镜膜。
7.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于，在所述背光源发出的辉光为蓝光时，所述背光模组还包括位于所述背光源出光侧的量子点膜。
8.根据权利要求6所述的背光模组，其特征在于，所述背光模组还包括位于所述背光源出光侧的荧光膜。
9.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的背光源。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置的显示驱动电路复用为所述背光源的背光源驱动电路。
11.一种显示装置的显示方法，其特征在于，应用于如权利要求9或10所述的显示装置，包括：
获取所述显示装置待显示画面的显示数据；
根据所述显示数据确定所述待显示画面中灰阶大于0的亮态显示区域和所述待显示画面中灰阶等于0的黑态显示区域，确定所述背光源中与所述亮态显示区域对应的待发光区域和与所述黑态显示区域对应的不发光区域；
向所述待发光区域的第一电极和第二电极施加电信号，以控制所述待发光区域的低压气体发出辉光；不向所述不发光区域的第一电极和第二电极施加电信号，以控制所述待发光区域的低压气体不发出辉光。
12.根据权利要求11所述的显示装置的显示方法，其特征在于，所述向所述待发光区域的第一电极和第二电极施加电信号包括：
控制所述第一电极和所述第二电极之间的电场强度，使所述电场强度与所述显示区域的灰阶成正比。
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