CN112767887A - 背光控制方法、背光控制系统及存储介质 - Google Patents

背光控制方法、背光控制系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种背光控制方法、背光控制系统及存储介质，本发明背光控制方法能够在相同背光刷新率和背光灰阶前提下通过减小固定比特灰阶的等分子场的数量，进而增加每一等分子场的时间，进而栅极线开启的时间也可以相应增加，可解决负载延迟(RC loading)导致的每一等分子场充电时间不足问题；并且通过设置多种数据电压信号可以实现较高背光灰阶深度驱动。

Description

背光控制方法、背光控制系统及存储介质
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种背光控制方法、背光控制系统及存储介质。
背景技术
随着信息化社会的蓬勃发展，对信息显示的需求越来越迫切、广泛，要求也越来越严苛。面板产业显示技术自20世纪90年代开始迅速发展并逐步走向成熟。由于平板显示其具有清晰度高、图像色彩好、省电、轻薄、便于携带等优点，已被广泛应用于上述信息显示产品中，因此具有广阔的市场前景。面板产业驱动技术的日益成熟，机遇与挑战也随之而来。由于液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)背光的局限性，如功耗大、对比度低等缺点，于是迫使背光朝着局部可控制(Local dimming)的方向发展。
现有的次毫米发光二极管(mini Light Emitting Diode，简称miniLED)背光采用静态驱动或被动矩阵式(Passive Matrix，简称PM)驱动方案实现的背光Local Dimming。由于每一区需要单独使用一根数据线(data line)控制，因此分区数量普遍低于2000分区且所需驱动IC过多，产品成本高。因此，唯有找到降低成本的技术方案，才有机会在市场上见到实际的量产品。基于主动矩阵式(Active Matrix，简称AM)的Mini LED背光模块驱动方法成为一种有效减少LED驱动芯片数量以实现降本的方案。
采用有源驱动控制方式意味着背光LED灯的充电时间会随刷新率/背光灰阶深度栅极数的增加而减小，由于背光面板的数据线存在一定的延迟时间(RC loading)，面板充电时需要一定的上升和下降时间，因此RC loading的存在会限制背光灰阶深度的提升。然而随着市场对背光灰阶深度的要求越来越高，现有的主动式背光控制技术很难满足高阶背光对灰阶深度的需求。
发明内容
本发明提供一种背光控制方法，通过在相同背光刷新率和背光灰阶前提下增加每一等分子场的时间，可解决负载延迟(RC loading)导致的每一等分子场充电时间不足问题。
为了达到上述目的，本发明提供一种背光控制方法，应用于显示面板，其中所述显示面板包括背光灯板，所述方法包括：将所述显示面板所显示的每一帧画面等分成多个子场，所述子场的数量小于所述显示面板固有比特的子场数量；获取所述显示面板所需显示的灰阶值；根据所述灰阶值设置所述多个子场的数据线电压信号；以及根据所述数据线电压信号控制所述背光灯板上的LED灯点亮所述多个子场；其中，所述数据线电压信号包括至少三种电压信号，所述至少三种电压信号分别用以驱动所述LED灯显示至少三种等份灰阶，所述多个子场对应的等份灰阶之和等于所述灰阶值。
进一步地，所述数据线电压信号包括：第一电压信号、第二电压信号以及第三电压信号；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示0等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示1等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示2等份灰阶。
进一步地，每一所述LED灯根据所述显示面板的栅极线和数据线的扫描顺序循环亮灯；在每一所述子场中，所述栅极线开启一次或多次。
进一步地，在所述根据所述数据线电压信号控制所述背光灯板上的LED灯点亮所述多个子场的步骤中，所述LED灯点亮方式为每一LED灯逐一循环点亮K个子场，K的数值与所述获取的灰阶值相同。
进一步地，在同一帧画面中，每一所述子场的发光时间相同。
本发明另一目的还提供一种背光控制系统，应用于显示面板，其中所述显示面板包括一背光灯板，其特征在于，所述背光控制系统包括：等分单元，将所述显示面板所显示的每一帧画面等分成多个子场；获取单元，获取所述显示面板所需显示的灰阶值；设置单元，根据所述灰阶值设置所述多个子场的数据线电压信号；控制单元，根据所述数据线电压信号控制所述背光灯板上的LED灯点亮所述多个子场；其中，所述数据线电压信号包括至少三种电压信号，所述至少三种电压信号分别用以驱动所述LED灯显示至少三种等份灰阶，所述多个子场对应的等份灰阶之和等于所述设定的灰阶值。
进一步地，所述数据线电压信号包括：第一电压信号、第二电压信号以及第三电压信号；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示0等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示1等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示2等份灰阶。
进一步地，每一所述LED灯根据所述显示面板的栅极线和数据线的扫描顺序循环亮灯，在每一所述子场中，所述栅极线开启一次或多次。
进一步地，在同一帧画面中，每一所述子场的发光时间相同。
本发明还提供一种存储介质，所述存储介质中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载以执行如前文所述的背光控制方法。
本发明的有益效果：本发明提出一种背光控制方法、背光控制系统及存储介质，在相同背光刷新率和背光灰阶前提下通过减小固定比特灰阶的等分子场的数量，进而增加每一等分子场的时间，进而栅极线开启的时间也可以相应增加，可解决负载延迟(RCloading)导致的每一等分子场充电时间不足问题；并且通过设置多种数据电压信号可以实现较高背光灰阶深度驱动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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1为本申请实施例提供的非等子场背光控制的栅极波形示意图。
图2为本申请实施例提供的等子场背光控制的栅极波形示意图。
图3为本发明实施例提供的背光控制方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的9灰阶的波形示意图；
图5为本发明实施例提供的38灰阶的波形示意图；
图6为本发明实施例提供的背光控制系统的功能模块图。
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，本领域技术人员在没有作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。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本申请实施例提供一种非等子场背光控制方法，其栅极波形如图1所示。
以240Hz，7bit灰阶背光为例，每一帧(frame)的时间是4.16ms，将其划分为27-1等分，每一等份为32.8us。若LED灯要显示B＝(0001101)B灰阶，其中，B[0]＝1表示最低比特位，B[6]＝0表示最高比特位。1表示数据线输出高电位(对应1等份灰阶)，0表示数据线输出低电位(对应0等份灰阶)，且只有两个档位。LED灯在第1子场SF1、第3子场SF3和第4子场SF4为亮，在此3个子场的栅极线打开时，数据线输出高电位，其余4个子场的背光为暗，栅极线打开时，数据线输出低电位。
本申请实施例1通过非等子场的背光控制，有效减少LED驱动芯片数量以降低成本。但是经研究发现，可能会存在TFT漏电严重的情况，并导致Mini LED灯的电流下降，从而产生背光亮暗不均现象。
如图2所示，本申请实施例还提供一种等子场背光控制方法，以解决背光亮暗不均的现象，其栅极波形如图2所示。
以240Hz，7bit灰阶背光为例，每一帧的时间是4.16ms，将其划分为27-1等分，每一等份为32.8us。若LED灯要显示B＝(0001101)B灰阶，其中B[0]＝1表示最低比特位，B[6]＝0表示最高比特位。每一子场(Subframe,SF)对应的比特位显示次数以2n递增，其中第0比特位显示20次，第1比特位显示21次……第6比特位显示26次。第1子场SF1对应第0比特位；第2子场SF2对应第1比特位……第7子场SF7对应第6比特位。
SF2对应LED灯显示灰阶的第1比特位，每一条栅极线(gate)开启两次，背光灯板实现了两次扫描充电。同理，SF3对应LED灯显示灰阶的第2比特位，背光灯板扫描充电22次，……，SF7对应LED灯显示灰阶的第6比特位，背光灯板扫描充电26次。通过每一个SF的亮度累积效应，由此完成一帧的背光亮度显示。
由于显示面板中的TFT存在漏电情况，耦合电容保持电位时长有限，等子场控制通过增加TFT的开启次数，受TFT漏电影响明显减弱，更加精确地控制背光的灰阶亮度，可改善背光灯板亮暗不均现象。
传统等子场的矩阵式背光控制方法驱动240Hz，6bit灰阶背光的每一等子场时间为66.14us，因此栅极信号打开时间较短，并且由于数据线的负载延迟会进一步导致每一子场充电时间不足。
如图3所示，本发明一实施例提供一种背光控制方法，应用于显示面板，其中所述显示面板包括背光灯板，其特征在于，所述背光控制方法包括如下步骤S1～S4。
S1)将所述显示面板所显示的每一帧画面等分成多个子场。所述子场的数量小于所述显示面板固有比特的子场数量，若所述显示面板固有比特为N比特，则固有比特的子场数量为2N-1个子场。
S2)获取所述显示面板所需显示的灰阶值。
S3)根据所述灰阶值设置所述多个子场的数据线电压信号。
S4)根据所述数据线电压信号控制所述背光灯板上的LED灯点亮所述多个子场。LED灯点亮方式为每一LED灯逐一循环点亮K个子场，K与所述获取的灰阶值相同。这样将背光灯板中的各LED的亮度几乎平均分布在各等子场(最多差1个等子场)，可有效地解决背光灯板瞬间峰值电流过大的问题，降低电源电路温度，提升整体系统稳定性。
在本实施例中，所述数据线电压信号包括至少三种电压信号，所述至少三种电压信号分别用以驱动所述LED灯显示至少三种等份灰阶，所述多个子场对应的等份灰阶之和等于所述灰阶值。所述数据线电压信号包括：第一电压信号、第二电压信号以及第三电压信号；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示0等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示1等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示2等份灰阶。
在本实施例中，每一所述LED灯根据所述显示面板的栅极线和数据线的扫描顺序循环亮灯。在每一所述子场中，所述栅极线开启一次或多次。在同一帧画面中，每一所述子场的发光时间相同。
在本实施例中，以240Hz，6bit灰阶背光为例，每一帧的时间是4.16ms，将其划分为25-1＝31等分，每一等分的时间为134.4us，数据线可输出3个档位电压，由低至高分别由数字0、1、2表示；第一电压信号代表0，用以驱动所述子场显示0等份灰阶；第二电压信号代表1，用以驱动所述子场显示1等份灰阶；第三电压信号代表2，用以驱动所述子场显示2等份灰阶。如图4所示，若LED灯显示B＝(001001)B＝(9)D灰阶，第1～第9等子场(不限定是第1～第9等子场，任9个等子场即可)栅极线(gate)开启时，数据线(data)输出1档位电位，其余等子场gate开启时数据线输出0档位电位。若LED灯显示C＝(100110)B＝(38)D灰阶，驱动方式如图5所示，第1～第7等子场(不限定是第1～第7等子场，任7个等子场即可)栅极线(gate)开启时，数据线(data)输出2档位电位，其余等子场栅极开启时数据线输出1档位电位。
图4以及图5中的等子场的矩阵式背光控制方法驱动240Hz，6bit灰阶背光的每一等子场时间为66.14us，本发明提出的基于等子场的矩阵式背光控制方法每一等分子场的时间为134.4us，在相同背光刷新率和背光灰阶前提下增加每一等分子场的时间，栅极线开启的时间也可以相应增加，可解决负载延迟(RC loading)导致的每一等分子场充电时间不足问题，可以实现较高背光灰阶深度驱动。本发明通过减小固定比特灰阶面板的等子场数量，进而增加每一等分子场的时间，进而栅极线开启的时间也可以相应增加，通过设置不同电压信号的数据电压可以用较少的等分子场实现较高背光灰阶深度驱动。
如图6所示，本发明一实施例提供一种背光控制系统200，应用于显示面板100，其中所述显示面板100包括一背光灯板，其特征在于，所述背光控制系统200包括：等分单元201、获取单元202、设置单元203以及控制单元204。
所述等分单元201用以将所述显示面板100所显示的每一帧画面等分成多个子场，所述子场的数量小于所述显示面板固有比特的子场数量。
所述获取单元202用以获取所述显示面板100所需显示的灰阶值。
所述设置单元203用以根据所述灰阶值任意设置所述多个子场的数据线电压信号。
所述控制单元204用以根据所述数据线电压信号控制所述背光灯板上的LED灯点亮所述多个子场；所述LED灯点亮方式为每一LED灯逐一循环点亮K个子场，K的数值与所述获取的灰阶值相同。这样将背光灯板中的各LED的亮度几乎平均分布在各等子场(最多差1个等子场)，可有效地解决背光灯板瞬间峰值电流过大的问题，降低电源电路温度，提升整体系统稳定性。
在本实施例中，所述数据线电压信号包括至少三种电压信号，所述至少三种电压信号分别用以驱动所述LED灯显示至少三种等份灰阶，所述多个子场对应的等份灰阶之和等于所述设定的灰阶值。所述数据线电压信号包括：第一电压信号、第二电压信号以及第三电压信号；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示0等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示1等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示2等份灰阶。
在本实施例中，每一所述LED灯根据所述显示面板100的栅极线和数据线的扫描顺序循环亮灯，在每一所述子场中，所述栅极线开启一次或多次。在同一帧画面中，每一所述子场的发光时间相同。
本发明提出的背光控制系统200，在相同背光刷新率和背光灰阶前提下增加每一等分子场的时间，栅极线开启的时间也可以相应增加，可解决负载延迟(RC loading)导致的每一等分子场充电时间不足问题，可以实现较高背光灰阶深度驱动。
本领域普通技术人员可以理解，上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤可以通过指令来完成，或通过指令控制相关的硬件来完成，该指令可以存储于一计算机可读的存储介质中，并由处理器进行加载和执行。为此，本申请实施例提供一种存储介质，其中存储有多条指令，该指令能够被处理器进行加载，以执行本申请实施例所提供的任一种背光控制方法中的步骤。
其中，该存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取记忆体(RAM，Random Access Memory)、磁盘或光盘等。
由于该存储介质中所存储的指令，可以执行本申请实施例所提供的任一种背光控制方法中的步骤，因此，可以实现本申请实施例所提供的任一种背光控制方法所能实现的有益效果，详见前面的实施例，在此不再赘述。
本发明的优点在于，相较于现有技术，本发明在相同背光刷新率和背光灰阶前提下每一等分子场的时间增加，栅极线开启的时间也可以相应增加，可解决负载延迟(RCloading)导致的每一等分子场充电时间不足问题，可以实现较高背光灰阶深度驱动。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种背光控制方法，应用于显示面板，其中所述显示面板包括背光灯板，其特征在于，所述背光控制方法包括：
将所述显示面板所显示的每一帧画面等分成多个子场，所述子场的数量小于所述显示面板固有比特的子场数量；
获取所述显示面板所需显示的灰阶值；
根据所述灰阶值设置所述多个子场的数据线电压信号；以及
根据所述数据线电压信号控制所述背光灯板上的LED灯点亮所述多个子场；
其中，所述数据线电压信号包括至少三种电压信号，所述至少三种电压信号分别用以驱动所述LED灯显示至少三种等份灰阶，所述多个子场对应的等份灰阶之和等于所述灰阶值。
2.如权利要求1所述的背光控制方法，其特征在于，
所述数据线电压信号包括：第一电压信号、第二电压信号以及第三电压信号；
所述第一电压信号用以驱动所述子场显示0等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示1等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示2等份灰阶。
3.如权利要求1所述的背光控制方法，其特征在于，
每一所述LED灯根据所述显示面板的栅极线和数据线的扫描顺序循环亮灯；在每一所述子场中，所述栅极线开启一次或多次。
4.如权利要求1所述的背光控制方法，其特征在于，
在所述根据所述数据线电压信号控制所述背光灯板上的LED灯点亮所述多个子场的步骤中，所述LED灯点亮方式为每一LED灯逐一循环点亮K个子场，K的数值与所述获取的灰阶值相同。
5.如权利要求1所述的背光控制方法，其特征在于，在同一帧画面中，每一所述子场的发光时间相同。
6.一种背光控制系统，应用于显示面板，其中所述显示面板包括一背光灯板，其特征在于，所述背光控制系统包括：
等分单元，将所述显示面板所显示的每一帧画面等分成多个子场，所述子场的数量小于所述显示面板固有比特的子场数量；
获取单元，获取所述显示面板所需显示的灰阶值；
设置单元，根据所述灰阶值设置所述多个子场的数据线电压信号；
控制单元，根据所述数据线电压信号控制所述背光灯板上的LED灯点亮所述多个子场；
其中，所述数据线电压信号包括至少三种电压信号，所述至少三种电压信号分别用以驱动所述LED灯显示至少三种等份灰阶，所述多个子场对应的等份灰阶之和等于所述设定的灰阶值。
7.如权利要求6所述的背光控制系统，其特征在于，
所述数据线电压信号包括：第一电压信号、第二电压信号以及第三电压信号；
所述第一电压信号用以驱动所述子场显示0等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示1等份灰阶；所述第一电压信号用以驱动所述子场显示2等份灰阶。
8.如权利要求6所述的背光控制系统，其特征在于，每一所述LED灯根据所述显示面板的栅极线和数据线的扫描顺序循环亮灯，在每一所述子场中，所述栅极线开启一次或多次。
9.如权利要求6所述的背光控制系统，其特征在于，在同一帧画面中，每一所述子场的发光时间相同。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载以执行如权利要求1至5任一项所述的背光控制方法。
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