CN114779530B - 一种低光晕型Mini-LED背光显示器 - Google Patents

一种低光晕型Mini-LED背光显示器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及显示领域，具体为一种低光晕型Mini‑LED背光显示器。本发明结构由上至下依次为：上偏光片、子像素、下偏光片、上基板、公共电极、液晶层、像素电极、下基板和Mini‑LED背光层。其中一个背光分区内包含多个相邻的像素电极，且一个背光分区内的像素电极俯视图为中心对称结构。通过驱动电压可控制每个背光分区发光的多个方向控制，其光学效果等同于在一定程度上移动背光亮区的位置。可使显示器画面与背光分区亮度分布的匹配性更强，一定程度上降低低灰阶显示画面对应高亮度背光光强的情况发生，降低显示器的光晕现象。

Description

一种低光晕型Mini-LED背光显示器
技术领域
本发明涉及显示领域，具体为一种可对Mini-led背光分区中发光方向进行调制的低光晕型Mini-LED显示器。
背景技术
Mini-LED是LCD、OLED之外的另一种屏幕点亮技术，与传统的LED背光技术相比，采用Mini-LED背光的显示器将面光源升分割成一个个独立控制的区域，然后根据输入图像特征分别确定每个分区的背光亮度，这样不但可以有效抑制漏光、提高显示面画对比度，还可以大幅度降低功耗和减少残影等不良，使画面震撼感倍增。此外，还可以延长显示器的使用寿命，方便进行大尺寸显示面板制作。总体上看采用Mini-LED背光的显示器结合了LCD的高亮度与OLED的高对比度显示技术优势，具有较强的社会经济效益。
Mini-LED背光可以更快更好地调节像素明暗，同时带给人们更鲜艳的色彩和更好的对比度的画面观感。但它有个无法避免的问题，那就是在某个分区内出现了亮度区别巨大的少量像素，该背光分区需要提供一个强亮度的发光条件，会在一定程度上提升该背光分区内的某些低灰阶像素的亮度，出现光晕现象。例如在黑暗模式下阅读，文字周边能看到光晕效果，降低了人们的使用体验。对比传统的Mini-LED显示技术，本专利提出的低光晕型Mini-LED显示器优点在于能够降低显示器画面的光晕效应，将带给使用者更良好的画面体验感。
发明内容
本发明意在提出一种新型的显示器技术，可以解决现有Mini-LED显示器的技术缺陷。由于本发明提出让画面亮部的地方背光点亮，黑色画面部分熄灭，同时背光层不同分区的显示画面发光方向可进行独立控制，从而实现对每个背光分区进行光扩散或汇聚功能的调谐或切换。最终改善Mini-LED背光显示器的光晕问题，提高人们的使用体验。同时本发明提出的低光晕型Mini-LED背光显示器仍然保持了原有技术拥有高亮度对比度的优势。
本发明结构由上至下依次为：上偏光片1、子像素2、下偏光片3、上基板4、公共电极5、液晶层6、像素电极7、下基板8和Mini-LED背光层9。
所述的上偏光片1和下偏光片3偏光片8的透光轴夹角为90度。
所述的上基板4和下基板8可为玻璃基板或其他透明材料基板。
所述的子像素2可通过电压分别控制红色、绿色、蓝色三色光波的光程差大小，主要结构可包括透明电极、液晶、取向层、盒厚支撑结构等。
所述的上基板4和下基板8包括透明基板与附着于透明基板的透明电极。透明电极的图案形状可以但不限于同心圆、同心矩形或同心多边形等，透明电极间隙厚度为0.05～0.15μm；透明电极优选氧化铟锡(ITO)透明电极，透明电极厚度为0.05～0.15μm。
所述的液晶层6采用向列相液晶材料或蓝相液晶材料，液晶层厚度为1～200μm。
所述的Mini-LED背光层9采用次毫米发光二极管显示器(Mini-LED),这种微小间距的LED可以选择晶粒尺寸约在50～500μm的LED。
与传统技术相比，本发明的增益效果是使屏幕显示画面与Mini-LED背光的发光区域匹配度更高，降低低灰阶像素所接收的背光光强，降低或改善光晕现象，具体实现方式为通过对紧密贴合液晶层的电极层施加电压的方式，将原本进入低像素灰阶像素的光波调制至高像素灰阶，从而实现降低低灰阶像素区域内的显示亮度和改善光晕的功能。
下述的参考附图和实施例说明是以详细解释本发明为目的，而不是作为本发明设计范围的设定。
附图说明
图1是本发明提出的一种低光晕型Mini-LED背光显示器的剖面结构示意图。
图2是本发明提出的单种控制模式中一个Mini-LED背光分区内的电极结构俯视图。
图3是本发明提出的多种控制模式中一个Mini-LED背光分区内的电极结构俯视图。
图4是本发明中实施例在扩散模式下显示画面的效果图。
图5是本发明中实施例在汇聚模式下显示画面的效果图。
图6是不采用本发明技术的传统背光亮区与显示画面相对位置分布图。
图7是本发明提出技术的背光亮区与显示画面相对位置分布图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员能进一步了解本发明，下面将结合附图详细地说明本发明的具体实施方式。需要说明的是，附图仅以说明为目的，并非按照原始的尺寸比例作图。
本发明的剖面结构示意图如图1所示，该装置由上至下的结构依次包括：
上偏光片1、子像素2、下偏光片3、上基板4、公共电极5、液晶层6、像素电极7、下基板8和Mini-LED背光层9。其中上偏光片1和下偏光片3分别由水平偏光片和垂直偏光片组成，两类偏光片的顺序可调，只要使得透光轴夹角呈90度，即可调制光的偏振方向以达到显示画面要求；上基板4和下基板8可以选择透明玻璃材料或柔性塑料、树脂材料基底；公共电极5为平面透明电极；液晶层6选择向列相液晶材料或蓝相液晶材料，在不加驱动电压的状态下液晶层6的指向矢均匀分布；像素电极7中的各个电极与Mini-LED背光层各个分区相对应，每个Mini-LED背光分区内的电极的数量相等，且各电极的驱动电压可独立控制；从Mini-LED背光层9点光源发出的光波，经过施加电压的液晶层6，形成一种低光晕型Mini-LED背光显示器；上述各膜层之间紧密贴附，不存在空气间隙。
图2是本发明提出的单种控制模式中一个Mini-LED背光分区内的电极结构俯视图，通过施加电压可实现对入射光波发光方向的汇聚和扩散。其中像素电极7的图案为中心对称结构，可选择同心圆701、同心矩形702或同心多边形703等，对应Mini-LED背光层9的分区顺序依次排列在下基板8上。
图3是本发明提出的多种控制模式中一个Mini-LED背光分区内的电极结构俯视图。其中电极呈多方向断开形式，通过施加电压实现对入射光波传播方向的多个方向的独立控制。像素电极7的图案可选择同心圆704、同心矩形705或同心多边形706等，对应Mini-LED背光层9的分区顺序依次排列在下基板8上。
本发明实施例采用两类模式的原理说明作实施例，本次选取降低光晕的两种方案进行原理分析，包括扩散模式和汇聚模式两类，在实际操作时，可根据具体显示要求选择模式类型。
图4是本发明中实施例在扩散模式下显示画面的效果图。如图4所示，当扩散模式打开，适合分区内只有少量高灰阶像素在边界的情况，通过扩散其相邻分区的光至该高灰阶像素内，将原本进入低灰阶像素的光波调制至高灰阶像素内，故该方案可有效地降低光晕。
图5是本发明中实施例在汇聚模式下显示画面的效果图。如图5所示，当汇聚模式打开，适合分区内只有少量低灰阶像素在边界的情况，通过扩散其相邻分区的光至该高灰阶像素内，该方案可有效地降低光晕。
图6是不采用本发明技术的传统背光亮区与显示画面相对位置分布图，只要一个背光分区内存在大量高灰阶像素，该分区背光就需要发出高亮度光波，导致显示器产生光晕问题。
图7是本发明提出技术的背光亮区与显示画面相对位置分布图，通过本发明提出装置可实现其发光多个方向的控制，其光学效果等同于在一定程度上移动背光亮区的位置。移动后的背光亮度位置与显示画面亮区的匹配程度更高，避免低灰阶像素区域的背光分区发出高亮度光波，从而降低显示器的光晕问题。

Claims (3)

1.一种低光晕型Mini-LED背光显示器，其特征在于，装置结构由上至下依次为，上偏光片(1)、子像素(2)、下偏光片(3)、上基板(4)、公共电极(5)、液晶层(6)、像素电极(7)、下基板(8)和Mini-LED背光层(9)；
其中，所述的上偏光片(1)与下偏光片(3)为吸收型偏光片，且所述的上偏光片(1)与下偏光片(3)的透光轴夹角为90度；所述子像素(2)可通过施加驱动电压来控制入射光波的相位差，从而控制出射光波的偏振状态和偏振方向；
其中，所述的Mini-LED背光层(9)包含多个背光分区，且背光源的每个背光分区可独立进行光扩散或汇聚功能的调谐或切换；
其中，所述的一个背光分区内包含多个相邻的像素电极(7)；且一个背光分区内像素电极(7)的俯视图为中心对称结构，形状可选择同心圆、同心矩形或同心多边形；
其中，所述的公共电极(5)和像素电极(7)可外接驱动电压，通过驱动电压可控制每个背光分区发光的多个方向，其光学效果等同于在一定程度上移动背光亮区的位置，从而降低光晕，具体操作方式为：
当一个背光分区内主要显示低灰阶画面，同时只有少量高灰阶像素在边界时，将其相邻背光分区的光扩散模式打开，调谐其相邻分区的光至该背光分区内对应的高灰阶像素；当一个背光分区内主要显示高灰阶画面，同时只有少量低灰阶像素在边界时，将其背光分区内的光汇聚模式打开，将该背光分区发出的光波调谐至高灰阶像素内。
2.如权利要求1所述的一种低光晕型Mini-LED背光显示器，其特征为所述的公共电极(5)为平面透明电极。
3.如权利要求1所述的一种低光晕型Mini-LED背光显示器，其特征为所述的液晶层(6)是由向列相液晶材料或蓝相液晶材料构成。
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