CN209433836U - 背光调节装置及显示装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种背光调节装置及显示装置，所述背光调节装置包括背板和光学膜片组件，所述背光调节装置还包括：亮度判断装置，接收显示面板的亮度数据，将亮度数据与亮度阈值数据比较，并将比较结果发送至背光控制装置；以及背光控制装置，第一端与亮度判断装置连接，第二端分别与背光装置和色度调节装置连接，根据比较结果输出调节信号，背光装置根据调节信号调整背光亮度，色度调节装置根据调节信号调节红、绿、蓝三种像素的像素单元的透光率。该背光调节装置可以根据背光控制装置的不同调节信号分别进行亮度和色度的调节，降低显示亮度，使黑画面泛红现象得到有效改善，并改善画面的显示品味。

Description

背光调节装置及显示装置

技术领域

本实用新型涉及液晶显示技术领域，具体地，涉及一种背光调节装置及显示装置。

背景技术

液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)具备轻薄、节能、无辐射等诸多优点，因此被广泛地应用于高清晰数字电视、台式计算机等电子设备中。液晶显示的基本原理为，液晶显示装置中的显示面板包含像素阵列，其中的每一个像素单元具有彼此相对的第一基板、第二基板、以及位于二者之间的液晶分子层，第一基板和第二基板上的公共电极与像素电极之间产生电场，该电场控制液晶分子的转动，从而改变每个像素单元的透光率，以实现图像显示。

在使用过程中，有时会发现，当显示面板全部显示黑画面时，会出现漏光现象，人眼看到的显示画面偏红，下面简称为全黑画面泛红现象。全黑画面泛红现象与背光色度范围有关，而色度是不包括亮度在内的颜色的性质，它反映的是颜色的色调和饱和度。目前不同的背光模组的LED灯设置的色度范围，都会发生全黑画面泛红现象，由于成本原因，厂商在生产出产品之后就无法更改LED灯的色度范围，导致画面品味不佳，客户需求量减小，直接影响公司的效益。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种背光调节装置及显示装置，可以动态调节显示装置的亮度和色度，改善显示装置的全黑画面泛红现象，提升显示品味。

根据本实用新型的第一方面，提供一种背光调节装置，包括背板和光学膜片组件，所述背光调节装置还包括：

亮度判断装置，接收显示面板的亮度数据，将所述亮度数据与亮度阈值数据比较，并将比较结果发送至背光控制装置；以及

背光控制装置，第一端与所述亮度判断装置连接，第二端分别与背光装置和色度调节装置连接，根据所述比较结果输出调节信号，

所述背光装置根据所述调节信号调整背光亮度，所述色度调节装置根据所述调节信号调节红、绿、蓝三种像素的像素单元的透光率。

优选地，所述亮度数据包括色度坐标和屏幕亮度，所述亮度判断装置将所述屏幕亮度与所述亮度阈值数据进行比较，当所述屏幕亮度大于等于所述亮度阈值数据时，所述亮度判断装置控制所述背光控制装置输出调节信号，当所述屏幕亮度小于所述亮度阈值数据时，所述背光控制装置保持原本的状态。

优选地，所述调节信号分为第一调节信号和第二调节信号。

优选地，所述背光控制装置包括：

亮度控制装置，分别与所述亮度判断装置和所述背光装置连接，根据所述比较结果向所述背光装置发送第一调节信号；

色度控制装置，分别与所述亮度判断装置和所述色度调节装置连接，根据所述比较结果向所述色度调节装置发送第二调节信号。

优选地，所述第一调节信号为亮度调节信号，包括脉冲宽度调制信号和电流调节信号；所述第二调节信号为色度调节信号，表征上位机输入的色度调节数据。

优选地，所述背光装置包括：

背光驱动装置，与所述亮度控制装置连接，接收所述第一调节信号，并输出驱动电流；以及

LED灯，与所述背光驱动装置连接，接收所述驱动电流并导通。

优选地，所述第一调节信号为脉冲宽度调制信号时，所述亮度控制装置减小向所述背光驱动装置输出的脉冲宽度调制信号的占空比值。

优选地，所述第一调节信号为电流调节信号时，所述背光驱动装置减小向所述LED灯输出的所述驱动电流的电流值，所述亮度控制装置接收所述驱动电流，并结合所述亮度数据输出所述电流调节信号。

优选地，所述色度调节装置根据所述第二调节信号降低红色像素的像素单元的透光率。优选地，所述背光控制装置包括时序控制器。

根据本实用新型的第二方面，还提供一种显示装置，包括：

上述所述的背光调节装置；以及

显示面板，所述显示面板与所述背光调节装置相连接，向所述背光调节装置提供亮度数据。

本实用新型提供的背光调节装置中，亮度判断装置接收显示面板的亮度数据，将屏幕亮度与预设的亮度阈值数据进行比较，背光控制装置根据比较结果发送调节信号，背光装置接收调节信号并调节背光亮度，和/或色度调节装置接收调节信号并调节红、绿、蓝三种像素的像素单元的透光率。通过调节背光装置的亮度和像素单元的透光率，使得红黑画面泛红现象得到改善，而且可以减小漏光，提升画面的显示品质。

采用脉冲宽度调制信号PWM来进行亮度调节，降低PWM的占空比，就可以降低显示亮度，或采用电流调节亮度，降低驱动电流的大小就可以降低显示亮度，实现步骤简单，方法多样，适用性广且操作简单。

背光控制装置采用时序控制器，可以自动调整显示亮度，在检测到亮度较高时，及时发送调节信号，降低背光装置的显示亮度，同时更改像素单元的透光率，而在画面亮度较暗时，不作处理，可以在最小的成本下进行亮度调整，节约资源，而且减小能耗，增加背光调节装置的使用寿命。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据本实用新型第一实施例的背光调节装置及显示装置的结构示意图。

图2示出根据本实用新型第二实施例的背光调节装置的结构示意图。

图3示出根据本实用新型第三实施例的背光调节装置的结构示意图。

具体实施方式

以下基于实施例对本实用新型进行描述，但是本实用新型并不仅仅限于这些实施例。在下文对本实用新型的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本实用新型。为了避免混淆本实用新型的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

应当理解，在本实用新型的描述中，“已知”、“固定”、“给定”和“预定”通常情况下，指的是一个值，数量、参数、约束条件、条件、状态、流程、过程、实施，或各种组合等在理论上是可变的，但是如果提前设定，则在后续使用中是保持不变的。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

图1示出根据本实用新型第一实施例的背光调节装置及显示装置的结构示意图。本实用新型实施例的背光调节装置100包括：亮度判断装置120、背光控制装置130、背光装置140和色度调节装置150。

亮度判断装置120与显示面板110连接，用于接收显示面板110的亮度数据，并将亮度数据与亮度阈值数据比较，再将比较结果发送至背光控制装置130。亮度阈值数据为预先设定的亮度阈值，当液晶显示面板的屏幕亮度超过此亮度阈值时，认为屏幕亮度较高，即背光亮度较高，当屏幕亮度小于此亮度阈值时，认为屏幕亮度较低。

背光控制装置130与亮度判断装置120连接，作为背光调节装置100的核心元件。背光控制装置130接收亮度判断装置120的比较结果，并根据比较结果发送调节信号，调节显示面板110的显示亮度和色度。

优选地，亮度数据包括色度坐标和屏幕亮度，亮度判断装置120将屏幕亮度与亮度阈值数据进行比较，当屏幕亮度大于等于亮度阈值数据时，认为背光亮度较高，需要降低亮度，所以亮度判断装置120控制背光控制装置130输出调节信号，当屏幕亮度小于亮度阈值数据时，不需要做出亮度的调整，所以背光控制装置130保持原本的状态。

背光装置140与背光控制装置130连接，接收调节信号，并根据调节信号降低背光装置140的背光亮度，从而降低显示面板110的显示亮度。背光装置140例如是背光模组BLU，位于液晶显示面板的下方，为显示设备提供背光源，可以是侧入式，直下式，具备背光等背光源产生方式。

色度调节装置150与背光控制装置130连接，接收调节信号，根据调节信号调节液晶显示面板中的红色、绿色、蓝色三种像素的像素单元的透光率。在液晶显示面板中，一个像素单元包括三个子像素单元，分别是红色R像素单元，绿色G像素单元，蓝色B像素单元，三种像素的像素单元的透光率不同，显示的画面颜色就会不同，例如，当只有红色像素单元和绿色像素单元有背光通过，而蓝色像素单元无背光透光，则该像素单元显示黄色。色度调节装置150可以在背光控制装置130的控制下，调整三种像素单元的透光率，以得到合适的画面色度。

本实施例的背光调节装置100中，背光控制装置130输出的调节信号分为第一调节信号CT1和第二调节信号CT2。亮度判断装置120能够检测显示面板110的显示画面的亮度和色度信息，当检测到显示画面大部分面积为黑画面时，检测背光亮度，当背光亮度较高时(例如超过亮度阈值数据时)，控制背光控制装置130发送第一调节信号CT1，使得背光亮度降低；同时配合发送第二调节信号CT2，调整像素单元的透光率，使画面漏光产生的色偏得到改善且人眼不易识别；当检测到背光亮度较低时，无需调整显示亮度。

本申请还提供一种显示装置，包括显示面板110和背光调节装置100。显示面板110用于显示画面，例如为液晶显示面板，包括彼此相对设置的彩膜基板和阵列基板，以及位于彩膜基板和阵列基板之间的液晶层，显示画面的亮度依赖于背光模组内部的背光源发出的背光的强度。本申请的显示面板110与上述背光调节装置100相连接，例如与亮度判断装置130连接，用于向背光调节装置100提供亮度数据。亮度判断装置120能够检测显示面板110的显示画面的亮度和色度信息，当检测到显示画面大部分面积为黑画面时，检测背光亮度，当背光亮度较高时(例如超过亮度阈值数据时)，控制背光控制装置130发送第一调节信号CT1，使得背光亮度降低。

图2示出根据本实用新型第二实施例的背光调节装置的结构示意图。

本实施例是对实施例一的更加详细的描述，本实施例中，背光调节装置200包括：亮度判断装置220、背光控制装置230、背光装置240和色度调节装置250。

背光控制装置230包括亮度控制装置231和色度控制装置233。亮度控制装置231分别与亮度判断装置220和背光装置240连接，根据比较结果向背光装置240发送第一调节信号CT1；色度控制装置233分别与亮度判断装置220和色度调节装置250连接，根据比较结果向色度调节装置250发送第二调节信号CT2。

优选地，第一调节信号CT1为亮度调节信号，包括脉冲宽度调制信号和电流调节信号；第二调节信号CT2为色度调节信号，表征上位机输入的一组色度调节数据，这组数据可以改变红、绿、蓝三种像素单元的透光率，色度调节装置250根据接收到的第二调节信号CT2降低红色R像素的像素单元的透光率，减轻显示画面的偏红现象。

背光装置240包括背光驱动装置241和LED灯242。背光驱动装置241与亮度控制装置220连接，接收第一调节信号CT1并向LED灯输出驱动电流；LED灯242与背光驱动装置241连接，接收驱动电流并导通。驱动电流的强度越大，LED灯的亮度越高。

优选地，第一调节信号CT1包括脉冲宽度调制信号PWM(Pulse Width Modulation)和电流调节信号。背光驱动装置241根据接收到的不同大小的第一调节信号CT1，向LED灯242发送不同强度的驱动电流，使LED灯242显示不同的亮度，从而达到调整背光装置240的背光亮度的作用。

背光控制装置230例如包括时序控制器TCON，可以通过控制栅极驱动装置和源极驱动装置，从而控制RGB的像素单元的透光率和电流大小等。

亮度数据包括色度坐标和屏幕亮度，在检测到大部分画面为黑画面时，亮度判断装置220根据接收到的屏幕亮度，判断此时的显示画面是否异常，当屏幕亮度超出预设阈值，出现全黑画面泛红现象时，控制背光控制装置230发送第一调节信号CT1和第二调节信号CT2，降低屏幕亮度，并根据色度坐标调节像素单元的透光率，达到一个合适的色度坐标，改变画面色度。从两方面配合共同调节显示画面的泛红现象，能有效地改善画面的品味，增加产品的需求量，从而增加效益。

图3示出根据本实用新型第三实施例的背光调节装置的结构示意图。

本实施例的背光调节装置300与实施例二的背光调节装置200的结构基本相同，不再赘述。本实施例主要是对背光装置340的背光调节功能的具体示例。

背光装置340包括背光驱动装置341和LED灯342。亮度控制装置331向背光驱动装置341输出第一调节信号CT1，使得背光驱动装置341调整向LED灯342输出的驱动电流的大小。本实施例中，背光驱动装置341包括多路背光驱动器(例如LED驱动1-LED驱动9)，多路背光驱动器接收亮度控制装置331发送的脉冲宽度调制信号PWM或电流调节信号，并向LED灯342输出驱动电流，驱动对应的LED灯发光，液晶显示模组显示亮度。每一路背光驱动器均对应一组LED灯，每组LED灯至少含有一个LED灯。优选地，背光驱动装置341可以通过I²C总线与背光控制装置330进行数据通信。

本实施例的背光调节方式分为两种，一种是模拟调光，一种是数字调光，当使用模拟调光时，背光控制装置330向背光装置340输出电流调节信号，模拟调光改变的是输入到每一组LED灯的电流强度的大小，从而控制显示亮度，电流调节信号的强度大小与显示亮度的亮暗成正比关系；当使用数字调光时，背光控制装置330向背光装置340输出脉冲宽度调制信号PWM，数字调光改变的是脉冲宽度调制信号PWM的占空比大小，从而使LED灯的开启时间改变，从而改变显示亮度，PWM信号的占空比大小与显示亮度的亮暗成正比。

当采用数字调光时，LED驱动器为非可编程元件时，亮度判断装置320通过直接检测显示面板的显示数据，并控制背光控制装置330(例如TCON)向背光驱动装置341发送PWM信号进行亮度调整。调节时，背光控制装置330减小向背光驱动装置341(即LED驱动器)输出的脉冲宽度调制信号PWM的占空比值，各个PWM信号对应输入到相应的LED驱动器，这里用9个LED驱动器为例，LED驱动器驱动LED灯亮。因为脉冲宽度调制占空比减小，所以LED驱动器控制的LED灯对应的背光区域的亮度减小，从而达到降低亮度的效果。

当采用模拟调光时，LED驱动器为可编程元件，背光控制装置330获取显示面板的亮度数据并获取此时的LED驱动器的电流设定，进行综合判断。进行亮度调节时，背光控制装置330接收驱动电流，并结合亮度数据输出电流调节信号，背光驱动装置341减小向LED灯342输出的驱动电流的电流值，LED灯342对应的背光区域的亮度减小，从而达到降低亮度的效果。

需要说明的是，在上述背光装置调整背光亮度时，可以根据调节信号调整，或通过色度调节装置根据调节信号来调节红、绿、蓝三种像素的像素单元的透光率的方式实现，为达到更好的效果，也可以通过两者相配合的方式共同作用调整背光亮度。

以下通过实验数据进行举例说明，本实施例中，亮度数据包括色度坐标和屏幕亮度，而色度坐标例如是X，Y坐标，亮度用LV表示。实验以第一调节信号CT1为PWM信号为例说明。

实验1，读取机种1(第一显示屏)在PWM信号的占空比为100％时的亮度信息：X＝0.26，Y＝0.27，LV＝0.28；再读取机种2(第二显示屏)在PWM信号的占空比为100％时的亮度信息：X＝0.31，Y＝0.30，LV＝0.65。此时发现机种2的亮度较亮，容易出现全黑画面泛红现象，所以需要降低亮度，将机种2的PWM信号的占空比降到70％，同时上位机输入的一组RGB的色度调节数据配合调整为0，2，3，调整后，机种2的亮度信息为：X＝0.27，Y＝0.27，LV＝0.35，全黑画面泛红得到有效改善。机种1因为电流较小，亮度较暗，全黑画面泛红现象不明显，所以不做调整。

实验2，读取机种1在PWM信号的占空比为40％时的亮度信息：X＝0.23，Y＝0.23，LV＝0.15；再读取机种2在PWM信号的占空比为40％时的亮度信息：X＝0.29，Y＝0.27，LV＝0.21。此时，机种2电流较大，亮度较高，容易出现全黑画面泛红现象，所以需要降低亮度，将机种2的PWM信号的占空比降到25％，同时上位机输入的一组RGB的色度调节数据配合调整为0，3，5，调整后，机种2的亮度信息为：X＝0.23，Y＝0.22，LV＝0.16，亮度明显降低，全黑画面泛红得到有效改善。机种1不做亮度调整。

通过两组实验可知，降低PWM信号的占空比，同时配合降低红色像素单元的透光率，可以有效地降低显示画面的亮度，也可以改善画面偏红现象，提高显示品味。本实用新型提供的背光调节装置可以实时监测显示面板的亮度，在检测到画面的显示亮度较亮时，即在出现漏光现象时，背光控制装置根据显示面板的亮度数据向背光装置和色度调节装置发送亮度调节信号和色度调节信号，背光装置接收亮度调节信号并降低背光装置的亮度，色度调节装置接收色度调节信号并调节红、绿、蓝三种像素的像素单元的透光率。采用根据亮度调节信号降低显示装置的亮度，根据色度调节信号调节像素单元的透光率，使得红色像素单元的透光率减小，减轻画面泛红现象，且降低亮度，减小漏光，提升画面的显示品质。

本实用新型中，上述实施例仅为实现本实用新型的最佳实施例，但本实用新型的实施例不限于此。

最后应说明的是：依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。本说明书选取并具体描述本实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。

Claims (10)

1.一种背光调节装置，包括背板和光学膜片组件，其特征在于，所述背光调节装置还包括：

亮度判断装置，接收显示面板的亮度数据，将所述亮度数据与亮度阈值数据比较，并将比较结果发送至背光控制装置；以及

背光控制装置，第一端与所述亮度判断装置连接，第二端分别与背光装置和色度调节装置连接，根据所述比较结果输出调节信号，

所述背光装置根据所述调节信号调整背光亮度，和/或所述色度调节装置根据所述调节信号调节红、绿、蓝三种像素的像素单元的透光率。

2.根据权利要求1所述的背光调节装置，其特征在于，所述亮度数据包括色度坐标和屏幕亮度，所述亮度判断装置将所述屏幕亮度与所述亮度阈值数据进行比较，当所述屏幕亮度大于等于所述亮度阈值数据时，所述亮度判断装置控制所述背光控制装置输出调节信号，当所述屏幕亮度小于所述亮度阈值数据时，所述背光控制装置保持原本的状态。

3.根据权利要求2所述的背光调节装置，其特征在于，所述调节信号分为第一调节信号和第二调节信号。

4.根据权利要求3所述的背光调节装置，其特征在于，所述背光控制装置包括：

亮度控制装置，分别与所述亮度判断装置和所述背光装置连接，根据所述比较结果向所述背光装置发送第一调节信号；

色度控制装置，分别与所述亮度判断装置和所述色度调节装置连接，根据所述比较结果向所述色度调节装置发送第二调节信号。

5.根据权利要求4所述的背光调节装置，其特征在于，所述第一调节信号为亮度调节信号，包括脉冲宽度调制信号和电流调节信号；所述第二调节信号为色度调节信号，表征上位机输入的色度调节数据。

6.根据权利要求5所述的背光调节装置，其特征在于，所述背光装置包括：

背光驱动装置，与所述亮度控制装置连接，接收所述第一调节信号，并输出驱动电流；以及

LED灯，与所述背光驱动装置连接，接收所述驱动电流并导通。

7.根据权利要求6所述的背光调节装置，其特征在于，所述第一调节信号为脉冲宽度调制信号时，所述亮度控制装置减小向所述背光驱动装置输出的脉冲宽度调制信号的占空比值。

8.根据权利要求6所述的背光调节装置，其特征在于，所述第一调节信号为电流调节信号时，所述背光驱动装置减小向所述LED灯输出的所述驱动电流的电流值，所述亮度控制装置接收所述驱动电流，并结合所述亮度数据输出所述电流调节信号。

9.根据权利要求4所述的背光调节装置，其特征在于，所述色度调节装置根据所述第二调节信号降低红色像素的像素单元的透光率。

10.一种显示装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1-9任一项所述的背光调节装置；以及

显示面板，所述显示面板与所述背光调节装置相连接，向所述背光调节装置提供亮度数据。