液晶显示器的局部调光方法、液晶显示器及其背光系统的制作方法
专利名称：液晶显示器的局部调光方法、液晶显示器及其背光系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种液晶显示器的局部调光方法、液晶显示器及其背光系统。
背景技术：
目前用于大尺寸薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)液晶显示器(LiquidCrystal Display,LCD)的背光源越来越多的采用发光二极管(LightEmitting Diode,LED)光源。虽然与冷阴极萤光灯(Cold Cathode FluorescentLamp, CCFL)光源相比，LED光源在功耗、使用寿命和亮度控制等方面已经有所提升，但是要进一步实现更高的对比度就需要利用动态背光调节技术。 现在通常的作法是利用LED光源组成矩阵来实现动态背光(直下式背光)，但是这种做法有着明显的劣势一是所用的LED光源数量较多，从而带来了较大的能耗；二是大量的LED光源会引起很大的发热问题，这不仅提高了对散热装置的要求，而且这种高热量也会降低机构内其他组件的使用寿命，如电路板上的电解电容的使用寿命。随着单颗LED亮度的不断提高，在LCD背光中所用的LED灯的数目逐渐变得越来越少，市面上，尤其是32寸及以上的LCD电视逐步采用单侧或多侧边缘式LED背光。边缘式背光是指，在液晶面板后面设置导光膜，背光源设置在导光膜的侧边缘，用于将光导向导光膜，导光膜引导光穿过LCD阵列的背部，用于向着用户的眼睛投射最终的图像。但是现在对于这种边缘式LED背光大都采用的是全域调光(GlobalDimming)方案，例如通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)或模拟调光技术来控制整个画面的亮度，这种全域调光方案不能够有效的提升图像显示的对比度。因此，如何提供一种针对边缘式背光的液晶显示器的局部动态调光方案，从而提高图像显示的对比度，就成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种液晶显示器的局部调光方法、液晶显示器及其背光系统，以实现对边缘式背光的液晶显示器的局部动态调光，从而提高图像显示的对比度。为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下一种液晶显示器的局部调光方法，所述液晶显示器包括液晶面板、背光系统和主控板，所述背光系统包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其中所述背光系统还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域； 所述局部调光方法包括所述主控板产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵，以使相应的形变单元产生形变，从而改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，进而改变相应显示区域的亮度。上述的局部调光方法，其中，所述主控板产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵具体包括所述主控板对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标亮度值，根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度，根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵。上述的局部调光方法，其中，所述根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，具体包括
当所述背光源在该显示区域产生的背光强度大于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生负形变的局部调光信号；当所述背光源在该显示区域产生的背光强度小于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生正形变的局部调光信号。上述的局部调光方法，其中所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压；所述局部调光信号包括一控制信号和一电压信号，所述控制信号用于控制所述晶体管的导通，所述电压信号用于驱动所述晶体管。上述的局部调光方法，其中所述电压信号与达到所述目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。一种液晶显示器，包括液晶面板、背光系统和主控板，所述背光系统包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其中所述背光系统还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域；所述主控板用于，产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵，以使相应的形变单元产生形变，从而改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，进而改变相应显示区域的亮度。上述的液晶显示器，其中，所述主控板包括图像分析模块，用于对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标
亮度值；背光强度确定模块，用于根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度；局部调光信号产生模块，用于根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵。上述的液晶显示器，其中，所述局部调光信号产生模块进一步用于当所述背光源在该显示区域产生的背光强度大于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生负形变的局部调光信号；当所述背光源在该显示区域产生的背光强度小于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生正形变的局部调光信号。上述的液晶显示器，其中所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压；所述局部调光信号产生模块包括调光电压确定单元，用于根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度，确定局部调光所需的电压值；电压转换单元，用于根据所述电压值对外部电压进行转换后提供给所述晶体管，以驱动所述晶体管；
控制信号产生单元，用于输出控制信号到所述晶体管，以控制所述晶体管的导通。上述的液晶显示器，其中所述电压值与达到所述目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。一种背光系统，用于为液晶显示器的液晶面板提供背光，包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其中，还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域；所述形变单元用于，在接收到所述液晶显示器的主控板发送的局部调光信号时产生形变，以改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，从而改变相应显示区域的亮度。上述的背光系统，其中所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压；所述局部调光信号包括一控制信号和一电压信号，所述控制信号用于控制所述晶体管的导通，所述电压信号用于驱动所述晶体管。上述的背光系统，其中所述电压信号与所述显示区域达到目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。上述的背光系统，其中所述压电体为压电晶体或压电陶瓷。与现有技术相比，本发明的有益效果是针对边缘式背光的液晶显示器，本发明在其背光系统中增设了形变单元矩阵，形变单元矩阵中的每个形变单元对应液晶面板的一个显示区域，通过控制形变单元的形变(包括正形变和负形变)，可以改变背光系统中相应位置的棱镜膜与扩散膜之间的距离，距离的变化引起了到达扩散膜时的反射光能量变化，反射光能量变化又会引起相应显示区域的背光亮度发生变化，这样，就达到了局部背光亮度动态调整的目的，从而能够有效提高图像显示的对比度。
图I为本发明实施例的液晶显示器的结构示意图；图2为图I所示的液晶显示器中形变单元矩阵的结构示意图；图3为图I所示的液晶显示器中主控板的结构示意图4为图2所示的形变单元矩阵为压电单元矩阵时，所述压电单元矩阵中每个压电单元的结构示意图；图5为图3所示的主控板中局部调光信号产生模块的结构示意图；图6为本发明实施例中主控板对压电单元矩阵进行驱动的具体流程图。
具体实施例方式对于边缘式背光的液晶显示器，现有技术采用的是全域调光方法，只能改变整个画面的亮度，不能够有效的提升图像显示的对比度。本发明在其背光系统中增设了形变单元矩阵，形变单元矩阵中的每个形变单元对应液晶面板的一个显示区域，通过控制形变单元的形变(包括正形变和负形变)，可以改变背光系统中相应位置的棱镜膜与扩散膜之间
的距离，距离的变化引起了到达扩散膜时的反射光能量变化，反射光能量变化又会引起相应显示区域的背光亮度发生变化，这样，就达到了局部背光亮度动态调整的目的，从而能够有效提高图像显示的对比度。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。图I为本发明实施例的液晶显示器的结构示意图。参照图1，所述液晶显示器包括液晶面板10、背光系统20和主控板30。背光系统20位于液晶面板10正下方，在主控板30的控制下将光照射到液晶面板10，从而为液晶面板10提供背光。主控板30为液晶面板10提供数据脉冲和栅极脉冲，实现对图像的显示。背光系统20包括按照从下到上的顺序放置的反射膜22、导光膜23、扩散膜24和棱镜膜25，以及放置在所述导光膜23侧边缘(一侧、两侧或多侧)的背光源26。通过将背光源26放置在导光膜23的侧边缘，导光膜23能够将背光源26发出的光引导至液晶面板10，从而实现了液晶显示器的边缘式背光。其中，背光源26可以采用LED光源，例如LED灯条，或者采用其他已知的光源。当采用LED灯条时，所述LED灯条还与所述导光膜23平行。为实现液晶显示器的局部动态背光调节，所述背光系统20还包括设置在反射膜22之下的形变单元矩阵21，所述形变单元矩阵21中的每个形变单元对应于液晶面板10的一个显示区域。其中，反射膜22与形变单元矩阵21紧密接触，扩散膜24、导光膜23、反射膜22两两之间的距离是固定不变的，而棱镜膜25与扩散膜24之间的距离是可变的。形变单元矩阵21中的形变单元发生形变时，会引起棱镜膜25与扩散膜24之间的距离发生变化。所述形变单元是否发生形变以及发生形变时的形变量大小，是受到主控板30的驱动的。具体地，主控板30对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标亮度值，根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度，根据所述背光源26在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵21，驱动相应的形变单元产生形变，形变单元的形变能够改变相应位置的棱镜膜25与扩散膜24之间的距离，距离的变化引起了到达扩散膜23时的反射光能量变化，反射光能量变化又会引起相应显示区域的背光亮度发生变化，这样，就达到了局部背光亮度动态调整的目的。
其中，当所述背光源26在该显示区域产生的背光强度大于所述需要的背光强度时，主控板30产生使所述形变单元矩阵21中的形变单元产生负形变的局部调光信号，形变单元产生负形变时，能够增加相应位置的棱镜膜25与扩散膜24之间的距离，引起到达扩散膜23时的反射光能量变小，反射光能量变小会引起相应显示区域的背光亮度减弱；当所述背光源26在该显示区域产生的背光强度小于所述需要的背光强度时，主控板30产生使所述形变单元矩阵21中的形变单元产生正形变的局部调光信号，形变单元产生正形变时，能够减小相应位置的棱镜膜25与扩散膜24之间的距离，引起到达扩散膜23时的反射光能量变大，反射光能量变大会引起相应显示区域的背光亮度增强。图2为图I所示的液晶显示器中形变单元矩阵21的结构示意图。参照图2，形变单元矩阵21由NXM(N、M为大于I的整数)个形变单元210按矩阵式排列组成，每个形变单元210对应于液晶面板10的一个显示区域；相应地,液晶面板10也被划分成了 NXM个显示区域，每个显示区域对应于其正下方的一个形变单元210。
每个形变单元210之间相互独立，可以根据局部调光信号独立的执行位移的变化(形变)。另外，每个形变单元210的上表面和反射膜22紧密相连，这样能够保证当形变单元210有微米级的形变时，可以通过逐级传动从而改变棱镜膜25与扩散膜24之间的距离。图3为图I所示的液晶显示器中主控板30的结构示意图。参照图3，所述主控板30包括图像分析模块31，用于对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标亮度值；背光强度确定模块32，用于根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度；局部调光信号产生模块33，用于根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵21。形变单元矩阵21中的形变单元是受到激励源的激励时会发生形变的单元，形变单元有多种实现方式，列举如下(I)形变单元为电流变液构成的形变单元，则所述激励源为电流或电场；(2)形变单元为磁流变液构成的形变单元，则所述激励源为磁场；(3)形变单元为高分子凝胶构成的形变单元，则所述激励源为对高分子凝胶能产生刺激的激励源；(4)形变单元为透明弹性腔体，则由如下的激励源生成单元来生成激励源，所述激励源生成单元包括存储有气体或液体的存储腔，通过中空管道与所述弹性腔体连接；与所述弹性腔体对应设置的微型马达，用于从所述存储腔中抽取气体或液体，并将抽取到的气体或液体输送到所述弹性腔体；控制单元，用于控制所述微型马达的工作。(5)形变单元为压电单元，则所述激励源为电压。在以下的描述中，形变单元矩阵21以压电单元矩阵为例，但这并不构成对本发明的限制。
图4为图2所示的形变单元矩阵21为压电单元矩阵时，所述压电单元矩阵中每个压电单元210的结构示意图。参照图4，每个压电单元210包括一压电体211和一晶体管212，所述晶体管212在导通时为所述压电体211提供供其发生形变的电压。图5为图3所示的主控板30中局部调光信号产生模块33的结构示意图。参照图 5,所述局部调光信号产生模块33包括调光电压确定单元331，用于根据所述背光源26在每个显示区域产生的背光强度以及该显示区域需要的背光强度，确定局部调光所需的电压值；电压转换单元332，用于根据所述电压值对外部电压进行转换后提供给所述晶体管212，以驱动所述晶体管212 ；控制信号产生单元333，用于输出控制信号到所述晶体管212，以控制所述晶体管212的导通。继续参照图4，在本实施例中，所述晶体管212为PMOS管，PMOS管起开关作用，所述压电体211设置有电极。PMOS管源极214与主控板30中电压转换单元332的输出端口连接，PMOS管栅极213与主控板30中控制信号产生单元33的输出端口连接，PMOS管漏极215与压电体211的阳极216连接，压电体211的阴极217接地。本领域技术人员知道，PMOS管的工作条件是，在栅极上相对于源极施加负电压，且栅源电压差小于预定门限值时PMOS管导通。在本实施例中，当主控板30确定需要对某个显示区域进行背光亮度调节时，控制信号产生单元333输出一控制信号(负电压)到PMOS管的栅极213，使其导通，并且，电压转换单元332对外部电压进行转换后提供给PMOS管的源极214，这样，PMOS管在导通后，就将电压转换单元提供的电压信号施加到了压电体211上，从而驱动所述压电体211发生形变。作为一种实施方案，对于每个显示区域，主控板30将该显示区域需要的背光强度与背光源26在该显示区域产生的背光强度进行比较，当该显示区域需要的背光强度不等于背光源26在该显示区域产生的背光强度时，确定需要对该显示区域的背光强度进行调整。此时，主控板30输出一控制信号让PMOS管导通，并且，当该显示区域需要的背光强度大于背光源26在该显不区域产生的背光强度时,输出一固定大小的电压信号到PMOS管的源极，使得相应的形变单元产生正形变，以增强该显示区域的亮度(不一定能够达到目标亮度)；当该显示区域需要的背光强度小于背光源26在该显示区域产生的背光强度时，输出另一固定大小的电压信号到PMOS管的源极，使得相应的形变单元产生负形变，以减弱该显示区域的亮度。在此种方案中，主控板30需要预先获知背光源26在每个显示区域产生的背光强度；每个显示区域的亮度值与所需的背光强度(指压电体211未发生形变时的背光强度)的对应关系。作为另一种实施方案，主控板30在按照上述方案确定需要对某个显示区域的背光强度进行调整后，还需要计算该显示区域达到目标亮度值所需的施加到压电体211上的电压值，即所述电压值与达到所述目标亮度值所需的压电体211的形变量(包括正形变和负形变)相对应。在此种方案中，主控板30需要预先获知如下数据每个显示区域的亮度值与所需的背光强度(指压电体211未发生形变时的背光强度)的对应关系；背光源26在每个显示区域产生的背光强度；在该背光强度下，该显示区域的亮度值与压电体211的形变量的对应关系；压电体211的形变量与施加到该压电体211的电压值的对应关系。这里，对压电材料作一补充说明。压电材料主要包括压电晶体和压电陶瓷，压电晶体一般是指压电单晶体；压电陶瓷则泛指压电多晶体。压电材料受到压力作用时会在两端面间出现电压，相应地，在压电材料的两端面施加电压时，会使其发生形变。而且，根据晶体固有的特性，可以得到形变量与电压的对应关系。图6为本发明实施例中主控板对压电单元矩阵进行驱动的具体流程图。参照图6，包括如下步骤步骤601 :对外部输入的图像信号进行扫描，获取图像中每个像素点的灰阶值；步骤602 :计算每个灰阶值对应的目标亮度值；步骤603 :对于每个显示区域，计算该显示区域中所有像素点的目标亮度值的平均值，将该平均值作为该显示区域的目标亮度值；·步骤604 :对于每个显示区域，根据其对应的目标亮度值，获取其所需要的背光强度；步骤605 :获取背光源在每个显示区域产生的背光强度；步骤606 :对于每个显示区域，将其需要的背光强度与背光源在该显示区域产生的背光强度进行比较，确定是否需要对该显示区域的背光强度进行调整；如果某一显示区域需要的背光强度不等于背光源在该显示区域产生的背光强度，则确定需要对该显示区域的背光强度进行调整。步骤607 :对于需要进行背光强度调整的显示区域，输出局部调光信号到该显示区域对应的压电单元，驱动压电单元产生形变(包括正形变和负形变)，实现对该显示区域背光强度的调整。综上所述，针对边缘式背光的液晶显示器，本发明在其背光系统中增设了形变单元矩阵，形变单元矩阵中的每个形变单元对应液晶面板的一个显示区域，通过控制形变单元的形变(包括正形变和负形变)，可以改变背光系统中相应位置的棱镜膜与扩散膜之间的距离，距离的变化引起了到达扩散膜时的反射光能量变化，反射光能量变化又会引起相应显示区域的背光亮度发生变化，这样，就达到了局部背光亮度动态调整的目的，从而能够有效提高图像显示的对比度。另外，本发明的技术方案还有如下优点(I)实时性高，主控板对输入信号进行处理后输出局部调光信号来控制形变单元的位移量，主控板和压电单元的动作可以在IOOns内完成；(2)结构简单，易于制造，仅需在原有的结构下增加一个形变单元矩阵即可；(3)易于机壳内部温度控制，形变单元在位移改变当中基本不会对周围环境发出热量；(4)可靠性高，形变单元本身的抗压力和抗冲击等能力都要比LED等元器件高；(5)易于实施，本发明因不改动原有的光学系统，因此只需在现有产品中加入相应的控制即可。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种液晶显示器的局部调光方法，所述液晶显示器包括液晶面板、背光系统和主控板，所述背光系统包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其特征在于 所述背光系统还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域； 所述局部调光方法包括 所述主控板产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵，以使相应的形变单元产生形变，从而改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，进而改变相应显示区域的亮度。
2.如权利要求I所述的局部调光方法，其特征在于，所述主控板产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵具体包括 所述主控板对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标亮度值，根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度，根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵。
3.如权利要求2所述的局部调光方法，其特征在于，所述根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，具体包括 当所述背光源在该显示区域产生的背光强度大于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生负形变的局部调光信号； 当所述背光源在该显示区域产生的背光强度小于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生正形变的局部调光信号。
4.如权利要求2所述的局部调光方法，其特征在于 所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压； 所述局部调光信号包括一控制信号和一电压信号，所述控制信号用于控制所述晶体管的导通，所述电压信号用于驱动所述晶体管。
5.如权利要求4所述的局部调光方法，其特征在于 所述电压信号与达到所述目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。
6.一种液晶显示器，包括液晶面板、背光系统和主控板，所述背光系统包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其特征在于 所述背光系统还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域； 所述主控板用于，产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵，以使相应的形变单元产生形变，从而改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，进而改变相应显示区域的亮度。
7.如权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于，所述主控板包括 图像分析模块，用于对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标亮度值； 背光强度确定模块，用于根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度；局部调光信号产生模块，用于根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵。
8.如权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于，所述局部调光信号产生模块进一步用于 当所述背光源在该显示区域产生的背光强度大于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生负形变的局部调光信号； 当所述背光源在该显示区域产生的背光强度小于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生正形变的局部调光信号。
9.如权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于 所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压； 所述局部调光信号产生模块包括 调光电压确定单元，用于根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度，确定局部调光所需的电压值； 电压转换单元，用于根据所述电压值对外部电压进行转换后提供给所述晶体管，以驱动所述晶体管； 控制信号产生单元，用于输出控制信号到所述晶体管，以控制所述晶体管的导通。
10.如权利要求9所述的液晶显示器，其特征在于 所述电压值与达到所述目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。
11.一种背光系统，用于为液晶显示器的液晶面板提供背光，包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其特征在于，还包括 设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域； 所述形变单元用于，在接收到所述液晶显示器的主控板发送的局部调光信号时产生形变，以改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，从而改变相应显示区域的亮度。
12.如权利要求11所述的背光系统，其特征在于 所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压； 所述局部调光信号包括一控制信号和一电压信号，所述控制信号用于控制所述晶体管的导通，所述电压信号用于驱动所述晶体管。
13.如权利要求12所述的背光系统，其特征在于 所述电压信号与所述显示区域达到目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。
14.如权利要求13所述的背光系统，其特征在于 所述7压电体为压电晶体或压电陶瓷。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示器的局部调光方法、液晶显示器及其背光系统。所述液晶显示器包括液晶面板、背光系统和主控板，所述背光系统包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其中，所述背光系统还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域；所述主控板用于，产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵，以使相应的形变单元产生形变，从而改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，进而改变相应显示区域的亮度。本发明实现了对边缘式背光的液晶显示器的局部动态调光，从而能够提高图像显示的对比度。
文档编号G09G3/36GK102708812SQ201110102690
公开日2012年10月3日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者吴行吉, 张亮, 张斌, 李卫海 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方显示技术有限公司
技术领域：
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种液晶显示器的局部调光方法、液晶显示器及其背光系统。
背景技术：
目前用于大尺寸薄膜晶体管(Thin Film Transistor, TFT)液晶显示器(LiquidCrystal Display,LCD)的背光源越来越多的采用发光二极管(LightEmitting Diode,LED)光源。虽然与冷阴极萤光灯(Cold Cathode FluorescentLamp, CCFL)光源相比，LED光源在功耗、使用寿命和亮度控制等方面已经有所提升，但是要进一步实现更高的对比度就需要利用动态背光调节技术。 现在通常的作法是利用LED光源组成矩阵来实现动态背光(直下式背光)，但是这种做法有着明显的劣势一是所用的LED光源数量较多，从而带来了较大的能耗；二是大量的LED光源会引起很大的发热问题，这不仅提高了对散热装置的要求，而且这种高热量也会降低机构内其他组件的使用寿命，如电路板上的电解电容的使用寿命。随着单颗LED亮度的不断提高，在LCD背光中所用的LED灯的数目逐渐变得越来越少，市面上，尤其是32寸及以上的LCD电视逐步采用单侧或多侧边缘式LED背光。边缘式背光是指，在液晶面板后面设置导光膜，背光源设置在导光膜的侧边缘，用于将光导向导光膜，导光膜引导光穿过LCD阵列的背部，用于向着用户的眼睛投射最终的图像。但是现在对于这种边缘式LED背光大都采用的是全域调光(GlobalDimming)方案，例如通过脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation,PWM)或模拟调光技术来控制整个画面的亮度，这种全域调光方案不能够有效的提升图像显示的对比度。因此，如何提供一种针对边缘式背光的液晶显示器的局部动态调光方案，从而提高图像显示的对比度，就成为亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种液晶显示器的局部调光方法、液晶显示器及其背光系统，以实现对边缘式背光的液晶显示器的局部动态调光，从而提高图像显示的对比度。为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下一种液晶显示器的局部调光方法，所述液晶显示器包括液晶面板、背光系统和主控板，所述背光系统包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其中所述背光系统还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域； 所述局部调光方法包括所述主控板产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵，以使相应的形变单元产生形变，从而改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，进而改变相应显示区域的亮度。上述的局部调光方法，其中，所述主控板产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵具体包括所述主控板对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标亮度值，根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度，根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵。上述的局部调光方法，其中，所述根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，具体包括
当所述背光源在该显示区域产生的背光强度大于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生负形变的局部调光信号；当所述背光源在该显示区域产生的背光强度小于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生正形变的局部调光信号。上述的局部调光方法，其中所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压；所述局部调光信号包括一控制信号和一电压信号，所述控制信号用于控制所述晶体管的导通，所述电压信号用于驱动所述晶体管。上述的局部调光方法，其中所述电压信号与达到所述目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。一种液晶显示器，包括液晶面板、背光系统和主控板，所述背光系统包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其中所述背光系统还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域；所述主控板用于，产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵，以使相应的形变单元产生形变，从而改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，进而改变相应显示区域的亮度。上述的液晶显示器，其中，所述主控板包括图像分析模块，用于对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标
亮度值；背光强度确定模块，用于根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度；局部调光信号产生模块，用于根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵。上述的液晶显示器，其中，所述局部调光信号产生模块进一步用于当所述背光源在该显示区域产生的背光强度大于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生负形变的局部调光信号；当所述背光源在该显示区域产生的背光强度小于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生正形变的局部调光信号。上述的液晶显示器，其中所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压；所述局部调光信号产生模块包括调光电压确定单元，用于根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度，确定局部调光所需的电压值；电压转换单元，用于根据所述电压值对外部电压进行转换后提供给所述晶体管，以驱动所述晶体管；
控制信号产生单元，用于输出控制信号到所述晶体管，以控制所述晶体管的导通。上述的液晶显示器，其中所述电压值与达到所述目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。一种背光系统，用于为液晶显示器的液晶面板提供背光，包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其中，还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域；所述形变单元用于，在接收到所述液晶显示器的主控板发送的局部调光信号时产生形变，以改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，从而改变相应显示区域的亮度。上述的背光系统，其中所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压；所述局部调光信号包括一控制信号和一电压信号，所述控制信号用于控制所述晶体管的导通，所述电压信号用于驱动所述晶体管。上述的背光系统，其中所述电压信号与所述显示区域达到目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。上述的背光系统，其中所述压电体为压电晶体或压电陶瓷。与现有技术相比，本发明的有益效果是针对边缘式背光的液晶显示器，本发明在其背光系统中增设了形变单元矩阵，形变单元矩阵中的每个形变单元对应液晶面板的一个显示区域，通过控制形变单元的形变(包括正形变和负形变)，可以改变背光系统中相应位置的棱镜膜与扩散膜之间的距离，距离的变化引起了到达扩散膜时的反射光能量变化，反射光能量变化又会引起相应显示区域的背光亮度发生变化，这样，就达到了局部背光亮度动态调整的目的，从而能够有效提高图像显示的对比度。
图I为本发明实施例的液晶显示器的结构示意图；图2为图I所示的液晶显示器中形变单元矩阵的结构示意图；图3为图I所示的液晶显示器中主控板的结构示意图4为图2所示的形变单元矩阵为压电单元矩阵时，所述压电单元矩阵中每个压电单元的结构示意图；图5为图3所示的主控板中局部调光信号产生模块的结构示意图；图6为本发明实施例中主控板对压电单元矩阵进行驱动的具体流程图。
具体实施例方式对于边缘式背光的液晶显示器，现有技术采用的是全域调光方法，只能改变整个画面的亮度，不能够有效的提升图像显示的对比度。本发明在其背光系统中增设了形变单元矩阵，形变单元矩阵中的每个形变单元对应液晶面板的一个显示区域，通过控制形变单元的形变(包括正形变和负形变)，可以改变背光系统中相应位置的棱镜膜与扩散膜之间
的距离，距离的变化引起了到达扩散膜时的反射光能量变化，反射光能量变化又会引起相应显示区域的背光亮度发生变化，这样，就达到了局部背光亮度动态调整的目的，从而能够有效提高图像显示的对比度。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。图I为本发明实施例的液晶显示器的结构示意图。参照图1，所述液晶显示器包括液晶面板10、背光系统20和主控板30。背光系统20位于液晶面板10正下方，在主控板30的控制下将光照射到液晶面板10，从而为液晶面板10提供背光。主控板30为液晶面板10提供数据脉冲和栅极脉冲，实现对图像的显示。背光系统20包括按照从下到上的顺序放置的反射膜22、导光膜23、扩散膜24和棱镜膜25，以及放置在所述导光膜23侧边缘(一侧、两侧或多侧)的背光源26。通过将背光源26放置在导光膜23的侧边缘，导光膜23能够将背光源26发出的光引导至液晶面板10，从而实现了液晶显示器的边缘式背光。其中，背光源26可以采用LED光源，例如LED灯条，或者采用其他已知的光源。当采用LED灯条时，所述LED灯条还与所述导光膜23平行。为实现液晶显示器的局部动态背光调节，所述背光系统20还包括设置在反射膜22之下的形变单元矩阵21，所述形变单元矩阵21中的每个形变单元对应于液晶面板10的一个显示区域。其中，反射膜22与形变单元矩阵21紧密接触，扩散膜24、导光膜23、反射膜22两两之间的距离是固定不变的，而棱镜膜25与扩散膜24之间的距离是可变的。形变单元矩阵21中的形变单元发生形变时，会引起棱镜膜25与扩散膜24之间的距离发生变化。所述形变单元是否发生形变以及发生形变时的形变量大小，是受到主控板30的驱动的。具体地，主控板30对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标亮度值，根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度，根据所述背光源26在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵21，驱动相应的形变单元产生形变，形变单元的形变能够改变相应位置的棱镜膜25与扩散膜24之间的距离，距离的变化引起了到达扩散膜23时的反射光能量变化，反射光能量变化又会引起相应显示区域的背光亮度发生变化，这样，就达到了局部背光亮度动态调整的目的。
其中，当所述背光源26在该显示区域产生的背光强度大于所述需要的背光强度时，主控板30产生使所述形变单元矩阵21中的形变单元产生负形变的局部调光信号，形变单元产生负形变时，能够增加相应位置的棱镜膜25与扩散膜24之间的距离，引起到达扩散膜23时的反射光能量变小，反射光能量变小会引起相应显示区域的背光亮度减弱；当所述背光源26在该显示区域产生的背光强度小于所述需要的背光强度时，主控板30产生使所述形变单元矩阵21中的形变单元产生正形变的局部调光信号，形变单元产生正形变时，能够减小相应位置的棱镜膜25与扩散膜24之间的距离，引起到达扩散膜23时的反射光能量变大，反射光能量变大会引起相应显示区域的背光亮度增强。图2为图I所示的液晶显示器中形变单元矩阵21的结构示意图。参照图2，形变单元矩阵21由NXM(N、M为大于I的整数)个形变单元210按矩阵式排列组成，每个形变单元210对应于液晶面板10的一个显示区域；相应地,液晶面板10也被划分成了 NXM个显示区域，每个显示区域对应于其正下方的一个形变单元210。
每个形变单元210之间相互独立，可以根据局部调光信号独立的执行位移的变化(形变)。另外，每个形变单元210的上表面和反射膜22紧密相连，这样能够保证当形变单元210有微米级的形变时，可以通过逐级传动从而改变棱镜膜25与扩散膜24之间的距离。图3为图I所示的液晶显示器中主控板30的结构示意图。参照图3，所述主控板30包括图像分析模块31，用于对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标亮度值；背光强度确定模块32，用于根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度；局部调光信号产生模块33，用于根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵21。形变单元矩阵21中的形变单元是受到激励源的激励时会发生形变的单元，形变单元有多种实现方式，列举如下(I)形变单元为电流变液构成的形变单元，则所述激励源为电流或电场；(2)形变单元为磁流变液构成的形变单元，则所述激励源为磁场；(3)形变单元为高分子凝胶构成的形变单元，则所述激励源为对高分子凝胶能产生刺激的激励源；(4)形变单元为透明弹性腔体，则由如下的激励源生成单元来生成激励源，所述激励源生成单元包括存储有气体或液体的存储腔，通过中空管道与所述弹性腔体连接；与所述弹性腔体对应设置的微型马达，用于从所述存储腔中抽取气体或液体，并将抽取到的气体或液体输送到所述弹性腔体；控制单元，用于控制所述微型马达的工作。(5)形变单元为压电单元，则所述激励源为电压。在以下的描述中，形变单元矩阵21以压电单元矩阵为例，但这并不构成对本发明的限制。
图4为图2所示的形变单元矩阵21为压电单元矩阵时，所述压电单元矩阵中每个压电单元210的结构示意图。参照图4，每个压电单元210包括一压电体211和一晶体管212，所述晶体管212在导通时为所述压电体211提供供其发生形变的电压。图5为图3所示的主控板30中局部调光信号产生模块33的结构示意图。参照图 5,所述局部调光信号产生模块33包括调光电压确定单元331，用于根据所述背光源26在每个显示区域产生的背光强度以及该显示区域需要的背光强度，确定局部调光所需的电压值；电压转换单元332，用于根据所述电压值对外部电压进行转换后提供给所述晶体管212，以驱动所述晶体管212 ；控制信号产生单元333，用于输出控制信号到所述晶体管212，以控制所述晶体管212的导通。继续参照图4，在本实施例中，所述晶体管212为PMOS管，PMOS管起开关作用，所述压电体211设置有电极。PMOS管源极214与主控板30中电压转换单元332的输出端口连接，PMOS管栅极213与主控板30中控制信号产生单元33的输出端口连接，PMOS管漏极215与压电体211的阳极216连接，压电体211的阴极217接地。本领域技术人员知道，PMOS管的工作条件是，在栅极上相对于源极施加负电压，且栅源电压差小于预定门限值时PMOS管导通。在本实施例中，当主控板30确定需要对某个显示区域进行背光亮度调节时，控制信号产生单元333输出一控制信号(负电压)到PMOS管的栅极213，使其导通，并且，电压转换单元332对外部电压进行转换后提供给PMOS管的源极214，这样，PMOS管在导通后，就将电压转换单元提供的电压信号施加到了压电体211上，从而驱动所述压电体211发生形变。作为一种实施方案，对于每个显示区域，主控板30将该显示区域需要的背光强度与背光源26在该显示区域产生的背光强度进行比较，当该显示区域需要的背光强度不等于背光源26在该显示区域产生的背光强度时，确定需要对该显示区域的背光强度进行调整。此时，主控板30输出一控制信号让PMOS管导通，并且，当该显示区域需要的背光强度大于背光源26在该显不区域产生的背光强度时,输出一固定大小的电压信号到PMOS管的源极，使得相应的形变单元产生正形变，以增强该显示区域的亮度(不一定能够达到目标亮度)；当该显示区域需要的背光强度小于背光源26在该显示区域产生的背光强度时，输出另一固定大小的电压信号到PMOS管的源极，使得相应的形变单元产生负形变，以减弱该显示区域的亮度。在此种方案中，主控板30需要预先获知背光源26在每个显示区域产生的背光强度；每个显示区域的亮度值与所需的背光强度(指压电体211未发生形变时的背光强度)的对应关系。作为另一种实施方案，主控板30在按照上述方案确定需要对某个显示区域的背光强度进行调整后，还需要计算该显示区域达到目标亮度值所需的施加到压电体211上的电压值，即所述电压值与达到所述目标亮度值所需的压电体211的形变量(包括正形变和负形变)相对应。在此种方案中，主控板30需要预先获知如下数据每个显示区域的亮度值与所需的背光强度(指压电体211未发生形变时的背光强度)的对应关系；背光源26在每个显示区域产生的背光强度；在该背光强度下，该显示区域的亮度值与压电体211的形变量的对应关系；压电体211的形变量与施加到该压电体211的电压值的对应关系。这里，对压电材料作一补充说明。压电材料主要包括压电晶体和压电陶瓷，压电晶体一般是指压电单晶体；压电陶瓷则泛指压电多晶体。压电材料受到压力作用时会在两端面间出现电压，相应地，在压电材料的两端面施加电压时，会使其发生形变。而且，根据晶体固有的特性，可以得到形变量与电压的对应关系。图6为本发明实施例中主控板对压电单元矩阵进行驱动的具体流程图。参照图6，包括如下步骤步骤601 :对外部输入的图像信号进行扫描，获取图像中每个像素点的灰阶值；步骤602 :计算每个灰阶值对应的目标亮度值；步骤603 :对于每个显示区域，计算该显示区域中所有像素点的目标亮度值的平均值，将该平均值作为该显示区域的目标亮度值；·步骤604 :对于每个显示区域，根据其对应的目标亮度值，获取其所需要的背光强度；步骤605 :获取背光源在每个显示区域产生的背光强度；步骤606 :对于每个显示区域，将其需要的背光强度与背光源在该显示区域产生的背光强度进行比较，确定是否需要对该显示区域的背光强度进行调整；如果某一显示区域需要的背光强度不等于背光源在该显示区域产生的背光强度，则确定需要对该显示区域的背光强度进行调整。步骤607 :对于需要进行背光强度调整的显示区域，输出局部调光信号到该显示区域对应的压电单元，驱动压电单元产生形变(包括正形变和负形变)，实现对该显示区域背光强度的调整。综上所述，针对边缘式背光的液晶显示器，本发明在其背光系统中增设了形变单元矩阵，形变单元矩阵中的每个形变单元对应液晶面板的一个显示区域，通过控制形变单元的形变(包括正形变和负形变)，可以改变背光系统中相应位置的棱镜膜与扩散膜之间的距离，距离的变化引起了到达扩散膜时的反射光能量变化，反射光能量变化又会引起相应显示区域的背光亮度发生变化，这样，就达到了局部背光亮度动态调整的目的，从而能够有效提高图像显示的对比度。另外，本发明的技术方案还有如下优点(I)实时性高，主控板对输入信号进行处理后输出局部调光信号来控制形变单元的位移量，主控板和压电单元的动作可以在IOOns内完成；(2)结构简单，易于制造，仅需在原有的结构下增加一个形变单元矩阵即可；(3)易于机壳内部温度控制，形变单元在位移改变当中基本不会对周围环境发出热量；(4)可靠性高，形变单元本身的抗压力和抗冲击等能力都要比LED等元器件高；(5)易于实施，本发明因不改动原有的光学系统，因此只需在现有产品中加入相应的控制即可。最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种液晶显示器的局部调光方法，所述液晶显示器包括液晶面板、背光系统和主控板，所述背光系统包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其特征在于 所述背光系统还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域； 所述局部调光方法包括 所述主控板产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵，以使相应的形变单元产生形变，从而改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，进而改变相应显示区域的亮度。
2.如权利要求I所述的局部调光方法，其特征在于，所述主控板产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵具体包括 所述主控板对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标亮度值，根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度，根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵。
3.如权利要求2所述的局部调光方法，其特征在于，所述根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，具体包括 当所述背光源在该显示区域产生的背光强度大于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生负形变的局部调光信号； 当所述背光源在该显示区域产生的背光强度小于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生正形变的局部调光信号。
4.如权利要求2所述的局部调光方法，其特征在于 所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压； 所述局部调光信号包括一控制信号和一电压信号，所述控制信号用于控制所述晶体管的导通，所述电压信号用于驱动所述晶体管。
5.如权利要求4所述的局部调光方法，其特征在于 所述电压信号与达到所述目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。
6.一种液晶显示器，包括液晶面板、背光系统和主控板，所述背光系统包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其特征在于 所述背光系统还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域； 所述主控板用于，产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵，以使相应的形变单元产生形变，从而改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，进而改变相应显示区域的亮度。
7.如权利要求6所述的液晶显示器，其特征在于，所述主控板包括 图像分析模块，用于对输入的图像信号进行分析，得到每个所述显示区域的目标亮度值； 背光强度确定模块，用于根据所述目标亮度值确定该显示区域需要的背光强度；局部调光信号产生模块，用于根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度产生局部调光信号，并将该局部调光信号输出到所述形变单元矩阵。
8.如权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于，所述局部调光信号产生模块进一步用于 当所述背光源在该显示区域产生的背光强度大于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生负形变的局部调光信号； 当所述背光源在该显示区域产生的背光强度小于所述需要的背光强度时，产生使所述形变单元矩阵中的形变单元产生正形变的局部调光信号。
9.如权利要求7所述的液晶显示器，其特征在于 所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压； 所述局部调光信号产生模块包括 调光电压确定单元，用于根据所述背光源在该显示区域产生的背光强度以及所述需要的背光强度，确定局部调光所需的电压值； 电压转换单元，用于根据所述电压值对外部电压进行转换后提供给所述晶体管，以驱动所述晶体管； 控制信号产生单元，用于输出控制信号到所述晶体管，以控制所述晶体管的导通。
10.如权利要求9所述的液晶显示器，其特征在于 所述电压值与达到所述目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。
11.一种背光系统，用于为液晶显示器的液晶面板提供背光，包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其特征在于，还包括 设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域； 所述形变单元用于，在接收到所述液晶显示器的主控板发送的局部调光信号时产生形变，以改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，从而改变相应显示区域的亮度。
12.如权利要求11所述的背光系统，其特征在于 所述形变单元矩阵为压电单元矩阵，所述压电单元矩阵中的每个压电单元包括一压电体和一晶体管，所述晶体管在导通时为所述压电体提供供其发生形变的电压； 所述局部调光信号包括一控制信号和一电压信号，所述控制信号用于控制所述晶体管的导通，所述电压信号用于驱动所述晶体管。
13.如权利要求12所述的背光系统，其特征在于 所述电压信号与所述显示区域达到目标亮度值所需的压电体的形变量相对应。
14.如权利要求13所述的背光系统，其特征在于 所述7压电体为压电晶体或压电陶瓷。
全文摘要
本发明提供一种液晶显示器的局部调光方法、液晶显示器及其背光系统。所述液晶显示器包括液晶面板、背光系统和主控板，所述背光系统包括按照从下到上的顺序放置的反射膜、导光膜、扩散膜和棱镜膜，以及放置在所述导光膜侧边缘的背光源，其中，所述背光系统还包括设置在所述反射膜之下的形变单元矩阵，所述形变单元矩阵中的每个形变单元对应于所述液晶面板的一个显示区域；所述主控板用于，产生并输出局部调光信号到所述形变单元矩阵，以使相应的形变单元产生形变，从而改变相应位置的扩散膜和棱镜膜之间的距离，进而改变相应显示区域的亮度。本发明实现了对边缘式背光的液晶显示器的局部动态调光，从而能够提高图像显示的对比度。
文档编号G09G3/36GK102708812SQ201110102690
公开日2012年10月3日 申请日期2011年4月22日 优先权日2011年4月22日
发明者吴行吉, 张亮, 张斌, 李卫海 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 北京京东方显示技术有限公司
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