CN103035205A - 一种用于大屏幕lcd显示屏的主动式动态led背光模组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种LCM的背光模组，尤其涉及一种用于大屏幕LCD显示屏的主动式动态LED背光模组。本发明的基本概念是将直下式结构的背光模组的整体背光划分成若干小的区域，每个背光区域的亮度随着图像内容进行亮度调节，动态背光模组所展现的不是一个恒定亮度的均匀光源，而是提供一个与显示屏图像内容同步调节的主动式动态的背光源。该模式可以有效解决液晶面板暗室漏光问题，大幅提升图像动态对比度，不论在明亮环境还是暗室里都能显示出细致的灰阶差异与更鲜明的立体视觉，更具有非常明显的节电效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种LCM的背光模组，尤其涉及一种用于大屏幕LCD显示屏的主动式动态LED背光模组。
背景技术
随着LCD显示屏技术的快速发展，LED背光模组的大规模应用，使得液晶电视的响应速度和画面质量取得长足进步，LED背光正在逐步取代冷阴极荧光灯(CCFL)，并将成为必然的趋势。
迄今为止，业界使用的LED背光模组都是被动式静态工作模式，开机后LED点亮，背光模组仅仅是光源，被动地给液晶显示屏提供恒定亮度的均匀光源，影像的亮度、对比度和画质全部由液晶显示屏控制，影像对比度、画质灰阶层次分布的质量完全由LCD显示屏决定，不论影像内容如何，背光源所消耗功率是固定不变的。
动态LED背光模组与传统静态式被动方案的最大差异在于，背光模组的LED采取直下式结构，矩阵式分布，背光控制电路根据所显示图像信号的亮度，以动态方式最优化地驱动LED颗粒的点亮与否及亮度。
主动式动态LED背光模组的平均功耗将会比传统CCFL背光模组更低，可有效降低LED功耗30～50％以上(视图像内容而定)，达到省电节能的功效，同时也可有效降低LED热量的产生，有助于减少或取消额外的散热配件，降低整体背光模组的材料及制造成本；功耗降低还将进一步提高LED产品寿命与可靠度。此外，凭借主动式动态驱动电路设计可进一步提升图像画面质量，最突出的是可以提升画面对比度，从1,000∶1突破到10,000∶1以上，满足高清液晶彩电画质及高动态范围视频的需求。
发明内容
本发明的基本概念是将直下式结构的背光模组整体背光划分成若干小的区域，每个背光区域的亮度随着图像内容进行亮度调节，动态背光模组所展现的不是一个恒定亮度的均匀光源，而是提供一个随图像内容调节的主动式动态的背光源。该模式可以有效解决液晶面板暗室漏光问题，大幅提升图像动态对比度，不论在明亮环境还是暗室里都能显示出细致的灰阶差异与更鲜明的立体视觉，更具有非常明显的节电效果。
本发明由背光模组1、驱动电路2、电源电路3、控制电路4组成，控制电路4与显示屏的LVDS电路连接，从LVDS信号中提取单帧信号，并计算出对应于每个LED区域的亮度，然后对相应区域的LED驱动器进行控制，从而与显示屏图像同步地调整背光LED的发光。
附图说明
图1：效果对比示意图
图2：背光LED分布示意图
图3：电路原理方框图
1——背光模组；
2——驱动电路；
3——电源电路；
4——控制电路。
图4：实际效果示意图
具体实施方式
动态直下式LED背光设计方案：
将整个LED背光板面分成11行32列共352个区域，每个区域由4只3528封装的0.06W白色LED构成，整板共1408颗LED，选择色温在10,000K以上、亮度均匀的白光LED。采用专用于LED背光电视用的200W超薄电源作为背光模组的电源，利用TI的TMS320C28342(300MHz)DSP作为控制电路的主控IC，从LCD主控板的LVDS信号中提取单帧图像信号，计算出对应于352个区域的图像的亮度，然后对相应区域的LED驱动器进行控制，从而动态地对LED背光各区域的亮度进行调整。
Claims (7)
1.一种用于大屏幕LCD显示屏的主动式动态LED背光模组。其特征是：整个模组由背光模组、驱动电路、电源电路、控制电路组成。背光模组中的LED采取直下式矩阵分布结构，通过控制电路和驱动电路与LCD显示屏的图像内容同步动态点亮。
2.按照权利要求1所述背光模组采用白光LED作为光源。其特征是：白光LED的色温在10,000K以上，且亮度均匀。
3.按照权利要求1所述背光模组由众多呈矩阵排列的白光LED组成。其特征是：LED的数量和排列方式根据显示屏的规格尺寸及显示效果确定，其数量可以从数百粒到数十万粒，甚至可以与显示屏的分辨率相同。
4.按照权利要求1所述背光模组可以大幅度提高LCD显示屏的对比度。其特征是：模组中的LED与LCD显示屏的图像内容同步动态点亮，可以将LCD显示屏的对比度从≤2000，提升到≥10000；在保持最高亮度相同的同时，可以降低背光模组的耗电量30％以上。
5.按照权利要求1所述的控制电路为点亮LED的驱动电路提供控制信号。其特征是：控制电路与LCD显示屏的LVDS电路连接，从LVDS信号中提取单帧信号，并计算出对应于每个LED区域的图像亮度，然后对相应区域的LED驱动器进行控制，从而与图像信号同步、动态地控制每个区域LED的点亮与否及亮度的高低。
6.按照权利要求1所述背光模组中的白光LED采用直下式结构。其特征是：LED背光板的尺寸与显示屏的尺寸相对应，具有足够大的面积尺寸，可以有效降低LED热量的产生，有助于减少或取消额外的散热配件，降低整体背光模块的材料成本及制造成本。
7.按照权利要求5所述背光模组中的白光LED基板具有良好的散热条件。其特征是：直下式呈矩阵分布的白光LED具有足够大的平面尺寸，因此具备了良好的散热条件，为加大LED功率、提高背光亮度奠定了基础，使得LCD显示屏在强光环境下也能够正常使用。
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