CN107767830A - 一种显示装置和显示驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种显示装置和显示驱动方法，所述显示装置包括背光模组，设置在背光模组出光面的显示面板；设置在背光模组内的蓝光光源；以及设置在显示面板上的显示驱动电路，所述蓝光光源的第一蓝光波长大于440nm；所述显示驱动电路存储有蓝光光源的蓝光伽马曲线；所述显示驱动电路根据蓝光伽马曲线校正所述蓝光光源。本发明可以在降低蓝光对视力的影响，同时改善显示画质。

Description

一种显示装置和显示驱动方法

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示装置和显示驱动方法。

背景技术

显示器具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有市场上的显示器大部分为背光型显示器，其包括显示装置及背光模组(backlight module)。显示装置的工作原理是在两片平行的基板当中放置液晶分子，并在两片基板上施加驱动电压来控制液晶分子的旋转方向，以将背光模组的光线折射出来产生画面。

其中，薄膜晶体管显示器(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，TFT-LCD)由于具有低的功耗、优异的画面品质以及较高的生产良率等性能，目前已经逐渐占据了显示领域的主导地位。同样，薄膜晶体管显示器包含显示装置和背光模组，显示装置包括彩膜基板(Color Filter Substrate，CF Substrate，也称彩色滤光片基板)和薄膜晶体管阵列基板(Thin Film Transistor Substrate，TFT Substrate)，上述基板的相对内侧存在透明电极。两片基板之间夹一层液晶分子(Liquid Crystal，LC)。显示装置是通过电场对液晶分子取向的控制，改变光的偏振状态，并藉由偏光板实现光路的穿透与阻挡，实现显示的目的。

随着显示器的应用日渐广泛，使用者接触显示器的时间越来越长，包含手机，监视器，笔记本计算机，Pad，电视，甚至一些智能手表的应用，无不使用LCD或是OLED等作为其显示元件。然而，越来越多的使用者在长期接触显示器的环境下，一些医学文献以及医学专业人员对于目前显示器所发出的蓝光波长，已经提出警告，人眼长期在短波段的蓝光显示器下观赏，对人眼会逐渐造成伤害，严重还会导致失明，因此不论是利用蓝光LED芯片作为其背光源的LCD显示器，抑或是OLED蓝光显示单元，都需要针对蓝光对人眼的伤害进行设计考量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在降低蓝光对人眼伤害的同时改善画质的显示装置和显示驱动方法。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种显示装置，包括：

背光模组；

显示面板，设置在所述背光模组的出光面；

蓝光光源，设置在所述背光模组内，所述蓝光光源的第一蓝光波长大于440nm；

显示驱动电路，设置在所述显示面板，所述显示驱动电路存储有所述蓝光光源的蓝光伽马曲线；

其中，所述显示驱动电路根据所述蓝光伽马曲线校正所述蓝光光源。

进一步的，所述第一蓝光波长范围大于440nm，小于等于480nm。采用短波蓝光的光源的波长一般为440nm，为了在同等显示效果下，降低蓝光强度，因此选择的蓝光光源应低于440nm。

进一步的，所述第一蓝光波长为460nm。光线波长超过480nm，颜色会转为青色，因此，蓝光光源不宜太接近480nm的上限，否则一旦有显示误差，很可能发出青光，造成显示画质急剧下降。因此，选择460nm是比较合适的，既不用担心颜色往青色便宜，相比短波蓝光又有明显的区别，画质改善相对明显。

进一步的，所述第一蓝光波长范围大于等于450nm，小于等于470nm。

进一步的，所述显示驱动电路包含基于蓝光光源的红光和绿光伽马曲线。以白光为基准进行红光和绿光以及蓝光的校正，只要白光校正准确，对应的红光和绿光及蓝光伽马曲线就是比较符合真实显示效果的曲线，进一步减小画质偏黄的情况。

根据本发明的另一个方面，本发明还公开了一种显示装置的显示驱动方法，所述显示驱动方法包括：

提供一背光模组；

在背光模组内设置第一蓝光波长大于440nm的蓝光光源；

根据所述蓝光伽马曲线校正所述蓝光光源。

进一步的，所述第一蓝光波长范围大于440nm，小于等于480nm。采用短波蓝光的光源的波长一般为440nm，为了在同等显示效果下，降低蓝光强度，因此选择的蓝光光源应低于440nm。

进一步的，所述显示驱动方法还包括：基于蓝光光源，校正白光伽马曲线，并将白光伽马曲线对应的蓝光伽马曲线、红光伽马曲线和绿光伽马曲线存储到显示驱动电路中。以白光为基准进行红光和绿光以及蓝光的校正，只要白光校正准确，对应的红光和绿光及蓝光伽马曲线就是比较符合真实显示效果的曲线，进一步减小画质偏黄的情况。

进一步的，所述白光伽马曲线的伽马值为2.2。Windows操作***下，白光伽马值为2.2，由于大部分用户都使用windows操作***，已经习惯了windows界面的显示效果，参考这一标准来设定本发明的伽马值，可以最大限度符合用户的观看习惯。

进一步的，所述采用蓝光光源的蓝光伽马曲线进行显示校正的步骤包括：

选择蓝光光源的第一蓝光波长，

计算第一蓝光波长与440nm的第二蓝光波长的光强与波长关系；

基于第一蓝光波长和第二蓝光波长的比值关系，计算在第二蓝光波长在各蓝光光强下，相对应波长蓝光光强的倍数关系；

记录第二蓝光波长与对应显示装置灰阶的关系，得到蓝光伽马曲线；

基于蓝光光源，校正白光伽马曲线，并将白光伽马曲线对应的蓝光伽马曲线、红光伽马曲线和绿光伽马曲线存储到显示驱动电路中。

根据人眼辨别颜色差异的能力来调整显示装置颜色的算法，使得显示装置在长波段的蓝光波段下，自动校正显示装置的色偏，克服显示装置画面偏黄的问题。人眼对于蓝光的感知在不同亮度下是不同的，在相同的蓝光波长下蓝光的强度越强，其颜色会有蓝移现象，因此我们可以利用此人眼特性，透过调整蓝光光的强度，达到色彩恒定的目的。因此，发明人采用蓝光光源来降低蓝光光强度，达到降低蓝光对人眼伤害的目的。另一方面，显示驱动电路存储有蓝光光源的蓝光伽马曲线；所述显示驱动电路根据蓝光伽马曲线校正所述蓝光光源，藉由一演算方法，控制电压或电流对于该显示器蓝光强度的关系，来校正该显示器的色彩表现，因此即便强度降低，人眼对蓝光的感知仍然不会有明显的下降，对画质影响也较小。

附图说明

图1是本发明实施例的根据高穿透度薄膜降低蓝光原理示意图；

图2是本发明实施例的根据优化光源来降低蓝光的原理示意图；

图3是本发明实施例的显示装置原理示意图；

图4是本发明另一实施例的显示装置原理示意图；

图5是本发明实施例的显示装置的显示驱动方法示意图；

图6是本发明另一实施例的显示装置的显示驱动方法示意图；

图7是贝楚德-朴尔克效应原理示意图；

图8是蓝光波长相对强度示意图；

图9是第一蓝光波长与第二蓝光波长的比值与灰度关系的示意图；

图10是红/绿/蓝光伽马曲线示意图。

其中：10、背光模组；20、显示面板；30、蓝光光源；40、显示驱动电路。

具体实施方式

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

关于伽马调试：

显示装置的亮度与输入的电压信号不成正比，存在一种失真。如果输入的是黑白图像信号，这种失真将使被显示的图像的中间偏暗，从而使图像的调整体比原始场景偏暗，如果输入的是彩色图像信号，这种失真除了使显示的图像偏暗以外，还会使显示的图像的色调发生偏移。伽马(伽马)就是这种失真的度量参数，表征了亮度输出(Output)与输入电压信号(Input)的非线性关系。通过对新产品伽马的调试，使液晶显示装置获得较高的显示品质。

显示装置伽马调试的主要步骤有：首先，通过测量显示装置的白态亮度和黑态亮度，得到标准的伽马曲线，从而确定灰阶标准亮度值；其次，测量显示装置的灰阶亮度值，将所测量的灰阶亮度值与灰阶标准亮度值进行比较；最后，若灰阶测量亮度值与灰阶标准亮度值有差异，通过调节驱动IC寄存器的电压，改变灰阶的亮度值，再次测量亮度值并进行比较，重复完成测量与比较的步骤，直至所述灰阶测量亮度值接近所述灰阶标准亮度值。

测量显示装置的灰阶亮度值的方法主要有以下几种：

方法一：分别显示所有的灰阶，例如0灰阶到255灰阶，然后测量各个灰阶的亮度；

方法二：从0灰阶到255灰阶中间隔均匀抽取灰阶，例如抽取64个灰阶，然后测量各个灰阶的亮度；

方法三：显示驱动电路设定的电压所对应的灰阶，例如5组灰阶或者7组灰阶。

关于贝楚德-朴尔克效应：

在正常清况下，人的视觉器官在一定的亮度条件下，能看见并区别可见光谱中的各种颜色，对一些相近色也能区别开来。对于某些波长的光，我们会发现它的颜色与波长并不是固定的，也就是说光的波长一定，但它的颜色在不同的条件下却发生了变化。这是因为很多颜色受到光的强度的影响，随着光强的变化，光的颜色也发生变化。

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

参考图1，本实施方式公开一种根据高穿透度薄膜降低蓝光影响的技术方案。具体来说，是在显示装置的显示屏幕前增加一片具有滤蓝光波段的高穿透度薄膜，如此一来即可针对特殊蓝光波段进行滤波而削减有害人眼的蓝光。

参考图2，本实施方式公开一种根据优化光源来降低蓝光影响的技术方案。以LED背光为例，根据调整LCD背光光源的频谱，尤其是将LED蓝光芯片的波长向长波方向位移，如此一来也可以达到降低蓝光能量的目的。

当我们使用滤蓝光薄膜技术或是调整LED蓝光芯片波长技术来降低蓝光对人眼的伤害，都会造成整体的显示画面因缺乏蓝光颜色而导致偏黄状况，使得影像画面严重的失真，因此，在抗蓝光技术中，如何同时达到降低蓝光能量以及维持影响颜色不失真，是相当重要的课题，以下公开的实施方式可以克服这一问题。

参考图3，本实施方式公开显示装置包括，

背光模组10，

显示面板20，设置在背光模组10的出光面；

蓝光光源30，设置在背光模组10内，蓝光光源30的第一蓝光波长大于440nm；

显示驱动电路40，设置在显示面板20，所述显示驱动电路40包含蓝光光源30的蓝光伽马曲线；

其中，所述显示驱动电路根据蓝光伽马曲线校正所述蓝光光源。

本实施方式透过人眼对于蓝色波段随着亮度会往短波段偏移的现象，将此偏移量记录于算法中，透过芯片来控制驱动显示面板20蓝色画素的亮度，达到画面色彩恒定的效果。

作为本发明的另一实施方式，本实施方式公开显示装置包括背光模组10，设置在背光模组10出光面的显示面板20；设置在背光模组10内的蓝光光源30；以及设置在显示面板20上的显示驱动电路40。

所述蓝光光源30的第一蓝光波长大于440nm；所述显示驱动电路40包含蓝光光源30的蓝光伽马曲线。

第一蓝光波长范围大于440nm，小于等于480nm。可选的，第一蓝光波长为460nm。

采用短波蓝光的光源的波长一般为440nm，为了在同等显示效果下，降低蓝光强度，因此选择的蓝光光源30应低于440nm。光线波长超过480nm，颜色会转为青色，因此，蓝光光源30不宜太接近480nm的上限，否则一旦有显示误差，很可能发出青光，造成显示画质急剧下降。因此，选择460nm是比较合适的，既不用担心颜色往青色便宜，相比短波蓝光又有明显的区别，画质改善相对明显。

图3、4实施方式公开的显示装置包括背光模组10，设置在背光模组10出光面的显示面板20；设置在背光模组10内的蓝光光源30；以及设置在显示面板20上的显示驱动电路40。

所述蓝光光源30的第一蓝光波长大于440nm；所述显示驱动电路40包含蓝光光源30的蓝光伽马曲线。第一蓝光波长范围大于440nm，小于等于480nm。可选的，第一蓝光波长范围大于等于450nm，小于等于470nm。进一步的，可以第一蓝光波长设定为460nm。

显示驱动电路40包含基于蓝光光源30的红光和绿光伽马曲线。

显示驱动电路40内集成了蓝光颜色校正算法，根据蓝光强度与蓝光颜色的关系以及短波蓝光背光源/显示单元中采集的数据进行综合分析，得到蓝光伽马曲线，相应的，蓝光校正以后，相应的红光和绿光也要进行相应的校正，得到红光和绿光伽马曲线。校正的依据仍然是红绿蓝三色光线亮度相同的情况下能合成标准的白光。然后根据绿色/红色/蓝色亮度控制单元进行显示面板20的中三原色的亮度控制，达到改善画质的目的。

在某些实施例中，显示面板20可例如为液晶面板、等离子面板、OLED面板、QLED面板等。

本实施方式在前述实施例的基础上进一步改进，以白光为基准进行红光和绿光以及蓝光的校正，只要白光校正准确，对应的红光和绿光及蓝光伽马曲线就是比较符合真实显示效果的曲线，进一步减小画质偏黄的情况。

可选的，白光伽马曲线的伽马值为2.2。Windows操作***下，白光伽马值为2.2，由于大部分用户都使用windows操作***，已经习惯了windows界面的显示效果，参考这一标准来设定本发明的伽马值，可以最大限度符合用户的观看习惯。

根据本发明的另一个方面，图5所示实施方式公开了一种显示装置的显示驱动方法，所述显示驱动方法包括：

S51、提供一背光模组；

S52、在背光模组内设置第一蓝光波长大于440nm的蓝光光源；

S53、根据所述蓝光伽马曲线校正所述蓝光光源。

根据人眼辨别颜色差异的能力来调整显示装置颜色的算法，使得显示装置在长波段的蓝光波段下，自动校正显示装置的色偏，克服显示装置画面偏黄的问题。人眼对于蓝光的感知在不同亮度下是不同的，在相同的蓝光波长下蓝光的强度越强，其颜色会有蓝移现象，因此我们可以利用此人眼特性，透过调整蓝光光的强度，达到色彩恒定的目的。因此，发明人采用蓝光光源来降低蓝光光强度，达到降低蓝光对人眼伤害的目的。另一方面，显示驱动电路存储有蓝光光源的蓝光伽马曲线，藉由一演算方法，控制电压或电流对于该显示器蓝光强度的关系，来校正该显示器的色彩表现，因此即便强度降低，人眼对蓝光的感知仍然不会有明显的下降，对画质影响也较小。

图6所示的实施方式公开了

一种显示装置的显示驱动方法，所述显示驱动方法包括：

S61、提供一背光模组；

S62、在背光模组内设置第一蓝光波长大于440nm的蓝光光源；

S63、计算第一蓝光波长与第二蓝光波长的光强与波长关系；

S64、基于第一蓝光波长和第二蓝光波长的比值关系，计算在第二蓝光波长在各蓝光光强下，相对应第一蓝光波长光强的倍数关系；

S65、记录第二蓝光波长与对应显示装置灰阶的关系，得到蓝光伽马曲线；

S66、基于蓝光光源，校正白光伽马曲线，并将白光伽马曲线对应的蓝光伽马曲线、红光伽马曲线和绿光伽马曲线存储到显示驱动电路中。

所述蓝光光源的第一蓝光波长大于440nm；所述显示驱动电路存储有蓝光光源的蓝光伽马曲线。第一蓝光波长范围大于440nm，小于等于480nm。第一蓝光波长范围大于等于450nm，小于等于470nm。进一步的，可以第一蓝光波长设定为460nm。

显示驱动电路内集成了蓝光颜色校正算法，根据蓝光强度与蓝光颜色的关系以及短波蓝光背光源/显示单元中采集的数据进行综合分析，得到蓝光伽马曲线，相应的，蓝光校正以后，相应的红光和绿光也要进行相应的校正，得到红光和绿光伽马曲线。校正的依据仍然是红绿蓝三色光线亮度相同的情况下能合成标准的白光。然后根据绿色/红色/蓝色亮度控制单元进行显示面板的中三原色的亮度控制，达到改善画质的目的。

本实施方式在前述实施例的基础上进一步改进，采用短波蓝光的光源的波长一般为440nm，为了在同等显示效果下，降低蓝光强度，因此选择的蓝光光源应低于440nm。光线波长超过480nm，颜色会转为青色，因此，蓝光光源不宜太接近480nm的上限，否则一旦有显示误差，很可能发出青光，造成显示画质急剧下降。因此，选择460nm是比较合适的，既不用担心颜色往青色便宜，相比短波蓝光又有明显的区别，画质改善相对明显。再者，以白光为基准进行红光和绿光以及蓝光的校正，只要白光校正准确，对应的红光和绿光及蓝光伽马曲线就是比较符合真实显示效果的曲线，进一步减小画质偏黄的情况。

可选的，白光伽马曲线的伽马值为2.2。Windows操作***下，白光伽马值为2.2，由于大部分用户都使用windows操作***，已经习惯了windows界面的显示效果，参考这一标准来设定本发明的伽马值，可以最大限度符合用户的观看习惯。

以LED作为背光源，第一蓝光波长为460nm为例说明。

参考图2，首先先设计一LED背光源的频谱，其蓝光主第一蓝光波长λb比第二蓝光波长λbo(440nm)长。

参考图7、8，利用贝楚德-朴尔克效应找出波段460nm以及440nm的光强与第一蓝光波长关系，并藉由B(λb)/B(λbo)的比值关系，计算出原蓝光波段在各个蓝光光强下，相对应之长波段蓝光光强的倍数关系，并记录成图9。

根据图9，我们可以得到长第一蓝光波长λb亮度与各显示器灰阶的关系，如图10所示。再利用红色与绿色的伽马曲线，校正白光的伽马曲线，通常将显示器白色的伽马曲线调整为伽马2.2。

最后将所得的红、绿、蓝三条伽马曲线，设置在显示器的伽马控制电路中，即可以完成在长蓝光波长的LED背光模块下，又同时可以校正该显示器，解决影像质量偏黄问题。

在上述实施例中，显示装置包括液晶面板、等离子面板、OLED面板、QLED面板等，以液晶面板为例，液晶面板包括阵列基板和彩膜基板(CF)，所述阵列基板与彩膜基板相对设置，所述阵列基板与彩膜基板之间设有液晶和间隔单元(photo spacer，PS)，所述阵列基板上设有薄膜晶体管(TFT)，彩膜基板上设有彩色滤光层。

在上述实施例中，彩膜基板可包括TFT阵列，彩膜及TFT阵列可形成于同一基板上，阵列基板可包括彩色滤光层。

在上述实施例中，本发明的显示装置可为曲面型面板。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示装置，其特征在于，包括：

背光模组；

显示面板，设置在所述背光模组的出光面；

蓝光光源，设置在所述背光模组内，所述蓝光光源的第一蓝光波长大于440nm；

显示驱动电路，设置在所述显示面板，所述显示驱动电路存储有所述蓝光光源的蓝光伽马曲线；

其中，所述显示驱动电路根据所述蓝光伽马曲线校正所述蓝光光源。

2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于，所述第一蓝光波长范围大于440nm，小于等于480nm。

3.根据权利要求2所述的显示装置，其特征在于，所述第一蓝光波长范围大于等于450nm，小于等于470nm。

4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述第一蓝光波长为460nm。

5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，所述显示驱动电路还包含基于蓝光光源的红光和绿光伽马曲线。

6.一种显示装置的显示驱动方法，其特征在于，所述显示驱动方法包括：

提供一背光模组；

在背光模组内设置第一蓝光波长大于440nm的蓝光光源；

根据所述蓝光伽马曲线校正所述蓝光光源。

7.根据权利要求6所述显示装置的显示驱动方法，其特征在于，所述第一蓝光波长范围大于440nm，小于等于480nm。

8.根据权利要求6所述显示装置的显示驱动方法，其特征在于，所述显示驱动方法还包括：

基于所述蓝光光源，校正白光伽马曲线，并将白光伽马曲线对应的蓝光伽马曲线、红光伽马曲线和绿光伽马曲线存储到显示驱动电路中。

9.根据权利要求8所述显示装置的显示驱动方法，其特征在于，所述白光伽马曲线的伽马值为2.2。

10.根据权利要求6所述显示装置的显示驱动方法，其特征在于，所述采用蓝光光源的蓝光伽马曲线进行显示校正的步骤包括：

选择所述蓝光光源的第一蓝光波长；，

计算所述第一蓝光波长与440nm的第二蓝光波长的光强与波长关系；

基于所述第一蓝光波长和第二蓝光波长的比值关系，计算第二蓝光波长光源在各蓝光光强下，相对应第一蓝光波长光强的倍数关系；

记录第二蓝光波长与对应显示装置灰阶的关系，得到蓝光伽马曲线；

基于所述蓝光光源，校正白光伽马曲线，并将白光伽马曲线对应的蓝光伽马曲线、红光伽马曲线和绿光伽马曲线存储到显示驱动电路中。