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显示装置及其控制方法

文献发布时间:2024-04-18 19:52:40


显示装置及其控制方法

本公开涉及显示技术领域,尤指一种显示装置及其控制方法。

随着经济的发展,信息技术的飞速提升,作为信息交互高新能显示设备越来越受到消费者的青睐,特别是能够提供超高亮度,超高动态对比度的高性能显示设备。这类显示设备广泛应用于户外高环境亮度的场合,或是图像设计处理场合。

液晶显示装置(Liquid Crystal Display,简称LCD)作为目前主流的显示装置,具有耗电量低、体积小、辐射低等优势。而液晶显示面板为非自发光面板,需要配合背光模组使用。背光模组分为直下式背光模组和侧入式背光模组,其中直接下式背光模组采用灯板作为背光源,侧入式背光模组采用灯条作为背光源。

液晶显示装置配合背光模组的区域调光(Local Dimming,简称LD)技术可以提高图像对比度。为了实现高动态范围(High dynamic contrast range,简称HDR)图像显示,必须提升灯板或灯条上光源的分区数量。同时为了更高的亮度,就必须增加光源的密度。而灯板或灯条的面积有限,光源密度达到一定程度,就无法继续增加。同时灯板或灯条上过多的光源也使其热量增加,设备系统温度过高而引发设备故障。

发明内容

本公开实施例的第一方面,提供一种显示装置,包括:

第一背光模组;

第二背光模组,位于所述第一背光模组的出光侧;和

显示面板,位于所述第二背光模组背离所述第一背光模组的一侧;其中,

所述第一背光模组包括一个第一灯板,所述第一灯板向所述第二背光模组一侧出射光线;

所述第二背光模组包括至少一个第二灯板,各所述第二灯板叠层设置,各所述第二灯板透射所述第一背光模组出射的光线并向所述显示面板出射光线;

所述第一灯板包括多个第一光源,各所述第二灯板均包括多个第二光源;各所述第一光源和各所述第二光源在所述显示面板上的正投影互不重叠。

本公开一些实施例中,所述第一灯板划分为多个第一分区,每个所述第一分区包括至少一个所述第一光源;各所述第一分区独立驱动;

各所述第二灯板中的每个所述第二灯板均划分为多个第二分区,每个所述第二分区包括至少一个所述第二光源;各所述第二分区独立驱动。

本公开一些实施例中,所述第一灯板的所述第一分区与至少一个所述第二灯板的所述第二分区在所述显示面板上的正投影存在交叠区域。

本公开一些实施例中,所述第一灯板中的各所述第一光源排列成多个第一光源行和多个第二光源行;所述第一光源行和所述第二光源行均沿第一方向延伸,沿第二方向排列;所述第一方向和所述第二方向交叉;

所述第一光源行和所述第二光源行沿所述第二方向交替排列;所述第二光源行相对于相邻的所述第一光源行沿第一方向错位设置;

各所述第二灯板中的每个第二灯板包括的各所述第二光源沿所述第一方向和所述第二方向呈阵列排布。

本公开一些实施例中,所述第二背光模组中的至少一个所述第二灯板中的各所述第二光源排列成多个第三光源行和多个第四光源行;所述第三光源行和所述第四光源行均沿第一方向延伸,沿第二方向排列;所述第一方向和所述第二方向交叉;

所述第三光源行和所述第四光源行沿所述第二方向交替排列;所述第四光源行相对于相邻的所述第三光源行沿第一方向错位设置;

所述第二背光模组中的其余所述第二灯板中的各所述第二光源沿所述第 一方向和所述第二方向呈阵列排布;

所述第一灯板中的各所述第一光源沿所述第一方向和所述第二方向呈阵列排布。

本公开一些实施例中,所述第一背光模组还包括:

光准直器件,位于所述第一灯板的出光侧;所述光准直器件将所述第一灯板出射的光线进行准直。

本公开一些实施例中,所述光准直器件为光栅或菲涅尔透镜膜片。

本公开一些实施例中,所述第二背光模组还包括:

光学膜片,位于任意相邻两个所述第二灯板之间。

所述光学膜片包括导光扩散板、棱镜片、扩散片中的一种或多种。

本公开一些实施例中,所述第二灯板还包括:

第二驱动基板,各所述第二光源位于所述第二驱动基板上,且与所述第二驱动基板电连接;和

保护层,覆盖所述各所述第二光源和所述第二驱动基板;

所述第二驱动基板包括:第二基板和位于所述第二基板上的第二驱动线路层;

所述第二基板采用透明玻璃或透明树脂;

所述第二驱动线路层中的导线的厚度为0.3μm~1μm;所述第二驱动线路层中的导线的宽度为3μm~15μm。

本公开一些实施例中,所述第一光源的尺寸大于所述第二光源的尺寸。

本公开一些实施例中,所述第二背光模组包括多个所述第二灯板;靠近所述显示面板一侧的所述第二灯板上的所述第二光源的尺寸小于远离所述显示面板一侧的所述第二灯板上的所述第二光源的尺寸。

本公开一些实施例中,所述第二背光模组中的各所述第二灯板包括的各所述第二光源的出光面平行于所述第二驱动基板,使各所述第二光源出射光线的发散角均相对于垂直于所述第二灯板的法线对称。

本公开一些实施例中,所述第二背光模组中的至少一个所述第二灯板包 括的第二光源至少分为第一种第二光源和第二种第二光源;

所述第一种第二光源和所述第二种第二光源均包括:

支架,与所述第二驱动基板电连接;所述支架向所述第二驱动基板一侧凹陷构成容置空间;

发光芯片,位于所述支架的容置空间内;

其中,所述支架用于固定所述发光芯片的表面与所述第二驱动基板不平行,使所述第一种第二光源和所述第二种第二光源出射光线的发散角相对于垂直于所述第二灯板的法线倾斜;

所述第一种第二光源中用于固定所述发光芯片的表面向第一侧倾斜,所述第二种第二光源中用于固定所述发光芯片的表面向第二侧倾斜;所述第一侧和所述第二侧为垂直于所述第二灯板的法线的相对两侧。

本公开一些实施例中,所述第二背光模组中的至少一个所述第二灯板包括的第二光源还包括第三种第二光源;

所述第三种第二光源的出光面平行于所述第二驱动基板,使所述第三种第二光源出射光线的发散角相对于垂直于所述第二灯板的法线对称。

本公开一些实施例中,一个所述第一种第二光源、一个所述第二种第二光源和一个所述第三种第二光源构成一个第二光源组;所述第二灯板包括多个所述第二光源组,各所述第二光源组呈阵列排布;

在同一个所述第二光源组中所述第三种第二光源位于所述第一种第二光源和所述第二种第二光源之间。

本公开一些实施例中,所述第二背光模组至少包括两种第二灯板,分别为第一种第二灯板和第二种第二灯板;所述第一种第二灯板上的各所述第二光源为第一种第二光源,所述第二种第二灯板上的各所述第二光源为第二种第二光源;

所述第一种第二光源和所述第二种第二光源均包括:

支架,与所述第二驱动基板电连接;所述支架向所述第二驱动基板一侧凹陷构成容置空间;

发光芯片,位于所述支架的容置空间内;

其中,所述支架用于固定所述发光芯片的表面与所述第二驱动基板不平行,使所述第一种第二光源和所述第二种第二光源出射光线的发散角相对于垂直于所述第二灯板的法线倾斜;

所述第一种第二光源中用于固定所述发光芯片的表面向第一侧倾斜,所述第二种第二光源中用于固定所述发光芯片的表面向第二侧倾斜;所述第一侧和所述第二侧为垂直于所述第二灯板的法线的相对两侧。

本公开一些实施例中,所述第二背光模组还包括第三种第二灯板;所述第三种第二灯板上的各所述第二光源为第三种第二光源;

所述第三种第二光源的出光面平行于所述第二驱动基板,使所述第三种第二光源出射光线的发散角相对于垂直于所述第二灯板的法线对称。

本公开实施例的第二方面,提供一种显示装置的控制方法,包括:

确定用户选择的显示装置的亮度等级;

根据所述亮度等级和预先确定的亮度等级与灯板的对应关系,确定需要启用的灯板;

根据待显示图像的亮度分布确定需要启用的灯板中各分区的亮度;

根据确定出的各分区的亮度驱动对应的分区内的光源为显示面板提供背光。

本公开一些实施例中,第一背光模组出射准直光;第二背光模组出射光线的发散角相对于垂直于所述第二灯板的法线对称;

所述控制方法还包括:

确定用户选择的显示装置的显示模式;所述显示模式包括广视角显示模式和防窥显示模式;

在确定出的显示模式为所述广视角显示模式时,同时启用所述第一背光模组和所述第二背光模组;

在确定出的显示模式为所述防窥显示模式时,启用所述第一背光模组,关闭所述第二背光模组。

本公开一些实施例中,第二背光模组中的至少一个第二灯板包括的第二光源至少分为第一种第二光源和第二种第二光源,或者第二背光模组至少包括第一种第二灯板和第二种第二灯板;

所述控制方法还包括:

确定用户选择的显示装置的可视角度;

根据所述可视角度和预先确定的可视角度与光源的对应关系,确定需要启用的光源;

点亮确定出的需要启用的光源,为所述显示面板提供背光。

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案,下面将对本公开实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所介绍的附图仅仅是本公开的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中直下式背光模组的正视结构示意图;

图2为相关技术中侧入式背光模组的正视结构示意图;

图3为本公开实施例提供的显示装置的侧视结构示意图之一;

图4为本公开实施例提供的第一灯板的侧视结构示意图;

图5为本公开实施例提供的第二灯板的侧视结构示意图之一;

图6为本公开实施例提供的第二灯板的平面结构示意图;

图7a为本公开实施例提供的第一灯板的分区示意图;

图7b为本公开实施例提供的一个第二灯板的分区示意图;

图7c为本公开实施例提供的另一个第二灯板的分区示意图;

图7d为本公开实施例提供的第一灯板的分区和第二灯板的分区叠加后的示意图;

图8a为本公开实施例提供的另一种第二灯板的分区示意图;

图8b为本公开实施例提供的另一种第一灯板的分区示意图;

图9为本公开实施例提供的显示装置的侧视结构示意图之二;

图10a为本公开实施例提供的显示装置在广视角显示模式下的出光示意图;

图10b为本公开实施例提供的显示装置在防窥显示模式下的出光示意图;

图11为本公开实施例提供的第二灯板的侧视结构示意图之二;

图12为本公开实施例提供的第一种(第二种)第二光源的结构示意图;

图13为本公开实施例提供的显示装置的侧视结构示意图之三;

图14为本公开实施例提供的显示装置的侧视结构示意图之四;

图15为本公开实施例提供的显示装置的控制方法的流程图之一;

图16为本公开实施例提供的显示装置的控制方法的流程图之二;

图17为本公开实施例提供的显示装置的控制方法的流程图之三。

为使本公开的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面将结合附图和实施例对本公开做进一步说明。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本公开更全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略对它们的重复描述。本公开中所描述的表达位置与方向的词,均是以附图为例进行的说明,但根据需要也可以做出改变,所做改变均包含在本公开保护范围内。本公开的附图仅用于示意相对位置关系不代表真实比例。

液晶显示装置作为目前主流的显示装置,具有耗电量低、体积小、辐射低等优势。而液晶显示面板为非自发光面板,需要配合背光模组使用。液晶显示面板为一种透射型显示面板,背光模组位于液晶显示面板的入光侧,为背光模组提供背光,通过控制液晶显示面板中液晶的翻转程度以实现不同的透过率,从而实现灰阶显示。

背光模组分为直下式背光模组和侧入式背光模组,其中直接下式背光模组采用灯板作为背光源,侧入式背光模组采用灯条作为背光源。为了实现高动态范围图像显示,背光模组可以采用区域调光技术配合进行图像显示,由此可以显著降低暗场亮度,提高图像对比度。

图1为相关技术中直下式背光模组的正视结构示意图。

如图1所示,直下式背光模组采用灯板b1作为背光源,灯板b1包括多个呈阵列排布的光源a,将各光源a按照一定数量进行分区,形成多个分区z,显示装置可以根据显示画面不同区域的亮暗程度,对灯板的各分区z进行单独控制,从而实现高动态对比度的图像显示。

图2为相关技术中侧入式背光模组的正视结构示意图。

如图2所示,侧入式背光模组采用灯条b2作为背光源,在灯条b2的出光侧还设置有导光板D。导光板D利用对光线的全反射作用将灯条b2的出射光线进行传导。灯条b2包括多个光源a,将各光源a按照一定数量进行分区,形成多个分区z,显示装置可以根据显示画面不同区域的亮暗程度,对灯条的各分区z进行单独控制,从而实现高动态对比度的图像显示。

无论采用哪种形式的背光模组,为了满足更佳的高动态对比度,就必须提升灯板或灯条上光源的分区数量。同时为了达到更高的亮度,就必须增加光源的数量,导致光源的排布密度增加。而灯板或灯条的面积有限,光源密度达到一定程度,就无法继续增加。同时灯板或灯条上过多的光源也使其热量增加,设备系统温度过高而引发设备故障。

有鉴于此,本公开实施例提供一种显示装置,可以打破相关技术中光源分区的局限,进一步提高光源分区的精细程度。

图3为本公开实施例提供的显示装置的侧视结构示意图之一。

如图3所示,本公开实施例提供的显示装置包括:第一背光模组100、第二背光模组200和显示面板300。

其中,第二背光模组200位于第一背光模组100的出光侧,显示面板300位于第二背光模组200背离第一背光模组100的一侧。

第一背光模组100包括一个第一灯板11,第一灯板11向第二背光模组200一侧出射光线。第二背光模组200包括至少一个第二灯板21,各第二灯板21叠层设置,各第二灯板21透射第一背光模组100出射的光线并向显示面板300出射光线。

本公开实施例中的各第二灯板21均为透射型灯板,不仅可以为显示面板提供背光,还能透过后方灯板的出射光,采用两个背光模组叠加,多个灯板叠层设置的形式可以大幅提高背光亮度。

在本公开实施例中,如图3所示,第一灯板11包括多个第一光源111,各第二灯板21均包括多个第二光源211;各第一光源111和各第二光源211在显示面板300上的正投影互不重叠。这样可以利用各灯板上光源的排列规则达到增加光源排布密度的效果,从而可以将光源划分为更多的分区,实现更加精细的区域调光控制,有利于实现更佳的高动态图像显示。

可选的,第一灯板11可以应用于直下式背光,此时第一灯板11上包括多个呈阵列排布的第一光源111。各第一光源111划分为多个分区,每个分区内的第一光源可以独立控制。

可选的,第一灯板11可以应用于侧入式背光,此时第一光源111可以排列成一行,在第一光源111的出光侧设置导光板及一种或多种光学膜片,提高背光均匀性。各第一光源111划分为多个分区,每个分区内的第一光源可以独立控制。

在实际应用中,可以根据实际需求选择合适的第一背光模组的形式,本公开实施例在此不进行限定。

图4为本公开实施例提供的第一灯板的侧视结构示意图。

如图4所示,第一灯板包括:第一驱动基板112和位于第一驱动基板112上的第一光源111。各第一光源111与第一驱动基板112电连接,第一驱动基板112为第一光源111提供驱动信号。

第一驱动基板112包括:第一基板1121和位于第一基板上的第一驱动线路层1122。在本公开实施例中,第一驱动基板112可以采用印刷电路板(PrintedCircuit Board,简称PCB)或液晶显示面板和有机发光二极管显示面板中常用的阵列基板。当第一驱动基板112采用PCB时,第一基板1121可以采用铝、铜、FR4或玻璃;当第一驱动基板112采用阵列基板时,第一基板1121可以采用玻璃等,在此不做限定。

在具体实施时,第一灯板11可以采用相关技术中背光模组常用的LED灯板,第一光源111可以采用发光二极管(Light Emitting Diode,简称LED),LED具有亮度高、响应速度快、节能等优势,且LED灯板的制作工艺成熟,第一灯板11采用LED灯板可以有效控制成本,且具有较高的亮度。

图5为本公开实施例提供的第二灯板的侧视结构示意图之一,图6为本公开实施例提供的第二灯板的平面结构示意图。

如图5所示,第二灯板包括:第二驱动基板212、第二光源211和保护层213。

第二光源211位于第二驱动基板212上,各第二光源211与第二驱动基板212电连接,第二驱动基板212为第二光源211提供驱动信号。

第二驱动基板212包括:第二基板2121和位于第二基板上的第二驱动线路层2122。第二基板2121可以采用透明玻璃或透明树脂,具有透光性。例如,可以采用0.3mm~5.0mm透明的玻璃板作为第二基板2121,这里的透明指的是可以透过光线的玻璃。

在具体实施时,第二灯板22可以采用Mini LED灯板或Micro LED灯板,即第二光源211采用Mini LED或Micro LED。Mini LED和Micro LED是指微缩化的LED芯片,Mini LED的尺寸通常大于Micro LED的尺寸。例如,Mini LED的尺寸通常为100μm~200μm,Micro LED的尺寸通常为100μm以下。

如图6所示,由于第二光源211的尺寸较小,因此第二驱动线路层2122中可以采用极其微小的导线将第二光源211进行连接。这些微小的导线的材质可以包括且不限于金属银(Ag)、金(Au)铜(Cu)、锡(Sn)、或金属混合物。这些金属或金属混合物首先通过真空镀膜的工艺在透明的第二基板上 形成厚度均匀的导电薄膜,厚度为0.3μm~1μm左右,然后采用蚀刻工艺生成宽度为3μm~15μm的微小导线。由于在第二灯板21上的第二光源211和第二驱动线路层2122的导线尺寸均在微米量级,因此第二灯板21总体呈现透明状态,对光线遮挡较少,容易透过第一灯板的光线。

如图5所示,第二灯板21还包括覆盖各第二光源211和第二驱动基板212的保护层213。保护层213起到对第二光源封装保护的作用。根据实际需要,还可以对保护层的形态进行设计,以使保护层还可以起到调整优化光斑的效果。保护层213可以采用透明树脂材料,在此不做限定。可选的,保护层213可以是每个第二光源211均设置有单独的保护层,也可以是所有的第二光源211用同一个保护层或者多个第二光源211设置一个保护层等,在此均不做限定。

本公开实施例中第二背光模组包括的各第二灯板21均具有透光性,显示面板300由第一背光模组100和第二背光模组200共同提供背光,相比相关技术的显示装置,本公开实施例提供的显示装置的亮度至少可以提升60%以上。

在本公开实施例中,第一光源111的尺寸大于第二光源211的尺寸。第一光源111的发光亮度通常也大于第二光源211的发光亮度。将第二光源211的尺寸设置得较小有利于对光源的排布进行设计,避免光源的位置重叠而影响光源出光。

在具体实施时,第二背光模组200可以包括多个第二灯板21;靠近显示面板300一侧的第二灯板21上的第二光源211的尺寸小于远离显示面板300一侧的第二灯板21上的第二光源211的尺寸。沿着逐渐靠近显示面板300的方向,第二灯板上第二光源211的尺寸逐渐减小,这样可以避免靠近显示面板300的第二光源211产生灯影。

依照上述规律,第一光源111可以采用LED;第二光源211可以采用Mini LED或Micro LED。举例来说,如果第二背光模组包括两个第二灯板21,则第一灯板上的第一光源111可以采用LED,靠近第一灯板一侧的第二灯板上 的第二光源211可以采用Mini LED,靠近显示面板300一侧的第二灯板上的第二光源211可以采用Micro LED。

为了获得更高的对比度,实现更佳的高动态图像显示,第一灯板11和第二灯板21均可以配合区域调光技术进行图像显示。第一灯板11和第二灯板21均可以配合区域调光技术进行图像显示。具体地,可以将第一灯板划分为多个第一分区,每个第一分区包括至少一个第一光源;各第一分区独立驱动。将各第二灯板中的每个第二灯板均划分为多个第二分区,每个第二分区包括至少一个第二光源;各第二分区独立驱动。各灯板可以按照显示图像的亮度分部驱动各分区进行不同程度的点亮,从而提高图像对比度,实现高动态图像显示。

本公开实施例以图7a~图7d所示的分区为例,对本公开实施例提供的第一基板和第二基板的分区性质进行举例性说明。

图7a为本公开实施例提供的第一灯板的分区示意图,图7b为本公开实施例提供的一个第二灯板的分区示意图,图7c为本公开实施例提供的另一个第二灯板的分区示意图,图7d为本公开实施例提供的第一灯板的分区和第二灯板的分区叠加后的示意图。

本公开实施例以第一背光模组包括一个第一灯板,第二背光模组包括两个第二灯板为例进行说明,为了方便区分,将两个第二灯板分别命名为第一种第二灯板和第二种第二灯板。

如图7a所示,第一灯板11划分为多个第一分区,每个第一分区z1包括至少3个第一光源111;各第一分区z1独立驱动。图7a中示意了位于中间位置的第一分区z1包括4个第一光源111,在边缘位置的第一分区z1包括4个第一光源111。

可选的,第一灯板11的第一分区z1还可以采用均包括3个第一光源111或者4个第一光源111等设计,在此均不做设定。

如图7b所示,第一种第二灯板21a均划分为多个第一种第二分区z2a,每个第一种第二分区z2a包括4个第一种第二光源211a;各第一种第二分区 z2a独立驱动。可选的,图7b中示意了第一种第二分区z2a包括4个第一种第二光源211a,在实际应用中,第一种第二分区z2a也可以设置其他数量的第一种第二光源211a,在此不做限定。

如图7c所示,第二种第二灯板21b均划分为多个第二种第二分区z2b,每个第二种第二分区z2b包括1个第二种第二光源211b;各第二种第二分区z2b独立驱动。在实际应用中,第二种第二分区z2b也可以设置其他数量的第二种第二光源211b,在此不做限定。

将上述三个灯板叠层设置之后,在显示面板300一侧观看,三个灯板上光源的分布如图7d所示。由图7d可以看出,各第一光源111、各第一种第二光源211a和各第二种第二光源211b的设置位置互不重叠。另外,第一灯板11的第一分区z1与第一种第二灯板21a的第一种第二分区z2a之间存在交叠区域。本公开实施例将第一灯板的第一分区与至少一个第二灯板的第二分区之间相互交叠,而第一光源与第二光源之间互不交叠设置,可以实现在相同面积内设置更多数量的光源,从而可以提高单位面积的发光亮度。而这种效果是将多个灯板叠层设置来实现的,因此对于每个灯板来说并不会存在设置较多数量光源的压力,可以降低每个灯板的线路设计难度。

在一些实施例中,如图7a所示,第一灯板11中的各第一光源111排列成多个第一光源行h1和多个第二光源行h2;第一光源行h1和第二光源行h2均沿第一方向x1延伸,沿第二方向x2排列,第一方向x1和第二方向x2交叉,在具体实施时,第一方向x1和第二方向x2可以相互垂直,例如,第一方向x1可以为水平方向,第二方向x2可以为竖直方向,在此不做限定。

如图7a所示,第一光源行h1和第二光源行h2沿第二方向x2交替排列,第二光源行h2相对于相邻的第一光源行h1沿第一方向x1错位设置。将光源错位设置可以使将光源构成的分区异形化设计,有利于与其它灯板上的光源配合,实现更加精细的分区控制。

以图7a所示的第一灯板为例,第一光源行h1中相邻两个第一光源的间距相等,第二光源行h2中相邻两个第一光源的间距相等,第二光源行h2相 对于相邻的第一光源行h1沿第一方向x1错位上述间距的一半。由此将相邻的第一光源划分为一个分区时,可以形成菱形或三角形的分区。如图7a所示,第一灯板11的边缘区域由三个第一光源111构成一个第一分区z1,中间区域则由四个第一光源111构成一个第一分区z1。

而对于第二背光模组中的每个第二灯板可以采用如图7b所示的排列规则,使各第二光源沿第一方向x1和第二方向x2呈阵列排布,与相关技术中灯板上光源的排列规则可以相同,在此不做限定。

图8a为本公开实施例提供的另一种第二灯板的分区示意图,图8b为本公开实施例提供的另一种第一灯板的分区示意图。

在一些实施例中,第二背光模组中的至少一个第二灯板上的第二光源按照图8a所示的规则进行排列。如图8a所示,各第二光源211排列成多个第三光源行h3和多个第四光源行h4;第三光源行h3和第四光源行h4均沿第一方向x1延伸,沿第二方向x2排列,第一方向x1和第二方向x2交叉。第三光源行h3和第四光源行h4沿第二方向x2交替排列;第四光源行h4相对于相邻的第三光源行h3沿第一方向x1错位设置。错位排列的第二灯板与图7a所示的第一灯板具有相同的作用,在此不做赘述。

同时,第二背光模组中的其余第二灯板中的各第二光源沿第一方向和第二方向呈阵列排布;第一灯板11中的各第一光源111沿第一方向x1和第二方向x2呈阵列排布,具体可以参见图8b。

需要说明的是,本公开实施例仅以第一灯板和多个第二灯板中至少有一个灯板上的光源采用错位排列的方式进行举例说明,在具体实施时,可以根据需要设计灯板上光源的排列规则,在此不做限定。

图9为本公开实施例提供的显示装置的侧视结构示意图之二。

在一些实施例中,如图9所示,第一背光模组100还包括光准直器件12,光准直器件12位于第一灯板11的出光侧;光准直器件12将第一灯板11出射的光线进行准直。

本公开实施例在第一灯板11的出光侧设置光准直器件12用于使第一背 光模组100最终出射的光线均为准直光。当显示面板300仅采用第一背光模组100提供背光时,显示面板具有较小的可视角度范围,适用于防窥显示场景。

在具体实施时,光准直器件12可以采用光栅或菲涅尔透镜膜片。由于实现应用中用户在观看显示装置时主要在水平方向上移动,因此可以在第一灯板的出光侧设置一个光栅,光栅的透光部和遮光部可以沿竖直方向延伸,通过控制光栅周期等参数实现对出射光线水平方向的准直。除此之外,还可以在第一灯板的出光侧设置两个叠层设置的光栅,且两个光栅的透光部的延伸方向相互垂直,从而做到在两个方向上均对光线进行准直,在两个方向上都可以防窥。

如图9所示,第二背光模200还包括位于任意相邻两个第二灯板21之间的光学膜片22。光学膜片包括但不限于可以采用导光扩散板、棱镜片、扩散片中的一种或多种。导光扩散板和扩散片可以起到光扩散的作用,从而使得出光面的亮度更加均匀,棱镜片可以将光线向正视角下收敛,有利于提高正视角亮度。图9仅示出了靠近第一背光模组100的两个第二灯板21之间设置了光学膜片22,在实际应用中可以在任意两个第二灯板之间设置光学膜片,且设置的光学膜片的种类可以根据实际需要进行调整,在此不做限定。

在具体实施时,第一灯板11上的第一光源111通常采用LED,第二灯板21上的第二光源211通常采用Mini LED或Micro LED。而LED、Mini LED或Micro LED在制作时通常均采用对称结构,因此按照相关技术的常规制作方案,第一光源111和第二光源211的出光面均与驱动基板平行,第一光源111和第二光源211的出射光线的发散角均相对于垂直于灯板的法线对称。而第一灯板11的出光侧设置有光准直器件,因此通过控制第一背光模组和第二背光模组的出光,本公开实施例提供的显示装置可以应用于广视角显示模式和防窥显示模式之间的切换。

图10a为本公开实施例提供的显示装置在广视角显示模式下的出光示意图,图10b为本公开实施例提供的显示装置在防窥显示模式下的出光示意图。

如图10a和图10b所示,第一背光模组100包括的第一灯板11上的第一光源111的出射光线的发角度相对于垂直于第一灯板11的法线对称。在第一灯板11的出光侧设置了光准直器件12,使得第一背光模组100最终的出射光均为准直光。

第二背光模组200包括多个第二灯板21,每个第二灯板21上的第二光源211的出射光线的发角度相对于垂直于第二灯板21的法线对称。

当应用于广视角显示模式时,如图10a所示,同时启用第一背光模组100和第二背光模组200,从而使得最终入射到显示面板300的光线具有一定的发散角度,在该发散角度范围内均可以观看到显示图像,由此实现广视角显示。

本公开实施例中的第一灯板上各第一光源和各第二灯板上的各第二光源均分区控制。当应用于广视角显示模式时,第一背光模组和第二背光模组同时启动,相比于相关技术中的只采用一个灯板或灯条提供背光的显示装置来说,本公开实施例的显示装置具有更高的背光亮度,在进行图像显示时,根据显示图像的亮度分布可以控制第一灯板和各第二灯板上的各分区的亮度,从而获得更高的图像对比度,可以实现更佳的高动态图像显示。

当应用于防窥显示模式时,如图10b所示,仅启用第一背光模组100,关闭第二背光模组200,从而使得第一背光模组100出射的准直光透过第二背光模组入射到显示面板300,此时仅能在正视角下观看到显示图像,在其它位置或者视角下看不清楚显示图像,由此实现防窥显示。

在相关技术中为了实现防窥显示,通常会在显示装置的外部设置有带光栅结构的防窥膜或防窥板。通过设定光栅的高度和间隔宽度,能够改变并限制显示装置的发出光线的角度,在限定角度范围内用户可以看到画面,而超出限定角度范围的光线会被防窥膜或防窥板吸收或阻隔,故这部分光线无法到达人眼。这种防窥方案需要在显示装置的外部增加防窥膜或防窥板,用户使用不便。外置的防窥膜或防窥板容易被硬物碰伤或划伤而造成画面不良。且由于显示装置所发出的光线中,超出可视角度的光线被吸收或阻隔,故用户所能接收到的画面亮度会下降50%以上,使画面昏暗不清晰,对比度下降, 用户体验感差。

相关技术中的另一种方案是在背光模组和显示面板之间设置可以改变光散射特性的光散射器件,通过调整加载在光散射器件上的电压,来改变显示设备最终发出的光线角度,从而调整用户看到画面的可视角。当光散射器件为透明状时,用户只有正对着显示装置才能观察到画面,实现窄视角;当光散射器件为半透明磨砂状时,最终散射的光线从各个不同角度穿过显示面板并被用户观察到,实现广视角。这种防窥方案中背光模组发出的光在通过光散射器件时不是所有的光线都能穿过,因此画面会有很大的亮度降低。在两种显示模式下光的透过率不同,故在视角切换时画面亮度变化剧烈,对比对下降,用户使用体验差。

而采用本公开实施例提供的显示装置结构时,由于第一背光模组和第二背光模组包括多个灯板,因此可以通过选择启用的灯板达到视角切换时亮度变化不大的效果。举例来说,在防窥显示模式下仅启用第一背光模组100,关闭第二背光模组200;在广角视显示模式下关闭第一背光模组100,根据防窥显示模式下的亮度启用第二背光模组中的至少部分第二灯板21,从而保护在广视角显示模式下的亮度与防窥显示模式下的亮度变化不大,避免视角切换下亮度变化剧烈造成的屏幕闪烁的问题。

图11为本公开实施例提供的第二灯板的侧视结构示意图之二,图12为本公开实施例提供的第一种(第二种)第二光源的结构示意图。

在一些实施例中,如图11所示,第二背光模组中的至少一个第二灯板包括的第二光源至少分为第一种第二光源211a和第二种第二光源211b,第一种第二光源211a和第二种第二光源211b出射光线的发散角相对于垂直于第二灯板的法线o倾斜。

如图12所示,第一种第二光源和第二种第二光源均包括:支架2111和发光芯片2112。其中,支架2111与第二驱动基板212电连接,支架2111向第二驱动基板212一侧凹陷构成容置空间C;将发光芯片2112固定于支架的容置空间C内,再在容置空间C内填充保护胶。

对于第一种第二光源和第二种第二光源来说,如图12所示,支架用于固定发光芯片的表面与第二驱动基板不平行,即支架用于固定发光芯片的表面与第二驱动基板之间呈一定夹角θ,将发光芯片2112固定在倾斜的表面上可使发光芯片2112的出光面相对于第二驱动基板212倾斜一定夹角θ,从而使得第一种第二光源211a和第二种第二光源211b出射光线的发散角相对于垂直于第二灯板的法线o倾斜。

在本公开实施例中,如图11所示,第一种第二光源211a中用于固定发光芯片的表面向第一侧R倾斜,第二种第二光源211b中用于固定发光芯片的表面向第二侧L倾斜;其中,第一侧R和第二侧L为垂直于第二灯板的法线o的相对两侧。以图11所示的结构为例,上述第一侧R可以为法线o的右侧,第二侧L可以为法线o的左侧,那么第一种第二光源211a固定发光芯片的表面向右侧倾斜θ

在一些实施例中,如图11所示,上述第二灯板的第二光源还包括第三种第二光源211c,第三种第二光源211c的出光面平行于第二驱动基板212,此时第三种第二光源211c出射光线的发散角相对于垂直于第二灯板的法线o对称。由此,第一种第二光源211a、第三种第二光源211c和第二种第二光源211b连续排列时,可以构成一个范围较大的可视角度,通过控制第二灯板上不同种类的第二光源开启或关闭可以实现不同视角下的防窥。

在具体实施时,可以将一个第一种第二光源211a、一个第二种第二光源211b和一个第三种第二光源211c构成一个第二光源组,且在同一个第二光源组中第三种第二光源211c位于第一种第二光源211a和第二种第二光源211b之间。多个第二光源组呈阵列排布,从而可以提高多角度且均匀的背光,在需要的视角下可以点亮对应倾斜方向的第二光源,实现在其它角度下的防窥。

图13为本公开实施例提供的显示装置的侧视结构示意图之三。

以图13所示的显示装置结构为例进行具体说明。如图13所示,第一背光模组100包括一个第一灯板11,第一灯板11上的第一光源111出射光线的发散角关于法线对称。

第二背光模组200包括两个第二灯板21,且每个第二灯板21均包括第一种第二光源211a和第二种第二光源211b,第一种第二光源211a和第二种第二光源211b交替排列。

其中,第一种第二光源211a的光射出方向与垂直于第二灯板的法线向左倾斜θ

例如,当关闭第一灯板11的第一光源111,点亮第二灯板21的第一种第二光源211a,关闭第二灯板21的第二种第二光源211b时,向左倾斜θ

当关闭第一灯板11的第一光源111,关闭第二灯板21的第一种第二光源211a,点亮第二灯板21的第二种第二光源211b时,向右倾斜θ

当同时点亮第一灯板11的第一光源111、第二灯板21的第一种第二光源211a和第二灯板21的第二种第二光源211b时,则在φ

根据上述规则控制第一光源111、第一种第二光源211a和第二种第二光源211b可以实现如下表所示的视角切换,其控制原理可以参见上述举例,在此不做赘述。

图14为本公开实施例提供的显示装置的侧视结构示意图之四。

在一些实施例中,如图14所示,第二背光模组200至少包括两种第二灯板,分别为第一种第二灯板21a和第二种第二灯板21b。

其中,第一种第二灯板21a上的各第二光源为第一种第二光源211a,第二种第二灯板21b上的各第二光源为第二种第二光源211b。

第一种第二光源211a和第二种第二光源211b出射光线的发散角分别向法线两侧倾斜。通过控制不同的第二灯板发光,可以实现不同视角的切换。

本公开实施例中的第一种第二光源和第二种第二光源与图11中的第一种第二光源和第二种第二光源相同,关于第一种第二光源211a和第二种第二光源211b的结构和性质可以参见上述实施例,在此不做赘述。

在一些实施例中,第二背光模组还包括第三种第二灯板;第三种第二灯板上的各第二光源为第三种第二光源。

第三种第二光源的出光面平行于第二驱动基板,使第三种第二光源出射光线的发散角相对于垂直于第二灯板的法线对称。

由此,第一种第二光源211a、第三种第二光源和第二种第二光源211b连续排列时,可以构成一个范围较大的可视角度,通过控制不同的第二灯板开启或关闭可以实现不同视角下的防窥。

本公开实施例中的第三种第二光源与图11中的第三种第二光源相同,关于第三种第二光源的结构和性质可以参见上述实施例,在此不做赘述。

以图14所示的显示装置结构为例进行具体说明。如图14所示,第一背光模组100包括一个第一灯板11,第一灯板11上的第一光源111出射光线的发散角关于法线对称。

第二背光模组200包括两个第二灯板21,分别为第一种第二灯板21a和第二种第二灯板21b。其中,第一种第二灯板21a包括第一种第二光源211a,第二种第二灯板21b包括第二种第二光源211b。

第一种第二光源211a的光射出方向与垂直于第二灯板的法线向左倾斜θ

例如,当关闭第一灯板11,点亮第一种第二灯板21a,关闭第二种第二灯板21b时,向左倾斜θ

当关闭第一灯板11,关闭第一种第二灯板21a,点亮第二种第二灯板21b时,向右倾斜θ

当同时点亮第一灯板11、第一种第二灯板21a和第二种第二灯板21b时,则在φ

根据上述规则控制第一灯板11、第一种第二灯板21a和第二种第二灯板21b可以实现如下表所示的视角切换,其控制原理可以参见上述举例,在此不做赘述。

本公开实施例的另一方面,提供一种上述任一显示装置的控制方法。图15为本公开实施例提供的显示装置的控制方法的流程图之一。

如图15所示,显示装置的控制方法,包括:

S101、确定用户选择的显示装置的亮度等级;

S102、根据亮度等级和预先确定的亮度等级与灯板的对应关系,确定需要启用的灯板;

S103、根据待显示图像的亮度分布确定需要启用的灯板中各分区的亮度;

S104、根据确定出的各分区的亮度驱动对应的分区内的光源为显示面板提供背光。

本公开实施例提供的显示装置包括第一背光模组和第二背光模组,两个背光模组均可以为显示面板提供背光。第一背光模组包括一个第一灯板,第 二背光模组包括至少一个第二灯板。通过点亮不同数量的灯板可以实现整体亮度的变化。第一灯板上的第一光源可以划分为多个第一分区,每个第一分区内第一光源可以独立控制。每个第二灯板上的第二光源可以划分为多个第二分区,每个第二分区内的第二光源可以独立控制。由此第一灯板和各第二板均可以实现区域调光。

在具体实施时,可以预先在显示装置中存储亮度等级与灯板的对应关系,亮度等级与灯板的对应关系可以根据实际需要进行设定,在获取到亮度等级的信息时,可以根据对应关系确定出需要启用的灯板。而上述亮度等级可由用户通过遥控设备或按键自主选择。由此在接收到用户选择的显示装置的亮度等级之后,根据预告存储的亮度等级与灯板的对应关系,确定出需要启用的灯板。在配合区域调光技术根据待显示图像的亮度分布来确定启用灯板中各分区的亮度,从而根据确定出的亮度驱动对应的分区内的光源为显示面板提供背光,由此获得更高的图像对比度,有利于实现更佳的高动态范围图像显示。相比对相关技术中的显示装置来说,本公开实施例提供的显示装置具有更高的显示亮度,且可以根据需要进行亮度等级的选择。

在一些实施例中,显示装置可以采用如图10a和图10b所示的结构。即在第一背光模组中设置光准直器件,从而使得第一背光模组最终出射准直光。而第二背光模组中的各第二灯板并不做准直处理,使得第二背光模组最终出射的光线具有一定的发散角度。在采用如图10a和图10b所示的显示装置结构时,可以实现宽窄视角的切换,应用于防窥显示场景。

图16为本公开实施例提供的显示装置的控制方法的流程图之二。

如图16所示,显示装置的控制方法还包括:

S201、确定用户选择的显示装置的显示模式;在确定出的显示模式为广视角显示模式时,执行步骤S202;在确定出的显示模式为防窥显示模式时,执行步骤S203;显示模式包括广视角显示模式和防窥显示模式;

S202、同时启用第一背光模组和第二背光模组;

S203、启用第一背光模组,关闭第二背光模组。

由于第一背光模组的出射光为准直光,如果仅采用第一背光模组提供背光,那么显示面板仅在正视角下可以获得较高的亮度,在侧视角下亮度会大幅降低,可以起到侧视角防窥的效果。而第二背光模组的出射光具有一定的发散角度,因此如果采用第二背光模组提供背光,那么显示面板在该发散角度内均可以观看到显示装置图像,可以应用于广视角的显示模式。

由于本公开实施例提供的显示装置具有上述性质,因此通过对背光模组的控制可以实现广视角显示模式和防窥显示模式的切换。那么在具体实施时,用户可以通过遥控设备或按键来选择需要的显示模式,在用户选择广视角显示模式时,可以同时启用第一背光模组和第二背光模组为显示面板提供背光,以获得较大的亮度;在用户选择防窥显示模式时,可以仅启用第一背光模组为显示面板提供背光,实现防窥显示。

值得说明的是,相关技术中的显示装置在进行广视角显示模式和防窥显示模式的切换时通过会具有较大的亮度差异,影响显示效果。由于本公开实施例提供的显示装置包括两个背光模组,在进行视角切换时还可以根据防窥显示模式下显示装置的亮度,在广视角显示模式下关闭第一背光模组,启用第二背光模组中的部分第二灯板,以使得两个显示模式下的亮度差异在可接受的范围,从而避免屏幕闪烁的问题。

在一些实施例中,如图13和图14所示,显示装置中的第二光源出射光的角度可以存在多种,由此本公开实施例的显示装置还可以实现多种视角切换的功能。

图17为本公开实施例提供的显示装置的控制方法的流程图之三。

如图17所示,显示装置的控制方法还包括:

S301、确定用户选择的显示装置的可视角度;

S302、根据可视角度和预先确定的可视角度与光源的对应关系,确定需要启用的光源;

S303、点亮确定出的需要启用的光源,为显示面板提供背光。

本公开实施例提供的显示装置可以采用如图13所示结构,即在第二背光 模组中存在至少一个第二灯板包括第一种第二光源和第二种第二光源,第一种第二光源和第二种第二光源出射光线的发散角并不是对称的,而是分别相对于法线向其两侧倾斜。而第一背光模组中的第一灯板上的第一光源出射光线的发散角是相对于法线对称的。那么通过控制第一光源、第一种第二光源和第二种第二光源可以实现不同视角的切换。

本公开实施例提供的显示装置还可以采用如图14所示的结构,即在第二背光模组中至少设置第一种第二灯板和第二种第二灯板。其中,第一种第二灯板上的光源均采用第一种第二光源,第二种第二灯板上的光源均采用第二种第二光源,那么通过控制第一灯板、第一种第二灯板和第二种第二灯板同样可以实现不同视角的切换。

在具体实施时,需要预先将可视角度与光源的对应关系存储在显示装置中,可视角度与光源的对应关系在采用不同的显示装置结构时可能有所区别。当采用如图13所示的显示装置结构时,可视角度与光源的对应关系可以参见下表:

当采用如图14所示的显示装置结构时,可视角度与光源的对应关系可以参见下表:

在具体实施时,用户可以通过遥控设备或按键选择需要的可视角度,在接收到用户选择的可视角度之后可以通过查询上述两表确定需要启用的光源,从而点亮对应光源为显示面板提供背光,即可在选择视角下进行图像显示,而对于其它视角具有防窥的效果。

尽管已描述了本公开的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本公开范围的所有变更和修改。

显然,本领域的技术人员可以对本公开实施例进行各种改动和变型而不脱离本公开实施例的精神和范围。这样,倘若本公开实施例的这些修改和变型属于本公开权利要求及其等同技术的范围之内,则本公开也意图包含这些改动和变型在内。

技术分类

06120116330358