1、液晶顯示原理

液晶顯示器（LCD）具有功耗低、重量輕、厚度薄等優(yōu)點(diǎn)，它已經(jīng)成為許多平面顯示器件中應用較廣泛、工業(yè)化程度很高的顯示設備，并且仍在快速發(fā)展。液晶是介于液體和固體之間的有機化合物，具有規律性的分子排列。液晶本身不具有發(fā)光特性，因此需要在其背面布置光源。液晶面板通過(guò)控制通過(guò)它的透光率來(lái)顯示不同的亮度，這種光源被稱(chēng)為背光源。在彩色顯示器的液晶面板的每個(gè)像素下有一組由紅色、綠色和藍色濾光片組成的濾光片，背光源發(fā)出的白光被濾光片組中的濾光片過(guò)濾，變成高飽和度的準單色光照射液晶像素。通過(guò)調節每種顏色對應的濾光片的液晶分子的透光率，可以將每種不同亮度的準單色光混合成所需亮度的彩色光。

2、液晶顯示器的背光模組

在一般的產(chǎn)品應用中，為了降低成本和提高效率，背光源及其驅動(dòng)電路、用于提高光學(xué)性能的光學(xué)薄膜以及其他附屬部件通常被集成到可以直接與液晶面板一起使用的部件中，即背光模組。背光模組不僅是液晶顯示器的重要組成部分，也是影響液晶顯示器顯示質(zhì)量和性能的重要部件。背光模組的背光主要包括三種類(lèi)型：冷陰極熒光燈背光源(CCFL)、電致發(fā)光背光源(EL)和發(fā)光二極管背光源(LED)。2008年以前，CCFL是背光模組的主流光源，具有亮度高、使用壽命長(cháng)、成本低等優(yōu)點(diǎn)。然而，CCFL也具有色域覆蓋率低、色重現性差、功耗高等缺點(diǎn)，而且CCFL本身就含有汞，不利于環(huán)保，從而在一定程度上制約了LCD的進(jìn)一步發(fā)展。2008年后，隨著(zhù)白光LED技術(shù)的成熟，LED背光源憑借高光效、高顯色能力、長(cháng)壽命、寬色域、無(wú)鉛無(wú)汞、低電壓驅動(dòng)、高響應速度、近似點(diǎn)光源，緊湊不易碎等優(yōu)勢脫穎而出，成為下一代綠色環(huán)保顯示技術(shù)的首選技術(shù)方案。

根據背光源在模塊中的設置位置不同，LED背光模塊可分為直下式（Direct -Type）和測光式（Edge -Type）兩種。該側光式背光模塊中，多個(gè)LED光源設置在模塊的側面，通過(guò)導光板、反射膜、擴散膜形成均勻的發(fā)光面。本發(fā)明中，LED陣列均勻分布在LCD顯示板下方，加上反射腔和擴散膜等共同作用，獲得亮度均勻的平面發(fā)光效果。與兩種技術(shù)相比，測光式可以節省更多的LED顆粒數量，而且由于測光式方案中的LED設置在側面，所以L(fǎng)CD的整體厚度可以很薄，但是這種測光式結構不太適合超大尺寸的LED背光模組，在測光式方案中很難實(shí)現塊明暗調節，導致畫(huà)面的對比度和色彩飽和度的犧牲；而直下式LED背光模塊則不需要使用導光板，通過(guò)均勻設置在模塊底部的LED光源在一定空間內自由混合后直接出射到模塊表面，可以很好的解決側入式LED背光模塊體積大的缺點(diǎn)。

3、 LED背光源的面積動(dòng)態(tài)控制

CCFL作為背光源只能有兩種狀態(tài)，只有“開(kāi)”或“關(guān)”，所以它只能在背光全亮模式下工作。這造成了兩個(gè)主要的缺點(diǎn)：(1)由于液晶分子的特性，LCD顯示器在顯示深灰色圖像時(shí)存在漏光現象。因此，當液晶顯示器顯示暗色圖像時(shí)，CCFL背光源仍然處于全亮模式，這受到液晶顯示器漏光現象的影響，導致顯示圖像的對比度降低。(2)因為背光一直在全亮狀態(tài)，所以能耗比較大。使用LED作為背光源時(shí)，由于LED體積較小，均勻分布在整個(gè)背光面上，形成LED陣列，每個(gè)LED發(fā)出的光均勻投射在整個(gè)背光膜上。雖然很難單獨控制液晶各像素的亮度，但可以盡可能細分液晶的照明區域，實(shí)現不同區域LED陣列的控制，根據待顯示圖像的亮度值控制背光區域對應的LED點(diǎn)陣塊的亮度值，實(shí)現動(dòng)態(tài)背光，從而使待顯示圖像中的暗區變暗，亮區變亮，從而達到提高圖像對比度的目的。同時(shí)，由于LED背光源并不總是處于全亮狀態(tài)，也在一定程度上降低了能耗。

LED是一種能將電能轉化為可見(jiàn)光的固態(tài)半導體器件，可以直接將電轉化為光。同時(shí)，LED是電流型器件，即它的工作狀態(tài)是以通過(guò)它的電流為基礎的，它的工作電流約為20mA左右，管壓降為1.8~4v。因此，亮度動(dòng)態(tài)控制方法可以很容易地調節液晶顯示器背光源的電源電壓或輸入電流的大小，從而改變液晶顯示器的發(fā)光強度，即通過(guò)分析顯示的畫(huà)面，可以獲得不同區域的較佳亮度，并控制液晶顯示器背光達到相應的亮度，從而有效地解決了液晶顯示器存在的動(dòng)態(tài)模糊和對比度低兩大問(wèn)題。

根據動(dòng)態(tài)背光中調光塊的配置，動(dòng)態(tài)背光技術(shù)可以分為四種類(lèi)型：零維調光、一維調光、二維調光、三維調光。零維調光以整個(gè)顯示屏的畫(huà)面為調光塊，同時(shí)驅動(dòng)LED背光源中的所有LED，顯示背光源平面上同時(shí)點(diǎn)亮、同等亮度，因此零維調光也稱(chēng)為全局調光。一維調光是使用一行或多行或列作為獨立亮度調節的調光塊。二維調光是將背光LED沿行、列方向分成陣列狀的多個(gè)調光塊，進(jìn)行獨立的亮度調節。三維調光與二維調光的背光源分區方式相同，但白光的產(chǎn)生是由RGB三色LED合成的，R/G/B三色LED是分開(kāi)驅動(dòng)的。除了亮度灰度調節，每個(gè)分區還可以獨立調節RGB顏色。