專利名稱：一種拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示裝置，特別是一種拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光 電路，屬于背光源領(lǐng)域，也屬于視頻信號的處理與控制領(lǐng)域以及場致發(fā)射裝置的驅(qū)動領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前液晶顯示器(LCD)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于電視、手機、計算機、監(jiān)控器等設(shè)備 上，背光源作為IXD不可或缺的一個重要組成部分，目前主要采用冷陰極熒光燈(CCFL)或 半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)組裝而成。但是，冷陰極熒光燈含有對環(huán)境有害的金屬汞、色域 窄、亮度均勻度不夠、壽命短、體積大、功耗高等缺點，正逐步抑制其在大面積背光源領(lǐng)域上 的應(yīng)用。而半導(dǎo)體發(fā)光二極管背光源需要散熱板，存在著成本高、很難實現(xiàn)較好的均勻性等 問題，很難在大尺寸和超大尺寸顯示器器件上的廣泛應(yīng)用。場致發(fā)射背光源與其它背光源 相比是一種綠色節(jié)能的光源，其原理是利用平面上陰極材料在電場作用下轟擊陽極的熒光 粉，而發(fā)出均勻可見光。不需要像擴散片、導(dǎo)光板、反射板等輔助組件，直接背光，具有低成 本、環(huán)保、對比度高、視角廣、亮度高、能耗低、色域?qū)拸V、響應(yīng)時間短且工作溫度范圍寬等優(yōu) 點ο隨著信息顯示技術(shù)的發(fā)展和人們對顯示器件的色彩、節(jié)能等方面上進一步要求， 同時也對背光源的功耗、對比度和色域范圍性能提出了要求，背光源的技術(shù)要朝著低能耗、 低成本、高亮度、高對比度以及長壽命等方面進行發(fā)展。動態(tài)調(diào)光的背光源可以把背光區(qū)域分成若干個小區(qū)域，每個小區(qū)域可根據(jù)對應(yīng)部 分的圖像亮度獨立地進行調(diào)整，可獨立調(diào)節(jié)的背光區(qū)域越多，顯示圖像整體的對比度就越 好，同時還可降低能耗。目前，現(xiàn)有的動態(tài)調(diào)光的方法基本都是基于LED背光源，而場致發(fā)射背光源有著 許多LED背光源所沒有的優(yōu)點，因而有必要提供一種基于場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電 路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)一種拼接式大面積場致發(fā)射背光源 的動態(tài)調(diào)光電路，該背光源由多個具有一定規(guī)則形狀的三極型場致發(fā)射背光單元拼接而 成，每個背光單元相對獨立；其特征在于所述動態(tài)調(diào)光電路包括視頻信號的接收與處理 模塊、幀存儲模塊以及驅(qū)動模塊，其中視頻信號的接收與處理模塊根據(jù)接收到的視頻信號 產(chǎn)生各個場致發(fā)射背光單元的亮度控制信號；所述幀存儲模塊用于存儲視頻圖像數(shù)據(jù)，起 到數(shù)據(jù)緩存的作用；所述驅(qū)動模塊對亮度控制信號進行電流及電壓放大，以驅(qū)動場致發(fā)射 背光源。本發(fā)明的動態(tài)調(diào)光電路根據(jù)每個背光源單元所覆蓋的區(qū)域的圖像信號，控制對應(yīng) 的背光源單元的亮度，使得在圖像較亮的區(qū)域背光源也較亮，在圖像較暗的區(qū)域背光源也較暗，從而實現(xiàn)動態(tài)調(diào)光，具有電路簡單，能耗小，使用壽命長的優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明拼接式大面積場致發(fā)射背光源整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路的整體示意圖。圖3為本發(fā)明分區(qū)亮度提取模塊的程序流程圖。圖4為本發(fā)明PWM信號產(chǎn)生模塊的程序流程圖。圖5為本發(fā)明驅(qū)動模塊示意圖。圖6為本發(fā)明柵極型場致發(fā)射背光單元結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動電路連接示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例子對本發(fā)明做進一步說明。請參照圖1，圖1為本發(fā)明的拼接式大面積場致發(fā)射背光源整體結(jié)構(gòu)示意圖，該背 光源11包含多個柵極型場致發(fā)射背光單元12，所有背光單元12可為方形、三角形、矩形、梯 形、正多邊形等按一定的規(guī)則進行排列，每個背光單元相對獨立，可分別施加驅(qū)動信號且互 不影響。圖2為本發(fā)明一種拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路的整體示意圖， 如圖所示，該動態(tài)調(diào)光電路主要包括三個部分，視頻信號的接收與處理模塊21、幀存儲模塊 22和23以及驅(qū)動模塊24，其中視頻信號的接收與處理模塊21采用FPGA芯片，主要包括視 頻接收模塊25、分區(qū)亮度提取模塊26、亮度轉(zhuǎn)換模塊27、PWM信號產(chǎn)生模塊28。該動態(tài)調(diào)光電路工作流程如下視頻接口模塊25接收視頻像素數(shù)據(jù)信號以及各 種控制信號，并在這些控制信號的作用下將視頻圖像信號存入幀存儲器22或23。分區(qū)亮度 提取模塊26讀取幀存儲器23或22中的視頻圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)以及每個場致發(fā)射背 光單元所覆蓋的區(qū)域，得到各個區(qū)域的最大亮度數(shù)據(jù)。亮度轉(zhuǎn)換模塊27接收各個場致發(fā)射 單元對應(yīng)區(qū)域的最大亮度數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成用于控制PWM信號的數(shù)據(jù)。PWM信號產(chǎn)生 模塊28接收由亮度轉(zhuǎn)換模27塊發(fā)出的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成具有一定占空比的方波信號， 送入驅(qū)動模塊24，經(jīng)過放大后驅(qū)動場致發(fā)射背光源。以下將結(jié)合實例具體說明該工作流程。假設(shè)視頻分辨率為1024*768，顏色為24位 真彩色，場致發(fā)射背光單元為方形，呈陣列式排列，個數(shù)為 * ，即行方向上有 個場致發(fā)射 單元，列方向上有個場致發(fā)射單元。視頻接收模塊接收視頻像素數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)時鐘信號0DCK，數(shù)據(jù)使能信號DE，場同 步信號VS，行同步信號HS等控制信號。當(dāng)VS上升沿到來時，選擇當(dāng)前所要存儲的幀存儲 器，并將存儲器地址寄存器ADDRX和ADDRY清零，當(dāng)HS上升沿到來時，將ADDRX清零，ADDRY 加1，當(dāng)ODCK上升沿到來且DE為高電平時，將數(shù)據(jù)存入幀存儲器的(ADDRY-1)*1024+ADDRX 地址單元中，并將ADDRX加1，在存入數(shù)據(jù)時，若接受的是RGB三基色數(shù)據(jù)，則通過亮度方程 Y=O. 30R+0. 59G+0. 11B，得到亮度數(shù)據(jù)后在存入，若接收的為亮度以及色差信號，則直接存 入亮度。如此將一幀的視頻圖像數(shù)據(jù)存入幀存儲器中，等下一幀圖像到來時即下一個VS上 升沿到來時，再用同樣的方法將視頻圖像數(shù)據(jù)存入另一個幀存儲器中。分區(qū)亮度提取模塊的程序流程圖如圖3所示，該算法的核心是根據(jù)當(dāng)前的場致發(fā)射背光模塊，從幀存儲器中提取相應(yīng)區(qū)域內(nèi)的所有像素值亮度數(shù)據(jù)。假設(shè)要提取第J行，第 i列的背光單元所對應(yīng)的峰值亮度，則搜索的幀存儲器地址范圍為ADDRY*1024+ADDRX，其 中 ADDRYe {(j-l)*768/m j*768/m_l}，ADDRX e {(i-Ι) *1024// i*1024// _l}，比較 該地址范圍內(nèi)的所有數(shù)據(jù)，提取最大亮度數(shù)據(jù)。亮度轉(zhuǎn)換模塊接收各個場致發(fā)射單元對應(yīng)區(qū)域的最大亮度數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)通過 線性、非線性或查表等映射算法轉(zhuǎn)換成用于控制PWM信號的數(shù)據(jù)。PWM信號產(chǎn)生模塊的程序流程圖如圖4所示，該模塊根據(jù)亮度轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生的PWM 信號數(shù)據(jù)，利用計數(shù)的方法產(chǎn)生具有一定占空比的方波信號。驅(qū)動模塊示意圖如圖5所示，主要包括隔離模塊51、一級放大模塊52、二級放大模 塊53。該驅(qū)動模塊主要是對PWM亮度控制信號進行電流及電壓放大，以驅(qū)動場致發(fā)射背光 源。其中隔離模塊51對后級高壓和前級低壓進行隔離，起到保護作用；一級放大模塊52對 輸入信號進行放大，使之能夠驅(qū)動二級放大模塊53 ；二級放大模塊53主要由MOS管組成， 采用推拉結(jié)構(gòu)，對信號進行放大以驅(qū)動背光模塊。圖6所示為三極型場致發(fā)射背光單元結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動電路連接示意圖。背光單元主 要包括陽極板61以及陰柵板62，其中陽極板上主要包括陽極，以及對應(yīng)的陽極電極63，陰 柵板上分布著陰極和柵極，以及對應(yīng)的陰極電極64和柵極電極65。所有電極均外接限流電 阻66，減小每路電極之間的電流差值，提高背光源的亮度均勻性。所有陽極電極相連并接直 流高壓+Va，所有陰極電極相連并接地，所有柵極電極相連并連接驅(qū)動模塊輸出端，其中驅(qū) 動模塊所施加的直流電壓Vg為陰柵極的調(diào)控電壓，如此使PWM信號通過柵極的調(diào)控作用， 控制背光源亮度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與 修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
一種拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路，該背光源由多個具有一定規(guī)則形狀的三極型場致發(fā)射背光單元拼接而成，每個背光單元相對獨立；其特征在于所述動態(tài)調(diào)光電路包括視頻信號的接收與處理模塊、幀存儲模塊以及驅(qū)動模塊，其中視頻信號的接收與處理模塊根據(jù)接收到的視頻信號產(chǎn)生各個場致發(fā)射背光單元的亮度控制信號；所述幀存儲模塊用于存儲視頻圖像數(shù)據(jù)，起到數(shù)據(jù)緩存的作用；所述驅(qū)動模塊對亮度控制信號進行電流及電壓放大，以驅(qū)動場致發(fā)射背光源。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路，其特征在 于所述視頻信號的接收與處理模塊采用FPGA芯片，主要包括視頻接口模塊、圖像分區(qū)亮 度提取模塊、亮度轉(zhuǎn)換模塊和PWM信號產(chǎn)生模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路，其特征在 于所述視頻接口模塊接收視頻像素數(shù)據(jù)信號、數(shù)據(jù)時鐘信號、行同步信號、場同步信號、數(shù) 據(jù)使能信號，并在這些控制信號的作用下將視頻圖像數(shù)據(jù)存入所述的幀存儲模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路，其特征在 于所述的圖像分區(qū)亮度提取模塊根據(jù)每個場致發(fā)射背光單元所覆蓋的區(qū)域分別讀取幀存 儲模塊中相應(yīng)的視頻圖像數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)獲取各個區(qū)域的最大亮度數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路，其特征在 于所述的亮度轉(zhuǎn)換模塊接收各個場致發(fā)射單元對應(yīng)區(qū)域的最大亮度數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)通 過線性、非線性或查表映射算法轉(zhuǎn)換成用于控制PWM信號的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求書2所述的拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路動態(tài)調(diào)光 電路，其特征在于所述PWM信號產(chǎn)生模塊接收由亮度轉(zhuǎn)換模塊發(fā)出的數(shù)據(jù)，將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 成具有一定占空比的方波信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路，其特征在 于所述幀存儲模塊采用雙存儲器，兩個存儲器輪流最為幀數(shù)據(jù)的存儲和輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路，其特征在 于所述場致發(fā)射背光模塊為三極型結(jié)構(gòu)，陽極施加高壓，陰極接地，柵極施加PWM信號，通 過柵極的調(diào)控作用控制背光源亮度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種拼接式大面積場致發(fā)射背光源的動態(tài)調(diào)光電路，該背光源由多個具有一定規(guī)則形狀的三極型場致發(fā)射背光單元拼接而成，每個背光單元相對獨立；其特征在于所述動態(tài)調(diào)光電路包括視頻信號的接收與處理模塊、幀存儲模塊以及驅(qū)動模塊，其中視頻信號的接收與處理模塊根據(jù)接收到的視頻信號產(chǎn)生各個場致發(fā)射背光單元的亮度控制信號；所述幀存儲模塊用于存儲視頻圖像數(shù)據(jù)，起到數(shù)據(jù)緩存的作用；所述驅(qū)動模塊對亮度控制信號進行電流及電壓放大，以驅(qū)動場致發(fā)射背光源。
文檔編號G09G3/34GK101976549SQ201010547739
公開日2011年2月16日 申請日期2010年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月17日
發(fā)明者葉蕓, 姚劍敏, 張永愛, 徐勝, 林志賢, 郭太良, 陳志龍 申請人:福州大學(xué)