液晶本身并不發(fā)光,需要背光源為顯示區(qū)域提供亮度。Mini-LED相對(duì)于傳統(tǒng)LED的成本更低、更節(jié)能、可視角更大、色域更廣、反應(yīng)時(shí)間更快,能夠減薄液晶顯示器（Liquid Crystal Display,LCD）的同時(shí)實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的動(dòng)態(tài)背光,它已成為當(dāng)前背光源研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。另外,隨著廣大消費(fèi)者的生活品質(zhì)日益提高,他們對(duì)LCD的圖像質(zhì)量、功耗等指標(biāo)也有了更高的要求。然而傳統(tǒng)LCD背光無(wú)法調(diào)節(jié),不僅浪費(fèi)能源,且無(wú)法避免漏光現(xiàn)象的影響,圖像顯示質(zhì)量較差;直下式區(qū)域動(dòng)態(tài)調(diào)光技術(shù)在此背景下優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯。本文首先對(duì)LCD的基本結(jié)構(gòu)和顯示原理進(jìn)行了詳細(xì)介紹,分析比較了Mini-LED背光技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)背光技術(shù)的不同特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。然后,詳細(xì)列舉了目前區(qū)域動(dòng)態(tài)調(diào)光算法的研究成果,總結(jié)了它們優(yōu)點(diǎn)與局限性,提出了一種基于圖像局部亮度特征的液晶顯示區(qū)域調(diào)光算法。隨后,在Matlab平臺(tái)上進(jìn)行了軟件模擬,采用多種經(jīng)典的主客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)算法進(jìn)行了評(píng)估比較;結(jié)果表明它能夠合理降低顯示器的背光功耗,使圖像的截?cái)嘣肼暤玫斤@著抑制,顏色和亮度失真明顯改善,對(duì)于各類(lèi)圖像都具有良好的適用性。最后,設(shè)計(jì)了基于Mini-LED的... 

【文章來(lái)源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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2英寸Mini-LED液晶顯示器ProDisplayXDR

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)歷碩士研究生學(xué)位論文6第二章LCD基本結(jié)構(gòu)和動(dòng)態(tài)調(diào)光技術(shù)介紹?2.1LCD基本結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)LCD背光無(wú)法調(diào)節(jié)，顯示任何圖片都對(duì)應(yīng)著固定的背光值。雖然，通過(guò)電場(chǎng)調(diào)節(jié)液晶分子的開(kāi)合可以一定程度控制背光光線的通過(guò)，但由于液晶分子本身非理想特性影響，依然無(wú)法避免冗余光線的漏出[12]。所以，傳統(tǒng)LCD的對(duì)比度被限制在一個(gè)很低的水平，且有大量不必要的能耗浪費(fèi)[13-15]。動(dòng)態(tài)調(diào)光技術(shù)就是在此背景下應(yīng)運(yùn)而生的。圖2.1現(xiàn)有直下式背光LCD結(jié)構(gòu)示意圖Fig2.1TheexistingdirecttypebacklightmoduleofLCD由圖2.1可知，LCD結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括多種組成部分，但整體上可以主要分為兩大模塊：液晶顯示面板與背光模組。其中，液晶顯示面板主要由規(guī)范光線投射方向和最大光通量的偏光片、提供RGB三原色的彩色濾色片與調(diào)節(jié)光線的液晶層組成。液晶顯示面板本身并不發(fā)出光線，而是通過(guò)控制基板上的電極調(diào)節(jié)電場(chǎng)強(qiáng)度改變液晶分子的排列角度進(jìn)而影響光線的投射方向和光通量大校當(dāng)不同強(qiáng)度的光線透過(guò)彩色濾片，就能形成豐富多彩的圖像。另外，背光模組的主要作用是為L(zhǎng)CD提供了光線，它主要由背光源、背板、擴(kuò)散膜、反射膜等其他膜系組成[16]。背光模組一方面占據(jù)了顯示器厚度和功耗的絕大部分，影響著顯示器的外觀尺寸、生產(chǎn)成本和使用成本；另一方面它的發(fā)光性能優(yōu)劣能夠直接決定LCD顯示效果的好壞。當(dāng)下，OLED顯示器與液晶顯示的激烈競(jìng)爭(zhēng)主要圍繞五個(gè)方面展開(kāi)：輕薄的厚度度、更低的功耗、更廣的色域、更高對(duì)比度以及更高的廣角，這都與背光模的性能組緊密相關(guān)。2.2Mini-LED背光源介紹發(fā)光二極管發(fā)明于1962年，但1993年后才逐漸成熟得到商用化。經(jīng)過(guò)近20

合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)歷碩士研究生學(xué)位論文8術(shù)的硬件基矗一般我們認(rèn)為理想狀態(tài)下液晶顯示的亮度可以近似為液晶面板（LC）的透過(guò)率與背光源亮度大小的乘積[20]，如圖2.2所示。圖2.2液晶面板的像素亮度Fig2.2PixelluminanceofaLCDpanel動(dòng)態(tài)調(diào)光的基本原理就是在降低背光亮度的同時(shí)提升液晶面板的透過(guò)率，使得調(diào)節(jié)前后人眼感知的亮度不發(fā)生明顯變化，抑制由于亮度變化引起的圖像細(xì)節(jié)丟失以及顏色失真，這個(gè)過(guò)程可以近似量化為等式2.1255BLPL255BLPLHDRHDRfullfull（2.1）等式的左邊，BLfull表示未調(diào)光情況下背光源的最大亮度值，可量化為255，同時(shí)PLfull表示當(dāng)前圖像的像素值。而B(niǎo)LHDR表示經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)光后的背光值，它的取值范圍為0至255；同時(shí)PLHDR表示動(dòng)態(tài)調(diào)光后經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)南袼刂�。�?dòng)態(tài)調(diào)光LCD克服了傳統(tǒng)LCD由于背光固定無(wú)法通過(guò)降低背光抑制漏光的缺點(diǎn)，但背光降低會(huì)導(dǎo)致圖像顯示質(zhì)量下降，需要通過(guò)像素補(bǔ)償來(lái)彌補(bǔ)。實(shí)際情況下基于電光效應(yīng)的LCD具有伽馬特性，像素補(bǔ)償可以近似定義為：fullHDRFullHDRPL)BLBL(PL1（2.2）其中γ表示目標(biāo)LCD的理想伽馬�；贚CD實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)背光技術(shù)的簡(jiǎn)略流程如圖2.3所示。首先，需要通過(guò)特征提取算法分析被顯示圖像與亮度相關(guān)的特征，再結(jié)合背光提取算法根據(jù)相應(yīng)特征計(jì)算確定背光值大校然后，建立背光源在背光模組混光腔中的擴(kuò)散模型，以此分析計(jì)算背光變化后投射在液晶面板上的背光分布情況，得到各個(gè)像素點(diǎn)的背光亮度后即可通過(guò)公式計(jì)算相應(yīng)的像素補(bǔ)償值。最終LCD顯示的畫(huà)面是補(bǔ)償后的像素與調(diào)節(jié)后的背光綜合作用的結(jié)果。

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