液晶电视分区动态控制LED背光源的研究与实现

论文摘要

目前,LED背光源作为新型背光技术,在显示领域已占有一席之地。各种LED背光控制技术,也日益成为新的研究课题。在国内,LED应用于大尺寸LCD背光源设计,自2006年提升为国家863重大项目课题。2008年国内首款LED背光液晶电视海信TLM42T08GP上市,这标志着新型的LED背光源控制技术正逐步发展成熟。本文首先简要介绍了液晶显示原理、FPGA的应用与发展、以及LED背光源设计方法,接着结合国内外LED背光控制技术文献,对本文重点工作——白光LED液晶电视背光源的分区动态控制算法进行了分析和论述。本文重点研究分区动态控制LED背光源对液晶显示性能的影响,对于LCD的LED背光源硬件设计仅是简单的介绍。作者提出的LED分区动态控制算法,大大提高了LCD的对比度,液晶低灰阶漏光等普通CCFL背光液晶原有问题有了显著改善。控制算法对于液晶电视节能降耗成效明显,经初步测量算法平均节能在30%以上。论文工作还将环境光因素添加到背光源的控制处理中,使电视给人以长时间舒适的观看效果,并能有效节能。论文介绍了算法各个模块的功能、及具体的算法实现过程。本文成果已成功应用于国内首款批量上市的超薄型42英寸LED背光电视,实现了良好的经济效益,具有广阔的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 课题背景情况
• 1.2 国内外的技术现状与发展趋势
• 1.3 本文的研究内容及相应结构
• 2 FPGA 设计简介和液晶显示原理描述
• 2.1 FPGA 设计简介
• 2.1.1 FPGA 的基本结构
• 2.1.2 FPGA 的设计流程及常用开发工具
• 2.1.3 FPGA 的发展趋势
• 2.2 液晶显示原理简述
• 2.2.1 液晶的分类
• 2.2.2 液晶的光电特性
• 2.2.3 TN（Twisted Nematic） LCD
• 2.2.4 TFT LCD（Thin-film transistor liquid crystal display）
• 3 液晶电视LED 背光源的硬件设计
• 3.1 LED 发光原理和光电学特性
• 3.1.1 LED 发光原理
• 3.1.2 LED 的光电学特性
• 3.2 LED 背光硬件设计
• 3.2.1 LED 的选型
• 3.2.2 LED 分区大小方面
• 3.2.3 LED 的排列方式（分区形状）
• 3.2.4 LED 背光源的0D/1D/2D/3D 设计
• 4 液晶电视LED 背光源的分区动态控制算法
• 4.1 目前LED 背光控制算法分类与简介
• 4.1.1 按LED 背光控制算法所完成的功能划分（LED 背光控制算法）
• 4.1.2 按背光采用的LED 种类及驱动方式划分（LED 背光控制算法）
• 4.1.3 按算法是否需要外挂存储器划分（LED 背光控制算法）
• 4.2 液晶电视白光LED 背光源的一种分区动态控制算法总功能框图
• 4.3 各个功能模块设计与仿真
• 4.3.1 LVDS 图像数据接收和发送模块
• 4.3.2 并行数据与R/G/B 数据间转换模块
• 4.3.3 系统初始化模块
• 4.3.4 分区背光值的提取模块
• 4.3.5 分区背光值的处理模块
• 4.3.6 背光驱动控制模块
• 4.3.7 图像校正模块
• 4.3.8 其他各种接口
• 4.4 此算法的实验结果
• 4.5 本文LED 背光控制算法的优点
• 5 工作总结与未来展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 未来展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 个人简历
• 发表的学术论文
• 申请的专利