專(zhuān)利名稱(chēng)：液晶顯示器和驅(qū)動(dòng)該液晶顯示器的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器和驅(qū)動(dòng)該液晶顯示器的方法，其能夠提高運(yùn)動(dòng)圖像響應(yīng)時(shí) 間(MPRT, motion picture response time)性會(huì)邑。
背景技術(shù)：
有源矩陣型液晶顯示器將薄膜晶體管(TFT)用作開(kāi)關(guān)元件來(lái)顯示運(yùn)動(dòng)圖像。由于 有源矩陣型液晶顯示器的薄外形以及高分辨率，其被應(yīng)用于電視機(jī)以及便攜式信息設(shè)備、 辦公設(shè)備、計(jì)算機(jī)等的顯示設(shè)備中。因此，陰極射線(xiàn)管正在迅速被有源矩陣型液晶顯示器所 取代。當(dāng)液晶顯示器顯示運(yùn)動(dòng)圖像時(shí)，由于液晶的特性，可能會(huì)出現(xiàn)導(dǎo)致不清楚和模糊 畫(huà)面的運(yùn)動(dòng)模糊(motion blur)。提出了一種掃描背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)，以提高運(yùn)動(dòng)圖像響應(yīng)時(shí)間 (MPRT)性能。如圖1和2所示，掃描背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)通過(guò)沿著液晶顯示板的顯示線(xiàn)的掃描方 向依次打開(kāi)和關(guān)閉背光單元的多個(gè)光源，而提供了一種類(lèi)似于陰極射線(xiàn)管的脈沖驅(qū)動(dòng)的效 果，因此能夠解決液晶顯示器的運(yùn)動(dòng)模糊。在圖1和圖2中，黑色區(qū)域示出了其中光源被關(guān) 閉的部分，而白色區(qū)域示出了其中光源被打開(kāi)的部分。但是，掃描背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)具有以下問(wèn) 題。首先，由于在掃描背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)中，背光單元的光源在每個(gè)幀周期中都被關(guān)閉預(yù) 定時(shí)間，所以屏幕變暗。作為一種解決方案，可以考慮根據(jù)屏幕的亮度來(lái)控制光源的關(guān)閉時(shí) 間的方法。但是，在這種情況下，由于在亮屏幕時(shí)關(guān)閉時(shí)間被縮短或者被消除，因而降低了 MPRT性能的改進(jìn)效果。第二，由于在掃描背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)中，多個(gè)掃描塊的光源的打開(kāi)時(shí)間或關(guān)閉時(shí)間彼 此不同，所以在掃描塊的邊界部分出現(xiàn)了光干擾。第三，由于在各個(gè)掃描塊中，可以通過(guò)控制入射到液晶顯示板上的光而成功實(shí)現(xiàn) 掃描背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)，所以背光單元的光源的形成位置受到限制。背光單元可以分成直下式 (direct type)背光單元和側(cè)光式(edgetype)背光單元。在直下式背光單元中，多個(gè)光學(xué)片和散射板疊置在液晶顯示板的下方，并且多個(gè) 光源被設(shè)置在散射板下方。因此，在具有上述結(jié)構(gòu)的直下型背光單元中容易實(shí)現(xiàn)掃描背光 驅(qū)動(dòng)技術(shù)。另一方面，在側(cè)光式背光單元中，與導(dǎo)光板側(cè)相對(duì)地設(shè)置多個(gè)光源，并且多個(gè)光學(xué) 片被設(shè)置在液晶顯示板與導(dǎo)光板之間。在側(cè)光式背光單元中，光源照射光到導(dǎo)光板的一側(cè)， 并且導(dǎo)光板具有能將線(xiàn)光源(或點(diǎn)光源)轉(zhuǎn)換成面光源的結(jié)構(gòu)。換言之，導(dǎo)光板的特性使得 照射到導(dǎo)光板的一側(cè)的光擴(kuò)展到導(dǎo)光板的所有側(cè)上。因此，在各個(gè)顯示塊中難以控制入射 到液晶顯示板上的光，在具有上述結(jié)構(gòu)的側(cè)光式背光單元中難以實(shí)現(xiàn)掃描背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明致力于一種液晶顯示器和驅(qū)動(dòng)該液晶顯示器的方法，其基本上消除了由于現(xiàn)有技術(shù)的局限和缺點(diǎn)而導(dǎo)致的一個(gè)或更多個(gè)問(wèn)題。本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種液晶顯示器以及用于驅(qū)動(dòng)該液晶顯示器的方法，其 能夠提高運(yùn)動(dòng)圖像響應(yīng)時(shí)間(MPRT)性能而不會(huì)出現(xiàn)由于光源的打開(kāi)時(shí)間與關(guān)閉時(shí)間之間 的差異而導(dǎo)致的光干擾。本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種液晶顯示器以及用于驅(qū)動(dòng)該液晶顯示器的方法， 其能夠提高M(jìn)PRT性能而與構(gòu)成背光單元的光源的位置無(wú)關(guān)并且不會(huì)降低液晶顯示器的亮度。在一個(gè)方面，一種液晶顯示器，該液晶顯示器包括液晶顯示板，其包括數(shù)據(jù)線(xiàn)和 選通線(xiàn)；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，其被配置用于驅(qū)動(dòng)所述數(shù)據(jù)線(xiàn)；選通驅(qū)動(dòng)電路，其被配置用于驅(qū)動(dòng) 所述選通線(xiàn)；多個(gè)光源，其被配置為向所述液晶顯示板提供光；光源控制電路，其被配置為 根據(jù)所述液晶顯示板上的單位幀數(shù)據(jù)的顯示位置來(lái)不同地調(diào)制所述單位幀數(shù)據(jù)，并且控制 所述多個(gè)光源的打開(kāi)和關(guān)閉操作；定時(shí)控制器，其被配置為將單位幀時(shí)段分成第一子幀時(shí) 段和第二子幀時(shí)段，并且在所述第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段中重復(fù)地將調(diào)制后的單位幀 數(shù)據(jù)提供給所述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路；以及光源驅(qū)動(dòng)電路，其被配置為在所述第一子幀時(shí)段關(guān)閉 所有的所述多個(gè)光源，并且在第二子幀時(shí)段內(nèi)的打開(kāi)時(shí)間打開(kāi)所有的所述多個(gè)光源。所述定時(shí)控制器將單位幀頻率乘以N，并且利用(單位幀頻率XN)的子幀頻率來(lái) 控制所述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的操作定時(shí)以及所述選通驅(qū)動(dòng)電路的操作定時(shí)，其中，N是等于或大 于2的正整數(shù)。所述光源控制電路產(chǎn)生用于控制所述光源的打開(kāi)操作和關(guān)閉操作的脈沖寬度調(diào) 制(PWM)信號(hào)以及用于控制施加給所述光源的驅(qū)動(dòng)電流的電流控制信號(hào)。所述光源控制電路包括數(shù)據(jù)調(diào)制單元，其被配置為調(diào)制所述單位幀數(shù)據(jù)并且根據(jù) 所述液晶顯示板上的所述單位幀數(shù)據(jù)的所述顯示位置來(lái)改變所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度。所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元沿著縱向?qū)⑺鲆壕э@示板分為多個(gè)塊，并且隨著所述液晶顯 示板上的所述單位幀數(shù)據(jù)的所述顯示位置與所述多個(gè)塊的中間塊之間的距離的增大，增大 所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度。所述多個(gè)塊中的上部塊和下部塊與所述中間塊間隔開(kāi)相等的距離，所述數(shù)據(jù)調(diào)制 單元使得所述上部塊中的所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度與所述下部塊中的所述單位幀數(shù)據(jù) 的調(diào)制寬度彼此相等。所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元包括第一查找表，其被配置為將要顯示在所述中間塊上的所 述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度調(diào)制為第一調(diào)制寬度；第二查找表，其被配置為將要顯示在第一 上部塊和第一下部塊中的每一個(gè)上的所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度調(diào)制為比所述第一調(diào)制 寬度大的第二調(diào)制寬度，所述第一上部塊和第一下部塊與所述中間塊間隔開(kāi)第一距離；以 及第三查找表，其被配置為將要顯示在第二上部塊和第二下部塊中的每一個(gè)上的單位幀數(shù) 據(jù)的調(diào)制寬度調(diào)制為比所述第二調(diào)制寬度大的第三調(diào)制寬度，所述第二上部塊和第二下部 塊與所述中間塊間隔開(kāi)大于所述第一距離的第二距離。所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元包括查找表，其被配置為將要顯示在所述中間塊上的所述單 位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度調(diào)制為第一調(diào)制寬度；第一加法單元，其被配置為將所述查找表的輸 出加上第一權(quán)值，以將要顯示在第一上部塊和第一下部塊中的每一個(gè)上的所述單位幀數(shù)據(jù) 的調(diào)制寬度調(diào)制為比所述第一調(diào)制寬度大的第二調(diào)制寬度，所述第一上部塊和第一下部塊
5與所述中間塊間隔開(kāi)第一距離；以及第二加法單元，其被配置為將所述查找表的輸出加上
比所述第一權(quán)值大的第二權(quán)值，以將要顯示在第二上部塊和第二下部塊中的每一個(gè)上的所
述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度調(diào)制為比所述第二調(diào)制寬度大的第三調(diào)制寬度，所述第二上部塊
和第二下部塊與所述中間塊間隔開(kāi)大于所述第一距離的第二距離。 所述光源控制電路包括增益值計(jì)算單元，其被配置為分析所述單位幀數(shù)據(jù)以獲
取幀代表值，并基于該幀代表值來(lái)計(jì)算增益值；以及占空比調(diào)節(jié)單元，其被配置為根據(jù)所述
增益值調(diào)節(jié)所述PWM信號(hào)的占空比，其中，所述PWM信號(hào)的所述占空比可以在等于或小于預(yù)
先設(shè)定的最大與空比的范圍內(nèi)被調(diào)節(jié)為與所述增益值成比例。 所述驅(qū)動(dòng)電流的電平被預(yù)先設(shè)定為與所述PWM信號(hào)的最大占空比成反比?；谒鲆壕э@示板的整個(gè)屏幕或者基于所述液晶顯示板的小于所述整個(gè)屏幕 的各個(gè)塊來(lái)計(jì)算所述幀代表值?；谒鲆壕э@示板的整個(gè)屏幕或者基于所述液晶顯示板 的小于所述整個(gè)屏幕的各個(gè)塊來(lái)調(diào)節(jié)所述PWM信號(hào)的所述占空比。當(dāng)所述液晶顯示板的所有液晶都飽和之后，在所述第二子幀時(shí)段內(nèi)確定所述光源 的所述打開(kāi)時(shí)間。


附圖被包括在本說(shuō)明書(shū)中以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并結(jié)合到本說(shuō)明書(shū)中且 構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，且與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本發(fā)明 的原理。附圖中圖1和圖2例示了現(xiàn)有技術(shù)的掃描背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)；圖3例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的液晶顯示器；圖4A至4D例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的背光單元的光源的位置；圖5例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的用于提高運(yùn)動(dòng)圖像響應(yīng)時(shí)間(MPRT) 性能的光源的數(shù)據(jù)寫(xiě)入以及打開(kāi)時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間；圖6例示了根據(jù)液晶顯示器板上的顯示位置來(lái)改變數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度以提高M(jìn)PRT 性能的一致性的結(jié)果；圖7㈧和7(B)例示了與現(xiàn)有技術(shù)相比，MPRT性能的提高的仿真結(jié)果；圖8至12例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的用于提高M(jìn)PRT性能的一致性的 光源控制電路的結(jié)構(gòu)和操作。
具體實(shí)施例方式下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，在附圖中例示出了其示例。圖3例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的液晶顯示器。如圖3所示，根據(jù)本發(fā) 明的示例性實(shí)施方式的液晶顯示器包括液晶顯示板10、用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示板10的數(shù)據(jù)線(xiàn) DL的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路12、用于驅(qū)動(dòng)液晶顯示板10的選通線(xiàn)GL的選通驅(qū)動(dòng)電路13、用于控制 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路12和選通驅(qū)動(dòng)電路13的定時(shí)控制器11、頻率調(diào)制電路20、包括多個(gè)光源16 并向液晶顯示板10提供光的背光單元18、生成光源控制信號(hào)LCS的光源控制單元14，以及 響應(yīng)于光源控制信號(hào)LCS而驅(qū)動(dòng)多個(gè)光源16的光源驅(qū)動(dòng)電路15，其中，光源驅(qū)動(dòng)電路15能 以閃爍(blink)的方式打開(kāi)和關(guān)閉全部的光源16。
液晶顯示板10包括上玻璃基板(未示出)、下玻璃基板(未示出)、以及上玻璃基 板與下玻璃基板之間的液晶層(未示出)。在液晶顯示板10的下玻璃基板上，多個(gè)數(shù)據(jù)線(xiàn) DL和多個(gè)選通線(xiàn)GL彼此交叉。多個(gè)液晶單元Clc根據(jù)彼此交叉的數(shù)據(jù)線(xiàn)DL和選通線(xiàn)GL 以矩陣的形式排列在液晶顯示板10上。薄膜晶體管TFT、與薄膜晶體管TFT連接的液晶單 元Clc的像素電極1、存儲(chǔ)電容器Cst形成在液晶顯示板10的下玻璃基板上。黑底(未示出)、濾色器(未示出)以及公共電極2形成在液晶顯示板10的上玻 璃基板上。公共電極2可以按照垂直電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方式(例如，扭曲向列(TN)模式和垂直對(duì)準(zhǔn) (VA)模式)形成在上玻璃基板上。公共電極2和像素電極1可以按照水平電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)方式 (例如，面內(nèi)切換(IPS)模式和邊緣場(chǎng)切換(FFS)模式)形成在下玻璃基板上。多個(gè)偏振板 (未示出)分別附接到液晶顯示板10的上玻璃基板和下玻璃基板。用于設(shè)置液晶的預(yù)傾斜 角度的多個(gè)配向?qū)?未示出)分別形成在下玻璃基板和下玻璃基板的接觸液晶的內(nèi)表面。定時(shí)控制器11從外部系統(tǒng)板(未示出)接收定時(shí)信號(hào)VSynC、HSynC、DE以及DCLK， 以基于定時(shí)信號(hào)Vsync、Hsync、DE以及DCLK生成分別用于控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路12和選通驅(qū) 動(dòng)電路13的操作定時(shí)的數(shù)據(jù)控制信號(hào)DDC和選通控制信號(hào)GDC。定時(shí)控制器11將數(shù)據(jù)控 制信號(hào)DDC和選通控制信號(hào)GDC相乘，以利用(單位幀頻率X N) Hz的子幀頻率來(lái)控制數(shù)據(jù) 驅(qū)動(dòng)電路12和選通驅(qū)動(dòng)電路13的操作，其中，N是等于或大于2的正整數(shù)。具體而言，N是 子幀的數(shù)量。例如，當(dāng)單位幀頻率是120Hz且N是2時(shí)，子幀頻率是MOHz。定時(shí)控制器11將單位幀時(shí)段分成第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段。定時(shí)控制器11 將從頻率調(diào)制電路20接收到的單位幀數(shù)據(jù)RGB提供給光源控制電路14，并利用幀存儲(chǔ)器復(fù) 制在各個(gè)單位幀時(shí)段中從光源控制電路14接收到的調(diào)制數(shù)據(jù)R' G' B'。然后，定時(shí)控制 器11使原始的單位幀數(shù)據(jù)RGB和復(fù)制的調(diào)制數(shù)據(jù)R' G' B'與(單位幀頻率XN)Hz的子 幀頻率同步，以在第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路12重復(fù)地提供相同的調(diào) 制數(shù)據(jù)R' G' B'。換言之，在單位幀時(shí)段的第一子幀時(shí)段，在屏幕上顯示原始的單位幀數(shù) 據(jù)RGB，而在單位幀時(shí)段的第二子幀時(shí)段，在屏幕上顯示復(fù)制的單位幀數(shù)據(jù)R' G' B'。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路12包括多個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器集成電路(IC)。各個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器IC包括 移位寄存器，其用于對(duì)時(shí)鐘進(jìn)行采樣；用于臨時(shí)存儲(chǔ)調(diào)制數(shù)據(jù)R' G' B'的寄存器；鎖存 器，其響應(yīng)于從移位寄存器接收到的時(shí)鐘而存儲(chǔ)與各條線(xiàn)相對(duì)應(yīng)的調(diào)制數(shù)據(jù)R' G' B'， 并同時(shí)輸出各對(duì)應(yīng)于一條線(xiàn)的調(diào)制數(shù)據(jù)R' G' B'；數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)，其用于基于與從鎖 存器接收到的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的伽馬基準(zhǔn)電壓來(lái)選擇正伽馬電壓或負(fù)伽馬電壓；復(fù)用器， 其用于選擇接收從正/負(fù)伽馬電壓轉(zhuǎn)換來(lái)的模擬數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線(xiàn)DL ；輸出緩沖器，其連接在 復(fù)用器與數(shù)據(jù)線(xiàn)DL之間；等等。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路12在定時(shí)控制器11的控制下鎖存調(diào)制數(shù)據(jù)R' G' B'，并利用正 或負(fù)伽馬補(bǔ)償電壓將鎖存的調(diào)制數(shù)據(jù)R' G' B'轉(zhuǎn)換成正或負(fù)模擬數(shù)據(jù)電壓。然后，數(shù)據(jù) 驅(qū)動(dòng)電路12將該正/負(fù)模擬數(shù)據(jù)電壓提供給數(shù)據(jù)線(xiàn)DL。選通驅(qū)動(dòng)電路13包括多個(gè)選通驅(qū)動(dòng)器IC。各個(gè)選通驅(qū)動(dòng)器IC包括移位寄存器； 電平移位器(level shifter)，其用于將移位寄存器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成適于液晶單元的TFT 驅(qū)動(dòng)的擺動(dòng)寬度(swing width)；輸出緩沖器；等等。選通驅(qū)動(dòng)電路13在定時(shí)控制器11的 控制下順序地輸出選通脈沖(或掃描脈沖)，以向選通線(xiàn)GL輸出選通脈沖。選通驅(qū)動(dòng)電路 13的上述操作在第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段中的每一個(gè)中執(zhí)行。
背光單元18可以實(shí)現(xiàn)為側(cè)光式背光單元和直下式背光單元中的一種。由于本發(fā) 明的示例性實(shí)施方式以閃爍的方式驅(qū)動(dòng)光源以提高運(yùn)動(dòng)圖像響應(yīng)時(shí)間(MPRT)性能，所以 構(gòu)成背光單元的光源的形成位置沒(méi)有限制。盡管圖3示出了側(cè)光式背光單元，但是本發(fā)明 的實(shí)施方式不限于側(cè)光式背光單元，而可以使用任何公知的背光單元。側(cè)光式背光單元18 包括導(dǎo)光板17、將光照射到導(dǎo)光板17側(cè)的多個(gè)光源16、以及疊置在導(dǎo)光板17與液晶顯示 板10之間的多個(gè)光學(xué)片(未示出)。在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的側(cè)光式背光單元中，光源16可以位于導(dǎo)光板 17的至少一側(cè)。例如，光源16可以如圖4A所示位于導(dǎo)光板17的四個(gè)側(cè)面或者如圖4B所 示位于導(dǎo)光板17的上側(cè)和下側(cè)。另選的是，光源16可以如圖4C所示位于導(dǎo)光板17的右側(cè) 和左側(cè)或者如圖4D所示位于導(dǎo)光板17的一側(cè)。光源16可以實(shí)現(xiàn)為冷陰極熒光燈(CCFL)、 外部電極熒光燈(EEFL)和發(fā)光二極管(LED)中的一種。優(yōu)選的是，光源16可以實(shí)現(xiàn)為亮度 能根據(jù)驅(qū)動(dòng)電流的調(diào)整而立即變化的LED。導(dǎo)光板17可以具有包括多個(gè)凹入(expressed) 圖案或凸出(embossed)圖案、棱鏡圖案以及透鏡圖案在內(nèi)的各種類(lèi)型的圖案中的至少一 種，并且所述各種類(lèi)型的圖案中的所述至少一種形成在導(dǎo)光板17的上表面和/或下表面 上。導(dǎo)光板17的圖案可以確保光路的直線(xiàn)傳播，并且可以在各個(gè)局部區(qū)域控制背光單元18 的亮度。這些光學(xué)片包括至少一個(gè)棱鏡片和至少一個(gè)散射片，它們用于將來(lái)自導(dǎo)光板17的 光散射并且將光的傳輸路徑以基本上直角折射到液晶顯示板10的光入射面。這些光學(xué)片 可以包括雙亮度增強(qiáng)膜(DBEF)。光源控制電路14生成光源控制信號(hào)LCS，該光源控制信號(hào)LCS包括用于控制光源 16的打開(kāi)時(shí)間的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)以及用于控制光源16的驅(qū)動(dòng)電流的電流控制信 號(hào)?？梢詫WM信號(hào)的最大占空比預(yù)先設(shè)置在等于或小于50%的范圍內(nèi)，從而能提高M(jìn)PRT 的性能?？梢岳秒娏骺刂菩盘?hào)預(yù)先設(shè)定光源16的驅(qū)動(dòng)電流的電平，使得該驅(qū)動(dòng)電流的電 平與PWM信號(hào)的最大占空比成反比。更具體而言，如圖12所示，隨著PWM信號(hào)的最大占空 比的下降，驅(qū)動(dòng)電流的電平增力卩。PWM信號(hào)的最大占空比與驅(qū)動(dòng)電流的電平之間的反比關(guān)系 用于補(bǔ)償由于為了提高M(jìn)PRT性能而在單位幀時(shí)段增加光源16的關(guān)閉時(shí)間所導(dǎo)致的屏幕亮 度的下降。PWM信號(hào)的占空比可以在等于或小于預(yù)先設(shè)置的最大占空比的范圍內(nèi)根據(jù)輸入 圖像而變化。在這種情況下，光源控制電路14基于對(duì)單位幀數(shù)據(jù)RGB的分析結(jié)果在最大占 空比的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比，由此來(lái)執(zhí)行全局調(diào)光(dimming)或者局部調(diào)光。光 源控制電路14可以根據(jù)在液晶顯示板10上的顯示位置而不同地調(diào)制單位幀數(shù)據(jù)RGB，從而 提高M(jìn)PRT性能的一致性。光源控制電路14可以安裝在定時(shí)控制器11的內(nèi)部。光源驅(qū)動(dòng)電路15響應(yīng)于光源控制信號(hào)LCS在第一子幀時(shí)段關(guān)閉所有的光源16，而 在第二子幀時(shí)段的打開(kāi)時(shí)間打開(kāi)所有的光源16，由此按照閃爍的方式驅(qū)動(dòng)光源16。頻率調(diào)制電路20被配置為向上調(diào)制(upward modulate)單位幀頻率以防止閃爍 方式中的閃動(dòng)(flickering)。具體而言，頻率調(diào)制電路20將插值幀插入到從視頻源提供的 圖像幀中以生成單位幀數(shù)據(jù)。例如，頻率調(diào)制電路20能夠通過(guò)針對(duì)每一個(gè)圖像幀插入一個(gè) 插值幀而將頻率為60Hz的圖像幀數(shù)據(jù)調(diào)制成幀頻率為120Hz的單位幀數(shù)據(jù)。圖5例示了用于提高運(yùn)動(dòng)圖像響應(yīng)時(shí)間(MPRT)性能的光源的數(shù)據(jù)寫(xiě)入以及打開(kāi) 時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間。圖6例示了根據(jù)液晶顯示器板上的顯示位置來(lái)改變單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬 度以提高M(jìn)PRT性能的一致性的結(jié)果。
如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的液晶顯示器利用(單位幀頻率XN) Hz的子幀頻率來(lái)控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路和選通驅(qū)動(dòng)電路，由此來(lái)時(shí)分地將單位幀時(shí)段驅(qū)動(dòng)成第 一子幀時(shí)段SFl和第二子幀時(shí)段SF2。液晶顯示器在第一子幀時(shí)段SFl和第二子幀時(shí)段SF2 在液晶顯示板10上顯示相同的調(diào)制數(shù)據(jù)R' G' B'。在這種情況下，光源在第一子幀時(shí) 段SFl保持為關(guān)閉狀態(tài)，然后在第二子幀時(shí)段SF2內(nèi)被打開(kāi)。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方 式的液晶顯示器可以?xún)H通過(guò)上述驅(qū)動(dòng)而具有后述的提高M(jìn)PRAT的效果。如圖6所示，由于液晶LC按照液晶顯示板10的掃描順序從液晶顯示板10的頂部 移動(dòng)到底部，所以液晶LC的飽和時(shí)間延遲。基于液晶顯示板10的中部的液晶LC的飽和的 時(shí)間來(lái)確定光源的打開(kāi)時(shí)間，從而在液晶顯示板10的整個(gè)區(qū)域減小液晶LC的飽和時(shí)間與 光源的打開(kāi)時(shí)間之間的差異。由于本發(fā)明的示例性實(shí)施方式將單位幀頻率乘以N并且在單 位幀時(shí)段期間重復(fù)地施加相同的數(shù)據(jù)，所以可以減少使液晶LC飽和所需的時(shí)間。此外，在 液晶LC飽和之后，液晶LC能夠保持在穩(wěn)定狀態(tài)。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方式中，當(dāng)在第二 子幀時(shí)段SF2內(nèi)打開(kāi)光源時(shí)，可以在液晶顯示板10的整個(gè)區(qū)域減小液晶LC的飽和時(shí)間與 光源的打開(kāi)時(shí)間之間的差異。在這種情況下，液晶顯示板10的中部的MPRT性能非常優(yōu)異， 但是，液晶顯示板10的上部和下部的MPRT性能比液晶顯示板10的中部的MPRT性能差。本 發(fā)明的示例性實(shí)施方式根據(jù)液晶顯示板10上的單位幀數(shù)據(jù)RGB的顯示位置來(lái)改變單位幀 數(shù)據(jù)RGB的調(diào)制寬度，以提高M(jìn)PRT性能的一致性。換言之，本發(fā)明的示例性實(shí)施方式隨著 液晶顯示板10上的單位幀數(shù)據(jù)RGB的顯示位置與液晶顯示板10的中部之間的距離的增大 而增大單位幀數(shù)據(jù)RGB的調(diào)制寬度。因此，在液晶顯示板10的上部和下部的液晶的響應(yīng)時(shí) 間大于在液晶顯示板10的中部的液晶的響應(yīng)時(shí)間。結(jié)果，盡管基于液晶顯示板10的中部 的液晶LC的飽和時(shí)間設(shè)置了光源的打開(kāi)時(shí)間，但是可以大大減小液晶顯示板10的整個(gè)區(qū) 域中的液晶LC的飽和時(shí)間與光源的打開(kāi)時(shí)間之間的差異。因此，可以大大提高M(jìn)PRT性能 的一致性。在液晶顯示板10的所有液晶LC都飽和之后，可以在第二子幀時(shí)段SF2內(nèi)確定 光源的打開(kāi)時(shí)間。圖7例示了與現(xiàn)有技術(shù)相比，MPRT性能的提高的仿真結(jié)果。在圖7㈧和7 (B)中， 橫軸表示時(shí)間而縱軸表示歸一化的亮度值。更具體而言，圖7(A)例示了當(dāng)將幀頻率設(shè)置為 60Hz并且將PWM信號(hào)的占空比設(shè)置為100%時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)的驅(qū)動(dòng)。圖7(B)例示了當(dāng)將單位 幀頻率設(shè)置為120Hz并且將PWM信號(hào)的最大占空比設(shè)置為50%時(shí)，在兩個(gè)子幀時(shí)段期間根 據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的示例性時(shí)分驅(qū)動(dòng)。如圖7㈧所示，當(dāng)通過(guò)以100%的占空比驅(qū)動(dòng)液晶LC并打開(kāi)光源BL而將顯示圖 像的灰度級(jí)(gray level)從第一灰度級(jí)(例如，黑色灰度級(jí))改變?yōu)榈诙叶燃?jí)(例如， 白色灰度級(jí))時(shí)，顯示板的亮度逐漸改變?yōu)榈谝荒繕?biāo)亮度值(1.0)以實(shí)現(xiàn)第二灰度級(jí)。在 圖7(A)中，MPRT值表示顯示板的亮度從第一目標(biāo)亮度值(1.0)的10% (即，(0. 1))變?yōu)?90% (即，(0.9))為止的響應(yīng)時(shí)間。該 MPRT 值是 13. 93ms (即，17. 38ms-3. 45ms)。另一方面，如圖7(B)所示，當(dāng)通過(guò)以50%的占空比驅(qū)動(dòng)液晶LC并打開(kāi)光源BL而 將顯示圖像的灰度級(jí)從第一灰度級(jí)(例如，黑色灰度級(jí))改變?yōu)榈诙叶燃?jí)(例如，白色灰 度級(jí))時(shí)，顯示板的亮度逐漸改變?yōu)榈诙繕?biāo)亮度值(0.5)以實(shí)現(xiàn)第二灰度級(jí)。在圖7(B) 中，MPRT值表示顯示板的亮度從第二目標(biāo)亮度值(0.5)的10% (即，(0.05))變?yōu)?0% (即，(0. 45))為止的響應(yīng)時(shí)間。該MPRT值是3. 71ms (即，8. 62ms_4. 91ms)。因?yàn)閳D7(B)中的光源BL的打開(kāi)占空比是50%，所以第二目標(biāo)亮度值(0. 5)對(duì)應(yīng)于第一目標(biāo)亮度值(1.0)
的一半。從圖7(B)可以看出，與圖7㈧中所例示的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實(shí)施方式能大 大減小MPRT值，從而大大提高了 MPRT性能。圖8至12例示了用于提高M(jìn)PRT性能的一致性的光源控制電路14的結(jié)構(gòu)和操作。如圖8所示，光源控制電路14包括數(shù)據(jù)調(diào)制單元141、增益值計(jì)算單元142以及占 空比調(diào)節(jié)單元143。數(shù)據(jù)調(diào)制單元141調(diào)制單位幀數(shù)據(jù)RGB，更具體而言，根據(jù)液晶顯示板10上的單 位幀數(shù)據(jù)RGB的顯示位置來(lái)改變單位幀數(shù)據(jù)RGB的調(diào)制寬度。數(shù)據(jù)調(diào)制單元141沿著縱向 方向?qū)⒁壕э@示板10分為多個(gè)塊。隨著液晶顯示板10上的單位幀數(shù)據(jù)RGB的顯示位置與 該多個(gè)塊的中間塊之間的距離的增大，數(shù)據(jù)調(diào)制單元141增大單位幀數(shù)據(jù)RGB的調(diào)制寬度。 此外，當(dāng)上部塊和下部塊與中間塊間隔開(kāi)相等的距離時(shí)，數(shù)據(jù)調(diào)制單元141使得上部塊中 的單位幀數(shù)據(jù)RGB的調(diào)制寬度與下部塊中的單位幀數(shù)據(jù)RGB的調(diào)制寬度彼此相等。為此，如圖9所示，當(dāng)液晶顯示板10被分成5個(gè)塊時(shí)，可以如下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)制單元 141。數(shù)據(jù)調(diào)制單元141可以包括第一查找表LUT1，其用于將要顯示在中間塊上的單位幀 數(shù)據(jù)RGB的調(diào)制寬度調(diào)制為第一調(diào)制寬度ODl ；第二查找表LUT2，其用于將要顯示在上部塊 和下部塊中的每一個(gè)上的單位幀數(shù)據(jù)RGB的調(diào)制寬度調(diào)制為比第一調(diào)制寬度ODl大的第二 調(diào)制寬度0D2，該上部塊和下部塊與中間塊間隔開(kāi)第一距離；以及第三查找表LUT3，其用于 將要顯示在上部塊和下部塊中的每一個(gè)上的單位幀數(shù)據(jù)RGB的調(diào)制寬度調(diào)制為比第二調(diào) 制寬度0D2大的第三調(diào)制寬度0D3，該上部塊和下部塊與中間塊間隔開(kāi)大于第一距離的第 一距尚。此外，如圖10所示，當(dāng)液晶顯示板10被分成5個(gè)塊時(shí)，可以如下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)調(diào)制單 元141。數(shù)據(jù)調(diào)制單元141可以包括查找表LUT，其用于將要顯示在中間塊上的單位幀數(shù) 據(jù)RGB的調(diào)制寬度調(diào)制為第一調(diào)制寬度OD ；第一加法單元，其用于將查找表LUT的輸出加 上第一權(quán)值α，以將要顯示在上部塊和下部塊中的每一個(gè)上的單位幀數(shù)據(jù)RGB的調(diào)制寬度 調(diào)制為比第一調(diào)制寬度OD大的第二調(diào)制寬度(OD+α )，該上部塊和下部塊與中間塊間隔開(kāi) 第一距離；以及第二加法單元，其用于將查找表LUT的輸出加上比第一權(quán)值α大的第二權(quán) 值2α，以將要顯示在上部塊和下部塊中的每一個(gè)上的單位幀數(shù)據(jù)RGB的調(diào)制寬度調(diào)制為 比第二調(diào)制寬度(OD+α)大的第三調(diào)制寬度(0D+2CI)，該上部塊和下部塊與中間塊間隔開(kāi) 大于第一距離的第二距離。增益值計(jì)算單元142分析單位幀數(shù)據(jù)RGB以獲得幀代表值。該增益計(jì)算單元142 基于該幀代表值來(lái)計(jì)算在各個(gè)畫(huà)面或各個(gè)預(yù)定區(qū)域中的增益值G并將該增益值G提供給占 空比調(diào)節(jié)單元143。增益值G可以隨著幀代表值的增加而增加，并且可以隨著幀代表值的減 小而減小。占空比調(diào)節(jié)單元143根據(jù)從增益值計(jì)算單元142接收到的增益值G來(lái)調(diào)節(jié)PWM信 號(hào)的占空比。PWM信號(hào)的占空比可以被確定為在等于或小于預(yù)先設(shè)定的50%的最大占空比 的范圍內(nèi)與增益值G成比例。占空比調(diào)節(jié)單元143可以調(diào)節(jié)光源的打開(kāi)時(shí)間，由此來(lái)調(diào)節(jié) PWM信號(hào)的占空比。例如，如圖11所示，占空比調(diào)節(jié)單元143可以在第一時(shí)間點(diǎn)tl調(diào)節(jié)光 源的打開(kāi)時(shí)間以實(shí)現(xiàn)占空比(K <50)，并且可以在第二時(shí)間點(diǎn)t2調(diào)節(jié)光源的打開(kāi)時(shí)間
10。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的液晶顯示器利用大于單位幀頻率的子 幀頻率來(lái)控制驅(qū)動(dòng)電路的操作，并將單位幀時(shí)段分成第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段，以在 第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段中重復(fù)地向驅(qū)動(dòng)電路顯示相同的數(shù)據(jù)。此外，根據(jù)本發(fā)明的 示例性實(shí)施方式的液晶顯示器在第一子幀時(shí)段關(guān)閉所有的光源，并且在第二子幀時(shí)段內(nèi)的 打開(kāi)時(shí)間打開(kāi)所有的光源。因此，通過(guò)在單位幀時(shí)段減少光源的打開(kāi)時(shí)間而增加了光源的 驅(qū)動(dòng)電流。此外，由于單位幀數(shù)據(jù)從液晶顯示板的中部移動(dòng)到液晶顯示板的上部和下部，所 以根據(jù)示例性實(shí)施方式的液晶顯示器增大了單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度。因此，液晶顯示板的 上部和下部的液晶的響應(yīng)時(shí)間大于液晶顯示板的中部的液晶的響應(yīng)時(shí)間。結(jié)果，根據(jù)本發(fā) 明的示例性實(shí)施方式的液晶顯示器能夠利用閃爍方式大大地提高M(jìn)PRT性能以及MPRT的一 致性而不會(huì)出現(xiàn)亮度下降或者由于光源的打開(kāi)時(shí)間與關(guān)閉時(shí)間之間的差異而導(dǎo)致的光干 擾。此外，由于根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的液晶顯示器以閃爍的方式驅(qū)動(dòng)光源以 提高M(jìn)PRT性能，所以可以使用側(cè)光式背光單元。側(cè)光式背光單元的優(yōu)點(diǎn)在于，其可以實(shí)現(xiàn) 得比要求光源與散射板之間的足夠距離的直下式背光單元更薄。結(jié)果，能夠更容易地實(shí)現(xiàn) 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的液晶顯示器的薄外形。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言很明顯，在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的條件下，可以 對(duì)本發(fā)明的液晶顯示器以及驅(qū)動(dòng)該液晶顯示器的方法做出各種修改和變型。因而，本發(fā)明 旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的本發(fā)明的修改和變型。本申請(qǐng)要求2009年12月30日提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 10-2009-0134647的優(yōu)先 權(quán)，此處以引證的方式并入其內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器，該液晶顯示器包括液晶顯示板，其包括數(shù)據(jù)線(xiàn)和選通線(xiàn)；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，其被配置用于驅(qū)動(dòng)所述數(shù)據(jù)線(xiàn)；選通驅(qū)動(dòng)電路，其被配置用于驅(qū)動(dòng)所述選通線(xiàn)；多個(gè)光源，其被配置為向所述液晶顯示板提供光；光源控制電路，其被配置為根據(jù)單位幀數(shù)據(jù)在所述液晶顯示板上的顯示位置來(lái)不同地 調(diào)制所述單位幀數(shù)據(jù)，并且控制所述多個(gè)光源的打開(kāi)和關(guān)閉操作；定時(shí)控制器，其被配置為將單位幀時(shí)段分成第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段，并且在所 述第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段中重復(fù)地將調(diào)制后的單位幀數(shù)據(jù)提供給所述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電 路；以及光源驅(qū)動(dòng)電路，其被配置為在所述第一子幀時(shí)段關(guān)閉所有的所述多個(gè)光源，并且在所 述第二子幀時(shí)段內(nèi)的打開(kāi)時(shí)間打開(kāi)所有的所述多個(gè)光源。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述定時(shí)控制器將單位幀頻率乘以N，并 且利用(單位幀頻率XN)的子幀頻率來(lái)控制所述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的操作定時(shí)以及所述選通 驅(qū)動(dòng)電路的操作定時(shí)，其中，N是等于或大于2的正整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述光源控制電路產(chǎn)生用于控制所述光 源的打開(kāi)操作和關(guān)閉操作的脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)以及用于控制施加給所述光源的驅(qū)動(dòng) 電流的電流控制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其中，所述光源控制電路包括數(shù)據(jù)調(diào)制單元，該 數(shù)據(jù)調(diào)制單元被配置為調(diào)制所述單位幀數(shù)據(jù)并且根據(jù)所述單位幀數(shù)據(jù)在所述液晶顯示板 上的所述顯示位置來(lái)改變所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液晶顯示器，其中，所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元沿著縱向?qū)⑺鲆壕?顯示板分為多個(gè)塊，并且隨著所述單位幀數(shù)據(jù)在所述液晶顯示板上的所述顯示位置與所述 多個(gè)塊的中間塊之間的距離的增大，而增大所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器，其中，當(dāng)所述多個(gè)塊的上部塊和下部塊與所述 中間塊間隔開(kāi)相等的距離時(shí)，所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元使得所述上部塊中的所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào) 制寬度與所述下部塊中的所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度彼此相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示器，其中，所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元包括第一查找表，其被配置為將要顯示在所述中間塊上的所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度調(diào)制 為第一調(diào)制寬度；第二查找表，其被配置為將要顯示在第一上部塊和第一下部塊中的每一個(gè)上的所述單 位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度調(diào)制為比所述第一調(diào)制寬度大的第二調(diào)制寬度，所述第一上部塊和第 一下部塊與所述中間塊間隔開(kāi)第一距離；以及第三查找表，其被配置為將要顯示在第二上部塊和第二下部塊中的每一個(gè)上的單位幀 數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度調(diào)制為比所述第二調(diào)制寬度大的第三調(diào)制寬度，所述第二上部塊和第二下 部塊與所述中間塊間隔開(kāi)大于所述第一距離的第二距離。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的液晶顯示器，其中，所述數(shù)據(jù)調(diào)制單元包括查找表，其被配置為將要顯示在所述中間塊上的所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度調(diào)制為第 一調(diào)制寬度；第一加法單元，其被配置為將所述查找表的輸出加上第一權(quán)值，以將要顯示在第一上 部塊和第一下部塊中的每一個(gè)上的所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度調(diào)制為比所述第一調(diào)制寬 度大的第二調(diào)制寬度，所述第一上部塊和第一下部塊與所述中間塊間隔開(kāi)第一距離；以及第二加法單元，其被配置為將所述查找表的輸出加上比所述第一權(quán)值大的第二權(quán)值， 以將要顯示在第二上部塊和第二下部塊中的每一個(gè)上的所述單位幀數(shù)據(jù)的調(diào)制寬度調(diào)制 為比所述第二調(diào)制寬度大的第三調(diào)制寬度，所述第二上部塊和第二下部塊與所述中間塊間 隔開(kāi)大于所述第一距離的第二距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液晶顯示器，其中，所述光源控制電路包括增益值計(jì)算單元，其被配置為分析所述單位幀數(shù)據(jù)以獲取幀代表值，并基于該幀代表 值來(lái)計(jì)算增益值；以及占空比調(diào)節(jié)單元，其被配置為根據(jù)所述增益值調(diào)節(jié)所述PWM信號(hào)的占空比，其中，所述PWM信號(hào)的所述占空比在等于或小于預(yù)先設(shè)定的最大占空比的范圍內(nèi)被調(diào) 節(jié)為與所述增益值成比例。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其中，所述驅(qū)動(dòng)電流的電平被預(yù)先設(shè)定為與所 述PWM信號(hào)的最大占空比成反比。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的液晶顯示器，其中，基于所述液晶顯示板的整個(gè)屏幕或者基 于所述液晶顯示板的小于所述整個(gè)屏幕的各個(gè)塊來(lái)計(jì)算所述幀代表值，其中，基于所述液晶顯示板的整個(gè)屏幕或者基于所述液晶顯示板的小于所述整個(gè)屏幕 的各個(gè)塊來(lái)調(diào)節(jié)所述PWM信號(hào)的所述占空比。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，在所述液晶顯示板的所有液晶都飽和之 后，在所述第二子幀時(shí)段內(nèi)確定所述光源的所述打開(kāi)時(shí)間。
全文摘要
液晶顯示器和驅(qū)動(dòng)該液晶顯示器的方法。該液晶顯示器包括液晶顯示板；數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路；選通驅(qū)動(dòng)電路；多個(gè)光源；光源控制電路，其被配置為根據(jù)液晶顯示板上的單位幀數(shù)據(jù)的顯示位置來(lái)不同地調(diào)制單位幀數(shù)據(jù)，并且控制該多個(gè)光源的打開(kāi)和關(guān)閉操作；定時(shí)控制器，其被配置為將單位幀時(shí)段分成第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段，并且在第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段中重復(fù)地將調(diào)制后的單位幀數(shù)據(jù)提供給所述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路；以及光源驅(qū)動(dòng)電路，其被配置為在第一子幀時(shí)段關(guān)閉所有的多個(gè)光源，并且在第二子幀時(shí)段內(nèi)的打開(kāi)時(shí)間打開(kāi)所有的多個(gè)光源。
文檔編號(hào)G09G3/36GK102117605SQ20101050212
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者李仙花, 李垈興, 金起德 申請(qǐng)人:樂(lè)金顯示有限公司