專利名稱：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，更具體地，涉及一種液晶顯示器和驅(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 pictureresponse time)性能。
背景技術(shù)：
有源矩陣型液晶顯示器將薄膜晶體管(TFT)用作開關(guān)元件來顯示運(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)通過沿著液晶顯示板的顯示線的掃描方 向依次打開和關(guān)閉背光單元的多個(gè)光源，而提供了一種類似于陰極射線管的脈沖驅(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的部分。但是，掃描背光驅(qū)動(dòng)技術(shù)具有以下問 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)幀時(shí)段中都被關(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)問題。本發(fā)明的目的是提供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)明的另一目的是提供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性能而不會(huì)降低液晶顯示器的亮度。本發(fā)明的另一目的是提供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關(guān)。本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中闡述，并且將根據(jù)該描述而部分地變 得明顯，或可以通過本發(fā)明的實(shí)踐來了解。通過書面的說明書及其權(quán)利要求以及附圖中特 別指出的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)和獲得本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)這些和其它優(yōu)點(diǎn)，按照本發(fā)明的目的，作為具體和廣義的描述，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)線和選通線；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；選通驅(qū)動(dòng)電路，其被配置用于驅(qū)動(dòng)所述選通線；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；背光單元，其被配置為向液晶顯 示板提供光，其中，所述背光單元包括多個(gè)光源；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)的打開時(shí)間打開所有的所述 多個(gè)光源。在另一方面，一種驅(qū)動(dòng)液晶顯示器的方法，其包括以下步驟利用背光單元向液晶 顯示板提供光，所述背光單元具有多個(gè)光源；利用定時(shí)控制器將單位幀時(shí)段分成第一子幀 時(shí)段和第二子幀時(shí)段；以及利用光源驅(qū)動(dòng)電路在所述第一子幀時(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)的打開時(shí)間打開所有的所述多個(gè)光源。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的上述一般描述和下述詳細(xì)描述是示例性和說明性的，且旨在 提供所要求保護(hù)的本發(fā)明的進(jìn)一步解釋。


附圖被包括在本說明書中以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并結(jié)合到本說明書中且 構(gòu)成本說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，且與說明書一起用于解釋本發(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至圖7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)寫入以及打開時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間；圖8例示了與現(xiàn)有技術(shù)相比，MPRT性能的改善的仿真結(jié)果；圖9例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)電流按照脈沖寬度調(diào)制(PWM)信 號(hào)的占空比而變化的示例性電平；以及圖10例示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的光源控制電路的結(jié)構(gòu)。
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的光源控制電路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 DL和多個(gè)選通線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DL和選通線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。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；寄存器，其用于臨時(shí)存儲(chǔ)單位幀數(shù)據(jù)；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)與一條線相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并同時(shí)輸出各對(duì)應(yīng)于一條 線的數(shù)據(jù)；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 來的模擬數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)線DL;輸出緩沖器，其連接在復(fù)用器與數(shù)據(jù)線DL之間；等等。圖3中， 單位幀數(shù)據(jù)R' G' B'表示當(dāng)如圖10所示進(jìn)行全局調(diào)光(dimming)或者局部調(diào)光時(shí)用于 擴(kuò)展顯示在液晶顯示板10上的數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍的調(diào)制數(shù)據(jù)。下面，參照?qǐng)D10來介紹調(diào)制 數(shù)據(jù) R' G' B'。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路12在定時(shí)控制器11的控制下鎖存單位幀數(shù)據(jù)RGB，并利用正或負(fù)伽 馬補(bǔ)償電壓將鎖存的單位幀數(shù)據(jù)RGB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DL。在與一個(gè)幀時(shí)段的前半個(gè)時(shí)段對(duì)應(yīng)的第一子幀 時(shí)段和與該一個(gè)幀時(shí)段的后半個(gè)時(shí)段對(duì)應(yīng)的第二子幀時(shí)段中連續(xù)地執(zhí)行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路12 的上述操作。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GL提供選通脈沖。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。
定時(shí)控制器11從外部系統(tǒng)板接收定時(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利用幀存儲(chǔ)器復(fù)制在每一幀時(shí)段從外部系統(tǒng)板接收到的單位幀數(shù) 據(jù)RGB。然后，定時(shí)控制器11使原始的單位幀數(shù)據(jù)RGB和復(fù)制的單位幀數(shù)據(jù)RGB與經(jīng)過相乘 的幀頻率同步，以在第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段重復(fù)地向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路12提供相同的 幀數(shù)據(jù)。換言之，在一個(gè)幀時(shí)段中，在第一子幀時(shí)段，在屏幕上顯示原始的單位幀數(shù)據(jù)RGB， 而在第二子幀時(shí)段，在屏幕上顯示復(fù)制的單位幀數(shù)據(jù)RGB。背光單元可以實(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 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，而可以使用任何已知的背光單元。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)的各種類型的圖案中的至少一 種，并且所述各種類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，它們用于將來自導(dǎo)光板17的 光散射并且將光的傳輸路徑折射為基本上垂至于液晶顯示板10的光入射面?zhèn)鬏?。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 性能。可以預(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，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 在一個(gè)幀時(shí)段中增加光源16的關(guān)閉時(shí)間所導(dǎo)致的屏幕亮度的下降。驅(qū)動(dòng)電流(其按照PWM 信號(hào)的最大占空比分別具有不同的電平)將參照?qǐng)D9在后面敘述。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分析輸入圖像，并根據(jù)輸入圖像的分析結(jié)果來調(diào)節(jié)PWM信號(hào)的占空比，由此來執(zhí)行全局調(diào)光或者局部調(diào)光。在全局調(diào)光或者局部調(diào)光中，光源控制電路14可以調(diào)節(jié)PWM 信號(hào)的占空比并對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，由此來擴(kuò)展輸入圖像的動(dòng)態(tài)范圍。光源控制電路14 可以安裝在定時(shí)控制器11的內(nèi)部。光源控制信號(hào)LCS包括光源16的打開時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間。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)段打開所有的光源 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被配置為對(duì)單位幀頻率進(jìn)行調(diào)制以防止閃動(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數(shù)據(jù)中以生成單位幀數(shù) 據(jù)。例如，頻率調(diào)制電路20能夠通過針對(duì)每一個(gè)輸入幀數(shù)據(jù)插入一個(gè)插值幀而將頻率為 60Hz的輸入幀數(shù)據(jù)調(diào)制成幀頻率為120Hz的單位幀數(shù)據(jù)。另選的是，頻率調(diào)制電路20能夠 通過針對(duì)每四個(gè)輸入幀數(shù)據(jù)插入一個(gè)插值幀而將頻率為60Hz的輸入幀數(shù)據(jù)調(diào)制成幀頻率 為75Hz的單位幀數(shù)據(jù)。然后，頻率調(diào)制電路20將單位幀數(shù)據(jù)提供給定式控制器11。頻率 調(diào)制電路20可以形成在外部系統(tǒng)電路(未示出)內(nèi)。當(dāng)幀頻率是75Hz時(shí)，存在另外的好 處是由于數(shù)據(jù)帶寬減小，所以與幀頻率為120Hz時(shí)相比，頻率調(diào)制電路20與定時(shí)控制器之 間的傳輸端口的數(shù)量可以減少一半以上。圖5至7例示了用于提高M(jìn)PRT性能的光源的數(shù)據(jù)寫入以及打開時(shí)間和關(guān)閉時(shí)間。如圖5所示，本發(fā)明的示例性實(shí)施方式利用通過將輸入幀頻率乘以2得到的幀頻 率來控制數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路和選通驅(qū)動(dòng)電路，由此來時(shí)分地將一個(gè)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。與一幀對(duì)應(yīng)的原始數(shù)據(jù)在第一子幀時(shí)段SFl顯示在液晶顯示板 上，而與一幀對(duì)應(yīng)的復(fù)制數(shù)據(jù)(等于原始數(shù)據(jù))在第二子幀時(shí)段SF2顯示在液晶顯示板上。 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。如圖6所示，在相應(yīng)的幀中，在液晶顯示板中部的液晶LC飽和之后，光源同時(shí)被打 開。由于液晶LC按照液晶顯示板的掃描順序從液晶顯示板的頂部移動(dòng)到底部，所以液晶LC 的飽和時(shí)間延遲。基于液晶顯示板的中部的液晶LC的飽和的時(shí)間來確定光源的打開時(shí)間， 從而在液晶顯示板的整個(gè)區(qū)域減小液晶LC的飽和時(shí)間與光源的打開時(shí)間之間的差異。在 本發(fā)明的示例性實(shí)施方式中，當(dāng)在液晶顯示板的整個(gè)區(qū)域中對(duì)與經(jīng)相乘的幀頻率同步的數(shù) 據(jù)進(jìn)行了編址時(shí)，利用經(jīng)相乘的幀頻率對(duì)液晶顯示板的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行編址所需的時(shí)間比乘 法運(yùn)算之前對(duì)液晶顯示板的整個(gè)區(qū)域進(jìn)行編址所需的時(shí)間減少了一半。因此，在本發(fā)明的 示例性實(shí)施方式中，由于可以將數(shù)據(jù)編址之后剩余的幀時(shí)段分配給液晶響應(yīng)，所以在液晶 顯示板的整個(gè)區(qū)域中分配給液晶響應(yīng)的時(shí)間差可以大大減小。因此，MPRT性能的一致性得 到提高。此外，在本發(fā)明的示例性實(shí)施方式中，由于在一個(gè)幀時(shí)段中對(duì)相同數(shù)據(jù)進(jìn)行了兩次 編址，所以在液晶飽和之后，液晶可以保持為穩(wěn)定的飽和狀態(tài)。在本發(fā)明的示例性實(shí)施方式 中，當(dāng)在液晶保持為飽和狀態(tài)的第二子幀時(shí)段SF2中打開光源時(shí)，可以大大減小液晶顯示 板的整個(gè)區(qū)域中的液晶LC的飽和時(shí)間與光源的打開時(shí)間之間的差異。如圖7所示，在液晶顯示板10的中部的液晶響應(yīng)于當(dāng)前幀的輸入數(shù)據(jù)而飽和之 后，光源16的打開時(shí)間可以根據(jù)PWM信號(hào)的占空比而變化。具體而言，在第二子幀時(shí)段SF2 中，光源的打開時(shí)間可以根據(jù)PWM信號(hào)的最大占空比而變化。例如，光源的打開時(shí)間可以被 確定為第一時(shí)間點(diǎn)tl以實(shí)現(xiàn)50%的最大占空比，并且可以被確定為晚于第一時(shí)間點(diǎn)tl的 第二時(shí)間點(diǎn)t2以實(shí)現(xiàn)小于50%的最大占空比。另一方面，光源16的關(guān)閉時(shí)間可以被固定為剛好在下一幀的數(shù)據(jù)被寫入液晶顯示板10的中部的時(shí)間之前。圖8示出了與現(xiàn)有技術(shù)相比，MPRT性能的提高的仿真結(jié)果。在圖8㈧和8 (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8(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8(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8㈧所示，當(dāng)通過以100%的占空比驅(qū)動(dòng)液晶LC并打開光源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8 (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8(B)所示，當(dāng)通過以50%的占空比驅(qū)動(dòng)液晶LC并打開光源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8(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. 6ans-4. 91ms)。因?yàn)閳D8(B)中 的光源BL的打開占空比是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8(B)可以看出，與圖8(A)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9例示了驅(qū)動(dòng)電流的電平根據(jù)PWM信號(hào)的最大占空比而變化以補(bǔ)償閃爍方式中 的亮度減小。如圖9所示，驅(qū)動(dòng)電流的電平與PWM信號(hào)的最大占空比成反比。例如，在基準(zhǔn) 電流電平A被定為PWM的最大占空比為100%時(shí)的電流電平的情況下，在PWM信號(hào)的最大占 空比為50%時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流的電平可以設(shè)置為與基準(zhǔn)電流電平A的兩倍相對(duì)應(yīng)的值(即，2A)； 在PWM信號(hào)的最大占空比為33%時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流的電平可以設(shè)置為與基準(zhǔn)電流電平A的三倍 相對(duì)應(yīng)的值(即，3A)；在PWM信號(hào)的最大占空比為25%時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流的電平可以設(shè)置為與 基準(zhǔn)電流電平A的四倍相對(duì)應(yīng)的值(即，4A)；以及在PWM信號(hào)的最大占空比為20%時(shí)，驅(qū) 動(dòng)電流的電平可以設(shè)置為與基準(zhǔn)電流電平的五倍相對(duì)應(yīng)的值(即，5A)。在圖9中，基準(zhǔn)電 流電平A (其是與PWM信號(hào)的100 %的最大占空比相對(duì)應(yīng)的電流電平)被預(yù)先存儲(chǔ)在光源控 制電路14的特定寄存器中。圖10例示了用于提高M(jìn)PRT性能并執(zhí)行全局調(diào)光和局部調(diào)光的光源控制電路14 的結(jié)構(gòu)。如圖10所示，光源控制電路14包括數(shù)據(jù)分析單元141、數(shù)據(jù)調(diào)制單元142以及占 空比調(diào)節(jié)單元143。數(shù)據(jù)分析單元141計(jì)算輸入圖像的數(shù)據(jù)RGB的直方圖(即，累積分布函數(shù))并且 根據(jù)該直方圖計(jì)算幀代表值?？梢岳迷撝狈綀D的均值、模值(表示直方圖中最頻繁出現(xiàn) 的值)等來計(jì)算幀代表值。在全局調(diào)光中可以基于液晶顯示板10的整個(gè)屏幕來計(jì)算幀代 表值，而在局部調(diào)光中，可以基于各個(gè)預(yù)定塊來計(jì)算幀代表值。數(shù)據(jù)分析單元141根據(jù)幀代 表值來確定增益值G。增益值G被提供給數(shù)據(jù)調(diào)制單元142和占空比調(diào)節(jié)單元143。隨著 幀代表值的增大，增益值G可以被確定為較大的值，并且隨著幀代表值的減小，增益值G可以被確定為較小的值。數(shù)據(jù)調(diào)制單元142基于從數(shù)據(jù)分析單元141接收到的增益值G來調(diào)制單位幀數(shù)據(jù) RGB,以將數(shù)據(jù)輸入的動(dòng)態(tài)范圍擴(kuò)展到液晶顯示板10。隨著從數(shù)據(jù)分析單元141接收到的 增益值G的增加，單位幀數(shù)據(jù)RGB的向上調(diào)制寬度(upward modulation width)可以增大。 此外，隨著從數(shù)據(jù)分析單元141接收到的增益值G的減小，單位幀數(shù)據(jù)RGB的向下調(diào)制寬度 (downward modulation width)可以增大。可以利用查找表來執(zhí)行數(shù)據(jù)調(diào)制單元142的數(shù) 據(jù)調(diào)制操作。占空比調(diào)節(jié)單元143可以根據(jù)從數(shù)據(jù)分析單元141接收到的增益值G來調(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)定的最大占空比的范 圍內(nèi)與增益值G成比例的值?？梢曰谝壕э@示板的整個(gè)屏幕或者基于各個(gè)塊來調(diào)節(jié)PWM 信號(hào)的占空比。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的液晶顯示器以及驅(qū)動(dòng)該液晶顯示器 的方法中，在被分成第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段的一個(gè)幀時(shí)段中兩次顯示相同數(shù)據(jù)，并 且在第一子幀時(shí)段關(guān)閉所有的光源，并隨后在第二子幀時(shí)段打開所有的光源。此外，光源的 驅(qū)動(dòng)電流隨著PWM信號(hào)的最大占空比的減少而增大。因此，大大地提高了 MPRT性能而不會(huì) 降低液晶顯示器的亮度并且沒有由于光源的打開時(shí)間與關(guān)閉時(shí)間之間的差異而導(dǎo)致的光 干擾。此外，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的液晶顯示器以及驅(qū)動(dòng)該液晶顯示器的方法中， 由于以閃爍的方式驅(qū)動(dòng)光源以提高M(jìn)PRT性能，所以根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，即使將側(cè)光式 背光單元用于液晶顯示器，也能夠以閃爍的方式驅(qū)動(dòng)光源。側(cè)光式背光單元可以比要求光 源與散射板之間的用于光散射的足夠距離的直下式背光單元更薄。因此，側(cè)光式背光單元 能對(duì)液晶顯示器的薄外形作出貢獻(xiàn)。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10月23日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)No. 10-2009-101429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)線和選通線；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； 選通驅(qū)動(dòng)電路，其被配置用于驅(qū)動(dòng)所述選通線；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； 背光單元，其被配置為向所述液晶顯示板提供光，其中，所述背光單元包括多個(gè)光源；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)的打開時(shí)間打開所有的所述多個(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)控制器利用大于單位幀頻率的 幀頻率來控制所述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路和所述選通驅(qū)動(dòng)電路的操作定時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液晶顯示器，其中，所述單位幀頻率等于或大于75Hz。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述定時(shí)控制器利用單位幀頻率XN的幀 頻率來控制所述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路和所述選通驅(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)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述背光單元是側(cè)光式背光單元，其中， 所述多個(gè)光源設(shè)置在所述背光單元內(nèi)的導(dǎo)光板的至少一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述背光單元是直下式背光單元。
7.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中部的液晶響應(yīng)于 單位幀數(shù)據(jù)而飽和之后，所述打開時(shí)間取決于脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述定時(shí)控制器使輸入數(shù)據(jù)與復(fù)制數(shù)據(jù) 同步，以在所述第一和第二子幀時(shí)段向所述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路重復(fù)地提供相同的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，在所述第一子幀時(shí)段，將單位幀數(shù)據(jù)提供 給所述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路，而在所述第二子幀時(shí)段，將復(fù)制數(shù)據(jù)提供給所述數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，所述背光單元包括具有多個(gè)凹入圖案、 凸出圖案、棱鏡圖案以及透鏡圖案之一的導(dǎo)光板。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)光源的驅(qū)動(dòng)電流的電平與 從所述光源控制電路輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的最大占空比成反比。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，其中，隨著脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的最大占空比的 減小，所述多個(gè)光源的所述打開時(shí)間延遲。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，該液晶顯示器還包括頻率調(diào)制電路，該頻率調(diào) 制電路被配置為將插值幀插入從視頻源提供的輸入幀數(shù)據(jù)中，以生成單位幀數(shù)據(jù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器，該液晶顯示器還包括光源控制電路，該光源控 制電路生成用于控制所述多個(gè)光源的打開時(shí)間的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的液晶顯示器，其中，所述光源控制電路包括 數(shù)據(jù)分析單元，其被配置為計(jì)算幀代表值；數(shù)據(jù)調(diào)制單元，其被配置為基于所述幀代表值來調(diào)制單位幀數(shù)據(jù)；以及 占空比調(diào)節(jié)單元，其被配置為基于所述幀代表值來調(diào)節(jié)所述脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比。
16.一種驅(qū)動(dòng)液晶顯示器的方法，該方法包括以下步驟利用背光單元向液晶顯示板提供光，所述背光單元包括多個(gè)光源； 利用定時(shí)控制器將單位幀時(shí)段分成第一子幀時(shí)段和第二子幀時(shí)段；以及 利用光源驅(qū)動(dòng)電路在所述第一子幀時(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)的打開時(shí)間打開所有的所述多個(gè)光源。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，驅(qū)動(dòng)所述多個(gè)光源的驅(qū)動(dòng)電流的電平與從所 述光源控制電路輸出的脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的最大占空比成反比。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，隨著脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的最大占空比的減小， 所述多個(gè)光源的所述打開時(shí)間延遲。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，該方法還包括以下步驟利用光源控制電路生成脈 沖寬度調(diào)制信號(hào)以控制所述多個(gè)光源的所述打開時(shí)間。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，該方法還包括以下步驟基于提供給所述液晶顯示板的整個(gè)屏幕或者所述液晶顯示板的一部分的數(shù)據(jù)來計(jì)算 幀代表值；以及基于所述幀代表值來調(diào)節(jié)脈沖寬度調(diào)制信號(hào)的占空比。
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，其包括數(shù)據(jù)線和選通線；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；選通驅(qū)動(dòng)電路，其被配置用于驅(qū)動(dòng)所述選通線；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；背光單元，其被配置為向液晶顯示板提供光，其中，所述背光單元包括多個(gè)光源；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)的打開時(shí)間打開所有的所述多個(gè)光源。
文檔編號(hào)G09G3/36GK102044227SQ20101050212
公開日2011年5月4日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月23日
發(fā)明者樸浚圭, 李仙花, 片滋英, 金起德, 金鐘勛 申請(qǐng)人:樂金顯示有限公司