CN101231824B - 脉宽调制调光控制方法及其显示设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种脉宽调制(PWM)调光控制方法和一种具有PWM调光控制功能的显示设备。所述方法包括：基于组照明块的多条栅极线之中的第一栅极线和最后一条栅极线的状态来设置组照明块的PWM时间段；基于设置的PWM时间段控制组照明块的PWM调光。所述显示设备包括：定时控制器，基于组照明块的多条栅极线之中的第一栅极线和最后一条栅极线的状态来确定组照明块的脉宽调制(PWM)时间段；PWM调光控制器，基于确定的PWM时间段产生用于控制PWM调光的PWM信号。

Description

脉宽调制调光控制方法及其显示设备
本申请要求于2007年1月25日在韩国知识产权局提交的第10-2007-0007942号韩国专利申请的优先权，该申请公开于此以资参考。
技术领域
根据本发明的方法和设备涉及脉宽调制(PWM)调光(dimming)控制，更具体地讲，涉及利用发光二极管(LED)背光单元的PWM调光控制。
背景技术
LED背光单元是使用LED作为光源来对显示面板(诸如，薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)面板)进行照明的装置。TFT-LCD面板是使用外部光来形成图像的光接收显示装置，因此，TFT-LCD面板使用荧光灯来照射其后侧。LED背光单元用作这种荧光灯。
LED背光单元使用调光方法来控制LED的亮度。调光方法包括模拟调光方法和脉宽调制(PWM)调光方法。模拟调光方法调节提供给包括在LED背光单元中的每个LED的电流，以控制LED背光单元的亮度。也就是说，当通过模拟调光方法将提供给包括在LED背光单元中的每个LED的电流减小一半时，LED背光单元的亮度减小一半。PWM调光方法响应于PWM信号调节包括在LED背光单元中的每个LED的导通截止时间比(on-off time ratio)，以控制LED背光单元的亮度。也就是说，当具有4∶1的导通截止时间比的PWM信号被提供给包括在LED背光单元中的LED时，LED背光单元的亮度达到最大亮度的80％。
施加给现有技术的TFT-LCD面板的栅极线G1至Gn的扫描信号具有如图1中所示的周期。当LED背光单元工作于逐条线地顺序导通LED的扫描背光模式时，按照与TFT栅极导通时间同步的方式控制PWM调光。因此，包括在LED背光单元中的每个LED的PWM时间段可被设置为从栅极导通时间的下降沿至下一个栅极导通时间的下降沿的时间段。
当LED背光单元工作于同时导通预定块中的多个LED的组照明背光模式并且如图2中所示一个预定块包括五条线时，按照与包括在所述预定块中的第一栅极线的TFT栅极导通时间同步的方式控制PWM调光。因此，如图2中所示，所述预定块的PWM时间段可被设置为从包括在所述预定块中的第一线的栅极导通时间的下降沿至第一线的下一个栅极导通时间的下降沿的时间段。
然而，当LED背光单元工作于组照明背光模式时，用于控制包括在预定块中的各栅极线的PWM调光的PWM时间段不同。这是因为包括在所述预定块中的各栅极线具有不同的栅极导通截止时间。也就是说，图2中示出的栅极线G1具有最长的PWM时间段，而图2中示出的栅极线G5具有最短的PWM时间段。
如上所述，包括在预定块中的各栅极线具有不同的PWM时间段，因此，产生了显示面板上水平线之间的亮度差和灰度失衡(gradation unbalance)。
发明内容
本发明提供了一种PWM调光控制方法和一种具有PWM调光控制功能的显示设备，以防止当LED背光工作于组照明背光模式时显示面板上水平线之间的亮度差和灰度失衡。
根据本发明的一方面，提供了一种在包括显示面板和照射该显示面板的背光单元的显示设备中的PWM调光控制方法，该方法包括：设置背光单元中的组照明块的PWM时间段，以使得该PWM时间段不与该组照明块的各栅极线的栅极导通时间对应；基于设置的PWM时间段控制组照明块的PWM调光。
设置PWM时间段的步骤可包括：设置从组照明块的栅极线之中的最后一条栅极线所对应的栅极导通之后的时间至所述组照明块的栅极线之中的第一栅极线所对应的栅极导通之前的时间的时间段作为所述组照明块的PWM时间段。
设置PWM时间段的步骤包括：设置从组照明块的多条栅极线之中的最后一条栅极线的栅极导通时间的下降沿至组照明块的所述多条栅极线之中的第一栅极线的栅极导通时间的上升沿的时间段作为所述组照明块的PWM时间段。
根据本发明的另一方面，提供了一种包括显示面板和照射该显示面板的背光单元的显示设备，该设备包括：定时控制器，确定设置背光单元中的组照明块的PWM时间段，以使得该PWM时间段不与显示面板中对应于该组照明块的各栅极线的栅极导通时间对应；PWM调光控制器，基于确定的PWM时间段产生用于控制PWM调光的PWM信号。
定时控制器可确定从组照明块的栅极线之中的最后一条栅极线所对应的栅极导通之后的时间至所述组照明块的栅极线之中的第一栅极线所对应的栅极导通之前的时间的时间段作为所述组照明块的PWM时间段。
根据本发明的另一方面，提供了一种脉宽调制(PWM)调光控制方法，包括：基于组照明块的多条栅极线之中的第一栅极线和最后一条栅极线的状态来设置组照明块的PWM时间段；基于设置的PWM时间段控制组照明块的PWM调光。
附图说明
通过结合附图对示例性实施例进行的详细描述，本发明的以上和其他方面将会变得更加清楚，其中：
图1表示施加给现有技术的TFT-LCD面板的栅极线的扫描信号的周期与当LED背光单元工作于扫描背光模式时的PWM时间段之间的关系；
图2表示施加给现有技术的TFT-LCD面板的栅极线的扫描信号的周期与当LED背光单元工作于组照明背光模式时的PWM时间段之间的关系；
图3是根据本发明示例性实施例的显示设备的方框图；
图4表示施加给图3中示出的LCD面板的栅极线的扫描信号的周期与根据本发明示例性实施例确定的PWM时间段之间的关系；
图5表示基于图4中示出的关系的图3中示出的LED背光单元与LCD面板之间的关系；
图6是表示根据本发明示例性实施例的PWM调光控制方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图对本发明的构思进行更充分的描述，其中，本发明的示例性实施例表示在附图中。然而，本发明的构思可以实现为很多不同的形式，并且不应被解释为局限于这里阐述的示例性实施例；相反，提供这些示例性实施例是为了公开的充分和彻底以及将本发明的构思充分传达给本领域技术人员。在全部附图中，相同的标号表示相同的部件。
图3是根据本发明示例性实施例的显示设备300的方框图。参照图3，显示设备300包括：定时控制器301、源极驱动器302、栅极驱动器303、LCD面板304、PWM调光控制器305、背光驱动器306和背光单元307。
定时控制器301接收与将要在LCD面板304上显示的图像对应的视频数据和视频数据的同步信号，使用视频数据向源极驱动器302提供数据控制信号，并使用同步信号向栅极驱动器303提供栅极控制信号。另外，定时控制器301响应于栅极控制信号基于由栅极驱动器303通过栅极线产生的扫描信号来确定用于PWM调光控制的PWM时间段。当背光单元307工作于组照明背光模式时，定时控制器301确定组照明块的PWM时间段，以使得该PWM时间段不与该组照明块的栅极线的栅极导通时间对应。也就是说，基于组照明块的多条栅极线之中的第一栅极线和最后一条栅极线的状态来设置该PWM时间段。组照明块对应于前述的块，并且组照明块是预先设置的。
当如图4中所示组照明块包括，例如，五条栅极线时，定时控制器301基于由栅极驱动器303产生的扫描信号检查五条栅极线之中的每条栅极线的栅极导通时间。具体地讲，在第一组照明块对应于栅极线G1至G5的示例的情况下，定时控制器301确定从第一组照明块的最后一条栅极线G5的栅极导通时间的下降沿至第一组照明块的第一栅极线G1的栅极导通时间G1-1的上升沿的时间段作为第一组照明块的PWM时间段(LED PWM时间段1)。
在第二组照明块对应于栅极线G6至G10的情况下，定时控制器301确定从第二组照明块的最后一条栅极线G10的栅极导通时间的下降沿至第二组照明块的第一栅极线G6的上升沿的时间段作为第二组照明块的PWM时间段(LED PWM时间段2)。
在第三组照明块对应于栅极线G11至G15的情况下，定时控制器301确定从第三组照明块的最后一条栅极线G15的栅极导通时间的下降沿至第三组照明块的第一栅极线G11的上升沿的时间段作为第三组照明块的PWM时间段(LED PWM时间段3)。
在第四组照明块对应于栅极线G16至G20的情况下，定时控制器301确定从第四组照明块的最后一条栅极线G20的栅极导通时间的下降沿至第四组照明块的第一栅极线G16的上升沿的时间段作为第四组照明块的PWM时间段(LED PWM时间段4)。
图4表示施加给图3中示出的显示设备的栅极线的扫描信号的周期与根据本发明示例性实施例如上所述确定的PWM时间段之间的关系。图5表示基于图4中示出的关系的图3中示出的LED背光单元307与LCD面板304之间的关系。
在图3、图4、图5中，栅极导通时间表示包括在LCD面板304中的薄膜晶体管的栅极导通的时间。
源极驱动器302响应于由定时控制器301提供的数据控制信号在每个水平时间段期间向数据线D1至Dm提供与一条线对应的视频数据RGB。
栅极驱动器303响应于由定时控制器301提供的栅极控制信号在每个水平时间段期间产生扫描信号，并向栅极线G1至Gn提供所述扫描信号。
LCD面板304包括多个液晶基元(cell)(未示出)，所述多个液晶基元以矩阵形式分别位于数据线D1至Dm和栅极线G1至Gn的交叉处。分别形成于液晶基元的薄膜晶体管将响应于提供给栅极线G1至Gn的扫描信号从数据线D1至Dm提供的像素信号提供给液晶基元。液晶基元分别包括存储电容器。存储电容器形成于液晶基元的像素电极和栅极线之间或者形成于像素电极和公共电极线之间，并使液晶基元的电压保持不变。
PWM调光控制器305在由定时控制器301确定的每个组照明块的PWM时间段期间输出用于控制每个组照明块的PWM调光的PWM信号。PWM信号的导通截止时间比由定时控制器301设置。定时控制器301能够基于输入视频数据的亮度确定PWM信号的导通截止时间比。例如，当输入视频数据的亮度较低时，定时控制器301确定PWM信号，以使得其导通时间段比其截止时间段短，当输入视频数据的亮度为中等水平时，定时控制器301确定PWM信号，以使得其导通时间段等于其截止时间段。另外，当输入视频数据的亮度较高时，定时控制器301确定PWM信号，以使得其导通时间段比其截止时间段长。PWM信号的导通截止时间比等于包括在每个组照明块中的LED的导通截止时间比。
背光驱动器306基于从PWM调光控制器305提供的PWM信号使包括在背光单元307中的用于每个组照明块的LED导通和截止。另外，背光驱动器306可产生背光单元307的驱动电流。
背光单元307是LED背光单元，背光驱动器306针对每个组照明块使包括在背光单元307中的LED导通和截止以产生R、G、B光。为此，背光单元307包括：红色背光，发射红光；绿色背光，发射绿光；和蓝色背光，发射蓝光。
可以按照以下方式修改定时控制器301和PWM调光控制器305：由定时控制器301执行的确定PWM时间段的操作由PWM调光控制器305执行。如果PWM调光控制器305确定PWM时间段，则可以修改显示设备300以使得定时控制器301向PWM调光控制器305提供由栅极驱动器303产生的栅极线扫描脉冲信号。
图6是根据本发明示例性实施例的PWM调光控制方法的流程图。参照图3和图6，在操作601中，定时控制器301确定背光单元307中的组照明块的PWM时间段，以使得该PWM时间段不与该组照明块的各栅极线的栅极导通时间对应。也就是说，基于组照明块的多条栅极线之中的第一栅极线和最后一条栅极线的状态来设置该PWM时间段。具体地讲，定时控制器301确定从组照明块的栅极线之中的最后一条栅极线所对应的栅极导通之后的时间至所述组照明块的栅极线之中的第一栅极线所对应的栅极导通之前的时间的时间段作为所述组照明块的PWM时间段。
随后，在操作602中，基于确定的PWM时间段控制所述组照明块的PWM调光。
用于执行根据本发明示例性实施例的PWM调光控制方法的程序也可实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。所述计算机可读记录介质可以为可存储其后能由计算机系统读取的数据的数据存储装置。所述计算机可读记录介质的例子包括：只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置、和载波(诸如，通过互联网的数据传输)。所述计算机可读记录介质也可分布于网络连接的计算机系统上，以便所述计算机可读代码以分布方式被存储并被执行。
如上所述，当LED背光单元工作于组照明背光模式时，本发明的示例性实施例确定块的PWM时间段，以使得该PWM时间段不与包括在该块中的各栅极线的栅极导通时间对应。因此，本发明的示例性实施例能够控制PWM调光而不会引起显示面板上水平线之间的亮度差和灰度失衡。
尽管已参照本发明的示例性实施例具体地表示和描述了本发明的构思，但本领域普通技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种形式和细节上的修改。

Claims (7)

1.一种PWM调光控制方法，包括：
基于LED背光单元的组照明块的多条栅极线之中的第一栅极线和最后一条栅极线的状态来设置组照明块的PWM时间段；
基于设置的PWM时间段控制组照明块的PWM调光。
2.如权利要求1所述的PWM调光控制方法，其中，设置PWM时间段的步骤包括：设置从组照明块的所述多条栅极线之中的最后一条栅极线导通之后的时间至组照明块的所述多条栅极线之中的第一栅极线导通之前的时间的时间段作为所述组照明块的PWM时间段。
3.如权利要求1所述的PWM调光控制方法，其中，设置PWM时间段的步骤包括：设置从组照明块的所述多条栅极线之中的最后一条栅极线的栅极导通时间的下降沿至组照明块的所述多条栅极线之中的第一栅极线的栅极导通时间的上升沿的时间段作为所述组照明块的PWM时间段。
4.一种显示设备，包括：
定时控制器，基于LED背光单元的组照明块的多条栅极线之中的第一栅极线和最后一条栅极线的状态来确定组照明块的PWM时间段；
PWM调光控制器，基于确定的PWM时间段产生用于控制PWM调光的PWM信号。
5.如权利要求4所述的显示设备，还包括：
显示面板；
其中，LED背光单元照射所述显示面板。
6.如权利要求4所述的显示设备，其中，定时控制器确定从组照明块的所述多条栅极线之中的最后一条栅极线导通之后的时间至组照明块的所述多条栅极线之中的第一栅极线导通之前的时间的时间段作为所述组照明块的PWM时间段。
7.如权利要求4所述的显示设备，其中，定时控制器确定从组照明块的所述多条栅极线之中的最后一条栅极线的栅极导通时间的下降沿至组照明块的所述多条栅极线之中的第一栅极线的栅极导通时间的上升沿的时间段作为所述组照明块的PWM时间段。
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