CN101359451A - 液晶显示器及其实现方法、三基色发光二极管背光源系统 - Google Patents
液晶显示器及其实现方法、三基色发光二极管背光源系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种液晶显示器及其实现方法、以及一种三基色发光二极管背光源系统。该背光源系统包括三基色发光二极管驱动电路、以及由至少一个三基色发光二极管组成的背光源，还包括三基色驱动控制电路；所述三基色驱动控制电路与所述三基色发光二极管驱动电路相连接，用于接收时分逻辑同步信号，控制所述三基色发光二极管驱动电路驱动所述背光源；其中，所述时分逻辑同步信号具有各基色图像帧的时分复用成像信息，用于控制各基色帧信号和所述背光源在时分复用中的同步。通过分时控制各三基色发光二极管发出各基色光，解决了运动抖动与运动模糊的问题，提高了分辨率，无须占用大量的存储资源，并减少了硬件成本。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管背光源技术，尤其涉及的是，一种三基色发光二极管背光源，以及应用该三基色发光二极管背光源的液晶显示器及其实现方法。
背景技术
现有技术采用LED(Light Emitting Diode，发光二极管)作为背光源，并且，目前LED背光源普遍采用彩色滤光片(CF)从白光中分离出三基色驱动对应颜色的LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示)像素。
在此基础上，现有技术解决液晶显示器的运动抖动与运动模糊的通用方法为：在两帧中间插黑帧或图像帧；后者俗称120Hz/100Hz技术，根据前后两帧估算插入一幅图像帧。120Hz/100Hz技术缩短了每帧之间的显示时间，将屏幕显示的刷新频率从原有的60Hz/50Hz提升到120Hz/100Hz，在一定程度上减少了拖尾现象及快速运动画面的图像边缘模糊现象。
但是，由于液晶分子固有的光阀开启延时效应，这两种方式都不能解决运动抖动与运动模糊的问题，还占用了大量的存储资源，并且增加了硬件成本。
因此，现有技术存在缺陷，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是LED作为背光源，所产生的运动抖动与运动模糊的问题。
本发明的技术方案如下：
一种三基色发光二极管背光源系统，包括三基色发光二极管驱动电路、以及由至少一个三基色发光二极管组成的背光源，还包括三基色驱动控制电路；所述三基色驱动控制电路与所述三基色发光二极管驱动电路相连接，用于接收时分逻辑同步信号，控制所述三基色发光二极管驱动电路驱动所述背光源；其中，所述时分逻辑同步信号具有各基色图像帧的时分复用成像信息，用于控制各基色帧信号和所述背光源在时分复用中的同步。
所述的三基色发光二极管背光源系统，其中，其还包括三基色时分复用电路和时分控制电路；所述三基色时分复用电路与所述时分控制电路相连接，用于接收图像信号，从时域上对其进行分离，得到各基色图像帧的时分复用成像信息；所述时分控制电路还与所述三基色驱动控制电路相连接，用于根据所述时分复用成像信息得到所述时分逻辑同步信号，将其发送到所述三基色驱动控制电路，控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步。
所述的三基色发光二极管背光源系统，其中，所述时分控制电路包括时延控制模块，用于控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步。
一种液晶显示器，其包括三基色发光二极管驱动电路、由至少一个三基色发光二极管组成的背光源、以及至少一显示面板；还包括三基色驱动控制电路、时分控制电路和三基色时分复用电路；所述三基色时分复用电路分别与所述显示面板、所述时分控制电路相连接，用于接收图像信号，在时域上对其进行分离，得到各基色图像帧的时分复用成像信息；所述时分控制电路还与所述三基色驱动控制电路相连接，用于根据所述时分复用成像信息，生成时分逻辑同步信号，发送到所述三基色驱动控制电路，控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步；所述三基色驱动控制电路还与所述三基色发光二极管驱动电路相连接，用于接收所述时分逻辑同步信号，控制所述三基色发光二极管驱动电路驱动所述背光源；所述显示面板还用于接收各基色图像帧及其时分复用成像信息，驱动形成三基色的时分复用画面，将所述各基色图像帧中的各基色像素与所述背光源的同步显示。
所述的液晶显示器，其中，所述时分控制电路包括时延控制模块，用于控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步。
所述的液晶显示器，其中，所述三基色时分复用电路包括时域开关模块，用于从时域上分离所述图像信号的各基色图像帧，以获取所述时分复用成像信息，形成三基色时分复用画面。
所述的液晶显示器，其中，所述时分控制电路和所述三基色时分复用电路，设置在所述显示面板中；所述时分控制电路还设置时序接口模块，用于在所述图像信号进行时域分离时，获取各基色图像帧的同步信息。
所述的液晶显示器，其中，各三基色发光二极管还设置绿色发光二极管电流增强驱动装置或至少两个绿色发光二极管驱动装置。
一种液晶显示器的实现方法，所述液晶显示器包括三基色发光二极管背光源和显示面板；所述实现方法包括以下步骤：A1、接收液晶显示的图像信号，从时域上对其进行分离，得到各基色图像帧的时分复用成像信息；A2、生成包含所述时分复用成像信息的时分逻辑同步信号，将其传送到三基色发光二极管背光源，控制各三基色发光二极管，按照所述时分复用成像信息轮流发出各基色光；A3、控制各基色图像帧中的各基色像素，通过显示面板进行与三基色背光源的同步显示。
所述的实现方法，其中，步骤A3具体包括以下步骤：根据各基色图像帧中的各基色像素，以及各基色图像帧的时分复用成像信息，驱动形成三基色的时分复用画面，控制显示面板按照透光强度分别顺序开启光阀，与所述三基色发光二极管背光源进行同步显示。
采用上述方案，本发明通过分时控制各三基色发光二极管发出各基色光，并通过控制彩色图像进行三基色的时分复用，在显示器上控制三基色背光源及三基色帧的同步驱动，通过各基色帧的时分复用实现彩色图像显示，解决了液晶显示器的运动抖动与运动模糊的问题，提高了分辨率，而且无须占用大量的存储资源，并减少了硬件成本。
附图说明
图1为本发明的效果示意图；
图2为本发明的三基色图像时分复用示意图；
图3为本发明的三基色图像成像控制时序示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。
本发明的主旨是采用R、G、B三基色LED阵列组成背光源，增加一个时分电路控制三基色背光驱动电路，轮流驱动三基色的RGB背光LED独立发光，形成三基色的背光源，每个LCD像素受三基色LED背光驱动，这样每帧图像在时序上分为三段基色图像，如图1所示。
对应不同基色的像素取值方法可以是在相应的基色发光时，像素驱动电路控制LCD像素的TFT(Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管)场效应管按照透光强度开启光阀，这样每帧图像中LCD像素的光阀随三基色发光顺序分别开启三次，以得到不同基色强度的透光，从而通过人眼的视觉残留效应合成一帧彩色图像。
因此，本发明提供了一种三基色发光二极管背光源系统，包括三基色发光二极管驱动电路、由至少一个三基色发光二极管组成的背光源、以及一个三基色驱动控制电路。
所述三基色驱动控制电路与所述三基色发光二极管驱动电路相连接，用于接收时分逻辑同步信号，控制所述三基色发光二极管驱动电路驱动所述背光源；其中，所述时分逻辑同步信号具有各基色图像帧的时分复用成像信息，用于控制各基色帧信号和所述背光源在时分复用中的同步，即各基色图像帧中的各基色像素与所述背光源的同步显示。
也就是说，该背光源系统接收上述时分逻辑同步信号，可以对该信号对应的各基色图像帧中的各基色像素进行同步显示。即将彩色图像信号分离出三种基色的时分复用信号，每帧图像在时序上分为三段，受分时控制的红绿蓝LED按照规律轮流发光显示，如图1所示。
更好的是，所述三基色发光二极管背光源系统，还包括三基色时分复用电路和时分控制电路；所述三基色时分复用电路与所述时分控制电路相连接，用于接收图像信号，更具体地说，是经过处理的图像信号，即各基色图像帧信号，例如，包括红色图像帧、蓝色图像帧、绿色图像帧；从时域上对其进行分离，得到各基色图像帧的时分复用成像信息；所述时分控制电路还与所述三基色驱动控制电路相连接，用于根据各基色图像帧的时分复用成像信息，得到所述时分逻辑同步信号，然后发送所述时分逻辑同步信号到所述三基色驱动控制电路，控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步。
这样，通过三基色时分复用电路将彩色图像信号分离出三种基色的时分复用信号，每帧图像在时序上分为三段；由时分控制电路进行时序的控制，通过三基色驱动控制电路，将受分时控制的红绿蓝LED按照规律轮流发光显示，从而实现了各基色图像帧中的各基色像素与所述背光源的同步显示。
例如，所述时分控制电路包括时延控制模块，用于控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步，即产生各基色图像帧中的各基色像素与所述背光源的同步信息，实现各基色图像帧中的各基色像素与所述背光源的同步显示。
并且，如图2所示，本发明还提出了一种液晶显示器，其包括三基色发光二极管驱动电路、由至少一个三基色发光二极管组成的背光源、以及至少一显示面板，还包括三基色驱动控制电路、时分控制电路和三基色时分复用电路。
所述三基色时分复用电路分别与所述显示面板、所述时分控制电路相连接，用于接收图像信号，从时域上对其进行分离，得到各基色图像帧及其时分复用成像信息。本发明并不限制所述三基色时分复用电路的具体实现形式，例如，所述三基色时分复用电路可以包括时域开关模块，用于从时域上分离所述图像信号的各基色图像帧，以获取所述时分复用成像信息，形成三基色时分复用画面；更具体地说，是将同一时序上的三基色帧分离为时分复用的三基色帧，通过复用时分复用的三基色帧图像信号，驱动TFT驱动电路，形成三基色的时分复用画面，并在三基色背光源同步作用下显示相应基色的像素。
所述时分控制电路还与所述三基色驱动控制电路相连接，用于根据各基色图像帧的时分复用成像信息，生成时分逻辑同步信号，发送到所述三基色驱动控制电路，控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步。其中，所述时分逻辑同步信号具有各基色图像帧的时分复用成像信息，用于控制各基色帧信号和所述背光源在时分复用中的同步。
时分控制电路是本发明的关键点，与传统液晶显示器不同，本发明所述液晶显示器增加了时分控制电路，三基色图像成像控制时序示意图如图3所示，通过同步控制三基色时分复用及三基色背光源开启，对各基色图像帧中的各基色像素与所述背光源进行同步显示，使三基色图像帧通过时分复用形成彩色图像帧。按照一定时序，红色背光开启时，同时显示红色图像帧；蓝色背光开启时，同时显示蓝色图像帧；绿色背光开启时，同时显示绿色图像帧。
同上所述，一个例子是，所述时分控制电路可以包括时延控制模块，用于控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步。或者，所述时分控制电路还可以设置时序接口模块，用于在所述图像信号进行时域分离时，获取各基色图像帧的同步信息。
所述三基色驱动控制电路还与所述三基色发光二极管驱动电路相连接，用于接收所述时分逻辑同步信号，控制所述三基色发光二极管驱动电路驱动所述背光源。
所述显示面板还用于接收各基色图像帧及其时分复用成像信息，驱动所述显示面板的TFT场效应管形成三基色的时分复用画面，将所述各基色图像帧中的各基色像素与所述背光源的同步显示。更具体地说，所述显示面板可以包括信号处理电路、薄膜场效应晶体管和像素驱动电路等等；可以通过控制所述薄膜场效应晶体管按透光强度开启光阀，来实现各基色像素的同步显示。其中，图像信号，即液晶显示信号，一般包括液晶显示像素信息及其透光强度；经过信号处理电路进行处理后，分成三种基色的图像信号，然后交由所述三基色时分复用电路进行时域分离处理。
例如，所述时分控制电路和所述三基色时分复用电路，都可以设置在所述显示面板中。也就是说，时分控制电路和三基色时分复用电路可以设置在所述面板上，也可以与所述面板分离设置。
又如，各三基色发光二极管还设置绿色发光二极管电流增强驱动装置或至少两个绿色发光二极管驱动装置。
下面继续举例说明本发明所述液晶显示器，总的来说，其包括背光源及显示面板两个部分。
1、背光源部分
目前LED背光源普遍采用彩色滤光片(CF)从白光中分离出三基色驱动对应颜色的LCD像素。
本实施例所述的背光源由R、G、B三基色LED阵列组成，同时增加三基色驱动控制电路，分时控制各个基色LED独立发光，形成时分复用的三基色背光源。
三基色驱动控制电路与面板的时分电路相连接，用于接收时分逻辑同步信号，该时分逻辑同步信号具有RGB三基色图像的时分复用成像信息，控制三基色背光源与三基色像素的同步显示。
每个LCD像素受三基色LED背光源驱动，这样每帧图像在时序上分为三段，即受分时控制的红绿蓝LED按照规律轮流发光。
2、液晶面板显示部分
在TFT驱动电路中增加一个三基色时分复用电路，三基色时分复用电路是一个时域开关电路，用于将所述三基色图像分离为时分复用的三基色帧，即将同一时序上的三基色帧分离为时分复用的三基色帧，然后通过复用时分复用的三基色帧图像信号驱动TFT驱动电路，形成三基色的时分复用画面，并在三基色背光源同步作用下显示相应基色的像素。
时分电路中可以包括时延控制电路，用于控制三基色LED背光源及三基色帧信号的时分复用，并保障各基色帧信号在TFT驱动电路与相应基色的LED背光源同步。
对应不同基色的像素取值，在相应的基色信号接通到TFT驱动电路时，LCD像素的TFT场效应管按照透光强度开启光阀，同时背光源发出相应基色的背光，这样每帧图像中LCD像素的光阀随三基色发光顺序分别开启三次，以得到不同基色强度的透光，通过人眼的视觉残留效应合成一帧彩色图像。
该技术可应用50/60Hz或100/120Hz的图像显示。
并且，本发明还提出了一种液晶显示器的实现方法，所述液晶显示器包括三基色发光二极管背光源和显示面板；在此所述三基色发光二极管背光源，即上述的三基色发光二极管背光源系统。所述实现方法包括以下步骤。
A1、接收液晶显示的图像信号，从时域上对其进行三基色分离，得到各基色图像帧的时分复用成像信息；
A2、生成时分逻辑同步信号，其中包含各基色图像帧的时分复用成像信息，将其传送到三基色发光二极管背光源，控制各三基色发光二极管，按照所述时分复用成像信息轮流发出各基色光；
A3、控制各基色图像帧中的各基色像素，通过显示面板进行同步显示。
其中，步骤A3具体可以包括以下步骤：根据各基色图像帧中的各基色像素，以及各基色图像帧的时分复用成像信息，通过TFT驱动电路形成三基色的时分复用画面，控制显示面板按照透光强度分别顺序开启光阀，与所述三基色发光二极管背光源进行同步显示。
例如，步骤A2和A3可以执行以下步骤：根据各基色图像帧中的各基色像素，以及各基色图像帧的时分复用成像信息，同步驱动时分复用的三基色背光源，形成三基色的时分复用画面，控制显示面板按照透光强度分别顺序开启光阀，与所述三基色发光二极管背光源进行同步显示。
同样的，在这一步可以采用增加对绿色LED电流驱动或每组三基色中采用2个绿色LED驱动的方式，增强绿光的输出。
本发明可应用于50/60Hz或100/120Hz的图像显示，还具有以下优点。
改善运动图像模糊与抖动：由于三基色的LED采用时分复用，当某个基色点亮时，其余两个基色处于关闭的状态，使处于关闭状态的两个基色为黑色像素，避免LCD分子光阀延时的固有缺陷，达到改善运动图像模糊与运动抖动的效果。
节省工作时的能耗：由于三基色背光源中各基色背光只是在相应基色成像时发光，某一时刻只有一个基色的LED处于背光发光状态，其它未成像的两个基色的LED没有消耗能量，从而节省工作能耗。背光源在液晶显示器中耗能比例最大，理论上所述的三基色背光源可节能近2/3。
分辨率提高3倍：本发明由RGB三基色像素通过时分复用驱动一个LCD像素点合成一个彩色像素，而现有的技术对需要RGB三基色像素点共同合成一个彩色像素，因此，对应现有的LCD像素密度，采用三基色信号时分复用及独立发光的三基色背光源可以将分辨提高三倍。
有效降低LCD面板成本：彩色滤光片CF对光衰减大，同时占LCD面板成本比例较大。三基色时分复用工作模式不需要彩色滤光片，减少了LED的发光损耗，相同光强度下可节省背光源LED数量，同时可节省彩色滤光片的成本。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1、一种三基色发光二极管背光源系统，包括三基色发光二极管驱动电路、以及由至少一个三基色发光二极管组成的背光源，其特征在于，还包括三基色驱动控制电路；
所述三基色驱动控制电路与所述三基色发光二极管驱动电路相连接，用于接收时分逻辑同步信号，控制所述三基色发光二极管驱动电路驱动所述背光源；
其中，所述时分逻辑同步信号具有各基色图像帧的时分复用成像信息，用于控制各基色帧信号和所述背光源在时分复用中的同步。
2、根据权利要求1所述的三基色发光二极管背光源系统，其特征在于，其还包括三基色时分复用电路和时分控制电路；
所述三基色时分复用电路与所述时分控制电路相连接，用于接收图像信号，从时域上对其进行分离，得到各基色图像帧的时分复用成像信息；
所述时分控制电路还与所述三基色驱动控制电路相连接，用于根据所述时分复用成像信息得到所述时分逻辑同步信号，将其发送到所述三基色驱动控制电路，控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步。
3、根据权利要求2所述的三基色发光二极管背光源系统，其特征在于，所述时分控制电路包括时延控制模块，用于控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步。
4、一种液晶显示器，其包括三基色发光二极管驱动电路、由至少一个三基色发光二极管组成的背光源、以及至少一显示面板；其特征在于，还包括三基色驱动控制电路、时分控制电路和三基色时分复用电路；
所述三基色时分复用电路分别与所述显示面板、所述时分控制电路相连接，用于接收图像信号，在时域上对其进行分离，得到各基色图像帧的时分复用成像信息；
所述时分控制电路还与所述三基色驱动控制电路相连接，用于根据所述时分复用成像信息，生成时分逻辑同步信号，发送到所述三基色驱动控制电路，控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步；
所述三基色驱动控制电路还与所述三基色发光二极管驱动电路相连接，用于接收所述时分逻辑同步信号，控制所述三基色发光二极管驱动电路驱动所述背光源；
所述显示面板还用于接收各基色图像帧及其时分复用成像信息，驱动形成三基色的时分复用画面，将所述各基色图像帧中的各基色像素与所述背光源的同步显示。
5、根据权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于，所述时分控制电路包括时延控制模块，用于控制各基色图像帧和所述背光源在时分复用中的同步。
6、根据权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于，所述三基色时分复用电路包括时域开关模块，用于从时域上分离所述图像信号的各基色图像帧，以获取所述时分复用成像信息，形成三基色时分复用画面。
7、根据权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于，所述时分控制电路和所述三基色时分复用电路，设置在所述显示面板中；
所述时分控制电路还设置时序接口模块，用于在所述图像信号进行时域分离时，获取各基色图像帧的同步信息。
8、根据权利要求4所述的液晶显示器，其特征在于，各三基色发光二极管还设置绿色发光二极管电流增强驱动装置或至少两个绿色发光二极管驱动装置。
9、一种液晶显示器的实现方法，所述液晶显示器包括三基色发光二极管背光源和显示面板；所述实现方法包括以下步骤：
A1、接收液晶显示的图像信号，从时域上对其进行分离，得到各基色图像帧的时分复用成像信息；
A2、生成包含所述时分复用成像信息的时分逻辑同步信号，将其传送到三基色发光二极管背光源，控制各三基色发光二极管，按照所述时分复用成像信息轮流发出各基色光；
A3、控制各基色图像帧中的各基色像素，通过显示面板进行与三基色背光源的同步显示。
10、根据权利要求9所述的实现方法，其特征在于，步骤A3具体包括以下步骤：根据各基色图像帧中的各基色像素，以及各基色图像帧的时分复用成像信息，驱动形成三基色的时分复用画面，控制显示面板按照透光强度分别顺序开启光阀，与所述三基色发光二极管背光源进行同步显示。
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