CN101594727B - 液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法 - Google Patents

液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法 Download PDF

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本发明涉及一种液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，其特征在于：该方法是提供一控制讯号以开启及关闭一背光源的灯管；于一第一时段调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管；及于一第二时段开启该背光源的灯管，该方法不仅能提高液晶显示器整体亮度，而且延长使用寿命。

Description

液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，尤指一种液晶显示器的扫描式背光利用调整控制讯号的频率及责任周期来驱动灯管的方法。
背景技术
由于一般液晶显示器的背光模块是采用整面式点亮的背光源，亦即背光源的亮度保持固定且不会随着时间而有所变动，因此容易有动态模糊(Motion blur)的现象，于是扫描式背光的液晶显示器便衍生而出。请参考第1图，第1图为先前技术的扫描式背光的液晶显示器的示意图。液晶显示面板110包含有三个扫描区块112、114、116，而每一个扫描区块各包含有作为背光源的灯管120。先前技术的扫描式背光的液晶显示器的驱动方式如下：在第一驱动时段，扫描区块112所相对应的灯管120a以及120b点亮，其余灯管均关闭；在第二驱动时段，扫描区块114所相对应的灯管120c以及120d点亮，其余灯管均关闭；在第三驱动时段，扫描区块116所相对应的灯管120e以及120f点亮，其余灯管均关闭；之后再重复以上灯管点亮及关闭的顺序。对每一个扫描区块而言，其显示方式就如同插入一黑画面，因此可以降低动态模糊的现象。
请参考第2图，第2图为先前技术的扫描式背光的讯号的波形图。图中讯号S1表示背光的控制讯号，D为讯号S1责任周期，F为讯号S1的频率，讯号IL表示灯管的操作电流，讯号LS表示灯管的亮度，Tr为亮度上升时间，Tf为亮度下降时间。讯号S1用来控制背光的开启及关闭，而背光开启及关闭的时间比则由责任周期D所决定。当讯号S1开启背光时，灯管需要经过时间Tr才能到达稳定的亮度，当讯号S1关闭背光时，灯管需要经过时间Tf才能完全的暗下来，由于灯管所需的亮度上升时间与亮度下降时间较长，使得改善动态模糊的效果受到限制。
综上所述，扫描式背光的液晶显示器的驱动方式，灯管120并不会同时全部开启，因此液晶显示器的整体亮度会比整面式点亮液晶显示器低。以第1图所示，应用扫描式背光的液晶显示器的整体亮度约为整面式点亮液晶显示器的1/3，而且灯管的消耗功率也是约为整面式点亮液晶显示器的1/3。为了解决扫描式背光的液晶显示器整体亮度下降的问题，可以将灯管120的亮度调升以提高液晶显示器的整体亮度，然而，因为调升灯管120的亮度需要将灯管工作在更高的电气条件下(例如更大的灯管电流)，因此灯管的寿命将会明显降低。
发明内容
本发明提供一种液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，该方法不仅能提高液晶显示器整体亮度，而且延长使用寿命。
本发明采用的一方案是：一种液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，其特征在于：该方法是提供一控制讯号以开启及关闭一背光源的灯管；于一第一时段调整该控制讯号的频率以连续开启及关闭该背光源的灯管；及于一第二时段开启该背光源的灯管；该第一时段驱动一液晶显示面板的液晶转态，以使该液晶显示面板的液晶于第二时段进入稳态；其中于该第一时段调整该控制讯号的频率以连续开启及关闭该背光源的灯管包含：调整该控制讯号的频率以使关闭该背光源的灯管的时间小于该该背光源的灯管的亮度下降时间。
本发明采用的另一方案是：一种液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，其特征在于：该方法是提供一控制讯号以开启及关闭一背光源的灯管；于一第一时段调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管；及于一第二时段开启该背光源的灯管；该第一时段驱动一液晶显示面板的液晶转态，以使该液晶显示面板的液晶于第二时段进入稳态；其中于该第一时段调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管包含：调整该控制讯号的责任周期以使关闭该背光源的灯管的时间小于该该背光源的灯管的亮度下降时间。
附图说明：
第1图为先前技术的扫描式背光的液晶显示器的示意图。
第2图为先前技术的扫描式背光的讯号的波形图。
第3图为本发明扫液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法的第一实施例的示意图。
第4图为本发明液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法的第二实施例的示意图。
110                   液晶显示面板
112、114、116         扫描区块
120、120a～120f       灯管
LC                    液晶的反应电压
S1                    背光的控制讯号
IL                    灯管的操作电流
LS                    灯管的亮度
D                     责任周期
Tr                    亮度上升时间
Tf                    亮度下降时间
dL                    亮度值
具体实施方式
在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及后续的申请专利范围并不以名称的差异来作为区别组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区别的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包括」是为一开放式的用语，故应解释成「包括但不限定于」。此外，「电性连接」一词在此系包括任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置电性连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地连接至该第二装置。
一般液晶显示器的背光源的荧光灯管包含热阴极荧光灯管(hot cathode fluorescent lamp，HCFL)及冷阴极荧光灯管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)。以冷阴极荧光灯管为例，由相对亮度90％下降至10％约3ms，由相对亮度10％上升至90％约3ms，由相对亮度100％下降至0％约10ms，由相对亮度0％上升至100％约10ms。由于冷阴极荧光灯管所需的亮度上升时间与亮度下降时间较长，当冷阴极荧光灯管用于扫描式背光的插黑技术时，改善动态模糊的效果有限。本发明利用背光源的灯管的亮度反应时间较慢的特性，在背光源的灯管的亮度还没完全下降时就再开启背光源的灯管，相对地，在背光源的灯管的亮度还没完全上升时就再关闭背光源的灯管，因此背光在插黑时仍具有一个亮度值，以改善插黑技术亮度不足及闪烁的问题。
请参考第3图，第3图为本发明扫液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法的第一实施例的示意图。图中讯号LC表示液晶的反应电压，讯号S1表示背光的控制讯号，讯号IL表示灯管的操作电流，讯号LS表示灯管的亮度。在T0-T1期间，液晶的电压处于充电的状态，此时液晶正在转态，所以显示的影像会有模糊的情况，因此在T0-T1期间将背光关闭，可改善影像模糊的情况。但是当T0-T1期间的背光完全关闭时，显示影像可能会出现亮度不足及闪烁的问题，另外，由于背光源的灯管的亮度反应时间较慢，若是在时间点T1才将背光开启，则灯管的亮度无法立即达到稳定的亮度。在本实施例中，调整背光的控制讯号S1在T0-T1期间的频率，由于背光在亮度未完全下降之前就再次被开启，因此背光仍会有一个亮度，可以解决插黑技术亮度不足的问题。如第3图所示，Tr为亮度上升时间，Tf为亮度下降时间，当讯号S1的快速的切换时，由于背光源的灯管的亮度反应时间较慢，所以灯管的亮度讯号LS仍具有一个亮度值dL，讯号S1的频率愈高时，亮度值dL也愈高，亮度值dL满足下列的频率关系：
(1-D)*Tcycle＜Tf                        式(1)
其中D为讯号S1责任周期，Tcycle为讯号S1的频率F的倒数，Tf为背光源的灯管的亮度下降时间。在本实施例中，讯号S1责任周期D为0.5，要使亮度讯号LS具有一个最小的亮度值dL，由式(1)可知，Tcycle需小于6ms，即讯号S1的频率F大于167Hz。一般画面的更新频率为60Hz，本实施例选择的讯号S1的频率为480Hz。在T0-T1期间，讯号S1为责任周期0.5及频率480Hz的频率开启及关闭背光。在T1-T2期间，讯号S1将背光持续开启直到这个画面结束。根据本实施例，当液晶未旋转至稳态时，利用调整背光的控制讯号的频率使背光仍具有亮度值dL，以改善插黑技术亮度不足及闪烁的问题。另外，由式(1)可知，在T0-T1期间亮度值dL的大小与讯号S1的频率F成正比。
请参考第4图，第4图为本发明液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法的第二实施例的示意图。图中讯号LC表示液晶的反应电压，讯号S1表示背光的控制讯号，讯号IL表示灯管的操作电流，讯号LS表示灯管的亮度。由于背光源的灯管的亮度反应时间较慢，若是在时间点T1才将背光开启，则灯管的亮度无法立即达到稳定的亮度。在本实施例中，调整背光的控制讯号S1在T0-T1期间的责任周期，由于背光在亮度未完全下降之前就再次被开启，因此背光仍会有一个亮度，可以解决插黑技术亮度不足的问题。如第4图所示，Tr为亮度上升时间，Tf为亮度下降时间，背光在亮度未完全下降之前就再次被开启，所以灯管的亮度讯号LS仍具有一个亮度值dL，讯号S1的责任周期愈大，亮度值dL也愈高。在本实施例中，讯号S1的频率为120Hz，要使亮度讯号LS具有一个最小的亮度值dL，由式(1)可知，责任周期D需大于0.64。一般画面的更新频率为60Hz，本实施例选择的讯号S1的责任周期为0.75。在T0-T1期间，讯号S1会提前开启背光。在T1-T2期间，讯号S1将背光持续开启直到这个画面结束。根据本实施例，当液晶未旋转至稳态时，利用调整背光的控制讯号的责任周期使背光仍具有亮度值dL，以改善插黑技术亮度不足及闪烁的问题。另外，由式(1)可知，在T0-T1期间亮度值dL的大小与讯号S1的责任周期D成正比。
综上所述，本发明液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，提供一控制讯号以开启及关闭一背光源的灯管；于一第一时段调整该控制讯号的频率以连续开启及关闭该背光源的灯管；及于一第二时段开启该背光源的灯管，该第一时段驱动一液晶显示面板的液晶转态，以使该液晶显示面板的液晶于第二时段进入稳态，该第一时段调整该控制讯号的频率以连续开启及关闭该背光源的灯管包含：调整该控制讯号的频率以使关闭该背光源的灯管的时间小于该该背光源的灯管的亮度下降时间，该第一时段调整该控制讯号的频率以连续开启及关闭该背光源的灯管包含：调整该控制讯号于该第一时段具有相同的责任周期或调整该控制讯号于该第一时段具有相同的频率，该第一时段调整该控制讯号的频率以连续开启及关闭该背光源的灯管系为于该第一时段调整该控制讯号的频率以使关闭该背光源的灯管时具有一亮度值。
本发明液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，还提供一控制讯号以开启及关闭一背光源的灯管；于一第一时段调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管；及于一第二时段开启该背光源的灯管，该第一时段驱动一液晶显示面板的液晶转态，以使该液晶显示面板的液晶于第二时段进入稳态，第一时段调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管包含：调整该控制讯号的责任周期以使关闭该背光源的灯管的时间小于该该背光源的灯管的亮度下降时间，第一时段调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管包含：调整该控制讯号于该第一时段具有相同的频率，第一时段调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管是为于该第一时段调整该控制讯号的责任周期以使关闭该背光源的灯管时具有一亮度值。
工作过程是一控制讯号以开启及关闭一背光源的灯管，于一第一时段液晶转态时，调整该控制讯号的频率以连续开启及关闭该背光源的灯管，或是调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管，因此在该第一时段该背光源的灯管仍具有一亮度值，当液晶进入稳态后的第二时段开启该背光源的灯管。扫描式背光可以改善液晶显示器的动态模糊现象。本发明利用调整背光的控制讯号的频率及责任周期，使背光在插黑期间仍具有一亮度值，因此改善扫描式背光亮度不足的问题。另外，由于灯管的亮度变差降低，也改善了闪烁的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (6)

1.一种液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，其特征在于：该方法是提供一控制讯号以开启及关闭一背光源的灯管；于一第一时段调整该控制讯号的频率以连续开启及关闭该背光源的灯管；及于一第二时段开启该背光源的灯管；该第一时段驱动一液晶显示面板的液晶转态，以使该液晶显示面板的液晶于第二时段进入稳态；其中于该第一时段调整该控制讯号的频率以连续开启及关闭该背光源的灯管包含：调整该控制讯号的频率以使关闭该背光源的灯管的时间小于该背光源的灯管的亮度下降时间。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，其特征在于：其中于该第一时段调整该控制讯号的频率以连续开启及关闭该背光源的灯管包含：调整该控制讯号于该第一时段具有相同的责任周期。
3.根据权利要求1所述的液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，其特征在于：其中于该第一时段调整该控制讯号的频率以连续开启及关闭该背光源的灯管是为于该第一时段调整该控制讯号的频率以使关闭该背光源的灯管时具有一亮度值。
4.一种液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，其特征在于：该方法是提供一控制讯号以开启及关闭一背光源的灯管；于一第一时段调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管；及于一第二时段开启该背光源的灯管；该第一时段驱动一液晶显示面板的液晶转态，以使该液晶显示面板的液晶于第二时段进入稳态；其中于该第一时段调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管包含：调整该控制讯号的责任周期以使关闭该背光源的灯管的时间小于该背光源的灯管的亮度下降时间。
5.根据权利要求4所述的液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，其特征在于：其中于该第一时段调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管包含：调整该控制讯号于该第一时段具有相同的频率。
6.根据权利要求4所述的液晶显示器的扫描式背光驱动灯管的方法，其特征在于：其中于该第一时段调整该控制讯号的责任周期以关闭再开启该背光源的灯管是为于该第一时段调整该控制讯号的责任周期以使关闭该背光源的灯管时具有一亮度值。 
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