CN102810297B - 液晶显示装置及其背光调整方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示装置及其背光调整方法，背光调整方法是侦测影像信号的显示启动区域及显示关闭区域间的相对关系，然后再依据此相对关系的变化，调整液晶显示装置的背光光源的强度、点亮时间以及点亮时间点至少其中之一。基于上述，本发明依据显示启动区域与显示关闭区域间的相对关系，将显示启动区域的信号迅速且集中地传送，使得显示器可以尽快地进行转动，以达到最佳画质。

Description

液晶显示装置及其背光调整方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置及其背光调整方法，且特别是涉及一种液晶显示装置及其依据显示信号调整背光特性的背光调整方法。

背景技术

在现今的液晶显示装置的发展趋势，是倾向往大尺寸且高反应速度(60→120→240Hz)以及配合发光二极体(Light Emitting Diode，LED)背光模块的方向来发展。但在现有的液晶显示装置的设计上，背光模块的开启或关闭的控制，通常与液晶显示装置所接收到的信号无关。

在现有的技术领域中，常见的背光模块控制方法有二：一是维持全亮状态，另一则是维持固定周期进行开启及关闭。此两种方式可提供固定亮度的光源以显示画面，但由于无法随着显示信号的变化而调整亮度，致使显示画面容易过亮，而令人眼睛感觉不适，一方面容易引起视觉疲劳，同时也使纯黑与纯白的对比降低，影响色阶和灰阶的表现。

发明内容

本发明提供一种液晶显示装置的背光调整方法，可提高显示画面的亮度及画质。

本发明提出一种液晶显示装置的背光调整方法，包括下列步骤。侦测一影像信号中的显示启动区域以及显示关闭区域间的相对关系。依据显示启动区域与显示关闭区域间的相对关系的变化，调整液晶显示装置的背光光源的强度、点亮时间以及点亮时间点至少其中之一。

在本发明的一实施例中，上述依据显示启动区域与显示关闭区域间的相对关系变化调整液晶显示装置的背光光源的强度、点亮时间以及点亮时间点至少其中的一的步骤包括当显示关闭区域于影像信号中所占的比例增加时，执行增长背光光源的点亮时间、提早背光光源的点亮时间点以及增强背光光源的强度至少其中之一；当显示关闭区域所占比例减少时，执行缩减背光光源的点亮时间、延迟背光光源的点亮时间点以及减弱背光光源的强度至少其中之一。

在本发明的一实施例中，上述在侦测影像信号中显示启动区域以及显示关闭区域间的相对关系的步骤之前，还包括接收对于液晶显示装置的更新频率或显示模式设定的调整信号，以及调整显示启动区域以及显示关闭区域的信号在影像信号中所占的比例关系。

在本发明的一实施例中，上述在侦测影像信号中显示启动区域以及显示关闭区域间的相对关系的步骤之前，还包括侦测液晶显示装置的供电频率或环境光源频率的变化，以及根据所侦测到的供电频率或环境光源频率的变化，调整显示启动区域以及显示关闭区域的信号在影像信号中所占的比例关系。

在本发明的一实施例中，上述垂直遮没期间包括一延伸显示启动区域，用以额外显示显示启动区域的信号的一部分，此延伸显示启动区域会随着液晶显示装置的更新频率的变动被部分划分至显示启动区域，使得显示启动区域以及显示关闭区域在影像信号中所占的比例关系产生变化。

本发明还提出一种液晶显示装置，其包括液晶显示面板、背光模块、影像信号侦测单元以及控制单元。其中背光模块提供液晶显示面板一背光光源。影像信号侦测单元侦测一影像信号中的显示启动区域以及显示关闭区域间的相对关系。控制单元耦接影像信号侦测单元、背光模块以及液晶显示面板，其依据显示启动区域与显示关闭区域间的相对关系的变化，调整背光光源的强度、点亮时间以及点亮时间点至少其中之一。

在本发明的一实施例中，当显示关闭区域于影像信号中所占的比例增加时，控制单元控制背光模块执行增长背光光源的点亮时间、提早背光光源的点亮时间点以及增强背光光源的强度至少其中之一；当显示关闭区域所占比例减少时，控制单元控制背光模块执行缩减背光光源的点亮时间、延迟背光光源的点亮时间点以及减弱背光光源的强度至少其中之一。

在本发明的一实施例中，上述的影像信号侦测单元更接收对于液晶显示装置的更新频率或显示模式设定的调整信号，控制单元更调整显示启动区域以及显示关闭区域的信号在影像信号中所占的比例关系。

在本发明的一实施例中，上述的影像信号侦测单元更侦测液晶显示装置的供电频率或环境光源频率的变化，控制单元更根据所侦测到的供电频率或环境光源频率的变化，调整显示启动区域以及显示关闭区域的信号在影像信号中所占的比例关系。

在本发明的一实施例中，上述的垂直遮没期间包括一延伸显示启动区域，用以额外显示显示启动区域的信号的一部分，延伸显示启动区域随液晶显示装置的更新频率的变动被控制单元部分划分至显示启动区域，使得显示启动区域以及显示关闭区域在影像信号中所占的比例关系产生变化。

在本发明的一实施例中，上述的显示启动区域以及显示关闭区域间的相对关系为显示启动区域以及显示关闭区域在影像信号中所占的比例关系。

在本发明的一实施例中，上述的显示启动区域为影像信号中带有影像内容且为液晶显示装置所显示的信号的区域，显示关闭区域包括垂直遮没期间、水平遮没期间以及影像信号中带有影像内容但不为液晶显示装置所显示的信号的区域的其一或其组合。

基于上述，本发明依据显示启动区域与显示关闭区域间的相对关系，将显示启动区域的信号迅速且集中地传送，使得显示器可以尽快地进行转动，以达到最佳画质。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。

附图说明

图1为本发明一实施例的液晶显示装置的示意图。

图2为本发明一实施例的影像信号的示意图。

图3A与图3B为本发明实施例的影像信号与背光光源强度的波形示意图。

图4～图6为本发明实施例的液晶显示装置的背光调整方法流程图。

附图标记：

100：液晶显示装置

102：背光模块

104：影像信号侦测单元

106：控制单元

108：液晶显示面板

S1：影像信号

F1：前缘信号

B1：后缘信号

Sync：同步信号

S402～S404、S502～S506、S602～S606：背光调整方法的流程步骤

具体实施方式

图1为本发明一实施例的液晶显示装置的示意图。请参照图1，液晶显示装置100包括背光模块102、影像信号侦测单元104、控制单元106以及液晶显示面板108。其中控制单元106耦接影像信号侦测单元104、背光模块102以及液晶显示面板108，背光模块102用以提供液晶显示面板108一背光光源。影像信号侦测单元104用以侦测影像信号S1中显示启动区域以及显示关闭区域之间的相对关系，亦即侦测影像信号S1在一画面期间显示启动区域以及显示关闭区域所占的比例。其中显示启动区域为影像信号S1中带有影像内容且为液晶显示装置100所显示的信号的区域，而显示关闭区域包括垂直遮没期间、水平遮没期间以及影像信号S1中带有影像内容但不为液晶显示装置100所显示的信号的区域的其一或其组合，显示关闭区域可例如为垂直遮没期间(Vertical BlankingInterval，VBI)、水平遮没期间(Horizontal Blanking Interval，HBI)。

图2为本发明一实施例的影像信号S1的示意图。如图2所示，在每一个画面期间，影像信号S1包括显示启动区域以及显示关闭区域，其中显示关闭区域(亦即垂直遮没期间)包括前缘(front porch)信号F1、延伸显示启动区域、后缘(back porch)信号B1以及同步信号Sync。其中，延伸显示启动区域用以额外显示显示启动区域的信号的一部分，其随液晶显示装置100的更新频率的变动被控制单元106部分划分至显示启动区域，使得显示启动区域以及显示关闭区域在影像信号S1中所占的比例关系产生变化。

另外，控制单元106亦用以依据显示启动区域与显示关闭区域间的相对关系变化，调整背光光源的强度、点亮时间以及点亮时间点至少其中之一。举例来说，图3A与图3B为本发明实施例的影像信号S1与背光光源强度的波形示意图。请参照图3A与图3B，在此假设图3A与图3B的影像信号S1为应用于三维(3D)立体液晶显示的信号。

三维立体显示的主要概念是随着时间变化来交替地显示左眼与右眼的影像，并使观众的眼睛交替地看到左眼影像与右眼影像。更明确地说，就是让观众的左眼仅看到左眼影像，而让观众的右眼仅看到右眼影像。例如利用具有左眼及右眼快门的立体眼镜，搭配一交替显示左眼与右眼的影像的显示器，即可让使用者观赏到三维立体影像。

在图3A与图3B中，影像信号S1交替地显示左眼与右眼影像，由于液晶显示装置100是一种维持型(hold type)显示器，故液晶显示装置100上每一像素在未被更新之前为持续地显示目前的像素资料。因此，在液晶显示装置100更新显示画面为左眼影像的期间(亦即影像信号S1为高逻辑准位的期间)，其所显示的画面实际上包含右眼影像，直到进入垂直遮没期间时，液晶显示装置100所显示的画面才会完全被更新为左眼影像。同理，在液晶显示装置100更新显示画面为右眼影像的期间，其所显示的画面实际上亦包含左眼影像，直到进入垂直遮没期间之际，液晶显示装置100所显示的画面才会完全被更新为右眼影像。

为避免产生两眼视觉上的干扰，控制单元106配合影像信号S1的波形于进入垂直遮没期间后才点亮背光光源。其中由于液晶分子转动至定位需一定的时间，因此背光光源不会在影像信号S1转为低逻辑准位的同时就被点亮，亦即背光光源强度波形的上升缘会落于影像信号S1波形的下降缘之后。藉由控制单元106于对应的垂直遮没期间后点亮背光光源极可使液晶显示装置100交替地显示出左眼画面与右眼画面，即可使观赏者感受到立体的影像效果。

而当液晶显示装置100配合实际的三维立体显示技术应用而改变更新频率时，控制单元106将依据影像信号S1中显示启动区域与显示关闭区域间的相对关系变化，调整液晶显示装置100的背光特性。如图3A与图3B所示，假设图3A为液晶显示装置100的画面更新频率为120Hz时影像信号S1与背光光源强度的波形，而图3B为液晶显示装置100的画面更新频率为100Hz时影像信号S1与背光光源强度的波形。当液晶显示装置100画面更新频率降低时，延伸显示启动区域被控制单元106划分至显示启动区域的部份将增加，例如自500条显示线增加至800条显示线，进而使得影像信号S1中显示关闭区域所占的比例变高，使得液晶显示装置100所显示的画面完成更新的时间提前。为使液晶显示装置100能保有良好的显示品质，控制单元106将配合提前完成显示画面更新的液晶显示装置100将背光光源的亮度增强，以避免显示画面因提前完成更新而导致画面亮度变暗。

如图3B所示，增强背光光源的亮度的方式可例如为增加背光光源强度的波形的宽度、高度或将背光光源强度波形的上升缘提前，亦即可提早背光光源的点亮时间点、增长背光光源的点亮时间或增强背光光源的强度。在图3B的实施例中为同时利用此三种方式来增强背光光源的亮度，然实际上并不以此为限，使用者可依实际情形选择三种方式中的至少其中之一来增强背光光源的亮度。

类似地，当液晶显示装置100的频率由高变低时，控制单元106亦可以类似的方式来减弱背光光源的亮度，亦即执行缩减背光光源的点亮时间、延迟背光光源的点亮时间点以及减弱背光光源的强度至少其中之一，以避免显示画面的亮度过亮而降低观赏品质。藉由上述实施例的教示，本领域具通常知识者应可类推其详细的实施方式，因此不再赘述。

图4为本发明一实施例的液晶显示装置的背光调整方法流程图。请参照图4，归纳上述液晶显示装置100的背光调整方法可包括下列步骤。首先，侦测影像信号的显示启动区域以及显示关闭区域间的相对关系(步骤S402)，其中显示启动区域为用以传输显示画面的显示信号，而显示关闭区域为用以传输非用以显示画面的信号，例如垂直遮没期间、水平遮没期间，亦或是带有影像内容但不用以显示画面的信号。接着，依据显示启动区域与显示关闭区域间的相对关系的变化，调整液晶显示装置100的背光光源的强度、点亮时间以及点亮时间点至少其中之一(步骤S404)。例如当液晶显示装置100频率降低时，影像信号中显示关闭区域所占的比例将变高，此时可将背光光源的亮度增强，以避免显示画面因提前完成更新而导致画面亮度变暗。其中增强背光光源的亮度的方式可例如为提早背光光源的点亮时间点、增长背光光源的点亮时间或增强背光光源的强度至少其中之一。

图5为本发明另一实施例的液晶显示装置的背光调整方法流程图。进一步来说，上述液晶显示装置100的背光调整方法可如图5所示，请参照图5。本实施例的液晶显示装置100的背光调整方法与图4实施例的背光调整方法的不同之处在于，在本实施例中，于侦测影像信号S1的显示启动区域以及显示关闭区域间的相对关系的步骤之前，影像信号侦测单元104先接收对于液晶显示装置100的更新频率或显示模式设定的调整信号(步骤S502)。接着，控制单元106才调整显示启动区域以及显示关闭区域的信号在影像信号S1中所占的比例关系(步骤S504)，然后再依据显示启动区域与显示关闭区域间的相对关系的变化，调整液晶显示装置100的背光光源的强度、点亮时间以及点亮时间点至少其中之一(步骤S506)。

图6为本发明另一实施例的液晶显示装置的背光调整方法流程图。请参照图6，本实施例的液晶显示装置100的背光调整方法与图4实施例的背光调整方法的不同之处在于，在本实施例中，于侦测影像信号S1的显示启动区域以及显示关闭区域间的相对关系的步骤之前，影像信号侦测单元104先侦测液晶显示装置的供电频率或环境光源频率的变化(步骤S602)。控制单元106才根据所侦测到的供电频率或环境光源频率的变化来调整显示启动区域以及显示关闭区域的信号在影像信号S1中所占的比例关系(步骤S604)。举例来说，当影像信号侦测单元104侦测环境亮度变亮时，延伸显示启动区域被控制单元106划分至显示启动区域的部份将增加，例如自45条显示线增加至300条显示线，进而使得影像信号S1中显示关闭区域所占的比例变高。然后控制单元106再依据显示启动区域与显示关闭区域间的相对关系的变化，调整液晶显示装置100的背光光源的强度、点亮时间以及点亮时间点至少其中之一(步骤S606)。

值得注意的是，上述液晶显示装置100与背光调整方法并不限定应用于三维立体液晶显示装置100中，在部分实施例中，其亦可应用于其他类型的显示器或应用于二维(2D)的显示技术中。例如当二维的显示器侦测到环境亮度变亮时，亦可依据上述实施例所述的方式增强背光光源的亮度，以避免显示画面的亮度过暗而降低观赏品质。藉由上述实施例的教示，本领域具通常知识者应可类推其详细的实施方式，因此不再赘述。

综上所述，本发明藉由依据影像信号中显示启动区域与显示关闭区域间的相对关系变化调整液晶显示装置的背光特性，依据显示器更新频率的升高或降低以控制背光光源的点亮时间点、点亮时间或强度的方式，将液晶显示装置的背光强度减弱或增强，以避免显示画面的亮度过亮或过暗，进而提升观赏品质。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，当可作些许的更动与润饰，而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种液晶显示装置的背光调整方法，包括：

接收对于该液晶显示装置的一更新频率或一显示模式设定的一调整信号；

调整一显示启动区域以及一显示关闭区域的信号在一影像信号中所占的一比例关系；

侦测该影像信号中的该显示启动区域以及该显示关闭区域间的一相对关系，其中该显示启动区域以及该显示关闭区域间的该相对关系为该显示启动区域以及该显示关闭区域在该影像信号中所占的该比例关系；以及

依据该显示启动区域与该显示关闭区域间的该相对关系的变化，调整该液晶显示装置的一背光光源的强度、点亮时间以及点亮时间点至少其中之一。

2.根据权利要求1所述的背光调整方法，其中依据该显示启动区域与该显示关闭区域间的该相对关系的变化调整该液晶显示装置的该背光光源的强度、点亮时间以及点亮时间点至少其中的一的步骤包括：

当该显示关闭区域于该影像信号中所占的比例增加时，执行增长该背光光源的点亮时间、提早该背光光源的点亮时间点以及增强该背光光源的强度至少其中之一；以及

当该显示关闭区域所占比例减少时，执行缩减该背光光源的点亮时间、延迟该背光光源的点亮时间点以及减弱该背光光源的强度至少其中之一。

3.根据权利要求2所述的背光调整方法，其中在侦测该影像信号中该显示启动区域以及该显示关闭区域间的该相对关系的步骤之前，还包括：

侦测该液晶显示装置的一供电频率或一环境光源频率的变化；以及

根据所侦测到的该供电频率或该环境光源频率的变化，调整该显示启动区域以及该显示关闭区域的信号在该影像信号中所占的该比例关系。

4.根据权利要求2所述的背光调整方法，其中该显示启动区域为该影像信号中带有一影像内容且为该液晶显示装置所显示的信号的区域，该显示关闭区域包括垂直遮没期间、水平遮没期间以及该影像信号中带有该影像内容但不为该液晶显示装置所显示的信号的区域的其一或其组合。

5.根据权利要求4所述的背光调整方法，其中该垂直遮没期间包括一延伸显示启动区域，用以额外显示该显示启动区域的信号的一部分，该延伸显示启动区域随该液晶显示装置的一更新频率的变动被部分划分至该显示启动区域，使得该显示启动区域以及该显示关闭区域在该影像信号中所占的比例关系产生变化。

6.一种液晶显示装置，包括：

一液晶显示面板；

一背光模块，用来提供该液晶显示面板一背光光源；

一影像信号侦测单元，用来侦测一影像信号中的一显示启动区域以及一显示关闭区域间的一相对关系，接收对于该液晶显示装置的一更新频率或一显示模式设定的一调整信号，其中该显示启动区域以及该显示关闭区域间的该相对关系为该显示启动区域以及该显示关闭区域在该影像信号中所占的一比例关系；以及

一控制单元，耦接该影像信号侦测单元、该背光模块以及该液晶显示面板，用来依据该显示启动区域与该显示关闭区域间的该相对关系的变化调整该背光光源的强度、点亮时间以及点亮时间点至少其中之一，调整该显示启动区域以及该显示关闭区域的信号在该影像信号中所占的该比例关系。

7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其中当该显示关闭区域于该影像信号中所占的比例增加时，该控制单元控制该背光模块执行增长该背光光源的点亮时间、提早该背光光源的点亮时间点以及增强该背光光源的强度至少其中之一；而当该显示关闭区域所占比例减少时，该控制单元控制该背光模块执行缩减该背光光源的点亮时间、延迟该背光光源的点亮时间点以及减弱该背光光源的强度至少其中之一。

8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其中该影像信号侦测单元还用来侦测该液晶显示装置的一供电频率或一环境光源频率的变化；该控制单元还用来根据所侦测到的该供电频率或该环境光源频率的变化，调整该显示启动区域以及该显示关闭区域的信号在该影像信号中所占的该比例关系。

9.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其中该显示启动区域为该影像信号中带有一影像内容且为该液晶显示装置所显示的信号的区域，该显示关闭区域包括垂直遮没期间、水平遮没期间以及该影像信号中带有该影像内容但不为该液晶显示装置所显示的信号的区域的其一或其组合。

10.根据权利要求9所述的液晶显示装置，其中该垂直遮没期间包括一延伸显示启动区域，用以额外显示该显示启动区域的信号的一部分，该延伸显示启动区域随该液晶显示装置的一更新频率的变动被该控制单元部分划分至该显示启动区域，使得该显示启动区域以及该显示关闭区域在该影像信号中所占的比例关系产生变化。