CN104464679A - 液晶显示器及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示器及其驱动方法，驱动方法包括以下步骤：将待显示的一帧画面的三原色(RGB)灰阶数据转换成多色的灰阶数据；分别经由两个色场，根据不同色场的背光的颜色、该帧画面的多色灰阶数据和预先存储的灰阶数据对不同的亚像素进行驱动。该方法改善了现有液晶显示器的色偏问题，而且该驱动方法还具有存储数据量小，演算速度快，低成本的优点。

Description

液晶显示器及其驱动方法
技术领域
本发明涉及液晶显示器的显示领域，尤其涉及一种液晶显示器及其驱动方法。
背景技术
为了提高液晶显示器对背光的利用率，减少光损失，近年来，采用彩色场时序(Field Sequential Color，FSC)显示原理的液晶显示器获得了普遍应用。
图1为现有技术中TGB-FSC液晶显示器的显示原理图，其中图1(a)为进行显示时的第一色场的示意图，图1(b)为进行显示时的第二色场的示意图。其中，该液晶显示器的每个显示单元都具有两个彩色滤光片和一个透明滤光片。从图1中可以看出，该液晶显示器显示的每一帧画面都是由第一色场和第二色场这两个色场混合得到的。
具体地，如图1(a)所示，在第一色场开启时，点亮白色背光，且同时开启透明亚像素、绿色亚像素和蓝色亚像素，也就是说，使各亚像素处的液晶分子在电压的作用下发生相应的转动。其中，白色光W经由透明亚像素透射，由于绿色亚像素和蓝色亚像素处的滤光片的作用，绿色光经由绿色亚像素透射，蓝色光经由蓝色亚像素透射。这样，第一色场就具有白色、绿色和蓝色三种颜色的画面信息。在第二色场开启时，如图1(b)所示，关闭白色背光，点亮红色背光，关闭绿色亚像素和蓝色亚像素，且使透明亚像素保持开启状态，那么红色背光将仅经由透明亚像素透射，这样第二色场就具有红色的画面信息。最后，第一色场和第二色场依次进入人眼后经人眼合成得到一帧包含完整彩色信息的画面。
本发明的发明人在研究过程中发现：现有技术的这种FSC液晶显示器在显示时存在色偏现象。例如，在交替使用白色背光和红色背光来显示一帧画面时，显示的画面会偏红，同时发现产生色偏的原因主要是因为液晶的响应时间较长。
目前针对色偏问题，已经提出了一些解决方案，但效果都不甚理想。主要是因为现有解决方案中，大部分方案计算量巨大，导致执行速度降低，影响了液晶显示器显示时的流畅性。同时由于需要大容量的存储设备配合计算和存储，致使液晶显示器的成本升高。
综上，亟需一种可以高效且低成本地改善色偏的方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是需要提供一种可以高效且低成本地改善色偏的方法。
为了解决上述技术问题，本申请的实施例提供了一种液晶显示器的驱动方法，该方法包括以下步骤：将待显示的一帧画面的三原色灰阶数据转换成多色灰阶数据，其中多色包括三原色和一种三原色以外的颜色；依次显示该帧画面的第一色场和第二色场，在显示每一色场时，将多色中的规定颜色的背光作为该色场的背光，并根据该色场的背光的颜色、该帧画面的多色灰阶数据和预先存储的灰阶数据对不同的亚像素进行驱动，其中，预先存储的灰阶数据包括前一帧画面的多色灰阶数据中的三原色以外的颜色所对应的灰阶数据。
优选地，在一帧画面显示完成之后，且在后一帧画面显示之前，对该帧画面的多色灰阶数据中三原色以外的颜色的灰阶数据进行存储。
优选地，在显示一帧画面的第一色场时，将三原色中的一种颜色的背光作为该色场的背光，并将该帧画面的多色灰阶数据中与上述背光相同的颜色所对应的灰阶数据输出给透明亚像素，将预先存储的灰阶数据输出给其余亚像素。
优选地，在显示一帧画面的第二色场时，将多色中三原色以外的颜色的背光作为该色场的背光，并将该帧画面的多色灰阶数据中与上述背光相同的颜色所对应的灰阶数据输出给透明亚像素，将与其余亚像素的颜色相对应的灰阶数据输出给其余亚像素。
优选地，当待显示的一帧画面为第一帧画面时，上述预先存储的灰阶数据为0。
优选地，三原色以外的颜色的背光的亮度小于三原色中的一种颜色的背光的亮度。
优选地，三原色以外的颜色包括白色和青色。
优选地，采用替换的形式用该帧画面的多色灰阶数据中三原色以外的颜色所对应的灰阶数据替换预先存储的灰阶数据。
根据本发明的另一方面，还提供了一种采用上述方法进行驱动的液晶显示器。
优选地，上述液晶显示器的画面刷新频率大于等于120Hz。
与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：
本申请实施例通过采用在两个色场中，按照一定时序将由三原色灰阶数据转换得到的多色灰阶数据分别输出给各亚像素的驱动方式，改善了现有液晶显示器的色偏问题。而且，该无色偏驱动方法还具有存储的数据量小，演算速度快，低成本的优点。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为现有技术中TGB-FSC液晶显示器的显示原理图，其中图1(a)为进行显示时的第一色场的示意图，图1(b)为进行显示时的第二色场的示意图；
图2为现有技术中TGB-FSC液晶显示器进行GB插黑驱动时，各亚像素处的液晶响应示意图；
图3为本申请实施例的液晶显示器的驱动方法的流程示意图；
图4为本申请实施例的液晶显示器的驱动方法的原理图；
图5为采用本申请实施例的方法进行驱动的TGB-FSC液晶显示器的显示原理图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
图2为现有技术中TGB-FSC液晶显示器进行GB插黑驱动时，各亚像素处的液晶响应示意图。下面参考图2对现有技术中色偏产生的原因进行说明。
在图2中，位于上侧的第一组曲线表示的是透明亚像素T处的透过率，位于下侧的第二组曲线表示的是绿色亚像素G和蓝色亚像素B处的透过率。在采用现有技术的驱动方法来显示一帧画面时，先开启第一色场，点亮白色背光，然后开启透明亚像素T、绿色亚像素G和蓝色亚像素B。现在假设这三个亚像素所要达到的灰阶值都是128，由于液晶的响应需要一定的时间，所以在开启第一色场时，透明亚像素T处的液晶响应过程如图2中的W1曲线所示，以及绿色亚像素G和蓝色亚像素B处的液晶响应过程如图2中的G1/B1曲线所示。
第一色场扫描完成后，开启该帧画面的第二色场，将白色背光转换为红色背光，并开启透明亚像素T，关闭绿色亚像素G和蓝色亚像素B。由于之前在第一色场开启时，透明亚像素T已经达到128灰阶，所以此时透明亚像素T处的液晶响应过程如图2中的R1曲线(位于上侧的第一组曲线中的虚线框内的曲线)所示，没有较大的变化趋势。而绿色亚像素G和蓝色亚像素B处的液晶关闭过程如图2中下侧的第二组曲线中的曲线1所示。第二色场扫描完成后，就可以实现一帧画面的显示。
进一步分析可知，该帧画面的红色信息在位于图2上侧的第一组曲线的虚线框所标示的时间区域内透射形成，绿色信息和蓝色信息在位于图2下侧的第二组曲线的虚线框所标示的时间区域内透射形成。容易理解，由于显示红色信息时不用再经历透明亚像素的开启过程，而绿色信息和蓝色信息在每次透射形成时都要经历相应亚像素的开启的过程。同时由于液晶的响应时间较长，所以亚像素的开启过程相对于一个色场的持续时间来说是不可忽略的，因此透明亚像素在显示红色信息时的透过率会大于绿色亚像素和蓝色亚像素的透过率，进而导致显示的画面整体偏红。
本申请实施例为了解决现有FSC液晶显示器在显示时产生的色偏问题，提出了一种改善色偏的驱动方法。该驱动方法针对一帧画面进行灰阶计算，同时利用存储的前一帧画面的灰阶信息，就可以实现画面的驱动显示，并有效地改善色偏。
图3为本申请实施例的液晶显示器的驱动方法的流程示意图。下面参考图3来详细说明本实施例的各个步骤。
在步骤S310中，将待显示的一帧画面的三原色(RGB)的灰阶数据转换成多色的灰阶数据，其中多色包括三原色和一种三原色以外的颜色。
具体地，根据特定的转换算法，将待显示的一帧画面的RGB灰阶数据(一般为数据组)，转换为XR’G’B’灰阶数据，X为三原色以外的一种颜色。在本实施例中，多色包括三原色和白色这四种颜色，即X为白色，用W表示。
举例而言，若一帧画面的某个像素的RGB灰阶数据为(63，127，191)，那么经过转换得到的WR’G’B’灰阶数据为(66，0，119，191)。
当然，在其它的实施例中也可以将X设置为青色(用C表示)，选择青色光作为三原色以外的一种颜色，有利于扩展液晶显示器的色域，使显示的色彩更加丰富。
在步骤S320中，依次显示该帧画面的第一色场和第二色场，在显示每一色场时，将多色中的规定颜色的背光作为该色场的背光，并根据该色场的背光的颜色、该帧画面的多色灰阶数据和预先存储的灰阶数据对不同的亚像素进行驱动。
具体地，该步骤包括子步骤S3210和子步骤S3220。
在子步骤S3210中，在显示该帧画面的第一色场时，将三原色中的一种颜色的背光作为该色场的背光，并将该帧画面的多色灰阶数据中与上述背光相同的颜色所对应的灰阶数据输出给透明亚像素，将预先存储的灰阶数据输出给其余亚像素。
为了便于说明本步骤，下面以三原色RGB和白色W组成的多色为例，同时参考图4来说明第一色场的扫描过程。
现在假设待显示的画面是第二帧画面。
具体地，在对第二帧画面进行显示的时候，先开启第一色场，将红色(三原色中的一种颜色)背光作为该色场的背光，点亮该红色背光，如图4中“背光”所在列的第五行数据所示，R代表红色背光被点亮。同时将第二帧画面的红色所对应的灰阶数据输出给透明亚像素T，将预先存储的灰阶数据输出给绿色亚像素G和蓝色亚像素B。
需要说明的是，上述预先存储的灰阶数据包括前一帧画面的多色灰阶数据中的三原色以外的颜色所对应的灰阶数据。具体在本实施例中，指的是在显示第二帧画面之前已经存储了的第一帧画面的三原色以外的颜色所对应的灰阶数据，即第一帧画面的白色的灰阶数据W1。
各亚像素的输出结果如图4中第五行数据所示，透明亚像素T的灰阶为R2，绿色亚像素G和蓝色亚像素B的灰阶均为W1。
另外，需要注意的是，如果待显示的一帧画面为第一帧画面，那么预先存储的灰阶数据，即前一帧画面的白色的灰阶数据为0。
在子步骤S3220中，在显示该帧画面的第二色场时，将多色中三原色以外的颜色的背光作为该色场的背光，并将该帧画面的多色灰阶数据中与上述背光相同的颜色所对应的灰阶数据输出给透明亚像素，将与其余亚像素的颜色相对应的灰阶数据输出给其余亚像素。
具体地，请参考图4，还是以第二帧画面为例，将多色中三原色以外的颜色的背光，即白色背光作为第二色场的背光。在第一色场扫描完成后，开启该帧画面的第二色场，即关闭第一色场的红色背光，点亮白色背光，如图4中“背光”所在列的第六行数据所示，W代表白色背光被点亮。同时将第二帧画面的白色的灰阶数据输出给透明亚像素T，将与其余亚像素的颜色相对应的灰阶数据根据颜色对应地输出给其余亚像素，即将绿色所对应的灰阶数据输出给绿色亚像素G，将蓝色所对应的灰阶数据输出给蓝色亚像素B。如图4中第六行数据所示，透明亚像素T的灰阶为W2，绿色亚像素G的灰阶为G2，蓝色亚像素B的灰阶为B2。
在第二色场扫描完成后，第二帧画面的显示完成，人眼可以根据依次接收到的信息，利用视觉暂留合成第二帧画面。
需要说明的是，在显示一帧画面的第一色场时，将预先存储的前一帧画面的多色灰阶数据中的三原色以外的颜色所对应的灰阶数据输出给其余亚像素，并不会导致第一色场的显示结果发生错误。这是因为，尽管在第一色场中绿色亚像素和蓝色亚像素都以一定的灰阶值开启了，但由于绿色亚像素和蓝色亚像素处的滤光片的作用，所以红色背光不能经由绿色亚像素和蓝色亚像素进行透射。
按照上述的方法步骤进行第一色场和第二色场的扫描，能够有效地改善之前图2所示的色偏问题，具体原因如下。
通过观察图4所示的液晶显示器的驱动方法的原理图可以发现，在同一帧画面的两个色场中，透射形成三原色(RGB)信息的各亚像素处的液晶的起始的灰阶值是相同的。
具体地，如图4中的第四行、第五行和第六行数据所示，在显示第二帧画面时，红色信息在第一色场中经由透明亚像素透射形成，且透明亚像素之前的灰阶值为W1；绿色信息和蓝色信息在第二色场中分别经由绿色亚像素和蓝色亚像素透射形成，且绿色亚像素和蓝色亚像素之前的灰阶值均为W1，即三个亚像素处的液晶变化到下一状态的过程都是从相同的灰阶值W1开始的，这样更有利于保证在透射形成第二帧画面的三原色信息的过程中，各亚像素处的液晶的灰阶响应时间大致相同，进而有效地改善由于液晶的响应时间较长而导致的色偏问题。
另外需要说明的是，作为背光，三原色以外的颜色的背光的亮度小于三原色中的一种颜色的背光的亮度。具体地，在TGB显示方案中，作为背光的白色光的亮度小于作为背光的红色光的亮度，这样在改善色偏的同时还有利于降低系统的功耗。
图5为采用本申请实施例的方法进行驱动的TGB-FSC液晶显示器的显示原理图。根据本申请实施例的方法步骤，在一帧画面的第一色场中先点亮红色背光(如图5中的背光1所示)，然后通过对各亚像素进行驱动，红色信息经由透明亚像素透射形成(如图5中的R所示)；在一帧画面的第二色场中点亮白色背光(如图5中的背光2所示)，然后通过对各亚像素进行驱动，白色、绿色和蓝色信息分别经由透明亚像素、绿色亚像素和蓝色亚像素透射形成(如图5中的W、G和B所示)。最后经由人眼将先后接收到的两个色场合成为一帧具有RGB信息的画面。
在步骤S330中，存储待显示画面的多色灰阶数据中三原色以外的颜色所对应的灰阶数据。
具体地，在该帧画面显示完成之后，且在后一帧画面显示之前，对该帧画面的多色灰阶数据中三原色以外的颜色所对应的灰阶数据进行存储。
举例而言，如图4所示，假如经过步骤S310和S320已经完成第二帧画面的显示，那么将灰阶数据W2进行存储，即在当前待显示画面已经显示完成之后，且在进行后一帧画面的显示之前进行存储。
优选地，为了节省存储空间，可以采用替换的形式将待显示画面的多色灰阶数据中三原色以外的颜色所对应的灰阶数据替换预先存储的灰阶数据，即前一帧画面的的多色灰阶数据中的三原色以外的颜色所对应的灰阶数据。当然，在其他例子中，可以采用列表的形式对每帧画面的多色灰阶数据中三原色以外的颜色所对应的灰阶数据分别存储。
接下来第三帧画面的显示方法与第二帧画面的显示方法相同。如果是以替换前一帧画面的数据的方式对多色灰阶数据中三原色以外的颜色所对应的灰阶数据进行存储，那么在开启第三帧画面的第一色场之前，已经将已存储的待显示画面的前一帧画面的多色灰阶数据中的三原色以外的颜色所对应的灰阶数据更新为W2，所以将以W2作为第三帧画面第一色场中绿色亚像素和蓝色亚像素的灰阶进行输出，具体过程不再赘述。
另外，由于每秒显示60帧画面是人眼视觉流畅的最低标准，所以目前液晶显示器普遍采用的是每秒60帧的画面刷新频率，因此利用本实施例的无色偏驱动方法进行显示的液晶显示器的画面刷新频率最低为120Hz，即第一色场和第二色场的切换频率要大于等于120Hz。
相比于现有技术，本申请实施例的驱动方法不仅能够有效地改善色偏，而且在对驱动各亚像素的灰阶值进行计算时，具有数据量小，计算速度快的优点。同时由于在计算过程中，只对一帧画面进行计算，且利用已存储的前一帧画面的多色灰阶数据，不但显著地减少了存储的数据量，降低了成本，还能够加快处理速度，进一步提高了显示的流畅性。
需要说明的是，虽然上述是以TGB-FSC液晶显示器为例对无色偏驱动方法的实施步骤进行说明的，但本方法同样可以应用于其他类型的液晶显示器，例如可以应用在RTB与RGT像素设计模式的液晶显示器中，以分别解决偏绿和偏蓝的色偏问题，此处不再赘述。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种液晶显示器的驱动方法，该方法包括以下步骤：
将待显示的一帧画面的三原色灰阶数据转换成多色灰阶数据，其中多色包括三原色和一种三原色以外的颜色；
依次显示该帧画面的第一色场和第二色场，
在显示每一色场时，将多色中的规定颜色的背光作为该色场的背光，并根据该色场的背光的颜色、该帧画面的多色灰阶数据和预先存储的灰阶数据对不同的亚像素进行驱动，其中，
所述预先存储的灰阶数据包括前一帧画面的多色灰阶数据中的三原色以外的颜色所对应的灰阶数据。
2.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在所述该帧画面显示完成之后，且在后一帧画面显示之前，对该帧画面的多色灰阶数据中三原色以外的颜色所对应的灰阶数据进行存储。
3.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，在显示该帧画面的第一色场时，
将三原色中的一种颜色的背光作为该色场的背光，并将该帧画面的多色灰阶数据中与所述背光相同的颜色所对应的灰阶数据输出给透明亚像素，将预先存储的灰阶数据输出给其余亚像素。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的驱动方法，其特征在于，在显示该帧画面的第二色场时，
将多色中三原色以外的颜色的背光作为该色场的背光，并将该帧画面的多色灰阶数据中与所述背光相同的颜色所对应的灰阶数据输出给透明亚像素，将与其余亚像素的颜色相对应的灰阶数据输出给其余亚像素。
5.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，当待显示的一帧画面为第一帧画面时，所述预先存储的灰阶数据为0。
6.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述三原色以外的颜色的背光的亮度小于三原色中的一种颜色的背光的亮度。
7.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，所述三原色以外的颜色包括白色和青色。
8.根据权利要求2所述的驱动方法，其特征在于，
采用替换的形式用该帧画面的多色灰阶数据中三原色以外的颜色所对应的灰阶数据替换预先存储的灰阶数据。
9.一种采用根据权利要求1-8中任一项所述的方法进行驱动的液晶显示器。
10.根据权利要求9所述的液晶显示器，其特征在于，所述液晶显示器的画面刷新频率大于等于120Hz。
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