CN105304048B - 液晶显示装置的动态驱动方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液晶显示装置的动态驱动方法，根据刷新频率动态选择像素电压极性翻转频率，刷新频率越高，对应选择的像素电压极性翻转频率越低，能够有效降低高刷新频率下液晶显示装置的信号串扰，同时还根据刷新频率动态选择对比度，刷新频率越高，对应选择的对比度越低，能够降低相邻两帧画面中的像素灰阶电压变化，提升像素的充电效率，进而提升画面显示品质，降低逻辑功耗。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种液晶显示装置的动态驱动方法。
背景技术
液晶显示装置(Liquid Crystal Display，LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用，如：液晶电视、移动电话、个人数字助理(PDA)、数字相机、计算机屏幕或笔记本电脑屏幕等，在平板显示领域中占主导地位。
现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶显示面板及背光模组(Backlight Module)。液晶显示面板的工作原理是在薄膜晶体管阵列基板(Thin Film Transistor Array Substrate，TFT Array Substrate)与彩色滤光片基板(Color Filter，CF)之间灌入液晶分子，并在两片基板上施加驱动电压来控制液晶分子的旋转方向，以将背光模组的光线折射出来产生画面。
液晶显示面板包括多个呈阵列式排布的像素。请参阅图1，每一像素的驱动电路通常包括：薄膜晶体管T，所述薄膜晶体管T的栅极电性连接于扫描信号GATE，源极电性连接于数据信号DATA；存储电容CST，所述存储电容CST的一端电性连接于薄膜晶体管T的漏极，另一端电性连接于公共电压COM；液晶电容CLC，所述液晶电容CLC的一端电性连接于薄膜晶体管T的漏极，另一端电性连接于公共电压COM。足够的扫描信号GATE电压会使得接入该条扫描信号GATE的所有薄膜晶体管T打开，从而数据信号DATA的电压能够写入像素，对存储电容CST与液晶电容CLC进行充电，以控制液晶的透光度，实现显示效果。
如果长时间给液晶施加同向电压，会使得液晶内部的杂质离子被极化产生极化电场，进而导致液晶分子在不加电的情况下也会偏转，因此液晶显示面板必须是通过交流驱动，在显示画面时的时候以一定的频率去翻转液晶分子，防止液晶分子固定偏向同一个方向而失去活性。目前，液晶显示面板支持多种翻转模式，比如点翻转模式、行翻转模式、列翻转模式等，实现翻转的途径主要是通过不断交替薄膜晶体管T源极电压的正、负极性(即数据信号DATA电压的正、负极性)，或不断交替公共电压COM的正、负极性，即极性翻转，以达到交流驱动的目的。如图2所示，假设某一个像素在相邻两帧画面内的灰阶不变，前一帧画面中该像素的数据信号电压即灰阶电压为V，则后一帧画面中该像素的数据信号电压即灰阶电压为-V，从前一帧到后一帧的像素灰阶电压变化为2V，帧频越高，则像素充电时间就越短，而灰阶越高相邻两帧画面的像素灰阶电压变化就越大，所需要的充电时间就越长。对于现有的液晶显示装置来说，对比度越高，则相邻两帧画面之间的灰阶电压变化也越大，相应所需要的充电时间就越长。
随着显示技术的发展，为了满足人们的使用需求，显示装置逐渐朝着高分辨率，高色域和高刷新速率的方向发展，其中高刷新频率是为了更流畅的显示动态画面。目前，显示装置的刷新频率(Frame Freq)已经由最常见的60Hz，逐渐提高到120Hz、甚至240Hz。刷新频率为60Hz的显示屏，在1/60秒内只显示一帧画面，而刷新频率为120Hz、或240Hz的显示屏则在1/120秒、或1/240秒内显示一帧画面，可见刷新频率越高，同一时间内能显示的画面帧数越多，显示运动物体的影像时会更流畅，即高刷新频率可以提高动态显示的质量。高刷新频率无疑会增加逻辑功耗，现有的高端液晶显示装置已经开始采用动态帧频驱动，即在高动态画面下采用高刷新频率，低动态画面下采用低刷新频率，然而在数据信号电压的正、负极性翻转频率不变的情况下，刷新频率越高，RC延时也越严重，越容易产生信号串扰，同时刷新频率越高，像素的充电效率也越低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液晶显示装置的动态驱动方法，能够降低高刷新频率下液晶显示装置的信号串扰，提高像素充电效率，进而提升画面显示品质，降低逻辑功耗。
为实现上述目的，本发明提供一种液晶显示装置的动态驱动方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一液晶显示装置；
所述液晶显示装置包括：液晶显示面板、与所述液晶显示面板电性连接的刷新频率控制模块、与所述刷新频率控制模块和液晶显示面板电性连接的极性翻转频率控制模块、及设于所述液晶显示面板下方的背光模组；
步骤2、所述背光模组向液晶显示面板提供背光，所述液晶显示面板显示画面，所述刷新频率控制模块根据液晶显示面板显示的画面动态选择刷新频率，画面动态越高，所述刷新频率控制模块对应选择的刷新频率越高；
步骤3、所述极性翻转频率控制模块根据步骤2中的刷新频率动态选择对应的像素电压极性翻转频率，刷新频率越高，所述极性翻转频率控制模块对应选择的像素电压极性翻转频率越低。
所述步骤1提供的液晶显示装置还包括与所述刷新频率控制模块和液晶显示面板电性连接的对比度控制模块、及与所述对比度控制模块和背光模组电性连接的背光亮度控制模块；
所述步骤3还包括：所述对比度控制模块根据液晶显示面板的刷新频率动态选择对应的对比度，刷新频率越高，所述对比度控制模块对应选择的对比度越低；以及所述背光亮度控制模块根据对比度控制模块选择的对比度对动态控制背光亮度，对比度越低，所述背光亮度控制模块对应控制背光亮度越高。
所述刷新频率包括：第一刷新频率、第二刷新频率、及第三刷新频率，所述第一、第二、及第三刷新频率分别为：60Hz、120Hz、及240Hz。
所述像素电压极性翻转频率包括分别对应第一刷新频率、第二刷新频率、及第三刷新频率的第一像素电压极性翻转频率、第二像素电压极性翻转频率、及第三像素电压极性翻转频率，所述第一像素电压极性翻转频率为第二像素电压极性翻转频率的两倍，第二像素电压极性翻转频率为第三像素电压极性翻转频率的两倍；
所述液晶显示面板工作在第一像素电压极性翻转频率时采用单点翻转方式，在第二像素电压极性翻转频率时采用两点翻转方式，在第三像素电压极性翻转频率时采用四点翻转方式。
对应于所述第一像素电压极性翻转频率，极性翻转信号的脉宽等于时钟信号的脉宽；对应于所述第二像素电压极性翻转频率，极性翻转信号的脉宽是时钟信号的脉宽的两倍；对应于所述第三像素电压极性翻转频率，极性翻转信号的脉宽是时钟信号的脉宽的四倍。
所述对比度包括分别对应第一刷新频率、第二刷新频率、及第三刷新频率的第一对比度、第二对比度、及第三对比度，所述第一对比度高于第二对比度，第二对比度高于第三对比度；
所述背光亮度包括分别对应第一对比度、第二对比度、及第三对比度的第一背光亮度、第二背光亮度、及第三背光亮度，所述第一背光亮度低于第二背光亮度，所述第二背光亮度低于第三背光亮度。
本发明的有益效果：本发明提供的一种液晶显示装置的动态驱动方法，根据刷新频率动态选择像素电压极性翻转频率，刷新频率越高，对应选择的像素电压极性翻转频率越低，能够有效降低高刷新频率下液晶显示装置的信号串扰，同时还根据刷新频率动态选择对比度，刷新频率越高，对应选择的对比度越低，能够降低相邻两帧画面中的像素灰阶电压变化，提升像素的充电效率，进而提升画面显示品质，降低逻辑功耗。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
附图中，
图1为现有的液晶显示装置的像素驱动电路的电路图；
图2为现有的液晶显示装置的对比度与灰阶电压的关系图；
图3为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法的流程图；
图4为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法中提供的液晶显示装置的示意图；
图5为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法中液晶显示面板工作在第一像素电压极性翻转频率时采用单点翻转方式显示第m帧画面的像素电压极性示意图；
图6为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法中液晶显示面板工作在第一像素电压极性翻转频率时采用单点翻转方式显示第m+1帧画面的像素电压极性示意图；
图7为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法中液晶显示面板工作在第一像素电压极性翻转频率时的时序图；
图8为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法中液晶显示面板工作在第二像素电压极性翻转频率时采用两点翻转方式显示第m帧画面的像素电压极性示意图；
图9为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法中液晶显示面板工作在第二像素电压极性翻转频率时采用两点翻转方式显示第m+1帧画面的像素电压极性示意图；
图10为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法中液晶显示面板工作在第二像素电压极性翻转频率时的时序图；
图11为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法中液晶显示面板工作在第三像素电压极性翻转频率时采用四点翻转方式显示第m帧画面的像素电压极性示意图；
图12为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法中液晶显示面板工作在第三像素电压极性翻转频率时采用四点翻转方式显示第m+1帧画面的像素电压极性示意图；
图13为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法中液晶显示面板工作在第三像素电压极性翻转频率时的时序图；
图14为本发明的液晶显示装置的动态驱动方法中第一对比度与第二对比度下像素对应的灰阶电压比较示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图3，本发明提供一种液晶显示装置的动态驱动方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一液晶显示装置。
请参阅图4，所述液晶显示装置包括：液晶显示面板10、与所述液晶显示面板10电性连接的刷新频率控制模块11、与所述刷新频率控制模块11和液晶显示面板10电性连接的极性翻转频率控制模块12、及设于所述液晶显示面板10下方的背光模组15。
进一步地，所述液晶显示装置还包括与所述刷新频率控制模块11和液晶显示面板10电性连接的对比度控制模块13、及与所述对比度控制模块13和背光模组15电性连接的背光亮度控制模块14。
步骤2、所述背光模组15向液晶显示面板10提供背光，所述液晶显示面板10显示画面，所述刷新频率控制模块11根据液晶显示面板10显示的画面动态选择刷新频率，画面动态越高，所述刷新频率控制模块11对应选择的刷新频率越高。
具体地，该步骤2中可选择的刷新频率包括但不限于：第一刷新频率、第二刷新频率、及第三刷新频率，所述第一、第二、及第三刷新频率分别为：60Hz、120Hz、及240Hz。
所述刷新频率控制模块11根据液晶显示面板10显示的画面的动态高低来选择刷新频率，所述画面的动态高低可根据画面中物体的运动速度来判定，物体运动速度越快则画面的动态越高，进一步地，可通过比对连续两帧画面中亮度不同像素的个数来判定连续两帧画面的相似度，进而找出画面中运动的物体，并计算该运动的物体的运动速度。
步骤3、所述极性翻转频率控制模块12根据步骤2中的刷新频率动态选择像素电压极性翻转频率，刷新频率越高，所述极性翻转频率控制模块12对应选择的像素电压极性翻转频率越低，能够有效降低高刷新频率下液晶显示装置的信号串扰。
具体地，所述像素电压极性翻转频率包括分别对应第一刷新频率、第二刷新频率、及第三刷新频率的第一像素电压极性翻转频率、第二像素电压极性翻转频率、及第三像素电压极性翻转频率，所述第一像素电压极性翻转频率为第二像素电压极性翻转频率的两倍，第二像素电压极性翻转频率为第三像素电压极性翻转频率的两倍。
进一步地，请参阅图5、图6、与图7，当所述刷新频率控制模块11选择的刷新频率为第一刷新频率即60Hz时，所述液晶显示面板10工作在第一像素电压极性翻转频率，采用单点翻转方式。如图5所示，液晶显示面板10包括多个呈矩阵式排布的像素，采用单点翻转方式即液晶显示面板10显示的第m(m为正整数)帧画面中同一行相邻两列像素的像素电压极性相反，同一列相邻两行像素的像素电压极性也相反，如图6所示，在液晶显示面板10显示下一帧第m+1帧画面中，同一像素的像素电压极性与上一帧第m帧的像素电压极性相反。如图7所示，POL为极性翻转信号，CLK为时钟信号，STV为起始信号，GATE1、GATE2、GATE3、直至GATEn为逐行的扫描信号，极性翻转信号POL的脉宽等于时钟信号CLK的脉宽，极性翻转信号POL的频率等于时钟信号CLK的频率，以适应单点翻转方式。
请参阅图8、图9、与图10，当所述刷新频率控制模块11选择的刷新频率为第二刷新频率即120Hz时，所述液晶显示面板10工作在第二像素电压极性翻转频率，采用两点翻转方式。如图8所示，液晶显示面板10包括多个呈矩阵式排布的像素，采用两点翻转方式即液晶显示面板10显示的第m帧画面中同一行相邻两列像素的像素电压极性相反，同一列像素中，每两行为一组，同一组的像素电压极性相同，相邻组的像素电压极性相反，如图9所示，在液晶显示面板10显示下一帧第m+1帧画面中，同一组像素的像素电压极性与上一帧第m帧的像素电压极性相反。如图10所示，POL为极性翻转信号，CLK为时钟信号，STV为起始信号，GATE1、GATE2、GATE3、直至GATEn为逐行的扫描信号，极性翻转信号POL的脉宽是时钟信号CLK的脉宽的两倍，极性翻转信号POL的频率是时钟信号CLK的频率的1/2，即第二像素电压极性翻转频率是第一像素电压极性翻转频率的1/2，以适应两点翻转方式。
请参阅图11、图12、与图13，当所述刷新频率控制模块11选择的刷新频率为第三刷新频率即240Hz时，所述液晶显示面板10工作在第三像素电压极性翻转频率，采用四点翻转方式。如图11所示，液晶显示面板10包括多个呈矩阵式排布的像素，采用四点翻转方式即液晶显示面板10显示的第m帧画面中同一行相邻两列像素的像素电压极性相反，同一列像素中，每四行为一组，同一组的像素电压极性相同，相邻组的像素电压极性相反，如图12所示，在液晶显示面板10显示下一帧第m+1帧画面中，同一组像素的像素电压极性与上一帧第m帧的像素电压极性相反。如图13所示，POL为极性翻转信号，CLK为时钟信号，STV为起始信号，GATE1、GATE2、GATE3、直至GATEn为逐行的扫描信号，极性翻转信号POL的脉宽是时钟信号CLK的脉宽的四倍，极性翻转信号POL的频率是时钟信号CLK的频率的1/4，即第三像素电压极性翻转频率是第二像素电压极性翻转频率的1/2、第一像素电压极性翻转频率的1/4，以适应四点翻转方式。
另外，为了在有效降低高刷新频率下液晶显示装置的信号串扰的同时提高像素充电效率，该步骤3还包括：所述对比度控制模块13根据液晶显示面板10的刷新频率动态选择对比度，刷新频率越高，所述对比度控制模块13对应选择的对比度越低；以及所述背光亮度控制模块14根据对比度控制模块13选择的对比度动态控制背光亮度，对比度越低，所述背光亮度控制模块14对应控制背光亮度越高。
所述对比度包括分别对应第一刷新频率、第二刷新频率、及第三刷新频率的第一对比度、第二对比度、及第三对比度，所述第一对比度高于第二对比度，第二对比度高于第三对比度。请参阅图14，对应于第一刷新频率即较低刷新频率的第一对比度高于对应于第二刷新频率即较高刷新频率的第二对比度，液晶显示面板10在第二对比度下相邻两帧画面之间的像素灰阶电压变化低于在第一对比度下相邻两帧画面之间的像素灰阶电压变化，从而能够提升像素充电效率。
所述背光亮度包括分别对应第一对比度、第二对比度、及第三对比度的第一背光亮度、第二背光亮度、及第三背光亮度，所述第一背光亮度低于第二背光亮度，所述第二背光亮度低于第三背光亮度，以在高刷新频率下降低对比度提高像素充电效率的同时，达到提高背光亮度，保证最终显示亮度的目的。
综上所述，本发明的液晶显示装置的动态驱动方法，根据刷新频率动态选择像素电压极性翻转频率，刷新频率越高，对应选择的像素电压极性翻转频率越低，能够有效降低高刷新频率下液晶显示装置的信号串扰，同时还根据刷新频率动态选择对比度，刷新频率越高，对应选择的对比度越低，能够降低相邻两帧画面中的像素灰阶电压变化，提升像素的充电效率，进而提升画面显示品质，降低逻辑功耗。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种液晶显示装置的动态驱动方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一液晶显示装置；
所述液晶显示装置包括：液晶显示面板(10)、与所述液晶显示面板(10)电性连接的刷新频率控制模块(11)、与所述刷新频率控制模块(11)和液晶显示面板(10)电性连接的极性翻转频率控制模块(12)、及设于所述液晶显示面板(10)下方的背光模组(15)；
步骤2、所述背光模组(15)向液晶显示面板(10)提供背光，所述液晶显示面板(10)显示画面，所述刷新频率控制模块(11)根据液晶显示面板(10)显示的画面动态选择刷新频率，画面动态越高，所述刷新频率控制模块(11)对应选择的刷新频率越高；
步骤3、所述极性翻转频率控制模块(12)根据步骤2中的刷新频率动态选择像素电压极性翻转频率，刷新频率越高，所述极性翻转频率控制模块(12)对应选择的像素电压极性翻转频率越低；
所述步骤1提供的液晶显示装置还包括与所述刷新频率控制模块(11)和液晶显示面板(10)电性连接的对比度控制模块(13)；
所述步骤3还包括：所述对比度控制模块(13)根据液晶显示面板(10)的刷新频率动态选择对比度，刷新频率越高，所述对比度控制模块(13)对应选择的对比度越低。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置的动态驱动方法，其特征在于，所述步骤1提供的液晶显示装置还包括与所述对比度控制模块(13)和背光模组(15)电性连接的背光亮度控制模块(14)；
所述步骤3还包括：所述背光亮度控制模块(14)根据对比度控制模块(13)选择的对比度动态控制背光亮度，对比度越低，所述背光亮度控制模块(14)对应控制背光亮度越高。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置的动态驱动方法，其特征在于，所述刷新频率包括：第一刷新频率、第二刷新频率、及第三刷新频率，所述第一刷新频率、第二刷新频率 、及第三刷新频率分别为：60Hz、120Hz、及240Hz。
4.如权利要求3所述的液晶显示装置的动态驱动方法，其特征在于，所述像素电压极性翻转频率包括分别对应第一刷新频率、第二刷新频率、及第三刷新频率的第一像素电压极性翻转频率、第二像素电压极性翻转频率、及第三像素电压极性翻转频率，所述第一像素电压极性翻转频率为第二像素电压极性翻转频率的两倍，第二像素电压极性翻转频率为第三像素电压极性翻转频率的两倍。
5.如权利要求4所述的液晶显示装置的动态驱动方法，其特征在于，所述液晶显示面板(10)工作在第一像素电压极性翻转频率时采用单点翻转方式，在第二像素电压极性翻转频率时采用两点翻转方式，在第三像素电压极性翻转频率时采用四点翻转方式。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置的动态驱动方法，其特征在于，对应于所述第一像素电压极性翻转频率，极性翻转信号(POL)的脉宽等于时钟信号(CLK)的脉宽；对应于所述第二像素电压极性翻转频率，极性翻转信号(POL)的脉宽是时钟信号(CLK)的脉宽的两倍；对应于所述第三像素电压极性翻转频率，极性翻转信号(POL)的脉宽是时钟信号(CLK)的脉宽的四倍。
7.如权利要求3所述的液晶显示装置的动态驱动方法，其特征在于，所述对比度包括分别对应第一刷新频率、第二刷新频率、及第三刷新频率的第一对比度、第二对比度、及第三对比度，所述第一对比度高于第二对比度，第二对比度高于第三对比度。
8.如权利要求7所述的液晶显示装置的动态驱动方法，其特征在于，所述背光亮度包括分别对应第一对比度、第二对比度、及第三对比度的第一背光亮度、第二背光亮度、及第三背光亮度，所述第一背光亮度低于第二背光亮度，所述第二背光亮度低于第三背光亮度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |