CN109192150B - 背光模组驱动方法及驱动结构、显示装置 - Google Patents

背光模组驱动方法及驱动结构、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种背光模组的驱动方法，所述背光模组用于为液晶显示面板提供背光，液晶显示面板的显示区被划分为多个子显示区，背光模组的发光区域被划分为与多个子显示区一一对应的多个子发光区，每个子发光区中均设置有光源；背光模组的驱动方法包括在每个显示周期中进行的以下步骤：获取每个子显示区中的液晶分子在显示驱动信号的控制下完成响应的时刻；根据子显示区中的液晶分子完成响应的时刻，驱动相应子发光区的光源发光，所述子发光区的光源的开启时刻不晚于相应子显示区中的液晶分子完成响应的时刻；其中，不同子发光区的光源的发光阶段无重叠。本发明还提供一种背光模组的驱动结构和显示装置。本发明能够更好地改善显示装置的拖影现象。

Description

背光模组驱动方法及驱动结构、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种背光模组驱动方法及驱动结构、显示装置。
背景技术
在液晶显示装置存在很多缺陷需要改善，动态画面拖影是需要改善的主要缺陷之一，动态画面响应时间(Moving Picture Response Time，MPRT)为评价动态画面拖影的标准。
目前主要采用插黑技术来减小动态画面响应时间，从而改善动态画面的拖影现象。插黑方式可以通过两种方式实现，一种是插入黑帧，另一种是背光扫描。其中，背光扫描方式中，将背光源分成多个子背光源，每个子背光源对应显示面板的一个区域，在驱动显示面板进行显示时，多个子背光源依次发光，从而使显示面板的相应区域依次显示；且不同区域的显示阶段不重叠。目前的被光扫描方式能够在一定程度上改善拖影，但效果不是很理想。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种背光模组驱动方法及驱动结构、显示装置，以进一步改善拖影现象。
为了实现上述目的，本发明提供一种背光模组的驱动方法，所述背光模组用于为液晶显示面板提供背光，所述液晶显示面板的显示区被划分为多个子显示区，所述背光模组的发光区域被划分为与多个子显示区一一对应的多个子发光区，每个子发光区中均设置有光源；所述背光模组的驱动方法包括在每个显示周期中进行的以下步骤：
获取每个子显示区中的液晶分子在显示驱动信号的控制下完成响应的时刻；
根据子显示区中的液晶分子完成响应的时刻，驱动相应子发光区的光源发光，所述子发光区的光源的开启时刻不晚于相应子显示区中的液晶分子完成响应的时刻；其中，不同子发光区的光源的发光阶段无重叠。
可选地，在所述根据子显示区中的液晶分子完成响应的时刻，驱动相应子发光区的光源发光的步骤中，子发光区的光源的开启时刻与相应子显示区中的液晶分子完成响应的时刻为同一时刻。
可选地，每个子发光区中的光源的发光时长相等。
可选地，每相邻两个子发光区的光源的发光阶段之间存在间隔。
可选地，在同一个显示周期中，相邻两个子发光区的光源的发光阶段之间无间隔。
相应地，本发明还提供一种背光模组的驱动结构，所述背光模组用于为液晶显示面板提供背光，所述液晶显示面板的显示区被划分为多个子显示区，所述背光模组的发光区域被划分为与多个子显示区一一对应的多个子发光区，每个发光区中均设置有光源；所述驱动结构包括：
时间获取模块，用于在每个显示周期中，获取每个子显示区中的液晶分子在显示驱动信号的控制下完成响应的时刻；
背光驱动模块，用于根据子显示区中的液晶分子完成响应的时刻，驱动相应子发光区的光源发光，所述子发光区的光源的开启时刻不晚于相应子显示区中的液晶分子完成响应的时刻；其中，不同子发光区的光源的发光阶段无重叠。
可选地，所述背光驱动模块具体用于在所述子显示区中的液晶分子完成响应的同时，开启相应子发光区的光源。
可选地，每个子发光区中的光源的发光时长相等。
可选地，每相邻两个子发光区的光源的发光阶段之间存在间隔。
可选地，在同一个显示周期中，相邻两个子发光区的光源的发光阶段之间无间隔。
相应地，本发明还提供一种显示装置，包括液晶显示面板、背光模组和上述的背光模组的驱动结构，所述液晶显示面板包括液晶显示面板的显示区被划分为多个子显示区，所述液晶显示面板设置在所述背光模组的出光侧，所述背光模组的发光区域被划分为与多个子显示区一一对应的多个子发光区，每个子发光区中对应设置有光源。
附图说明
附图是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，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为一种常规的背光扫描驱动法的时序图；
图2为液晶显示面板的显示区和背光模组的发光区的区域划分示意图；
图3为本发明实施例一提供的背光模组的驱动方法流程图；
图4为本发明实施例一中背光模组和液晶显示面板的驱动时序图；
图5为本发明实施例一中的背光模组的另一种驱动时序图；
图6为本发明实施例二提供的背光模组的驱动结构的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
液晶显示装置的拖影缺陷主要由两方面原因引起：
(1)液晶显示装置中的液晶分子响应时间：当液晶分子的响应时间大于运动图像的帧周期时，运动图像的前后两帧会出现重叠现象，从而产生运动图像的拖影和模糊。一般可以通过提高液晶分子的响应时间或使驱动液晶显示面板的驱动模块采用过驱动技术使得控制液晶分子的响应时间提前进行解决。
(2)液晶显示装置的“保持”(hold type)工作模式：对于每个像素单元，阵列基板上的公共电极与像素电极形成存储电容，在薄膜晶体管关闭期间，存储电容使得像素电极的电压在整个显示周期内基本不变，这就是液晶显示装置的保持工作模式。由于人眼的视觉特性，使用保持工作模式显示出的动态画面在人眼的反应中会形成视网膜上的“摇动”，从而产生拖影。保持时间越长，拖影越严重。目前，可以通过插黑技术来改善这种由于保持工作模式而带来的拖影现象，插黑技术包括背光扫描驱动法和全黑帧插入法。
全黑帧插入法是指，在液晶显示面板每个显示周期中的空白阶段(blank阶段)，关闭整个背光模组的背光；在液晶显示面板每个显示周期的驱动阶段，开启整个背光模组的背光。背光扫描驱动法是指，将背光模组的发光区域分为多个子发光区，在液晶显示面板的一个显示周期内，顺序开启各个子发光区后再顺序关闭。
通过上述两种插黑方式均可以在一定程度上降低动态画面响应时间，即，改善拖影。
图1为一种常规的背光扫描驱动法的时序图。其中，背光模组的发光区域分为8个子发光区，液晶显示面板的显示区域划分为8个子显示区，子显示区与子发光区一一对应。在图1中，Display Scan为显示周期中的驱动阶段，blank为显示周期中的空白阶段；Display1至Display8分别为向第1个至第8个子像素区提供显示驱动信号的阶段；LC1至LC8分别为第1个至第8个子显示区中的液晶分子的响应阶段(即，第1个至第8个子显示区中的液晶分子在显示驱动信号的控制下开始响应到响应结束之间的阶段)；LD MUX1至LD MUX8分别为控制第1个至第8个子发光区发光的发光驱动信号，发光驱动信号为高电平的阶段即为相应的发光区的发光阶段。如图1所示，第1个子发光区在第1个子显示区的响应阶段的结束时刻开始发光，且发光持续Tdisplay/8的时长后关闭(其中，Tdisplay为向每个子像素区提供显示驱动信号的阶段的时长)；之后，第2个子发光区开始发光，且同样持续Tdisplay/8的时长后关闭；依次类推。场同步信号VSYNC的相邻两个脉冲的下降沿之间的时间段或相邻两个LC1阶段的结束时刻之间的时间段构成一个显示周期。8个子发光区在一个显示周期内分时发光。
在图1的驱动方法中，在每个显示周期，第1个子显示区的液晶分子完成响应的时刻与第1个子发光区开始发光的时刻是同步的，但是，随着不同子发光区的切换发光，子发光区开始发光的时刻与相应的子显示区的液晶分子完成响应的时刻之间会产生延迟，且延迟时间越来越大，从而造成动态画面响应时间逐渐变大，进而产生拖影。例如在t1时刻，显示面板显示的运动物体的边界位置位于显示面板的x位置，但是背光并没有t1时刻开启，而是延迟一段时间开启，那么人眼看到的运动物体的边界是模糊的，仍会有一定的残影。
本发明实施例一提供一种背光模组的驱动方法，背光模组用于为液晶显示面板提供背光，液晶显示面板包括阵列基板、对盒基板以及二者之间的液晶层。图2为液晶显示面板的显示区和背光模组的发光区的区域划分示意图。如图2所示，液晶显示面板的显示区AA被划分为多个子显示区s_AA，其中，显示区包括多行多列像素，多个子显示区s_AA沿列方向排列。背光模组的发光区LA被划分为与多个子显示区s_AA一一对应的多个子发光区s_LA，每个子发光区s_LA中均设置有光源。多个子发光区s_LA与多个子显示区s_AA一一对应是指，多个子发光区s_LA朝向液晶显示面板的发射的光线一一对应地落入多个子显示区s_AA。背光模组具体可以采用直下式背光模组，光源可以为LED灯。
图3为本发明实施例一提供的背光模组的驱动方法流程图。如图3所示，背光模组的驱动方法包括：
S11、获取每个子显示区s_AA中的液晶分子在显示驱动信号的控制下完成响应的时刻。
其中，每个子显示区s_AA中可以包括多行像素单元，显示驱动信号包括栅极驱动电路为像素单元逐行提供的扫描信号和数据驱动电路为像素单元提供的数据信号。每个像素单元中在接收到显示驱动信号后，像素单元中的液晶分子响应于该显示驱动信号而发生相应的偏转。子显示区s_AA中的液晶分子完成响应的时刻即为：子显示区s_AA中所有像素单元的液晶分子均完成偏转的时刻；也即，子显示区中最后一行像素单元的液晶分子完成偏转的时刻。其中，子显示区s_AA中最后一行像素单元是指，沿扫描方向的最后一行像素单元。
S12、根据子显示区s_AA中的液晶分子完成响应的时刻，驱动相应子发光区s_LA的光源发光，子发光区s_LA的光源的开启时刻不晚于相应子显示区s_AA中的液晶分子完成响应的时刻；其中，不同子发光区s_LA的光源的发光阶段无重叠。
在本发明实施一中，子发光区s_LA中光源开启的时刻是根据相应子显示区s_AA中的液晶分子完成响应的时刻确定的，每个子发光区s_LA中光源开启时刻与相应子显示区s_AA液晶分子完成响应的时刻之间没有间隔，因此，不会出现因子发光区s_LA的开始发光时刻与相应子显示区s_AA的液晶分子完成响应时刻之间存在延迟而导致的拖影现象。
图4为背光模组和液晶显示面板的驱动时序图。下面结合图4对本发明的驱动方法进行详细说明。
如图4所示，Display Scan为显示周期中的驱动阶段，blank为显示周期中的空白阶段。对于液晶显示面板的显示区划分为8个子显示区的情况，Display1至Display8分别为向第1个至第8个子显示区提供显示驱动信号的阶段；LC1至LC8分别为第1个至第8个子显示区的响应阶段；LD MUX1至LD MUX8分别为控制第1个至第8个子发光区发光的发光驱动信号，发光驱动信号为高电平的阶段即为相应的发光区的发光阶段。其中，子显示区的响应阶段具体为：向子显示区提供显示驱动信号的阶段的结束时刻与子显示区中所有像素单元的液晶分子完成响应的时刻之间的阶段。为各个子显示区提供显示驱动信号的阶段(即，Display1至Display8)的时长彼此相同；各个子显示区的响应阶段(即，LC1至LC8)的时长彼此相同。
在上述步骤S11中，每个子显示区的液晶分子完成响应的时刻可以根据以下时间获取：场同步信号VSYNC的下降沿时刻、前porch时间(即，场同步信号VSYNC的下降沿与驱动阶段Display Scan的起始时刻之间的间隔时间)、向每个子显示区提供显示驱动信号的阶段(即，Display1至Display8)的时长、每个子显示区的响应阶段(即，LC1至LC8)的时长。
例如，每个显示周期中的驱动阶段Display Scan的时长为8ms，每个子显示区的响应阶段(即，LC1至LC8中的每个阶段)的时长为5ms，场同步信号VSYNC的下降沿与驱动阶段Display Scan的起始时刻之间的间隔时间为1ms。那么，为子显示区提供显示驱动信号的阶段(即，Display1至Display8中的每个阶段)的时长为8ms/8＝1ms。假设场同步信号VSYNC的下降沿的时刻为0，则第1个子显示区的响应阶段结束时刻为1+1+5＝7ms，第2个子显示区的响应阶段结束时刻为7+1＝8ms，第3个子显示区的响应阶段结束时刻为8+1＝9ms，依次类推，第8个子显示区的响应阶段结束时刻为14ms。
应当理解的是，上述子显示区的个数以及各阶段的时长均为示例性说明，在实际应用中，可以根据具体需要对子显示区的个数以及各阶段的时长进行具体设置。
作为本发明的一个优选实施方式，在上述步骤S12中，在子显示区中的液晶分子完成响应的同时，子发光区的光源的开启时刻与相应子显示区中的液晶分子完成响应的时刻为同一时刻，从而保证子显示区的液晶分子全部响应完成后才向该子显示区提供背光，以防止因过早提供背光而出现“鬼影”现象。
另外，每个子发光区中的光源的发光时长相同，即，LD MUX1至LD MUX8中高电平的时长相同，从而保证液晶显示面板不同位置的显示效果相同。
在一些实施例中，每相邻两个子发光区的光源的发光阶段之间无间隔。此时，每个子发光区的发光阶段的时长与向每个子显示区提供显示驱动信号的阶段的时长相同。
另外，和图1相比，本发明实施例提供的驱动方法使得背光模组的发光时间减少，此时，为了保证显示效果，可以在驱动背光模组发光时，将驱动电流在图1技术方案的基础上有所提高，以使得子发光区的发光时长与驱动电流的乘积与图1中相同。
图5为本发明实施例一中的背光模组的另一种驱动时序图，图5和图4的区别仅在于，在图5中，每相邻两个子发光区的光源的发光阶段之间存在间隔，该间隔的时长可以小于100微秒，具体在几微秒到几十微秒之间。设置该间隔的目的在于，驱动芯片在关闭第n个子发光区的光源后，驱动残压能够充分放电，从而防止残压对其他子发光区影响产生“鬼影”。
本发明实施例二提供一种背光模组的驱动结构，如上所述，背光模组用于为液晶显示面板提供背光。如图2所示，液晶显示面板的显示区AA被划分为多个子显示区s_AA，背光模组的发光区LA被划分为多个子发光区s_LA，每个子发光区s_LA中均设置有光源。
图6为本发明实施例二提供的背光模组的驱动结构的示意图，如图6所示，所述驱动结构包括时间获取模块10和背光驱动模块20。
时间获取模块10用于在每个显示周期中，获取每个子显示区s_AA中的液晶分子在显示驱动信号的控制下完成响应的时刻。
背光驱动模块20用于根据子显示区s_AA中的液晶分子完成响应的时刻，驱动相应子发光区s_LA的光源发光，子发光区s_LA的光源的开启时刻不晚于相应子显示区s_AA中的液晶分子完成响应的时刻；其中，不同子发光区s_LA的光源的发光阶段无重叠。
优选地，背光驱动模块20具体用于在子显示区s_AA中的液晶分子完成响应的同时，开启相应子发光区s_LA的光源，以保证在液晶分子完全响应之后才提供背光，防止因过早提供背光而出现“鬼影”现象。
具体地，每个子发光区s_LA中的光源的发光时长相等。
在一些实施例中，每相邻两个子发光区s_LA的光源的发光阶段之间无间隔。此时，每个子发光区s_LA的发光阶段的时长与向每个子显示区s_AA提供显示驱动信号的阶段的时长相同。
优选地，每相邻两个子发光区s_LA的光源的发光阶段之间存在间隔，以防止因背光驱动结构20中的芯片在同一时刻同时输出关闭信号和开启信号而导致显示面板出现“鬼影”。该间隔的时长可以小于0.5ms。
本实施例二提供的背光模组的驱动结构在驱动背光模组发光时，在子显示区中的液晶分子完成响应的时刻对相应的子发光区的光源进行开启，从而防止子发光区的开始发光时刻与相应子显示区的液晶分子完成响应时刻之间产生延迟，以进一步改善拖影现象；并且，不会因液晶未完全偏转就提供背光而出现鬼影。
本发明实施例三提供一种显示装置，该显示装置包括液晶显示面板、背光模组和实施例二中提供的背光模组的驱动结构，液晶显示面板包括液晶显示面板的显示区被划分为多个子显示区，液晶显示面板设置在背光模组的出光侧，背光模组的发光区域被划分为与多个子显示区一一对应的多个子发光区，每个子发光区中对应设置有光源。
本实施例中的显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。显示装置尤其可以适用于虚拟现实(VR)、增强现实(AR)等设备。由于上述背光模组的驱动结构可以减少液晶显示面板显示时的拖影现象，因此，本实施例中的显示装置能够给用户带来良好的观看体验，尤其在虚拟现实(VR)显示、增强现实(AR)显示等近眼显示时，不会出现眩晕感。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种背光模组的驱动方法，所述背光模组用于为液晶显示面板提供背光，所述液晶显示面板的显示区被划分为多个子显示区，所述背光模组的发光区域被划分为与多个子显示区一一对应的多个子发光区，每个子发光区中均设置有光源；其特征在于，所述背光模组的驱动方法包括在每个显示周期中进行的以下步骤：
获取每个子显示区中的液晶分子在显示驱动信号的控制下完成响应的时刻；
根据子显示区中的液晶分子完成响应的时刻，驱动相应子发光区的光源发光，所述子发光区的光源的开启时刻与相应子显示区中的液晶分子完成响应的时刻为同一时刻；其中，不同子发光区的光源的发光阶段无重叠；
其中，在任意一个显示周期中，所有子发光区对应的光源的发光阶段的总时间小于所述显示周期的时间。
2.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，每个子发光区中的光源的发光时长相等。
3.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，每相邻两个子发光区的光源的发光阶段之间存在间隔。
4.根据权利要求1所述的驱动方法，其特征在于，在同一个显示周期中，相邻两个子发光区的光源的发光阶段之间无间隔。
5.一种背光模组的驱动结构，所述背光模组用于为液晶显示面板提供背光，所述液晶显示面板的显示区被划分为多个子显示区，所述背光模组的发光区域被划分为与多个子显示区一一对应的多个子发光区，每个发光区中均设置有光源；其特征在于，所述驱动结构包括：
时间获取模块，用于在每个显示周期中，获取每个子显示区中的液晶分子在显示驱动信号的控制下完成响应的时刻；
背光驱动模块，用于根据子显示区中的液晶分子完成响应的时刻，驱动相应子发光区的光源发光，所述子发光区的光源的开启时刻与相应子显示区中的液晶分子完成响应的时刻为同一时刻；其中，不同子发光区的光源的发光阶段无重叠；
其中，在任意一个显示周期中，所有子发光区对应的光源的发光阶段的总时间小于所述显示周期的时间。
6.根据权利要求5所述的驱动结构，其特征在于，每个子发光区中的光源的发光时长相等。
7.根据权利要求5所述的驱动结构，其特征在于，每相邻两个子发光区的光源的发光阶段之间存在间隔。
8.根据权利要求5所述的驱动结构，其特征在于，在同一个显示周期中，相邻两个子发光区的光源的发光阶段之间无间隔。
9.一种显示装置，其特征在于，包括液晶显示面板、背光模组和权利要求5至8中任意一项所述的背光模组的驱动结构，所述液晶显示面板包括液晶显示面板的显示区被划分为多个子显示区，所述液晶显示面板设置在所述背光模组的出光侧，所述背光模组的发光区域被划分为与多个子显示区一一对应的多个子发光区，每个子发光区中对应设置有光源。
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