CN113889050A - 液晶面板的极性变换方法和液晶显示器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液晶面板的极性变换方法和液晶显示器，包括：根据垂直同步信号获得帧更新频率，将该帧更新频率除以预设频率以产生极性反转信号；响应于所述极性反转信号，将数字视频数据转换成模拟视频数据，其中，该模拟视频数据与所述极性反转信号具有相同的极性反转频率，在以高刷新率显示画面时可以最大化地降低液晶面板在驱动电压的极性变换过程中所产生的功耗。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，更具体地涉及一种液晶面板的极性变换方法和液晶显示器。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)是利用液晶分子的排列方向在电场的作用下发生变化的现象改变光源透光率的显示装置。由于具有显示质量好、体积小和功耗低的优点，液晶显示器已经广泛应用于诸如手机的显示终端和诸如平板电视的大尺寸显示面板中。
由于液晶分子的本身特性，对其长时间施加一个方向的直流电压(正电压或者负电压)会使液晶极化，液晶极化现象会使得液晶分子无法随着电场的变化而转动，致使液晶面板无法提供正常的显示功能。此外，当驱动电压的绝对值相同时，液晶分子在旋转后会有相同的透光率而呈现相同的灰阶。因此，正常驱动的液晶必须施加交流电场，施加于像素电极的电压相对于公共电极而交替翻转，即像素电极的电压在正极性及负极性之间来回变化，称之为交流驱动(或反转驱动)。当像素电极的电压高于公共电极的电压时，就称之为正极性(+)，当像素电极的电压低于公共电极的电压时，就称之为负极性(-)。
图1a-1c分别示出了现有的三种反转驱动的方式，图1a为帧反转驱动(frameinversion)，图1b为行反转驱动(row inversion)，图1c为列反转驱动(columninversion)。上述这三种反转驱动方式都是要在相邻帧发生极性反转，对于60Hz的更新频率而言，每16.6ms变化一次画面各像素的极性。这就是说，对于同一点的液晶而言，加在它上面的电压极性是不停变换的。相邻的点是否拥有相同的极性，依照不同的极性反转方式来决定。首先，对于帧反转驱动方式，其整个画面所有相邻的点都是具有相同的极性的；而行反转驱动方式和列反转驱动方式则各自在相邻的行与列上具有相同的极性。
当驱动电压周期性地进行正、负极性变换时，驱动电路会在每一帧里对液晶面板里的所有的寄生电容周期性地充、放电而产生功耗。此外，随着液晶面板的显示品质的提高，目前已有各种高刷新率，例如120Hz、240Hz等的液晶面板被提出，在这些高刷新率的液晶面板中仍然使用现有的反转驱动方式会增加数倍的功耗。
为了解决上述的问题，本领域亟需要一种新型的液晶面板的极性变换方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种液晶面板的极性变换方法和液晶显示器，在维持较佳的显示品质的情况下，可以有效地降低电路的功耗。
根据本发明的一方面，提供了一种液晶面板的极性变换方法，包括：根据垂直同步信号获得帧更新频率，将该帧更新频率除以预设频率以产生极性反转信号；响应于所述极性反转信号，将数字视频数据转换成模拟视频数据，其中，该模拟视频数据与所述极性反转信号具有相同的极性反转频率。
可选的，所述极性反转信号的极性反转频率为M/N，且M和N为正整数，M≥N，其中，所述模拟视频数据的极性变换方式为以M帧画面为一个极性反转周期，且在一个极性反转周期的驱动过程中变换驱动电压的极性N次。
可选的，所述极性反转频率M/N中的N≥1。
可选的，在每次变换驱动电压的极性过程中所述模拟视频数据为电平绝对值差为固定值但极性正、负相反的模拟视频数据。
可选的，所述模拟视频数据按照帧反转驱动、行反转驱动、列反转驱动或者点反转驱动的方式进行变换。
可选的，所述预设频率为60赫兹。
可选的，所述根据垂直同步信号获得的帧更新频率大于等于60赫兹。
根据本发明的另一发明，提供了一种液晶显示器，包括液晶面板、时序控制电路和源极驱动电路，其中，所述时序控制电路用于根据垂直同步信号获得帧更新频率，将该帧更新频率除以预设频率以产生极性反转信号，所述源极驱动电路用于响应于所述极性反转信号，将数字视频数据转换成模拟视频数据，其中，该模拟视频数据与所述极性反转信号具有相同的极性反转频率。
可选的，所述极性反转信号的极性反转频率为M/N，M≥N，且M和N为正整数，其中，所述模拟视频数据的极性变换方式为以M帧画面为一个极性反转周期，且在一个极性反转周期的驱动过程中变换驱动电压的极性N次。
可选的，所述极性反转频率M/N中的N≥1。
可选的，在每次变换驱动电压的极性过程中所述模拟视频数据为电平绝对值差为固定值但极性正、负相反的模拟视频数据。
可选的，所述模拟视频数据按照帧反转驱动、行反转驱动、列反转驱动或者点反转驱动的方式进行变换。
可选的，所述预设频率为60赫兹。
可选的，所述根据垂直同步信号获得的帧更新频率大于等于60赫兹。
本发明的液晶面板的极性变换方法和液晶显示器可以通过侦测垂直同步信号的帧更新频率，并根据帧更新频率与预设频率的比值来确定极性变换的方式，从而在维持显示画面的品质的同时最大化地降低液晶面板在驱动电压的极性变换过程中所产生的功耗。尤其地，本发明的极性变换方法在以高刷新率显示画面时使得极性变换产生的功耗最小化。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1a-1c分别示出了现有的三种反转驱动的方式；
图2示出了本发明的一种液晶显示器的示意性结构图；
图3a-3c分别示出了图2的液晶显示器的几种极性变换示意图；
图4a和4b分别示出了针对120Hz刷新率的液晶面板现有技术的极性变换方法和本发明的极性变换方法的驱动电压波形图；
图5示出了本发明的一种液晶面板的极性变换方法的示意性流程图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
图2示出了本发明的一种液晶显示器的示意性结构图。如图2所示，该液晶显示器100至少包括时序控制电路110、栅极驱动电路120、源极驱动电路130和液晶面板140。其中，时序控制电路110用于控制栅极驱动电路120和源极驱动电路130以执行一系列操作以使得液晶面板140显示画面，该控制过程为本领域的常规手段，在此不再赘述。
除此之外，时序控制电路110还用于控制源极驱动电路130在显示过程中执行极性变换操作，以在维持较佳的显示品质的情况下，可以有效地降低电路的功耗。具体地，时序控制电路110根据接收的垂直同步信号Vsync获得帧更新频率，将该帧更新频率除以预设频率以产生极性反转信号S11，并将极性反转信号S11和数字视频数据(digital video data)S12发送至源极驱动电路130。源极驱动电路130响应于该极性反转信号S11的电平变化，产生电平绝对值为固定值但极性正、负相反的模拟视频数据(analog video data)S13，并输出至液晶面板140的数据线上，使得液晶面板140在显示画面过程中按照与极性反转信号相同的极性反转频率做极性变换。
具体的，所述极性反转信号的极性反转频率为M/N，且M和N为正整数，M≥N，则模拟视频数据S13的极性变换方式为以M帧画面为一个极性反转周期，且在一个极性反转周期的驱动过程中变换驱动电压的极性N次。本实施例中，帧更新频率大于等于60Hz(赫兹)，预设频率为60Hz，则极性反转频率为M/N≥1，从而可以大大降低极性变换的频率，降低电路功耗。
例如，假设垂直同步信号Vsync的帧更新频率为75Hz(赫兹)，预设频率为60Hz，则帧更新频率与预设频率的比值为75/60＝5/4，此时，模拟视频数据S13的极性变换方式为在每5帧画面的驱动过程中变换驱动电压的极性4次，其等效极性反转周期＝(5*1/75)/4＝(1/60)秒。具体过程如图3a所示，在图3a中，F1-F12代表不同的帧画面。以帧画面F1至F6为例，从帧画面F1至F6这5帧画面中，驱动电压的极性分别为正极性(+)＝>负极性(-)＝>正极性(+)＝>负极性(-)＝>负极性(-)＝>正极性(+)，驱动电压的极性变换了4次。又例如，假设垂直同步信号Vsync的帧更新频率为120Hz，其与60Hz的比值为120/60＝2/1，此时，模拟视频数据S13的极性变换方式为在每2帧画面的驱动过程中变换极性电压1次，其等效极性反转周期＝(2*1/120)/1＝(1/60)秒，具体过程如图3b所示。又例如，假设垂直同步信号Vsync的帧更新频率为240Hz，其与60Hz的比值为240/60＝4/1，此时，模拟视频数据S13的极性变换方式为在每4帧画面的驱动过程中变换极性电压1次，其等效极性反转周期＝(4*1/240)/1＝(1/60)秒，具体过程如图3c所示。
也即，根据本发明实施例公开的极性变换方法，无论液晶面板的刷新率为多少，其极性变换周期都是1/60s＝16.6ms，人眼在观察的时候依旧不会察觉到闪烁，可以维持较佳的显示品质。
此外，在上述实施例中，模拟视频数据可以按照不同的方式进行变换，例如，按照帧反转驱动、行反转驱动、列反转驱动或者点反转驱动等方式进行变换。
图4a和4b分别示出了针对120Hz刷新率的液晶面板现有技术的极性变换方法和本发明的极性变换方法的驱动电压波形图。在图4a和4b中，F1-F4代表了不同的帧画面，S1和S2分别代表了不同的模拟视频数据的输出信道，驱动电压为V+/V-。假设液晶面板上的寄生电容为C，在现有技术的极性变换中，每1帧画面变换一次驱动电压的极性，则4帧需要对寄生电容充放电4次，由电流公式I＝C*(2V)/T可知，输出信道S1在4帧画面中需要输出的动态平均电流＝4*C*(2V)/T＝C*8V/T，其中2V为驱动电压由V+至V-或由V-至V+的电压差。如图4b所示，根据本发明的极性变换方法，当液晶面板的帧更新频率为120Hz时，每2帧画面变换一次极性，则4帧画面需要对寄生电容充放电2次，则同样根据上述电流公式可以得到输出信道S1在4帧画面中需要输出的动态平均电流＝＝2*C*(2V)/T＝C*4V/T，由此可知，本发明的极性变换方法与现有技术相比，可节省一半的动态平均电流消耗，从而大大降低电路功耗。
依据上述说明，本发明还提出了一种液晶面板的极性变换方法。图5示出了本发明的一种液晶面板的极性变换方法的示意性流程图。如图5所示，该方法包括：步骤S201，根据垂直同步信号获得帧更新频率，将该帧更新频率除以预设频率以产生极性反转信号；以及步骤S202，响应于所述极性反转信号，将数字视频数据转换成模拟视频数据，其中，该模拟视频数据与所述极性反转信号具有相同的极性反转频率。
其中，所述极性反转信号的极性反转频率为M/N，且M和N为正整数，M≥N，则模拟视频数据S13的极性变换方式为以M帧画面为一个极性反转周期，且在一个极性反转周期的驱动过程中变换驱动电压的极性N次。
根据上述的极性变换方法，当垂直同步信号的帧更新频率依据不同的应用场景由60Hz以上下降到60Hz，或者由60Hz上调至更高以改变液晶面板的刷新率时，本发明可以对应地改变极性反转周期，以将极性反转频率限制在60Hz，从而最大化地降低液晶面板在驱动电压的极性变换过程中所产生的功耗。
综上所述，本发明的液晶面板的极性变换方法和液晶显示器可以通过侦测垂直同步信号的帧更新频率，并根据帧更新频率与预设频率的比值来确定极性变换的方式，从而最大化地降低液晶面板在驱动电压的极性变换过程中所产生的功耗。尤其地，本发明的极性变换方法在以高刷新率显示画面时使得极性变换产生的功耗最小化。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (14)
1.一种液晶面板的极性变换方法，包括：
根据垂直同步信号获得帧更新频率，将该帧更新频率除以预设频率以产生极性反转信号；
响应于所述极性反转信号，将数字视频数据转换成模拟视频数据，
其中，该模拟视频数据与所述极性反转信号具有相同的极性反转频率。
2.根据权利要求1所述的极性变换方法，所述极性反转信号的极性反转频率为M/N，且M和N为正整数，M≥N，
其中，所述模拟视频数据的极性变换方式为以M帧画面为一个极性反转周期，且在一个极性反转周期的驱动过程中变换驱动电压的极性N次。
3.根据权利要求2所述的极性变换方法，其中，所述极性反转频率M/N中的N≥1。
4.根据权利要求2所述的极性变换方法，其中，在每次变换驱动电压的极性过程中所述模拟视频数据为电平绝对值差为固定值但极性正、负相反的模拟视频数据。
5.根据权利要求1所述的极性变换方法，其中，所述模拟视频数据按照帧反转驱动、行反转驱动、列反转驱动或者点反转驱动的方式进行变换。
6.根据权利要求1所述的极性变换方法，其中，所述预设频率为60赫兹。
7.根据权利要求1所述的极性变换方法，其中，所述根据垂直同步信号获得的帧更新频率大于等于60赫兹。
8.一种液晶显示器，包括液晶面板、时序控制电路和源极驱动电路，其中，
所述时序控制电路用于根据垂直同步信号获得帧更新频率，将该帧更新频率除以预设频率以产生极性反转信号，
所述源极驱动电路用于响应于所述极性反转信号，将数字视频数据转换成模拟视频数据，
其中，该模拟视频数据与所述极性反转信号具有相同的极性反转频率。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器，所述极性反转信号的极性反转频率为M/N，且M和N为正整数，M≥N，
其中，所述模拟视频数据的极性变换方式为以M帧画面为一个极性反转周期，且在一个极性反转周期的驱动过程中变换驱动电压的极性N次。
10.根据权利要求9所述的液晶显示器，其中，所述极性反转频率M/N中的N≥1。
11.根据权利要求9所述的液晶显示器，其中，在每次变换驱动电压的极性过程中所述模拟视频数据为电平绝对值差为固定值但极性正、负相反的模拟视频数据。
12.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述模拟视频数据按照帧反转驱动、行反转驱动、列反转驱动或者点反转驱动的方式进行变换。
13.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述预设频率为60赫兹。
14.根据权利要求8所述的液晶显示器，其中，所述根据垂直同步信号获得的帧更新频率大于等于60赫兹。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220104 |
|
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