TWI433134B - 提高顯示裝置穩定度及對比度的方法 - Google Patents

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Description

提高顯示裝置穩定度及對比度的方法
本案提出一種提高顯示裝置穩定性的方法及一種提昇顯示裝置對比度的方法，特別是一種提高液晶顯示裝置穩定性的方法及一種提昇液晶顯示裝置對比度的方法。
近年來，液晶顯示器的技術突飛猛進，且製造成本亦不斷下降，使得液晶顯示器(LCD)已幾乎完全取代傳統陰極射線管(CRT)在監視器上的市場。並且隨著液晶顯示技術的進步，液晶電視的市場更是快速地成長，而對液晶電視的性能要求也越來越高。液晶電視相較於傳統的CRT電視，具有諸多優點，例如：體積超薄、畫面更大、解析度大幅提高等。然而液晶電視也有其弱點，例如：對比度不如傳統CRT電視，此乃因為液晶電視的背光模組一直點亮，在暗畫面時，液晶本身性質使然，不易將光線完全阻絕，造成些許漏光所致。因此如何提高對比度成為液晶顯示技術亟待突破的重點。
目前現有技術為了提昇對比度，通常依照畫面的整體輝度值的高低，即時調整背光模組的亮度。例如：當所要顯示的畫面的整體輝度值較低時，即時調低背光模組的亮度；當所要顯示的畫面的整體輝度值較高時，則即時調高背光模組的亮度。然而此種方法容易造成畫面閃爍及忽明忽暗的現象，使得人眼觀看時不舒服，進而容易造成視覺疲勞的問題。同時，當快速且頻繁地調整背光模組的亮度，會顯著地減少背光模組的使用壽命。
另一方面，液晶顯示裝置在低溫的環境下啟動時，特別是在較為寒冷的地區，容易發生當機而無法啟動，或畫面出現閃爍不穩，或全白畫面亮度不均等不良的狀況。
為了克服上述問題，發明人經深入研究分析，及多次實驗及改良，提出嶄新的概念與解決方法，證明能有效提昇液晶顯示裝置的對比度，並能解決液晶顯示裝置在低溫的環境下無法啟動，或畫面出現閃爍不穩，或全白畫面亮度不均等的問題，進而大幅改善液晶顯示裝置的顯示品質。
本案提供一種提高一顯示裝置之顯示品質的方法，其包括下列步驟：當該顯示裝置欲啟動時，使該顯示裝置之光源處於一預設亮度持續至少一預設維持時間；以及當連續有複數顯示訊號所欲顯示的畫面的亮度為零且持續了一預設緩衝時間時，則關閉該光源。
[第一實施例]
在本實施例中，顯示裝置(例如：液晶電視)在啟動(例如開機)時，液晶電視中的背光源的驅動單元，其包括變流器(inverter)，會驅動使背光源維持在全亮(即最大亮度)的狀況，至少持續一維持時間，可設定為0.5秒以上，在本實施例中設定為2秒。此作法不但符合液晶面板的起始電壓和時間規格，同時可增加背光源的穩定性，並且可避免特別是在低溫的環境下啟動背光源，容易有變流 器當機、畫面閃爍，或全白畫面亮度不均的問題發生。
請參考第1圖，其為本發明第一實施例之顯示裝置的光源燈管電壓、亮度控制電壓及變流器控制電壓的開機時序示意圖。Ch1為光源燈管電壓，其波型在T1 時間(即維持時間)內為連續模式(continued mode)，之後為叢發模式(burst mode)。Ch2為亮度控制電壓，其在T1 時間(即維持時間)內保持在最大亮度所對應的最大電壓，之後在T2 時間(即調整時間)內，由最大電壓逐漸降低至最小亮度所對應的最小電壓。Ch3為則於變流器控制電壓，其在光源燈管亮的時候，不管是最大亮度或最小亮度，皆保持在開啟(on)電壓。上述的T1 時間(即維持時間)可設定為0.5秒以上，在本實施例中設定為2秒，以達到上一段所描述的功效。當然T1 時間可依實際需求亦可設定為1秒或3秒等，亦達到相同或相近的功效。T2 時間則設定為1秒以上，以防止從高亮度降至低亮度時，可能會有電流波型瞬間掉落(drop)，而產生當機的情況。T2 時間可依實際需求進行適當的調整，皆不脫本發明之精神。
[第二實施例]
在本實施例中，顯示裝置(例如：筆記型電腦)在省電模式下啟動時，筆記型電腦中的背光源的驅動單元，例如是變流器(inverter)，會驅動使背光源維持在全亮(即最大亮度)的狀況，至少持續一維持時間，例如0.5秒以上，在本實施例中設定為2秒。如同第一實施例，此作法不但符合液晶面板的起始電壓和時間規格，同時可增加背光源的穩定性，避免特別是在低溫的環境下啟動背光源，容易有變流器當機、畫面閃爍，或全白畫面亮度不均 的間題發生。
上述第一實施例及第二實施例中的顯示裝置除了可為液晶電視及筆記型電腦外，還可為液晶顯示器、數位相框、電子書或影音播放器等。
上述第一實施例及第二實施例中的背光源為冷陰極燈管(Cold Cathode Fluorescent Lamp,CCFL)，亦可使用其他光源，例如：發光二極體(Light Emitting Diode,LED)等。若使用LED則無須使用變流器來將直流電(DC)轉變為交流電(AC)，因LED使用直流電。當上述第一實施例及第二實施例中的背光源使用LED時，同樣地，驅動單元會驅動並使背光源維持在全亮(即最大亮度)的狀況，至少持續一維持時間，其可設定為0.1秒以上，在上述實施例中則設定為0.5秒或0.5秒以上。
上述實施例中光源的最大亮度為光源電壓啟動時的最大亮度。
[第三實施例]
請參考第2圖，其為本發明第三實施例之顯示裝置的顯示訊號的亮度及光源的亮度之示意圖。
在第2圖中，B1線表示顯示訊號的亮度(即顯示訊號所要顯示的畫面的亮度)，本實施例中顯示訊號的亮度原先為100%，之後顯示訊號所要顯示的畫面亮度逐漸下降至最小亮度(例如在本實施例中為10%)；而B2線表示顯示裝置的背光源亮度，其則保持在最大亮度，直到顯示訊號的亮度降至最小亮度後一段緩衝時間(例如在本實施例中為3秒)，背光源亮度才開始設定為於一調整時間 內例如在本實施例中為9秒)逐漸下降至最小亮度。上述緩衝時間3秒乃設計以避免過於頻繁調整背光源亮度，可延長背光源壽命。上述調整時間9秒乃設計以避免使用者因亮度瞬間變暗，而可能看不清楚畫面。上述緩衝時間及調整時間可依實際需求進行適當的調整，皆不脫本發明之精神。
接下來，顯示訊號所要顯示的畫面亮度進一步降至零亮度，背光源則在另一緩衝時間T3 (可設定為0.5秒以上，在本實施例中設定為5秒)後，完全關閉，意即無電流通入背光源，背光源亮度為零。此時，因為背光源亮度為零，而畫面對比值一般定義為畫面最亮的亮度除以畫面最暗的亮度，所以此時動態對比值(Dynamic Contrast Ratio)可以接近無限大(infinity)。一般傳統液晶顯示裝置(例如液晶電視)，由於背光源永遠點亮，僅靠液晶的旋轉，以作為光閥，來控制光的通過或阻絕，但液晶及偏光膜的光極化狀況的配合無法達到完美無缺，故在全暗的畫面下皆會有漏光的情形發生。例如僅有0.1%的漏光，對比度則為1000：1(=100%/0.1%)；若有0.5%漏光，對比度則更降為200：1(=100%/0.5%)。相對之下，本實施例則可將動態對比值調整至接近無限大，大幅提昇顯示裝置的顯示效能。上述緩衝時間可依實際需求進行適當的調整，皆不脫本發明之精神。
在接下來，當顯示訊號所要顯示的畫面亮度大於零(如圖2所示)或使用者有輸入訊號時，背光源立即點亮，並將此刻亮度調整為最小亮度(例如10%亮度)，以立即顯示出所要顯示的畫面，並可避免因亮度過大而過度刺眼。上述使用者輸入訊號的方式可為使 用者按下遙控器的按鈕或搖桿、移動滑鼠、碰觸到觸控螢幕，或按下鍵盤的按鍵等。上述背光源的最小電流值可設定為1.5至2.5mA之間。
接著介紹本發明之參考例。在本發明第1參考例中提供一種提高一顯示裝置光源的穩定性之方法，其包括下列步驟：提供一顯示裝置，其中該顯示裝置具有該顯示裝置光源；以及當該顯示裝置欲啟動時，使該顯示裝置光源處於一最大亮度持續至少一維持時間。
在本發明第2參考例中，其中如第1參考例中所述之方法中的該維持時間大於1秒。
在本發明第3參考例中，其中如第2參考例中所述之方法中的該該維持時間為2秒。
在本發明第4參考例中，其中如第1參考例中所述之方法中的該顯示裝置為液晶顯示器、液晶電視、數位相框、筆記型電腦、電子書或影音播放器，該顯示裝置設定該顯示裝置光源的最小電流值介於1.5至2.5mA。
在本發明第5參考例中，其中如第1參考例中所述之方法中的該顯示裝置包括一驅動單元，該顯示裝置欲啟動時係指該顯示裝置為關機狀態或處於省電模式而欲啟動時，該驅動單元使該顯示裝置光源點亮並處於一最大亮度持續至少一維持時間，該驅動單元包括一變流器。
在本發明第6參考例中提供一種提昇一顯示裝置畫面對比度的方法，其包括下列步驟：提供一顯示裝置，其中該顯示裝置具 有一光源；持續接收複數顯示訊號；以及當連續有該複數顯示訊號所欲顯示的畫面的亮度為零而持續了一緩衝時間時，關閉該光源。
在本發明第7參考例中，其中如第6參考例中所述之方法中的該緩衝時間大於2秒。
在本發明第8參考例中，其中如第7參考例中所述之方法中的該緩衝時間為5秒。
在本發明第9參考例中，其中如第6參考例中所述之方法更包括下列步驟：當該光源為關閉狀態，且當接收到的該顯示訊號所欲顯示的畫面的亮度大於零時，或當接收到一使用者所輸入的訊號時，點亮該光源至一第一亮度。
在本發明第10參考例中，其中如第9參考例中所述之方法中的該第一亮度為該顯示裝置所設定的最小亮度，該使用者所輸入的訊號來自該使用者按下一遙控器的按鈕、搖動一遙控器的搖桿、移動一滑鼠，碰觸一觸控螢幕，或按下一鍵盤的按鍵，該顯示裝置為液晶顯示器、液晶電視、數位相框、筆記型電腦、電子書或影音播放器，該顯示裝置設定該光源的最小電流值介於1.5至2.5mA。
綜合上述，本發明所提出的提高顯示裝置穩定性的方法，可以避免顯示裝置開機或從省電模式啟動時，違反液晶面板規格、低溫啟動不良、變流器當機、畫面閃爍或全白畫面亮度不均的問題；本發明所提出的提昇顯示裝置對比度的方法，則可提昇動態對比度至接近無限大，大幅提昇顯示裝置的顯示效能。
雖然本發明已將較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做更動與潤飾。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。本案得由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
B1‧‧‧顯示訊號的亮度
B2‧‧‧背光源的亮度
Ch1‧‧‧光源電壓
Ch2‧‧‧亮度控制電壓
Ch3‧‧‧變流器控制電壓
T1 ‧‧‧維持時間
T3 ‧‧‧緩衝時間
T2 ‧‧‧調整時間
第1圖為本發明第一實施例之顯示裝置的光源電壓、亮度控制電壓及變流器控制電壓的開機時序示意圖。
第2圖為本發明第三實施例之顯示裝置的顯示訊號的亮度及光源的亮度之示意圖。
B1‧‧‧顯示訊號的亮度
B2‧‧‧背光源的亮度
T3 ‧‧‧緩衝時間

Claims (9)

  1. 一種提高一顯示裝置之顯示品質的方法，包括下列步驟：當該顯示裝置欲啟動時，使該顯示裝置的一光源處於一預設亮度持續至少一預設維持時間；以及當連續有複數顯示訊號所欲顯示的畫面亮度為零且持續了一預設緩衝時間時，則關閉該光源。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中：當該光源為一冷陰極燈管(CCFL)時，則該預設維持時間大於0.5秒；以及當該光源為一發光二極體(LED)時，則該預設維持時間大於0.1秒，其中，該預設亮度為一預設最大亮度。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中：當該光源為該CCFL時，則該預設維持時間大於或等於2秒；以及當該光源為該LED時，則該預設維持時間大於或等於0.5秒。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該預設亮度為一預設最大亮度，該顯示裝置包括一驅動單元，該驅動單元包括一變流器，該顯示裝置欲啟動時係指該顯示裝置為關機狀態或處於省電模式而欲啟動時，該驅動單元使該顯示裝置之該光源點亮並處於該預設最大亮度持續該預設維持時間，藉以增加該光源的穩定性，從而避免在低溫環境下啟動該光源容易有該變流器 當機、畫面閃爍或全白畫面亮度不均的問題。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該預設緩衝時間大於0.5秒。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中該預設緩衝時間為5秒。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括下列步驟：當該光源為關閉狀態，且當接收到的所述顯示訊號所欲顯示的畫面亮度大於零時，或當接收到一使用者所輸入的訊號時，則將處於關閉狀態的該光源點亮至一第一亮度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該第一亮度為該顯示裝置所設定的最小亮度，該使用者所輸入的訊號來自該使用者按下一遙控器的按鈕、搖動一遙控器的搖桿、移動一滑鼠，碰觸一觸控螢幕，或按下一鍵盤的按鍵，該顯示裝置為液晶顯示器、液晶電視、數位相框、筆記型電腦、電子書或影音播放器，該顯示裝置設定該光源的最小電流值介於1.5至2.5mA。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該顯示裝置的畫面對比度會反應於該光源的關閉而被提昇。
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