專利名稱：液晶顯示器設(shè)備和驅(qū)動液晶顯示器設(shè)備的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液晶顯示器設(shè)備和驅(qū)動液.晶顯示器設(shè)備的方法。
背景技術(shù)：
為了改善液晶顯示器(LCD)設(shè)備的性能，LCD背光尤其被用 來提高所顯示的圖像或視頻信號的亮度。以前己經(jīng)使用了側(cè)背光，但 是近來側(cè)背光已經(jīng)被直下式背光所取代，這是因為直下式背光提高了 較大尺寸的LCD和TV設(shè)備的亮度。
可用掃描背光來替代連續(xù)式背光以改善LCD設(shè)備的畫面質(zhì)量。 通過掃描背光，由LCD面板的采樣和保持效應(yīng)導(dǎo)致的運動偽影可被 減弱。背光式LCD背光可包括熒光燈類的冷陰極熒光燈CCFL或熱 陰極熒光燈HCFL。通常， 一些熒光燈被水平布置，其中，每一只燈 均照亮其前面的區(qū)域。這樣的一只燈的光也可以用來照亮距離更遠(yuǎn)的 區(qū)域。如果所有的燈同時點亮，則可以得到均勻照明的背光。然而， 可通過以時序方式點亮熒光來獲得掃描背光。為了啟動掃描背光，各 個燈都必須被單獨控制，例如，通過分開的驅(qū)動器和對每個燈的亮度 控制進行控制。為了避免由熒光燈發(fā)射的光的散射，可在燈之間提供
圖9示出了現(xiàn)有技術(shù)的LCD顯示器的背光單元的示意圖。所述 背光包括七排彩色發(fā)光二極管LED,即，在背光的行中布置紅色LED RLED、綠色LEDGLED、和藍色LEDBLED。為背光的每一行或每 一水平帶提供一個控制裝置?？赏ㄟ^0D、 1D、 2D變暗和變亮而提 高背光的對比度。優(yōu)選的是，具有飽和色彩的LED被用于支持寬色 域。而且，LED是無汞產(chǎn)品，因此是環(huán)境友好的光源。
由布置在行或帶中的發(fā)光裝置發(fā)出的光可被混合以獲得具有期 望的色溫(例如，9000K)的白光。為了實現(xiàn)該目的，當(dāng)色彩R、 G、B具有不同的電流設(shè)置和亮度效率時，需要為色彩R、 G、 B的每一
個提供一個驅(qū)動器。
掃描背光的優(yōu)點是，這樣的掃描背光可使得任何運動圖像能夠
在由掃描背光背面照明的LCD面板上頻閃曝光，從而改善了 LCD顯 示器的運動表現(xiàn)力。
由掃描背光的50或60Hz的標(biāo)稱幀速率所導(dǎo)致的亮物體的可察 覺閃爍主要是由該亮物體的實際亮度和尺寸決定的。為了消除這些閃 爍或偽影，背光的掃描頻率可被翻倍為IOO或120Hz，即，使用基于 雙脈沖的掃描背光來提高運動表現(xiàn)力。具有100或120Hz幀速率的 掃描背光是人眼不可見的，從而圖像閃爍不會再被察覺。然而，由于 掃描背光的雙脈沖驅(qū)動，導(dǎo)致在運動物體上會出現(xiàn)雙邊沿。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種具有雙脈沖掃描背光的LCD顯 示器設(shè)備，以及用于驅(qū)動改善了運動表現(xiàn)力并降低了閃爍的LCD顯 示器設(shè)備的方法。
通過權(quán)利要求1的液晶顯示器設(shè)備和根據(jù)權(quán)利要求6的驅(qū)動液 晶顯示器設(shè)備的方法來實現(xiàn)該目的。
因此，提供一種液晶顯示器設(shè)備，其包括用來顯示圖像或視頻 信號的液晶顯示面板。而且，顯示器設(shè)備包括雙脈沖掃描背光裝置， 該雙脈沖掃描背光裝置具有多個排列成行的紅色的、綠色的、和藍色 的彩色發(fā)光二極管，以基于雙脈沖掃描來從背面照亮液晶顯示面板。 而且，提供了雙脈沖掃描控制裝置來控制背光裝置的多個彩色發(fā)光二 極管的時序雙脈沖掃描，并且驅(qū)動多個彩色發(fā)光二極管的時序雙脈沖 掃描。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，控制裝置在掃描時間周期內(nèi)用主脈沖 和次脈沖驅(qū)動多個彩色發(fā)光二極管。紅色、綠色、和藍色發(fā)光二極管 的占空比在主脈沖期間彼此對應(yīng)，而紅色、綠色、和藍色發(fā)光二極管 的占空比在次脈沖期間可能彼此不同。因此，可實現(xiàn)主脈沖的銳利且 明亮的第一曝光，而次脈沖可被用于彩色模糊。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，次脈沖具有共同的中心，從而可針對 脈沖的兩個邊沿對稱地驅(qū)動彩色模糊。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在次脈沖期間的藍色發(fā)光二極管的占 空比比在次脈沖期間的紅色或綠色發(fā)光二極管的占空比長。藍色發(fā)光 二極管的光量小于紅色或綠色發(fā)光二極管的光量。由于藍色僅對亮度 做出有限的貢獻，所以可減少藍色發(fā)光二極管的光量。
.本發(fā)明還涉及一種驅(qū)動液晶顯示器設(shè)備的方法，該液晶顯示器 設(shè)備具有液晶顯示面板和雙脈沖掃描背光裝置。該背光裝置包括多個
排列成行并且用于從背面照亮液晶顯示面板的紅色、綠色、和藍色發(fā) 光二極管。對背光裝置的多個彩色發(fā)光二極管的時序雙脈沖掃描進行
控制。驅(qū)動多個彩色發(fā)光二極管的時序雙脈沖掃描。
本發(fā)明涉及對彩色光LCD顯示器設(shè)備的掃描背光裝置的LED 占空比進行獨立控制的思想?；谑沟媚軌蛟谧罴堰\動表現(xiàn)力與最佳 閃爍減弱二者間進行折中的雙脈沖掃描來執(zhí)行對背光的掃描。這種折 中取決于顯示在LCD面板上的任何物體的亮度、銳度、和運動。掃 描背光的光量可能像非掃描背光的光量一樣高，這是因為短周期內(nèi)需 要的光量可能更高。而且，紅色、綠色、和藍色的占空比被單獨地控 制。當(dāng)藍色對亮度的貢獻比綠色和紅色對亮度的貢獻小時，藍色LED 以較長的占空比來工作。因此，由于藍色LED具有較長的占空比的 事實，所以藍色的光量可以少于綠色光量。可在紅色光量和綠色光量 之間選擇紅色的光量和占空比。在雙脈沖掃描期間，當(dāng)液晶材料被放 置到其新位置時，選擇主光脈沖以提供銳利的主圖像。另一方面，當(dāng) LCD材料處在相變狀態(tài)下時，選擇次脈沖以在LCD面板上創(chuàng)建模糊 的次圖像。
根據(jù)本發(fā)明，針對掃描脈沖的兩個邊沿對稱地驅(qū)動彩色模糊， 并且所有彩色的模糊可被移位到雙脈沖掃描的次脈沖以提高運動表 現(xiàn)力。當(dāng)藍色LED和紅色LED的占空比提高時，需要更少的藍色 LED和紅色LED,從而LCD設(shè)備的掃描背光裝置的成本降低。而且， 通過本發(fā)明的LCD顯示器設(shè)備，提供了無閃爍掃描背光。
現(xiàn)在將參照附圖更詳細(xì)地描述本申請的優(yōu)點和實施例。


圖1示出了根據(jù)第一實施例的LCD設(shè)備的示意圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的背光設(shè)備的背光亮度特性的示例；
圖3示出了單脈沖掃描背光的視圖4示出了根據(jù)第二實施例的雙脈沖掃描背光的視圖； 圖5示出了根據(jù)第三實施例的雙脈沖掃描背光的視圖； 圖6示出了根據(jù)第四實施例的雙脈沖掃描背光的視圖； .圖7示出了根據(jù)第五實施例的雙脈沖掃描背光的視圖； 圖8示出了根據(jù)第六實施例的雙脈沖掃描背光的視圖； 圖9示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的LCD設(shè)備的背光的視圖。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的液晶顯示器設(shè)備的基本示
意圖。液晶顯示器設(shè)備包括LCD顯示面板LCDP，可選地包括視頻 處理單元VP、背光裝置BL、和用來控制背光裝置BL的控制裝置 CM。背光裝置BL包括多個彩色發(fā)光器件LED，即，綠色LED GLED、 紅色LED RLED、和藍色LED BLED。這些LED被布置成行或水平 帶。盡管圖1僅示出三行LED，但是背光裝置BL可包括多于僅僅三 行LED。每一行LED或每一條水平帶的LED均由用于紅色的控制單 元RCU、用于綠色的控制單元GCU和用于藍色的控制單元BCU進 行驅(qū)動。換言之，控制單元RCU、 GCU、和BCU被分配給每一行 LED來控制該行的彩色LED。 LCD面板LCDP被用于顯示來自內(nèi)部 或外部視頻處理單元VP的圖像和視頻信號，而LCD面板LCDP被 背光裝置BL從背面照亮。
每一行LED的色彩控制單元RCU、 GCU、禾n BCU控制LED行 中的彩色LED的設(shè)置，以實現(xiàn)全局白點設(shè)置?？赏ㄟ^相應(yīng)地設(shè)置LED 行中的獨立的彩色LEDRLED、 BLED、和GLED的亮度比來實現(xiàn)所 述全局白點設(shè)置。通過選擇各個LED行的亮度比，可實現(xiàn)全局亮度 級。為了實現(xiàn)垂直均勻性，LED行中的LED被單獨尋址以調(diào)節(jié)色彩及其亮度。當(dāng)可由色彩控制單元獨立地對LED行進行尋址時，可在 LCD面板被尋址時在同一方向提供掃描背光。另外，掃描背光可被 打開和關(guān)閉。通過控制色彩控制單元，如果LED行中的LED被尋址 并以比相應(yīng)的尋址速率高的速率被獨立地驅(qū)動，則可實現(xiàn)1D分段雙 脈沖。如果需要1D變暗，則可縮短LED行中的獨立的LED的占空 比。而且，通過以高功率驅(qū)動LED行中的LED，如果背光的溫度在 預(yù)定范圍內(nèi)，則可實現(xiàn)1D變亮。而且，當(dāng)LED行中的LED可被獨 立地尋址并針對其占空比及其功率而被驅(qū)動時，可針對每一幀周期確 定LED的最佳設(shè)置。
如果需要1D變暗操作，根據(jù)LED行的垂直亮度特性和LED行 的計算出的變暗因數(shù)來對視頻處理單元V P中的視頻數(shù)據(jù)的調(diào)偉ij進行 內(nèi)插。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的背光設(shè)備的背光亮度特性的示例。在 圖2中，示出了三種不同的背光亮度特性，即，a)針對銳利分段的 中心分段，b)在平滑分段上進行的中心分段，和c)在平滑分段上進行 的底分段。在圖2的左側(cè)，示出了各個分段，而在圖2右側(cè)示出了針 對位置的亮度特性的視圖。換言之，通過采用中心分段或底分段，可 實現(xiàn)作為平滑的或銳利的亮度特性的期望的分段。
圖3示出了針對單脈沖掃描背光的R、 G、和B亞像素的光輸出 的視圖。在上圖中，針對綠色G、紅色R和藍色B亞像素來描述光 輸出L與時間t的關(guān)系。單脈沖掃描的時間周期是T。在下方圖中示 出了與上方圖中對紅色、綠色、和藍色像素進行的掃描相對應(yīng)的針對 時間軸顯示的液晶單元的響應(yīng)LCR。尤其，以針對每一亞像素的單 獨的占空比來描述R、 G、和B亞像素的光輸出L。通過上述白點設(shè) 置來確定R、 G、和B亞像素的特定占空比。因此，綠色G亞像素具 有最短的占空比，而藍色B亞像素具有最長的占空比。優(yōu)選的是， 紅色R、綠色G、和藍色B亞像素的脈沖被對準(zhǔn)，從而全部三個亞像 素的光輸出L在ti是活躍的，t!正好在為視頻數(shù)據(jù)的即將到來的幀對 液晶單元進行尋址的t2之前，即，紅色R、綠色G、和藍色B亞像 素被對準(zhǔn)到液晶材料被以最佳方式安置的時刻(t,)。換言之，對單脈沖掃描背光進行最優(yōu)化以在己經(jīng)布置了液晶材料的時間點^提供 LCD面板的最佳曝光。另一方面，當(dāng)運動物體可能包括物體的不同 邊沿上的不同運動模糊時，這樣的驅(qū)動方案對于運動物體可能是不利 的。尤其，暗到亮邊沿將會非常銳利，而亮到暗邊沿可能具有某種彩 色模糊。
圖4示出了根據(jù)第二實施例的雙脈沖掃描背光的R、 G、和B亞 像素的光輸出L的視圖。與圖3所示的僅一個掃描脈沖不同，圖4 的雙脈沖掃描背光在一個周期T內(nèi)的t！和t3分別具有主脈沖P和次 脈沖S。因此，主脈沖P將包括主綠色脈沖PG和主紅色脈沖PR和 主藍色脈沖PB，而次脈沖S將包括次綠色脈沖SG、次紅色脈沖SR、 和次藍色脈沖SB。優(yōu)選的是，在ti對準(zhǔn)主脈沖PG、 PR、禾卩PB，艮P， 緊接在由與以最優(yōu)方式布置液晶單元的時刻相對應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)的下 一幀對LCD面板的液晶單元進行尋址之前。另一方面，在兩個后來 的主脈沖P的中間對準(zhǔn)次脈沖SG、 SR、和SB，即，在t3抑制任何 出現(xiàn)的閃爍。
通過根據(jù)第二實施例的雙脈沖掃描背光，對于已經(jīng)安置了液晶 材料的情況下，實現(xiàn)了 LCD面板的最優(yōu)曝光。然而，如上所述，運 動物體可包括物體的不同邊沿上的模糊的不同運動。
圖5示出了根據(jù)第三實施例的雙脈沖掃描背光的視圖。在此， 雙脈沖掃描的主脈沖P和次脈沖S的紅色R、綠色G、和藍色B脈 沖在各個脈沖的中心對準(zhǔn)，即，分別在t4，ts對準(zhǔn)。因此，通過這 種對準(zhǔn)，現(xiàn)在物體的不同邊沿上的模糊是對稱的。
圖6示出了根據(jù)第四實施例的雙脈沖掃描背光的主脈沖和次脈 沖的視圖。這里，紅色R、綠色G、和藍色B亞像素的占空比彼此對 應(yīng)，以允許進行主脈沖的明亮且銳利的曝光，其中，占空比中心在 U對準(zhǔn)。紅色R、綠色G、和藍色B亞像素對于次脈沖是不同的，并 且紅色R、綠色G、和藍色B脈沖的中心在t5對準(zhǔn)，如根據(jù)第三實 施例所述。通過為次脈沖SG、 SR、和SB提供不同的占空比以及通 過在ts對準(zhǔn)次亞像素的中心，模糊的曝光可由次脈沖實現(xiàn)。當(dāng)彩色 的模糊由次脈沖實現(xiàn)時，由于進行跟蹤的眼睛鎖定銳利曝光的圖像，小的位置。
因此，根據(jù)第四實施例，第一主脈沖P是具有相等或相應(yīng)占空 比的明亮且銳利的脈沖，而次脈沖S包括不同的占空比并且次脈沖 的中心(在例如U)對準(zhǔn)。當(dāng)不需要專門的或額外的切換時，根據(jù)第
四實施例的雙脈沖掃描將不會為LCD設(shè)備增加任何額外成本。
紅色R、綠色G、和藍色B LED的主脈沖PG、 PR、和PB可以 以它們的最大亮度但是以中心位于例如t4的相同的相位和相同的占 空比被驅(qū)動。因此，主脈沖的亮度可在標(biāo)稱幀速率下引入圖像閃爍。 該圖像閃爍可由次脈沖的亮度補償。這里，當(dāng)頻譜連續(xù)的顯示器也以 該場速率運行時，兩個脈沖的色彩的不同是不重要的。優(yōu)選的是，主 脈沖P的占空比被選擇，從而亮度的基帶分量與次脈沖的紅色R、綠 色G、和藍色B亮度的基帶分量的和相對應(yīng)，從而在屏幕性能的正 面不存在可見的圖像閃爍。
圖7示出了根據(jù)第五實施例的雙脈沖掃描背光的視圖。根據(jù)第 五實施例，藍色LED的光量被降低例如50%，即，藍色LED的成本 被降低50%。根據(jù)第五實施例的綠色和紅色的主脈沖和次脈沖與根 據(jù)第四實施例的綠色和紅色的主脈沖和次脈沖相對應(yīng)。如果藍色LED 的光量從級SBX降低到級SBY，則次藍色脈沖SB的占空比必須提 高。根據(jù)第五實施例，主脈沖PG、 PR、和PB保證了明亮且銳利的 背光，即使主藍色脈沖PB被降低從而主脈沖僅具有其初始亮度的 95%。占空比彼此對應(yīng)。次脈沖保證了具有額外的5%亮度增加的模 糊地曝光。因此，脈沖間的色彩調(diào)制會增加。而且，藍色有一些額外 的對圖像性能影響最小的模糊，其位于位置t5。當(dāng)人眼對藍色的空間 和時間分辨率不太敏感時，藍色中的額外模糊的不同很難被人眼注意 到。
如第四實施例那樣，根據(jù)第五實施例的雙脈沖掃描背光不需要 任何特殊的切換，從而不會導(dǎo)致額外的成本。
圖8示出了根據(jù)第六實施例的雙脈沖掃描背光的視圖。根據(jù)第 六實施例的視圖基本上對應(yīng)于根據(jù)與標(biāo)稱的雙脈沖SG1、 SR1、 SB1; PG1、 PR1、和PB1相關(guān)的第五實施例的視圖。如果需要對背光進行額外的變暗，可對亞像素的占空比進行調(diào)制以減少所產(chǎn)生的光量，這 導(dǎo)致黑電平降低，并且導(dǎo)致了產(chǎn)生較大的對比度，同時降低了功耗。
上述液晶顯示器設(shè)備可被用在LCD-TV或任何其它包括具有不 同的色彩分量的掃描背光的多媒體顯示器中。根據(jù)本發(fā)明，掃描LCD 背光的彩色的LED分段的占空比被控制，以改善最佳運動表現(xiàn)力而 不會導(dǎo)致能被察覺的閃爍?？赏ㄟ^掃描背光來實現(xiàn)LCD面板上的運 動圖像的頻閃曝光，從而改善了運動表現(xiàn)力。優(yōu)選的是，使用雙脈沖 掃描，其中，主光脈沖被用于給出銳利和明亮的曝光，而次脈沖被用 于給出平滑曝光，以在LCD面板上產(chǎn)生模糊的次圖像。通過針對兩 個邊沿對稱地驅(qū)動彩色的模糊，可提高運動表現(xiàn)力。通過將所有的彩 色的模糊移位到次脈沖，可進一步提高運動表現(xiàn)力。當(dāng)選擇了藍色以 及可能的紅色的較長占空比時，可降低成本。
應(yīng)該注意到，上述實施例示出而非限制了本發(fā)明，并且本領(lǐng)域 技術(shù)人員能夠在不偏離所附權(quán)利要求的范圍的情況下設(shè)計很多替代 實施例。在這些權(quán)利要求中，括號內(nèi)的任意標(biāo)號將不被理解為限制該 權(quán)利要求。詞"包括"不排除在權(quán)利要求所列出的哪些元件或步驟以 外存在其它元件或步驟。元件之前的詞"一個"不排除存在多個這樣 的元件。在列出了借個裝置的設(shè)備權(quán)利要求中，這些裝置中的幾個可 由 一 個硬件和相同的項目實現(xiàn)。在互不相同的從屬權(quán)利要求中引用的 某些措施不表示這些措施的組合不能被用于獲取優(yōu)點。
而且，權(quán)利要求中的任何標(biāo)號不應(yīng)該被理解為限制該權(quán)利要求。
權(quán)利要求
1.一種液晶顯示器設(shè)備，其包括液晶顯示面板(LCDP)，用于顯示圖像或視頻信號；雙脈沖掃描背光裝置(BL)，該雙脈沖掃描背光裝置具有多個排列成行的紅色的、綠色的、和藍色的彩色發(fā)光二極管(RLED，GLED，BLED)，以基于雙脈沖掃描來從背面照亮液晶顯示面板(LCDP)；以及雙脈沖掃描控制裝置(CM)，用于控制所述雙脈沖掃背光裝置(BL)的多個彩色發(fā)光二極管(RLED，GLED，BLED)的時序雙脈沖掃描，并且用于驅(qū)動多個彩色發(fā)光二極管(RLED，GLED，BLED)的時序雙脈沖掃描。
2. 如權(quán)利要求1所述的液晶顯示器設(shè)備，其中 雙脈沖掃描控制裝置(CM)在掃描時間周期內(nèi)用主脈沖(P)和次脈沖(S)驅(qū)動多個彩色發(fā)光二極管，其中，紅色、綠色、和藍色發(fā)光二極管(RLED， GLED， BLED) 的占空比針對主脈沖(P)彼此對應(yīng)，其中，紅色、綠色、和藍色發(fā)光二極管(RLED， GLED， BLED) 的占空比針對次脈沖(S)可彼此不同。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的液晶顯示器設(shè)備，其中次脈沖(S)的發(fā)光二極管(RLED， GLED， BLED)的占空比 具有共同的中心。
4. 如權(quán)利要求1至3任一項所述的液晶顯示器設(shè)備，其中 在次脈沖(S)期間的藍色發(fā)光二極管(BLED)的占空比比在次脈沖期間的紅色或綠色發(fā)光二極管(RLED， GLED)的占空比長， 其中，藍色發(fā)光二極管(BLED)的光量小于紅色或綠色發(fā)光二 極管(RLED， GLED)的光量。
5. 如權(quán)利要求1至4任一項所述的液晶顯示器設(shè)備，其中 雙脈沖掃描控制裝置(CM)被用于通過在主脈沖(P)和次脈沖(S)期間降低彩色發(fā)光二極管(RLED， GLED， BLED)的占空 比，來使得雙脈沖掃描背光裝置(BL)的光輸出變暗。
6. —種驅(qū)動液晶顯示器設(shè)備的方法，該液晶顯示器設(shè)備具有用 于顯示圖像或視頻信號的液晶顯示面板和雙脈沖掃描背光裝置(BL)，該雙脈沖掃描背光裝置(BL)包括多個排列成行的紅色、 綠色、和藍色發(fā)光二極管，用于從背面照亮液晶顯示面板，該方法包 括以下步驟-對雙脈沖掃描背光裝置(BL)的多個彩色發(fā)光二極管的時序雙 脈沖掃描進行控制，以及驅(qū)動所述多個彩色發(fā)光二極管的時序雙脈沖掃描。
全文摘要
本發(fā)明提供一種液晶顯示器設(shè)備，其包括液晶顯示面板(LCDP)，用于顯示圖像或視頻信號。顯示器設(shè)備還包括雙脈沖掃描背光裝置(BL)，該雙脈沖掃描背光裝置具有多個排列成行的紅色的、綠色的、和藍色的彩色發(fā)光二極管(RLED，GLED，BLED)，以基于雙脈沖掃描來從背面照亮液晶顯示面板(LCDP)。而且，提供雙脈沖掃描控制裝置(CM)，用于控制所述雙脈沖掃背光裝置(BL)的多個彩色發(fā)光二極管(RLED，GLED，BLED)的時序雙脈沖掃描，并且用于驅(qū)動多個彩色發(fā)光二極管(RLED，GLED，BLED)的時序雙脈沖掃描。
文檔編號G09G3/34GK101553859SQ200780045616
公開日2009年10月7日 申請日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者彼得魯斯·M·德格雷夫 申請人:Nxp股份有限公司