CN101661719B - 液晶显示器的插黑方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器的插黑方法，用于具有一预定驱动时钟脉冲的液晶显示器，且该液晶显示器具有N条的水平扫描线。该方法首先依据一预定的驱动时钟脉冲，产生一扫描同步信号。在设定一插黑起始扫描线M后，使用该扫描同步信号，依序驱动第一条至第N条扫描线，以显示正常影像画面。随后提供一***画面辅助信号，以在驱动扫描线第一条至第N条扫描线时，依序在第一条至第N条扫描线之间依序驱动第M条、第(M+1)条..第N条、第一条..第(M-1)条扫描线，以***黑色画面。通过本发明的方法，即可不在时钟脉冲频率倍增的状况下，以扫描线***方式做插黑处理，这样即可减少使用该液晶显示器的可携式电子产品耗电。

Description

液晶显示器的插黑方法

技术领域

本发明有关一种液晶显示器的插黑方法，尤指一种扫描线***的液晶显示器的插黑方法。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)主要由薄膜晶体管负责开关排成阵列状的液晶光阀，再配合彩色滤光层提供滤光效果，以实现影像的全彩显示。图1所示为一公知薄膜晶体管液晶显示器10的示意图，该薄膜晶体管液晶显示器10主要包含一液晶显示面板120，及相关的驱动电路，如时序控制电路(Timing Controller，Tcon)100、扫描驱动电路(Scan Driver)102、数据驱动电路(Data Driver)104。如此图所示，该薄膜晶体管液晶显示器10更包含一电压源转换电路106，以将一电源(如市电或电池)的电力转换后，提供共电极参考电压VCOM、Gamma校正参考电压、背光驱动电源及该薄膜晶体管液晶显示器10内其他电路电源。在图1所示的薄膜晶体管液晶显示器10为一240×320的液晶显示器，亦即具有240条由上至下标示为G1、G2、…Gn，…G240的扫描线(Scan Line)及320条由左至右标示为S1、S2、…Sn，…，S320的数据线(Data Line)，但是本发明的适用液晶显示器解析度不以此附图为限。

图2所示为图1所示薄膜晶体管液晶显示器10部分时序信号的示意图，由上至下分别为驱动时钟脉冲CLK、垂直同步信号Vsync、水平同步信号Hsync；由此图可知，垂直同步信号Vsync及水平同步信号Hsync都是依据驱动时钟脉冲CLK而产生，且水平同步信号Hsync频率较低，而垂直同步信号Vsync频率最低。垂直同步信号Vsync控制薄膜晶体管液晶显示器10每一扫描线(G1-G240)，而在任一扫描线导通后，即由水平同步信号Hsync控制数据线(S1-S320)传送对于每一像素(或是子像素)的数据，以实现影像显示。

由于薄膜晶体管液晶显示器的影像显示以数据线影像信号控制对应液晶分子的扭转实现，而液晶分子扭转响应时间有其限制，在动态影像显示时易造成液晶显示器残影问题。为解决此问题，公知解决方式是采用过驱动(Overdrive)方式，配合插黑(Black Insertion，BI)方式，来克服动态影像残影的技术。如美国专利No.6,693,618即公开一种插黑的方式，即将每一帧(frame)，分成显示影像数据的次帧，及显示全黑画面的次帧，借此降低影像显示时间，以改善液晶显示器的残影问题。然而上述的插黑方式须在原帧的时间内完成原帧与插黑帧的显示，必须增加驱动时钟脉冲CLK。增加的驱动时钟脉冲CLK会增加薄膜晶体管液晶显示器10的耗电，因此不利于可携式电子装置实现其用途。再者，公知插黑处理以帧为基础处理，若是原影像帧与插黑帧比例不为1∶1时，会有画面不均匀的问题产生。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可改善公知问题的液晶显示器的插黑方法。根据BFI(Black Frame Insertion)观念，而在设计技术上做改善，主要运用的方法是扫描线***(Line Segment Insertion)技术，以有利于可携式电子装置的薄膜晶体管液晶显示器实现其用途。

为了解决上述问题，本发明提供一种液晶显示器的插黑方法，用于具有一预定驱动时钟脉冲的液晶显示器，且该液晶显示器具有N条水平扫描线。该方法首先依据一预定的驱动时钟脉冲，产生一扫描同步信号。在设定一插黑起始扫描线M后，使用该扫描同步信号，依序驱动第一条至第N条扫描线，以显示正常影像画面。随后提供一***画面辅助信号，以在驱动扫描线第一条至第N条扫描线时，依序在第一条至第N条扫描线之间驱动第M条、第(M+1)条..第N条、第一条..第(M-1)条扫描线，以***黑色画面。

本发明还提供一种液晶显示器的插黑方法，用于具有一预定驱动时钟脉冲的液晶显示器，且该液晶显示器具有多个的水平扫描线，该方法首先依据该预定的驱动时钟脉冲，产生一扫描同步信号；将该多个水平扫描线分成第一群组扫描线及第二群组扫描线；使用该扫描同步信号，依序驱动第一群组扫描线，以显示正常影像画面；提供一***画面辅助信号，以在驱动第一群组扫描线时，依序对于第二群组扫描线***黑色画面。

通过本发明的方法，即可不在时钟脉冲频率倍增的状况下，以扫描线***方式做插黑处理，这样即可减少使用该液晶显示器的可携式电子产品耗电。

为了能更进一步了解本发明为实现预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1所示为一公知薄膜晶体管液晶显示器的示意图；

图2所示为图1所示薄膜晶体管液晶显示器部分时序信号的示意图；

图3为说明依据本发明的液晶显示器的插黑方法示意图；

图4A至图4C为说明渐进式及交错式扫描的插黑示例。

其中，附图标记

薄膜晶体管液晶显示器10        液晶显示面板120

时序控制电路100               扫描驱动电路102

数据驱动电路104               电压源转换电路106

具体实施方式

有关本发明的技术内容，在以下配合参考附图的较佳实施例中，将可清楚的获得说明：

参见图3，为说明依据本发明的液晶显示器的插黑方法示意图。本发明主要是改采用扫描线***(Line Segment Insertion)方式，并增加扫描线***控制信号BL，以在不增加驱动时钟脉冲CLK的状况下改善残影问题。

配合图2，若本发明的液晶显示器的插黑方法应用于附图的薄膜晶体管液晶显示器10时，变更控制方式如图3所示。图3由上至下的曲线分别为旧有的扫描线信号HS、新的扫描线信号HS_new、及***画面辅助信号BL，此图另外说明扫描线信号驱动的顺序(在新的扫描线信号HS_new下方说明)。

依据本发明第一实施例的液晶显示器的插黑方法，其为一渐进式(progressive)且扫描顺序为递增的插黑方法，且包含下列步骤：

(a)依据一预定的驱动时钟脉冲CLK，产生一扫描同步信号HS_new；

(b)设定一插黑起始扫描线Gn；

(c)使用该扫描同步信号HS_new，依序驱动扫描线G1、G2、G3...G240，以显示正常影像画面；

(d)提供一***画面辅助信号，以在驱动扫描线G1、G2、G3...G240时，依序在扫描线G1、G2、G3...G240之间驱动扫描线Gn，Gn+1，...，G240，G1，G2，...G(n-1)，以***黑色画面。

如图4A所示，为当n＝201时扫描线驱动顺序，其中由圆圈圈起的扫描线代表正常画面扫描线，而未由圆圈圈起的扫描线代表插黑画面扫描线。由此图可以看出G1及G2之间***G201的黑色画面，并依次在正常影像画面扫描线开启时间之间***G202-G240的黑色画面，插黑部分在完成最后一条扫描线G240后，再回头到G1-G200的***黑色画面。

如图4B所示，为当n＝101时扫描线驱动顺序，同样地，其中由圆圈圈起的扫描线代表正常画面扫描线，而未由圆圈圈起的扫描线代表插黑画面扫描线。可以看出G1及G2之间***G101的黑色画面，并依次在正常影像画面扫描线开启时间之间***G102-G240的黑色画面，插黑部分在完成最后一条扫描线G240后，再回头到在正常影像画面之间***G1-G100的黑色画面。

换言之，对于***的黑色画面而言，在设定好插黑起始扫描线Gn后，若扫描顺序为递增，则所插黑的扫描线顺序为Gn，G(n+1)..G240，G1，G2..G(n-1)，插黑部分在完成最后一条扫描线G240后再回头到G1-G(n-1)***黑色画面，然后又再从Gn开始依序重复前述的插黑画面动作。

须知上述图4A及图4B所示的实施例为递增且正常画面起始扫描线为G1，但是本发明的方法也可以做种种变化，皆在本发明范围之内。例如扫描线可以依递减方式变化，且正常画面起始扫描线也可为其他扫描线，如G240。

为了更清楚说明，本发明的一个特例是n＝121，亦即将240条扫描线分成2个群组，如图3所示，在第一群组扫描线G1-G(n-1)(亦即G1-G120)之间依序对第二群组扫描线Gn-G240(亦即G121-G240)做插黑处理。因此对于在处理第一个扫描线G1时，由0-T1的区段(第一扫描线区段)为主显示画面的显示区段；而T1-T2的区段(第二瞄线区段)为***黑色画面的显示区段。由此图可知，扫描线G1、G2..并未以倍频驱动，而还是依据旧有的扫描线信号HS频率被驱动。如此图所示的特例中，本发明利用在驱动第一群组扫描线G1-G(n-1)之间，***画面辅助信号BL依次对于第二群组扫描线***黑色画面，以降低残影。再者，在驱动第二群组扫描线Gn-G240的过程之间，利用***画面辅助信号BL依次对于第一群组扫描线***黑色画面，以降低残影。

对本领域技术人员应知本申请的专利范围不被上述实施例所限制，图3所示的第一群组扫描线及第二群组扫描线仅为说明方便，其数目不一定相同。

上述的实施例仅为示例说明，扫描线顺序不一定为完全递增或完全递减方式，可为交错方式。例如图4C所示，可以依序扫描G1、G3、G5...，而在其间对于G2、G4、G6做插黑处理，亦即第一群组扫描线为G1、G3、G5...的奇数条扫描线；而第二群组扫描线为G2，G4，G6...的偶数条扫描线。

下面说明依据本发明的第二较佳具体实例，若面板大小为240x320RGB为例，本较佳具体实例同时考虑渐进式(Progressive)及交错式(Interlace)两种模式：考虑正常画面起始扫描线、考虑正常画面与插黑画面的帧时间长度比例、考虑插黑画面起始扫描线及考虑正常画面与插黑画面的扫描线开启时间比例。

(a)选择扫描模式，可为渐进式(Progressive)/交错式(Interlace)；

(b)选择扫描顺序，可为递增/递减；

(c)选择正常画面与插黑画面的帧时间长度比例，如2∶1；

(d)选择正常画面起始扫描线，例如：G1；

(e)选择插黑画面起始扫描线Gn，以(c)的正常画面与插黑画面的帧时间长度比例2∶1和(d)正常画面起始扫描线G1的为例，则n＝81；

(f)选择正常画面与插黑画面的扫描线开启时间比例T1/(T2-T1)；

(g)选择适当的插黑画面灰阶(Grey Level)，可以在插黑画面时间以下列方式完成：

(g.1)强迫设定方式；如数据驱动电路重置(Source Reset/Source Set)，数据驱动电路接地(Source Ground)，或者设定数据驱动电路为任一灰阶对应的Gamma校正电压值；或是

(g.2)由影像数据总线输入任意灰阶画面或者影像数据等；

(h)选择帧扫描速率(Frame Rate)，以决定驱动时钟脉冲CLK速率，并产生所需的扫描同步信号，例如HS_new，与扫描线开启信号G1，G2，...G240，和数据线驱动信号S1，S2，...S320来驱动显示面板。

在上述的两个扫描实施例中，使用原有的画面扫描频率将扫描线分成两个区段(0-T1，T1-T2)，第一扫描线区段(0-T1)作为主显示画面的扫描线开启时间；第二扫描线区段(T1-T2)为***画面的扫描线开启时间。再者，区段的长度可固定也可以设计为可调整式，区段长度比例和***画面颜色与显示亮度有关，第一扫描线区段跟第二扫描线区段的扫描顺序不一定相同，可以设计为可变，借此可运用于液晶显示器动态显示画面残影的改善，而且使用本发明技术时，通过正常影像画面与插黑画面扫描线开启时间T1/(T2-T1)比例，插黑启始扫描线Gn与顺序选择，及插黑画面灰阶(Grey-level)设定等3种方式，可有效调整亮度。

例如配合图4A及图4B说明，当n＝201时，正常画面与插黑画面的帧时间长度比例是1∶5；当n＝101时，正常画面与插黑画面的帧时间长度比例是1.4∶1；而n＝121时，正常画面与插黑画面的帧时间长度比例是1∶1。

本发明的液晶显示器的插黑方法具有下列优点：

1.改善液晶显示器，动态显示画面的残影与拖尾现象。

2.改善BFI(Black Frame Insertion)使用时须倍频的缺点。

3.低功率耗损。

4.简化BFI(Black Frame Insertion)设计上的复杂性。

5.提升使用此技术时画面亮度的可调性。

6.加速液晶反应时间

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种液晶显示器的插黑方法，用于具有一预定驱动时钟脉冲的液晶显示器，且该液晶显示器具有N条水平扫描线，其特征在于，该方法包含：

(a)依据一预定的驱动时钟脉冲，产生一扫描同步信号；

(b)设定一插黑起始扫描线M；

(c)使用该扫描同步信号，依序驱动第一条至第N条扫描线，以显示正常影像画面；

(d)提供一***画面辅助信号，以在驱动第一条至第N条扫描线时，依序在第一条至第N条扫描线之间驱动第M条、第(M+1)条..第N条、第一条..第(M-1)条扫描线，以***黑色画面及；

(e)选择正常画面与插黑画面的扫描线开启时间比例，其中正常画面与插黑画面的扫描开启时间不同。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，M＝(N/2)+1。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，正常画面与插黑画面的帧时间长度比例为1∶1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含：

在步骤(e)之后，选择插黑画面的灰阶。

5.一种液晶显示器的插黑方法，用于具有一预定驱动时钟脉冲的液晶显示器，且该液晶显示器具有多个的水平扫描线，其特征在于，该方法包含：

(a)依据该预定的驱动时钟脉冲，产生一扫描同步信号；

(b)将该多个水平扫描线分成第一群组扫描线及第二群组扫描线；

(c)使用该扫描同步信号，依序驱动第一群组扫描线，以显示正常影像画面；及

(d)提供一***画面辅助信号，以在驱动第一群组扫描线时，依序对于第二群组扫描线***黑色画面；

(d1)选择正常画面与插黑画面的扫描线开启时间比例，其中正常画面与插黑画面的扫描线开启时间不相同；及

(d2)选择插黑画面的灰阶。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包含： 

(e)使用该扫描同步信号，依序驱动第二群组扫描线；及

(f)提供该***画面辅助信号，以在驱动第二组扫描线显示正常影像画面时，依序对于第一群组扫描线***黑色画面。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，第一群组扫描线为奇数扫描线，第二群组扫描线为偶数扫描线。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，其中步骤(d2)中的选择插黑画面的灰阶步骤，以数据驱动电路重置，数据驱动电路接地或者设定数据驱动电路为任一灰阶对应的Gamma校正电压值实现。

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