專利名稱：液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明相關(guān)于一種液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，尤指一種能改善動態(tài)模糊的液晶顯 示器背光模組的驅(qū)動方法。
背景技術(shù)：
液晶顯示器(Liquid Crystal Display, LCD)具有外型輕薄、耗電量少以及無輻
射污染等特性，已被廣泛地應(yīng)用在電腦系統(tǒng)、行動電話、個人數(shù)位助理(personaldigital
assistant, PDA)等資訊產(chǎn)品上。液晶顯示器是利用改變液晶的旋轉(zhuǎn)來控制光線的穿透量，
以顯示不同亮度的灰階。相較于陰極射線管(cathode ray tube, CRT)顯示器使用脈沖
式(impulse-type)的顯示方式，液晶顯示器則是使用電壓連續(xù)保持(hold-type)的驅(qū) 動方式。由于液晶旋轉(zhuǎn)為連續(xù)變化，因此在動畫表現(xiàn)的反應(yīng)速度上較陰極射線管顯示器慢， 所以液晶顯示器在顯示移動物體時畫面容易產(chǎn)生動態(tài)模糊(motionblur)的5ft象。為了解
決動態(tài)模糊的問題， 一般會在液晶顯示器中使用插黑(black insertion)技術(shù)來模擬陰
極射線管顯示器的顯示方式。
在已知資料插黑技術(shù)中，液晶顯示器的背光模組是采用整面式點亮的背光源，利用驅(qū)動
電路來改變資料量以加入黑畫面，亦即在相鄰圖框(frame)之間定期地插入灰階值為0或
相對較低灰階值的子圖框。在背光模組持續(xù)點亮的情況下，由于液晶反應(yīng)時間慢，資料插黑 技術(shù)僅能稍許改善動態(tài)模糊的問題，并且會衍生出畫面閃爍和亮度不足等問題。同時，大尺 寸的液晶顯示器上使用資料插黑技術(shù)時，很可能會因資料線的信號傳送路徑太長，而產(chǎn)生電
磁干擾(EMI)或信號衰退等問題。
在已知閃爍背光源(blanking'backlight)插黑技術(shù)中，液晶顯示器的背光模組是 采用整面閃爍背光源，在不改變資料量的情形下，以關(guān)閉背光源的方式來加入黑畫面。閃爍 背光源插黑技術(shù)能改善動態(tài)模糊的問題，但會衍生出畫面閃爍、鬼影(ghost image)現(xiàn)象 和亮度不足等問題。
在已知掃描式背光源(scanning backlight)插黑技術(shù)中，液晶顯示器的背光模組 是采用部分閃爍背光源，在不改變資料量的情形下，以關(guān)閉部份背光源的方式來加入黑畫面。
4由于背光源改為循序掃描的方式和液晶的資料量同步掃描，待液晶達成穩(wěn)態(tài)時再用相對應(yīng)的 區(qū)塊背光源來點亮，因此能改善動態(tài)模糊、畫面閃爍、鬼影現(xiàn)象等問題，但仍會有輕微的畫 面閃爍和亮度不足等問題。
請參考圖1，圖1的波形圖說明了先前技術(shù)中一掃描式背光模組的運作。在圖1中，Sl
代表背光源的掃描信號，D為信號S1的責任周期(duty cycle) ， T為信號Sl的周期。
信號工L表示背光源的操作電流，信號LS表示背光源的亮度，Tr為亮度上升時間，Tf為亮
度下降時間。信號Sl用來控制背光源的開啟及關(guān)閉，而背光源開啟及關(guān)閉的時間比則由責
任周期D所決定。當信號S1開啟背光源時，燈管需要經(jīng)過時間Tr才能到達穩(wěn)定的亮度；當
信號S1關(guān)閉背光源時，燈管需要經(jīng)過時間Tf才能完全的暗下來。 一般通常使用螢光燈管來
作為液晶顯示器的背光源，例如熱P月極螢光燈管(hot cathode fluorescent lamp, HCFL)
及冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)，其光線反應(yīng)速度較
慢。以冷陰極螢光燈管為例，其光啟動時間(相對亮度10%上升至90%)和光衰減時間各
約3毫秒，由于燈管達到穩(wěn)態(tài)的時間較長，使得改善動態(tài)模糊的效果受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，該方法能縮短背光源燈管的亮度上升 時間和下降時間，有利于大幅改善動態(tài)模糊。
本發(fā)明的方法是這樣實現(xiàn)的在一第一預定期間內(nèi)提供具固定值的一第一操作電流以將 一背光源亮度由一第一亮度調(diào)至一第二亮度；以及當該背光源的亮度達到該第二亮度后，在 一第二預定期間內(nèi)提供具脈沖形式的一第二操作電流至該背光源。
本發(fā)明的顯著優(yōu)點是設(shè)計合理，構(gòu)思巧妙，能縮短背光源燈管的亮度上升時間和下降時 間，有利于大幅改善動態(tài)模糊。


圖1為先前技術(shù)中一掃描式背光模組運作時的波形圖。 圖2為本發(fā)明第一實施例中一種掃描式背光模組驅(qū)動方法的時序圖。 圖3為本發(fā)明第二實施例中一種掃描式背光模組驅(qū)動方法的時序圖。 圖4為本發(fā)明第三實施例中一種掃描式背光模組驅(qū)動方法的時序圖。主要元件符號說明
Sl掃描信號
工L操作電流
TON—R、 TON一F開啟時間 TOFT_R、 TOFF一F關(guān)閉時間 Tr亮度上升時間 Tf亮度下降時間 D責任周期
T、 TON、 TOFF、 T1 T4周期
Xr、 Yr、 Xf、 Yf、 LS亮度
具體實施例方式
在說明書及后續(xù)的申請專利范圍當中使用了某些詞匯來指稱特定的元件。所屬領(lǐng)域中具有通 常知識者應(yīng)可理解，制造商可能會用不同的名詞來稱呼同樣的元件。本說明書及后續(xù)的申請 專利范圍并不以名稱的差異來作為區(qū)別元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區(qū)別 的基準。在通篇說明書當中所提及的「包含j是為一開放式的用語，故應(yīng)解釋成「包含但不 限定于」。
相較于先前技術(shù)使用固定責任周期的掃描信號Sl，本發(fā)明依據(jù)掃描式背光模組燈管的亮 度特性來調(diào)整掃描信號，在背光模組燈管開啟一段時間后，本發(fā)明會依一預定頻率來交錯地 關(guān)閉和開啟背光模組燈管。請參考圖2，圖2為本發(fā)明第一實施例中一種掃描式背光模組驅(qū)
動方法的時序圖。在圖2中Sl代表背光源的掃描信號，信號IL表示背光源的操作電流，而
信號LS表示背光源的亮度。由圖1和圖2中燈管亮度的特性曲線可知，信號Sl的周期T
包含一開啟周期TON和一關(guān)閉周期TOFF，在每一開啟周期TON內(nèi)，信號LS的波型各包含
一快速反應(yīng)周期T1及一慢速反應(yīng)周期T2。開啟周期TON起始時，背光模組的燈管處于快速
反應(yīng)周期Tl內(nèi)，此時光線反應(yīng)速度較快，背光模組燈管亮度會快速地上升；在開啟一段時
間后，背光模組的燈管進入慢速反應(yīng)周期T2，此時光線反應(yīng)速度變慢，背光模組燈管亮度會緩慢地上升。在慢速反應(yīng)周期T2時，背光模組燈管亮度提升有限，卻大幅拉長達到穩(wěn)態(tài)所 需的亮度上升時間Tr。
因此，針對背光模組燈管的開啟周期TON，本發(fā)明第一實施例在快速反應(yīng)周期Tl時以 具固定高電位的掃描信號Sl來驅(qū)動fe描式背光模組，在慢速反應(yīng)周期T2時改以脈沖形式的 掃描信號S1來驅(qū)動掃描式背光模組。在快速反應(yīng)周期T1時，掃描信號S1的開啟時間同樣 由Tl來表示;在慢速反應(yīng)周期T2時，脈沖掃描信號Sl的開啟時間和關(guān)閉時間分別由TON—R 和TOFF—R來表示。如圖2所示，背光模組燈管在快速反應(yīng)周期T1內(nèi)呈開啟，因此能快速 地提升Xr至一預定亮度。進入慢速反應(yīng)周期T2后，脈沖形式的掃描信號Sl首先關(guān)閉燈管， 此時燈管亮度會由預定亮度逐漸遞減，在經(jīng)過TOFF—R后衰減幅度為Yr。為了不讓燈管亮度 偏離預定值過大，脈沖形式的掃描信號Sl會再次開啟燈管，此時燈管亮度會逐漸遞增，在 經(jīng)過TON—R后重新達到預定亮度。
本發(fā)明第一實施例可依據(jù)燈管特性和操作條件來決定燈管開啟時間TON一R、 Tl和關(guān)閉
時間TOFF一R。舉例來說，若希望將亮度上升時間縮短至T1，依據(jù)光反應(yīng)速率可得知達到預
定亮度所需的Xr值。同時，在T1后的穩(wěn)態(tài)期間希望信號LS的波型震蕩幅度小于1/10，
亦即Yr/Xr<l/10，因此開啟時間TON—R和關(guān)閉時間TOFF—R皆不能大于Tl/10。本發(fā)明
第一實施例可將脈沖形式的掃描信號Sl每一關(guān)閉時間TOFF一R皆設(shè)為Tl/10。另一方面，
若考慮燈管特性中粒子衰變(particle decay)的非線性變化，則可加入一特性參數(shù)P，
將脈沖形式的掃描信號Sl每一關(guān)閉時間TOFF一R逐漸減少，例如在Tl后第一次關(guān)閉時間為
Tl/(10-4P/5)，第二次關(guān)閉時間為T1/(10-3P/5)，...，依此類推。本發(fā)明第一實施例針
對燈管的特性來調(diào)整掃描信號Sl，在快速反應(yīng)周期Tl時以具固定高電位的掃描信號Sl來
驅(qū)動掃描式背光模組，大幅縮短光線特性曲線的上升時間；在慢速反應(yīng)周期T2時改以脈沖
形式的掃描信號Sl .來驅(qū)動掃描式背光模組，使得光線特性曲線能維持在預定亮度，因此能 大幅改善動態(tài)模糊請參考圖3，圖3為本發(fā)明第二實施例中一種掃齒式背光模組驅(qū)動方法的時序圖。在第
3圖中Sl代表背光源的掃描信號，信號IL表示背光源的操作電流，而信號LS表示背光源
的亮度。由圖l和圖3中燈管亮度的特性曲線可知，信號Sl的周期T包含一開啟周期TON
和一關(guān)閉周期TOFT，在每一關(guān)閉周期TOFT內(nèi)，信號LS的波型各包含一快速反應(yīng)周期T3
及一慢速反應(yīng)周期T4。關(guān)閉周期TOFF起始時，背光模組的燈管處于快速反應(yīng)周期T3內(nèi)， 此時光線反應(yīng)速度較快，背光模組燈管亮度可快速地下降；在關(guān)閉一段時間后，背光模組的 燈管進入慢速反應(yīng)周期T4，此時光線反應(yīng)速度變慢，背光模組燈管亮度緩慢地下降。在慢速
反應(yīng)周期T4時，背光模組燈管亮度下降有限，卻大幅拉長達到穩(wěn)態(tài)所需的亮度下降時間Tf 。
因此，針對背光模組燈管的關(guān)閉周期TOFF，本發(fā)明第二實施例在快速反應(yīng)周期T3時以
具固定低電位的掃描信號Sl來驅(qū)動掃描式背光模組，在慢速反應(yīng)周期T4時改以脈沖形式的
掃描信號Sl來驅(qū)動掃描式背光模組。在快速反應(yīng)周期T3時，掃描信號Sl的關(guān)閉時間同樣
由T3來表示;在慢速反應(yīng)周期T4時，脈沖掃描信號Sl的開啟時間和關(guān)閉時間分別由TON一F
和TOET—F來表示。如圖3所示，背光模組燈管在快速反應(yīng)周期T3內(nèi)呈關(guān)閉，因此能快速
地降低Xf至一預定亮度。進入慢速反應(yīng)周期T4后，脈沖形式的掃描信號Sl首先開啟燈管，
此時燈管亮度會由預定亮度逐漸增加，在經(jīng)過TON一F后增加幅度為Yf。為了不讓燈管亮度
偏離預定值過大，脈沖形式的掃描信號Sl會再次關(guān)閉燈管，此時燈管亮度再次下降，在經(jīng)
過TOFF—F后重新達到預定亮度。
本發(fā)明第二實施例可依據(jù)燈管特性和操作條件來決定燈管開啟時間TON_F、 T3和關(guān)閉
時間TOFF—F。舉例來說，若希望將亮度下降時間縮短至T3，依據(jù)光反應(yīng)速率可得知達到預
定亮度所需的Xf值。同時，在T3后的穩(wěn)態(tài)期間希望信號LS的波型震蕩幅度小于1/10,
亦即Yf/Xf<l/10，因此開啟時間TON—F和關(guān)閉時間TOFF—F皆不能大于T3/10。本發(fā)明
第二實施例可將脈沖形式的掃描信號&l每一開啟時間T0付—FW^T3m。另一M，若
考慮燈管特性中粒子累積能量的非線性變化，則可加入一特性參數(shù)P，將脈沖形式的掃描信號Sl每一開啟時間TON_F逐漸減少，例如在T3后第一次開啟時間為Tl/ (10-4P/5)，第
二次開啟時間為Tl/(10-3P/5〉，...，依此類推。本發(fā)明第二實施例針對燈管的特性關(guān)閉周
期TOET，在快速反應(yīng)周期T3時以具固定低電位的掃描信號SI來驅(qū)動掃描式背光模組，大
幅縮短光線特性曲線的下降時間；在慢速反應(yīng)周期T4時改以脈沖形式的掃描信號SI來驅(qū)動 掃描式背光模組，使得光線特性曲線能維持在預定亮度，因此能大幅改善動態(tài)模糊。
請參考圖4，圖4為本發(fā)明第三實施例中一種掃描式背光模組驅(qū)動方法的時序圖。在圖
4中SI代表背光源的掃描信號，信號IL表示背光源的操作電流，而信號LS表示背光源的
亮度。本發(fā)明第三實施例同時執(zhí)行前述第一和第二實施例，針對背光源燈管的開啟周期TON，
本發(fā)明第三實施例在快速反應(yīng)周期Tl時以具固定高電位的掃描信號SI來驅(qū)動掃描式背光模
組，在慢速反應(yīng)周期T2時改以脈沖形式的掃描信號SI來驅(qū)動掃描式背光模組。針對背光源
燈管的關(guān)閉周期TOET,本發(fā)明第三實施例在快速反應(yīng)周期T3時以具固定低電位的掃描信號
SI來驅(qū)動掃描式背光模組，在慢速反應(yīng)周期T4時改以脈沖形式的掃描信號SI來驅(qū)動掃描
式背光模組。本發(fā)明第三實施例的運作和光線特性曲線LS和前述第一和第二實施例類j以， 在此不另加贅述。同時，本發(fā)明第三實施例亦可依據(jù)燈管特性和操作條件來決定燈管開啟時 間TON—R、 TON—F、 Tl和關(guān)閉時間TOFF_R、 TOFF—F、 T3，因此能大幅改善動態(tài)模糊。
本發(fā)明依據(jù)掃描式背光模組燈管的亮度特性來調(diào)整掃描信號，在背光模組燈管開啟一段 時間后，本發(fā)明會依一預定頻率來交錯地關(guān)閉和開啟背光模組燈管，因此能縮短背光源fl"管 的亮度上升時間和下降時間，大幅改善動態(tài)模糊。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾， 皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
9
權(quán)利要求
1. 一種液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，其特征在于在一第一預定期間內(nèi)提供具固定值的一第一操作電流以將一背光源的亮度由一第一亮度調(diào)至一第二亮度；以及當該背光源的亮度達到該第二亮度后，在一第二預定期間內(nèi)提供具脈沖形式的一第二操作電流至該背光源。
2 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，其特征在于 依據(jù)該背光源由該第一亮度達到該第二亮度所需的時間來設(shè)定該第一預定期間。
3 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，其特征在于依據(jù)該第二亮度和一第一亮度變化參數(shù)來設(shè)定在該第二預定期間內(nèi)該第二操作電流的開啟 期間和關(guān)閉期間，其中該第一亮度變化參數(shù)相關(guān)于該第一亮度和該第二亮度的比值。
4 .根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，其特征在于依據(jù)該背光源的一特性參數(shù)來設(shè)定在該第二預定期間內(nèi)該第二操作電流的開啟期間和關(guān)閉 期間，其中該特性參數(shù)相關(guān)于該背光源的粒子衰變特性。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，其特征在于在一第三預定期間內(nèi)提供具固定值的一第三操作電流以將該背光源的亮度由該第二亮度調(diào) 至該第一亮度；以及當該背光源的亮度達到該第一亮度時，在一第四預定期間內(nèi)提供具脈沖形式的一第四操作電 流至該背光源。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，其特征在于依據(jù)該背光源由該第二亮度達到該第一亮度所需的時間來設(shè)定該第三預定期間，依據(jù)該第一 亮度和一第二亮度變化參數(shù)來設(shè)定在該第四預定期間內(nèi)該第四操作電流的開啟期間和關(guān)閉 期間，其中該第二亮度變化參數(shù)相關(guān)于該第一亮度和該第二亮度的比值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，其特征在于依據(jù)該背光源的一特性參數(shù)來設(shè)定在該第四預定期間內(nèi)該第四操作電流的開啟期間和關(guān)閉 期間，其中該特性參數(shù)相關(guān)于該背光源的粒子衰變特性或該背光源的粒子累積能量特性。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，其特征在于 提供一掃描信號以控制該第三及第四操作電流。
9. 根據(jù)權(quán)利要求l'所述的液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，其特征在于:
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，其特征在于所述背光源包 含一熱陰極螢光燈管或一冷陰極螢光燈管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器背光模組的驅(qū)動方法，其特征在于首先在一第一預定期間內(nèi)提供具固定值的一第一操作電流以將一背光源的亮度由一第一亮度調(diào)至一第二亮度。當背光源的亮度達到第二亮度后，在一第二預定期間內(nèi)提供具脈沖形式的一第二操作電流至背光源以改善動態(tài)模糊。
文檔編號H05B41/38GK101520995SQ20091011140
公開日2009年9月2日 申請日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者邱俊杰, 顏士杰 申請人:華映光電股份有限公司;中華映管股份有限公司