无滤色片液晶显示器及该显示方法技术

一种无滤色片液晶显示器及该显示方法，藉由将背光板模组分为数个亮度动态调整分区，并以区域亮度调控；将液晶显示模组分为数个显示分区进行扫描；将应提供至各显示分区的分色子画面影像资料进行与区域亮度调控反向的调整后，以扫描方式提供至各显示分区；待各显示分区完成透光度改变后，以可补偿上述调整的区域亮度调控讯号点亮各亮度动态调整分区中，对应该分色子画面的ＬＥＤ。使无滤色片的液晶显示器可实际达成大幅改善，随液晶反应速率过慢而来的显示画面漏光、可显示色域范围限缩、色彩贫乏的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种，尤其是一种无滤色片、且 液晶模组被分区扫描显示、背光板模组则为亮度动态调整的液晶显示器及其显示方法。
技术介绍
利用LED做为液晶显示装置的背光技术已日渐成熟。利用LED做为背光板的光源， 取代原先的冷阴极管(CCFL)，不仅节约耗能、使用寿命较长，所采用红、绿、蓝三基色LED所 能呈现的色彩色域范围理论值也较大，可以呈现较丰富的色彩；加以，可利用红、绿、蓝三基 色时序式扫描，不需要藉助彩色滤光片混色，从而避免滤色片分色过滤所造成的光能耗费， 也可以降低制造成本。然而，无滤色片液晶显示器需利用R、G、B三基色光顺序点亮，位在背光板模组前 方的液晶模组，也必须分色而时序式地呈现R、G、B分色子画面，因此其各项反应速度必须 比一般液晶显示器快三倍以上。若要显示每秒60个画面的影像时，每基色的显示时间只有 1/180秒而已，约5. 5ms。为便于说明起见，如附图说明图1所示，是选择解析度为1920*1080的HDTV 为例，并将液晶显示器的液晶模组沿垂直方向区分为例如18个区域，且在此称每个区域为 一个显示分区，因此每个显示分区涵盖60条水平扫描线的高度。为便于说明，图2及图3是以时间作为X轴，将显示器背光板模组中的LED被致能 点亮的发光亮度作为上方图的Y轴；下方图则是以液晶模组被输入影像资料后，随影像资 料改变的透光度作为Y轴。如图2所示，在这5. 5ms的分色显示周期内，必须提供影像资 料至液晶模组的1080条扫描线，进行影像水平扫描，一般TFT薄膜电晶体的反应时间约在 2 10 μ s范围，因此整个画面的水平扫描时间需要2. 2ms0随后驱动各液晶画素(pixel) 依照影像资料改变其透光度，各液晶画素的响应时间如图式下方液晶部分的实线所示，约 需 3ms ο因此，当各显示分区的画素都接收完影像资料，且改变透光状况后，已经占用 该分色显示周期中的5. ans，最后，如图式上方所示，背光板模组中，该基色LED的点 亮时间只剩下0. :3ms，与整个分色显示周期的5. 5ms相较，其发光任务比(duty)只有 0.3 ms/5.5 ms s 5%，可见此种形式的无滤色片液晶显示器，在时间轴上能用来发光的 时段所占比例甚低，亦即LED发光使用效率极低。为改善此问题，必须采用多区扫描式技术，该技术主要是打破在时间轴上整个画 面处理必须同步开始、画面必须被同时呈现、背光板模组从而必须同步点亮的误区。图3的 时间轴系以ΔΤ = 0. 3ms为一个计时单位，每一个基色子画面的显示时间为18个ΔΤ。如 图3下方液晶部分所示，当各显示分区于虚线脉冲时段接收分色影像资料，第1显示分区的 60条扫描线又分别对应1920个液晶画素，在此假设影像信号为0至255时(以Sbit影像 信号为例子)每一个液晶画素可以呈现256种不同层次的透光度，当影像资料为255时，表 示随后所对应的液晶画素为全开启的状态，背光可以透射，形成最亮的状态；当影像资料为 0时，表示随后液晶画素将恢复为全关不透光，形成暗的状态。在时间t = 0时，开始水平扫描线的扫描，亦即提供红色分色子画面影像资料至第 1显示分区的各液晶画素，因扫描第1显示分区的第1至60条水平扫描线所需时间例释为 0. :3ms，故在t = Δ T = 0. 3ms时，完成对第1显示分区的资料提供，水平扫描线进入第2显 示分区；再经过Δ T，当时间t = 2 Δ T时，扫描第3显示分区；...直到18 Δ Τ,完成所有画 素的资料提供，并进入绿色子画面的时段，到t = 36 Δ T则进入蓝色子画面的时段。对各显示分区的液晶画素而言，当接收完影像资料后，随即等待该显示分区 的液晶画素反应完成，反应时间如上述约需3.0 ms^lOAT;故当t = 11ΔΤ = 3. 3ms 时，第1显示分区内的液晶画素理论上应已完成上述透光状态改变，因此点亮对应该 显示分区的背光板模组中的对应红色LED，此时，第1区的分色显示周期尚剩下约 5.4 ms - 0.3 ms - 3.0 ms= 2.1 mss 7ΔΤ，当时间t = 18ΔΤ= 5.4 ms时，该基色画面显示 周期结束，关掉第ι区的对应基色背光。同样地，对应第2显示分区的红色LED将在t = 12ΔΤ = 3. 6ms时被点亮，t = 19ΔΤ^5.7 ms时关闭 ’第3显示分区则又比第2显示分区 的作动时间递延一个Δ T，其于类推。由于每个显示分区显示画面的时间各自独立，整幅画面没有被同时呈现；各显 示分区可以依照各自进度，独立控制其对应背光亮点时间，故可将所有接收影像资料及 液晶反应时间以外的可用时间都用来呈现画面；使其背光发光任务比(duty)提高为 2.2 ms/ 5.5 mss40%，比前述的非扫描式显示的发光任务比5%已有显着改善。当然，背 光板模组中，也必须对应液晶模组的各个显示分区，分别以R、G、B三基色的LED，构成一个 独立控制的LED背光区。但上述技术的一个重要限制条件是液晶的反应时间必须非常快，否则如图4所 示，原本应于一个分色显示周期内，在该基色被透射呈现后迅速回复的透光状态，没有即时 完成改变，则下一个分色显示周期于例如5. 4msU0. 8ms、16. 2ms开始，并经过预留0. 3ms接 收影像资料后，该液晶画素的透光状态将不是从原先预设的例如不透光状态启始，造成下 一个顺序扫描的基色光与上一个基色光之间的不当混色。进一步分析，一般液晶的反应时间随不同色阶的转换而有差异，虽然目前已利用 所谓的过驱动(over-drive)技术来改善，但是当液晶需自行恢复其原始状态时，其反应时 间无法利用over-drive加速，而造成例如由最亮转成最暗时，所需的反应时间可能需要一 般平均反应时间的数倍。若在某一色阶转换成另一色阶需要较长的反应时间时，次一颜色 的基色背光已被点亮，但液晶却尚未完全关掉，则下一个基色光可能因视觉暂留而在观赏 者的脑海中不当混入上一个颜色的色彩画面中，造成该区中色彩不当或颜色饱和度下降。为便于理解背光板模组、液晶模组、与显示器整体所呈现影像色彩的时序关系，以 下在图5、图8至图10、及图15至图17，均将背光板模组的LED点亮发光与时间关系作为上 方图；液晶模组透光度与时间关系为中央图；显示器整体所呈现画面色彩则作为下方图， 将三种相关图式上下并列比较。如图5所示，例如第1显示分区欲呈现纯红色光时，在红色分色显示周期液晶所对 应的影像资料R = 255，t = 1到t = 11 Δ T期间，液晶由OFF状态转换为ON的状态，经过 约10ΔΤ = 3ms的反应时间后，被驱动呈现透光度最高状态，并且保持该状态至t = 18ΔΤ =5. 4ms ；且如图式上方的LED部分所示，在t = 11 Δ T到t = 18 Δ T间，红色LED被点亮； 导致整体显示器在第1显示分区如图式下方所示，呈现出红色画面。绿色分色显示周期由t= 18 ΔΤ = 5. ^is开始，同样经过Δ T的资料提供(扫描) 时段，在t = 19ΔΤ时，液晶如图式中央部分所示，第1显示分区所对应的影像资料已转为 G = 0，因此液晶开始由全开状态(全亮状态)转换为全关状态(全暗状态)，如果液晶的 反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无滤色片液晶显示器，该液晶显示器系以一个预定显示周期显示被区分为至少三色之分色子画面影像资料的画面，其特征在于，该显示器包含：一组包括至少一扫描区、且该至少一扫描区被区分为多个显示分区的液晶显示模组，其中上述显示分区分别包括多个画素；一组包括被区分为多个亮度动态调整分区、且以每一上述显示分区均被至少一个上述亮度动态调整分区对应的方式设置的背光板模组，其中上述亮度动态调整分区分别包括至少三色、每色均有至少一个、且是依照时序分色点亮的发光二极管；及一组将上述分色子画面影像资料依照上述亮度动态调整分区进行调整、提供对应上述显示分区中之一的上述画素的分色子画面调整后影像资料至上述画素而驱动上述画素于一个状态切换时段依照上述调整后影像资料改变其透光状态、并依该状态切换时段驱动该至少一个对应该显示分区的亮度动态调整分区中的上述至少三色发光二极管中，对应该分色子画面色光的发光二极管，以补偿该调整的亮度发光的控制模组。

【技术特征摘要】
1.一种无滤色片液晶显示器，该液晶显示器系以一个预定显示周期显示被区分为至少 三色之分色子画面影像资料的画面，其特征在于，该显示器包含一组包括至少一扫描区、且该至少一扫描区被区分为多个显示分区的液晶显示模组， 其中上述显示分区分别包括多个画素；一组包括被区分为多个亮度动态调整分区、且以每一上述显示分区均被至少一个上述 亮度动态调整分区对应的方式设置的背光板模组，其中上述亮度动态调整分区分别包括至 少三色、每色均有至少一个、且是依照时序分色点亮的发光二极管；及一组将上述分色子画面影像资料依照上述亮度动态调整分区进行调整、提供对应上述 显示分区中之一的上述画素的分色子画面调整后影像资料至上述画素而驱动上述画素于 一个状态切换时段依照上述调整后影像资料改变其透光状态、并依该状态切换时段驱动该 至少一个对应该显示分区的亮度动态调整分区中的上述至少三色发光二极管中，对应该分 色子画面色光的发光二极管，以补偿该调整的亮度发光的控制模组。2.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，其中该至少一个扫描区中的上述显 示分区是彼此沿一个长向平行配置，且是被依照该配置顺序，循序提供对应各该显示分区 的分色子画面调整后影像资料至上述画素。3.如权利要求1所述的液晶显示器，其特征在于，其中该至少一个扫描区中的上述显 示分区是彼此沿一个长向平行配置，且该至少一个扫描区中的上述显示分区均是以相异时 间被提供对应各该显示分区的分色子画面调整后影像资料至上述画素。4.如权利要求2或3所述的液晶显示器，其特征在于，包含多...

【专利技术属性】
技术研发人员：王遵义，吴景均，张耀祖，杨嘉梁，
申请(专利权)人：光远科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]