CN101388200B - 液晶显示装置及其驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液晶显示装置及其驱动方法，所述液晶显示装置包括：液晶显示板，所述液晶显示板包括多行像素，每一行像素都有一条提供公共电压的公共线；一背光源，所述背光源包括多列灯管，每列有多根灯管组成，所述多根灯管可以分别控制。本发明把运动图像的边界找出来并分别对水平和垂直运动矢量区域采用插黑或者扫描背光来减轻运动模糊现象，本发明提供的液晶显示装置及其驱动方法有效减轻运动模糊现象，且不影响整体亮度。

Description

液晶显示装置及其驱动方法

技术领域

本发明涉及一种液晶显示装置及其驱动方法，尤其涉及一种可防止运动模糊现象的液晶显示装置及其驱动方法。

背景技术

液晶具有双折射系数的特性，而且在不同的电场下，会有不同的排列方式。液晶显示装置利用液晶光阀对透光率进行控制，由此显示图像。传统液晶显示装置结构如图1所示，包括：液晶显示板10，栅极驱动器20，用于驱动液晶显示板10的扫描线GL；数据驱动器30，用于驱动液晶显示板10的数据线DL；定时控制器40，用于控制栅极驱动器20和数据驱动器30；以及为数据驱动器30提供灰阶信号的灰阶电压发生器50。

液晶显示板10包括多个液晶单元矩阵，每个液晶单元矩阵含有薄膜晶体管TFT，用于驱动该液晶单元。在扫描线GL上施加扫描信号，薄膜晶体管TFT打开，使得数据线DL的数据信号充入液晶单元CLc中并保持该数据信号。栅极驱动器20依据来自定时控制器40的控制信号将扫描信号依次提供给扫描线GL。数据驱动器30将数字数据信号转换为模拟数据信号并把它提供给数据线DL。定时控制器40提供控制信号给栅极驱动器20、数据驱动器30，并提供数字数据给数据驱动器30。

液晶显示装置是取样保持型显示设备，存在的问题是上一帧的残留图像产生了运动模糊现象(Motion Blur)。为了消除运动模糊现象，现有技术的液晶显示装置主要使用两种技术，一种是插入黑色数据的驱动方法，另外一种是扫描背光。这两种方法都是对整个画面进行插黑，对显示画面的整体亮度影响比较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种液晶显示装置及其驱动方法，有效减轻运动模糊现象，且不影响整体亮度。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种液晶显示装置的驱动方法，其中，该液晶显示装置具有插黑结构和扫描背光结构，所述方法包括以下步骤：

a.提供相邻的两帧数据进行运动矢量判断；

b.若存在水平区域运动矢量，则对该区域内相应行插入黑数据；

c.若存在垂直区域运动矢量，则该区域内相应列进行扫描背光；

d.若存在全局区域运动矢量，则对水平方向的边界区域进行步骤b中的插黑处理，对垂直方向的边界区域进行步骤c中的扫描背光处理；

e.若不存在运动矢量，则直接输出。

本发明为解决上述技术问题还提供一种具有局部插黑结构实现上述驱动方法的液晶显示装置，包括：

一液晶显示板，所述液晶显示板上设置有呈矩阵分布的像素，每个像素由第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管驱动，每一行像素设置有一条第一扫描信号线和一条公共线，每相邻两行像素设置有一条第二扫描信号线，每一列像素设置有一条数据信号线，所述第一扫描信号线和所述第一薄膜晶体管相连控制像素充入来自数据信号线上的数据信号，所述第二扫描信号线和所述第二薄膜晶体管相连控制像素充入来自公共线上的公共电压，所述第一扫描信号线和第一扫描信号驱动器相连，所述第二扫描信号线和第二扫描信号驱动器相连，所述公共线和公共线驱动器相连；

一背光源，所述背光源包括多列灯管，每列有多根灯管组成，所述多根灯管可以分别控制。

上述液晶显示装置中，其中，所述灯管为U型CCFL灯管或者条状LED。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明把运动图像的边界找出来并分别对水平和垂直的运动矢量区域采用插黑或者扫描背光来减轻运动模糊现象，从而使得只有在运动图像边界的区域内进行插黑或者扫描背光，而其他区域的亮度不会被降低。

附图说明

图1是现有的液晶显示装置的结构图。

图2是本发明实施流程图。

图3是区域运动矢量示意图。

图4是垂直运动矢量示意图。

图5是水平运动矢量示意图。

图6是全局运动矢量示意图。

图7是本发明第一种插黑结构示意图。

图8是本发明第二种插黑结构示意图。

图9是图7对应的驱动信号示意图。

图10是图8对应的驱动信号示意图。

图中，

10液晶显示面板            20栅极驱动器        30源极驱动器

40定时控制器              50灰阶电压发生器    60灯管

70水平运动矢量            80垂直运动矢量

801第一扫描信号驱动器     802公共线驱动器

803第二扫描信号驱动器

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图2是本发明实施流程图。本发明使用的液晶显示装置需要具有插黑结构和扫描背光控制结构。

请参见图2，首先根据所要显示的图像的前一帧和后一帧的数据，判断是否存在水平分布的区域运动矢量，如果有水平的区域运动矢量存在，那么对该水平的区域就利用插入黑数据或者灰数据的方法来减轻运动模糊现象；如果没有水平的区域运动矢量存在的话，那么继续判断是否存在垂直的区域运动矢量，如果有垂直的运动矢量的话，那么对该垂直的区域采用扫描背光的方法来减轻运动模糊现象；如果也没有垂直的区域运动矢量存在的话，那么继续判断是否存在全局的运动矢量，如果有全局的运动矢量存在的话，那么把该全局矢量的边界找出来，对水平方向的边界所在的区域用插黑的方法来减轻运动模糊现象，对垂直方向的边界所在的区域用闪烁背光的方法来减轻运动模糊现象。

运动矢量分析主要指对二维图像画面中的运动物体的移动轨迹方向进行分析估算。目前主要有两种分析方法：1)根据时间相邻的两幅或多幅图像求解物体的运动参数和三维结构信息；2)图像序列的光流分析方法。通过分析运动图像，可获取物体的一阶、二阶和三阶运动信息，然后决定是否进行亮度增强和/或插黑。

为了有效地进行运动估计，需要对真实运动施加一些约束条件，即对运动建模。可以将二维运动模型粗略地分为参数模型和非参数模型。非参数模型对运动场施加平滑约束条件，主要包括基于光流的方法、基于像素的方法、基于块匹配的方法和基于随机场的方法等。在参数模型中，物体运动被建模为某个映射形式，运动估计就是估计映射的参数，例如全局运动估计、基于区域的运动估计等。

其中，最简单的运动就是估计每一个像素的运动矢量，这类模型主要有基于光流、基于像素和基于随机场的方法。在这些方法中，由于运动参数数量是像素数的两倍，运动参数数量较多，估计时还必须施加适当的平滑约束条件。此外，基于块的方法因为简单易行，已经广泛应用于视频编码，此时，视频图像被分割为小的规则块，每个块的运动模型限制为简单的平移运动。

本发明将运动矢量同插黑、扫描背光相结合，有效减轻运动模糊现象，且不影响整体亮度，下面将结合附图作进一步描述。

图3示意性的给出了区域性运动矢量，区域性的运动矢量一般可以是滚动的文字或者运动的足球等，如图中椭圆虚线框内区域所示的水平运动矢量70和垂直运动矢量80。

图4示出了本发明中垂直方向分布的区域运动矢量的运动模糊现象的解决方案，垂直方向分布的运动矢量的话，那么对该垂直的区域采用扫描背光的方法来减轻运动模糊现象。本发明中使用的液晶显示装置的背光源是CCFL灯管或者条状LED等，本发明例中U型CCFL灯管其排列方式是分成上下两列，也可以分成更多列，每列由多根灯管组成，如果判断出某个区域有垂直分布的区域运动矢量存在，如图4中椭圆虚线框内垂直运动矢量80，则让该区域所在的背光的上下两根灯管60轮流发光，并且上部的灯管60在当前帧上半画面的像素充电结束至下一帧画面充电开始前发光，下部的灯管60在当前帧下半画面的像素充电结束至下一帧画面下半部分充电开始前发光，这样就能得到闪烁背光的效果，从而减轻运动模糊现象。

图5示出了本发明中水平方向分布的区域运动矢量的运动模糊现象的解决方案，水平方向分布的运动矢量的话，那么对该垂直的区域采用插入黑数据或者灰数据的方法来减轻运动模糊现象。如果判断出某个区域有水平分布的区域运动矢量存在，如图5中椭圆虚线框内水平运动矢量70，就可以对该区域的像素在当前帧充完电，显示了一半或者更多也可以更少的时间以后，对该区域插入黑数据或者灰数据。

图6示出了本发明中全局运动矢量的运动模糊现象的解决方案，首先将全局运动矢量分解为水平运动矢量70和垂直运动矢量80，对水平运动矢量70采用插入黑数据或者灰数据的方法来减轻运动模糊现象，对垂直运动矢量80采用扫描背光的方法来减轻运动模糊现象。

本发明使用的液晶显示装置参考图1和图8，包括液晶显示面板10，连接于液晶显示面板10的第一扫描信号驱动器801和数据驱动器30，连接于数据驱动器30的灰阶电压发生器50，以及用于控制所述部件的定时控制器40。此外，本发明使用的液晶显示装置还包括公共线驱动器802和第二扫描信号驱动器803。

本发明中插入黑数据或者灰数据的第一种方法如图7所示，液晶单元矩阵P(n)包括：提供第一组扫描信号的扫描线G_n和第二组扫描信号的扫描线GB_n/2；提供数据信号的数据线D_n；提供公共电压的公共线Cst_Line_n；第一薄膜晶体管TFT-n_1栅极接于第一组扫描信号的扫描线G_n，源极接于数据线D_n，漏极接于液晶液晶单元矩阵P(n)的像素电极；第二薄膜晶体管TFT-n_1A栅极接于第二组扫描信号的扫描线GB_n/2，源极接于提供公共电压的公共线Cst_Line_n，漏极接于液晶单元矩阵P(n)的像素电极；同样液晶单元矩阵P(n+1)包括：提供第一组扫描信号的扫描线G_n+1和第二组扫描信号的扫描线GB_n/2；提供数据信号的数据线D_n；提供公共电压的Cst_Line_n+1；第一薄膜晶体管TFT-n+1_1栅极接于第一组扫描信号的扫描线G_n+1，源极接于数据线D_n，漏极接于液晶单元矩阵P(n+1)的像素电极；第二薄膜晶体管TFT-n+1_1A栅极接于第二组扫描信号的扫描线GB_n/2，源极接于提供公共电压的公共线Cst_Line_n+1，漏极接于液晶单元矩阵P(n+1)的像素电极。

参照图7本发明实施例第一种插入黑数据或者灰数据方法的驱动原理。当给第一组扫描信号的扫描线G_n施加如图9所示的高电平电压时，像素电极P(n)被充入来自数据线D_n的图像数据；以此类推，同样也适合P(n+1)等其他像素。当第一组扫描信号的扫描线扫描到一半时，也就是第一组扫描信号的第n/2根被施加高电平电压时，第二组扫描信号的信号线驱动电路开始从信号线GB_1开始驱动信号线，先根据之前的判断该第二组扫描信号线是否处在需要插入黑数据或者灰数据的区域，如果GB_1是处在需要插入黑数据或者灰数据的区域的话，那么就对GB_1施加如图9所示的高电平电压，其周期大致是G_1的两倍，此时TFT-1_1A和TFT-2_1A同时打开，P(1)和P(2)所在的两行像素被写入黑数据或者灰数据，如果该第二组扫描信号线不处在需要插入黑数据或者灰数据的区域，那么在这段时间周期内该第二组扫描信号线施加低电平电压，这样的话P(1)和P(2)所在的两行像素就不被写入黑数据或者灰数据，以此类推，其他第二组扫描信号线也一样，这样就实现了只对需要插入黑数据或者灰数据的区域插入黑数据或者灰数据。

本发明中插入黑数据或者灰数据的第二种方法如图8所示，液晶单元矩阵P(n)包括：提供第一组扫描信号的扫描线G_n和第二组扫描信号的扫描线GB_n/2；提供数据信号的数据线D_n；提供公共电压的公共线Cst_Line_n；第一薄膜晶体管TFT-n+1_1A栅极接于第一组扫描信号的扫描线G_n+1，源极接于数据线D_n，漏极接于液晶液晶单元矩阵P(n)的像素电极；第二薄膜晶体管TFT-n+1_1B栅极接于第二组扫描信号的扫描线GB_n/2+1，源极接于提供公共电压的公共线Cst_Line_n，漏极接于液晶单元矩阵P(n+1)的像素电极；同样液晶单元矩阵P(n+1)包括：提供第一组扫描信号的扫描线G_n+1和第二组扫描信号的扫描线GB_n/2；提供数据信号的数据线D_n；提供公共电压的公共线Cst_Line_n+1；第一薄膜晶体管TFT-n+1_1栅极接于第一组扫描信号的扫描线G_n+1，源极接于数据线D_n，漏极接于液晶液晶单元矩阵P(n+1)的像素电极；第二薄膜晶体管TFT-n+1_1A栅极接于第二组扫描信号的扫描线GB_n/2，源极接于提供公共电压的公共线Cst_Line_n+1，漏极接于液晶单元矩阵P(n+1)的像素电极。

参照图8本发明实施例第一种插入黑数据或者灰数据方法的驱动原理。当给第一组扫描信号的扫描线G_n+1施加如图10所示的高电平电压时，像素电极P(n+1)被充入来自数据线D_n的图像数据；当给第一组扫描信号的扫描线G_n+2施加如图10所示的高电平电压时，像素电极P(n+2)被充入来自数据线D_n的图像数据，同时P(n+3)被充入黑数据或者灰数据；当给第一组扫描信号的扫描线G_n+3施加如图10所示的高电平电压时，像素电极P(n+3)被充入来自数据线D_n的图像数据，因为P(n+3)的黑数据或者灰数据持续的时间很短，不会对显示造成影响；以此类推，同样也适合P(n+4)等其他像素。当第一组扫描信号的扫描线扫描到一半时，也就是第一组扫描信号的第n/2根被施加高电平电压时，第一组扫描信号的信号线的偶数扫描线驱动电路和第二组扫描信号线驱动电路开始从信号线G_2和GB_1开始驱动信号线，先根据之前的判断该第一组偶数扫描信号线和第二组扫描信号线是否处在需要插入黑数据或者灰数据的区域，如果G2和GB_1是处在需要插入黑数据或者灰数据的区域的话，那么就先对G2施加如图10所示的高电平电压，周期大致和G_1相同，此时TFT-2_1B和TFT-2_1A同时打开，P(3)所在行像素被写入黑数据或者灰数据，P(2)所在行被写入错误的数据；再对GB_1施加如图10所示的高电平电压，其周期大致和G_1相同，此时TFT-2_1B和TFT-2_1A同时打开，P(2)所在行像素被写入黑数据或者灰数据，因为P(2)的黑数据或者灰数据持续的时间很短，不会对显示造成影响，此处P(1)可以是Dummy像素；然后在如果该第一组偶数扫描信号线和第二组扫描信号线不处在需要插入黑数据或者灰数据的区域，那么在这段时间周期内该第二组扫描信号线施加低电平电压，这样的话P(3)和P(2)所在的两行像素就不被写入黑数据或者灰数据，以此类推，其他第二组扫描信号线也一样，这样就实现了只对需要插入黑数据或者灰数据的区域插入黑数据或者灰数据。

如上所述，本发明对水平运动矢量区域就利用插入黑数据或者灰数据的方法来减轻运动模糊现象，对垂直运动矢量区域采用扫描背光的方法来减轻运动模糊现象。当然，本发明也可以对水平运动矢量区域采用扫描背光的方法来减轻运动模糊现象，而对垂直运动矢量区域利用插入黑数据或者灰数据的方法来减轻运动模糊现象。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种液晶显示装置的驱动方法，该液晶显示装置具有插黑结构和扫描背光结构，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a.提供相邻的两帧数据进行运动矢量判断；

b.若存在水平区域运动矢量，则对该区域内相应行插入黑数据；

c.若存在垂直区域运动矢量，则对该区域内相应列进行扫描背光；

d.若存在全局区域运动矢量，则对水平方向的边界区域进行步骤b中的插黑处理，对垂直方向的边界区域进行步骤c中的扫描背光处理；

e.若不存在运动矢量，则直接输出。

2.一种实现权利要求1所述驱动方法的液晶显示装置，其特征在于，所述液晶显示装置包括：

一液晶显示板，所述液晶显示板上设置有呈矩阵分布的像素，每个像素由第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管驱动，每一行像素设置有一条第一扫描信号线和一条公共线，每相邻两行像素设置有一条第二扫描信号线，每一列像素设置有一条数据信号线，所述第一扫描信号线和所述第一薄膜晶体管相连控制像素充入来自数据信号线上的数据信号，所述第二扫描信号线和所述第二薄膜晶体管相连控制像素充入来自公共线上的公共电压，所述第一扫描信号线和第一扫描信号驱动器相连，所述第二扫描信号线和第二扫描信号驱动器相连，所述公共线和公共线驱动器相连；

一背光源，所述背光源包括多列灯管，每列有多根灯管组成，所述多根灯管可以分别控制。

3.一种如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述灯管为U型CCFL灯管或者条状LED。

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