液晶顯示裝置和顯示方法
2023-05-23 07:31:56
專利名稱：液晶顯示裝置和顯示方法
一般說來，本發明涉及一種液晶顯示裝置和顯示方法，更準確地說，本發明涉及對液晶顯示裝置中背後照明(backlight)的控制。
近來，液晶顯示裝置常被應用在個人計算機、工作站及電視機之類中。液晶顯示裝置通過通過依照視頻信號掃描一液晶顯示面板而讓靜止或者運動的圖象顯示在該面板上。該視頻信號包括載有與待顯示圖象有關的信息的圖象數據，以及讓此液晶面板受到同步掃描以在其上形成圖象的同步數據。
為了提供比較明亮的圖象，液晶顯示裝置在其液晶面板的背面上通常裝有背後照明。此背後照明例如可由一反相電路(inverter circuit)激勵，並從液晶面板的背面向液晶面板發光。作為背後照明用的光源，冷陰極管是緊湊而且效率高的，可以象普通的螢光燈管一樣使用。
液晶顯示裝置對於視頻信號並不具有非常快速的響應。因此存在一個問題，當顯示運動的圖象時，圖象拖尾的發生將使圖象質量下降。
因此，本發明的目的在於提供一種液晶顯示裝置和顯示方法，其中的圖象拖尾可被防止，因而其圖象質量將被改善。
為此目的，本發明按照其一個方面提供一個液晶顯示裝置，其具有一用於處理視頻信號的顯示控制單元；一受該顯示控制單元控制的液晶模塊(liquid crystal module)，用於在其上顯示圖象；一背後照明單元，用於從該液晶模塊的背面發光；一幀同步信號處理單元，用來產生基於該視頻信號的幀同步信號的脈衝信號，此脈衝信號被進行脈衝寬度調製並與此幀同步信號同步；以及一倒相器單元(inverterunit)，用來以一預定的振蕩頻率產生出基於該脈衝信號的電壓，以激勵背後照明單元。
本發明按照其另一方面提供一種顯示方法，用來根據視頻信號將一圖象顯示在液晶模塊上。該顯示方法包括如下步驟產生出基於該視頻信號的幀同步信號的脈衝信號，該脈衝信號被進行脈衝寬度調製並與該幀同步信號同步；以一予定的振蕩頻率產生出基於該脈衝信號的電壓；以及利用該電壓激勵一背後照明單元，以從該液晶模塊的背面發光。
由於這些特性，背後照明是在該脈衝信號的基礎上受到控制的，且此脈衝信號與此幀同步信號同步。當液晶模塊作為待顯示的下一幀(next field)圖象被進行掃描時，該背後照明被斷開；當此掃描完成而且液晶模塊準備顯示此更新的圖象(the refreshed image)時，該背後照明被接通。因此，諸如拖尾之類對於運動圖象有產生傾向的殘留形象不再出現，由此圖象質量得到改善。
圖1顯示一根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置的應用實例；圖2局部圖示根據第一實施例的液晶顯示裝置的結構；圖3為根據第一實施例的液晶顯示裝置的方框圖；圖4為根據本發明第一實施例的液晶顯示方法的流程圖；圖5為根據第一實施例的液晶顯示方法的示意性圖解；圖6為根據本發明第二實施例的液晶顯示裝置的方框圖；圖7圖示根據第二實施例的液晶顯示裝置中一背後照明的結構；以及圖8為根據第二實施例的液晶顯示方法的示意性圖解。
現在將參照附圖對本發明的優選實施例進行詳細描述。
應當理解，儘管本發明以其具有特定特徵的優選實施例描述如下，但所述實施例只是說明性的，而且不是用來限定本發明的範圍。
根據本發明第一實施例的液晶顯示裝置和顯示方法，參照圖1至5描述如下。
首先參見圖1，一液晶顯示裝置1例如經過一電纜與一視頻信號輸出裝置2相連接，後者可以是個人計算機、視頻盒式錄象機、電視調諧器(TV tuner)、光碟驅動器或諸如此類。視頻信號輸出裝置2既把視頻信號傳輸給液晶顯示裝置1，又控制液晶顯示裝置1的操作。該視頻信號包括載有與待顯示圖象有關的信息的圖象數據，以及讓對液晶模塊進行同步掃描以在其上形成圖象的同步數據。
現在參見圖2，該液晶顯示裝置1包括殼體3、一液晶模塊4，以及帶有波導5a和冷陰極管5b的背後照明5。殼體3容納液晶模塊4和背後照明5，並對其進行防護。當根據包含圖象數據和同步數據的視頻信號對液晶模塊4進行掃描時，在其顯示表面4a上形成圖象。在液晶模塊4的背面4b上提供有背後照明5，因於將光發射到液晶模塊4上，從而讓用戶能夠觀察圖象。
圖3為液晶顯示裝置1的方框圖。參見圖3，液晶顯示裝置1包括一液晶模塊4、一背後照明5、一顯示電路11、一幀同步信號處理單元12和一倒相器15。
顯示電路11例如配備有A/D變換器、解析度變換器(resolutionconverter)、驅動電路等，例如經過電纜與液晶模塊4相連。顯示電路11則根據從視頻信號輸出裝置2傳送來的視頻信號控制液晶模塊4上圖象的輸出。
幀同步信號處理單元12則產生與幀同步信號同步的脈衝寬度調製信號。更準確地說，幀同步信號處理單元12包括一時間延遲控制單元13和一佔空率控制單元14，相應地配備一例如衝息多諧振蕩器。
時延控制單元13，將從視頻信號輸出裝置2傳送來的視頻信號的幀同步信號延遲一予定的周期，此予定的周期等於例如該視頻信號的幀回描消隱時間。
佔空率控制單元14對由時延控制單元13饋給的幀同步信號的脈衝寬度進行調製，並且輸出與該幀同步信號同步的脈寬調製信號。此脈寬調製的作用是對顯示在液晶模塊4上的圖象的亮度進行控制。
幀同步信號處理單元12被進行控制，以便只對作為運動圖象的視頻信號被接收時才進行工作。當作為靜止圖象的視頻信號被接收時，背後照明5將工作在倒相器15的頻率例如200Hz而對幀同步信號不起作用。
倒相器15根據由佔空率控制單元14供給的脈寬調製信號以一予定的振蕩頻率產生出電壓，從而使背後照明5被激勵。
圖4為根據第一實施例的液晶顯示方法的流程圖。
在步驟1，包含圖象數據和同步數據的視頻信號MS被從視頻信號輸出裝置2傳輸給顯示電路11和時延控制單元13。然後由顯示電路11根據圖象數據並參照同步數據對液晶模塊4進行掃描，因而在液晶模塊4上輸出圖象。
在步驟2，當此視頻信號MS輸入時延控制單元13時，此視頻信號MS的幀同步信號SS例如被延遲以幀回描消隱時間，然後被傳輸給佔空率控制單元14。在步驟3，此被延時的幀同步信號受到脈寬調製，而被轉換成與該幀同步信號同步的脈寬調製信號。在步驟4，當此脈寬調製信號被傳輸給倒相器15時，倒相器15根據它產生電壓，以便接通和斷開背後照明5。
由於倒相器15是工作在與幀同步信號同步的脈寬調製信號的基礎上的，所以背後照明5將與此幀同步信號同步地迅速接通和斷開。因此，當掃描是對待顯示的下一幀圖象進行時，背後照明5被斷開；當此掃描完成且此下一幀圖象準備顯示時，此背後照明5被接通。
參見圖5，在第一個屏幕上，第n幀圖象被顯示在液晶模塊4上，同時背後照明5被接通。在從第n幀轉換到第n+1幀期間，即當對第n+1幀圖象進行掃描時，背後照明5被斷開，如第二個屏幕所示。當此掃描完成時，背後照明5被接通以便顯示該第n+1幀圖象，如第三個屏幕所示。
當液晶模塊4為了待顯示的下一幀圖象而被進行掃描時，背後照明5被斷開而使前一幀圖象隱匿。因此，諸如由於液晶模塊4響應速度慢產生的拖尾之類殘留形象不會出現，因而圖象質量得到改善。
此外，由於背後照明5的操作是通過讓脈寬調製信號與幀同步信號同步而不改變倒相器15的振蕩頻率受到控制的，故液晶顯示裝置1的圖象質量可以很容易改進。
第二實施例的液晶顯示裝置和顯示方法參照圖6至8描述如下。此後，與第一實施例中相同的部分用相同的標號表示，且其描述被省略。
圖6為液晶顯示裝置100的方框圖。第二實施例的液晶顯示裝置100與第一實施例的液晶顯示裝置1的區別，在於背後照明的結構。進一步參見圖7，液晶顯示裝置100的背後照明105包括一波導105a、一光屏蔽(light block)106、和一對冷陰極管107和108。冷陰極管107和108相對於沿波導105a的中部設置的光屏蔽106被配置在波導105a的相反兩端。因此，由冷陰極管107發出的光照明液晶模塊4上與之相關聯的一半區域4a，而由冷陰極管108發出的光照明其另一半區域4b。冷陰極管107和108均受倒相器105的控制，以便相互獨立地操作。
圖8為根據第二實施例的液晶顯示方法的示意性圖解。參見圖8，在第一屏幕上，第n幀圖象被顯示在液晶模塊4上面。從第n幀轉換到第n+1幀，按照下面的順序發生。首先，倒相器15將冷陰極管107斷開，同時讓另一個冷陰極管108接通。因此，如在第二屏幕上那樣，液晶模塊4的一半區域4a被變成暗的，而其另一半區域4b保持為亮的，以便使第n幀圖象保留在該區域中。然後，從4a這一半區域開始對第n+1幀圖象的掃描。當4a這一半區域被完全掃描時，倒相器15接下去將冷陰極管107接通，同時將冷陰極管108斷開。因此，如在第三屏幕中那樣，液晶模塊4的一半區域4a被變成亮的，且在該區域中帶有第n+1幀圖象，而其另外一半變成暗的。隨後，為顯示第n+1幀的掃描轉到另外一半區域4b。當此一半區域4b被完全掃描時，倒相器15接通冷陰極管108，以便讓此一半區域4b變亮。因此，如在第四屏幕中那樣，整個第n+1幀圖象被顯示用來觀察。
在第二實施例中，僅當液晶模塊4的相關區域4a和4b被掃描時，相應的每個冷陰極管107和108才被斷開。因此，液晶模塊4的每個區域中的背後照明被斷開一比較短的周期，除了能夠消除如拖尾之類的殘留形象之外，還能改善圖象的質量。
在上述實施例中，背後照明5和105是在與幀同步信號同步的脈寬調製信號的基礎上被控制的。通過控制背後照明5和105與圖象的幀同步，這些實施例的液晶顯示裝置，能夠消除當超時變化的(varingover time)運動圖象被顯示在液晶模塊4上時產生的拖尾，從而改善其圖象質量。
本發明並不局限於上述實施例，並可具體表現為各種改進，其包括但不局限於以下各個方面。
雖然在上述實施例中時延控制單元13被提供在幀同步信號處理單元12中，但是換一種方式幀同步信號可以直接饋給佔空率控制單元14。
背後照明5和105，可以通過產生頻率為視頻信號的幀同步信號頻率兩倍高的脈寬調製信號來激勵。在這種情況下，該液晶模塊4的更新率(refresh rate)也必須加倍，以使液晶模塊4被掃描時背後照明5和105斷開。
由視頻信號輸出裝置2傳送的視頻信號，既可是數位訊號又可以是模擬信號。
在第二實施例中被一光屏幕106分成兩個區域的背後照明105的波導片(waveguide plate)105a，也可換一種方式被分成多於兩個區域。在這種情況下，波導105a的每個被分成的區域必須配備至少一個冷陰極管，其中每個冷陰極管均受倒相器15的控制，以便在液晶模塊4的相關區域被掃描時斷開。
時延控制單元13和佔空率控制裝置14的功能可以由硬體(如在該實施例中的多諧振蕩器)來實現，或者由任何等效的軟體來實現。
權利要求
1．一種液晶顯示裝置，包括一用於處理視頻信號的控制單元；一受上述控制單元控制的液晶模塊，用於在其上顯示圖象；一背後照明單元，用於從上述液晶模塊的背面發光；一幀同步信號處理單元，用來產生基於上述視頻信號的幀同步信號的脈衝信號，所述脈衝信號被進行脈衝寬度調製並與上述幀同步信號同步；以及一倒相器單元，用來以一予定的振蕩頻率產生出基於上述脈衝信號的電壓，以激勵上述背後照明單元。
2．根據權利要求1的液晶顯示裝置，其中所述幀同步信號處理單元包括一時間延遲控制單元，用於將上述脈衝信號的輸出延遲一予定的周期。
3．根據權利要求1的液晶顯示裝置，其中所述的幀同步信號處理單元僅當上述視頻信號作為運動圖象時存在時才工作。
4．根據權利要求1的液晶顯示裝置，其中所述的背後照明單元包括一波導件；與上述波導件一起配置的許多冷陰極管；以及一提供在上述波導件中的光屏蔽件，用於屏蔽光在上述波導件中的傳輸，而且此光是從上述許多冷陰極管中發出的。
5．根據權利要求4的液晶顯示裝置，其中所述倒相器單元對上述許多冷陰極管中的每個獨立地進行控制。
6．一種根據視頻信號將一圖象顯示在液晶模塊上用的顯示方法，包括以下步驟產生出基於上述視頻信號的幀同步信號的脈衝信號，所述脈衝信號被進行脈衝寬度調製並與上述幀同步信號同步；以一予定的振蕩頻率產生出基於上述脈衝信號的電壓；以及利用上述電壓激勵一背後發光單元，以從上述液晶模塊的背面發光。
7．根據權利要求6的顯示方法，進一步包括如下步驟將上述脈衝信號的輸出延遲一予定的周期。
8．根據權利要求6的顯示方法，其中所述的顯示方法僅當上述視頻信號作為運動圖象存在時才是有效的。
全文摘要
一種液晶顯示裝置,包括:一用於在其上顯示圖象的液晶模塊;一用於從該液晶模塊的背面發光的背後照明;以及一用於控制此背後照明的倒相器。該倒相器基於被脈寬調製的且與幀同步信號同步的脈衝信號,以一預定的振蕩頻率激勵該背後照明。當此液晶模塊作為待顯示的下一幀圖象被進行掃描時,此背後照明被斷開;且當此掃描完成並且液晶模塊準備顯示此更新的圖象時,此背後照明被接通。因此,諸如拖尾之類多餘的殘留影象在運動的圖象中不再出現。
文檔編號G09G3/20GK1296255SQ00133
公開日2001年5月23日 申請日期2000年10月27日 優先權日1999年10月28日
發明者三浦伸一郎, 中込一浩 申請人:索尼株式會社