专利名称：液晶显示器背光模组的驱动方法
技术领域：
本发明相关于一种液晶显示器背光模组的驱动方法，尤指一种能改善动态模糊的液晶显 示器背光模组的驱动方法。
背景技术：
液晶显示器(Liquid Crystal Display, LCD)具有外型轻薄、耗电量少以及无辐
射污染等特性，已被广泛地应用在电脑系统、行动电话、个人数位助理(personaldigital
assistant, PDA)等资讯产品上。液晶显示器是利用改变液晶的旋转来控制光线的穿透量，
以显示不同亮度的灰阶。相较于阴极射线管(cathode ray tube, CRT)显示器使用脉冲
式(impulse-type)的显示方式，液晶显示器则是使用电压连续保持(hold-type)的驱 动方式。由于液晶旋转为连续变化，因此在动画表现的反应速度上较阴极射线管显示器慢， 所以液晶显示器在显示移动物体时画面容易产生动态模糊(motionblur)的5ft象。为了解
决动态模糊的问题， 一般会在液晶显示器中使用插黑(black insertion)技术来模拟阴
极射线管显示器的显示方式。
在已知资料插黑技术中，液晶显示器的背光模组是采用整面式点亮的背光源，利用驱动
电路来改变资料量以加入黑画面，亦即在相邻图框(frame)之间定期地插入灰阶值为0或
相对较低灰阶值的子图框。在背光模组持续点亮的情况下，由于液晶反应时间慢，资料插黑 技术仅能稍许改善动态模糊的问题，并且会衍生出画面闪烁和亮度不足等问题。同时，大尺 寸的液晶显示器上使用资料插黑技术时，很可能会因资料线的信号传送路径太长，而产生电
磁干扰(EMI)或信号衰退等问题。
在已知闪烁背光源(blanking'backlight)插黑技术中，液晶显示器的背光模组是 采用整面闪烁背光源，在不改变资料量的情形下，以关闭背光源的方式来加入黑画面。闪烁 背光源插黑技术能改善动态模糊的问题，但会衍生出画面闪烁、鬼影(ghost image)现象 和亮度不足等问题。
在已知扫描式背光源(scanning backlight)插黑技术中，液晶显示器的背光模组 是采用部分闪烁背光源，在不改变资料量的情形下，以关闭部份背光源的方式来加入黑画面。
4由于背光源改为循序扫描的方式和液晶的资料量同步扫描，待液晶达成稳态时再用相对应的 区块背光源来点亮，因此能改善动态模糊、画面闪烁、鬼影现象等问题，但仍会有轻微的画 面闪烁和亮度不足等问题。
请参考图1，图1的波形图说明了先前技术中一扫描式背光模组的运作。在图1中，Sl
代表背光源的扫描信号，D为信号S1的责任周期(duty cycle) ， T为信号Sl的周期。
信号工L表示背光源的操作电流，信号LS表示背光源的亮度，Tr为亮度上升时间，Tf为亮
度下降时间。信号Sl用来控制背光源的开启及关闭，而背光源开启及关闭的时间比则由责
任周期D所决定。当信号S1开启背光源时，灯管需要经过时间Tr才能到达稳定的亮度；当
信号S1关闭背光源时，灯管需要经过时间Tf才能完全的暗下来。 一般通常使用萤光灯管来
作为液晶显示器的背光源，例如热P月极萤光灯管(hot cathode fluorescent lamp, HCFL)
及冷阴极萤光灯管(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)，其光线反应速度较
慢。以冷阴极萤光灯管为例，其光启动时间(相对亮度10%上升至90%)和光衰减时间各
约3毫秒，由于灯管达到稳态的时间较长，使得改善动态模糊的效果受到限制。
发明内容
本发明提供一种液晶显示器背光模组的驱动方法，该方法能縮短背光源灯管的亮度上升 时间和下降时间，有利于大幅改善动态模糊。
本发明的方法是这样实现的在一第一预定期间内提供具固定值的一第一操作电流以将 一背光源亮度由一第一亮度调至一第二亮度；以及当该背光源的亮度达到该第二亮度后，在 一第二预定期间内提供具脉冲形式的一第二操作电流至该背光源。
本发明的显著优点是设计合理，构思巧妙，能縮短背光源灯管的亮度上升时间和下降时 间，有利于大幅改善动态模糊。
图1为先前技术中一扫描式背光模组运作时的波形图。 图2为本发明第一实施例中一种扫描式背光模组驱动方法的时序图。 图3为本发明第二实施例中一种扫描式背光模组驱动方法的时序图。 图4为本发明第三实施例中一种扫描式背光模组驱动方法的时序图。主要元件符号说明
Sl扫描信号
工L操作电流
TON—R、 TON一F开启时间 TOFT_R、 TOFF一F关闭时间 Tr亮度上升时间 Tf亮度下降时间 D责任周期
T、 TON、 TOFF、 T1 T4周期
Xr、 Yr、 Xf、 Yf、 LS亮度
具体实施例方式
在说明书及后续的申请专利范围当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通 常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的申请 专利范围并不以名称的差异来作为区别元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区别 的基准。在通篇说明书当中所提及的「包含j是为一开放式的用语，故应解释成「包含但不 限定于」。
相较于先前技术使用固定责任周期的扫描信号Sl，本发明依据扫描式背光模组灯管的亮 度特性来调整扫描信号，在背光模组灯管开启一段时间后，本发明会依一预定频率来交错地 关闭和开启背光模组灯管。请参考图2，图2为本发明第一实施例中一种扫描式背光模组驱
动方法的时序图。在图2中Sl代表背光源的扫描信号，信号IL表示背光源的操作电流，而
信号LS表示背光源的亮度。由图1和图2中灯管亮度的特性曲线可知，信号Sl的周期T
包含一开启周期TON和一关闭周期TOFF，在每一开启周期TON内，信号LS的波型各包含
一快速反应周期T1及一慢速反应周期T2。开启周期TON起始时，背光模组的灯管处于快速
反应周期Tl内，此时光线反应速度较快，背光模组灯管亮度会快速地上升；在开启一段时
间后，背光模组的灯管进入慢速反应周期T2，此时光线反应速度变慢，背光模组灯管亮度会缓慢地上升。在慢速反应周期T2时，背光模组灯管亮度提升有限，却大幅拉长达到稳态所 需的亮度上升时间Tr。
因此，针对背光模组灯管的开启周期TON，本发明第一实施例在快速反应周期Tl时以 具固定高电位的扫描信号Sl来驱动fe描式背光模组，在慢速反应周期T2时改以脉冲形式的 扫描信号S1来驱动扫描式背光模组。在快速反应周期T1时，扫描信号S1的开启时间同样 由Tl来表示;在慢速反应周期T2时，脉冲扫描信号Sl的开启时间和关闭时间分别由TON—R 和TOFF—R来表示。如图2所示，背光模组灯管在快速反应周期T1内呈开启，因此能快速 地提升Xr至一预定亮度。进入慢速反应周期T2后，脉冲形式的扫描信号Sl首先关闭灯管， 此时灯管亮度会由预定亮度逐渐递减，在经过TOFF—R后衰减幅度为Yr。为了不让灯管亮度 偏离预定值过大，脉冲形式的扫描信号Sl会再次开启灯管，此时灯管亮度会逐渐递增，在 经过TON—R后重新达到预定亮度。
本发明第一实施例可依据灯管特性和操作条件来决定灯管开启时间TON一R、 Tl和关闭
时间TOFF一R。举例来说，若希望将亮度上升时间縮短至T1，依据光反应速率可得知达到预
定亮度所需的Xr值。同时，在T1后的稳态期间希望信号LS的波型震荡幅度小于1/10，
亦即Yr/Xr<l/10，因此开启时间TON—R和关闭时间TOFF—R皆不能大于Tl/10。本发明
第一实施例可将脉冲形式的扫描信号Sl每一关闭时间TOFF一R皆设为Tl/10。另一方面，
若考虑灯管特性中粒子衰变(particle decay)的非线性变化，则可加入一特性参数P，
将脉冲形式的扫描信号Sl每一关闭时间TOFF一R逐渐减少，例如在Tl后第一次关闭时间为
Tl/(10-4P/5)，第二次关闭时间为T1/(10-3P/5)，...，依此类推。本发明第一实施例针
对灯管的特性来调整扫描信号Sl，在快速反应周期Tl时以具固定高电位的扫描信号Sl来
驱动扫描式背光模组，大幅縮短光线特性曲线的上升时间；在慢速反应周期T2时改以脉冲
形式的扫描信号Sl .来驱动扫描式背光模组，使得光线特性曲线能维持在预定亮度，因此能 大幅改善动态模糊请参考图3，图3为本发明第二实施例中一种扫齒式背光模组驱动方法的时序图。在第
3图中Sl代表背光源的扫描信号，信号IL表示背光源的操作电流，而信号LS表示背光源
的亮度。由图l和图3中灯管亮度的特性曲线可知，信号Sl的周期T包含一开启周期TON
和一关闭周期TOFT，在每一关闭周期TOFT内，信号LS的波型各包含一快速反应周期T3
及一慢速反应周期T4。关闭周期TOFF起始时，背光模组的灯管处于快速反应周期T3内， 此时光线反应速度较快，背光模组灯管亮度可快速地下降；在关闭一段时间后，背光模组的 灯管进入慢速反应周期T4，此时光线反应速度变慢，背光模组灯管亮度缓慢地下降。在慢速
反应周期T4时，背光模组灯管亮度下降有限，却大幅拉长达到稳态所需的亮度下降时间Tf 。
因此，针对背光模组灯管的关闭周期TOFF，本发明第二实施例在快速反应周期T3时以
具固定低电位的扫描信号Sl来驱动扫描式背光模组，在慢速反应周期T4时改以脉冲形式的
扫描信号Sl来驱动扫描式背光模组。在快速反应周期T3时，扫描信号Sl的关闭时间同样
由T3来表示;在慢速反应周期T4时，脉冲扫描信号Sl的开启时间和关闭时间分别由TON一F
和TOET—F来表示。如图3所示，背光模组灯管在快速反应周期T3内呈关闭，因此能快速
地降低Xf至一预定亮度。进入慢速反应周期T4后，脉冲形式的扫描信号Sl首先开启灯管，
此时灯管亮度会由预定亮度逐渐增加，在经过TON一F后增加幅度为Yf。为了不让灯管亮度
偏离预定值过大，脉冲形式的扫描信号Sl会再次关闭灯管，此时灯管亮度再次下降，在经
过TOFF—F后重新达到预定亮度。
本发明第二实施例可依据灯管特性和操作条件来决定灯管开启时间TON_F、 T3和关闭
时间TOFF—F。举例来说，若希望将亮度下降时间縮短至T3，依据光反应速率可得知达到预
定亮度所需的Xf值。同时，在T3后的稳态期间希望信号LS的波型震荡幅度小于1/10,
亦即Yf/Xf<l/10，因此开启时间TON—F和关闭时间TOFF—F皆不能大于T3/10。本发明
第二实施例可将脉冲形式的扫描信号&l每一开启时间T0付—FW^T3m。另一M，若
考虑灯管特性中粒子累积能量的非线性变化，则可加入一特性参数P，将脉冲形式的扫描信号Sl每一开启时间TON_F逐渐减少，例如在T3后第一次开启时间为Tl/ (10-4P/5)，第
二次开启时间为Tl/(10-3P/5〉，...，依此类推。本发明第二实施例针对灯管的特性关闭周
期TOET，在快速反应周期T3时以具固定低电位的扫描信号SI来驱动扫描式背光模组，大
幅縮短光线特性曲线的下降时间；在慢速反应周期T4时改以脉冲形式的扫描信号SI来驱动 扫描式背光模组，使得光线特性曲线能维持在预定亮度，因此能大幅改善动态模糊。
请参考图4，图4为本发明第三实施例中一种扫描式背光模组驱动方法的时序图。在图
4中SI代表背光源的扫描信号，信号IL表示背光源的操作电流，而信号LS表示背光源的
亮度。本发明第三实施例同时执行前述第一和第二实施例，针对背光源灯管的开启周期TON，
本发明第三实施例在快速反应周期Tl时以具固定高电位的扫描信号SI来驱动扫描式背光模
组，在慢速反应周期T2时改以脉冲形式的扫描信号SI来驱动扫描式背光模组。针对背光源
灯管的关闭周期TOET,本发明第三实施例在快速反应周期T3时以具固定低电位的扫描信号
SI来驱动扫描式背光模组，在慢速反应周期T4时改以脉冲形式的扫描信号SI来驱动扫描
式背光模组。本发明第三实施例的运作和光线特性曲线LS和前述第一和第二实施例类j以， 在此不另加赘述。同时，本发明第三实施例亦可依据灯管特性和操作条件来决定灯管开启时 间TON—R、 TON—F、 Tl和关闭时间TOFF_R、 TOFF—F、 T3，因此能大幅改善动态模糊。
本发明依据扫描式背光模组灯管的亮度特性来调整扫描信号，在背光模组灯管开启一段 时间后，本发明会依一预定频率来交错地关闭和开启背光模组灯管，因此能縮短背光源fl"管 的亮度上升时间和下降时间，大幅改善动态模糊。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰， 皆应属本发明的涵盖范围。
9
权利要求
1. 一种液晶显示器背光模组的驱动方法，其特征在于在一第一预定期间内提供具固定值的一第一操作电流以将一背光源的亮度由一第一亮度调至一第二亮度；以及当该背光源的亮度达到该第二亮度后，在一第二预定期间内提供具脉冲形式的一第二操作电流至该背光源。
2 .根据权利要求1所述的液晶显示器背光模组的驱动方法，其特征在于 依据该背光源由该第一亮度达到该第二亮度所需的时间来设定该第一预定期间。
3 .根据权利要求1所述的液晶显示器背光模组的驱动方法，其特征在于依据该第二亮度和一第一亮度变化参数来设定在该第二预定期间内该第二操作电流的开启 期间和关闭期间，其中该第一亮度变化参数相关于该第一亮度和该第二亮度的比值。
4 .根据权利要求1所述的液晶显示器背光模组的驱动方法，其特征在于依据该背光源的一特性参数来设定在该第二预定期间内该第二操作电流的开启期间和关闭 期间，其中该特性参数相关于该背光源的粒子衰变特性。
5. 根据权利要求1所述的液晶显示器背光模组的驱动方法，其特征在于在一第三预定期间内提供具固定值的一第三操作电流以将该背光源的亮度由该第二亮度调 至该第一亮度；以及当该背光源的亮度达到该第一亮度时，在一第四预定期间内提供具脉冲形式的一第四操作电 流至该背光源。
6. 根据权利要求5所述的液晶显示器背光模组的驱动方法，其特征在于依据该背光源由该第二亮度达到该第一亮度所需的时间来设定该第三预定期间，依据该第一 亮度和一第二亮度变化参数来设定在该第四预定期间内该第四操作电流的开启期间和关闭 期间，其中该第二亮度变化参数相关于该第一亮度和该第二亮度的比值。
7. 根据权利要求5所述的液晶显示器背光模组的驱动方法，其特征在于依据该背光源的一特性参数来设定在该第四预定期间内该第四操作电流的开启期间和关闭 期间，其中该特性参数相关于该背光源的粒子衰变特性或该背光源的粒子累积能量特性。
8. 根据权利要求5所述的液晶显示器背光模组的驱动方法，其特征在于 提供一扫描信号以控制该第三及第四操作电流。
9. 根据权利要求l'所述的液晶显示器背光模组的驱动方法，其特征在于:
10.根据权利要求1所述的液晶显示器背光模组的驱动方法，其特征在于所述背光源包 含一热阴极萤光灯管或一冷阴极萤光灯管。
全文摘要
本发明涉及一种液晶显示器背光模组的驱动方法，其特征在于首先在一第一预定期间内提供具固定值的一第一操作电流以将一背光源的亮度由一第一亮度调至一第二亮度。当背光源的亮度达到第二亮度后，在一第二预定期间内提供具脉冲形式的一第二操作电流至背光源以改善动态模糊。
文档编号H05B41/38GK101520995SQ20091011140
公开日2009年9月2日 申请日期2009年4月2日 优先权日2009年4月2日
发明者邱俊杰, 颜士杰 申请人:华映光电股份有限公司;中华映管股份有限公司