无滤色片液晶显示器及该显示方法

专利名称：无滤色片液晶显示器及该显示方法
无滤色片液晶显示器及该显示方法技术领域：
本发明是关于一种无滤色片液晶显示器及该显示方法，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。背景技术：
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

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 反应时间够快，从{ = 19八1~至四八1\经过10么1^3.0 ms后，液晶由前一画面开的状态已 完全转换成为OFF的状态，则在t =四Δ T至36 Δ T间，对应的背光板模组中绿色LED发亮 时，将不会有不当混光的现象发生。但考量液晶反应时间的实际定义，一般是指各种灰阶间改变转换的平均反应时 间，若仅是相近透光度间的转换，可能需时甚短；相对地，最慢的反应时间可能为由全暗到 全亮或由全亮到全暗。一般定义由全亮的10%上升到90%为上升时间tr(rise-time)，由 全亮的90%下降到10%则称为下降时间tf (fallihg-time)。对应上例中的情况，即使液晶 平均反应时间为:3ms，但是在灰阶L = 255转换到灰阶L = 0时，其下降时间可能长达10ms， Wt = 19 Δ T起算反应时间需10ms，液晶才能由ON状态完全转换成OFF状态，期间约为 30 Δ Τ,即需要到t = 48 Δ T时才全部关闭，到绿色分色显示周期中t =四Δ T时，状态转换 仅经过3. 0ms，相对于所需要的IOms远远不足。在该液晶尚未关闭状况下，此时对应第1显示分区的绿色背光在t = ^ΔΤ点亮， 直到t = 36 Δ T绿色分色显示周期结束。因此如图式下方所示，此绿色的背光将混入前一 分色画面红色当中，一直到t = 36ΔΤ为止。由于混入绿色光的大小，会随液晶逐渐愈趋关 闭而减小，但由图中可以看出，该混入的绿光强度平均尚有红光的30%左右，经视觉暂留而 大大影响第1显示分区中红色画面的色彩品质。随后，当t = 47 Δ T时对应的蓝色LED会点亮，但此时液晶已反应OFF状态约观Δ T =8. 4ms,液晶已几乎全部反应完成而关闭，使得蓝色混入的比例甚小，可以忽略不计。换言 之，由于液晶无法即时由透光度最高改变至不透光，则绿色LED如图式上方所示被点亮时， 显示器所呈现的画面将如图式下方所示，仍有部分不应透出的绿色光掺杂呈现。同理，如果是要呈现纯绿色光或纯蓝色光时，也会分别受到蓝色与红色的掺杂。因 此如图6所示，即使原本背光板模组中的LED在色彩谱中的三基色的色域位置如黑点所示， 可以围绕出一个较大三角形的可呈现色彩范围；但在一般的R、G、B扫描式LED背光的无彩 色滤光片的显示器中，各基色的色度将能因液晶的反应较慢，而造成红色混入绿色，绿色混 入蓝色，蓝色混入红色，实际呈现的色彩将受到混色干扰产生漂移。例如原来LED的红色色 座标为R= (0.7，0.3)，因为绿色光的混入，造成漂移到R’ = (0.6，0.4)，同样原来的绿色 LED的色座标为G = (0. 2，0. 75)可能漂移为G’ = (0. 3,0. 6),而原来的蓝色LED的色座标 为B= (0. 14，0.05)可能因为红色光的混入，而漂移为B’ = (0.25，0.15)；使得实际展现 出的区域色彩为内侧较小三角形，漂移后的色域大幅减小，色彩因而贫乏、较不鲜艳、无法 达到广色域的需要。更进一步用显示器呈现图7所显示画面10作为范例，且为便于理解，在此将本图 中的画面分为六个区域11、12、13. . . 16，其中区11为天空，以蓝色为主，区12系以阳光的红 色为主，区14、15则为山岭的绿色，区13、16以灰色大楼为主。如此，则区11与区12分别 如图8、9所示，蓝色与红色分别遭到红色与绿色的掺杂，只有图10所示区13的灰色较不受 影响而劣化。即使目前液晶的反应时间已逐渐在改善，例如OCB (optical compensatedBirefregnce)液晶可以达到前述要求的2 3ms反应时间，但是一方面该技术在制造大型 液晶电视尚无法被大量采用；另方面，电视画面的更新速率也由一般的每秒60次，进步为 每秒120次，使得液晶反映时间也需要更增快，故截至目前，这种无滤色片显示装置尚未被 商业化。
发明内容本发明的目的在于提供一种大幅降低不当混色，使得可呈现的色域接近基色范 围、保持更宽广的色域范围、色彩更鲜艳的无滤色片液晶显示器。本发明的另一目的在于提供一种确实可行的无滤色片液晶显示器，避免滤色片吸 收有效发光，转换为无效热能，以达到节电而符合节能减碳潮流。本发明的再一目的在于提供一种降低亮度灰阶较低时的漏光，使得对比度提升的 无滤色片液晶显示器。本发明的又一目的在于提供一种大幅降低不当混色，使得可呈现的色域接近基色 范围、保持更宽广的色域范围、色彩更鲜艳的显示方法。本发明的又另一目的在于提供一种节约耗能的无滤色片液晶显示器显示方法。依照本发明揭示的一种无滤色片液晶显示器，该液晶显示器是以一个预定显示周 期显示被区分为至少三色的分色子画面影像资料的画面，该显示器包含—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、且系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。由于显示分区与亮度动态调整分区彼此对应，每一个显示分区可采用对应的亮度 动态调整分区作为参考范围，依照该范围内所要呈现的分色子画面资料的亮度，调整该显 示分区的液晶透光度；并且依照此种调整，补偿性地改变对应的亮度动态调整分区中，对应 色光的LED亮度。藉由同步使用扫描式的显示分区、以及背光板模组的亮度动态调整技术，使得背 光板模组在非必要时，不会无谓让LED大量发光，也藉此减少液晶模组漏光时的杂光成分 比例。由此，不仅使得无滤色片液晶显示器可被实际商品化；也因排除滤色片的使用，让背 光板模组所发光被更有效利用，减少无谓耗能；更由于杂光被明显减少，实际呈现色彩的色 域接近背光板中LED基色范围，使得所呈现的画面色彩更丰富而鲜艳，满足阅听者的使用 乐趣，增加产品价值。至于由本案所揭示一种无滤色片液晶显示器显示方法，其中该液晶显示器是以一 个预定显示周期显示被区分为至少三色的分色子画面影像资料的画面，且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；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，上述显示分区分别包括多个画素，且上述亮度 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，该方法包括下列步骤a)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；b)提供对应该至少一扫描区中的上述显示分区中之一的每一画素的分色子画面 调整后影像资料至上述对应画素、并驱动其于一个状态切换时段依照上述调整后影像资料 改变透光状态；及c)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。图式简单说明图1是公知液晶模组的显示分区结构示意图。图2是公知无滤色片液晶显示器显示状态时序图，说明背光板模组与液晶显示模 组受致能驱动时序关系，及显示亮度不足的原理。图3是公知无滤色片液晶显示器采用扫描式分区显示后，显示状态时序图，说明 背光板模组与液晶显示模组受致能驱动时序关系。图4是图3显示器中，液晶显示模组被致能驱动时序示意图，说明不同色彩如何被 分色呈现。图5是图3显示器显示讯号时序图，说明漏光问题如何发生。图6是人类视觉的CIE色彩图，说明漏光造成可呈现色彩减少。图7是显示画面示意图。图8是图7显示画面区11所对应背光板之LED与液晶显示范围的LC受致能驱动 时序关系时序图。图9是图7显示画面区12所对应背光板的LED与液晶显示范围的LC受致能驱动 时序关系时序图。图10是图7显示画面区13所对应背光板的LED与液晶显示范围的LC受致能驱 动时序关系时序图。图11是本案无滤色片液晶显示器第一较佳实施例结构示意图。图12是图11实施例结构方块图。图13是图11实施例之显示方法流程图。图14是分色模组将原始画面影像资料分色成为分色子画面影像资料示意图。图15是图7显示画面显示于图11显示器时，亮度动态调整分区3011与3012所 对应背光板的LED与液晶显示范围的LC受致能驱动时序关系时序图。图16是图7显示画面显示于图11显示器时，亮度动态调整分区3013所对应背光 板的LED与液晶显示范围的LC受致能驱动时序关系时序图。图17是图7显示画面显示于图11显示器时，亮度动态调整分区3052及所对应背 光板的LED与液晶显示分区中之一液晶画素受致能驱动时序关系时序图。
图18是无滤色片液晶显示器第二较佳实施例驱动时序示意图。主要元件符号说明10 显示画面11、12、13、14、15、16 显示区2 液晶显示模组201,202,203. . 218 1、2、3、4、5. . . 18 显示分区200画素3背光板模组3011、3012、3013、3021、3023、3033. . . 3182、3183 亮度动态调整分区40原始画面影像资料 41、42、43分色子画面影像资料5 控制模组4分色模组61上半扫描区62下半扫描区具体实施方式
本发明无滤色片液晶显示器第一较佳实施例如图11所示，主要包括背光板模组 3、位在背光板模组3前方的液晶显示模组2、及控制模组5。在本例中，液晶显示模组2区 分为如图1 一般18个显示分区201,202. · · 218，每个显示分区201,202. · · 218均包括例如 1920*1080/18 = 115，200个画素200 ；而背光板模组3则被区分为例如18x 3 = 54个亮度 动态调整分区3011、3012、3013、3021. · · 3183等，第3011、3012、3013区对应于液晶显示模 组2的显示分区201，并以每三个亮度动态调整分区分别对应一个显示分区；且每个亮度动 态调整分区3011、3012、3013、3021. · · 3183分别包括多个R、G、B三色LED。当然，熟悉本技 术者亦可轻易推知，即使背光板模组3的每个亮度动态调整分区恰对应液晶显示模组2的 一个显示分区亦无不可。一并参考图12、13及14，分色模组4先在步骤51将一组来自影像源(图未示)的 原始画面影像资料40，区分为RGB三色的分色子画面影像资料41、42、43 ；并且于步骤52由 控制模组5依照亮度动态调整分区3011、3012、3013、3021. . . 3183的范围，计算出将被显示 在对应的液晶显示模组2上的分色影像资料亮度，从而决定背光板模组3中，各亮度动态调 整分区 3011、3012、3013、3021. . . 3183 的「区域亮度调控」(Local Area Dimming Control) 资料，当将被显示的画面如前述图7所示，则亮度动态调整分区3011、3012将对应于蓝色光 为主的天空，而亮度动态调整分区3052则例释为对应以太阳光为主的红色区域，亮度动态 调整分区域3013对应大楼的灰色区域。如前所述，在扫描式显示的LED背光中，影像信号将以三基色R、G、B顺序扫描 (color-sequential field)来形成。因此影像资讯也需被分离为R、G、B三个分色子画面 影像资料41、42、43而在不同时序处理。依照「区域亮度调控」，将以上述亮度动态调整分 区3011、3012、3013、3021. . . 3183所各自对应、将被显示到液晶显示模组2的影像讯号，决 定该亮度动态调整分区3011、3012、3013、3021. . . 3183中，各分色LED作为扫描背光的亮度 大小。如前例中，亮度动态调整分区3011所对应的范围是显示分区201的左侧，用来呈 现显示区11上方的天空影像，该影像的各基色亮度将为R = 0，G = 0，B = 255 ；亮度动态 调整分区3052则对应显示分区205的中央，显示区12下方的太阳影像，该画素处影像的各 基色亮度为R = 255，G = 0, B = 0 ；亮度动态调整分区3013则对应显示分区201的右侧，显示区13，基色亮度为R = 127，G = 127，B = 127。因此，经过「区域亮度调控」运算处理后，如图15、及16所示，无论在红、绿、蓝的分 色显示周期中，显示分区201的液晶画素均在t = Δ T时，被提供将液晶调整至全开状态的 调整后资料；随后于步骤53，在t = ΔΤ至11 Δ T的状态切换时段期间，改变各液晶画素透 光状态。但由于亮度动态调整分区3011、3012是呈现蓝色255灰阶，并无红色与绿色成分。为补偿调整后提供给液晶显示模组的分色影像资料，因此在步骤MWt = IlAT 至18 Δ T期间，依照时序要点亮红色LED，此时补偿提供给亮度动态调整分区3011中的红色 LED的致能讯号是0灰阶，使其不发光；补偿提供给亮度动态调整分区3012中的红色LED的 致能讯号同样是0灰阶，使其全暗；亮度动态调整分区3013则是127灰阶而半亮。随着时序演进到t = 18 Δ T，则提供调整后的绿色分色子画面影像资料至液晶显 示模组的显示分区201，由于对应各亮度动态调整分区3011、3012、3013的影像资料所含绿 色成分分别是0、0、127，因此在重复步骤52时，仍计算出液晶显示分区201的液晶画素将 全开，并于t = 18 Δ T至19 Δ T时段提供给各画素；步骤53则在t = 19 Δ T至四Δ T的状 态切换时段，依此改变液晶透光度；最后重复步骤M在状态切换时段完毕后t =四Δ T至 36 Δ T时段中，则补偿提供各亮度动态调整分区3011、3012、3013的绿色LED分别对应灰阶 0、0、127的致能讯号。同理，在蓝色分色显示周期中，最终的t = 47 Δ T至M Δ T时段，补偿提供各亮度 动态调整分区3011、3012、3013的绿色LED分别对应灰阶255、0、127。由于亮度动态调整 分区3011与3012在各分色显示周期中，LED被点亮的情况分别是(R)0、(G)O, (B) 255灰 阶，即使在蓝色分色显示周期以外液晶并未关闭，但由于红色与绿色LED并未发光，完全不 产生杂光干扰。至于在亮度动态调整分区3013处，各分色，灰色的色彩仍被保持。此外，亮度动态调整分区3052是对应于显示分区205的中央部分，当画面显示如 图7所示画面时，假定该区各液晶画素中红色最高为255灰阶，且如图17所示，该画素所 对应显示的影像资料没有绿色与蓝色成分；但假设在该显示分区中，部分相邻的画素是具 有些许绿色与蓝色成分，使得整区的绿色与蓝色LED届时必须以灰阶为10的发光度点亮； 因此在区域亮度调控后，该亮度动态调整分区3052的LED被点亮的情况分别是(R) 255、 (G) 10、(B) 10 灰阶。因此，经过反向区域亮度调控，也就是本案所揭示的「调整」后，以扫描方式提供给 图中所示该液晶画素的影像资料则依序是红色子画面显示周期液晶为全开055)，绿色 子画面显示周期液晶全关(0)，蓝色子画面显示周期液晶全关(0)；但受限于液晶由全开至 全关必须耗费比一个子画面显示周期更长时间，因此实际在绿色子画面显示周期时，液晶 未及全关；所幸依照本发明的揭示，即使液晶仅关闭至透光度30%，但由于后方LED的发光 亮度依照「补偿」上述调整的亮度点亮后，发光亮度仅有10灰阶，因此显示器所漏出的绿色 光仅3灰阶，相较于红色光的255灰阶，几乎毫不显眼，与公知技术漏光可达70灰阶相比， 其中的改善程度更不可同日而语。并且，因为分色子画面显示资料是依照各显示分区的顺序，以每个显示分区逐一 递延一个ATCMs)的时序进行，因此显示分区205收到红色分色子画面显示资料时间，相 较于显示分区201将落后4 Δ T，故在图17中，无论亮度动态调整分区3052中的LED被点亮 时段、显示分区205中的液晶透光率被改变时段、及显示器显示时段，都将比图15与16的时序落后4 Δ T。当然，如熟悉本技术领域者所能轻易理解，上述分区范例仅是一种简化模型，对于 例如具有1920*1080画素的液晶显示模组，可以选择将其沿铅直方向分为例如N = 18等多 个显示分区，则每一显示分区中所包括扫描线数分别为60条，且每一个显示分区均横跨水 平方向的整个画面。相对地，背光板模组则可与显示分区一对一对应，亦可沿水平方向再被 进一步区分，使得如M = 32个亮度动态调整分区在同一个水平方向排列，共同对应一个显 示分区，因此，MxN个亮度动态调整分区，每一个将恰对应液晶显示模组中的60x60个画素。 每一个独立的亮度动态调整分区皆具有至少三基色LED组成的光源，使亮度动态调整分区 可独立控制其色彩及亮度大小。经由上述区域亮度调控配合上述扫描式显示的LED背光技术，因为区域亮度调控 是将背光板模组分为一个MXN的二维画面来考量，因此当该MXN区所对应要呈现至液晶 显示模组的影像色彩变化，可利用此种区域亮度调控而得到一个相当于原来影像的粗略影 像亮度值，利用这个粗略影像亮度值来控制各亮度动态调整分区中的对应R、G、B亮度，并 且对于所对应的液晶显示分区进行反向的调整，才能得到较精确的最后影像品质。例如某 一区域的影像值只有一半亮度，则利用，，区域亮度调控”逻辑，得到的LED背光亮度将只发 出50%的亮度，因而所对应的液晶的阀值必须由50%改为100%的全开状态，如此才能保 持原来的影像亮度。且在本发明中，基于时序考量，故定义上述反向调整提供给液晶显示模 组的分色子画面影像资料为「调整」分色子画面影像资料；并定义时序上较晚被提供给背 光板模组、使其中各分色LED被点亮的控制为「补偿」调整的亮度。此外，如本案申请人所提出的200610106433. 0「液晶显示装置及其扫描方法」发 明专利申请所述，上述扫描区并非局限于前述单一区，亦可将整个显示器区分为例如两个 或更多个扫描区，如图18本案第二较佳实施例所述，可将如图1所示的显示器的18个显示 分区再以上下划分为上半扫描区61与下半扫描区62，上半扫描区61的区1至区9循前述 扫描顺序提供分色子画面影像资料，下半扫描区62则从第18区向第10区反向扫描，如此， 可以使整个显示器处理画面速度倍增。本发明的无滤色片液晶显示器及该显示方法与常用技术相互比较时，不仅可使得 无滤色片液晶显示器可被达成，避免滤色片吸收有效发光，转换为无效热能，以达到节电而 符合节能减碳潮流；尤其可以大幅降低不当混色，使得可呈现的色域接近基色范围、保持更 宽广的色域范围、色彩更鲜艳的无滤色片液晶显示器；甚至进一步切割、将显示器进一步划 分扫描区，使得影像显示速度倍增，符合潮流趋势。惟以上所述者，仅本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围， 即凡依本发明申请的权利要求书范围及发明说明内容所作简单的等效变化与修饰，皆仍属 本发明专利涵盖的范围内。
权利要求
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，包含多个彼此沿该长向平行配置 的扫描区。
5.如权利要求1、2或3所述的液晶显示器，其特征在于，更包含一组用以将一组原始画 面影像资料区分为该至少三色的分色子画面影像资料的分色模组。
6.如权利要求1、2或3所述的液晶显示器，其特征在于，其中该液晶由全开至全关时间 比分色子画面显示时段长。
7.一种无滤色片液晶显示器显示方法，该液晶显示器是以一个预定显示周期显示被区 分为至少三色的分色子画面影像资料的画面，且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；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，上述显示分区分别包括多个画素，且上述亮度动态调整分区分别包括上 述至少三色、每色均有至少一个、且是依照时序分色点亮的发光二极管，其特征在于，该方 法包含下列步骤a)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；b)提供对应该至少一扫描区中的上述显示分区中之一的每一画素的分色子画面调整 后影像资料至上述对应画素、并驱动其于一个状态切换时段依照上述调整后影像资料改变 透光状态；及c)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。
8.如权利要求7所述的显示方法，其特征在于，更包含在该步骤a)前，将一个对应该画 面的原始影像资料区分为至少三色的分色子画面影像资料的步骤d)。
全文摘要
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。
文档编号G09G3/36GK102044222SQ200910180300
公开日2011年5月4日 申请日期2009年10月13日 优先权日2009年10月13日
发明者吴景均, 张耀祖, 杨嘉梁, 王遵义 申请人:光远科技股份有限公司