《一種圖像插黑的液晶驅動方法、裝置及液晶顯示裝置》是青島海信電器股份有限公司於2013年08月27日申請的發明專利，該專利的公布號為：CN103413537A，專利公布日為2013年11月27日，發明人是楊傑、黃順明。
《一種圖像插黑的液晶驅動方法、裝置及液晶顯示裝置》公開了一種圖像插黑的液晶驅動方法、裝置及液晶顯示裝置，該方法套用於液晶顯示裝置，在圖像驅動過程中，幀時段與插黑時段相間隔，包括如下步驟：步驟1，該幀時段結束後的插黑時段中，時序控制器傳送一行黑色圖像數據至源極驅動器的暫存器；步驟2，在該插黑時段中，該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出直至該插黑時段結束，以使該一行黑色圖像數據刷新各行液晶單元。本發明可簡化插黑的驅動複雜度，降低插黑過程中的數據運算量。特別是通過控制單一信號的邏輯狀態實現插黑，在插黑的過程中不給液晶單元送入數據，短時間內實現圖像的插黑，減小了程式的複雜度，還可靈活控制插黑圖像的顯示時間。
2016年12月7日，《一種圖像插黑的液晶驅動方法、裝置及液晶顯示裝置》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為本發明的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種圖像插黑的液晶驅動方法、裝置及液晶顯示裝置
- 公布號：CN103413537A
- 公布日：2013年11月27日
- 申請號： 201310377489X
- 申請日：2013年08月27日
- 申請人：青島海信電器股份有限公司
- 地址：266555山東省青島市經濟技術開發區前灣港路218號
- 發明人：楊傑、黃順明
- Int.Cl.：G09G3/36(2006.01)I
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,技術領域,權利要求,實施形式,榮譽表彰,
專利背景
隨著信息技術的進步，3D液晶電視日趨普遍，而快門眼鏡式3D液晶電視以其能夠保持畫面原始解析度，即可以享受到全高清3D效果，在市場中占主流。快門式3D技術通過提高畫面刷新率，再將一幀圖像一分為二，形成對應左右眼的兩組圖像畫面交錯顯示。
發明內容
專利目的
本發明解決的技術問題在於，提供一種圖像插黑的液晶驅動方法，以簡化插黑的驅動複雜度，降低插黑過程中的數據運算量。更進一步的，通過縮減插黑時段的時長，以提高3D圖像的顯示亮度。
技術方案
本發明公開了一種圖像插黑的液晶驅動方法，套用於液晶顯示裝置，在圖像驅動過程中，幀時段與插黑時段相間隔，包括如下步驟：
步驟1，該幀時段結束後的插黑時段中，時序控制器傳送一行黑色圖像數據至源極驅動器的暫存器；
步驟2，在該插黑時段中，該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出直至該插黑時段結束，以使該一行黑色圖像數據刷新各行液晶單元。
步驟2的該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出直至該插黑時段結束的步驟包括：TP信號產生下降沿並始終處於低電平直至該插黑時段結束。
該步驟1包括：
該幀時段結束後，CPV信號產生上升沿，第一行液晶單元被打開，該時序控制器傳送該一行黑色圖像數據至源極驅動器的暫存器；
該步驟2包括：
第一行液晶單元被打開期間，當TP信號的下降沿來臨時，將OE信號置於下降沿，以該一行黑色圖像數據刷新該第一行液晶單元，TP信號在下降沿後始終保持低電平直至該插黑時段結束，在TP信號保持低電平期間，在OE信號的每個下降沿時，以該一行黑色圖像數據刷新對應行的液晶單元。
該插黑時段的CPV信號的頻率是該幀時段的CPV信號的頻率的2倍，N為大於等於0的整數。
該方法適用於快門眼鏡式3D液晶顯示裝置。
本發明還公開了一種用於圖像插黑的液晶驅動裝置，包括：時序控制器、柵極驅動器和源極驅動器，在圖像驅動過程中，幀時段與插黑時段相間隔；
其中，當該幀時段結束後的插黑時段中，該時序控制器傳送一行黑色圖像數據至該源極驅動器的暫存器；
該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出直至該插黑時段結束，以使該一行黑色圖像數據刷新各行液晶單元。
在該插黑時段中，該時序控制器控制TP信號產生下降沿並始終處於低電平，以使得該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出。
該插黑時段的CPV信號的頻率是該幀時段的CPV信號的頻率的2倍，N為大於等於0的整數。
該裝置為快門眼鏡式3D液晶顯示裝置。
本發明還公開了一種具有所述液晶驅動裝置的液晶顯示裝置。
本發明還公開了一種圖像插黑的液晶驅動方法，套用於液晶顯示裝置，該方法包括如下步驟：
步驟1，時序控制器傳送一行黑色圖像數據至源極驅動器的暫存器；
步驟2，利用該一行黑色圖像數據刷新第一行液晶單元；
步驟3，該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出，且利用該一行黑色圖像數據依次刷新第二行至最後一行液晶單元。
該步驟2進一步包括：在CPV信號處於高電平期間，當TP信號的下降沿來臨時，將OE信號置於下降沿，以該一行黑色圖像數據刷新該第一行液晶單元。
該步驟3進一步包括：TP信號始終保持低電平，在TP信號保持低電平期間，在CPV信號處於高電平且OE信號發生下降沿時，以該一行黑色圖像數據刷新對應行的液晶單元。
本發明可簡化插黑的驅動複雜度，降低插黑過程中的數據運算量。特別是，通過控制單一信號（TP信號）的邏輯狀態實現插黑，避免了源級驅動器內的重複計算，減小了程式的複雜度。另外，通過縮減插黑時段的時長，提高了3D圖像的顯示亮度。
改善效果
本發明的技術方案套用於所有液晶顯示器件的插黑控制方式中。不局限於240Hz或120Hz刷新頻率的液晶顯示裝置，也不局限於快門眼鏡式3D液晶顯示裝置。
技術領域
本發明涉及液晶顯示器的圖像顯示，特別是涉及一種圖像插黑的液晶驅動方法、裝置及液晶顯示裝置。
權利要求
1.一種圖像插黑的液晶驅動方法，套用於液晶顯示裝置，在圖像驅動過程中，幀時段與插黑時段相間隔，其特徵在於，該方法包括如下步驟：
步驟1，該幀時段結束後的插黑時段中，時序控制器傳送一行黑色圖像數據至源極驅動器的暫存器；
步驟2，在該插黑時段中，該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出直至該插黑時段結束，以使該一行黑色圖像數據刷新各行液晶單元。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟2的該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出直至該插黑時段結束的步驟包括：
TP信號產生下降沿並始終處於低電平直至該插黑時段結束。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，
該步驟1包括：
該幀時段結束後，CPV信號產生上升沿，第一行液晶單元被打開，該時序控制器傳送該一行黑色圖像數據至源極驅動器的暫存器；
該步驟2包括：
第一行液晶單元被打開期間，當TP信號的下降沿來臨時，將OE信號置於下降沿，以該一行黑色圖像數據刷新該第一行液晶單元，TP信號在下降沿後始終保持低電平直至該插黑時段結束，在TP信號保持低電平期間，在OE信號的每個下降沿時，以該一行黑色圖像數據刷新對應行的液晶單元。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該插黑時段的CPV信號的頻率是該幀時段的CPV信號的頻率的2倍，N為大於等於0的整數。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法適用於快門眼鏡式3D液晶顯示裝置。
6.一種用於圖像插黑的液晶驅動裝置，其特徵在於，該裝置包括：時序控制器、柵極驅動器和源極驅動器，在圖像驅動過程中，幀時段與插黑時段相間隔；
其中，當該幀時段結束後的插黑時段中，該時序控制器傳送一行黑色圖像數據至該源極驅動器的暫存器；
該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出直至該插黑時段結束，以使該一行黑色圖像數據刷新各行液晶單元。
7.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，在該插黑時段中，該時序控制器控制TP信號產生下降沿並始終處於低電平，以使得該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出。
8.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，該插黑時段的CPV信號的頻率是該幀時段的CPV信號的頻率的2倍，N為大於等於0的整數。
9.如權利要求6所述的裝置，其特徵在於，該裝置為快門眼鏡式3D液晶顯示裝置。
10.一種具有如權利要求6、7、8或9所述液晶驅動裝置的液晶顯示裝置。
11.一種圖像插黑的液晶驅動方法，套用於液晶顯示裝置，其特徵在於，該方法包括如下步驟：
步驟1，時序控制器傳送一行黑色圖像數據至源極驅動器的暫存器；
步驟2，利用該一行黑色圖像數據刷新第一行液晶單元；
步驟3，該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出，且利用該一行黑色圖像數據依次刷新第二行至最後一行液晶單元。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，該步驟2進一步包括：
在CPV信號處於高電平期間，當TP信號的下降沿來臨時，將OE信號置於下降沿，以該一行黑色圖像數據刷新該第一行液晶單元。
13.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，該步驟3進一步包括：
TP信號始終保持低電平，在TP信號保持低電平期間，在CPV信號處於高電平且OE信號發生下降沿時，以該一行黑色圖像數據刷新對應行的液晶單元。
實施形式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明還公開了一種用於圖像插黑的液晶驅動裝置，該裝置包括：時序控制器、柵極驅動器和源極驅動器。另外，本發明還公開了包括該液晶驅動裝置的液晶顯示裝置，參照圖2，進一步描述本發明的具體實現過程。
如圖4所示，為本發明的圖像插黑的液晶驅動方法的時序圖。依次寫入圖像A、黑色圖像、圖像C、黑色圖像至液晶單元中。則寫入圖像A、C的時段為幀時段，寫入黑色圖像的時段為插黑時段，幀時段與插黑時段相間隔。
假設TFT液晶顯示面板201具有1080行液晶單元，則每幅圖像也具有1080行數據，CPV信號針對每幅圖像具有1080個脈衝。CPV信號、OE信號、TP信號的頻率f相同，例如均為240Hz。Gate1- Gate1080信號的高電平的時長為1/（1080*f）。
針對圖像A，當CPV信號的第一個上升沿發生時，觸發Gate1信號產生上升沿，則第一行液晶單元打開，時序控制器203會送出對應圖像A的第一行數據。該第一行數據由時序控制器203送出後會在源極驅動器202的暫存器中暫存。
在Gate1信號高電平，也就是第一行液晶單元打開期間，當TP信號發生上升沿時，源極驅動器202的暫存器接收該時序控制器203送出的第一行數據，TP信號下降沿時，暫存器將輸出該第一行數據。而在TP信號下降沿來臨時，將OE信號置於下降沿狀態，使得柵極驅動器正常輸出，才會將該第一行數據寫入到打開的相應行液晶單元中，也就是第一行液晶單元中，第一行液晶單元根據接收到的該第一行數據，使液晶翻轉。完成對第一行液晶單元的刷新。
隨後，當CPV第二個上升沿發生且Gate2上升沿時，打開第二行液晶單元，時序控制器203會送出對應圖像A的第二行數據至暫存器，執行與第一行液晶單元相同的驅動過程，以此類推，直至第1080行液晶單元，則圖像A寫入完畢。
在圖像A的所有行（圖中所示的1080行）均寫入完畢後，開始寫入黑色圖像的數據，進入插黑時段。此時，當CPV信號再次處於上升沿且Gate1處於上升沿時，第一行液晶單元打開，時序控制器203會送出一行黑色圖像數據，也就是欲寫入第一行液晶單元的數據至暫存器，Gate1處於高電平期間，TP信號發生下降沿，此時OE信號置於下降沿狀態，使得柵極驅動器204正常輸出，以該一行黑色圖像數據寫入到打開的第一行液晶單元中。隨後，該TP信號將始終保持低電平，暫存器中存儲的內容始終保持為該一行黑色圖像數據且始終可輸出，直至插黑時段結束。而OE信號同背景技術中一樣，保持周期性使能，以觸發柵極驅動器204正常輸出，圖中以虛線表示該信號以預定頻率重複出現。
隨後，CPV信號又一次處於上升沿，則Gate2信號產生上升沿，此時打開第二行液晶單元，這時該TP信號為低電平，暫存器中存儲的該一行黑色圖像數據處於輸出狀態，則當OE信號產生下降沿時，將暫存器中存儲的該一行黑色圖像數據寫入第二行液晶單元。
隨後，CPV信號再一次處於上升沿，Gate3信號產生上升沿，此時打開第三行液晶單元，而該TP信號為低電平，暫存器中存儲的該一行黑色圖像數據處於輸出狀態，則當OE信號產生下降沿時，將暫存器中存儲的該一行黑色圖像數據寫入第三行液晶單元。
依照以上寫入第二行液晶單元的方法以此類推直至為最後一行液晶單元完成寫入。各行液晶單元依次被打開，但始終利用暫存器中存儲的該一行黑色圖像數據寫入當前被打開的液晶單元，刷新各行液晶單元，從而為各行液晶單元插黑。
由於黑色圖像不同於普通的圖像，普通的圖像在通常情況下各行均有差別，從而組成表達特定含義的畫面，而黑色圖像各行都是一樣的。基於黑色圖像與普通圖像的上述差別，本發明在整個插黑時段中，暫存器始終可以輸出黑色圖像的一行數據，且只要OE信號被使能時，該數據就會被寫入被打開的對應行的液晶單元中，直至將全部液晶單元都寫入為止。
在黑色圖像寫入完畢後，依照背景技術中所述的方案，繼續對圖像C進行寫入。
在本發明中，由於在插黑時段對黑色數據的寫入實際上只對一行數據進行了計算，其結果始終處於可輸出的狀態，則在對其他行進行寫入時均直接採用第一行的數據，而無需每行黑色數據均在TP信號上升沿時傳送給暫存器。時序控制器只需要提供一行黑色數據，進行一次灰階電壓轉換的計算，即可為整場液晶單元進行插黑，則大幅降低了計算的複雜度，降低插黑過程中的數據運算量，簡化插黑的驅動複雜度。
這一實施例中，幀時段與插黑時段的時長相同，均為1/f。
基於以上說明，圖5公開了本發明一種圖像插黑的液晶驅動方法的流程圖，具體包括如下步驟：
步驟1，該幀時段結束後的插黑時段中，時序控制器傳送一行黑色圖像數據至源極驅動器的暫存器；
步驟2，在該插黑時段中，該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出直至該插黑時段結束，以該一行黑色圖像數據刷新各行液晶單元。
步驟2的該暫存器保持該一行黑色圖像數據始終輸出直至該插黑時段結束的步驟包括：TP信號產生下降沿並始終處於低電平直至該插黑時段結束。
另外，對於插黑過程，雖然解決了串擾問題，但是，帶來了3D圖像亮度降低的問題。事實上，由於快門眼鏡式3D液晶顯示裝置將一幀圖像分兩場圖像進行顯示，兩場圖像中每一場由一隻眼睛接收圖像，導致所接收圖像的亮度減半，即為50%。再由於快門眼鏡式3D液晶顯示裝置需要佩戴3D眼鏡，其3D眼鏡的光線透過率約為30%，導致人眼接收到一幀完整圖像亮度僅為以2D方式顯示的15%左右，如：液晶顯示裝置在以2D方式顯示時亮度為400nit，在利用快門眼鏡式3D液晶顯示裝置顯示時，人眼接收亮度僅為60nit。
而當採用插黑技術解決串擾時，又需要在左右眼圖像之間再插入一場黑色圖像，則人眼在接收左眼圖像或右眼圖像時，依照背景技術的驅動方式，插入左/右眼圖像的時長與插入黑色圖像的時長是一樣的，則人眼有一半時間接收左眼圖像或右眼圖像，還有一半時間接收黑色圖像。黑色圖像的亮度低，幾乎沒有，則進入人眼圖像亮度在15%的基礎上再降低50%，因此，採用插黑技術快門眼鏡式3D液晶顯示裝置的顯示亮度僅為2D顯示亮度的7.5%，如：液晶顯示裝置在2D顯示時亮度為400nit，在快門眼鏡式3D液晶顯示裝置顯示時，人眼接收亮度僅為30nit。圖像亮度的降低使得3D顯示效果變差。
為了減少插黑技術對3D顯示效果的影響，可通過減少黑色圖像的刷新時間，提高插黑的刷新頻率，適當降低黑場對3D圖像亮度造成的影響。即，此時需要快速的插入黑色圖像。具體的，在幀時段中，CPV頻率f不變。在插黑時段中，將CPV信號的頻率提高，正常情況下，1/f（240Hz下，1/f= 4.3ms）刷新完一場黑色圖像，如果將插黑時段中CPV信號的頻率加倍，變為2f，則可在1/(2f)的時間（2.15ms）內插完黑色圖像，如將頻率再次加倍，變為4f，即可在1/(4f)的時間（1.075ms）內插完黑色圖像，如此則縮短了插黑時段的時長，則在單位時間中增加了左右眼圖像的顯示時長，降低了黑色圖像的顯示時長，則提高了螢幕顯示的亮度。且插黑時段的時長越短，所得3D圖像的亮度越高。則插黑時段採用四倍的CPV信號頻率插黑所得的3D圖像的亮度要高於插黑時段採用兩倍的CPV信號頻率插黑所得的3D圖像的亮度。
這種快速的插黑，如果配合採用本發明的這種TP信號控制的方式，使得在插黑時段中對黑色數據的寫入實際上只對一行數據進行了計算，且其結果始終處於可輸出的狀態並重複利用，則在對其他行進行寫入時均直接採用第一行的數據，避免了每行黑色數據均在TP信號上升沿時傳送給暫存器，並進行電壓轉換，每場黑色圖像避免了1079次的重複計算，大幅降低了計算的複雜度，降低插黑過程中的數據運算量，簡化插黑的驅動複雜度，同時節約了1079次計算所耗費的時間，為快速插黑提供了壓縮插黑時段的壓縮空間，保證了3D圖像亮度提高的實現。
本領域的技術人員可依據液晶顯示面板的製程等因素，選擇插黑時段的具體時長，即選擇插黑時段中，CPV信號的頻率。
同時，這種快速插黑同普通插黑一樣，在左右眼圖像之間插入了黑色圖像，因此也可起到減小串擾的效果。
圖6所示為在插黑時段中，將CPV信號的頻率加倍，形成雙行刷新所對應的驅動時序圖。
如圖6所示，幀時段的CPV信號的頻率、OE信號的頻率、TP信號的頻率均保持不變，插黑時段的CPV信號的頻率加倍。
在插黑時段中，在Gate1信號處於高電平的時長的後半段，Gate2信號也處於高電平，在Gate1信號與Gate2信號同時處於高電平的這段期間內，OE信號與TP信號也出現了下降沿，從而使得第一、二行液晶單元可同時進行數據寫入，且均寫入來自暫存器的數據，形成了雙行刷新。
同理，當OE信號再次出現下降沿時，TP信號處於低電平，Gate3信號與Gate4信號同時處於高電平。當OE信號又一次出現下降沿時，TP信號處於低電平，Gate5- Gate6信號同時處於高電平。由此可知，在自上向下掃描的順序掃描過程中，每次數據寫入均有兩行液晶單元同時進行數據寫入，則相對圖4所述實施例，插黑的刷新頻率加倍，在1/（2f）的時間內完成了插黑，縮短了插黑時段的時長，實現了快速插黑。
除此之外本發明的方案還適用於其他各種螢幕刷新方式。例如，四行刷新如圖7所示為在插黑時段中，將CPV信號的頻率設定為幀時段CPV信號頻率的4倍，形成四行刷新所對應的驅動時序圖。
如圖7所示，幀時段的CPV信號的頻率、OE信號的頻率、TP信號的頻率均保持不變，插黑時段的CPV信號的頻率為幀時段的CPV信號的頻率的4倍。
在插黑時段中，在Gate1信號處於高電平的時長的最後1/4段中，Gate2- Gate4信號也處於高電平，在Gate1-Gate4信號同時處於高電平的這段期間內，OE信號與TP信號也出現了下降沿，從而使得第一、二、三、四行液晶單元可同時進行數據寫入，且寫入來自暫存器的數據，形成了四行刷新。
同理，當OE信號再次出現下降沿時，TP信號處於低電平，Gate5- Gate 8信號同時處於高電平。當OE信號又一次出現下降沿時，TP信號處於低電平，Gate9- Gate12信號同時處於高電平。由此可知，在自上向下掃描的順序掃描過程中，每一次的數據寫入均有四行液晶單元同時進行，則插黑的刷新頻率是圖4所述實施例的4倍，在1/（4f）的時間內完成了快速插黑，縮短了插黑時段的時長，實現了快速插黑。
同理，其他刷新方式也在本發明的公開範圍內，插黑時段內的CPV信號的頻率可以是幀時段內CPV信號的頻率的2倍，N為大於等於0的整數，從而實現2行刷新的快速插黑。
插黑的時段越短，單位時間內黑色圖像顯示的越少，左右眼圖像顯示的越多，則所形成的3D圖像的亮度越大，顯示效果更好。
榮譽表彰
2016年12月7日，《一種圖像插黑的液晶驅動方法、裝置及液晶顯示裝置》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
