多区域动态背光驱动的装置及其方法
技术领域
本发明有关于一种背光驱动的装置及其方法,特别有关于一种多区域动态背光驱动的装置及其方法。
背景技术
由于在一液晶显示装置中用以成像的液晶显示面板本身并无法产生光线,必须透过背光模块来提供光源以将影像呈现于显示面板上,且就已知的技术而言,可将显示面板区分为多个显示区域并且每一显示区域具有相对应的背光源,其用途例如利用分区关闭背光源的方式达成插黑画面的效果以降低液晶显示面板在显示动态影像时可能产生的残影问题,或是配合各显示分区画面调整各分区的背光源亮度,以达到省电的目的。然而,对于相邻近的背光源之间,会依据背光源之间的距离及其亮度的不同而具有不同的光场,进而使得对于亮度要求不同的相邻显示分区在实际显示影像时产生相互干扰。
已知的显示装置其结构例如图1所示,在此一利用背光源分区调光的架构中,包括有三个背光源与一个显示面板,上述的三个背光源分别为第一背光源121、第二背光源122与第三背光源123,其中背光源121、122或123任一实际上不限指单一点光源或单一线光源,也可以是多个位于同一背光模块分区的点光源或线光源的总称,且上述的显示面板则相对应于第一背光源121、第二背光源122与第三背光源123而分成第一显示区域101、第二显示区域102与第三显示区域103,换言之,第一显示区域101所需要的光源主要由第一背光源121来提供,第二显示区域102所需要的光源主要由第二背光源122来提供,第三显示区域103所需要的光源由主要第三背光源123来提供,而在第一背光源121、第二背光源122与第三背光源123之间利用其相对应的显示区域101、102、103所需要的目标亮度以调整产生的光源的强度,举例来说,若当第二显示区域122的目标亮度为第一显示区域101的目标亮度的一半且为第三显示区域103的目标亮度的四分之一时,相对应的第一背光源121、第二背光源122与第三背光源123的亮度在量化后则应该满足2∶1∶4的比例,故,当第一背光源121、第二背光源122与第三背光源123同时开启时,虽然每一显示区域101、102、103所对应的背光源121、122、123提供不同亮度的光源,但是却因为第一背光源121、第二背光源122与第三背光源123之间的光场效应影响,即各显示区域101、102、103可能受到其相邻显示区域对应的背光源所干扰,而使得最终到相对应的第一显示区域101、第二显示区域102与第三显示区域103时所显现出的实际亮度并非原始的目标亮度,因而使得整体画面的协调性变得较差。
也因此,针对分区调光方式所存在的问题,在已知的技术中则发展出另一种结构设计以改善上述的缺失,请参考图2所示,其为已知具有光阻隔结构的多区域背光模块的结构示意图,在此背光模块中的三个背光源121、122、123之间加设两个光阻隔单元141、142,以避免背光源所产生的光线入射至邻近的子显示区域而发生相互干扰的情形,换言之,也就是达到降低不同背光源121、122、123之间光场相互影响的目的。然而,在图2中的多区域背光模块结构中,介于背光源121、122、123之间的光阻隔单元141、142虽然可降低部分光场影响的问题,实际上却因为光线具有散设或是绕射的特性而无法十分有效地解决光场相互影响的问题,另外在实际生产上,光阻隔单元需和显示面板有准确的对位才能达到良好的光阻隔效果,如此亦增加了生产时的难度。
基于上述的缺点,本发明提出多区域动态背光驱动的装置及其方法,希望在不使用光阻隔单元的情形下,有效地降低不同背光源之间光场相互影响的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种多区域动态背光驱动的装置及其方法,其利用至少二光开关单元与至少二光源,其中的每一光源相对应于一光开关单元,且,将一个画面切割成多个子画面的情况下,在不同子画面中可透过光开关单元、或是光源、或是两者同时进行开启或是关闭的机制,使得开启的任一个光源仅可自与的相对应的光开关单元通过,而不会从非与的相对应的光开关单元通过,而达到降低不同光源之间互相干扰的问题。
本发明的另一目的在于提出一种多区域动态背光驱动的装置及其方法,其利用至少二光开关单元与至少二光源,且,每一光源具有多个子光源,而每个子光源的开启与关闭的状态亦可随着不同子画面改变,以达到降低不同光源之间光场效应互相干扰的问题。
为达上述的目的,本发明首先提供一种多区域动态背光驱动的装置,其包括:至少二光开关单元与至少二光源,且每一光源相对应于一光开关单元,当任一光源开启时,其可通过与的相对应的光开关单元而无法通过非与的相对应的光开关单元。此外,每一光源更可以在不同的子画面进行开启与关闭,以与光开关单元的开启状态或是关闭状态相互搭配。再者,每一光源具有多子光源,而相同地,每一子光源可独立地作动,且,亦可在不同子画面进行开启与关闭,以与光开关单元的开启状态或是关闭状态相互搭配,因而使得不同光源之间的光场效应的影响程度可更为降低。
除此之外,本发明同时提供一种多区域动态背光驱动的方法,其步骤包括:将一个画面分割成多个子画面;接着,在每一个子讯框下开启至少一个光源,并同时启动与此一光源相对应的光开关单元,以使已开启的此一光源可从其所对应的光开关单元通过,且亦同时启动非与此一光源相对应的至少一个光开关单元,以避免已开启的此一光源从非与其对应的光开关单元通过。此外,亦可以调控光源在不同子画面下的进行开启或是关闭,且同时配合上光开关单元的开启或是关闭的状态,以使得不同光源之间的光场效应可更显著地降低。
因此,本发明所揭示的一种多区域动态背光驱动的装置及其方法可利用光源与光开关单元之间的开启与关闭的不同状态的配合,以使得不同光源之间的光场干扰效应可降至较低的程度,因而使得显示装置中所显现出的画面可具有较佳的色彩对比性。
底下藉由具体实施例配合附图详加说明,可更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。
附图说明
图1为已知利用背光源分区调光的架构示意图。
图2为已知具有光阻隔结构的多区域背光模块的结构示意图。
图3为本发明的其中一种多区域动态背光驱动的装置架构示意图。
图4至图6为本发明的多区域动态背光驱动的方法流程图。
主要元件符号说明
101 第一显示区域102 第二显示区域
103 第三显示区域121 第一背光源
122 第二背光源 123 第三背光源
141 光阻隔单元 142 光阻隔单元
201 第一子显示分区202 第二子显示分区
203 第三子显示分区221 第一光源
222 第二光源223 第三光源
2211 第一子光源 2212 第二子光源
2213 第三子光源 2221 第四子光源
2222 第五子光源 2223 第六子光源
2231 第七子光源 2232 第八子光源
2233 第九子光源 241 第一光开关单元
242 第二光开关单元 243 第三光开关单元
2211’第一子光开关单元2212’第二子光开关单元
2213’第三子光开关单元2221’第四子光开关单元
2222’第五子光开关单元2223’第六子光开关单元
2231’第七子光开关单元2232’第八子光开关单元
2233’第九子光开关单元
具体实施方式
为了提高显示装置的色彩对比性,并且降低多背光源之间的光场干扰效应,本发明提出一种多区域动态背光驱动的装置及其方法,以下,提供数个有关本发明的不同的实施态样,并同时配以附图加以说明。
首先,请同时参考图3与图4所示,其中,图3为本发明的其中一种多区域动态背光驱动的装置架构示意图,而图4则是为本发明的多区域动态背光驱动的方法流程图。在图3中提供了一种具有多区域动态背光驱动的显示装置,该显示装置的背光模块包括有第一光源221、第二光源222与第三光源223,光源221、222任一并不限于只指单一点光源或单一线光源,而亦可以位于该背光模块同一分区的多个点光源、线光源的总称,而每一光源221、222、223依照位置分布各自主要用以提供显示单元中的各子显示分区201、202、203所需的背光源,意即,第一光源221主要用于提供第一子显示分区201所需的背光源,第二光源222主要用于提供第二子显示分区202所需的背光源,第三光源223主要用于提供第三子显示分区203所需的背光源,而且第一子显示分区201至少包括第一光开关单元241与、第二子显示分区202至少包括第二光开关单元242与、且第三子显示分区203至少包括一第三光开关单元243。
在本实施态样中,第一光源221具有第一子光源2211、第二子光源2212与第三子光源2213,第二光源222具有第四子光源2221、第五子光源2222与第六子光源2223,第三光源223具有第七子光源2231、第八子光源2232与第九子光源2233,其中子光源2211、2221及2231为红色光源,子光源2212、2222及2232为绿色光源,子光源2213、2223及2233为蓝色光源。而上述子光源亦可以是其他颜色的光源组合,但原则上处于同一背光分区的不同颜色子光源整体应提供其对应的显示分区一白色光源的效果。
另外,在本实施态样中的显示面板为液晶显示面板,第一光开关单元241、第二光开关单元242与第三光开关单元243具有第一子光开关单元2211’、第二子光开关单元2212’、第三子光开关单元2213’、第四子光开关单元2221’、第五子光开关单元2222’、第六子光开关单元2223’、第七子光开关单元2231’、第八子光开关单元2232’与第九子光开关单元2233’,其中子光开关单元2211’、2221’及2231’为红色像素,子光开关单元2212’、2222’及2232’为绿色像素,子开关单元为2213’、2223’及2233’为蓝色像素。以一彩色液晶显示装置而言,可根据像素所对应特定颜色滤光层,配合该像素中液晶分子的控制,来调整该颜色光对该像素的穿透率。
依据图4所示的多区域动态背光驱动的方法,其步骤包括有:在步骤S1时,开启第一光源221中的红色子光源2211、第二光源222中的绿色子光源2222及第三光源223中的蓝色子光源2233;关闭第一光源221中非红色子光源2212、2213,第二光源222中非绿色子光源2221、2223,第三光源223中非蓝色子光源2231、2232;关闭第一光开关241中非红色子光开关2212’、2213’,第二光开关242中非绿色子光开关2221’、2223’,第三光开关243中非蓝色子光开关2231’、2232’;在步骤S2时,开启第一光源221中的蓝色子光源2213、第二光源222中的红色子光源2221及第三光源223中的绿色子光源2232,关闭第一光源221中非蓝色子光源2211、2212,第二光源中222非红色子光源2222、2223,第三光源223中非绿色子光源2231、2233;关闭第一光开关241中非蓝色子光开关2211’、2212’,第二光开关242中非红色子光开关2222’、2223’,第三光开关243中非绿色子光开关2231’、2233’;在步骤S3时,开启第一光源221中的绿色子光源2212、第二光源222中的蓝色子光源2223及第三光源223中的红色子光源2231;关闭第一光源221中非绿色子光源2211、2213,第二光源222中非蓝色子光源2221、2222,第三光源223中非红色子光源2232、2233;关闭第一光开关241中非绿色子光开关2211’、2213’,第二光开关242中非蓝色子光开关2221’、2222’,第三光开关243中非红色子光开关2232’、2233’。
以第一子显示分区201为例,在步骤S1中,可由第一光源221中的红色子光源2211提供红色光以显示画面中的红色成分,而藉由关闭第二子光开关单元2212’(在此实施态样中为第一子显示分区的绿色子开关单元),可使第一子显示分区201不受到第二光源222中绿色子光源2222的干扰,但此时第二光源中非绿色子光源也皆关闭,也就是第一子显示分区201可不受到第二光源222的干扰。同理,在步骤S2、S3中,第一子显示分区201可分别显示画面中的绿色、蓝色成分,并且不受到第二子显示分区202所对应的第二光源222的干扰。除此之外,步骤S1、S2、S3中红色子光源2211、绿色子光源2212及蓝色子光源2213的开启时间长度应该视各光源的亮度而进行调整,使整体光源在一画面时间(Frame time)内等同一个白光源。若步骤S1中各子光源强度大于步骤S2各子光源强度时,且步骤S1发生于第一子画面时间而步骤S2发生于一第二子画面时间,则该第一画面子时间应该短于该第二子画面时间。即各步骤中的子光源强度应和各步骤所实施的时间长短应大致呈反比,以使各子光源等效为一白光源。
同样的,第二子显示分区202可在步骤S1~S3依序显示画面的绿色、蓝色及红色成份,并不受到光源221及223的干扰,而第三子显示分区203可依序显示画面的蓝色、红色、绿色成分,并不受到光源222的干扰。综合以上所述,即可达成分区控制背光强度下,减轻使各背光分区的光源相互的干扰的问题。
以上所述,是以三原色(红、绿、蓝)子光源分别于不同时间开启为例,但亦可以采取其中两种颜色子光源同时于第一时段开启,而于第二时段开启以达到一等效白光源的效果。图3的装置与图5流程图的以下步骤S1’~S2’为例:在步骤S1’时,开启第一光源221中的红色子光源2211和蓝色子光源2213、第二光源222中的绿色子光源2222,及第三光源223中的红色子光源2231和蓝色子光源2233;关闭第一光源中的绿色子光源2212,第二光源中非绿色子光源2221、2223,以及第三光源中绿色子光源2232;关闭第一光开关中绿色子光开关2212’,第二光开关中非绿色子光开关2221’、2223’,以及第三光开关中绿色子光开关2232’;在步骤S2’时,开启第一光源221中的绿色子光源2212、第二光源222中的红色子光源2221和蓝色子光源2223,以及第三光源223中的绿色子光源2232;关闭第一光源中非绿色子光源2211、2213,第二光源中绿色子光源2222,以及第三光源中非绿色子光源2231、2233;关闭第一光开关中非绿色子光开关2211’、2213’,第二光开关中绿色子光开关2222’,第三光开关中非绿色子光开关2231’、2233’。
以第一子显示分区201为例,在步骤S1中,可由第一光源221中的红色子光源2211及蓝色子光源2213提供红色光和蓝色光以显示画面中的红色及蓝色成分,而藉由关闭第二子光开关单元2212’(在此实施态样中为第一子显示分区的绿色子开关单元),可使第一子显示分区201不受到第二光源222中绿色子光源2222的干扰,但此时第二光源中非绿色子光源也皆关闭,也就是第一子显示分区201可不受到第二光源222的干扰。在步骤S2’中,第一子显示分区201可显示画面中的绿色成分,并且因为第一子显示分区201中的非绿色子光开关2221’、2213’皆已关闭,因此不会受到第二光源中红色子光源2221及蓝色子光源2223的干扰,即不会受到第二子显示分区202对应的第二光源222的干扰。
同理,第二子显示分区202及第三子显示分区203亦可经由S1’~S2’所述的驱动方式,达到分区调整背光强度,但是不致产生相邻背光源互相干扰的问题。
另外,本发明亦可用于单色显示装置,例如将图3的装置中的各子光源皆采用同一颜色光源,而各子开关单元皆采用可控制上述该颜色光源穿透率的液晶像素。以此装置与图6流程图的以下步骤S1”~S2”为例:在步骤S1”时,开启第一光源221及第三光源223;关闭第二光源222;关闭第二光开关单元242;在步骤S2”时,开启第二光源222;关闭第一光源221及第三光源223;关闭第一光开关单元241及第三光开关单元243。
以第一子显示分区201为例,在步骤S1”中因第二光源222已经关闭,因此不会受到第二光源222的干扰,而在步骤S2”中,因为第一子显示分区201中的光开关单元241已经关闭,亦不会受到第二光源222的干扰。同理,第二子显示分区202不会受到第一光源221及第三光源223的干扰,而第三子显示分区203不会受到第二光源222的干扰。因此即可达成在单色显示装置实施分区调整背光强度,又不致使相邻背光源互相干扰的目的。
以上所述虽然以红光子光源、绿光子光源与蓝光子光源为例,然而,除了红光子光源、绿光子光源与蓝光子光源之外,子光源亦可选自于由红光子光源、绿光子光源与蓝光子光源所组合而成的,例如,由红光与蓝光所组成的紫光子光源…等等。原则上只要可经由调整各子光源开时间及光强度而组成一等效白光源即可。
另外,本发明可应用于彩色液晶显示装置或一般液晶显示装置,一般液晶显示装置为使用一时序控制器搭配显示驱动电路对液晶显示面板施加电压,以控制各个液晶像素的穿透率,对于背光模块则需要另外一背光驱动电路进行背光源的开关、亮度的控制。在实施本发明所述的多区域背光控制方法时,当一子光开关需被关闭时,则经由显示驱动电路输入相对应电压使该液晶像素穿透率降低,而当该当子光开关不需被关闭时,显示驱动电路则根据画面输入对应的电压至该液晶像素进行影像的显示。
综合上述可知,本发明的多区域动态背光驱动的装置及其方法可利用光源的开启与关闭、光开关单元的开启与关闭的相互配合,以降低多个相邻近背光光源之间的光场干扰效应,因此,使得来自背光模块中的各组背光光源在经由液晶单元后,可提供相对应的显示区域以较接近目标亮度、色彩对比度、色彩饱和度的显示效果进行影像的显示,以使显示影像中亮区与暗区的对比更为显著,影像的立体感与真实度也同时可以获得提升。
以上所述藉由实施例说明本发明的特点,其目的在使熟悉本技术领域者能了解本发明的内容并据以实施,而非限定本发明的专利范围,故,凡其他未脱离本发明所揭示的精神所完成的等效修饰或修改,仍应包含在权利要求范围中。