CN106571120A - 显示与背光控制器及使用该控制器的显示系统 - Google Patents

显示与背光控制器及使用该控制器的显示系统 Download PDF

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Abstract

一种显示系统具有一低频驱动模式。于该低频驱动模式中，该显示系统的一低频显示区间被分割为一充电期间与一中止期间。该显示系统的背光亮度改变于该中止期间中。

Description

显示与背光控制器及使用该控制器的显示系统
技术领域
本发明关于显示面板的技术领域，尤指一种显示与背光控制器及使用该控制器的显示系统。
背景技术
液晶显示器(LCD)装置广泛地做为可节省空间的显示器类型，且近年来，已开始使用于电子装置中。然而，由于该些电子装置只具有极其有限的电池电力，因此，实有急迫需要一低功率液晶显示器，据以避免经常性地对电池充电。
而当一静态影像(Still image)被显示在屏幕上时，其基本上不须时常更新该静态影像。因此，以一低频驱动模式来驱动显示面板是可行的，且此将可导致低功率液晶显示器的实现。然而，在该低频驱动模式的例子中，其很可能看到不符合要求的闪烁现象。图1是说明导致该闪烁现象的因素的一的示意图。如图1所示，在该低频驱动模式中，其更新率约为1赫兹；也即，显示系统每一秒更新一静态影像。而若该更新率是低的，则挠曲电效应(flexoelectric effect)将成为一个问题，如图1中的圆圈″A″所示，一大的亮度变化将导致该闪烁现象。
为了防止该闪烁现象，如图2所示，液晶显示器通常以高频(约60赫兹)来驱动。图2显示在现有技术的正常驱动模式中的亮度示意图。如图2所示，在该正常驱动模式中，其每秒显示60个帧(frame)。也即，用以显示一帧的时间约为16.67毫秒(ms)。在该正常驱动模式中，由于该高驱动频率的原因，其亮度变化并不是非常明显。然而，在考虑显示一静态影像的情形下，其浪费太多的功率于每秒更新60个帧。
除了该挠曲电效应之外，薄膜晶体管(TFT)面板的亮度也会因为薄膜晶体管的截止电流漏电而有所改变。在此情况中，亮度在一中止期间(suspend period)会逐渐地改变。图3是显示在现有技术的薄膜晶体管液晶显示器的低频驱动模式中的亮度变化示意。如图3所示，其期望亮度在该中 止期间维持一固定值。然而，由于该薄膜晶体管的截止电流漏电的原因，在实际应用上的亮度逐渐地降低。尤其，在该中止期间结束时，亮度剧烈地降低。而在下一充电期间(charge period)，对应至薄膜晶体管面板的像素的电容器再度被充电，而接着该薄膜晶体管面板的亮度便急速升高，因而产生了不想要的闪烁现象。
因此，提供一改善的显示面板系统来减缓及/或消除前述问题实有其需要。
发明内容
本发明是提出一种显示与背光控制器及使用该控制器的主动矩阵显示系统。
依据本发明的一实施例，其提供有一种具有一低频驱动模式的显示系统，其中，一帧的显示区间分割为一充电期间及一中止期间，且该显示系统的一背光亮度改变于该中止期间中。
根据本发明的一实施例，其提供有一种显示系统，包括一显示面板、一背光模块及一显示与背光控制器。该显示面板包含多条扫描线、与该些扫描线交叉的多条源极线、及设置于该些扫描线和该些源极线交叉处的多个像素。该背光模块耦接至该显示面板以将光投射至该显示面板的像素，该投射的光具有一背光亮度。该显示与背光控制器接收一影像数据并连接至该显示面板和该背光模块以提供一低频驱动模式。在该低频驱动模式中，一帧的显示区间分割为一充电期间和一中止期间，且该背光亮度改变于该中止期间中。
本发明的其它实施例将由下列结合附图所进行的详细说明中而变的更加显而易见。
附图说明
图1说明在现有技术中的闪烁现象的示意图；
图2说明在现有技术中的一正常驱动模式的薄膜晶体管液晶显示器亮度的示意图；
图3说明在现有技术中的一低频驱动模式的薄膜晶体管液晶显示器亮度的示意图；
图4是根据本发明的一实施例的显示系统的方块图；
图5是根据本发明的一实施例在低频驱动模式的亮度变化的示意图；
图6是根据本发明的另一实施例在低频驱动模式的亮度变化的示意图；
图7是根据本发明的一实施例的显示与背光控制器的方块图；
图8是根据本发明的一实施例的背光数据产生器的方块图；
图9是根据本发明的另一实施例的显示与背光控制器的方块图；
图10是根据本发明的另一实施例的显示系统的方块图。
具体实施方式
图4是根据本发明的一实施例的显示系统500的方块图。该显示系统500包含一显示面板510、一背光模块520及一显示与背光控制器530。该显示面板510可为一主动矩阵显示面板或一被动矩阵显示面板。
该显示面板510具有多条扫描线511、多条源极线513及多个像素515，其中，该多条源极线513与该些扫描线511绝缘地交叉，且该多个像素515的每一个设置于该些扫描线511和该些源极线513的交叉处。该显示面板510接收一面板驱动信号以驱动该多个像素515来显示一影像。
该显示面板510具有一正常驱动模式和一低频驱动模式。
该背光模块520耦接至该显示面板510以根据一背光驱动信号531来将光投射至该多个像素515。在本发明中，自该背光模块520所投射出的的光亮度被定义为背光的亮度。
该显示与背光控制器530连接至该显示面板510和该背光模块520以提供一低频驱动模式或一正常驱动模式。
图1、2、3、5及6说明在该显示系统500前方的一观察者所感知该显示系统500的亮度。
该正常驱动模式显示于图2中。如图2所示，在该正常驱动模式中，一薄膜晶体管面板每秒显示60帧(frame)。换言之，用于显示一帧的时间区间等于16.67毫秒(ms)。本发明定义一帧时间等于16.67毫秒(ms)。在该低频驱动模式中，该薄膜晶体管面板每秒显示一低频驱动(Low Frequency Driving，LFD)帧。换言之，用于显示一LFD帧的低频显示区间等于1秒(1s)。在其它实施例中，该低频显示区间可为2秒、0.5秒等等。
图5是根据本发明的一实施例说明在该低频驱动模式中的亮度变化示意图。图6是根据本发明的另一实施例说明在该低频驱动模式中的亮度变化示意图。在该低频驱动模式中，一帧的显示区间，也称为″低频显示区间″，分割成一充电期间和一中止期间。如图5和图6所示，该显示系统500的背光亮度改变于该中止期间之中。
进一步，在该低频显示区间内的中止期间后半段的一第一特定时间(T1)处，该背光亮度由一第一亮度开始改变至第二亮度。该第一特定时间(T1)可位于该中止期间后半段的任意时间点上。在图5中，该背光亮度在该低频显示区间结束处结束一个背光控制期间，其意味该背光亮度在该低频显示区间结束处由其它亮度(例如可为第二亮度或第三亮度)回到该第一亮度。在图6中，该背光亮度在一连续帧内的一充电期间的前半段的一第二特定时间(T2)处才结束一个背光控制期间。
如图5所示，该背光亮度改变的起始点在该中止期后半段处，而如图6所示，该背光亮度改变的结束点在该充电期间的前半段处。而背光亮度改变的期间等于或长于该充电期间的一半，且等于或短于该中止期间的一半。该背光亮度改变的期间称之为″背光控制期间"。该背光亮度的变化用以增加或降低该背光亮度。也即，该背光亮度由一第一亮度改变至一第二亮度。
若该显示面板510是一常黑(normally black)模式显示面板，则增加该背光亮度以补偿因为薄膜晶体管截止电流漏电所导致的亮度损失。在此情况中，该第二亮度大于该第一亮度。若该显示面板510是一常白(normally white)模式显示面板，则降低该背光亮度以补偿因为薄膜晶体管截止电流漏电所导致的亮度增益。在此情况中，该第二亮度小于该第一亮度。此外，如图5所示，该背光亮度在该中止期间中改变一次。如图6所示，该背光亮度在该中止期间中改变至少二次。
图7是根据本发明的一实施例的显示与背光控制器530的方块图。该显示与背光控制器530包含一影像检查器810、一驱动模式选择器820、一背光数据产生器830及一背光驱动器840。
该影像检查器810接收一输入影像数据以决定该输入影像数据对应至一动态影像或一静态影像，并输出一对应的驱动模式信号至该驱动模式选 择器820。若该输入影像数据对应至一动态影像，该驱动模式信号设定为″1″；反之，若该输入影像数据对应至一静态影像，该驱动模式信号设定为″0″。
该驱动模式选择器820连接至该影像检查器810以接收该输入影像数据及该驱动模式信号。该驱动模式选择器820依据该驱动模式信号来输出一面板驱动信号至该显示面板510。若该驱动模式信号是″1″，其表示该输入影像数据对应至一动态影像，该驱动模式选择器820输出具有该正常驱动模式的面板驱动信号。反之，若该驱动模式信号是″0″，其表示该输入影像数据对应至一静态影像，该驱动模式选择器820输出具有该低频驱动模式的面板驱动信号。在其它实施例中，该驱动模式信号可为不同于″1″或″0″的其它格式。
该背光数据产生器830连接至该影像检查器810并接收该输入影像数据、一输入基本背光值及该驱动模式信号。该背光数据产生器830根据该输入影像数据、该输入影像数据及该输入基本背光值来输出一背光值。
该背光驱动器840连接至该驱动模式选择器820及该背光数据产生器830以接收由该驱动模式选择器820所输出的一同步信号(SYNC信号)与由该背光数据产生器830所输出的背光值，据以产生该背光驱动信号。该背光驱动器840可使用脉宽调制或电流放大技术来依据该背光值以产生该背光驱动信号。
图8是根据本发明的一实施例的背光数据产生器830的方块图。该背光数据产生器830包含一RGB数据统计图单元910、一查询窗体元920、一乘法与除法单元930、及一加法器940。
该RGB数据统计图单元910接收该输入影像数据并选取该输入影像数据的一主要灰阶。
该查询窗体元920连接至该RGB数据统计图单元910及该影像检查器810以根据该主要灰阶及该驱动模式信号来产生一加法基本值。该加法基本值可为一正值、一负值、或零。若该驱动模式信号是″1″，其表示该输入影像数据对应至一动态影像，该加法基本值为零。
该乘法与除法单元930连接至该查询窗体元920以根据该加法基本值及一输入基本背光值来产生一相加值。
该加法器940连接至该乘法与除法单元930以将该相加值与该输入基本背光值相加来产生该背光值。该背光值表示为：
bl_value＝(add_base_value×input_base_bl_value/pre_bl_data)+input_base_bl_value，
其中，bl_value代表该背光值，add_base_value代表该加法基本值，input_base_bl_value代表对应至该输入影像数据的输入基本背光值，以及pre_bl_data代表一预定亮度背光数据。优选地，该预定亮度背光数据(pre_bl_data)是一100％亮度的背光数据。
再请参照图6，由该充电期间开始到该第一特定时间(T1)为止，该背光驱动器840通过输出具有100％背光(BL)亮度的背光驱动信号来驱动该背光模块520。在本发明中，100％背光(BL)亮度意味着一尚未改变的预定背光亮度。
但是由该第一特定时间(T1)开始，该背光驱动器840通过输出具有102％背光(BL)亮度的背光驱动信号来驱动该背光模块520。在2个帧时间后，该背光驱动器840通过输出具有104％BL亮度的背光驱动信号来驱动该背光模块520。该背光驱动器840在连续2个帧时间中通过输出具有106％BL亮度和108％BL亮度的背光驱动信号来驱动该背光模块520。在该充电期间的开始处，该背光驱动器840通过输出具有97％BL亮度的背光驱动信号来驱动该背光模块520并持续大约0.5帧时间。在本发明中，背光变化比率由该改变的背光亮度和该100％背光(BL)亮度的比率来定义。在其它实施例中，该背光亮度由该背光驱动信号所改变以具有一0.8～1.2背光变化比率。进一步，在其它实施例中，该改变的背光亮度持续1帧时间或多个帧时间。
如图6所示，在该低频显示区间的中止期间的后半段中，亮度会因为薄膜晶体管截止电流漏电而逐渐地降低。该背光驱动器840因此增加该背光驱动信号以补偿因为薄膜晶体管截止电流漏电所导致的亮度损失。在该低频显示区间的充电期间的前半段中，对应至该薄膜晶体管面板的像素的电容器再度被充电。该背光驱动器840降低该背光驱动信号，用以在该低频显示区间保持固定的亮度。
图9是根据本发明的另一实施例的显示与背光控制器530的方块图。除了该背光数据产生器830外，图9类似于图7。该背光数据产生器830根据驱动模式信号、输入影像数据、输入基本背光值及环境温度来输出一背光值。
图10是根据本发明的另一实施例的显示系统500的方块图。在图10中，该背光模块520分割成多个子背光模块521，其可由该显示与背光控制器530沿着该扫描方向个别地进行驱动。
由以上的说明可知，本发明使用该背光驱动器840来增加该背光驱动信号以补偿于该中止期间的后半段中因为薄膜晶体管截止电流漏电所导致的亮度损失，使得闪烁现象可经由该背光补偿而有效地消除。此外，在该充电期间中，该背光驱动器840降低该背光驱动信号，据以调低亮度。因此，在该充电期间中的亮度与该中止期间中的亮度会更为一致。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (15)

1.一种显示系统，其特征在于，包括：
一显示面板，包含多条扫描线、与该些扫描线交叉的多条源极线和设置于该些扫描线和该些源极线交叉处的多个像素；
一背光模块，耦接至该显示面板以将一背光投射至该显示面板的该些像素；以及
一显示与背光控制器，接收一输入影像数据并连接至该显示面板和该背光模块以提供一低频驱动模式，
其中，在该低频驱动模式中，一帧的显示区间分割为一充电期间和一中止期间，且该背光的亮度改变于该中止期间中。
2.如权利要求1所述的显示系统，其中，该背光的亮度在该中止期间的后半段的一第一特定时间处由一第一亮度改变至一第二亮度。
3.如权利要求2所述的显示系统，其中，该第二亮度大于该第一亮度。
4.如权利要求2所述的显示系统，其中，该第二亮度小于该第一亮度。
5.如权利要求2所述的显示系统，其中，该背光的亮度在一连续帧内的一充电期间的前半段的一第二特定时间处由该第二亮度改变至该第一亮度。
6.如权利要求2所述的显示系统，其中，该背光的亮度在一连续帧内的一充电期间的前半段的一第二特定时间处由一第三亮度改变至该第一亮度。
7.如权利要求1所述的显示系统，其中，该背光的亮度的改变期间等于或长于该充电期间的一半，且等于或短于该中止期间的一半。
8.如权利要求2所述的显示系统，其中，由该第一亮度对该第二亮度的比率所定义的一背光变化比率介于0.8至1.2之间。
9.如权利要求1所述的显示系统，其中，该背光的亮度在该中止期间中改变至少两次。
10.如权利要求9所述的显示系统，其中，该背光的亮度在一第一期间中由一第一亮度改变至一第二亮度，且该背光的亮度在一第二期间中由该第二亮度改变至一第三亮度。
11.如权利要求10所述的显示系统，其中，该第一期间与该第二期间的总和等于或长于该充电期间的一半，且等于或短于该中止期间的一半。
12.如权利要求1所述的显示系统，其中，该背光的亮度根据该输入影像数据的一预定灰阶来改变至一特定值。
13.如权利要求1所述的显示系统，其中，该显示与背光控制器提供该低频驱动模式或是一正常驱动模式。
14.如权利要求13所述的显示系统，其中，若该输入影像数据被判定为一静态影像，则该背光控制器提供该低频驱动模式，或者，若该输入影像数据被判定为一动态影像，则该背光控制器提供该正常驱动模式。
15.如权利要求13所述的显示系统，其中，在该低频驱动模式中的一帧的显示区间长于在该正常驱动模式中的一帧的显示区间。
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