CN113257197A - 显示装置的操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种显示装置的操作方法包括：判断是否接收到一下一图框的一垂直同步信号；判断是否完整接收该下一图框的一调光数据；判断一目前图框的一发光二极管(LED)电流周期是否已输出完毕；如果以上皆为是，根据该下一图框的该调光数据而输出该下一图框的一LED电流至该显示装置的一LED背光单元。

Description

显示装置的操作方法
技术领域
本发明涉及一种显示装置的操作方法。
背景技术
液晶显示器具有低幅射，低功率等优点，早已成为显示器主流。
若主机的处理单元(例如，图形处理器GPU)处理数据完就马上输出新的画面数据，将会造成显示面板当下显示的画面有撕裂感，原因是显示面板画面输出到一半，面板的时序控制器(TCON)就接收到GPU更新的数据，未及时输出完的数据将会被新接收的数据覆盖掉。
为解决此问题，目前已提出让面板输出频率固定，开启垂直同步(V-Sync)后，逼迫GPU延迟画面的更新，直到显示器开始输出新的周期为止。
然而，当“垂直同步”技术搭配整体调光(global dimming)时，因为背光一直是亮的，所以背光不会有闪烁问题，但是会导致面板在显示黑画面时会有漏光与对比度差等问题。
因此，目前又发展出区域调光(local dimming)技术，显示面板的各显示分区的各自调光区会根据所对应的画面调整所对应的亮度，以解决漏光问题并提升画面对比，且不会有背光闪烁问题。但其代价是如果显示分区数越高，所需的电流控制器(Current sink)就越多，而且，LED驱动电路也要越多颗。
发明内容
根据本例一实施例，提出一种显示装置的操作方法包括：判断是否接收到一下一图框的一垂直同步信号；判断是否完整接收该下一图框的一调光数据；判断一目前图框的一发光二极管(LED)电流周期是否已输出完毕；如果以上皆为是，根据该下一图框的该调光数据而输出该下一图框的一LED电流至该显示装置的一LED背光单元。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合说明书附图详细说明如下：
附图说明
图1示出根据本公开一实施例的显示装置的功能方框图。
图2显示根据本公开一实施例的显示装置的信号时序图。
图3显示根据本公开另一实施例的显示装置的信号时序图。
图4示出根据本公开一实施例的显示装置的功能方框图。
图5显示根据本公开一实施例的显示装置的信号时序图。
图6显示根据本公开一实施例的显示装置的操作方法流程图。
附图标记说明：
100：显示装置 110：处理单元
120：时序控制器 130：源极驱动器与栅极驱动器
140：LCD面板 150：LED驱动电路
160：LED背光单元 170：LED功率管理单元
180：功率切换单元
610～680：步骤
具体实施方式
本说明书的技术用语是参照本技术领域的习惯用语，如本说明书对部分用语有加以说明或定义，该部分用语的解释是以本说明书的说明或定义为准。本公开的各个实施例分别具有一或多个技术特征。在可能实施的前提下，本技术领域技术人员可选择性地实施任一实施例中部分或全部的技术特征，或者选择性地将这些实施例中部分或全部的技术特征加以组合。
请参照图1，其示出根据本公开一实施例的显示装置的功能方框图。如图1所示，根据本公开一实施例的显示装置100包括：处理单元110、时序控制器120、源极驱动器与栅极驱动器130、LCD面板140、LED驱动电路150、LED背光单元160、LED功率管理单元170与功率切换单元180。LCD面板140包括多个显示分区；以及LED背光单元160相对应也可以分成多个LED背光通道，来分别照亮LCD面板140的该些显示分区。本公开一实施例的显示装置100乃是利用双边驱动来驱动背光LED。
处理单元110耦接至时序控制器120，处理单元110输出画面数据至时序控制器120。
时序控制器120耦接至处理单元110、源极驱动器与栅极驱动器130，与LED驱动电路150。时序控制器120输出时序控制信号给源极驱动器与栅极驱动器130。时序控制器120将LCD面板140的每一显示分区所对应的亮度数据转换成调光数据，以传给LED驱动电路150。
LCD面板140耦接至源极驱动器与栅极驱动器130，被源极驱动器与栅极驱动器130驱动而进行画面显示。
LED驱动电路150耦接至时序控制器120与LED背光单元160。LED驱动电路150内部包括两个暂存器，第一暂存器(可称为接收级暂存器)接收下一画框(frame)的调光数据。当被更新旗标触发时，第一暂存器所暂存的下一画框的调光数据将转移至第二暂存器(可称为输出级暂存器)。LED驱动电路150可利用第二暂存器所暂存的下一画框的调光数据来控制对于LCD各显示分区所对应的LED电流。
LED背光单元160耦接至LED驱动电路150。LED背光单元160由LED驱动电路150所驱动，以提供背光至LCD面板140。此外，LED背光单元160可将LED电流反馈至LED驱动电路150，以进行电流反馈控制。
LED功率管理单元170提供LED功率至功率切换单元180，功率切换单元180据以切换输出多个LED电压信号VLEDm(m＝1～n，n为正整数)。例如，将240个背光通道Z1～Z240分为4个群，第一群包括背光通道Z1～Z60、第二群包括背光通道Z61～Z120、第三群包括背光通道Z121～Z180，以及，第四群包括背光通道Z181～Z240，n＝4。各背光通道负责照亮一显示分区。LED电压信号VLED1提供至第一群(包括背光通道Z1～Z60)，LED电压信号VLED2提供至第二群(包括背光通道Z61～Z120)，LED电压信号VLED3提供至第三群(包括背光通道Z121～Z180)，LED电压信号VLED4提供至第四群(包括背光通道Z181～Z240)。上例只是用于说明，本公开并不受限于此。
图2显示根据本公开一实施例的显示装置的信号时序图。如图2所示，F1～F6代表由处理单元110所输出的6个图框。在图2中，图框F1～F6的图框率(frame rate)可以彼此相同或不同。例如，图框F1～F6的图框率可能分别为60Hz、120Hz、144Hz、106Hz、144Hz、144Hz，但当知本公开并不受限于此。
处理单元110运算完画面数据后输出。时序控制器120接收处理单元110的画面数据并控制LCD面板140进行显示；而且，时序控制器120并输出垂直同步(V-sync)信号与调光数据给LED驱动电路150。
在本公开实施例中，更新旗标乃是设置于LED驱动电路150内，且更新旗标的触发条件例如但不受限于，(1)接收到下一图框的垂直同步信号；(2)LED驱动电路已完整接收下一图框的调光数据；以及(3)目前图框的ILED扫描电流周期已完整输出。请注意，此三个条件必须皆满足，才可以允许更新旗标的触发。
为了确保双边驱动(或称为XY Scan)的LED电流ILED能够完整输出(亦即，不会有画面被截掉、不会有会闪烁问题)，于本公开实施例中，当LED驱动电路150收到下一图框的垂直同步信号后(如时序T1所示，代表接收到图框F2的垂直同步信号)，LED驱动电路150开始等待下一图框的调光数据的输入。F1_D～F6_D分别代表图框F1～F6的个别调光数据。
当LED驱动电路150完整接收下一图框的调光数据后(如时序T2所示，代表完整接收图框F2的调光数据F2_D)，LED驱动电路150确认目前图框的LED电流ILED的输出周期T_ILED是否结束(亦即，ILED电流是否完整输出)。若输出周期T_ILED未结束，LED驱动电路150等到输出周期T_ILED结束后(如时序T3所示，代表目前图框F1的输出周期T_ILED已结束)，LED驱动电路150触发内部的更新旗标(如时序T4所示)，并开始输出下一图框的LED电流ILED，如F2_DOUT所示(亦即，将所接收的下一图框的调光数据由第一暂存器转移至第二暂存器，并将第二暂存器所存的下一图框的调光数据输出至LED背光单元160)。在图2中，符号F1_DOUT～F5_DOUT分别代表图框F1～F5的LED电流ILED的输出。此外，ILED_Z1～ILED_Z60代表第一群(包括背光通道Z1～Z60)的LED电流；ILED_Z61～ILED_Z120代表第二群(包括背光通道Z61～Z120)的LED电流；ILED_Z121～ILED_Z180代表第三群(包括背光通道Z121～Z180)的LED电流；ILED_Z181～ILED_Z240代表第四群(包括背光通道Z181～Z240)。
此外，通过本公开实施例，可以加快LED电流ILED的输出周期T_ILED，并减少面板画面显示与背光之间的延迟时间D_ILED。
亦即，以图1与图2来看，通过增加更新旗标于LED驱动电路150，当更新旗标被触发时，才输出下一图框的调光数据，所以，目前图框的LED电流ILED的输出不会被截掉，所以没有闪烁问题。
现请参考图1与图3。图3显示根据本公开另一实施例的显示装置的信号时序图。图3显示输入至LED背光单元的LED电流ILED的PWM(脉冲宽度调制)责任周期D与功率切换单元180的功率晶体管的跨压的变化示意图。
当输入至LED背光单元的LED电流ILED的PWM责任周期D小于100％时(如在图框F1内，ILED_Z1的PWM责任周期D为50％；如在图框F2内，ILED_Z1的PWM责任周期D为0％)，当ILED_Z1输出至LED背光单元160时，功率切换单元180内的电流控制(current sink)晶体管导通，电流控制晶体管的漏极-源极跨压Vds会等于电位Vcs_1；当LED电流ILED停止输出时，电流控制晶体管关闭，电流控制晶体管的漏极-源极跨压Vds会从Vcs_1电位回到VLED电位(亦即，VLED1～VLED4当中的一相关VLED，ILED_Z1相关于VLED1，其余可依此类推)，如图3的时序T5所示。
当输入至LED背光单元的LED电流ILED的PWM责任周期D等于100％时(如在图框F1内，ILED_Z2～ILED_Z60的PWM责任周期D皆为100％)，电流控制晶体管会持续导通，但因为LED电压VLED1～VLED4之间的切换会造成电流控制晶体管的漏极-源极跨压Vds会从Vcs_1电位回到相关VLED电位后，再回到Vcs_1电位，如图3的时序T6所示。
至于图3中如何触发更新旗标的方式可以如同图2所示，于此不重述。
请参照图4，其示出根据本公开一实施例的显示装置的功能方框图。如图4所示，根据本公开一实施例的显示装置400包括：处理单元110、时序控制器120、源极驱动器与栅极驱动器130、LCD面板140、LED驱动电路150、LED背光单元160、LED功率管理单元170。LCD面板140包括多个显示分区。本公开一实施例的显示装置400乃是利用单边驱动来驱动背光LED。相较于图1，图4的显示装置400不包括功率切换单元180，其余元件的操作与功能则相似或相同于图1的相对应元件。
图5显示根据本公开一实施例的显示装置的信号时序图。
于图5中，相似于图2，更新旗标乃是设置于LED驱动电路150内，且更新旗标的触发条件例如但不受限于，(1)接收到下一图框的垂直同步信号；(2)LED驱动电路已完整接收下一图框的调光数据；以及(3)目前图框的ILED电流周期已完整输出。请注意，此三个条件必须皆满足，才可以允许更新旗标的触发。
为了确保单边驱动的LED电流ILED能够完整输出(亦即，不会有画面被截掉、不会有会闪烁问题)，于本公开实施例图5中，当LED驱动电路150收到下一图框的垂直同步信号后，LED驱动电路150开始等待下一图框的调光数据的输入。
当LED驱动电路150完整接收下一图框的调光数据后，LED驱动电路150确认目前图框的LED电流ILED的输出周期T_ILED是否结束(亦即，ILED电流是否完整输出)。若输出周期T_ILED未结束，LED驱动电路150等到输出周期T_ILED结束后，LED驱动电路150触发内部的更新旗标，并开始输出下一图框的LED电流ILED，如F2_DOUT所示(亦即，将所接收的下一图框的调光数据由第一暂存器转移至第二暂存器，并将第二暂存器所存的下一图框的调光数据输出至LED背光单元160)。
此外，通过图5本公开实施例，可以加快LED电流ILED的输出周期T_ILED，并减少面板画面显示与背光之间的延迟时间D_LED。
亦即，以图4与图5来看，通过增加更新旗标于LED驱动电路150，当更新旗标被触发时，才输出下一图框的调光数据，所以，目前图框的LED电流ILED的输出不会被截掉，所以没有闪烁问题。
图6显示根据本公开一实施例的显示装置的操作方法流程图。于步骤610中，时序控制器接收到画面数据。于步骤620中，时序控制器进行数据运算处理。于步骤630中，时序控制器输出LCD画面数据给源极驱动器与栅极驱动器，并且输出调光数据给LED驱动电路。于步骤640中，LED驱动电路接收由时序控制器所输出的下一图框的垂直同步信号。于步骤650中，LED驱动电路完整接收下一图框的调光数据。于步骤660中，LED驱动电路检查目前图框的LED电流周期是否已输出完毕。如果步骤660为否，则流程回到步骤660。如果步骤660为是，则于步骤670中，LED驱动电路将内部更新旗标触发，使得下一图框的调光数据由LED驱动电路的第一暂存器转移到第二暂存器。于步骤680中，LED驱动电路根据该调光数据来输出下一图框的LED电流至LED背光单元。
在本公开上述实施例中，时序控制器120输出垂直同步信号信号与调光数据给LED驱动电路150，其余的操作(例如，何时触发更新旗标、何时输出下一图框的调光数据至LED背光单元160)可以由LED驱动电路150会自行判断处理。故而，无需对时序控制器的设计进行特殊变更。
本公开上述实施例以垂直同步功能搭配PWM区域调光技术，来解决LED闪烁的问题。且由于可以加快LED电流ILED的输出周期T_ILED，以减少面板画面显示与背光之间的延迟时间D_LED。
此外，于本公开上述实施例中，不论连续性图框的图框更新率是瞬间变化(例如但不受限于，144Hz→30Hz→144Hz)，还是缓慢变化(例如但不受限于，144Hz→120Hz→100Hz→...→30Hz→60Hz→...→144Hz)，本公开上述实施例可以确保背光不会闪烁。
综上所述，虽然本发明已以实施例公开如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中技术人员，在不脱离本发明的构思和范围内，当可作各种的变动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (7)

1.一种显示装置的操作方法，包括：
判断是否接收到一下一图框的一垂直同步信号；
判断是否完整接收该下一图框的一调光数据；
判断一目前图框的一发光二极管电流周期是否已输出完毕；
如果以上皆为是，根据该下一图框的该调光数据而输出该下一图框的一LED电流至该显示装置的一LED背光单元。
2.如权利要求1所述的显示装置的操作方法，其中，如果以上皆为是，将该显示装置的一LED驱动电路的一内部更新旗标触发，使得该下一图框的该调光数据由该LED驱动电路的一第一暂存器转移到一第二暂存器。
3.如权利要求2所述的显示装置的操作方法，其中，于该下一图框的该调光数据转移到该LED驱动电路的该第二暂存器后，由该LED驱动电路根据暂存于该第二暂存器内的该下一图框的该调光数据而输出该下一图框的该LED电流至该LED背光单元。
4.如权利要求1所述的显示装置的操作方法，其中，以单边驱动来驱动该LED背光单元。
5.如权利要求1所述的显示装置的操作方法，其中，以双边驱动来驱动该LED背光单元。
6.如权利要求5所述的显示装置的操作方法，其中，
当输入至该LED背光单元的该LED电流的一PWM责任周期小于100％时，回应于该显示装置的一功率切换单元内的一电流控制晶体管导通，该电流控制晶体管的一漏极-源极跨压等于一第一电位；以及
当该LED电流停止输出时，回应于该电流控制晶体管关闭，该电流控制晶体管的该漏极-源极跨压从该第一电位回到多个LED电压的一相关LED电压。
7.如权利要求6所述的显示装置的操作方法，其中，当输入至该LED背光单元的该LED电流的该PWM责任周期等于100％时，该电流控制晶体管持续导通，回应于该些LED电压之间的切换，该电流控制晶体管的该漏极-源极跨压从该第一电位回到该相关LED电压后，再回到该第一电位。
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