CN116844491A - 显示设备 - Google Patents

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冯育新
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Abstract

一种显示设备，包括一显示面板、一光源、一光源控制器以及一时序控制器。光源相邻显示面板。光源控制器电性连接光源。时序控制器电性连接光源控制器及显示面板，并包括一译码单元、一第一处理单元以及一第二处理单元。第一处理单元电性连接译码单元及显示面板。第二处理单元电性连接译码单元及光源控制器。译码单元提供一更新信号予第一处理单元及第二处理单元，使得显示面板根据多个第一更新率以一第一更新序列更新，光源根据多个第二更新率以一第二更新序列更新。

Description

显示设备
技术领域
本公开是关于一种显示设备，特别是关于一种具有可变频技术的显示设备。
背景技术
由于液晶显示器的体积薄、重量轻及低幅射的优点，近年来逐渐成为主流。然而，已知的液晶显示器的更新率(refresh rate)为一固定值。因此，当液晶显示器呈现快速变化的动态画面时，很容易发生残影等现象而影响画质。
发明内容
本公开的一实施例提供一种显示设备，包括一显示面板、一光源、一光源控制器以及一时序控制器。光源相邻显示面板。光源控制器电性连接光源。时序控制器电性连接光源控制器及显示面板，并包括一译码单元、一第一处理单元以及一第二处理单元。第一处理单元电性连接译码单元及显示面板。第二处理单元电性连接译码单元及光源控制器。译码单元提供一更新信号予第一处理单元及第二处理单元，使得显示面板根据多个第一更新率以一第一更新序列更新，光源根据多个第二更新率以一第二更新序列更新。
附图说明
图1为本公开的显示设备的示意图。
图2A为本公开的光源的发光单元的示意图。
图2B为本公开的光源的发光单元的另一示意图。
图3为本公开的时序控制器的另一可能示意图。
图4A为本公开的显示面板及背光模块的一更新序列示意图。
图4B为本公开的显示面板及背光模块的另一更新序列示意图。
图5为本公开的时序控制器的另一示意图。
图6为本公开的显示面板及背光模块的另一更新序列示意图。
【符号说明】
100：显示设备
110、400、600：时序控制器
111、410、610：译码单元
112：第一处理单元
113：第二处理单元
420、430、620、630：处理单元
120：显示面板
123：源极驱动器
124：栅极驱动器
125、126：像素
130：背光模块
131、632：光源控制器
132：光源
133:第一驱动器
134:第二驱动器
135、136：发光单元
SRF：更新信号
IMG：画面输入
DG1：显示信号群组
DG2：亮度控制信号群组
SD1～SDn、SB1：扫描信号
DD1～DDm、DB1～DBk：数据信号
Tr1～Tr8：晶体管
Cst1、Cst2：储存电容
LD1～LD4：发光二极管
IM1～IM5：画面
431：计算电路
432、631：可变频电路
G1～G5：灰度值
B1～B5：亮度值
531～534：写入期间
I1～I4：电流值
T0～T10：时间点
SPWM、SPWM1、SPWM2：脉宽调制信号
具体实施方式
为让本公开的目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出实施例，并配合所附附图，做详细的说明。本公开说明书提供不同的实施例来说明本公开不同实施方式的技术特征。其中，实施例中的各组件的配置是为说明之用，并非用以限制本公开。在说明书以及申请专利范围中的序数，例如「第一」、「第二」等，并没有顺序上的先后关系，其仅用于标示区分二个具有相同名字的不同组件。因此，在说明书中所称的第一组件，在申请专利范围中可称为第二组件。另外，实施例中附图标号的部分重复，是为了简化说明，并非意指不同实施例之间的关联性。
透过参考以下的详细叙述并同时结合附图可以理解本公开，应注意的是，为了简化，附图中可能仅示出电子装置的一部分。此外，附图中各组件的数量及尺寸仅作为示意，并非用于限制本公开。应理解的是，组件或装置可能以各种形式存在。在本说明书中，可能使用相对性用语，例如「上方」、「下方」，以叙述附图的一个组件相对于另一组件的位置关系。应理解的是，如果将附图的装置翻转使其上下颠倒，则在「上方」的组件将会成为在「下方」的组件。必须了解的是，当一个组件或层被提及与另一组件或层「电性连接」时，是可直接电性连接或连接至其它组件或层，或具有其它组件或层介于其中。反之，若一组件或层「连接」至其它组件或层时，将不具有其它组件或层介于其中。
在本说明书中，「包括」及/或「具有」等词为开放式词语，因此其应被解释为「含有但不限定为…」。因此，当本公开的叙述中使用术语「包括」及/或「具有」时，其指定了相应的特征、区域、步骤、操作及/或构件的存在，但不排除一个或多个相应的特征、区域、步骤、操作及/或构件的存在。此外，任两个用来比较的数值或方向，可存在着一定的误差。例如，当说明书中指出第一方向垂直于第二方向，则第一方向与第二方向之间的角度可介于80度至100度之间。若第一方向平行于第二方向，则第一方向与第二方向之间的角度可介于0度至10度之间。
除非另外定义，在此使用的全部用语(包括技术及科学用语)具有与本领域技术人员通常理解的相同涵义。能理解的是，这些用语例如在通常使用的字典中定义用语，应被解读成具有与相关技术及本公开的背景或上下文一致的意思，而不应以理想化或过度正式的方式解读，除非在本公开的一些实施例有特别定义。
图1为本公开的显示设备的示意图。显示设备100包括一时序控制器(timingcontroller；TCON)110、一显示面板120以及一背光模块130。本公开并不限定显示设备100的类型。在一些实施例中，显示设备100可为可弯折或可挠式显示设备。
时序控制器110包含一译码单元111、一第一处理单元112以及一第二处理单元113。第一处理单元112电性连接译码单元111及显示面板120，第二处理单元113电性连接译码单元111及背光模块130。时序控制器110接收一画面输入IMG，并根据画面输入IMG，产生一显示信号群组DG1及一亮度控制信号群组DG2。在一些实施例中，显示信号群组DG1及亮度控制信号群组DG2各自包括多个控制信号。
显示面板120根据显示信号群组DG1呈现画面。在本公开中，显示面板120根据显示信号群组DG1更新画面。由于显示设备为一可变频显示设备，因此显示面板120可根据多个第一更新率以一第一更新序列更新。更具体的说，这些第一更新率可为相同或不同的更新率，且这些更新率的变化历程形成了第一更新序列(refresh sequence)。也就是说，第一更新序列可包含多个更新率(refresh rate)，且这些更新率可相同或不同，例如第一更新序列可包含240Hz、160Hz、80Hz及48Hz中的至少一种更新率，但在本公开中的更新率类型可不限于此。在一些实施例中，第一更新序列可包含两种或两种上的更新率，此时显示面板120称为一可变频(variable refresh rate；VRR)显示器。举例而言，显示面板120根据一第一更新序列，更新画面。第一更新序列可能是240Hz->120Hz->240Hz->120Hz->80Hz。在此例中，第一更新序列里的更新率是为多个第一更新率里的部分更新率。举例而言，第一更新率可能包括240Hz、160Hz、80Hz及48Hz。本公开并不限定显示面板120的种类。在一些实施例中，显示面板120是为一液晶显示面板，但不限于此。另外须说明的是，在本公开中所提到的更新率仅为一概数而不一定是精确的数值，例如当提到”显示面板120以240Hz更新时”可能代表该显示面板是以一接近240Hz(例如235Hz到245Hz)的范围内的更新率进行画面更新。
在本实施例中，显示面板120包括一显示控制器121以及一显示数组122，其中显示控制器121电性连接于时序控制器110的第一处理单元112与显示数组122之间。显示控制器121根据显示信号群组DG1更新显示数组122呈现的画面。在一些实施例中，显示控制器121包括一源极驱动器(source driver)123及一栅极驱动器(gate driver)124。
栅极驱动器124根据显示信号群组DG1，产生多个扫描信号SD1到SDn。源极驱动器123根据显示信号群组DG1，产生多个数据信号DD1到DDm。显示数组122接收扫描信号SD1到SDn及数据信号DD1到DDm。
显示数组122具有多个像素(pixel)。每一像素根据一扫描信号以及一数据信号，呈现相对应的画面。以像素125及126为例，像素125根据扫描信号SD1，接收数据信号DD1，并根据数据信号DD1，呈现相对应的画面。像素126相邻像素125，并根据扫描信号SD1，接收数据信号DD2。像素126根据数据信号DD2，呈现相对应的画面。
背光模块130根据亮度控制信号群组DG2而发光。具体来说，背光模块130包含光源控制器131与光源132，其中光源132邻近显示面板120设置，光源控制器131电性连接于时序控制器110的第二处理单元113与光源132之间。在本公开中，光源控制器131根据亮度控制信号群组DG2产生驱动信号，使光源132可依据驱动信号来更新亮度。根据亮度控制信号群组DG2，光源132可根据多个第二更新率以一第二更新序列更新。更具体的说，这些第二更新率可为相同或不同的更新率，且这些更新率的变化历程形成了一第二更新序列。在本公开中，第一更新序列与第二更新序列可以包含多种更新率，并且第二更新序列与第一更新序列可以相同或不同。举例而言，当第二更新序列与第一更新序列相同时，显示面板120利用240Hz的更新率更新画面时，光源132也利用240Hz的更新率更新亮度。当显示面板120利用120Hz的更新率更新画面时，光源132也利用120Hz的更新率更新亮度。
本公开并不限定背光模块130的架构。在一些实施例中，背光模块130可能是为一有源式发光二极管背光模块(AM-LED backlight)，但本公开并不限于此。在一些实施例中，光源控制器131可包括一第一驱动器133以及一第二驱动器134，而在一些实施例中，光源控制器131仅包括一第一驱动器133与一第二驱动器134的其中一者。
第二驱动器134根据亮度控制信号群组DG2，产生多个扫描信号SB1。第一驱动器133根据亮度控制信号群组DG2，产生多个数据信号DB1到DBk。光源132接收扫描信号SB1到SBl及数据信号DB1到DBk。
在一些实施例中，光源132具有多个发光单元(lighting unit)。在本公开中，发光单元可包含发光二极管(light emitting diode,LED)与相对应的线路，但不限于此。每一发光单元根据一扫描信号以及一数据信号而发光。举例而言，发光单元135根据扫描信号SB1接收数据信号DB1，并根据数据信号DB1而发光。发光单元136根据扫描信号SB1，接收数据信号DB2，并根据数据信号DB2而发光。在本公开中，发光二极管可包括有机发光二极管(organic light emitting diode，OLED)、次毫米发光二极管(mini LED)、微发光二极管(micro LED)或量子点发光二极管(quantum dot light emitting diode,QLED/QDLED)，荧光(fluorescence)、磷光(phosphor)或其他适合的材料且其材料可任意排列组合，但不以此为限。
在一些实施例中，光源132的发光单元数量可能少于显示数组122的像素数量。换句话说，在一些实施例中，光源132的一发光单元可能对应显示数组122的一个或多个像素。因此，当光源132的一特定发光单元被点亮时，特定发光单元所发出的光线通过显示数组122的一个或多个像素。
图2A为光源132的发光单元135及136的示意图。发光单元135包括晶体管Tr1、Tr2、一储存电容Cst1以及一发光二极管LD1。晶体管Tr1的控制端接收扫描信号SB1，其第一端接收数据信号DB1，其第二端电性连接晶体管Tr2的控制端及储存电容Cst1。晶体管Tr2的第一端接收一电源PR，其第二端电性连接发光二极管LD1。发光单元136包括晶体管Tr3、Tr4、一储存电容Cst2以及一发光二极管LD2。晶体管Tr3的控制端接收扫描信号SB1，其第一端接收数据信号DB2，其第二端电性连接晶体管Tr4的控制端及储存电容Cst2。晶体管Tr4的第一端接收电源PR，其第二端电性连接发光二极管LD2。
以发光单元135为例，当扫描信号SB1被致能时，晶体管Tr1导通。晶体管Tr2根据数据信号DB1，控制电源PR与发光二极管LD2的电性连接。举例而言，当数据信号DB1为高位准时，晶体管Tr2导通，使电源PR提供的电流可以流向发光二极管LD1。发光二极管LD1根据流经本身的电流而发光。此时，储存电容Cst1储存数据信号DB1。当晶体管Tr1不导通时，晶体管Tr2根据储存电容Cst1的电压而导通。
在本实施例中，光源控制器131以一区块调光(local dimming)方式控制光源132。在此实施例中，光源控制器131调整流经光源132的每一发光单元的电流大小，用以控制个别发光单元的亮度。但本公开并不限定光源控制器131如何控制光源132的亮度。
在另一些实施例中，光源控制器131利用一循序扫描(scanning)方式，控制光源132的亮度。图2B为光源132的发光单元135及136的另一示意图。发光单元135包括晶体管Tr5、Tr6及发光二极管LD3。晶体管Tr5的控制端接收扫描信号SB1、其第一端接收电源PR、其第二端电性连接发光二极管LD3的阳极。晶体管Tr6的控制端接收数据信号DB1，其第一端电性连接发光二极管LD3的阴极，其第二端电性连接至地。发光单元136包括晶体管Tr7、Tr8及发光二极管LD4。晶体管Tr7的控制端接收扫描信号SB1、其第一端接收电源PR、其第二端电性连接发光二极管LD4的阳极。晶体管Tr8的控制端接收数据信号DB2，其第一端电性连接发光二极管LD4的阴极，其第二端电性连接至地。
在此实施例中，光源控制器131所产生的扫描信号SB1可为一脉宽调制(pulsewidth modulation，PWM)信号。光源132的发光单元依据脉宽调制信号中的占空比(dutyratio，也就是开启晶体管，使电流流过发光单元的时间比例)而闪烁。举例而言，当脉宽调制信号位于高位准时，晶体管Tr5、Tr7开启，光源132因电流流过发光单元而发光。当脉宽调制信号位于低位准时，晶体管关闭而使光源132不发光。另外，由于发光时间的长度与占空比有关，人眼感受到的总亮度也会随着占空比不同而异。例如当脉宽调制信号的占空比为70％时，人眼感受到的亮度会明显比脉宽调制信号的占空比为30％时亮。闪烁是为了提高动态画面的流畅度，以减少显示画面时的残影。
以发光单元135为例，当扫描信号SB1被致能时，晶体管Tr5被导通。因此，发光二极管的阳极接收来自电源PR的电流，而使得发光二极管LD3发光。更具体的说，扫描信号SB1为前述的脉宽调制信号，因此晶体管Tr5依据脉宽调制信号中的占空比来决定导通时间长短，进而使发光单元135产生闪烁现象，以达到较佳的动态画面效果或减少残影现象。另外，通过数据信号DB1可控制晶体管Tr6的导通程度，例如当数据信号DB1为较高位准时，晶体管Tr6导通程度较大，因此流过发光二极管LD3的电流较高，使发光二极管LD3的亮度提高。在此例中，借由控制晶体管Tr6的导通程度，也可控制发光二极管LD3的亮度。换句话说，在图2B所示的实施例中，除了透过以脉宽调制信号作为扫描信号，以改善动态画面效果外，还可以透过调整个别数据信号的方式，进一步控制个别发光单元的亮度。不过为了方便说明起见，在后续讨论到采用图2B电路的实施例时，将仅讨论脉宽调制信号的变化而不讨论个别发光单元之间的亮度变化。在一些实施例中，发光单元135与136中可不包含如图2B所示的晶体管Tr6与Tr8，光源控制器131也不包含第一驱动器133。换句话说，此时的光源132仅接收来自第二驱动器134的脉宽调制信号而已。
请回到图1，第二处理单元113电性连接光源控制器131。在一些实施例中，译码单元111接收一画面输入IMG后进行译码，用以提供一更新信号SRF予第一处理单元112及第二处理单元113，使得显示面板120根据多种更新率更新画面，以及使得光源132根据多种更新率更新亮度。显示面板120的画面更新率变化历程形成第一更新序列，而光源132的亮度更新率变化历程形成第二更新序列。
在一些实施例中，第一处理单元112根据更新信号SRF，产生显示信号群组DG1，用以命令显示面板120进行画面更新。在此例中，第二处理单元113根据更新信号SRF，产生亮度控制信号群组DG2，用以命令光源132进行亮度更新。
在一些实施例中，亮度控制信号群组DG2具有一亮度信号。光源控制器131根据该亮度信号产生驱动信号，于一第一时间点开始更新光源132，使得光源132呈现一第一亮度。在此例中，显示信号群组DG1具有一画面信号。显示面板120根据该画面信号，于一第二时间点开始更新显示面板120，用以呈现一第一画面。在一些实施例中，第一亮度对应第一画面，并且第一时间点晚于第二时间点。例如在一些实施例中，第二时间点与第一时间点的间隔等于一图框期间(frame time)。在另一些实施例中，第二时间点与该第一时间点的间隔少于一图框期间。须说明的是，在本公开中，图框期间是指显示面板120在显示一画面后到显示下一画面之间的时间间隔，而画面的更新率为图框期间的倒数。例如当画面更新率为60Hz时，图框期间为1/60秒。
另外，在前段中所称的”第一亮度”是指光源132中的全部发光单元的亮度分布。而前段中所称的”第一亮度对应第一画面”是指当第一画面中不同区域出现不同亮度时，在光源132的相对应位置上的不同发光单元也会出现不同的亮度。例如当第一画面中同时出现阳光与阴影时，第一亮度中对应阳光处的发光单元亮度较高，而对应阴影处的发光单元亮度较低。
请参考图3与图4A。图3为本公开的时序控制器的一可能示意图，图4A为本公开的显示面板及背光模块的一更新序列示意图。须说明的是，图4A所示的更新频率、灰度与亮度变化仅为一示例，本公开并不以此为限。而且，为了方便说明起见，图4A对应的是显示面板120仅显示单一颜色画面的情况，也就是说，在本实施例中，显示面板120在不同图框期间中所显示的画面仅有灰度值的差别，而非复杂的画面。因此，与显示面板120相对应的光源132虽然在不同时间中可能呈现不同的亮度，但同一时间中各发光单元所发出的亮度相同。若显示面板120显示的是较为复杂的画面，则图4A所对应的是画面中某个特定区域的画面灰度值与对应该特定区域的发光单元的亮度值。
如图3所示，时序控制器400包括一译码单元410、处理单元420及430。译码单元410译码画面输入IMG，用以产生更新信号SRF。在本实施例中，更新信号SRF包括一垂直同步信号Vsync、一水平同步信号Hsync、一数据致能DE以及数据Data。本公开并不限定译码单元410的电路架构。任何可译码画面信号的电路，均可作为译码电路410。
处理单元420根据更新信号SRF，产生对应目前图框期间的显示信号群组DG1予显示面板120。在此例中，显示面板120根据显示信号群组DG1的一画面数据而呈现画面。本公开并不限定处理单元420的电路架构。任何可驱动显示面板120的电路架构，均可作为处理单元420。
处理单元430根据更新信号SRF，产生亮度控制信号群组DG2予背光模块130。如前面所述，光源132根据亮度控制信号群组DG2更新亮度。在本实施例中，处理单元430包括一计算电路431以及一可变频电路432。
计算电路431接收并计算数据Data，用以产生一计算结果CR。计算电路431更提供一垂直同步信号Vsync’以及一水平同步信号Hsync’。由于光源132的分辨率(发光单元的排列密度)可能不同于显示面板120的分辨率，故计算电路431提供一水平同步信号Hsync’予可变频电路432。在此例中，水平同步信号Hsync’的频率可能小于水平同步信号Hsync的频率。须说明的是，为了达成光源132的亮度更新，在一实施例中，计算电路431直接将垂直同步信号Vsync作为垂直同步信号Vsync’，使光源132的亮度更新率与显示面板120的画面更新率相同。
然而，在此实施例中，计算结果CR是对应驱动显示面板120前一图框期间的画面资料。更具体的说，在此实施例中，处理单元420在取得一部分的像素数据时，就开始命令显示面板120更新画面，但处理单元430需在取得整个画面的数据后，才能开始计算光源132所需的亮度数据。因此，针对目前画面的计算结果CR无法与显示面板120目前的画面资料同步产生。在本实施例中，计算电路431可包含一内存(未示出)，将对应驱动显示面板120前一图框期间画面资料的计算结果CR预先存在内存内，待接收到垂直同步信号Vsync’时，将计算结果CR传送至可变频电路432，并重新储存新的计算结果CR。这使得亮度控制信号群组DG2所对应的是前一图框期间中的画面资料。也就是说，在此实施例中，光源132可与显示面板120同步更新，但光源132的亮度分布是对应前一图框期间中的画面资料。
以图4A为例，在时间点T0到T5，垂直同步信号Vsync被致能。因此，显示面板120分别呈现画面IM1到IM5，并且显示面板120的第一更新序列中，画面更新率依序为240Hz、120Hz、240Hz、120Hz与80Hz。
在时间点T0到T1之间，显示面板120呈现画面IM1。此时，显示面板120的更新率为240Hz，并且显示面板120的画面IM1的灰度值为G1。在本实施例中，当垂直同步信号Vsync被致能时，垂直同步信号Vsync’也被致能，使背光模块130开始根据亮度控制信号群组DG2而动作。然而，如前面所述，当光源132与显示面板120同步更新时，光源132的亮度分布是对应前一图框期间中的画面数据，而在时间点T0到T1间，计算电路431尚无预先储存的计算结果CR，故可变频电路432可如图4A所示的暂不驱动光源132，或是以一预设的亮度分布发光。也就是说，在时间点T0到T1间，流过光源132的电流大小可为0或是至少一默认值。
在时间点T1到T2间，显示面板120呈现画面IM2。此时，显示面板120的更新率为120Hz，并且显示面板120的画面IM2的灰度值为G2。此时计算电路431已经有对应前一画面IM1的计算结果CR储存在内存内，因此亮度控制器430依据对应画面IM1的计算结果CR提供一亮度控制信号群组DG2至背光模块130以更新亮度。使流经光源132的电流为一电流值I1，且光源132在时间点T1到T2间的亮度为B1。如前面所述，在此实施例中，光源132的亮度是对应前一图框期间中的画面数据，因此亮度值B1对应画面IM1。须说明的是，光源132的一亮度更新期间可包含一写入期间以及一维持期间，在写入期间，处理单元430透过亮度控制信号群组DG2，提供一亮度信号予背光模块130，使光源132达到一特定亮度，而在维持期间内，光源132的亮度维持不变。在本公开中，维持期间也称为遮没时间(blanking time)。另外，由于人眼感受的亮度为一随时间的积分值，因此虽然在写入期间尚未有电流流入光源132，但人眼在整个亮度更新期间所感受到的亮度仍可维持在该特定亮度。
在时间点T2到T3间，显示面板120呈现画面IM3。此时，显示面板120的更新率为240Hz，并且显示面板120的画面IM3的灰度值为G3。如前面所述，在一写入期间532，处理单元430依据对应画面IM2的计算结果CR提供一亮度控制信号群组DG2至背光模块130以更新亮度。使流经光源132的电流为一电流值I2，光源132在时间点T2到T3间的亮度为B2，且亮度值B2对应画面IM2。
在时间点T3到T4间，显示面板120呈现画面IM4。此时，显示面板120的更新率为120Hz，并且显示面板120的画面IM4的灰度值为G4。类似的，在一写入期间533，处理单元430依据对应画面IM3的计算结果CR提供一亮度控制信号群组DG2至背光模块130以更新亮度。使流经光源132的电流为一电流值I3，光源132在时间点T3到T4间的亮度为一亮度值B3。且亮度值B3对应画面IM3。
在时间点T4到T5间，显示面板120呈现画面IM5。此时，显示面板120的更新率为80Hz，并且显示面板120的画面IM5的灰度值为G5。类似的，在一写入期间534，处理单元430依据对应画面IM4的计算结果CR提供一亮度控制信号群组DG2至背光模块130以更新亮度。因此，流经光源132的电流为一电流值I4。使光源132在时间点T4到T5间的亮度为B4，且亮度值B4对应画面IM4。后续其他时间点的画面更新方式与亮度更新方式可以此类推。
依据上述的方式，显示面板120与光源132可以分别根据可变动的更新率更新画面与亮度，且光源132的亮度更新率变化历程所形成的第二更新序列为与第一更新序列相同的240Hz、120Hz、240Hz、120Hz与80Hz。
由图4A可知，在光源132进行亮度更新前，流经光源132(更具体的说，是流过光源132中的发光单元的电流)为一第一电流值。因此，光源132提供一第一亮度。在光源132进行亮度更新后，流经光源132的电流为一第二电流值。因此，光源132提供一第二亮度。在此例中，当第一电流值不同于第二电流值，则第一亮度不同于第二亮度。换句话说，流经光源132的电流值在亮度更新前后可不相同。另外，在本实施例中，可依需求调整每个亮度更新期间中的写入期间长度。例如让写入期间与维持期间之间的长度比例，在每个亮度更新期间均维持相同，使光源132在不同的亮度更新率下，对应同一灰度值画面的亮度仍能大致保持相同。
考虑到处理单元430需在取得整个画面的数据后，才能开始计算光源132所需的亮度数据。因此，在另一些实施例中，计算电路431延迟垂直同步信号Vsync，用以产生垂直同步信号Vsync’，待产生计算结果CR后根据垂直同步信号Vsync’更新光源132的亮度。因此，在此实施例中，光源132的亮度更新时间和显示面板120的画面更新时间不同，但光源132的亮度是对应目前图框期间中的画面资料。
请参考图3与图4B。图4B为本公开的显示面板及背光模块的另一更新序列示意图。图4B与图4A相似，为了方便说明起见，图4B对应的也是显示面板120仅显示单一颜色画面的情况，也就是说，在本实施例中，显示面板120在不同图框期间中所显示的画面，仅有灰度值的差别，而非复杂的画面。因此，与显示面板120对应的光源132虽然在不同时间中可能呈现不同的亮度，但同一时间中各发光单元所发出的亮度相同。若显示面板120显示的是较为复杂的画面，则图4B所对应的是对应画面中某个特定区域的画面灰度值与发光单元的亮度值。
如图4B所示，在时间点T0到T5，垂直同步信号Vsync被致能。因此，显示面板120依序呈现画面IM1到IM5。当显示面板120呈现画面IM1时，画面IM1的灰度值为G1。当显示面板120呈现画面IM2时，画面IM2的灰度值为G2。当显示面板120呈现画面IM3时，画面IM3的灰度值为G3。当显示面板120呈现画面IM4时，画面IM4的灰度值为G4。当显示面板120呈现画面IM5时，画面IM5的灰度值为G5。
如前面所述，在本实施例中，计算电路431延迟垂直同步信号Vsync，用以产生垂直同步信号Vsync’。一旦计算电路431产生计算结果CR，则可变频电路432提供亮度控制信号群组DG2，用以更新光源132的亮度。因此，可缩短显示面板120显示画面的时间点与光源132显示相对应亮度的时间点之间的时间差距。在一些实施例中，垂直同步信号Vsync’的延迟时间可能等于一图框期间，或是小于图框期间。
如图4B所示，由于垂直同步信号Vsync’与垂直同步信号Vsync之间的时间延迟，在时间点T0与T6间，计算电路431根据画面IM1的画面资料进行计算。此时，由于计算电路431尚未产生计算结果CR，故光源132暂不发光或是根据一预设亮度分布发光。在时间点T6，计算电路431产生计算结果CR且垂直同步信号Vsync’被致能。因此，在一写入期间531，处理单元430依据对应画面IM1的计算结果CR，提供一亮度控制信号群组DG2至背光模块130以更新亮度。在此例中，流经光源132的电流为一电流值I1，使光源132在时间点T6与T7间的亮度值为B1，且亮度值B1对应显示面板120所呈现画面IM1。
在时间点T1，垂直同步信号Vsync被致能。因此，显示面板120开始显示画面IM2，计算电路431根据画面IM2的画面资料进行计算。由于垂直同步信号Vsync’被延迟，且此时计算电路431尚未产生新的计算结果CR，故光源132的亮度仍维持于亮度值B1。在时间点T7，计算电路431产生新的计算结果CR且垂直同步信号Vsync’被致能。因此，在一写入期间532，处理单元430依据对应画面IM2的计算结果CR，提供一亮度控制信号群组DG2至背光模块130以更新亮度。在此例中，流经光源132的电流为一电流值I2，使光源132在时间点T7与T8间的亮度值为B2。亮度值B2对应显示面板120所呈现画面IM2。
在时间点T2，垂直同步信号Vsync被致能。因此，计算电路431根据画面IM3的画面资料进行计算。由于垂直同步信号Vsync’被延迟，且此时计算电路431尚未产生新的计算结果CR，故光源132的亮度仍维持于亮度值B2。在时间点T8，计算电路431产生新的计算结果CR且垂直同步信号Vsync’被致能。因此，在一写入期间533，处理单元430依据对应画面IM3的计算结果CR，提供一亮度控制信号群组DG2至背光模块130以更新亮度。在此例中，流经光源132的电流为一电流值I3，使光源132在时间点T8与T9间的亮度值为B3，且亮度值B3对应显示面板120所呈现画面IM3。
在时间点T3，垂直同步信号Vsync被致能。因此，计算电路431根据画面IM4的画面资料进行计算。由于垂直同步信号Vsync’被延迟，且此时计算电路431尚未产生新的计算结果CR，故光源132的亮度仍维持于亮度值B3。在时间点T9，计算电路431产生新的计算结果CR且垂直同步信号Vsync’被致能。因此，可在一写入期间534，处理单元430依据对应画面IM4的计算结果CR，提供一亮度控制信号群组DG2至背光模块130以更新亮度。在此例中，流经光源132的电流为一电流值I4，使光源132在时间点T9与T10间的亮度值为B4，且亮度值B4对应显示面板120所呈现画面IM4。后续其他时间点的画面更新方式与亮度更新方式可以此类推。
在本实施例中，由于对应显示面板的垂直同步信号Vsync与对应背光模块130的垂直同步信号Vsync’之间有一时间差，而计算电路431在此时间差中接收整个画面的数据并根据画面数据计算光源132所需的亮度数据。当计算电路431计算完毕且垂直同步信号Vsync’被致能时，可变频电路432立刻送出对应显示面板120呈现的画面的背光驱动信号(即亮度控制信号群组DG2)，用以更新光源132的亮度。光源132的亮度维持到光源132再次更新亮度为止。在一些实施例中，当对应显示面板120的垂直同步信号Vsync与对应背光模块130的垂直同步信号Vsync’之间的时间差为固定时，可以推知显示面板120的第一更新序列与光源132的第二更新序列为相同。例如在本实施例中，显示面板120的更新序列依序为240Hz、120Hz、240Hz、120Hz与80Hz，而光源132的更新序列依序也是240Hz、120Hz、240Hz、120Hz与80Hz。而在另一些实施例中，对应显示面板120的垂直同步信号Vsync与对应背光模块130的垂直同步信号Vsync’之间的时间差是依据产生计算结果CR所需时间不同而非固定值，此时第一更新序列与光源132的第二更新序列可能相近但不完全相同。
图5为本公开的时序控制器的另一示意图。时序控制器600包括一译码单元610、处理单元620及630。译码单元610译码画面输入IMG，用以产生更新信号SRF。由于译码电路610的特性相似于图3的译码电路410的特性，故不再赘述。
处理单元620根据更新信号SRF，产生显示信号群组DG1予显示面板120。在此例中，显示面板120根据显示信号群组DG1的一画面数据而呈现画面。由于处理单元620的特性相似于图3的处理单元420的特性，故不再赘述。
在本实施例中，处理单元630电性连接光源控制器632并包括一可变频电路631。可变频电路631根据更新信号SRF，产生亮度控制信号群组DG2。在此例中，亮度控制信号群组DG2包括一亮度信号。光源控制器632根据该亮度信号，产生一脉宽调制信号SPWM(例如图2B所示的扫描信号SB1)以更新光源132的亮度。
在本实施例中，光源控制器632独立于时序控制器600之外，且电性连接于时序控制器600与光源132之间。在另外一些实施例中，光源控制器632可能整合于可变频电路631中。
在本实施例中，显示面板120有一最高面板频率，也就是显示面板120所能达到的最高画面更新率。而驱动光源132的脉宽调制信号SPWM则包含具有第一频率的第一脉宽调制信号SPWM1与具有第二频率的第二脉宽调制信号SPWM2。其中第一频率可为显示面板120的最高面板频率，而第二频率可高于一第一面板频率，并且光源控制器632被设定为”当画面更新率低于显示面板120的最高面板频率时，在该图框期间内，光源132的亮度更新信号为一个第一脉宽调制信号SPWM1与一个或多个第二脉宽调制信号SPWM2的组合”。更具体的说，当显示面板120更新画面时，光源控制器632一开始会产生一个第一脉宽调制信号SPWM1。而当显示面板120的更新频率变低，使得下一画面出现时间晚于第一脉宽调制信号SPWM1的时间长度时，光源控制器632会接续的产生一个或多个第二脉宽调制信号SPWM2，直到显示面板120更新画面为止。为了方便说明起见，在本实施例中，不论是第一脉宽调制信号SPWM1或第二脉宽调制信号SPWM2，两种信号的占空比均固定不变。也就是说，在本实施例中光源132的亮度维持不变。但本公开并不限于此。例如依图2B所示，在本公开中也可以透过调整数据信号DB1、DB2的方式控制个别发光单元的亮度。
图6为本公开的显示面板及背光模块的另一更新序列示意图。在时间点T0到T5，垂直同步信号Vsync被致能。因此，显示面板120根据显示信号群组DG1，依序呈现画面IM1到IM5。由于图6的显示面板120的画面灰度值变化相似于图4A，故不再赘述。
如图6所示，在时间点T0，垂直同步信号Vsync被致能。因此，显示面板120根据显示信号群组DG1呈现画面IM1，同时光源132根据光源控制器632所提供的脉宽调制信号SPWM发光，使光源132的亮度为B5。
在本实施例中，显示面板120的最高面板频率可为240Hz，但本公开不限于此。在时间点T1，垂直同步信号Vsync再次被致能，使显示面板120再次更新画面，由于在时间点T0到T1之间，显示面板120以240Hz的最高面板频率更新画面，所以T0到T1相隔1/240秒。同期间，光源控制器632也仅提供第一脉宽调制信号SPWM1，使光源132以第一频率更新亮度，更新后的亮度维持于一亮度值B5。
在时间点T2，垂直同步信号Vsync再次被致能，使得显示面板120再次更新画面。在本实施例中，由于在时间点T1到T2之间，显示面板120以120Hz的较低频率更新画面，所以时间点T1到T2相隔1/120秒。由前面的说明可知，时间点T11到T2之间的1/240秒为更新画面的时间间隔(时间点T1到T2)与第一脉宽调制信号SPWM1的时间长度(时间点T1到T11)的差距，因此光源控制器632继续提供第二脉宽调制信号SPWM2。在本实施例中，第二频率可例如为(但不限于)960Hz，因此在时间点T11到T2之间包含了4个第二脉宽调制信号SPWM2(1/960X4＝1/240)，使光源132更新亮度。换句话说，在时间点T1到T2之间，光源132共更新了五次亮度，其中光源132依据第一脉宽调制信号SPWM1进行第一次亮度更新，接下来则是依据第二脉宽调制信号SPWM2进行了四次亮度更新。
在时间点T3，垂直同步信号Vsync再次被致能使显示面板120再次更新画面。由于在时间点T2到T3之间，显示面板120以240Hz的最高面板频率更新画面，所以时间点T1到T2相隔1/240秒，且光源控制器632仅提供第一脉宽调制信号SPWM1使光源132更新亮度。
在时间点T4，垂直同步信号Vsync再次被致能使显示面板120更新画面。与时间点T1到T2之间的情况相同，由于在时间点T3到T4之间，显示面板120以120Hz的较低频率更新画面，因此在时间点T12到T4之间包含了4个第二脉宽调制信号SPWM2，使光源132在时间点T3到T4之间共更新了五次亮度。
在时间点T5，垂直同步信号Vsync再次被致能使显示面板120更新画面。由于显示面板120以80Hz的较低频率更新画面，依据前面的说明可知，在时间点T13到T5之间共1/120秒的间隔中共包含了8个第二脉宽调制信号SPWM2(1/960X8＝1/120)，使光源132在时间点T3到T4之间共更新了九次亮度。
依据上述的方式，显示面板120与光源132可以分别根据可变动的更新率，更新画面与亮度，且光源132的亮度更新率变化历程所形成的第二更新序列与显示面板120的亮度更新率变化历程所形成的第一更新序列不同。在本实施例中，第一更新序列的更新率依序为240Hz、120Hz、240Hz、120Hz与80Hz，而第二更新序列的更新率依序为两次240Hz、四次960Hz、两次240Hz、四次960Hz、一次240Hz与八次960Hz。
虽然本公开已以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本公开，任何本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰。举例来说，本公开实施例所述的系统、装置或是方法可以硬件、软件或硬件以及软件的组合的实体实施例加以实现。因此本公开的保护范围当视后附的权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种显示设备，包括：
一显示面板；
一光源，邻近该显示面板；
一光源控制器，电性连接该光源；以及
一时序控制器，电性连接该光源控制器及该显示面板，并包括：
一译码单元；
一第一处理单元，电性连接该译码单元及该显示面板；以及
一第二处理单元，电性连接该译码单元及该光源控制器，
其中，该译码单元提供一更新信号予该第一处理单元及该第二处理单元，使得该显示面板根据多个第一更新率以一第一更新序列更新，该光源根据多个第二更新率以一第二更新序列更新。
2.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该第一更新序列相同于该第二更新序列。
3.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，在该光源更新前，该光源具有一第一亮度，在该光源更新后，该光源具有一第二亮度，该第一亮度不同于该第二亮度。
4.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该第二处理单元根据该更新信号提供一亮度信号予该光源控制器，该光源控制器根据该亮度信号，于一第一时间点开始更新该光源，使得该光源呈现一第一亮度。
5.如权利要求4所述的显示设备，其特征在于，
该显示面板于一第二时间点更新，使该显示面板显示一第一画面，该第一亮度对应该第一画面，且该第一时间点晚于该第二时间点。
6.如权利要求5所述的显示设备，其特征在于，该第二时间点与该第一时间点的间隔等于一图框期间。
7.如权利要求5所述的显示设备，其特征在于，该第二时间点与该第一时间点的间隔少于一图框期间。
8.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该光源的一更新期间包含一写入期间以及一维持期间，在该写入期间，该第二处理单元提供一亮度信号，在该维持期间，该光源的一亮度维持不变，且该写入期间与该维持期间之间的一长度比例，在每个该更新期间为相同。
9.如权利要求1所述的显示设备，其特征在于，该显示面板具有一最高面板频率，该光源的更新信号至少包含一第一脉宽调制信号，且该第一脉宽调制信号的一频率相同于该最高面板频率。
10.如权利要求9所述的显示设备，其特征在于，该光源的更新信号更包含一第二脉宽调制信号，该第二脉宽调制信号的一频率高于该最高面板频率，且当该显示面板的一更新率低于该最高面板频率时，于一图框期间内，该光源更新信号为一个该第一脉宽调制信号与至少一个该第二脉宽调制信号的组合。
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