TWI403163B - display system - Google Patents

Description

顯示系統

本發明係有關於一種顯示系統，且尤有關於以發光二極體為光源的顯示系統。

隨著電子產業的蓬勃發展，現代社會愈趨依賴各式各樣的電子產品的服務與功能。對於電子產品來說，電力的有效利用效率是其具有良好生產效率的重要變數。此外，一般在規劃電子產品的電源供應裝置時，尚會依據電子產品維持在安全操作狀況時所需要的電子環境條件，設定供給電源的電壓、電流大小、頻率等參數。

在此請先參考如第1圖所示的傳統顯示系統1的架構。此顯示系統1是適用於供電至發光二極體電視(LED TV)內的背光模組12與顯示模組14，使背光模組12與顯示模組14作動以顯示出畫面。習知的顯示系統1是透過一電源處理單元16，藉由其內的交流/直流轉換單元161將輸入的110伏特交流(AC)電源轉換為直流電源，再將此直流電源經由電源處理單元16內的功率因數修正單元162進行功率因數的修正，以增加電源的有效利用效率。然而，因顯示系統1是先行由電源處理單元16對交流電源進行電性處理之後，再分別輸出一直流電源供作後端的背光模組12與顯示模組14的電能來源，電源處理單元16需供應足夠背光模組12與顯示模組14兩者同時使用的電能，而需要選擇大功率的交流/直流轉換單元161，如此會增加製造成本。

此外，又因背光模組12與顯示模組14之間適用的電能來源存在著電性上的差異，如：背光模組12適用145伏特直流電源，而顯示模組14適用24伏特直流電源，因此若電源處理單元16依據顯示模組14的需求將交流電源均一處理為24伏特直流電源，雖然對於顯示模組14來說，即可使用此直流電源作為電能來源，但對背光模組12來說，還需要另外增加一個直流/直流升壓式轉換單元18在電源處理單元16與背光模組12之間，將來自電源處理單元16的直流電源電壓升高至145伏特，才可作為背光模組12的電能來源，如此會造成相當程度的功率浪費，而影響顯示系統1的整體效能。

因此，仍需要提出一種對策以降低製造成本以及電源供應裝置在電源供應與電源輸出之間的功率浪費。

本發明之一目的為分別由一功率因數修正單元及一交流/直流轉換單元處理提供予背光模組與顯示模組的電源，進而簡化電性處理的程序，以增加電源的有效利用效率並降低製造成本。

依據本發明，提供一種顯示系統，適於顯示一影像，此顯示系統包括一顯示模組、一背光模組及一電源供應裝置。顯示模組包括一顯示面板、一影像處理電路及一時序控制單元。影像處理電路係作動以處理關於影像的至少一筆影像資料，而提供至少一顯示訊號至顯示面板，時序控制單元係作動以提供至少一時脈訊號至顯示面板。背光模組包括一發光二極體驅動電路及複數發光二極體，發光二極體驅動電路係作動而驅動發光二極體發光至顯示面板。電源供應裝置包括一交流/直流轉換單元及一功率因數修正單元，交流/直流轉換單元用以將一交流電源轉換為一第一直流電源，並將第一直流電源提供至時序控制單元及影像處理電路，以使時序控制單元及影像處理電路作動，功率因數修正單元用以修正電源供應裝置的功率因數，而提供一第二直流電源至該發光二極體驅動電路，以使發光二極體驅動電路作動。

依據本發明，提供一種顯示系統，適於顯示一影像，此顯示系統包括一顯示模組、一背光模組及一電源供應裝置。顯示模組包括一顯示面板、一影像處理電路及一時序控制單元，影像處理電路係作動以處理關於此影像的至少一筆影像資料，而提供至少一顯示訊號至顯示面板，時序控制單元係作動以提供至少一時脈訊號至顯示面板。背光模組包括一發光二極體驅動電路及複數發光二極體，發光二極體驅動電路係作動而驅動此些發光二極體發光至顯示面板。電源供應裝置分別提供具有不同電性的複數個電源至顯示模組與背光模組。

是故，經由交流/直流轉換單元及功率因數修正單元分別處理交流電源而得到第一直流電源及第二直流電源，以使得第一直流電源適於顯示模組直接利用，而第二直流電源適於背光模組直接利用。無需經過複雜的程序進行電性處理，減少電源轉換的級數，故可降低電源供應裝置在電源供應與電源輸出之間的功率浪費，並提升顯示系統整體的電源利用效率並降低製造成本。

為進一步說明各實施例，本發明乃提供有圖式。此些圖式乃為本創作揭露內容之一部分，其主要係用以說明實施例，並可配合說明書之相關描述來解釋實施例的運作原理。配合參考這些內容，本領域具有通常知識者應能理解其他可能的實施方式以及本發明之優點。圖中的元件並未按比例繪製，而類似的元件符號通常用來表示類似的元件。

首先，請參考第2圖，其為繪示本發明一實施例的顯示系統2的功能方塊示意圖。如圖中所示，顯示系統2包括一電源供應裝置20、一背光模組22及一顯示模組24。顯示系統2可為一電視或顯示螢幕，在本實施例中是以一電視為例。顯示系統2接收至少一筆影像資料(圖中未示)及一交流電源，此處是示範性地以110伏特交流電源AC 110V為例，然而可清楚理解此交流電源的電子特性是端視於各國的法規，無須限定於此，亦可以為例如AC 220V。背光模組22及顯示模組24的位置關係可為直下型或側向型的對應關係，在此亦無需限定。

背光模組22包括一發光二極體驅動電路221及至少一發光二極體陣列222。每一發光二極體陣列222可由複數發光二極體電連接形成，發光二極體驅動電路221係與此些發光二極體電連接，故發光二極體驅動電路221可作動以驅動發光二極體發光。在此並無限制發光二極體陣列222的陣列形式與大小，舉出其中一例為：三個發光二極體陣列222皆為1×N的陣列形式，其一發光二極體陣列222內的發光二極體全可發出紅光，其一發光二極體陣列222內的發光二極體全可發出綠光，而另一發光二極體陣列222內的發光二極體全可發出藍光。

顯示模組24包括一影像處理電路241、一時序控制單元242及一顯示面板243，顯示面板243係與影像處理電路241及時序控制單元242電連接。影像處理電路241係作動以處理顯示系統2接收的影像資料，並提供顯示面板243至少一顯示訊號以顯示出影像。在本實施例中，顯示面板243為一液晶顯示面板，其上形成有多個薄膜電晶體(圖中未示)。因此，影像處理電路241及/或時序控制單元242可藉由與此些薄膜電晶體電連接的驅動晶片，如：閘極驅動晶片且/或源極驅動晶片(圖中未示)等，控制各個薄膜電晶體的電性狀態，如導通/關閉或操作電壓值等。

由於本實施例的背光模組22及顯示模組24分別適於利用不同電壓的電能來源而作動，因此電源供應裝置20包括一功率因數修正單元201、一交流/直流轉換單元202，以分別對交流電源AC 110V進行電性處理，以適切背光模組22及顯示模組24對電能來源的需求。在本實施例中，功率因數修正單元201及交流/直流轉換單元202是彼此獨立的兩個元件。此處的交流/直流轉換單元202僅需依據顯示模組24所需電能選用符合其輸出功率的元件即可，因此相較於傳統的架構，本實施例的交流/直流轉換單元202的輸出功率較低，故可降低製造成本。

交流/直流轉換單元202依據顯示模組24適於利用的電能來源的電子特性，將交流電源AC 110V進行電壓轉換，而產生一第一直流電源，並將此第一直流電源提供至顯示模組24中的時序控制單元242及影像處理電路241，使得時序控制單元242及影像處理電路241作動。在本實施例中，交流/直流轉換單元202對交流電源AC 110V進行降壓處理，如：降壓至24伏特，並將其轉換為直流電源格式後，產生前述的第一直流電源。因此，經過交流/直流轉換單元202後，便以直流電源DC 24V輸出給後面顯示模組24中的時序控制單元242及影像處理電路241。

功率因數修正單元201則是接收交流電源AC 110V後，對電源供應裝置20的功率因數進行修正，且較佳是提升此功率因數，更佳是提升至95%以上。其後，功率因數修正單元201依據發光二極體驅動電路221適於利用的電能來源的電子特性產生一第二直流電源，以Vpfc表示，舉例來說，功率因數修正單元201所產生的第二直流電源Vpfc的電壓可為145伏特。其後，功率因數修正單元201將此第二直流電源Vpfc提供至發光二極體驅動電路221，以使發光二極體驅動電路221作動。在本實施例中，功率因數修正單元201是將第二直流電源Vpfc直接輸出至發光二極體驅動電路221，因此無需經過其他程序或增加轉換級數對第二直流電源Vpfc進行額外的電性處理。

另請參考第3圖，其為繪示本發明一實施例的背光模組22的架構示意圖。如圖中所示，發光二極體驅動電路221包括一定電流驅動單元2211、一第一開關單元M1、一第二開關單元D1、一電阻R1、一電感L1及一電容C1。在本實施例中，第一開關單元M1是一金氧半場效電晶體(MOS)，而第二開關單元D1是一二極體。第二開關元件D1及電感L1電連接第一開關元件M1的汲極，電阻R1電連接於第一開關元件M1的源極，而定電流驅動單元2211電連接於第一開關元件M1的閘極。第二開關元件D1電連接發光二極體陣列222中的發光二極體LED 1,LED N，電容C1與發光二極體LED 1~LED N並聯。定電流驅動單元2211依據一脈寬調變訊號作動，以控制第一開關元件M1的導通與關閉，而在一工作週期當中驅動發光二極體LED 1~LED N發光至顯示面板243。此工作週期是與影像處理電路241輸出的顯示訊號及時序控制單元242輸出的時脈訊號對應配合，故可在顯示面板243上顯示出畫面。

是故，由上述中可以得知，本發明經由交流/直流轉換單元及功率因數修正單元分別處理交流電源而得到第一直流電源及第二直流電源，以使得第一直流電源適於顯示模組直接利用，而第二直流電源適於背光模組直接利用。無需經過複雜的程序進行電性處理，減少電源轉換的級數，故可降低電源供應裝置在電源供應與電源輸出之間的功率浪費，並提升顯示系統整體的電源利用效率。此外，所使用的交流/直流轉換單元僅需依照背光模組對電源的需求而選用，故可減少成本的支出。

上述僅是為了說明方便而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於此處之實施例。

1,2．．．顯示系統

12,22．．．背光模組

14,24．．．顯示模組

16．．．電源處理單元

18．．．直流/直流升壓式轉換單元

20．．．電源供應裝置

161,202．．．交流/直流轉換單元

162,201．．．功率因數修正單元

221．．．發光二極體驅動電路

222．．．發光二極體陣列

2211．．．定電流驅動單元

241．．．影像處理電路

242．．．時序控制單元

243．．．顯示面板

Vpfc．．．第二直流電源

M1．．．第一開關單元

D1．．．第二開關單元

R1．．．電阻

L1．．．電感

C1．．．電容

LED 1~LED N．．．發光二極體

第1圖為繪示傳統的顯示系統的功能方塊示意圖。

第2圖為繪示本發明一實施例的顯示系統的功能方塊示意圖。

第3圖為繪示本發明一實施例的背光模組的架構示意圖。

2．．．顯示系統

20．．．電源供應裝置

22．．．背光模組

24．．．顯示模組

201．．．功率因數修正單元

202．．．交流/直流轉換單元

221．．．發光二極體驅動電路

222．．．發光二極體陣列

241．．．影像處理電路

242．．．時序控制單元

243．．．顯示面板

Vpfc．．．第二直流電源

Claims (25)

1. 一種顯示系統，適於顯示一影像，包括：一顯示模組，包括一顯示面板、一影像處理電路及一時序控制單元，該影像處理電路係作動以處理關於該影像的至少一筆影像資料，而提供至少一顯示訊號至該顯示面板，該時序控制單元係作動以提供至少一時脈訊號至該顯示面板；一背光模組，包括一發光二極體驅動電路及複數發光二極體，該發光二極體驅動電路係作動而驅動該些發光二極體發光至該顯示面板，其中該發光二極體驅動電路包括一第一開關元件、一第二開關元件及一定電流驅動單元，該第一開關元件電連接該第二開關元件及該定電流驅動單元，並依據該定電流驅動單元的控制作動，該第二開關元件電連接該些發光二極體，且其中該發光二極體驅動電路更包括一電容、一電感及一電阻，該電感及該電阻分別電連接該第一開關元件的兩極，該電容與該些發光二極體並聯；及一電源供應裝置，包括一交流/直流轉換單元及一功率因數修正單元，該交流/直流轉換單元用以將一交流電源轉換為一第一直流電源，並將該第一直流電源提供至該時序控制單元及該影像處理電路，以使該時序控制單元及該影像處理電路作動，該功率因數修正單元用以修正該電源供應裝置的功率因數，而提供一第二直流電源至該發光二極體驅動電路，以使該發光二極體驅動電路作動。
2. 如申請範圍第1項所述之顯示系統，其中該交流/直流轉換單元與該功率因數修正單元是彼此獨立。
3. 如申請範圍第1項所述之顯示系統，其中該顯示模組與該背光模組適於利用不同電壓的電能來源。
4. 如申請範圍第3項所述之顯示系統，其中該功率因數修正單元將該交流電源的電壓升高為該第二直流電源，以適於該背光模組利用。
5. 如申請範圍第3項所述之顯示系統，其中該功率因數修正單元將該第二直流電源直接輸出至該發光二極體驅動電路。
6. 如申請範圍第1項所述之顯示系統，其中該第一開關元件是一金氧半場效電晶體，該第二開關元件是一二極體。
7. 如申請範圍第6項所述之顯示系統，其中該第二開關元件及該電感皆電連接該第一開關元件的汲極，該電阻電連接於該第一開關元件的源極，而該定電流驅動單元電連接於該第一開關元件的閘極。
8. 如申請範圍第1項所述之顯示系統，其中該功率因數修正單元增加該電源供應裝置的功率因數。
9. 如申請範圍第1項所述之顯示系統，其中該定電流驅動單元依據一脈寬調變訊號作動，以控制該第一開關元件的導通與關閉。
10. 如申請範圍第1項所述之顯示系統，其中該些發光二極體分別發出紅色、綠色及藍色的光。
11. 如申請範圍第1項所述之顯示系統，其中該顯示面板是一液晶顯示面板。
12. 如申請範圍第1項所述之顯示系統，其中該交流/直流轉換單元將該交流電源降壓並轉換為直流格式，以產生該第一直流電源。
13. 一種顯示系統，適於顯示一影像，包括：一顯示模組，包括一顯示面板、一影像處理電路及一時序控制單元，該影像處理電路係作動以處理關於該影像的至少一筆影像資料，而提供至少一顯示訊號至該顯示面板，該時序控制單元係作動以提供至少一時脈訊號至該顯示面板； 一背光模組，包括一發光二極體驅動電路及複數發光二極體，該發光二極體驅動電路係作動而驅動該些發光二極體發光至該顯示面板，其中該發光二極體驅動電路包括一第一開關元件、一第二開關元件及一定電流驅動單元，該第一開關元件電連接該第二開關元件及該定電流驅動單元，並依據該定電流驅動單元的控制作動，該第二開關元件電連接該些發光二極體，且其中該發光二極體驅動電路更包括一電容、一電感及一電阻，該電感及該電阻分別電連接該第一開關元件的兩極，該電容與該些發光二極體並聯；及一電源供應裝置，分別提供具有不同電性的複數個電源至該顯示模組與該背光模組。
14. 如申請範圍第13項所述之顯示系統，其中該顯示模組與該背光模組適於利用不同電壓的電能來源。
15. 如申請範圍第13項所述之顯示系統，其中該電源供應裝置包括一交流/直流轉換單元及一功率因數修正單元，該交流/直流轉換單元用以將一交流電源轉換為一第一直流電源。
16. 如申請範圍第15項所述之顯示系統，其中該交流/直流轉換單元將該交流電源降壓並轉換為直流格式，以產生該第一直流電源。
17. 如申請範圍第15項所述之顯示系統，其中該交流/直流轉換單元與該功率因數修正單元是彼此獨立。
18. 如申請範圍第15項所述之顯示系統，其中該功率因數修正單元增加該電源供應裝置的功率因數。
19. 如申請範圍第15項所述之顯示系統，其中該功率因數修正單元將該交流電源的電壓升高為一第二直流電源，以適於該背光模組利用。
20. 如申請範圍第19項所述之顯示系統，其中該功率因數修正單元將該第二直流電源直接輸出至該發光二極體驅動電路。
21. 如申請範圍第13項所述之顯示系統，其中該定電流驅動單元依據一脈寬調變訊號作動，以控制該第一開關元件的導通與關閉。
22. 如申請範圍第13項所述之顯示系統，其中該第一開關元件是一金氧半場效電晶體，該第二開關元件是一二極體。
23. 如申請範圍第22項所述之顯示系統，其中該第二開關元件及該電感皆電連接該第一開關元件的汲極，該電阻電連接於該第一開關元件的源極，而該定電流驅動單元電連接於該第一開關元件的閘極。
24. 如申請範圍第13項所述之顯示系統，其中該些發光二極體分別發出紅色、綠色及藍色的光。
25. 如申請範圍第13項所述之顯示系統，其中該顯示面板是一液晶顯示面板。