TWI415092B

TWI415092B - 顯示器及其顯示控制方法

Info

Publication number: TWI415092B
Application number: TW98111974A
Authority: TW
Inventors: Yi Chi Chan
Original assignee: Hon Hai Prec Ind Co Ltd
Priority date: 2009-04-10
Filing date: 2009-04-10
Publication date: 2013-11-11
Also published as: TW201037678A

Description

顯示器及其顯示控制方法

本發明涉及顯示器，特別涉及一種顯示器及其採用的顯示控制方法。

顯示器，尤其係平板顯示器被廣泛應用於生產生活中。比如，常見的電視及電腦常使用液晶顯示器或等離子顯示器來向用戶提供顯示訊息。一般顯示器主要包括顯示系統、背光系統及顯示控制系統。其中，顯示系統用於顯示具體訊息；背光系統作為光源，用於提供顯示所用光束；顯示控制系統用於控制所述顯示系統及所述背光系統工作。鑒於發光二极體(LED)的廉價性及小型化，其被廣泛應用為背光系統的發光單元。然而，LED經過長時間的使用，其發光亮度會逐漸衰減。超出正常工作壽命的LED背光系統發出的光束會造成顯示系統顯示品質的下降。為解決該問題，業界一直考慮如何從材料及結構上對LED進行改進，以延長LED工作壽命的方法來保證正常顯示的時間。然而，該種方法的發展進度日益趨緩。

有鑒於此，有必要提供一種長時間維持顯示效果的顯示器。

還有必要提供一種在長時間維持顯示效果中起顯示控制作用的顯示控制方法。

一種顯示器包括顯示模組、背光模組及顯示控制系統。顯示控制系統包括用於控制顯示模組的顯示控制器及控制背光模組的背光驅動器。所述顯示控制系統還包括預存有光源亮度衰減參數、時間表、電流多階段控制參數表及顯示控制參數的記憶體及系統控制器。該光源亮度衰減參數用於指示背光模組的發光亮度。該時間表用於存儲與光源亮度衰減參數及顯示控制參數相對應的時間點。該電流多階段控制表預存有對應不同時間段的工作電流數值及在不同時間段之間的電流切換時間點。所述系統控制器用於根據該背光模組的工作時間調用所述記憶體中的相應的所述顯示控制參數，進而以所述顯示控制參數控制所述顯示控制器調節所述顯示模組的顯示狀態。該系統控制器還用於根據該背光模組的工作時間在記憶體中查找電流切換時間點，且當背光模組的工作時間在時間表的位置為電流切換時間點時，該系統控制器用於在記憶體中查找電流切換時間點之後的工作電流數值，並以工作電流數值控制背光驅動器調節背光模組的工作電流。該電流切換時間點之後的工作電流數值小於該電流切換時間點之前的工作電流數值。

一種顯示控制方法用於根據顯示器發光元件的亮度變化控制顯示器顯示元件的顯示狀態。所述方法包括以下步驟：確定所述顯示器發光元件的初始工作電流；根據所述顯示器發光元件在初始工作電流下的第一亮度衰減曲線確定顯示器顯示元件的第一系列顯示控制參數曲線；預存所述第一亮度衰減曲線及第一系列顯示控制參數曲線的第一系列具體參數；據所述第一系列具體參數調整所述顯示元件的顯示狀態；根據第一亮度衰減曲線及發光元件在另一比初始工作電流低的後續工作電流下的第二亮度衰減曲線，來確定顯示元件的第二系列顯示控制參數曲線及電流切換時間點；預存第二亮度衰減曲線及第二系列顯示控制參數曲線的第二系列具體參數、該電流切換時間點及後續工作電流數值；根據第二系列具體參數調整顯示元件的顯示狀態。

上述顯示器及顯示控制方法採用記憶體存儲預先對應背光模組亮度衰減參數設定好的顯示控制參數，並藉由系統控制器適時調用這些顯示控制參數來調整顯示控制器顯示狀態，以達到與背光模組的發光亮度相配合實現穩定顯示效果的目的。

100、200‧‧‧顯示器

110、210‧‧‧顯示模組

120、220‧‧‧背光模組

130、230‧‧‧顯示控制系統

131、231‧‧‧顯示控制器

132、232‧‧‧背光驅動器

133、233‧‧‧計時器

134、234‧‧‧記憶體

135、235‧‧‧光源亮度衰減參數表

136、236‧‧‧顯示控制參數表

137、238‧‧‧時間表

138、239‧‧‧系統控制器

237‧‧‧電流多階段控制參數表

301~325‧‧‧顯示控制方法

圖1為一較佳實施方式的顯示器之電路框圖。

圖2為圖1的顯示器採用的背光模組的光源之亮度衰減曲線。

圖3為圖1的顯示器採用的顯示模組之gamma調節曲線。

圖4為圖1的顯示器採用的顯示模組之對比度調節曲線。

圖5為圖1的顯示器採用的顯示模組之色飽和度調節曲線。

圖6為另一較佳實施方式的顯示器之電路框圖。

圖7為圖6的顯示器採用的背光模組的光源由正常發光亮度切換至低亮度之亮度衰減曲線。

圖8為圖6的顯示器採用的顯示模組與圖7中亮度衰減曲線相對應之gamma調節曲線。

圖9為圖6的顯示器採用的顯示模組與圖7中亮度衰減曲線相對應之對比度調節曲線。

圖10為圖6的顯示器採用的顯示模組與圖7中亮度衰減曲線相對應之色飽和度調節曲線。

圖11為圖6的顯示器採用的背光模組的光源由高發光亮度切換至低亮度之亮度衰減曲線。

圖12為圖6的顯示器採用的顯示模組與圖11中亮度衰減曲線相對應之gamma調節曲線。

圖13為圖6的顯示器採用的顯示模組與圖11中亮度衰減曲線相對應之對比度調節曲線。

圖14為圖6的顯示器採用的顯示模組與圖11中亮度衰減曲線相對應之色飽和度調節曲線。

圖15為一較佳實施方式的顯示控制方法之流程圖。

如圖1所示，一較佳實施方式之顯示器100包括顯示模組110、背光模組120及顯示控制系統130。顯示模組110用於顯示具體訊息；背光模組120用於提供顯示所需光束；顯示控制系統130用於控制顯示模組110及背光模組120工作。其中，背光模組120可採用各種光源，如LED、白熾燈等。

顯示控制系統130包括顯示控制器131、背光驅動器132、計時器133、記憶體134及系統控制器138。顯示控制器131可調節顯示模組110顯示所需的控制參數，如gamma、對比度及色飽和度等，以使顯示模組110獲得最佳的顯示效果。背光驅動器132可調節背光模組120發光所需的工作電流，以決定背光模組120的正常發光亮度。計時器133用於記錄背光模組120的工作時間。記憶體134用於存儲光源亮度衰減參數表135、顯示控制參數表136及時間表137。系統控制器138根據計時器133記錄的工作時間及記憶體134存儲的各項參數對顯示控制器131及背光驅動器132的工作進行控制。

圖2所示為背光模組120的光源分別在22mA、20mA及18mA工作電流下的亮度衰減曲線。由圖2可知，隨著工作電流的降低，光源的正常發光時間段在增長，光源具有更久的使用壽命。與此同時，不利的一面在於：光源的發光亮度在降低。若以20mA工作電流下光源的亮度為100%基準亮度，則22mA工作電流下光源亮度為110%基準亮度，而18mA工作電流下光源的亮度為90%基準亮度。圖2中所示各亮度衰減曲線上亮度參數被存儲在光源亮度衰減參數表135中。

對應於圖2中的各亮度變化，需要調節顯示模組110的各項顯示控制參數。如圖3、4、5所示，對應於22mA、20mA、18mA工作電流，顯示模組110具有相應的gamma調節曲線、對比度調節曲線、色飽和度調節曲線。該等顯示控制參數曲線上的各參數被存儲在顯示控制參數表136中。此外，前述亮度衰減曲線及各顯示控制參數曲線均隨時間相應變化，因此相關時間訊息被存儲在時間表137中。

以工作電流22mA為例具體說明亮度衰減曲線及各顯示控制參數曲線的設置原理。在t0-t1時間段，背光模組120以110%基準亮度發光，且工作在亮度平穩區。與之對應，顯示模組110的gamma維持在2.4，對比度維持在35%，色飽和度維持在45%。由此，顯示模組110可獲得較佳的顯示效果。而在t1時間點之後，背光模組120的發光亮度由110%基準亮度沿近似抛物線的軌跡逐漸下降。與之對應，顯示模組110的gamma由2.4沿近似圓弧的軌跡逐漸上升，對比度由35%沿近似圓弧的軌跡逐漸上升，色飽和度由45%沿近似圓弧的軌跡逐漸上升。由此，在背光模組120發光亮度衰減的情形下，對應調整顯示模組110的顯示控制參數可使顯示模組110在亮度衰減段顯示品質不會明顯下降，儘量保持在較平穩的狀態。

實際工作中，系統控制器138首先根據其他電路(圖未示)提供的訊號決定顯示器100的工作電流數值，並依據該數值控制背光驅動器132調節背光模組120的工作電流。系統控制器138查找計時器133記錄的工作時間在時間表137中的位置，並據此位置在顯示控制參數表136中查找對應的各顯示控制參數。系統控制器138進而向顯示控制器131提供這些顯示控制參數。顯示控制器131根據這些顯示控制參數調整顯示模組110的顯示狀態，使顯示模組 110與背光模組120配合達到較佳的顯示效果。

本實施方式中，顯示器100採用記憶體134存儲預先對應背光模組120亮度衰減參數設定好的顯示控制參數，並藉由系統控制器138適時調用這些顯示控制參數來調整顯示控制器131顯示狀態，以達到與背光模組120的發光亮度相配合實現穩定顯示效果的目的。

如圖6所示，另一較佳實施方式的顯示器200包括顯示模組210、背光模組220及顯示控制系統230。顯示控制系統230包括顯示控制器231、背光驅動器232、計時器233、記憶體234及系統控制器239。記憶體234用於存儲光源亮度衰減參數表235、顯示控制參數表236、電流多階段控制參數表237及時間表238。

與前一實施方式的顯示器100的不同點至少包括以下方面：記憶體234存儲有電流多階段控制參數表237。該電流多階段控制參數表237主要設置有對應不同時間段的工作電流數值及在所述不同時間段之間的電流切換時間點。顯示器200藉由調用電流多階段控制參數表236內參數來控制發光及顯示操作，可在保持顯示效果的同時，適當延長背光模組背光驅動器232所用光源的使用壽命。關於該點，下舉兩例詳述。

當顯示器200選擇工作在正常放光亮度模式下，則其工作所需各參數如圖7-10所示。在t0-t2階段，背光模組220在20mA的工作電流下以100%基準亮度發光，且工作在亮度平穩區。與之對應，顯示模組210的gamma維持在2.2，對比度維持在50%，色飽和度維持在50%。由此，顯示模組210可獲得較佳的顯示效果。在t2時間點，背光模組220切換至18mA電流下工作，以90%基準亮度發光。在t2-t3階段，背光模組220在18mA的工作電流下以90%基準亮度發光，且工作在亮度平穩區。與之對應，顯示模組210的gamma調整為2.0，對比度調整為65%，色飽和度調整為60%。在t3時間點之後，背光模組220的發光亮度由90%基準亮度沿18mA對應的曲線逐漸下降。與之對應，顯示模組210的各顯示控制參數沿調整後的曲線逐漸上升。由此，顯示器200在t2時間點之前維持100%基準亮度發光，之後更換為90%基準亮度發光，可在保證正常顯示效果的基礎上適當延長背光模組220所用光源的使用壽命。此外，在此過程中，顯示模組210的顯示控制參數相應轉換以配合背光模組220的發光，從而保持較平穩的顯示狀態。

當顯示器200選擇工作在高亮度放光亮度模式下，則其工作所需各參數如圖11-14所示。在t0-t1階段，背光模組220在22mA的工作電流下以110%基準亮度發光，且工作在亮度平穩區。與之對應，顯示模組210的gamma維持在2.4，對比度維持在35%，色飽和度維持在65%。由此，顯示模組210可獲得較佳的顯示效果。在t1時間點，背光模組220切換至18mA電流下工作以90%基準亮度發光。在t1-t4階段，背光模組220在18mA的工作電流下以90%基準亮度發光，且工作在亮度平穩區。與之對應，顯示模組210的gamma調整為2.0，對比度調整為65%，色飽和度調整為60%。在t4時間點之後，背光模組220的發光亮度由90%基準亮度沿18mA對應的曲線逐漸下降。與之對應，顯示模組210的各顯示控制參數沿調整後的曲線逐漸上升。由此，顯示器200在t1時間點之前維持110%基準亮度發光，之後更換為90%基準亮度發光，可在保證正常顯示效果的基礎上適當延長背光模組220所用光源的使用壽命。

實際工作中，系統控制器239首先根據其他電路(圖未示)提供的訊號決定顯示器200的初始工作電流數值，並依據該數值控制背光驅動器232調節背光模組120的工作電流。系統控制器239查找計時器233記錄的工作時間在時間表238中的位置。系統控制器239據此位置在顯示控制參數表236中查找對應的各顯示控制參數。系統控制器239進而向顯示控制器231提供這些顯示控制參數。顯示控制器231根據這些顯示控制參數調整顯示模組210的顯示狀態，使顯示模組210與背光模組220配合達到較佳的顯示效果。此外，系統控制器239還在電流多階段控制參數表237中查找電流切換時間點及切換後工作電流數值。當計時器233記錄的工作時間到達電流切換時間點(如圖7-10中的t2及圖11-14中的t1)時，系統控制器239依據切換後工作電流數值控制背光驅動器232調節背光模組220的工作電流。

本實施方式中，顯示器200採用記憶體234存儲預先對應背光模組220亮度衰減參數設定好的顯示控制參數，並藉由系統控制器239適時調用這些顯示控制參數來調整顯示控制器231顯示狀態，以達到與背光模組220的發光亮度相配合實現穩定顯示效果的目的。此外，記憶體234還預存了電流多階段控制參數表237，並藉由系統控制器239在計時器233記錄的工作時間到達電流切換時間點時，調用電流多階段控制參數表237存儲的切換後工作電流數值，進而控制背光驅動器232調節背光模組220的工作電流。因此，顯示器200可在保持顯示效果的同時，適當延長背光模組背光驅動器232所用光源的使用壽命。

圖15所示為一種較佳實施方式之顯示控制方法，可長時間維持顯示器的顯示效果。其具體步驟以下詳細說明。

步驟301，確定顯示器發光元件的初始工作電流。其中，所述顯示器發光元件可選用前述的背光模組120或背光模組220，亦可為其他具體發光元件。

步驟303，根據所述發光元件在該初始工作電流下的第一亮度衰減曲線確定顯示器顯示元件的第一系列顯示控制參數曲線。其中，第一系列顯示控制參數曲線確定方法可參看圖2-5。所述顯示元件可選用前述的顯示模組110或顯示模組210，亦可為其他顯示元件。

步驟305，在顯示器中預存所述第一亮度衰減曲線及第一系列顯示控制參數曲線的第一系列具體參數及與各曲線對應的時間表。其中，顯示器中可單獨設置記憶體，如前述記憶體134或記憶體234，以存儲所述具體參數。

步驟307，根據所述發光元件在所述初始工作電流下的第一亮度衰減曲線及在另一比所述初始工作電流低的後續工作電流下的第二亮度衰減曲線，來確定所述顯示元件的第二系列顯示控制參數曲線及電流切換時間點。其中，第二系列顯示控制參數曲線確定方法可參看圖7-10或圖11-14。

步驟309，預存所述第二亮度衰減曲線及所述第二系列顯示控制參數曲線的第二系列具體參數、所述電流切換時間點及後續工作電流數值。請注意：所述第二亮度衰減曲線及所述第二系列顯示控制參數曲線亦與所述時間表相對應。

步驟311，對所述發光元件的進行工作時間計時。可採用前述計時器133或233進行計時操作。

步驟313，根據所述工作時間在所述時間表中查找相應位置。

步驟315，根據所述相應位置查找對應的第一系列或第二系列具體參數。

步驟317，根據所述第一系列或第二系列具體參數調整所述顯示元件的顯示狀態。

步驟319，當工作時間到達所述電流切換時間點時，在所述時間表中查找電流切換時間點相應位置。

步驟321，切換所述發光元件的工作電流為所述後續工作電流。

步驟323，根據所述電流切換時間點相應位置查找對應第二系列具體參數。

步驟325，根據所述第二系列具體參數調整所述顯示元件的顯示狀態。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述僅為本發明之較佳實施方式，舉凡熟悉本案技藝之人士，在爰依本案創作精神所作之等效修飾或變化，皆應包含於以下之申請專利範圍內。

100‧‧‧顯示器

110‧‧‧顯示模組

120‧‧‧背光模組

130‧‧‧顯示控制系統

131‧‧‧顯示控制器

132‧‧‧背光驅動器

133‧‧‧計時器

134‧‧‧記憶體

135‧‧‧光源亮度衰減參數表

136‧‧‧顯示控制參數表

137‧‧‧時間表

138‧‧‧系統控制器

Claims

一種顯示器，其包括顯示模組、背光模組及顯示控制系統，顯示控制系統包括用於控制顯示模組的顯示控制器及控制背光模組的背光驅動器，其改良在於：該顯示控制系統還包括記憶體及系統控制器，該記憶體預存有光源亮度衰減參數、時間表、電流多階段控制參數表及顯示控制參數，該光源亮度衰減參數用於指示背光模組的發光亮度，該時間表用於存儲與光源亮度衰減參數及顯示控制參數相對應的時間點，該電流多階段控制表預存有對應不同時間段的工作電流數值及在不同時間段之間的電流切換時間點，該系統控制器用於根據該背光模組的工作時間調用記憶體中的相應的顯示控制參數，進而以顯示控制參數控制該顯示控制器調節顯示模組的顯示狀態；該系統控制器還用於根據該背光模組的工作時間在記憶體中查找電流切換時間點，且當背光模組的工作時間在時間表的位置為電流切換時間點時，該系統控制器用於在記憶體中查找電流切換時間點之後的工作電流數值，並以工作電流數值控制背光驅動器調節背光模組的工作電流，該電流切換時間點之後的工作電流數值小於該電流切換時間點之前的工作電流數值。
如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中該顯示控制系統還包括計時器以記錄背光模組的工作時間。
如申請專利範圍第2項所述之顯示器，其中該系統控制器還用於查找背光模組的工作時間在時間表的位置，並根據該位置查找相應的顯示控制參數。
如申請專利範圍第1項所述之顯示器，其中該顯示控制參數包括gamma調節參數、對比度調節參數及色飽和度調節參數。
如申請專利範圍第4項所述之顯示器，其中該記憶體還預存有20mA工作電流下光源的光源亮度衰減參數及時間表，且該顯示控制參數包括2.2的gamma調節參數、50%的對比度調節參數及50%的色飽和度調節參數。
如申請專利範圍第4項所述之顯示器，其中該記憶體還預存有18mA工作電流下光源的光源亮度衰減參數及時間表，且該顯示控制參數包括2.0的gamma調節參數、65%的對比度調節參數及60%的色飽和度調節參數。
如申請專利範圍第4項所述之顯示器，其中該記憶體還預存有22mA工作電流下光源的光源亮度衰減參數及時間表，且該顯示控制參數包括2.4的gamma調節參數、35%的對比度調節參數及45%的色飽和度調節參數。
一種顯示控制方法，用於根據顯示器發光元件的亮度變化控制顯示器顯示元件的顯示狀態，其改良在於：該方法包括以下步驟：確定顯示器發光元件的初始工作電流；根據顯示器發光元件在初始工作電流下的第一亮度衰減曲線確定顯示器顯示元件的第一系列顯示控制參數曲線；預存第一亮度衰減曲線及第一系列顯示控制參數曲線的第一系列具體參數；根據第一系列具體參數調整顯示元件的顯示狀態；根據第一亮度衰減曲線及發光元件在另一比初始工作電流低的後續工作電流下的第二亮度衰減曲線，來確定顯示元件的第二系列顯示控制參數曲線及電流切換時間點；預存第二亮度衰減曲線及第二系列顯示控制參數曲線的第二系列具體參數、該電流切換時間點及後續工作電流數值；根據第二系列具體參數調整顯示元件的顯示狀態。
如申請專利範圍第8項所述之顯示控制方法，其中還包括步驟：預存與第一亮度衰減曲線及第一系列顯示控制參數曲線對應的時間表；對發光元件的進行工作時間計時；根據該工作時間在時間表中查找相應位置；根據該相應位置查找對應的第一系列具體參數。
如申請專利範圍第8項所述之顯示控制方法，其中還包括步驟：預存與第二亮度衰減曲線及第二系列顯示控制參數曲線對應的時間表；對發光元件的進行工作時間計時；當工作時間到達電流切換時間點時，在時間表中查找電流切換時間點相應位置；切換發光元件的工作電流為後續工作電流；根據電流切換時間點相應位置查找對應第二系列具體參數；根據第二系列具體參數調整顯示元件的顯示狀態。