TWI466080B - 背光模組及切換方法 - Google Patents

Description

背光模組及切換方法

本發明係指一種背光模組及其切換方法，尤指一種可平順切換一顯示裝置於一一般背光模式與一閃爍背光模式間之背光模組及其切換方法。

隨著影像技術不斷進步，消費者可挑選之顯示裝置的尺寸與功能日益多元，而為了滿足不同的使用者需求，各家顯示裝置的製造商也設法提供輸出效能及解析度更佳的新產品。對於使用閃爍背光源(Flashing backlight)之小尺寸顯示裝置，或是僅包含有單一背光源之顯示裝置而言，其可操作於一一般背光模式(Normal mode)以及一閃爍背光模式(Flashing backlight mode)間。詳細來說，顯示裝置之顯示畫面係由複數個框訊號所組成，其於一固定時間內連續顯示於顯示裝置上。若顯示裝置操作於一般背光模式時，每一框訊號於固定時間內，將週期性地重複進行開啟或關閉操作而不間斷；若顯示裝置操作於閃爍背光模式時，每一框訊號於固定時間中之部分時間內，將週期性地重複進行開啟或關閉操作，或於該部分時間內全部皆進行開啟操作。然而，若使用者直接將顯示裝置切換於一般背光模式以及閃爍背光模式間，使用者將因視覺暫留現象而使人眼輕易感受到顯示畫面的明暗變化。據此，使用者於視覺上可能產生不舒適感，一併影響使用者的觀賞品質，且進一步限制小尺寸或 使用閃爍光源的顯示裝置的產品應用範圍。

因此，提供一種更有效率之背光模組及其切換方法，針對於不同背景亮度下小尺寸顯示裝置或使用閃爍光源的顯示裝置，避免顯示裝置於一般背光模式以及閃爍背光模式間切換中，人眼將輕易感受到顯示畫面之明顯亮度變化或產生不舒適感，已成為本領域之重要課題。

因此，本發明之主要目的即在於提供一種用於一顯示裝置之背光模組及其切換方法，使顯示裝置切換於一一般背光模式、一轉態模式或一閃爍背光模式間。

本發明揭露一種用於一顯示裝置之背光模組，包含有一時脈產生模組，用來產生一時脈訊號；一控制模組，用來產生一控制訊號以及一選擇控制訊號；一選擇模組，耦接於該時脈產生模組以及該控制模組，根據該時脈訊號以及該控制訊號，產生一選擇結果；以及一輸出模組，耦接於該選擇模組，根據該選擇控制訊號，輸出該選擇結果；其中，該選擇結果係切換該顯示裝置於一一般背光模式、一轉態模式或一閃爍背光模式間。

本發明另揭露一種用來切換一背光模組之方法，且該背光模組係耦接於一顯示裝置，該方法包含有產生一時脈訊號；產生一控制 訊號以及一選擇控制訊號；根據該時脈訊號以及該控制訊號，產生一選擇結果；以及根據該選擇控制訊號，輸出該選擇結果；其中，該選擇結果係切換該顯示裝置於一一般背光模式、一轉態模式或一閃爍背光模式間。

請參考第1圖，第1圖為本發明實施例一背光模組10之示意圖，其中背光模組10係設置於一顯示裝置(圖中未示)內，或者兩者相互耦接，使背光模組10能控制顯示裝置之輸出情形。如第1圖所示，背光模組10包含有一時脈產生模組100、一控制模組102、一選擇模組104以及一輸出模組106。詳細來說，時脈產生模組100用來產生一時脈訊號S_CK。控制模組102用來產生一控制訊號S_CT以及一選擇控制訊號S_SCT。選擇模組104耦接於時脈產生模組100以及控制模組102，用來接收時脈訊號S_CK以及控制訊號S_CT，並輸出一選擇結果S_SC至輸出模組106。輸出模組106耦接於選擇模組104以及控制模組102，用來接收選擇結果S_SC以及接收時脈訊號S_CK，並對應輸出選擇結果S_SC至顯示裝置，使顯示裝置能切換於一一般背光模式(Normal backlight mode)、一轉態模式(Transition mode)或一閃爍背光模式(Flashing backlight mode)間。

請繼續參考第2圖，第2圖為第1圖中背光模組10與選擇模組104之詳細示意圖。如第2圖所示，選擇模組104更包含有一一般 背光模式單元200、一閃爍背光模式單元202以及一轉態模式單元204，並分別接收時脈訊號S_CK以及控制訊號S_CT，以對應產生一一般背光模式訊號S_M1、一閃爍背光模式訊號S_M2以及一轉態模式訊號S_M3。輸出模組106分別接收一般背光模式訊號S_M1、閃爍背光模式訊號S_M2以及轉態模式訊號S_M3，並根據選擇控制訊號S_SCT，據以輸出一般背光模式訊號S_M1、閃爍背光模式訊號S_M2以及轉態模式訊號S_M3中之一者，來控制顯示裝置之顯示方式。

簡單來說，本實施例係由控制模組102產生控制訊號S_CT與選擇控制訊號S_SCT來對應控制選擇模組104，並再由輸出模組106輸出選擇模組104所產生之一般背光模式訊號S_M1、閃爍背光模式訊號S_M2以及轉態模式訊號S_M3中之一者，來切換顯示裝置於一般背光模式、轉態模式或閃爍背光模式間。相較於習知技術僅切換顯示裝置於一般背光模式或閃爍背光模式間，本實施例更於一般背光模式與閃爍背光模式間加入轉態模式，並可對應於一轉態操作時間，使顯示裝置可於轉態操作時間過程中，由一般背光模式經過轉態模式來進入閃爍背光模式，以避免人眼因輕易感受到顯示畫面之明顯亮度變化而產生不舒適感，當然，背光模組10亦可控制顯示裝置由閃爍背光模式經過轉態模式來進入一般背光模式，非用以限制本發明之範疇。

請參考第3圖，第3圖為本發明實施例之顯示裝置切換於一般 背光模式、轉態模式或閃爍背光模式之示意圖。值得注意地，本實施例中的顯示畫面係由複數個框訊號所組成，為了清楚說明，於第3圖中係繪出單一框訊號來解釋如何將顯示裝置切換於一般背光模式、轉態模式或閃爍背光模式間，其中每一框訊號皆可對應至一框訊號時間F_Time。如第3圖所示，當顯示裝置正操作於一般背光模式時，將於框訊號時間F_Time內週期性地重覆開啟操作與關閉操作，假設一次開啟操作與一次關閉操作可視為一開啟時間(On Time)操作，則於一般背光模式下將進行Y次開啟時間操作。較佳地，先定義開啟操作對應為一開啟時間ON_Time而關閉操作對應為一關閉時間OFF_Time後，顯示裝置於一般背光模式下的亮暗程度，係可透過一工作週期(Duty cycle)來表示，即，至於開啟時間操作之次數可為。此外，亦可由開啟時間操作之次數與工作週期來表示開啟時間為，同時亦可用來表示關閉時間為。

繼續參考第3圖，當顯示裝置從一般背光模式進入轉態模式時，於框訊號時間F_Time中更定義一開啟時間工作(On time duty)訊號S_ONx，使轉態模式可根據不同的開啟時間工作訊號，依序產生複數個轉態階段，而每一轉態階段皆對應為單一框訊號。於本實施例中，轉態模式包含有轉態階段S_F1~S_Fm，而每一轉態階段 S_F1~S_Fm可分別對應為開啟時間工作訊號S_ON1~S_ONm，且每一開啟時間工作訊號即為訊號時間F_Time內的一工作時間。其中，前後框訊號間所對應的開啟時間工作訊號之差值，係為一開啟時間工作訊號變化△T，而開啟時間工作訊號變化△T之產生方式，可透過一等比方式或一等差方式，據以調整不同開啟時間工作訊號S_ON1~S_ONm間之時間長短，然非用以限制本發明之範疇。較佳地，若為等比方式，則開啟時間工作訊號變化△T可根據△T=S_ONx ×C%,C=1,2,3...來產生，若為等差方式，則開啟時間工作訊號變化△T可根據△T=S _ONx-S_ONx-1來產生。除此之外，本實施例更定義開啟時間工作訊號變化△T之操作範圍係為△T=S _ON1×(3~6%)，亦非用以限制本發明之範疇。

值得注意地，當本實施例準備從一般背光模式進入轉態模式時，根據不同需求，使用者可適性選擇不同的開啟時間工作訊號變化△T，以動態調整轉態階段S_F1~S_Fm之數量，使得使用者於切換過程中，不易感受到顯示畫面發生切換之情形。換句話說，本實施例進入轉態模式後，顯示畫面所對應之框訊號將依序從轉態階段S_F1轉換為轉態階段S_Fm，其中每一框訊號時間F_Time中的開啟時間工作訊號S_ONx(即工作時間)係逐漸減少，相對來說，由框訊號時間F_Time扣除工作時間所得之一休眠時間將逐漸增加，使顯示裝置可根據合適之轉態階段數量，平順地由一般背光模式經過轉態模式以切換至閃爍背光模式。較佳地，於轉態模式中，顯示畫面於框訊號時間F_Time內的開啟時間操作次數Y_T ，可利用 公式來取得，至於開啟時間ON_Time可利用公式來取得，同時關閉時間OFF_Time亦可利用公式來取得。

繼續參考第3圖，當顯示裝置由轉態模式進入閃爍背光模式時，於框訊號時間F_Time中，框訊號僅包含操作一次開啟時間操作(其中僅有一次開啟操作與一次關閉操作)。在此情況下，相對於一般背光模式，於閃爍背光模式下進行開啟操作所對應之開啟時間ON__Time與進行關閉操作所對應之關閉時間OFF_Time將較長。請再參考第4圖，第4圖為本發明實施例中滿足一條件下將顯示畫面由轉態模式切換為閃爍背光模式之示意圖，其中第4圖僅繪出轉態模式下之轉態階段S_Fm與閃爍背光模式所對應的框訊號。如第4圖所示，當顯示畫面之框訊號係由轉態階段S_Fm進入閃爍背光模式時，轉態階段S_Fm的開啟時間工作訊號S_ONm之大小，將小於工作週期乘以框訊號時間F_Time並加上開啟時間工作訊號變化△T之大小，即條件S_ONm<Duty cycle×F_Time+△T將成立，據此，輸出模組106係可依據上述條件是否成立，來對應切換顯示裝置於轉態模式與閃爍背光模式間。

請參考第5圖，第5圖為本發明實施例於閃爍背光模式下另一框訊號之示意圖。如第5圖所示，本實施例所提供之顯示畫面及其對應之框訊號，於框訊號時間內F_Time可定義一最小之閃爍背光 開啟時間工作訊號S_ONFB，據以獲得開啟時間操作之次數Y_F 。較佳地，開啟時間ON_Time係可利用公式來取得，同時關閉時間OFF_Time亦可利用公式來取得。此外，亦可用開啟時間ON_Time與關閉時間OFF_Time來表示閃爍背光模式下閃爍背光開啟時間工作訊號S_ONFB，即。此外，當開啟時間工作訊號S_ONx係小於閃爍背光開啟時間工作訊號S_ONFB時，顯示畫面將從轉態模式切換至閃爍背光模式，以對應提供給輸出模組106作為是否進行切換之判斷。當然，本領域具通常知識者亦可結合第3圖與第5圖之框訊號，同樣提供切換顯示畫面於一般背光模式與閃爍背光模式者，並對應選擇合適之開啟時間工作訊號變化△T者，亦為本發明之範疇。

請參考第6圖，第6圖為本發明實施例另一背光模組60之示意圖。如第6圖所示，背光模組60與第1圖之背光模組10相似，且背光模組60更包含有一延遲模組600耦接於輸出模組106。延遲模組600用來產生一延遲訊號S_DL並傳輸至輸出模組106，使輸出模組106同時依據選擇控制訊號S_SCT與延遲訊號S_DL，以輸出一般背光模式訊號S_M1、閃爍背光模式訊號S_M2以及轉態模式訊號S_M3中之一者，讓顯示裝置能切換於一般背光模式、轉態模式或閃爍背光模式間。另外，請同時參考第7圖與第8圖，其中第 7圖為本發明實施例操作於一延遲時間下之連續框訊號由一般背光模式經轉態模式以進入閃爍背光模式之示意圖，而第8圖為本發明實施例操作於一延遲時間下之連續框訊號由閃爍背光模式經轉態模式以進入一般背光模式之示意圖。如第7圖與第8圖所示，相較於框訊號原本之操作時間T1，在本實施例中的一般背光模式、轉態模式或閃爍背光模式之操作時間T2、T3皆較原本之操作時間T1延遲了一延遲時間T_DL，來配合顯示裝置中之液晶材料的反應時間，進而搭配輸出模組106以切換顯示畫面於一般背光模式、轉態模式或閃爍背光模式間，使人眼更不易察覺顯示畫面之切換情形。

於本實施例中，背光模組10耦接顯示裝置所用之一背光模組切換方法，可進一步歸納為一背光模組切換流程80，如第9圖所示。背光模組切換流程80包含以下步驟：

步驟800：開始。

步驟802：時脈產生模組100產生時脈訊號S_CK。

步驟804：控制模組102產生控制訊號S_CT以及選擇控制訊號S_SCT。

步驟806：選擇模組104根據時脈訊號S_CK以及控制訊號S_CT，輸出選擇結果S_SC至輸出模組106。

步驟808：輸出模組106根據選擇結果S_SC以及時脈訊號S_CK，輸出選擇結果S_SC至顯示裝置，以切換顯示裝置於一般背光模式、轉態模式或閃爍背光模式間。

步驟810：結束。

背光模組切換流程80中每一步驟之詳細操作，可參考前述背光模組10及第1圖到第8圖之相關段落說明，在此不贅述。除此之外，背光模組60耦接顯示裝置所用之另一背光模組切換方法，亦可進一步歸納為另一背光模組切換流程90，如第10圖所示。背光模組切換流程90包含以下步驟：

步驟900：開始。

步驟902：時脈產生模組100產生時脈訊號S_CK。

步驟904：控制模組102產生控制訊號S_CT以及選擇控制訊號S_SCT。

步驟906：選擇模組104根據時脈訊號S_CK以及控制訊號S_CT，輸出選擇結果S_SC至輸出模組106。

步驟908：延遲模組600產生延遲訊號S_DL，以傳輸至輸出模組106。

步驟910：輸出模組106根據選擇結果S_SC、時脈訊號S_CK以及延遲訊號S_DL，輸出選擇結果S_SC至顯示裝置，以切換顯示裝置於一般背光模式、轉態模式或閃爍背光模式間。

步驟912：結束。

值得注意地，背光模組切換流程90與背光模組切換流程80之差異，僅背光模組切換流程90之步驟908更包含有利用延遲模組 600，以產生延遲訊號S_DL並傳輸至輸出模組106，且於步驟910中，輸出模組106能同時根據時脈訊號S_CK以及延遲訊號S_DL，適性將選擇結果S_SC顯示於顯示裝置上，進而切換顯示裝置於一般背光模式、轉態模式或閃爍背光模式間，至於其他步驟之詳細操作，同樣可參考背光模組10、60及第1圖到第8圖之相關段落說明，在此不贅述。

另外，步驟806或步驟906中，選擇模組104中的一般背光模式單元200、閃爍背光模式單元202以及轉態模式單元204係同時根據時脈訊號S_CK以及控制訊號S_CT，輸出選擇結果S_SC(即一般背光模式訊號S_M1、閃爍背光模式訊號S_M2以及轉態模式訊號S_M3)至輸出模組106。當然，控制模組102所產生的控制訊號S_CT，更包含調整一般背光模式單元200、閃爍背光模式單元202以及轉態模式單元204中的框訊號時間F_Time、工作週期(Duty cycle)、開啟時間ON_Time、關閉時間OFF_Time、開啟時間工作訊號S_ON1~S_ONm、轉態階段S_F1~S_Fm之數量、開啟時間操作次數Y、Y_F 、Y_T 以及開啟時間工作訊號變化△T等參數，並將調整後之選擇結果S_SC傳輸至輸出模組106，使顯示畫面能平順地切換於一般背光模式、轉態模式或閃爍背光模式間者，抑或本領域具通常知識者更可適性地加入其他可調整參數，讓小尺寸或使用閃爍光源的顯示裝置避免於一般背光模式以及閃爍背光模式間切換時，使用者可能感受到顯示畫面之明顯亮度變化者，亦為本發明之範疇。

綜上所述，本發明實施例係提供一種耦接於一顯示裝置之背光模組及其切換方法，適性輸出一選擇模組中之選擇結果，使顯示裝置一顯示畫面能切換於一般背光模式、轉態模式或閃爍背光模式間，並可對應調整不同模式下的相關操作參數，亦可配合顯示裝置之液晶材料反應時間進行一延遲操作，以提供小尺寸或使用閃爍光源的顯示裝置於一般背光模式以及閃爍背光模式切換中，使用者不易察覺顯示畫面之亮度變化而產生視覺上之不舒適感，進而擴大小尺寸或使用閃爍光源的顯示裝置的應用範圍。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

10、60‧‧‧背光模組

100‧‧‧時脈產生模組

102‧‧‧控制模組

104‧‧‧選擇模組

106‧‧‧輸出模組

200‧‧‧一般背光模式單元

202‧‧‧閃爍背光模式單元

204‧‧‧轉態模式單元

600‧‧‧延遲模組

80、90‧‧‧背光模組切換流程

800、802、804、806、808、810、900、902、904、906、908、910、912‧‧‧步驟

F_Time‧‧‧框訊號時間

ON_Time‧‧‧開啟時間

OFF_Time‧‧‧關閉時間

S_CK‧‧‧時脈訊號

S_CT‧‧‧控制訊號

S_SCT‧‧‧選擇控制訊號

S_SC‧‧‧選擇結果

S_DL‧‧‧延遲訊號

S_F1~S_Fm‧‧‧轉態階段

S_M1‧‧‧一般背光模式訊號

S_M2‧‧‧閃爍背光模式訊號

S_M3‧‧‧轉態模式訊號

S_ON1~S_ONm‧‧‧開啟時間工作訊號

S_ONFB‧‧‧閃爍背光開啟時間工作訊號

T1、T2、T3‧‧‧操作時間

T_DL‧‧‧延遲時間

Y、Y_F 、Y_T ‧‧‧開啟時間操作次數

△T‧‧‧開啟時間工作訊號變化

第1圖為本發明實施例一背光模組之示意圖。

第2圖為第1圖中背光模組與選擇模組之詳細示意圖。

第3圖為本發明實施例之顯示裝置切換於一般背光模式、轉態模式或閃爍背光模式之示意圖。

第4圖為本發明實施例中滿足一條件下將顯示畫面由轉態模式切換為閃爍背光模式之示意圖。

第5圖為本發明實施例於閃爍背光模式下另一框訊號之示意圖。

第6圖為本發明實施例另一背光模組之示意圖。

第7圖為本發明實施例操作於一延遲時間下之連續框訊號由一 般背光模式經轉態模式以進入閃爍背光模式之示意圖。

第8圖為本發明實施例操作於一延遲時間下之連續框訊號由閃爍背光模式經轉態模式以進入一般背光模式之示意圖。

第9圖為本發明實施例一背光模組切換流程之流程圖。

第10圖為本發明實施例另一背光模組切換流程之流程圖。

10‧‧‧背光模組

100‧‧‧時脈產生模組

102‧‧‧控制模組

104‧‧‧選擇模組

106‧‧‧輸出模組

S_CK‧‧‧時脈訊號

S_CT‧‧‧控制訊號

S_SCT‧‧‧選擇控制訊號

S_SC‧‧‧選擇結果

Claims (17)

1. 一種用於一顯示裝置之背光模組，包含有：一時脈產生模組，用來產生一時脈訊號；一控制模組，用來產生一控制訊號以及一選擇控制訊號；一選擇模組，耦接於該時脈產生模組以及該控制模組，根據該時脈訊號以及該控制訊號，產生一選擇結果；以及一輸出模組，耦接於該選擇模組，根據該選擇控制訊號，輸出該選擇結果；其中，該選擇結果係切換該顯示裝置於一一般背光模式(Normal backlight mode)、一轉態模式(Transition mode)或一閃爍背光模式(Flashing backlight mode)間。
2. 如請求項1所述之背光模組，其中該選擇模組更包含有一一般背光模式單元，用來根據該時脈訊號以及該控制訊號，產生一一般背光模式訊號至該輸出模組，使該輸出模組將該顯示裝置切換為該一般背光模式。
3. 如請求項1所述之背光模組，其中該選擇模組更包含有一閃爍背光模式單元，用來根據該時脈訊號以及該控制訊號，產生一閃爍背光模式訊號至該輸出模組，使該輸出模組將該顯示裝置切換為該閃爍背光模式。
4. 如請求項1所述之背光模組，其中該選擇模組更包含有一轉態 模式單元，用來根據該時脈訊號以及該控制訊號，產生一轉態模式訊號至該輸出模組，使該輸出模組將該顯示裝置切換為該轉態模式。
5. 如請求項1所述之背光模組，其中該選擇結果更包含有至少一框訊號以顯示於該顯示裝置上。
6. 如請求項1所述之背光模組，其中該轉態模式更包含有一開啟時間工作(On time duty)訊號，且該開啟時間工作訊號係利用一等比方式或一等差方式來產生。
7. 如請求項6所述之背光模組，其中該轉態模式係根據該開啟時間工作訊號，依序產生複數個轉態階段，而每一該複數個轉態階段係對應為一框訊號。
8. 如請求項7所述之背光模組，其中該框訊號更包含有一框訊號時間，根據該開啟時間工作訊號，對應調整框訊號時間之一工作時間。
9. 如請求項8所述之背光模組，其中於該轉態模式下依序產生該複數個轉態階段中，每一該複數個框訊號時間所對應之該工作時間係逐漸減少，使該顯示裝置從該一般背光模式經過該轉態模式並切換為該閃爍背光模式。
10. 如請求項1所述之背光模組，其更包含有一延遲模組，用來產生一延遲訊號至該輸出模組，以控制該顯示裝置切換於該一般背光模式、該轉態模式或該閃爍背光模式間。
11. 一種用來切換一背光模組之方法，且該背光模組係耦接於一顯示裝置，該方法包含有：產生一時脈訊號；產生一控制訊號以及一選擇控制訊號；根據該時脈訊號以及該控制訊號，產生一選擇結果；以及根據該選擇控制訊號，輸出該選擇結果；其中，該選擇結果係切換該顯示裝置於一一般背光模式(Normal backlight mode)、一轉態模式(Transition mode)或一閃爍背光模式(Flashing backlight mode)間，且於一部分時間內該閃爍背光模式下的每一框訊號全部為開啟操作。
12. 如請求項11所述之方法，其中該選擇結果更包含有至少一框訊號以顯示於該顯示裝置上。
13. 如請求項11所述之方法，其中該轉態模式更包含有一開啟時間工作(On time duty)訊號，且該開啟時間工作訊號係利用一等比方式或一等差方式來產生。
14. 如請求項13所述之方法，其中該轉態模式係根據該開啟時間工作訊號，依序產生複數個轉態階段，而每一該複數個轉態階段係對應為一框訊號。
15. 如請求項14所述之方法，其中該框訊號更包含有一框訊號時間，根據該開啟時間工作訊號，對應調整框訊號時間之一工作時間。
16. 如請求項15所述之方法，其中於該轉態模式下依序產生該複數個轉態階段中，每一該複數個框訊號時間所對應之該工作時間係逐漸減少，使該顯示裝置從該一般背光模式經過該轉態模式並切換為該閃爍背光模式。
17. 如請求項11所述之方法，其更包含有產生一延遲訊號，以控制該顯示裝置切換於該一般背光模式、該轉態模式或該閃爍背光模式間。