TWI696987B - 顯示裝置與其背光驅動方法 - Google Patents

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Abstract

顯示裝置的背光驅動方法，包括：由一時序控制器指定複數個LED驅動器所要驅動的複數個LED，以達成空間配置分散並開啟區域調光；偵測各該些LED驅動器是否正常或故障；以及回應於偵測到該些LED驅動器中至少有一LED驅動器故障，由該時序控制器進行安全控制與背光補償，且決定是否關閉區域調光。

Description

顯示裝置與其背光驅動方法
本發明是有關於一種顯示裝置與其背光驅動方法。
近年來，區域調光(Local Dimming)技術已廣為運用在主流顯示器中，特別是大尺寸的戶外顯示器。區域調光可降低LED背光的使用，將顯示器散熱最佳化，並節省用電。此外，區域調光技術亦可實現高動態範圍(High Dynamic Range,HDR)。
此外，區域調光技術也開始導入至中小尺寸顯示裝置(如平板電腦或筆電)上，以進一步達成省電及高對比需求。甚至，因上述優點，亦有廠商將區域調光技術導入至車用面板，讓駕駛者在開車時有更好的駕駛體驗。
以目前而言，在背光驅動電路方面，一顆背光驅動器可有數十個通道以控制多個LED。第1圖顯示習知技術的背光驅動。如第1圖所示，背光驅動板110包括3個背光驅動器(亦可稱為LED驅動器)U1-U3，以及4條LED光條J1-J4。其中，各LED光條J1-J4例如包括32個LED，用以提供面板所需的背光。而各背光驅動器U1-U3則驅動複數個LED。例如，背光驅動器U1驅動LED光條J1中的32個LED，以及LED光條J2中的10個LED；背光驅動 器U2驅動LED光條J2中的22個LED，以及LED光條J2中的21個LED；背光驅動器U3驅動LED光條J2中的11個LED，以及LED光條J3中的32個LED。
第2圖顯示背光驅動器U1-U3皆正常時的背光驅動示意圖(左圖)，以及當背光驅動器U3損壞(但背光驅動器U1-U2仍正常時)的背光驅動示意圖(右圖)。由第2圖(右圖)可以看出，當背光驅動器U3損壞時，背光區域將近有1/4區域不會亮起，造成畫面顯示異常。而車用面板強調安全性，如果發生如第2圖(右圖)的顯示異常情況時，將造成駕駛者無法判斷車用面板上的資訊，如此可能造成駕駛上的安全性問題。
故而，本案提出一種顯示裝置與其背光驅動方法，以期解決上述問題。
根據本案一示範性實施例，提出一種顯示裝置，包括：一時序控制器；一背光控制模組，耦接至該時序控制器；一LED安全控制單元，耦接至該背光控制模組；以及複數個LED驅動器，耦接至該LED安全控制單元，用以驅動複數個LED以背光照亮該顯示裝置的一顯示面板。該時序控制器指定各該些LED驅動器所要驅動的該些LED，以達成空間配置分散並開啟區域調光；該LED安全控制單元偵測各該些LED驅動器是否正常或故障，以告知該背光控制模組；以及回應於偵測到該些LED驅動器中至少有一LED驅動器故障，該背光控制模組通知該時序控制器，以進行安全控制與背光補償，且決定是否關閉區域調光。
根據本案另一示範性實施例，提出一種顯示裝置的背光驅動方法，包括：由一時序控制器指定複數個LED驅動器所要驅動的複數個LED，以達成空間配置分散並開啟區域調光；偵測各該些LED驅動器是否正常或故障；以及回應於偵測到該些LED驅動器中至少有一LED驅動器故障，由該時序控制器進行安全控制與背光補償，且決定是否關閉區域調光。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
110:背光驅動板
U1-U3:LED驅動器
J1-J4:LED光條
300:顯示裝置
310:時序控制器
320:背光控制模組
330:LED安全控制單元
340:功率控制單元
350_1-350_4:LED驅動器
第1圖顯示習知技術的背光驅動。
第2圖顯示背光驅動器U1-U3皆正常時的背光驅動示意圖(左圖)，以及當背光驅動器U3損壞(但背光驅動器U1-U2仍正常時)的背光驅動示意圖(右圖)。
第3圖顯示根據本案一示範性實施例的顯示裝置300的功能方塊圖。
第4圖顯示根據本案一示範性實施例的LED驅動器與LED之間的對應關係。
第5A圖至第5C圖顯示根據本案另一可能示範性實施例的LED驅動器與LED之間的對應關係。
第6圖顯示根據本案另一示範性實施例的背光補償示意圖。
本說明書的技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。本揭露之各個實施例分別具有一或多個技術特徵。在可能實施的前提下，本技術領域具有通常知識者可選擇性地實施任一實施例中部分或全部的技術特徵，或者選擇性地將這些實施例中部分或全部的技術特徵加以組合。
第3圖顯示根據本案一示範性實施例的顯示裝置300的功能方塊圖。如第3圖所示，根據本案一示範性實施例的顯示裝置300至少包括：時序控制器310、背光控制模組320、LED安全控制單元330、功率控制單元(power control unit)340與複數個LED驅動器350_1-350_4。
由於各LED驅動器350_1-350_4有複數個輸出腳位，該些輸出腳位可以輸出背光信號給被驅動的LED(一個輸出腳位輸出一個獨立的背光信號給一顆LED)，其中，被驅動的背光LED例如乃是白光LED。故而，於時序控制器310在送出背光資料之前，時序控制器310指定各LED驅動器350_1-350_4所要驅動的LED(亦即指定各LED驅動器350_1-350_4所對應的背光發光區域)，以顯示正確的背光資訊。
背光控制模組320用以回應於LED安全控制單元330的偵測結果，而通知時序控制器310。在本案其他可能實施例中，背光控制模組320亦可整合於時序控制器310之內或者是獨立於時序控制器310之外，此亦在本案精神範圍內。
LED安全控制單元330可設定門檻電壓。LED安全控制單元330可偵測各LED驅動器350_1-350_4的驅動電壓(或驅動電流)並將之比較於所設定的該門檻電壓。如果LED安全控制單元330判斷LED驅動器350_1-350_4的驅動電壓(或驅動電流)不正常(例如，驅動電壓低於所設定的該門檻電壓)，則LED安全控制單元330判斷該LED驅動器350_1-350_4為故障，據此，LED安全控制單元330送出驅動安全模式信號(代表哪一顆LED驅動器350_1-350_4為故障)給背光控制模組320。在本案實施例中，當偵測到有LED驅動器350_1-350_4故障/不正常工作時，有2種安全控制方式，將於底下分別說明之。
功率控制單元340可提供操作電壓給該些LED驅動器350_1-350_4。
該些LED驅動器350_1-350_4的個別VCC腳位耦接至LED安全控制單元330，且該些LED驅動器350_1-350_4的個別GND腳位耦接至LED安全控制單元330。藉此，LED安全控制單元330可偵測該些LED驅動器350_1-350_4的驅動電壓，以判斷該些LED驅動器350_1-350_4是否正常或損壞。
第4圖顯示根據本案一示範性實施例的LED驅動器與LED之間的對應關係。為簡化起見，在第4圖中，只顯示出LED驅動器350_1，而其餘的LED驅動器350_2-350_4與時序控制器310之關係類似。如第4圖所示，時序控制器310輸出各種信號給LED驅動器350_1，該些信號包括：SIN與SCLK。其中，信號SIN乃是背光資料。信號SCLK是指時脈信號。當然，時序控制器310更可以輸出其他信號 給LED驅動器，但為簡化起見，於此不多做描述。透過時序控制器310輸出信號SIN給LED驅動器350_1-350_4，LED驅動器350_1-350_4可以得知各自所要驅動的LED。
當開啟區域調光時，時序控制器310會記錄各背光區所對應的背光值，並將之存在查表內，此時所記錄的資料為依垂直方向或依水平方向的連續資料。例如，背光區1的責任周期(duty cycle)為100%，背光區2的責任周期為80%…等。在傳統做法上，將此查表由時序控制器直接輸出至LED驅動器。如將背光區1指定至第一顆LED驅動器的輸出通道1，將背光區2指定至第一顆LED驅動器的輸出通道2…，將背光區17指定至第二顆LED驅動器的輸出通道1...等，如第2圖般。
在本案示範性實施例中，各背光區與LED驅動器之間的對應關係會依據本案實施例的原則而被打散，不再是原始連續資料所對應的位置。因此時序控制器需要進行再映對(re-mapping)處理，將各區正確背光值指定至對應LED驅動器的輸出腳位(channel)，如第4圖的指定關係。
以第4圖為例，假設整個背光區分為63個區(背光區1-背光區63，各背光區由1個LED所照亮)，其中，LED驅動器350_1所驅動的LED負責照亮背光區1、3、9、11、13、22、24、26、28、37、39、41、50、52、54與56。相似地，LED驅動器350_2所驅動的LED負責照亮背光區5、7、16、18、20、29、31、33、35、44、46、48、57、59、61與63。LED驅動器350_3所驅動的LED負責照亮背光區2、 4、6、15、17、19、21、30、32、34、43、45、47、49、58、60與62。LED驅動器350_4所驅動的LED負責照亮背光區8、10、12、14、23、25、27、36、38、40、42、51、53與65。當然，本案並不受限於此，第5A圖至第5C圖顯示根據本案另一可能示範性實施例的LED驅動器與LED之間的對應關係。
從第4圖與第5A圖至第5C圖可看出，在本案實施例中，亦可將這樣的背光區與LED驅動器之間的對應關係稱為「二維打散」或「對角線打散」或「空間配置分散」(亦即，在空間配置上，讓同一個LED驅動器所驅動的LED彼此分散)，原則上，將同一個LED驅動器所驅動的LED儘量彼此不相鄰。
底下將說明本案實施例的2種安全控制方式。
安全控制方式一
在第一種安全控制方式中，如果LED安全控制單元330偵測到有一個LED驅動器(例如是350_1)故障，則背光控制模組320可將此偵測結果告知時序控制器310。回應於此，時序控制器310可控制其餘的LED驅動器(例如是350_2-350_4)，以將其餘LED驅動器所驅動的LED的亮度調高(例如但不受限於，調為最大亮度)。例如，由第4圖可以看出，如果LED驅動器(例如是350_1)故障(所以，背光區1、3、9、11、13、22、24、26、28、37、39、41、50、52、54與56將不會被原本的LED所照亮)，但將其餘LED的亮度開至最大(亦即時序控制器310要通知其餘的LED驅動器350_2-350_4，將其所控制的該些LED的背光亮度調至最大)，可補償LED無法發光的該些背光區(例如，背 光區11可被背光區4、10、12與18的LED所補償，其餘可依此類推)。亦即，在此種安全控制方式下，區域調光的功能將被關閉(因為正常LED驅動器所驅動的LED全都被控制為最大亮度)。
安全控制方式二
在第二種安全控制方式下，則不關閉區域調光功能，而由相鄰區域的背光來進行補償。
第6圖顯示根據本案另一示範性實施例的背光補償示意圖。如第6圖的左圖所示，假設中央的背光區的背光功能失常(因為相對應的LED驅動器故障)，則調整相鄰的背光區的LED亮度，來進行補償，如第6圖的左圖與右圖所示。
詳言之，在第二種安全控制方式中，如果LED安全控制單元330偵測到有一個LED驅動器(例如是350_1)故障，則背光控制模組320可將此偵測結果告知時序控制器310。回應於此，時序控制器310可控制其餘的LED驅動器(例如是350_2-350_4)，以將相鄰背光區所對應的LED亮度增加(增加倍數例如為βx，而βx可介於1-1.5之間)。例如，故障發光區(如背光區21)的上下左右四區(如背光區3、20、22與39)的原本背光責任周期為50%，則該四區(背光區3、20、22與39)的背光責任周期可以放大1.3倍成為50%*1.3=65%，其中，時序控制器310可以透過查表法等方式來得知負責驅動背光區3、20、22與39的是哪(些)LED驅動器，通知該(些)負責的LED驅動器來增加LED背光亮度。如此一來，可以利用背光擴散來補償所無法發光LED(由於驅動器故障)的背光區亮度。
於習知技術中，一個LED驅動器所驅動的LED負責照亮的背光區都是集中在一起，故而，如果有一個LED驅動器故障，則容易出現一大片區域沒有背光的情形(如第2圖)。
但在本案實施例中，透過將各LED驅動器所驅動的該些LED負責照亮的背光區給予打散，即便有某一個LED驅動器故障，由於其所負責的背光區不是集中在一起，而是分散式，再藉由補償方式可以將顯示異常的不良影響降低。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
300:顯示裝置
310:時序控制器
320:背光控制模組
330:LED安全控制單元
340:功率控制單元
350_1-350_4:LED驅動器

Claims (14)

  1. 一種顯示裝置，包括：一時序控制器；一背光控制模組，耦接至該時序控制器；一LED安全控制單元，耦接至該背光控制模組；以及複數個LED驅動器，耦接至該LED安全控制單元，用以驅動複數個LED以背光照亮該顯示裝置的一顯示面板；其中，該時序控制器指定各該些LED驅動器所要驅動的該些LED，以達成空間配置分散並開啟區域調光；該LED安全控制單元偵測各該些LED驅動器是否正常或故障，以告知該背光控制模組；以及回應於偵測到該些LED驅動器中至少有一LED驅動器故障，該背光控制模組通知該時序控制器，以進行安全控制與背光補償，且決定是否關閉區域調光；其中，該空間配置分散係指各該些LED驅動器所要驅動的該些LED彼此分散。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，當該時序控制器進行安全控制與背光補償時，該時序控制器通知仍為正常的其餘該些LED驅動器，以將正常的其餘該些LED驅動器所驅動的該些LED的亮度調高並關閉區域調光。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，當該時序控制器進行安全控制與背光補償時，該時序控制器通知仍 為正常的其餘該些LED驅動器，以將被正常的其餘該些LED驅動器所驅動的該些LED的亮度調至最高並關閉區域調光。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，當該時序控制器進行安全控制與背光補償時，該時序控制器不關閉區域調光功能，而由相鄰區域的背光來進行補償。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之顯示裝置，其中，當該時序控制器進行安全控制與背光補償時，如果該LED安全控制單元偵測到該些LED驅動器之一故障，該時序控制器控制正常的該些其餘LED驅動器，以將相鄰於一故障背光區所對應的該些LED亮度增加。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該背光控制模組整合於該時序控制器之內或者是獨立於該時序控制器之外。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該LED安全控制單元設定一門檻電壓；以及該LED安全控制單元偵測各該些LED驅動器的個別驅動電壓並比較於該門檻電壓，以判斷該些LED驅動器為故障或正常。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之顯示裝置，其中，該些LED驅動器的個別電源腳位耦接至該LED安全控制單元，且該些LED驅動器的個別接地腳位耦接至該LED安全控制單元。
  9. 一種顯示裝置的背光驅動方法，包括： 由一時序控制器指定複數個LED驅動器所要驅動的複數個LED，以達成空間配置分散並開啟區域調光；偵測各該些LED驅動器是否正常或故障；以及回應於偵測到該些LED驅動器中至少有一LED驅動器故障，由該時序控制器進行安全控制與背光補償，且決定是否關閉區域調光；其中，該空間配置分散係指各該些LED驅動器所要驅動的該些LED彼此分散。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置的背光驅動方法，其中，當該時序控制器進行安全控制與背光補償時，該時序控制器通知仍為正常的其餘該些LED驅動器，以將正常的其餘該些LED驅動器所驅動的該些LED的亮度調高並關閉區域調光。
  11. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置的背光驅動方法，其中，當該時序控制器進行安全控制與背光補償時，該時序控制器通知仍為正常的其餘該些LED驅動器，以將被正常的其餘該些LED驅動器所驅動的該些LED的亮度調至最高並關閉區域調光。
  12. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置的背光驅動方法，其中，當該時序控制器進行安全控制與背光補償時，該時序控制器不關閉區域調光功能，而由相鄰區域的背光來進行補償。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之顯示裝置的背光驅動方法，其中，當該時序控制器進行安全控制與背光補償時，如 果偵測到該些LED驅動器之一故障，該時序控制器控制正常的該些其餘LED驅動器，以將相鄰於一故障背光區所對應的該些LED亮度增加。
  14. 如申請專利範圍第9項所述之顯示裝置的背光驅動方法，其中，偵測各該些LED驅動器的個別驅動電壓並比較於一門檻電壓，以判斷該些LED驅動器為故障或正常。
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