TWI723819B

TWI723819B - 顯示器的背光驅動方法

Info

Publication number: TWI723819B
Application number: TW109110130A
Authority: TW
Inventors: 吳易達; 李俊億
Original assignee: 聚積科技股份有限公司
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2021-04-01
Also published as: CN113450720A; US11132960B1; TW202136876A; US20210304684A1

Abstract

一種顯示器的背光驅動方法，由該顯示器的一具有一預定時脈信號的驅動模組所執行，以驅動該顯示器的一包括一發光二極體陣列的背光模組逐行發光，該顯示器的背光驅動方法包含以下步驟：(A)根據一相關於該顯示器所顯示之圖像更新的內部同步控制信號、該預定時脈信號，及一具有多個延遲指令及一圖像串流的串列輸入信號中的該等延遲指令，產生依序延遲的多個切換信號；(B)根據該串列輸入信號及該內部同步控制信號，產生延遲的一驅動信號輸出；及(C)將該等切換信號及該驅動信號輸出傳輸至該背光模組，以致該背光模組逐行發光。

Description

顯示器的背光驅動方法

本發明是有關於一種驅動方法，特別是指一種顯示器的背光驅動方法。

現有顯示器的圖像顯示是以資料線（Data Line）傳輸圖像信號控制對應的液晶分子扭轉，並配合彩色濾光層提供濾光效果，以實現圖像的全彩顯示。其中，液晶分子扭轉響應時間有其限制，且在該顯示器顯示圖像期間，該顯示器的一背光模組所具有的多個發光二極體皆一起持續發光，導致在動態圖像顯示時，容易造成該顯示器的顯示螢幕具有殘影問題。

為解決此問題，將現有顯示器的背光驅動方法調整為於每一次換幀（frame）時就關閉該背光模組（即，使該顯示螢幕逐幀插黑），以降低圖像顯示時間，進而改善該顯示器的殘影問題。然而，此方法會使該背光模組處於開啟的時間較短，造成該背光模組的發光強度要夠強才符合人眼所能感受到的亮度。此外，該背光模組的每一發光二極體是受控制而一起導通，使得該顯示器具有較大的電磁干擾（Electromagnetic Interference，EMI）。另外，若將該背光模組的該等發光二極體分為多組發光二極體，每一組發光二極體都有自己的驅動單元，且每一驅動單元僅根據一同步控制信號同時對所對應的一組發光二極體進行各自的亮度控制，如此，將導致該顯示器上的互調干擾，造成觀察者可以看到條紋形式的畫面。因此，現有顯示器的背光驅動方法仍有改進的空間。

因此，本發明的一目的，即在提供一種能夠克服先前技術缺點的顯示器的背光驅動方法。

於是，本發明顯示器的背光驅動方法，由該顯示器的一具有一預定時脈信號的驅動模組所執行，以驅動該顯示器的一包括一發光二極體陣列的背光模組逐行發光，該顯示器的背光驅動方法包含以下步驟：

(A)根據一相關於該顯示器所顯示之圖像更新的內部同步控制信號、該預定時脈信號，及一具有多個延遲指令及一圖像串流的串列輸入信號中的該等延遲指令，產生依序延遲的多個切換信號；

(B)根據該串列輸入信號及該內部同步控制信號，產生延遲的一驅動信號輸出；及

(C)將該等切換信號及該驅動信號輸出傳輸至該背光模組，以致該背光模組逐行發光。

本發明的功效在於：藉由根據該內部同步控制信號、該預定時脈信號，及該等延遲指令來產生該等切換信號，以使該背光模組逐行發光，以改善該顯示器具有殘影的問題，且由於該背光模組是逐行發光，其並非如現有背光模組是操作在全亮或全滅，故該發光二極體陣列所發出的背光不需要很強。

參閱圖1，繪示了一顯示器的部分元件。該顯示器為一掃描式顯示器，且用於動態圖像顯示（即，支援一動態訊源Dynamic frame rate）。該顯示器包括一背光模組1、一控制模組2、一驅動模組3、一液晶顯示面板（圖未示）及其它必要元件（圖未示）。該驅動模組3被用來實施本發明顯示器的背光驅動方法的一個實施例，以驅動該背光模組1進行逐行發光。

該背光模組1包括八個開關11~18（此為本實施例舉例說明，但開關的數量不限於此）及一包括多個發光二極體190的發光二極體（Light Emitting Diode，LED）陣列19。在此實施例中，該等開關11~18分成第一組開關11~14，及第二組開關15~18。該發光二極體陣列19分成第一組部分發光二極體陣列191，及第二組部分發光二極體陣列192。該第一組開關11~14中的每一者具有一用以接收一輸入電壓V _LED的第一端、一電連接該第一組部分發光二極體陣列191的第二端，及一控制端。該第二組開關15~18中的每一者具有一用以接收該輸入電壓V _LED的第一端、一電連接該第二組部分發光二極體陣列192的第二端，及一控制端。

需說明的是，該背光模組1逐行發光中的每一行是定義為該發光二極體陣列19中的每一列（即，每一橫排）發光二極體190，也就是說，該背光模組1逐行發光是指該發光二極體陣列19中的每一列發光二極體190依序發光。圖1是將該等開關11~18繪於該背光模組1內，但並非表示在製作時該等開關11~18一定要設置於該背光模組1內。實際上在製作時，該等開關11~18也可設置於該驅動模組3內，或獨立設置在該背光模組1及該驅動模組3外。

該控制模組2產生一相關於該液晶顯示面板的圖像顯示頻率的同步控制信號Vsync，及一具有多個延遲指令及一圖像串流的串列輸入信號SDI。該圖像串流是由該控制模組2內的一圖形處理單元（graphic processing unit，GPU，圖未示）所產生，且其相關於該液晶顯示面板所欲顯示之畫面。需說明的是，在此實施例中，舉該串列輸入信號SDI所具有的該等延遲指令的數量為八個為例，但不限於此。該等延遲指令的數量與該背光模組1的該等開關的數量相對應。每一延遲指令指示一延遲值，且該等延遲指令中任二個相鄰者的該等延遲值的一差值為一固定值。在此實施例中，將該等延遲指令中的第一至第四個延遲指令分成第一組延遲指令，及將該等延遲指令中的第五至第八個延遲指令分成第二組延遲指令。

該驅動模組3電連接該背光模組1的該等開關11~18與該發光二極體陣列19，及該控制模組2，接收來自該控制模組2的該同步控制信號Vsync及該串列輸入信號SDI，並據以產生依序延遲的多個切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’，及延遲的一驅動信號輸出。在此實施例中，將該等切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’分成第一組切換信號SW1~SW4，及第二組切換信號SW1’~SW4’。該驅動信號輸出包括第一組驅動信號D1~Dn及第二組驅動信號D1’~Dn’。該驅動模組3包括一第一驅動單元31及至少一第二驅動單元32（為便於說明，本實施例舉一個第二驅動單元32為例，但不限於此）。該第一及第二驅動單元31、32各自包括一用來產生一預定時脈信號PLL的鎖相迴路電路311。需說明的是，圖1是將該第一及第二驅動單元31、32皆繪於該驅動模組3內，但並非表示在製作時該第一及第二驅動單元31、32共同組成單一驅動晶片。實際上在製作時，該第一及第二驅動單元31、32為二個獨立的驅動晶片。

進一步參閱圖2、圖3，詳細來說，該驅動模組3執行一包括以下步驟41~45的本發明顯示器的背光驅動方法，以驅動該背光模組1的該發光二極體陣列19依序逐行發光。

在步驟41中，該第一及第二驅動單元31、32中的每一者接收來自該控制模組2的該串列輸入信號SDI及該同步控制信號Vsync。

在步驟42中，該第一及第二驅動單元31、32中的每一者將該同步控制信號Vsync進行延遲，以產生一相關於該顯示器所顯示之圖像更新的內部同步控制信號IVsync。

在此實施例中，該等切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’、該同步控制信號Vsync及該內部同步控制信號IVsync各自為一具有多個方波的脈波信號。該第一及第二驅動單元31、32中的每一者以一方式來產生該內部同步控制信號IVsync，使得該內部同步控制信號IVsync之每一方波的一上升緣落後該同步控制信號Vsync之該等方波中的一對應者的一上升緣，且該內部同步控制信號IVsync之每一方波的該上升緣與該切換信號SW4’的該等方波中的一對應者的一下降緣相對應。

此外，該驅動模組3會根據該內部同步控制信號IVsync及該圖像串流，產生並輸出另一驅動信號輸出至該顯示器的該液晶顯示面板，以驅動該液晶顯示面板根據該另一驅動信號輸出來以一方式進行圖像顯示及更新，使得該液晶顯示面板追隨該內部同步控制信號IVsync的變化而更新其所顯示的圖像。如此一來，該液晶顯示面板所顯示中的畫面會在該第二組部分發光二極體陣列192的最後一個行掃結束後（即，對應該切換信號SW4’的該等方波中的一對應者的一下降緣）才會更新其所顯示的畫面。換言之，該液晶顯示面板所顯示中的畫面不是根據該同步控制信號Vsync進行更新，進而可避免該液晶顯示面板根據該同步控制信號Vsync進行更新會存在該第一組部分發光二極體陣列191或該第二組部分發光二極體陣列192對應的行掃未結束，而導致其所顯示的畫面突然遭截斷而有影像撕裂或中斷的情況出現。

在步驟43中，該驅動模組3根據該內部同步控制信號IVsync、該預定時脈信號PLL，及該第一與第二組延遲指令，產生依序延遲的該第一與第二組切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’。

詳細來說，該第一驅動單元31根據該內部同步控制信號IVsync、該預定時脈信號PLL，及該第一與第二組延遲指令中對應的一組（即，該第一組延遲指令），產生該第一與第二組切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’中對應的一組（即，該第一組切換信號SW1~SW4）。該第二驅動單元32根據該內部同步控制信號IVsync、該預定時脈信號PLL，及該第一與第二組延遲指令中對應的一組（即，該第二組延遲指令），產生該第一與第二組切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’中對應的一組（即，該第二組切換信號SW1’~SW4’）。需說明的是，該等延遲指令各自指示的該延遲值相關於一方波計數值。圖3為該同步控制信號Vsync、該內部同步控制信號IVsync、該預定時脈信號PLL、該第一與第二組切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’，及該第一與第二組驅動信號D1~Dn、D1’~Dn’各自的一部分波形的時序示意圖。參數t _D1~ t _D8為延遲時間且分別相關於該等延遲指令中的第一至第八個延遲指令的該等延遲值。該等切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’的產生方式相似，故以下僅舉例說明如何產生該切換信號SW1。該第一驅動單元31於該內部同步控制信號IVsync從高邏輯準位轉變成低邏輯準位時，其內部的一計數器（圖未示）開始根據該第一個延遲指令指示的該延遲值對該預定時脈信號PLL的方波進行計數而取得該延遲時間t _D1，並於該延遲時間t _D1結束後（即，該計數器的一計數結果等於該第一個延遲指令的該延遲值時），將該切換信號SW1從低邏輯準位轉變成高邏輯準位一預定持續時間。在此實施例中，每一切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’之該等方波中的一者的一上升緣與該內部同步控制信號IVsync之該等方波中的一對應者的一下降緣的一時間間隔（即，該等延遲時間t _D1~t _D8中其所對應的一者）相關於該第一至第八個延遲指令中其所對應的一延遲指令。

在步驟44中，該驅動模組3根據該串列輸入信號SDI及該內部同步控制信號IVsync，產生延遲的該第一與第二組驅動信號D1~Dn、D1’~Dn’。

詳細來說，該第一驅動單元31根據該串列輸入信號SDI的該等延遲指令中具有最小延遲值的一者（即，該第一個延遲指令）及該圖像串流、該內部同步控制信號IVsync，產生該第一與第二組驅動信號D1~Dn、D1’~Dn’中對應的一組（即，該第一組驅動信號D1~Dn）。該第二驅動單元32根據該串列輸入信號SDI的該第一個延遲指令及該圖像串流，產生該第一與第二組驅動信號D1~Dn、D1’~Dn’中對應的一組（即，該第二組驅動信號D1’~Dn’）。需說明的是，圖3中，參數d1~d8分別相關於該發光二極體陣列19的第一列至第八列的亮度資訊。

在步驟45中，該驅動模組3將該第一與第二組切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’及該第一與第二組驅動信號D1~Dn、D1’~Dn’傳輸至該背光模組1，以驅動該背光模組1逐行發光。

詳細來說，該第一驅動單元31將該第一與第二組切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’中對應的一組（即，該第一組切換信號SW1~SW4）輸出至該第一與第二組開關11~14、15~18中對應的一組（即，該第一組開關11~14），及將該第一與第二組驅動信號D1~Dn、D1’~Dn’中對應的一組（即，該第一組驅動信號D1~Dn）傳輸至該第一與第二組部分發光二極體陣列191、192中對應的一組（即，該第一組部分發光二極體陣列191）。該第二驅動單元32將該第一與第二組切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’中對應的一組（即，該第二組切換信號SW1’~SW4’）輸出至該第一與第二組開關11~14、15~18中對應的一組（即，該第二組開關15~18），及將該第一與第二組驅動信號D1~Dn、D1’~Dn’中對應的一組（即，該第二組驅動信號D1’~Dn’）傳輸至該第一與第二組部分發光二極體陣列191、192中對應的一組（即，該第二組部分發光二極體陣列192）。

綜上所述，本發明顯示器的背光驅動方法是使該等第一及第二驅動單元31、32根據該內部同步控制信號IVsync、該預定時脈信號PLL，及該等延遲指令中各自的對應者，產生對應的該等切換信號SW1~SW4、SW1’~SW4’來分別切換該等開關11~18，以致該等開關11~18依序導通，並使該背光模組1逐行發光（即，使該液晶顯示面板逐行插黑），以改善該顯示器的殘影問題。如此一來，由於該等第一及第二驅動單元31、32並非同時對所對應的一組部分發光二極體陣列191、192進行各自的亮度控制，可避免該顯示器上的互調干擾，且由於該背光模組1是逐行發光，其並非如現有背光模組的多個發光二極體是全亮或全滅而需要很強的背光，因此該背光模組1的的每一發光二極體190發光強度較低，可延長每一發光二極體190的使用壽命。此外，該背光模組1的每一發光二極體190並非受控制而一起導通，使得該顯示器具有較低的電磁干擾。

惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。

1:背光模組 11~18:開關 19:發光二極體陣列 190:發光二極體 191:第一組部分發光二極體陣列 192:第二組部分發光二極體陣列 2:控制模組 3:驅動模組 31:第一驅動單元 311:鎖相迴路電路 32:第二驅動單元 41~45:步驟 d1~d8:亮度資訊 D1~Dn:第一組驅動信號 D1’~Dn’:第二組驅動信號 IVsync:內部同步控制信號 PLL:預定時脈信號 SDI:串列輸入信號 SW1~SW4:切換信號 SW1’~SW4’:切換信號 t:時間 t _D1~ t _D8:延遲時間 V _LED:輸入電壓 Vsync:同步控制信號

本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一電路方塊圖，繪示一個用來實施本發明顯示器的背光驅動方法之一個實施例的驅動模組；圖2是一流程圖，說明該實施例的該顯示器的背光驅動方法；及圖3是一時序圖，說明該實施例的一同步控制信號、一內部同步控制信號、一預定時脈信號、多個切換信號，及一驅動信號輸出。

41~45:步驟

Claims

一種顯示器的背光驅動方法，由該顯示器的一具有一預定時脈信號的驅動模組所執行，以驅動該顯示器的一包括一發光二極體陣列的背光模組逐行發光，該顯示器的背光驅動方法包含以下步驟： (A)根據一相關於該顯示器所顯示之圖像更新的內部同步控制信號、該預定時脈信號，及一具有多個延遲指令及一圖像串流的串列輸入信號中的該等延遲指令，產生依序延遲的多個切換信號； (B)根據該串列輸入信號及該內部同步控制信號，產生延遲的一驅動信號輸出；及 (C)將該等切換信號及該驅動信號輸出傳輸至該背光模組，以致該背光模組逐行發光。
如請求項1所述的顯示器的背光驅動方法，其中，每一延遲指令指示一延遲值，在步驟(B)中，根據該串列輸入信號的該等延遲指令中具有最小延遲值的一者及該圖像串流、該內部同步控制信號，產生該驅動信號輸出。
如請求項1所述的顯示器的背光驅動方法，其中，每一延遲指令指示一延遲值，該等延遲指令中任二個相鄰者的該等延遲值的一差值為一固定值。
如請求項1所述的顯示器的背光驅動方法，其中，該等切換信號及該內部同步控制信號各自為一具有多個方波的脈波信號，每一切換信號之該等方波中的一者的一上升緣與該內部同步控制信號之該等方波中的一對應者的一下降緣的一時間間隔相關於該等延遲指令中其所對應的一延遲指令。
如請求項1所述的顯示器的背光驅動方法，該驅動模組包括各自具有該預定時脈信號的一第一驅動單元及至少一第二驅動單元，其中，該等延遲指令分成多組延遲指令，該等切換信號分成多組切換信號，步驟(A)包括以下子步驟， (A1)利用該第一驅動單元根據該內部同步控制信號、該預定時脈信號，及該多組延遲指令中對應的一組，產生該多組切換信號中對應的一組，及 (A2)利用該至少一第二驅動單元中的每一者根據該內部同步控制信號、該預定時脈信號，及該多組延遲指令中對應的一組，產生該多組切換信號中對應的一組。
如請求項1所述的顯示器的背光驅動方法，該驅動模組包括各自具有該預定時脈信號的一第一驅動單元及至少一第二驅動單元，其中，該驅動信號輸出包括多組驅動信號，步驟(B)包括以下子步驟， (B1)利用該第一驅動單元根據該串列輸入信號及該內部同步控制信號，產生該多組驅動信號中對應的一組，及 (B2)利用該至少一第二驅動單元中的每一者根據該串列輸入信號及該內部同步控制信號，產生該多組驅動信號中對應的一組。
如請求項1所述的顯示器的背光驅動方法，該驅動模組包括各自具有該預定時脈信號的一第一驅動單元及至少一第二驅動單元，該背光模組還包括多組開關，該發光二極體陣列包括多組部分發光二極體陣列，其中，該等切換信號分成多組切換信號，該驅動信號輸出包括多組驅動信號，步驟(C)包括以下子步驟， (C1)利用該第一驅動單元將該多組切換信號中對應的一組輸出至該多組開關中對應的一組，及將該多組驅動信號中對應的一組傳輸至該多組部分發光二極體陣列中對應的一組，及 (C2)利用該至少一第二驅動單元中的每一者將該多組切換信號中對應的一組輸出至該多組開關中對應的一組，及將該多組驅動信號中對應的一組傳輸至該多組部分發光二極體陣列中對應的一組。
如請求項1所述的顯示器的背光驅動方法，其中，在步驟(A)之前，還包含以下步驟： (D)接收來自一控制模組的該串列輸入信號及一同步控制信號；及 (E)將該同步控制信號進行延遲，以產生該內部同步控制信號。
如請求項8所述的顯示器的背光驅動方法，其中，該等切換信號、該同步控制信號及該內部同步控制信號各自為一具有多個方波的脈波信號，該內部同步控制信號之每一方波的一上升緣落後該同步控制信號之該等方波中的一對應者的一上升緣，且該內部同步控制信號之每一方波的該上升緣與該等切換信號中的最後一個切換信號的該等方波中的一對應者的一下降緣相對應。