TWI744214B

TWI744214B - 顯示系統

Info

Publication number: TWI744214B
Application number: TW110121234A
Authority: TW
Inventors: 葉啟龍; 許子輝
Original assignee: 友達光電股份有限公司
Priority date: 2019-12-05
Filing date: 2019-12-05
Publication date: 2021-10-21
Also published as: TW202137189A

Abstract

一種顯示系統包含一記憶體、一時序控制器、一背光模組、一背光控制器以及一顯示陣列。記憶體用以儲存一第一查找表以及一第二查找表。時序控制器用以依據一背光控制訊號的一期望責任周期以及第一查找表決定一期望亮度值，依據期望亮度值以及第二查找表決定一原始責任周期，且依據原始責任周期輸出背光控制訊號。背光控制器用以依據背光控制訊號控制背光模組。顯示陣列用以協同背光模組顯示一影像。

Description

顯示系統

本揭示中所述實施例內容是有關於一種顯示技術，特別關於一種顯示系統。

隨著顯示技術的發展，顯示系統已被應用於各式電子裝置。一般而言，顯示系統至少包含顯示陣列以及背光模組。顯示陣列會協同背光模組顯示出影像。然而，在相關技術中，用以控制背光模組的背光控制訊號與亮度之間的線性度並不佳。這會使得此顯示系統的顯示效果較差。

本揭示之一些實施方式是關於一種顯示系統。顯示系統包含一記憶體、一時序控制器、一背光模組、一背光控制器以及一顯示陣列。記憶體用以儲存一第一查找表及一第二查找表。時序控制器用以依據一背光控制訊號的一期望責任周期以及第一查找表決定一期望亮度值，依據期望亮度值以及第二查找表決定一原始責任周期，且依據原始責任周期輸出背光控制訊號。背光控制器用以依據背光控制訊號控制背光模組。顯示陣列用以協同背光模組顯示一影像。

在一些實施例中，第一查找表至少定義期望責任周期與期望亮度值的對應關係。期望責任周期與期望亮度值的對應關係符合一顯示標準。

在一些實施例中，期望亮度值位於一期望亮度範圍內。期望亮度範圍的一上限值為一標準亮度值加上一標準百分比。期望亮度範圍的一下限值為標準亮度值減去標準百分比。

在一些實施例中，標準百分比等於或小於10%。標準百分比等於或小於10%。

在一些實施例中，第二查找表至少定義原始責任周期與顯示系統的一原始亮度值的對應關係。

綜上所述，本揭示的顯示系統具有較佳的顯示效果。

以下將以圖式揭露本揭示之複數個實施方式。應瞭解到，實務上的細節不應用以限制本揭示。也就是說，在本揭示部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

在本文中所使用的用詞『耦接』亦可指『電性耦接』，且用詞『連接』亦可指『電性連接』。『耦接』及『連接』亦可指二個或多個元件相互配合或相互互動。

請參考第1圖。第1圖是依照本揭示一些實施例所繪示的顯示系統100的示意圖。以第1圖示例而言，顯示系統100包含系統端110、時序控制器(timing controller，TCON)120、記憶體130、背光控制器140、背光模組150以及顯示陣列160。系統端110耦接時序控制器120。時序控制器120耦接記憶體130、背光控制器140以及顯示陣列160。背光控制器140耦接且用以控制背光模組150。

在一些實施例中，記憶體130可利用非暫態電腦可讀取記錄媒體實現，例如唯讀記憶體、快閃記憶體、軟碟、硬碟、光碟、快閃碟、隨身碟、磁帶、可從網路讀取的資料庫，或任何本揭示內容所屬技術領域中具通常知識者所能想到具有相同功能的記錄媒體。在一些實施例中，記憶體130用以儲存查找表LUT1以及查找表LUT2。

在運作上，系統端110輸出背光訊號BL以及顯示資料DATA至時序控制器120。時序控制器120依據記憶體130中的查找表LUT1以及查找表LUT2對背光訊號BL進行處理，以產生背光控制訊號BC。背光控制器140依據背光控制訊號BC控制背光模組150。時序控制器120輸出顯示資料DATA至顯示陣列160。顯示陣列160協同背光模組150顯示出對應於顯示資料DATA的影像。

參考第2圖。第2圖是依照本揭示一些實施例所繪示的查找表LUT1的示意圖。基於一線性度較佳的顯示標準，查找表LUT1定義背光控制訊號BC的複數期望責任周期與複數期望亮度值的對應關係。若一顯示系統滿足查找表LUT1，代表此顯示系統滿足上述線性度佳的顯示標準。

在查找表LUT1中，背光控制訊號BC的各期望責任周期可對應一期望亮度值。以第2圖示例而言，當背光控制訊號BC的期望責任周期為0.4%時，期望亮度值為3.64(cd/m ²)。

具體而言，背光控制訊號BC的各期望責任周期可對應一標準亮度值。此標準亮度值可定義出一期望亮度範圍。期望亮度範圍的上限值可為標準亮度值加上標準百分比，且期望亮度範圍的下限值可為標準亮度值減去標準百分比。在此例中，標準百分比等於10%或小於10%，但本揭示不以此為限。各種適用的標準百分比皆在本揭示的範圍中。而期望亮度值包含於此期望亮度範圍中。

以第2圖示例而言，當背光控制訊號BC的期望責任周期為0.4%時，期望亮度範圍為4.28(cd/m ²)至3.51(cd/m ²)。而系統會將位於期望亮度範圍中的一個值作為期望亮度值。期望亮度值較佳是期望亮度範圍的上限值與期望亮度範圍的下限值之間的中間值，但本揭示不以此為限。以第2圖示例而言，當背光控制訊號BC的期望責任周期為0.4%時，期望亮度範圍為4.28(cd/m ²)至3.51(cd/m ²)，而期望亮度值為3.64(cd/m ²)。

參考第3圖。第3圖是依照本揭示一些實施例所繪示的查找表LUT2的示意圖。查找表LUT2定義背光控制訊號BC的複數原始責任周期與顯示系統100的複數原始亮度值的對應關係。

以第3圖示例而言，查找表LUT2紀錄顯示系統100的原始特性。也就是說，在不做額外控制的情況下，當背光控制訊號BC的原始責任周期為0.4%時，顯示系統100的原始亮度值為0.10(cd/m ²)，但上述的期望亮度值為3.64(cd/m ²)。據此可知，在不做額外控制的情況下，背光控制訊號BC的原始亮度值與期望亮度值不同。

第4圖是一些相關技術的示意圖。在一些相關技術中，當背光控制訊號BC的原始責任周期越小時，亮度偏移百分比P越高。亮度偏移百分比P可由以下公式(1)得到：

…(1) 其中，L1為實際亮度值，L2為期望亮度值。如第4圖所示，當背光控制訊號BC的原始責任周期越小時，亮度偏移百分比P越高(實際亮度值偏離期望亮度值越多)。也就是說，當背光控制訊號BC的原始責任周期越小時，背光控制訊號BC的原始責任周期與實際亮度值的線性度越不佳。

相較於上述相關技術，本揭示的時序控制器120基於線性度較佳的顯示標準(查找表LUT1)，依據背光控制訊號BC的期望責任周期決定出期望亮度值。接著，時序控制器120依據期望亮度值以及顯示系統100本身的特性(查找表LUT2)決定背光控制訊號BC的原始責任周期。接著，時序控制器120依據此原始責任周期輸出背光控制訊號BC，以使背光控制器140依據此背光控制訊號BC控制背光模組150。

舉例而言，若背光控制訊號BC的期望責任周期為0.4%，時序控制器120自第2圖的查找表LUT1決定出期望亮度值為3.64(cd/m ²)。接著，時序控制器120自第3圖的查找表LUT2決定出原始責任周期為2.4%。據此，時序控制器120會輸出責任周期為2.4%的背光控制訊號BC，使背光控制器140將背光模組150的亮度值控制為3.64(cd/m ²)，進而使顯示系統100符合線性度較佳的顯示標準。

基於上述，顯示系統100的可將最終亮度值調整為符合線性度較佳的顯示標準，以改善背光控制訊號BC與最終亮度值之間線性度不佳的問題。據此，本揭示的顯示系統100可具有較佳的顯示效果。

另外，如上所述，當背光控制訊號BC的原始責任周期越小時，背光控制訊號BC的原始責任周期與實際亮度值的線性度越不佳。據此，在一些實施例中，是在背光控制訊號BC的責任周期低於35%時才執行上述運作，以改善暗部的線性度。

參考第5圖。第5圖是依照本揭示一些實施例所繪示的顯示系統500的示意圖。以第5圖示例而言，顯示系統500包含系統端510、圖形處理器(Graphics Processing Unit，GPU)520、時序控制器530、驅動電路540以及顯示面板550。系統端510耦接圖形處理器520。圖形處理器520耦接時序控制器530。時序控制器530耦接驅動電路540以及顯示面板550。驅動電路540耦接顯示面板550。

時序控制器530包含接收(Rx)電路531、閂鎖電路532、控制電路533、處理器534、時序訊號產生器535以及發送(Tx)電路536。控制電路533包含判斷電路5331以及控制器5332。

在一些實施例中，系統端510輸出顯示資料DATA_1以及原始背光控制訊號CS_1。原始背光控制訊號CS_1的頻率與原始背光控制訊號CS_1的解析度(背光模組的解析度)滿足以下公式(2)：

…(2) 其中，F_vsync為原始背光控制訊號CS_1的頻率，PWM_period對應原始背光控制訊號CS_1的解析度(背光模組的解析度)，且FX為固定值。也就是說，原始背光控制訊號CS_1的頻率與原始背光控制訊號CS_1的解析度(背光模組的解析度)為反比關係。

圖形處理器520將來自系統端510的顯示資料DATA_1以及原始背光控制訊號CS_1傳給時序控制器530中的接收電路531。接收電路531將顯示資料DATA_1傳給閂鎖電路532。閂鎖電路532將顯示資料DATA_1傳給控制電路533的判斷電路5331以及處理器534，且將原始時序控制訊號CLK_1傳給時序訊號產生器535。另一方面，接收電路531將原始背光控制訊號CS_1傳給控制電路533的控制器5332。

判斷電路5331可依據顯示資料DATA_1判斷顯示資料DATA_1為高變化程度模式(例如：動態)或低變化程度模式(例如：靜態)。當判斷電路5331判斷顯示資料DATA_1為高變化程度模式時，判斷電路5331輸出對應於高變化程度模式的判斷訊號D1。據此，控制器5332會調高原始背光控制訊號CS_1的頻率且降低解析度PWM_period，以輸出調整後的背光控制訊號CS_2。驅動電路540依據調整後的背光控制訊號CS_2控制顯示面板550中的背光模組。

當判斷電路5331判斷顯示資料DATA_1為低變化程度模式時，判斷電路5331輸出對應於低變化程度模式的判斷訊號D2。據此，控制器5332會調高解析度PWM_period且降低原始背光控制訊號CS_1的頻率，以輸出調整後的背光控制訊號CS_2。驅動電路540依據調整後的背光控制訊號CS_2控制顯示面板550中的背光模組。

處理器534用以對顯示資料DATA_1進行處理，以產生輸出資料DATA_2。發送電路536將輸出資料DATA_2傳給顯示面板550。時序訊號產生器535用以依據原始時序控制訊號CLK_1輸出時序控制訊號CLK_2。顯示面板550基於輸出資料DATA_2、時序控制訊號CLK_2以及調整後的背光控制訊號CS_2而受控，以顯示出對應的影像。

參考第6圖。第6圖是一些相關技術的示意圖。如第6圖所示，在一些相關技術中，於一些條件下，亮度與背光控制訊號的責任週期之間的線性度不佳。

相較於上述相關技術，本揭示的顯示系統500，在高變化程度模式中，調高原始背光控制訊號CS_1的頻率，可增加反應時間以使顯示面板550中背光模組的背光與資料搭配的較佳。在低變化程度模式中，調高解析度PWM_period，可改善亮度與背光階數之間的線性度。據此，本揭示的顯示系統500可具有較佳的顯示效果。

綜上所述，本揭示的顯示系統具有較佳的顯示效果。

各種功能性元件和方塊已於此公開。對於本技術領域具通常知識者而言，功能方塊可由電路（不論是專用電路，或是於一或多個處理器及編碼指令控制下操作的通用電路）實現，其一般而言包含用以相應於此處描述的功能及操作對電氣迴路的操作進行控制之電晶體或其他電路元件。如將進一步理解地，一般而言電路元件的具體結構與互連，可由編譯器(compiler)，例如暫存器傳遞語言(register transfer language，RTL)編譯器決定。暫存器傳遞語言編譯器對與組合語言代碼(assembly language code)相當相似的指令碼(ascript)進行操作，將指令碼編譯為用於佈局或製作最終電路的形式。確實地，暫存器傳遞語言以其促進電子和數位系統設計過程的所扮演的角色和用途而聞名。

雖然本揭示已以實施方式揭示如上，然其並非用以限定本揭示，任何本領域具通常知識者，在不脫離本揭示之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本揭示之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:顯示系統 110:系統端 120:時序控制器 130:記憶體 140:背光控制器 150:背光模組 160:顯示陣列 500:顯示系統 510:系統端 520:圖形處理器 530:時序控制器 531:接收電路 532:閂鎖電路 533:控制電路 5331:判斷電路 5332:控制器 534:處理器 535:時序訊號產生器 536:發送電路 540:驅動電路 550:顯示面板 BL:背光訊號 BC:背光控制訊號 DATA,DATA_1:顯示資料 DATA_2:輸出資料 LUT1,LUT2:查找表 P:亮度偏移百分比 CS_1:原始背光控制訊號 CS_2:調整後的背光控制訊號 D1,D2:判斷訊號 CLK_1:原始時序控制訊號 CLK_2:時序控制訊號

為讓本揭示之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能夠更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一顯示系統的示意圖；第2圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一查找表的示意圖；第3圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一查找表的示意圖；第4圖是一些相關技術的示意圖；第5圖是依照本揭示一些實施例所繪示的一顯示系統的示意圖；以及第6圖是一些相關技術的示意圖。

100:顯示系統 110:系統端 120:時序控制器 130:記憶體 140:背光控制器 150:背光模組 160:顯示陣列 BL:背光訊號 DATA:資料 BC:背光控制訊號 LUT1,LUT2:查找表

Claims

一種顯示系統，包含：一記憶體，用以儲存一第一查找表及一第二查找表；一時序控制器，用以依據一背光控制訊號的一期望責任周期以及該第一查找表決定一期望亮度值，依據該期望亮度值以及該第二查找表決定一原始責任周期，且依據該原始責任周期輸出該背光控制訊號；一背光模組；一背光控制器，用以依據該背光控制訊號控制該背光模組；以及一顯示陣列，用以協同該背光模組顯示一影像。
如請求項1所述的顯示系統，其中該第一查找表至少定義該期望責任周期與該期望亮度值的對應關係，其中該期望責任周期與該期望亮度值的對應關係符合一顯示標準。
如請求項2所述的顯示系統，其中該期望亮度值位於一期望亮度範圍內，該期望亮度範圍的一上限值為一標準亮度值加上一標準百分比，且該期望亮度範圍的一下限值為該標準亮度值減去該標準百分比。
如請求項3所述的顯示系統，其中該標準百分比等於或小於10%。
如請求項1所述的顯示系統，其中該第二查找表至少定義該原始責任周期與該顯示系統的一原始亮度值的對應關係。