TWI796870B - Display device and driving method thereof - Google Patents
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Abstract
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本發明是有關於一種顯示裝置,且特別是有關於一種包含背光模組的顯示裝置及其驅動方法。The present invention relates to a display device, and in particular to a display device including a backlight module and a driving method thereof.
早期直下式背光燈板體積大且厚重,因此常使用導光條與側出光的方式來提供背光給顯示面板。然而側出光只能單純控制背光的亮暗,無法對應於顯示影像中的不同區域來提供不同的背光效果。此外,使用被動式背光的設計,會需要大量的驅動電路來驅動,且驅動電路的工作頻率(operating frequency)在人耳可以接受的頻率範圍中,其內部積體電路(Integrated Circuit,IC)的附屬零件容易產生音頻干擾,因而需要對應的電感來輔助推動(booster),還會造成與系統磁鐵位置互相干擾產生音頻噪音(noise)。因此具有設計困難、驅動電路需求多、線路複雜、供應電源需求大以及印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)面積大等問題。Early direct-lit backlight panels were bulky and heavy, so light guide strips and side light were often used to provide backlight to the display panel. However, the side light can only simply control the brightness and darkness of the backlight, and cannot provide different backlight effects corresponding to different areas in the displayed image. In addition, the design of passive backlight requires a large number of driving circuits, and the operating frequency of the driving circuit is within the frequency range acceptable to the human ear, and its internal IC (Integrated Circuit, IC) subsidiary Parts are prone to audio interference, so corresponding inductance is needed to assist in boosting (booster), and it will also cause interference with the position of the system magnet to generate audio noise (noise). Therefore, there are problems such as difficult design, high demand for driving circuits, complex wiring, large demand for power supply, and large printed circuit board (PCB) area.
如今隨著發光元件的技術演進,發光元件的尺寸逐漸縮小,現已可以將次毫米發光二極體(Mini Light-Emitting Diode,Mini LED)應用於多種不同的顯示領域,甚至未來也可以採用微發光二極體(Micro LED)或其他發光元件來應用在背光電路上。因此,如何設計可以對應顯示影像產生不同背光效果的主動式背光電路,是本領域技術人員應致力的諸多目標之一。Nowadays, with the technological evolution of light-emitting elements, the size of light-emitting elements is gradually shrinking, and sub-millimeter light-emitting diodes (Mini Light-Emitting Diode, Mini LED) can now be applied to a variety of different display fields, and even micro LEDs can be used in the future. Light-emitting diodes (Micro LEDs) or other light-emitting components are used in backlight circuits. Therefore, how to design an active backlight circuit that can produce different backlight effects corresponding to displayed images is one of the goals that those skilled in the art should devote to.
有鑑於此,本發明提出一種顯示裝置及其驅動方法,可以對應顯示影像來產生影像化背光。In view of this, the present invention proposes a display device and a driving method thereof, which can generate an imaging backlight corresponding to a displayed image.
在本發明的一實施例中,所述顯示裝置包括顯示模組、背光模組以及電路板。顯示模組包括顯示像素陣列與顯示驅動電路。背光模組,包括背光像素陣列與背光驅動電路。電路板包括積體電路耦接至顯示驅動電路以及背光驅動電路。其中積體電路提供具有相同解析度的第一影像幀與第二影像幀分別給顯示驅動電路以及背光驅動電路。顯示驅動電路依據第一影像幀驅動顯示像素陣列以顯示影像。背光驅動電路依據第二影像幀驅動背光像素陣列以產生影像化背光給顯示像素陣列。In an embodiment of the present invention, the display device includes a display module, a backlight module and a circuit board. The display module includes a display pixel array and a display driving circuit. The backlight module includes a backlight pixel array and a backlight driving circuit. The circuit board includes an integrated circuit coupled to the display driving circuit and the backlight driving circuit. The integrated circuit provides the first image frame and the second image frame with the same resolution to the display driving circuit and the backlight driving circuit respectively. The display driving circuit drives the display pixel array to display images according to the first image frame. The backlight driving circuit drives the backlight pixel array according to the second image frame to generate image backlight for the display pixel array.
在本發明的一實施例中,所述顯示裝置的驅動方法包括:配置顯示驅動電路於具有顯示像素陣列的顯示模組;配置背光驅動電路於具有背光像素陣列的背光模組;藉由積體電路提供具有相同解析度的第一影像幀與第二影像幀分別給顯示驅動電路以及背光驅動電路;由顯示驅動電路依據第一影像幀驅動顯示像素陣列以顯示影像;以及藉由背光驅動電路依據第二影像幀驅動背光像素陣列以產生影像化背光給顯示像素陣列。In an embodiment of the present invention, the driving method of the display device includes: configuring a display driving circuit on a display module having a display pixel array; configuring a backlight driving circuit on a backlight module having a backlight pixel array; The circuit provides the first image frame and the second image frame with the same resolution to the display driving circuit and the backlight driving circuit respectively; the display driving circuit drives the display pixel array to display images according to the first image frame; and the backlight driving circuit according to The second image frame drives the backlight pixel array to generate an imaged backlight for the display pixel array.
基於上述,本發明諸實施例所述的顯示裝置,可以透過積體電路提供具有相同解析度的第一影像幀與第二影像幀分別給顯示模組中的顯示驅動電路以及背光模組中的背光驅動電路。並透過顯示驅動電路依據第一影像幀驅動顯示像素陣列以顯示影像,以及透過背光驅動電路依據第二影像幀驅動背光像素陣列以產生影像化背光給顯示像素陣列。如此一來,可以對應顯示影像以產生不同的背光效果。Based on the above, the display device described in the embodiments of the present invention can provide the first image frame and the second image frame with the same resolution to the display driving circuit in the display module and the backlight module respectively through the integrated circuit. backlight drive circuit. The display driving circuit is used to drive the display pixel array according to the first image frame to display images, and the backlight driving circuit is used to drive the backlight pixel array according to the second image frame to generate image backlight for the display pixel array. In this way, images can be displayed correspondingly to produce different backlight effects.
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。In order to make the above-mentioned features and advantages of the present invention more comprehensible, the following specific embodiments are described in detail together with the accompanying drawings.
在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接(或連接)」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言,若文中描述第一裝置耦接(或連接)於第二裝置,則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置,或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。本案說明書全文(包括申請專利範圍)中提及的「第一」、「第二」等用語是用以命名元件(element)的名稱,或區別不同實施例或範圍,而並非用來限制元件數量的上限或下限,亦非用來限制元件的次序。另外,凡可能之處,在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。The term "coupled (or connected)" used throughout the specification of this case (including the patent claims) may refer to any direct or indirect means of connection. For example, if it is described in the text that a first device is coupled (or connected) to a second device, it should be interpreted that the first device can be directly connected to the second device, or the first device can be connected to the second device through other devices or certain A connection means indirectly connected to the second device. The terms "first" and "second" mentioned in the entire description of this case (including the scope of the patent application) are used to name elements (elements), or to distinguish different embodiments or ranges, and are not used to limit the number of elements The upper or lower limit of , nor is it used to limit the order of the elements. In addition, wherever possible, elements/components/steps using the same reference numerals in the drawings and embodiments represent the same or similar parts. Elements/components/steps using the same symbols or using the same terms in different embodiments can refer to related descriptions.
圖1是依照本發明一實施例的顯示裝置100的電路方塊(circuit block)示意圖。於圖1所示實施例中,顯示裝置100包括顯示模組110、背光模組120以及電路板130。顯示模組110可以包括顯示像素陣列111以及顯示驅動電路112。其中顯示驅動電路112可以耦接至顯示像素陣列111,並用以驅動顯示像素陣列111。顯示像素陣列111可以包括一或多個像素(pixel)電路並用以顯示影像IMG。背光模組120可以包括背光像素陣列121以及背光驅動電路122。其中背光驅動電路122可以耦接至背光像素陣列121,並用以驅動背光像素陣列121。背光像素陣列121可以包括一或多個像素電路並用以產生影像化背光IBL給顯示像素陣列111。其中,顯示像素陣列111中的任一像素電路可以包括液晶電容(liquid crystal capacitor)、薄膜電晶體(Thin Film Transistor,TFT)以及(或是)其他像素電路元件,而背光像素陣列121中的任一像素電路可以包括發光元件、薄膜電晶體以及(或是)其他像素電路元件。依照實際設計,所述發光元件可以包括發光二極體(Light Emitting Diode,LED)、次毫米發光二極體、微發光二極體以及(或是)其他發光元件。各像素電路的數量、種類及其排列方式可以依照實際設計/應用來決定,本實施例並不設限。FIG. 1 is a schematic diagram of a circuit block of a
在本實施例中,電路板130可以包括積體電路(Integrated Circuit,IC)131。積體電路131可以耦接至顯示模組110中的顯示驅動電路112以及背光模組120中的背光驅動電路122。積體電路131可以產生第一影像幀F1以及第二影像幀F2分別給顯示驅動電路112以及背光驅動電路122。在一些實施例中,第一影像幀F1以及第二影像幀F2可以具有相同解析度或為相同影像幀。In this embodiment, the
圖2是依照本發明一實施例的顯示裝置的驅動方法的流程示意圖。圖1所示顯示裝置100可以參照圖2的相關說明。請同時參照圖1與圖2。於步驟S210中,顯示驅動電路112可以被配置於具有顯示像素陣列111的顯示模組110。於步驟S220中,背光驅動電路122可以被配置於具有背光像素陣列121的背光模組120。於步驟S230中,積體電路131可以提供具有相同解析度的第一影像幀F1與第二影像幀F2分別給顯示驅動電路112以及背光驅動電路122。於步驟S240中,顯示驅動電路112可以依據第一影像幀F1驅動顯示像素陣列111以顯示影像IMG。於步驟S250中,背光驅動電路122可以依據第二影像幀F2驅動背光像素陣列121以產生影像化背光IBL給顯示像素陣列111。FIG. 2 is a schematic flowchart of a driving method of a display device according to an embodiment of the invention. For the
一般而言,為了驅動顯示模組110以及背光模組120,電路板130必須包括時序控制器(Timing Controller,TCON)、LED驅動電路陣列(LED driver array)以及電源管理積體電路(Power Management IC,PMIC)等元件,並採用橋式積體電路(bridge IC)進行連接,而具有設計複雜與面積大等問題。而在本實施例中,依照實際設計需求,顯示裝置100可以將源極驅動器(source driver)或是同時具有源極驅動器與時序控制器兩者功能的時序控制內嵌驅動器(TCON Embedded Driver,TED)配置於顯示驅動電路112以及背光驅動電路122之中,以減少電路板130的總元件數量及其面積,還能降低系統的總電源需求(power consumption)。例如,在一些實施例中,積體電路131可以透過單一嵌入式顯示埠(Embedded Display Port,eDP port)來同時傳輸多個影像幀(例如第一影像幀F1與第二影像幀F2),如此可以減少使用不同傳輸埠來傳輸影像幀可能造成的顯示落後(lag)等現象。Generally speaking, in order to drive the
舉例而言,圖3是依照本發明另一實施例的顯示裝置300的電路方塊示意圖。於圖3所示實施例中,顯示裝置300包括顯示模組110、背光模組120以及電路板130。圖3所示顯示模組110、背光模組120以及電路板130可以參照圖1所示顯示模組110、背光模組120以及電路板130的相關說明加以類推。與圖1所示實施例不同之處在於,在本實施例中,顯示驅動電路112可以包括第一源極驅動器113,背光驅動電路122可以包括第二源極驅動器123,積體電路131可以包括時序控制器132。在一些實施例中,圖3所示顯示驅動電路112、背光驅動電路122以及(或是)積體電路131可以作為圖1所示顯示驅動電路112、背光驅動電路122以及(或是)積體電路131的實施範例。For example, FIG. 3 is a schematic circuit block diagram of a
依照實際設計需求,所述時序控制器132可以是中央處理單元(Central Processing Unit,CPU)、微控制器單元(Microcontroller Unit,MCU)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor,DSP)、可程式設計控制器(Programmable Logic Controller,PLC)、數位訊號處理器(Digital Signal Processor, DSP)、特殊應用積體電路(Application Specific Integrated Circuits,ASIC)、可程式化邏輯裝置(Programmable Logic Device,PLD)或其它類似裝置或這些裝置的組合。在其他實施例中,所述時序控制器132也可以硬體電路方式來實現各種操作功能,其詳細步驟及實施方式可以由所屬技術領域的通常知識獲致足夠的教示、建議與實施說明,於此不再贅述。According to actual design requirements, the
在本實施例中,時序控制器132可用以傳送第一影像幀F1與第二影像幀F2。第一源極驅動器113可以耦接至時序控制器132以接收第一影像幀F1,並依據第一影像幀F1驅動顯示像素陣列111以顯示影像IMG。第二源極驅動器123可以耦接至時序控制器132以接收第二影像幀F2,並依據第二影像幀F2驅動背光像素陣列121以產生影像化背光IBL給顯示像素陣列111。In this embodiment, the
在一些實施例中,時序控制器132可以執行影像切割及影像幀同步。或者在另一些實施例中,時序控制器132也可以藉由額外的同步埠來控制第一源極驅動器113與第二源極驅動器123進行同步。在一些實施例中,時序控制器132可以具有高頻寬以支援同時傳輸兩個具有全高清(Full High Definition,FHD)解析度的影像幀(例如第一影像幀F1、第二影像幀F2)。或者在另一些實施例中,時序控制器132可以具有低頻寬並支援符合影片電子標準協會(Video Electronics Standards Association,VESA)規格的顯示串流壓縮(Display Stream Compression,DSC)功能,以透過低頻寬傳輸經壓縮過後的影像幀(例如第一影像幀F1、第二影像幀F2),且經壓縮還原後的顯示畫面可以具有無失真、低延遲之特性。In some embodiments, the
如此一來,在背光驅動電路122接收到與第一影像幀F1具有相同解析度的第二影像幀F2後,可以驅動背光像素陣列121以產生對應於影像IMG的區域背光(影像化背光IBL)來進行亮度補償。例如可以提高對比度(contrast ratio),以在輸入影像幀(例如第一影像幀F1、第二影像幀F2)非為高動態範圍(High Dynamic Range,HDR),例如為標準動態範圍(Standard Dynamic Range,SDR)時,可以營造出高動態範圍的視覺效果。此外,分別配置第一源極驅動電路113與第二源極驅動電路123於顯示模組110與背光模組120的方式,可以大幅減少電路板130上的零件成本及面積大小。In this way, after the
再舉例而言,圖4是依照本發明再一實施例的顯示裝置400的電路方塊示意圖。於圖4所示實施例中,顯示裝置400包括顯示模組110、背光模組120以及電路板130。圖4所示顯示模組110、背光模組120以及電路板130可以參照圖1所示顯示模組110、背光模組120以及電路板130的相關說明加以類推。與圖1和圖3所示實施例不同之處在於,在本實施例中,顯示驅動電路112可以包括第一時序控制內嵌驅動器114,背光驅動電路122可以包括第二時序控制內嵌驅動器124,積體電路131可以包括縮放積體電路(Scaler IC)或圖形處理器(Graphics Processing Unit,GPU)133或是其他種類的影像處理電路。例如,在一些實施例中,當顯示裝置400作為顯示器等產品時,積體電路131可以包括縮放積體電路133;以及當顯示裝置400作為筆電、一體機(All-In-One,AIO)電腦等產品時,積體電路131可以包括圖形處理器133,本實施例並不設限。在一些實施例中,圖4所示顯示驅動電路112、背光驅動電路122以及(或是)積體電路131可以作為圖1所示顯示驅動電路112、背光驅動電路122以及(或是)積體電路131的實施範例。As another example, FIG. 4 is a schematic circuit block diagram of a
在本實施例中,縮放積體電路或圖形處理器133可用以產生第一影像幀F1與第二影像幀F2。第一時序控制內嵌驅動器114可以耦接至積體電路131以接收第一影像幀F1,並依據第一影像幀F1驅動顯示像素陣列111以顯示影像IMG。第二時序控制內嵌驅動器124可以耦接至積體電路131以接收第二影像幀F2,並依據第二影像幀F2驅動背光像素陣列121以產生影像化背光IBL給顯示像素陣列111。在一些實施例中,縮放積體電路或圖形處理器133可以執行影像縮放及影像幀同步。如此一來,分別採用第一時序控制內嵌驅動器114與第二時序控制內嵌驅動器124的方式,可以減少大幅減少電路板130上的零件成本及面積大小。此外,在一些實施例中,顯示模組110以及(或是)背光模組120所需的電源電路可以同時配置於電路板130上,以減少顯示模組110以及(或是)背光模組120的邊框面積。In this embodiment, the scaling IC or the
圖5是依照本發明一實施例的顯示模組510的電路示意圖。於圖5所示實施例中,顯示模組510包括顯示像素陣列511以及顯示驅動電路112。圖5所示顯示驅動電路112可以參照圖1所示顯示驅動電路112、圖3所示顯示驅動電路112或是圖4所示顯示驅動電路112的相關說明,於此不再贅述。顯示像素陣列511可以包括一或多個像素電路(例如圖中的像素電路111_1)耦接至顯示驅動電路112。圖5所示顯示像素陣列511可以作為圖1所示顯示像素陣列111、圖3所示顯示像素陣列111以及(或是)圖4所示顯示像素陣列111的實施範例。FIG. 5 is a schematic circuit diagram of a
在本實施例中,像素電路111_1可以包括開關T1以及液晶電容LC。開關T1可以是導電型態為N型的電晶體(transistor),但本實施例並不設限。在本實施例中,開關T1可以具有第一端(例如源極端)耦接至顯示驅動電路112,例如可以透過圖中的資料線DL連接。在一些實施例中,開關T1的控制端(例如閘極端)可以耦接至掃描線GL。在本實施例中,液晶電容LC可以具有第一端耦接至開關T1的第二端(例如汲極端),液晶電容LC的第二端可以接收共用電壓Vcom。其中共用電壓Vcom可以為直流位準、接地位準或其他電壓位準。在一些實施例中,像素電路111_1還可以包括電容Cst耦接於開關T1的第二端與共用電壓Vcom之間。則在本實施例中,當掃描線GL開啟開關T1時,電容Cst可以透過開關T1接收並儲存資料線DL上的電荷(資料),液晶電容LC可以接收電荷並用以顯示影像,例如可以顯示灰階值0~255階,本實施例並不設限。In this embodiment, the pixel circuit 111_1 may include a switch T1 and a liquid crystal capacitor LC. The switch T1 may be an N-type transistor, but this embodiment is not limited thereto. In this embodiment, the switch T1 may have a first terminal (for example, a source terminal) coupled to the
依照實際設計需求,在一些實施例中,顯示像素陣列(例如圖1所示顯示像素陣列111、圖3所示顯示像素陣列111、圖4所示顯示像素陣列111以及(或是)圖5所示顯示像素陣列511)與背光像素陣列(例如圖1所示背光像素陣列121、圖3所示背光像素陣列121以及(或是)圖4所示背光像素陣列121)可以為一對一或多對一的對應方式。舉例而言,圖6是依照本發明一實施例的背光模組620的電路示意圖。於圖6所示實施例中,背光模組620包括背光像素陣列621以及背光驅動電路122。圖6所示背光驅動電路122可以參照圖1所示背光驅動電路122、圖3所示背光驅動電路122或是圖4所示背光驅動電路122的相關說明,於此不再贅述。背光像素陣列621可以包括一或多個像素電路(例如圖中的像素電路121_1)耦接至背光驅動電路122。圖6所示背光像素陣列621可以作為圖1所示背光像素陣列121、圖3所示背光像素陣列121以及(或是)圖4所示背光像素陣列121的實施範例。According to actual design requirements, in some embodiments, the display pixel array (such as the
在本實施例中,像素電路121_1可以包括開關T2、第一電晶體T3以及發光元件L1。開關T2可以是導電型態為N型的電晶體,但本實施例並不設限。在本實施例中,開關T2可以具有第一端(例如源極端)耦接至背光驅動電路122,例如可以透過圖中的資料線DL連接。在一些實施例中,開關T2的控制端(例如閘極端)可以耦接至一或多條掃描線GL。例如,在本實施例中,開關T2的控制端可以同時耦接至掃描線G1、掃描線G2以及掃描線G3,如此一來,背光像素陣列621中的像素電路(例如121_1)可以採用多對一的方式來對應顯示像素陣列(未繪示,可以參照圖1、圖3或是圖4所示實施例中的顯示像素陣列111)中的一或多個像素電路。例如,在本實施例中背光像素陣列621與顯示像素陣列為1:3的對應方式。依照實際設計/應用,在其他實施例中也可以採用其他對應方式(例如連接不同數量的資料線及/或掃描線或間隔式連接),本實施例並不設限。In this embodiment, the pixel circuit 121_1 may include a switch T2, a first transistor T3 and a light emitting element L1. The switch T2 may be an N-type transistor, but this embodiment is not limited thereto. In this embodiment, the switch T2 may have a first terminal (for example, a source terminal) coupled to the
在本實施例中,第一電晶體T3可以具有控制端(例如閘極端)耦接至開關T2的第二端(例如汲極端),第一電晶體T3的第一端(例如源極端)可以接收第一電壓Vdd。發光元件L1可以具有第一端耦接至第一電晶體T3的第二端(例如汲極端),發光元件L1的第二端可以接收第二電壓Vss。其中第一電壓Vdd可以為具有穩定電流的直流高位準,第二電壓Vss可以為直流低位準,但本實施例並不設限。則在本實施例中,當掃描線G1~G3任一者開啟開關T2時,第一電晶體T3可以透過開關T2以依據資料線DL上的資料(例如電壓大小)來決定閘極的開關時間,即第一電晶體T3的工作週期(duty cycle),以控制流經發光元件L1的電流大小,進而控制發光元件L1產生影像化背光並同時控制其背光亮度。In this embodiment, the first transistor T3 may have a control terminal (such as a gate terminal) coupled to the second terminal (such as a drain terminal) of the switch T2, and the first terminal (such as a source terminal) of the first transistor T3 may be Receive the first voltage Vdd. The light emitting element L1 may have a first end coupled to a second end (eg drain end) of the first transistor T3, and the second end of the light emitting element L1 may receive the second voltage Vss. Wherein the first voltage Vdd can be a DC high level with a stable current, and the second voltage Vss can be a DC low level, but this embodiment is not limited thereto. Then in this embodiment, when any one of the scanning lines G1-G3 turns on the switch T2, the first transistor T3 can determine the switching time of the gate according to the data (such as voltage) on the data line DL through the switch T2 , that is, the duty cycle of the first transistor T3 to control the magnitude of the current flowing through the light-emitting element L1 , and then control the light-emitting element L1 to generate an imaging backlight and simultaneously control the brightness of the backlight.
在一些實施例中,像素電路121_1還可以包括電容C1。電容C1可以具有第一端耦接至第一電晶體T3的控制端,電容C1的第二端可以接收參考電壓Vref。在一些實施例中,像素電路121_1還可以包括第二電晶體T4。其中第二電晶體T4可以具有第一端(例如源極端)接收第一電壓Vdd,第二電晶體T4的第二端(例如汲極端)可以耦接至發光元件L1的第一端。在本實施例中,第二電晶體T4的控制端(例如閘極端)可以接收脈寬調變(Pulse-Width Modulation)訊號PWM。其中脈寬調變訊號PWM可以由背光驅動電路122,或由如圖1、圖3或圖4所示實施例中的電路板130,或其他未繪示的系統單元所產生,本實施例並不設限。則在本實施例中,當脈寬調變訊號PWM開啟第二電晶體T4時,第二電晶體T4可以直接依據脈寬調變訊號PWM的工作週期來控制流經發光元件L1的電流大小,進而可以不透過開關T1以及第一電晶體T3,直接控制發光元件L1產生影像化背光並同時控制其背光亮度。In some embodiments, the pixel circuit 121_1 may further include a capacitor C1. The capacitor C1 may have a first terminal coupled to the control terminal of the first transistor T3, and a second terminal of the capacitor C1 may receive the reference voltage Vref. In some embodiments, the pixel circuit 121_1 may further include a second transistor T4. The second transistor T4 may have a first terminal (eg, a source terminal) for receiving the first voltage Vdd, and a second terminal (eg, a drain terminal) of the second transistor T4 may be coupled to the first terminal of the light emitting element L1 . In this embodiment, the control terminal (eg gate terminal) of the second transistor T4 can receive a pulse-width modulation (Pulse-Width Modulation) signal PWM. The pulse width modulation signal PWM can be generated by the
舉例而言,在一些實施例中,當具有背光像素陣列621的顯示裝置操作於標準動態範圍模式時,背光驅動電路122或系統(未繪示)可以截止第一電晶體T3,並透過脈寬調變訊號PWM開啟第二電晶體T4,使第二電晶體T4可以基於第一電壓Vdd與第二電壓Vss提供全域調光驅動電流給發光元件L1。在一些實施例中,當顯示裝置操作於模擬高動態範圍模式時,背光驅動電路122或系統可以透過脈寬調變訊號PWM截止第二電晶體T4,使第一電晶體T3可以在透過開關T2開啟時基於第一電壓Vdd與第二電壓Vss提供局域調光驅動電流給發光元件L1。如此一來,所述背光像素陣列621可以對應不同的影像顯示模式,藉由控制第一電晶體T3與第二電晶體T4的導通狀態來驅動發光元件L1產生背光,以提供不同的影像化背光給顯示像素單元。For example, in some embodiments, when the display device with the
再舉例而言,圖7A是依照本發明另一實施例的背光模組720的電路示意圖。圖7B是依照本發明一實施例說明圖7A所示背光模組720的動作波形示意圖。請同時參照圖7A以及圖7B。於圖7A所示實施例中,背光模組720包括背光像素陣列721以及背光驅動電路122。圖7A所示背光驅動電路122可以參照圖1所示背光驅動電路122、圖3所示背光驅動電路122或是圖4所示背光驅動電路122的相關說明,於此不再贅述。背光像素陣列721可以包括多個像素電路(例如圖中的像素電路121_1、像素電路121_2、像素電路121_3、像素電路121_4、像素電路121_5以及像素電路121_6)透過一或多條資料線(例如圖中的資料線DL1、資料線DL2、資料線DL3以及資料線DL4)耦接至背光驅動電路122。圖7A所示像素電路121_1~121_6的任一者可以參照圖6所示像素電路121_1的相關說明加以類推,於此不再贅述。圖7A所示背光像素陣列721可以作為圖1所示背光像素陣列121、圖3所示背光像素陣列121以及(或是)圖4所示背光像素陣列121的實施範例。For another example, FIG. 7A is a schematic circuit diagram of a
在本實施例中,像素電路121_1與121_2可以同時耦接至掃描線G1、掃描線G2以及掃描線G3,像素電路121_3與121_4可以同時耦接至掃描線G4、掃描線G5以及掃描線G6,像素電路121_5與121_6可以同時耦接至掃描線G3n+1、掃描線G3n+2以及掃描線G3n+3。在本實施例中,像素電路121_1與121_5可以同時耦接至資料線DL1,像素電路121_3可以耦接至資料線DL2,像素電路121_2與121_6可以同時耦接至資料線DL3,像素電路121_4可以耦接至資料線DL4。其中資料線DL1~DL4可以傳送對應於相同或不同發光型態(例如紅、綠、藍或其他發光顏色)的資料(例如圖7B所示的資料DT),以控制像素電路121_1~121_6對應於顯示像素陣列(未繪示,可以參照圖1、圖3或是圖4所示實施例中的顯示像素陣列111)產生區域背光。則在本實施例中,藉由六個像素電路121_1~121_6分別耦接至九條掃描線G1~G6、G3n+1~G3n+3以及四條資料線DL1~DL4的耦接方式,可以達到背光像素陣列721與顯示像素陣列為1:6的對應方式。依照實際設計/應用,在其他實施例中也可以採用其他對應方式,本實施例並不設限。In this embodiment, the pixel circuits 121_1 and 121_2 can be coupled to the scan line G1, the scan line G2 and the scan line G3 at the same time, and the pixel circuits 121_3 and 121_4 can be coupled to the scan line G4, the scan line G5 and the scan line G6 at the same time, The pixel circuits 121_5 and 121_6 can be coupled to the scan
在一些實施例中,圖7A所示背光像素陣列721的動作波形示意圖可以參照圖7B。於圖7B所示實施例中,假設顯示裝置按時間依序收到影像幀FM1、影像幀FM2、影像幀FM3以及影像幀FM4。並假設顯示裝置欲採用高動態範圍模式來顯示影像幀FM1、FM3、FM4,以及採用標準動態範圍模式來顯示影像幀FM2。則在高動態範圍模式(顯示影像幀FM1、FM3或FM4)時,脈寬調變訊號PWM可以維持第一邏輯位準(例如為邏輯低位準),使像素電路121_1~121_n可以依據掃描線G1~G6、G3n+1~G3n+3依序被開啟。例如,當掃描線G1~G3依序由第一邏輯位準切換至第二邏輯位準(例如為高邏輯位準)時,圖7A所示像素電路121_1與121_2可以被開啟,以分別依據資料線DL1與DL3上傳遞的資料(例如圖7B所示資料DT)來產生具有發光亮度(lighting level)LL的影像化背光(局域調光),其他像素電路121_3~121_6可以依此類推。而在標準動態範圍模式(顯示影像幀FM2)時,脈寬調變訊號PWM可以由第一邏輯位準切換為第二邏輯位準,並控制其工作週期,使像素電路121_1~121_6可以同時依據脈寬調變訊號PWM來產生具有發光亮度LL的影像化背光(全域調光)。In some embodiments, the operation waveform diagram of the
舉例而言,圖8是依照本發明另一實施例的顯示裝置的驅動方法的流程示意圖。圖1所示顯示裝置100、圖3所示顯示裝置300以及(或是)圖4所示顯示裝置400可以參照圖8的相關說明加以類推。請同時參照圖1與圖8。於步驟S810中,積體電路131可以提供具有相同解析度的第一影像幀F1與第二影像幀F2分別給顯示驅動電路112以及背光驅動電路122。於步驟S820中,積體電路310(例如其中的時序控制器或圖形處理器)可以依據第一影像幀F1與第二影像幀F2的內容判斷是否為高動態範圍的格式。當判斷為高動態範圍格式時會進入步驟S830,當判斷為非高動態範圍(例如為標準動態範圍)格式時會進入步驟S850。於步驟S830中,背光模組120可以在高動態範圍模式下依據第二影像幀F2產生影像化背光IBL(局域調光)。以及於步驟S840中,積體電路131可以對第一影像幀F1進行影像處理,例如增強色彩飽和度、銳利度、面板色彩校正(Delta-ITP)等動作,以及顯示模組110可以依據經影像處理後的第一影像幀F1來顯示影像IMG。For example, FIG. 8 is a schematic flowchart of a driving method of a display device according to another embodiment of the present invention. The
於步驟S850中,顯示裝置100可以預先設定或由使用者設定背光模組120在標準動態範圍模式下所產生的影像化背光IBL的最大亮度。例如,假設顯示模組110所顯示的影像IMG的最大亮度為X,可以設定Y%為背光模組120在標準動態範圍模式下所產生的影像化背光IBL的最大亮度。例如,在一些實施例中,X可以為1000尼特(nits),Y可以為60,即表示背光模組120最高可以產生600尼特的影像化背光IBL。於步驟S860中,顯示裝置100可以預先設定或由使用者選擇是否依據標準動態範圍格式的第一影像幀F1與第二影像幀F2來模擬高動態範圍的視覺效果。當選擇使顯示裝置100操作於模擬高動態範圍模式時會進入步驟S870,當選擇使顯示裝置100維持操作於標準動態範圍模式時會進入步驟S890。In step S850 , the
於步驟S870中,背光模組120可以在模擬高動態範圍模式下依據第二影像幀F2產生影像化背光IBL(局域調光)。舉例而言,在一些實施例中,積體電路310(例如其中的時序控制器或圖形處理器)可以預先設定或由使用者設定對應於影像IMG的多個區域範圍,並計算各區域平均灰階值,以計算各區域所需補償的背光亮度。例如,在一些實施例中,假設背光模組120被設定在標準動態範圍模式下產生的影像化背光IBL的最大亮度為600尼特,且在模擬動態範圍模式下使用者設定為300尼特且區域平均灰階值為128階,則此時背光模組120所需補償的相對亮度為
尼特。在一些實施例中,當任一區域平均灰階值為255階時,可以設定影像化背光IBL的發光亮度等於預設或使用者設定的影像化背光IBL的最大亮度(例如為300尼特)。在一些實施例中,還可以預先設定或由使用者設定一個強度比例值,以增強實際影像呈現的對比度。例如,在一些實施例中,強度比例值可以設定為10%,則此時影像化背光IBL的最大亮度為
尼特。
In step S870 , the
於步驟S880中,積體電路131可以對第一影像幀F1進行影像處理(例如色彩精準度校正(Delta-E)),以及顯示模組110可以依據經影像處理後的第一影像幀F1來顯示影像IMG。在一些實施例中,也可以結合影像IMG與影像化背光IBL一起執行色彩精準度校正等動作,本實施例並不設限。於步驟S890中,背光模組120可以在標準動態範圍模式下依據脈寬調變訊號產生影像化背光IBL(全域調光)。於步驟S800中,積體電路131可以對第一影像幀F1進行影像處理(例如色彩精準度校正(Delta-E)),以及顯示模組110可以依據經影像處理後的第一影像幀F1來顯示影像IMG。In step S880, the
圖9是依照本發明再一實施例的背光模組920的電路示意圖。於圖9所示實施例中,背光模組920包括背光像素陣列721以及背光驅動電路122。圖9所示背光驅動電路122可以參照圖1所示背光驅動電路122、圖3所示背光驅動電路122或是圖4所示背光驅動電路122的相關說明,於此不再贅述。圖9所示背光像素陣列721可以參照圖7A所示背光像素陣列721的相關說明加以類推,於此不再贅述。與圖7A所示實施例不同之處在於,圖9所示背光模組920還可以包括一或多個切換電路(例如圖中的切換電路M1、切換電路M2、切換電路M3以及切換電路M4)。其中切換電路M1~M4的每一個可以具有共同端以分別耦接至背光像素陣列720中的多個資料線(例如圖中的資料線DL1~DL4)。切換電路M1~M4的每一個可以具有多個選擇端以一對一地耦接至背光驅動電路122的多個資料電壓輸出端(例如圖中的資料電壓輸出端DT1~DT24)。其中選擇端的數量及資料電壓輸出端DT1~DT24所傳送的資料可以依照實際設計/應用來決定,本實施例並不設限。圖9所示背光模組920可以作為圖1所示背光模組120、圖3所示背光模組120以及(或是)圖4所示背光模組120的實施範例。FIG. 9 is a schematic circuit diagram of a
例如,在本實施例中,以切換電路M1與M2為例。切換電路M1與M2的共同端可以分別耦接至資料線DL1與DL2,切換電路M1的選擇端可以一對一地耦接至資料電壓輸出端DT1~DT6,切換電路M2的選擇端可以一對一地耦接至資料電壓輸出端DT7~DT12。其中資料電壓輸出端DT1~DT12可以分別傳送對應於相同或不同的發光型態(例如紅、綠、藍或其他發光顏色)且連續或不連續的資料。例如,在一些實施例中,資料電壓輸出端DT1、DT4、DT7以及DT10可以分別傳送對應於發光型態為紅色的4筆連續資料,資料電壓輸出端DT2、DT5、DT8以及DT11可以分別傳送對應於發光型態為綠色的4筆連續資料,資料電壓輸出端DT3、DT6、DT9以及DT12可以分別傳送對應於發光型態為藍色的4筆連續資料。或者,在另一些實施例中,假設對應於發光型態為紅色的資料共有14筆連續資料,則資料電壓輸出端DT1與DT4可以分別傳送第一筆資料與第二筆資料,而資料電壓輸出端DT7與DT10可以分別傳送間隔4筆資料之後的第五筆資料與第六筆資料。其餘資料電壓輸出端與切換電路M3~M4的實施方式可以依此類推,於此不再贅述。如此一來,可以達到背光像素陣列721與顯示像素陣列為36:1或是更高比例的對應方式。For example, in this embodiment, the switching circuits M1 and M2 are taken as an example. The common terminals of the switching circuits M1 and M2 can be respectively coupled to the data lines DL1 and DL2, the selection terminals of the switching circuit M1 can be coupled to the data voltage output terminals DT1-DT6 in a one-to-one manner, and the selection terminals of the switching circuit M2 can be coupled to a pair of One ground is coupled to the data voltage output terminals DT7-DT12. The data voltage output terminals DT1 - DT12 can respectively transmit continuous or discontinuous data corresponding to the same or different light emitting patterns (such as red, green, blue or other light emitting colors). For example, in some embodiments, the data voltage output terminals DT1, DT4, DT7, and DT10 can respectively transmit 4 consecutive data corresponding to the red light-emitting type, and the data voltage output terminals DT2, DT5, DT8, and DT11 can respectively transmit corresponding For the 4 pieces of continuous data whose luminescence type is green, the data voltage output terminals DT3 , DT6 , DT9 and DT12 can respectively transmit 4 pieces of continuous data corresponding to the luminescence type of blue. Or, in some other embodiments, assuming that there are 14 consecutive data corresponding to the red data, the data voltage output terminals DT1 and DT4 can transmit the first data and the second data respectively, and the data voltage output The terminals DT7 and DT10 can respectively transmit the fifth data and the sixth data after an interval of 4 data. The rest of the implementations of the data voltage output terminals and the switching circuits M3 - M4 can be deduced in the same way, and will not be repeated here. In this way, a corresponding ratio of 36:1 or higher between the
綜上所述,本發明諸實施例所述的顯示裝置100、300以及400及其驅動方法,可以透過積體電路131提供具有相同解析度的第一影像幀F1與第二影像幀F2分別給顯示模組中的顯示驅動電路112以及背光模組中的背光驅動電路122。並透過顯示驅動電路112依據第一影像幀F1驅動顯示像素陣列以顯示影像IMG,以及透過背光驅動電路122依據第二影像幀F2驅動背光像素陣列以產生影像化背光IBL給顯示像素陣列。如此不僅可以減少電路板130的設計複雜度、元件數量及其面積大小,還可以透過控制顯示裝置100、300以及400操作於標準動態範圍模式、高動態範圍模式或是模擬高動態範圍模式,以依據不同的操作模式對應產生全域背光或局域背光來補償顯示影像IMG的亮度,進而呈現出多種不同的影像效果。To sum up, the
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,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。Although the present invention has been disclosed above with the embodiments, it is not intended to limit the present invention. Anyone with ordinary knowledge in the technical field may make some changes and modifications without departing from the spirit and scope of the present invention. The scope of protection of the present invention should be defined by the scope of the appended patent application.
100、300、400:顯示裝置
110、510:顯示模組
111、511:顯示像素陣列
112:顯示驅動電路
113:第一源極驅動器
114:第一時序控制內嵌驅動器
120、620、720、920:背光模組
121、621、721:背光像素陣列
121_1~121_6:像素電路
122:背光驅動電路
123:第二源極驅動器
124:第二時序控制內嵌驅動器
130:電路板
131:積體電路
132:時序控制器
133:縮放積體電路/圖形處理器
C1、Cst:電容
DL、DL1~DL4:資料線
DT:資料
DT1~DT24:資料電壓輸出端
F1、F2、FM1~FM4:影像幀
G1~G6、G3n+1、G3n+2、G3n+3、GL:掃描線
HDR:高動態範圍
IBL:影像化背光
IMG:影像
L1:發光元件
LC:液晶電容
LL:發光亮度
M1~M4:切換電路
PWM:脈寬調變訊號
S210~S250、S800~S890:步驟
SDR:標準動態範圍
T1、T2:開關
T3、T4:電晶體
Vcom:共用電壓
Vdd、Vss:電壓
Vref:參考電壓
100, 300, 400:
圖1是依照本發明一實施例的顯示裝置的電路方塊(circuit block)示意圖。 圖2是依照本發明一實施例的顯示裝置的驅動方法的流程示意圖。 圖3是依照本發明另一實施例的顯示裝置的電路方塊示意圖。 圖4是依照本發明再一實施例的顯示裝置的電路方塊示意圖。 圖5是依照本發明一實施例的顯示模組的電路示意圖。 圖6是依照本發明一實施例的背光模組的電路示意圖。 圖7A是依照本發明另一實施例的背光模組的電路示意圖。 圖7B是依照本發明一實施例說明圖7A所示背光模組的動作波形示意圖。 圖8是依照本發明另一實施例的顯示裝置的驅動方法的流程示意圖。 圖9是依照本發明再一實施例的背光模組的電路示意圖。 FIG. 1 is a schematic diagram of a circuit block of a display device according to an embodiment of the invention. FIG. 2 is a schematic flowchart of a driving method of a display device according to an embodiment of the invention. FIG. 3 is a schematic circuit block diagram of a display device according to another embodiment of the invention. FIG. 4 is a schematic circuit block diagram of a display device according to yet another embodiment of the present invention. FIG. 5 is a schematic circuit diagram of a display module according to an embodiment of the invention. FIG. 6 is a schematic circuit diagram of a backlight module according to an embodiment of the invention. FIG. 7A is a schematic circuit diagram of a backlight module according to another embodiment of the present invention. FIG. 7B is a schematic diagram illustrating operation waveforms of the backlight module shown in FIG. 7A according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic flowchart of a driving method of a display device according to another embodiment of the present invention. FIG. 9 is a schematic circuit diagram of a backlight module according to yet another embodiment of the present invention.
100:顯示裝置 100: display device
110:顯示模組 110: Display module
111:顯示像素陣列 111: display pixel array
112:顯示驅動電路 112: Display drive circuit
120:背光模組 120:Backlight module
121:背光像素陣列 121: backlight pixel array
122:背光驅動電路 122: Backlight drive circuit
130:電路板 130: circuit board
131:積體電路 131: Integrated circuit
F1:第一影像幀 F1: the first image frame
F2:第二影像幀 F2: Second image frame
IBL:影像化背光 IBL: Imaging Backlight
IMG:影像 IMG: Image
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