CN101206341B - 平面显示器及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种平面显示器，其特征在于所述平面显示器包含：一显示面板；一包含多个发光源的背光组件，所述多个发光源以一预定形式排列；及一耦接至所述显示面板及所述背光组件的驱动电路。所述驱动电路可操作以：接收一第一信号，并根据所述第一信号及所述多个发光源预定的排列形式决定一第二信号；使用所述第二信号控制所述多个发光源的发光；根据所述第二信号所控制发光源的发光结果决定一第三信号，并以所述第三信号驱动所述显示面板。根据本发明所揭示的背光组件及平面显示器，其可达到提升画质、省电、高动态对比及高色彩深度的效果。

Description

平面显示器及其驱动方法
技术领域
本发明涉及一种应用于平面显示器中的背光组件，尤其涉及一种具有所述背光组件的平面显示器及其驱动方法。
背景技术
现今信息庞杂及快速流通的环境中，作为人机界面的显示器也日趋重要。尤其是平面显示器，不但具有薄型化、轻量化的优点，更具有低耗电量、无辐射污染、且能与半导体工艺技术兼容等的特性。因此平面显示器的应用领域可谓相当广泛，例如消费性电子商品、个人移动电子产品、医疗设备、探勘设备等。
一般而言，人类的视觉对于光亮度的可辨识度约在5个等级(以每平方米的烛光取对数，即log cd/m2，作为区分亮度等级的单位)的变动范围内。目前常见的显示器，其亮度变动的范围多介于2至3个等级之间，因此其画质仍有相当的提升空间。
在具有背光组件的平面显示器中，为提高显示图像的像素分辨率，常见的设计为增加背光组件的发光强度(例如增加发光二极管的数目)，进而增加像素与亮度而提高画质。然而，增加发光二极管的数目的同时也增加了背光组件的成本，并且需要以更高的电量来驱动背光组件。随着高电源消耗而来的热量还需额外增加散热装置，例如风扇，来降低平面显示器的整体温度，导致成本进一步提高。
综上所述，现有平面显示器的像素分辨率仍不足、耗电且动态对比及色彩深度不足。需要提供一种具高画质、省电、高动态对比及高色彩深度的平面显示器。
发明内容
为解决现有技术中平面显示器像素分辨率不足、耗电且动态对比及色彩深度不足等问题，本发明提供一种高动态范围平面显示器及其驱动方法，其可提升画质、省电，并具有高动态对比及高色彩深度。
本发明的一实施例提供一种背光组件，其特征在于所述背光组件包含：多个发光源，所述多个发光源以一预定形式排列；及一驱动电路，耦接至所述多个发光源，用以接收一第一信号，并根据所述第一信号及所述多个发光源预定的排列形式决定一第二信号，及使用所述第二信号控制所述多个发光源的发光。
本发明的另一实施例提供一种平面显示器，其特征在于所述平面显示器包含：一显示面板；一背光组件，所述背光组件包含多个发光源，所述多个发光源以一预定形式排列；及一驱动电路，耦接至所述显示面板及所述背光组件，所述驱动电路可操作以：接收一第一信号，并根据所述第一信号及所述多个发光源预定的排列形式决定一第二信号；使用所述第二信号控制所述多个发光源的发光；根据所述第二信号所控制发光源的发光结果决定一第三信号，并以所述第三信号驱动所述显示面板。
本发明的另一实施例提供一种驱动一平面显示器的方法，其特征在于：所述平面显示器包含一显示面板及包含多个发光源的背光组件，所述多个发光源以一预定的形式排列，所述方法包含：接收一第一信号，并根据所述第一信号及所述多个发光源预定的排列形式决定一第二信号；使用所述第二信号控制所述多个发光源的发光；及根据所述第二信号所控制发光源的发光结果决定一第三信号，并以所述第三信号驱动所述显示面板。
根据本发明所提供的平面显示器具有下列优点：背光组件不需额外增加发光源的数目即可提供高等效像素，相比于一般显示器提高约3倍的像素分辨率，所以可提升画质，节省背光组件的成本；相比于一般显示器可节省30％至50％的电源消耗，具有低电源消耗的特性；因低电源消耗，所以显示器运作时不会产生高热，因此不需风扇或散热器等散热装置；提高动态对比(＞10,000∶1)；及增加色彩深度。
通过下文中参照附图，对本发明所作的描述和权利要求，本发明的其它目的和成就将显而易见，并可对本发明有全面的理解。
附图说明
图1A所示为本发明背光组件中发光源的排列的一具体实施例。
图1B所示为本发明背光组件中发光源的排列的另一具体实施例。
图1C所示为本发明背光组件中发光源的排列的另一具体实施例。
图2A所示为本发明背光组件中发光源的排列的一具体实施例。
图2B所示为本发明背光组件的发光源在图2A所示的排列下所提升的像素效果。
图2C所示为本发明背光组件的发光源在图2A所示的排列下，在预定周期的不同时段中控制背光组件多个发光源发光的一具体实施例。
图3所示为采用本发明的背光组件的平面显示器的示意图。
图4所示为用以驱动图3所示的平面显示器的流程图。
具体实施方式
以下通过本发明的数个实施例来详细说明本发明的技术方案。
在一实施例中，本发明的背光组件包含多个发光源，而所述多个发光源以一预定的形式排列。如图1A所示，背光组件110具有多个发光源，其可以是不同颜色的发光二极管，例如红光二极管(以符号R表示)、绿光二极管(以符号G表示)以及蓝光二极管(以符号B表示)。在此实施例中，R、G、B三种不同颜色的发光源以方形阵列的形式排列。
请参考图1B，图1B所示的背光组件120中发光源的排列为本发明的另一具体实施例，其中背光组件120具有多个发光源，其可以是不同颜色的发光二极管，例如红光二极管
(以符号R表示)、绿光二极管(以符号G表示)以及蓝光二极管(以符号B表示)。在此实施例中，R、G、B三种不同颜色的发光源以三角形阵列的形式排列。
请参考图1C，图1C所示的背光组件130中发光源的排列为本发明的另一具体实施例。背光组件130具有多个发光源，其可以是不同颜色的发光二极管，例如白光二极管(以符号W表示)、红光二极管(以符号R表示)、绿光二极管(以符号G表示)以及蓝光二极管(以符号B表示)。在此实施例中，W、R、G、B四种不同颜色的发光源以方形阵列的形式排列。
请参考图2A，图2A所示的背光组件200是根据图1A的背光组件110中发光源的形式排列。在本实施例中，为便于说明，仅于图2A的背光组件200中显示9个物理单元区域210。物理单元区域210可由4个发光源所组成，在此实施例中可由2个绿色发光源、1个红色发光源以及1个蓝色发光源所组合而成，但不限于此种组合方式。每个物理单元区域210具有一白单元中心211，即像素位置。由图2A所示的背光组件200中可看出共有9个像素可用以呈现图像。然而，在应用本发明所揭示的方法后，其显示的像素可提升至25个像素，即如图2B所示的背光组件200′。在图2B中，由几何位置的关系可以推得的物理单元区域210′实际上可具有25个白单元中心211′以作为显示图像用的像素，即25个可利用像素。
请参考图2C，其为根据图2A所示的背光组件来说明控制不同发光源以在给定数目(在此实施例中为9个)的物理单元区域中获得较大可利用像素(在此实施例中为25个)的示意图。在本实施例中，为便于说明，可将一预定周期T划分为4个时段，但不限于此划分方式，还可为2、3、5等个时段的划分方式，但所划分的时段不大于人类视觉暂留的最小时间。如图2C所示，在第一个时段T/4，依输入的特定信号控制全部发光源发光，因此在9个物理单元区域中获得9个可利用像素；在第二个时段T/2，仅依输入的特定信号控制组成虚线围绕部分的物理单元区域的发光源发光，从而获得6个可利用像素；在第三个时段3T/4，仅依输入的特定信号控制组成虚线围绕部分的物理单元区域的发光源发光，从而获得4个可利用像素；在第四个时段T，仅依输入的特定信号控制组成虚线围绕部分的物理单元区域的发光源发光，从而获得6个可利用像素。本实施例中，根据以预定形式排列发光源的背光组件，可在一个预定周期内，以上述控制方式获得25个可利用像素，从而达成提升画质、省电、高动态对比及高色彩深度的效果。
请参考图3，图3所示的平面显示器300为本发明一具体实施例。平面显示器300主要包括背光组件310、显示面板320(如液晶显示面板)以及驱动电路330。在此实施例中，背光组件310的发光源可依照图1A、1B或1C的形式排列，但不仅限于所述排列方式。本实施例中，驱动电路330分别电连接至显示面板320及背光组件310，并接收一输入信号510(如一视频信号或图像信号)。驱动电路330根据所述输入信号510以及背光组件310多个发光源的排列方式可决定发光源控制信号520，并利用所述发光源控制信号520控制所述多个发光源的发光。驱动电路330并根据所述发光源控制信号520所控制发光源的发光结果决定一显示面板控制信号530，用以驱动所述显示面板320。
如图3所示，在本发明的另一实施例中，所述发光源控制信号520可包含N个发光源控制子信号(图中未示)，其中N为大于1的自然数(如图2C中，N即为4)，且所述N个发光源控制子信号是将所述输入信号510根据所述多个发光源预定的排列形式中的不同区域区分所得。在此实施例中，可基于输入信号(例如图像信号)的平均值、峰值或灰度级平均值等来决定发光源控制子信号，其为2至8位的数字信号，用以控制发光源所发出光的亮度值。驱动电路330依序分别使用N个发光源控制子信号控制所述多个发光源的发光(例如，控制光输出强度)。所述显示面板控制信号530包含分别根据所述N个发光源控制子信号所控制发光源的发光结果计算产生N个显示面板控制子信号，用以依序驱动所述显示面板320。
在本发明的另一实施例中，驱动电路330依序分别使用N个发光源控制子信号控制所述多个发光源的发光。所述显示面板控制信号530包含分别根据所述N个发光源控制子信号所控制发光源的发光结果计算产生N个显示面板控制子信号，但在此实施例中，所述N个显示面板控制子信号是在加权后才用以驱动显示面板320。
在本发明的另一实施例中，驱动电路330使用一将所述N个发光源控制子信号加权后的信号控制所述多个发光源的发光。所述显示面板控制信号530是根据将所述N个发光源控制子信号加权后的信号所控制发光源的发光结果计算产生，并用以驱动显示面板320。
图4所示的驱动方法400为本发明的一具体实施例，其可以下列步骤驱动如图3所示的平面显示器300。
步骤401：接收一输入信号，并根据所述输入信号及所述多个发光源预定的排列形式决定一发光源控制信号；
步骤402：使用所述发光源控制信号控制所述多个发光源的发光；
步骤403：根据所述发光源控制信号所控制发光源的发光结果决定一组或多组显示面板控制信号，并以所述显示面板控制信号驱动所述显示面板。综上所述，应用本发明所提供的背光模组或平面显示器至少具有以下优点：首先，背光组件不需额外增加发光源(例如发光二极管)的数目即可提供高等效像素(与一般显示器相比提高约3倍的像素分辨率)，所以可提升画质，节省背光组件的成本；其次，与一般显示器相比可节省30％至50％的电源消耗，具有低电源消耗的特性；再者，因低电源消耗，所以显示器运作时不会产生高热，因此不需风扇或散热器等散热装置；此外，由于可提供高等效像素，因此动态对比相对提高(＞10,000∶1)，同时增加色彩深度。
虽然本发明的技术内容与特征如上所述，然而，所属领域的技术人员仍可在不脱离本发明的教示与揭示内容的情况下进行许多变化与修改。因此，本发明的范围并非限定于已揭示的实施例，而包含不脱离本发明的其它变化与修改，其如所附权利要求书所涵盖的范围。

Claims (25)

1.一种驱动一平面显示器的方法，其特征在于：
所述平面显示器包含一显示面板及包含多个发光源的背光组件，所述多个发光源以一预定的形式排列，所述方法包含：
接收一第一信号，并根据所述第一信号及所述多个发光源预定的排列形式决定一第二信号；
使用所述第二信号控制所述多个发光源的发光；及
根据所述第二信号所控制发光源的发光结果决定一第三信号，并以所述第三信号驱动所述显示面板；
其中，所述第二信号包含N个第一子信号，其中N为大于1的自然数，且所述N个第一子信号是将所述第一信号根据所述多个发光源预定的排列形式中的不同区域区分所得。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述显示面板为一液晶显示面板。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述多个发光源包含不同颜色的发光二极管或白光发光二极管。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一信号为一视频信号。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包含依序分别使用所述N个第一子信号控制所述多个发光源的发光。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述第三信号包含分别根据所述N个第一子信号计算所产生的N个第二子信号。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于进一步包含依序分别使用所述N个第二子信号驱动所述显示面板。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于进一步包含使用一将所述N个第二子信号加权后的信号驱动所述显示面板。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于使用一将所述N个第一子信号加权后的信号控制所述多个发光源的发光。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于根据使用将所述N个第一子信号加权后的信号控制所述多个发光源的发光结果决定所述第三信号。
11.一种平面显示器，其特征在于所述平面显示器包含：
一显示面板；
一背光组件，所述背光组件包含多个发光源，所述多个发光源以一预定形式排列；及
一驱动电路，耦接至所述显示面板及所述背光组件，其可操作以：
接收一第一信号，并根据所述第一信号及所述多个发光源预定的排列形式决定一第二信号；
使用所述第二信号控制所述多个发光源的发光；
根据所述第二信号所控制发光源的发光结果决定一第三信号，并以所述第三信号驱动所述显示面板；
其中，所述第二信号包含N个第一子信号，其中N为大于1的自然数，且所述N个第一子信号是将所述第一信号根据所述多个发光源预定的排列形式中的不同区域区分所得。
12.如权利要求11所述的平面显示器，其特征在于所述显示面板为一液晶显示面板。
13.如权利要求11所述的平面显示器，其特征在于所述多个发光源包含不同颜色的发光二极管或白光发光二极管。
14.如权利要求11所述的平面显示器，其特征在于所述第一信号为一视频信号。
15.如权利要求11所述的平面显示器，其特征在于进一步包含依序分别使用所述N个第一子信号控制所述多个发光源的发光。
16.如权利要求15所述的平面显示器，其特征在于所述第三信号包含分别根据所述N个第一子信号计算所产生的N个第二子信号。
17.如权利要求16所述的平面显示器，其特征在于进一步包含依序分别使用所述N个第二子信号驱动所述显示面板。
18.如权利要求11所述的平面显示器，其特征在于使用一将所述N个第一子信号加权后的信号控制所述多个发光源的发光。
19.如权利要求16所述的平面显示器，其特征在于使用一将所述N个第二子信号加权后的信号驱动所述显示面板。
20.如权利要求18所述的平面显示器，其特征在于根据使用将所述N个第一子信号加权后的信号控制所述多个发光源的发光结果决定所述第三信号。
21.一种背光组件，其特征在于所述背光组件包含：
多个发光源，所述多个发光源以一预定形式排列；及
一驱动电路，耦接至所述多个发光源，用以接收一第一信号，并根据所述第一信号及所述多个发光源预定的排列形式决定一第二信号，及使用所述第二信号控制所述多个发光源的发光；
其中，所述第二信号包含N个第一子信号，其中N为大于1的自然数，且所述N个第一子信号是将所述第一信号根据所述多个发光源预定的排列形式中的不同区域区分所得。
22.如权利要求21所述的背光组件，其特征在于所述多个发光源包含不同颜色的发光二极管。
23.如权利要求21所述的背光组件，其特征在于所述第一信号为一视频信号。
24.如权利要求21所述的背光组件，其特征在于进一步包含依序分别使用所述N个第一子信号控制所述多个发光源的发光。
25.如权利要求21所述的背光组件，其特征在于使用一将所述N个第一子信号加权后的信号控制所述多个发光源的发光。
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