TWI424417B - 顯示裝置及其背光控制方法 - Google Patents

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Description

顯示裝置及其背光控制方法
本發明關於一種顯示裝置，尤指一種顯示裝置之背光時序的控制裝置及其方法。
目前市面上以發光二極體(light emitting diode,LED)作為背光模組的液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)大多應用於筆記型電腦。請參閱第1圖，第1圖為習知液晶顯示器1的功能方塊圖。如第1圖所示，面板電源20與資料訊號22皆由外部經由接收介面10輸入至時序控制模組12。在經過處理、轉換後，時序控制模組12會輸出面板14的驅動單元(source/gate driver)140可讀取的資料與控制訊號24至驅動單元140，以驅動面板14。此外，LED背光電源26與LED背光控制訊號28亦由外部經由接收介面10輸入至LED背光驅動單元16，使供給LED背光模組18之電壓30與迴授電流32得以受到控制。一般而言，LED背光控制訊號28包含脈寬調變(pulse width modulation,PWM)訊號280與致能(enable)訊號282。PWM訊號280用以控制LED背光模組18的亮度，而致能訊號282則用以控制LED背光模組18的開關。以往LED背光驅動單元16係直接受控於LED背光控制訊號28，在電源啟動瞬間，如果LED背光控制訊號28出現雜訊或未按照時序啟動，則面板14將有可能出現閃白畫面或開機雜訊等意外狀況。
請參閱第2圖，第2圖為理想狀況與異常狀況的背光啟動時序圖。如第2圖所示，理想狀況為一般面板最建議之開關機時序。當面板電源20供應至面板14後，經過時間t0-t2，讓時序控制模組12到達穩態而正常工作後，再輸入資料訊號22。經過時間t2-t3後，資料訊號22到達穩態，再輸入電壓30，以避免LED背光模組18在開啟瞬間顯示不穩定的畫面。反之，關機時則需在進入時間t4前關閉LED背光模組18，以避免產生關機雜訊。
然而，如果由外部輸入的LED背光控制訊號28有異常狀況發生，將會造成面板14在開關機瞬間有非期望之隨機雜訊產生。如第2圖所示，致能訊號282用以控制LED背光驅動單元16是否工作，例如高電平(high)則動作，低電平(low)則不動作；PWM訊號280用以控制LED背光驅動單元16的輸出電流，藉以調整LED背光模組18的明亮度，例如時間t_on與時間t_off的和為一定值，時間t_on愈大，LED背光驅動單元16的輸出電流就愈大，則LED背光模組18就愈亮；電壓30'則表示異常狀況發生時，LED背光驅動單元16輸出至LED背光模組18的電壓變化，例如高電平則LED亮，低電平則LED暗。
在電源開啟瞬間，假設LED背光驅動單元16的電源已達穩態，致能訊號282在時間t0-t1之間出現一暫態突波訊號，且此時PWM訊號280已開始動作，則LED背光驅動單元16將於區間a中輸出電壓至LED背光模組18，以點亮背光。在區間a之後，由於致能訊號282被拉低，LED背光驅動單元16即停止輸出電壓，使得背光熄滅。在區間b中(即時間t1-t2)，致能訊號282再次被拉高，使得背光點亮。需注意的是，在區間b中的時間t2-t3時，資料訊號22可能尚未到達穩態，面板14將會輸出一雜訊畫面。由於此時背光已被點亮，則面板14將會清楚地顯示雜訊畫面。在時間t3之後，致能訊號282再次被拉低，則背光再次熄滅。
在電源關閉時(即時間t4後)，背光在理想狀態中應該要熄滅，但因致能訊號282與PWM訊號280持續動作，如果LED背光驅動單元16尚可動作，則有可能因時間t4-t5內的資料訊號22不穩定而顯示雜訊，並於時間t5-t6中出現白畫面(假設面板14在無資料訊號時會顯示白畫面)。
因此，本發明的目的之一在於提供一種顯示裝置及其背光控制方法，使背光控制訊號(例如致能訊號及/或PWM訊號)的時序得以受到控制，以解決上述問題。
根據一實施例，本發明之顯示裝置包含一面板、一接收介面、一時序控制模組、一背光模組與一背光驅動單元。時序控制模組電連接於接收介面與面板，背光驅動單元則電連接於接收介面、時序控制模組與背光模組。接收介面接收一第一資料訊號與一第一背光控制訊號，第一背光控制訊號具有一第一時序。時序控制模組將第一資料訊號轉換為一第二資料訊號，且將第二資料訊號輸出至面板。此外，時序控制模組根據第二資料訊號，將第一背光控制訊號轉換為一第二背光控制訊號，且輸出第二背光控制訊號，第二背光控制訊號具有一與第一時序相異之第二時序。背光驅動單元從時序控制模組接收第二背光控制訊號，且受第二背光控制訊號控制而輸出一輸出電壓訊號至背光模組。
根據另一實施例，本發明之背光控制方法下列步驟：接收一第一資料訊號與一第一背光控制訊號，第一背光控制訊號具有一第一時序；將第一資料訊號轉換為一第二資料訊號，且將第二資料訊號輸出至一面板；根據第二資料訊號，將第一背光控制訊號轉換為一第二背光控制訊號，且輸出第二背光控制訊號，第二背光控制訊號具有一與第一時序相異之第二時序；與根據第二背光控制訊號，輸出一輸出電壓訊號至一背光模組。
關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。
請參閱第3圖，第3圖為根據本發明一實施例之顯示裝置4的功能方塊圖。如第3圖所示，顯示裝置4包含一面板40、一接收介面42、一時序控制模組44、一背光模組46與一背光驅動單元48。時序控制模組44電連接於接收介面42與面板40，背光驅動單元48則電連接於接收介面42、時序控制模組44與背光模組46。於實際應用中，顯示裝置4可為一液晶顯示器，面板40可為一液晶面板，且背光模組46可為一LED背光模組，但不以此為限。
接收介面42由外部接收一第一輸入電壓訊號50與一第二輸入電壓訊號52，將第一輸入電壓訊號50提供給背光驅動單元48，且將第二輸入電壓訊號52提供給時序控制模組44。此外，接收介面42亦由外部接收一第一資料訊號54與一第一背光控制訊號56，其中第一背光控制訊號56具有一第一時序。於此實施例中，第一背光控制訊號56包含一PWM訊號560與一致能訊號562。PWM訊號560用以控制背光模組46的亮度，而致能訊號562則用以控制背光模組46的開關。PWM訊號560與致能訊號562分別具有一第一時序。
時序控制模組44受第二輸入電壓訊號52驅動，將第一資料訊號54轉換為一第二資料訊號58，且將第二資料訊號58輸出至面板40。此外，時序控制模組44會根據第二資料訊號58，將第一背光控制訊號56轉換為一第二背光控制訊號60，且輸出第二背光控制訊號60至背光驅動單元48，其中第二背光控制訊號60具有一與上述第一時序相異之第二時序。如前所述，第一背光控制訊號56包含PWM訊號560與致能訊號562，則經過時序控制模組44轉換後的第二背光控制訊號60亦包含PWM訊號600與致能訊號602，且PWM訊號600與致能訊號602分別具有一第二時序。
背光驅動單元48從時序控制模組44接收第二背光控制訊號60，且受第二背光控制訊號60控制而輸出一輸出電壓訊號62至背光模組46，以點亮背光模組46。此外，背光模組46亦會輸出一迴授電流64至背光驅動單元48，背光驅動單元48即根據迴授電流64控制背光模組46的發光亮度更為均勻。
請參閱第4圖，第4圖為第3圖中時序控制模組44的功能方塊圖。如第4圖所示，時序控制模組44包含一第一接收單元440、一處理單元442、一傳送單元444、一控制單元446、一第二接收單元448、一邏輯判斷單元450與一訊號再生單元452。第一接收單元440電連接於接收介面42，處理單元442電連接於第一接收單元440，傳送單元444電連接於處理單元442與面板40，控制單元446電連接於處理單元442與面板40，第二接收單元448電連接於接收介面42，邏輯判斷單元450電連接於控制單元446與第二接收單元448，且訊號再生單元452電連接於邏輯判斷單元450與背光驅動單元48。
第一接收單元440從接收介面42接收第一資料訊號54，並且將第一資料訊號54傳送至處理單元442。處理單元442將第一資料訊號54重新整理並且轉換為符合面板40可判讀格式的第二資料訊號58，再將第二資料訊號58傳送至傳送單元444與控制單元446。傳送單元444則將第二資料訊號58輸出至面板40。此外，控制單元446根據第二資料訊號58，輸出面板40所需之控制訊號66，例如啟動脈衝訊號(start pulse,STH)、閂鎖脈衝訊號(latch pulse,LP)、負載點訊號(point of load,POL)、圖像的影像透視器訊號(see through vision,STV)、輸出致能訊號(output enable,OE)等。
另一方面，第二接收單元448從接收介面42接收第一背光控制訊號56，並且將第一背光控制訊號56傳送至邏輯判斷單元450。此時，邏輯判斷單元450會先判斷第二資料訊號58是否已輸出至面板40或是否已結束。當第二資料訊號58已輸出至面板40或已結束，訊號再生單元452會將第一背光控制訊號56轉換為第二背光控制訊號60，並且將第二背光控制訊號60輸出至背光驅動單元48。
請一併參閱第3圖、第4圖與第5圖，第5圖為本發明的背光控制時序圖。如第5圖所示，調整前的PWM訊號560與致能訊號562分別具有一異常的時序。在電源開啟瞬間(即時間t0)，假設背先驅動單元48的電源已達穩態，致能訊號562在時間t0-t1之間出現一暫態突波訊號，且此時PWM訊號560已開始動作，則背光驅動單元48將於區間a中輸出電壓訊號62至背光模組46，以點亮背光。在區間a之後，由於致能訊號562被拉低，背光驅動單元48即停止輸出電壓，使得背光熄滅。在區間b中的時間t1-t2時，致能訊號562再次被拉高，使得背光點亮。需注意的是，在區間b中的時間t2-t3時，資料訊號58可能尚未到達穩態，面板40將會輸出一雜訊畫面。由於此時背光已被點亮，則面板40將會清楚地顯示雜訊畫面。
一般而言，當第二輸入電壓訊號52供應至面板40後，需經過時間t0-t2，讓時序控制模組44到達穩態而正常工作後，再輸入資料訊號58。為了避免上述情況發生，經過時間t2-t3後，資料訊號58到達穩態，背光驅動單元48才輸出電壓至背光模組46，以避免背光模組46在開啟瞬間顯示不穩定的畫面。
在一實施例中，本發明可設定在傳送單元444將第二資料訊號58輸出至面板40後，邏輯判斷單元450經一第一預定時間判斷第二資料訊號58已輸出至面板40，並輸出一控制訊號至訊號再生單元452，以控制訊號再生單元452將PWM訊號560與致能訊號562之時序調整為如第5圖所示的調整後時序。於此實施例中，上述的第一預定時間即為第5圖中的時間t2-t3。因此，背光驅動單元48受調整後的PWM訊號560與致能訊號562控制而輸出一輸出電壓訊號62至背光模組46，以在時間t3點亮背光模組46。由於資料訊號58在時間t3已到達穩態，所以面板40不會有雜訊畫面產生。
在另一實施例中，本發明亦可設定在時序控制模組44接收第二輸入電壓訊號52後，邏輯判斷單元450經一第二預定時間判斷第二資料訊號58已輸出至面板40，並輸出一控制訊號至訊號再生單元452，以控制訊號再生單元452將PWM訊號560與致能訊號562之時序調整為如第5圖所示的調整後時序。於此實施例中，上述的第二預定時間即為第5圖中的時間t0-t3。
在另一實施例中，本發明亦可設定在時序控制模組44接收第二輸入電壓訊號52且到達穩態後，邏輯判斷單元450經一第三預定時間判斷第二資料訊號58已輸出至面板40，並輸出一控制訊號至訊號再生單元452，以控制訊號再生單元452將PWM訊號560與致能訊號562之時序調整為如第5圖所示的調整後時序。於此實施例中，上述的第三預定時間即為第5圖中的時間t1-t3。
另一方面，關機時則需在時間t4後關閉背光模組46，以避免產生關機雜訊。由於第二資料訊號58結束前的時間t4-t5無法得知，因此本發明可設定在第二資料訊號58結束時(即時間t5)，時序控制模組44強制將PWM訊號560與致能訊號562拉低，以關閉背光模組46。藉此，即可避免產生關機雜訊。
請參閱第6圖，第6圖為根據本發明一實施例之背光控制方法的流程圖。請一併參閱第3圖與第4圖，在顯示裝置4開機時，本發明的背光控制方法包含下列步驟：步驟S100：開機；步驟S102：接收第一資料訊號54與第一背光控制訊號56；步驟S104：將第一資料訊號54轉換為第二資料訊號58，且將第二資料訊號58輸出至面板40；步驟S106：判斷第二資料訊號58是否已輸出至面板40，若是，則執行步驟S108，若否，則執行步驟S102，持續接收第一資料訊號54與第一背光控制訊號56；步驟S108：將第一背光控制訊號56轉換為第二背光控制訊號60，且輸出第二背光控制訊號60；步驟S110：根據第二背光控制訊號60，輸出一輸出電壓訊號62至背光模組46；與步驟S112：背光模組46啟動。
請參閱第7圖，第7圖為根據本發明另一實施例之背光控制方法的流程圖。請一併參閱第3圖與第4圖，在顯示裝置4準備關機時，本發明的背光控制方法包含下列步驟：步驟S200：準備關機；步驟S202：接收第一資料訊號54與第一背光控制訊號56；步驟S204：將第一資料訊號54轉換為第二資料訊號58，且將第二資料訊號58輸出至面板40；步驟S206：判斷第二資料訊號58是否已結束，若是，則執行步驟S208，若否，則執行步驟S202，持續接收第一資料訊號54與第一背光控制訊號56；步驟S208：將第一背光控制訊號56轉換為第二背光控制訊號60，且輸出第二背光控制訊號60；步驟S210：根據第二背光控制訊號60，停止輸出一輸出電壓訊號62至背光模組46；與步驟S212：背光模組46關閉。
此外，本發明更可在時序控制模組44將第一背光控制訊號56轉換為第二背光控制訊號60時，選擇性地改變其輸出模式，例如頻率、振幅等。
需說明的是，本發明可同時調整PWM訊號與致能訊號之時序或者僅調整兩者的其中之一的時序，以避免產生開機或關機雜訊。換言之，只要PWM訊號與致能訊號兩者的其中之一的電平在時間t3時被拉高或在時間t5時拉低，即可避免產生開機或關機雜訊。如果無法得知PWM訊號與致能訊號何者會先輸入時序控制模組44，則時序控制模組44必須對PWM訊號與致能訊號同時進行上述調整機制。
相較於先前技術，本發明之PWM訊號與致能訊號不再直接輸入背光控制單元，而是先輸入時序控制模組做判斷與調整。時序控制模組中的邏輯判斷單元判斷背光模組應啟動或關閉的最佳時間與PWM訊號之最佳工作週期比(duty ratio)與頻率，再由訊號再生單元重新產生PWM訊號與致能訊號，並將其輸出至背光控制單元。藉此，背光模組在資料訊號穩定之後才會啟動，以避免開機雜訊。再者，背光模組在資料訊號已結束並準備進入關機程序時才會關閉，亦即使背光模組在資料訊號結束後瞬間關閉，以避免關機雜訊。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
1．．．液晶顯示器
4．．．顯示裝置
10、42．．．接收介面
12、44．．．時序控制模組
14、40．．．面板
16、48．．．背光驅動單元
18、46．．．背光模組
20．．．面板電源
22、54、58．．．資料訊號
24．．．資料/控制訊號
26．．．背光電源
28、56、60．．．背光控制訊號
30、30'、52、50、62．．．電壓
32、64．．．迴授電流
66．．．控制訊號
140．．．驅動單元
280、560、600．．．PWM訊號
282、562、602．．．致能訊號
440、448．．．接收單元
442．．．處理單元
444．．．傳送單元
446．．．控制單元
450．．．邏輯判斷單元
452．．．訊號再生單元
t0-t6、t_on、t_off．．．時間
a、b．．．區間
S100-S112、S200-S212．．．步驟
第1圖為習知液晶顯示器的功能方塊圖。
第2圖為理想狀況與異常狀況的背光啟動時序圖。
第3圖為根據本發明一實施例之顯示裝置的功能方塊圖。
第4圖為第3圖中時序控制模組的功能方塊圖。
第5圖為本發明的背光控制時序圖。
第6圖為根據本發明一實施例之背光控制方法的流程圖。
第7圖為根據本發明另一實施例之背光控制方法的流程圖。
4‧‧‧顯示裝置
40‧‧‧面板
42‧‧‧接收介面
44‧‧‧時序控制模組
46‧‧‧背光模組
48‧‧‧背光驅動單元
50、52、62‧‧‧電壓
54、58‧‧‧資料訊號
56、60‧‧‧背光控制訊號
64‧‧‧迴授電流
560、600‧‧‧PWM訊號
562、602‧‧‧致能訊號

Claims (12)

  1. 一種顯示裝置，其包含：一面板；一接收介面，接收一第一資料訊號與一第一背光控制訊號，該第一背光控制訊號具有一第一時序；一時序控制模組，包含：一第一接收單元，電連接於該接收介面，該第一接收單元接收該第一資料訊號；一處理單元，電連接於該第一接收單元，該處理單元將該第一資料訊號轉換為一第二資料訊號；一傳送單元，電連接於該處理單元與該面板，該傳送單元將該第二資料訊號輸出至該面板；一控制單元，電連接於該處理單元與該面板，該控制單元根據該第二資料訊號，輸出該面板所需之控制訊號；一第二接收單元，電連接於該接收介面，該第二接收單元接收該第一背光控制訊號；一邏輯判斷單元，電連接於該控制單元與該第二接收單元，該邏輯判斷單元判斷該第二資料訊號是否已輸出至該面板或是否已結束；與一訊號再生單元，電連接於該邏輯判斷單元，當該第二資料訊號已輸出至該面板或已結束，該訊號再生單元將該第一背光控制訊號轉換為一第二背光控制訊號且輸出該第二背光控制 訊號，該第二背光控制訊號具有一與該第一時序相異之第二時序；一背光模組；與一背光驅動單元，電連接於該接收介面、該時序控制模組與該背光模組，該背光驅動單元從該時序控制模組接收該第二背光控制訊號，且受該第二背光控制訊號控制而輸出一輸出電壓訊號至該背光模組。
  2. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該接收介面另接收一第一輸入電壓訊號，且將該第一輸入電壓訊號提供給該背光驅動單元。
  3. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該第一背光控制訊號包含一脈寬調變訊號與一致能訊號中的至少其一。
  4. 如請求項1所述之顯示裝置，其中當該傳送單元將該第二資料訊號輸出至該面板後，該邏輯判斷單元經一第一預定時間判斷該第二資料訊號已輸出至該面板。
  5. 如請求項1所述之顯示裝置，其中該接收介面另接收一第二輸入電壓訊號，且將該第二輸入電壓訊號提供給該時序控制模組。
  6. 如請求項5所述之顯示裝置，其中當該時序控制模組接收該第二輸入電壓訊號後，該邏輯判斷單元經一第二預定時間判斷該 第二資料訊號已輸出至該面板。
  7. 如請求項5所述之顯示裝置，其中當該時序控制模組接收該第二輸入電壓訊號且到達穩態後，該邏輯判斷單元經一第三預定時間判斷該第二資料訊號已輸出至該面板。
  8. 一種背光控制方法，其包含：接收一第一資料訊號與一第一背光控制訊號，該第一背光控制訊號具有一第一時序；將該第一資料訊號轉換為一第二資料訊號，且將該第二資料訊號輸出至一面板；判斷該第二資料訊號是否已輸出至該面板或是否已結束；當該第二資料訊號已輸出至該面板或已結束，將該第一背光控制訊號轉換為一第二背光控制訊號，該第二背光控制訊號具有一與該第一時序相異之第二時序；與根據該第二背光控制訊號，輸出一輸出電壓訊號至一背光模組。
  9. 如請求項8所述之背光控制方法，其中該第一背光控制訊號包含一脈寬調變訊號與一致能訊號中的至少其一。
  10. 如請求項8所述之背光控制方法，更包含：根據該第二資料訊號，輸出該面板所需之控制訊號。
  11. 如請求項8所述之背光控制方法，其中判斷該第二資料訊號是否已輸出至該面板的步驟包含：在該第二資料訊號輸出至該面板後，經一第一預定時間判斷該第二資料訊號已輸出至該面板。
  12. 如請求項8所述之背光控制方法，其中判斷該第二資料訊號是否已輸出至該面板的步驟包含：接收一第二輸入電壓訊號；與在接收該第二輸入電壓訊號後，經一第二預定時間判斷該第二資料訊號已輸出至該面板。
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