TWI506612B - 背光模組、顯示器系統以及背光模組的驅動方法 - Google Patents

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Description

背光模組、顯示器系統以及背光模組的驅動方法
本發明是有關於顯示技術領域，且特別是有關於背光模組、顯示器系統以及背光模組的驅動方法。
按，為了滿足人們更豐富的視覺感受，影像顯示市場逐漸由二維影像轉換至三維影像顯示，使得影像顯示的過程及系統架構與過去大為不同。目前快門式顯示三維影像的方法多為240Hz顯示器顯示左右眼影像，左右眼影像分別在不同時間被人的左右眼接收，達到人腦合成立體畫面的效果。理想上，左眼影像不該被右眼看見、且右眼影像不該被左眼看見，因此可透過訊號插黑及背光源的開關搭配左右眼鏡片開啟時間，減少看見不該看見的影像，改善訊號串擾(crosstalk)問題。
然而，由於240Hz顯示器的成本相對較高，而相對較低更新頻率(fresh rate)的顯示器例如120Hz顯示器少了可做訊號插黑的時間，如此會導致訊號串擾變得非常嚴重。因此，如何使較低更新頻率的顯示器達到240Hz及以上顯示器的畫面品質係為發展本案的目的之一。
本發明的目的之一是提供一種背光模組，以降低訊號串擾程度進而達成較佳畫面品質。
本發明的再一目的是提供一種顯示器系統，以降低訊號串擾程度進而達成較佳畫面品質。
本發明的又一目的是提供一種背光模組的驅動方法，以降低訊號串擾串擾進而達成較佳畫面品質。
具體地，本發明實施例提出的一種背光模組適用於播放多個影像幀以形成畫面的顯示器中。在此，背光模組包括多個發光單元、以及驅動電路。這些發光單元沿著第一方向排列。驅動電路電性耦接至這些發光單元並依序驅動這些發光單元開始發光；且驅動電路在驅動這些發光單元時，使在用以照明這些影像幀中的目前影像幀的發光單元中第一個被點亮者的發光時間，部分在目前影像幀的畫面驅動時間內，另部分則在緊接於目前影像幀後的接續影像幀的畫面驅動時間內。
在本發明的實施例中，驅動電路驅動這些發光單元的順序可設置為與這些發光單元所分別照明的顯示器中的對應區域在目前影像幀內被掃描的順序相同；這些發光單元中第一個被點亮者所照明的顯示器之區域例如包含顯示器最上方之區域；驅動電路可配置為沿著第一方向依序驅動這些發光單元，或者沿著第一方向的相反方向依序驅動這些發光單元。
本發明實施例提出的一種顯示器系統包括顯示面板以及背光模組。其中，顯示面板具有多個畫素組，且這些畫素組被依序驅動以播放影像幀。背光模組包括多個發光單元、以及驅動電路；這些發光單元沿著第一方向排列，且每一發光單元對應照明這些畫素組中的一部分；驅動電路電性耦接至這些發光單元並依序驅動這些發光單元開始發光；且驅動電路在驅動這些發光單元時，使在用以照明影像幀的發光單元中第一個被點亮者的發光時間，部分在影像幀的畫面驅動時間內，另部分則在緊接於影像幀後的接續影像幀的畫面驅動時間內。
在本發明的實施例中，顯示器系統中之背光模組的驅動電路驅動這些發光單元的順序可設定為與這些發光單元所分別照明的這些畫素組中的一部份在影像幀的畫面驅動時間內被驅動的順序相同；驅動電路可配置為沿著第一方向依序驅動這些發光單元，或者沿著第一方向的相反方向依序驅動這些發光單元；這些發光單元中第一個被點亮者所照明的顯示器之區域例如包含顯示器最上方之區域。
在本發明的其他實施例中，上述之顯示器系統更可包括立體眼鏡以及立體眼鏡控制電路，其中立體眼鏡包含第一鏡片與第二鏡片，立體眼鏡控制電路電性耦接至立體眼鏡，第一鏡片之起始開啟時間與第一發光單元之起始開啟時間同步；第一鏡片與第二鏡片不同時開啟；第一鏡片的關閉時間在接續影像幀的畫面驅動時間之前。
本發明實施例提出的一種背光模組的驅動方法，適於驅動包括多個發光單元以照明顯示畫面的背光模組。本實施例中的驅動方法包括步驟：於目前影像幀中依序點亮這些發光單元；使為照明目前影像幀而首先點亮的這些發光單元中的第一發光單元持續發光；以及於緊接在目前影像幀之後的接續影像幀的資料開始被提供至上述顯示畫面後的預定時間之後關閉第一發光單元。
在本發明的實施例中，於上述驅動方法中，這些發光單元被驅動的順序可設定為與這些發光單元排列的順序相同；於其他實施例中，這些發光單元被驅動的順序可設定為與目前影像幀的資料提供順序相對應。
本發明實施例藉由使用以照明目前影像幀的發光單元中第一個被點亮者的發光時間，部分在目前影像幀的畫面驅動時間內，另部分則在緊接於目前影像幀後的接續影像幀的畫面驅動時間內，亦即控制背光開啟時間來有效壓抑訊號串擾程度，進而可達成較佳畫面品質。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
請參閱圖1，其繪示出相關於本發明實施例的一種立體(3D)顯示器系統的部份結構示意圖。於本實施例中，3D顯示器系統10包括液晶顯示面板11、背光模組13、立體眼鏡15以及立體眼鏡控制電路17。在此，液晶顯示面板11與背光模組13構成顯示器，立體眼鏡15例如是快門式立體眼鏡(shutter glasses)，立體眼鏡控制電路17例如固定在立體眼鏡15的鏡架上。另外，3D顯示器系統10並不限於包括液晶顯示面板，也可為其他非自發光的顯示面板。
其中，液晶顯示面板11上形成有多個畫素P，每個畫素P通常包含畫素電晶體、儲存電容以及顯示電容例如液晶電容；這些畫素P根據需要可劃分成多個畫素組，例如電性耦接至同一閘極驅動線的畫素P劃入同一畫素組，或者將電性耦接至相鄰的多個閘極驅動線的所有畫素P劃入同一畫素組；而這些畫素組將可依序被驅動以播放影像幀。
背光模組13包括作為背光源的多個(亦即兩個及以上)發光單元132以及驅動電路1343這些發光單元132沿著Y方向排列，且每一發光單元132對應照明這些畫素組中的一部分，例如一個發光單元132對應照明一個畫素組或者多個畫素組。在此，每一發光單元132例如包含一個或多個冷陰極螢光燈管(CCFL)或者一列或者多列發光二極體，但不限於此；每列 發光二極體例如包含沿X方向排列的多個發光二極體。驅動電路134電性耦接至這些發光單元132並依序驅動這些發光單元132開始發光；在此，驅動電路134可設置為以上下掃描式使這些發光單元132依序開啟，例如驅動電路134可沿這些發光單元132的排列方向依序驅動這些發光單元132或者沿這些發光單元132的排列方向的相反方向依序驅動這些發光單元132；但本發明並不以此為限，於其他實施例中，也可採用左右掃描式。另外，在本實施例中，採用掃描式驅動這些發光單元132開始發光可以降低光源擴散所造成的串擾現象。
立體眼鏡15包含左眼鏡片152與右眼鏡片154；立體眼鏡控制電路17電性耦接至立體眼鏡15，以控制左眼鏡片152與右眼鏡片154的開啟與關閉。通常，左眼鏡片152與右眼鏡片154係不同時開啟。
請一併參閱圖1及圖2，圖2繪示出背光模組13設置有兩個發光單元(對應背光為兩區掃描)之情形下的背光控制過程。於圖2中，“L”代表左眼資料訊號，“R”代表右眼資料訊號，左眼資料訊號L在左眼影像幀的驅動過程中自上而下被提供至畫素組進行顯示，同樣地，右眼資料訊號R在右眼影像幀的驅動過程中自上而下被提供至畫素組進行顯示；此二發光單元分別作為上側背光及下側背光以自上而下的掃描方式被點亮。換言之，驅動電路134驅動此二發光單元的順序與此二發光單元所分別照明的顯示器中的對應區域被掃描的順序相同。
從圖2中可以得知：對於120Hz顯示器系統，於單個左眼影像幀或者右眼影像幀的驅動過程中，上側背光第一個被點亮，下側背光晚於上側背光被點亮且係在對應的左眼或右眼鏡片關閉之前點亮；並且，上側背光的發光時間(對應BL ON的持續時間)，部分在目前影像幀例如左眼影像幀(或右眼影像幀)內，另部分則在緊接於目前影像幀後的接續影像幀例如右眼影像幀(或左眼影像幀)內；換言之，第一個被點亮的發光單元的發光時間係跨越相鄰兩個影像幀的交界處；並且，左眼鏡片的關閉時間在接續影像幀(例如為右眼影像幀)的上側背光第一個被點亮的時間之前，右眼鏡片的關閉時間在接續影像幀(例如為左眼影像幀)的上側背光第一個被點亮的時間之前；並且，左眼影像幀的下側背光關閉在左眼鏡片關閉的時間之前，右眼影像幀的下側背光關閉在右眼鏡片關閉的時間之前。
請一併參閱圖1及圖3，圖3繪示出背光模組13設置有兩個以上發光單元(對應背光為多區掃描)之情形下的背光控制過程。於圖3中，“L”代表左眼資料訊號，“R”代表右眼資料訊號，左眼資料訊號L在左眼影像幀的驅動過程中自上而下被提供至畫素組進行顯示，同樣地，右眼資料訊號R在右眼影像幀的驅動過程中自上而下被提供至畫素組進行顯示；此些發光單元132例如八個發光單元以自上而下的掃描方式被依序點亮且每個發光單元132的開啟時間間隔例如相等。換言之，驅動電路134驅動此些發光單元132的順序與此些發光單元132所分別照明的顯示器中的對應區域被掃描的順序相同。
從圖3中可以得知：對於120Hz顯示器系統，於單個左眼影像幀或者右眼影像幀的驅動過程中，最上方的發光單元被第一個被點亮，最下方的發光單元最後被點亮且係在對應的左眼或右眼鏡片關閉之前點亮；並且，第一個被點亮的發光單元132的發光時間(對應BL ON的持續時間)，部分在目前影像幀例如左眼影像幀(或右眼影像幀)內，另部分則在緊接於目前影像幀後的接續影像幀例如右眼影像幀(或左眼影像幀)內；換言之，第一個被點亮的發光單元的發光時間係跨越相鄰兩個影像幀的交界處。
請一併參閱圖1、圖4A及圖4B，圖4A繪示出背光模組13的多個發光單元132於單個影像幀驅動過程中第一個被點亮者的發光時間t1 跨越相鄰兩個影像幀的交界處且最後一個被點亮者係在對應的左眼或右眼鏡片關閉之前點亮之模擬環境下的效果圖，圖4B繪示出背光模組13的多個發光單元132於單個影像幀驅動過程中第一個被點亮者的發光時間t2 落在相鄰兩個影像幀的交界之前且最後一個被點亮者係在對應的左眼或右眼鏡片關閉之前點亮之模擬環境下的效果圖。於圖4A及圖4B中，YDIO為影像幀的起始訊號且YDIO中的每條豎直線代表一個起始脈衝，背光模組13中用於照明顯示器最上方區域的發光單元第一個被點亮。
分別對圖4A與圖4B中顯示器的上方、中央及下方的訊號串擾程度進行比較可得知：圖4A所示背光模組中第一個被點亮的發光單元132發光時間t1 跨越相鄰兩個影像幀的交界處之情形下，使顯示器中央的訊號串擾程度較低，亦即訊號串擾程度得到有效壓抑。另外，從圖4A中還可以得知：左眼鏡片的關閉時間係在接續的右眼影像幀之前，同樣地，右眼鏡片的關閉時間係在接續的左眼影像幀之前；左眼鏡片的起始開啟時間與第一個被點亮的發光單元的起始開啟時間(發光時間t1 的起點)同步。此外，需要說明的是，藉由模擬實驗可知，於單個影像幀驅動過程中第一個被點亮者的發光時間落在相鄰兩個影像幀的交界之後的情形下(未繪示)，對抑制訊號串擾的效果也係不佳。
另外，根據以上的說明，本發明實施例的背光模組13的驅動方法可簡述為：於目前影像幀例如左眼影像幀(或右眼影像幀)中依序點亮背光模組13中的這些發光單元132；使為照明目前影像幀而首先點亮的這些發光單元132中的第一發光單元例如最上方發光單元持續發光；以及於緊接在目前影像幀之後的接續影像幀例如右眼影像幀(或左眼影像幀)的資料訊號開始被提供以用於畫面顯示後的預定時間之後關閉第一發光單元。
再者，需要說明的是，本發明實施例的背光模組並不限於更新頻率為120Hz的3D顯示器系統，同樣可應用於其他更新頻率的3D顯示器系統，例如240Hz 3D顯示器系統，在不進行訊號插黑的情形下仍可達成較佳的抑制訊號串擾之效果。
綜上所述，本發明實施例藉由使用以照明目前影像幀的發光單元中第一個被點亮者的發光時間，部分在目前影像幀的畫面驅動時間內，另部分則在緊接於目前影像幀後的接續影像幀的畫面驅動時間內，亦即控制背光開啟時間來有效壓抑訊號串擾程度，進而可達成較佳畫面品質。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．立體顯示器系統
11．．．液晶顯示面板
P．．．畫素
13．．．背光模組
132．．．發光單元
134．．．驅動電路
15．．．立體眼鏡
152．．．左眼鏡片
154．．．右眼鏡片
17．．．立體眼鏡控制電路
t1 、t2 ．．．發光時間
圖1繪示出相關於本發明實施例的一種3D顯示器系統的部份結構示意圖。
圖2繪示出圖1中的背光模組設置有兩個發光單元(對應背光為兩區掃描)之情形下的背光控制過程。
圖3繪示出圖1中的背光模組設置有兩個以上發光單元(對應背光為多區掃描)之情形下的背光控制過程。
圖4A繪示出圖1中的背光模組的多個發光單元於單個影像幀驅動過程中第一個被點亮者的發光時間t1 跨越相鄰兩個影像幀的交界處且最後一個被點亮者係在對應的左眼或右眼鏡片關閉之前點亮之模擬環境下的效果圖。
圖4B繪示出圖1中的背光模組的多個發光單元於單個影像幀驅動過程中第一個被點亮者的發光時間t2 落在相鄰兩個影像幀的交界之前且最後一個被點亮者係在對應的左眼或右眼鏡片關閉之前點亮之模擬環境下的效果圖。
t1 ．．．發光時間

Claims (14)

  1. 一種背光模組，適用於播放多個影像幀以形成畫面的顯示器中，該背光模組包括：多個發光單元，該些發光單元沿著一第一方向排列；以及一驅動電路，電性耦接至該些發光單元並於每一影像幀的畫面驅動時間內均沿該第一方向依序驅動該些發光單元開始發光，且該驅動電路在驅動該些發光單元時，使在用以照明該些影像幀中的每一影像幀的該些發光單元中第一個被點亮者的發光時間，部分在該影像幀的畫面驅動時間內，另部分則在緊接於該影像幀後的一接續影像幀的畫面驅動時間內。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中該驅動電路驅動該些發光單元的順序，與該些發光單元所分別照明的該顯示器中的對應區域在該目前影像幀內被掃描的順序相同。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的背光模組，其中該些發光單元中第一個被點亮者所照明的該顯示器之區域包含該顯示器最上方之區域。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的背光模組，其中該驅動電路沿著該第一方向的相反方向依序驅動該些發光單元。
  5. 一種顯示器系統，包括：一顯示面板，具有多個畫素組，該些畫素組被依序驅動以播放一影像幀；以及 一背光模組，包括：多個發光單元，該些發光單元沿著一第一方向排列，且每一該些發光單元對應照明該些畫素組中的一部份；以及一驅動電路，電性耦接至該些發光單元並於每一影像幀的畫面驅動時間內均沿該第一方向依序驅動該些發光單元開始發光，且該驅動電路在驅動該些發光單元時，使在用以照明每一影像幀的該些發光單元中第一個被點亮者的發光時間，部分在該影像幀的畫面驅動時間內，另部分則在緊接於該影像幀後的一接續影像幀的畫面驅動時間內。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的顯示器系統，其中該驅動電路驅動該些發光單元的順序，與該些發光單元所分別照明的該些畫素組中的一部份在該影像幀的畫面驅動時間內被驅動的順序相同。
  7. 如申請專利範圍第5項所述的顯示器系統，其中該驅動電路沿著該第一方向的相反方向依序驅動該些發光單元。
  8. 如申請專利範圍第5項所述的顯示器系統，其中該些發光單元中第一個被點亮者所照明的該顯示器之區域包含該顯示器最上方之區域。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的顯示器系統，更包括：一立體眼鏡，包含一第一鏡片與一第二鏡片；以及一立體眼鏡控制電路，電性耦接至該立體眼鏡，其中該第一鏡片之起始開啟時間與該第一發光單元之起始開啟時間同 步。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的顯示器系統，其中該第一鏡片與該第二鏡片不同時開啟。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的顯示器系統，其中該第一鏡片的關閉時間在該接續影像幀的畫面驅動時間之前。
  12. 一種背光模組的驅動方法，適於驅動包括多個發光單元於每一影像幀的畫面驅動時間內均沿同一方向被依序點亮以照明一顯示畫面的背光模組，該驅動方法包括：於每一影像幀中依序點亮該些發光單元；使為照明每一影像幀而首先點亮的該些發光單元中的一第一發光單元持續發光；以及於緊接在該影像幀之後的一接續影像幀的資料開始被提供至該顯示畫面後的一預定時間之後，關閉該第一發光單元。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的驅動方法，其中該些發光單元被驅動的順序與該些發光單元排列的順序相同。
  14. 如申請專利範圍第12項所述的驅動方法，其中該些發光單元被驅動的順序與該目前影像幀的資料提供順序相對應。
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