TWI765593B - 顯示器及顯示方法 - Google Patents

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Abstract

一種顯示器及顯示方法。顯示器包括面板、感測電路及回授控制電路。面板包括多個畫素所形成的顯示陣列。感測電路包括測試畫素及光感測器。光感測器接收測試畫素所發出的光以產生相對應的感測訊號。回授控制電路接收感測訊號並產生脈寬調整訊號，以調整畫素進行顯示的脈寬長度。

Description

顯示器及顯示方法
本發明是有關於一種電子裝置及方法，且特別是有關於一種顯示器及顯示方法。
在現有的顯示技術中，用來顯示的畫素通常會由於使用時間及操作溫度而產生色衰。而不同顏色的畫素，在不同的顯示時間或不同的操作溫度下更會造成不同程度的色衰。這樣差異化的色衰情況，造成了現有技術在進行老化補償上的困難。
本發明提供一種顯示器及顯示方法，其可針對不同的顯示條件進行補償。
本發明的顯示器包括面板、感測電路及回授控制電路。面板包括多個畫素所形成的顯示陣列。感測電路包括測試畫素及光感測器。光感測器接收測試畫素所發出的光以產生相對應的感測訊號。回授控制電路接收感測訊號並產生脈寬調整訊號，以調整畫素進行顯示的脈寬長度。
本發明的顯示方法包括提供由多個畫素所形成的顯示陣列來進行顯示；提供感測電路，藉由感測電路的光感測器接收感測電路的測試畫素所發出的光以產生相對應的感測訊號；以及藉由回授控制電路接收感測訊號並產生脈寬調整訊號，以調整畫素進行顯示的脈寬長度。
基於上述，本發明的顯示器及顯示方法可利用感測電路來取得顯示條件相同或相近的感測訊號，並據此調整畫素進行顯示的脈寬長度，可有效改善色衰。
圖1A為本發明實施例一顯示器1a的示意圖。顯示器1a包括面板B1、感測電路10及回授控制電路20。面板B1包括多個畫素PX所形成的顯示陣列DA，面板B1可藉由顯示陣列DA來顯示影像。感測電路10包括測試畫素100及光感測器101。測試畫素100可用來發出光線。光感測器101相對於測試畫素100的位置而設置，光感測器101可用來接收測試畫素100所發出的光以產生相對應的感測訊號。回授控制電路20可接收感測電路10所提供的感測訊號，並據以判斷並產生脈寬調整訊號，藉以調整顯示器1a中顯示陣列DA的畫素PX進行顯示的脈寬長度。
在一實施例中，測試畫素100可以是鄰近於顯示陣列DA而設置，故測試畫素100可與顯示陣列DA中的畫素PX具有相似的顯示條件（例如在相同或相近的溫度下進行發光，或具有相同或相近的老化時間），如此一來，光感測器101可感測測試畫素100所發出的光亮度，並據此提供相對應的感測訊號至回授控制電路20。回授控制電路20依據感測電路10所提供的感測訊號即可有效地判斷出感測畫素100在目前的顯示條件下發光時所產生的色衰程度，據此產生出相對應的脈寬調整訊號，來調整顯示陣列DA中的畫素PX進行顯示的脈寬長度。如此一來，顯示器1a即可透過感測電路10有效判斷顯示陣列DA中畫素PX在目前顯示條件下所產生的色衰，並透過回授控制電路20來調整畫素PX進行顯示的脈寬長度來進行補償，使顯示器1a可有效克服不同顯示條件下所產生的色衰，有效改善顯示器1a所顯示的影像品質。
詳細而言，面板B1包括有畫素PX所形成的顯示陣列DA，可用來接收驅動訊號以顯示影像。畫素PX可為例如為液晶（liquid crystal）發光二極體 ；發光二極體可例如包括有機發光二極體（organic light emitting diode，OLED）、次毫米發光二極體（mini LED）、微發光二極體（micro LED）或量子點發光二極體（quantum dot, QD, QLED, QDLED )，螢光（fluorescence）、磷光（phosphor）或其他適合之材及其組合。
感測電路10包含有測試畫素100及光感測器101。測試畫素100可鄰近於顯示陣列DA中的畫素而設置。光感測器101對應於測試畫素100的設置位置而對應設置，光感測器101可用來接收測試畫素100所發出的光，並依據接收到的光亮度而產生對應的感測訊號。在一實施例中，測試畫素100可與顯示陣列DA中的畫素PX具有相同或相似的結構或實施方式，且由於測試畫素100可鄰近於顯示陣列DA而設置，故測試畫素100可與顯示陣列DA中的畫素PX具有相同或相似的顯示條件。感測電路10透過針對測試畫素100所發出的光亮度進行感測，可藉以判斷在當前的顯示條件下，顯示陣列DA中畫素PX的色衰情況。
雖然未繪示於圖1A中，但測試畫素100可具有一個或多個畫素結構。在一實施例中，測試畫素100可為單一顏色的畫素，光感測器101可透過感測單一顏色的測試畫素100來產生感測訊號。在一實施例中，測試畫素100可為多個顏色的畫素，光感測器101可針對測試畫素100所發出不同顏色的光亮度進行感測，並產生對應的多個感測訊號。如此一來，當多個顏色的畫素在相同的顯示條件下會具有不同的色衰情況時，光感測器101可對應產生不同色衰情況的感測訊號。
進一步，回授控制電路20可接收感測電路10所提供的感測訊號。回授控制電路20可依據感測訊號來判斷測試畫素100所發出的光亮度，進而判斷測試畫素100是否有色衰，並產生脈寬調整訊號，以調整顯示陣列DA中畫素PX進行顯示的脈寬長度。
如此一來，顯示器1a可透過面板B1、感測電路10及回授控制電路20的整體設置，來判斷顯示陣列DA中畫素PX在當前顯示條件下進行顯示的色衰情況，進而對畫素PX進行顯示的脈寬長度來進行補償，使顯示器1a可有效克服不同顯示條件下所產生的色衰，或是顯示器1a可克服在相同顯示條件下，不同顏色的畫素PX所產生差異化的色衰，故有效改善顯示器1a所顯示的影像品質。
圖1B為本發明實施例一顯示器1b的示意圖。顯示器1b中包含面板B1、B2、感測電路10、回授控制電路20。面板B1中包含掃描電路SC、驅動電路DR，以及由多個畫素PX所形成的顯示陣列DA。面板B2耦接於面板B1，面板B2包括控制器Con，控制器Con可用來控制面板B1中的掃描電路SC及驅動電路DR，進而驅動顯示陣列DA以顯示影像。感測電路10包括測試畫素100及光感測器101。測試畫素100可鄰近於顯示陣列DA而設置，測試畫素100可用來發出光線。光感測器101相對於測試畫素100的位置而設置，光感測器101可用來接收測試畫素100所發出的光以產生相對應的感測訊號。回授控制電路20可接收感測電路10所提供的感測訊號，並據以判斷並產生脈寬調整訊號，藉以調整顯示器1b中顯示陣列DA的畫素PX進行顯示的脈寬長度。
面板B1中具有多個畫素PX所形成的顯示陣列DA，畫素PX可被掃描電路SC及驅動電路DR控制而顯示影像。
面板B2中具有控制器Con。面板B2耦接於面板B1，可用來提供適合的掃描及驅動訊號至掃描電路SC及驅動電路DR，進而控制顯示陣列DA顯示影像。
控制器Con可例如是中央處理單元（Central Processing Unit，CPU），或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微控制單元（Micro Control Unit，MCU）、微處理器（Microprocessor）、數位信號處理器（Digital Signal Processor，DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（Application Specific Integrated Circuit，ASIC）、圖形處理器（Graphics Processing Unit，GPU）、算數邏輯單元（Arithmetic Logic Unit，ALU）、複雜可程式邏輯裝置（Complex Programmable Logic Device，CPLD）、現場可程式化邏輯閘陣列（Field Programmable Gate Array，FPGA）、任何其他種類的積體電路、狀態機、基於進階精簡指令集機器（Advanced RISC Machine，ARM）的處理器、或其他類似元件或上述元件的組合，只要控制器Con可接收影像訊號並產生適合的掃描及控制訊號至面板B1，使顯示陣列DA顯示對應影像即可。
感測電路10中的測試畫素100可鄰近於顯示陣列DA而設置，使測試畫素100具有與顯示陣列DA的畫素PX相同或相近的顯示條件。光感測器101可用來感測測試畫素100所發出的光亮度並產生對應的感測訊號。
在此實施例中，感測電路10耦接於面板B2，感測電路10可接收面板B2中控制器Con的控制。在一實施例中，感測電路10中的測試畫素100可接收控制器Con的控制以依據不同灰階值的控制訊號來進行發光，並藉由光感測器101來提供相對應的感測訊號。在一實施例中，控制器Con可提供控制訊號，藉以控制測試畫素100中各個顏色的畫素在個別的時間區間中進行發光。如此一來，光感測器101可對應感測不同顏色的光亮度，並產生相對應的感測訊號。
另外，感測電路10設置在顯示裝置1中的任一位置。在一實施例中，感測電路10鄰近於顯示陣列DA而設置，使感測電路10中的測試畫素100可具有與顯示陣列DA中的畫素PX相似的顯示條件，本領域具通常知識者當然可依據不同系統需求或設計概念來變更或修改感測電路10中測試畫素100及光感測器101的設置位置。在一實施例中，感測電路10整體可設置於面板B1。舉例而言，感測電路10整體可設置在面板B1上與顯示陣列DA的同一面上。或者，感測電路10整體可設置在面板B1上與顯示陣列DA的另一面上。在一實施例中，感測電路10可設置於面板B2。換句話說，由於顯示器1b的感測電路10並非針對進行顯示的顯示陣列DA進行感測，故感測電路10可選擇性地設置在主動區域（active area）之外，進而感測電路10可在不影響或覆蓋用來顯示的主動區域的情況下來感測畫素PX的色衰，有效提升顯示品質並降低設計複雜度。
回授控制電路20中包括介面電路200、濾波器201、類比數位轉換器（analog to digital converter, ADC）202、算術電路203、脈寬補償電路204、收發器205及灰階讀取電路206。介面電路200耦接於感測電路10的光感測器101，介面電路200可接收感測訊號。濾波器201耦接介面電路200，濾波器201可濾除感測訊號中的雜訊。類比數位轉換器202耦接濾波器201，類比數位轉換器202可將經濾波的感測訊號轉換為數位訊號。並將數位的感測訊號提供至算術電路203。另一方面，面板B2中控制器Con所提供到測試畫素100的控制訊號亦可提供至回授控制電路20的收發器205，並由灰階讀取電路206所接收。詳細而言，灰階讀取電路206可依據回授控制電路20所提供的控制訊號，來判斷出測試畫素100被控制所欲顯示的預設亮度，或是測試畫素100當前所顯示的顏色。如此一來，灰階讀取電路206可依據控制訊號來判斷出測試畫素100所欲顯示的參考灰階值，並將參考灰階值提供至算術電路203。
在另一實施例中，雖然未繪示於圖1B，但回授控制電路20還可透過介面電路200感測用來驅動顯示陣列DA的驅動電流，並透過濾波器201及類比數位轉換器202的操作來將驅動電流轉換為數位訊號，並提供至算術電路203，使算術電路203可進一步依據驅動電流來判斷畫素PX的色衰程度。
因此，算術電路203可接收由類比數位轉換器202所提供的感測訊號，灰階讀取電路206所提供的參考灰階值，及/或顯示陣列DA的驅動電流相關資訊。算術電路203可依據感測訊號、參考灰階值及/或顯示陣列DA的驅動電流來判斷出測試畫素100的亮度衰減值。脈寬補償電路204耦接算術電路203，脈寬補償電路204可依據算術電路203所提供的亮度衰減值計算出在當前的顯示條件下，顯示陣列DA中的畫素PX進行顯示的脈寬要如何調整。
收發器205耦接脈寬補償電路204，收發器205可將脈寬補償電路204計算所產生的脈寬調整訊號提供至面板B2的控制器Con，藉以調整畫素PX進行顯示的脈寬長度。在一實施例中，控制器Con可依據脈寬調整訊號針對所有畫素PX進行顯示的脈寬長度來做出相同的調整。在一實施例中，控制器Con中可儲存有一轉換矩陣，控制器Con可同時依據脈寬調整訊號及轉換矩陣來針對每個畫素PX進行顯示的脈寬長度做出適應性的調整。舉例而言，轉換矩陣可儲存有關於每個畫素的老化資訊，使控制器Con可依據每個畫素不同的老化資訊來對應調整其進行顯示的脈寬長度。或者，轉換矩陣可儲存有關於顯示陣列DA中每個畫素PX的位置與溫度分布資訊，使控制器Con在接收到獲得關於測試畫素100在當前溫度下色衰所產生的脈寬調整訊號後，依據每個畫素PX不同的溫度分布資訊來適應性地調整其進行顯示的脈寬長度。因此，控制器Con可依據脈寬調整訊號及轉換矩陣來針對每個畫素PX做出適應性的調整，有效改善顯示器1b的顯示品質。
圖2為本發明實施例一顯示器1a或1b進行顯示時的操作波型示意圖。如圖2所繪示，顯示器1b可操作於畫框時間F1、F2，並依據掃描訊號SC0～SCn、資料閂鎖訊號LE、資料訊號VD可為控制器Con提供至畫素PX進行顯示的灰階資料，控制訊號VC可為控制器Con提供至感測電路10進行發光的訊號。詳細而言，在畫框時間F1中，依據資料閂鎖訊號LE及掃瞄訊號SC0～SCn的控制，畫素PX可以寫入資料訊號VD以進行顯示。同時，控制器Con可將畫素PX可提供至感測電路10以控制測試畫素100進行發光。在畫框時間F1的垂直空白間隙區間VBI中，脈寬調整訊號可被提供至控制器Con來調整畫素PX進行顯示的脈寬長度。在一實施例中，脈寬調整訊號可在每個畫框時間的垂直空白間隙區間中被提供至控制器。在一實施例中，脈寬調整訊號可在多個畫框時間的垂直空白間隙區間中才被提供至控制器，舉例而言，感測電路10可以在每四秒開啟一次的頻率來進行操作，使脈寬調整訊號可以四秒提供一次的頻率提供至控制器Con，也就是說，若顯示器1b每秒可顯示六十個畫框時間的示例性情況下，脈寬調整訊號可以兩百四十個畫框時間為一個週期，並持續在每個週期被提供至控制器Con。
圖3為本發明實施例一顯示方法的示意圖。顯示方法包括步驟S30～S32。顯示方法S30可藉由圖1A所繪示的顯示器1a或圖1B所繪示的顯示器1b所執行。
在步驟S30中，可提供由多個畫素PX所形成的顯示陣列DA來進行顯示。詳細而言，顯示陣列DA中的畫素PX可接收顯示資料及驅動訊號的控制進而顯示影像。
在步驟S31中，提供感測電路10，並藉由感測電路10的光感測器101接收感測電路10的測試畫素100所發出的光，以產生對應的感測訊號。詳細而言，測試畫素100可鄰近於顯示陣列DA而設置，使測試畫素100具有與畫素PX相同或相近的顯示條件。光感測器101可接收測試畫素100所發出的光，並依據接收到的光亮度產生相對應的感測訊號。在一實施例中，感測電路10可持續地開啟以在每個畫框時間的垂直空白間隙區間VBI來提供脈寬調整訊號。在一實施例中，感測電路10可週期性地開啟，以在多個畫框時間為一週期提供脈寬調整訊號，進而節省功耗以及控制器Con的運算效能。
在步驟S32中，藉由回授控制電路20接收感測訊號並產生脈寬調整訊號，以調整畫素PX進行顯示的脈寬長度。詳細而言，回授控制電路20可取得感測電路10所提供的感測訊號，其包含了測試畫素100在當前的顯示條件下所發出光的亮度。另一方面，回授控制電路20還可取得測試畫素100所接收到的控制訊號，其包含了被控制所欲顯示的預設亮度。或者，回授控制電路20還可藉由介面電路200來感測驅動顯示陣列DA的驅動電流。如此一來，回授控制電路20可依據感測訊號、控制訊號及/或顯示陣列DA的驅動電流來判斷出測試畫素100的色衰，並依據色衰的程度產生脈寬調整訊號，藉此調整畫素PX進行顯示的脈寬調整訊號。
因此，透過圖1A所繪示的顯示器1a、圖1B所繪示的顯示器1b及/或圖3所繪示的顯示方法，畫素PX在不同顯示條件下進行顯示所造成的色衰情況可被有效地改善。在一實施例中，圖1A所繪示的顯示器1a、圖1B所繪示的顯示器1b及/或圖3所繪示的顯示方法還可針對顯示不同顏色的畫素進行個別感測以及校正，使不同顏色的畫素PX所產生差異化的色衰亦可被有效改善。
另外，本領域具通常知識者當然可針對上述圖1A所繪示的顯示器1a、圖1B所繪示的顯示器1b及/或圖3所繪示的顯示方法做出調整。舉例而言，請參考圖4A，圖4A為本發明實施例一顯示器4a的側視圖。在圖4A中，為了方便說明，部分元件（例如為控制器Con及回授控制電路20等）被省略。詳細而言，圖4A中的顯示器包含有面板B1、B2，面板B1、B2之間互相平行而設置，且面板B1、B2之間可透過軟性排線來連接。在此實施例中，測試畫素100可設置於面板B2，且設置於面板B2面對於面板B1的平面上。光感測器101相對於測試畫素100而設置，光感測器101設置於面板B1上設置畫素PX的相異面上。光感測器101設置於面板B1面對於面板B2的平面上。如此一來，光感測器101可對應地接收測試畫素100所發出的光，並有效避免雜散光的干擾，有效提升感測準確性。
圖4B為本發明實施例一顯示器4b的側視圖。在圖4B中所繪示的顯示器4b相似於圖4A所繪示的顯示器4a，兩者的差別僅在於，在顯示器4b中，測試畫素100示設置在面板B1上且光感測器101示設置在面板B2上。詳細而言，測試畫素100可設置於面板B1面對於面板B2的平面上，測試畫素100可設置於面板B1上設置畫素PX的相異面上。光感測器101相對於測試畫素100而設置。光感測器101設置於面板B2面對於面板B1的平面上。
綜上所述，本發明的顯示器及顯示方法可透過感測電路貼近於畫素的當前顯示條件，並產生對應的感測訊號。並透過回授控制電路依據感測訊號來判斷畫素在當前顯示條件下的色衰程度，以產生脈寬調整訊號，來調整畫素用來進行顯示的脈寬長度。簡言之，本發明的顯示器及顯示方法可有效克服不同顯示條件下所產生的色衰，或是克服在相同顯示條件下，不同顏色的畫素所產生差異化的色衰，故有效改善顯示器所顯示的影像品質。
1a、1b、4a、4b:顯示器 10:感測電路 20:回授控制電路 100:測試畫素 101:光感測器 200:介面電路 201:濾波器 202:類比數位轉換器 203:算術電路 204:脈寬補償電路 205:收發器 206:灰階讀取電路 B1、B2:面板 Con:控制器 DA:顯示陣列 DR:驅動電路 F1、F2:畫框時間 LE:資料閂鎖訊號 PX:畫素 S30～S32:步驟 SC:掃描電路 SC0～SCn:掃描訊號 VBI:垂直空白間隙區間 VC:控制訊號 VD:資料訊號
圖1A為本發明實施例一顯示器的示意圖。 圖1B為本發明實施例一顯示器的示意圖。 圖2為本發明實施例一顯示器進行顯示時的操作波型示意圖。 圖3為本發明實施例一顯示方法的示意圖。 圖4A為本發明實施例一顯示器的側視圖。 圖4B為本發明實施例一顯示器的側視圖。
1a:顯示器
10:感測電路
100:測試畫素
101:光感測器
20:回授控制電路
B1:面板
DA:顯示陣列
PX:畫素

Claims (9)

  1. 一種顯示器，包括：一第一面板，包括多個畫素所形成的一顯示陣列；一感測電路，包括一測試畫素及一光感測器，該光感測器接收該測試畫素所發出的光以產生相對應的一感測訊號；以及一回授控制電路，接收該感測訊號並產生一脈寬調整訊號，以調整該些畫素進行顯示的一脈寬長度，其中該光感測器接收該測試畫素所發出具有一第一顏色的光以產生相對應的該感測訊號，該回授控制電路接收該感測訊號以據此調整該些畫素顯示該第一顏色的該脈寬長度。
  2. 如請求項1所述的顯示器，其中該回授控制電路包括：一算術電路，耦接該感測電路，該算術電路依據該感測訊號與一參考亮度資訊來計算出一亮度衰減值；以及一脈寬補償電路，耦接該算術電路，該脈寬補償電路依據該亮度衰減值計算出該脈寬調整訊號。
  3. 如請求項2所述的顯示器，其中該回授控制電路還包括：一介面電路，耦接該感測電路，該介面電路接收該感測訊號；一濾波器，耦接該介面電路，該濾波器濾除該感測訊號中的雜訊；一類比數位轉換器，耦接該濾波器及該算術電路之間，該類 比數位轉換器將經濾波的該感測訊號提供至該算術電路進行計算；以及一收發器，耦接該脈寬補償電路、該算術電路及一微控制器，該收發器將該脈寬補償電路所計算出的該脈寬調整訊號提供至該微控制器，並且該收發器由該微控制器接收該參考亮度資訊並提供至該算術電路。
  4. 如請求項1所述的顯示器，其中該回授控制電路還感測用來驅動該顯示陣列的一驅動電流以調整該些畫素進行顯示的該脈寬長度。
  5. 如請求項1所述的顯示器，還包括一第二面板，該第二面板包括用來驅動該顯示陣列的一微控制器，其中該感測電路是設置在該第一面板或該第二面板。
  6. 如請求項5所述的顯示器，其中該回授控制器是在一畫框時間中的一垂直空白間隙區間將該脈寬調整訊號提供至該微控制器。
  7. 如請求項5所述的顯示器，其中該第一面板及該第二面板為互相平行設置，該感測電路的該測試畫素及該光感測器是設置在該第一面板及該第二面板互相面對的兩面上，且該測試畫素的設置位置對應該光感測器的設置位置。
  8. 一種顯示方法，包括：提供由多個畫素所形成的一顯示陣列來進行顯示；提供一感測電路，藉由該感測電路的一光感測器接收該感測 電路的一測試畫素所發出的光以產生相對應的一感測訊號；以及藉由一回授控制電路接收該感測訊號並產生一脈寬調整訊號，以調整該些畫素進行顯示的一脈寬長度，其中該光感測器接收該測試畫素所發出具有一第一顏色的光以產生相對應的該感測訊號，該回授控制電路接收該感測訊號以據此調整該些畫素顯示該第一顏色的該脈寬長度。
  9. 如請求項8所述的顯示方法，還包括：藉由該回授控制電路感測用來驅動該顯示陣列的一驅動電流以調整該些畫素進行顯示的該脈寬長度。
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