液晶顯示器背光的驅動裝置和方法
2023-04-29 03:08:56 1
專利名稱：液晶顯示器背光的驅動裝置和方法
技術領域：
本發明涉及一種驅動液晶顯示器的背光的技術，尤其是，涉及一種液晶顯示器背光的驅動裝置和方法，其能夠通過採用發光二極體(LED)作為光源的背光使液晶面板上的波噪音最小。
背景技術：
一般來說，液晶顯示器的應用(下文中簡稱為「LCD」)由於如重量輕、尺寸小、和功耗低的特性已經擴展到辦公自動化設備、音頻/視頻器件等。LCD是通過根據施加至呈矩陣排列的多個控制開關的圖像信號控制從背光產生的光的透光率顯示需要的圖像。
LCD不是自發光顯示器，從而各LCD包括光源例如設置在LCD背面的背光。一般來說，採用螢光燈作為LCD的背光。LCD根據背光的排列分為直下式LCD和側光式LCD。發光二極體(LED)已經廣泛地用作應用於個人數字助理(PDA)、行動電話、筆記本電腦等小LCD的背光。
圖1示出了根據相關技術採用發光二極體作為背光的液晶顯示器中背光的排列。即，圖1A示出了側光式背光的結構，其中發光二極體陣列12在散射膜內襯腔體(lining cavity)11的側面形成。圖1B示出了直下式背光的結構，其中發光二極體陣列12在散射膜內襯腔體(lining cavity)11的後表面形成。
圖2和3示出了根據相關技術在液晶顯示器中用作背光的發光二極體的排列。即，圖2A和2B示出了通過採用小量的高功率發光二極體實施的背光的示意圖。圖3示出了通過將正常發光二極體排列為陣列形式實施的背光的示意圖。
圖4是根據相關技術背光的驅動電路的框圖。如圖4所示，用於驅動背光的裝置包括發光二極體驅動單元41R、41G、和41B，其分別驅動發光二極體陣列42R、42G、和42B，並且發光二極體陣列42R、42G、和42B由從發光二極體驅動單元41R、41G、和41B提供的脈寬調製信號分別點亮，並發紅光、綠光、和藍光。用於驅動具有上述結構背光的裝置的操作將參照圖5說明。
發光二極體驅動單元41R、41G、和41B分別以脈衝模式驅動用於綠、紅、藍的發光二極體陣列42R、42G、和42B，其中紅髮光二極體LED_R、綠髮光二極體LED_G、和藍發光二極體LED_B各自彼此串聯。
此外，如圖5，發光二極體驅動單元41R、41G、和41B通過用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B以脈衝模式執行調光控制。
當發光二極體驅動單元41R、41G、和41B向發光二極體陣列42R、42G、和42B輸出用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B時，用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B如圖5同步並輸出。
因此，紅髮光二極體LED_R、綠髮光二極體LED_G、和藍發光二極體LED_B通過分別從發光二極體驅動單元41R、41G、和41B提供的紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B點亮，從而發射紅、綠、和藍光分量。紅、綠、和藍光分量混合產生白光，以提供給液晶面板的後表面。
這裡，如圖5所示，脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B具有信號互相重疊的周期。當用於紅、綠、和藍的三個脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B互相重疊時，從發光二極體驅動單元41R、41G、和41B產生的頻率影響液晶面板的數據線，這將導致數據線充電時間的失真。由於數據線充電時間失真在液晶面板上產生波噪音。為了防止在液晶面板上發生波噪音，已經應用了改變發光二極體驅動單元41R、41G、和41B的PWM調光頻率的方法。然而，這種方法很難從根本上消除波噪音。此外，由於頻率範圍很小，很難有效地防止波噪音的產生。
發明內容
因此，本發明的一個目的在於提供一種通過改變在採用發光二極體作為光源的液晶顯示器的背光中脈寬調製信號的相位能夠消除波噪音的驅動背光的裝置和方法。
為了獲得這些和其它的優點並根據本發明的目的，如在此具體和廣義描述的，提供了一種用於驅動背光的裝置，包括脈寬調製信號移相單元，根據背光類型偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位，從而輸出相位偏移後的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號；至少一發光二極體驅動單元，通過採用相位偏移後的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號驅動發光二極體陣列；以及多個發光二極體陣列，每個包括多個發光二極體，各發光二極體通過由至少一發光二極體驅動單元提供的各脈寬調製信號點亮從而發出紅光、綠光和藍光。
為了獲得這些和其它的優點並根據本發明的目的，如在此具體和廣義描述的，提供了一種背光的驅動方法，包括根據背光類型偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位並使用於紅、綠、和藍的移相脈寬調製信號中的重疊部分最小；以及通過分別採用相位偏移後的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號驅動發光二極體陣列。
本發明上述和其它的目的、特徵、方面和優勢通過下面本發明的詳細說明並結合附圖將是顯而易見的。
本申請所包含用於進一步理解本發明與說明書相結合併構成說明書的一部分的所述附圖表示本發明的實施例並與說明書一起解釋本發明的原理。
在圖中圖1A和1B分別示出了側光式背光的結構和直下式背光的結構的透視圖；圖2A和2B示出了通過高功率發光二極體實施的背光的示意圖；圖3示出了通過正常發光二極體實施的背光的示意圖；圖4是根據相關技術背光碟機動電路的方框圖；圖5是用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的波形圖；圖6是根據本發明實施方式的用於驅動液晶顯示器的背光的裝置的方框圖；圖7是相位偏移的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的波形圖；圖8是相位根據發光二極體陣列偏移的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的波形圖；以及圖9相位根據發光二極體陣列和用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號偏移的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的波形圖。
具體實施例方式
現在將詳細說明本發明的優選實施方式，在附圖中示出其實施例。
圖6是根據本發明實施方式的用於驅動液晶顯示器的背光的裝置的方框圖。如圖6所示，根據本發明實施方式的用於驅動背光的裝置，包括脈寬調製信號移相單元61，用於根據背光類型適當地偏移紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位從而輸出移相脈寬調製信號；發光二極體驅動單元62R、62G、和62B，用於通過採用移相後的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B分別驅動發光二極體陣列63R、63G、和63B；以及發光二極體陣列63R、63G、和63B，用於通過由發光二極體驅動單元62R、62G、和62B提供的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B分別點亮，從而發紅光、綠光、和藍光。
在下文中，將參照圖6至9詳細說明具有上述結構用於驅動背光的裝置。
脈寬調製信號移相單元61根據背光的類型適當地偏移由外部提供的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位，從而輸出移相脈寬調製信號。即，脈寬調製信號移相單元61根據側光式和直下式背光計算的值偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位從而向發光二極體驅動單元62R、62G、和62B輸出移相脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B。
脈寬調製信號移相單元61可以通過各種方法偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位。
例如，當背光類型為如圖1A所示的側光式時，在採用發光二極體作為背光的液晶顯示器中，如圖7所示，用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位順序地偏移預先確定的角度，然後輸出移相脈寬調製信號。這時，用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位偏移的角度通過基於用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B中的重疊部分最小化條件的計算而設置。例如，如圖7所示，用於紅的脈寬調製信號PWM_R像相關技術一樣輸出，用於綠的脈寬調製信號PWM_G延遲大約120°然後輸出，而用於藍的脈寬調製信號PWM_B延遲大約240°然後輸出。計算是根據在相關技術中施加給在側光式背光中使用的發光二極體的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B的波形進行的，從而在三種脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B之中的重疊部分可以最小化。
此外，背光類型為如圖1B所示的直下式，如圖8所示，各發光二極體陣列63R、63G、和63B的脈寬調製信號的相位順序地偏移預先確定的角度，並且輸出各發光二極體陣列的移相脈寬調製信號。此外，根據本發明另一實施方式，如圖9所示，各發光二極體陣列63R、63G、和63B的脈寬調製信號的相位順序地偏移預先確定的角度，並且同時，用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B各自的相位順序地偏移預先確定的角度，然後輸出移相脈寬調製信號。例如，如圖8所示，用於各發光二極體陣列63R、63G、和63B的脈寬調製信號的相位偏移120°，或如圖9所示，各發光二極體陣列63R、63G、和63B的脈寬調製信號的相位偏移120°，並且同時用於各紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位偏移120°，然後輸出移相脈寬調製信號。因此，如圖8和9所示，發光二極體陣列63R、63G、和63B中重疊的頻率和用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B中重疊的頻率最小化。因此，從發光二極體驅動單元62R、62G、和62B產生的頻率在液晶面板數據線上的影響最小化，並且數據線的充電時間的失真最小化。因此，當發光二極體施加給背光時在液晶面板上發生的波噪音最小化。這裡相位偏移的角度通過在發光二極體陣列63R、63G、和63B和用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B的頻率波形的基礎上的計算確定，從而最小化頻率中的重疊。此外，如圖2所示，當通過採用高功率發光二極體實現背光，雖然圖中未示出，但是用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位像上述實施方式一樣順序地偏移預先確定的角度如圖3所示，當背光是通過將正常發光二極體排列成陣列形式來實現，雖然圖中未示出，各發光二極體陣列63R、63G、和63B的脈寬調製信號的相位偏移預先確定的角度並且像上述實施方式一樣輸出移相脈寬調製信號。
此外，發光二極體驅動單元62R、62G、和62B以脈衝模式通過採用相位偏移後的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B驅動發光二極體陣列63R、63G、和63B，在發光二極體陣列63R、63G、和63B中紅髮光二極體LED_R、綠髮光二極體LED_G、和藍發光二極體LED_B各自彼此串聯。
因此，如上所述，根據背光類型，脈寬調製信號PWM_R、PWM_G、PWM_B的相位根據脈寬調製信號、發光二極體陣列、或其混合類型而偏移，並且輸出移相脈寬調製信號，從而有效地消除波噪音。因此，與相關技術相比，可以得到的脈寬調製信號的頻率範圍增加。即，當與僅僅改變PWM調光頻率從而最小化波噪音的相關技術的方法相比，根據本發明的實施方式因為根據脈寬調製信號或發光二極體陣列能夠改變的頻率更寬所以頻率餘量增加。
此外，當應用根據本發明實施方式的方法時，可以應用根據相關技術改變PWM調光頻率的方法。在這種情況下，PWM調光頻率的餘量也增加為相關技術的兩倍(例如，±10Hz→±20Hz)。
如上詳細說明，根據本發明的實施方式，通過根據背光類型、根據脈寬調製信號、發光二極體陣列或者其混合類型以偏移用作發光二極體的驅動信號的脈寬調製信號的相位可以有效地消除波噪音從而在採用發光二極體作為液晶顯示器中光源的背光中輸出移相脈寬調製信號。
此外，由於可以有效地消除波噪音，所以可以將脈寬調製信號的頻率餘量增加到相關技術的兩倍。
本發明可以在不脫離本發明精神或其本質特徵的情況下以多種形式實施。應當理解，上述實施方式不被任何前面說明的細節所限制，除非特別說明，否則在所附權利要求書限定的精神和範圍內廣義地解釋，並且因此所有落入權利要求書及其等同物的邊界和範圍內的變型和修改都包含在所附權利要求書。
權利要求
1.一種用於驅動背光的裝置，包括脈寬調製信號移相單元，根據背光類型偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位，從而輸出相位偏移後的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號；至少一發光二極體驅動單元，通過採用相位偏移後的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號驅動發光二極體陣列；以及多個發光二極體陣列，每個包括多個發光二極體，各發光二極體通過由至少一發光二極體驅動單元提供的各脈寬調製信號點亮從而發出紅光、綠光和藍光。
2.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，當所述背光類型是側光式，脈寬調製信號移相單元根據用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號在施加給側光式背光的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的頻率波形的基礎上偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位，從而使用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的重疊部分最小，然後脈寬調製信號移相單元輸出用於紅、綠、和藍的移相脈寬調製信號。
3.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，當所述背光類型是直下式時，脈寬調製信號移相單元根據發光二極體陣列在施加給直下式背光的發光二極體陣列的頻率波形的基礎上偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位，從而使發光二極體陣列中頻率重疊部分最小，然後脈寬調製信號移相單元輸出用於紅、綠、和藍的移相脈寬調製信號。
4.根據權利要求1或3所述的裝置，其特徵在於，當所述背光單元是直下式時，脈寬調製信號移相單元根據用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號在施加給直下式背光的紅、綠、和藍的脈寬調製信號的頻率波形的基礎上偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位，從而使用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號中重疊部分最小，然後脈寬調製信號移相單元輸出用於紅、綠、和藍的移相脈寬調製信號。
5.根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，當所述背光為通過採用高功率發光二極體實施時，脈寬調製信號移相單元根據用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號在用於高功率發光二極體的紅、綠、和藍的脈寬調製信號的頻率波形的基礎上偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位，從而用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號中重疊部分最小，然後脈寬調製信號移相單元輸出紅、綠、和藍的移相脈寬調製信號。
6.根據權利要求1至3和5中任意之一所述的裝置，其特徵在於，所述移相的角度是120度。
7.一種背光的驅動方法，包括根據背光類型偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位並使用於紅、綠、和藍的移相脈寬調製信號中的重疊部分最小；以及通過分別採用相位偏移後的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號驅動發光二極體陣列。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，當所述背光類型是側光式時，根據用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號在施加給側光式背光的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的頻率波形的基礎上偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位，從而使用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的重疊部分最小。
9.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，當所述背光類型是直下式時，根據發光二極體陣列在施加給直下式背光的發光二極體陣列的頻率波形的基礎上偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位，從而使發光二極體陣列中頻率重疊部分最小。
10.根據權利要求7或9所述的方法，其特徵在於，當所述背光單元是直下式時，根據用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號在施加給直下式背光的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的頻率波形的基礎上偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位，從而使用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號中重疊部分最小。
全文摘要
本發明採用了一種用於驅動液晶顯示器背光的技術，其能夠使採用發光二極體作為光源的背光中的波噪音最小。為此，一種用於驅動背光的裝置，包括脈寬調製信號移相單元，其根據背光類型偏移用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號的相位，從而輸出相位偏移後的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號；至少一發光二極體驅動單元，通過採用相位偏移後的用於紅、綠、和藍的脈寬調製信號驅動發光二極體陣列；以及多個發光二極體陣列，每個包括多個發光二極體，各發光二極體通過由至少一發光二極體驅動單元提供的各脈寬調製信號點亮從而發出紅光、綠光和藍光。
文檔編號G09G3/20GK101093300SQ200710000408
公開日2007年12月26日 申請日期2007年1月25日 優先權日2006年6月23日
發明者柳連澤 申請人:Lg.菲利浦Lcd株式會社