CN101136182A - 液晶显示器的背光驱动装置及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液晶显示器的逆变器，其经由一个电源端子接收用于脉冲调光的电源电压，以同时调节脉冲调光和模拟调光。在该液晶显示器的逆变器中，脉冲调光信号产生器接收三角波信号和用于脉冲调光的电源电压，以产生脉冲调光信号。模拟调光电压产生器接收用于脉冲调光的电源电压以产生模拟调光电压。主控制器接收脉冲调光信号和模拟调光信号以产生用于产生背光组件的驱动电流的脉冲宽度调制信号。

Description

液晶显示器的背光驱动装置及其驱动方法
本申请要求在2006年8月30日提交的韩国专利申请No.P2006-082999的权益，在此援引该专利申请作为参考。
技术领域
本发明涉及一种背光驱动装置，更具体地涉及一种液晶显示器的背光驱动装置及其驱动方法，其适用于经由一个电源端子接收用于脉冲调光的电源电压以同时调节脉冲调光和模拟调光。
背景技术
液晶显示器通常根据视频信号控制液晶单元的透光率，由此显示图像。每个液晶显示单元设置有开关器件的有源矩阵型液晶显示器有利于实现运动图像，这是因为其可以有源地控制开关器件。用于有源矩阵液晶显示器的开关器件主要使用如图1所示的薄膜晶体管(以下，被称为“TFT”)。
参照图1，有源矩阵型液晶显示器基于伽玛基准电压，将数字输入数据转换成模拟数据电压，从而在将扫描脉冲供给栅线GL的同时将该模拟数据电压供给数据线DL，由此对液晶单元Clc充电。
TFT的栅极与栅线GL连接，源极与数据线DL连接，并且TFT的漏极与液晶单元Clc的像素电极和存储电容Cst的一个端电极连接。
液晶单元Clc的公共电极提供有公共电压Vcom。
当TFT导通时，存储电容Cst充入由数据线DL施加的数据电压，以恒定地保持液晶单元Clc的电压。
如果向栅线GL施加栅脉冲，则TFT导通以限定源极和漏极之间的沟道，由此将数据线DL上的电压供给液晶单元Clc的像素电极。在这种情形下，通过像素电极和公共电极之间的电场而排列液晶单元Clc的液晶分子，以调节入射光。
包括具有该结构的像素的相关技术的液晶显示器的构造与如图2所示的结构相同。
图2为显示相关技术的液晶显示器的构造的方块图。
参照图2，液晶显示器100包括液晶显示面板110、数据驱动器120、栅驱动器130、伽玛基准电压产生器140、背光组件150、公共电压产生器160、栅驱动电压产生器170、时序控制器180以及逆变器190。在此，数据驱动器120将数据供给液晶显示面板110的数据线DL1到DLm。栅驱动器130将扫描脉冲供给液晶显示面板110的栅线GL1到GLn。伽玛基准电压产生器140产生伽玛基准电压，以将其供给数据驱动器120。背光组件150将光照射在液晶显示面板110上。公共电压产生器160产生公共电压Vcom，以将其供给液晶显示面板110的液晶单元Clc的公共电极。栅驱动电压产生器170产生栅高压VGH和栅低压VGL，以将它们供给栅驱动器130。时序控制器180控制数据驱动器120和栅驱动器130。逆变器190将AC电压和电流施加给背光组件150。
液晶显示面板110具有滴落在两个玻璃基板之间的液晶。在液晶显示面板110的下玻璃基板上，数据线DL1到DLm和栅线GL1到GLn彼此垂直交叉。数据线DL1到DLm和栅线GL1到GLn之间的每个交叉点处设置有TFT。TFT响应于扫描脉冲而将数据线DL1到DLm上的数据供给液晶单元Clc。TFT的栅极与栅线GL1到GLn连接，而TFT的源极与数据线DL1到DLm连接。此外，TFT的漏极与液晶单元Clc的像素电极和存储电容Cst连接。
TFT响应于经由栅线GL1到GLn施加到其栅端的扫描脉冲而导通。在TFT导通时，将数据线DL1到DLm上的视频数据供给液晶单元Clc的像素电极。
响应于从时序控制器180供给的数据驱动控制信号DDC，数据驱动器120将数据供给数据线DL1到DLm。此外，数据驱动器120基于从伽玛基准电压产生器140供给的伽玛基准电压，将从时序控制器180供给的数字视频数据RGB转换成模拟数据电压，以将其供给数据线DL1到DLm。在此，在液晶显示面板110的液晶单元Clc处将模拟数据电压实现为灰度级。
栅驱动器130响应于从时序控制器180供给的栅驱动控制信号GDC和栅移位时钟GSC而顺序地产生扫描脉冲，以将它们供给栅线GL1到GLn。在这种情形下，栅驱动器130根据从栅驱动电压产生器170供给的栅高压VGH和栅低压VGL，确定扫描脉冲的高电平电压和低电平电压。
伽玛基准电压产生器140接收高电平电源电压VDD以产生正伽玛基准电压和负伽玛基准电压，并将它们输出给数据驱动器120。
背光组件150设置在液晶显示面板110的背侧，并通过从逆变器190供给的AC电压和电流发光，以将光照射在液晶显示面板110的每个像素上。
公共电压产生器160接收高电平电源电压VDD以产生公共电压Vcom，并将其供给设置在液晶显示面板110的每个像素处的液晶单元Clc的公共电极。
栅驱动电压产生器170提供有高电平电源电压VDD以产生栅高压VGH和栅低压VGL，并将它们供给栅驱动器130。在此，栅驱动电压产生器170产生大于设置在液晶显示器件110的每个像素处的TFT阈值电压的栅高压VGH和小于TFT阈值电压的栅低压VGL。以这种方式产生的栅高压VGH和栅低压VGL用于分别确定由栅驱动器130产生的扫描脉冲的高电平电压和低电平电压。
时序控制器180将从例如电视机或计算机监控器等系统供给的数字视频数据RGB提供给数据驱动器120。此外，响应于时钟信号CLK，时序控制器180使用水平/垂直同步信号H和V产生数据驱动控制信号DCC和栅驱动控制信号GDC，以分别将它们供给数据驱动器120和栅驱动器130。在此，数据驱动控制信号DDC包括源移位时钟SSC、源起始脉冲SSP、极性控制信号POL以及源输出使能信号SOE等。栅驱动控制信号GDC包括栅起始脉冲GSP和栅输出使能信号GOE等。
逆变器190接收来自系统的0V～3.3V的用于脉冲调光的电源电压，以产生脉冲调光信号，然后根据脉冲调光信号而调节用于产生背光组件150的驱动电流的脉冲宽度调制信号PWM的占空比。同时，作为选择，逆变器190接收来自系统的0V、1.65V和3.3V的用于模拟调光的工作电压，以调节脉冲宽度调制信号PWM的幅值。
该逆变器190调节与脉冲宽度调制信号PWM的占空比成比例的背光组件150的驱动电流的供给周期，并且同时调节与脉冲宽度调制信号PWM的幅值成比例的背光组件150的驱动电流的幅值。在此，逆变器190经由一个电源端子接收用于脉冲调光的电源电压，并且经由另一电源端子接收用于模拟调光的电源电压。
这样，相关技术的背光驱动装置，即，由于逆变器190经由两个电源端子分别接收用于脉冲调光的电源电压和用于模拟调光的电源电压，因此将系统设计为独立地供给用于脉冲调光的电源电压和用于模拟调光的电源电压。相关技术的逆变器190存在供电路径的构造和系统的电路构造复杂的缺陷。
发明内容
本发明致于解决上述问题。因此，本发明的一个目的在于提供一种液晶显示器的背光驱动装置及其驱动方法，其适用于经由一个电源端子接收用于脉冲调光的电源电压，以同时调节脉冲调光和模拟调光。
本发明的另一目的在于提供一种液晶显示器的背光驱动装置及其驱动方法，其适用于仅接收来自系统的用于脉冲调光的电源电压以同时调节脉冲调光和模拟调光，由此简化供电过程和系统的电路构造。
本发明的再一目的在于提供一种液晶显示器的背光驱动装置及其驱动方法，其适用于仅接收来自系统的用于脉冲调光的电源电压以同时调节脉冲调光和模拟调光，由此简化供电过程和系统的电路构造，并同时保持对比度。
为了实现本发明的这些和其它目的，根据本发明的液晶显示器的背光驱动装置包括：脉冲调光信号产生器，其接收三角波信号和用于脉冲调光的电源电压以产生脉冲调光信号；模拟调光电压产生器，接收用于脉冲调光的电源电压以产生模拟调光电压；以及主控制器，接收脉冲调光信号和模拟调光电压以产生用于产生背光组件的驱动电流的脉冲宽度调制信号。
所述脉冲调光信号为比较器，该比较器包括接收三角波信号的反向输入端子、接收用于脉冲调光的电源电压的非反向输入端子以及输出脉冲调光信号的输出端子。
所述比较器感测基于输入到反向输入端子的三角波信号而输入到非反向输入端子的用于脉冲调光的电源电压，以向输出端子输出脉冲调光信号。
所述模拟调光电压产生器接收用于脉冲调光的电源电压，以产生多个模拟调光电压。
所述输入到脉冲调光信号产生器和模拟调光电压产生器的用于脉冲调光的电源电压经由一个电源端子被同时输入。
所述主控制器调节脉冲宽度调制信号的占空比以具有与脉冲调光信号的占空比成比例的占空比，并且同时调节与模拟调光电压的电平成比例的脉冲宽度调制信号的幅值。
一种根据本发明的驱动液晶显示器的背光的方法，包括：接收用于脉冲调光的电源电压以产生脉冲调光信号；接收用于脉冲调光的电源电压以产生模拟调光电压；产生脉冲宽度调制信号，其具有与脉冲调光信号成比例的占空比并具有与模拟调光电压的电平成比例的幅值；并且根据脉冲宽度调制信号产生背光组件的驱动电流。
在该方法中，将所述脉冲宽度调制信号的占空比调节成具有与所述脉冲调光信号的占空比成比例的占空比，并且同时将脉冲宽度调制信号的幅值调节成与模拟调光电压的电平成比例。
附图说明
从参照附图的本发明实施方式的以下详细描述中，本发明的这些和其它目的将显而易见，其中：
图1为表示相关技术的设置在液晶显示器件处的像素的等效电路图；
图2为表示相关技术的液晶显示器件的构造的方块图；
图3为表示根据本发明实施方式的液晶显示器的背光驱动装置构造的方框图；
图4A为表示从图3中的方波产生器产生的方波信号的特性图；
图4B为表示从图3中的积分器产生的三角波信号的特性图；
图4C为表示从图3中的比较器产生的脉冲调光信号的特性图；以及
图5为表示图3中的积分器和比较器的电路图。
具体实施方式
以下将参照附图详细描述本发明的优选实施方式。
图3为表示根据本发明实施方式的液晶显示器的背光驱动装置构造的方块图。
参照图3，背光驱动装置200包括方波产生器210、积分器220、比较器230、模拟调光电压产生器240、主控制器250、主逆变器260以及从逆变器270。在此，方波产生器210产生恒定的方波信号。积分器220将从方波产生器210产生的恒定的方波信号转换成三角波信号。比较器230比较由积分器220转换的三角波信号和来自系统的用于脉冲调光的电源电压，以产生脉冲调光信号。模拟调光电压产生器240接收来自系统的用于脉冲调光的电源电压以产生模拟调光电压。主控制器250产生脉冲宽度调制信号，其具有与来自比较器230的脉冲调光信号的占空比成比例的占空比，并具有与来自模拟调光电压产生器240的模拟调光电压电平成比例的幅值。主逆变器260根据来自主控制器250的脉冲宽度调制信号的占空比而产生驱动电流，以将其供给背光组件150的一侧的端部，并且同时调节与脉冲宽度调制信号的幅值成比例的驱动电流的幅值。从逆变器270根据经由主逆变器260供给的脉冲宽度调制信号的占空比而产生驱动电流，以将其供给背光组件150的另一侧的端部，并且同时调节与脉冲宽度调制信号成比例的驱动电流的幅值。
方波产生器210产生用于产生脉冲调光信号的方波信号，以将其供给积分器220。在此，方波信号具有如图4A所示的恒定的占空比。
积分器220将从方波产生器220产生的方波信号转换成如图4B所示的三角波信号，以将其输出给比较器230。将参照图5详细描述积分器220的电路构造。
比较器230接收来自积分器220的三角波信号以及来自系统的用于脉冲调光的电源电压(0V～3.3V的DC)，以将如图4C所示的脉冲调光信号输出到主控制器250。
模拟调光电压产生器240接收来自系统的用于脉冲调光的电源电压(0V～3.3V的DC)，以产生用于调节脉冲宽度调制信号的幅值的模拟调光电压，由此将其输出到主控制器250。在此，模拟调光电压产生器240产生与输入的用于脉冲调光的电源电压电平(0V～3.3V的DC)成比例的模拟调光电压。例如，模拟调光电压产生器240产生0V、1.65V和3.3V的模拟调光电压。
更具体地，如果用于脉冲调光的输入的电源电压的范围为约0V～0.82V，则模拟调光电压产生器240产生0V的模拟调光电压，以将其输出到主控制器250。如果用于脉冲调光的输入的工作电压的范围为约0.83V～1.61V，则模拟脉冲电压产生器240产生1.65V的模拟调光电压，以将其输出到主控制器250。如果用于脉冲调光的输入的电源电压的范围为约1.61V～3.3V，则模拟脉冲电压产生器240产生3.3V的模拟调光电压，以将其输出到主控制器250。
主控制器250根据来自比较器230的脉冲调光信号和来自模拟调光信号产生器240的模拟调光电压而产生脉冲宽度调制信号，以将其供给主逆变器260。在此，主控制器250调节脉冲宽度调制信号的占空比，以具有与从比较器230供给的脉冲调光信号的占空比成比例的占空比，并且同时调节脉冲宽度调制信号的幅值，以具有与从模拟调光电压产生器240供给的模拟调光电压电平成比例的幅值。
例如，如果从模拟调光电压产生器240供给0V的模拟调光电压，则主控制器250将脉冲宽度调制信号的幅值减少至最小值。如果从模拟调光电压产生器240供给3.3V的模拟调光电压，则主控制器250将脉冲宽度调制信号的幅值放大至最大值。如果从模拟调光电压产生器240供给1.65V的模拟调光电压，则主控制器250调节脉冲宽度调制信号以具有在最小宽度和最大宽度之间的中间值。
特别地，在本发明中，经由一个电源端子，将来自系统的用于脉冲调光的电源电压(0V～3.3V的DC)同时输入比较器230和模拟调光电压产生器240。
主逆变器260根据来自主控制器250的脉冲宽度调制信号而产生背光组件150的驱动电流，以将其供给背光组件150的一侧的端部，并且同时将来自主控制器250的脉冲宽度调制信号供给从逆变器270。在此，主逆变器260根据从主控制器250供给的脉冲宽度调制信号的占空比而调节背光组件150的驱动电流的供给周期，并且同时根据从主控制器250供给的脉冲宽度调制信号的幅值而调节背光组件150的驱动电流的幅值。
从逆变器270根据经由主逆变器260供给的脉冲宽度调制信号而产生背光组件150的驱动电流，以将其供给背光组件150的另一侧的端部。在此，从逆变器270根据经由主逆变器260供给的脉冲宽度调制信号的占空比而调节背光组件150的驱动电流的供给周期，并且同时根据经由主逆变器260供给的脉冲宽度调制信号的幅值而调节背光组件150的驱动电流的幅值。与从主逆变器260供给的驱动电流的相位相比，该从逆变器270产生具有相反相位的驱动电流。
这样，由于本发明使用来自系统的经由一个电源端子供给的用于脉冲调光的电源电压(0V～3.3V的DC)而同时调节脉冲宽度调制信号的占空比和幅值，因此本发明简化了供电过程和系统的电路构造。此外，由此本发明简化了来自系统的供电过程并将脉冲宽度调制信号的占空比和幅值保持为与相关技术的相同，因此本发明简化了供电过程和系统的电路构造，并且同时保持了对比度。
图5为表示图3中的积分器和比较器的电路图。
参照图5，积分器220包括并行连接在方波产生器210的输出端和比较器230的输入端子之间的电阻器R1和电容器C1。在此，电容器C1一侧的端部共同与电阻器R1和比较器230的输入端子连接。电容器C1另一侧的端部与地连接。具有该电路构造的积分器220将从方波产生器210产生的方波信号转换成三角波信号，并将其输入到比较器230的一个输入端子。
比较器230经由反向输入端子(一)接收从积分器220输出的三角波信号，并经由非反向输入端子(+)接收0V～3.3V的DC电压，以经由输出端子输出脉冲调光信号。
具有该电路构造的比较器230感测基于输入到反向输入端子(-)的三角波信号而输入到非反向输入端子(+)的DC电压，以将脉冲调光信号输出到输出端子。更具体地，在三角波信号高于DC电压的间隔内，应当输出高信号。然而，由于将三角波信号输入到反向输入端子(-)，因此高信号的反向信号，即，低信号被输出。相反，在三角波信号低于DC电压的间隔内，应当输出低信号。然而，由于将三角波信号输入到反向输入端子(-)，因此低信号的反向信号，即，高信号被输出。从而，比较器230通过产生该脉冲调光信号的过程而输出如图4C所示的脉冲调光信号。
如上所述，本发明仅接收来自系统的用于脉冲调光的电源电压，以同时调节脉冲调光和模拟调光。结果，本发明简化了供电路径的构造和系统的电路构造，并且同时保持了对比度。
虽然通过如上所述的在附图中所示的实施方式已解释了本发明，但是本领域的技术人员应理解本发明不限于这些实施方式，而是在不偏离本发明的精神范围内可对其进行各种变化或修改。因此，本发明的范围应仅由所附的权利要求书及其等效物来限定。

Claims (8)

1.一种液晶显示器的背光驱动装置，包括：
脉冲调光信号产生器，接收三角波信号和用于脉冲调光的电源电压以产生脉冲调光信号；
模拟调光信号产生器，接收用于脉冲调光的电源电压以产生模拟调光电压；以及
主控制器，用于接收脉冲调光信号和模拟调光信号以产生用于产生背光组件的驱动电流的脉冲宽度调制信号。
2.根据权利要求1所述的液晶显示器的背光驱动装置，其特征在于，所述脉冲调光信号产生器为比较器，该比较器包括接收三角波信号的反向输入端子、接收用于脉冲调光的电源电压的非反向输入端子以及输出脉冲调光信号的输出端子。
3.根据权利要求2所述的液晶显示器的背光驱动装置，其特征在于，所述比较器感测基于输入反向输入端子的三角波信号而输入非反向输入端的用于脉冲调光的电源电压，以向输出端子输出脉冲调光信号。
4.根据权利要求1所述的液晶显示器的背光驱动装置，其特征在于，所述模拟调光电压产生器接收用于脉冲调光的电源电压以产生多个模拟调光电压。
5.根据权利要求1所述的液晶显示器的背光驱动装置，其特征在于，所述输入脉冲调光信号产生器和模拟调光电压产生器的用于脉冲调光的电源电压经由一个电源端子被同时输入。
6.根据权利要求1所述的液晶显示器的背光驱动装置，其特征在于，所述主控制器调节脉冲宽度调制信号的占空比，以具有与脉冲调光信号的占空比成比例的占空比，并且同时调节与模拟调光电压的电平成比例的脉冲宽度调制信号的幅值。
7.一种驱动液晶显示器的背光的方法，包括：
接收用于脉冲调光的电源电压以产生脉冲调光信号；
接收用于脉冲调光的电源电压以产生模拟调光电压；
产生脉冲宽度调制信号，其具有与脉冲调光信号成比例的占空比，并具有与模拟调光电压的电平成比例的幅值；以及
根据脉冲宽度调制信号产生背光组件的驱动电流。
8.根据权利要求7所述的驱动液晶显示器的背光的方法，其特征在于，将所述脉冲宽度调制信号的占空比调节成具有与脉冲调光信号的占空比成比例的占空比，并且同时将脉冲宽度调制信号的幅值调节成与模拟调光电压的电平成比例。
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