CN101640029A - 背光模块、液晶显示装置及光源驱动方法 - Google Patents

Abstract

一种背光模块包含发光单元以及调频控制单元。调频控制单元与发光单元电性连接，调频控制单元接收第一控制信号并依据其工作周期而产生至少具有第一频率或第二频率的第二控制信号，以控制发光单元。本发明亦揭露一种液晶显示装置及一种光源驱动方法。

Description

背光模块、液晶显示装置及光源驱动方法

技术领域

本发明涉及一种背光模块、液晶显示装置及光源驱动方法。

背景技术

一般来说，液晶显示装置包含背光模块与液晶显示面板，由于液晶显示面板本身不发光，因此背光模块的功能在于提供充足的亮度与均匀的光源，使得液晶显示面板得以显示影像。

参照图1所示，其为习知的一种背光模块1的方块示意图，其包含电源转换单元11、多个发光二极管12以及定电流控制电路13。其中，电源转换单元11与发光二极管12电性连接，电源转换单元11将第一电源信号VS₁₁转换成第二电源信号VS₁₂后输出至发光二极管12。发光二极管12与定电流控制电路13电性连接。其中，第二电源信号VS₁₂驱动该等多个发光二极管12发光，而定电流控制电路13接收控制信号CS₁₁，并据以控制定电流控制电路13中的开关的切换，进而控制流经该等发光二极管12的电流。

一般而言，控制信号CS₁₁是约为200Hz的固定频率的信号，而发光二极管12的发光亮度则藉由改变控制信号CS₁₁的工作周期(duty cycle)来调整。意即，当控制信号CS₁₁的工作周期越大时，则发光二极管12的发光亮度越高，而当控制信号CS₁₁的工作周期越小时，则发光二极管12的发光亮度越低。其中，当控制信号CS₁₁的工作周期小于例如20％时，使用者将容易察觉显示面板的闪烁(flicker)现象。

为克服上述问题，有业者提出将控制信号的频率提升至10KHz以上，藉由提高控制信号的频率以改善当发光二极管的发光亮度较低时所产生的闪烁现象。然而，提高控制信号的频率将增加开关的切换次数而造成更多的切换损失，进而增加功率的损失。同时在高频的操作下，将产生更多例如电磁干扰的噪声干扰。此外，习知背光模块在高频操作时，亦将影响控制发光二极管的电流精确度(current accuracy)及电流平衡(current balance)。

因此，如何提供一种背光模块、液晶显示装置及光源驱动方法，使其能减低功率的损失，并有效改善低亮度时的闪烁现象，进而提升显示质量，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的是提供一种能减低功率损失，并有效改善低亮度时的闪烁问题，进而提升显示质量的背光模块、液晶显示装置及光源驱动方法。

为达上述目的，依据本发明的一种背光模块包含发光单元以及调频控制单元。调频控制单元与发光单元电性连接，调频控制单元接收第一控制信号并依据其工作周期而至少产生具有第一频率或第二频率的第二控制信号，以控制发光单元。

为达上述目的，依据本发明的一种背光模块的光源驱动方法，其中背光模块具有发光单元及调频控制单元，调频控制单元与发光单元电性连接。光源驱动方法包含下列步骤：由调频控制单元接收第一控制信号；由调频控制单元判断第一控制信号的工作周期是否大于等于第一临界值；当判断结果为是时，调频控制单元将具有第一频率的第二控制信号输出至发光单元；以及当判断结果为否时，调频控制单元将具有第二频率的第二控制信号输出至发光单元。

为达上述目的，依据本发明的一种液晶显示装置包含发光单元及调频控制单元，调频控制单元与发光单元电性连接，调频控制单元接收第一控制信号并依据其工作周期而至少产生具有第一频率或第二频率的第二控制信号，以控制发光单元。

为达上述目的，依据本发明的一种液晶显示装置的光源驱动方法，其中液晶显示装置具有发光单元及调频控制单元，其中调频控制单元与发光单元电性连接，光源驱动方法包含下列步骤：由调频控制单元接收第一控制信号；由调频控制单元判断第一控制信号的工作周期是否大于等于第一临界值；当判断结果为是时，调频控制单元将具有第一频率的第二控制信号输出至发光单元；以及当判断结果为否时，调频控制单元将具有第二频率的第二控制信号输出至发光单元。

承上所述，依据本发明的一种背光模块、液晶显示装置及光源驱动方法，藉由加入调频控制单元以将第一控制信号的工作周期与临界值进行比较、判断，并依据不同的判断结果而输出具有不同频率的第二控制信号，以控制发光单元。与习知技术相较，本发明可依据所接收的第一控制信号的工作周期，而调整第二控制信号的频率，进而避免显示画面产生闪烁现象，且可有效地控制切换损失，从而实现具有节能效果且维持良好的显示质量的背光模块、液晶显示装置及光源驱动方法。

附图说明

图1为习知背光模块的示意图；

图2为本发明优选实施例的背光模块的示意图；

图3为本发明优选实施例的背光模块的光源驱动方法的流程图；

图4A及图4B为本发明优选实施例的第一控制信号及第二控制信号的示意图；以及

图5为本发明优选实施例的液晶显示装置的示意图。

【主要组件符号说明】

1、2：背光模块

11、21：电源转换单元

12、222：发光二极管

13、221：定电流控制电路

22：发光单元

23：调频控制单元

3：液晶显示模块

4：液晶显示装置

CS₁₁：控制信号

CS₂₁：第一控制信号

CS₂₂：第二控制信号

CS₂₂₁：具有第一频率的第二控制信号

CS₂₂₂：具有第二频率的第二控制信号

D1：第一临界值

VS₁₁、VS₂₁：第一电源信号

VS₁₂、VS₂₂：第二电源信号

S01～S04：光源驱动方法的步骤

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依据本发明优选实施例的一种背光模块、液晶显示装置及光源驱动方法，其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。

参照图2所示，图2为本发明优选实施例的一种背光模块2的示意图。背光模块2包含电源转换单元21、发光单元22以及调频控制单元23。调频控制单元23与发光单元22电性连接。

发光单元22包含定电流控制电路221及多个发光二极管222。在本实施例中，该等发光二极管222可为光棒(light bar)的态样，其连接方式例如为一光棒中具有多个以串联连接的发光二极管，再将多个光棒以并联连接，而定电流控制电路221分别与各光棒电性连接。

电源转换单元21与发光单元22中的发光二极管222电性连接，而电源转换单元21用以接收第一电源信号VS₂₁，并将其转换成第二电源信号VS₂₂后输出至发光单元22。在本实施例中，第一电源信号VS₂₁及第二电源信号VS₂₂分别为电压信号。当然，在不同的应用场合中，第一电源信号VS₂₁或第二电源信号VS₂₂亦可为电流信号，在此并不加以限制。

调频控制单元23接收第一控制信号CS₂₁并依据其工作周期而产生第二控制信号CS₂₂，其为具有第一频率的第二控制信号CS₂₂₁或具有第二频率的第二控制信号CS₂₂₂。此外，在实施上，第二控制信号CS₂₂亦可为具有第三频率的第二控制信号。在本实施例中，仅提到第二控制信号CS₂₂具有三种频率的可能性，然而在不同的实施例中，其可依据实际需要而具有更多的频率。

第二控制信号CS₂₂被输入至定电流控制电路221以控制发光二极管222。另外，在实施上，调频控制单元23可设置于控制芯片或时序控制器(Timing Controller)中。

接着，参照图3的流程图并搭配图2所示，以说明本发明的优选实施例的背光模块的光源驱动方法，其与例如上述的背光模块2搭配使用。而背光模块的光源驱动方法包含步骤S01至步骤S04。

在步骤S01，由调频控制单元23接收第一控制信号CS₂₁。在步骤S02，由调频控制单元23判断第一控制信号CS₂₁的工作周期是否大于等于第一临界值D1。在本实施例中，第一临界值D1约为20％。

在步骤S03，当判断结果为“是”时，则调频控制单元23将具有第一频率的第二控制信号CS₂₂₁输出至发光单元22。在本实施例中，第一频率约为200Hz。

在步骤S04，当判断结果为“否”时，则调频控制单元23将具有第二频率的第二控制信号CS₂₂₂输出至发光单元22。在本实施例中，第二频率约为10KHz，且第一控制信号CS₂₁与第二控制信号CS₂₂₁或CS₂₂₂具有相同的工作周期。

另外，值得一提的是，本实施例以一个临界值判断第一控制信号CS₂₁的工作周期为例。然而，调频控制单元23亦可依据多个临界值判断第一控制信号CS₂₁的工作周期，以使调频控制单元23输出具有第三频率或更多频率的第二控制信号CS₂₂。

因此，背光模块的光源驱动方法还可以包含一步骤。在该步骤中，当第一控制信号CS₂₁的工作周期大于等于第二临界值时，调频控制单元23将具有第三频率的第二控制信号输出至发光单元。在实施上，第二临界值大于第一临界值。

参照图4A及图4B所示，并搭配上述光源驱动方法的实施例。其中，图4A是当判断结果为“是”(步骤S03)时的第一控制信号CS₂₁及具有第一频率的第二控制信号CS₂₂₁的波形示意图，图4B是当判断结果为“否”(步骤S04)时的第一控制信号CS₂₁及具有第二频率的第二控制信号CS₂₂₂的波形示意图。藉由上述硬件架构及光源驱动方法，无论调频控制单元23所接收的第一控制信号CS₂₁的频率如何，皆可藉由将其工作周期与第一临界值D1进行比较、判断，以输出具有第一频率的第二控制信号CS₂₂₁或具有第二频率的第二控制信号CS₂₂₂。

在上述实施例中，第一控制信号CS₂₁及第一电源信号VS₂₁可由微控制单元、笔记型计算机、桌上型计算机或监视系统产生。

参照图5所示，本发明优选实施例的一种液晶显示装置4包含背光模块2及与背光模块2相对设置的液晶显示模块3。其中，背光模块2具有与上述实施例的背光模块2相同的构件，在此不再加以赘述。

值得一提的是，上述调频控制单元除可设置于背光模块之外，亦可设置于液晶显示模块。

本发明亦揭露一种液晶显示装置的光源驱动方法。由于液晶显示装置的光源驱动方法与上述实施例的背光模块的光源驱动方法相同，故在此不再赘述。

综上所述，依据本发明的一种背光模块、液晶显示装置及光源驱动方法，藉由加入调频控制单元以将第一控制信号的工作周期与临界值进行比较、判断，并依据不同的判断结果输出具有不同频率的第二控制信号，以控制发光单元。与习知技术相较，本发明可依据所接收的第一控制信号的工作周期，而调整第二控制信号的频率，进而避免显示画面产生闪烁现象，且可有效地控制切换损失，同时可改善发光单元的电流准确度及电流平衡，从而实现具有节能效果且维持良好的显示质量。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附权利要求的范围中。

Claims (28)

1、一种背光模块，包含：

发光单元；以及

调频控制单元，与该发光单元电性连接，该调频控制单元接收第一控制信号并依据其工作周期而至少产生具有第一频率或第二频率的第二控制信号，以控制该发光单元。

2、如权利要求1所述的背光模块，其中该第一控制信号与该第二控制信号具有相同的工作周期。

3、如权利要求1所述的背光模块，其中当该第一控制信号的工作周期大于等于第一临界值时，该调频控制单元将具有该第一频率的该第二控制信号输出至该发光单元。

4、如权利要求1所述的背光模块，其中当该第一控制信号的工作周期小于第一临界值时，该调频控制单元将具有该第二频率的该第二控制信号输出至该发光单元。

5、如权利要求1所述的背光模块，其中该发光单元包含多个发光二极管及与该多个发光二极管电性连接的定电流控制电路。

6、如权利要求5所述的背光模块，其中该第二控制信号被输入至该定电流控制电路。

7、如权利要求1所述的背光模块，还包含：

电源转换单元，与该发光单元电性连接，该电源转换单元接收第一电源信号并将其转换成第二电源信号后输出至该发光单元。

8、如权利要求7所述的背光模块，其中该第一电源信号及/或该第二电源信号为电压信号。

9、如权利要求1所述的背光模块，其中该调频控制单元设置于控制芯片或时序控制器中。

10、如权利要求1所述的背光模块，其中该调频控制单元还产生具有第三频率的该第二控制信号，以控制该发光单元。

11、一种背光模块的光源驱动方法，其中该背光模块具有发光单元及调频控制单元，该调频控制单元与该发光单元电性连接，该光源驱动方法包含下列步骤：

由该调频控制单元接收第一控制信号；

由该调频控制单元判断该第一控制信号的工作周期是否大于等于第一临界值；

当判断结果为是时，该调频控制单元将具有第一频率的第二控制信号输出至该发光单元；以及

当判断结果为否时，该调频控制单元将具有第二频率的该第二控制信号输出至该发光单元。

12、如权利要求11所述的光源驱动方法，其中该第一控制信号与该第二控制信号具有相同的工作周期。

13、如权利要求11所述的光源驱动方法，还包含：

当该第一控制信号的工作周期大于等于第二临界值时，该调频控制单元将具有第三频率的该第二控制信号输出至该发光单元。

14、如权利要求13所述的光源驱动方法，其中该第二临界值大于该第一临界值。

15、一种液晶显示装置，包含：

发光单元；以及

调频控制单元，与该发光单元电性连接，该调频控制单元接收第一控制信号并依据其工作周期而至少产生具有第一频率或第二频率的第二控制信号，以控制该发光单元。

16、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中该第一控制信号与该第二控制信号具有相同的工作周期。

17、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中当该第一控制信号的工作周期大于等于第一临界值时，该调频控制单元将具有该第一频率的该第二控制信号输出至该发光单元。

18、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中当该第一控制信号的工作周期小于第一临界值时，该调频控制单元将具有该第二频率的该第二控制信号输出至该发光单元。

19、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中该发光单元包含多个发光二极管及与该多个发光二极管电性连接的定电流控制电路。

20、如权利要求19所述的液晶显示装置，其中该第二控制信号被输入至该定电流控制电路。

21、如权利要求15所述的液晶显示装置，还包含：

电源转换单元，与该发光单元电性连接，该电源转换单元接收第一电源信号并将其转换成第二电源信号后输出至该发光单元。

22、如权利要求21所述的液晶显示装置，其中该第一电源信号和/或该第二电源信号为电压信号。

23、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中该调频控制单元设置于控制芯片或时序控制器中。

24、如权利要求15所述的液晶显示装置，其中该调频控制单元还产生具有第三频率的该第二控制信号，以控制该发光单元。

25、一种液晶显示装置的光源驱动方法，其中该液晶显示装置具有发光单元及与该发光单元电性连接的调频控制单元，该光源驱动方法包含下列步骤：

由该调频控制单元接收第一控制信号；

由该调频控制单元判断该第一控制信号的工作周期是否大于等于第一临界值；

当判断结果为是时，该调频控制单元将具有第一频率的第二控制信号输出至该发光单元；以及

当判断结果为否时，该调频控制单元将具有第二频率的该第二控制信号输出至该发光单元。

26、如权利要求25所述的光源驱动方法，其中该第一控制信号与该第二控制信号具有相同的工作周期。

27、如权利要求25所述的光源驱动方法，还包含：

当该第一控制信号的工作周期大于等于第二临界值时，该调频控制单元将具有第三频率的该第二控制信号输出至该发光单元。

28、如权利要求27所述的光源驱动方法，其中该第二临界值大于该第一临界值。

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