CN102290031A

CN102290031A - 一种用于液晶面板背光模块的调光结构

Info

Publication number: CN102290031A
Application number: CN2011102543884A
Authority: CN
Inventors: 颜绍文; 高连成; 张家玮
Original assignee: AU Optronics Corp
Current assignee: AU Optronics Corp
Priority date: 2011-08-26
Filing date: 2011-08-26
Publication date: 2011-12-21

Abstract

本发明提供了一种用于液晶面板背光模块的调光结构，包括：至少一LED背光单元，包括第一、第二LED灯条，共同连接至一背光电压源；LED驱动模块，耦接至第一和第二LED灯条，用于输出驱动信号和控制信号；以及开关模块，具有第一、第二开关，其一端连接至相应的LED灯条，其另一端连接至LED驱动模块，该控制信号经由一反相器耦接至第一开关，并且控制信号电性连接至第二开关。采用本发明的调光结构，将开关模块的两开关分别连接至LED背光单元对应的LED灯条，从而在LED驱动模块输出相同的驱动信号时，藉由其所输出的控制信号来控制上述两开关的导通与关断，以增加LED的区域调光性能，进而提高液晶设备的动态对比度。

Description

一种用于液晶面板背光模块的调光结构

技术领域

本发明涉及液晶面板的背光模块，尤其涉及该背光模块中的调光结构设计。

背景技术

对于液晶显示设备来说，节能和提升图像质量一直是彩电行业不断追求创新的领域。其中，区域调光(Local Dimming)技术可将液晶显示器的图像信号分成若干区域，并根据各区域的图像亮度进行分析计算，然后自动控制各区域背光源的亮暗，因而成为集节能与画质提升于一身的最佳解决方案。

一般来说，背光调光大致分为以下几种类型：0次元调光(0DDimming)、1次元调光(1D Dimming)和2次元调光(2D Dimming)。具体来说，0D Dimming是指液晶设备对整个显示画面统一调节亮度，无论是CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷阴极荧光灯管)背光源还是LED背光源，所有的CCFL灯管或LED在同一场画面下亮度一样，由系统统一控制，当下一场画面亮度变暗或变亮时，系统再自动将背光统一调暗或调亮。但是，统一调节不够准确，如当同一画面中出现纯白和纯黑的画面时，将导致纯白的地方不够亮，而纯黑的地方则不够黑。1D Dimming是指按线调节，对CCFL背光源而言，按每个灯管调节，或将总灯管数按相邻灯管分成若干组按组调节；对LED背光源而言，按每行LED调节，或将相邻行LED分组按组分别调节。但是，当其遇到同一行中有黑白交错的画面时，又会出现同一行画面亮度调节不准确的情况。2D Dimming是指将整个画面按矩阵式分成若干个区域，根据每个区域分布计算平均亮度，对各区域的亮度独立控制。

由上述可知，2D Dimming对每个区域的亮度独立控制，从而对液晶设备的显示画面进行调光更能够增大其动态对比度。但是，现有的2D Dimming在体现更好的动态对比度的同时，也会增加液晶设备的成本和显示器厚度。此外，动态对比度还会受限于LED驱动模块的驱动能力。

有鉴于此，如何设计一种用于液晶面板背光模块的调光结构，在保证液晶设备的显示画面具有较好的动态对比度的同时，还可有效改善液晶设备的区域调光性能，是业内相关技术人员所面临的一项课题。

发明内容

针对现有技术中的液晶面板在调光设计时所存在的上述缺陷，本发明提供了一种新型的用于液晶面板背光模块的调光结构。

依据本发明的一个方面，提供了一种用于液晶面板背光模块的调光结构，其中，该调光结构包括：

至少一LED背光单元，所述LED背光单元包括一第一LED灯条和一第二LED灯条，所述第一LED灯条和所述第二LED灯条共同连接至一背光电压源，并且均包括串联连接的多个LED；

一LED驱动模块，电性耦接至所述第一LED灯条和所述第二LED灯条，用于输出一驱动信号和一控制信号；以及

一开关模块，具有一第一开关和一第二开关，所述第一开关的一端电性连接至所述第一LED灯条，其另一端电性连接至所述LED驱动模块；所述第二开关的一端电性连接至所述第二LED灯条，其另一端电性连接至所述LED驱动模块，

其中，所述控制信号经由一反相器电性耦接至所述第一开关，以控制所述第一开关的导通或关断；以及所述控制信号电性连接至所述第二开关，以控制所述第二开关的导通或关断。

优选地，第一LED灯条和第二LED灯条接收相同的驱动信号。

优选地，调光结构包括N个LED背光单元和N个开关模块，并且每一开关模块中的第一开关对应控制相应的LED背光单元的第一LED灯条，以及每一开关模块中的第二开关对应控制相应的LED背光单元的第二LED灯条，其中，N为大于1的自然数。进一步，N个开关模块中，所有的第一开关电性串联连接以接收所述控制信号反相后的信号，以及所有的第二开关电性串联连接以接收所述控制信号。

在一实施例中，当所述LED驱动模块输出所述控制信号时，所述第一开关导通并且所述第二开关关断。在另一实施例中，当所述LED驱动模块输出所述控制信号时，所述第一开关关断并且所述第二开关导通。

优选地，开关模块中的第一开关和第二开关均为数字开关。

优选地，该调光结构为边界光二次元调光结构。

优选地，该液晶面板适于薄膜晶体管液晶显示器。

采用本发明的调光结构，将开关模块的一开关电性连接至LED背光单元的一LED灯条，将开关模块的另一开关电性连接至LED背光单元的另一LED灯条，从而在LED驱动模块输出相同的驱动信号时，藉由其所输出的控制信号来控制上述两开关的导通与关断，以增加LED的区域调光性能，进而提高液晶设备的动态对比度。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1示出现有技术的用于液晶面板背光模块的调光结构的电路示意图；以及

图2示出依据本发明的一个方面，用于液晶面板背光模块的调光结构的电路示意图。

具体实施方式

为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。

下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。

图1示出现有技术的用于液晶面板背光模块的调光结构的电路示意图。参照图1，该调光结构包括一个LED阵列和一LED驱动器件，该LED阵列由4个LED灯条构成，即，第一LED灯条D11～D14，第二LED灯条D21～D24，第三LED灯条D31～D34，以及第四LED灯条D41～D44。该LED驱动器件包括4个控制端子CS1、CS2、CS3和CS4，用于输出与上述4个LED灯条相对应的驱动信号。

具体地，控制端子CS1连接至第一LED灯条中的LED D14的阴极，以及该第一LED灯条中的LED D11的阳极连接至背光电压源。控制端子CS2连接至第二LED灯条中的LED D24的阴极，以及该第二LED灯条中的LED D21的阳极连接至背光电压源。控制端子CS3连接至第三LED灯条中的LED D34的阴极，以及该第三LED灯条中的LED D31的阳极连接至背光电压源。控制端子CS4连接至第四LED灯条中的LED D44的阴极，以及该第四LED灯条中的LED D41的阳极连接至背光电压源。

从图1可知，LED驱动器件的驱动能力至少必须大于任意一个LED灯条工作时的维持电流I_s，而且当第一LED灯条至第四LED灯条均工作时，LED驱动器件的驱动电流应大于4I_s。此外，每一LED灯条，如第一LED灯条中的D11、D12、D13和D14的状态(点亮或熄灭)均同步进行，当LED D11点亮时，LED D12、D13和D14均须点亮。类似地，当LED D11熄灭时，LED D12、D13和D14均须熄灭。由此可知，图1所示的调光结构中，当LED驱动器件的CS1发出一驱动信号时，第一LED灯条的D11～D14的点亮状态或熄灭状态同时变化，这势必会使液晶显示设备的动态对比度调节受限制。例如，在一幅夜景图片中，采用图1的调光结构进行区域调光时，图片右上角的夜空颜色将会比其他地方的夜空颜色更亮，从而使用户在观看整副图片时的体验感较差。

为了有效地解决上述不足，图2示出依据本发明的一个方面，用于液晶面板背光模块的调光结构的电路示意图。参照图2，该调光结构包括多个LED背光单元、一LED驱动器件和一开关模块。较佳地，该调光结构为边界光二次元调光结构。相比于图1，这些LED背光单元中的每一LED背光单元相当于图1中的每一LED背光灯条，即，第一LED背光单元相当于第一LED背光灯条，第二LED背光单元相当于第二LED背光灯条，第三LED背光单元相当于第三LED背光灯条，以及第四LED背光单元相当于第四LED背光灯条。以第一LED背光单元为例，该LED背光单元包括一第一LED灯条(由LED D11和LED D12组成)和一第二LED灯条(由LED D13和LED D14组成)，该第一LED灯条和第二LED灯条均电性连接至一背光电压源，也就是说，本发明的调光结构的LED背光单元将现有的每个LED灯条划分为两个更小的LED灯条。

LED驱动模块包括四个驱动端子CS1、CS2、CS3、CS4。其中，CS1对应于第一LED背光单元的第一LED灯条中的LED D11和D12，以及第二LED灯条中的LED D13和D14；CS2对应于第二LED背光单元的第一LED灯条中的LED D21和D22，以及第二LED灯条中的LED D23和D24；CS3对应于第三LED背光单元的第一LED灯条中的LED D31和D32，以及第二LED灯条中的LED D33和D34；CS4对应于第四LED背光单元的第一LED灯条中的LED D41和D42，以及第二LED灯条中的LED D43和D44。也就是说，每一驱动端子所发送的一驱动信号同时用来驱动一LED背光单元的第一LED灯条和第二LED灯条。

与所述第一LED背光单元相对应的第一开关模块包括第一开关11和第二开关12。类似地，第二开关模块包括第一开关21和第二开关22，第三开关模块包括第一开关31和第二开关32，第四开关模块包括第一开关41和第二开关42，并且第一开关11、21、31和41串联连接，第二开关12、22、32和42串联连接。较佳地，开关模块中的第一开关和第二开关均为数字开关。第一开关11的一端电性连接至第一LED灯条的LED D12，另一端电性连接至LED驱动模块的驱动端子CS1。第二开关12的一端电性连接至第二LED灯条的LED D14，另一端电性连接至LED驱动模块的驱动端子CS1。与此同时，LED驱动模块还包括一控制端子CTRL，通过该控制端子CTRL发出的控制信号经由一反相器电性耦接至第一开关11，以控制第一开关11的导通或关断，以及该控制信号直接连接至第二开关12，以控制第二开关12的导通或关断。

本领域的技术人员应当理解，图2所示的调光结构包括4个LED背光单元，但本发明并不只局限于此。例如，在其他的具体实施例中，该调光结构可包括单个的LED背光单元，在该LED背光单元中包括第一LED灯条和第二LED灯条，并且LED驱动模块发出的驱动信号经由各自的开关同时控制第一LED灯条和第二LED灯条。

在一具体实施例中，第一开关11和第二开关12均为高电平导通，低电平关断。亦即，当LED驱动模块的控制端子CTRL为一高电平信号时，第一开关11接收该高电平信号反相后的低电平信号从而关断，而第二开关12直接接收该高电平信号从而导通。相反地，当LED驱动模块的控制端子CTRL为一低电平信号时，第一开关11接收该低电平信号反相后的高电平信号从而导通，而第二开关12直接接收该低电平信号从而关断。由此可知，当第一LED灯条中的LED D11和D12点亮时，第二LED灯条中的LED D13和D14熄灭；当第一LED灯条中的LED D11和D12熄灭时，第二LED灯条中的LED D13和D14点亮。并且，当第一LED灯条或第二LED灯条点亮时，只有两个LED的状态同步发生变化(即，LED D11和D12同步点亮或熄灭，LED D13和D14同步点亮或熄灭)，因此，相比于图1的调光结构，本发明的调光结构的区域调光更灵活。

在另一具体实施例中，采用该调光结构的液晶面板适于薄膜晶体管液晶显示器。参照图2，每一LED灯条中的LED数目相较于现有技术降低了1倍，因而可有效减小液晶设备的厚度。此外，原本属于同一LED灯条的4个LED，拆分为两个LED灯条且由同一驱动信号进行数据驱动，从而可增大背光模块的区域调光灵活性，进而提高液晶设备中画面显示的动态对比度。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims

1.一种用于液晶面板背光模块的调光结构，其特征在于，所述调光结构包括：

2.根据权利要求1所述的调光结构，其特征在于，所述第一LED灯条和所述第二LED灯条接收相同的驱动信号。

3.根据权利要求1所述的调光结构，其特征在于，所述调光结构包括N个LED背光单元和N个开关模块，并且每一开关模块中的第一开关对应控制相应的LED背光单元的第一LED灯条，以及每一开关模块中的第二开关对应控制相应的LED背光单元的第二LED灯条，其中，N为大于1的自然数。

4.根据权利要求3所述的调光结构，其特征在于，所述N个开关模块中，所有的第一开关电性串联连接以接收所述控制信号反相后的信号，以及所有的第二开关电性串联连接以接收所述控制信号。

5.根据权利要求1所述的调光结构，其特征在于，当所述LED驱动模块输出所述控制信号时，所述第一开关导通并且所述第二开关关断。

6.根据权利要求1所述的调光结构，其特征在于，当所述LED驱动模块输出所述控制信号时，所述第一开关关断并且所述第二开关导通。

7.根据权利要求1所述的调光结构，其特征在于，所述开关模块中的第一开关和第二开关均为数字开关。

8.根据权利要求1所述的调光结构，其特征在于，所述调光结构为边界光二次元调光结构。

9.根据权利要求1所述的调光结构，其特征在于，所述液晶面板适于薄膜晶体管液晶显示器。