CN105093642B - 一种背光源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种背光源，应用于场序列液晶显示器，其包括：电路基板；LED灯组，所述LED灯组包括：LED基板和设置在所述LED基板上的红光LED、绿光LED和蓝光LED；以及驱动电路，所述驱动电路设置在所述电路基板上，所述驱动电路用于获取控制信号，并根据所述控制信号驱动所述红光LED、所述绿光LED和所述蓝光LED在预定周期内顺序发光，所述预定周期小于或等于人眼的视觉残留时间；应用本发明背光源可以简化无彩膜场序列液晶显示中背光源的驱动电路，降低背光源驱动电路的制作难度，从而降低了成本。

Description

一种背光源
【技术领域】
本发明涉及液晶显示器技术领域，特别是涉及一种背光源。
【背景技术】
液晶显示是一种被动发光的技术，光线由背光源发出经过下偏光板，像素区，液晶层，彩膜，上偏光板等，最终能够进入人眼的光线不足7％。其中损耗光线最多的为彩膜基板，大约有70％的光线无法通过。如此低的透过率导致背光亮度需要很高，背光功耗无法有效降低。
为了降低背光功耗，需要省去彩膜基板中的彩膜滤光片，现有技术开发了无彩膜场序列液晶显示。其原理是在维持像素个数不变的情况下，使用RGB光源采用时分复用制。这样只要顺序地发射出红光、绿光、蓝光，同时控制每个像素的薄膜晶体管(TFT)，使其相应地按照该像素在这种颜色时所应当具有的的强度来开启液晶光阀。但是，要顺序地发出红、绿、蓝三种颜色，并能形成一个彩色的视频图象，就必须利用人眼的视觉残留作用。只要这三种颜色顺序重复的周期小于人眼的视觉残留时间，就可以在人们的大脑中形成一个彩色的图象。视觉残留时间实际上就是电视的场频周期，即六十分之一秒。这也就要求在六十分之一秒的时间内必须完成红、绿、蓝三个图象的显示。因此，这种方式被称为“场顺序”体制，也有人称之为“色顺序”体制。
采用场顺序制以后，就可以拿掉了彩膜基板中的彩色滤光片，增加光线通过的数量，提高发光率；在发光率提高的前提下，还可以减少背光源中LED的数量，进而可以减少液晶显示器的热量，降低液晶显示器的功耗。
目前，无彩膜场序列液晶显示器中采用三组驱动电路分别对三组RGB LED驱动，即采用第一组驱动电路对红光LED灯组进行驱动，采用第二组驱动电路对绿光LED灯组进行驱动；因此，驱动线路较为复杂，成本也比较高。
因此，有必要提供一种背光源，以解决现有技术所存在的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种背光源，以解决现有无彩膜场序列液晶显示器中RGBLED驱动存在线路复杂、成本较高的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
本发明的实施例提供了一种背光源，应用于场序列液晶显示器，所述背光源包括：
LED灯组，所述LED灯组包括：LED基板和设置在所述LED基板上的红光LED、绿光LED和蓝光LED；以及
驱动电路，所述驱动电路设置在所述电路基板上，所述驱动电路用于获取控制信号，并根据所述控制信号驱动所述红光LED、所述绿光LED和所述蓝光LED在预定周期内顺序发光，所述预定周期小于或等于人眼的视觉残留时间。
在本发明的背光源中，所述控制信号包括：第一控制信号和第二控制信号；
所述第一控制信号为周期性的控制信号，且在一个周期内顺序出现第一低电平、高电平和所述第二低电平；
所述第二控制信号为周期性的控制信号，且在一个周期内顺序出现与所述第一低电平对应的第一电平、与所述高电平对应的第二电平和与所述第二低电平对应的第三电平；所述第二控制信号的周期与所述预定周期相同；
所述驱动电路，用于
在所述第二控制信号的电平为第一电平，且所述第一控制信号的电平为第一低电平时，仅驱动所述红光LED发光；
在所述第二控制信号的电平为第二电平，且第一控制信号的电平为高电平时，仅驱动所述绿光LED发光；
在所述第二控制信号的电平为第三电平，且第一控制信号的电平为第二低电平时，仅驱动所述蓝光LED发光。
在本发明的背光源中，所述背光源还包括：用于输出第一预设电压的第一电压输出单元，用于输出第二预设电压的第二电压输出单元，用于输出第三预设电压的第三电压输出单元；
所述驱动电路包括：用于输出所述第一控制信号的第一信号输出单元、用于输出所述第二控制信号的第二信号输出单元和开关管；所述开关管具有控制端、输入端和输出端；
所述第一信号输出单元与所述开关管的控制端连接，所述开关管的输出端与所述绿光LED的正极连接；
所述第二信号输出单元分别与所述红光LED的负极、所述开关管的输入端、所述蓝光LED的正极连接；
所述红光LED的正极与所述第一电压输出单元连接，所述绿光LED的负极与第二电压输出单元连接，所述蓝光LED的负极与第三电压输出单元连接。
在本发明的背光源中，所述第一预设电压与所述第一电平的电压差大于或等于所述红光LED的开启电压，所述第一电平与所述第三预设电压的电压差小于蓝光LED的开启电压；
所述第一预设电压与所述第二电平的电压差小于红光LED的开启电压，所述第二电平与所述第二预设电压的电压差大于等于绿光LED的开启电压，所述第二电平与所述第三预设电压的电压差小于蓝光LED的开启电压；
所述第一预设电压与所述第三电平的电压差小于红光LED的开启电压，所述第三电平与所述第三预设电压的电压差大于或等于蓝光LED的开启电压。
在本发明的背光源中，所述第三电平大于所述第二电平，所述第二电平大于所述第一电平。
在本发明的背光源中，所述第一预设电压与所述第三预设电压相等，所述第二预设电压小于所述第一预设电压。
在本发明的背光源中，所述第一电平为0，所述第二电平为Von，所述第三电平为2Von，所述第一预设电压为Von，所述第二预设电压为0，所述第三预设电压为Von，Von为红光LED串、绿光LED串和所述蓝光LED串的开启电压。
在本发明的背光源中，所述背光源还包括：用于输出第一预设电压的第一电压输出单元，用于输出第二预设电压第二电压输出单元，用于输出第三预设电压的第三电压输出单元；
所述驱动电路包括：用于生成所述第一控制信号的第一信号输出单元、用于生成所述第二控制信号的第二信号输出单元和开关管；所述开关管具有控制端、输入端和输出端；
所述第一信号输出单元与所述开关管的控制端连接，所述开关管的输出端与所述绿光LED的正极连接；
所述第二信号输出单元分别与所述红光LED的正极、所述开关管的输入端、所述蓝光LED的负极连接；
所述红光LED的负极与所述第一电压输出单元连接，所述绿光LED的负极与第二电压输出单元连接，所述蓝光LED的正极与第三电压输出单元连接。
在本发明的背光源中，在一个所述第二控制信号的周期内，所述第一电平的持续时间、所述第二电平的持续时间，所述第二电平的持续时间相等，所述第一电平的持续时间为所述第二控制信号周期的三分之一。
在本发明的背光源中，所述背光源还包括用于对所述LED灯组散热的散热板，所述LED灯组设置在所述散热板上。
本发明提供了一种背光源，可以应用于场序列液晶显示器，包括：电路基板；LED灯组，所述LED灯组包括：LED基板和设置在所述LED基板上的红光LED、绿光LED和蓝光LED；散热板，以及驱动电路，所述驱动电路设置在所述电路基板上，所述驱动电路用于获取控制信号，并根据所述控制信号驱动所述红光LED、所述绿光LED和所述蓝光LED在预定周期内顺序发光，所述预定周期小于或等于人眼的视觉残留时间；本发明的背光源可以采用一个驱动电路来驱动LED灯组，使所述LED灯组在一个预定周期内依次发出红光、绿光、蓝光；本发明背光源的驱动方式与现有技术相比，简化了无彩膜场序列液晶显示背光源的驱动电路，降低了背光源驱动电路的制作难度，从而降低了成本。
【附图说明】
图1为本发明实施例提供的第一种背光源的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第二种背光源的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种背光驱动时序图；
图4为本发明实施例提供的第三种背光源的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种背光驱动时序图。
【具体实施方式】
以下各实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
考虑到现有无彩膜场序列液晶显示器中RGB LED驱动存在线路复杂、成本较高的技术问题；如图1所示，本实施例提供了一种背光源，应用于场序列液晶显示器，其包括：
电路基板10，优选地可以为PCB板；
LED灯组20，所述LED灯组包括：LED基板和设置在所述LED基板(未示意出)上的红光LED 201、绿光LED 202和蓝光LED 203；
散热板30，所述散热板用于对所述LED灯组20散热，所述LED灯组20设置在所述散热板30上；以及
驱动电路40，所述驱动电路40设置在所述电路基板10上，所述驱动电路40用于获取控制信号，并根据所述控制信号驱动所述红光LED 201、所述绿光LED 202和所述蓝光LED203在预定周期内顺序发光，所述预定周期小于或等于人眼的视觉残留时间。
LED灯组20可以为一个LED灯条，在LED灯条基板上，设置三个LED子组，分别为由多个红光LED 201串联组成的红光LED子组，由多个绿光LED 202串联组成的绿光LED子组，以及由多个蓝光LED 203串联组成的蓝光LED子组，如图1所示，本实施例中以红光LED201、绿光LED 202和蓝光LED203数量相等且均为4个为例，来介绍背光源；然而在其他实施例中红光LED201、绿光LED 202和蓝光LED 203数量可以不相同。
应当理解的是，在一些应用场景中本实施例中LED灯组20可以仅包括三个红光LED201、绿光LED 202和蓝光LED 203。
本实施例中人眼视觉残留时间实际上就是液晶电视的场频周期，即六十分之一秒。本实施例中的在预定周期内顺序发光指的是：在预设周期内首先红光LED 201发光、绿光202和蓝光LED 203不发光，接着绿光LED 202发光、红光201和蓝光LED203不发光，最后蓝光LED 203发光、红光LED 201和绿光LED203不发光。
图1所示的背光源采用一个驱动电路来驱动RGB LED灯组，使其在人眼的视觉残留时间内顺序发光；与现有技术相比，可以简化驱动线路，降低制作难度，降低背光驱动的成本。
优选地，本实施例中所述控制信号可以包括：第一控制信号Con和第二控制信号Drv；所述第一控制信号Con为周期性的控制信号，且在一个周期内顺序出现第一低电平、高电平和第二低电平；本实施例中第一低电平和第二低电平可以为相同的低电平，例如为0等；
所述第二控制信号Drv为周期性的控制信号，且在一个周期内顺序出现第一电平Drv1、第二电平Drv2和第三电平Drv3；所述第二控制信号的周期与所述预定周期；
所述第一电平Drv1与Con的第一低电平对应，所述第二电平Drv2与Con的高电平对应，所述第三电平Drv3与Con的第二低电平对应；这里的对应指的是：在一个周期内，Drv1出现时，Con的第一低电平也出现，同理，Drv2出现时，Con的高低电平也出现，Drv3出现时，Con的第二低电平也出现。
所述驱动电路40，用于
在所述第二控制信号Drv的电平为第一电平Drv1，且所述第一控制信号Con的电平为第一低电平时，仅驱动所述红光LED201发光；
在所述第二控制信号Drv的电平为第二电平Drv2，且第一控制信号Con的电平为高电平时，仅驱动所述绿光LED 202发光；
在所述第二控制信号Drv的电平为第三电平Drv3，且第一控制信号Con的电平为第二低电平时，仅驱动所述蓝光LED 203发光。
本实施例中第二控制信号Drv的不同电平对应不同颜色LED发光，其中，第一电平、第二电平和第三电平之间的大小关系，以及这三个电平的具体取值可以根据实际需求或者实际应用场景进行设定。
如图2所示，介绍背光源的的一种优选结构，其中，所述背光源还包括：用于输出第一预设电压V1的第一电压输出单元501，用于输出第二预设电压V2的第二电压输出单元502，用于输出第三预设电压V3的第三电压输出单元503；
驱动电路包括：用于输出所述第一控制信号Con的第一信号输出单元401、用于输出所述第二控制信号Drv的第二信号输出单元402和开关管403；所述开关管403具有控制端4031、输入端4032和输出端4033；
优选地，本实施例中第一信号输出单元可以根据脉冲信号生成第一控制信号Con；具体地，第一控制信号Con的周期可以为脉冲信号CLK的两倍，且高低电平均与CLK高低电平相同；
或者第一信号输出单元401也可以为一个输入端，接收外部输入的第一控制信号Con；
所述第一信号输出单元401与所述开关管403的控制端4031连接，所述开关管403的输出端4033与所述绿光LED202的正极连接；
所述第二信号输出单元402分别与所述红光LED201的负极、所述开关管403的输入端4032、所述蓝光LED203的正极连接；
所述红光LED201的正极与所述第一电压输出单元501连接，所述绿光LED202的负极与第二电压输出单元502连接，所述蓝光LED203的负极与第三电压输出单元503连接。
V1与Drv1之间的电压差大于或等于所述红光LED的开启电压Von1，V1与Drv1之间的电压差小于蓝光LED的开启电压Von3
V1与Drv2之间的电压差小于Von1，Drv2与V2之间的电压差大于或等于绿光LED的开启电压Von2，Drv2与V3之间的电压差小于Von3；
V1与Drv3之间的电压差小于Von1，Drv3与V3之间的电压差大于或等于Von3。
图2所示的驱动电路，可以实现在预定周期内使所述红光LED、绿光LED和蓝光LED顺序发光，具体实现过程可以为；
设红光LED子组、绿光LED子组和蓝光LED子组的开启电压均为Von，此时上述所述的Von1＝Von2＝Von3＝Von；也即红光LED201的开启电压指的是红光LED子组的开启电压，绿光LED202的开启电压指的是绿光LED子组的开启电压，蓝光LED203的开启电压指的是蓝光LED子组的开启电压；
设V1-Drv1≥Von，Drv1-V3＜Von；V1-Drv2＜Von，Drv2-V3＜Von，Drv2-V2≥Von；V1-Drv3＜Von，Drv3-V3≥Von；
其中Von、Drv、con、V1、V2、V3均为正电压；
在一个Drv的周期内Drv1、Drv2、Drv3顺序出现，且Drv1＜Drv2＜Drv3；Drv1、Drv2、Drv3在一个Drv的周期内持续的时间相等，且等于三分之一的Drv的周期；同样Con也高低电平持续的时间相等，且等于三分之一的Drv的周期；
应当理解的是：本实施例中Drv1、Drv2、Drv3持续的时间也可以不相等，只要电平变化与Con电平变化对应即可。
参考图3所示的驱动时序，图2所示的驱动电路的具体驱动过程如下：
当Drv的电平为第一电平Drv1，Con的电平为低电平时，开关管403关闭，红光LED子组两端的电压为V1-Drv1≥Von，此时驱动红光LED子组发光；而对于绿光LED子组，由于开关管403关闭，所以绿光LED子组不发光，对于蓝光LED子组，由于蓝光LED子组两端的电压为Drv1-V3＜Von，所以蓝光LED子组不发光；
当Drv的电平为第二电平Drv2，Con的电平为高电平时，开关管403开启，红光LED子组两端的电压为V1-Drv2＜Von，红光LED子组不发光；对于绿光LED子组，由于开关管403开启，绿光LED子组两端的电压为Drv2-V2≥Von，绿光LED子组被驱动发光；对于蓝光LED子组，其两端的电压为Drv2-V3＜Von，所以不发光；
当Drv的电平为第二电平Drv3，Con的电平为低电平时，开关管403关闭，红光LED子组两端的电压为V1-Drv3＜Von，红光LED子组不发光；对于绿光LED子组，由于开关管403关闭，绿光LED子组不发光；对于蓝光LED子组，其两端的电压为Drv3-V3≥Von，所以绿光LED子组发光；
可见，通过本实施例的驱动电路可以实现在一个Drv的周期内红光LED子组、绿光LED子组和蓝光LED子组顺序发光。
优选地，本实施例中V1、V2和V3之间的大小关系可以为：V1＝V3＞V2。具体地，本实施例中Drv1＝0、Drv2＝Von、Drv3＝2Von；V1＝Von、V2＝0、V3＝Von。
本实施例中开关管403可以为场效应晶体管，其中，控制端4031为场效应晶体管的栅极，输入端4032为场效应晶体管的源极，输出端4033为场效应晶体管的漏极。
以上主要以红光LED子组反向连接和蓝光LED子组正向连接，即红光LED201负极接Drv、正极接V1，蓝光LED203正极接Drv、负极接V3为例来介绍本实施例背光源的驱动；
然而，应当理解的是，本实施例中LED灯组中红光LED子组可以正向连接、蓝光LED子组反向连接，红光LED201正极接Drv、负极接V1，蓝光LED负极接Drv、正极接V3；此时执行改变Drv1、Drv2、Drv3、V1、V2、V3的大小即可实现在一个预定周期内红光LED子组、绿光LED子组和蓝光LED子组顺序发光；
如图4所示，所述第一信号输出单元401与所述开关管403的控制端4031连接，所述开关管403的输出端4033与所述绿光LED202的正极连接；
所述第二信号输出单元402分别与所述红光LED201的正极、所述开关管403的输入端4032、所述蓝光LED203的负极连接；
所述红光LED201的负极与所述第一电压输出单元501连接，所述绿光LED202的负极与第二电压输出单元502连接，所述蓝光LED203的正极与第三电压输出单元503连接；图4中，Drv1＝2Von、Drv2＝Von、Drv3＝0；V1＝Von、V2＝0、V3＝Von；
参考图5所示的驱动时序，图4所示背光源中驱动电路40的驱动过程如下：
当Drv的电平为第一电平Drv1，Con的电平为低电平时，开关管403关闭，红光LED子组两端的电压为Drv1-V1＝Von，此时驱动红光LED子组发光；而对于绿光LED子组，由于开关管403关闭，所以绿光LED子组不发光，对于蓝光LED子组，由于蓝光LED子组中LED反向连接，此时其两端的电压为V3-Drv1＝0＜Von，所以蓝光LED子组不发光；
当Drv的电平为第二电平Drv2，Con的电平为高电平时，开关管403开启，红光LED子组两端的电压为Drv2-V1＝0＜Von，红光LED子组不发光；对于绿光LED子组，由于开关管403开启，绿光LED子组两端的电压为Drv2-V2＝Von，绿光LED子组被驱动发光；对于蓝光LED子组，其两端的电压为Drv3-V3＝0＜Von，所以不发光；
当Drv的电平为第二电平Drv3，Con的电平为低电平时，开关管403关闭，红光LED子组两端的电压为V1-Drv3＝-Von＜Von，红光LED子组不发光；对于绿光LED子组，由于开关管403关闭，绿光LED子组不发光；对于蓝光LED子组，其两端的电压为Drv3-V3＝Von，所以绿光LED子组发光。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。

Claims (9)

1.一种背光源，其特征在于，应用于场序列液晶显示器，所述背光源包括：
电路基板；
LED灯组，所述LED灯组包括：LED基板和设置在所述LED基板上的红光LED、绿光LED和蓝光LED；以及
驱动电路，所述驱动电路设置在所述电路基板上，所述驱动电路用于获取控制信号，并根据所述控制信号驱动所述红光LED、所述绿光LED和所述蓝光LED在预定周期内顺序发光，所述预定周期小于或等于人眼的视觉残留时间；
所述控制信号包括：第一控制信号和第二控制信号；
所述第一控制信号为周期性的控制信号，且在一个周期内顺序出现第一低电平、高电平和第二低电平；
所述第二控制信号为周期性的控制信号，且在一个周期内顺序出现与所述第一低电平对应的第一电平、与所述高电平对应的第二电平和与所述第二低电平对应的第三电平；所述第二控制信号的周期与所述预定周期相同；
所述驱动电路，用于
在所述第二控制信号的电平为所述第一电平，且所述第一控制信号的电平为所述第一低电平时，仅驱动所述红光LED发光；
在所述第二控制信号的电平为所述第二电平，且所述第一控制信号的电平为所述高电平时，仅驱动所述绿光LED发光；
在所述第二控制信号的电平为所述第三电平，且所述第一控制信号的电平为所述第二低电平时，仅驱动所述蓝光LED发光。
2.如权利要求1所述的背光源，其特征在于，
所述背光源还包括：用于输出第一预设电压的第一电压输出单元，用于输出第二预设电压的第二电压输出单元，用于输出第三预设电压的第三电压输出单元；
所述驱动电路包括：用于输出所述第一控制信号的第一信号输出单元、用于输出所述第二控制信号的第二信号输出单元和开关管；所述开关管具有控制端、输入端和输出端；
所述第一信号输出单元与所述开关管的控制端连接，所述开关管的输出端与所述绿光LED的正极连接；
所述第二信号输出单元分别与所述红光LED的负极、所述开关管的输入端、所述蓝光LED的正极连接；
所述红光LED的正极与所述第一电压输出单元连接，所述绿光LED的负极与第二电压输出单元连接，所述蓝光LED的负极与第三电压输出单元连接。
3.如权利要求2所述的背光源，其特征在于，
所述第一预设电压与所述第一电平的电压差大于或等于所述红光LED的开启电压，所述第一电平与所述第三预设电压的电压差小于蓝光LED的开启电压；
所述第一预设电压与所述第二电平的电压差小于红光LED的开启电压，所述第二电平与所述第二预设电压的电压差大于等于绿光LED的开启电压，所述第二电平与所述第三预设电压的电压差小于蓝光LED的开启电压；
所述第一预设电压与所述第三电平的电压差小于红光LED的开启电压，所述第三电平与所述第三预设电压的电压差大于或等于蓝光LED的开启电压。
4.如权利要求3所述的背光源，其特征在于，所述第三电平大于所述第二电平，所述第二电平大于所述第一电平。
5.如权利要求4所述的背光源，其特征在于，所述第一预设电压与所述第三预设电压相等，所述第二预设电压小于所述第一预设电压。
6.如权利要求5所述的背光源，其特征在于，所述第一电平为0，所述第二电平为Von，所述第三电平为2Von，所述第一预设电压为Von，所述第二预设电压为0，所述第三预设电压为Von，Von为红光LED串、绿光LED串和所述蓝光LED串的开启电压。
7.如权利要求1所述的背光源，其特征在于，
所述背光源还包括：用于输出第一预设电压的第一电压输出单元，用于输出第二预设电压第二电压输出单元，用于输出第三预设电压的第三电压输出单元；
所述驱动电路包括：用于生成所述第一控制信号的第一信号输出单元、用于生成所述第二控制信号的第二信号输出单元和开关管；所述开关管具有控制端、输入端和输出端；
所述第一信号输出单元与所述开关管的控制端连接，所述开关管的输出端与所述绿光LED的正极连接；
所述第二信号输出单元分别与所述红光LED的正极、所述开关管的输入端、所述蓝光LED的负极连接；
所述红光LED的负极与所述第一电压输出单元连接，所述绿光LED的负极与第二电压输出单元连接，所述蓝光LED的正极与第三电压输出单元连接。
8.如权利要求2-7任一项所述的背光源，其特征在于，在一个所述第二控制信号的周期内，所述第一电平的持续时间、所述第二电平的持续时间，所述第二电平的持续时间相等，所述第一电平的持续时间为所述第二控制信号周期的三分之一。
9.如权利要求1-7任一项所述的背光源，其特征在于，所述背光源还包括：用于对所述LED灯组散热的散热板，所述LED灯组设置在所述散热板上。
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