CN105513545A - 一种背光单元及其驱动方法、显示装置 - Google Patents

一种背光单元及其驱动方法、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种背光单元及其驱动方法、显示装置，涉及显示技术领域，既避免现有背光单元利用一个驱动IC存在的驱动IC电流过大的问题、又能够避免多个驱动IC分区驱动时因增加时序控制器而导致的电流出现浪涌、系统不稳定、以及亮度均一性较差等问题。该背光单元，包括多个灯条，所述灯条包括依次串联的多个发光器件，所述灯条的一端与电压端相连，所述灯条的另一端均与至少两个驱动IC相连；其中，至少一个驱动IC用于输出脉冲信号，以使每个所述灯条在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光。用于背光驱动单元。

Description

一种背光单元及其驱动方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光单元及其驱动方法、显示装置。
背景技术
随着显示技术的快速发展，人们对显示屏的需求越来越多样化，除了对显示的清晰度、显示面板的大尺寸提出要求外，对显示面板的外形也提出了更高的要求。
目前，由于异形显示面板能更好的适应环境的整体结构，改善了显示面板平板式结构的使用局限性，因而异形显示面板已得到越来越广泛的应用。对于平板式显示面板通常使用侧入式背光单元，发光器件的数量很少，而异形显示面板由于其结构的特殊性，导光板无法使显示面板边角满足背光亮度均一性要求，因此对于异形显示面板的背光单元，需要采用满天星式等阵列结构。
然而，满天星结构是通过增加大量的发光器件来实现背光亮度均一性的，而发光器件数量的大量增加，会导致背光驱动电流增大，背光区域温度也随着升高。如图1所示，现有的背光单元是通过一个驱动IC10驱动所有的发光器件201发光，即，一个驱动IC10与多个灯条20相连，一个灯条20上串联有多个发光器件201。由于发光器件201的数量较多，通过一个驱动IC10控制所有发光器件201发光，会导致驱动IC10的负载增大，输出电流增加，从而使得驱动IC10的温度升高。
现有的解决方案，如图2所示，将所有发光器件201划分成n个区域，每个区域由一个驱动IC10单独驱动，例如，驱动IC110控制区域1，……，驱动ICn10控制区域n。每个驱动IC10之间相互独立，每个区域相互独立，由外加的时序控制器30中的同步逻辑单元控制多个驱动IC10同步输出脉冲信号(图2中以脉冲信号为PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)信号进行示意)。
然而，该方式需要引入额外的时序控制器30，故而需要重新安排进行时序调度，由于驱动系统本身的时序控制已经很复杂，多加一路时序控制，算法的复杂度和软件工作量都会增加，会导致时序控制器30中的处理器温度过高，易使电流出现浪涌或系统不稳定等问题。而且，一旦同步逻辑单元存在延迟，或某一区域的驱动IC工作异常，将导致延迟区域或驱动异常区域的亮度与其他区域亮度不同，从而使得背光单元亮度均一性变差，造成对显示的影响。
发明内容
本发明的实施例提供一种背光单元及其驱动方法、显示装置，既避免现有背光单元利用一个驱动IC存在的驱动IC电流过大的问题、又能够避免多个驱动IC分区驱动时因增加时序控制器而导致的电流出现浪涌、系统不稳定、以及亮度均一性较差等问题。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种背光单元，包括多个灯条，所述灯条包括依次串联的多个发光器件，所述灯条的一端与电压端相连，所述灯条的另一端均与至少两个驱动IC相连；其中，至少一个驱动IC用于输出脉冲信号，以使每个所述灯条在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光。
优选的，所述背光单元还包括算术逻辑单元，每个所述驱动IC均与所述算术逻辑单元相连；所述算术逻辑单元用于控制每个所述驱动IC输出脉冲信号。
优选的，所述发光器件为LED。
第二方面，提供一种显示装置，包括上述的背光单元。
优选的，所述显示装置还包括异形显示面板。
进一步优选的，所述异形显示面板的形状为扇形、弧形、圆形、多边形、或球形。
第三方面，提供一种上述的背光单元的驱动方法，包括：控制至少一个驱动IC输出脉冲信号，以使每个所述灯条在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光。
优选的，控制至少一个驱动IC输出脉冲信号，包括：控制所述至少一个驱动IC在不同时间段依次输出幅值相同的脉冲信号。
优选的，控制至少一个驱动IC输出脉冲信号，包括：控制所述至少一个驱动IC同时输出占空比相同的脉冲信号，所述脉冲信号的脉冲宽度等于所述每帧的发光时间段。
优选的，通过算术逻辑单元控制每个驱动IC输出脉冲信号，以使每个所述灯条在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光。
本发明实施例提供一种背光单元及其驱动方法、显示装置，该背光单元中的每个灯条均与至少两个驱动IC相连，通过控制至少一个驱动IC输出的脉冲信号，使合成后的脉冲信号可以驱动每个灯条中的发光器件发光。由于所有驱动IC相互独立且根据需要可使部分或全部驱动IC输出脉冲信号，因而可以使得输出脉冲信号的驱动IC的驱动电流减小，从而降低了驱动IC的温度，避免了现有背光单元利用一个驱动IC存在的驱动IC电流过大的问题，可适应高温工作环境。在此基础上，由于每个驱动IC都与所有的灯条相连，因而无需增加时序控制器，并且可通过调节单个驱动IC就可以实现对整个背光单元亮度的微调，且调节精度高，不影响整个背光单元的亮度均一性，避免了增加时序控制器导致的电流出现浪涌或系统不稳定等现象。进一步地，由于每个驱动IC可输出不同的PWM信号，因而可根据需要任意配置，增大了发光器件的亮度调节范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术提供的一种背光单元的示意图一；
图2为现有技术提供的一种背光单元的示意图二；
图3(a)为本发明实施例提供的一种背光单元的示意图；
图3(b)为本发明实施例提供的一种背光单元中驱动发光器件的脉冲信号示意图；
图4(a)为本发明实施例提供的一种背光单元中各驱动IC输出的幅值相同的脉冲信号以及合成后的脉冲信号的示意图一；
图4(b)为本发明实施例提供的一种背光单元中各驱动IC输出的幅值相同的脉冲信号以及合成后的脉冲信号的示意图二；
图4(c)为本发明实施例提供的一种由多个幅值相同的脉冲信号合成一个脉冲信号的运算示意图；
图5(a)为本发明实施例提供的一种背光单元中各驱动IC输出的占空比相同的脉冲信号以及合成后的脉冲信号的示意图一；
图5(b)为本发明实施例提供的一种背光单元中各驱动IC输出的占空比相同的脉冲信号以及合成后的脉冲信号的示意图二；
图5(c)为本发明实施例提供的一种由多个占空比相同的脉冲信号合成一个脉冲信号的运算示意图。
附图说明：
10-驱动IC；20-灯条；201-发光器件；30-时序控制器；40-ALU。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种背光单元，如图3(a)所示，包括多个灯条20，灯条20包括依次串联的多个发光器件201，灯条20的一端与电压端相连，灯条20的另一端均与至少两个驱动IC10相连；其中，至少一个驱动IC10用于输出脉冲信号，以使每个灯条20在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光。
需要说明的是，第一，对于灯条20的个数及每个灯条20包括的发光器件201的个数，需根据背光单元所应用的显示装置中显示面板的大小及每个发光器件201的功率合理进行设置。在显示面板的显示区域的亮度一定的情况下，显示面板越大，需要的灯条20的个数和发光器件201的个数越多，每个发光器件201的功率越大，需要的发光器件201的个数越少。
为了使显示面板的亮度均匀，每个灯条20包括的发光器件201应均匀设置，且多个灯条20也均匀设置。
第二，对于驱动IC10的个数，至少应保证驱动IC10输出的脉冲信号能使每个灯条20在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光，且使驱动IC10的电流不易过大为准。其中，所有驱动IC10可以全部都输出脉冲信号，也可以是部分驱动IC10输出脉冲信号。
具体的，当需要背光单元发出较暗的光或环境温度较低时，由于每个驱动IC10均与所有的发光器件201相连，因此可以使驱动IC10中部分驱动IC10输出脉冲信号例如使一个驱动IC输出脉冲信号(此处，应保证一个驱动IC输出的脉冲信号不会导致驱动IC工作异常或损伤)，当然也可以使所有驱动IC10都输出脉冲信号，当需要背光单元发出较亮的光时，可以同时使驱动IC10中的至少两个驱动IC10或全部驱动IC10输出脉冲信号，以使发光器件201发出的光的亮度符合要求。
本发明实施例中，优选的，驱动IC10输出的脉冲信号均为PWM信号，下文中提到的脉冲信号均以PWM信号为例。
第三，对于驱动IC10输出的PWM信号，可以是通过驱动IC10上集成有能输出PWM信号的波形生成器来输出，当然也可以是通过ALU40(ArithmeticLogicUnit，算术逻辑单元)与驱动IC10相连，通过ALU40控制驱动IC10输出PWM信号(图3(a)中以ALU控制驱动IC输出PWM信号为例进行示意)。
第四，背光单元中的驱动IC10相互独立，每个驱动IC10都能够独立地输出PWM信号，且每个驱动IC10输出的PWM信号可以不相同(即，可任意配置，形式不限)，只要能保证各个驱动IC10输出的PWM信号合成后，使每个灯条20在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光即可。
其中，驱动IC10输出的PWM信号的占空比和幅值可以通过驱动IC10上的波形生成器或ALU40进行调制。
示例的，如图3(a)所示，通过ALU40分别控制驱动IC110、驱动IC210……驱动ICn10输出PWM1信号、PWM2信号……PWMn信号，这些驱动IC10输出的PWM信号最后可合成一个如图3(b)所示的PWM信号，而输出给所有灯条20上的发光器件201，以使发光器件201发光。其中PWM1信号、PWM2信号……PWMn信号可以相同，也可以不同，只要这些驱动IC10输出的PWM信号最终能合成一个如图3(b)所示的使发光器件201发出预定亮度的光的PWM信号即可。
本发明实施例提供一种背光单元，该背光单元中的每个灯条20均与至少两个驱动IC10相连，通过控制至少一个驱动IC10输出的脉冲信号，使合成后的脉冲信号可以驱动每个灯条20中的发光器件201发光。由于所有驱动IC10相互独立且根据需要可使部分或全部驱动IC10输出脉冲信号，因而可以使得输出脉冲信号的驱动IC10的驱动电流减小，从而降低了驱动IC10的温度，避免了现有背光单元利用一个驱动IC10存在的驱动IC电流过大的问题，可适应高温工作环境。在此基础上，由于每个驱动IC10都与所有的灯条20相连，因而无需增加时序控制器，并且可通过调节单个驱动IC10就可以实现对整个背光单元亮度的微调，且调节精度高，不影响整个背光单元的亮度均一性，避免了增加时序控制器导致的电流出现浪涌或系统不稳定等现象。进一步地，由于每个驱动IC10可输出不同的PWM信号，因而可根据需要任意配置，增大了发光器件的亮度调节范围。
在上述基础上，由于ALU40能进行多组算术运算和逻辑运算，输出不同形式的PWM，且避免了将波形生成器集成在驱动IC10上造成的对驱动IC10的影响，因此优选的，背光单元还包括ALU40，每个驱动IC10均与ALU40相连；ALU40用于控制每个驱动IC10输出脉冲信号。
本发明实施例中，由于ALU40可以输出不同形式的脉冲信号，因而可以通过ALU40对一个驱动IC10、多个驱动IC10或全部的驱动IC10输出的PWM进行调制，以实现对发光器件201的亮度的调节。
进一步的，由于LED(lightemittingdiode，发光二极管)具有光效高、低功耗、寿命长等优点，因此，本发明实施例优选发光器件为LED。
本发明实施例提供了一种显示装置，包括上述的背光单元。
此处，上述显示装置具体可以是液晶显示装置，可以为液晶显示器、液晶电视、数码相框、手机、平板电脑等具有任何显示功能的产品或者部件。
在此基础上，上述显示装置还包括异形显示面板。
其中，对于异形显示面板的形状不进行限定，例如可以是扇形、弧形、圆形、多边形例如三角形或球形等。
其中，异形显示面板例如可以为液晶显示面板。基于此，异形显示面板包括阵列基板和对盒基板。彩色膜层可以设置在阵列基板上，当然也可以设置在对盒基板上。
本发明实施例还提供一种上述的背光单元的驱动方法，包括：控制至少一个驱动IC10输出脉冲信号，以使每个灯条20在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光。
其中，每个驱动IC10具体可以根据需要，输出相应的PWM信号，至少一个驱动IC10输出的PWM信号合成后应保证能够在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光。
此处，可以根据背光单元发出光的亮度使一个驱动IC10、多个驱动IC10或全部的驱动IC10输出PWM信号，以使发光器件201发出预定亮度的光。
具体的，当需要背光单元发出较暗的光或环境温度较低时，由于每个驱动IC10均与所有的发光器件201相连，因此可以使驱动IC10中部分驱动IC10输出脉冲信号例如使一个驱动IC输出脉冲信号(此处，应保证一个驱动IC输出的脉冲信号不会导致驱动IC工作异常或损伤)，当然也可以使所有驱动IC10都输出脉冲信号，当需要背光单元发出较亮的光时，可以同时使驱动IC10中的至少两个驱动IC10或全部驱动IC10输出脉冲信号，以使发光器件201发出的光的亮度符合要求。
本发明实施例提供一种背光单元的驱动方法，该背光单元中的每个灯条20均与至少两个驱动IC10相连，通过控制至少一个驱动IC10输出的脉冲信号，使合成后的脉冲信号可以驱动每个灯条20中的发光器件201发光。由于所有驱动IC10相互独立且根据需要可使部分或全部驱动IC10输出脉冲信号，因而可以使得输出脉冲信号的驱动IC10的驱动电流减小，从而降低了驱动IC10的温度，避免了现有背光单元利用一个驱动IC10存在的驱动IC电流过大的问题，可适应高温工作环境。在此基础上，由于每个驱动IC10都与所有的灯条20相连，因而无需增加时序控制器，并且可通过调节单个驱动IC10就可以实现对整个背光单元亮度的微调，且调节精度高，不影响整个背光单元的亮度均一性，避免了增加时序控制器导致的电流出现浪涌或系统不稳定等现象。进一步地，由于每个驱动IC10可输出不同的PWM信号，因而可根据需要任意配置，增大了发光器件的亮度调节范围。
基于上述，由于ALU40能进行多组算术运算和逻辑运算，输出不同形式的PWM信号，因此，优选的，可以通过ALU40控制至少一个驱动IC10输出PWM信号，以使每个灯条20在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光。
优选的，控制至少一个驱动IC10输出脉冲信号，如图4(a)和图4(b)所示，包括：控制至少一个驱动IC10在不同时间段依次输出幅值相同的脉冲信号。
其中，控制输出脉冲信号的驱动IC10在每帧发光时间段依次输出PWM1信号、PWM2信号、PWM3信号……PWMn信号，合成后可以使发光器件201发出预定亮度的光。
对于驱动IC10输出的PWM信号的占空比以能确保至少一个驱动IC10输出的PWM信号合成后能够使发光器件201发出预定亮度的光为准。例如，可以如图4(a)所示，可以使每个驱动IC10输出的PWM信号的占空比相同，当然也可以如图4(b)所示，使每个驱动IC10输出的PWM信号的占空比不相同。
示例的，如图4(a)和图4(b)所示，驱动IC110输出PWM1信号、驱动IC210输出信号PWM2信号，如图4(c)所示，PWM1信号和PWM2信号通过做“或”或“与非”的逻辑运算，输出PWM信号。
本发明实施例中，可以通过同时调制多个驱动IC10或全部驱动IC10输出的PWM信号，共同更改合成的PWM的占空比，从而可以对背光单元的亮度实现更大范围的调节。其中，由于每个驱动IC10都与所有的灯条20相连，因而当多个驱动IC10或全部驱动IC10都输出PWM信号时，可以使驱动IC10输出的PWM信号的占空比减小，从而使得输出PWM信号的驱动IC的电流减小。
优选的，控制至少一个驱动IC10输出脉冲信号，如图5(a)和图5(b)所示，包括：控制至少一个驱动IC10同时输出占空比相同的脉冲信号，脉冲信号的脉冲宽度等于每帧的发光时间段。
其中，输出脉冲信号的驱动IC10在每帧发光时间段同时输出PWM1信号、PWM2信号、PWM3信号……PWMn信号，这些PWM信号通过做“和”的逻辑运算，合成输出一个高幅值的PWM信号。
对于驱动IC10输出的PWM信号的幅值不进行限定。例如，可以如图5(a)所示，驱动IC10输出的PWM信号的幅值相同，当然也可以如图5(b)所示，驱动IC10输出的PWM信号的幅值不相同。
示例的，如图5(a)和图5(b)所示，驱动IC110输出幅值较低的PWM1信号、驱动IC210输出幅值较低的PWM2信号，如图5(c)所示，PWM1信号和PWM2信号通过做“和”的逻辑运算合成输出一个高幅值的PWM。
本发明实施例中，可以通过同时调制多个驱动IC10或全部驱动IC10输出的PWM信号的幅值，使得多个幅值较低的PWM信号可以合成一个高幅值的PWM信号，从而可以提高PWM信号的质量，实现更好的开关性能。其中，由于每个驱动IC10都与所有的灯条20相连，因而当多个驱动IC10或全部驱动IC10都输出PWM信号时，可以使得驱动IC输出的PWM信号的幅值减小，从而使得输出脉冲信号的驱动IC输出的电流减小。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种背光单元，包括多个灯条，所述灯条包括依次串联的多个发光器件，所述灯条的一端与电压端相连，其特征在于，所述灯条的另一端均与至少两个驱动IC相连；
其中，至少一个驱动IC用于输出脉冲信号，以使每个所述灯条在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光。
2.根据权利要求1所述的背光单元，其特征在于，所述背光单元还包括算术逻辑单元，每个所述驱动IC均与所述算术逻辑单元相连；
所述算术逻辑单元用于控制每个所述驱动IC输出脉冲信号。
3.根据权利要求1或2所述的背光单元，其特征在于，所述发光器件为LED。
4.一种显示装置，其特征在于，包括权1-3任一项所述的背光单元。
5.根据权利要求4所述的显示装置，其特征在于，还包括异形显示面板。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述异形显示面板的形状为扇形、弧形、圆形、多边形或球形。
7.一种如权利要求1-3任一项所述的背光单元的驱动方法，其特征在于，包括：
控制至少一个驱动IC输出脉冲信号，以使每个所述灯条在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光。
8.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，控制至少一个驱动IC输出脉冲信号，包括：
控制所述至少一个驱动IC在不同时间段依次输出幅值相同的脉冲信号。
9.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，控制至少一个驱动IC输出脉冲信号，包括：
控制所述至少一个驱动IC同时输出占空比相同的脉冲信号，所述脉冲信号的脉冲宽度等于所述每帧的发光时间段。
10.根据权利要求7-9任一项所述的驱动方法，其特征在于，通过算术逻辑单元控制每个驱动IC输出脉冲信号，以使每个所述灯条在每帧的发光时间段内发出预定亮度的光。
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