CN114333707A - 背光模块的驱动装置与驱动方法 - Google Patents

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Abstract

一种驱动装置与驱动方法。驱动装置包括电流电压转换器、第一发光二极管驱动器、第二发光二极管驱动器以及开关。电流电压转换器对应于第一发光二极管驱动器的多个驱动信道中的第一驱动信道的控制电流而产生控制电压。开关的控制端耦接至电流电压转换器，以接收控制电压。开关的第一端用于耦接至电压源。开关的第二端用于耦接至背光模块的第一发光元件的第一端。第二发光二极管驱动器的多个驱动信道中的第二驱动信道用于耦接至背光模块的第一发光元件的第二端。本发明提供的驱动装置与驱动方法，用于实现背光模块局部调光的功能。

Description

背光模块的驱动装置与驱动方法
【技术领域】
本发明是有关于一种背光装置，且特别是有关于一种背光模块的驱动装置与驱动方法。
【背景技术】
二维局部调光背光(2D local dimming backlight)的技术可以被广泛地应用在具有高动态范围(high dynamic range，HDR)功能的高阶液晶显示器(liquid crystaldisplay，LCD)。目前随着画面的精细度提升的高度需求，调光的分区数也需要提升，因此发光二极管(light-emitting diode，LED)驱动器的数量也会随着增加。但另一方面，为了降低成本，LED驱动器(集成电路)的数量则需要尽可能地减少。
【发明内容】
本发明提供用于驱动背光模块的一种驱动装置与驱动方法，以便于实现局部调光(local dimming)功能。
在本发明的一实施例中，上述的驱动装置用于驱动背光模块。驱动装置包括第一电流电压转换器、第一发光二极管驱动器、第二发光二极管驱动器以及第一开关。第一发光二极管驱动器具有多个驱动信道。第一电流电压转换器耦接至第一发光二极管驱动器的所述多个驱动信道中的第一驱动信道。第一电流电压转换器用于对应于第一驱动信道的控制电流而产生第一控制电压。第一开关的控制端耦接至第一电流电压转换器，以接收第一控制电压。第一开关的第一端用于耦接至电压源。第一开关的第二端用于耦接至背光模块的第一发光元件的第一端。第二发光二极管驱动器具有多个驱动信道。第二发光二极管驱动器的所述多个驱动信道中的第二驱动信道用于耦接至背光模块的第一发光元件的第二端。
在本发明的一实施例中，上述的驱动方法适用于驱动装置，以驱动背光模块来提供背光。背光模块被分为多个背光区域，驱动装置包括第一发光二极管驱动器、第一电流电压转换器、第一开关以及第二发光二极管驱动器。电流电压转换器用于对应于第一发光二极管驱动器的多个驱动信道中的第一驱动信道的控制电流而产生第一控制电压。第一开关的控制端接收第一控制电压。第一开关的第一端用于耦接至电压源。第一开关的第二端用于耦接至背光模块的第一发光元件的第一端。第二发光二极管驱动器的多个驱动信道中的第二驱动信道用于耦接至背光模块的第一发光元件的第二端。上述的驱动方法包括：在产生第一控制电压的周期内，点亮所述多个背光区域中的第一背光区域，且第二发光二极管驱动器接收用于驱动所述多个背光区域中的第二背光区域的驱动数据。
基于上述，本发明诸实施例所述驱动装置与驱动方法使用了电流电压转换器与发光二极管驱动器去控制开关。第一电流电压转换器将第一发光二极管驱动器的第一驱动信道的控制电流转换为第一控制电压。第一开关依据第一控制电压而决定是否致能(enable)背光模块的第一发光元件。在第一发光元件为致能的情况下，第二发光二极管驱动器的第二驱动信道可以控制第一发光元件的电流。因此，所述驱动装置便于实现局部调光(localdimming)功能。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。
【附图说明】
图1是依照一实施例所图示的一种驱动装置及背光模块的电路方框(circuitblock)示意图。
图2是图1所示实施例的电路示意图。
图3是图2所示信号的时序示意图。
图4是依照本发明的一实施例所图示的一种驱动装置及背光模块的电路方框示意图。
图5是图4所示实施例的电路示意图。
图6是图5所示信号的时序示意图。
图7是依照本发明的一实施例所图示的一种驱动方法的流程示意图。
图8是图4所示LED驱动器的电路示意图。
图9是图5所示背光模块的背光区域的布局示意图。
图10是图5所示背光模块的背光区域的又一布局示意图。
图11是图5所示背光模块的背光区域的另一布局示意图。
图12是图4所示开关电路的另一电路示意图。
图13是图12所示背光区域的另一时序示意图。
【符号说明】
10、40:背光模块
100、400:驱动装置
110:控制器
120、420:开关电路
121、122、123、124:开关单元
130、410:发光二极管驱动器
411:第一发光二极管驱动器
4111:可控电流源
4112:脉宽调制(PWM)控制电路
4113:接口电路
412:第二发光二极管驱动器
A51、A61:第一端
BLED1、BLED3、BLED3、BLED4:蓝色发光元件
C51、C61:第二端
CH1、CH2、CH3、CH4、CH5、CH6、CH7、CH8、CH9、CH10、CH11、CH12、Cha3、Cha4、CHb3、CHb4、CHbn、CHn:驱动信道
CHa1:第一驱动信道
CHa2:第四驱动信道
CHb1:第二驱动信道
CHb2:第三驱动信道
CP1、CP2、CP3、CP4:更换周期
CVC1:第一电流电压转换器
CVC2:第二电流电压转换器
CVC3、CVC4、CVC5、CVC6、CVC7、CVC8、CVC9、CVC10、CVC11、CVC12:电流电压转换器
D1、D2:第二端
EP1、EP2、EP3、EP4:发光周期
FP:帧周期
G:控制端
GLED1、GLED3、GLED3、GLED4:绿色发光元件
GPIO1、GPIO2、GPIO3、GPIO4:控制信号
Ia1:控制电流
Inf1、Inf2:调光信息
IZ5:总电流
LED51:第一发光元件
LED52:第二发光元件
LED61:第三发光元件
LED11、LED12、LED1n、LED21、LED22、LED2n、LED31、LED32、LED3n、LED41、LED42、LED4n、LED5n、LED62、LED6n、LED71、LED72、LED7n、LED81、LED82、LED8n:发光元件
P1:第一周期
P2:第二周期
P3:第三周期
P4:第四周期
P5:第五周期
P6:第六周期
P12、P23、P45、P56:略过周期
RLED1、RLED3、RLED3、RLED4:红色发光元件
S:第一端
S710～S740:步骤
SP1、SP2、SP3、SP4:子周期
SW1:第一开关
SW2:第二开关
SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8、SW9、SW10、SW11、SW12:开关
T1、T2、T3:时间
Va1:第一控制电压
VD1、VD2、VD3、VD4:驱动电压
VDD:电压源
Z1、Z2、Z3、Z4、Z8、Zc、Zd:背光区域
Z5、Za:第一背光区域
Z6、Zb:第二背光区域
Z7:第三背光区域
Za1、Za2、Za3:子背光区域
Y:显示面板的扫描方向。
【具体实施方式】
在本申请说明书全文(包括权利要求书)中所使用的“耦接(或连接)”一词可指任何直接或间接的连接手段。举例而言，若文中描述第一装置耦接(或连接)于第二装置，则应该被解释成该第一装置可以直接连接于该第二装置，或者该第一装置可以通过其他装置或某种连接手段而间接地连接至该第二装置。本申请说明书全文(包括权利要求书)中提及的“第一”、“第二”等用语是用于命名元件(element)的名称，或区别不同实施例或范围，或便于对应说明书及权利要求书的元件，而并非用来限制元件数量的上限或下限，亦非用来限制元件的次序。另外，凡可能之处，在附图及具体实施方式中使用相同标号的元件/构件/步骤代表相同或类似部分。不同实施例中使用相同标号或使用相同用语的元件/构件/步骤可以相互参照相关说明。
图1是依照一实施例所图示的一种驱动装置及背光模块的电路方框(circuitblock)示意图。驱动装置100用于驱动背光模块10。背光模块10具有一个发光元件阵列(array)，而所述发光元件阵列包括多个发光元件。依照不同的设计需求，背光模块10可以是发光二极管(light-emitting diode，LED)背光模块或是其他背光模块，而所述发光元件可以是LED或是其他发光元件。
图1所示驱动装置100包括控制器110、开关电路120以及LED驱动器130。控制器110可以是微控制器单元(microcontroller unit，MCU)、专用集成电路(applicationspecific integrated circuit，ASIC)或是其他控制元件/电路。依照不同的设计需求，LED驱动器130可以被实现为单个集成电路或是多个集成电路。举例来说，在一些实施例中，LED驱动器130可以包含具有菊链(daisy chain)功能的一个或多个LED驱动器集成电路。所述具有菊链功能的LED驱动器集成电路可以是已知的LED驱动器或是其他LED驱动器。
基于控制器110以及LED驱动器130的控制，驱动装置100用于进行二维局部调光(2D local dimming)，因此驱动装置100与背光模块10可以被应用在高动态范围(highdynamic range，HDR)的液晶显示(liquid crystal display，LCD)模块或其他显示面板。。本发明的驱动装置100使LED驱动器130(集成电路)的每一个驱动信道(channel)以分时切换方式(例如扫描)去驱动背光模块10的多个发光元件，相较于一般非分时切换方式，可大量减少LED驱动器130的驱动信道数量的需求。因此在提升调光分区数时，不需相对地增加LED驱动器130的驱动信道数量(亦即减少集成电路的数量)。
举例来说，背光模块10可以被划分成n块背光区域，而LED驱动器130的同一个驱动信道以分时切换方式去驱动所述n块背光区域的每一个背光区域中的部分(一个或多个)发光元件(例如LED)。所述分时切换的操作是由控制器110与开关电路120来实现。控制器110可以控制开关电路120的每一开关电路的导通时间，以便扫描(分时切换)所述n块背光区域。进一步来说，假设在不采用分时切换操作的情况下，背光模块10的一个发光元件的点亮时间与驱动电流分别为T与I。在采用分时切换操作以及背光模块10被划分n块背光区域的情况下，则一个发光元件的点亮时间变为原本的(1/n)*T，而发光元件的驱动电流变为n*I(借此得到相同的模块等效亮度)。
图2是依照一实施例说明图1所示开关电路、LED驱动器及背光模块的电路示意图。请同时参考图1及图2，在图2所示实施例中，背光模块10例如可以被划分4块背光区域。举例来说，背光模块10的第一个背光区域Z1包括发光元件LED11、LED12、…、LED1n，背光模块10的第二个背光区域Z2包括发光元件LED21、LED22、…、LED2n，背光模块10的第三个背光区域Z3包括发光元件LED31、LED32、…、LED3n，背光模块10的第四个背光区域Z4包括发光元件LED41、LED42、…、LED4n。特别说明的是，在图2的实施例以4块背光区域为例，但本发明不限于此，背光区域的数量可依需求而增加或减少。
在图2所示实施例中，LED驱动器130包括n个驱动信道CH1、CH2、…、CHn。前级电路(未图示，或是控制器110)可以将调光信息Inf1写入LED驱动器130的控制缓存器(未图示)。LED驱动器130可以依照调光信息Inf1来个别地调整驱动信道CH1～CHn的每一个的驱动电流，即调整各发光元件的亮度。因此，LED驱动器130便于实现局部调光(local dimming)功能。在图2的实施例中，例如可具有4*n个局部调光区域。为了减少驱动信道CH1～CHn的数量，驱动信道CH1～CHn的每一个被耦接至背光模块10的背光区域Z1～Z4的每一个背光区域的部分发光元件。例如，驱动信道CH1被耦接至背光区域Z1的发光元件LED11、背光区域Z2的发光元件LED21、背光区域Z3的发光元件LED31以及背光区域Z4的发光元件LED41。其他驱动信道Ch2～CHn可以参照驱动信道CH1的相关说明来类推，故在此不予赘述。
为了使数量有限的驱动信道CH1～CHn可以用扫描(分时切换)方式驱动更多的发光元件，驱动装置100被配置了控制器110与开关电路120。开关电路120包括多个开关单元121、122、123与124，而开关单元121～124的数量与背光模块10的背光区域Z1～Z4的数量相对应。控制器110可以输出控制信号GPIO1、GPIO2、GPIO3与GPIO4去控制开关单元121～124。
图3是依照一实施例说明图2所示信号的时序示意图。图3所示横轴表示时间，而纵轴表示信号电平。请同时参考图2及图3，在图3所示实施例中，一个帧周期(period)FP包括子周期SP1、SP2、SP3与SP4。开关单元121～124可以在子周期SP1～SP4分别导通背光模块10的背光区域Z1～Z4。然而在图2所示实施例中，因为控制器110的时钟(clock)信号与LED驱动器130的时钟信号不是相同的时钟信号，使得每个驱动信道CH1～CHn的驱动(actuation)时序不易控制。因此为了确保控制器110的驱动时序与LED驱动器130的驱动时序不会相互干扰，本实施例的子周期SP1～SP4可被进一步切分为更换周期CP1、CP2、CP3与CP4以及发光周期EP1、EP2、EP3与EP4，如图3所示，如此使得更换LED驱动器130的驱动参数的时间(更换周期CP1、CP2、CP3与CP4)不重叠于背光模块10的背光区域Z1～Z4的致能(enable)时间(发光周期EP1、EP2、EP3与EP4)，以正确的控制局部调光。
特别说明的是，图3所示调光信息Inf1的波形仅为示意，调光信息Inf1包含多个信号并未全部绘出，在图3中的调光信息Inf1的高电平表示“更换LED驱动器130的驱动参数”，而低电平表示“没有更换LED驱动器130的驱动参数”，LED驱动器130的驱动参数例如是脉宽调制(pulse width modulation，PWM)参数。在子周期SP1的更换周期CP1中，前级电路(未图示，或是控制器110)可以将调光信息Inf1写入LED驱动器130的控制缓存器(未图示)，以便更换对应于背光区域Z1的驱动参数。在更换周期CP1结束后，控制器110可以在发光周期EP1控制开关单元121～124，使得开关单元122、123与124为截止(turn off)而开关单元121为导通(turn on)，进而禁能(disable)背光区域Z2、Z3与Z4且致能背光区域Z1。其他子周期SP2～SP4的操作可以参照子周期SP1的相关说明来类推，故在此不予赘述。如此，使得控制器110的驱动时序与LED驱动器130的驱动时序不会相互干扰。
进一步来说，图1至图3的驱动装置100的子周期SP1～SP4分别包含更换周期CP1、CP2、CP3与CP4以及发光周期EP1、EP2、EP3与EP4，因此发光周期EP1～EP4的时间长度被压缩，所以LED驱动器130的驱动信道CH1～CHn需要提供更大的驱动电流给背光模块10的背光区域Z1～Z4的发光元件。
为了降低驱动电流(电流峰值)的需求，可进一步以发光二极管驱动器替代图1驱动装置100的功能。图4是依照本发明的一实施例所图示的一种驱动装置及背光模块的电路方框示意图。图4的驱动装置400与图1的驱动装置100的差异在于：发光二极管驱动器的设置。图4所示的驱动装置400用于驱动背光模块40，背光模块40与图1所示背光模块10类似，可以参照图1所示背光模块10的相关说明来类推，故在此不再赘述。图4所示驱动装置400包括发光二极管(LED)驱动器410以及开关电路420，具体来说，LED驱动器410例如可包括图1驱动装置110及LED驱动器130的功能。依照设计需求，LED驱动器410可以被实现为单个集成电路或是多个集成电路。举例来说，在一些实施例中，LED驱动器410可以包含具有菊链(daisy chain)功能的一个或多个LED驱动器集成电路。所述具有菊链功能的LED驱动器集成电路可以是已知的LED驱动器或是其他LED驱动器。
在下述实施例中，LED驱动器410可以包括第一发光二极管驱动器411以及第二发光二极管驱动器412。第一发光二极管驱动器411具有多个驱动信道，用于提供控制电流来控制开关电路420。基于第一发光二极管驱动器411的控制，开关电路420可以分别控制背光模块40的多个背光区域。第二发光二极管驱动器412具有多个驱动信道，用于提供电流来驱动背光模块40的发光元件。依照设计需求，在一些实施例中，第一发光二极管驱动器411与第二发光二极管驱动器412可以具有相的电路设计，具体来说，第一发光二极管驱动器411与第二发光二极管驱动器412为同一型号的驱动器。
基于对LED驱动器410的控制，驱动装置400亦用于进行二维局部调光(2D localdimming)，因此驱动装置400与背光模块40可以被应用在HDR的LCD模块或其他显示面板。第二发光二极管驱动器412的每一个驱动信道以分时切换方式(例如扫描)去驱动背光模块40的多个发光元件，以减少第二发光二极管驱动器412的驱动信道数量。
图5是图4所示实施例的电路示意图。请同时参阅图4及图5，在图5所示实施例中，背光模块40可以被划分4块背光区域Z5～Z8。举例来说，背光模块40的第一背光区域Z5包括第一发光元件LED51、第二发光元件LED52、…、发光元件LED5n，背光模块40的背光区域Z6包括第三发光元件LED61、发光元件LED62、…、LED6n，背光模块40的背光区域Z7包括发光元件LED71、LED72、…、LED7n，背光模块40的背光区域Z8包括发光元件LED81、LED82、…、LED8n。具体来说，n代表每一背光区域中发光元件的数量，或发光元件分组的数量，亦即第一发光元件LED51可包含一个或多个发光元件。依照不同的设计需求，在一些实施例中，背光模块40的这些发光元件所发出的光可以是相同色光(例如白光)。在另一些实施例中，背光模块40的这些发光元件所发出的光可以是不同色光(例如白光、红光、绿光与蓝光中的二者或更多者)。
进一步来说，开关电路420包括多个电流电压转换器(例如电流电压转换器CVC1、CVC2、CVC3与CVC4)以及多个开关(例如开关SW1、SW2、SW3与SW4)，其中电流电压转换器CVC1～CVC4的数量与背光模块40的背光区域Z5～Z8的数量相对应，而且开关SW1～SW4的数量亦与背光区域Z5～Z8的数量相对应。
在图5所示实施例中，第一发光二极管驱动器411包括第一驱动信道CHa1、第四驱动信道CHa2以及驱动信道Cha3与Cha4。前级电路(未图示)可以将调光信息Inf2写入第一发光二极管驱动器411的控制缓存器(未图示)。第一发光二极管驱动器411可以依照调光信息Inf2来个别地调整驱动信道CHa1～Cha4的每一个的控制电流。因此，第一发光二极管驱动器411便于实现扫描(分时切换)功能。
详细来说，第一电流电压转换器CVC1的一端耦接至第一发光二极管驱动器411的第一驱动信道CHa1，第一电流电压转换器CVC1的另一端耦接至电压源VDD。第一电流电压转换器CVC1可以对应于第一驱动信道CHa1的控制电流Ia1而产生第一控制电压Va1给第一开关SW1的控制端G。第一开关SW1的控制端G耦接至第一电流电压转换器CVC1(亦即耦接至第一发光二极管驱动器411的第一驱动信道CHa1)，以接收所述第一控制电压Va1。第一开关SW1的第一端S用于耦接至电压源VDD。电压源VDD的电平可以依照设计需求来决定。第一开关SW1的第二端D1用于耦接至背光模块40的第一背光区域Z5的第一发光元件LED51、第二发光元件LED52、…、发光元件LED5n的第一端。例如，第一开关SW1的第二端D1耦接至第一背光区域Z5的第一发光元件LED51的第一端A51，以及第二开关SW2的第二端D2耦接至背光区域Z6的第三发光元件LED61的第一端A61。其他第四驱动信道CHa2、驱动信道CHa3与Cha4、其他第二电流电压转换器CVC2、电流电压转换器CVC3与CVC4与其他开关SW2～SW4可以参照第一驱动信道Cha1、第一电流电压转换器CVC1与第一开关SW1的相关说明来类推，故在此不予赘述。举例来说，第二电流电压转换器CVC2，耦接至第一发光二极驱动器411的第四驱动信道CHa2，用于对应第四驱动信道CHa2的电流而产生第二控制电压，第二开关SW2具有控制端耦接第二电流电压转换器CVC2以接收第二控制电压，且第二开关SW2的第一端用于耦接至电压源VDD。
在图5所示实施例中，第二发光二极管驱动器412包括n个驱动信道CHb1、CHb2、…、CHbn。特别说明的是，n个驱动信道CHb1、CHb2、…、CHbn可不限于同一个发光二极管驱动器，在其他实施例中，n个驱动信道CHb1、CHb2、…、CHbn可分属于不同的发光二极管驱动器。为了减少驱动信道CHb1～CHbn的数量，驱动信道CHb1～CHbn的每一个被耦接至背光模块40的背光区域Z5～Z8的每一个背光区域中的部分发光元件(例如一个或多个发光元件)。例如，第二驱动信道CHb1被耦接至第一背光区域Z5的第一发光元件LED51的第二端C51、背光区域Z6的第三发光元件LED61的第二端C61、背光区域Z7的发光元件LED71的第二端以及背光区域Z8的发光元件LED81的第二端。第三驱动信道CHb2被耦接至第一背光区域Z5的第二发光元件LED52的第二端、背光区域Z6的发光元件LED62的第二端、背光区域Z7的发光元件LED72的第二端以及背光区域Z8的发光元件LED82的第二端。其他驱动信道Chb3～CHbn可以参照第二驱动信道CHb1及第三驱动信道CHb2的相关说明来类推，故在此不予赘述。前级电路(未图示)可以将调光信息Inf2写入第二发光二极管驱动器412的控制缓存器(未图示)。第二发光二极管驱动器412可以依照调光信息Inf2来个别地调整驱动信道CHb1～CHbn的每一个的驱动电流，即调整各发光元件的亮度。因此，第二发光二极管驱动器412便于实现局部调光(local dimming)功能。在图5的实施例中，例如可具有4*n个局部调光区域。图5所示第二发光二极管驱动器412可以参照图2所示LED驱动器130的相关说明来类推。特别说明的是，第一发光元件LED51的颜色相同于第二发光元件LED52的颜色，但本发明不限于此，在其他实施例中，第一发光元件LED51的颜色不同于第二发光元件LED52的颜色。
依照设计需求以及(或是)应用需求，在一些实施例中，第一驱动信道Cha1可以控制/决定第一背光区域Z5的总电流IZ5的大小。当第一驱动信道Cha1进行驱动时，对应于控制电流Ia1的第一控制电压Va1会决定第一开关SW1的阻值，进而决定第一背光区域Z5的总电流IZ5的大小。其他开关SW2～SW4可以依此类推。因此在这样的实施例中，驱动信道Cha1～Cha4可以分别控制/决定背光区域Z5～Z8的总电流的大小。
在另一些实施例中，背光区域Z5～Z8的总电流的大小可以由驱动信道CHb1～CHbn来控制/决定。在这样的实施例中，驱动信道Cha1～Cha4与电流电压转换器CVC1～CVC4可以通过控制电压去尽可能地将开关SW1～SW4的阻值设定为最小。
图6是依照本发明的一实施例说明图5所示信号的时序示意图。图6所示横轴表示时间，而纵轴表示信号电平。图6所示调光信息Inf2的波形仅为示意，其中高电平表示“更换第二发光二极管驱动器412的驱动参数”，而低电平表示“没有更换第二发光二极管驱动器412的驱动参数”，第二发光二极管驱动器412的驱动参数例如是PWM参数。图6所示电压VD1、VD2、VD3与VD4表示图5所示开关SW1～SW4控制端的电压。在图6所示实施例中，一个帧周期FP包括子周期SP1、SP2、SP3与SP4。基于第一发光二极管驱动器411的控制，开关电路420的控制端可以分别在子周期SP1～SP4提高到高电平，如电压VD1～VD4所示，以扫描背光模块40的背光区域Z5～Z8。特别说明的是，在本实施例中，电压VD1～VD4的高电平可使开关SW1～SW4达到最大的导通状态，并依据驱动信道CHb1～CHbn的每一个的驱动电流的大小而调整发光元件的亮度，但本发明不限于此。在其他实施例中，电压VD1～VD4的高电平可使开关SW1～SW4达到不同的导通状态，即发光元件的驱动电流可由开关SW1～SW4进行控制或限制。
图7是依照本发明的一实施例所图示的一种驱动方法的流程示意图。请参照图5、图6与图7。在电流电压转换器CVC1产生用于点亮第一背光区域Z5的第一控制电压Va1的周期内，如图6的电压VD1为高电平时，亦即在子周期SP1中，第一开关SW1的控制端接收高电平电压，因此可以输出驱动电流以点亮(致能)第一背光区域Z5(步骤S710)，并且第二发光二极管驱动器412可以接收用于驱动第二背光区域Z6的驱动数据(调光信息Inf2)(步骤S720)。亦即在子周期SP1，前级电路(未图示)可以将调光信息Inf2写入第二发光二极管驱动器412的控制缓存器(未图示)，以便更换对应于第二背光区域Z6的驱动参数，例如PWM参数。如此，在更换对应于背光区域Z6的驱动参数的同时，第一发光二极管驱动器411可以导通第一开关SW1，以使电源(未图示，如电压VDD)提供驱动电流给第一背光区域Z5。
在第二电流电压转换器CVC2产生用于点亮第二背光区域Z6的第二控制电压的周期内，如图6的电压VD2为高电平时，亦即在子周期SP2中，第二开关SW2的控制端接收高电平电压，因此可以输出驱动电流以点亮(致能)第二背光区域Z6(步骤S730)，并且第二发光二极管驱动器412可以接收用于驱动第三背光区域Z7的驱动数据(调光信息Inf2)(步骤S740)。亦即在子周期SP2，对应于第三背光区域Z7的驱动参数可以被更换至第二发光二极管驱动器412内，并且第一发光二极管驱动器411同时可以导通第二开关SW2以提供驱动电流。子周期SP3与子周期SP4可以参照子周期SP1与子周期SP2的相关说明来类推，故在此不予赘述。具体来说，子周期SP1～SP4为连续周期且彼此不重叠，亦即信号电压VD1～VD4不会同时处于高电平。
请再次参考图5，在图5所示实施例中，控制开关SW1～SW4的第一发光二极管驱动器411与驱动背光模块40的发光元件的第二发光二极管驱动器412可以有相同的时钟信号，使得变更PWM参数的时序会比较容易调整，并且第一发光二极管驱动器411的驱动时序容易同步于第二发光二极管驱动器412的驱动时序，因此更换第二发光二极管驱动器412的PWM参数的时间可以重叠于背光模块40的背光区域Z5～Z8的致能(点亮)时间，如图6所示。因此，背光区域Z5～Z8的致能(点亮)时间可以尽可能地接近一个子周期(例如子周期SP1～SP4的任一个)的时间长。此外，图4所示驱动装置400可以省略控制器(例如图1所示控制器110)的设置。
图8是图4所示LED驱动器的电路示意图。在图8所示实施例中，LED驱动器410可以包括具有菊链功能的多个LED驱动器集成电路，其中的一个LED驱动器集成电路作为第一发光二极管驱动器411，以及其他的LED驱动器集成电路作为第二发光二极管驱动器412。图8所示第一发光二极管驱动器411与第二发光二极管驱动器412可以参照图5所示第一发光二极管驱动器411与第二发光二极管驱动器412的相关说明。
在图8所示实施例中，第一发光二极管驱动器411，即各驱动信道CHa1、CHa2、Cha3与Cha4包括可控电流源4111以及脉宽调制(PWM)控制电路4112。前级电路(未图示)可以将调光信息Inf2经由第一发光二极管驱动器411的接口电路4113写入第一发光二极管驱动器411的控制缓存器(未图示)。PWM控制电路4112可以依据所述控制缓存器的驱动数据(调光信息Inf2)去控制所述可控电流源4111的控制电流(可控电流源4111即包含图5所示的驱动信道CHa1～Cha4)。接着，第一发光二极管驱动器411的可控电流源4111耦接至电流电压转换器CVC1～CVC4以提供控制电流。电流电压转换器CVC1～CVC4可以将第一发光二极管驱动器411的控制电流转换为控制电压，并将所述控制电压提供给开关SW1～SW4的控制端。因此，开关SW1～SW4可以在子周期SP1～SP4输出驱动电流以扫描背光模块40的背光区域Z5～Z8。特别说明的是，第二发光二极管驱动器412的电路及控制电流输出方式可以参照第一发光二极管驱动器411的相关说明，故不再赘述。
图9是图5所示背光模块的背光区域的布局示意图。在图9所示实施例中，背光模块40提供背光至显示面板(未图示)，而背光模块40的背光区域Z5～Z8的每一个为一个连续区域(非离散区域)。背光区域Z5～Z8的每一个的长边方向平行于所述显示面板的短边方向(显示面板的扫描方向Y)。
图10是图5所示背光模块的背光区域的又一布局示意图。在图10所示实施例中，背光模块40提供背光至显示面板(未图示)，而背光模块40的背光区域Z5～Z8的每一个为多个离散区域，如图10所示。显示面板的显示区域可以被分为多个子区域，而这些子区域的每一个对应于背光模块40的背光区域Z5～Z8的每一个的至少一个离散区域。具体来说，背光区域Z5～Z8可对应显示面板的多个像素，但本发明不限于此。在其他实施例中，背光区域Z5可对应红色发光元件、背光区域Z6可对应绿色发光元件、背光区域Z7可对应蓝色发光元件、背光区域Z8可对应白色发光元件。
图11是图5所示背光模块的背光区域的另一布局示意图。在图11所示实施例中，背光模块40提供背光至显示面板(未图示)，而背光模块40的背光区域Z5～Z8的每一个为一个连续区域(非离散区域)，如图11所示。背光区域Z5～Z8沿排列方向排列，且所述排列方向平行于所述显示面板的画面更新方向(显示面板的扫描方向Y)。
图12是图4所示开关电路及背光模块的另一电路示意图。请同时参考图4及图12，在图12所示实施例中，背光模块40可以被划分4块背光区域Za～Zd。背光模块40的第一背光区域Za包括红色发光元件RLED1(亦为子背光区域Za1)、绿色发光元件GLED1(亦为子背光区域Za2)与蓝色发光元件BLED1(亦为子背光区域Za3)，背光模块40的第二背光区域Zb包括红色发光元件RLED2、绿色发光元件GLED2与蓝色发光元件BLED2，背光模块40的背光区域Zc包括红色发光元件RLED3、绿色发光元件GLED3与蓝色发光元件BLED3，而背光模块40的背光区域Zd包括红色发光元件RLED4、绿色发光元件GLED4与蓝色发光元件BLED4。
在图12所示实施例中，开关电路420包括多个电流电压转换器(例如电流电压转换器CVC1、CVC2、CVC3、CVC4、CVC5、CVC6、CVC7、CVC8、CVC9、CVC10、CVC11与CVC12)以及多个开关(例如开关SW1、SW2、SW3、SW4、SW5、SW6、SW7、SW8、SW9、SW10、SW11与SW12)。在第一背光区域Za的子背光区域Za1中的红色发光元件RLED1的第一端耦接至第一开关SW1，在子背光区域Za2中的绿色发光元件GLED1的第一端耦接至第二开关SW2，以及在子背光区域Za3中的蓝色发光元件BLED1的第一端耦接至开关SW3。其他背光区域Zb～Zd可以参照背光区域Za的相关说明来类推，故在此不予赘述。特别说明的是，红色发光元件RLED1可包含一个或多个红色发光元件，其他发光元件亦同，亦即子背光区域Za1包含一个发光元件，或一组发光元件，但本发明不限于此。在其他实施例中，子背光区域Za1可包含多组发光元件。
进一步来说，第一发光二极管驱动器411包括驱动信道CHa1、CHa2、Cha3、Cha4、Cha5、Cha6、Cha7、Cha8、Cha9、Cha10、Cha11与Cha12。第一发光二极管驱动器411可以依照调光信息Inf2来个别地控制或调整驱动信道CHa1～Cha12的每一个的控制电流，以便于实现扫描(分时切换)功能。在图12所示实施例中的第一发光二极管驱动器411与开关电路420的操作可以参照图5所示第一发光二极管驱动器411与开关电路420的相关说明来类推，故在此不予赘述。
在图12所示实施例中，第二发光二极管驱动器412包括多个驱动信道，例如图12所示驱动信道CHb1、CHb2、CHb3与CHb4以及图12未图示的其他驱动信道。第二驱动信道CHb1被耦接至红色发光元件RLED1的第二端、绿色发光元件GLED1的第二端以及蓝色发光元件BLED1的第二端。第二发光二极管驱动器412第二发光二极管驱动器412可以依照调光信息Inf2来个别地调整第二发光二极管驱动器412的每一个驱动信道的驱动电流。因此，第二发光二极管驱动器412便于实现局部调光(local dimming)功能。在图12所示实施例中的第二发光二极管驱动器412可以参照图5所示第二发光二极管驱动器412的相关说明来类推，故在此不予赘述。
在一些实施例中，背光模块40可以作为色域序列(Color Field Sequential)背光单元。基于第一发光二极管驱动器411的控制，开关SW1、SW4、SW7与SW10可以在第一周期驱动背光模块40的红色发光元件，以提供红色光(第一色光)至显示面板(未图示)。在所述第一周期结束后的第二周期，开关SW2、SW5、SW8与SW11可以驱动背光模块40的绿色发光元件，以提供绿色光(第二色光)至所述显示面板。在所述第二周期结束后的第三周期，开关SW3、SW6、SW9与SW12可以驱动背光模块40的蓝色发光元件，以提供蓝色光(第三色光)至所述显示面板。如此可依序提供红色、绿色及蓝色的背光，达到色域序列背光的功能。
图13是图12所示背光区域Za～Zd的时序示意图。请同时参照图4、图12及图13。图13所示横轴表示时间，而纵轴表示发光元件的亮度。在第一周期P1中，驱动装置400可以驱动第一背光区域Za以提供第一色光(例如红光)至显示面板(未图示)。在第一周期P1与第二周期P2之间的略过周期P12中，驱动装置400可以控制第一背光区域Za不发光。在所述第一周期P1结束后的第二周期P2中，驱动装置400可以驱动第一背光区域Za以提供第二色光(例如绿光)至所述显示面板。在第二周期P2与第三周期P3之间的略过周期P23中，驱动装置400可以控制第一背光区域Za不发光。在所述第二周期P2结束后的第三周期P3中，驱动装置400可以驱动第一背光区域Za以提供第三色光(例如蓝光)至所述显示面板。
在第四周期P4中，驱动装置400可以驱动第二背光区域Zb以提供第一色光(例如红光)至显示面板(未图示)。其中，第四周期P4的起始时间晚于第一周期P1的起始时间，以及第四周期P4部份重叠于第一周期P1。在第四周期P4与第五周期P5之间的略过周期P45中，驱动装置400可以控制第二背光区域Zb不发光。在第四周期P4结束后的第五周期P5中，驱动装置400可以驱动第二背光区域Zb以提供第二色光(例如绿光)至所述显示面板。其中，第五周期P5的起始时间晚于第二周期P2的起始时间，以及第五周期P5部份重叠于第二周期P2。在第五周期P5与第六周期P6之间的略过周期P56中，驱动装置400可以控制第二背光区域Zb不发光。在第五周期P5结束后的第六周期P6中，驱动装置400可以驱动第二背光区域Zb以提供第三色光(例如蓝光)至所述显示面板。其中，第六周期P6的起始时间晚于第三周期P3的起始时间，以及第六周期P6部份重叠于第三周期P3。
请参照图12与图13。在时间T1，第一背光区域Za的所有红色发光元件(例如红色发光元件RLED1)被驱动而发出红光(例如点亮子背光区域Za1)，第二背光区域Zb的所有发光元件都被禁能而不发光，背光区域Zc的所有蓝色发光元件(例如蓝色发光元件BLED3)被驱动而发出蓝光，而背光区域Zd的所有蓝色发光元件(例如蓝色发光元件BLED4)被驱动而发出蓝光。在时间T2，第一背光区域Za的所有绿色发光元件(例如绿色发光元件GLED1)被驱动而发出绿光，第二背光区域Zb的所有绿色发光元件(例如绿色发光元件GLED2)被驱动而发出绿光，背光区域Zc的所有发光元件都被禁能而不发光，而背光区域Zd的所有红色发光元件(例如红色发光元件RLED4)被驱动而发出红光。在时间T3，第一背光区域Za的所有蓝色发光元件(例如蓝色发光元件BLED1)被驱动而发出蓝光，第二背光区域Zb的所有发光元件都被禁能而不发光，背光区域Zc的所有绿色发光元件(例如绿色发光元件GLED3)被驱动而发出绿光，而背光区域Zd的所有绿色发光元件(例如绿色发光元件GLED4)被驱动而发出绿光。
依照不同的设计需求，上述LED驱动器410、第一发光二极管驱动器411以及(或是)第二发光二极管驱动器412的实现方式可以是硬件(hardware)、固件(firmware)、软件(software，即程序)或是前述三者中的多者的组合形式。
以硬件形式而言，上述LED驱动器410、第一发光二极管驱动器411以及(或是)第二发光二极管驱动器412可以实现于集成电路(integrated circuit)上的逻辑电路。上述LED驱动器410、第一发光二极管驱动器411以及(或是)第二发光二极管驱动器412的相关功能可以利用硬件描述语言(hardware description languages，例如Verilog HDL或VHDL)或其他合适的编程语言来实现为硬件。举例来说，上述LED驱动器410、第一发光二极管驱动器411以及(或是)第二发光二极管驱动器412的相关功能可以被实现于一或多个控制器、微控制器、微处理器、专用集成电路(Application-specific integrated circuit,ASIC)、数字信号处理器(digital signal processor,DSP)、现场可编程门阵列(Field ProgrammableGate Array,FPGA)及/或其他处理单元中的各种逻辑区块、模块和电路。
以软件形式及/或固件形式而言，上述LED驱动器410、第一发光二极管驱动器411以及(或是)第二发光二极管驱动器412的相关功能可以被实现为编程码(programmingcodes)。例如，利用一般的编程语言(programming languages，例如C、C++或汇编语言)或其他合适的编程语言来实现上述LED驱动器410、第一发光二极管驱动器411以及(或是)第二发光二极管驱动器412。所述编程码可以被记录/存放在记录媒体中，所述记录媒体中例如包括只读存储器(Read Only Memory，ROM)、存储装置及/或随机存取内存(Random AccessMemory，RAM)。计算机、中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器或微处理器可以从所述记录媒体中读取并执行所述编程码，从而达成相关功能。作为所述记录媒体，可使用“非临时的计算机可读取介质(non-transitory computer readablemedium)”，例如可使用带(tape)、碟(disk)、卡(card)、半导体内存、可编程设计的逻辑电路等。而且，所述程序也可经由任意传输媒体(通信网路或广播电波等)而提供给所述计算机(或CPU)。所述通信网路例如是互联网(Internet)、有线通信(wired communication)、无线通信(wireless communication)或其它通信介质。
综上所述，上述诸实施例所述驱动装置与驱动方法使用了电流电压转换器与发光二极管驱动器去控制开关。例如，电流电压转换器将第一发光二极管驱动器的驱动信道的控制电流转换为控制电压，而开关依据所述控制电压而决定是否致能(enable)背光模块的背光区域的发光元件。在背光区域的发光元件为致能的情况下，第二发光二极管驱动器的驱动信道可以控制背光区域的发光元件的电流。因此，所述驱动装置便于实现局部调光(local dimming)功能。
以上所述内容仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明权利要求书及说明书所作之简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。另外，本发明的任一实施例或权利要求不须达成本发明所公开的全部目的或优点或特点。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明的权利范围。此外，本说明书或权利要求书中提及的“第一”、“第二”等用语仅用于命名元件(element)的名称或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限。

Claims (12)

1.一种驱动装置，用于驱动背光模块，其特征在于，所述驱动装置包括第一发光二极管驱动器、第一电流电压转换器、第一开关以及第二发光二极管驱动器，其中，
所述第一发光二极管驱动器具有多个驱动信道；
所述第一电流电压转换器耦接至所述第一发光二极管驱动器的所述多个驱动信道中的第一驱动信道，用于对应于所述第一驱动信道的控制电流而产生第一控制电压；
所述第一开关具有耦接至所述第一电流电压转换器的控制端以接收所述第一控制电压，其中所述第一开关的第一端用于耦接至一电压源，以及所述第一开关的第二端用于耦接至所述背光模块的第一发光元件的第一端；以及
所述第二发光二极管驱动器具有多个驱动信道，其中所述第二发光二极管驱动器的所述多个驱动信道中的第二驱动信道用于耦接至所述背光模块的所述第一发光元件的第二端。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一驱动信道包括可控电流源和脉宽调制控制电路，其中，
所述可控电流源耦接至所述第一电流电压转换器以提供所述控制电流；以及
所述脉宽调制控制电路用于控制所述可控电流源的所述控制电流。
3.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，所述第一开关的所述第二端还用于耦接至所述背光模块的第二发光元件的第一端，以及所述第二发光二极管驱动器的所述多个驱动信道中的第三驱动信道用于耦接至所述背光模块的所述第二发光元件的第二端。
4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，所述第一发光元件的颜色相同于所述第二发光元件的颜色。
5.根据权利要求1所述的驱动装置，还包括第二电流电压转换器以及第二开关，其中，
所述第二电流电压转换器耦接至所述第一发光二极管驱动器的所述多个驱动信道中的第四驱动信道，用于对应于所述第四驱动信道的电流而产生第二控制电压；以及
所述第二开关具有接至所述第二电流电压转换器的控制端以接收所述第二控制电压，其中所述第二开关的第一端用于耦接至所述电压源，所述第二开关的第二端用于耦接至所述背光模块的第三发光元件的第一端，以及所述第二发光二极管驱动器的所述第二驱动信道还用于耦接至所述背光模块的所述第三发光元件的第二端。
6.根据权利要求5所述的驱动装置，其特征在于，所述第一发光元件的颜色不同于所述第二发光元件的颜色。
7.一种驱动方法，用于驱动装置以驱动背光模块以提供背光，所述背光模块被分为多个背光区域，所述驱动装置包括第一发光二极管驱动器、第一电流电压转换器、第一开关以及第二发光二极管驱动器，所述电流电压转换器用于对应于所述第一发光二极管驱动器的多个驱动信道中的第一驱动信道的控制电流而产生第一控制电压，所述第一开关的控制端接收所述第一控制电压，所述第一开关的第一端用于耦接至一电压源，所述第一开关的第二端用于耦接至所述背光模块的第一发光元件的第一端，所述第二发光二极管驱动器的多个驱动信道中的第二驱动信道用于耦接至所述背光模块的所述第一发光元件的第二端，所述驱动方法包括：
在产生所述第一控制电压的周期内，点亮所述多个背光区域中的第一背光区域，且所述第二发光二极管驱动器接收用于驱动所述多个背光区域中的第二背光区域的驱动数据。
8.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，所述背光模块提供背光至显示面板，所述多个背光区域的每一个为一连续区域，且所述多个背光区域的每一个的长边方向平行于所述显示面板的短边方向。
9.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，所述背光模块提供背光至显示面板，所述多个背光区域的每一个为多个离散区域，所述显示面板的显示区域被分为多个子区域，所述多个子区域的每一个对应于所述多个背光区域的每一个的至少一个离散区域。
10.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，所述背光模块提供背光至显示面板，所述背光模块具有不同颜色的多个发光元件，所述驱动方法包括：
在第一周期驱动所述背光模块，以提供第一色光至所述显示面板；以及
在所述第一周期结束后的第二周期驱动所述背光模块，以提供第二色光至所述显示面板。
11.根据权利要求7所述的驱动方法，其特征在于，所述背光模块提供背光至显示面板，所述多个背光区域沿一排列方向排列，且所述排列方向平行于所述显示面板的画面更新方向，所述驱动方法包括：
在第一周期中，由所述驱动装置驱动所述多个背光区域的第一背光区域以提供第一色光至所述显示面板；
在所述第一周期结束后的第二周期中，由所述驱动装置驱动所述第一背光区域以提供第二色光至所述显示面板；
在所述第二周期结束后的第三周期中，由所述驱动装置驱动所述第一背光区域以提供第三色光至所述显示面板；
在第四周期中，由所述驱动装置驱动所述多个背光区域的第二背光区域以提供所述第一色光至所述显示面板，其中所述第四周期的起始时间晚于所述第一周期的起始时间，以及所述第四周期部份重叠于所述第一周期；
在所述第四周期结束后的第五周期中，由所述驱动装置驱动所述第二背光区域以提供所述第二色光至所述显示面板，其中所述第五周期的起始时间晚于所述第二周期的起始时间，以及所述第五周期部份重叠于所述第二周期；以及
在所述第五周期结束后的第六周期中，由所述驱动装置驱动所述第二背光区域以提供所述第三色光至所述显示面板，其中所述第六周期的起始时间晚于所述第三周期的起始时间，以及所述第六周期部份重叠于所述第三周期。
12.根据权利要求11所述的驱动方法，还包括：
在所述第一周期与所述第二周期之间的第一略过周期中，由所述驱动装置控制所述第一背光区域不发光；
在所述第二周期与所述第三周期之间的第二略过周期中，由所述驱动装置控制所述第一背光区域不发光；
在所述第四周期与所述第五周期之间的第三略过周期中，由所述驱动装置控制所述第二背光区域不发光；以及
在所述第五周期与所述第六周期之间的第四略过周期中，由所述驱动装置控制所述第二背光区域不发光。
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