CN1564058A - 背光单元及显示器 - Google Patents

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Abstract

一种背光单元，包括驱动器、多个发光单元以及电流镜像单元。其中，每一发光单元具有彼此串接的多个发光二极管。驱动器根据反馈电压而输出对应的驱动电压。电流镜像单元接收驱动电压且输出反馈电压至驱动器，并依据参考电流而提供彼此相等的多个驱动电流以分别驱动发光单元。此外驱动器根据反馈电压而改变输出的驱动电压，进而改变参考电流。

Description

背光单元及显示器
技术领域
本发明有关于一种背光单元，特别是适用于显示器，用以提供均匀光源至显示器的面板。本发明利用具有电流镜像特性的电路以提供多个相等的电流以驱动多个发光单元，使多个发光单元的亮度相等。
背景技术
随着半导体制造以及平面显示器技术的进步，公知如液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)等显示装置，已可应用于各种不同的电子产品，例如移动电话(Cellular Telephone)、数字相机(Digital Camera)以及个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等信息产品，甚至是航天仪器显示系统都采用了LCD技术。这类的产品通常会在不同明暗程度的环境中使用，为了让显示在LCD屏幕上的图像拥有更佳的能见度，LCD显示装置需要一个背光(backlight)源，也就是一位于LCD面板背面的光源。
图1表示公知LCD的背光单元1，其中发光单元T10、T11…T1n为LCD的背光源。如图1所示，发光单元T10、T11…T1n接收由驱动器10输出的驱动电压Vout10，且每一发光单元具有多个彼此串联的发光二极管(light-emitting diode，LED)。反馈电阻RF10、RF11…RF1n分别连接在发光单元T10、T11…T1n与接地电源GND之间。此外，驱动器10分别监测节点N10、N11…N1n的电压电平，而进一步输出对应的驱动电压Vout10至发光单元T10、T11…T1n。
由于驱动电压Vout10施加于发光单元T10、T11…T1n，故产生分别流经发光单元T10、T11…T1n的电流I10、I11…I1n。而实际操作上，背光单元1的发光单元T10、T11…T1n中的多个LED内阻不尽相同，且反馈电阻RF10、RF11…RF1n具有误差，导致电流I10、I11…I1n不相等。因此每一发光单元的LED亮度不一致，进而使背光单元所产生的亮度不均匀，影响显示画面。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明主要目的在于提供一种背光单元，适用于显示器，利用电流镜像特性以提供多个相等的电流以驱动多个发光单元，使多个发光单元的亮度相等。
为获致上述的目的，本发明提出一种背光单元，包括驱动器、多个发光单元以及电流镜像单元。其中，每一发光单元具有彼此串接的多个发光二极管。驱动器根据反馈电压而输出对应的驱动电压。电流镜像单元接收驱动电压且输出反馈电压至驱动器，并依据参考电流而提供彼此相等的多个驱动电流以分别驱动发光单元。此外驱动器根据反馈电压而改变输出的驱动电压，进而改变参考电流。
附图说明
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合附图，详细说明如下：
图1表示公知LCD的背光单元。
图2表示本发明实施例的背光单元的方块图。
图3表示本发明实施例的背光单元的电路图。
图4表示本发明实施例中，多个发光单元中的多个LED排列方式。
符号说明：
1：背光单元；10：驱动器；T10、T11…T1n：发光单元；RF10、RF11…RF1n：反馈电阻；N10、N11…N1n：节点；GND：接地电源
2：背光单元；20：驱动器；21：电流镜像单元；T20、T21、T22：发光单元；D01、D02、D03、D04 D11、D12、D13、D14 D21、D22、D23、D24：LED；CS：电流源；Qcs、Q20、Q21、Q22：晶体管；RF2、R20、R21、R22：电阻
实施例：
具体实施方式
图2表示本发明实施例的背光单元2方块图，其中，每一发光单元具有多个串联的发光二极管(light-emitting diode，LED)，本发明以三个发光单元为例。如图所示，驱动器20提供驱动电压Vout20至电流镜像单元21，且使电流镜像单元21产生一个参考电流。接着，电流镜像单元21依据电流源而分别提供驱动电流I20、I21、I22至发光单元T20、T12、T22，以驱动发光单元T20、T21、T22，其中驱动电流I20、I21、I22的电流值彼此相等。同时，电流镜像单元21输出反馈电压Vf至驱动器20，使驱动器根据反馈电压Vf的大小而改变驱动电压Vout20。
图3表示本发明实施例的电路图。在本实施例中，每一发光单元内以具有四个彼此串联的LED为例。发光单元T20具有LED D01、D02、D03及D04；发光单元T21具有LED D11、D12、D13及D14；以及发光单元T22具有LED D21、D22、D23及D24。如图所示，电流镜像单元21包括电流源CS、晶体管Qcs、Q20、Q21及Q22、以及电阻RF2、R20、R21及R22，而本发明实施例的晶体管以具有相同特性的双极晶体管(BJT)为例。晶体管Qcs的基极与集电极彼此连接并连接到电流源CS，而晶体管Qcs的发射极与电阻RF2连接到节点N20。晶体管Q20的基极与Qcs的基极彼此连接，晶体管Q20的集电极连接到发光单元T20，且晶体管Q20的发射极通过电阻R20连接接地电源GND。同样地，晶体管Q21的基极与Qcs的基极彼此连接，晶体管Q21的集电极连接到发光单元T21，且晶体管Q21的发射极通过电阻R21连接接地电源GND。其中，电阻R20、R21及R22具有保护作用，避免晶体管Q20、Q21及Q22的发射极直接连接接地电源GND，造成晶体管的集电极-发射极发射极电压过大，导致晶体管Q20、Q21及Q22损坏。
由于电流源CS接收驱动电压Vout20，故电流源CS可利用驱动电压Vout20与电阻Rcs的比例来产生参考电流If。当驱动器20输出驱动电压Vout20并施加于电阻Rcs时，产生参考电流If以提供至晶体管Qcs。由于参考电流If及晶体管Qcs、Q20、Q21及Q22形成电流镜像电路，故利用电流镜像性的特性，可使驱动电流I20、I21、I22彼此相等，并与参考电流If成比例。本发明实施例中，由于晶体管Qcs及Q20、Q21、Q22特性相同，通过电流镜像特性可得知，电流I20、I21及I22与参考电流If相等。
另外，在本发明的实施例中，每一发光单元T20、T21、T22中的多个串联的LED以位置彼此交错方式依序排列。如图4所示，LED D01、D11及D21的位置彼此相邻，LED D02、D12及D22的位置彼此相邻，LED D03、D13及D23的位置彼此相邻，且LED D04、D14及D24的位置彼此相邻。由于为了方便说明本发明实施例的电路操作，图3所示的发光单元T20、T21、T22中的多个串联的LED以并排方式表示。
本发明的实施例，利用多个特性相同的晶体管及电流源所组成的电流镜像的特性，以使流经多个发光单元的多个驱动电流彼此相等，进而使多个发光单元内的LED的亮度等亮，以避免LED内阻不同而造成LED的亮度不一致。并且，由于多个发光单元内中的多个串联的LED以位置彼此交错方式依序排列，因此当任一发光单元内的任一LED损坏而导致对应的发光单元失效时，不会造成LCD屏幕的特定部份的背光亮度较暗，而是整体背光亮度均匀变暗，而达到较佳的显示效果。
在此须注意的是，本发明的实施例中，以三个背光单元，以及每一背光单元具有四个LED为例，在实际的应用上，不以此数量为限。另外，本发明的晶体管的种类也不以双极晶体管(BJT)为限。
综上所述，虽然本发明已以一较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种更动与修改，因此本发明的保护范围当视所提出的权利要求限定的范围为准。

Claims (10)

1.一种背光单元，包括：
一驱动器，用以根据一反馈电压而输出对应的一驱动电压；
多个发光单元，其中每一该发光单元具有彼此串接的多个发光二极管；以及
一电流镜像单元，接收该驱动电压且输出该反馈电压至该驱动器，并依据一参考电流而提供彼此相等的多个驱动电流以分别驱动该多个发光单元，其中，该驱动器根据该反馈电压而改变输出的该驱动电压，进而改变该参考电流。
2.如权利要求1所述的背光单元，其中该电流镜像单元包括：
一电流源，具有该参考电流，且该电流源的一端连接该驱动电压；
一第一晶体管，该第一晶体管的控制极与第一极彼此连接，并连接到该电流源的另一端，且该第一晶体管的第二极连接一电压源并输出该反馈电压至该驱动器；以及
一多个第二晶体管，该多个第二晶体管的控制极与该第一晶体管的控制极彼此连接，该多个第二晶体管的第一极分别连接到对应的该多个发光单元，且该多个第二晶体管的第二极连接该电压源。
3.如权利要求2所述的背光单元，其中还包括：
一反馈电阻，连接在该第一晶体管的第二极与该电压源之间；以及
多个保护电阻，分别连接在该多个第二晶体管的第二极与该电压源之间。
4.如权利要求1所述的背光单元，其中该参考电流利用该驱动电压与一参考电阻的比例来实现。
5.如权利要求1所述的背光单元，其中该多个发光单元中的多个发光二极管以位置彼此交错方式依序排列。
6.一种显示器，包括：
一面板，用以控制画面的显示；以及
一背光单元，用以提供光源至该面板；
该背光单元包括：
一驱动器，用以根据一反馈电压而输出对应的一驱动电压；
多个发光单元，其中每一该发光单元具有彼此串接的多个发光二极管；以及
一电流镜像单元，接收该驱动电压且输出该反馈电压至该驱动器，并依据一参考电流而提供彼此相等的多个驱动电流以分别驱动该多个发光单元，其中，该驱动器根据该反馈电压而改变输出的该驱动电压，进而改变该参考电流。
7.如权利要求6所述的显示器，其中该电流镜像单元包括：
一电流源，具有该参考电流，且该电流源的一端连接该驱动电压；
一第一晶体管，该第一晶体管的控制极与第一极彼此连接，并连接到该电流源的另一端，且该第一晶体管的第二极连接一电压源并输出该反馈电压至该驱动器；以及
一多个第二晶体管，该多个第二晶体管的控制极与该第一晶体管的控制极彼此连接，该多个第二晶体管的第一极分别连接到对应的该多个发光单元，且该多个第二晶体管的第二极连接该电压源。
8.如权利要求7所述的显示器，其中还包括：
一反馈电阻，分别连接在该第一晶体管的第二极与该电压源之间；以及
多个保护电阻，分别连接在该多个第二晶体管的第二极与该电压源之间。
9.如权利要求6所述的显示器，其中该参考电流利用该驱动电压与一参考电阻的比例来实现。
10.如权利要求6所述的显示器，其中该多个发光单元中的多个发光二极管以位置彼此交错方式依序排列。
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