CN1924672A - 背光单元、具有该背光单元的显示装置和控制光源的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种背光单元，该背光单元包括：光源单元，被划分为彼此被独立驱动的多个部分；光源驱动组，将电源提供给光源单元，包括连接到至少两个部分的多驱动部件；和光源控制器，控制光源驱动组选择性地将电源提供给连接到多驱动部件的所述部分。本发明还提供了一种控制背光单元的方法。因此，本发明提供了一种背光单元和控制包括光源单元的背光单元的方法，其中，光源单元被划分为简单结构并被有效地驱动。

Description

背光单元、具有该背光单元的显示装置和控制光源的方法
本申请要求于2005年8月31日在韩国知识产权局提交的第2005-0080764号韩国专利申请的权益，该申请的内容完全公开于此以资参考。
                          技术领域
本发明涉及一种背光单元、一种具有该背光单元的显示装置和一种提供光源的方法。更具体地讲，本发明涉及一种背光单元、一种具有该背光单元的显示装置和一种提供具有划分的结构的光源的方法。
                          背景技术
最近，平板显示装置，诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)和有机发光二极管(OLED)，已发展为CRT的代替品。
LCD包括具有薄膜晶体管(TFT)基底、滤色器基底和置于TFT基底和滤色器基底之间的液晶的LCD面板。LCD面板自身不发光，因而在TFT基底的后面设置了背光单元来提供光。从背光单元发出的光的透射根据被TFT依次控制的液晶的布置而调整。LCD面板和背光单元容纳在壳体中。
根据光源的位置，背光单元为边光型背光单元或直下型背光单元。
在边光型背光单元中，光源安装在导光板的一侧。边光型背光单元通常与小型的LCD装置(诸如，膝上型电脑的显示器或台式电脑的显示器)一起使用。边光型背光单元具有各种优点，诸如，光均匀、寿命长等。此外，通过使用边光型背光单元，LCD可变得更薄。
直下型背光单元的发展受大屏幕LCD发展的强烈影响。在直下型背光单元中，多个光源设置在LCD面板之下，并直接向着LCD面板的表面发光。与边光型背光单元相比，直下型背光单元使用更多数量的光源。因此，虽然亮度不均匀，但是直下型背光单元获得的亮度更大。
点光源，诸如发光二极管(LED)，作为直下型背光单元已受到了关注。点光源通过混合来自发出不同颜色的点光源的光来提供白光。
用于背光单元的一种驱动方法相应于LCD面板的扫描信号的输入来开启光源，从而改进运动图像质量。然而，该方法将光源划分为被独立驱动的多个区域。因此，每个区域需要其自己的驱动部件。
因此，需要一种改进的背光单元、采用该背光单元的装置和提供具有划分的结构的光源的方法。
                          发明内容
本发明的示例性实施例至少解决以上问题和/或缺点，并至少提供以下优点。因此，本发明的一方面在于提供一种背光单元和提供被划分为简单结构的被有效地驱动的光源的方法。
本发明的另一方面在于提供一种包括背光单元的LCD，该背光单元具有被划分为简单结构的被有效地驱动的光源单元。
前述和其它目的基本上通过提供一种背光单元来实现，该背光单元包括：光源单元，被划分为彼此被独立驱动的多个部分；光源驱动单元，将电源提供给光源单元，包括连接到所述部分中的至少两个部分的至少一个多驱动部件；和光源控制器，控制光源驱动单元选择性地将电源提供给连接到多驱动部件的所述部分。
根据本发明的示例性实施例，光源单元包括发光二极管。
根据本发明的示例性实施例，所述多个部分的每个为条形，并且所述部分彼此平行布置。
根据本发明的示例性实施例，光源控制器控制光源驱动单元顺序地且重复地将电源提供给所述部分。
根据本发明的示例性实施例，将电源提供给相邻部分的时间部分重叠。
根据本发明的示例性实施例，连接到多驱动部件的所述部分彼此分离。
前述和其它目的基本上通过提供一种背光单元来实现，该背光单元包括：光源单元，被划分为彼此被独立驱动的多个水平部分；光源驱动单元，将电源提供给光源单元，包括数量少于水平部分的数量的光源驱动部件；和光源控制器，控制光源驱动单元顺序地且重复地将电源提供给所述水平部分。
前述和其它目的基本上通过提供一种显示装置来实现，该显示装置包括：显示面板；光源单元，设置在显示面板的后面，被划分为彼此被独立驱动的多个部分；光源驱动单元，将电源提供给光源单元，包括连接到所述部分中的至少两个部分的多驱动部件；和光源控制器，控制光源驱动单元将电源提供给与显示面板的图像扫描相应的各部分。
根据本发明的示例性实施例，光源控制器控制光源驱动单元选择性地将电源提供给连接到多驱动部件的所述部分。
根据本发明的示例性实施例，光源单元包括发光二极管。
根据本发明的示例性实施例，所述多个部分的每个为条形，并且所述部分彼此平行布置。
根据本发明的示例性实施例，光源控制器控制光源驱动单元顺序地且重复地将电源提供给所述部分。
根据本发明的示例性实施例，连接到多驱动部件的所述部分彼此分离。
根据本发明的示例性实施例，显示面板包括液晶显示面板。
前述和其它目的基本上通过提供一种控制光源的方法来实现，该方法包括：从第一时间开始并且在第一持续时间内，将电源提供给光源的第一部分；从第二时间开始并且在第二持续时间内，将电源提供给光源的第二部分，其中，所述第一时间不同于所述第二时间，所述第一持续时间与所述第二持续时间基本相同，所述第一持续时间和所述第二持续时间部分重叠。
根据本发明的示例性实施例，提供给所述第一部分的电源来自第一多驱动部件，提供给所述第二部分的电源来自第二多驱动部件。
根据本发明的示例性实施例，所述第一部分与所述第二部分分离。
根据本发明的示例性实施例，所述方法还包括：从第一多驱动部件将电源提供给光源的第三部分；和从第二多驱动部件将电源提供给光源的第四部分。
根据本发明的示例性实施例，所述第一多驱动部件在不同的时间将电源提供给光源的第一部分和第三部分，所述第二多驱动部件在不同的时间将电源提供给光源的第二部分和第四部分。
根据本发明的示例性实施例，所述方法还包括：顺序地且重复地将电源提供给光源的第一、第二、第三和第四部分。
前述和其它目的基本上通过提供一种控制光源的方法来实现，该方法包括：第一多驱动部件将电源提供给光源的多个部分中的至少第一两个部分，电源在不同的时间被提供给所述至少第一两个部分；第二多驱动部件将电源提供给光源的所述多个部分中的至少第二两个部分，电源在不同的时间被提供给所述至少第二两个部分，其中，光源的所述第一两个部分彼此分离，光源的所述第二两个部分彼此分离。
从结合附图公开了本发明的示例性实施例的详细描述中，本发明的其它目的、优点和显著特征将变得清楚。
                          附图说明
从以下参考附图进行的详细描述中，本发明的特定实施例的这些和其它方面、特征和优点将更清楚和更容易理解，其中：
图1是根据本发明的第一示例性实施例的LCD的框图；
图2是根据本发明的第一示例性实施例的LCD的截面图；
图3示出根据本发明的第一示例性实施例的光源单元和光源驱动单元之间的连接；
图4示出根据本发明的第一示例性实施例的如何根据水平部分来驱动光源单元；
图5示出根据本发明的第一示例性实施例的多驱动部件如何驱动光源单元；
图6和图7分别示出根据本发明的第二示例性实施例和第三示例性实施例的光源单元和光源驱动单元之间的连接。
在整个附图中，相同的附图标号将被理解为表示相同的部件、特征和结构。
                       具体实施方式
提供在本说明书中限定的内容，诸如详细的结构和部件，是为了帮助全面理解本发明的实施例，并且这些内容仅仅是示例性的。因此，本领域的普通技术人员应该认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可对这里所描述的实施例进行各种改变和修改。此外，为了清晰和简明，省略了公知的功能和结构的描述。
在下面的示例性实施例中，将使用LED作为示例来描述点光源。然而，本发明不限于LED。包括在这里所描述的示例性实施例的LCD中的其它点光源也落入这些实施例和本发明的范围内。此外，将使用LCD作为示例来描述显示装置，但是本发明不限于此。包括背光单元的其它显示装置也将落入这些实施例和本发明的范围内。
参考图1至图3，将如下描述本发明的第一示例性实施例。
LCD 1包括LCD面板100、栅极驱动部件210、数据驱动部件220、驱动电压发生器330、灰阶电压发生器340和信号控制器310。栅极驱动部件210和数据驱动部件220连接到LCD面板100。驱动电压发生器330连接到栅极驱动部件210，灰阶电压发生器340连接到数据驱动部件220。信号控制器310控制栅极驱动部件210、数据驱动部件220、驱动电压发生器330和灰阶电压发生器340。信号控制器310从图形控制器320接收图像数据来作为输入。背光单元400设置在LCD面板100的后面以提供光。背光单元400包括光源单元440、驱动光源单元440的光源驱动单元430和控制光源驱动单元430的光源控制器420。
LCD面板100包括形成滤色器的滤色器基底111和形成TFT的TFT基底121。密封剂131沿基底111和112的边缘形成。液晶层141设置在基底111和121以及密封剂131之间。
驱动电压发生器330产生使TFT导通的栅极导通电压(Von)、使TFT截止的栅极截止电压(Voff)和提供给公共电极的公共电压(Vcom)。
灰阶电压发生器340产生与LCD 1的亮度相关的多个灰阶电压，并将这些电压提供给数据驱动部件220。
被称作扫描驱动器的栅极驱动部件210连接到栅极线211以施加包括驱动电压发生器330所产生的栅极导通电压(Von)和栅极截止电压(Voff)的组合的栅极信号。
被称作源驱动器的数据驱动部件220被施加了来自灰阶电压发生器340的灰阶电压，并根据信号控制器310的控制选择性地将灰阶电压作为数据信号施加到数据线224。数据驱动部件220包括：柔性印刷电路(FPC)221，连接到在FPC 221的一侧的TFT基底121；驱动芯片222，安装在FPC 221上；和印刷电路板(PCB)223，连接到FPC 221的另一侧。图2所示的数据驱动部件220为芯片安装于膜上(COF)类型。然而，任何公知的类型，诸如带载封装(TCP)、芯片安装于玻璃上(COG)等，可被用作数据驱动部件220。栅极驱动部件210可被设置为与数据驱动部件220相同的类型，或者可被形成在TFT基底121上。
信号控制器310产生控制栅极驱动部件210、数据驱动部件220、驱动电压发生器330和灰阶电压发生器340的控制信号，并将这些信号施加到这些部分。
光源单元440包括LED 441和LED电路板442。多个LED 441安装在LED电路板442中，并且设置在LCD面板100的后面。分别发出红色、绿色和蓝色的LED 441设置在LED电路板442上，从而向LCD面板100提供白色光。可以以各种方式布置LED 441。
反射板451向着LCD面板100反射LED 441所产生的光。反射板451设置在除了布置LED 441的部分之外的整个LED电路板442上。
漫射膜452包括基板和具有形成在该基板上的珠缘(bead)的涂层。如果来自LED 441的光被直接提供到LCD面板100，则LED 441的布置可能使得亮度不均匀。为了防止这样的不均匀，漫射膜452均匀地漫射光以将光均匀地提供给LCD面板100。棱镜膜(prism film)453包括形成在其上布置中的三角形棱柱。棱镜膜453收集从漫射膜452漫射的垂直于LCD面板100的表面的光。典型地，使用两个棱镜膜453，形成在棱镜膜453的每个上的微型棱柱彼此成一定角度。通过棱镜膜453的光大多数垂直地连续，从而形成均匀的亮度分布。设置在棱镜膜顶部的保护膜454保护容易被刮擦的棱镜膜453。
壳体500包括上壳体501和下壳体502，壳体500容纳LCD面板100和LED 441。
以下，将详细描述LCD 1的操作。
信号控制器310从图形控制器320接收RGB图像数据(R、G、B)和控制RGB图像数据的输入控制信号(未显示)。该输入控制信号可以是垂直同步信号(Vsync)、水平同步信号(Hsync)、主时钟(CLK)、数据使能信号(DE)等。信号控制器310基于输入控制信号产生栅极控制信号(未显示)、数据控制信号(未显示)和电压选择控制信号(VSC)，并转换图像数据(R、G、B)以使其适合LCD面板100的操作。然后，信号控制器310将栅极控制信号施加到栅极驱动部件210和驱动电压发生器330，将数据控制信号和转换的图像数据(R’、G’、B’)施加到数据驱动部件220，将电压选择控制信号(VSC)施加到灰阶电压发生器340。
栅极控制信号(未显示)包括指示开始输出栅极导通脉冲(高范围中的栅极信号)的垂直同步起始信号(STV，未显示)、控制栅极导通脉冲的输出时间的栅极时钟信号(CPV)、限定栅极导通脉冲的宽度等的栅极导通使能信号(OE)。在这些信号中，栅极导通使能信号(OE)和栅极时钟信号(CPV)施加到驱动电压发生器330和栅极驱动部件210。数据控制信号包括指示开始输入灰阶信号的水平同步起始信号(STH，未显示)、将数据电压施加到数据线的负载信号(LOAD或TP，未显示)、使数据电压的极性反转的反相控制信号(RVS)、数据时钟信号(HCLK，未显示)等。
灰阶电压发生器340将具有与电压选择控制信号(VSC)相应的电压值的灰阶电压提供给数据驱动部件220。
栅极驱动部件210根据来自信号控制器310的栅极控制信号将栅极导通电压(Von)提供给栅极线211，从而导通连接到栅极线211的TFT。同时，数据驱动部件220根据来自信号控制器310的数据控制信号将来自灰阶电压发生器340的模拟数据电压提供给相应的数据线224。模拟数据电压为与图像数据(R’、G’、B’)相应的数据信号。数据信号，从而图像数据，被提供给包括由栅极导通电压导通的开关元件的像素。
施加到数据线224的数据信号通过导通的TFT被施加到相应的像素。使用该方法，在一帧期间，栅极导通电压(Von)按顺序被施加到栅极线211，从而将数据信号施加到每个像素。当在一帧结束之后反相控制信号(RVS)被施加到驱动电压发生器330和数据驱动部件220时，下一帧中的所有数据信号的极性被改变。
现在将描述在LCD面板100形成图像时驱动光源单元440的示例性方法。
光源单元440被划分为彼此被独立驱动的多个水平部分445(例如，部分1-10)。水平部分445每个基本上具有相同的面积，为条形，并且彼此平行布置。水平部分445还与栅极线211平行布置。
向光源单元440提供电源的光源驱动单元430包括多个多驱动部件431。多驱动部件431的数量少于水平部分445的数量。例如，在第一示例性实施例中，有十个水平部分445和五个多驱动部件431。
多驱动部件431的每个连接到两个水平部分445以提供电源。连接到同一多驱动部件431的一对水平部分445彼此分离。例如，第一多驱动部件431连接到通过第二水平部分至第五水平部分彼此分离的第一水平部分445和第六水平部分445。
光源控制器420连接到信号控制器310，用于控制光源驱动单元430以使各水平部分445相应于LCD面板100的扫描而被驱动。因此，水平部分445被顺序地且重复地驱动。
此外，光源控制器420控制光源驱动单元430以使连接到同一多驱动部件431的一对水平部分445以规律的间隔被驱动。因此，一对水平部分445可被同一多驱动部件431驱动，而不会彼此干扰，从而简化了光源驱动单元430的结构。
现在将参考图4和图5描述驱动光源单元440的示例性方法。
图4示出了根据本发明的第一示例性实施例的根据水平部分来驱动光源单元的方法，图5示出了根据本发明的第一示例性实施例的根据多驱动部件来驱动光源单元的方法。
如图4所示，示例性的图像帧(1帧)被划分为如垂直网格线所表示的十个周期。在每一帧中水平部分445的每个(换句话说，水平部分1-10)被驱动三个周期。此外，水平部分445的每个被驱动，以使在一帧内的任意给定周期，三个不同的水平部分被驱动。此外，在前一水平部分445(例如，水平部分2)被驱动之后，后面的水平部分445(例如，水平部分3)开始被驱动一个周期。如此，两个连续的水平部分445(例如，水平部分2和3)每个被驱动三个连续的周期，但仅在两个周期内被同时驱动。同样，在一帧内，十个水平部分445被驱动。
第一水平部分445被驱动的时刻基本上与第一栅极线211被施加了栅极导通电压的时刻相同。
如图5所示，在第一水平部分445已被驱动三个周期之后，第六水平部分445被驱动两个周期，其中，第一水平部分445和第六水平部分445连接到第一多驱动部件431。同样，在第六水平部分445已被驱动三个周期之后，第一水平部分445被再次驱动两个周期。因此，一对水平部分445可被同一多驱动部件431驱动，而不会彼此干扰。
因此，根据第一示例性实施例，数量少于水平部分445的数量的多驱动部件431可用于驱动光源单元440。
图6和图7分别示出根据本发明的第二示例性实施例和第三示例性实施例的光源单元和光源驱动单元之间的连接。
根据图6所示的第二示例性实施例，提供了九个水平部分445和三个多驱动部件431。多驱动部件431的每个连接到三个水平部分445。连接到同一多驱动部件431的水平部分445彼此分离。
连接到一个多驱动部件431的水平部分445的数量可根据光源单元440的部分的数量、一个水平部分445的驱动时间等而变化。
根据图7所示的第三示例性实施例，提供了十个水平部分445。光源驱动部件430包括三个多驱动部件431和一个单驱动部件432。多驱动部件431的每个连接到三个水平部分445。连接到同一多驱动部件431的水平部分445彼此分离。
根据水平部分445的数量，光源驱动单元430可包括多驱动部件431和单驱动部件432。此外，光源驱动单元430可包括连接到不同数量的水平部分的多驱动部件431。
尽管已参考本发明的特定示例性实施例显示和描述了本发明，但本领域的技术人员应该理解，在不脱离由权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可对其进行形成和细节上的各种改变。

Claims (21)

1、一种背光单元，包括：
光源单元，包括多个部分；
光源驱动单元，包括连接到至少两个部分的至少一个多驱动部件；和
光源控制器，控制光源驱动单元选择性地将电源提供给所述部分。
2、如权利要求1所述的背光单元，其中，光源单元包括发光二极管。
3、如权利要求1所述的背光单元，其中，所述部分的每个为条形，并且所述部分彼此平行布置。
4、如权利要求3所述的背光单元，其中，光源控制器控制光源驱动单元顺序地且重复地将电源提供给所述部分。
5、如权利要求4所述的背光单元，其中，至少在重叠的时间周期期间，顺序地被提供的电源被提供给相邻的部分。
6、如权利要求3所述的背光单元，其中，连接到多驱动部件的所述至少两个部分彼此分离。
7、一种背光单元，包括：
光源单元，包括多个水平部分；
光源驱动单元，包括至少一个光源驱动部件，并将电源提供给光源单元，其中，光源驱动部件的数量少于水平部分的数量；和
光源控制器，控制光源驱动单元顺序地且重复地将电源提供给所述水平部分。
8、一种显示装置，包括：
显示面板；
光源单元，设置在显示面板的后面，包括多个部分；
光源驱动单元，将电源提供给光源单元，包括连接到至少两个部分的至少一个多驱动部件；和
光源控制器，控制光源驱动单元将电源提供给与显示面板的图像扫描相应的部分。
9、如权利要求8所述的显示装置，其中，光源控制器控制光源驱动单元选择性地将电源提供给连接到多驱动部件的所述部分。
10、如权利要求8所述的显示装置，其中，光源单元包括发光二极管。
11、如权利要求8所述的显示装置，其中，所述多个部分的每个为条形，并且所述部分彼此平行布置。
12、如权利要求11所述的显示装置，其中，光源控制器控制光源驱动单元顺序地且重复地将电源提供给所述部分。
13、如权利要求11所述的显示装置，其中，连接到多驱动部件的所述至少两个部分彼此分离。
14、如权利要求8所述的显示装置，其中，显示面板包括液晶显示面板。
15、一种控制光源的方法，包括：
从第一时间开始并且在第一持续时间内，将电源提供给光源的第一部分；
从第二时间开始并且在第二持续时间内，将电源提供给光源的第二部分；
其中，所述第一时间不同于所述第二时间，所述第一持续时间与所述第二持续时间基本相同，所述第一持续时间和所述第二持续时间部分重叠。
16、如权利要求15所述的方法，其中，提供给所述第一部分的电源来自第一多驱动部件，提供给所述第二部分的电源来自第二多驱动部件。
17、如权利要求16所述的方法，其中，所述第一部分与所述第二部分分离。
18、如权利要求16所述的方法，还包括：
从第一多驱动部件将电源提供给光源的第三部分；和
从第二多驱动部件将电源提供给光源的第四部分。
19、如权利要求18所述的方法，其中，第一多驱动部件在不同的时间将电源提供给光源的第一部分和第三部分，第二多驱动部件在不同的时间将电源提供给光源的第二部分和第四部分。
20、如权利要求19所述的方法，还包括：顺序地且重复地将电源提供给光源的第一、第二、第三和第四部分。
21、一种控制光源的方法，包括：
第一多驱动部件将电源提供给光源的多个部分中的至少第一两个部分，电源在不同的时间被提供给所述至少第一两个部分；
第二多驱动部件将电源提供给光源的所述多个部分中的至少第二两个部分，电源在不同的时间被提供给所述至少第二两个部分；
其中，光源的所述第一两个部分彼此分离，光源的所述第二两个部分彼此分离。
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