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Diese
Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 28. Mai 2004 in der Republik
Korea beanspruchten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2004-0038420,
die hier durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ansteuern
eines Flüssigkristalldisplays,
und spezieller betrifft sie eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Ansteuern einer Lampe eines Flüssigkristalldisplays,
die eine partielle Helligkeit und einen Farbcharakter steuern können.
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BESCHREIBUNG
DER EINSCHLÄGIGEN
TECHNIK
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Im
Allgemeinen besteht für
Flüssigkristalldisplays
(nachfolgend LCDs) der Trend, dass ihr Anwendungsbereich wegen ihres
geringen Gewichts, ihrer Flachheit und ihres niedrigen Energieverbrauchs
allmählich
erweitert wird. Entsprechend einem derartigen Trend werden LCDs
bei Büroautomatisierungsgeräten, Audio/Video-Geräten und
dergleichen verwendet. Ein LCD stellt die Transmissionsmenge eines
Lichtstrahls entsprechend einem Bildsignal ein, das an eine Matrix
einer Vielzahl von Steuerschaltern gelegt wird, um dadurch gewünschte Bilder
auf einem Schirm anzuzeigen.
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Da
ein LCD kein Display ist, das spontan Licht emittieren würde, benötigt es
eine Hinterleuchtungseinheit als Lichtquelle. Für LCDs existieren zwei Typen
von Hinterleuchtungseinheiten, nämlich solche
vom Direkt-darunter-Typ und solche vom Typ mit Lichtleitplatte.
Beim Direkt-darunter-Typ sind mehrere Lampen in der Ebene angeordnet.
Außerdem
ist zwischen den Lampen und der Flüssigkristalldisplay-Tafel eine
Streuplatte angeordnet, um den Abstand zwischen der Flüssigkristalldisplay-Tafel und
den Lampen auf einem festen Wert zu halten. Beim Typ mit Lichtleitplatte
ist die Lampe im äußeren Teil
der Flachtafel installiert, und das Licht von der Lampe fällt unter
Verwendung einer transparenten Lichtleitplatte auf die gesamte Fläche der
Flüssigkristalldisplay-Tafel.
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Gemäß den 1 und 2 verfügt ein LCD unter Verwendung
der Hinterleuchtung vom Typ direkt darunter über eine Flüssigkristalldisplay-Tafel 2 zum Anzeigen
eines Bilds sowie eine Hinterleuchtungseinheit vom Typ direkt darunter,
um gleichmäßiges Licht
auf die Flüssigkristalldisplay-Tafel 2 zu
strahlen.
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In
der Flüssigkristalldisplay-Tafel 2 sind
Flüssigkristallzellen
zwischen einem oberen und einem unteren Substrat auf z. B. einer
Aktivmatrix angeordnet, und es sind eine gemeinsame Elektrode und eine
Pixelelektrode zum Anlegen eines elektrischen Felds an jede der
Flüssigkristallzellen
vorhanden. Im Allgemeinen ist die Pixelelektrode auf dem unteren Substrat,
d.h. einem Dünnschichttransistor-Substrat, für jede Flüssigkristallzelle
angeordnet. Andererseits ist die gemeinsame Elektrode so angeordnet,
dass sie mit der Vorderseite des oberen Substrats integriert ist.
Jede der Pixelelektroden ist mit einem Dünnschichttransistor verbunden,
der als Schaltbauteil verwendet wird. Die Pixelelektrode steuert
die Flüssigkristallzelle
gemeinsam mit der gemeinsamen Elektrode entsprechend einem über den
Dünnschichttransistor
angelegten Datensignal an, um dadurch ein einem Videosignal entsprechendes
Bild anzuzeigen.
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Die
Hinterleuchtungseinheit vom Typ direkt darunter verfügt über mehrere
Lampen 36 zum Erzeugen von Licht, ein Lampengehäuse (oder
einen Lampenhaltebehälter
der Hinterleuchtungseinheit vom Typ direkt darunter) 34,
das im unteren Teil der Lampen 36 liegt, eine das Lampengehäuse 34 bedeckende
Streuplatte 12 und optische Folien 10, die sich
auf der Streuplatte 12 befinden. Jede der Lampen 36 verfügt über eine
Glasröhre,
ein Inertgas im Inneren derselben sowie eine Kathode und eine Anode,
die an den beiden Enden der Glasröhre installiert sind. Das Innere
der Glasröhre
ist mit Inertgas gefüllt,
und ein Leuchtstoff ist an der Innenwand der Glasröhre ausgebreitet.
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In
jeder der Lampen 36 werden, wenn ein Wechselspannungsverlauf
einer hohen Spannung an eine Hochspannungselektrode und eine Niederspannungselektrode
von einem Wechselrichter (nicht dargestellt) angelegt wird, Elektronen
von der Niederspannungselektrode L emittiert, um mit dem Inertgas in
der Glasröhre
zusammenzustoßen,
wodurch die Menge an Elektronen entsprechend einer geometrischen
Folge zunimmt. Die vermehrten Elektronen sorgen dafür, dass
im Inneren der Glasröhre
ein elektrischer Strom fließt,
so dass das Inertgas durch die Elektronen angeregt wird, um Ultraviolettstrahlung
zu emittieren. Die Ultraviolettstrahlung trifft auf einen Leuchtstoff,
der auf der Innenwand der Glasröhre verteilt
ist, um sichtbare Strahlung zu emittieren. Dabei wird der Wechselspannungsverlauf
der hohen Spannung den Lampen 36 kontinuierlich zugeführt, so
dass diese dauernd eingeschaltet sind.
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Auf
diese Weise sind die Lampen 36 im Lampengehäuse 34 parallel
angeordnet. Das Lampengehäuse 34 verhindert
ein Lichtleck der von jeder der Lampen 36 emittierten sichtbaren
Strahlung, und es reflektiert diese, die sich zur Seitenfläche und
Hinterseite der Lampen 36, zur Vorderseite, d.h. zur Streuplatte 12 hin,
ausbreitet, um dadurch die Effizienz des in den Lampen 36 erzeugten
Lichts zu verbessern.
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Die
Streuplatte 12 ermöglicht
es, dass sich das von den Lampen 3G emittierte Licht zur
Flüssigkristalldisplay-Tafel 2 hin
ausbreitet und unter einem Winkel in einem großen Bereich auftrifft. Die
Streuplatte 12 ist ein Lichtstreuelement, das auf beide
Seiten des Films aufgetragen ist, der aus einem transparenten Harz
besteht.
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Die
optischen Folien 10 verengen den Betrachtungswinkel des
aus der Streuplatte 12 austretenden Lichts, wodurch es
möglich
ist, die Helligkeit des Flüssigkristalldisplay
nach vorne zu verbessern und seinen Energieverbrauch zu senken.
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Zwischen
den Lampen 36 und dem Bodengebiet des Lampengehäuses 34 ist
eine Reflexionsfolie 14 vorhanden, um das von den Lampen 36 erzeugte
Licht so zu reflektieren, dass es in der Richtung der Flüssigkristalldisplay-Tafel 2 gestrahlt
wird, um dadurch den Lichtwirkungsgrad zu verbessern.
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Auf
diese Weise erzeugt das einschlägige LCD
unter Verwendung der im Lampengehäuse 34 angeordneten
Lampen 36 gleichmäßiges Licht,
um dieses auf die Flüssigkristalldisplay-Tafel 2 zu
strahlen, um dadurch das gewünschte
Bild anzuzeigen. Jedoch zeigt das einschlägige LCD Nachteile dahingehend,
dass die Lampen kontinuierlich eingeschaltet sein müssen, wodurch
der Energieverbrauch groß ist
und keine partielle Spitzenhelligkeit realisiert werden kann. Die
Spitzenhelligkeit ist eine solche Helligkeit, wie sie auftritt,
wenn ein spezifizierter Teil der Flüssigkristalldisplay-Tafel 2 so
betrieben wird, dass er momentan hell ist, um ein Bild wie eine
Explosion oder ein Blitz auf ihr anzuzeigen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Steuern einer Lichtquelle oder einer LED eines Flüssigkristalldisplays
zu schaffen, mit denen eine partielle Helligkeit und ein Farbcharakter
kontrolliert werden können.
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Es
ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Ansteuern einer Lichtquelle eines Displays zu schaffen,
die die Einschränkungen
und Nachteile in Zusammenhang mit der einschlägigen Technik überwinden.
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Um
diese und andere Aufgaben der Erfindung zu lösen, weist eine Vorrichtung
zum Ansteuern eines Flüssigkristalldisplays
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung Folgendes auf: eine Flüssigkristalldisplay-Tafel zum
Erzeugen eines Bilds für mindestens
zwei Teilgebiete unter Verwendung einer Flüssigkristallzelle eines Matrixtyps;
einen Lichterzeuger mit mindestens einer Leuchtdiode, um Licht auf
jedes Teilgebiet der Flüssigkristalldisplay-Tafel
zu strahlen; und einen Lichtquellentreiber zum Steuern der Helligkeit
der Leuchtdiode, um das Licht entsprechend einem Spitzenwert eines
Graupegels für
jedes Teilgebiet auf dieses zu strahlen.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung ist der Lichterzeuger einer der Folgenden:
ein erster Lichterzeuger mit einer weißen Leuchtdiode oder ein zweiter
Lichterzeuger mit einer roten, einer grünen und einer blauen Diode.
Der zweite Lichterzeuger verfügt über eine
Rot-grün-blau-Leuchtdiode, eine
Rot-grün-grün-blau-Leuchtdiode
oder eine Rot-grün-blau-blau-Leuchtdiode,
die vertikal und horizontal angeordnet sind.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung führt
der Treiber Folgendes aus: ein Tastverhältnis eines an die LED gelieferten
Signals entsprechend einer Bezugshelligkeit der Flüssigkristalldisplay-Tafel
während
einer Scanperiode vor einer Bildrealisierperiode der Flüssigkristalldisplay-Tafel
fixiert und er die Amplitude des Signals so ändert, dass sie der Bezugshelligkeit
entspricht; oder er die Amplitude des an die LED gelieferten Signals
entsprechend der Bezugshelligkeit der Flüssigkristalldisplay-Tafel einstellt
und das Tastverhältnis
des Signals so ändert,
dass es der Bezugshelligkeit entspricht.
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Die
Vorrichtung verfügt
ferner über
eine Timingsteuerung, die mit dem Spitzenwert des Graupegels jedes
Teilgebiets versorgt wird, um ein dem Spitzenwert jedes Graupegels
entsprechendes Steuersignal zur Zuführung desselben an den Treiber
zu erzeugen.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung weist der Treiber Folgendes auf:
eine Impulsbreitenmodulations-PWM-Steuerung, die zwischen der Timingsteuerung
und der Leuchtdiode angeordnet ist; und einen zwischen der Impulsbreitenmodulations-Steuerung und der
Leuchtdiode angeordneten Schalter zu Ein/Aus-Steuerung der Leuchtdiode.
Die PWM-Steuerung ist mit einer Leuchtdiodengruppe verbunden, die
aus mindestens einer, parallel, besteht, um die Stärke eines
durch die Timingsteuerung erzeugten Stroms einzustellen.
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Ein
Verfahren zum Steuern eines Flüssigkristalldisplays
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung weist Folgendes auf: Aufstrahlen von Licht auf jedes
spezifizierte Gebiet einer Flüssigkristalldisplay-Tafel;
Erzeugen eines Steuersignals entsprechend einem Spitzenwert eines
Graupegels jedes in jedem spezifizierten Gebiet der Flüssigkristalldisplay-Tafel
erzeugten Bildpixels; und Steuern mehrerer Leuchtdioden, die Licht
zur Flüssigkristalldisplay-Tafel
strahlen, entspre chend dem Steuersignal.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung beinhaltet der Schritt zum Steuern
der mehreren Leuchtdioden Folgendes: Erzeugen eines Impulsbreitenmodulations-Steuersignals
entsprechend dem von der Timingsteuerung erzeugten Steuersignal
durch eine Impulsbreitenmodulations-Steuerung in einem Treiber;
und Erzeugen von Licht von der Leuchtdiode entsprechend dem Steuersignal,
um dieses zur Flüssigkristalldisplay-Tafel
zu strahlen.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung beinhaltet der Schritt des Erzeugens
des Impulsbreitenmodulations-Steuersignals das Ändern des Ein/Aus-Tastverhältnisses
und/oder der Amplitude des Impulsbreitenmodulations-Steuersignals.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung beinhaltet das Verfahren ferner Folgendes:
Einstellen des Tastverhältnisses
und/oder der Amplitude des von der Leuchtdiode zugeführten Signals
entsprechend einer Bezugshelligkeit der Flüssigkristalldisplay-Tafel während einer
Scanperiode vor einer Bildrealisierperiode derselben; und Ändern der
Amplitude und des Tastverhältnisses
des Signals entsprechend dem Tastverhältnis und/oder der Amplitude, wie
sie während
der Scanperiode eingestellt wurden.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung handelt es sich um eine Vorrichtung
zum Steuern eines Flüssigkristalldisplays,
die mit Folgendem versehen ist: einer Flüssigkristalldisplay-Tafel mit mindestens
zwei Teilgebieten; einem Lichterzeuger mit mindestens einer Leuchtdiode
(LED) zum Abstrahlen von Licht auf jedes Teilgebiet der Flüssigkristalldisplay-Tafel;
und einem Treiber zum Steuern der Helligkeit des durch die LED emittierten
Lichts entsprechend einem Spitzenwert eines Graupegels jedes Teilgebiets.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung handelt es sich um ein Flüssigkristalldisplay
mit: einer Flüssigkristalldisplay-Tafel;
einer Hinterleuchtungseinheit mit mehreren Leuchtdioden (LEDs) zum Abstrahlen
von Licht auf die Flüssigkristalldisplay-Tafel;
und einem Treiber zum selektiven Ansteuern der LEDs und zum selektiven
Steuern der Helligkeit von durch die LEDs erzeugtem Licht.
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Gemäß einer
Erscheinungsform der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren
zum Steuern eines Flüssigkristalldisplays
mit einer Flüssigkristalldisplay-Tafel
und einem Lichterzeuger, das Folgendes umfasst: Unterteilen der
Flüssigkristalldisplay-Tafel
in mindestens zwei Teilgebiete; und Steuern, entsprechend einem
Spitzenwert eines Graupegels jedes Teilgebiets, des Lichterzeugers
mit mindestens einer Leuchtdiode (LED), um Licht zu erzeugen und
auf jedes der Teilgebiete zu strahlen.
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Diese
und andere Aufgaben der Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten
Beschreibung deutlicher ersichtlich werden. Jedoch ist es zu beachten,
dass die detaillierte Beschreibung und spezielle Beispiele, die
zwar bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung angeben, nur zur Veranschaulichung angegeben sind,
da dem Fachmann aus dieser detaillierten Beschreibung verschiedene Änderungen
und Modifizierungen innerhalb des Grundgedankens und Schutzumfangs
der Erfindung ersichtlich werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Diese
und andere Aufgaben der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten
Beschreibung der Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen eines einschlägigen Flüssigkristalldisplays;
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2 ist
eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des Flüssigkristalldisplays entlang
der Linie II-II' in
der 1;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen eines Flüssigkristalldisplays
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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4 ist
eine Schnittansicht zum Veranschaulichen der Flüssigkristalldisplay-Tafel entlang der
Linie IV-IV' in
der 3;
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5 ist
ein Blockdiagramm, das einen LED-Treiber gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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6 ist
ein erstes Beispiel des Signalverlaufs eines vom Treiber erzeugten
Impulssignals;
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7 ist
ein zweites Beispiel des Signalverlaufs eines vom Treiber erzeugten
Impulssignals;
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8 ist
ein drittes Beispiel des Signalverlaufs eines vom Treiber erzeugten
Impulssignals;
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9 ist
eine Konfiguration, die Teilgebiete einer Flüssigkristalldisplay-Tafel gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
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10 ist
eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen eines Flüssigkristalldisplays
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung; und
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11 ist
eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des Flüssigkristalldisplays entlang
der Linie XI-XI' in
der 10.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nun
wird detailliert auf die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Bezug genommen, zu denen in den beigefügten Zeichnungen Beispiele veranschaulicht
sind.
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Nachfolgend
werden die bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die 2 bis 11 detailliert
beschrieben.
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Die 3 ist
eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen eines Flüssigkristalldisplays gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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Gemäß den 3 und 4 ist
ein Flüssigkristalldisplay
gemäß der ersten
Ausführungsform der
Erfindung mit Folgendem versehen: einer Flüssigkristalldisplay-Tafel 102 zum
Anzeigen eines Bilds oder einer Darstellung; einer Hinterleuchtungseinheit mit
mehreren weißen
Leuchtdioden LEDs 136 zum Abstrahlen weißen Lichts
auf jedes spezifizierte Gebiet der Flüssigkristalldisplay-Tafel 102;
und mindestens einem LED-Treiber 160 zum
Ansteuern jeder der weißen
LEDs 136. Alle Komponenten des Flüssigkristalldisplays sind funktionsmäßig gekoppelt.
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In
der Flüssigkristalldisplay-Tafel 102 sind Flüssigkristallzellen
zwischen einem oberen Substrat und einem unteren Substrat in weiße eines
Aktivmatrixtyps angeordnet, und es sind eine gemeinsame Elektrode
und Pixelelektroden zum Anlegen eines elektrischen Felds an jede
der Flüssigkristallzel len vorhanden.
Im Allgemeinen ist die Pixelelektrode auf dem unteren Substrat,
d.h. einem Dünnschichttransistor-Substrat,
für jede
Flüssigkristallzelle
ausgebildet. Andererseits ist die gemeinsame Elektrode so ausgebildet,
dass sie mit der Vorderseite des oberen Substrats integriert ist.
Jede der Pixelelektroden ist mit einem Dünnschichttransistor verbunden,
der als Schaltbauteil verwendet wird. Die Flüssigkristalldisplay-Tafel kann
auch über
eine Farbfilterschicht verfügen,
die rote, blaue und grüne
Farbfilter bereitstellt. Die Pixelelektrode steuert die Flüssigkristallzelle
gemeinsam mit der gemeinsamen Elektrode entsprechend einem über den
Dünnschichttransistor
zugeführten
Datensignal an, um dadurch ein einem Videosignal entsprechendes
Bild anzuzeigen.
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Die
Hinterleuchtungseinheit verfügt über mehrere
weiße
Lampen in Form von LEDs 136 zum Erzeugen von Licht; ein
LED-Gehäuse 134 zum
Aufnahmen der weißen
LEDs 136; eine Streuplatte 112 zum Streuen des
vom LED-Gehäuse 134 erzeugten Lichts;
optische Folien 110 zum Erhöhen der Effizienz des aus der
Streuplatte 112 austretenden Lichts; und eine Reflexionsfolie 114,
die an der Rückseite der
weißen
LEDs 136 angebracht ist, um die Lichteffizienz zu verbessern
und ein Lichtleck zu verhindern.
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Jede
der LEDs 136 erzeugt einen unter Verwendung einer pn-Übergangsstruktur erzeugten
Minoritätsladungsträger (ein
Elektron oder ein Loch), und sie emittiert Licht durch Rekombination
des Elektrons und des Lochs. Ein für die LED geeignetes Material
ist ein Verbindungshalbleiter wie Galliumarsenid (GaAs), Galliumphosphid
(GaP), Galliumarsenphosphid ((GaAs1-xPx), Galliumaluminiumarsenid (Ga1-xAlxAs), Indiumphosphid (InP) oder Indiumgalliumphosphit
(In1-xGaxP), bei
denen eine Lichtemissions-Wellenlänge in einem sichtbaren Bereich
oder einem Infrarotlichtbereich existiert, wobei durch den pn-Übergang
der Lichtemissions-Wirkungsgrad hoch ist und eine Herstellung möglich ist.
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Es
existieren eine LED, die durch Rekombination freier Ladungsträger konfiguriert
ist, und eine LED, die durch Rekombination freier Ladungsträger, wobei
ein Fremdstoff hinzugefügt
ist, konfiguriert ist. Die Lichtemissions-Wellenlänge einer
durch Rekombination freier Ladungsträger konfigurierten LED beträgt ungefähr ch/Eg,
wobei c die Lichtgeschwindigkeit repräsentiert, h die Planksche Konstante
und Eg die Energiebreite einer Energielücke repräsentiert. Eine LED unter Verwendung
von Galliumarsenid emittiert Infrarotlicht mit einer Wellenlänge von
ungefähr
900 nm. Eine LED unter Verwendung von Galliumarsenidphosphid emittiert
sichtbares Licht, da Eg entsprechend dem Gehalt an Phosphor (P)
erhöht
ist.
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Ferner
differiert die Wellenlänge
von LEDs, die durch Rekombination freier Ladungsträger konfiguriert
sind, wozu ein Fremdstoff zugesetzt ist, abhängig von der Art der einem
Halbleiter zugesetzten Fremdstoffe. Wenn Galliumphosphid für die LED
verwendet wird, erzeugt eine LED, der Zink- und Sauerstoffatome
zugesetzt sind, eine rote Farbe mit einer Wellenlänge von
700 nm, und eine LED, der Stickstoffatome zugesetzt sind, erzeugt
eine grüne
Farbe mit einer Wellenlänge
von 550 nm. Eine LED verfügt über eine
geringere Größe und längere Lebensdauer als
eine Lampe, wie sie beim LCD gemäß der einschlägigen Technik
verwendet wird. Ferner verfügt eine
LED über
einen kleinen Energieverbrauch und eine hohe Effizienz, da ihre
elektrische Energie direkt in Lichtenergie umgesetzt wird.
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Indessen
verfügt
eine LED über
eine Hochgeschwindigkeits-Ansprechcharakteristik.
Insbesondere ist ein Injektions-Halbleiterlaser
eine Art LED mit hoher Injektionsdichte, und er erzeugt eine Inversionsverteilung,
wodurch es möglich
ist, für
kohärentes Licht
zu sorgen. Ferner ist es, da die Spannung einer LED beinahe gleichmäßig ist,
möglich,
die Helligkeit des durch die LED erzeugten Lichts durch Ändern nur
der Spannung an den beiden Enden eines mit der LED verbundenen Reihenwiderstands
und durch Ändern
eines Stroms proportional zur geänderten
Spannung einzustellen.
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Unter
diesen LEDs werden die weißen
LEDs 136 für
jedes spezifizierte Gebiet am LED-Gehäuse 134 parallel angeordnet.
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Das
LED-Gehäuse 134 verhindert
ein Leck des von den weißen
LEDs 136 emittierten Lichts, und es reflektiert das Licht,
das sich zur inneren Seitenfläche
und zur inneren Rückseite
des Gehäuses 134, zur
Vorderseite, d.h. zur Streuplatte 112, hin ausbreitet,
um dadurch die Effizienz des in den weißen Lampen 136 erzeugten
Lichts zu verbessern.
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Die
Streuplatte 112 ermöglicht
es, dass sich das von den weißen
LEDs 136 emittierte Licht zur Flüssigkristalldisplay-Tafel 102 ausbreitet
und unter einem Winkel in einem weiten Bereich auftrifft. In diesem
Fall ist die Streuplatte 112 ein Lichtstreuelement, das
auf beide Seiten eines Films aus einem transparenten Harz aufgetragen
ist.
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Die
optischen Folien 110 führen
eine Einstellung oder Verengung des Betrachtungswinkels des aus
der Streuplatte 112 austretenden Lichts aus, wodurch es
möglich
ist, dass die Helligkeit des Flüssigkristalldisplays
nach vorne verbessert ist und sein Energieverbrauch gesenkt ist.
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Die
Reflexionsfolie 114 ist zwischen den weißen LEDs 136 und
der Bodenfläche
des LED-Gehäuses 134 vorhanden,
um das von den weißen
LEDs 136 erzeugte Licht zu reflektieren, um es in die Richtung
der Flüssigkristalldisplay-Tafel 102 zu
strah len, um dadurch die Lichteffizienz zu verbessern.
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Der
LED-Treiber 160 verfügt,
wie es in der 5 dargestellt ist, über eine
Impulsbreitenmodulation-PWM-Steuerung 190, die, entsprechend
jedem Videosignal, von einer Timingsteuerung 180 mit einem
oder mehreren Steuersignalen versehen wird, um diese an eine oder
mehrere weiße
LED-Gruppen zu liefern, wobei jede weiße LED-Gruppe aus mindestens
einer weißen
LED 136 besteht. Ein derartiger LED-Treiber 160 verfügt ferner über mindestens einen
Schalter 195, von denen jeder zwischen der PWM-Steuerung 190 und
jeder LED 136 in der weißen LED-Gruppe angeordnet ist,
um ein der entsprechenden LED zugeführtes PWM-Signal (oder einen Impuls)
einzustellen.
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Die
Timingsteuerung 180 erzeugt das Steuersignal entsprechend
einem Zeichen eines Videosignals, das an ein vorbestimmtes Gebiet
der Flüssigkristalldisplay-Tafel 102 zu
liefern ist. Die Videosignale können
durch eine Videokarte (nicht dargestellt) oder irgendeine andere
Quelle geliefert werden. Genauer gesagt, verfügen verschiedene auf der Flüssigkristalldisplay-Tafel 102 anzuzeigende
Bilder über voneinander
verschiedene Helligkeits- und Bilddatenwerte. Zum Beispiel verfügt ein helles
Bild über
einen hohen Helligkeitswert und Bilddaten R, G, B mit hellem Graupegel,
wohingegen ein dunkles Bild über einen
niedrigen Helligkeitswert und Bilddaten R, G, G mit dunklem Graupegel
verfügt.
Gemäß der oben
genannten Charakteristik erzeugt die Timingsteuerung 180 verschiedene
Steuersignale entsprechend verschiedenen Bereichen/Gebieten eines
Bilds mit mehreren, voneinander verschiedenen Helligkeitswerten. Das
heißt,
dass entsprechend einem auf der Anzeigetafel anzuzeigenden Bild
verschiedene Steuersignale für
verschiedene Pixeleinheiten auf der Anzeigetafel erzeugt werden.
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Die
PWM-Steuerung 190 empfängt
die voneinander verschiedenen Bildsignale entsprechend dem vorbestimmten
Bildgebiet von der Timingsteuerung 180 (direkt oder indirekt).
Demgemäß erzeugt die
PWM-Steuerung 190 Impulssignale, von denen jedes einem
von der Timingsteuerung 180 gelieferten Steuersignale entspricht.
Danach werden die den Steuersignalen entsprechenden Impulssignale
an die mit der PWM-Steuerung 190 verbundene weiße LED-Gruppe 136 gelegt.
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Die
Erzeugung eines derartigen Impulssignals durch die PWM-Steuerung 190 wird
nun unter Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben. Die 6-8 zeigen
verschiedene Beispiele eines Impulssignals, und sie demonstrieren
verschiedene Verfahren zum Erzeugen eines speziellen Impulssignals
entsprechend einem speziellen Steuersignal durch Modifizieren eines
anfänglichen,
in der PWM-Steuerung 190 erzeugten Basis-Impulssignals.
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Als
Erstes kann ein einem Steuersignal (von der Timingsteuerung zugeführt) entsprechendes
Impulssignal unter Verwendung eines der folgenden Verfahren erzeugt
werden: eines Verfahrens zum Einstellen des Ein/Aus-Tastverhältnisses
einer in der PWM-Steuerung 190, wie in der 6 dargestellt,
erzeugten Basis-Impulssignals; eines Verfahrens zum Ändern der
Amplitude des anfänglichen
Impulssignals, wie es in der 7 dargestellt
ist; und eines Verfahrens zum Einstellen des anfänglichen Impulssignals in Zuordnung
zu einer Tastverhältnisrate
und einer Amplitudenmodulation, wie es in der 8 dargestellt
ist.
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Um
ein Bild auf der Flüssigkristalldisplay-Tafel 102 anzuzeigen,
wird ein Scanprozess zum Kompensieren einer Zeitverzögerung verwendet,
wie es erforderlich ist, um ein Flüssigkristallmaterial zu aktivieren.
Bei diesem Scanprozess erzeugt die PWM-Steuerung 190 das
mindestens eine Impulssignal entsprechend dem von einem Benutzer
gelieferten Helligkeitswert unter Verwendung des Verfahrens zum Ändern des
Ein/Aus-Tastverhältnisses
und/oder der Amplitude des anfänglichen
Basis-Impulssignals, wie oben erörtert.
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Danach
wird das auf diese Weise erzeugte Impulssignal während einer Scanperiode geliefert, um
jede weiße
LED 136 zu aktivieren, damit die LED 136 Licht
abstrahlt. Hierbei haben die weißen LEDs 136 hinsichtlich
des Impulssignals die Charakteristik einer Hochgeschwindigkeitsreaktion.
Demgemäß können die
weißen
LEDs 136 die Verzögerung
des Flüssigkristallmaterials
bei einer Hochgeschwindigkeitsreaktion im Vergleich zu einer Lampe
verringern, wie sie bei der einschlägigen Hinterleuchtungseinheit eines
LCD verwendet wird.
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Ein
Verfahren zum Steuern des Flüssigkristalldisplays
mit dem oben angegebenen Aufbau wird wie folgt beschrieben.
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Als
Beispiel wird unter Bezugnahme auf die 3 bis 9 eine
Flüssigkristalldisplay-Tafel
beschrieben, bei der die weißen
LEDs 136 in 32 verschiedene Gebiete (A, B, C, D, ..., wie
in der 9 dargestellt) unterteilt sind. Bei diesem Beispiel,
bei dem die Flüssigkristalldisplay-Tafel 102 über 32 Gebiete
verfügt,
verfügt
jedes der 32 Gebiete über
eine ihm entsprechende weiße
LED-Gruppe, um Licht auf dieses Gebiet zu liefern. Jede dieser weißen LED-Gruppen
ist mit einer oder mehreren weißen LEDs 136 ausgebildet.
Demgemäß verfügt die PWM-Steuerung 190 über eine
Struktur, die selektiv voneinander verschiedene Impulssignale an
die den 32 Gebieten entsprechenden weißen LED-Gruppen (136)
liefern kann. Hierbei ist zwar nur eine PWM-Steuerung 190 dargestellt,
jedoch kann der LED-Treiber 160 über eine oder mehrere PWM-Steuerungen 190 verfügen, wobei
jede Steuerung jeder der weißen
LED-Gruppen entspricht. Eine derartige PWM-Steuerung 190 empfängt ein
Steuerungssignal von der Timingsteuerung 180, das jedem
Gebiet unter den 32 Gebieten entsprechen kann. Danach erzeugt die
PWM-Steuerung 190 voneinander verschiedene Impulssignale,
die den voneinander verschiedenen Steuersignalen entsprechen, wie
sie von der Timingsteuerung 180 geliefert werden. Anders gesagt,
wird durch Einstellen des Ein/aus-Tastverhältnisses und/oder der Amplitude
des Basis-Impulssignals
ein Impulssignal erzeugt, das dem von der Timingsteuerung 180 gelieferten
Steuersignal entspricht.
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Ein
derartiges Impulssignal wird an die weiße LED-Gruppe (136)
geliefert und in jedem der 32 Gebiete der Flüssigkristalldisplay-Tafel 102 kann
durch die weiße
LED-Gruppe mit Helligkeitsvielfalt ein Bild mit Helligkeitsvielfalt
realisiert werden. Zum Beispiel steuert der Treiber 160 (über ein
spezielles Impulssignal) die Helligkeit des von einer LED emittierten Lichts,
das auf jedes der 32 Teilgebiete der Anzeigetafel zu strahlen ist,
entsprechend einem Spitzenwert eines Graupegels des Bilds für jedes
Teilgebiet. Ein Bild kann in einem Gebiet, das eine momentan hohe Helligkeit
benötigt,
wie eine Explosion oder ein Blitz mit einer Hochgeschwindigkeitsreaktion
für eine
Bilddarstellung realisiert werden, die ein bewegtes Bild und eine
Helligkeit mit hohem Kontrastverhältnis erfordert.
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Die 10 ist
eine perspektivische Ansicht zum Veranschaulichen einer Steuervorrichtung
eines Flüssigkristalldisplays
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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Die
Steuervorrichtung des Flüssigkristalldisplays
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung weist Folgendes auf: eine Flüssigkristalldisplay-Tafel 202 zum
Anzeigen eines Bilds; eine Hinterleuchtungseinheit mit einer Anzahl
roter, grüner
und blauer LEDs (RGB-LEDs) 236 zum Aufstrahlen von Licht
auf jedes spezifizierte Gebiet der Flüssigkristalldisplay-Tafel 202;
mindestens einen LED-Treiber 260 zum Ansteu ern jeder der
RGB-LEDs 236. Alle Komponenten des Flüssigkristalldisplays mit der
Ansteuervorrichtung sind funktionsmäßig verbunden.
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Die
Struktur und die Funktionen der Elemente der Steuervorrichtung gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform,
jedoch mit Ausnahme der RGB-LEDs 236 und des LED-Treibers 260.
So wird eine detaillierte Beschreibung zu identischen Elementen
der einfachen Veranschaulichung und der Deutlichkeit halber weggelassen.
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Die
RGB-LEDs 236 gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung können
nach Bedarf auf verschiedene Arten angeordnet werden. Bei einem Beispiel
verfügen
die RGB-LEDs 236 über
eine rote LED, eine grüne
LED und eine blaue LED, die abwechselnd mit bestimmter Reihenfolge
mit regelmäßigem Verhältnis (R:G:B)
angeordnet sind und ein vorbestimmtes Gebiet entsprechend dieser
Anordnung unterteilen. Bei einem anderen Beispiel sind, wenn die
Bedeutung von Grün
mit relativ hoher Helligkeit im System oder dem Display erhöht ist,
die RGB-LEDs 236 mit
dem Verhältnis
R:G:B angeordnet, d.h. mit der Reihenfolge einer roten LED, einer grünen LED,
einer grünen
LED, einer blauen LED, einer roten LED, einer grünen LED, einer grünen LED, einer
blauen LED usw.
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Die
Anordnung der RGB-LEDs 236 erfolgt für jedes spezifizierte Gebiet.
So unterteilt die Steuervorrichtung des Flüssigkristalldisplays gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung ein Bildgebiet der Flüssigkristalldisplay-Tafel 202,
und sie kann jedes der Teilgebiete durch selektives Ansteuern einer
oder mehrerer der RGB-LEDs 236 selektiv ansteuern.
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Der
LED-Treiber 260 verfügt über Folgendes:
eine Timing steuerung 180 zum Erzeugen von voneinander verschiedenen
Steuersignalen entsprechend Bilddaten; und eine PWM-Steuerung 190 zum Erzeugen
von Impulssignalen, die jeweils einem jeweiligen von der in der 5 dargestellten
Timingsteuerung 180 erzeugten Steuersignal entsprechen.
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Die
PWM-Steuerung 190 ist so angebracht, dass sie jede LED 236 entsprechend
der Anordnung der RGB-LEDs 236 ansteuert. Zum Beispiel
ist die PWM-Steuerung 190 so installiert, dass die RGB-LEDs 236 entsprechend
jeder LED gesteuert werden (z. B. kann jede LED selektiv betrieben
werden), um die RGB-LEDs 236 entsprechend einem Grundgruppentyp
zu steuern (wenn z. B. die LED 236 in der Reihenfolge R:G:B
angeordnet sind, werden die LEDs für R, G und B als Gruppe selektiv
angesteuert; oder wenn die LEDs 236 in der Reihenfolge R:G:G:B
angeordnet sind, werden die LEDs für R, G, G und B als Grundgruppe
selektiv angesteuert; usw.), oder um die RGB-LEDs 236 entsprechend
einer Klasse mit mindestens einer RGB-LED-Gruppe zu steuern.
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Nun
wird ein Verfahren zum Steuern des Flüssigkristalldisplays mit der
oben angegebenen Struktur entsprechend der zweiten Ausführungsform der
Erfindung wie folgt beschrieben.
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Als
Erstes erzeugt die Timingsteuerung 180 ein Steuersignal
entsprechend einem Helligkeitswert eines Bilds, entsprechend einem
spezifizierten Gebiet der Flüssigkristalldisplay-Tafel 202.
Die mit dem Steuersignal versorgte PWM-Steuerung 190 erzeugt entsprechend
dem Steuersignal ein jeweiliges Impulssignal, das an die RGB-LED 236 geliefert
wird. Auf diese Weise werden mehrere Impulssignale erzeugt und in
geeigneter Weise zugeführt,
um die LEDs 236 selektiv zu betreiben. Hierbei wird, da
das dem Steuersignal der Timingsteuerung 180 entsprechende
Impulssignal durch dasselbe Verfahren wie bei der ersten Ausführungsform
erzeugt wird, eine Beschrei bung zur Erzeugung des Impulssignals
weggelassen. Die mit dem Impulssignal von der PWM-Steuerung 190 versorgte
LED 236 erzeugt Licht, das auf die Flüssigkristalldisplay-Tafel 202 gestrahlt
wird. In diesem Zusammenhang kann die LED 236 sichtbare
Strahlung auf die Flüssigkristalldisplay-Tafel 202,
entsprechend der zugehörigen
Charakteristik, abstrahlen. Zum Beispiel steuert der Treiber 260 (über ein
spezielles Impulssignal) die Helligkeit des von einer LED emittierten
Lichts, das auf jedes der 32 Teilgebiete der Anzeigetafel zu strahlen ist,
entsprechend einem Spitzenwert eines Graupegels eines Bilds für jedes
Teilgebiet. Demgemäß kann das
Flüssigkristalldisplay
unter Verwendung der RGB-LEDs 236 gemäß der zweiten Ausführungsform der
Erfindung partiell den Charakter einer Farbtemperatur und einer
Farbkoordinate steuern.
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Indessen
kann, da die weißen
LEDs 136 und die RGB-LEDs 236 gemäß der Erfindung
im Vergleich zu einer Kaltkathode-Leuchtstofflampe (CCFL = cold cathode
fluorescent lamp) gemäß einer
einschlägigen
Technik und einer Leuchtstofflampe mit externer Elektrode (EEFL
= external electrode fluorescent lamp) gemäß einer einschlägigen Technik
eine geringe Größe aufweisen
kann, die Flüssigkristalldisplay-Tafel 202 nach
Bedarf unterteilt werden. Zum Beispiel kann jedes der 32 Teilgebiete
bei der in der 9 dargestellten Flüssigkristalldisplay-Tafel 202 weiter
in Untergebiete unterteilt werden, und die LEDs können selektiv
betrieben werden, um ein jeweiliges der Teilgebiete zu beleuchten.
Demgemäß kann das
Flüssigkristalldisplay
unter Verwendung der weißen
LEDs 136 und der RGB-LEDs 236 die Bildqualität verbessern
und einen Verschmiereffekt bei einem bewegten Bild verringern.
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Wie
oben beschrieben, unterteilt die Steuervorrichtung des Flüssigkristalldisplays
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung die Flüssigkristalldisplay-Tafel
in mindestens zwei Gebiete, und sie kann die mindestens eine LED
gemäß einem
oder mehreren der Teilgebiete selektiv ansteuern, um Bilder anzuzeigen.
Demgemäß ist es
möglich,
eine partielle Helligkeit zu steuern und partiell eine Steuerung
der Helligkeit und eines Farbtemperatur/Farbkoordinate-Charakters
bei Verwendung von RGB-LEDs auszuführen. Darüber hinaus ist es, da eine
LED über
die Charakteristik einer hohen Ansprechgeschwindigkeit hinsichtlich
eines Stroms verfügt,
einfach, die LED bei einem Bildanzeigeprozess zu steuern, und zwar im
Vergleich zu einer Lampe vom Röhrentyp,
wie sei bei der einschlägigen
Technik verwendet wird. Außerdem
wird, da die LED mit Gleichstrom betrieben wird, der Schaltungsaufbau
des LED-Treibers vereinfacht, und der Integrationsgrad desselben
wird hoch.
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Obwohl
die Erfindung durch in den oben beschriebenen Zeichnungen dargestellte
Ausführungsformen
erläutert
wurde, ist es vom Fachmann zu beachten, dass die Erfindung nicht
auf die Ausführungsformen
beschränkt
ist, sondern dass vielmehr verschiedene Änderungen oder Modifizierungen
derselben möglich
sind, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Demgemäß soll der
Schutzumfang der Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente
bestimmt sein.