TW202336501A - 用於顯示器的背光裝置及其的電流控制積體電路 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於顯示器的背光裝置及其電流控制積體電路，所述背光裝置提供用於顯示圖像的背光。本發明的背光裝置及電流控制積體電路可以控制驅動電流，使得發光塊的發光保持一幀以上，並且可以在整個亮度變化區域中均勻且精確地控制背光的亮度。

Description

用於顯示器的背光裝置及其的電流控制積體電路

本發明關於一種用於顯示器的背光裝置，更詳細地，涉及一種用於顯示器的背光裝置及其電流控制積體電路，所述背光裝置提供用於顯示圖像的背光。

在顯示面板中，作為例示，液晶顯示（LCD）面板需要用於顯示圖像的背光裝置。

背光裝置提供用於在LCD面板上顯示圖像的背光，並且LCD面板按照像素執行光學快門操作，從而可以藉由利用背光來顯示圖像。

背光裝置可以包括與LCD面板聯接的背光板。背光板包括將LED用作光源的發光塊，發光塊可以發光以提供背光。

背光板包括發光塊，所述發光塊提供具有與LCD面板的圖像不同的分辨率的背光，發光塊可以被配置為調光被分別控制。

執行調光控制的現有的背光裝置難以將發光塊的發光保持一幀時間。當發光塊不能充分地保持一幀時間的發光，則可能出現背光閃爍。因此，背光裝置需要採用用於減少或消除閃爍的設計。

並且，背光裝置有必要被配置為針對整個亮度變化區域精確地控制背光的亮度。即，有必要在使用少量電流發光的低亮度區域和使用大量電流發光的高亮度區域均勻地控制亮度的變化。

[發明所欲解決之問題]

本發明的目的在於，提供如下的用於顯示器的背光裝置及其電流控制積體電路：藉由使得發光塊的發光保持一幀以上，可以減少或消除提供給用於顯示的LCD面板的背光的閃爍。

本發明的另一個目的在於，提供可以在整個亮度變化區域均勻且精確地控制背光的亮度的用於顯示器的背光裝置及其電流控制積體電路。

本發明的又一個目的在於，提供如下的背光裝置及其電流控制積體電路：藉由組合線性控制和脈衝寬度控制來控制用於背光的驅動電流的量，從而可以在整個亮度變化區域均勻地控制亮度。 [解決問題之技術手段]

本發明的用於顯示器的背光裝置，其特徵在於，包括：背光驅動板，生成用於背光的幀單位的背光數據，並且按照各個水平周期提供具有與所述背光數據的列數據對應的第一列訊號和第二列訊號以及與所述水平周期對應的行訊號；以及背光板，使用按照所述各個水平周期提供的所述第一列訊號、所述第二列訊號以及所述行訊號提供所述背光，其中，所述背光板包括：發光塊，形成列和行，並且被劃分為分別包括多個行的多個控制單元；以及電流控制積體電路，按照所述各個控制單元配置，並且包括多個驅動電流控制單元，所述多個驅動電流控制單元分別接收共享至同一列的所述發光塊的所述第一列訊號和所述第二列訊號以及與多個行對應的所述行訊號，其中，所述驅動電流控制單元利用所述行訊號對所述第一列訊號和所述第二列訊號進行採樣，並且將用於所述發光塊的發光的驅動電流的電流量控制為與脈衝寬度對應，所述脈衝寬度與對所述第一列訊號進行採樣而獲得的第一採樣訊號的位準和對所述第二列訊號進行採樣而獲得的第二採樣訊號的位準對應。

並且，本發明的用於背光裝置的電流控制積體電路，其特徵在於，包括：多個驅動電流控制單元，與包括多個行的控制單元的發光塊對應，共享對於同一列的第一列訊號和第二列訊號，並且接收彼此不同的行訊號，其中，各個驅動電流控制單元利用所述行訊號對所述第一列訊號和所述第二列訊號進行採樣，並且，將用於所述發光塊的發光的驅動電流的電流量控制為與脈衝寬度對應，所述脈衝寬度與對所述第一列訊號進行採樣而獲得的第一採樣訊號的位準和對所述第二列訊號進行採樣而獲得的第二採樣訊號的位準對應。 [對照先前技術之功效]

根據本發明，用於向進行顯示的顯示面板提供背光的發光塊可以保持一幀以上的發光，從而可以期待提供減少或消除閃爍的背光的效果。

並且，根據本發明，可以期待提供給用於顯示的面板的背光的亮度在整個亮度變化區域中被均勻且精確地控制的效果。

並且，根據本發明，藉由組合線性控制和脈衝寬度控制來控制用於背光的驅動電流的量，可以期待均勻地控制整個亮度變化區域的亮度的效果。

以下，將參照圖式詳細說明本發明的較佳實施例。在本說明書和申請專利範圍中所使用的術語應以符合本發明的技術事項的含義和概念來解釋，而不應局限地解釋為常規含義或詞典上的含義。

在本說明書中記載的實施例和附圖中所圖示的結構為本發明的較佳實施例，其無法代表本發明的全部技術思想，因此，在申請時可能存在能夠進行替代的各種等同物或變形例。

如圖1所示，用於顯示圖像的顯示裝置可以舉例示出為包括顯示板2、顯示面板4、背光驅動板6和背光板40。

在上述配置中，可以理解為，背光驅動板6和背光板40對應於背光裝置。

背光裝置用於提供背光，所述背光用於在顯示面板4上顯示圖像。背光從背光板40提供至顯示面板4。背光板40可以被配置為包括用於提供背光的發光塊和電流控制積體電路。

首先，將參照圖1了解用於顯示圖像的顯示裝置的配置和功能。

可以使用顯示板2和顯示面板4以顯示圖像。

可以使用LCD面板構成顯示面板4，並且藉由傳輸線3接收顯示板2的顯示數據，從而可以回應於顯示數據顯示圖像。

顯示面板4包括用於實現預先設計的分辨率的像素（未圖示），並且各個像素回應於顯示數據執行光學快門操作。顯示面板4可以藉由像素的如上所述的光學快門操作顯示使用背光的圖像。

顯示板2從視頻源（未圖示）接收數據，使用接收到的數據生成用於顯示圖像的顯示數據，並且藉由傳輸線3將顯示數據提供給顯示面板4。

顯示板2可以包括將顯示數據配置為數據包的組件（未圖示）和將配置為數據包的顯示數據提供給顯示面板4的組件，以便傳輸上述顯示數據。將顯示數據配置為數據包的組件相當於通常在顯示裝置中採用的時序控制器（Timing Controller），因此將省略其描述。

顯示數據可以被配置為以幀單位顯示圖像。作為示例，顯示數據可以包括指示像素亮度的數據、用於根據幀周期劃分幀的垂直同步訊號Vsync、以及用於劃分幀的水平周期的水平同步訊號等。

接下來，將參照圖1了解用於向顯示面板4提供背光的背光裝置的配置和功能。

顯示板2可以向背光驅動板6提供對應於以幀單位的顯示數據的亮度數據SPI。

顯示面板4所顯示的圖像的分辨率與從背光板40提供給顯示面板4的背光的分辨率可以不同。此外，背光的灰度範圍和灰度值也可能與用於圖像的不同。

因此，顯示板2可以被配置為利用顯示數據提供被轉換為適合背光的分辨率、灰度範圍和灰度值的亮度數據SPI。為此，可以理解的是，顯示板2包括用於將顯示數據轉換為亮度數據SPI的轉換電路（未圖示）。

顯示板2可以將亮度數據SPI配置為背光驅動板6可以接收的格式，並將亮度數據SPI提供給背光驅動板6。

另外，顯示板2可以向背光驅動板6提供調光模式命令I2C，以設置與顯示圖像對應的用於背光的調光模式。作為示例，調光模式命令I2C可以包括將調光模式定義為線性控制、脈衝寬度控制和複合控制之一的信息。

其中，可以將線性控制理解為藉由與亮度變化對應的位準的控制訊號來控制用於背光的驅動電流的量，可以將脈衝寬度控制理解為用藉由與亮度變化對應的脈衝寬度的控制脈衝來控制用於背光的驅動電流的量。另外，複合控制是線性控制和脈衝寬度控制的組合，可以將複合控制理解為藉由組合利用與亮度變化對應的位準的控制訊號和與亮度變化對應的脈衝寬度的控制脈衝來控制用於背光的驅動電流的量。

另外，顯示板2可以藉由單獨的傳輸線向背光驅動板6提供垂直同步訊號Vsync。

並且，顯示板2可以向背光驅動板6提供用於驅動背光的驅動電壓VLED。其中，驅動電壓VLED可以被理解為用於提供給後述的發光塊的電壓。

背光驅動板6從顯示板2接收亮度數據SPI、垂直同步訊號Vsync、調光模式命令I2C和驅動電壓VLED。

背光驅動板6可以被配置為，使用與顯示數據對應的幀單位的亮度數據SPI生成用於背光的幀單位的背光數據，並且按照各個水平周期提供具有與背光數據對應的位準的第一列訊號D和第二列訊號T以及與水平周期對應的行訊號G。其中，背光驅動板6可以被配置為對應於各個水平周期的背光數據提供具有用於線性控制的值的第一列數據和具有用於脈衝寬度控制的值的第二列數據。因此，第一列訊號D與背光數據的各個水平周期的第一列數據對應且可以具有用於線性控制的位準，第二列訊號T與背光數據的各個水平周期的第二列數據對應且可以具有用於脈衝寬度控制的位準。可以理解為，在本發明的實施例中，背光數據是指各個幀的數據，列數據是指背光數據的各個水平周期的數據。另外，對應於背光數據的相同水平周期，可以用相同或不同的位準提供基於第一列數據的第一列訊號D和基於第二列數據的第二列訊號T。

背光驅動板6可以藉由調光模式命令I2C輸出用於線性控制、脈衝寬度控制或複合控制的第一列訊號D和第二列訊號T。

回應於用於線性控制的調光模式命令I2C，背光驅動板6可以對應於背光數據的各個水平周期的第一列數據提供具有用於線性控制用於發光的驅動電流的電流量的位準的第一列訊號D，並且可以提供對應於預設值的第二列數據而固定為預設位準的第二列訊號T。

另外，響應於用於脈衝寬度控制的調光模式命令I2C，背光驅動板6可以對應於預設值的第一列數據提供固定為預設位準的第一列訊號D，並且可以對應於背光數據的各個水平周期的第二列數據提供具有用於控制用於發光的驅動電流的電流量的脈衝寬度的位準的第二列訊號T。

另外，回應於用於複合控制的調光模式命令I2C，背光驅動板6可以對應於背光數據的各個水平周期的第一列數據提供具有用於線性控制的位準的第一列訊號D，並且可以對應於背光數據的各個水平周期的第二列數據提供具有用於脈衝寬度控制的位準的第二列訊號T。

另外，背光驅動板6可以將從顯示板2接收的驅動電壓VLED傳輸到背光板40。

如上所述，背光驅動板6可以向背光板40輸出第一列訊號D、第二列訊號T、行訊號G和驅動電壓VLED。

可以參照圖2描述上述背光驅動板6。

背光驅動板6可以包括微控制器10、接口單元11和12、 幀儲存器14 和數模轉換器20和22。

接口單元11被配置為接收亮度數據SPI並將亮度數據SPI提供給微控制器10。並且，接口單元12被配置為接收調光模式命令I2C並且將調光模式命令I2C提供給微控制器10。可以理解為，接口單元11和12具有作為用於傳輸數字訊號的緩衝器的作用。

微控制器10被配置為接收與顯示數據對應的幀單位的亮度數據SPI、調光模式命令I2C和垂直同步訊號Vsync，使用亮度數據SPI生成用於背光的幀單位的背光數據，並且按照幀的各個水平周期輸出背光數據的各個水平周期的第一列數據和第二列數據。微控制器10可以藉由利用垂直同步訊號Vsync的同步化來劃分背光數據的各個水平周期的列數據，並且可以利用上述列數據提供用於線性控制、脈衝寬度控制和複合控制的第一列數據和第二列數據。

微控制器10可以利用垂直同步訊號Vsync以幀單位劃分亮度數據SPI，可以藉由利用垂直同步訊號Vsync的同步化來劃分包含在幀中的水平周期，並且可以按照各個水平周期輸出行訊號G。微控制器10可以被配置為將上述行訊號G提供給背光驅動板6。其中，可以將行訊號G理解為具有預設脈衝寬度和幅度的脈衝。

如上所述，利用垂直同步訊號Vsync的同步化可以多種方式實現，例如與垂直同步訊號Vsync同步的計數或延遲等，並且可以由理解本發明的技術的人員以多種方式實施。因此，將省略其具體實施例的示例和描述。

微控制器10可以將如上所述生成的各個水平周期的第一列數據和第二列數據提供給數模轉換器20和22。

數模轉換器20可以被配置為，接收各個水平周期的第一列數據，並且對應於第一列數據的值向背光板40輸出具有用於線性控制的位準的模擬的第一列訊號D。在脈衝寬度控制的情況下，數模轉換器20可以接收預設固定值的第一列數據，並向背光板40輸出固定位準的第一列訊號D。

另外，數模轉換器22可以被配置為，接收各個水平周期的第二列數據，並且對應於第二列數據的值向背光板40輸出具有用於脈衝寬度控制的位準的模擬的第二列訊號T。在線性控制的情況下，數模轉換器22可以接收預設固定值的第二列數據，並向背光板40輸出固定位準的第二列訊號T。

背光驅動板6可以包括幀儲存器14。微控制器10將一幀的背光數據儲存在幀儲存器14中，並且可以水平周期為單位讀取（Read）儲存在幀儲存器14的背光數據，以提供上述的第一列數據和第二列數據。

可以參照圖3來理解從數模轉換器20和22輸出的第一列訊號D和第二列訊號T以及從微控制器10輸出的行訊號G。

參照圖3，可以將第一列訊號D理解為具有均勻脈衝寬度的脈衝，並且可以對應於第一列數據的值具有用於線性控制的位準。作為示例，對應於高亮度的第一列數據，第一列訊號D可以具有高位準的幅度H1。反之，對應於低亮度的第一列數據，第一列訊號D可以具有低位準的幅度H1。即，第一列訊號D的位準可以根據第一列數據的值變化。

可以將第二列訊號T理解為具有均勻脈衝寬度的脈衝，並且可以對應於第二列數據的值具有用於脈衝寬度控制的位準。作為示例，對應於高亮度的第二列數據，第二列訊號T可以具有高位準振幅H2以生成具有寬脈衝寬度的控制脈衝。反之，對應於低亮度的第二列數據，第二列訊號T可以具有低位準振幅H2以生成具有窄脈衝寬度的控制脈衝。即，第二列訊號T的位準可以根據第二列數據的值變化。

在此，第一列訊號D和第二列訊號T可以被提供為在相同的時間點具有相同的脈衝寬度。

另外，較佳地，可以將行訊號G輸出為具有比第一列訊號D和第二列訊號T窄的脈衝寬度，並且在第一列訊號D和第二列訊號T被啟動的期間啟動。

另一方面，背光板40被配置為接收第一列訊號D、第二列訊號T、行訊號G和驅動電壓VLED。背光板40被配置為回應於行訊號G將各個發光塊的發光控制為具有與第一列訊號D和第二列訊號T對應的亮度，並且藉由各個發光塊的發光提供背光。驅動電壓VLED可以藉由背光驅動板6傳輸到背光板40並施加到各個發光塊。

將參照圖4描述背光板40的詳細配置。

背光板40可以包括發光塊和電流控制積體電路。如圖4所示，發光塊可以用「CH11至CH93」示出，電流控制積體電路可以用「T11至T33」示出。

在背光板40中，可以將形成有發光塊CH11至CH93和電流控制積體電路T11至T33的區域定義為背光區域30。可以將背光區域30理解為藉由發光塊CH11至CH93的發光提供背光的區域。

各個發光塊是用於調光控制的基本單元。可以理解的是，各個發光塊包括形成在背光板40上的預設區域（Zone）的至少一個發光二極體（LED）。即，可以理解為，發光塊是使用LED的光源。

藉由上述配置，背光板40被配置為充當光源聚集而成的面光源的作用。

在背光板40中，發光塊CH11至CH93形成列（Column）和行（Row），並且可以示例性地布置成矩陣結構。並且，可以理解為，發光塊CH11至CH93中的分別包括串聯連接的多個LED。

發光塊CH11至CH93可以被劃分成多個控制單元。控制單元可以被設置成布置在同一列或相鄰列且包括多個行，並且可以理解為包括根據水平周期依次發光的預定數量的發光塊。

在圖4的背光板40中，各個控制單元被示例性地示為包括在同一列上的多個行上連續布置的發光塊。

更具體地，各個控制單元可以被示例性地示為布置在同一列中，並且包括依次發光的四個發光塊。即，可以將發光塊CH11、CH21、CH31、CH41；發光塊CH51、CH61、CH71、CH81；發光塊CH12、CH22、CH32、CH42；發光塊CH52、CH62、CH72、CH82；發光塊CH13、CH23、CH33、CH43；以及發光塊CH53、CH63、CH73、CH83分別劃分為一個控制單元。

電流控制積體電路T11、T12、T13、T21、T22、T23、T31、T32、T33被配置為與各個控制單元一一對應。

更具體地，電流控制積體電路T11被配置為控制發光塊CH11、CH21、CH31、CH41的驅動電流，電流控制積體電路T21被配置為控制發光塊CH51、CH61、CH71、CH81的驅動電流，電流控制積體電路T12被配置為控制發光塊CH12、CH22、CH32、CH42的驅動電流，電流控制積體電路T22被配置為控制發光塊CH52、CH62、CH72、CH82的驅動電流，電流控制積體電路T13被配置為控制發光塊CH13、CH23、CH33、CH43的驅動電流，並且電流控制積體電路T23被配置為控制發光塊CH53、CH63、CH73、CH83的驅動電流。

電流控制積體電路T11、T12、T13、T21、T22、T23、T31、T32、T33被配置為接收背光驅動板6的第一列訊號D、第二列訊號T和行訊號G。第一列訊號D與圖4的第一列訊號D1、D2、D3...對應，第二列訊號T與圖4的第二列訊號T1、T2、T3...對應，行訊號G與圖4的行訊號G1、G2、G3…對應。

背光板40提供具有由所有發光組CH11至CH93確定的分辨率的背光。並且，背光的一幀與在顯示面板4上顯示的圖像的一幀對應，並且包括多個水平周期。此時，包括在背光的一幀的水平周期的數量可以與包括在圖像的一幀的水平周期的數量不同。

可以按照各個水平周期提供第一列訊號D1、D2、D3...和第二列訊號T1、T2、T3...。可以將施加有第一列訊號D1、D2、D3...的訊號線稱為第一列線，並且將施加有第二列訊號T1、T2、T3...的訊號線稱為第二列線。

可以按照水平周期依次提供行訊號G1、G2、G3…。可以將施加有行訊號G1、G2、G3...的訊號線稱為行線。

根據上述配置，電流控制積體電路T11、T12、T13、T21、T22、T23、T31、T32、T33可以分別接收與各自的控制單元對應的第一列訊號、第二列訊號和行訊號。

為此，電流控制積體電路T11、T21、T31被配置為共享接收第一列訊號D1的第一列線和接收第二列訊號T1的第二列線。另外，電流控制積體電路T12、T22、T32被配置為共享接收第一列訊號D2的第一列線和接收第二列訊號T2的第二列線。另外，電流控制積體電路T31、T23、T33被配置為共享接收第一列訊號D3的第一列線和接收第二列訊號T3的第二列線。

另外，電流控制積體電路T11、T12、T13、T21、T22、T23、T31、T32、T33分別接收與各自的控制單元對應的行訊號。屬於同一行位置的控制單元的電流控制積體電路被配置為共享行線並接收相同的行訊號。

電流控制積體電路T11、T12、T13、T21、T22、T23、T31、T32、T33接收與各自的控制單元對應的第一列訊號、第二列訊號和行訊號，並且對控制單元的發光塊的驅動電流進行控制，從而可以控制相應發光塊的發光。作為示例，電流控制積體電路T11可以接收第一列訊號D1、第二列訊號T1和行訊號G1至G4且控制發光塊CH11、CH21、CH31、CH41的驅動電流，從而可以控制發光塊CH11、CH21、CH31、CH41的發光。

電流控制積體電路T11、T12、T13、T21、T22、T23、T31、T32、T33中的每一個配置為生成使用行訊號對各個水平周期的第一列訊號和第二列訊號依次進行採樣而獲得的採樣電壓。另外，電流控制積體電路T11、T12、T13、T21、T22、T23、T31、T32、T33中的每一個可以利用採樣電壓對控制單元的發光塊的發光和亮度的保持進行控制。作為示例，電流控制積體電路T11使用按照水平周期依次提供的行訊號G1至G4生成對各個水平周期的第一列訊號D1和第二列訊號T1進行採樣而獲得的採樣電壓，並且利用採樣電壓控制屬於控制單元的發光塊CH11、CH21、CH31、CH41的驅動電流。即，電流控制積體電路T11可以控制發光塊CH11、CH21、CH31、CH41的發光和亮度的保持。

可以參照圖5來理解電流控制積體電路T11、T12、T13、T21、T22、T23、T31、T32、T33中的每一個與相應控制單元的發光塊之間的連接。圖5示出了電流控制積體電路T11與相應控制單元的發光塊CH11、CH21、CH31、CH41的連接。

在圖5中，電流控制積體電路T11被示例性地示為具有第一列輸入端TD1、第二列輸入端TT1、行輸入端TG1至TG4以及控制端T01至T04。電流控制積體電路T11藉由第一列輸入端TD1接收第一列訊號D1，藉由第二列輸入端TT1接收第二列訊號T1，並且藉由行輸入端TG1至TG4接收行訊號G1至G4，另外，藉由控制端T01至T04接收發光塊CH11、CH21、CH31、CH41的驅動電流01至04。

發光塊CH11、CH21、CH31、CH41中的每一個接收驅動電壓VLED並且包括串聯連接的多個LED。此外，發光塊CH11、CH21、CH31、CH41中的每一個的低邊（Low Side）的驅動電流01至04被輸入到電流控制積體電路T11的控制端T01至T04。

電流控制積體電路T11、T12、T13、T21、T22、T23、T31、T32、T33中的每一個可以被配置為包括緩衝器BF和驅動電流控制單元101至104。可以參照圖6的電流控制積體電路T11的配置來理解電流控制積體電路T11、T12、T13、T21、T22、T23、T31、T32、T33中的每一個的配置。

電流控制積體電路T11包括接收共享至第一列線進行的第一列訊號D1的緩衝器BF1和接收共享至第二列線的第二列訊號T1的緩衝器BF2。

另外，電流控制積體電路T11可以包括驅動電流控制單元101至104，所述驅動電流控制單元101至104分別接收藉由多行輸入的行訊號G1至G4並藉由緩衝器BF1和BF2共享接收到的第一列訊號D1和第二列訊號T1。

緩衝器BF1和BF2可以形成對於第一列訊號D1和第二列訊號T1的偏移電壓Doffset和Toffset。

驅動電流控制單元101至104中的每一個可以被配置為將對應於各自的行訊號的用於發光塊的發光的驅動電流的電流量控制為與第一列訊號D1和第二列訊號T1的位準對應。稍後將參照圖10描述所述驅動電流控制單元101至104的詳細配置和操作。

另一方面，可以參照圖7描述由第一列訊號D引起的振幅變化，即位準變化。圖7舉例示出了在不考慮第二列訊號T1的前提下隨第一列訊號D1的位準變化而變化的驅動電流iLED。在圖7中，為了便於描述，將把驅動電流標註為iLED。

在圖7中，可以理解為，偏移電壓Doffset由接收第一列訊號D1的緩衝器BF1形成，發光塊CH11回應於位準小於等於偏移電壓Doffset的第一列訊號D1而熄滅。

當由第一列訊號D1控制發光塊CH11的發光時，發光塊CH11可以回應於與最大值Dmax和偏移電壓Doffset之間的發光範圍ADR對應的第一列訊號D1的位準而發光。

當第一列訊號D1的位準在發光範圍ADR內從偏移電壓Doffset增加到最大值Dmax時，可以將發光塊CH11的驅動電流iLED的電流量控制為從最低值增加到最大值（iLEDmax）。可以理解為，發光塊CH11的亮度與驅動電流iLED的電流量成比例地增加。即，第一列訊號D1的位準在發光範圍ADR內與驅動電流iLED的電流量成比例關係，即與發光塊CH11的亮度成比例關係。

並且，可以參照圖8描述第二列訊號T1的振幅變化，即位準變化。圖8舉例示出了在不考慮第一列訊號D1的前提下根據第二列訊號T1的位準的脈衝寬度變化而變化的驅動電流iLED。同樣，在圖8中，為了便於描述，將把驅動電流標註為iLED。

在圖8中，可以理解為，偏移電壓Toffset由接收第二列訊號T1的緩衝器BF2形成，發光塊CH11回應於位準小於等於偏移電壓Toffset的第二列訊號T1而熄滅。

當由第二列訊號T1控制發光塊CH11的發光時，發光塊CH11可以回應於與最大值Tmax和偏移電壓Toffset之間的發光範圍ADR對應的第二列訊號T1的位準而發光。

當第二列訊號T1的位準在發光範圍ADR內從偏移電壓Toffset增加到最大值Tmax時，用於控制驅動電流的脈衝PWM的脈衝寬度也從最低值增加到最大值，相應地，可以將發光塊CH11的驅動電流iLED的電流量控制為從最低值增加到最大值（100%）。即，第二列訊號T1的位準和由其控制的控制脈衝PWM的脈衝寬度在發光範圍ADR內具有與驅動電流iLED的電流量成比例關係，即與發光塊CH11的亮度成比例關係。

圖6的驅動電流控制單元101至104被配置為對應於相應控制單元的發光塊CH11、CH21、CH31、CH41。

驅動電流控制單元101至104可以藉由行輸入端TG1至TG4接收行訊號G1至G4並且藉由緩衝器BF和BF2接收第一列訊號D1和第二列訊號T1。此外，驅動電流控制單元101至104可以藉由控制端T01至T04控制發光塊CH11、CH21、CH31、CH41的驅動電流01至04的電流量。

更具體地，驅動電流控制單元101可以被配置為，接收行訊號G1，利用行訊號G1對第一列訊號D1和第二列訊號T1進行採樣，並且將用於發光塊CH11的發光的驅動電流01的電流量控制為與對第一列訊號D1進行採樣而獲得的第一採樣訊號的位準和對第二列訊號T1進行採樣而獲得的第二採樣訊號的位準對應。驅動電流控制單元102可以被配置為，接收行訊號G2，利用行訊號G2對第一列訊號D1和第二列訊號T1進行採樣，並且將用於發光塊CH21的發光的驅動電流02的電流量控制為與對第一列訊號D1進行採樣而獲得的第一採樣訊號的位準和對第二列訊號T1進行採樣而獲得的第二採樣訊號的位準對應。驅動電流控制單元103可以被配置為，接收行訊號G3，利用行訊號G3對第一列訊號D1和第二列訊號T1進行採樣，並且將用於發光塊CH31的發光的驅動電流03的電流量控制為與脈衝寬度對應，所述脈衝寬度與對第一列訊號D1進行採樣而獲得的第一採樣訊號的位準和對第二列訊號T1進行採樣而獲得的第二採樣訊號的位準對應。另外，驅動電流控制單元104可以被配置為，接收行訊號G4，利用行訊號G4對第一列訊號D1和第二列訊號T1進行採樣，並且將用於發光塊CH41的發光的驅動電流04的電流量控制為與脈衝寬度對應，所述脈衝寬度與對第一列訊號D1進行採樣而獲得的第一採樣訊號的位準和對第二列訊號T1進行採樣而獲得的第二採樣訊號的位準對應。

另一方面，圖9舉例示出了發光塊的布置和控制單元的劃分。圖9舉例示出了包括發光塊CH11、CH21、CH31、CH41的控制單元C11；包括發光塊CH12、CH22、CH32、CH42的控制單元C12；包括發光塊CH13、CH23、CH33、CH43的控制單元C13；以及包括發光塊CH14、CH24、CH34、CH44的控制單元C14。

可以參照圖10描述圖6的驅動電流控制單元101至104的結構。圖10示出了驅動電流控制單元101，其餘驅動電流控制單元102至104的配置可以參考驅動電流控制單元101來理解。

參照圖10，驅動電流控制單元101可以被配置為生成利用行訊號G1對第一列訊號D1進行採樣而獲得的第一採樣訊號SHD和利用行訊號G1對第二列訊號T1進行採樣而獲得的第二採樣訊號SHT，並且生成具有與第一採樣訊號SHD對應的電流量的控制訊號VIS和與第二採樣訊號SHT對應的控制脈衝PWM，並且，藉由使用以控制脈衝PWM所控制的電流量傳輸的控制訊號VIS來控制驅動電流01的電流量。

為此，作為示例，驅動電流控制單元101包括採樣和保持單元110和130、電壓•電流轉換電路120、脈衝寬度轉換電路140、開關150和驅動器160。其中，將電壓•電流轉換電路120圖示為VI轉換電路120，並且將脈衝寬度轉換電路140圖示為PWM轉換電路。

採樣和保持單元110可以被配置為利用行訊號G1生成對第一列訊號D1進行採樣而獲得的第一採樣訊號SHD，並且輸出第一採樣訊號SHD。

採樣和保持單元110在行訊號G1被使能的期間藉由對第一列訊號D1進行採樣來生成第一採樣訊號SHD。在此，第一採樣訊號SHD的位準可以形成為與第一列訊號D1的位準對應。即，第一採樣訊號SHD的位準可以形成為與第一列訊號D1的位準成比例。

如圖11所示，採樣和保持單元110可以被配置為包括開關SW1和電容器CD。開關SW1被配置為由行訊號G1控制其切換，並且所述開關SW1控制第一列訊號D1的輸出的切換。電容器CD被配置為在開關SW1的輸出端並聯配置，並且藉由對藉由開關SW1輸出的第一列訊號D1進行採樣來生成並提供第一採樣訊號SHD。

另一方面，採樣和保持單元130可以被配置為回應於行訊號G1生成對第二列訊號T1進行採樣而獲得的第二採樣訊號SHT，並且輸出第二採樣訊號SHT。

採樣和保持單元130在行訊號G1被使能的期間藉由對第二列訊號T1進行採樣來生成第二採樣訊號SHT。在此，第二採樣訊號SHT的位準可以形成為與第二列訊號T1的脈衝位準對應。即，第二採樣訊號SHT的位準可以形成為與第二列訊號T1的脈衝位準成比例。

如圖11所示，採樣和保持單元130可以被配置為包括開關SW2和電容器CT。開關SW2被配置為由行訊號G1控制其切換，並且所述開關SW2控制第二列訊號T1的輸出的切換。電容器CT被配置為在開關SW2的輸出端並聯配置，並且藉由對藉由開關SW2輸出的第二列訊號T1進行採樣來生成並提供第二採樣訊號SHT。

採樣和保持單元110和130可以被配置為藉由充電分別對第一列訊號D1或第二列訊號T1進行採樣，並且藉由行訊號G1具有用於採樣的足夠的充電時間。採樣和保持單元110可以被配置為輸出充電電壓作為第一採樣訊號SHD，採樣和保持單元130可以被配置為輸出充電電壓作為第二採樣訊號SHT。採樣和保持單元110和130的採樣可以由共享的行訊號G1同時執行。

電壓•電流轉換電路120可以被配置為生成並輸出具有與第一採樣訊號SHD的電壓位準對應的電流量的控制訊號VIS。上述電壓•電流轉換電路120可以藉由利用基於第一採樣訊號SHD控制輸出電流的非獨立電流源（未圖示）來配置。

脈衝寬度轉換電路140可以被配置為生成並輸出與第二採樣訊號SHT對應的控制脈衝PWM。

示例性地，脈衝寬度轉換電路140可以如圖12所示地配置。參照圖12，脈衝寬度轉換電路140可以包括三角波產生器142和比較器144。其中，三角波產生器142用於提供具有預設頻率和振幅的三角波。

比較器144藉由正端(+)接收第二採樣訊號SHT，並藉由負端(-)接收三角波產生器142的三角波。藉由上述配置，比較器144可以對三角波與第二採樣訊號SHT進行比較，並且輸出具有高位準脈衝寬度的控制脈衝PWM以在三角波具有比第二採樣訊號SHT低的位準期間啟用。即，當第二採樣訊號SHT的位準形成得高時，控制脈衝PWM的占空比增加，即脈衝寬度增加，當第二採樣訊號SHT的位準形成得低時，控制脈衝PWM的占空比減小，即脈衝寬度減小。

另一方面，開關150被配置為藉由控制脈衝PWM來切換控制訊號VIS的傳輸。

為此，開關150可以包括：輸入端H，用於輸入電壓•電流轉換電路120的控制訊號VIS；輸入端L，施加有地電壓；以及輸出端C，用於輸出由控制脈衝PWM切換的控制訊號VIS。

開關150在控制脈衝PWM的高位準脈衝寬度期間藉由連接輸入端H與輸出端C來向驅動器160輸出控制訊號VIS，並且在控制脈衝PWM的低位準期間藉由連接輸入端L與輸出端C來停止輸出控制訊號VIS。

即，藉由開關150提供給驅動器160的控制訊號VIS的電流量由控制脈衝PWM的脈衝寬度控制。

綜上，開關150可以向驅動器160提供相當於對與第一列訊號D1的位準對應的控制訊號VIS和具有與第二列訊號T1的位準對應的脈衝寬度的控制脈衝PWM進行計算后的結果的電流量。

驅動器160被配置為藉由放大藉由開關150傳輸的電流量來控制用於發光塊CH11的發光的驅動電流01的電流量。

為此，驅動器160可以包括連接到發光塊CH11的低邊的非獨立電流源gm，非獨立電流源gm可以將驅動電流01的電流量控制為與藉由控制脈衝PWM控制的控制訊號VIS的電流量成比例。

本發明實施例可以採用線性控制、脈衝寬度控制和複合控制中的一種模式進行操作，上述操作可以藉由向微控制器10提供具有與各個模式對應的值的調光模式命令I2C而被選擇。

在線性控制的情況下，回應於調光模式命令I2C，微控制器10可以向數模轉換器20提供用於線性控制的第一列數據，並且向數模轉換器22提供用於線性控制的預設的第二列數據以替代相應水平周期的背光數據的列數據。數模轉換器22可以基於預設值的第二列數據輸出諸如高位準的具有預設固定位準的第二列訊號T。此時，驅動電流控制單元101的開關150保持導通。因此，開關150可以將VI轉換電路120的控制訊號VIS原樣傳輸到驅動器160。結果，驅動器160可以將用於發光的驅動電流01的電流量控制為與數模轉換器20的第一列訊號D的位準對應。在上述線性控制的情況下，可以參照圖7理解用於發光的驅動電流01的電流量變化。

在脈衝寬度控制的情況下，回應於調光模式命令I2C，微控制器10可以向數模轉換器20提供用於脈衝寬度控制的預設值的第一列數據以替代相應的水平周期的背光數據的列數據。數模轉換器20可以基於預設值的第一列數據輸出諸如高位準的具有預設的固定位準的第一列訊號D。此時，在驅動電流控制單元101中，電壓•電流轉換電路120提供與固定位準的第一列訊號D1對應的具有固定電流量的控制訊號VIS，開關150可以藉由具有與相應水平周期的列數據對應的脈衝寬度的控制脈衝PWM將電壓•電流轉換電路120的控制訊號VIS傳輸至驅動器160。結果，驅動器160可以將用於發光的驅動電流01的電流量控制為與數模轉換器22的第二列訊號T的位準對應。在上述脈衝寬度控制的情況下，可以參照圖8理解用於發光的驅動電流01的電流量變化。

在複合控制的情況下，回應於調光模式命令I2C，微控制器10向數模轉換器20提供作為第一列數據和第二列數據的相應水平周期的背光數據的列數據。數模轉換器20和22可以輸出與第一列數據和第二列數據對應的位準的第一列訊號D和第二列訊號T。當相應水平周期的背光數據的列數據亮度高時，微控制器10向數模轉換器20提供等於或小於原始列數據的第一列數據並且向數模轉換器22提供大於原始列數據的第二列數據以消除閃爍的產生。反之，當相應水平周期的背光數據的列數據亮度低時，微控制器10向數模轉換器20提供大於原始列數據的第一列數據並且向數模轉換器22提供等於或小於原始列數據的第二列數據以進行精確的調光控制。另外，當相應水平周期的背光數據的列數據亮度處於中間水平時，微控制器10可以向數模轉換器20和22提供與原始列數據相同的第一列數據和第二列數據。結果，從數模轉換器20和22輸出的第一列訊號D和第二列訊號T的位準可以相同或不同，以根據亮度進行調光控制。

在上述複合控制的情況下，在驅動電流控制單元101中，電壓•電流轉換電路120提供具有與第一列訊號D1對應的電流量的控制訊號VIS，脈衝寬度轉換電路140提供具有與第二列脈衝T1的脈衝寬度對應的控制脈衝PWM。開關150以與控制脈衝PWM的占空比對應的脈衝寬度來切換控制訊號VIS，並將與切換結果對應的電流量的電流傳輸至驅動器160。結果，驅動器160可以將用於發光的驅動電流01控制為與組合數模轉換器20的第一列訊號D與數模轉換器22的第二列訊號T的結果對應。

根據本發明的上述實施例，用於提供背光的發光塊的發光可以保持一幀以上，並且可以向用於顯示的LCD面板提供減少或消除了閃爍的背光。

此外，本發明藉由將用於向LCD面板提供背光的發光塊劃分為多個控制單元，並且藉由控制驅動電流以對控制單元的發光塊中的每一個分別進行調光控制，可以具有簡化用於顯示器的背光裝置的配置並有效地控制調光的優點。

並且，本發明具有可以藉由線性控制、脈衝寬度控制和複合控制等多種模式進行調光控制的優點。

並且，本發明可以藉由與第一列訊號的位準對應的控制訊號的位準和與第二列訊號的位準對應的控制脈衝的脈衝寬度來複合控制驅動電流的量。尤其，可以期待在背光亮度低的亮度變化區域中均勻且精確地控制驅動電流的量，並且在背光亮度高的亮度變化區域中進行控制以防止閃爍的效果。

01至04、iLED:驅動電流 2:顯示板 3:傳輸線 4:顯示面板 6:背光驅動板 10:微控制器 11、12:接口單元 14:幀儲存器 20、22:數模轉換器 30:背光區域 40:背光板 101至104:驅動電流控制單元 110、130:採樣和保持單元 120:電壓•電流轉換電路 140:脈衝寬度轉換電路 142:三角波產生器 144:比較器 150、SW1、SW2:開關 160:驅動器 ADR:發光範圍 BF1、BF2:緩衝器 C:輸出端 C11、C12、C13、C14:控制單元 CD、CT:電容器 CH11至CH93:發光塊 D、D1、D2、D3:第一列訊號 Doffset、Toffset:偏移電壓 Dmax、iLEDmax、Tmax:最大值 G、G1、G2、G3、G4、G5、G6、G7、G8:行訊號 gm:非獨立電流源 H:輸入端 H1:幅度 H2:振幅 I2C:調光模式命令 L:輸入端 PWM:脈衝 SHD:第一採樣訊號 SHT:第二採樣訊號 SPI:亮度數據 T、T1、T2、T3:第二列訊號 T01至T04:控制端 T11至T33:電流控制積體電路 TD1:第一列輸入端 TG1至TG4:行輸入端 TT1:第二列輸入端 VLED:驅動電壓 VIS:控制訊號 Vsync:垂直同步訊號

圖1是示出本發明的用於顯示器的背光裝置的實施例的框圖。

圖2是舉例示出圖1的背光驅動板的實施例的框圖。

圖3是舉例示出圖1的第一列訊號、第二列訊號和行訊號的波形圖。

圖4是舉例示出圖1的背光板的框圖。

圖5是舉例示出圖4的電流控制積體電路與發光塊之間的電連接關係的框圖。

圖6是舉例示出圖4的電流控制積體電路的實施例的框圖。

圖7是舉例示出第一列訊號與驅動電流的相關關係的曲線圖。

圖8是舉例示出第二列訊號與驅動電流的相關關係的曲線圖。

圖9是舉例示出發光塊的布置和控制單元的圖。

圖10是舉例示出圖6的驅動電流控制單元的實施例的框圖。

圖11是舉例示出圖10的採樣和保持單元的實施例的詳細電路圖。

圖12是舉例示出脈衝寬度調製（PWM）轉換電路的實施例的框圖。

2:顯示板

3:傳輸線

4:顯示面板

6:背光驅動板

40:背光板

D:第一列訊號

G:行訊號

T:第二列訊號

I2C:調光模式命令

SPI:亮度數據

VLED:驅動電壓

Vsync:垂直同步訊號

Claims (13)

1. 一種用於顯示器的背光裝置，其包括： 背光驅動板，生成用於背光的幀單位的背光數據，並且按照各個水平周期提供具有與所述背光數據的列數據對應的位準的第一列訊號和第二列訊號以及與所述水平周期對應的行訊號；以及 背光板，使用按照各個所述水平周期提供的所述第一列訊號、所述第二列訊號以及所述行訊號提供所述背光， 所述背光板包括： 發光塊，形成列和行，並且被劃分為分別包括多個行的多個控制單元；以及 電流控制積體電路，按照各個所述控制單元配置，並且包括多個驅動電流控制單元，所述多個驅動電流控制單元分別接收共享至同一列的所述發光塊的所述第一列訊號和所述第二列訊號以及與多個行對應的所述行訊號， 所述驅動電流控制單元利用所述行訊號對所述第一列訊號和所述第二列訊號進行採樣，並且將用於所述發光塊的發光的驅動電流的電流量控制為與脈衝寬度對應，所述脈衝寬度與對所述第一列訊號進行採樣而獲得的第一採樣訊號的位準和對所述第二列訊號進行採樣而獲得的第二採樣訊號的位準對應。
2. 如請求項1之用於顯示器的背光裝置，其中，所述背光驅動板接收與顯示數據對應的所述幀單位的亮度數據，使用所述亮度數據生成用於所述背光的所述幀單位的所述背光數據，按照所述背光數據的各個所述水平周期生成用於線性控制的所述第一列訊號和用於脈衝寬度控制的所述第二列訊號，生成各個所述水平周期的所述行訊號，並且，提供所述第一列訊號、所述第二列訊號、和所述行訊號。
3. 如請求項2之用於顯示器的背光裝置，其中，所述背光驅動板接收調光模式命令，所述調光模式命令被定義為所述線性控制、所述脈衝寬度控制和複合控制之一， 回應於所述調光模式命令，所述背光驅動板將所述第一列訊號提供為具有與所述背光的亮度對應的位準且將所述第二列訊號提供為具有預設的固定位準以進行所述線性控制，並且將所述第一列訊號提供為具有預設的固定位準且將所述第二列訊號提供為與所述背光的亮度對應的位準以進行所述脈衝寬度控制，另外，將所述第一列訊號和所述第二列訊號提供為具有與所述背光的亮度對應的位準以進行所述複合控制。
4. 如請求項1之用於顯示器的背光裝置，其中，所述背光驅動板包括： 微控制器，接收與顯示數據對應的所述幀單位的亮度數據，使用所述亮度數據生成用於所述背光的所述幀單位的所述背光數據，並且輸出與所述幀的各個水平周期的行訊號和所述背光數據的各個所述水平周期的所述列數據對應的第一列數據和第二列數據； 第一數模轉換器，接收所述第一列數據，並且輸出與所述第一列數據對應的位準的所述第一列訊號；以及 第二數模轉換器，接收所述第二列數據，並且輸出與所述第二列數據對應的位準的所述第二列訊號。
5. 如請求項4之用於顯示器的背光裝置，其中，所述背光驅動板還包括儲存器，所述微控制器將一幀的所述背光數據儲存在所述儲存器中，並且以所述水平周期為單位讀取所述儲存器的所述背光數據以提供所述第一列數據和所述第二列數據。
6. 如請求項4之用於顯示器的背光裝置，其中，所述微控制器接收調光模式命令，所述調光模式命令被定義為線性控制、脈衝寬度控制、和複合控制之一， 回應於所述調光模式命令，所述微控制器提供與所述背光數據的各個所述水平周期的所述列數據對應的所述第一列數據和預設值的所述第二列數據以進行所述線性控制，並且提供與預設值的所述第一列數據和與所述背光數據的各個所述水平周期的所述列數據對應的所述第二列數據以進行所述脈衝寬度控制，並且，提供與所述背光數據的各個所述水平周期的所述列數據對應的所述第一列數據和所述第二列數據以進行所述複合控制。
7. 如請求項1之用於顯示器的背光裝置，其中，所述驅動電流控制單元使用所述行訊號生成對所述第一列訊號進行採樣而獲得的所述第一採樣訊號和對所述第二列訊號進行採樣而獲得的所述第二採樣訊號，生成具有與所述第一採樣訊號對應的位準的電流量的控制訊號和具有與所述第二採樣訊號對應的脈衝寬度的控制脈衝，並且，使用藉由所述控制脈衝控制電流量的所述控制訊號控制所述驅動電流的電流量。
8. 如請求項1之用於顯示器的背光裝置，其中，所述驅動電流控制單元包括： 第一採樣和保持單元，利用所述行訊號生成對所述第一列訊號進行採樣而獲得的所述第一採樣訊號； 第二採樣和保持單元，利用所述行訊號生成對所述第二列訊號進行採樣而獲得的所述第二採樣訊號； 電壓•電流轉換電路，生成具有與所述第一採樣訊號的位準對應的電流量的控制訊號； 脈衝寬度轉換電路，生成與所述第二採樣訊號的位準對應的所述脈衝寬度的控制脈衝； 開關，藉由所述控制脈衝切換所述控制訊號的傳輸；以及 驅動器，根據藉由所述開關傳輸的所述控制訊號控制用於所述發光塊的發光的所述驅動電流的電流量。
9. 如請求項8之用於顯示器的背光裝置，其中，所述驅動器包括連接到所述發光塊的低邊的非獨立電流源，並且所述非獨立電流源將所述驅動電流的電流量控制為與藉由所述開關傳輸的所述控制訊號的電流量成比例。
10. 一種用於顯示器的背光裝置的電流控制積體電路，其包括： 多個驅動電流控制單元，與包括多個行的控制單元的發光塊對應，共享對於同一列的第一列訊號和第二列訊號，並且接收彼此不同的行訊號， 各個所述驅動電流控制單元利用所述行訊號對所述第一列訊號和所述第二列訊號進行採樣，並且，將用於所述發光塊的發光的驅動電流的電流量控制為與脈衝寬度對應，所述脈衝寬度與對所述第一列訊號進行採樣而獲得的第一採樣訊號的位準和對所述第二列訊號進行採樣而獲得的第二採樣訊號的位準對應。
11. 如請求項10之用於顯示器的背光裝置的電流控制積體電路，其中，所述驅動電流控制單元使用所述行訊號生成對所述第一列訊號進行採樣而獲得的所述第一採樣訊號和藉由對所述第二列訊號進行採樣而獲得的所述第二採樣訊號，生成具有與所述第一採樣訊號對應的位準的電流量的控制訊號和具有與所述第二採樣訊號對應的脈衝寬度的控制脈衝，並且，使用藉由所述控制脈衝控制電流量的所述控制訊號控制所述驅動電流的電流量。
12. 如請求項10之用於顯示器的背光裝置的電流控制積體電路，其中，所述驅動電流控制單元包括： 第一採樣和保持單元，利用所述行訊號生成對所述第一列訊號進行採樣而獲得的所述第一採樣訊號； 第二採樣和保持單元，利用所述行訊號生成對所述第二列訊號進行採樣而獲得的第二採樣訊號； 電壓•電流轉換電路，生成具有與所述第一採樣訊號的位準對應的電流量的控制訊號； 脈衝寬度轉換電路，生成與所述第二採樣訊號的位準對應的所述脈衝寬度的控制脈衝； 開關，藉由所述控制脈衝切換所述控制訊號的傳輸；以及 驅動器，根據藉由所述開關傳輸的所述控制訊號控制用於所述發光塊的發光的所述驅動電流的電流量。
13. 如請求項12之用於顯示器的背光裝置的電流控制積體電路，其中，所述驅動器包括連接到所述發光塊的低邊的非獨立電流源，並且所述非獨立電流源將所述驅動電流的所述電流量控制為與藉由所述開關傳輸的所述控制訊號的電流量成比例。

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