专利名称:发光二极管的驱动电路与方法及其应用的显示装置的制作方法
发光二极管的驱动电路与方法及其应用的显示装置
技术领域:
本发明涉及一种发光二极管的驱动电路与方法,特别是涉及一种可应用于背光模块与显示装置的发光二极管的驱动电路与方法。
背景技术:
液晶显示器(Liquid Crystal Display, IXD)已被广泛应用于各种电子产品中, 液晶显示器大部分为背光型液晶显示器,其是由液晶显示面板及背光模块(backlight module)所组成。背光模块可依照光源入射位置的不同分成侧向式入光(Side-light type) 与直下式入光(Direct-light type)两种,藉以提供背光源至液晶显示面板。由于发光二极管(Light-Emitting Diode, LED)具有低耗电量、低发热量、操作寿命长、耐撞击、体积小、反应速度快、以及可发出稳定波长的色光等良好光电特性,因而适合应用于背光模块的光源。在LED的驱动电路中,通常使用脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM)调光信号来控制LED电流的开关,以控制LED的亮度。然而,当调光信号为低频的PWM信号,因此,在一短时间的特定调光期间中,LED的亮度无法频繁地进行改变,因而影响LED的调光效果。故,有必要提供一种发光二极管的驱动电路与方法及其应用的显示装置,以解决现有技术所存在的问题。
发明内容本发明提供一种发光二极管的驱动电路与方法及其应用的显示装置,以解决低频的PWM信号的调光问题。本发明的主要目的在于提供一种驱动电路,用于驱动多个发光二极管,所述驱动电路包括功率开关,连接于所述发光二极管;电阻,连接于所述功率开关,并电性接地;调光电路,连接于所述功率开关,其中所述调光电路包括一乘法器,用于将一脉冲宽度调制调光信号与一高频调光信号进行相乘,以提供一驱动信号至所述功率开关,所述高频调光信号是由显示面板的一画面信号所转换而成。在本发明的一实施例中,所述功率开关为N沟道金属氧化物半导体晶体管。在本发明的一实施例中,所述功率开关的漏极是连接于所述发光二极管,所述功率开关的源极是连接于所述电阻,所述功率开关的栅极是连接于所述调光电路。在本发明的一实施例中,所述高频调光信号是由时序控制器所提供。在本发明的一实施例中,所述高频调光信号是高频脉冲宽度调制信号。本发明的又一目的在于提供一种驱动方法,用于驱动多个发光二极管,其中所述发光二极管是连接于一功率开关,所述驱动方法包括
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提供一脉冲宽度调制调光信号;提供一高频调光信号,其中所述高频调光信号是由显示面板的一画面信号所转换而成;以及将所述脉冲宽度调制调光信号与所述高频调光信号进行相乘,以提供一驱动信号至所述功率开关。在本发明的一实施例中,所述高频调光信号是由时序控制器所提供。在本发明的一实施例中,所述高频调光信号是高频脉冲宽度调制信号。在本发明的一实施例中,所述所述脉冲宽度调制调光信号与所述高频调光信号是通过调光电路的乘法器来进行相乘。本发明的又一目的在于提供一种显示装置,所述显示装置包括显示面板;时序控制器;以及背光模块,包括背板;多个发光二极管,设置于所述背板上;以及驱动电路,电性连接于所述发光二极管,用于驱动所述多个发光二极管,其中所述驱动电路包括功率开关,连接于所述发光二极管;电阻,连接于所述功率开关,并电性接地;调光电路,连接于所述功率开关,其中所述调光电路包括一乘法器,用于将一脉冲宽度调制调光信号与所述时序控制器所提供的一高频调光信号进行相乘,以提供一驱动信号至所述功率开关,所述高频调光信号是由显示面板的一画面信号所转换而成。本发明的发光二极管的驱动电路与方法可在短时间的特定调光期间中进一步地对发光二极管进行调光,以改善发光二极管的调光效果以及显示面板的对比度,进而可改善显示装置的显示质量。为让本发明的上述内容能更明显易懂,下文特举优选实施例,并配合所附图式,作详细说明如下
图1显示依照本发明的第一实施例的背光模块与显示面板的剖面示意图;图2显示依照本发明的第一实施例的驱动电路的电路图;以及图3显示依照本发明的PWM调光信号及高频调光信号的波形图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图式,用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等,仅是参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发明。在图中,结构相似的单元是以相同标号表示。
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请参照图1,其显示依照本发明的第一实施例的背光模块与显示面板的剖面示意图。本实施例的驱动电路150可用以驱动多个发光二极管(Light-Emitting Diode, LED) 120,这些发光二极管120可串联成一发光二极管串,以作为背光模块100的光源。此背光模块100可为侧向式入光或直下式入光,其相对于一显示面板101(例如液晶显示面板) 来设置,而形成一显示装置(例如液晶显示装置)。本实施例的显示装置包括一时序控制器(Timing Controller, Tcon) 102,用于提供画面信号至显示面板101,且提供对应的背光驱动信号至背光模块100。如图1所示,在本实施例中,背光模块100可例如为直下式背光模块,其包括背板 110、多个发光二极管(LED) 120、电路板130、反射层140、驱动电路150及光学膜片160。背板110用以承载发光二极管120及电路板130,发光二极管120可设置于电路板130上,并通过电路板130来电性连接于驱动电路150,用以发光来提供光线至显示面板101。电路板 130可为印刷电路板(Printed circuit board,PCB)或柔性印刷电路板(Flexible Printed Circuits, FPC)。反射层140是形成于发光二极管120的周围(例如形成于电路板130或背板110上),用以反射发光二极管120的光线。驱动电路150可通过电路板130来电性连接于发光二极管120。光学膜片160是设置于发光二极管120上方,用以改善发光二极管 120的发光均勻性或发光效率。请参照图2,其显示依照本发明的第一实施例的驱动电路的电路图。本实施例的驱动电路150包括功率开关Q1、电阻Rl及调光电路151。功率开关Ql是连接于发光二极管 120与电阻Rl之间。电阻Rl是电性接地。调光电路151是连接于所述功率开关Q1,用于传送一驱动信号至功率开关Q1,以调整发光二极管120的亮度。其中,调光电路151可整合成一 IC芯片在本实施例中,功率开关Ql例如为增强型N沟道金属氧化物半导体(NMOS)晶体管,其漏极是连接于发光二极管120 ;其源极是连接于电阻Rl ;其栅极是连接于调光电路 151。如图2所示,本实施例的调光电路151是连接于时序控制器102与功率开关Ql之间,调光电路151包括乘法器152,乘法器152是连接于功率开关Q1,并可接收一脉冲宽度调制(PWM)调光信号与一高频调光信号。此PWM调光信号可由外部的系统端(未显示)所提供,并通过时序控制器102来传送至调光电路151。一般地,此PWM调光信号为低频的PWM 信号。此高频调光信号是由时序控制器102所提供,且此高频调光信号是由所提供至显示面板101的画面信号来转换成的高频PWM信号。画面信号来转换成的高频调光信号的频率是高于外部传来的PWM调光信号。例如,高频调光信号的频率是PWM调光信号的2倍或3 倍以上。调光电路151的乘法器152可将时序控制器102所传送的PWM调光信号及高频调光信号进行相乘,以形成一相乘后的驱动信号,使得调光电路151可提供此相乘后的驱动信号来作为所述功率开关Ql的驱动波形。当利用驱动电路150来驱动发光二极管120时,本实施例的驱动方法可包括如下步骤提供PWM调光信号;提供此高频调光信号,其中所述高频调光信号是由显示面板101 的画面信号所转换而成;以及将PWM调光信号与此高频调光信号进行相乘,以提供驱动信号至驱动电路150的所述功率开关Ql。当调整发光二极管120的亮度时,系统端(未显示)可传送一 PWM调光信号至时序控制器102,通过时序控制器102,PWM调光信号可被提供至驱动电路150。同时,时序控制器102可对应于显示面板101的不同画面(如暗画面或亮画面),而将显示面板101的画面信号转换成此高频调光信号(高频的PWM信号),并提供至驱动电路150的调光电路 151,使得调光电路151的乘法器152将时序控制器102所传送的PWM调光信号及高频调光信号进行相乘,因而可在外部提供的低频PWM调光信号中迭加高频的PWM调光信号,并提供此迭加有高频PWM信号的驱动波形至驱动电路150的所述功率开关Q1,以对功率开关Ql进行开关控制,而可调整发光二极管120的亮度。请参照图3,其显示依照本发明的PWM调光信号及高频调光信号的波形图。相较于亮画面的PWM调光信号及高频调光信号,当显示面板101显示暗画面或亮度较低的画面时,在一短暂的调光期间T中,低频PWM调光信号仅能用于开启功率开关Ql。此时,由于调光电路151的乘法器152可迭加高频调光信号于PWM调光信号中来提供驱动信号,因此,在此调光期间T中,驱动电路150的调光电路151可进一步调整发光二极管120的亮度。因此,通过本实施例的发光二极管的驱动电路与方法,在一短时间的特定调光期间中,可进一步地对发光二极管120进行调光,以改善发光二极管120的调光效果,并可有助于提高显示面板101的对比度,因而可改善显示装置的显示质量。在本实施例中,驱动电路亦可应用于侧向式入光的背光模块。此时,背光模块可包括背板、多个发光二极管、电路板、反射层、驱动电路、光学膜片及导光板。导光板是设置于背板上,发光二极管可设置于电路板上,而形成发光灯条(light bar),其可设置于导光板的一侧,用以侧向发光至导光板内,并由导光板来导引出光。驱动电路可通过电路板来电性连接于发光二极管,用以驱动发光二极管。由上述可知,相较于现有的利用低频PWM信号来调光的方法,本发明的发光二极管的驱动电路与方法可将PWM调光信号与此高频调光信号进行相乘。因此,在一短时间的特定调光期间中,通过本发明的发光二极管的驱动电路与方法,可进一步地对发光二极管进行调光,以改善发光二极管的调光效果以及显示面板的对比度,进而可改善显示装置的显不质量。综上所述,虽然本发明已以优选实施例揭露如上,但上述优选实施例并非用以限制本发明,本领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与润饰,因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
权利要求
1.一种驱动电路,用于驱动多个发光二极管,其特征在于所述驱动电路包括功率开关,连接于所述发光二极管;电阻,连接于所述功率开关,并电性接地;调光电路,连接于所述功率开关,其中所述调光电路包括一乘法器,用于将一脉冲宽度调制调光信号与一高频调光信号进行相乘,以提供一驱动信号至所述功率开关,所述高频调光信号是由显示面板的一画面信号所转换而成。
2.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于所述功率开关为N沟道金属氧化物半导体晶体管。
3.根据权利要求2所述的驱动电路,其特征在于所述功率开关的漏极是连接于所述发光二极管,所述功率开关的源极是连接于所述电阻,所述功率开关的栅极是连接于所述调光电路。
4.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于所述高频调光信号是由时序控制器所提供。
5.根据权利要求1所述的驱动电路,其特征在于所述高频调光信号是高频脉冲宽度调制信号。
6.一种驱动方法,用于驱动多个发光二极管,其中所述发光二极管是连接于一功率开关,其特征在于所述驱动方法包括提供一脉冲宽度调制调光信号;提供一高频调光信号,其中所述高频调光信号是由显示面板的一画面信号所转换而成;以及将所述脉冲宽度调制调光信号与所述高频调光信号进行相乘,以提供一驱动信号至所述功率开关。
7.根据权利要求6所述的驱动方法,其特征在于所述高频调光信号是由时序控制器所提供。
8.根据权利要求6所述的驱动方法,其特征在于所述高频调光信号是高频脉冲宽度调制信号。
9.根据权利要求6所述的驱动方法,其特征在于所述所述脉冲宽度调制调光信号与所述高频调光信号是通过调光电路的乘法器来进行相乘。
10.一种显示装置,其特征在于所述显示装置包括显示面板;时序控制器;以及背光模块,包括背板;多个发光二极管,设置于所述背板上;以及驱动电路,电性连接于所述发光二极管,用于驱动所述多个发光二极管,其中所述驱动电路包括功率开关,连接于所述发光二极管;电阻,连接于所述功率开关,并电性接地;调光电路,连接于所述功率开关,其中所述调光电路包括一乘法器,用于将一脉冲宽度CN 102542981 A调制调光信号与所述时序控制器所提供的一高频调光信号进行相乘,以提供一驱动信号至所述功率开关,所述高频调光信号是由显示面板的一画面信号所转换而成。
全文摘要
本发明提供一种发光二极管的驱动电路与方法及其应用的显示装置。此驱动电路包括功率开关及调光电路。此方法包括提供脉冲宽度调制调光信号及高频调光信号;以及将所述脉冲宽度调制调光信号与所述高频调光信号进行相乘,以提供一驱动信号至所述功率开关。本发明可改善发光二极管的调光效果。
文档编号G09G3/32GK102542981SQ20111041821
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者杨翔, 黎飞 申请人:深圳市华星光电技术有限公司