背光单元和具有其的显示装置的制作方法
专利名称：背光单元和具有其的显示装置的制作方法
技术领域：
本发明构思的实施例涉及背光单元(BLU)和具有其的显示装置，更具体地涉及被配置为提高转换器的工作效率的BLU和具有其的显示装置。
背景技术：
近年来，随着例如移动通信设备和笔记本计算机的各种便携式电子设备的发展， 对适用于便携式电子设备的薄、轻便的显示装置的需要已经逐渐地增大了。因而，正在发展和普及例如等离子显示面板(PDP)和液晶显示器(LCD)的各种显示装置。在这些当中，LCD 需要BLU。尽管冷阴极荧光灯(CCFL)已经在传统上被用作BLU，但是CCFL正在逐渐被发光二极管(LED)取代。因为LED可以采用稳定、高效率的直流(DC)电源，产生少量的热量，消耗低功率，并且呈现出环境友好，所以LED已经得到了强力的信赖。一般说来，可以将多个LED安装在采用LED作为背光的IXD的面板上。LED可以分为多个通道并且利用恒定电流来驱动。每一个通道的两端可以通过DC-DC转换器保持在恒定电流，并且可以使用脉宽调制(PWM)方法控制每一个通道的亮度。但是，当所有通道导通时，负载波动可能同时发生在所有通道中，以致大的波纹可能发生在DC-DC转换器的输出电压中。波纹可能随安装在面板上的LED的数目的增加而增加。结果，具有LED的显示装置可能遭受可听噪声和波噪声。
发明内容
因此，实施例针对BLU和包括其的显示装置，其基本上克服由于现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。因此，实施例的特征是具有下列结构的BLU和显示装置，其能够将施加于转换器供电电流的负载的波动平均地分配给多个通道，并且提高转换器的工作效率，每个通道包括 LED。上述和其它特征和优点中的至少一个可以通过提供一种BLU实现，该BLU包括发光单元，发光单元包括多个通道，每个通道包括被配置为发射光的发光二极管和被配置为响应于开关信号激活通道的多个开关；和驱动器电路，被配置为连续使能与各个通道对应的开关信号，将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。当开关信号的占空比大于1/通道数目时，驱动器电路可以被配置为将开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能开关信号。驱动器电路可以被配置为将开关信号之间的相位差设置为1/通道数目。当开关信号的占空比小于1/通道数目时，驱动器电路可以被配置为在前一开关信号被禁止的时间点连续使能每个开关信号。开关信号的开始时间可以与前一开关信号的结束时间重叠。驱动器电路可以被配置为在帧内使能开关信号而其间没有时间经过。驱动器电路可以包括转换器和开关控制器，转换器被配置为将恒定电压施加于发光单元并且将电流提供给激活的通道，开关控制器被配置为在开关信号的占空比大于1/ 通道数目时通过将开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能来连续地使能开关信号，并且在开关信号的占空比小于1/通道数目时在前一开关信号被禁止的时间点连续地使能每一个开关信号。开关控制器可以包括被配置为产生具有恒定占空比的脉冲以控制发光单元的亮度的脉冲发生器、被配置为比较脉冲的占空比与1/通道数目并且基于比较结果输出具有不同的电压电平的比较信号的占空比比较器、和被配置为响应于比较信号将脉冲的相位不同地移位并且产生连续地使能的开关信号的移相器。该移相器可以包括被配置为在脉冲的占空比小于1/通道数目时连续地使能开关信号的第一移相器，和被配置为在脉冲的占空比大于1/通道数目时将脉冲的相位移位并且输出开关信号的第二移相器，该开关信号在每个帧内以均勻间隔被连续地使能。转换器可以被配置为在开关信号的占空比小于1/通道数目时具有基本上连续且均勻的负载。转换器可以被配置为在开关信号的占空比高于1/通道数目时具有基本上恒定的波动。上述和其它特征和优点中的至少一个还可以通过提供一种显示装置实现，包括显示面板；发光单元，包括多个通道，每个通道包括被配置为发射光到显示面板的发光二极管和被配置为响应于开关信号激活通道的电流路径的多个开关；和驱动器电路，被配置为连续使能与各个通道对应的开关信号，将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。
通过参考附图详细描述示范性实施例，本发明的上述及其它特征和优点将对本领域普通技术人员变得更加明显，其中图1示出了根据本发明构思的实施例的BLU的框图；图2示出了图1的开关控制器的框图；图3示出了在开关信号的占空比小于1/通道数目时第一移相器的操作的波形图；图4示出了在开关信号的占空比大于1/通道数目时第二移相器的操作的波形图； 禾口图5示出了根据本发明构思的实施例的包括BLU的显示装置的框图。
具体实施例方式以下将参考示出本发明的一些实施例的附图更完整地描述各个实施例。然而，本发明构思可以被实施为许多不同的形式，并且不应当被理解为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开是彻底且全面的，并且将本发明构思完全传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区域的尺寸和相对尺寸可以被夸大。应当理解，当称一个元件或层“在...上”、“连接到”、“耦接到”另一个元件或层时， 其能够直接在另一元件或层上、连接到或耦接到另一个元件或层上，或者也可以存在插入元件或层。相反，当称一个元件“直接在...上”、“直接连接到”、或“直接耦接到”另一元件或层时，则不存在插入元件或层。相似的数字始终指示相似的元件。这里所用的，术语“和 /或”包括相关列出条目的一个或多个的任意和所有组合。
应当理解，尽管这里可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层和部件和另一个区域、层或部件区分开来。因此， 在不脱离本发明构思的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或区段可以被称为第二元件、组件、区域、层或区段。这里所用的术语仅仅是为了描述具体的实施例，不意欲限制本发明构思。正如这里所用的，单数形式“一”、“一个”和“这个”可以意欲也包括复数形式，除非上下文清楚地指明是单数。还应当理解，用于本说明书中的术语“包括”和/或“包含”指定了所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多的其它特征、整数、 步骤、操作、元件、部件、和/或它们的分组的存在或增加。除非另有定义，这里所用的所有术语(包括技术和科学术语)具有和本领域技术人员之一通常理解的相同的意思。还应当理解，诸如在通常使用的词典中定义的那些术语应当被理解为具有和在相关技术的内容中的意思一致的意思，并且不应当被解释为理想化的或超出正规认识的，除非这里做了这样的定义。以下，将参考附图描述根据本发明构思的实施例的BLU和包括其的显示装置。图1示出了根据本发明构思的实施例的BLU的框图。参考图1，根据本发明构思的实施例的BLU 100可以包括发光单元1和驱动器电路2。驱动器电路2可以包括DC-DC转换器20和开关控制器22。现在将描述BLU 100的各个块的功能。如图1所示，发光单元1可以包括多个发光二极管(LED) D和多个NMOS晶体管附到Nm。连接在DC-DC转换器20和接地端之间的多个LEDD可以从DC-DC转换器20接收电流并且发射(即，发出)光。连接在LEDD和接地端之间的多个NMOS晶体管m到Nm可以从开关控制器22接收开关信号Sl到Sm，并且响应于开关信号Sl到Sm控制LED D的发射。 在这种情况下，发光单元1可以包括多个通道CHl到CHm，每个通道包括LEDD，并且NMOS晶体管附到Nm可以分别激活通道CHl到CHm的电流路径。也就是说，通道CHl到CHm的每一个是指包括LED D的LED串。DC-DC转换器20，其是被配置为由于电荷泵而产生保持在恒定电压电平的驱动电压Vd的电路，其可以将正电压施加于发光单元1的通道的两端。开关控制器22可以输出开关信号Sl到Sm以控制发光单元1的亮度。具体地说， 当NMOS晶体管附到Nm响应于开关信号Sl到Sm导通时，通道CHl到CHm的电流路径可以被激活，以使得能够从DC-DC转换器20向LED D提供电流以使得LED D发光。在这种情况下，由于提供给通道CHl到CHm的电流量取决于NMOS晶体管m到Nm的导通时间段，因此 LEDD发出的光的亮度也可以变化。开关控制器22可以控制每一个开关信号Sl到Sm的每帧的占空比以控制发光单元1的亮度。这里，帧是指与通道CHl到CHm对应的开关信号Sl 到Sm的每一个的周期。图2示出了图1的开关控制器22的框图。参考图2，开关控制器22可以包括脉冲发生器220、占空比比较器222和移相器224。现在将描述开关控制器22的各个块的功能。脉冲发生器220可以产生具有恒定的占空比的脉冲Pl到Rii来控制发光单元1的亮度。占空比比较器222可以从脉冲发生器220接收占空比信息DR，可以将占空比信息DR( S卩，由脉冲发生器220产生的脉冲Pl到Rn的占空比)与1/通道数目进行比较，并且可以输出相应的比较信号COM。也就是说，当脉冲Pl到Rii的占空比大于1/通道数目时，占空比比较器222可以输出高电平的比较信号COM，并且当脉冲Pl到Rn的占空比小于1/通道数目时，可以输出低电平的比较信号COM。这里，‘1’是指100%的占空比。当脉冲Pl到Rn的占空比小于1/通道数目时，脉冲Pl到Rn的占空比可以小于平均分配给一帧的各个通道的时间段。换句话说，可以在一帧内连续地输出脉冲Pl到Rn，而在脉冲Pl到Rii之间没有重叠时间段。反之，当脉冲Pl到Rn的占空比大于1/通道数目时， 脉冲Pl到Rn的占空比可以大于平均分配给一帧的各个通道的时间段。换句话说，当在一帧内产生脉冲Pl到Rn时，可以在脉冲Pl到1 之间总是产生重叠时间段。移相器2 可以根据比较信号COM的电压电平将脉冲Pl到Rn的相位移位并且可以产生开关信号Sl到Sm。移相器2 可以包括第一移相器225和第二移相器226。当比较信号COM位于低电平时，第一移相器225可以将脉冲Pl到Rn的相位移位并且产生开关信号Sl到Sm。当比较信号COM位于高电平时，第二移相器2 可以将脉冲Pl到Rn的相位移位并且产生开关信号Sl到Sm。也就是说，可以基于脉冲Pl到Rn的占空比和1/通道数目之间的比较结果，即比较信号COM是处于低电平还是高电平，来有选择地操作第一和第二移相器225和226。现在将参考图1至4更详细地描述BLU 100的操作。图3示出了在开关信号的占空比小于1/通道数目时第一移相器225的信号波形图，以及图4示出了在开关信号的占空比高于1/通道数目时第二移相器226的信号波形图。同时，由于开关信号Sl到Sm以及脉冲Pl到Rn具有不同的相位和相同的占空比，因此开关信号Sl到Sm将与脉冲Pl到Rn — 起可互换地使用。首先，现在将参考图3描述开关信号Sl到Sm的占空比小于1/通道数目的情况。传统上，可以在分配给一帧的相应通道的时间点输出开关信号。在这种情况下， 由于各个通道操作的时间段不同，因此施加于传统的DC-DC转换器的负载量可以由通道分配。此外，由于在开关信号的使能时间段之间存在恒定的时间间隔，因此传统的DC-DC转换器可以重复开关模式(即，此时电流由发光单元的开关提供给激活的通道)和停止模式 (即此时电流到被禁止的通道的供应由一样多数目的通道中断)。但是，由于传统的DC-DC 转换器通过电荷泵保持在恒定电压，因此，当其中开关模式和停止模式重复的时间间隔随通道的数目的增加而减小时，DC-DC转换器的响应速度会降低。因而，DC-DC转换器可能不规则地操作。此外，当开关信号的高电平的时间段(即，使能时间段)非常小时，即使开关是瞬时导通的，DC-DC转换器也可能不起作用，并且相应的通道的LED可能不适当地发光。因此，上述问题可以通过使用根据示例实施例的第一移相器225将开关信号Sl到 Sm的相位移位来解决。也就是说，当脉冲Pl到Rn的占空比小于1/通道数目时，占空比比较器222可以输出低电平的比较信号COM。第一移相器225可以响应于比较信号COM将脉冲Pl到Rn的相位移位，以使得开关信号Sl到Sm的使能时间段可以连续地相接，而没有开关信号Sl到Sm被同时禁止的时间段。例如，第一移相器225可以在一时间点，例如与第一通道CHl对应的开关信号被禁止的时间点、，使能与第二通道CH2对应的开关信号，并且可以在一时间点，例如与第二通道CH2对应的开关信号被禁止的时间点t2，激活与第三通道CH3对应的开关信号。也就是说，第一移相器225可以通过在前一开关信号被禁止的时间点使能每个开关信号来连续地使能所有开关信号Sl到Sm，例如在连续的开关信号Sl到Sm之间没有时间经过。由于在前一通道被禁止的时间点激活发光单元1的通道CHl到CHm的每一个，因此所有通道CHl到CHm的使能时间段可以在一帧内相连。因而，DC-DC转换器20可以每帧仅仅激活一次开关模式和一次停止模式，从而提高工作效率，例如在时间、和t3之间，转换器的负载可以在该帧内是连续且均勻的，如图3所示(曲线的右侧)。此外，由于所有通道 CHl到CHm的使能时间段是相连的，因此即使开关信号Sl到Sm的每一个被使能了非常短的时间段，也可以防止DC-DC转换器20停止操作。接着，现在将参考图4描述开关信号Sl到Sm的占空比大于1/通道数目的情况。传统上，当采用连续相位控制方法来连接开关信号的使能时间段时，可能连续地增大或减小施加于传统的DC-DC转换器的负载。在这种情况下，提供给各个通道的电流可能根据DC-DC转换器的响应速度而是不均勻的，例如转换器的负载可能不均勻，如图4所示 (曲线的左侧)。此外，在传统的连续相位控制方法中，随着开关信号的占空比的增大，可能花费更大量的时间来使能与各个通道对应的所有开关信号。因而，当开关信号的占空比，即在开关信号的使能时间段结束之前被使能的开关信号的占空比，突然改变时，各个通道可能暂时具有不均勻的亮度。但是，根据本发明构思，上述问题可以通过使用第二移相器2 将开关信号Sl到 Sm的相位移位来解决。也就是说，当开关信号Sl到Sm的占空比大于1/通道数目时，在每个帧内连续地使能所有开关信号Sl到Sm时，开关信号Sl到Sm之间的重叠可能是不可避免的。因而，当开关信号Sl到Sm的占空比大于1/通道数目时，可以均勻地调节开关信号Sl到Sm之间的重叠时间段，以使得能够平均分配施加于DC-DC转换器20的负载的波动。换句话说，当脉冲Pl到Rn的占空比大于1/通道数目时，占空比比较器222可以输出高电平的比较信号COM。第二移相器2 可以将脉冲Pl到Rn的相位移位并且可以产生要被在每个帧内以均勻间隔连续地使能的开关信号Sl到Sm，例如，可以调节被使能的开关信号Sl到Sm的间隔以在同一帧内将电流提供给第一至第四通道CHl至CH4，如图4所示 (曲线的右侧)。这里，可以将开关信号Sl到Sm被使能的时间点之间的时间间隔设置为1/ 通道数目。在这种情况下，相对不断的波动(例如，参见图4中时间t3至t6的不断波动) 的负载可以施加于DC-DC转换器20，以使得负载波动能够被平均分配。如上所述，根据本发明构思的实施例的BLU可以连续地控制通道的使能时间段并且平均分配施加于向通道CHl到CHm提供电流的DC-DC转换器20的负载的波动。此外，BLU 可以减少DC-DC转换器20每帧重复操作的次数，以防止由于DC-DC转换器20的响应速度而发生在DC-DC转换器20中的故障。结果，可以提高DC-DC转换器20的工作效率。图5示出了根据本发明构思的实施例的包括BLU的显示装置的框图。参考图5，显示装置300可以包括BLU 100和显示面板200。BLU 100可以向显示面板200发射光，并且显示面板200可以发送光以产生期望的图像。更准确地说，BLU 100可以包括多个通道，每个通道包括多个LED，BLU 100还可以包括被配置为向激活的通道提供电流的DC-DC转换器。BLU100可以连续地激活各个通道并且控制各个通道的使能时间段之间的相位差。因而，可以平均分配施加于DC-DC转换器的负载的波动并且可以提高DC-DC转换器的工作效率。如上所述，根据本发明构思的实施例的BLU和包括其的显示装置可以不同地控制多个通道被激活的时间点，以使得能够分配施加于DC-DC转换器的负载的波动。此外，BLU 和显示装置可以减少DC-DC转换器每帧重复操作的次数，以提高DC-DC转换器的工作效率。上文说明实施例并且不应当被看作是对实施例的限制。尽管已经描述了几个实施例，但是本领域技术人员将容易理解，在不实质上脱离该新颖教导和优点的情况下，实施例中可以进行许多修改。因此，所有这样的修改意欲被包括在权利要求书所定义的本发明构思的范围内。在权利要求书中，装置加功能条款意欲覆盖这里描述的用于执行所述功能的结构，并且不仅覆盖结构的等效物而且覆盖等效结构。因此，将理解，上文说明各实施例，并且不应当被理解为局限于公开的特定实施例，并且对公开的实施例的修改以及其它实施例意欲包括在所附权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种背光单元，包括发光单元，包括多个通道，每个通道包括被配置为发光的发光二极管，和多个开关，被配置为响应于开关信号激活通道；以及驱动器电路，被配置为连续地使能与各个通道对应的开关信号，将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。
2.如权利要求1所述的背光单元，其中，当该开关信号的占空比大于1/通道数目时，该驱动器电路被配置为将该开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能该开关信号。
3.如权利要求2所述的背光单元，其中该驱动器电路被配置为将该开关信号之间的相位差设置为该1/通道数目。
4.如权利要求1所述的背光单元，其中，当该开关信号的占空比小于1/通道数目时，该驱动器电路被配置为在前一开关信号被禁止的时间点连续地使能每个开关信号。
5.如权利要求4所述的背光单元，其中开关信号的开始时间与前一开关信号的结束时间重叠。
6.如权利要求4所述的背光单元，其中该驱动器电路被配置为使能该开关信号，而在一帧内在开关信号之间没有时间经过。
7.如权利要求1所述的背光单元，其中该驱动器电路包括转换器，被配置为将恒定电压施加于该发光单元并且将电流提供给被激活的通道；和开关控制器，被配置为在开关信号的占空比大于1/通道数目时通过将开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能来连续地使能开关信号，并且在开关信号的占空比小于1/通道数目时在前一开关信号被禁止的时间点连续地使能每一个开关信号。
8.如权利要求7所述的背光单元，其中该开关控制器包括脉冲发生器，被配置为产生具有恒定占空比的脉冲以控制该发光单元的亮度；占空比比较器，被配置为将该脉冲的占空比与该1/通道数目进行比较，并且基于该比较结果输出具有不同的电压电平的比较信号；和移相器，被配置为响应于该比较信号将该脉冲的相位不同地移位，并且产生连续地使能的开关信号。
9.如权利要求8所述的背光单元，其中该移相器包括第一移相器，被配置为当该脉冲的占空比小于该1/通道数目时，连续地使能该开关信号；和第二移相器，被配置为当该脉冲的占空比大于该1/通道数目时，将该脉冲的相位移位并且输出开关信号，该开关信号在每个帧内以均勻间隔被连续地使能。
10.如权利要求7所述的背光单元，其中该转换器被配置为当该开关信号的占空比小于该1/通道数目时，具有基本上连续且均勻的负载。
11.如权利要求7所述的背光单元，其中该转换器被配置为当该开关信号的占空比高于该1/通道数目时，具有基本上恒定的波动。
12.—种显示装置，包括显示面板；发光单元，包括多个通道，每个通道包括被配置为向该显示面板发光的发光二极管，该发光单元还包括被配置为响应于开关信号激活通道的电流路径的多个开关；和驱动器电路，被配置为连续地使能与各个通道对应的开关信号，将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。
13.如权利要求12所述的显示装置，其中，当该开关信号的占空比大于1/通道数目时， 该驱动器电路被配置为将该开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能该开关信号。
14.如权利要求13所述的显示装置，其中该驱动器电路被配置为将该开关信号之间的相位差设置为该1/通道数目。
15.如权利要求12所述的显示装置，其中，当该开关信号的占空比小于1/通道数目时， 该驱动器电路被配置为连续地使能该开关信号。
16.如权利要求12所述的显示装置，其中该驱动器电路包括转换器，被配置为将恒定电压施加于该发光单元并且将电流提供给被激活的通道；和开关控制器，被配置为在开关信号的占空比大于1/通道数目时通过将开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能来连续地使能开关信号，并且在开关信号的占空比小于1/通道数目时在前一开关信号被禁止的时间点使能每一个开关信号。
17.如权利要求16所述的显示装置，其中该开关控制器包括脉冲发生器，被配置为产生具有恒定占空比的脉冲以控制该发光单元的亮度；占空比比较器，被配置为将该脉冲的占空比与该1/通道数目进行比较，并且基于该比较结果输出具有不同的电压电平的比较信号；和移相器，被配置为响应于该比较信号将该脉冲的相位不同地移位，并且产生连续地使能的开关信号。
18.如权利要求17所述的显示装置，其中该移相器包括第一移相器，被配置为当该脉冲的占空比小于该1/通道数目时，连续地使能该开关信号；和第二移相器，被配置为当该脉冲的占空比大于该1/通道数目时，将该脉冲的相位移位并且输出开关信号，该开关信号在每个帧内以均勻间隔被连续地使能。
19.一种显示装置，包括显示面板；和背光单元，包括发光单元和驱动器电路，该发光单元具有多个通道，每个通道包括被配置为向该显示面板发光的发光二极管，该发光单元还包括被配置为响应于开关信号激活通道的电流路径的多个开关，该驱动器电路被配置为连续使能与各个通道对应的开关信号， 将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。
20.如权利要求19所述的显示装置，其中该背光单元还包括转换器，被配置为向被激活的通道提供电流。
全文摘要
提供一种背光单元和包括其的显示装置。该显示装置包括显示面板；发光单元，包括多个通道，每个通道包括被配置为发射光的发光二极管，该发光单元还包括被配置为响应于开关信号激活通道的电流路径的多个开关；和驱动器电路，被配置为连续使能与各个通道对应的开关信号，将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。
文档编号G09G3/34GK102214444SQ201110074939
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月28日 优先权日2010年4月12日
发明者金佑锡 申请人:三星电子株式会社
技术领域：
本发明构思的实施例涉及背光单元(BLU)和具有其的显示装置，更具体地涉及被配置为提高转换器的工作效率的BLU和具有其的显示装置。
背景技术：
近年来，随着例如移动通信设备和笔记本计算机的各种便携式电子设备的发展， 对适用于便携式电子设备的薄、轻便的显示装置的需要已经逐渐地增大了。因而，正在发展和普及例如等离子显示面板(PDP)和液晶显示器(LCD)的各种显示装置。在这些当中，LCD 需要BLU。尽管冷阴极荧光灯(CCFL)已经在传统上被用作BLU，但是CCFL正在逐渐被发光二极管(LED)取代。因为LED可以采用稳定、高效率的直流(DC)电源，产生少量的热量，消耗低功率，并且呈现出环境友好，所以LED已经得到了强力的信赖。一般说来，可以将多个LED安装在采用LED作为背光的IXD的面板上。LED可以分为多个通道并且利用恒定电流来驱动。每一个通道的两端可以通过DC-DC转换器保持在恒定电流，并且可以使用脉宽调制(PWM)方法控制每一个通道的亮度。但是，当所有通道导通时，负载波动可能同时发生在所有通道中，以致大的波纹可能发生在DC-DC转换器的输出电压中。波纹可能随安装在面板上的LED的数目的增加而增加。结果，具有LED的显示装置可能遭受可听噪声和波噪声。
发明内容
因此，实施例针对BLU和包括其的显示装置，其基本上克服由于现有技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。因此，实施例的特征是具有下列结构的BLU和显示装置，其能够将施加于转换器供电电流的负载的波动平均地分配给多个通道，并且提高转换器的工作效率，每个通道包括 LED。上述和其它特征和优点中的至少一个可以通过提供一种BLU实现，该BLU包括发光单元，发光单元包括多个通道，每个通道包括被配置为发射光的发光二极管和被配置为响应于开关信号激活通道的多个开关；和驱动器电路，被配置为连续使能与各个通道对应的开关信号，将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。当开关信号的占空比大于1/通道数目时，驱动器电路可以被配置为将开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能开关信号。驱动器电路可以被配置为将开关信号之间的相位差设置为1/通道数目。当开关信号的占空比小于1/通道数目时，驱动器电路可以被配置为在前一开关信号被禁止的时间点连续使能每个开关信号。开关信号的开始时间可以与前一开关信号的结束时间重叠。驱动器电路可以被配置为在帧内使能开关信号而其间没有时间经过。驱动器电路可以包括转换器和开关控制器，转换器被配置为将恒定电压施加于发光单元并且将电流提供给激活的通道，开关控制器被配置为在开关信号的占空比大于1/ 通道数目时通过将开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能来连续地使能开关信号，并且在开关信号的占空比小于1/通道数目时在前一开关信号被禁止的时间点连续地使能每一个开关信号。开关控制器可以包括被配置为产生具有恒定占空比的脉冲以控制发光单元的亮度的脉冲发生器、被配置为比较脉冲的占空比与1/通道数目并且基于比较结果输出具有不同的电压电平的比较信号的占空比比较器、和被配置为响应于比较信号将脉冲的相位不同地移位并且产生连续地使能的开关信号的移相器。该移相器可以包括被配置为在脉冲的占空比小于1/通道数目时连续地使能开关信号的第一移相器，和被配置为在脉冲的占空比大于1/通道数目时将脉冲的相位移位并且输出开关信号的第二移相器，该开关信号在每个帧内以均勻间隔被连续地使能。转换器可以被配置为在开关信号的占空比小于1/通道数目时具有基本上连续且均勻的负载。转换器可以被配置为在开关信号的占空比高于1/通道数目时具有基本上恒定的波动。上述和其它特征和优点中的至少一个还可以通过提供一种显示装置实现，包括显示面板；发光单元，包括多个通道，每个通道包括被配置为发射光到显示面板的发光二极管和被配置为响应于开关信号激活通道的电流路径的多个开关；和驱动器电路，被配置为连续使能与各个通道对应的开关信号，将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。
通过参考附图详细描述示范性实施例，本发明的上述及其它特征和优点将对本领域普通技术人员变得更加明显，其中图1示出了根据本发明构思的实施例的BLU的框图；图2示出了图1的开关控制器的框图；图3示出了在开关信号的占空比小于1/通道数目时第一移相器的操作的波形图；图4示出了在开关信号的占空比大于1/通道数目时第二移相器的操作的波形图； 禾口图5示出了根据本发明构思的实施例的包括BLU的显示装置的框图。
具体实施例方式以下将参考示出本发明的一些实施例的附图更完整地描述各个实施例。然而，本发明构思可以被实施为许多不同的形式，并且不应当被理解为限于这里阐述的实施例。相反，提供这些实施例以使得本公开是彻底且全面的，并且将本发明构思完全传达给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区域的尺寸和相对尺寸可以被夸大。应当理解，当称一个元件或层“在...上”、“连接到”、“耦接到”另一个元件或层时， 其能够直接在另一元件或层上、连接到或耦接到另一个元件或层上，或者也可以存在插入元件或层。相反，当称一个元件“直接在...上”、“直接连接到”、或“直接耦接到”另一元件或层时，则不存在插入元件或层。相似的数字始终指示相似的元件。这里所用的，术语“和 /或”包括相关列出条目的一个或多个的任意和所有组合。
应当理解，尽管这里可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、部件、区域、层和/或区段，但是这些元件、部件、区域、层和/或区段不应当被这些术语所限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层和部件和另一个区域、层或部件区分开来。因此， 在不脱离本发明构思的教导的情况下，下面讨论的第一元件、组件、区域、层或区段可以被称为第二元件、组件、区域、层或区段。这里所用的术语仅仅是为了描述具体的实施例，不意欲限制本发明构思。正如这里所用的，单数形式“一”、“一个”和“这个”可以意欲也包括复数形式，除非上下文清楚地指明是单数。还应当理解，用于本说明书中的术语“包括”和/或“包含”指定了所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或更多的其它特征、整数、 步骤、操作、元件、部件、和/或它们的分组的存在或增加。除非另有定义，这里所用的所有术语(包括技术和科学术语)具有和本领域技术人员之一通常理解的相同的意思。还应当理解，诸如在通常使用的词典中定义的那些术语应当被理解为具有和在相关技术的内容中的意思一致的意思，并且不应当被解释为理想化的或超出正规认识的，除非这里做了这样的定义。以下，将参考附图描述根据本发明构思的实施例的BLU和包括其的显示装置。图1示出了根据本发明构思的实施例的BLU的框图。参考图1，根据本发明构思的实施例的BLU 100可以包括发光单元1和驱动器电路2。驱动器电路2可以包括DC-DC转换器20和开关控制器22。现在将描述BLU 100的各个块的功能。如图1所示，发光单元1可以包括多个发光二极管(LED) D和多个NMOS晶体管附到Nm。连接在DC-DC转换器20和接地端之间的多个LEDD可以从DC-DC转换器20接收电流并且发射(即，发出)光。连接在LEDD和接地端之间的多个NMOS晶体管m到Nm可以从开关控制器22接收开关信号Sl到Sm，并且响应于开关信号Sl到Sm控制LED D的发射。 在这种情况下，发光单元1可以包括多个通道CHl到CHm，每个通道包括LEDD，并且NMOS晶体管附到Nm可以分别激活通道CHl到CHm的电流路径。也就是说，通道CHl到CHm的每一个是指包括LED D的LED串。DC-DC转换器20，其是被配置为由于电荷泵而产生保持在恒定电压电平的驱动电压Vd的电路，其可以将正电压施加于发光单元1的通道的两端。开关控制器22可以输出开关信号Sl到Sm以控制发光单元1的亮度。具体地说， 当NMOS晶体管附到Nm响应于开关信号Sl到Sm导通时，通道CHl到CHm的电流路径可以被激活，以使得能够从DC-DC转换器20向LED D提供电流以使得LED D发光。在这种情况下，由于提供给通道CHl到CHm的电流量取决于NMOS晶体管m到Nm的导通时间段，因此 LEDD发出的光的亮度也可以变化。开关控制器22可以控制每一个开关信号Sl到Sm的每帧的占空比以控制发光单元1的亮度。这里，帧是指与通道CHl到CHm对应的开关信号Sl 到Sm的每一个的周期。图2示出了图1的开关控制器22的框图。参考图2，开关控制器22可以包括脉冲发生器220、占空比比较器222和移相器224。现在将描述开关控制器22的各个块的功能。脉冲发生器220可以产生具有恒定的占空比的脉冲Pl到Rii来控制发光单元1的亮度。占空比比较器222可以从脉冲发生器220接收占空比信息DR，可以将占空比信息DR( S卩，由脉冲发生器220产生的脉冲Pl到Rn的占空比)与1/通道数目进行比较，并且可以输出相应的比较信号COM。也就是说，当脉冲Pl到Rii的占空比大于1/通道数目时，占空比比较器222可以输出高电平的比较信号COM，并且当脉冲Pl到Rn的占空比小于1/通道数目时，可以输出低电平的比较信号COM。这里，‘1’是指100%的占空比。当脉冲Pl到Rn的占空比小于1/通道数目时，脉冲Pl到Rn的占空比可以小于平均分配给一帧的各个通道的时间段。换句话说，可以在一帧内连续地输出脉冲Pl到Rn，而在脉冲Pl到Rii之间没有重叠时间段。反之，当脉冲Pl到Rn的占空比大于1/通道数目时， 脉冲Pl到Rn的占空比可以大于平均分配给一帧的各个通道的时间段。换句话说，当在一帧内产生脉冲Pl到Rn时，可以在脉冲Pl到1 之间总是产生重叠时间段。移相器2 可以根据比较信号COM的电压电平将脉冲Pl到Rn的相位移位并且可以产生开关信号Sl到Sm。移相器2 可以包括第一移相器225和第二移相器226。当比较信号COM位于低电平时，第一移相器225可以将脉冲Pl到Rn的相位移位并且产生开关信号Sl到Sm。当比较信号COM位于高电平时，第二移相器2 可以将脉冲Pl到Rn的相位移位并且产生开关信号Sl到Sm。也就是说，可以基于脉冲Pl到Rn的占空比和1/通道数目之间的比较结果，即比较信号COM是处于低电平还是高电平，来有选择地操作第一和第二移相器225和226。现在将参考图1至4更详细地描述BLU 100的操作。图3示出了在开关信号的占空比小于1/通道数目时第一移相器225的信号波形图，以及图4示出了在开关信号的占空比高于1/通道数目时第二移相器226的信号波形图。同时，由于开关信号Sl到Sm以及脉冲Pl到Rn具有不同的相位和相同的占空比，因此开关信号Sl到Sm将与脉冲Pl到Rn — 起可互换地使用。首先，现在将参考图3描述开关信号Sl到Sm的占空比小于1/通道数目的情况。传统上，可以在分配给一帧的相应通道的时间点输出开关信号。在这种情况下， 由于各个通道操作的时间段不同，因此施加于传统的DC-DC转换器的负载量可以由通道分配。此外，由于在开关信号的使能时间段之间存在恒定的时间间隔，因此传统的DC-DC转换器可以重复开关模式(即，此时电流由发光单元的开关提供给激活的通道)和停止模式 (即此时电流到被禁止的通道的供应由一样多数目的通道中断)。但是，由于传统的DC-DC 转换器通过电荷泵保持在恒定电压，因此，当其中开关模式和停止模式重复的时间间隔随通道的数目的增加而减小时，DC-DC转换器的响应速度会降低。因而，DC-DC转换器可能不规则地操作。此外，当开关信号的高电平的时间段(即，使能时间段)非常小时，即使开关是瞬时导通的，DC-DC转换器也可能不起作用，并且相应的通道的LED可能不适当地发光。因此，上述问题可以通过使用根据示例实施例的第一移相器225将开关信号Sl到 Sm的相位移位来解决。也就是说，当脉冲Pl到Rn的占空比小于1/通道数目时，占空比比较器222可以输出低电平的比较信号COM。第一移相器225可以响应于比较信号COM将脉冲Pl到Rn的相位移位，以使得开关信号Sl到Sm的使能时间段可以连续地相接，而没有开关信号Sl到Sm被同时禁止的时间段。例如，第一移相器225可以在一时间点，例如与第一通道CHl对应的开关信号被禁止的时间点、，使能与第二通道CH2对应的开关信号，并且可以在一时间点，例如与第二通道CH2对应的开关信号被禁止的时间点t2，激活与第三通道CH3对应的开关信号。也就是说，第一移相器225可以通过在前一开关信号被禁止的时间点使能每个开关信号来连续地使能所有开关信号Sl到Sm，例如在连续的开关信号Sl到Sm之间没有时间经过。由于在前一通道被禁止的时间点激活发光单元1的通道CHl到CHm的每一个，因此所有通道CHl到CHm的使能时间段可以在一帧内相连。因而，DC-DC转换器20可以每帧仅仅激活一次开关模式和一次停止模式，从而提高工作效率，例如在时间、和t3之间，转换器的负载可以在该帧内是连续且均勻的，如图3所示(曲线的右侧)。此外，由于所有通道 CHl到CHm的使能时间段是相连的，因此即使开关信号Sl到Sm的每一个被使能了非常短的时间段，也可以防止DC-DC转换器20停止操作。接着，现在将参考图4描述开关信号Sl到Sm的占空比大于1/通道数目的情况。传统上，当采用连续相位控制方法来连接开关信号的使能时间段时，可能连续地增大或减小施加于传统的DC-DC转换器的负载。在这种情况下，提供给各个通道的电流可能根据DC-DC转换器的响应速度而是不均勻的，例如转换器的负载可能不均勻，如图4所示 (曲线的左侧)。此外，在传统的连续相位控制方法中，随着开关信号的占空比的增大，可能花费更大量的时间来使能与各个通道对应的所有开关信号。因而，当开关信号的占空比，即在开关信号的使能时间段结束之前被使能的开关信号的占空比，突然改变时，各个通道可能暂时具有不均勻的亮度。但是，根据本发明构思，上述问题可以通过使用第二移相器2 将开关信号Sl到 Sm的相位移位来解决。也就是说，当开关信号Sl到Sm的占空比大于1/通道数目时，在每个帧内连续地使能所有开关信号Sl到Sm时，开关信号Sl到Sm之间的重叠可能是不可避免的。因而，当开关信号Sl到Sm的占空比大于1/通道数目时，可以均勻地调节开关信号Sl到Sm之间的重叠时间段，以使得能够平均分配施加于DC-DC转换器20的负载的波动。换句话说，当脉冲Pl到Rn的占空比大于1/通道数目时，占空比比较器222可以输出高电平的比较信号COM。第二移相器2 可以将脉冲Pl到Rn的相位移位并且可以产生要被在每个帧内以均勻间隔连续地使能的开关信号Sl到Sm，例如，可以调节被使能的开关信号Sl到Sm的间隔以在同一帧内将电流提供给第一至第四通道CHl至CH4，如图4所示 (曲线的右侧)。这里，可以将开关信号Sl到Sm被使能的时间点之间的时间间隔设置为1/ 通道数目。在这种情况下，相对不断的波动(例如，参见图4中时间t3至t6的不断波动) 的负载可以施加于DC-DC转换器20，以使得负载波动能够被平均分配。如上所述，根据本发明构思的实施例的BLU可以连续地控制通道的使能时间段并且平均分配施加于向通道CHl到CHm提供电流的DC-DC转换器20的负载的波动。此外，BLU 可以减少DC-DC转换器20每帧重复操作的次数，以防止由于DC-DC转换器20的响应速度而发生在DC-DC转换器20中的故障。结果，可以提高DC-DC转换器20的工作效率。图5示出了根据本发明构思的实施例的包括BLU的显示装置的框图。参考图5，显示装置300可以包括BLU 100和显示面板200。BLU 100可以向显示面板200发射光，并且显示面板200可以发送光以产生期望的图像。更准确地说，BLU 100可以包括多个通道，每个通道包括多个LED，BLU 100还可以包括被配置为向激活的通道提供电流的DC-DC转换器。BLU100可以连续地激活各个通道并且控制各个通道的使能时间段之间的相位差。因而，可以平均分配施加于DC-DC转换器的负载的波动并且可以提高DC-DC转换器的工作效率。如上所述，根据本发明构思的实施例的BLU和包括其的显示装置可以不同地控制多个通道被激活的时间点，以使得能够分配施加于DC-DC转换器的负载的波动。此外，BLU 和显示装置可以减少DC-DC转换器每帧重复操作的次数，以提高DC-DC转换器的工作效率。上文说明实施例并且不应当被看作是对实施例的限制。尽管已经描述了几个实施例，但是本领域技术人员将容易理解，在不实质上脱离该新颖教导和优点的情况下，实施例中可以进行许多修改。因此，所有这样的修改意欲被包括在权利要求书所定义的本发明构思的范围内。在权利要求书中，装置加功能条款意欲覆盖这里描述的用于执行所述功能的结构，并且不仅覆盖结构的等效物而且覆盖等效结构。因此，将理解，上文说明各实施例，并且不应当被理解为局限于公开的特定实施例，并且对公开的实施例的修改以及其它实施例意欲包括在所附权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种背光单元，包括发光单元，包括多个通道，每个通道包括被配置为发光的发光二极管，和多个开关，被配置为响应于开关信号激活通道；以及驱动器电路，被配置为连续地使能与各个通道对应的开关信号，将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。
2.如权利要求1所述的背光单元，其中，当该开关信号的占空比大于1/通道数目时，该驱动器电路被配置为将该开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能该开关信号。
3.如权利要求2所述的背光单元，其中该驱动器电路被配置为将该开关信号之间的相位差设置为该1/通道数目。
4.如权利要求1所述的背光单元，其中，当该开关信号的占空比小于1/通道数目时，该驱动器电路被配置为在前一开关信号被禁止的时间点连续地使能每个开关信号。
5.如权利要求4所述的背光单元，其中开关信号的开始时间与前一开关信号的结束时间重叠。
6.如权利要求4所述的背光单元，其中该驱动器电路被配置为使能该开关信号，而在一帧内在开关信号之间没有时间经过。
7.如权利要求1所述的背光单元，其中该驱动器电路包括转换器，被配置为将恒定电压施加于该发光单元并且将电流提供给被激活的通道；和开关控制器，被配置为在开关信号的占空比大于1/通道数目时通过将开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能来连续地使能开关信号，并且在开关信号的占空比小于1/通道数目时在前一开关信号被禁止的时间点连续地使能每一个开关信号。
8.如权利要求7所述的背光单元，其中该开关控制器包括脉冲发生器，被配置为产生具有恒定占空比的脉冲以控制该发光单元的亮度；占空比比较器，被配置为将该脉冲的占空比与该1/通道数目进行比较，并且基于该比较结果输出具有不同的电压电平的比较信号；和移相器，被配置为响应于该比较信号将该脉冲的相位不同地移位，并且产生连续地使能的开关信号。
9.如权利要求8所述的背光单元，其中该移相器包括第一移相器，被配置为当该脉冲的占空比小于该1/通道数目时，连续地使能该开关信号；和第二移相器，被配置为当该脉冲的占空比大于该1/通道数目时，将该脉冲的相位移位并且输出开关信号，该开关信号在每个帧内以均勻间隔被连续地使能。
10.如权利要求7所述的背光单元，其中该转换器被配置为当该开关信号的占空比小于该1/通道数目时，具有基本上连续且均勻的负载。
11.如权利要求7所述的背光单元，其中该转换器被配置为当该开关信号的占空比高于该1/通道数目时，具有基本上恒定的波动。
12.—种显示装置，包括显示面板；发光单元，包括多个通道，每个通道包括被配置为向该显示面板发光的发光二极管，该发光单元还包括被配置为响应于开关信号激活通道的电流路径的多个开关；和驱动器电路，被配置为连续地使能与各个通道对应的开关信号，将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。
13.如权利要求12所述的显示装置，其中，当该开关信号的占空比大于1/通道数目时， 该驱动器电路被配置为将该开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能该开关信号。
14.如权利要求13所述的显示装置，其中该驱动器电路被配置为将该开关信号之间的相位差设置为该1/通道数目。
15.如权利要求12所述的显示装置，其中，当该开关信号的占空比小于1/通道数目时， 该驱动器电路被配置为连续地使能该开关信号。
16.如权利要求12所述的显示装置，其中该驱动器电路包括转换器，被配置为将恒定电压施加于该发光单元并且将电流提供给被激活的通道；和开关控制器，被配置为在开关信号的占空比大于1/通道数目时通过将开关信号的相位移位以在每个帧内以均勻间隔连续地使能来连续地使能开关信号，并且在开关信号的占空比小于1/通道数目时在前一开关信号被禁止的时间点使能每一个开关信号。
17.如权利要求16所述的显示装置，其中该开关控制器包括脉冲发生器，被配置为产生具有恒定占空比的脉冲以控制该发光单元的亮度；占空比比较器，被配置为将该脉冲的占空比与该1/通道数目进行比较，并且基于该比较结果输出具有不同的电压电平的比较信号；和移相器，被配置为响应于该比较信号将该脉冲的相位不同地移位，并且产生连续地使能的开关信号。
18.如权利要求17所述的显示装置，其中该移相器包括第一移相器，被配置为当该脉冲的占空比小于该1/通道数目时，连续地使能该开关信号；和第二移相器，被配置为当该脉冲的占空比大于该1/通道数目时，将该脉冲的相位移位并且输出开关信号，该开关信号在每个帧内以均勻间隔被连续地使能。
19.一种显示装置，包括显示面板；和背光单元，包括发光单元和驱动器电路，该发光单元具有多个通道，每个通道包括被配置为向该显示面板发光的发光二极管，该发光单元还包括被配置为响应于开关信号激活通道的电流路径的多个开关，该驱动器电路被配置为连续使能与各个通道对应的开关信号， 将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。
20.如权利要求19所述的显示装置，其中该背光单元还包括转换器，被配置为向被激活的通道提供电流。
全文摘要
提供一种背光单元和包括其的显示装置。该显示装置包括显示面板；发光单元，包括多个通道，每个通道包括被配置为发射光的发光二极管，该发光单元还包括被配置为响应于开关信号激活通道的电流路径的多个开关；和驱动器电路，被配置为连续使能与各个通道对应的开关信号，将开关信号的占空比与1/通道数目进行比较，并且基于比较结果有选择地控制开关信号的相位。
文档编号G09G3/34GK102214444SQ201110074939
公开日2011年10月12日 申请日期2011年3月28日 优先权日2010年4月12日
发明者金佑锡 申请人:三星电子株式会社
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