CN211427809U - 背光驱动电路和液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种背光驱动电路和液晶显示装置，背光驱动电路包括时序控制器和背光驱动器，时序控制器根据外部输入的第一脉宽调制信号生成第二脉宽调制信号，背光驱动器用于根据第二脉宽调制信号向背光单元提供驱动电流，以控制液晶显示装置的背光亮度，其中，时序控制器包括信号检测器和信号比较器，信号检测器检测第一脉宽调制信号的第一占空比，信号比较器将第一占空比与预设阈值进行比较，根据比较结果得到大于预设阈值的第二占空比，并根据第二占空比生成第二脉宽调制信号，保证第二占空比的最小值始终大于预设阈值，解决了因脉宽调制信号的占空比过小产生的显示面板闪烁的问题，有利于提高显示品质。

Description

背光驱动电路和液晶显示装置

技术领域

本实用新型涉及显示器技术领域，更具体地涉及一种背光驱动电路和液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置具有轻薄、节能、低功耗等优点，已被广泛应用于电视、电脑、手机、数码相机等电子设备中。

液晶具有各向异性特点，液晶显示装置利用液晶的电学和光学特性，通过像素矩阵显示图像。液晶显示装置的每个像素通过使用液晶取向方向根据数据信号的变化来调整相对于偏振片的光学投射率，实现灰度显示。图1示出了现有技术的液晶显示装置的结构示意图，如图1所示，液晶显示装置100包括用于通过像素矩阵显示图像的显示面板110、用于驱动显示面板110的驱动电路120、用于控制驱动电路120的时序控制器130、背光单元140以及背光驱动器150。

其中，驱动电路120包括用于驱动显示面板的源极驱动器121和栅极驱动器122。

背光驱动器150用于驱动背光单元140的亮度，背光驱动器150通过根据从主机或者时序控制器130输入的脉宽调制信号(Pulse Width Modulation，PWM)的占空比调整背光单元的开/关时间，从而控制背光单元的亮度。

现有的显示装置具有以下的问题：在一定的频率范围内，当PWM信号的占空比低于3％时，会导致背光驱动器150中的晶体管的导通时间很短，继而导致晶体管的寄生电容的充电时间很短，使得晶体管无法处于完全导通的状态，最终造成背光驱动器150输出异常，引起显示面板的闪烁。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种背光驱动电路和液晶显示装置，可解决因PWM信号占空比降低造成的显示面板闪烁的问题。

根据本实用新型的一方面，提供了一种背光驱动电路，包括：时序控制器，用于根据外部输入的第一脉宽调制信号生成第二脉宽调制信号；以及背光驱动器，与背光单元和所述时序控制器连接，根据所述第二脉宽调制信号向所述背光单元提供驱动电流，以控制所述背光单元的亮度，其中，所述时序控制器包括信号检测器和信号比较器，所述信号检测器检测所述第一脉宽调制信号的第一占空比，所述信号比较器将所述第一占空比与预设阈值进行比较，根据比较结果得到大于所述预设阈值的第二占空比，并根据所述第二占空比生成所述第二脉宽调制信号。

优选地，当所述第一占空比大于第一预设占空比时，所述信号比较器输出所述第二占空比为D2＝D1，当所述第一占空比小于/等于所述第一预设占空比时，所述信号比较器输出所述第二占空比为D2＝D1+(Da-D1)×0.5+0.5％，其中，D1表示所述第一占空比，Da表示所述第一预设占空比，且所述第一预设占空比大于所述预设阈值。

优选地，当所述第一占空比大于第二预设占空比时，所述信号比较器输出所述第二占空比为D2＝D1，当所述第一占空比小于/等于所述第二预设占空比时，所述信号比较器输出所述第二占空比为D2＝3×D1，其中，D1表示所述第一占空比，且所述第二预设占空比大于/等于所述预设阈值。

优选地，所述背光驱动电路还包括：电流控制器，所述电流控制器与所述背光驱动器连接，用于向所述背光驱动器提供基准电流，其中，当所述第一占空比小于所述第二预设占空比时，所述时序控制器向所述电流控制器提供有效的控制信号，所述电流控制器根据所述有效的控制信号调节所述基准电流。

优选地，所述电流控制器包括第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一开关管，所述第一电阻和所述第一开关管串联连接于所述基准电流输出端与地之间，所述第二电阻的第一端连接至所述基准电流输出端，第二端接地，所述第三电阻的第一端连接至控制信号输入端，第二端连接至所述第一开关管的控制端。

优选地，所述电流控制器包括第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第二开关管，所述第四电阻和所述第五电阻串联连接在所述基准电流输出端与地之间，所述第二开关管的第一端连接至所述第四电阻和所述第五电阻的中间节点，第二端连接至所述第五电阻的第二端，所述第六电阻的第一端连接至控制信号输入端，第二端连接至所述第二开关管的控制端。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种液晶显示装置，包括：显示面板和背光单元，所述背光单元用于向所述显示面板提供背光；以及上述的背光驱动电路，所述背光驱动电路与所述背光单元连接，向所述背光单元提供驱动电流，以控制所述背光单元的亮度。

优选地，所述液晶显示装置还包括驱动电路，连接至所述显示面板，用于根据时序信号和灰阶驱动信号驱动所述显示面板。

优选地，所述显示面板包括多条扫描线、多条数据线以及位于二者交叉位置的多个像素单元，所述驱动电路包括：栅极驱动器，与所述多条扫描线连接，用于根据所述时序信号依次扫描所述多条扫描线；以及源极驱动器，与所述多条数据线连接，用于根据所述灰阶驱动信号经由所述多条数据线向所述多个像素单元提供灰阶电压，以使得所述显示面板显示画面。

优选地，所述背光单元为直下式背光或者侧入式背光。

本实用新型提供的背光驱动电路和液晶显示装置具有以下的有益效果。

时序控制器将第一脉宽调制信号的第一占空比与预设阈值进行比较，根据比较结果调节第二脉宽调制信号的第二占空比，以使得第二脉宽调制信号的第二占空比始终大于预设阈值，保证背光驱动器可以正常工作，解决了因脉宽调制信号的占空比过小产生的显示面板闪烁的问题。

在优选的实施例中，当第一占空比小于/等于预设占空比时，第二占空比始终比第一占空比自动增大一定比例，因为预设占空比大于预设阈值，因此不仅可以保证第二占空比的最小值始终大于预设阈值，使得背光驱动器可以正常工作，而且不会影响用户在滑动亮度条时背光的渐变效果。

在优选的实施例中，液晶显示装置还包括电流控制器，电流控制器用于当第一占空比小于预设占空比时调节背光驱动器中的基准电流，在增大脉宽调制信号的占空比的同时减小背光驱动器中的电流，有利于在调节脉宽调制信号的占空比的同时保证背光亮度不会剧烈变化，提高显示品质。

附图说明

通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出根据现有技术的液晶显示装置的结构示意图；

图2示出根据本实用新型第一实施例的液晶显示装置的结构示意图；

图3示出图2中时序控制器的结构示意图；

图4示出根据本实用新型第二实施例的液晶显示装置的结构示意图；

图5示出图4中电流控制器的一种结构示意图；

图6示出图4中电流控制器的另一种结构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。

以下参照附图对本实用新型实施例进行详细说明。

图2示出根据本实用新型第一实施例的液晶显示装置的结构示意图。如图2所示，液晶显示装置200包括显示面板210、驱动电路220、背光单元240以及背光驱动电路。背光驱动电路与背光单元240连接，用于向背光单元240提供驱动电流，以控制背光单元240的亮度。其中，驱动电路220包括源极驱动器221和栅极驱动器222，背光驱动电路包括时序控制器230和背光驱动器250。

显示面板110包括多条扫描线和多条数据线、以及位于二者交叉位置的多个像素单元(图中未示出)，每个分别包括薄膜晶体管和像素电极。位于同一行的所述像素单元的薄膜晶体管的栅极连接至同一条扫描线，且位于同一列的所述像素单元的薄膜晶体管的源极连接至同一条数据线。

时序控制器230用于根据接收的图像数据得到各个像素单元的时序信号和灰阶驱动信号，并将该时序信号和灰阶驱动信号提供至驱动电路220。

进一步的，主机300根据显示面板的分辨率来缩放从外部数据源输入的图像数据，并将该图像数据连同多个同步信号一起提供至时序控制器230。所述多个同步信号至少包括点时钟和数据使能信号，并进一步包括水平同步信号和垂直同步信号。

时序控制器230使用各种提高图像质量和降低功耗的数据处理方法修正从主机300输入的图像数据，并向源极驱动器221提供所述灰阶驱动信号。

此外，时序控制器230还用于根据从主机300输入的多个同步信号产生用于控制源极驱动器221和栅极驱动器222时序的时序信号。时序信号例如包括用于控制源极驱动器221的数据信号锁存的源极起始脉冲和源极采样脉冲、用于控制数据信号极性的极性控制信号、以及用于控制数据信号输出周期的使能信号等。时序信号还包括用于控制栅极驱动器222栅极信号扫描的起始脉冲信号和移位时钟、以及用于控制栅极信号输出周期的使能信号等。

栅极驱动器222连接至多条扫描线，用于提供栅极信号，以在每个帧周期中会依次扫描多条扫描线，选通对应的薄膜晶体管。源极驱动器221连接至多条数据线，用于经由数据线将与灰阶驱动信号对应的灰阶电压施加至对应的薄膜晶体管。

背光单元240采用多个LED(Light Emitting Diode，发光二极管)作为光源。在一种实施例中，背光单元240为直下式背光，背光单元与显示面板110整个显示区域相对设置，在使用液晶显示装置时背光依次穿过显示面板110到达观看者的眼睛。在另一种实施例中，背光单元240为侧入式背光，背光单元位于显示面板110的上下侧或者左右侧，通过导光板改变背光的光路使其依次穿过显示面板到达观看者的眼睛。

此外，主机300还向时序控制器230提供具有一定占空比的第一脉宽调制信号PWM1，所述占空比根据设计值预先设置或者根据用户亮度调整进行设置。时序控制器230响应于第一脉宽调制信号PWM1的第一占空比D1，得到第二脉宽调制信号PWM2，并将第二脉宽调制信号PWM2提供至背光驱动器250，背光驱动器250根据第二脉宽调制信号PWM2驱动背光单元240并控制背光单元240的亮度。进一步的，时序控制器230将第一脉宽调制信号PWM1的第一占空比D1与预设阈值进行比较，根据比较结果调节第二脉宽调制信号PWM2的第二占空比D2，以使得第二脉宽调制信号PWM2的第二占空比D2始终大于预设阈值，保证背光驱动器250可以正常工作。示例的，当第一脉宽调制信号PWM1的第一占空比小于3％时，时序控制器230增大第二脉宽调制信号PWM2的第二占空比，保证背光驱动器250可以正常工作，解决了因脉宽调制信号的占空比过小产生的显示面板闪烁的问题。

图3示出图2中时序控制器的内部结构示意图。

作为一个非限制性的例子，时序控制器230包括信号检测器231和信号比较器232。

其中，信号检测器231对第一脉宽调制信号PWM1采样并计数，以检测第一脉宽调制信号PWM1的第一占空比D1。

进一步的，信号检测器231检测外部输入的第一脉宽调制信号PWM1的第一开关周期和第一导通时间，然后根据第一开关周期和第一导通时间确定第一脉宽调制信号PWM1的第一占空比D2。

更进一步的，信号检测器231侦测第一脉宽调制信号PWM1的上升沿并开始计时，从第一个上升沿开始到第一个下降沿结束的时间记为第一导通时间t1，从第一个上升沿开始到第二个上升沿结束的时间记为第一开关周期T1，则第一脉宽调制信号PWM1的第一占空比D1＝t1/T1。

信号比较器232根据预设的占空比以及第一脉宽调制信号PWM1的第一占空比D1生成第二脉宽调制信号PWM2，并将第二脉宽调制信号PWM2输出至背光驱动器250。

进一步的，信号比较器232将第一脉宽调制信号PWM1的第一占空比D1与预设的占空比进行比较，并根据比较结果得到第二占空比D2，以及根据第二占空比D2确定第二开关周期T2和第二导通时间t2，最终根据第二开关周期T2和第二导通时间t2生成第二脉宽调制信号PWM2。

更进一步的，信号比较器232响应于第一占空比D1得到第二占空比D2，使得所述第二占空比D2始终大于预设阈值，保证背光驱动器250可以正常工作。

作为一个非限制性的例子，当第一占空比D1大于第一预设占空比Da时，则第二占空比D2＝D1；当第一占空比D1小于/等于第一预设占空比Da时，第二占空比D2＝D1+(Da-D1)×0.5+0.5％。例如，当第一占空比D1小于/等于5％时，第二占空比D2比第一占空比D1自动增大一定比例，因为第一预设占空比大于预设阈值，因此不仅可以保证第二占空比D2的最小值始终大于预设阈值，使得背光驱动器250可以正常工作，而且不会影响用户在滑动亮度条时背光的渐变效果。

图4示出根据本实用新型第二实施例的液晶显示装置的结构示意图。第二实施例中液晶显示装置400的结构和功能与第一实施例中液晶显示装置200大致相同，不同之处在于：在时序控制器430中，当第一脉宽调制信号PWM1的第一占空比D1大于第二预设占空比Db时，则第二占空比D2＝D1；当第一脉宽调制信号PWM1的第一占空比D1小于/等于第二预设占空比Db时，第二占空比D2＝3×D1，其中，第二预设占空比大于/等于预设阈值。

此外，液晶显示装置400中的背光驱动电路还包括电流控制器460，电流控制器460用于向背光驱动器450提供基准电流Iset。当第一占空比D1小于第二预设占空比Db时，时序控制器430向电流控制器460提供有效的控制信号，电流控制器460根据有效的控制信号调节所述基准电流Iset，保证背光亮度不会剧烈变化。

进一步的，电流控制器460通过根据所述控制信号改变其中等效电阻的阻值来可调节所述基准电流Iset。

图5和图6分别示出图4中电流控制器460的两种结构示意图。

如图5所示，作为一个非限制性的例子，电流控制器460包括第一至第三电阻R1-R3以及第一开关管M1。其中，第一电阻R1和第一开关管M1串联连接在基准电流Iset的输出端和地之间，第一开关管M1的控制端用于接收所述控制信号。第二电阻R2的第一端连接至基准电流Iset的输出端，第二端接地。第三电阻R3的第一端连接至所述控制信号的输入端，第二端连接至所述第一开关管M1的控制端。

第一开关管M1例如可以通过NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属氧化物场效应晶体管)实现，当第一占空比D1大于第二预设占空比Db时，所述时序控制器430提供无效的所述控制信号(即控制信号为高电平)，所述第一开关管导通，等效电阻Rx＝(R1×R2)/(R1+R2)；当第一占空比D1小于/等于第二预设占空比Db时，所述时序控制器430提供有效的所述控制信号(即控制信号为低电平)，所述第一开关管关断，等效电阻Rx＝R2。

如图6所示，作为另一个非限制性的例子，电流控制器460包括串联连接在基准电流Iset的输出端和地之间的第四电阻R4和第五电阻R5、第二开关管M2以及第六电阻R6。第二开关管M2的第一端连接至第四电阻R4和第五电阻R5的中间节点，第二端连接至第五电阻R5的第二端，控制端用于接收所述控制信号。第六电阻R6的第一端连接至所述控制信号的输入端，第二端连接至所述第二开关管M2的控制端。

第二开关管M2例如可以通过NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属氧化物场效应晶体管)实现，当第一占空比D1大于第二预设占空比Db时，所述时序控制器430提供无效的所述控制信号(即控制信号为高电平)，所述第二开关管M2导通，等效电阻Rx＝R4；当第一占空比D1小于/等于第二预设占空比Db时，所述时序控制器430提供有效的所述控制信号(即控制信号为低电平)，所述第二开关管M2关断，等效电阻Rx＝R4+R5。

在本实施例中，当第一占空比D1小于第二预设占空比Db时，电流控制器460通过增大电路的等效电阻的阻值减小基准电流的电流值，保证当第一占空比D1小于第二预设占空比Db时背光亮度不会剧烈的变化。

需要说明的是，第一开关管M1和第二开关管M2的类型不以本实施例为限制，本领域的技术人员可以根据具体情况选择第一开关管M1和第二开关管M2的类型。

综上所述，本实用新型提供的背光驱动电路和液晶显示装置，时序控制器将第一脉宽调制信号的第一占空比与预设阈值进行比较，根据比较结果调节第二脉宽调制信号的第二占空比，以使得第二脉宽调制信号的第二占空比始终大于预设阈值，保证背光驱动器可以正常工作，解决了因脉宽调制信号的占空比过小产生的显示面板闪烁的问题。

在优选的实施例中，当第一占空比小于/等于预设占空比时，第二占空比始终比第一占空比自动增大一定比例，因为预设占空比大于预设阈值，因此不仅可以保证第二占空比的最小值始终大于预设阈值，使得背光驱动器可以正常工作，而且不会影响用户在滑动亮度条时背光的渐变效果。

在优选的实施例中，液晶显示装置还包括电流控制器，电流控制器用于当第一占空比小于预设占空比时调节背光驱动器中的基准电流，在增大脉宽调制信号的占空比的同时减小背光驱动器中的电流，有利于保证在调节脉宽调制信号的占空比的同时背光亮度不会剧烈变化，提高显示品质。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。

Claims (9)

1.一种背光驱动电路，其特征在于，包括：

时序控制器，用于根据外部输入的第一脉宽调制信号生成第二脉宽调制信号；以及

背光驱动器，与背光单元和所述时序控制器连接，根据所述第二脉宽调制信号向所述背光单元提供驱动电流，以控制所述背光单元的亮度，

其中，所述时序控制器包括信号检测器和信号比较器，所述信号检测器检测所述第一脉宽调制信号的第一占空比，所述信号比较器根据所述第一占空比和预设占空比得到第二占空比，所述第二占空比大于预设阈值，并根据所述第二占空比生成所述第二脉宽调制信号。

2.根据权利要求1所述的背光驱动电路，其特征在于，所述信号比较器与所述信号检测器连接以获得所述第一占空比，并且所述信号比较器适于将所述第一占空比与第一预设占空比或第二预设占空比进行比较，并根据比较结果得到所述第二占空比D2。

3.根据权利要求2所述的背光驱动电路，其特征在于，还包括：电流控制器，所述电流控制器与所述背光驱动器连接，用于向所述背光驱动器提供基准电流，

其中，当所述第一占空比小于所述第二预设占空比时，所述时序控制器向所述电流控制器提供有效的控制信号，所述电流控制器根据所述有效的控制信号调节所述基准电流。

4.根据权利要求3所述的背光驱动电路，其特征在于，所述电流控制器包括第一电阻、第二电阻、第三电阻以及第一开关管，

所述第一电阻和所述第一开关管串联连接于所述基准电流输出端与地之间，

所述第二电阻的第一端连接至所述基准电流输出端，第二端接地，

所述第三电阻的第一端连接至控制信号输入端，第二端连接至所述第一开关管的控制端。

5.根据权利要求3所述的背光驱动电路，其特征在于，所述电流控制器包括第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第二开关管，

所述第四电阻和所述第五电阻串联连接在所述基准电流输出端与地之间，

所述第二开关管的第一端连接至所述第四电阻和所述第五电阻的中间节点，第二端连接至所述第五电阻的第二端，

所述第六电阻的第一端连接至控制信号输入端，第二端连接至所述第二开关管的控制端。

6.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：

显示面板和背光单元，所述背光单元用于向所述显示面板提供背光；以及

权利要求1-5任一项所述的背光驱动电路，所述背光驱动电路与所述背光单元连接，向所述背光单元提供驱动电流，以控制所述背光单元的亮度。

7.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，还包括驱动电路，连接至所述显示面板，用于根据时序信号和灰阶驱动信号驱动所述显示面板。

8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征在于，所述显示面板包括多条扫描线、多条数据线以及位于二者交叉位置的多个像素单元，所述驱动电路包括：

栅极驱动器，与所述多条扫描线连接，用于根据所述时序信号依次扫描所述多条扫描线；以及

源极驱动器，与所述多条数据线连接，用于根据所述灰阶驱动信号经由所述多条数据线向所述多个像素单元提供灰阶电压。

9.根据权利要求6所述的液晶显示装置，其特征在于，所述背光单元为直下式背光或者侧入式背光。

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