專利名稱：一種led背光的動(dòng)態(tài)調(diào)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及液晶顯示器技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種LED背光的動(dòng)態(tài)調(diào)光裝置。
背景技術(shù)：
在目前的平板顯示器件中LCD (Liquid Crystal Display，液晶顯示)顯示器件已占據(jù)主流地位，而在現(xiàn)有的LCD器件中，由于LCD面板本身不能發(fā)光，因而背光源是LCD器件中不可缺少的組成部分。在LCD 背光源中，雖然冷陰極熒光燈(CCFL，Cold Cathode Fluorescent Lamp)目前占據(jù)著統(tǒng)治地位，但由于LED (Light Emitting Diode，發(fā)光二極管)具有寬色域、白點(diǎn)可調(diào)、高調(diào)光率及長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，近來(lái)已被開(kāi)發(fā)作為新型的LCD背光源，并已在一些臺(tái)式LCD 顯示器以及LCD電視中得到應(yīng)用。用于大尺寸TFTCThin Film Transistor，薄膜晶體管) IXD電視的背光源也越來(lái)越多地采用了 LED光源。雖然與CCFL相比，LED在功耗、使用壽命、亮度控制等方面已經(jīng)有所提升，但是要進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)更高的對(duì)比度和色彩表現(xiàn)就要利用動(dòng)態(tài)背光調(diào)節(jié)技術(shù)?，F(xiàn)在通常的作法是利用白光LED光源組成矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)背光，但是這種做法有著明顯的劣勢(shì)一是所用的LED光源數(shù)量較多，從而帶來(lái)了較大的能耗。二是大量的LED會(huì)引起很大的發(fā)熱問(wèn)題，這不僅提高了對(duì)散熱裝置的要求，而且這種高熱量也會(huì)引起了機(jī)構(gòu)內(nèi)其它組件的使用壽命，如電路板上的電解電容。三是單純的白光LED背光在色彩表現(xiàn)方面有著一定的制約。隨著單顆LED亮度的不斷提高，在液晶顯示器背光中所用的LED燈的個(gè)數(shù)在越來(lái)越少，因而市面上已開(kāi)始逐步采用側(cè)邊式LED背光取代直下式LED背光，以進(jìn)一步降低IXD 器件的厚度。無(wú)論是直下式LED背光還是側(cè)邊式LED背光，均需對(duì)其LED背光源進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)光， 以使顯示器呈現(xiàn)出不同的色彩和亮度。在背光系統(tǒng)中，當(dāng)前普遍采用的白光LED在對(duì)比度和成本上雖然具有一定的優(yōu)勢(shì)，但在色域上較彩色LED ( —般為RGB LED,即紅、綠、藍(lán)LED) 還有一定差距，隨著LED制造技術(shù)的發(fā)展，RGB LED的成本也會(huì)逐步下降，其亮度不斷增加， 體積不斷減小，為日后應(yīng)用于各種尺寸的LCD TV提供了更為有力的支持。為將LED背光、 尤其是彩色LED背光的優(yōu)勢(shì)盡快應(yīng)用到LCD中，迫切需要有效的動(dòng)態(tài)調(diào)光技術(shù)。

實(shí)用新型內(nèi)容(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)中LED背光中缺少有效的動(dòng)態(tài)調(diào)光技術(shù)的問(wèn)題，提供了一種LED背光的動(dòng)態(tài)調(diào)光裝置，通過(guò)控制流過(guò)LED背光系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)從而改變光的亮度，以達(dá)到調(diào)節(jié)背光色彩和亮度的目的。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型具體采用如下方案進(jìn)行一種LED背光的動(dòng)態(tài)調(diào)光裝置，所述裝置包括[0012]主控板和LED背光系統(tǒng)，所述主控板由控制電路4和驅(qū)動(dòng)電源電路5組成；其中，所述控制電路4與外部圖像單元和驅(qū)動(dòng)電源電路5相連接，接收外部圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后輸出控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)電源電路；所述驅(qū)動(dòng)電源電路5還與所述LED背光系統(tǒng)相連接，根據(jù)接收的所述控制信號(hào)輸出實(shí)時(shí)變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)給所述LED背光系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述LED背光系統(tǒng)為側(cè)邊式LED背光系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述LED背光系統(tǒng)為彩色LED背光系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述彩色LED背光系統(tǒng)由導(dǎo)光板1、棱鏡2和彩色LED燈條3組成，根據(jù)接收的所述實(shí)時(shí)變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制彩色LED的發(fā)光亮度，經(jīng)所述棱鏡折射后在所述導(dǎo)光板上形成不同顏色。優(yōu)選地，所述彩色LED燈條3由多個(gè)相互之間獨(dú)立控制的LED單元組成，每個(gè)LED 單元對(duì)應(yīng)一個(gè)所述棱鏡2。優(yōu)選地，每個(gè)所述LED單元由不同顏色的LED組成，每個(gè)不同顏色的LED接收的電流或電壓不同。優(yōu)選地，所述由不同顏色的LED組成是由紅色LED和綠色LED組成，或者是由紅色 LED和藍(lán)色LED組成，或者是由紅色LED、綠色LED和藍(lán)色LED組成。 優(yōu)選地，所述驅(qū)動(dòng)電源電路5包括接收所述主控板的工作電壓的電壓輸入端口 9 ；接收所述控制信號(hào)的控制信號(hào)輸入端口 6'；為所述控制電路提供工作電壓的電壓輸出端口 10 ；輸出所述實(shí)時(shí)變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)輸出端口 7。優(yōu)選地，所述控制電路通過(guò)SPI總線或I2C總線輸出所述控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)電源電路。(三)有益效果本實(shí)用新型通過(guò)控制電路對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行處理后輸出控制控制信號(hào)使LED背光系統(tǒng)中的LED上的電流或電壓適時(shí)變化，達(dá)到了動(dòng)態(tài)背光調(diào)節(jié)的目的。

圖1為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施例中動(dòng)態(tài)調(diào)光裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施例中RGB背光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型優(yōu)選的實(shí)施例中電路控制的模塊示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。本實(shí)用新型提供了一種LED背光的動(dòng)態(tài)調(diào)光裝置，該方案由主控板和LED背光系統(tǒng)組成。主控板的兩個(gè)輸入端口一個(gè)接電源，另一個(gè)用于圖像信號(hào)輸入，主控板上包括控制電路和LED驅(qū)動(dòng)電源電路?？刂齐娐穼?duì)圖像信號(hào)進(jìn)行處理后輸出控制信號(hào)使LED上的電流或電壓適時(shí)變化(具體處理方式見(jiàn)下)，達(dá)到了動(dòng)態(tài)背光調(diào)節(jié)的目的，從而解決了目前對(duì) LED背光(尤其是彩色LED背光)無(wú)法動(dòng)態(tài)調(diào)光的問(wèn)題。本實(shí)用新型的裝置無(wú)論對(duì)直下式LED背光還是側(cè)邊式LED背光均可進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)光，但在優(yōu)選的實(shí)施方式中，為進(jìn)一步降低LCD器件的厚度，采用側(cè)邊式LED背光系統(tǒng)，其 LED單元、棱鏡、導(dǎo)光板位于同一平面中。在本實(shí)用新型一個(gè)更優(yōu)的實(shí)施方式中，LED單元為彩色LED單元，各彩色LED燈發(fā)出的光通過(guò)棱鏡后產(chǎn)生折射，控制LED光的亮度即可在導(dǎo)光板上形成不同的顏色。其中，彩色LED燈可以是紅綠二彩色、紅藍(lán)二彩色、也可以是紅綠藍(lán)(RGB)三彩色， 在下文的最優(yōu)實(shí)施方式中，優(yōu)選采用了 RGB LED燈的形式。下面結(jié)合各附圖對(duì)本實(shí)用新型一個(gè)最優(yōu)的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述圖1所示的動(dòng)態(tài)調(diào)光裝置中(背光單元僅選取局部)，控制電路4通過(guò)圖像信號(hào)輸入端口 8接收外部圖像信號(hào)，經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)控制信號(hào)輸出端口 6輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)電源電路(DC-DC電源電路)5，DC-DC電路5由外部的電壓輸入端口 9提供電壓(通常為MV) 供電，再由電壓輸出端口 10輸出控制電路4所需的電壓(通常為3.3V)；此外，DC-DC電源電路5在所述控制信號(hào)的作用下，通過(guò)驅(qū)動(dòng)輸出端口 7輸出實(shí)時(shí)變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)給RGB LED 背光系統(tǒng)。圖2中，導(dǎo)光板1、棱鏡2、LED燈條3共同組成了一個(gè)背光系統(tǒng)。優(yōu)選地，導(dǎo)光板1、 棱鏡2、RGB LED燈條3位于同一平面，它們之間的間距不可調(diào)整。更為優(yōu)選地，LED燈條3 由多個(gè)LED單元組成，每個(gè)LED單元由紅色LEDl 1、綠色LED12、藍(lán)色LED 13組成。每個(gè)LED
單元對(duì)應(yīng)一個(gè)棱鏡。再結(jié)合圖1，這樣的LED背光系統(tǒng)中，LED燈條3接收電流或電壓信號(hào)，分別由不同的線路驅(qū)動(dòng)紅色LED11、綠色LED12、藍(lán)色LED13 ；各色LED發(fā)出的光經(jīng)過(guò)棱鏡2折射后進(jìn)入導(dǎo)光板1，在導(dǎo)光板1中，三種不同顏色的光根據(jù)疊加原理可以產(chǎn)生不同的色彩和亮度。圖3為信息處理電路控制的流程模塊示意圖，控制電路首先接收?qǐng)D像信號(hào)，對(duì)圖像信號(hào)的色彩信息進(jìn)行處理，比如可進(jìn)行直方圖處理，分別得出紅綠藍(lán)三彩色各自的實(shí)時(shí)的不同的灰度值，根據(jù)此灰度值，結(jié)合背光系統(tǒng)的具體設(shè)置情況(光路系統(tǒng)和LED燈的設(shè)置)，所述控制電路輸出實(shí)時(shí)變化的控制信號(hào)給DC-DC電源電路，該控制信號(hào)可通過(guò)SPI總線或I2C總線輸出給電源電路。隨后，DC-DC電源電路根據(jù)該控制信號(hào)并結(jié)合LED背光系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)不同的光路系統(tǒng)和不同的彩色LED燈的設(shè)置，為不同的LED燈提供恰當(dāng)?shù)碾娏餍盘?hào)或者電壓信號(hào)，以便進(jìn)行一個(gè)合適的顏色配置，在LED背光系統(tǒng)中，根據(jù)該恰當(dāng)?shù)碾娏餍盘?hào)或者電壓信號(hào)適時(shí)改變電流或電壓輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)各LED燈，從而適時(shí)的改變LED燈的亮度。各LED燈亮度的變化在經(jīng)過(guò)棱鏡后到達(dá)導(dǎo)光板上會(huì)產(chǎn)生疊加，根據(jù)光學(xué)理論將不同的彩色光疊加出各種色彩。本實(shí)用新型的有益效果是(1)實(shí)時(shí)性好，當(dāng)控制電路對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行處理后便可直接輸出控制信號(hào)給LED，使之輸出的光亮度即時(shí)變化；(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造；(3)易于機(jī)殼內(nèi)部溫度控制，用少量的燈即可達(dá)到亮度和色彩同時(shí)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的目的；(4)色彩表現(xiàn)能力高，RGB LED的應(yīng)用大大提高了背光系統(tǒng)在色彩顯示方面的能力；(5)易于實(shí)施，本實(shí)用新型因不改動(dòng)原有的光學(xué)系統(tǒng)，因此只需在現(xiàn)有產(chǎn)品中加入控制電路即可。[0043] 以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的實(shí)際保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求1.一種LED背光的動(dòng)態(tài)調(diào)光裝置，其特征在于，所述裝置包括主控板和LED背光系統(tǒng)，所述主控板由控制電路(4)和驅(qū)動(dòng)電源電路( 組成；其中， 所述控制電路⑷與外部圖像單元和驅(qū)動(dòng)電源電路(5)相連接，接收外部圖像信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后輸出控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)電源電路；所述驅(qū)動(dòng)電源電路( 還與所述LED背光系統(tǒng)相連接，根據(jù)接收的所述控制信號(hào)輸出實(shí)時(shí)變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)給所述LED背光系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述LED背光系統(tǒng)為側(cè)邊式LED背光系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述LED背光系統(tǒng)為彩色LED背光系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述彩色LED背光系統(tǒng)由導(dǎo)光板(1)、棱鏡( 和彩色LED燈條C3)組成，根據(jù)接收的所述實(shí)時(shí)變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制彩色LED的發(fā)光亮度，經(jīng)所述棱鏡折射后在所述導(dǎo)光板上形成不同顏色。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，所述彩色LED燈條C3)由多個(gè)相互之間獨(dú)立控制的LED單元組成，每個(gè)LED單元對(duì)應(yīng)一個(gè)所述棱鏡(2)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，每個(gè)所述LED單元由不同顏色的LED組成，每個(gè)不同顏色的LED接收的電流或電壓不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述由不同顏色的LED組成是由紅色LED 和綠色LED組成，或者是由紅色LED和藍(lán)色LED組成，或者是由紅色LED、綠色LED和藍(lán)色 LED組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電源電路( 包括 接收所述主控板的工作電壓的電壓輸入端口(9)；接收所述控制信號(hào)的控制信號(hào)輸入端口(6')； 為所述控制電路提供工作電壓的電壓輸出端口(10)； 輸出所述實(shí)時(shí)變化的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)輸出端口(7)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制電路通過(guò)SPI總線或12C總線輸出所述控制信號(hào)給所述驅(qū)動(dòng)電源電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及液晶顯示器技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種LED背光的動(dòng)態(tài)調(diào)光裝置，用于對(duì)采用LED背光源的LCD TV的背光色彩和亮度進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型通過(guò)控制流過(guò)背光系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)改變光的亮度，從而調(diào)節(jié)背光色彩和亮度，其中背光系統(tǒng)中流過(guò)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的大小由控制電路對(duì)圖像信號(hào)進(jìn)行處理后的信號(hào)控制。更進(jìn)一步地，通過(guò)控制流過(guò)彩色LED上的電流或者電壓，使彩色LED發(fā)出的光亮度發(fā)生變化，在經(jīng)過(guò)棱鏡折射后引起了到導(dǎo)光板上不同區(qū)域顏色的變化，以達(dá)到調(diào)節(jié)背光色彩和亮度的目的。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK202048465SQ20112015219
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者候帥, 孫志華, 張亮, 張斌 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司, 北京京東方顯示技術(shù)有限公司