CN111427196B - 一种背光模组、其驱动方法及显示装置 - Google Patents

一种背光模组、其驱动方法及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种背光模组、其驱动方法及显示装置，该背光模组包括：多个白色发光二极管，以及与各白色发光二极管一一对应设置的补偿器件；其中，补偿器件，包括：相互串联的青色发光二极管和红色光敏二极管；每一补偿器件中的红色光敏二极管在对应白色发光二极管截止时所发射残留红光的照射下导通青色发光二极管发光以补偿残留红光为白光。通过补偿器件将白色发光二极管的残留红光补偿为白光，从而使得综合出来的背光表现为普通白，不会出现红块现象。

Description

一种背光模组、其驱动方法及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种背光模组、其驱动方法及显示装置。
背景技术
随着人们生活品质的提升，人们对显示行业的需求也越来越高，体现最为明显的是高色域的解决方案。
目前高色域的解决方案一般是使用蓝色发光二极管(LED)芯片与绿色荧光粉、红色磷光粉(例如KSF)搭配产生白光，可达成色域BT2020 85％的需求。然而，蓝光、绿光为荧光效应，残留时间为ns～μs级别，红光为磷光效应，残留时间为ms级别(约17ms)，因此在使用脉冲电流驱动时，存在红光残留的现象。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种背光模组、其驱动方法及显示装置，用以补偿红色磷光粉的红光残留现象，从而使得综合出来的背光表现为普通白，不出现红块现象。
因此，本发明实施例提供的一种背光模组，包括：多个白色发光二极管，以及与各所述白色发光二极管一一对应设置的补偿器件；其中，
所述补偿器件，包括：相互串联的青色发光二极管和红色光敏二极管；
每一所述补偿器件中的所述红色光敏二极管在对应所述白色发光二极管截止时所发射残留红光的照射下导通所述青色发光二极管发光以补偿残留红光为白光。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述背光模组中，至少两个所述白色发光二极管相互串联构成一路灯串，全部所述白色发光二极管构成多路相互独立的所述灯串。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述背光模组中，还包括：与各所述灯串一一对应设置的发光控制电路；
各所述灯串的正极与电源线相连，负极通过对应的所述发光控制电路与接地线相连；
所述发光控制电路被配置为在第一脉冲信号的控制下，控制所述灯串与所述接地线之间导通，并在第二脉冲信号的控制下，控制所述灯串与所述接地线之间断开。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述背光模组中，还包括：与各所述补偿器件一一对应设置的补色控制电路；
每一所述补偿器件中的所述青色发光二极管的正极与对应所述白色发光二极管的正极相连，所述青色发光二极管的负极与所述红色光敏二极管的正极相连，所述红色光敏二极管的负极通过对应的所述补色控制电路与所述接地线相连；
所述补色控制电路被配置为在所述第一脉冲信号的控制下，控制所述红色光敏二极管与所述接地线之间断开，并在所述第二脉冲信号的控制下，控制所述光敏二极管与所述接地线之间导通。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述背光模组中，所述发光控制电路，包括：第一三极管和第一电阻；
所述第一三极管的基极与所述电源线相连，第一极与所述灯串的负极相连，第二极通过所述第一电阻与所述接地线相连。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述背光模组中，所述补色控制电路，包括：第二三极管、反相器和第二电阻；其中，
所述反相器的输入端与所述电源线相连；
所述第二三极管的类型与所述第一三极管的类型相同，所述第二三极管的基极与所述反相器的输出端相连，第一极与所述红色光敏二极管的负极相连，第二极通过所述第二电阻与所述接地线相连。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述背光模组中，所述补色控制电路，包括：第二三极管和第二电阻；其中，
所述第二三极管的类型与所述第一三极管的类型相反，所述第二三极管的基极与所述电源线相连，第一极与所述红色光敏二极管的负极相连，第二极通过所述第二电阻与所述接地线相连。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种上述背光模组的驱动方法，包括：
每一补偿器件中的红色光敏二极管在对应白色发光二极管截止时所发射残留红光的照射下导通青色发光二极管发光以补偿残留红光为白光。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述驱动方法中，所述每一补偿器件中的红色光敏二极管在对应白色发光二极管截止时所发射残留红光的照射下导通，青色发光二极管发光补偿残留红光为白光，具体包括：
加载第二脉冲信号，使发光控制电路控制对应的灯串与接地线之间断开，处于截止状态的所述灯串所含所述白色发光二极管发射残留红光；所述第二脉冲信号还使补色控制电路控制对应补色器件中的红色光敏二极管与所述接地线之间导通青色发光二极管发光以补偿残留红光为白光。
在一种可能的实现方式中，在本公开实施例提供的上述驱动方法中，还包括：加载第一脉冲信号，使所述发光控制电路控制对应的所述灯串与所述接地线之间导通后发射白光，并使所述补色控制电路控制对应的所述补色器件与所述接地线之间断开。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括：液晶显示面板，以及上述的背光模组。
本发明有益效果如下：
在本发明实施例提供的背光模组、其驱动方法及显示装置中，该背光模组，包括：多个白色发光二极管，以及与各白色发光二极管一一对应设置的补偿器件；其中，补偿器件，包括：相互串联的青色发光二极管和红色光敏二极管；每一补偿器件中的红色光敏二极管在对应白色发光二极管截止时所发射残留红光的照射下导通青色发光二极管发光以补偿残留红光为白光。通过补偿器件将白色发光二极管的残留红光补偿为白光，从而使得综合出来的背光表现为普通白，不会出现红块现象。
附图说明
图1和图2分别为本发明实施例提供的背光模组的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。需要注意的是，附图中各图形的尺寸和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“内”、“外”、“上”、“下”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
本发明实施例提供的一种背光模组，如图1所示，包括：多个白色发光二极管WLED，以及与各白色发光二极管WLED一一对应设置的补偿器件101；其中，
补偿器件101，包括：相互串联的青色发光二极管CLED和红色光敏二极管RPD；
每一补偿器件101中的红色光敏二极管RPD在对应白色发光二极管WLED截止时所发射残留红光的照射下导通青色发光二极管CLED发光以补偿残留红光为白光。
在本发明实施例提供的上述背光模组中，通过补偿器件101将白色发光二极管WLED的残留红光补偿为白光，从而使得综合出来的背光表现为普通白，不会出现红块现象。
需要说明的是，在本发明实施例中的白色发光二极管WLED具体为蓝色发光二极管与绿色荧光粉、红色磷光粉(例如KSF)搭配产生白光的二极管。在采用脉冲电流驱动白色发光二极管WLED，白色发光二极管WLED循环执行“导通-截止”的动作。在导通状态，绿色荧光粉在蓝色发光二极管的蓝光照射下会发射绿光，红色磷光粉在蓝光照射下会发射红光，这样，部分蓝光转变成绿光，部分蓝光转换成红光，和剩余的蓝光混合后形成白光。在截止状态，由于蓝光、绿光的残留时间为ns～μs级别，红光的残留时间为ms级别(约17ms)，且脉冲电流的频率较高，致使仅可识别出残留红光而识别不出背光变黑。
并且，目前显示产品的高亮度也是一个刚需，为了达成高亮度，中大尺寸显示产品一般使用直下式背光结合局部背光(Local dimming)调整的解决方案。局部背光调整技术是将背光分成多个小区域，背光工作时，分区域控制背光明暗。因此，在白色发光二极管WLED具有残留红光的情况下，会出现局部红斑现象。
可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图1所示，至少两个白色发光二极管WLED相互串联构成一路灯串102，全部白色发光二极管WLED构成多路相互独立的灯串102。
灯串102的设置方式使得可对背光进行分区控制，从而实现分区调控背光亮度的目的。具体地，可根据显示面板上显示图像的明暗进行局部调整对应的白色发光二极管WLED的亮度，使得在显示图像中的高亮部分对应的白色发光二极管WLED调节到最大亮度，而同时显示图像中的黑暗部分对应的白色发光二极管WLED相应降低甚至全黑，以达到最佳的对比度，实现较好的显示效果。
可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图1所示，还包括：与各灯串102一一对应设置的发光控制电路103；
各灯串102的正极与电源线VDD相连，负极通过对应的发光控制电路103与接地线VSS相连；
发光控制电路103被配置为在第一脉冲信号的控制下，控制灯串102与接地线VSS之间导通，并在第二脉冲信号的控制下，控制灯串102与接地线VSS之间断开。
由于在本发明实施例提供的上述背光模组中，每个白色发光二极管WLED对应设置了一包含红色光敏二极管RPD和青色发光二极管CLED的补偿器件101。并且白色发光二极管WLED发光时，青色发光二极管CLED不发光；而白色发光二极管WLED不发光时，青色发光二极管CLED发光。因此为保证白色发光二极管WLED与青色发光二极管CLED的工作状态相反，在具体实施时需要通过不同的电源线对白色发光二极管WLED与青色发光二极管CLED加载驱动信号进行驱动，或者采用同一电源线提供驱动信号并结合其他控制部件进行驱动。
具体地，在本发明中采用了同一电源线VDD提供驱动信号，结合对白色发光二极管WLED的发光控制电路103，以及补色器件101的补色控制电路104，实现了白色发光二极管WLED与青色发光二极管CLED的工作状态相反的技术效果。另外，为简化线路布局、实现较好的补色效果，可将某一白色发光二极管WLED的相应补色器件101，以并联的方式设置在该白色发光二极管WLED的临近区域。
基于上文可知，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图1所示，还需要包括：与各补偿器件101一一对应设置的补色控制电路104；
每一补偿器件101中的青色发光二极管CLED的正极与对应白色发光二极管WLED的正极相连，青色发光二极管CLED的负极与红色光敏二极管RPD的正极相连，红色光敏二极管RPD的负极通过对应的补色控制电路104与接地线VSS相连；
补色控制电路104被配置为在第一脉冲信号的控制下，控制红色光敏二极管RPD与接地线VSS之间断开，并在第二脉冲信号的控制下，控制光敏二极管与接地线VSS之间导通。
由于在第一脉冲信号的驱动下白色发光二极管WLED会导通发光，与白色发光二极管WLED并连的青色发光二极管CLED因补色控制电路104、红色光敏二极管RPD的存在而截止；在第二脉冲信号的驱动下白色发光二极管WLED因发光控制电路103的存在而截止，与白色发光二极管WLED并连的青色发光二极管CLED会导通发光。因此可以理解的是，在发光控制电路103、补色控制电路104和红色光敏二极管RPD不存在的情况下，第一脉冲信号和第二脉冲信号均会驱动白色发光二极管WLED和青色发光二极管CLED发光，基于此，本发明实施例中电源线VDD所提供的脉冲电流为电流方向不变、幅度做有规律的高低变化的脉冲直流电，而非电流方向改变、幅度做有规律的高低变化的脉冲交流电。
需要说明是，一路灯串102所含多个白色发光二极管WLED的导通或截止状态相同，故在具体实施时，也可以使用同一发光控制电路104实现与一路灯串102中的各白色发光二极管WLED对应设置的补色器件101的控制，在此不做限定。
可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图1所示，发光控制电路103，包括：第一三极管T1和第一电阻R1；
第一三极管T1的基极与电源线VDD相连，第一极与灯串102的负极相连，第二极通过第一电阻R1与接地线VSS相连。
在第一脉冲信号的作用下第一三极管T1处于打开状态，使得灯串102与接地线VSS之间导通，此时灯串102发白光；在第二脉冲信号的作用下第一三极管T1处于关闭状态，使得灯串102与接地线VSS之间断开，此时灯串102发射残留红光。
可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图1所示，补色控制电路104，包括：第二三极管T2、反相器ISLN和第二电阻R2；其中，
反相器ISLN的输入端与电源线相连；
第二三极管T2的类型与第一三极管T1的类型相同，第二三极管T2的基极与反相器ISLN的输出端相连，第一极与红色光敏二极管RPD的负极相连，第二极通过第二电阻R2与接地线相连。
反相器ISLN的存在，使得在第一脉冲信号的作用下第二三极管T2处于关闭状态，导致补色器件101与接地线VSS之间断开，此时补色器件101所含青色发光二极管CLED不发光，不会干扰白色发光二极管WLED的白光效果；在第二脉冲信号的作用下第二三极管T2处于打开状态，使得补色器件101与接地线VSS之间打通，此时补色器件101所含青色发光二极管CLED发光，以与灯串102发射的残留红光进行混合形成白光，解决了红光残留导致的红斑现象，提高了光效，相应地提高了显示效果。
可选地，在本公开实施例提供的上述背光模组中，如图2所示，补色控制电路104，还包括：第二三极管T2和第二电阻R2；其中，
第二三极管T2的类型与第一三极管T1的类型相反，第二三极管T2的基极与电源线VDD相连，第一极与红色光敏二极管RPD的负极相连，第二极通过第二电阻R2与接地线VSS相连。
由于第二三极管T2的类型与第一三极管T1的类型相反，因此相同的驱动信号会导致第二三极管T2与第一三极管T1开关状态相反。基于此，在第一脉冲信号的作用下第二三极管T2会处于关闭状态，使得补色器件101与接地线VSS之间断开，此时补色器件101所含青色发光二极管CLED不发光，不会干扰白色发光二极管WLED的白光效果；在第二脉冲信号的作用下第二三极管T2处于打开状态，使得补色器件101与接地线VSS之间打通，此时补色器件101所含青色发光二极管CLED发光，以与灯串102发射的残留红光进行混合形成白光。
需要说明的是，以上仅是举例说明本发明实施例提供的上述背光模组中发光控制电路103和补色控制电路104的具体结构，在具体实施时，发光控制电路103和补色控制电路104的具体结构不限于本公开实施例提供的上述结构，还可以是本领域技术人员可知的其他结构，在此不做限定。
另外，本发明中提到的第一三极管T1和第二三极管T2是NPN型三极管或PNP型三极管。一般地，NPN型三极管的第一极为集电极，第二极为发射极；PNP型三极管的第一极为发射极，第二极为集电极。
此外，由于二极管的电阻较小，容易发光短路，因此，通常会设置第一电阻R1和第二电阻R2以解决短路问题。
基于同一发明构思，本发明实施例提供了一种上述背光模组的驱动方法，由于该驱动方法解决问题的原理与上述背光模组解决问题的原理相似，因此，本发明实施例提供的该驱动方法的实施可以参见本发明实施例提供的上述背光模组的实施，重复之处不再赘述。
具体地，本发明实施例提供的一种上述背光模组的驱动方法，包括：
每一补偿器件中的红色光敏二极管在对应白色发光二极管截止时所发射残留红光的照射下导通青色发光二极管发光以补偿残留红光为白光。
可选地，在本公开实施例提供的上述驱动方法中，每一补偿器件中的红色光敏二极管在对应白色发光二极管截止时所发射残留红光的照射下导通，青色发光二极管发光补偿残留红光为白光，具体可以通过以下方式进行实现：
加载第二脉冲信号，使发光控制电路控制对应的灯串与接地线之间断开，处于截止状态的灯串所含白色发光二极管发射残留红光；第二脉冲信号还使补色控制电路控制对应补色器件中的红色光敏二极管与接地线之间导通青色发光二极管发光以补偿残留红光为白光。
可选地，在本公开实施例提供的上述驱动方法中，还可以包括以下步骤：加载第一脉冲信号，使发光控制电路控制对应的灯串与接地线之间导通后发射白光，并使补色控制电路控制对应的补色器件与接地线之间断开。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括液晶显示面板，以及上述背光模组。较佳地，该背光模组为采用Local dimming技术的直下式背光模组。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、智能手表、健身腕带、个人数字助理等任何具有显示功能的产品或部件。对于显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不做赘述，也不应作为对本发明的限制。另外，由于该显示装置解决问题的原理与上述背光模组解决问题的原理相似，因此，该显示装置的实施可以参见上述背光模组的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例提供的上述背光模组、其驱动方法及显示装置，包括：多个白色发光二极管，以及与各白色发光二极管一一对应设置的补偿器件；其中，补偿器件，包括：相互串联的青色发光二极管和红色光敏二极管；每一补偿器件中的红色光敏二极管在对应白色发光二极管截止时所发射残留红光的照射下导通青色发光二极管发光以补偿残留红光为白光。通过补偿器件将白色发光二极管的残留红光补偿为白光，从而使得综合出来的背光表现为普通白，不会出现红块现象。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (11)

1.一种背光模组，其特征在于，包括：多个白色发光二极管，以及与各所述白色发光二极管一一对应设置的补偿器件；其中，
所述补偿器件，包括：相互串联的青色发光二极管和红色光敏二极管；
每一所述补偿器件中的所述红色光敏二极管在对应所述白色发光二极管截止时所发射残留红光的照射下导通所述青色发光二极管发光以补偿残留红光为白光。
2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于，至少两个所述白色发光二极管相互串联构成一路灯串，全部所述白色发光二极管构成多路相互独立的所述灯串。
3.如权利要求2所述的背光模组，其特征在于，还包括：与各所述灯串一一对应设置的发光控制电路；
各所述灯串的正极与电源线相连，负极通过对应的所述发光控制电路与接地线相连；
所述发光控制电路被配置为在第一脉冲信号的控制下，控制所述灯串与所述接地线之间导通，并在第二脉冲信号的控制下，控制所述灯串与所述接地线之间断开。
4.如权利要求3所述的背光模组，其特征在于，还包括：与各所述补偿器件一一对应设置的补色控制电路；
每一所述补偿器件中的所述青色发光二极管的正极与对应所述白色发光二极管的正极相连，所述青色发光二极管的负极与所述红色光敏二极管的正极相连，所述红色光敏二极管的负极通过对应的所述补色控制电路与所述接地线相连；
所述补色控制电路被配置为在所述第一脉冲信号的控制下，控制所述红色光敏二极管与所述接地线之间断开，并在所述第二脉冲信号的控制下，控制所述光敏二极管与所述接地线之间导通。
5.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于，所述发光控制电路，包括：第一三极管和第一电阻；
所述第一三极管的基极与所述电源线相连，第一极与所述灯串的负极相连，第二极通过所述第一电阻与所述接地线相连。
6.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述补色控制电路，包括：第二三极管、反相器和第二电阻；其中，
所述反相器的输入端与所述电源线相连；
所述第二三极管的类型与所述第一三极管的类型相同，所述第二三极管的基极与所述反相器的输出端相连，第一极与所述红色光敏二极管的负极相连，第二极通过所述第二电阻与所述接地线相连。
7.如权利要求5所述的背光模组，其特征在于，所述补色控制电路，包括：第二三极管和第二电阻；其中，
所述第二三极管的类型与所述第一三极管的类型相反，所述第二三极管的基极与所述电源线相连，第一极与所述红色光敏二极管的负极相连，第二极通过所述第二电阻与所述接地线相连。
8.一种如权利要求1-7任一项所述背光模组的驱动方法，其特征在于，包括：
每一补偿器件中的红色光敏二极管在对应白色发光二极管截止时所发射残留红光的照射下导通青色发光二极管发光以补偿残留红光为白光。
9.如权利要求8所述的驱动方法，其特征在于，所述每一补偿器件中的红色光敏二极管在对应白色发光二极管截止时所发射残留红光的照射下导通，青色发光二极管发光补偿残留红光为白光，具体包括：
加载第二脉冲信号，使发光控制电路控制对应的灯串与接地线之间断开，处于截止状态的所述灯串所含所述白色发光二极管发射残留红光；所述第二脉冲信号还使补色控制电路控制对应补色器件中的红色光敏二极管与所述接地线之间导通青色发光二极管发光以补偿残留红光为白光。
10.如权利要求9所述的驱动方法，其特征在于，还包括：加载第一脉冲信号，使所述发光控制电路控制对应的所述灯串与所述接地线之间导通后发射白光，并使所述补色控制电路控制对应的所述补色器件与所述接地线之间断开。
11.一种显示装置，其特征在于，包括：液晶显示面板，以及如权利要求1-7任一项所述的背光模组。
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