用二線傳輸驅動法實現多色背光的裝置和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種多色背光實現裝置，包括：正極傳輸線，用于傳輸一種頻率的驅動電流；第一至第n發光單元，用于分別顯示第一至第n顏色的光，每個發光單元具有第一端和第二端，其中n是大于1的自然數；第一至第n無源濾波器，用于分別輸出第一至第n頻率的驅動電流以開啟第一至第n發光單元中的相應一個，其中，每個無源濾波器包括：連接到正極傳輸線的輸入端、連接到第一至第n發光單元的相應一個發光單元的第一端的輸出端、和與負極傳輸線連接的接地端；負極傳輸線，與第一至第n發光單元的第二端相連。與以前的多色背光驅動方法相比本發明專利技術減少了傳輸線的數量，節約了電子元件的數量和成本，降低了電子線路的復雜性，提高了背光電路的可靠性。

【技術實現步驟摘要】
用二線傳輸驅動法實現多色背光的裝置和方法
本專利技術涉及一種實現多個背光的裝置和方法，更具體地說，涉及一種利用二線傳輸驅動法來實現多色背光的裝置和方法。
技術介紹
單色(即黑白)液晶顯示器由于其高可靠性和低功耗等優點再工業領域內仍被廣泛使用。為了能讓用戶在黑暗的環境中也能看清顯示的內容，我們通常在顯示器內加入了背光源，用戶可根據需要開啟或關閉背光。圖1示出了目前液晶顯示模組的背光結構。圖1左圖示出了背光關閉時的液晶顯示器；而圖1右圖顯示了背光開啟時的液晶顯示器。圖2示出了液晶顯示器的背光效果。通常液晶顯示器的背光源為單色光，最常見的是白光，由若干顆發光二極管(LED)串聯或并聯，再通過導光板形成面光源。我們用兩根傳輸線既可實現輸電來驅動背光，其中一根為正極，一根為負極。然而在某些應用場合我們需要顯示器的兩根背光導線能夠驅動多種顏色的背光，并根據實際情況動態切換不同的顏色，例如在正常情況下顯示白色或綠色，在有報警的情況下顯示紅色等。圖3示出了多種背光顏色可自由切換的顯示器。通常一種發光二極管只能產生一種顏色的背光。若要獲得三種不同顏色的背光，我們需要使用三組不同種類的發光二極管。圖4是驅動三組不同顏色發光二極管的電路原理圖。如圖4所示，驅動三組不同顏色發光二極管需要四根傳輸線(一根正極，三根負極)。圖4示出了用四根傳輸線驅動三組不同顏色的背光的電路原理圖。然而在有些產品中，由于受布線空間、線纜連接器的限制和線纜容量的限制、或者產品兼容性等的限制，我們只能使用兩根傳輸線來實現對背光的輸電和驅動。用傳統驅動方法，兩根傳輸線只能驅動一組顏色的光源，不能驅動三組及三組以上顏色的光源。不同于傳統的驅動方法，本專利技術實現了用兩根傳輸線驅動三組及三組以上顏色的光源，從而實現了用兩線法驅動多色背光的目的。與本專利技術有相似功能的實現方法有以下兩種。現有方法1,兩組發光二極管反向并聯。圖5示出了兩組發光二極管反相并聯來驅動雙色背光的電路原理圖。如圖5所示，第一組發光二極管(紅色)的正極與第二組發光二極管(綠色)的負極相連，第一組的負極與第二組的正極相連。整個背光只有兩個電極K1和K2,當K1高電平K2低電平時，第一組發光二極管開啟，第二組關閉，整個背光顯示為紅色；當K1低電平，K2高電平時，第二組開啟，第一組關閉，整個背光顯示為綠色。通過這種方法我們可以用兩根傳輸線驅動兩種顏色的光源，但是這種方法無法驅動三種及三種以上顏色的光源，因而不能實現真正意義上的多色背光。現有方法2,信號調制法。圖6示出了信號調制法驅動多色背光的電路原理圖。如圖6所示，這種方法是對顏色切換的開關信號用交流載波進行調制，通過A、B兩根導線傳輸調制后的交流信號，也有的方法用不同頻率的音頻信號來定義不同顏色的光源驅動信號。在光源端，通過解調器或濾波器取出光源開關信號，再通過光源驅動電路顯示不同顏色的背光。這種方法看似只用A、B兩根傳輸線實現了多種顏色背光的切換，實際上這樣的解調器/濾波器以及光源驅動電路都需要外置電源來進行供電，特別是對音頻信號的過濾和解調一定要用到有源濾波器，因而增加了電子線路的成本和復雜性。如果加上兩根電源傳輸線，實際上這種方法至少需要四根傳輸線。所以這種方法雖然實現了多色背光的驅動，但實際上使用了四根傳輸線。所以以上兩種方法不能同時滿足多色背光和兩根傳輸線的驅動要求。此外，現有技術中還存在一種方法3,電壓甄選法。圖7示出了電壓甄選法驅動多色背光的電路原理圖。如圖7所示，在每種顏色的發光二極管之前串接電壓比較器，只有符合預定閾值范圍的輸入電壓才能通過比較器，通過設定不同電壓比較器的閾值電壓范圍，我們就可以從不同的輸入電壓中甄選出符合設定的電壓，驅動相對應的發光二極管，這樣我們就通過改變輸入電壓值來點亮不同顏色的發光二極管。這種方法雖然實現了用兩根傳輸線驅動不同顏色的背光，但是由于甄選后的驅動電壓各不相同，所以每組顏色的發光二極管的數量也不相同，如果把它們做成液晶顯示器的背光，會造成背光均勻度差，各種顏色亮度不均等問題。
技術實現思路
本專利技術的另外方面和優點部分將在后面的描述中闡述，還有部分可從描述中明顯地看出，或者可以在本專利技術的實踐中得到。本專利技術提出了一種新的背光驅動方案，使我們僅用兩根傳輸線就可實現多種顏色的背光顏色切換和驅動。本專利技術提供了一種多色背光實現裝置，包括：正極傳輸線，用于傳輸一種頻率的驅動電流；第一至第n發光單元，用于分別顯示第一至第n顏色的光，每個發光單元具有第一端和第二端，其中n是大于1的自然數；第一至第n無源濾波器，用于分別輸出第一至第n頻率的驅動電流以開啟第一至第n發光單元中的相應一個，其中，每個無源濾波器包括：連接到正極傳輸線的輸入端、連接到第一至第n發光單元的相應一個發光單元的第一端的輸出端、和與負極傳輸線連接的接地端；負極傳輸線，與第一至第n發光單元的第二端相連。本專利技術還提供一種多色背光實現方法，包括：經由第一至第n無源濾波器中的一個傳輸通過由正極傳輸線傳輸的驅動電流以開啟第一至第n發光單元中、與傳輸通過驅動電流的無源濾波器相連接的相應發光單元，其中n是大于1的自然數。與以前的多色背光驅動方法相比本專利技術減少了傳輸線的數量(傳輸線減少50％)，節約了電子元件的數量和成本，降低了電子線路的復雜性，提高了背光電路的可靠性。本專利技術的特點是兩線傳輸驅動多色背光，其使用了無源濾波技術。附圖說明通過結合附圖對本專利技術的優選實施例進行詳細描述，本專利技術的上述和其他目的、特性和優點將會變得更加清楚，其中相同的標號指定相同結構的單元，并且在其中：圖1示出了目前液晶顯示模組的背光結構；圖2示出了液晶顯示器的背光效果；圖3示出了多種背光顏色可自由切換的顯示器；圖4示出了用四根傳輸線驅動三組不同顏色的背光的電路原理圖；圖5示出了兩組發光二極管反相并聯來驅動雙色背光的電路原理圖；圖6示出了信號調制法驅動多色背光的電路原理圖；圖7示出了電壓甄選法驅動多色背光的電路原理圖；圖8示出了利用無源帶寬濾波器實現頻率甄選來驅動多色背光的電路原理圖；圖9示出了三種頻段無源帶寬濾波器的第一設計方案電路圖；圖10示出了圖9所示無源濾波器的頻譜圖；圖11示出了三種頻段無源帶寬濾波器的第二設計方案電路圖；圖12示出了圖11中三種濾波器的頻譜圖；圖13是根據圖9中的三種濾波器設計出來的用兩根傳輸線實現的多色背光系統的具體電路圖；和圖14是根據圖11中的三種濾波器設計出來的用兩根傳輸線實現的多色背光系統的又一案例具體電路圖。具體實施方式下面將參照示出本專利技術實施例的附圖充分描述本專利技術。然而，本專利技術可以以許多不同的形式實現，而不應當認為限于這里所述的實施例。相反，提供這些實施例以便使本公開透徹且完整，并且將向本領域技術人員充分表達本專利技術的范圍。在附圖中，為了清楚起見放大了組件。應當理解，當稱“元件”“連接到”或“耦接”到另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這里使用的術語“和/或”包括一個或多個相關列出的項目的任何和所有組合。應當理解，盡管這里可以使用術語第一、第二、第三等描述各個元件、組件和/或部分，但這些元件、組件和/或部分不受這些術本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多色背光實現裝置，包括：正極傳輸線，用于傳輸一種頻率的驅動電流；第一至第n發光單元，用于分別顯示第一至第n顏色的光，每個發光單元具有第一端和第二端，其中n是大于1的自然數；第一至第n無源濾波器，用于分別輸出第一至第n頻率的驅動電流以開啟第一至第n發光單元中的相應一個，其中，每個無源濾波器包括：連接到正極傳輸線的輸入端、連接到第一至第n發光單元的相應一個發光單元的第一端的輸出端、和與負極傳輸線連接的接地端；負極傳輸線，與第一至第n發光單元的第二端相連。

【技術特征摘要】
1.一種多色背光實現裝置，包括：正極傳輸線，用于傳輸一種頻率的驅動電流；第一至第n發光單元，用于分別顯示第一至第n顏色的光，每個發光單元具有第一端和第二端，其中n是大于1的自然數；第一至第n無源濾波器，用于分別輸出第一至第n頻率的驅動電流以開啟第一至第n發光單元中的相應一個，其中，每個無源濾波器包括：連接到正極傳輸線的輸入端、連接到第一至第n發光單元的相應一個發光單元的第一端的輸出端、和與負極傳輸線連接的接地端；負極傳輸線，與第一至第n發光單元的第二端相連。2.如權利要求1所述的多色背光實現裝置，其中，每個發光單元包括多個串聯或并聯的一種顏色的發光二極管。3.如權利要求2所述的多色背光實現裝置，其中，第一至第n顏色的光為n種不同顏色的光。4.如權利要求3所述的多色背光實現裝置，其中，每個無源濾波器由包含電阻器、電容器的電路構成或者由包含電阻器、電容器、電感器的電路構成。5.如權利要求4所述的多色背光實現裝置，其中，通過交替輸入兩個或多個不同頻率的驅動電流，交替開啟與傳輸通過這兩個或多個驅動電流的無源濾波器相連接的兩個或多個發光單元。6.如權利要求4所述的多色背光實現裝置，其中，第一至第n無源濾波器中的兩個或多個是在部分頻段相互重疊的濾波器。7.如權利要求6所述的多色背光實現裝置，其中，當正極傳輸線傳輸的驅動電流的頻率處于兩個或多個無源濾波器的重疊頻段時，同時開啟與這兩個或多個無源濾波器相連接的兩個或多個發光單元。8.如權利要求5或7所述的多色背光實現裝置，其中，第一至第n無源濾波器都是中低頻段的濾波器。9.如權利要求8所述的多色背光實現裝置，其中，n為3。10.如權利要求9所述的多色背光實現裝置，其中，第一無源濾波器通過第一頻率的驅動電流以開啟第一發光單元；第二無源濾波器通過第二頻率的驅動電流以開啟第二發光單元；以及第三無源濾波器通過第三頻率的驅動電流以開啟第三發光單元。11.如權利要求10所述的多色背光實現裝置，其中，第一無源濾波器是第一電感器、第一電阻器和第一電容器串聯電路；第二無源濾波器是第二電容器和第二電阻器串聯電路；以及第三無源濾波器是第三電阻器和第三電容器構成的并聯單元與第四電阻器、第四電容器串聯形成的電路。12.如權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：費維和，V莫利頓，李嬋娟，
申請(專利權)人：施耐德電器工業公司，
類型：發明
國別省市：