本發(fā)明涉及一背光模塊及使用該背光模塊的液晶顯示裝置，且特別涉及電路面積縮小使成本下降，且發(fā)光亮度不受到環(huán)境或產(chǎn)品間變異影響的背光模塊及使用該背光模塊的液晶顯示裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)行的背光模塊中已廣泛使用發(fā)光二極管(以下簡(jiǎn)稱led)來當(dāng)作液晶顯示裝置的光源。根據(jù)led的物理特性，led的亮度會(huì)根據(jù)流過的電流大小而定。因此在電路架構(gòu)上會(huì)利用均衡電路來控制各個(gè)led串列的電流，確保led背光源的亮度均一。

圖1是顯示已知使用均衡電路控制背光模塊中各led串列的電流大小的示意圖。背光模塊中具備多個(gè)led串列s1、s2，每個(gè)led串列中有多個(gè)led串聯(lián)而成。各個(gè)led串列會(huì)接收直流-直流轉(zhuǎn)換器10所提供的直流電壓vled，在各個(gè)led串列當(dāng)中的陰極端與接地之間分別串聯(lián)有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管及電阻。微控制器20藉由檢測(cè)出各個(gè)串列中的電阻的跨壓來得到流過該串列的電流，接著調(diào)整各個(gè)串列中的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的等效阻抗使流過每個(gè)串列的電流相等。在此，多個(gè)場(chǎng)效應(yīng)晶體管構(gòu)成均衡電路30。已知技術(shù)利用控制芯片內(nèi)部的控制電路(即微控制器20)來控制外部的均衡電路30。然而，隨著面板尺寸越做越大，背光模塊所使用的led顆數(shù)及串列數(shù)目越來越多，因此也需要面積更大的均衡電路來控制各個(gè)串列的電流，這導(dǎo)致了電路成本太高、電路體積過大的問題。

另外，即使每個(gè)led串列達(dá)成相同的發(fā)光亮度，在環(huán)境溫度改變時(shí)，會(huì)使流過每個(gè)led串列的電流改變，導(dǎo)致背光模塊的亮度因環(huán)境而改變。又或者是，不同的背光模塊之間存在有產(chǎn)品上變異，使不同背光模塊之間的最大亮度不一致。

本發(fā)明有鑒于上述的問題點(diǎn)，而提出一種背光模塊以及使用該背光模塊的液晶顯示裝置，可縮小均衡電路所需的電路面積使成本下降，且發(fā)光亮度 不受到環(huán)境或產(chǎn)品間變異影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種背光模塊，包括：多個(gè)led串列，每一led串列由多個(gè)led串聯(lián)而成；一直流-直流轉(zhuǎn)換器，具有一直流電壓輸出端；以及一調(diào)光控制器，用以調(diào)整每一該led串列的發(fā)光亮度，其中該多個(gè)led串列包括：一第一led串列，一端連接于該直流電壓輸出端，另一端依序通過該調(diào)光控制器以及一感測(cè)電阻接地；以及多個(gè)第二led串列，一端連接于該直流電壓輸出端，一端通過該調(diào)光控制器接地。

在一個(gè)實(shí)施例中，該調(diào)光控制器包括：一比較區(qū)塊，比較該感測(cè)電阻的跨壓與一基準(zhǔn)電壓并輸出一比較結(jié)果；以及一指令傳送接收區(qū)塊，接收該比較結(jié)果，并輸出一電壓調(diào)整指令來調(diào)整該直流-直流轉(zhuǎn)換器輸出的直流電壓，使得該感測(cè)電阻的跨壓與該基準(zhǔn)電壓相等。

在一實(shí)施例中，該感測(cè)電阻的阻值與該基準(zhǔn)電壓的電壓值共通用于具有相同背光模塊的產(chǎn)品中。

在一實(shí)施例中，該調(diào)光控制器還包括：一調(diào)光區(qū)塊，調(diào)整每一該led串列的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度，以控制每一該led串列的發(fā)光亮度。

在一實(shí)施例中，當(dāng)該背光模塊進(jìn)行區(qū)域調(diào)光(localdimming)時(shí)，該基準(zhǔn)電壓提高，使該直流-直流轉(zhuǎn)換器輸出更高的直流電壓，該調(diào)光區(qū)塊根據(jù)每個(gè)區(qū)域所需的亮度，重新調(diào)整位于每個(gè)區(qū)域的該led串列的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度。

在一實(shí)施例中，該多個(gè)led串列以及該調(diào)光控制器形成于同一基板上。

本發(fā)明更提出一種液晶顯示面板，包括：上述的背光模塊；以及一面板控制器，傳送一調(diào)光控制信息至該調(diào)光控制器，其中該調(diào)光控制器會(huì)根據(jù)該調(diào)光控制信息調(diào)整每一該led串列的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度。

在一個(gè)實(shí)施例中，該調(diào)光控制器包括：一比較區(qū)塊，比較該感測(cè)電阻的跨壓與一基準(zhǔn)電壓并輸出一比較結(jié)果；以及一指令傳送接收區(qū)塊，接收該比較結(jié)果，并輸出一電壓調(diào)整指令來調(diào)整該直流-直流轉(zhuǎn)換器輸出的直流電壓，使得該感測(cè)電阻的跨壓與該基準(zhǔn)電壓相等。

在一個(gè)實(shí)施例中，該面板控制器存儲(chǔ)有計(jì)算每一該led串列的特性參數(shù)來得到該調(diào)光控制信息的算法。

在一個(gè)實(shí)施例中，每一該led串列的特性參數(shù)是藉由一感光裝置測(cè)量該 背光模塊的發(fā)光所得。

根據(jù)上述的背光模塊以及使用該背光模塊的液晶顯示裝置，可縮小均衡電路所需的電路面積使成本下降，且發(fā)光亮度不受到環(huán)境或產(chǎn)品間變異影響。

附圖說明

圖1是顯示已知使用均衡電路控制背光模塊中各led串列的電流大小的示意圖。

圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的背光模塊的亮度調(diào)整步驟的示意圖。

圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的使用調(diào)光控制器調(diào)整各led串列的平均電流值的示意圖。

圖4a是說明本發(fā)明流過各個(gè)led串列的電流值的一個(gè)例子。

圖4b是說明本發(fā)明提供給各個(gè)led串列的電壓脈沖的一個(gè)例子。

圖4c是顯示圖4a的電流與圖4b的占空比相乘后各個(gè)led串列的平均電流。

圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用調(diào)光控制器調(diào)整各led串列的平均電流值的示意圖。

圖6是圖5的背光模塊電路架構(gòu)配置于一基板上的上視示意圖。

【符號(hào)說明】

10～直流-直流轉(zhuǎn)換器；

20～微控制器；

30～均衡電路；

201～背光模塊；

202～感光裝置；

203～控制器(面板控制器)；

204～調(diào)光控制器；

2041～指令傳送接收區(qū)塊；

2042～調(diào)光區(qū)塊；

2042a～調(diào)光驅(qū)動(dòng)器；

2042b～開關(guān)部；

2043～比較區(qū)塊；

iled1、iled2、iled64～電流；

t1、t2、t64～脈沖長(zhǎng)度；

r～感測(cè)電阻；

t～脈沖周期；

s1、s2、s8、s57、s64～led串列；

sw1、sw2、sw64～開關(guān)；

vref～基準(zhǔn)電壓；

100～背光基板。

具體實(shí)施方式

以下根據(jù)附圖說明本發(fā)明的顯示裝置的背光源。在不同的附圖及對(duì)應(yīng)的說明中標(biāo)示相同的符號(hào)表示相同的元件而省略重復(fù)說明。

本發(fā)明移除了已知技術(shù)中的均衡電路，而采用調(diào)光控制器以調(diào)整各個(gè)led串列的電壓脈沖的占空比(dutycycle)的方式來達(dá)成背光模塊的發(fā)光亮度均一的效果。由于調(diào)光控制器是做在芯片內(nèi)部，因此省去了均衡電路所需的電路面積，進(jìn)而降低了制作成本。

圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的背光模塊的亮度調(diào)整步驟的示意圖。首先，使具有多個(gè)led串列的背光模塊201發(fā)光，并以具有例如ccd等感光元件的感光裝置202來測(cè)量背光模塊201中各個(gè)led串列的亮度。感光裝置202將測(cè)量結(jié)果傳送或存儲(chǔ)到控制器203(此控制器可以是包括此背光模塊的液晶顯示裝置中的面板控制器)?？刂破?03預(yù)先存儲(chǔ)了有關(guān)led的特性信息(亮度與電流的關(guān)系、電流與所需占空比的關(guān)系等)，然后將測(cè)量結(jié)果結(jié)合這些信息，運(yùn)算出各個(gè)led串列所需的電壓脈沖的占空比。調(diào)光控制器204根據(jù)上述占空比信息，調(diào)整輸出至背光模塊201中的各個(gè)led串列的電壓脈沖的占空比，使各個(gè)led串列的電流平均值相等，從而達(dá)到led亮度均一的效果。

圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的使用調(diào)光控制器調(diào)整各led串列的平均電流值的示意圖。在圖3中，具有64條led串列，圖中僅舉出串列s1、s2、s64為例。如圖3所示，調(diào)光控制器204內(nèi)更具有指令傳送接收區(qū)塊2041及調(diào)光區(qū)塊2042。指令傳送接收區(qū)塊2041是用來接收控制器203所輸出的占空比信息(相當(dāng)于權(quán)利要求書中所述的調(diào)光控制信息)?？刂破?03可通過各種有線或無線的通信協(xié)議來傳輸占空比信息給指令傳送接收區(qū)塊2041。傳送接收區(qū)塊2041根據(jù)該占空比信息控制該調(diào)光區(qū)塊2042對(duì)各個(gè)led串列進(jìn) 行導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度的調(diào)整。使得流過各個(gè)led串列s1、s2、s64的電流iled1、iled2、iled64雖然不同，但各串列的電流乘上該串列的電壓脈沖的占空比后會(huì)得到實(shí)質(zhì)上相同的乘積值，即實(shí)質(zhì)上相同的平均電流。在本發(fā)明中，所謂「實(shí)質(zhì)上相同」包括數(shù)值之間的誤差在±6％內(nèi)的情況，其中誤差來源為算法或者硬件轉(zhuǎn)換或者實(shí)際測(cè)量時(shí)的合理誤差范圍。

從圖3當(dāng)中可見，本發(fā)明完全移除了已知技術(shù)中的均衡電路，而調(diào)光區(qū)塊2042屬于調(diào)光控制器(芯片)內(nèi)的線路，因此無需復(fù)雜的外加電路，僅使用ic芯片內(nèi)的調(diào)光線路就能將背光模塊調(diào)成均一的亮度。因此大幅減少電路面積，從而降低了制造成本。又因?yàn)閘ed串列上少掉了均衡電路上的跨壓，因此省去了多余的功率效率，降低led串列的發(fā)熱量，提升發(fā)光效率。

以下將說明各led串列電流、占空比與平均電流的關(guān)系。圖4a是說明本發(fā)明流過各個(gè)led串列的電流值的一個(gè)例子，如圖中所示，流過led串列s1、s2、s64的電流各不相同，分別為iled1、iled2、iled64。調(diào)光控制器根據(jù)各個(gè)串列的電流，分別提供如圖4b所示的電壓脈沖。如圖中所示，各led串列s1、s2、s64的電壓脈沖長(zhǎng)度分別為t1、t2、t64，因此占空比分別為t1/t、t2/t、t64/t。流過串列的電流越大，提供給該串列的占空比就越小。因此，得到如圖4c所示的平均電流，每一個(gè)串列s1、s2、s64的電流為iled1、iled2、iled64，乘上其占空比t1/t、t2/t、t64/t后，就獲得相同的平均電流(iled1×(t1/t)＝iled2×(t2/t)＝iled64×(t64/t))。

上述實(shí)施例并不改變流過各個(gè)led串列的電流值，而是藉由提供不同的電壓脈沖占空比，使各個(gè)led串列的電流乘上該led串列的電壓脈沖占空比的乘積值實(shí)質(zhì)上相同，即各個(gè)led串列的平均電流實(shí)質(zhì)上相同。因?yàn)楦鱾€(gè)led串列的平均電流實(shí)質(zhì)上相同，所以各個(gè)led串列的平均亮度也都實(shí)質(zhì)上相同。因此同樣能夠達(dá)成將led背光模塊的亮度調(diào)整均一的效果。

而本發(fā)明的背光模塊是主要運(yùn)用于具有液晶顯示面板的液晶顯示裝置當(dāng)中，做為該液晶顯示裝置的背光源使用。根據(jù)上述說明的背光模塊及液晶顯示裝置，本發(fā)明確實(shí)縮小了背光模塊中所需的電路面積，使成本下降。又因?yàn)闆]有均衡電路的功率耗損，可降低led串列的發(fā)熱量，并提升發(fā)光效率。

然而，即使通過調(diào)光控制器調(diào)整各個(gè)led串列的平均電流，使整片背光模塊的亮度達(dá)成均一，當(dāng)同一背光模塊處在不同溫度的環(huán)境中時(shí)，流過led串列的電流量會(huì)改變，進(jìn)而造成同一背光模塊在不同溫度的環(huán)境下有不同的 亮度。又或者是，不同的背光模塊與背光模塊之間因?yàn)閭€(gè)體間的變異，而有不同的最大亮度，造成產(chǎn)品的規(guī)格不一致。

本發(fā)明進(jìn)一步提出以下的做法。圖5是顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的使用調(diào)光控制器調(diào)整各led串列的平均電流值的示意圖。相對(duì)于圖3的架構(gòu)，本實(shí)施例的調(diào)光控制器204除了指令傳送接收區(qū)塊2041及調(diào)光區(qū)塊2042外，還包括一個(gè)比較區(qū)塊2043，且led串列s1與接地之間還包括一感測(cè)電阻r。

具體來說，調(diào)光區(qū)塊2042包括調(diào)光驅(qū)動(dòng)器2042a及開關(guān)部2042b。開關(guān)部2042b具有64個(gè)開關(guān)sw1、sw2、…、sw64。分別串聯(lián)于每個(gè)led的陰極端與接地之間，各個(gè)開關(guān)sw1、sw2、sw64的控制端被調(diào)光驅(qū)動(dòng)器2042a所控制，藉此調(diào)整各個(gè)led串列s1、s2、s64的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度。然而，本發(fā)明更在開關(guān)sw1與接地之間串聯(lián)一個(gè)感測(cè)電阻r，并將sw1與感測(cè)電阻r之間的節(jié)點(diǎn)電壓(相當(dāng)于感測(cè)電阻r的跨壓)輸入比較區(qū)塊2043，藉此，感測(cè)出led串列s1的電流iled1的電流值。

比較區(qū)塊2043的另一端輸入一基準(zhǔn)電壓vref，藉此比較基準(zhǔn)電壓vref與感測(cè)電阻r的跨壓?；鶞?zhǔn)電壓vref除以感測(cè)電阻r的阻值所得的值是設(shè)定給led串列s1的標(biāo)準(zhǔn)電流值。也就是，當(dāng)感測(cè)電阻r的跨壓與基準(zhǔn)電壓vref相同時(shí)，則流過led串列s1的電流值為標(biāo)準(zhǔn)電流值，而此時(shí)led串列s1所發(fā)出的亮度可視為標(biāo)準(zhǔn)亮度。而當(dāng)感測(cè)電阻r的跨壓與基準(zhǔn)電壓vref不同時(shí)，比較區(qū)塊2043會(huì)輸出一個(gè)顯示出需要調(diào)整電壓的比較結(jié)果給指令傳送接收區(qū)塊2041，指令傳送接收區(qū)塊2041根據(jù)這個(gè)比較結(jié)果輸出一電壓調(diào)整指令至直流-直流轉(zhuǎn)換器10，使直流-直流轉(zhuǎn)換器10調(diào)整輸出的直流電壓，直到感測(cè)電阻r的跨壓與基準(zhǔn)電壓vref相等為止。如此一來，即使背光模塊處在不同的溫度環(huán)境下，只要流過led串列s1的電流iled1的電流值改變，都會(huì)被調(diào)整回標(biāo)準(zhǔn)電流值而發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)亮度，因此背光模塊可在不同的溫度環(huán)境下維持不變的亮度。又，將此基準(zhǔn)電壓vref與感測(cè)電阻r的阻值共通地應(yīng)用于多個(gè)相同構(gòu)造(但彼此間可能存在個(gè)體變異)的背光模塊中，就能夠使每個(gè)背光模塊的led串列s1的電流iled1的電流值同為標(biāo)準(zhǔn)電流值，達(dá)成每個(gè)背光模塊具有相同的亮度規(guī)格。

圖6是圖5的背光模塊電路架構(gòu)配置于一基板上的上視示意圖。如圖6所示，以直下式的背光模塊為例，每個(gè)led串列s1、s2、s8、s57、s64會(huì)排成一個(gè)矩形的區(qū)塊，各個(gè)區(qū)塊矩陣式地配置于整個(gè)一塊背光基板100上。 本發(fā)明的一個(gè)特征在于調(diào)光控制器204也同樣設(shè)置于背光基板100上，每一個(gè)區(qū)塊再通過一條導(dǎo)線連接至調(diào)光控制器204，而調(diào)光控制器204會(huì)將來自led串列s1的區(qū)塊通過一個(gè)感測(cè)電阻r來接地，并將其他led串列s2、s8、s57、s64的區(qū)塊直接接地。藉由如圖6所示的這種構(gòu)造，可充分理解，本發(fā)明能夠確實(shí)地縮小電路面積，并且讓各個(gè)led串列流過平均電流值等于標(biāo)準(zhǔn)電流值，以排除環(huán)境變異及個(gè)體變異。

本發(fā)明的背光模塊也可以應(yīng)用于區(qū)域調(diào)光(localdimming)技術(shù)中。例如當(dāng)某些區(qū)域需要高發(fā)光亮度，某些區(qū)域需要低發(fā)光亮度，藉此來增加畫面的對(duì)比時(shí)，本發(fā)明采用的作法是暫時(shí)地提高基準(zhǔn)電壓vref值，使流過led串列的電流值提高，以對(duì)應(yīng)畫面中需要的最高發(fā)光亮度。接著，控制器203(面板控制器)會(huì)根據(jù)各個(gè)區(qū)域所需要的亮度而送出各個(gè)led串列的調(diào)光控制信息至指令傳送接收區(qū)塊2041。指令傳送接收區(qū)塊2041再輸出導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度調(diào)整指令至調(diào)光區(qū)塊2042，使調(diào)光區(qū)塊2042調(diào)整各個(gè)led串列的導(dǎo)通時(shí)間長(zhǎng)度，藉此來控制不同區(qū)域之間的亮暗差異。

根據(jù)上述說明的背光模塊及液晶顯示裝置，本發(fā)明確實(shí)縮小了背光模塊中所需的電路面積，使成本下降，又可縮小均衡電路所需的電路面積使成本下降，且發(fā)光亮度不受到環(huán)境或產(chǎn)品間變異影響。

雖本發(fā)明以上述實(shí)施例來說明，但并不限于此。更進(jìn)一步地說，本領(lǐng)域技術(shù)人員不脫離本發(fā)明的概念與同等范圍之下，權(quán)利要求書必須廣泛地解釋以包括本發(fā)明實(shí)施例及其他變形。