背光模块以及设定其驱动电流的方法

摘要

本发明公开了一种设定背光模块的驱动电流的方法，包含：将该背光模块安装于一底座；由该背光模块的上方到下方定义多个区域；以及降低与该底座距离较远的区域的驱动电流。在本发明的实施例中，通过发光二极管的驱动电流可区域调控的特性，预先将发光二极管的各区域的驱动电流或脉冲宽度调变的控制信号的导通时间进行最佳化设定，大幅改善背光模块的整体表现。另外，本发明实施例还提供了具有温度感测器的背光模块，如此驱动器可根据温度感测器所量测的温度信号即时调整背光模块的驱动电流，使各区域的发光二极管的操作温度相近。

权利要求

1.一种设定背光模块的驱动电流的方法，其特征在于，所述的方法包含：将一背光模块直立，由所述背光模块的上方到下方定义多个区域；以及降低所述背光模块的上方的区域的驱动电流；

所述每个区域沿水平方向分为多个区块；对各区域所包含的区块的驱动电流分别做调整，以均匀化所述背光模块的温度。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个区域包含一第一区域以及一第二区域沿着垂直方向排列，其中所述第一区域位于所述第二区域的上方。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，降低所述背光模块的上方的区域的驱动电流包含：降低所述第一区域的驱动电流。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包含：将所述背光模块安装于一底座。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，降低所述背光模块的上方的区域的驱动电流包含：降低与所述底座距离较远的区域的驱动电流。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包含：由所述背光模块的下方的区域向所述背光模块的上方的区域降低所述驱动电流。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包含：以一固定驱动电流驱动所述背光模块；

量测所述多个区域的温度；以及

根据所述量测的温度调整所述多个区域的驱动电流。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，降低所述背光模块的上方的区域的驱动电流包含：降低所述背光模块的上方的区域的驱动电流的脉冲宽度调变的控制信号的导通时间。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，降低所述背光模块的上方的区域的驱动电流包含：所述多个区域的每一区域提供多个串联连接的发光二极管，且所述背光模块的上方的区域的发光二极管的数量大于所述背光模块的下方的区域；以及将所述多个区域所提供的串联连接的发光二极管并联连接。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，降低所述背光模块的上方的区域的驱动电流包含：所述多个区域的每一区域提供多个串联连接的发光二极管；

将电阻串联连接于所述背光模块的上方的区域的发光二极管；以及将所述多个区域所提供的串联连接的发光二极管并联连接。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的方法还包含：在所述多个区域分别安装一温度感测器；以及根据所述温度感测器所量测的温度调整所述多个区域的驱动电流。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述温度感测器所量测的温度调整所述多个区域的驱动电流包含：当所述温度感测器所量测的温度上升时，降低对应所述温度感测器的区域的驱动电流。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述各区域所包含的区块的驱动电流的调整范围在10%以内。

说明书

背光模块以及设定其驱动电流的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种设定背光模块的驱动电流的方法，尤其涉及一种设定背光模块的各区块的驱动电流以均匀化背光模块的温度的方法。

背景技术

[0002] 液晶显示器因其具有高画质、无辐射以及高空间利用效率、低消耗功率等优点，已逐渐成为目前显示器市场的主流。由于液晶分子本身不会发光，所以液晶显示器必须通过背光模块以提供液晶面板所需的光源，使得液晶面板达到显示的效果。

[0003] 一般背光模块包含发光元件以及驱动器，其中驱动器包含功率晶体、变压器等电子元件，运作时会产生高热，另外，发光元件发光时亦会产生热，这两种热源会造成背光模块的温度上升。而在背光模块内部发光元件与液晶面板之间有一间距作为混光空间之用，背光模块内部所产生的热将由此间距产生空气对流。当背光模块内部下方空气受到发光元件与外部驱动器产生的热加热后，由于热空气密度较低产生了热对流往上移动，在向上移动的过程中，会因为灯箱内部封闭架构上方则逐渐地累积热量，而产生了背光模块内部上下温差的现象。这些累积的热能将影响背光模块中的发光元件以及驱动器散热功能，进而影响背光模块的发光效率。

[0004] 请参考图1，图1为先前技术的液晶显示器的温度量测的示意图。液晶显示器100包含背光模块110以及底座120。以直下式发光二极管的背光模块110为例，发光二极管分布于背光模块110的发光面下侧，液晶显示器100使用时通常是垂直于地面，背光模块110安装于底座120上，当背光模块110直立时由于受到空气对流的影响，使得背光模块110各区域的发光二极管的温度产生差异，最大温差可能高达数十度之多。此温度变化将严重影响各区域的发光二极管的操作寿命(lifetime)，而在一般均一电流操作条件下发光二极管的操作电流往往受限于最高温处。由于各区域的灯箱温度差异将使得光学膜有膨胀的情形，而容易在光学膜上产生波浪的现象，将影响了画面的品质。此外，在长时间的使用之后，背光模块110的亮度均匀值也会受到各区域的发光二极管衰减速度不同产生明显变化，同样严重影响了背光模块110的品质。

发明内容

[0005] 因此，本发明的一目的在于提供一种背光模块以及设定其驱动电流的方法。

[0006] 本发明提供一种设定背光模块的驱动电流的方法，包含：将一背光模块直立，由该背光模块的上方到下方定义多个区域；以及降低该背光模块的上方的区域的驱动电流。

[0007] 本发明另提供一种设定背光模块的驱动电流的方法，包含：在一背光模块定义多个区域；在该多个区域分别安装一温度感测器；以及根据该温度感测器所量测的温度调整该多个区域的驱动电流。

[0008] 本发明另提供一种背光模块，包含一发光模块、多个温度感测器以及一驱动器。该发光模块包含多个发光区域。该多个温度感测器分别安装于该多个发光区域附近，用来量测该多个发光区域的温度。该驱动器电性连接于该发光模块以及该多个温度感测器，用来产生驱动电流以驱动该发光模块，并根据该多个温度感测器所量测的温度调整该驱动电流。

[0009] 在本发明的实施例中，通过发光二极管的驱动电流可区域调控的特性，预先将发光二极管的各区域的驱动电流或脉冲宽度调变的控制信号的导通时间进行最佳化设定，大幅改善背光模块的整体表现。另外，本发明实施例提供具有温度感测器的背光模块，如此驱动器可根据温度感测器所量测的温度信号即时调整背光模块的驱动电流，使各区域的发光二极管的操作温度相近。

附图说明

[0010] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

[0011] 图1为先前技术的背光模块的温度量测的示意图；

[0012] 图2为本发明设定背光模块的驱动电流的方法的示意图；

[0013] 图3为本发明设定背光模块的驱动电流的第一实施例的示意图；

[0014] 图4为本发明设定背光模块的驱动电流的第二实施例的示意图；

[0015] 图5为本发明设定背光模块的驱动电流的第三实施例的示意图；

[0016] 图6为本发明设定背光模块的驱动电流的第四实施例的示意图；

[0017] 图7为本发明设定背光模块的驱动电流的第五实施例的示意图。

[0018] 附图标号：

[0019] 100、200 液晶显示器

[0020] 110、210、600、700 背光模块

[0021] 300、400、500 驱动电流设定

[0022] 120、220 底座

[0023] 610 发光二极管模块

[0024] 710 发光模块

[0025] 720 温度感测器

[0026] 730 驱动器

[0027] 740 比较器

[0028] Vref 参考电压

具体实施方式

[0029] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

[0030] 请参考图2，图2为本发明设定背光模块的驱动电流的方法的示意图。液晶显示器200包含背光模块210以及底座220。背光模块210安装于底座220上，当背光模块210直立时，沿着垂直方向由背光模块210的上方到下方定义多个区域A～C，其中区域A与底座
220的距离较远，区域C与底座220的距离较近。每一区域包含多个区块，其中区域A包含区块A1～A3，区域B包含区块B1～B3，区域C包含区块C1～C3。背光模块210由发光二极管(light-emitting diode，LED)与数片光学膜所组成，由于背光模块210的驱动电流具有可区域调控(local dimming)的特性，因此，通过调整背光模块210的备区块的驱动电流，使每一区块中的发光二极管的操作温度相近，如此可大幅提升背光模块210的整体表现。在以下的各实施例中，将以图2所定义的区块来说明设定背光模块210的驱动电流的方法。

[0031] 请参考图3，图3为本发明设定背光模块的驱动电流的第一实施例的示意图。在第一实施例中，背光模块210的驱动电流根据各区域与底座220的距离进行调整。由于背光模块210直立时热空气上升，所以与底座220距离较远的区域的温度较高。因此，在设定背光模块210的驱动电流时应降低与底座220距离较远的区域的驱动电流。换言之，驱动电流会由与底座220距离较远的区域向与底座220距离较近的区域提升。举例来说，假设区域A的驱动电流为基准，区域B的驱动电流提升25％，区域C的驱动电流提升40％，各区域所包含的区块也可以再作10％的微量调整。如图3的驱动电流设定300所示，以区块A2的驱动电流55mA为100％，区块A1、A3的驱动电流60mA为109％，区块B2的驱动电流70mA为127％，区块B1、B3的驱动电流68mA为124％，区块C2的驱动电流80mA为145％，区块C1、C3的驱动电流75mA为136％。背光模块210根据图3的驱动电流设定300之后，量测背光模块210的各区块的温度与亮度，其中最大温度差为7.2℃，亮度均匀值(最大亮度/最小亮度)为1.24，最大温度差相较于先前技术有大幅度的改善。

[0032] 请参考图4，图4为本发明设定背光模块的驱动电流的第二实施例的示意图。在第二实施例中，设定背光模块210的各区块的驱动电流的方法与第一实施例类似，但进一步考虑将中心局部亮度提升以及省电的设计。举例来说，假设区域A的驱动电流为基准，区域B的驱动电流提升25％，区域C的驱动电流提升25％，各区域所包含的区块也可以再作10％的调整。如图4的驱动电流设定400所示，以区块A2的驱动电流55mA为100％，区块A1、A3的驱动电流60mA为109％，区块B2的驱动电流72mA为130％，区块B1、B3的驱动电流66mA为120％，区块C1、C2、C3的驱动电流70mA为127％。背光模块210根据图4的驱动电流设定400之后，量测背光模块210的各区块的温度与亮度，其中最大温度差为6.1℃，亮度均匀值(最大亮度/最小亮度)为1.24，而区块B2相较于周围区块的亮度有明显提升，且相较于第一实施例来的省电(C1～C3电流较低)。

[0033] 请参考图5，图5为本发明设定背光模块的驱动电流的第三实施例的示意图。由于一般发光二极管在亮度控制上会利用脉冲宽度调变(pulse widthmodulation，PWM)的方式进行控制，所以在第三实施例中利用设定脉冲宽度调变的控制信号的导通时间比例来调整背光模块210的各区块的驱动功率，另一方面，背光模块210的各区块还是可以在设定的导通时间内进行区域调控。举例来说，假设各区域的驱动电流相同，通过缩短脉冲宽度调变的控制信号的导通时间来调整背光模块210的各区域的发光元件消耗功率，所以区域A减少20％导通时间，区域B、C不变，各区域所包含的区块也可以再作10％的调整。如图5的驱动电流设定500所示，以将中心局部亮度提升为例，各区块的驱动电流皆为75mA，区块A2的导通时间为77％，区块A1、A3的导通时间为80％，区块B2的导通时间为100％，区块B1、B3的导通时间为87％，区块C1、C2、C3的导通时间为96％。背光模块210根据图5的驱动电流设定500之后，量测背光模块的各区块的温度与亮度，其中最大温度差为6.1℃，亮度均匀值(最大亮度/最小亮度)为1.24。

[0034] 请参考图6，图6为本发明设定背光模块的驱动电流的第四实施例的示意图。在第四实施例中，为简化发光二极管的电路控制方式并保持各区电流不一，在多区发光二极管并联连接的情况下，当每一区串联连接的发光二极管的数量愈多时，驱动电流则会下降。因此，通过控制背光模块的每一区块所串联连接的发光二极管的数量，也可以达到调整各区块的驱动电流的目的。另外，以电阻串联连接至每一区块所串联连接的发光二极管时，更容易微量调整各区块的驱动电流，并在发光二极管受热变化时具有稳压的效果。如图6所示，背光模块600包含区块A1～A3、B1～B3、C1～C3，在不调整各区块的驱动电流的情况下(如虚线所示)，每一区块分别串联连接15个发光二极管模块610，假设要达到近似于第二实施例中所设定的驱动电流的比例，则区块A1、A3分别串联连接16个发光二极管模块610，区块A2串联连接18个发光二极管模块610，区块B1、B3分别串联连接15个发光二极管模块610，区块B2串联连接13个发光二极管模块610，区块C1、C2、C3分别串联连接14个发光二极管模块610，并可在各区发光二极管电路之前或后端加上一电阻作为调之用。

[0035] 请参考图7，图7为本发明设定背光模块的驱动电流的第五实施例的示意图。在第一至第四实施例中通过预先设定背光模块的各区块的驱动电流以均匀化背光模块的温度并最佳化背光模块的亮度。在第五实施例中，背光模块700包含发光模块710、温度感测器720以及驱动器730。发光模块710由发光二极管所组成，具有可区域调控的特性，发光模块710包含多个区块，每一区块附近皆有安装温度感测器720，每一温度感测器720产生的回授信号将利用比较器740与参考电压Vref进行比较以计算出发光元件目前的温度值，并计算出各区合适的电流值，再由驱动器730据以控制各区的驱动电流或PWM导通比例值。例如，当温度感测器720所量测的温度上升时，驱动器730可降低对应区块的驱动电流或PWM导通时间比例，最后各区块的温度感测器720所量测的温度相近，以保持各区域发光二极管操作在最合适的温度。

[0036] 综上所述，本发明提供一种设定一背光模块的驱动电流的方法，包含：将该背光模块安装于一底座；由该背光模块的上方到下方定义多个区域；以及降低与该底座距离较远的区域的驱动电流。在本发明的实施例中，通过发光二极管的驱动电流可区域调控的特性，预先将发光二极管的各区域的驱动电流或脉冲宽度调变的控制信号的导通时间进行最佳化设定，大幅改善背光模块的整体表现。另外，本发明的实施例也提供具有温度感测器的背光模块，如此驱动器可根据温度感测器所量测的温度信号即时调整背光模块的驱动电流，使各区域的发光二极管的操作温度相近。

[0037] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。