专利名称：显示面板的背光模块的制作方法
技术领域：
本发明相关于一种显示面板的背光模块，尤指一种可降低画面失真及节省耗电的显示面板背光模块。
背景技术：
随着液晶显示器的低价化与高质量化，液晶显示器已经被广泛地应用在笔记本型计算机、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)、移动电话、监视器以及平面电视等信息产品上。背光模块(backlight module)是液晶显示器产品的关键零元件之一，由于液晶显示器为一种被动发光的平面显示器，因此在非自发光源的液晶显示器中，需要使用背光模块来提供光源，以达到夜视和高全彩的要求。一般而言，背光模块均设于显示面板(displaypanel)的后侧，包含光源产生装置以及扩散板(diffusing plate)，以提供均匀分散的光线至显示面板，再通过控制显示面板上的像素电极来形成适当的图像。
背光模块中的光源产生装置一般为冷阴极荧光灯管(cold cathodefluorescent lamp，CCFL)、外电极荧光灯管(external electrodefluorescent lamp，EEFL)、或是发光二极管(light emitted diode，LED)。根据光源产生装置所在位置，背光模块可分成两种光源产生自显示面板正下方的直下式(direct type)背光模块，以及光源来自显示面板侧边附近的侧光式(edge light type)背光模块。直下式背光模块是将光源产生装置设于显示面板的正下方，因此可应用于较高亮度需求或较大尺寸的显示面板，例如计算机监视器以及平面电视机等。侧光式背光模块是将光源产生装置设于显示面板的侧边，因此可缩小液晶显示器的体积与制造成本，一般应用于小型的电器产品。不论是侧光式背光模块或直下式背光模块，其设计概念皆着重于如何使背光模块能有均匀的光线输出，亦即让背光模块能有均匀的辉度(luminance)分布。同时，如何降低耗电量也是背光模块的重要考虑。
请参考图1，图1为先前技术中背光模块10的示意图。背光模块10采用侧光式结构，包含光源产生装置11-14、变压器15、以及控制电路16。光源产生装置11和12设置于显示面板18后侧的一端，而光源产生装置13和14设置于显示面板18后侧的另一端。光源产生装置11-14皆耦接于变压器15，由变压器15来控制光源产生装置11-14的照明度。依据显示面板18欲显示的图像，背光模块10通过控制电路16产生控制电压V，并将控制电压V传至变压器15。变压器15再依据控制电压V产生光源产生装置11-14的驱动电流I。在背光模块10中，光源产生装置11-14会同时被开启或关闭，而每一光源产生装置的发光亮度也会相同。当使用者调整显示面板18的屏幕亮度时，背光模块10会调整驱动电流I的大小，使得每一光源产生装置能提供相对应的照明度。一般在设计背光模块时，会希望屏幕亮度的调整范围能够越大越好，然而受限于光源产生装置的特性，因此驱动电流I也有一定的调整范围。
请参考图2，图2说明了背光模块10中的光源产生装置在运作时的信号图。图2中，横轴代表屏幕视控系统(on-screen display，OSD)控制信号的值，调整OSD可对显示面板18的色彩、对比、亮度、模式等参数进行调整，以达到使用者希望的最佳显示状态。图2中的OSD代表屏幕亮度的控制信号，而其控制范围为1-100，OSD数值越高，屏幕亮度也越高。图2左侧Y轴标示的数值代表驱动电流I的大小，其单位为毫安，而右侧Y轴标示的数值代表控制电压V的大小，其单位为伏特。驱动电流I和控制电压V与OSD控制信号之间的特性则分别由曲线A和B来表示。在图2中，OSD控制信号的取样间隔为5，当OSD控制信号的值为5的倍数时，此时相对应的驱动电流I和控制电压V的值则分别由曲线A上的“.”和曲线B上的“▲”所标示的数字来表示。
如图2所示，由于光源产生装置本身特性的限制，当OSD控制信号小于临界值(OSD＝30)时，控制电压V和驱动电流I并不会随之下降，而是维持在当OSD控制信号为此临界值时的值。此时背光模块10的背光亮度已经被固定住，若使用者仍欲继续调低屏幕亮度，仅能针对显示图像进行数字处理，以仿真出低亮度的显示图像，此种方式会造成画面失真。此外，背光模块10中光源产生装置的操作电流介于3-8.5毫安之间，当光源产生装置的操作电流过低而超出其理想的操作范围时，光源产生装置会出现明暗不均或是闪烁的现象，大大影响显示质量。因此在低OSD控制信号范围操作时，一般会将驱动电流I设在3.5毫安附近(相当于OSD＝40时的值)，以确保显示质量。因此，在不造成画面失真的前提下，使用者仅能将显示图像的亮度调降至其最大值的40％，若想将屏幕亮度更进一步降低，则需针对显示图像进行数字处理，如此无可避免会造成画面失真。
在先前技术的背光模块10中，光源产生装置在低驱动电流时无法提供高质量的显示画面，亦无法有效地随着控制信号下降。因此在显示低亮度显示图像时，往往需要针对显示图像进行数字处理，无可避免地会造成画面失真。
发明内容
本发明提供一种适用于显示面板的背光模块，其包含第一光源组，设于该显示面板的第一侧，该第一光源组包含第一光源产生装置和第二光源产生装置；第二光源组，设于该显示面板的第二侧，该第二光源组包含第三光源产生装置和第四光源产生装置；第一变压器，耦接于该第一光源产生装置和该第三光源产生装置；以及第二变压器，耦接于该第二光源产生装置和该第四光源产生装置。
本发明另提供一种适用于显示面板的背光模块，其包含第一光源组，设于显示面板的第一侧，该第一光源组包含多个第一光源产生装置和多个第二光源产生装置，该多个第一光源产生装置与该多个第二光源产生装置彼此平行地交错设置；第二光源组，设于显示面板的第二侧，该第二光源组包含多个第三光源产生装置和多个第四光源产生装置，该第三与第四光源产生装置彼此平行地交错设置；第一变压器，耦接于该第一光源组的该些第一光源产生装置和该第二光源组的该些第三光源产生装置；以及第二变压器，耦接于该第一光源组的该些第二光源产生装置和该第二光源组的该些第四光源产生装置。
本发明另提供一种驱动显示面板的背光模块的方法，其包含检测显示面板欲显示图像的亮度；以及当检测到该显示面板欲显示图像的亮度小于预定值时，第一控制单元开启第一光源组中设于该显示面板第一侧的光源产生装置，及关闭该第一光源组中设于该显示面板第二侧的光源产生装置。
图1为先前技术中背光模块的示意图。
图2为图1背光模块中的光源产生装置在运作时的信号图。
图3为本发明第一实施例中背光模块的示意图。
图4为本发明第二实施例中背光模块的示意图。
图5为本发明第一和第二实施例中背光模块运作时的流程图。
图6为本发明第三实施例中背光模块的示意图。
图7为本发明第四实施例中背光模块的示意图。
图8为本发明第三和第四实施例中背光模块运作时的流程图。
16、37、67 控制电路18、36、66 显示面板38、68 存储单元39、69 操作界面31、32、61、62光源组510-560、810-860步骤I、IU1-IUn、IL1-ILn电流V、V1、V2电压11-14、U1-Un、L1-Ln光源产生装置10、30、40、60、70背光模块15、34、35、64、65变压器OSD屏幕视控系统控制信号具体实施方式
请参考图3，图3为本发明第一实施例中背光模块30的示意图。背光模块30包含两光源组31、32，两变压器34、35，控制电路37，存储单元38，以及操作界面39。使用者通过操作界面39调整对应于色彩、对比、亮度、模式等参数的控制信号。控制电路37耦接于变压器34和35，用来依据接收到的控制信号产生控制电压V1和V2。存储单元38可包含电可擦除只读存储器(electrically erasable programmable read only memory，EEPROM)或其它种类的存储器，用来储存数据。背光模块30采用侧光式结构，光源组31和32分别设置于显示面板36后侧的两端。在第一实施例中，光源组31包含两光源产生装置U1和U2，而光源组32包含两光源产生装置L1和L2。变压器34耦接于光源产生装置U1和L1，依据控制电压V1分别产生光源产生装置U1和L1的驱动电流IU1和IL1。变压器35耦接于光源产生装置U2和L2，依据控制电压V2分别产生光源产生装置U2和L2的驱动电流IU2和IL2。在背光模块30中，每一变压器可驱动两光源产生装置，而光源产生装置U1、U2、L1和L2可包含冷阴极荧光灯管、外电极荧光灯管，或是发光二极管。
当显示面板36欲显示图像的亮度低于预定值(例如50％)时，本发明的背光模块30可有两种操作模式模式一变压器34开启光源产生装置U1并关闭光源产生装置L1，而变压器35开启光源产生装置L2并关闭光源产生装置U2；以及模式二变压器34关闭光源产生装置U1并开启光源产生装置L1，而变压器35关闭光源产生装置L2并开启光源产生装置U2。
换而言之，当显示面板36欲显示图像的亮度低于50％时，光源组31和32各仅有光源产生装置会被开启以提供光线，而被开启的光源产生装置的照明度则依据显示图像的亮度而定。同样以代表屏幕亮度的OSD控制信号来作说明，而其控制范围为1-100，OSD数值越高，屏幕亮度也越高。举例来说，当使用者通过操作界面39设定OSD＝100，变压器34和35同时开启光源产生装置U1、U2、L1和L2，并分别产生每一光源产生装置达到其最大照明度时所需的驱动电流；当使用者通过操作界面39设定OSD＝80，变压器34和35同时开启光源产生装置U1、U2、L1和L2，并分别产生每一光源产生装置达到其最大照明度的80％时所需的驱动电流；当使用者通过操作界面39设定OSD＝50，变压器34和35会关闭四光源产生装置中两个光源产生装置(如前述模式一中的光源产生装置U2、L1，或模式二中的光源产生装置U1、L2)，并分别产生每一被开启的光源产生装置达到其最大照明度时所需的驱动电流；当使用者通过操作界面39设定OSD＝30，变压器34和35会关闭四光源产生装置中两个光源产生装置(如前述模式一中的光源产生装置U2、L1，或模式二中的光源产生装置U1、L2)，并分别产生每一被开启的光源产生装置达到其最大照明度的60％时所需的驱动电流。
在本发明第一实施例的背光模块30中，控制电路37可包含微处理单元(microprocessing unit，MPU)，可产生控制电压V1和V2至变压器34和35。然而，本发明亦可使用多组控制电路来分别产生控制电压V1和V2。请参考图4，图4为本发明第二实施例中背光模块40的示意图。背光模块40包含两个控制电路37，用来分别产生控制电压V1和V2至变压器34和35。
请参考图5，图5为本发明第一和第二实施例中背光模块30和40运作时的流程图。图5的流程图包含下列步骤步骤510检测显示面板36欲显示图像的亮度；步骤520判断显示面板36欲显示图像的亮度是否小于预定值；当显示面板36欲显示图像的亮度小于预定值时，执行步骤540；当显示面板36欲显示图像的亮度不小于预定值时，执行步骤530；步骤530开启所有光源产生装置；执行步骤560；步骤540开启设于显示面板36第一侧的光源组中的一光源产生装置与设于显示面板36第二侧的光源组中的一光源产生装置，以及关闭设于显示面板36第一侧的光源组中的另一光源产生装置与设于显示面板36第二侧的光源组中的另一光源产生装置；步骤550依据该显示面板欲显示图像的亮度调整被开启的光源产生装置的发光亮度；以及步骤560结束。
在先前技术中会同时开启所有光源产生装置，再依据欲显示图像的亮度每一光源产生装置的照明度，如此在显示图像的亮度低于其最大值40％时，需要针对显示图像进行数字处理且会造成画面失真。在本发明的背光模块30和40中，当显示面板36欲显示图像的亮度低于50％时，显示面板36后侧的两端各仅有一光源产生装置会提供光线，如此可先将亮度降低一半，接着再依据显示图像的亮度来调整被开启的光源产生装置的照明度。因此，在不造成画面失真的前提下，本发明的背光模块30和40可提供较大范围的亮度调整。此外，当显示面板36欲显示图像的亮度低于50％时，四光源产生装置中被开启的两光源产生装置各位于显示面板36后侧的两端，如此即使在低亮度的照明时，也能提供均匀的照明度。
本发明的背光模块30和40亦可节省功率消耗。依据光源产生装置本身的特性，当驱动电流变小时，其电压会升高。举例来说，一光源产生装置当其驱动电流为6毫安时，其电压约为600伏特，而当其驱动电流降为3毫安时，其电压约为700伏特。为了达到一定亮度，先前技术中的背光模块10使用3毫安的驱动电流来驱动4个光源产生装置，而本发明的背光模块30使用6毫安的驱动电流来驱动2个光源产生装置。因此，背光模块10、30、40所消耗的功率P10、P30、P40分别如下P104*700*3＝8.4(瓦特)；
P30＝P402*600*6＝7.2(瓦特)；因此，在一定亮度的要求下，本发明的背光模块30和40可节省约15％的功率消耗。
请参考图6，图6为本发明第三实施例中背光模块60的示意图。背光模块60包含两光源组61、62，两变压器64、65，一控制电路67，一存储单元68，以及一操作界面69。使用者通过操作界面69调整对应于色彩、对比、亮度、模式等参数的控制信号。控制电路67耦接于变压器64和65，用来依据接收到的控制信号产生控制电压V1和V2。存储单元68可包含电可擦除只读存储器或其它种类的存储器，用来储存数据。背光模块60采用侧光式结构，光源组61和62分别设置于显示面板66后侧的两端。在第三实施例中，光源组61包含多个光源产生装置U1-Un，而光源组62包含多个光源产生装置L1-Ln。变压器64耦接于光源组61的奇数组光源产生装置U1-Un-1和光源组62的奇数组光源产生装置L1-Ln-1，依据控制电压V1分别产生奇数组光源产生装置的驱动电流。变压器65耦接于光源组61的偶数组光源产生装置U2-Un和光源组62的偶数组光源产生装置L2-Ln，依据控制电压V2分别产生偶数组光源产生装置的驱动电流。在背光模块60中，每一变压器可驱动n个光源产生装置，每一光源组中两相邻光源产生装置是由不同变压器来控制，而光源产生装置U1-Un和L1-Ln可包含冷阴极荧光灯管、外电极荧光灯管，或是发光二极管。
当显示面板66欲显示图像的亮度低于预定值(例如50％)时，本发明的背光模块60可有两种操作模式模式三变压器64开启光源组61的奇数组光源产生装置U1-Un-1并关闭光源组62的奇数组光源产生装置L1-Ln-1，而变压器65开启光源组62的偶数组光源产生装置L2-Ln并关闭光源组61的偶数组光源产生装置U2-Un；以及模式四变压器64关闭光源组61的奇数组光源产生装置U1-Un-1并开启光源组62的奇数组光源产生装置L1-Ln-1，而变压器65关闭光源组62的偶数组光源产生装置L2-Ln并开启光源组61的偶数组光源产生装置U2-Un。
换而言之，当显示面板66欲显示图像的亮度低于50％时，光源组61和62各仅有一半的光源产生装置会被开启以提供光线，而被开启的光源产生装置的照明度则依据显示图像的亮度而定。在本发明第三实施例的背光模块60中，控制电路67可包含微处理单元，可产生控制电压V1和V2至变压器64和65。然而，本发明亦可使用多组控制电路来分别产生控制电压V1和V2。请参考图7，图7为本发明第四实施例中背光模块70的示意图。背光模块70包含两个控制电路67，用来分别产生控制电压V1和V2至变压器64和65。
请参考图8，图8为本发明第三和第四实施例中背光模块60和70运作时的流程图。图8的流程图包含下列步骤步骤810检测显示面板66欲显示图像的亮度；步骤820判断显示面板66欲显示图像的亮度是否小于预定值；当显示面板66欲显示图像的亮度小于预定值时，执行步骤840；当显示面板66欲显示图像的亮度不小于预定值时，执行步骤830；步骤830开启所有光源产生装置；执行步骤860；步骤840开启设于显示面板66第一侧的光源组中的奇数组光源产生装置与设于显示面板66第二侧的光源组中的偶数组光源产生装置，以及关闭设于显示面板66第一侧的光源组中的偶数组光源产生装置与设于显示面板66第二侧的光源组中的奇数组光源产生装置；步骤850依据显示面板66欲显示图像的亮度调整被开启的光源产生装置的发光亮度；以及步骤860结束。
先前技术的显示面板在显示低亮度的图像时，需要针对显示图像进行数字处理，因此会造成画面失真。在本发明的背光模块中，当显示面板欲显示图像的亮度低于预定值时，设于显示面板后侧的两端的两光源组中，各仅有一半数目的光源产生装置会提供光线，如此可先将亮度降低一半，接着再依据显示图像的亮度来调整被开启的光源产生装置的照明度。因此，在不造成画面失真的前提下，本发明的背光模块可提供较大范围的亮度调整，同时能提供均匀的照明度，并能节省功率消耗。
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。
权利要求
1.一种背光模块，适用于显示面板，包含第一光源组，设于该显示面板的第一侧，该第一光源组包含第一光源产生装置和第二光源产生装置；第二光源组，设于该显示面板的第二侧，该第二光源组包含第三光源产生装置和第四光源产生装置；第一变压器，耦接于该第一光源产生装置和该第三光源产生装置；以及第二变压器，耦接于该第二光源产生装置和该第四光源产生装置。
2.根据权利要求1所述的背光模块，还包含第一变压器控制电路，耦接于该第一变压器；以及第二变压器控制电路，耦接于该第二变压器。
3.根据权利要求2所述的背光模块，其中每一变压器控制电路包含微处理单元。
4.根据权利要求1所述的背光模块，还包含变压器控制电路，耦接于该第一和第二变压器。
5.根据权利要求4所述的背光模块，其中该变压器控制电路包含微处理单元。
6.根据权利要求1所述的背光模块，其中该些光源产生装置包含冷阴极荧光灯管、外电极荧光灯管、或发光二极管。
7.一种背光模块，适用于显示面板，包含第一光源组，设于显示面板的第一侧，该第一光源组包含多个第一光源产生装置和多个第二光源产生装置，该多个第一光源产生装置与该多个第二光源产生装置彼此平行地交错设置；第二光源组，设于显示面板的第二侧，该第二光源组包含多个第三光源产生装置和多个第四光源产生装置，该第三与第四光源产生装置彼此平行地交错设置；第一变压器，耦接于该第一光源组的该些第一光源产生装置和该第二光源组的该些第三光源产生装置；以及第二变压器，耦接于该第一光源组的该些第二光源产生装置和该第二光源组的该些第四光源产生装置。
8.根据权利要求7所述的背光模块，还包含第一变压器控制电路，耦接于该第一变压器；以及第二变压器控制电路，耦接于该第二变压器。
9.根据权利要求8所述的背光模块，其中每一变压器控制电路包含微处理单元。
10.根据权利要求7所述的背光模块，还包含变压器控制电路，耦接于该第一和第二变压器。
11.根据权利要求10所述的背光模块，其中该变压器控制电路包含微处理单元。
12.根据权利要求7所述的背光模块，其中该些光源产生装置包含冷阴极荧光灯管、外电极荧光灯管、或发光二极管。
13.一种驱动显示面板的背光模块的方法，包含检测显示面板欲显示图像的亮度；以及当检测到该显示面板欲显示图像的亮度小于预定值时，第一控制单元开启第一光源组中设于该显示面板第一侧的光源产生装置，及关闭该第一光源组中设于该显示面板第二侧的光源产生装置。
14.根据权利要求13所述的方法，还包含当检测到该显示面板欲显示图像的亮度不小于该预定值时，该第一控制单元开启该第一光源组中所有光源产生装置。
15.根据权利要求13所述的方法，还包含当检测到该显示面板欲显示图像的亮度小于该预定值时，第二控制单元关闭第二光源组中设于该显示面板第一侧的光源产生装置，及开启该第二光源组中设于该显示面板第二侧的光源产生装置。
16.根据权利要求15所述的方法，还包含当检测到该显示面板欲显示图像的亮度不小于该预定值时，该第二控制单元开启该第二光源组中所有光源产生装置。
全文摘要
显示面板的背光模块包含第一光源组、第二光源组、第一变压器、以及第二变压器。第一光源组设于显示面板的第一侧，包含第一光源产生装置和第二光源产生装置。第二光源组设于显示面板的第二侧，包含第三光源产生装置和第四光源产生装置。第一变压器耦接于第一光源产生装置和第三光源产生装置，而第二变压器耦接于第二光源产生装置和该第四光源产生装置。
文档编号G09G3/22GK1808247SQ2006100071
公开日2006年7月26日 申请日期2006年2月9日 优先权日2006年2月9日
发明者郭宗桦, 蔡宗光, 李建升 申请人:友达光电股份有限公司