背光源模块及液晶显示装置的制作方法

本发明涉及一背光源模块及使用该背光源模块的液晶显示装置，且特别涉及电路面积缩小使成本下降的背光源模块及使用该背光源模块的液晶显示装置

背景技术：

现行的背光源模块中已广泛使用发光二极管(以下简称LED)来当作液晶显示装置的光源。根据LED的物理特性，LED的亮度会根据流过的电流大小而定。因此在电路架构上会利用均衡电路来控制各个LED串列的电流，确保LED背光源的亮度均一。

图1是显示已知使用均衡电路控制背光源模块中各LED串列的电流大小的示意图。背光源模块中具备多个LED串列S1、S2，每个LED串列中有多个LED串联而成。各个LED串列会接收直流-直流转换器10所提供的直流电压VLED，在各个LED串列当中的阴极端与接地之间分别串联有一个场效应晶体管及电阻。微控制器20藉由检测出各个串列中的电阻的跨压来得到流过该串列的电流，接着调整各个串列中的场效晶体管的等效阻抗使流过每个串列的电流相等。在此，多个场效晶体管构成均衡电路30。已知技术利用控制芯片内部的控制电路(即微控制器20)来控制外部的均衡电路30。然而，随着面板尺寸越做越大，背光模块所使用的LED颗数及串列数目越来越多，因此也需要面积更大的均衡电路来控制各个串列的电流，这导致了电路成本太高、电路体积过大的问题。

本发明有鉴于上述的问题点，而提出一种可缩小均衡电路所需的电路面积缩小使成本下降的背光源模块。

技术实现要素：

本发明提出一种背光源模块，包括：多个LED串列，每一LED串列由多个LED串联而成并且流过一LED串列电流；以及一调光控制器，用以控 制输出至各个该LED串列的电压脉冲的占空比(duty cycle)，其中各个该LED串列电流乘上各个该LED串列的该电压脉冲的占空比分别为一乘积值，各个该乘积值实质上相同。在本发明中，所谓「实质上相同」包括数值之间的误差在±6％内的情况，其中误差来源为算法或者硬件转换或者实际测量时的合理误差范围。

根据本发明一种实施例，上述的背光源模块中，该调光控制器包括：一调光区块，切换各个该LED串列的导通期间；以及一指令传送接收区块，根据各个该LED串列所需的占空比信息控制该调光区块。

上述的背光源模块中，该指令传送接收区块通过有线或无线通信方式接收由一控制器所输出的该占空比信息。

上述的背光源模块中，该控制器存储有计算各个该LED串列的特性参数来得到该占空比信息的算法。

上述的背光源模块，该控制器接收的该LED串列的特性参数是藉由一感光装置测量该背光源模块的发光而得。

又根据本发明另一种实施例，上述的背光源模块的该调光控制器还包括：一调光区块，切换各个该LED串列的导通期间；以及一运算区块，存储有计算各个该LED串列的特性参数来得到各个该LED串列的占空比信息的算法，并根据各个该LED串列所需的占空比信息控制该调光区块。

上述的背光源模块中，该运算区块的该LED串列的特性参数是藉由一感光装置测量该背光源模块的发光而得。

本发明也提出一种液晶显示装置，包括：一液晶显示面板；以及上述两实施例中任一个的背光源模块。

根据上述背光模块及液晶显示装置，本发明确实缩小了背光模块中所需的电路面积，使成本下降。又因为没有均衡电路的功率耗损，可降低LED串列的发热量，并提升发光效率。

附图说明

图1是显示已知使用均衡电路控制背光源模块中各LED串列的电流大小的示意图。

图2是显示根据本发明的背光模块的亮度调整步骤的示意图。

图3是显示根据本发明一实施例的使用调光控制器调整各LED串列的平 均电流值的示意图。

图4是显示根据本发明另一实施例的使用调光控制器调整各LED串列的平均电流值的示意图。

图5A是说明本发明流过各个LED串列的电流值的一个例子。

图5B是说明本发明提供给各个LED串列的电压脉冲的一个例子。

图5C是显示图5A的电流与图5B的占空比相乘后各个LED串列的平均电流。

【符号说明】

10～直流-直流转换器；

20～微控制器；

30～均衡电路；

201～背光模块；

202～感光装置；

203～控制器；

204～调光控制器；

2041～指令传送接收区块；

2042～调光区块；

2043～运算区块；

I_LED1、I_LED2、I_LED64～电流；

t1、t2、t64～脉冲长度；

T～脉冲周期；

S1、S2、S64～LED串列。

具体实施方式

以下根据附图说明本发明的显示装置的背光源。在不同的附图及对应的说明中标示相同的符号表示相同的元件而省略重复说明。

本发明移除了已知技术中的均衡电路，而采用调光控制器以调整各个LED串列的电压脉冲的占空比(Duty Cycle)的方式来达成背光模块的发光亮度均一的效果。由于调光控制器是做在芯片内部，因此省去了均衡电路所需的电路面积，进而降低了制作成本。

图2是显示根据本发明的背光模块的亮度调整步骤的示意图。首先，使 具有多个LED串列的背光模块201发光，并以具有例如CCD等感光元件的感光装置202来测量背光模块201中各个LED串列的亮度。感光装置202将测量结果传送或存储到控制器203或者是调光控制器。控制器203预先存储了有关LED的特性信息(亮度与电流的关系、电流与所需占空比的关系等)，然后将测量结果结合这些信息，运算出各个LED串列所需的电压脉冲的占空比。调光控制器204根据上述占空比信息，调整输出至背光模块201中的各个LED串列的电压脉冲的占空比，使各个LED串列的电流平均值相等，从而达到LED亮度均一的效果。

图3是显示根据本发明一实施例的使用调光控制器调整各LED串列的平均电流值的示意图。在图3中，具有64条LED串列，图中仅举出串列S1、S2、S64为例。如图3所示，调光控制器204内更具有指令传送接收区块2041及调光区块2042。指令传送接收区块2041是用来接收控制器203所输出的占空比信息。控制器203可通过各种有线或无线的通信协议来传输占空比信息给指令传送接收区块2041。传送接收区块2041根据该占空比信息控制该调光区块2042对各个LED串列进行导通期间的调整。使得流过各个LED串列S1、S2、S64的电流I_LED1、I_LED2、I_LED64虽然不同，但各串列的电流乘上该串列的电压脉冲的占空比后会得到实质上相同的乘积值，即实质上相同的平均电流。在本发明中，所谓「实质上相同」包括数值之间的误差在±6％内的情况，其中误差来源为算法或者硬件转换或者实际测量时的合理误差范围。

从图3当中可见，本发明完全移除了已知技术中的均衡电路，而调光区块2042属于调光控制器(芯片)内的线路，因此无须复杂的外加电路，仅使用IC芯片内的调光线路就能将背光模块调成均一的亮度。因此大幅减少电路面积，从而降低了制造成本。又因为LED串列上少掉了均衡电路上的跨压，因此省去了多余的功率效率，降低LED串列的发热量，提升发光效率。

又，根据本发明另一种实施例，控制器203的运算功能也可以整合进入调光控制器204当中。图4是显示根据本发明另一实施例的使用调光控制器调整各LED串列的平均电流值的示意图。在图4中，运算区块2043直接具有图3的控制器203的功能，也就是预先存储了有关LED的特性信息(亮度与电流的关系、电流与所需占空比的关系等)，然后将感光装置的测量结果结合这些信息，运算出各个LED串列所需的电压脉冲的占空比，接着再根据各个该LED串列所需的占空比信息控制调光区块2042对各个LED串列进行导 通期间的调整。

以下将说明各LED串列电流、占空比与平均电流的关系。图5A是说明本发明流过各个LED串列的电流值的一个例子，如图中所示，流过LED串列S1、S2、S64的电流各不相同，分别为I_LED1、I_LED2、I_LED64。调光控制器根据各个串列的电流，分别提供如图5B所示的电压脉冲。如图中所示，各LED串列S1、S2、S64的电压脉冲长度分别为t1、t2、t64，因此占空比分别为t1/T、t2/T、t64/T。流过串列的电流越大，提供给该串列的占空比就越小。因此，得到如图5C所示的平均电流，每一个串列S1、S2、S64的电流为I_LED1、I_LED2、I_LED64，乘上其占空比t1/T、t2/T、t64/T后，就获得相同的平均电流(I_LED1×(t1/T)＝I_LED2×(t2/T)＝I_LED64×(t64/T))。

本发明并不改变流过各个LED串列的电流值，而是藉由提供不同的电压脉冲占空比，使各个LED串列的电流乘上该LED串列的电压脉冲占空比的乘积值实质上相同，即各个LED串列的平均电流实质上相同。因为各个LED串列的平均电流实质上相同，所以各个LED串列的平均亮度也都实质上相同。因此本发明同样能够达成将LED背光源模块的亮度调整均一的效果。

另外，说明本发明与已知技术的区域调光的不同之处。区域调光技术也可用调整占空比的方式对背光源做不同区域、不同程度明暗变化的调节，藉此大幅降低耗电量，提高显示画面对比度，增加灰阶数，减少残影等。然而，区域调光技术是运用于使用了均衡电路的背光源模块中，由于均衡电路使各个LED串列的电流相等而产生均一的亮度。使用区域调光技术时，调整每个LED串列的占空比，使不同的LED串列的平均电流不同，而产生分区不同的亮度。因此，已知技术的区域调光是为了使背光源模块各区域的亮度产生差异，而本发明是要让背光源模块各区域的亮度的均一，两者的目的完全相反。也已知技术的区域调光也是使用于具有均衡电路的背光源模块当中，因此也与本申请完全不具备均衡电路的背光源模块不同。

而本发明的背光模块主要运用于具有液晶显市面板的液晶显示装置当中，做为该液晶显示装置的背光源使用。

根据上述说明的背光模块及液晶显示装置，本发明确实缩小了背光模块中所需的电路面积，使成本下降。又因为没有均衡电路的功率耗损，可降低LED串列的发热量，并提升发光效率。