专利名称：旁路线路以及应用此旁路线路的电子装置与显示面板的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种保护线路的设计，且特别是有关于一种具有旁路功能 的线路设计与应用此线路设计来维持正常运作的电子装置与显示面板。
背景技术：
液晶显示器为目前平面显示器市场上的主流产品，其主要是借由液晶显示 面板搭配背光模组所提供的背光源来显示画面。早期背光模组大多采用萤光灯 管作为发光源，但因其存在使用寿命较短、耗电量不易降低、容易受到外力损 坏等缺点，目前逐渐改以发光二极管(Light Emitting Diode, LED)来作为背光模
组的发光源。
以直下式的背光模组为例，是借由阵列配置的多个发光二极管来提供一面 光源。图1A与1B即绘示现有的一种背光模组的线路架构，其中如图1A所示， 多个发光二极管112串联构成多个发光二极管串列110，且这些发光二极管串 列110并排形成一面阵列。每个发光二极管串列110耦接于升压电路(Boost Circuit)120与恒流源电路(Constant Current Circuit)130之间，以电流驱动每个发 光二极管串列110上的发光二极管112发光。
然而，如图1B所示，由于现有此种架构是以串联的方式来连接发光二极 管，因此当某一发光二极管串列110'中的其中一个发光二极管112'失效(如烧 毁)时，将会连带使得该条发光二极管串列110'形成开路的状态，而无法正常运 作。换言之，发光二极管112'的失效将导致该条发光二极管串列110'上的其他 发光二极管112皆无法发光，而影响液晶显示器的正常显示。
除了背光模组之外，其他应用发光二极管阵列的装置，例如发光二极管显 示面板或发光二极管阵列面光源，或是应用其他类型的电子元件阵列的电子装 置，皆存在上述的问题，而无法有效提升其可靠度。
发明内容
本发明关于一种旁路线路，可将电子元件串列中失效的电子元件旁路，使 得其他的电子元件维持正常的运作。
本发明另关于一种应用上述旁路线路的电子装置，可借由此旁路线路来提 高整体电子装置运作时的可靠度。
本发明还关于一种应用上述旁路线路的显示面板，可借由此旁路线路来将 失效的显示单元旁路，以维持其他正常的显示单元的运作。
为具体描述本发明的内容，在此提出一种旁路线路，其可与一电子元件并 联。此电子元件具有一第一端与一第二端，而旁路线路包括一闸流管(Thyristor)、 一第一阻抗元件以及一第二阻抗元件。闸流管具有一阳极、 一阴极以及一闸极， 其中阳极耦接到电子元件的第一端，而阴极耦接到电子元件的第二端。第一阻 抗元件耦接于闸流管的闸极与电子元件的第一端之间，而第二阻抗元件耦接于 闸流管的闸极与电子元件的第二端之间。
在本发明的旁路线路中，上述的旁路线路还包括一第三阻抗元件，其耦接 于电子元件的第 一 端与闸流管的阳极之间。
在本发明的旁路线路中，上述的闸流管可为硅控整流器(Silicon Controlled Rectifier, SCR)、双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor, BJT)或金属氧化物 半导体场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)。
在本发明的旁路线路中，上述的电子元件包括一发光二极管。
在本发明的旁路线路中，上述的电子元件的驱动电压为Vf，第一阻抗元件 的电阻为Rl，第二阻抗元件的电阻为R2，闸流管的临界电压为Vgth，且 VgthSVfxR2/(Rl+R2)。
在此更提出一种应用上述的旁路线路的电子装置。此电子装置至少具有一 电子元件串列，并可将此旁路线路与电子元件串列中的至少一电子元件并联，
以在此电子元件失效时，提供旁路的功能，使得同一串列上的其他电子元件维 持正常的运作。
上述的旁路线路也可被应用于显示面板中。此显示面板包括多个显示单元 以及至少一旁路线路，其中显示单元以阵列方式配置，且同一列上的显示单元 相互串联，其中每一显示单元具有一第一端与一第二端。此外，旁路线路与对应的显示单元并联，以在此显示单元失效时，提供旁路的功能，以使得整体显 示面板维持正常的运作。
基于上述，应用本发明的旁路线路可对电子元件串列中失效的电子元件进 行旁路，使得其他的电子元件维持正常的运作。如此，将有助于提高应用此旁 路线路的电子装置，例如背光模组、面阵列光源、显示面板等装置的可靠度。
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发 明的具体实施方式
作详细说明，其中
图1A与1B即绘示现有的一种背光模组的线路架构。
图2A与2B绘示本发明的实施例的一种具有旁路功能的发光二极管阵列。 图3A与3B绘示本发明的实施例的一种旁路线路的架构。 图4绘示本发明的另一实施例的一种旁路线路的架构。
具体实施例方式
本发明所提出的旁路线路主要包括闸流管、第一阻抗元件与第二阻抗元 件。闸流管与电子元件并联，且第一阻抗元件与第二阻抗元件串联后也与电子 元件并联。闸流管的闸极更耦接到第一阻抗元件与第二阻抗元件之间，其中借 由第一阻抗元件与第二阻抗元件可对电子元件的端电压进行分压，作为闸流管 的闸极电压。当电子元件失效而造成开路时，其端电压最大，而分压后的闸极 电压会大于闸流管的临界电压，进而触发闸流管导通。如此，原先应该通过失 效的电子元件的电流将改为流经闸流管，使得同一串列上的其他电子元件可维 持正常的运作。此外，当把电源切断，即电流为零时，则闸流管将再度关闭。
下述实施例将以采用此旁路线路的发光二极管串列为例，来说明其具体的 实施架构。值得注意的是，下述实施例仅为举例之用，并非用以限定本发明的 旁路线路的应用范畴。换言之，上述的电子元件广泛包含了发光元件、显示元 件等等，凡是其他具有类似的串联线路架构的发光二极管显示面板、发光二极 管阵列面光源，或是应用其他类型的电子元件阵列的电子装置皆可应用本发明 的旁路线路，以提高整体线路的可靠度。
图2A与2B绘示本发明的实施例的一种具有旁路功能的发光二极管阵列。 在本实施例中，发光二极管阵列200包括多个相互并排的发光二极管串列210 ， 且每一发光二极管串列210是由多个发光二极管212相互串联而成。此发光二 极管阵列200例如可应用于液晶显示器的背光模组、 一般的照明灯具或是发光 二极管显示面板等产品上。各发光二极管串列210例如是耦接于升压电路220 与恒流源电路230之间，以电流驱动每个发光二极管串列210上的发光二极管 212发光。此外，为了实现旁路的功能，每一个发光二极管212并联一开关元 件240。
如图2A所示，若发光二极管阵列200上的每一个发光二极管212正常运 作，与其并联的开关元件240会处于开路的状态，使电流流经发光二极管串列 210上的每一个发光二极管212，驱动发光二极管212发光。另外，如图2B所 示，当某一发光二极管串列210'中的其中一个发光二极管212'失效(如烧毁)， 形成开路时，与该失效的发光二极管212'并联的开关元件240'会导通，使电流 可流经开关元件240，，而维持同一发光二极管串列210'上的其他发光二极管 212的正常运作。
除了上述应用之外，上述实施例也可以主动控制发光二极管212的亮灭。 更详细而言，即使发光二极管212没有失效，仍然可以选择让特定发光二极管 212旁的开关导通，使某些特定的发光二极管212熄灭。换言之，此发光二极 管阵列200可以进行动态驱动，例如应用于背光模组或照明灯具时可提供动态 光源，而作为发光二极管显示面板时可提供动态显示的效果。
图3A与3B进一步绘示本发明的实施例的一种旁路线路的架构，可作为前 述的开关元件，以达成前述将电流旁路的效果。如图3所示为整合旁路线路的 一发光二极管串列310，其例如是由多个发光二极管312串联而成，并耦接至 一电压源Vdc。每一发光二极管312具有一第一端312a与一第二端312b，用 以与旁路线路340并联，且旁路线路340包括闸流管342、第一阻抗元件344 与第二阻抗元件346等元件。闸流管342具有阳极342a、阴极342b以及闸极 342c，其中阳极342a耦接到其所对应的发光二极管312的第一端312a，而阴 极342b耦接到其所对应的发光二极管312的第二端312b。第一阻抗元件344 耦接于闸流管342的闸极342c与发光二极管312的第一端312a之间。第二阻
抗元件346耦接于闸流管342的闸极342c与发光二极管312的第二端312b之 间。
如图3A所示，在一般的状态下，闸流管342处于关闭的状态，由电压源 Vdc所提供的电流Idc可顺利流经发光二极管串列310上的每一个发光二极管 312。第一阻抗元件344与第二阻抗元件346可对发光二极管312的端电压Vf 进行分压，作为闸流管342的闸极电压Vgl-Vgn。
在本实施例中，可以设定闸流管342的临界电压，来达到旁路的效果。假 定第一阻抗元件344的电阻为Rl，第二阻抗元件346的电阻为R2，且闸流管 342的临界电压为Vgth，则可将闸流管342的临界电压Vgth设定为 Vgth^VfxR2/(Rl+R2)。
更详细而言，如图3B所示，当发光二极管312'失效而造成开路时，其端 电压Vf在分压后的闸极电压Vg2会大于闸流管342'的临界电压，进而触发闸 流管342，导通。如此，原先应该通过失效的发光二极管312'的电流将改为流经 旁路线路340，的闸流管342'，使得同一串列上的其他发光二极管312可维持正 常的运作。值得注意的是，基于闸流管342'本身具有的闩锁(latch)特性，当闸 流管342'被导通后，只要有电流通过，即使闸极电压Vg2低于临界电压，都会 使闸流管342'继续维持通路的状态，直到电压源Vdc所供应的电流Idc为零时， 闸流管342'才会再度关闭。
另外，请参考图4，其绘示本发明的另一实施例的一种旁路线路的架构。 为了避免流经闸流管342的电流过大，本实施例可进一步在闸流管342的阳极 342a与电压源Vdc之间配置第三阻抗元件348，以控制通过闸流管342的电流 大小。本实施例其他元件与上述实施例类似，也可达到类似的功效，关于其说 明请参照上述实施例，此处不再赘述。
前述多个实施例中所提到的闸流管包括多种类型的元件，举例而言，包括 硅控整流器、双极结型晶体管或金属氧化物半导体场效应管等皆是具有闩锁 (latch)特性，而可达到相同效果的元件。此外，虽然前述实施例仅绘示一个发 光二极管串列作为说明，然而在实际应用上，还可以将前述的发光二极管串列 并排，而构成如图2A所示的发光二极管阵列。
综上所述，本发明提出的旁路线路可用于各种电子装置中，以对电子元件
串列上的失效的电子元件进行旁路，使得其他的电子元件维持正常的运作。此 外，应用本发明于背光模组或面阵列光源(如照明灯具)上不仅可提高产品可靠 度，更可借由旁路线路的操作产生动态光源。另外，若将此旁路线路应用于显 示面板上，也可维持画面的正常显示，并可借由旁路线路的操作提供更多样的 显示效果。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善， 因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
权利要求
1.一种旁路线路，与一电子元件并联，该电子元件具有一第一端与一第二端，其特征在于，该旁路线路包括一闸流管，具有一阳极、一阴极以及一闸极，其中该阳极耦接到该电子元件的该第一端，而该阴极耦接到该电子元件的该第二端；一第一阻抗元件，耦接于该闸流管的该闸极与该电子元件的该第一端之间；以及一第二阻抗元件，耦接于该闸流管的该闸极与该电子元件的该第二端之间。
2. 如权利要求1所述的旁路线路，其特征在于，还包括一第三阻抗元件， 耦接于该电子元件的该第一端与该闸流管的该阳极之间。
3. 如权利要求l所述的旁路线路，其特征在于，该闸流管包括硅控整流器、 双极结型晶体管或金属氧化物半导体场效应管。
4. 如权利要求1所述的旁路线路，其特征在于，该电子元件包括一发光二 极管。
5. 如权利要求1所述的旁路线路，其特征在于，该电子元件的驱动电压为 Vf，该第一阻抗元件的电阻为Rl，该第二阻抗元件的电阻为R2，该闸流管的 临界电压为Vgth，且Vgth^VfxR2/(Rl+R2)。
6. —种具有旁路功能的电子装置，其特征在于，包括 至少一个电子元件串列，由多个电子元件串联而成，其中每一电子元件具有一第一端与一第二端；至少一旁路线路，与该些电子元件其中之一并联，该旁路线路包括 一闸流管，具有一阳极、 一阴极以及一闸极，其中该阳极耦接到该电子元件的该第一端，而该阴极耦接到该电子元件的该第二端；一第一阻抗元件，耦接于该闸流管的该闸极与该电子元件的该第一端之间；以及一第二阻抗元件，耦接于该闸流管的该闸极与该电子元件的该第二端之间。
7. 如权利要求6所述的具有旁路功能的电子装置，其特征在于，该旁路线路还包括一第三阻抗元件，耦接于该电子元件的该第一端与该闸流管的该阳极 之间。
8. 如权利要求6所述的具有旁路功能的电子装置，其特征在于，该闸流管 包括硅控整流器、双极结型晶体管或金属氧化物半导体场效应管。
9. 如权利要求6所述的具有旁路功能的电子装置，其特征在于，每一电子 元件包括一发光二极管。
10. 如权利要求6所述的具有旁路功能的电子装置，其特征在于，每一电子 元件的驱动电压为Vf，该第一阻抗元件的电阻为Rl，该第二阻抗元件的电阻 为R2 ，该闸流管的临界电压为Vgth ，且Vgth S VfxR2/(R 1+R2)。
11. 一种显示面板，其特征在于，包括多个显示单元，该些显示单元以阵列方式配置，且同一列上的该些显示单元相互串联，其中每一显示单元具有一第一端与一第二端；至少一旁路线路，与该些显示单元其中之一并联，该旁路线路包括 一闸流管，具有一阳极、 一阴极以及一闸极，其中该阳极耦接到该显示单元的该第一端，而该阴极耦接到该显示单元的该第二端；一第一阻抗元件，耦接于该闸流管的该闸极与该显示单元的该第一端之间；以及一第二阻抗元件，耦接于该闸流管的该闸极与该显示单元的该第二端之间。
全文摘要
本发明公开了一种旁路线路以及应用此旁路线路的电子装置与显示面板。此旁路线路可与电子元件并联，其中电子元件具有第一端与第二端，而旁路线路包括一闸流管(Thyristor)、一第一阻抗元件以及一第二阻抗元件。闸流管具有一阳极、一阴极以及一闸极，其中阳极耦接到电子元件的第一端，而阴极耦接到电子元件的第二端。第一阻抗元件耦接于闸流管的闸极与电子元件的第一端之间，而第二阻抗元件耦接于闸流管的闸极与电子元件的第二端之间。应用此旁路线路可对电子元件串列中失效的电子元件进行旁路，使得其他的电子元件维持正常的运作。
文档编号G02F1/133GK101359457SQ20071014133
公开日2009年2月4日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者庄坤进, 江致纬 申请人:奇美电子股份有限公司