專利名稱：顯示面板的背光模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明相關于一種顯示面板的背光模塊，尤指一種可降低畫面失真及節(jié)省耗電的顯示面板背光模塊。
背景技術：
隨著液晶顯示器的低價化與高質量化，液晶顯示器已經被廣泛地應用在筆記本型計算機、個人數字助理(personal digital assistant，PDA)、移動電話、監(jiān)視器以及平面電視等信息產品上。背光模塊(backlight module)是液晶顯示器產品的關鍵零元件之一，由于液晶顯示器為一種被動發(fā)光的平面顯示器，因此在非自發(fā)光源的液晶顯示器中，需要使用背光模塊來提供光源，以達到夜視和高全彩的要求。一般而言，背光模塊均設于顯示面板(displaypanel)的后側，包含光源產生裝置以及擴散板(diffusing plate)，以提供均勻分散的光線至顯示面板，再通過控制顯示面板上的像素電極來形成適當的圖像。
背光模塊中的光源產生裝置一般為冷陰極熒光燈管(cold cathodefluorescent lamp，CCFL)、外電極熒光燈管(external electrodefluorescent lamp，EEFL)、或是發(fā)光二極管(light emitted diode，LED)。根據光源產生裝置所在位置，背光模塊可分成兩種光源產生自顯示面板正下方的直下式(direct type)背光模塊，以及光源來自顯示面板側邊附近的側光式(edge light type)背光模塊。直下式背光模塊是將光源產生裝置設于顯示面板的正下方，因此可應用于較高亮度需求或較大尺寸的顯示面板，例如計算機監(jiān)視器以及平面電視機等。側光式背光模塊是將光源產生裝置設于顯示面板的側邊，因此可縮小液晶顯示器的體積與制造成本，一般應用于小型的電器產品。不論是側光式背光模塊或直下式背光模塊，其設計概念皆著重于如何使背光模塊能有均勻的光線輸出，亦即讓背光模塊能有均勻的輝度(luminance)分布。同時，如何降低耗電量也是背光模塊的重要考慮。
請參考圖1，圖1為先前技術中背光模塊10的示意圖。背光模塊10采用側光式結構，包含光源產生裝置11-14、變壓器15、以及控制電路16。光源產生裝置11和12設置于顯示面板18后側的一端，而光源產生裝置13和14設置于顯示面板18后側的另一端。光源產生裝置11-14皆耦接于變壓器15，由變壓器15來控制光源產生裝置11-14的照明度。依據顯示面板18欲顯示的圖像，背光模塊10通過控制電路16產生控制電壓V，并將控制電壓V傳至變壓器15。變壓器15再依據控制電壓V產生光源產生裝置11-14的驅動電流I。在背光模塊10中，光源產生裝置11-14會同時被開啟或關閉，而每一光源產生裝置的發(fā)光亮度也會相同。當使用者調整顯示面板18的屏幕亮度時，背光模塊10會調整驅動電流I的大小，使得每一光源產生裝置能提供相對應的照明度。一般在設計背光模塊時，會希望屏幕亮度的調整范圍能夠越大越好，然而受限于光源產生裝置的特性，因此驅動電流I也有一定的調整范圍。
請參考圖2，圖2說明了背光模塊10中的光源產生裝置在運作時的信號圖。圖2中，橫軸代表屏幕視控系統(tǒng)(on-screen display，OSD)控制信號的值，調整OSD可對顯示面板18的色彩、對比、亮度、模式等參數進行調整，以達到使用者希望的最佳顯示狀態(tài)。圖2中的OSD代表屏幕亮度的控制信號，而其控制范圍為1-100，OSD數值越高，屏幕亮度也越高。圖2左側Y軸標示的數值代表驅動電流I的大小，其單位為毫安，而右側Y軸標示的數值代表控制電壓V的大小，其單位為伏特。驅動電流I和控制電壓V與OSD控制信號之間的特性則分別由曲線A和B來表示。在圖2中，OSD控制信號的取樣間隔為5，當OSD控制信號的值為5的倍數時，此時相對應的驅動電流I和控制電壓V的值則分別由曲線A上的“.”和曲線B上的“▲”所標示的數字來表示。
如圖2所示，由于光源產生裝置本身特性的限制，當OSD控制信號小于臨界值(OSD＝30)時，控制電壓V和驅動電流I并不會隨之下降，而是維持在當OSD控制信號為此臨界值時的值。此時背光模塊10的背光亮度已經被固定住，若使用者仍欲繼續(xù)調低屏幕亮度，僅能針對顯示圖像進行數字處理，以仿真出低亮度的顯示圖像，此種方式會造成畫面失真。此外，背光模塊10中光源產生裝置的操作電流介于3-8.5毫安之間，當光源產生裝置的操作電流過低而超出其理想的操作范圍時，光源產生裝置會出現明暗不均或是閃爍的現象，大大影響顯示質量。因此在低OSD控制信號范圍操作時，一般會將驅動電流I設在3.5毫安附近(相當于OSD＝40時的值)，以確保顯示質量。因此，在不造成畫面失真的前提下，使用者僅能將顯示圖像的亮度調降至其最大值的40％，若想將屏幕亮度更進一步降低，則需針對顯示圖像進行數字處理，如此無可避免會造成畫面失真。
在先前技術的背光模塊10中，光源產生裝置在低驅動電流時無法提供高質量的顯示畫面，亦無法有效地隨著控制信號下降。因此在顯示低亮度顯示圖像時，往往需要針對顯示圖像進行數字處理，無可避免地會造成畫面失真。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供一種適用于顯示面板的背光模塊，其包含第一光源組，設于該顯示面板的第一側，該第一光源組包含第一光源產生裝置和第二光源產生裝置；第二光源組，設于該顯示面板的第二側，該第二光源組包含第三光源產生裝置和第四光源產生裝置；第一變壓器，耦接于該第一光源產生裝置和該第三光源產生裝置；以及第二變壓器，耦接于該第二光源產生裝置和該第四光源產生裝置。
本發(fā)明另提供一種適用于顯示面板的背光模塊，其包含第一光源組，設于顯示面板的第一側，該第一光源組包含多個第一光源產生裝置和多個第二光源產生裝置，該多個第一光源產生裝置與該多個第二光源產生裝置彼此平行地交錯設置；第二光源組，設于顯示面板的第二側，該第二光源組包含多個第三光源產生裝置和多個第四光源產生裝置，該第三與第四光源產生裝置彼此平行地交錯設置；第一變壓器，耦接于該第一光源組的該些第一光源產生裝置和該第二光源組的該些第三光源產生裝置；以及第二變壓器，耦接于該第一光源組的該些第二光源產生裝置和該第二光源組的該些第四光源產生裝置。
本發(fā)明另提供一種驅動顯示面板的背光模塊的方法，其包含檢測顯示面板欲顯示圖像的亮度；以及當檢測到該顯示面板欲顯示圖像的亮度小于預定值時，第一控制單元開啟第一光源組中設于該顯示面板第一側的光源產生裝置，及關閉該第一光源組中設于該顯示面板第二側的光源產生裝置。


圖1為先前技術中背光模塊的示意圖。
圖2為圖1背光模塊中的光源產生裝置在運作時的信號圖。
圖3為本發(fā)明第一實施例中背光模塊的示意圖。
圖4為本發(fā)明第二實施例中背光模塊的示意圖。
圖5為本發(fā)明第一和第二實施例中背光模塊運作時的流程圖。
圖6為本發(fā)明第三實施例中背光模塊的示意圖。
圖7為本發(fā)明第四實施例中背光模塊的示意圖。
圖8為本發(fā)明第三和第四實施例中背光模塊運作時的流程圖。
16、37、67 控制電路18、36、66 顯示面板38、68 存儲單元39、69 操作界面31、32、61、62光源組510-560、810-860步驟I、IU1-IUn、IL1-ILn電流V、V1、V2電壓11-14、U1-Un、L1-Ln光源產生裝置10、30、40、60、70背光模塊15、34、35、64、65變壓器OSD屏幕視控系統(tǒng)控制信號具體實施方式

請參考圖3，圖3為本發(fā)明第一實施例中背光模塊30的示意圖。背光模塊30包含兩光源組31、32，兩變壓器34、35，控制電路37，存儲單元38，以及操作界面39。使用者通過操作界面39調整對應于色彩、對比、亮度、模式等參數的控制信號?？刂齐娐?7耦接于變壓器34和35，用來依據接收到的控制信號產生控制電壓V1和V2。存儲單元38可包含電可擦除只讀存儲器(electrically erasable programmable read only memory，EEPROM)或其它種類的存儲器，用來儲存數據。背光模塊30采用側光式結構，光源組31和32分別設置于顯示面板36后側的兩端。在第一實施例中，光源組31包含兩光源產生裝置U1和U2，而光源組32包含兩光源產生裝置L1和L2。變壓器34耦接于光源產生裝置U1和L1，依據控制電壓V1分別產生光源產生裝置U1和L1的驅動電流IU1和IL1。變壓器35耦接于光源產生裝置U2和L2，依據控制電壓V2分別產生光源產生裝置U2和L2的驅動電流IU2和IL2。在背光模塊30中，每一變壓器可驅動兩光源產生裝置，而光源產生裝置U1、U2、L1和L2可包含冷陰極熒光燈管、外電極熒光燈管，或是發(fā)光二極管。
當顯示面板36欲顯示圖像的亮度低于預定值(例如50％)時，本發(fā)明的背光模塊30可有兩種操作模式模式一變壓器34開啟光源產生裝置U1并關閉光源產生裝置L1，而變壓器35開啟光源產生裝置L2并關閉光源產生裝置U2；以及模式二變壓器34關閉光源產生裝置U1并開啟光源產生裝置L1，而變壓器35關閉光源產生裝置L2并開啟光源產生裝置U2。
換而言之，當顯示面板36欲顯示圖像的亮度低于50％時，光源組31和32各僅有光源產生裝置會被開啟以提供光線，而被開啟的光源產生裝置的照明度則依據顯示圖像的亮度而定。同樣以代表屏幕亮度的OSD控制信號來作說明，而其控制范圍為1-100，OSD數值越高，屏幕亮度也越高。舉例來說，當使用者通過操作界面39設定OSD＝100，變壓器34和35同時開啟光源產生裝置U1、U2、L1和L2，并分別產生每一光源產生裝置達到其最大照明度時所需的驅動電流；當使用者通過操作界面39設定OSD＝80，變壓器34和35同時開啟光源產生裝置U1、U2、L1和L2，并分別產生每一光源產生裝置達到其最大照明度的80％時所需的驅動電流；當使用者通過操作界面39設定OSD＝50，變壓器34和35會關閉四光源產生裝置中兩個光源產生裝置(如前述模式一中的光源產生裝置U2、L1，或模式二中的光源產生裝置U1、L2)，并分別產生每一被開啟的光源產生裝置達到其最大照明度時所需的驅動電流；當使用者通過操作界面39設定OSD＝30，變壓器34和35會關閉四光源產生裝置中兩個光源產生裝置(如前述模式一中的光源產生裝置U2、L1，或模式二中的光源產生裝置U1、L2)，并分別產生每一被開啟的光源產生裝置達到其最大照明度的60％時所需的驅動電流。
在本發(fā)明第一實施例的背光模塊30中，控制電路37可包含微處理單元(microprocessing unit，MPU)，可產生控制電壓V1和V2至變壓器34和35。然而，本發(fā)明亦可使用多組控制電路來分別產生控制電壓V1和V2。請參考圖4，圖4為本發(fā)明第二實施例中背光模塊40的示意圖。背光模塊40包含兩個控制電路37，用來分別產生控制電壓V1和V2至變壓器34和35。
請參考圖5，圖5為本發(fā)明第一和第二實施例中背光模塊30和40運作時的流程圖。圖5的流程圖包含下列步驟步驟510檢測顯示面板36欲顯示圖像的亮度；步驟520判斷顯示面板36欲顯示圖像的亮度是否小于預定值；當顯示面板36欲顯示圖像的亮度小于預定值時，執(zhí)行步驟540；當顯示面板36欲顯示圖像的亮度不小于預定值時，執(zhí)行步驟530；步驟530開啟所有光源產生裝置；執(zhí)行步驟560；步驟540開啟設于顯示面板36第一側的光源組中的一光源產生裝置與設于顯示面板36第二側的光源組中的一光源產生裝置，以及關閉設于顯示面板36第一側的光源組中的另一光源產生裝置與設于顯示面板36第二側的光源組中的另一光源產生裝置；步驟550依據該顯示面板欲顯示圖像的亮度調整被開啟的光源產生裝置的發(fā)光亮度；以及步驟560結束。
在先前技術中會同時開啟所有光源產生裝置，再依據欲顯示圖像的亮度每一光源產生裝置的照明度，如此在顯示圖像的亮度低于其最大值40％時，需要針對顯示圖像進行數字處理且會造成畫面失真。在本發(fā)明的背光模塊30和40中，當顯示面板36欲顯示圖像的亮度低于50％時，顯示面板36后側的兩端各僅有一光源產生裝置會提供光線，如此可先將亮度降低一半，接著再依據顯示圖像的亮度來調整被開啟的光源產生裝置的照明度。因此，在不造成畫面失真的前提下，本發(fā)明的背光模塊30和40可提供較大范圍的亮度調整。此外，當顯示面板36欲顯示圖像的亮度低于50％時，四光源產生裝置中被開啟的兩光源產生裝置各位于顯示面板36后側的兩端，如此即使在低亮度的照明時，也能提供均勻的照明度。
本發(fā)明的背光模塊30和40亦可節(jié)省功率消耗。依據光源產生裝置本身的特性，當驅動電流變小時，其電壓會升高。舉例來說，一光源產生裝置當其驅動電流為6毫安時，其電壓約為600伏特，而當其驅動電流降為3毫安時，其電壓約為700伏特。為了達到一定亮度，先前技術中的背光模塊10使用3毫安的驅動電流來驅動4個光源產生裝置，而本發(fā)明的背光模塊30使用6毫安的驅動電流來驅動2個光源產生裝置。因此，背光模塊10、30、40所消耗的功率P10、P30、P40分別如下P104*700*3＝8.4(瓦特)；
P30＝P402*600*6＝7.2(瓦特)；因此，在一定亮度的要求下，本發(fā)明的背光模塊30和40可節(jié)省約15％的功率消耗。
請參考圖6，圖6為本發(fā)明第三實施例中背光模塊60的示意圖。背光模塊60包含兩光源組61、62，兩變壓器64、65，一控制電路67，一存儲單元68，以及一操作界面69。使用者通過操作界面69調整對應于色彩、對比、亮度、模式等參數的控制信號。控制電路67耦接于變壓器64和65，用來依據接收到的控制信號產生控制電壓V1和V2。存儲單元68可包含電可擦除只讀存儲器或其它種類的存儲器，用來儲存數據。背光模塊60采用側光式結構，光源組61和62分別設置于顯示面板66后側的兩端。在第三實施例中，光源組61包含多個光源產生裝置U1-Un，而光源組62包含多個光源產生裝置L1-Ln。變壓器64耦接于光源組61的奇數組光源產生裝置U1-Un-1和光源組62的奇數組光源產生裝置L1-Ln-1，依據控制電壓V1分別產生奇數組光源產生裝置的驅動電流。變壓器65耦接于光源組61的偶數組光源產生裝置U2-Un和光源組62的偶數組光源產生裝置L2-Ln，依據控制電壓V2分別產生偶數組光源產生裝置的驅動電流。在背光模塊60中，每一變壓器可驅動n個光源產生裝置，每一光源組中兩相鄰光源產生裝置是由不同變壓器來控制，而光源產生裝置U1-Un和L1-Ln可包含冷陰極熒光燈管、外電極熒光燈管，或是發(fā)光二極管。
當顯示面板66欲顯示圖像的亮度低于預定值(例如50％)時，本發(fā)明的背光模塊60可有兩種操作模式模式三變壓器64開啟光源組61的奇數組光源產生裝置U1-Un-1并關閉光源組62的奇數組光源產生裝置L1-Ln-1，而變壓器65開啟光源組62的偶數組光源產生裝置L2-Ln并關閉光源組61的偶數組光源產生裝置U2-Un；以及模式四變壓器64關閉光源組61的奇數組光源產生裝置U1-Un-1并開啟光源組62的奇數組光源產生裝置L1-Ln-1，而變壓器65關閉光源組62的偶數組光源產生裝置L2-Ln并開啟光源組61的偶數組光源產生裝置U2-Un。
換而言之，當顯示面板66欲顯示圖像的亮度低于50％時，光源組61和62各僅有一半的光源產生裝置會被開啟以提供光線，而被開啟的光源產生裝置的照明度則依據顯示圖像的亮度而定。在本發(fā)明第三實施例的背光模塊60中，控制電路67可包含微處理單元，可產生控制電壓V1和V2至變壓器64和65。然而，本發(fā)明亦可使用多組控制電路來分別產生控制電壓V1和V2。請參考圖7，圖7為本發(fā)明第四實施例中背光模塊70的示意圖。背光模塊70包含兩個控制電路67，用來分別產生控制電壓V1和V2至變壓器64和65。
請參考圖8，圖8為本發(fā)明第三和第四實施例中背光模塊60和70運作時的流程圖。圖8的流程圖包含下列步驟步驟810檢測顯示面板66欲顯示圖像的亮度；步驟820判斷顯示面板66欲顯示圖像的亮度是否小于預定值；當顯示面板66欲顯示圖像的亮度小于預定值時，執(zhí)行步驟840；當顯示面板66欲顯示圖像的亮度不小于預定值時，執(zhí)行步驟830；步驟830開啟所有光源產生裝置；執(zhí)行步驟860；步驟840開啟設于顯示面板66第一側的光源組中的奇數組光源產生裝置與設于顯示面板66第二側的光源組中的偶數組光源產生裝置，以及關閉設于顯示面板66第一側的光源組中的偶數組光源產生裝置與設于顯示面板66第二側的光源組中的奇數組光源產生裝置；步驟850依據顯示面板66欲顯示圖像的亮度調整被開啟的光源產生裝置的發(fā)光亮度；以及步驟860結束。
先前技術的顯示面板在顯示低亮度的圖像時，需要針對顯示圖像進行數字處理，因此會造成畫面失真。在本發(fā)明的背光模塊中，當顯示面板欲顯示圖像的亮度低于預定值時，設于顯示面板后側的兩端的兩光源組中，各僅有一半數目的光源產生裝置會提供光線，如此可先將亮度降低一半，接著再依據顯示圖像的亮度來調整被開啟的光源產生裝置的照明度。因此，在不造成畫面失真的前提下，本發(fā)明的背光模塊可提供較大范圍的亮度調整，同時能提供均勻的照明度，并能節(jié)省功率消耗。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明權利要求范圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1.一種背光模塊，適用于顯示面板，包含第一光源組，設于該顯示面板的第一側，該第一光源組包含第一光源產生裝置和第二光源產生裝置；第二光源組，設于該顯示面板的第二側，該第二光源組包含第三光源產生裝置和第四光源產生裝置；第一變壓器，耦接于該第一光源產生裝置和該第三光源產生裝置；以及第二變壓器，耦接于該第二光源產生裝置和該第四光源產生裝置。
2.根據權利要求1所述的背光模塊，還包含第一變壓器控制電路，耦接于該第一變壓器；以及第二變壓器控制電路，耦接于該第二變壓器。
3.根據權利要求2所述的背光模塊，其中每一變壓器控制電路包含微處理單元。
4.根據權利要求1所述的背光模塊，還包含變壓器控制電路，耦接于該第一和第二變壓器。
5.根據權利要求4所述的背光模塊，其中該變壓器控制電路包含微處理單元。
6.根據權利要求1所述的背光模塊，其中該些光源產生裝置包含冷陰極熒光燈管、外電極熒光燈管、或發(fā)光二極管。
7.一種背光模塊，適用于顯示面板，包含第一光源組，設于顯示面板的第一側，該第一光源組包含多個第一光源產生裝置和多個第二光源產生裝置，該多個第一光源產生裝置與該多個第二光源產生裝置彼此平行地交錯設置；第二光源組，設于顯示面板的第二側，該第二光源組包含多個第三光源產生裝置和多個第四光源產生裝置，該第三與第四光源產生裝置彼此平行地交錯設置；第一變壓器，耦接于該第一光源組的該些第一光源產生裝置和該第二光源組的該些第三光源產生裝置；以及第二變壓器，耦接于該第一光源組的該些第二光源產生裝置和該第二光源組的該些第四光源產生裝置。
8.根據權利要求7所述的背光模塊，還包含第一變壓器控制電路，耦接于該第一變壓器；以及第二變壓器控制電路，耦接于該第二變壓器。
9.根據權利要求8所述的背光模塊，其中每一變壓器控制電路包含微處理單元。
10.根據權利要求7所述的背光模塊，還包含變壓器控制電路，耦接于該第一和第二變壓器。
11.根據權利要求10所述的背光模塊，其中該變壓器控制電路包含微處理單元。
12.根據權利要求7所述的背光模塊，其中該些光源產生裝置包含冷陰極熒光燈管、外電極熒光燈管、或發(fā)光二極管。
13.一種驅動顯示面板的背光模塊的方法，包含檢測顯示面板欲顯示圖像的亮度；以及當檢測到該顯示面板欲顯示圖像的亮度小于預定值時，第一控制單元開啟第一光源組中設于該顯示面板第一側的光源產生裝置，及關閉該第一光源組中設于該顯示面板第二側的光源產生裝置。
14.根據權利要求13所述的方法，還包含當檢測到該顯示面板欲顯示圖像的亮度不小于該預定值時，該第一控制單元開啟該第一光源組中所有光源產生裝置。
15.根據權利要求13所述的方法，還包含當檢測到該顯示面板欲顯示圖像的亮度小于該預定值時，第二控制單元關閉第二光源組中設于該顯示面板第一側的光源產生裝置，及開啟該第二光源組中設于該顯示面板第二側的光源產生裝置。
16.根據權利要求15所述的方法，還包含當檢測到該顯示面板欲顯示圖像的亮度不小于該預定值時，該第二控制單元開啟該第二光源組中所有光源產生裝置。
全文摘要
顯示面板的背光模塊包含第一光源組、第二光源組、第一變壓器、以及第二變壓器。第一光源組設于顯示面板的第一側，包含第一光源產生裝置和第二光源產生裝置。第二光源組設于顯示面板的第二側，包含第三光源產生裝置和第四光源產生裝置。第一變壓器耦接于第一光源產生裝置和第三光源產生裝置，而第二變壓器耦接于第二光源產生裝置和該第四光源產生裝置。
文檔編號G09G3/22GK1808247SQ2006100071
公開日2006年7月26日 申請日期2006年2月9日 優(yōu)先權日2006年2月9日
發(fā)明者郭宗樺, 蔡宗光, 李建升 申請人:友達光電股份有限公司