專利名稱：背光模塊以及液晶顯示器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種背光模塊以及應用所述背光模塊的液晶顯示器，尤指一種交錯驅 動發(fā)光裝置的背光模塊以及液晶顯示器。
背景技術：
功能先進的顯示器漸成為現(xiàn)今消費電子產(chǎn)品的重要特色，其中液晶顯示器已經(jīng)逐 漸成為各種電子設備如行動電話、個人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)字相機、計算機屏幕或筆記型計 算機屏幕所廣泛應用具有高分辨率彩色屏幕的顯示器。背光模塊(Backlight module)為液晶顯示器面板(Liquid crystal displaypaneLIXD panel)的關鍵零組件之一，由于液晶本身不發(fā)光，背光模塊的功能即在 于供應充足的亮度與分布均勻的光源，透過簡潔有效光機構轉化成高亮度且均一輝度的面 光源，以提供液晶顯示器面板背光光源。液晶顯示器面板現(xiàn)已廣泛應用于監(jiān)視器、筆記本計 算機、數(shù)字相機及投影機等具成長潛力之電子產(chǎn)品，尤以筆記型計算機及IXD監(jiān)視器等大 尺寸用面板需求最大，也因此對于背光模塊需求成長也日趨強烈。目前背光模塊所使用的發(fā)光源除了冷陰極熒光燈管之外，發(fā)光二極管(Light emitting diode, LED)由于因無汞而具有環(huán)保及響應速度快等優(yōu)點，近幾年來已成為IXD 電視背光燈源之主流。但是發(fā)光二極管相關物理特性也影響其發(fā)光效率及壽命，其中又以 溫度影響最大，因此各種散熱材料及技術便開始運用于LED背光，無疑都是希望透過各種 散熱技術可以有效降低因溫度問題對LED造成之影響。請參閱圖1，圖1繪示利用傳統(tǒng)轉換 器驅動發(fā)光二極管。背光模塊1包含電源端12、若干個LED 14以及轉換器16。轉換器16 則包含電感組件L、晶體管T、二極管D及一電容組件C。電源端12產(chǎn)生直流供應電壓Vdc予 轉換器16后，晶體管T會依據(jù)開關信號Ve而切換以輸出驅動信號予LED 14。LED 14則是 依驅動信號的電壓差產(chǎn)生光線。然而，傳統(tǒng)LED背光模塊1僅用一轉換器16來同時驅動所 有LED 14。因為轉換器16必須輸出大電流才能同時驅動所有的LED 14，所以大電流也會 產(chǎn)生溫度過高等潛在問題。過高的溫度不但會降低LED 14的壽命，也會使LED 14發(fā)光效 率降低。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種背光模塊以及應用所述背光模塊的液晶顯示器，利 用交錯驅動發(fā)光裝置的方式以減少產(chǎn)生的熱能。本發(fā)明提供一種液晶顯示器，其包含電源端、液晶顯示面板、開關信號產(chǎn)生器、第 一發(fā)光裝置、第二發(fā)光裝置、第一轉換器以及第二轉換器。所述電源端用來產(chǎn)生供應電壓。 所述液晶顯示面板包含一液晶層，用來顯示影像。所述開關信號產(chǎn)生器用來產(chǎn)生第一開關 信號和第二開關信號。所述第一轉換器電性連接于所述電源端，用來將所述供應電壓依據(jù) 第一開關信號產(chǎn)生第一驅動信號。所述第二轉換器電性連接于所述電源端，用來將所述供 應電壓依據(jù)第二開關信號產(chǎn)生第二驅動信號。所述第一發(fā)光裝置用來依據(jù)所述第一轉換器傳來的所述第一驅動信號的電壓差產(chǎn)生光線。所述第二發(fā)光裝置用來依據(jù)所述第二轉換器 傳來的所述第二驅動信號產(chǎn)生光線。所述第一驅動信號與所述第二驅動信號的相位亦相差 180 度。本發(fā)明提供一種背光模塊，其包含電源端、開關信號產(chǎn)生器、第一發(fā)光裝置、第二 發(fā)光裝置、第一轉換器以及第二轉換器。所述電源端用來產(chǎn)生供應電壓。所述開關信號產(chǎn) 生器用來產(chǎn)生第一開關信號和第二開關信號。所述第一轉換器電性連接于所述電源端，用 來將所述供應電壓依據(jù)第一開關信號產(chǎn)生第一驅動信號。所述第二轉換器電性連接于所述 電源端，用來將所述供應電壓依據(jù)第二開關信號產(chǎn)生第二驅動信號。所述第一發(fā)光裝置用 來依據(jù)所述第一轉換器傳來的所述第一驅動信號的電壓差產(chǎn)生光線。所述第二發(fā)光裝置用 來依據(jù)所述第二轉換器傳來的所述第二驅動信號產(chǎn)生光線。所述第一驅動信號與所述第二 驅動信號的相位亦相差180度。依據(jù)本發(fā)明，所述第一發(fā)光裝置包含一發(fā)光二極管或是若干個串聯(lián)的發(fā)光二極 管。所述第二發(fā)光裝置包含一發(fā)光二極管或是若干個串聯(lián)的發(fā)光二極管。依據(jù)本發(fā)明，所述第一轉換器包含電容組件、電感組件、二極管及第一晶體管。所 述電容組件并聯(lián)于所述第一發(fā)光裝置；所述電感組件第一端電性連接于所述電源端第一 極；所述二極管電性連接于所述電感組件第二端和所述第一發(fā)光裝置之間；所述第一晶體 管第一端電性連接于所述電感組件和所述二極管之間，所述第一晶體管第二端電性連接于 所述電源端第二極。依據(jù)本發(fā)明，所述第二轉換器包含電容組件、電感組件、二極管及第二晶體管。所 述電容組件并聯(lián)于所述第二發(fā)光裝置；所述電感組件第一端電性連接于所述電源端第一 極；所述二極管電性連接于所述電感組件第二端和所述第二發(fā)光裝置之間；所述第二晶體 管第一端電性連接于所述電感組件和所述二極管之間，所述第二晶體管第二端電性連接于 所述電源端第二極。依據(jù)本發(fā)明，所述第一晶體管與第二晶體管的開啟電壓極性相反，并連接到同一 開啟信號。依據(jù)本發(fā)明，所述背光模塊另包含一反相器，用來反相所述開關信號產(chǎn)生器的一 開關信號以產(chǎn)生另一路開關信號，兩路開關信號分別作為所述第一開關信號和所述第二開 關信號。相較于先前技術，本發(fā)明的背光模塊和液晶顯示器以一交錯式的控制方法驅動發(fā) 光二極管，在同一切換周期下，若工作周期設置為50%，則同一排列方向(string)的發(fā)光 二極管將會有一半的工作周期處于關閉狀態(tài)，且因切換頻率皆為百KHz以上，因此人眼并 無法發(fā)現(xiàn)其亮度變化。而因LED在同一切換周期下將有一半甚至更長的時間為關閉狀態(tài)， 因此也將有效降地因發(fā)光二極管同時點亮所產(chǎn)生的溫度過高問題，以及有效降低發(fā)光二極 管在點燈過程中所產(chǎn)生熱的問題。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附圖式，作 詳細說明如下


圖1繪示利用傳統(tǒng)轉換器驅動發(fā)光二極管。
圖2是本發(fā)明第一實施例的液晶顯示器的示意圖。圖3是本發(fā)明第二實施例的液晶顯示器的示意圖。
具體實施例方式請參閱圖2，圖2是本發(fā)明第一實施例的液晶顯示器20的示意圖。液晶顯示器20 包含電源端21、液晶顯示面板30及背光模塊10。背光模塊10利用電源端21提供的電壓 產(chǎn)生液晶顯示面板30所需的光線。背光模塊10包含第一發(fā)光裝置22、第二發(fā)光裝置24、 開關信號產(chǎn)生器25、第一轉換器26以及第二轉換器28。電源端21用來提供直流供應電壓 Vdco液晶顯示面板30包含一液晶層，用來顯示影像。第一發(fā)光裝置22和第二發(fā)光裝置24 包含單一發(fā)光二極管32或是若干個串聯(lián)的發(fā)光二極管32。第一發(fā)光裝置22的一端電性連 接于第一轉換器26，另一端電性連接于一電壓端(在圖2中是接地端)，用來依據(jù)第一轉換 器26所送出的第一驅動信號的電壓差產(chǎn)生光線。第二發(fā)光裝置24的一端電性連接于第二 轉換器28，另一端電性連接于所述電壓端(在圖2中是接地端)，用來依據(jù)第二轉換器28 所送出的第二驅動信號的電壓差產(chǎn)生光線。開關信號產(chǎn)生器25用來產(chǎn)生開關信號Vei。請繼續(xù)參閱圖2。第一轉換器26以及第二轉換器28是用來將電源端21的直流電 壓(12V)轉換成交流高壓電壓。第一轉換器26包含電容組件40、電感組件42、二極管44和 第一晶體管46。電容組件40并聯(lián)于第一發(fā)光裝置22。電感組件42第一端電性連接于電 源端21的第一極。二極管44電性連接于電感組件42第二端和第一發(fā)光裝置22之間。電 感組件42是儲能組件，用來儲存電源端21提供的電能。第一晶體管46第一端電性連接于 電感組件42和二極管44，其第二端電性連接電源端21的第二極。在本實施例中，第一晶體 管46是N型金屬-氧化物-半導體(Metal-Oxide-Semiconductor，M0S)晶體管，其柵極連 接方波輸出的第一開關信號Vei。當?shù)谝婚_關信號Vei處于低電平時，第一晶體管46會關閉 使得電源端21、電感組件42、二極管44和第一發(fā)光裝置22形成一電流回路，此時第一發(fā)光 裝置22會接收到第一驅動信號(也就是二極管44輸出端的電平)。第一發(fā)光裝置22因為 第一驅動信號的電壓差而發(fā)出光線，而電容組件40也因為第一驅動信號的電壓差而充電。 當?shù)谝婚_關信號Vei處于高電平時，第一晶體管46會開啟，此時二極管44是反向偏壓狀態(tài) 而不導通，所以第一驅動信號此時是沒有傳送到第一發(fā)光裝置22，故第一發(fā)光裝置22因沒 有第一驅動信號的電壓差而無法產(chǎn)生光線。同樣地，第二轉換器28包含電容組件50、電感組件52、二極管54和第二晶體管 56。電容組件50并聯(lián)于第二發(fā)光裝置24。電感組件52第一端電性連接于電源端21。二極 管54電性連接于電感組件52第二端和第二發(fā)光裝置24之間。電感組件52是儲能組件， 用來儲存電源端21提供的直流電壓。第二晶體管56第一端電性連接于電感組件52和二 極管54，其第二端電性連接電源端21的第二極。在本發(fā)明實施例中，第二晶體管56是N型 金屬-氧化物_半導體(NMOS)晶體管，NMOS晶體管的柵極連接方波輸出的第二開關信號 \2。請注意，因為反相器58是反相第一開關信號Vei以形成第二開關信號Ve2，所以第一開 關信號Vei和第二開關信號Ve2的相位是相差180度，所以當?shù)谝婚_關信號Vei是低電平則第 二開關信號是高電平。當?shù)诙_關信號Ve2處于低電平時，第二晶體管56會關閉啟使得 電源端21、電感組件52、二極管54和第二發(fā)光裝置24形成一電流回路，此時第二發(fā)光裝置 24會接收到第二驅動信號(也就是二極管54輸出端的電平)。第二發(fā)光裝置24因為第二驅動信號的電壓差而發(fā)出光線，而電容組件50也因為第二驅動信號的電壓差而充電。當?shù)?二開關信號處于高電平時，第二晶體管56會開啟，此時二極管54會因為反向偏壓而不 導通，所以第二驅動信號此時是沒有傳送到第二發(fā)光裝置24，故第二發(fā)光裝置24因沒有第 二驅動信號的電壓差而無法產(chǎn)生光線。由于第一開關信號Vei和第二開關信號Ve2的相位是 相差180度，連帶使得第一驅動信號以及第二驅動信號的相位也相差180度。如此一來，第 一發(fā)光裝置22與第二發(fā)光裝置24因第一驅動信號以及第二驅動信號的驅動而發(fā)光的時間 是交錯的。也就是說，在任一時點，只有第一發(fā)光裝置22或第二發(fā)光裝置24其中之一會發(fā) 光。請參閱圖3，圖3是本發(fā)明第二實施例的液晶顯示器60的示意圖。液晶顯示器60 包含電源端21、液晶顯示面板30及背光模塊70。為簡化說明，在圖3中凡是與圖2所示的 組件具有相同編號者具有相同的功能，以下不再贅述它們的運作。與圖2的實施例不同的 地方在于，第二轉換器28的第二晶體管66改為PMOS晶體管且其柵極亦受第一開關信號Vei 控制，而且不需使用反相器58。因為PMOS晶體管是在第一開關信號Vei處于低電平時開啟， 處于高電平時關閉，正好與NMOS晶體管相反。也就是說，即使第一晶體管46及第二晶體管 66都是由同樣的第一開關信號Vei所控制，但是第二晶體管66 (PM0S晶體管)和第一晶體管 46(NM0S晶體管)的組件特性正好相反，所以當?shù)诙l(fā)光裝置24接收到第二驅動信號(也 就是二極管54輸出端的電平)而發(fā)出光線時，第一發(fā)光裝置22并不會接收到第一驅動信 號故不會發(fā)出光線，反之亦然。如此一來，第一發(fā)光裝置22與第二發(fā)光裝置24因第一驅動 信號的驅動而發(fā)光的時間是交錯的。也就是說，在任一時點，只有第一發(fā)光裝置22或第二 發(fā)光裝置24其中之一會發(fā)光。本領域的技術人員可以理解，只要第一晶體管46和第二晶體管66的開啟電壓極 性相反，就可以只用同一開關信號驅動便能實現(xiàn)本發(fā)明中的第一發(fā)光裝置22與第二發(fā)光 裝置24交錯時間發(fā)光的目標；并不必須如上所述將第一晶體管46和第二晶體管66固定設 為NMOS晶體管或PMOS晶體管。在以上實施例中，第一開關信號與第二開關信號的占空比皆為50%，實際上，第一 開關信號與第二開關信號的占空比也可以視需要調(diào)整為60% 40%或其它比例，而第一 驅動信號和第二驅動信號的占空比也將隨第一開關信號與第二開關信號的占空比一起調(diào)
iF. ο綜合以上，所以本發(fā)明的背光模塊和應用背光模塊的液晶顯示器是以交錯輪流的 方式驅動第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置，因此在同一切換周期下，當?shù)谝婚_關信號與第二 開關信號的占空比皆為50%時，第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置各會有一半的工作周期處于 關閉狀態(tài)。由于第一發(fā)光裝置和第二發(fā)光裝置在同一切換周期下將有一半的時間為關閉狀 態(tài)，因此也將有效改善因所有發(fā)光裝置同時點亮所產(chǎn)生的溫度過高問題，以有效降低發(fā)光 裝置在點燈過程中產(chǎn)生的熱能。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，但該較佳實施例并非用以限制 本發(fā)明，該領域的普通技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，均可作各種更動與潤 飾，因此本發(fā)明的保護范圍以權利要求界定的范圍為準。
權利要求
一種液晶顯示器，其包含一電源端，用來產(chǎn)生一供應電壓；及一液晶顯示面板，包含一液晶層，用來顯示影像；其特征在于所述液晶顯示器另包含一開關信號產(chǎn)生器，用來產(chǎn)生第一開關信號和第二開關信號；一第一轉換器，電性連接于所述電源端，用來將所述供應電壓依據(jù)所述第一開關信號產(chǎn)生第一驅動信號；一第二轉換器，電性連接于所述電源端，用來將所述供應電壓依據(jù)所述第二開關信號產(chǎn)生第二驅動信號；一第一發(fā)光裝置，用來依據(jù)所述第一轉換器傳來的所述第一驅動信號的電壓差產(chǎn)生光線；及一第二發(fā)光裝置，用來依據(jù)所述第二轉換器傳來的所述第二驅動信號產(chǎn)生光線，其中所述第一驅動信號與所述第二驅動信號的相位相差180度。
2.根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一發(fā)光裝置以及所述第二 發(fā)光裝置包含一發(fā)光二極管或是若干個串聯(lián)的發(fā)光二極管。
3.根據(jù)權利要求1所述的液晶顯示器，其特征在于所述第一轉換器包含 一電容組件，并聯(lián)于所述第一發(fā)光裝置；一電感組件，其第一端電性連接于所述電源端的第一極； 一個二極管，電性連接于所述電感組件的第二端和所述第一發(fā)光裝置之間；及 一第一晶體管，其第一端電性連接于所述電感組件和所述二極管之間，其第二端連接 電源端的第二極，用來接收所述第一開關信號時導通。
4.根據(jù)權利要求1或3所述的液晶顯示器，其特征在于所述第二轉換器包含 一電容組件，并聯(lián)于所述第二發(fā)光裝置；一電感組件，其第一端電性連接于所述電源端的第一極； 一個二極管，電性連接于所述電感組件的第二端和所述第二發(fā)光裝置之間；及 一第二晶體管，其第一端電性連接于所述電感組件和所述二極管之間，其第二端連接 電源端的第二極，用來接收所述第二開關信號時導通。
5.根據(jù)權利要求4所述的液晶顯示器，其特征在于所述液晶顯示器另包含一反相器， 用來反相所述開關信號產(chǎn)生器產(chǎn)生的一開關信號以產(chǎn)生另一路開關信號，兩路開關信號分 別作為所述第一開關信號和第二開關信號；或所述第一晶極管和第二晶極管的開啟電壓極 性相反，并連接到同一開關信號。
6.一種背光模塊，其特征在于所述背光模塊另包含一開關信號產(chǎn)生器，用來產(chǎn)生第一開關信號和第二開關信號； 一第一轉換器，電性連接于一電源端，用來將所述電源端產(chǎn)生的供應電壓依據(jù)第一開 關信號產(chǎn)生第一驅動信號；一第二轉換器，電性連接于所述電源端，用來將所述供應電壓依據(jù)第二開關信號產(chǎn)生 第二驅動信號；一第一發(fā)光裝置，用來依據(jù)所述第一轉換器傳來的所述第一驅動信號的電壓差產(chǎn)生光 線；及一第二發(fā)光裝置，用來依據(jù)所述第二轉換器傳來的所述第二驅動信號產(chǎn)生光線， 其中所述第一驅動信號與所述第二驅動信號的相位相差180度。
7.根據(jù)權利要求6所述的背光模塊，其特征在于所述第一發(fā)光裝置及所述第二發(fā)光 裝置包含一發(fā)光二極管或是若干個串聯(lián)的發(fā)光二極管。
8.根據(jù)權利要求6所述的背光模塊，其特征在于所述第一轉換器包含 一電容組件，并聯(lián)于所述第一發(fā)光裝置；一電感組件，其第一端電性連接于所述電源端的第一極； 一個二極管，電性連接于所述電感組件的第二端和所述第一發(fā)光裝置之間；及 一第一晶體管，其第一端電性連接于所述電感組件和所述二極管之間，其第二端連接 所述電源端的第二極，用來接收所述第一開關信號時導通。
9.根據(jù)權利要求6或8所述的背光模塊，其特征在于所述第二轉換器包含 一電容組件，并聯(lián)于所述第二發(fā)光裝置；一電感組件，其第一端電性連接于所述電源端的第一極； 一個二極管，電性連接于所述電感組件的第二端和所述第二發(fā)光裝置之間；及 一第二晶體管，其第一端電性連接于所述電感組件和所述二極管之間，其第二端連接 所述電源端的第二極，用來接收所述第二開關信號時導通。
10.根據(jù)權利要求9所述的背光模塊，其特征在于所述背光模塊另包含一反相器，用 來反相所述開關信號產(chǎn)生器產(chǎn)生的一開關信號以產(chǎn)生另一路開關信號，兩路開關信號分別 作為所述第一開關信號和所述第二開關信號；或所述第一晶極管和第二晶極管的開啟電壓 極性相反，并連接到同一開啟信號。
全文摘要
本發(fā)明公開一種背光模塊和液晶顯示器，其以一交錯式控制方法驅動發(fā)光二極管。利用二轉換器以交錯方式分別驅動兩組發(fā)光二極管，使得在同一切換周期下，兩組發(fā)光二極管會輪流開啟，所以各會有一半的工作周期處于關閉狀態(tài)。因每一組發(fā)光二極管在同一切換周期下將有一半的時間為關閉狀態(tài)，因此也將有效降低因所有發(fā)光二極管同時點亮所產(chǎn)生的溫度過高問題。以有效降低發(fā)光二極管在點燈過程中產(chǎn)生的熱能。
文檔編號G02F1/13357GK101923841SQ20101026027
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月17日 優(yōu)先權日2010年8月17日
發(fā)明者楊景元, 賀成明 申請人:深圳市華星光電技術有限公司