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      背光模組的制作方法

      文檔序號:8090456
      背光模組的制作方法
      【專利摘要】一種背光模組包含轉換器,發光二極管組,微控制器,電阻調變模組,及升壓電路。該發光二極管組耦接于該轉換器,用以提供背光。該微控制器耦接于該轉換器,用以根據輸入訊號產生脈沖寬度調變訊號至該轉換器。該電阻調變模組耦接于該轉換器及該微控制器,用以根據該脈沖寬度調變訊號的工作周期輸出對應的阻值。該升壓電路包含第一開關,并耦接于該轉換器及該發光二極管組,用以對該發光二極管組提供輸入電壓,其中該第一開關根據該阻值對應的操作訊號及該脈沖寬度調變訊號開啟及關閉。
      【專利說明】背光模組
      【技術領域】
      [0001]本發明關于一種背光模組,尤指一種利用脈沖寬度調變訊號來控制背光源強弱的背光模組。
      【背景技術】
      [0002]發光二極管因為其節省電力及高亮度的特性成為常見的背光模組發光元件,而一般控制發光二極管亮度的驅動方式有兩種,類比調光(Analog dimming)及數字調光(Digital diming)。類比調光通過控制流經發光二極管的電流大小,來調整發光二極管的亮度,而數字調光則通過脈沖訊號寬度的調變,增減發光二極管導通的時間,以達成調整明暗的目的。由于數字調光的導通電壓電流較為固定,所以在低亮度時不會發生色彩偏移的問題,也因此成為一種受歡迎的調光模式。
      [0003]然而隨著使用者對于顯示器的品質要求越來越高,畫面亮暗的對比程度也成為顯示器品質的一項重要指標,顯示器因此被要求要將最高亮度做到比以前更亮,最低亮度則要做到比以前更暗,以達到較大的對比。對于利用脈沖訊號寬度調變來調整發光二極管亮度的顯示器而言,當操作在偏低亮度時,脈沖訊號的工作周期(Duty cycle)也相對較小,而脈沖訊號較小的工作周期將有可能導致發光二極管的驅動電壓不穩定,甚至造成屏幕閃爍不穩的情形。也因此如何利用脈沖訊號寬度調變操作在低亮度的情境下,并能使發光二極管維持穩定發光,成為一項挑戰。

      【發明內容】

      [0004]為克服上述技術問題,本發明提供一種背光模組,以在背光處于偏低亮度的情況下,提高操作訊號的頻率,以穩定維持升壓電路的輸出電壓,并解決于低亮度屏幕易產生閃爍不穩的問題。
      [0005]本發明提供了一種背光模組,其包含轉換器、發光二極管組、微控制器、電阻調變模組及升壓電路;發光二極管組耦接于該轉換器,用以提供背光;微控制器耦接于該轉換器,用以根據輸入訊號產生脈沖寬度調變訊號至該轉換器;電阻調變模組耦接于該轉換器及該微控制器,用以根據該脈沖寬度調變訊號的工作周期輸出對應的阻值;升壓電路耦接于該轉換器及該發光二極管組,用以將第一直流電壓升壓至第二直流電壓,以對該發光二極管組提供該第二直流電壓,該升壓電路包含第一開關,該第一開關根據該阻值對應的操作訊號及該脈沖寬度調變訊號開啟及關閉。
      [0006]較佳的,在所述的背光模組中,該電阻調變模組包含第一電阻、第二電阻及第二開關;第二電阻并聯于該第一電阻;第二開關串聯于該第二電阻且耦接于該微控制器;其中當該脈沖寬度調變訊號的該工作周期小于預定值時,該微控制器導通該電阻調變模組的該
      第二開關。
      [0007]較佳的,在所述的背光模組中,當該脈沖寬度調變訊號的該工作周期大于或等于該預定值時,該微控制器截止該電阻調變模組的該第二開關。[0008]較佳的,在所述的背光模組中,該電阻調變模組的該第二開關為晶體管或電子式開關。
      [0009]較佳的,在所述的背光模組中,該電阻調變模組包含可變電阻。
      [0010]本發明還提供了一種背光模組的控制方法,其包含以下步驟:根據輸入訊號產生脈沖寬度調變訊號;根據該脈沖寬度調變訊號的工作周期調整電阻調變模組的阻值;根據該阻值產生操作訊號;及根據該操作訊號及該脈沖寬度調變訊號控制升壓電路的第一開關的開啟及關閉,以控制耦接于該升壓電路的發光二極管組產生背光。
      [0011]較佳的,在所述的背光模組的控制方法中,根據該脈沖寬度調變訊號的該工作周期調整該阻值步驟包含,當該脈沖寬度調變訊號的該工作周期小于預定值時,調降該阻值,以提升該操作訊號的頻率。
      [0012]較佳的,在所述的背光模組的控制方法中,該電阻調變模組包含第一電阻、第二電阻與第二開關,該第一電阻與該第二電阻并聯,該第二開關與該第二電阻串聯,該阻值由該第一電阻與該第二電阻決定,該調降該阻值步驟包含,導通該電阻調變模組的該第二開關。
      [0013]較佳的,在所述的背光模組的控制方法中,根據該脈沖寬度調變訊號的該工作周期調整該阻值步驟包含,當該脈沖寬度調變訊號的該工作周期大于或等于預定值時,調升該阻值,以降低該操作訊號的頻率。
      [0014]較佳的,在所述的背光模組的控制方法中,該電阻調變模組包含第一電阻、第二電阻與第二開關,該第一電阻與該第二電阻并聯,該開關與該第二電阻串聯,該阻值由該第一電阻與該第二電阻決定,該調升該阻值步驟包含,截止該電阻調變模組的該第二開關。
      [0015]較佳的,在所述的背光模組的控制方法中,根據該操作訊號及該脈沖寬度調變訊號控制該第一開關的開啟及關閉為根據該操作訊號及該脈沖寬度調變訊號的邏輯積(Logical product)來控制該第一開關的開啟及關閉。
      [0016]與現有技術相比,本發明背光模組能在背光處于偏低亮度的情況下,藉由改變電阻調變模組的阻值,來提高操作訊號的頻率,以穩定維持升壓電路的輸出電壓,并解決現有技術所述于低亮度屏幕易產生閃爍不穩的問題。同時當背光處于正常亮度的情況下,本發明背光模組也能降低操作訊號的頻率,以提升升壓電路的效率。
      【專利附圖】

      【附圖說明】
      [0017]圖1為本發明一實施例的背光模組的示意圖;
      [0018]圖2為圖1背光模組的相關操作訊號圖;
      [0019]圖3為本發明另一實施例的背光模組的示意圖;
      [0020]圖4為圖1及圖3的背光模組的控制方法的流程圖。
      【具體實施方式】
      [0021]為使對本發明的目的、構造、特征、及其功能有進一步的了解,茲配合實施例詳細說明如下。
      [0022]請參考圖1,圖1為本發明一實施例的背光模組的示意圖,背光模組包含轉換器110、多串發光二極管120 (即發光二極管組)、微控制器130、電阻調變模組140及升壓電路150。微控制器130電連接于轉換器110,用以根據輸入訊號產生脈沖寬度調變訊號至轉換器110。電阻調變模組140耦接于轉換器110及微控制器130,用以根據脈沖寬度調變訊號的工作周期(Duty cycle)輸出對應的阻值。升壓電路150耦接于轉換器110及多串發光二極管120,用以將輸入電壓源160的輸入電壓Vin升壓至較高電位的輸出電壓,并對多串發光二極管120提供其輸出電壓。升壓電路150包含開關151,而開關151根據電阻調變模組140的阻值所對應的操作訊號及脈沖寬度調變訊號被開啟及關閉。
      [0023]于圖1的實施例中,轉換器110包含操作訊號產生模組114,操作訊號產生模組114電連接于電阻調變模組140,操作訊號產生模組114根據電阻調變模組140的阻值來產生對應的操作訊號;轉換器110將脈沖寬度調變訊號及操作訊號以邏輯積(logicalproduct)的方式運算產生升壓控制訊號,而升壓電路150的開關151即由此升壓控制訊號來控制。于此實施例中,電阻調變模組140的阻值越大時,操作訊號產生模組114對應產生的操作訊號具有越低的頻率。
      [0024]于圖1的實施例中,升壓電路150包含電感152、齊納二極管153及電容154。電感152電連接于輸入電壓源160和齊納二極管153的正端之間;齊納二極管153的負端則為升壓電路150的輸出端并與多串發光二極管120電連接;而電容154的兩端則分別與齊納二極管153的負端及接地端電連接。第一開關151為晶體管,其具有漏極、源極及柵極,其漏極耦接于齊納二極管正端,源極耦接至接地電壓,而柵極則耦接于轉換器110。于另一實施例中,第一開關151可為電子式開關,其具有第一端,第二端及控制端,其第一端耦接于齊納二極管正端,第二端耦接至接地電壓,而控制端則耦接于轉換器110。開關151根據轉換器110輸出的升壓控制訊號來導通或截止。當開關151導通時,將自輸入電壓Vin導入電流Ii流經電感152及開關151,此時導入電流Ii會對電感152充能,而電容154則處于放能狀態;當開關151截止時,因為電容154的端電壓Vc高過輸入電壓Vin,直流電壓源160將不再導入電流進入電感152中,然而由于電感的電性特性,在導通時期的導入電流Ii并不會立刻截止,而會流入電容154,此時電感152處于放能狀態,電容154則處于充能狀態,而電容154的端電壓Vc因此可維持在高于輸入電壓Vin的高電位。
      [0025]多串發光二極管120用以提供背光,多串發光二極管120耦接于轉換器110與升壓電路150。多串發光二極管120的驅動電壓由升壓電路150的輸出電壓提供,使發光二極管得以導通發光。于此實施例中,發光二極管的導通電流將通過回授腳位113回授給轉換器110,轉換器110根據此電流回授調整操作訊號的工作周期(duty cycle)以將驅動電壓維持在固定的電位,確保背光源的穩定。
      [0026]于圖1的實施例中,電阻調變模組140包含第一電阻142、第二電阻144和第二開關146。第二電阻144與第一電阻142并聯,且第二開關146串聯于第二電阻144。第二開關146為晶體管,其具有漏極、源極及柵極,其漏極耦接于第二電阻144,源極耦接至接地電壓,而柵極則耦接于微控制器130。于另一實施例中,第二開關146可為電子式開關,其具有第一端、第二端及控制端,其第一端耦接于第二電阻144,第二端耦接至接地電壓,而控制端則耦接于微控制器130。
      [0027]于圖1的實施例中,在脈沖寬度調變訊號的工作周期大于或等于預定值時,微控制器130會截止電阻調變模組140的第二開關146,使得電阻調變模組140的阻值即為第一電阻142的阻值;反之,在脈沖寬度調變訊號的工作周期小于預定值時,微控制器130會導通電阻調變模組140的第二開關146,使得電阻調變模組140的阻值為第一電阻142和第二電阻144并聯的阻值。因此,通過微控制器130對第二開關146的控制,將可改變電阻調變模組140的阻值,進而改變操作訊號的周期。
      [0028]請參考圖2,圖2為背光模組的相關操作訊號圖,其包含了脈沖寬度調變訊號,操作訊號,升壓控制訊號于第一時段Tl、第二時段T2及第三時段T3內的狀態。于第一時段Tl時背光模組操作在正常亮度的情況下,其脈沖寬度調變訊號的工作周期大于操作訊號周期的三倍,而升壓控制訊號仍能維持升壓電路的輸出電壓,使發光二極管穩定發光,此時開關146被截止,電阻調變模組140的阻值即為第一電阻142的阻值;于第二時段T2時背光模組操作在偏低亮度的情況下,此時脈沖寬度調變訊號的工作周期小于操作訊號周期的三倍,而升壓控制訊號的工作周期因此變得太過短暫而無法維持升壓電路150的輸出電壓,發光二極管則可能出現閃爍不穩的情形,因此在第三時段T3時,微控制器130會將開關146導通,電阻調變模組140的阻值因此降低,操作頻率產生模組114會對應該阻值產生頻率較高的操作訊號,而使得在第三時段T3時,脈沖寬度調變訊號的工作周期能維持大于操作訊號周期的三倍,使得升壓控制訊號能維持升壓電路的輸出電壓,而發光二極管能穩定發光。
      [0029]于上述實施例中,該預定值為當電阻調變模組140的第二開關146為截止時操作訊號產生模組114對應產生的操作訊號周期的三倍,而于此同一實施例中,當背光模組自第三時段T3偏低亮度狀態回到正常亮度的狀態時,則當脈沖寬度調變訊號的工作周期大于上述的預定值時,微控制器130會將開關146截止,而電阻調變模組140的阻值會因此上升,操作訊號產生模組114會對應該阻值產生頻率較低的操作訊號以避免背光模組因操作在偏高的頻率導致升壓的效率降低。須注意上述預定值乃本發明的較佳實施例,熟悉本領域者,當可根據系統運作的實際情況,修改此預定值以符合系統需求,例如于另一實施例中,此預定值可為當電阻調變模組的第二開關為截止時操作訊號產生模組114對應產生的操作訊號的周期。
      [0030]請參考圖3,圖3為本發明另一實施例的背光模組的示意圖,其與上述圖1的實施例的差別僅在于電阻調變模組240。于圖3的實施例中,電阻調變模組240包含可變電阻242??勺冸娮?42耦接于微控制器130,而在脈沖寬度調變訊號的工作周期大于或等于預定值時,微控制器130會調升可變電阻242的阻值,亦即電阻調變模組240的阻值,進而調降操作訊號的頻率;而于脈沖寬度調變訊號的工作周期小于預定值時,微控制器130會調降可變電阻242的阻值,亦即電阻調變模組240的阻值,進而調升操作訊號的頻率。此通過改變操作訊號的頻率來維持升壓電路150的輸出電壓的方式則與圖1的實施例相同,在此不另贅述。
      [0031]請參考圖4,圖4為本發明背光模組的控制方法流程圖。背光模組的控制方法包含下列步驟:
      [0032]410:微控制器130根據輸入訊號產生脈沖寬度調變訊號;
      [0033]420:電阻調變模組140或240根據脈沖寬度調變訊號的工作周期調整電阻調變模組140或240的阻值;
      [0034]430:操作訊號產生模組114根據電阻調變模組140或240的阻值產生操作訊號;
      [0035]440:轉換器110根據操作訊號及脈沖寬度調變訊號控制升壓電路150的第一開關151的開啟及關閉,以控制耦接于升壓電路150的多組發光二極管120產生背光。
      [0036]在步驟410,輸入訊號對應于顯示系統(該顯示系統由背光模組提供背光)所需的背光亮度,所需亮度越強,則脈沖寬度調變訊號的工作周期越大;所需亮度越低,則脈沖寬度調變訊號的工作周期越小。步驟420在脈沖寬度調變訊號的工作周期大于或等于預定值時,截止電阻調變模組140的第二開關146,以調升電阻調變模組140的阻值,或調升可變電阻242的阻值,以調升電阻調變模組240的阻值,而步驟430即根據此阻值,來產生一組頻率較低的操作訊號。反之,于同一實施例中,在脈沖寬度調變訊號的工作周期小于預定值時,步驟420會導通電阻調變模組140的第二開關146,以調降電阻調變模組140的阻值,或調降可變電阻242的阻值,以調降電阻調變模組240的阻值,而步驟430即根據此阻值來產生一組頻率較高的操作訊號。于一實施例中,預定值可為操作訊號周期的三倍。步驟440根據操作訊號及脈沖寬度調變訊號控制升壓電路150的第一開關151的開啟及關閉,以控制率禹接于升壓電路150的多組發光二極管120產生背光。于一實施例中,轉換器110根據操作訊號及脈沖寬度調變訊號的邏輯積(Logical product)來控制第一開關151的開啟及關閉。
      [0037]綜上所述,本發明背光模組能在背光處于偏低亮度的情況下,藉由改變電阻調變模組140、240的阻值,來提高操作訊號的頻率,以穩定維持升壓電路150的輸出電壓,并解決現有技術所述于低亮度屏幕易產生閃爍不穩的問題。同時當背光處于正常亮度的情況下,本發明背光模組也能降低操作訊號的頻率,以提升升壓電路150的效率。
      [0038]以上所述僅為本發明的較佳實施例,凡依本發明申請專利范圍所做的均等變化與修飾,皆應屬本發明的涵蓋范圍。
      【權利要求】
      1.一種背光模組,其特征在于,包含: 轉換器; 發光二極管組,耦接于該轉換器,用以提供背光; 微控制器,耦接于該轉換器,用以根據輸入訊號產生脈沖寬度調變訊號至該轉換器;電阻調變模組,耦接于該轉換器及該微控制器,用以根據該脈沖寬度調變訊號的工作周期輸出對應的阻值 '及 升壓電路,耦接于該轉換器及該發光二極管組,用以將第一直流電壓升壓至第二直流電壓,以對該發光二極管組提供該第二直流電壓,該升壓電路包含第一開關,其中該第一開關根據該阻值對應的操作訊號及該脈沖寬度調變訊號開啟及關閉。
      2.如權利要求1所述的背光模組,其特征在于,該電阻調變模組包含: 第一電阻; 第二電阻,并聯于該第一電阻;及 第二開關,串聯于該第二電阻且耦接于該微控制器; 其中當該脈沖寬度調變訊號的該工作周期小于預定值時,該微控制器導通該電阻調變模組的該第二開關。
      3.如權利要求2所述的背光模組,其特征在于,當該脈沖寬度調變訊號的該工作周期大于或等于該預定值時,該微控制器截止該電阻調變模組的該第二開關。
      4.如權利要求2所述的背光模組,其特征在于,該電阻調變模組的該第二開關為晶體管或電子式開關。
      5.如權利要求1所述的背光模組,其特征在于,該電阻調變模組包含可變電阻。
      6.一種背光模組的控制方法,其特征在于,包含以下步驟: 根據輸入訊號產生脈沖寬度調變訊號; 根據該脈沖寬度調變訊號的工作周期調整電阻調變模組的阻值; 根據該阻值產生操作訊號;及 根據該操作訊號及該脈沖寬度調變訊號控制升壓電路的第一開關的開啟及關閉,以控制耦接于該升壓電路的發光二極管組產生背光。
      7.如權利要求6所述的背光模組的控制方法,其特征在于,根據該脈沖寬度調變訊號的該工作周期調整該阻值步驟包含,當該脈沖寬度調變訊號的該工作周期小于預定值時,調降該阻值,以提升該操作訊號的頻率。
      8.如權利要求7所述的背光模組的控制方法,其特征在于,該電阻調變模組包含第一電阻、第二電阻與第二開關,該第一電阻與該第二電阻并聯,該第二開關與該第二電阻串聯,該阻值由該第一電阻與該第二電阻決定,該調降該阻值步驟包含,導通該電阻調變模組的該第二開關。
      9.如權利要求6所述的背光模組的控制方法,其特征在于,根據該脈沖寬度調變訊號的該工作周期調整該阻值步驟包含,當該脈沖寬度調變訊號的該工作周期大于或等于預定值時,調升該阻值,以降低該操作訊號的頻率。
      10.如權利要求9所述的背光模組的控制方法,其特征在于,該電阻調變模組包含第一電阻、第二電阻與第二開關,該第一電阻與該第二電阻并聯,該開關與該第二電阻串聯,該阻值由該第一電阻與該第二電阻決定,該調升該阻值步驟包含,截止該電阻調變模組的該第二開關。
      11.如權利要求6所述的背光模組的控制方法,其特征在于,根據該操作訊號及該脈沖寬度調變訊號控制該第一開關的開啟及關閉為根據該操作訊號及該脈沖寬度調變訊號的邏輯積來控制該第一開 關的開啟及關閉。
      【文檔編號】H05B37/02GK103781245SQ201410003733
      【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月6日 優先權日:2014年1月6日
      【發明者】葉佳翅, 徐圣堯, 闕錦盛, 林永峻, 曾俊偉, 王博文, 翁宏基 申請人:蘇州佳世達電通有限公司, 佳世達科技股份有限公司
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