CN100397187C - 背光模块系统以及应用该背光模块系统的液晶显示器 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器以及适用于所述液晶显示器的一种背光模块系统，采用多个适合不同工作环境温度下运转的光源以及一光源驱动模块，因而能在不同工作环境温度下驱动特定的光源，让背光模块的光输出维持一稳定的表现。

Description

背光模块系统以及应用该背光模块系统的液晶显示器

【技术领域】

本发明系有关一种背光模块，特别是一种能依工作环境温度而适时驱动不同工作温度的光源的背光模块系统。

【背景技术】

在一显示装置中，如何迅速启动且能持续稳定地提供一背光源系为一重要的课题，特别是当显示装置应用于交通工具上以提供驾驶人相关的操作信息时，背光模块的表现将直接影响到驾驶人对于交通工具状况的掌控。而现有的背光模块，经常仅采用单一种类的光源，因此当此光源于一高温或是低温的环境下时，经常发生无法顺利启动或者其发光亮度不足的情况；例如采用冷阴极萤光灯管(cold cathode fluorescent lamp；CCFL)做为光源的背光模块就经常在低温的环境下无法正常发挥其发光效率，而必须在历经数分钟的暖机过程后，才能提供足够的亮度而让显示面板上的操作信息到达一足以辨识的程度，甚者，当所处环境温度更低时，冷阴极萤光灯管甚至完全无法启动而导致显示装置完全失效。

此外，发光二极管(light emitting diode；LED)也是背光模块中经常采用的光源，其可以在低温的环境下顺利启动并且正常运作，但是当处在一高温的环境下时，发光二极管的发光效率便会降低，因而无法提供一足够的亮度而让显示面板上的操作信息无法达到一足以辨识的程度。

另一方面，当现有背光模块采用同一种类的多个光源时，所有光源的发光效率以及对于环境温度的适应能力均接近或相同，因此现有的背光模块并不具备有备援光源的能力，意即当某一光源因环境温度而失效时，其他相同种类的光源也同样处于失效或是效率低落的状态，如此将降低驾驶人对于交通工具本身状况的掌控能力而危害了驾驶人的人身安全。

【发明内容】

有鉴于上述发明背景中，显示装置内的背光模块仅采用单一种类的光源因而无法适应环境温度的变化以及无法提供一备援光源的问题，于此提供一种背光模块，其目的之一系让背光模块可以适应各种工作环境，并且顺利启动光源使其正常运作，另一方面，本发明的另一目的系让背光模块具有备援光源，而不致中断显示装置的正常输出。

根据上述的目的，本发明提供一种背光模块系统，其采用多个适合不同环境温度下运转的光源，并通过一光源驱动模块而能在不同环境温度下驱动特定的光源，让背光模块的光输出维持一稳定的表现；另一方面，当某一运转下的光源损坏或无法发挥正常光输出时，其他光源也可立即被启动而提供一备援功效。

根据上述的目的，本发明提供一种液晶显示器，系包含一液晶显示面板以及采用上述的背光模块系统设置于所述液晶显示面板下方。

【附图说明】

图1系依据本发明所提供的背光模块系统其架构示意图；

图2A系依据本发明的一较佳具体实施例所提供的侧光式背光模块其立体结构示意图；

图2B系依据本发明的一较佳具体实施例所提供的侧光式背光模块其剖面结构示意图；

图2C系本发明所提供的背光模块其光源配置方式的变化示意图；

图2D系本发明所提供具有正常光源以及备援光源的背光模块其剖面结构示意图；以及

图2E系本发明所提供具有三光源的背光模块其剖面结构示意图。

【具体实施方式】

接下来是本发明的详细说明，下述说明中对于背光模块本身的描述并不包括详细的构造组成以及元件运作原理，本发明所沿用的现有技艺，在此仅作重点式的引用，以助本发明的阐述。而且下述内文中有关背光模块的图示亦并未依据实际比例绘制，其作用仅在表达出本发明的特征。其次，当本发明的实施例图式中的各元件或结构在描述说明时，不应以此作为有限定的认知，即如下的说明未特别强调数目上的限制时，本发明的精神与应用范围可推及多数个元件或结构并存的结构上。

依据本发明的一较佳具体实施例系提供一种背光模块系统，此背光模块系统的架构示意图可参照图1。首先，背光模块系由一光源驱动模块11以及两组不同种类的光源所组成，其中，光源驱动模块11包括有一温度感测器111以及一驱动装置112，而第一光源121与第二光源122则分别选自发光二极管阵列(light emitting diode array)以及冷阴极萤光灯管。

当启动背光模块时，温度感测器111系立即检测背光模块所处的环境温度，并产生一温度参数而传回驱动装置中112中；而在驱动装置112内则由一自动切换装置1121负责接收此温度参数或根据此温度参数，输出一驱动信号至第一光源驱动电路1122或第二光源驱动电路1123上以启动第一光源121或第二光源122。

在本实施例中，第一光源121系可选自一适合在低温或常温的环境温度下运转的发光二极管阵列，而第二光源122则选自适合常温以上以及较高温度下运转的冷阴极萤光灯管，因此当温度感测器检测到一低温的环境温度时，例如在下雪或寒冷的天候时，自动切换装置1121将输出驱动信号至第一光源驱动电路1122而启动发光二极管阵列，并在发光二极管阵列运转一段时间而提高了环境温度，例如为暖机程序，或者当环境温度已到达发光二极管阵列不适宜运转的高温时，自动切换装置1121则可切换驱动信号至第二光源驱动电路1123而启动冷阴极萤光灯管；反之，当温度感测器检测到一高温的环境温度时，例如在炎热天候或日照环境时，自动切换装置1121将输出驱动信号至第二光源驱动电路1123而启动冷阴极萤光灯管；此外，当温度感测器检测到第一光源121及第二光源122均适合运转的环境温度时，自动切换装置1121将输出驱动信号至第一光源驱动电路1122及第二光源驱动电路1123而启动第一光源121及第二光源122。

就一般常见的发光二极管而言，其虽可在摄氏85度以下的工作环境下运转，不过一旦工作温度超于摄氏50度，其光输出效率便开始降低；另一方面，一般的冷阴极萤光灯管则必须在摄氏20至60度才能达到一较佳的光输出效率。因此本实施例所提供用来决定驱动发光二极管阵列或冷阴极萤光灯管的方式有两种：第一是设定一切换温度，例如是摄氏40度，而当温度感侧器111检测到一工作温度小于摄氏40度的条件，则自动切换装置1121仅驱动发光二极管阵列；反之，当工作温度等于或超过摄氏40度，则自动切换装置1121仅驱动冷阴极萤光灯管。而本实施例所提供用来决定驱动发光二极管阵列或冷阴极萤光灯管的第二种方式则是设定一切换温度区段，例如摄氏20度至40度，而一旦工作温度低于摄氏20度，则自动切换装置1121仅驱动发光二极管阵列；一旦工作温度落入摄氏20度至40度的范围，则自动切换装置11221同时驱动发光二极管阵列以及冷阴极萤光灯管；而等到工作温度超过摄氏40度时，自动切换装置1121就仅驱动冷阴极萤光灯管。但不管是设定切换温度或切换温度区段，其都可预先设定并储存于自动切换装置1121或连接所述自动切换装置1121的一存储装置(未绘出)内。

继续参照图1，在本实施例所提供的背光模块系统中，光源驱动模块11系随时监控处于运转状态下的第一光源121以及第二光源122，因此，当某一光源处于一失效或损坏的情况下因而无法输出一足够的亮度时，自动切换装置1121将强制启动另一光源使其运转，如此才能让背光模块的光输出不致因中断。而本实施例所提供的背光模块更可包括一与第一光源驱动电路1122以及第二光源驱动电路1123电性连接的人工切换装置13，例如是一手动开关，其系用来在温度感测器111或自动切换装置1121无法正常运作时，以人工操作启动单一或全部光源。

而本实施例所提供的背光模块系统在结构上可以是直下式(bottomlighting)或侧光式(edge lighting)的背光模块，图2A即为依据本实施例的一侧光式的背光模块其立体结构示意图。背光模块2采用双光源的设计，以一发光二极管阵列21以及冷阴极萤光灯管22做为第一光源以及第二光源，两者共用同一具有楔型外型(wedge-shaped)的导光板24，因此设置在导光板24的入射端面241的上下两侧，也可将第一光源与第二光源的上下排列方式做一调换。而在导光板24底面242外侧系可设置一反射件例如一反射片25以利将穿透底面242的光反射回导光板24内；另外，在导光板24的光输出面243外侧则可设置具有不同功能的光学元件，例如扩散片26以及棱镜片27。而当发光二极管阵列21或冷阴极萤光灯管22被单独启动而运转时，其光输出均具有足够亮度，例如250cd/m²，而能让应用此背光模块2的显示装置(图中未示)其显示面板上所呈现的信息达到一可辨识的程度。

参照图2B，其系本实施例所提供的背光模块2其剖面结构示意图，其中，发光二极管阵列21的光输出面系直接面向导光板24，因此其光输出将直接进入导光板24的入设端面241，而冷阴极萤光灯管22则通过反射件例如一反射光罩28调整其光输出方向而入射至同一导光板24的入设端面241，冷阴极萤光灯管22系可设置于反射光罩28与导光板24之间。但发光二极管阵列21设置于背光模块中的方式并不局限于本实施例中所揭露的方式，例如参照图2C，在依据本发明的其他实施例中，发光二极管阵列21的光输出面虽不直接面向导光板24的入射端面241，但可通过反射光罩29而调整其光输出方向并入射至导光板24的入设端面241，发光二极管阵列21系可设置于反射光罩29与导光板24之间。

当应用本发明的显示装置其显示面板具有多个信息显示区域时，背光模块也可将其光输出面划分为多个光输出区域，并且由不同的光源提供其所需的光源，例如当应用本发明的一液晶显示器其液晶显示面板本身划分为一般显示区域以及备援紧急显示区域时，本实施例所提供的背光模块2也可如图2D中所示，提供一正常光源以及一备援光源输出，其中，正常光源系由冷阴极萤光灯管22所提供，而备援光源则由发光二极管阵列21所提供，而两者可共用一具有双楔型剖面(dual-wedge-shaped cross section)的导光板24搭配。如此一来，当背光模块2处于一低温的工作环境，例如低于摄氏20度或冷阴极萤光灯管22损坏时，发光二极管阵列21就能立即启动并照亮液晶显示面板上的紧急显示区域，而仍能提供驾驶人一些必要的操作信息。反之，若正常光源系选自发光二极管阵列21，而备援光源选自冷阴极萤光灯管22时，则当背光模块2处于一高温的工作环境，例如高于摄氏50度或发光二极管阵列21损坏时，冷阴极萤光灯管22就能立即启动并照亮液晶显示面板上紧急显示区域。

在本实施例中，背光模块2系采用一双光源的设计，但其光源的数量并不以此为限，例如参照图2E，在依据本发明的其他具体实施例中可采用三光源的设计，包括有适合在摄氏50度以下工作环境运转的发光二极管阵列21，适合在摄氏50至60度运转的冷阴极萤光灯管22A以及可以在摄氏60度以上的工作环境下运转的冷阴极萤光灯管22B；而光源驱动模块内的自动切换装置则会依照温度感测器所检测到的环境温度而驱动适当的光源，而未运转的其他光源也随时可作为备援光源的用。

本发明中所提供的背光模块，系采用多个适合不同工作环境温度下的光源，但其种类并不局限于上述实施例中所提供的发光二极管以及冷阴极萤光灯管，其他种类的固态光源以及气体放电光源也可依据本发明而具体实施。

上述的背光模块系统系可应用于液晶显示器，所述液晶显示器系包含一液晶显示面板(未绘示)，以及上述的背光模块系统设置于所述液晶显示面板下方。

以上所述的实施例仅系为说明本发明的技术思想及特点，其目的在使熟习此项技艺的人士能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以的限定本发明的专利范围，即大凡依本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (10)

1.一种适用于一液晶显示面板的背光模块系统，包括：

一导光板，具有一入射端面；

一第一光源，沿一方向设置于所述入射端面的一侧；

一第二光源，沿所述方向设置于所述入射端面的一侧；

一温度感测器系用以量测一环境温度并产生一温度参数；以及

一驱动装置系用以根据所述温度参数驱动所述第一光源或所述第二光源，其中，该第一光源与该第二光源系适合不同环境温度下运转之光源。

2.根据权利要求1所述的背光模块系统，其特征在于，

所述第一光源系为一发光二极管阵列，而所述第二光源系为一冷阴极萤光灯管。

3.根据权利要求1所述的背光模块系统，其特征在于，

包括一自动切换装置系用以根据所述温度参数提供一驱动信号。

4.根据权利要求1所述的背光模块系统，其特征在于，

更包括一人工切换装置控制所述驱动装置。

5.根据权利要求2所述的背光模块系统，其特征在于，

当所述环境温度低于摄氏40度时，所述光源驱动模块驱动所述第一光源。

6.根据权利要求2所述的背光模块系统，其特征在于，

当所述环境温度等于以及高于摄氏40度时，所述光源驱动模块驱动所述第二光源。

7.根据权利要求1所述的背光模块系统，其特征在于，

为一液晶显示器侧光式光源模块系统。

8.根据权利要求1所述的背光模块系统，其特征在于，

进一步包括一反射件，其中所述第一光源或所述第二光源系位于所述导光板以及所述反射件之间。

9.根据权利要求2所述的背光模块系统，其特征在于，

所述第一光源系大体位于所述第二光源上方。

10.根据权利要求2所述的背光模块系统，其特征在于，

所述第一光源系大体位于所述第二光源下方。

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