CN100469212C - 背光组件和使用该背光组件的液晶显示设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种背光组件和使用该背光组件的液晶显示设备，其中，灯组件安装在接收容器上，而且包括多个灯。这些灯并联，并通过灯驱动模块供应的电压打开。传感器设置在接收容器中，而且面向灯，用来检测灯的工作状态，以输出探测信号。一个电压切断模块设置在接收容器外面，当至少一个探测信号具有小于基准信号的振幅时，给灯驱动模块提供一个电压切断信号。由此，可以防止灯的恶化，也可以增加灯的预期寿命。

Description

背光组件和使用该背光组件的液晶显示设备
技术领域
本发明涉及一种背光组件和使用该背光组件的液晶显示设备。
背景技术
液晶显示设备(LCD)是一种平板显示设备，该设备借助液晶显示图像。液晶根据施加到液晶的电场，改变穿过液晶的光的透射率。
但是，由于液晶不能产生光，所以液晶显示设备利用灯以在黑暗环境下显示图像。屏幕尺寸小的液晶显示设备使用一个或两个灯来显示图像。
随着液晶显示设备的屏幕尺寸增加，液晶显示设备使用多个灯例如10-20个灯。此外，有些液晶显示设备使用平行排列的灯。
但是，当液晶显示设备使用多个灯时，由于灯驱动装置的数量随着灯数量的增加而增加，所以制造液晶显示设备的成本、液晶显示设备的重量和尺寸就大大地增加。
为了减少灯驱动装置的数量，液晶显示设备使用各自并联、平行排列的灯，以及用来同时打开或关闭灯的一个或两个灯驱动装置。
传统液晶显示设备可以减少灯驱动装置的数量，但是由于当一个灯损坏时过电流会流过其它的灯，从而除了坏灯以外的其它灯的预期寿命可能被减少。
发明内容
因此，本发明的一个方面是提供一种背光组件，该背光组件检测并联的灯的工作状态，而且当至少一个灯非正常工作时，关闭所有的灯以便于保护这些灯。
本发明另一方面是提供一种具有背光组件的液晶显示设备。
在本发明的一个方面中，提供了一种背光组件，其包括一个灯组件、一个接收容器、多个传感器和一个逆变器。灯组件包括多个平行排列的灯，用来产生光。电压经过灯组件施加到灯上。接收容器容纳灯组件，而且接收容器包括底面和侧面。传感器设置在接收容器中，并检测灯的工作状态，以输出多个探测信号。传感器中的一个面向相应的灯。逆变器包括i)一个灯驱动模块，其设置在接收容器外侧，用来给灯提供电压，ii)电压切断模块，将探测信号与预定基准信号进行比较。当至少一个探测信号具有小于基准信号的振幅(amplitude)时，电压切断模块给灯驱动模块提供一个电压切断信号，以阻止灯驱动模块给灯提供电压。
在本发明另一方面，提供了一种液晶显示设备，其包括一个背光组件、一个逆变器和一个液晶显示面板。背光组件包括i)一个具有多个平行排列的灯的灯组件，用来产生光，ii)多个用来检测灯的工作状态以输出多个探测信号的传感器。电压经过灯组件施加到灯上。传感器中的一个面向相应的灯。逆变器包括：灯驱动模块，该灯驱动模块给灯提供电压以打开灯；和电压切断模块，该电压切断模块将探测信号与预定基准信号进行比较，并在至少一个探测信号具有小于基准信号的振幅时，输出一个电压切断信号，以阻止电压施加到灯上。液晶显示面板将光改变成图像并显示该图像。
根据本发明，传感器检测并联的灯的工作状态，并且在至少一个灯非正常工作时，关闭所有灯，由此防止灯损坏，并防止灯的预期寿命减少。
附图说明
通过结合附图详细描述本发明优选实施例，可以更清楚地看到本发明上述和其它特征和优点，其中：
图1是示出根据本发明第一示例性实施例的背光组件的示意图；
图2是示出根据本发明第二示例性实施例的背光组件的分解透视图；
图3是沿着图2中的线A-A截取的横截面图；
图4是图3的B部分截取的放大图；
图5是示出根据本发明第三示例性实施例的背光组件的分解透视图；
图6是示出根据本发明第四示例性实施例的背光组件的分解透视图；
图7是沿着图6中的线C-C截取的横截面图；
图8是示出图6的背光组件的平面图；
图9是示出背光组件另一实施例的平面图；
图10是示出根据本发明第五示例性实施例的背光组件的分解透视图；
图11是示出根据本发明的液晶显示设备的示例的分解透视图。
具体实施方式
下面结合附图详细描述本发明的优选实施例。
<背光组件的第一实施例>
图1是示出根据本发明第一示例性实施例的背光组件的示意图。根据本发明第一示例性实施例的背光组件用于例如液晶显示设备的显示设备、用来显示广告信息的显示板、投影电视等。
参考图1，背光组件500包括一个灯组件100a、一个接收容器200、多个传感器300a和一个逆变器400。
灯组件100a包括多个灯110和一个模块120。
各个灯110彼此平行排列。各个灯110经过模块120接收逆变器400产生的电压，从而产生光。
灯110并联到模块120上。模块120包括一个第一模块140和一个第二模块150。电压经过模块120施加到灯110上。灯110同时由该电压打开或关闭。灯的工作特性(例如亮度)与灯基本上打开的整个时间段成比例地恶化，并且当到了灯的预期寿命时，灯就不再工作。
接收容器200提供了一个容纳空间。接收容器200包括底面210。底面210在外部区域230和内部区域220之间形成边界。灯组件100a和传感器300a容纳在内部区域220中，逆变器400设置在外部区域230中。
灯组件100a的模块120设置在接收容器200的底面210上，且传感器300a设置在底面210和灯110之间，使得每个传感器300a设置在每个灯110下。每个传感器300a检测每个灯100的工作状态，而且产生一个探测信号310。
逆变器400可以安装在接收容器200的底面210的外表面上。逆变器400包括一个灯驱动模块410和一个电压切断模块420。
灯驱动模块410产生用来打开灯110的电压，电压被施加到灯组件100的模块120上。
电压切断模块420接收从传感器300a输出的探测信号310，而且根据探测信号310来阻止电压施加到灯110上。电压切断模块420将基准信号电平和探测信号310的信号电平进行比较，决定是否将电压施加到灯110上。
例如，电压切断模块420给灯驱动模块410提供一个电压供应信号425，因此，当所有探测信号的信号电平都大于基准信号电平时，灯驱动模块410将电压施加到灯110。于是，所有灯110由从灯驱动模块410施加的电压打开。
电压切断模块420给灯驱动模块410提供了电压切断信号427，以便在至少一个传感器310的信号电平小于基准信号电平时，灯驱动模块410不会将电压施加到灯110。于是，所有灯110都被灯驱动模块410关闭，以便防止过电流流入正常工作的灯110。
还可以在灯组件100a和接收容器200的底面210之间安装一个反射板219。反射板219反射由灯110产生的光。
根据上述实施例，当至少一个灯不正常工作时，例如当至少一个灯的工作特性(例如亮度)恶化或者至少一个灯熄灭时，灯驱动模块410打开或关闭正常工作的灯110。因此，可以保护正常工作的灯使过电流不会流入这些灯。
<背光组件的第二实施例>
图2是示出根据本发明第二示例性实施例的背光组件的分解透视图，图3是沿着图2线A-A截取的横截面图，图4是图3的B部分截取的放大图。在背光组件的第二实施例中，除了灯组件和传感器以外的其它元件与背光组件第一实施例中的元件都相同，相同的附图标记标识与背光组件第一实施例中相同的元件，并因此省略对相同的元件进行详细描述。
参考图2，灯组件100b包括多个灯110和一个模块120。
每个灯110包括一个灯体112、一个第一电极114和一个第二电极116。第一电极114设置在灯体112的第一端，而第二电极116设置在灯体112的第二端。灯体112的第二端面向灯体112的第一端。第一和第二电极114和116中的至少一个电极可以是设置在灯体112外表面上的一个外电极。例如，如图2所示，第一和第二电极114和116都是外电极。
至少两个灯平行排列。下面，L1被称为是每个灯的长度，W1被称为是灯110的整个宽度。
灯110并联到模块120上。模块120包括一个第一模块125和一个第二模块127。第一模块125并联到平行排列的灯110的第一电极114上，第二模块127并联到灯110的第二电极116上。
第一模块125包括一个第一导电板125a和一个第一夹子(或夹具)125b。第一夹子125b固定第一电极114。第二模块127包括一个第二导电板127a和一个第二夹子127b。第二夹子127b固定第二电极116。第一电源线125c连接到第一模块125，而第二电源线127c连接到第二模块127。
第一和第二电源线125c和127c经过形成在接收容器200底面210上的开口220被拉到接收容器200的外面。
参考图2、3和4，传感器300b设置在接收容器200的底面210上。每个传感器300b包括一个导电件312和一根信号线320。
导电件312可以是包含铜的薄金属板。多个导电件312设置在接收容器200的底面210上，以设置在每个灯110下。根据电磁感应现象，灯110产生的磁场在导电件312上感应电流。导电件312检测灯110的工作状态，而且将感应电流作为探测信号310输出。
探测信号310从导电件312输出，并经过信号线320传输到逆变器400。信号线320的第一端连接到导电件312，信号线320的第二端连接到逆变器400。信号线320的第二端面向信号线320的第一端。
参考图4，当接收容器200包含金属时，导电件312电连接到接收容器200，由此形成短路。因此，导电件312输出的探测信号不会被传输到逆变器400。为了防止上述问题发生，导电件312与接收容器200电绝缘。例如，在导电件312和接收容器200之间还安装一个绝缘件315，由此使导电件312与接收容器200绝缘。例如，绝缘件315可以是具有高电阻率和胶粘性的绝缘胶布，以便于将导电件312粘接到接收容器200。
每个导电件312检测自每个灯110产生的磁通量，以便检测每个灯110的工作状态。灯和设置在灯下的导电件之间的距离H1影响磁通量。
根据试验，当灯的外表面和传感器之间的距离小于约1mm或大于约5mm时，探测信号310的精确度非常低，以至于探测信号310不能以高精确度检测。例如，为了以高精确度检测探测信号310，距离H1可以在约1mm到约5mm的范围内。
信号线320经过形成在接收容器200底面210上的开口220引出到接收容器200外面。
<背光组件的第三实施例>
图5是示出根据本发明第三示例性实施例的背光组件的分解透视图。在背光组件的第三实施例中，除了反射板和传感器以外的其它元件与背光组件第二实施例中的元件都相同，相同的附图标记标识与背光组件第二实施例中相同的元件，并因此省略对相同元件进行详细描述。
参考图5，每个传感器300c包括一个光电器件330，一根第一信号线340和一根第二信号线350。
每个光电器件330设置在接收容器200的底面210上，以便设置在每个灯110下。在光电器件与灯之间一一对应。
每个光电器件330包括作为输入端的第一电极和作为输出端的第二电极。电压Vcc经过第二电源线350施加到第一电极。第一信号线340的第一端连接到光电器件330的第二电极，第一信号线340的第二端连接到逆变器400的电压切断模块420。第一信号线340的第二端面向第一信号线340的第一端。
光电器件例如可以是光电晶体管或光电二极管。光电晶体管或光电二极管响应灯产生的光产生一个电压信号。
当光电器件330是光电晶体管时，例如，第一电极可以是光电晶体管的发射极，第二电极可以是光电晶体管的集电极。当强度大于预定值的光施加到光电晶体管的基极时，光电晶体管的阈电压被降低，从而电流能够从发射极流到集电极。于是，从集电极输出探测信号310。
如果光电器件330是光电二极管，当将反向电压施加到光电二极管的PN结，而且强度大于预定值的光入射到该PN结时，光电二极管导通，输出探测信号310。
反射板219包括多个开口219a，开口219中的一个设置在相应的光电器件330上，因此，光电器件330可以检测每个灯110产生的光。
灯110产生的光根据灯110的工作状态而具有不同的亮度。正常工作的灯产生的光的亮度高于非正常工作的灯或工作特性恶化的灯。非正常工作的灯或工作特性退化的灯产生的亮度低的光。不同工作状态的灯110产生的光入射到每个光电器件330中，每个光电器件330根据灯110产生的光的亮度而产生不同的探测信号。从每个光电器件330产生的探测信号施加到逆变器400。
逆变器400的电压切断模块420将基准信号电平与探测信号310的信号电平进行比较，而且给灯驱动模块410提供电压切断信号427，以便在探测信号310的至少一个信号电平小于基准信号电平时，灯驱动模块410不会将电压施加给灯110。于是，所有灯110都被灯驱动模块410关闭，以便防止过电流流入正常工作的灯中。
当至少一个灯不正常工作时，一个报警器(图中未示出)可以响应电压切断信号427报警。报警器可以用语音或声音来报警。
根据上述实施例，传感器检测灯产生的光，当至少一个灯非正常工作时，例如当至少一个灯的工作特性(例如亮度)恶化，或至少一个灯熄灭时，灯驱动模块410关闭正常工作的灯110。因此，正常工作的灯受到保护，不会有过电流流入其中。
另外，根据本发明，传感器检测从灯产生的光，以便检测灯的工作状态，而不是检测灯的磁通量。因此，不需要限制灯和传感器之间的距离。
<背光组件的第四实施例>
图6是示出根据本发明第四示例性实施例的背光组件的分解透视图，图7是沿着图6中的线C-C截取的横截面图。在背光组件的第四实施例中，除了传感器以外的其它元件与背光组件第二实施例中的元件都一样，相同的附图标记标识与背光组件第二实施例中相同的元件，并因此省略对相同元件进行详细描述。
参考图6和7，传感器300d包括一个印刷电路板360、多个导电件312和一根信号线370。
导电件312设置在印刷电路板上。优选的是，印刷电路板360较薄。
一个导电件312设置在相应灯110下。在导电件312和灯110之间一一对应。每个导电件312连接到形成在印刷电路板360上的一个电路图案。
印刷电路板360经过信号线370连接到逆变器的电压切断模块420。信号线370的第一端连接到第一连接器365，第一连接器连接到形成在印刷电路板360上的电路图案，信号线370的第二端连接到第二连接器430，第二连接器连接到逆变器400的电压切断模块420。例如，多个探测信号经过的信号线370可以设置在一个柔性电路印刷电路板上，该电路板较薄。
图8是示出图6的背光组件的平面图。
参考图8，根据本发明第三示例性实施例的印刷电路板360可以设置在灯110的第一电极114和灯110的第二电极116之间。印刷电路板360可以设置成邻近第一电极114或邻近第二电极116。当使用上面设置有信号线370的柔性印刷电路板时，制造液晶显示设备的成本会增加。特别是，当传感器300d和逆变器400之间的距离增大时，制造液晶显示设备的成本会大大增加。
鉴于制造成本，至少一个传感器370与逆变器400的一部分重叠，以减少传感器370和逆变器400之间的距离。至少一个传感器370可以与整个逆变器400重叠。信号线的长度减少，从而，可以减少制造液晶显示设备的成本。
图9是示出背光组件另一示例的平面图。
参考图9，当印刷电路板360不与逆变器400重叠时，印刷电路板360的位置可以改变，以便于减少信号线370的长度。
如图9所示，当逆变器设置成邻近第一电极114或邻近第二电极116时，上面设置有传感器的印刷电路板360沿着假想的阵列线(array line)排列，该阵列线相对灯的纵向形成一个预定角度。
印刷电路板360的第一端设置成邻近逆变器400，印刷电路板360的第二端设置成远离逆变器。信号线370将逆变器400连接到印刷电路板360的第一端，并减少印刷电路板360和逆变器400之间的距离，由此减少信号线370的长度。
根据上述实施例，传感器检测灯产生的磁通量，输出探测信号，而且传感器安装在印刷电路板上，而不是一个接一个地安装在接收容器上，以便于检测灯的工作状态。因此，与将传感器一个接一个地安装在接收容器上的情况相比，安装传感器需要的安装时间大大减少。虽然上述优选实施例构想了传感器安装在印刷电路板上的这种结构，但是，也可以使用其它结构，其中，传感器安装在一个柔性印刷电路板上且柔性印刷电路板连接到逆变器。
<背光组件的第五实施例>
图10是示出根据本发明第五示例性实施例的背光组件的分解透视图。在背光组件的第五实施例中，除了传感器以外的其它元件与背光组件第二实施例中的元件都相同，相同的附图标记标识与背光组件第二实施例中相同的元件，并因此省略对同样的元件进行详细描述。
参考图10，传感器300e包括一个印刷电路板360、多个光电器件330和一根信号线370。光电器件330整体形成于印刷电路板360上。光电器件330中的一个设置在相应的的灯110下。光电器件的数量与灯的数量相同。光电器件与灯之间一一对应。
根据上述实施例，传感器检测灯产生的光，输出探测信号，而且传感器安装在印刷电路板上而不是一个接一个地安装在接收容器上，以便检测灯的打开或关闭情况。因此，与将传感器一个接一个地安装在接收容器上相比，安装传感器需要的安装时间可以大大地减少。
<液晶显示设备的实施例>
图11是示出本发明液晶显示设备一个示例的分解透视图。在液晶显示设备的该实施例中，除了扩散板、液晶显示面板和机壳以外的其它元件与背光组件实施例中的元件都一样，相同的附图标记标识与背光组件实施例中相同的元件，并因此省略对相同元件进行详细描述。
还在灯组件100上安装扩散板490。扩散板490改变灯组件100产生的光的亮度分布，因此，灯组件100产生的光在经过扩散板490后，具有均匀的亮度分布。因此，可以除去由灯造成的亮线(bright line)。该扩散板490固定到接收容器200上。
参考图11，液晶显示面板600包括一个薄膜晶体管(TFT)基底610、一个液晶层620和一个滤色器基底630。
TFT基底610包括多个薄膜晶体管和象素电极。薄膜晶体管以矩阵形状布置在第一透明基底上。
滤色器基底630面向TFT基底610，而且包括一个公共电极和形成在第二透明基底上的滤色器。公共电极形成在第二透明基底的整个表面上，而且面向象素电极，滤色器形成在第二透明基底上。滤色器设置在公共电极和第二透明基底之间，并设置在每个象素电极上。
液晶620设置在TFT基底610和滤色器基底630之间。象素电极和公共电极之间形成电场，并由此调节经过液晶层的光量。灯组件200产生的光经过液晶层，并显示图像。
机壳700将液晶显示面板600固定到接收容器200上，同时液晶显示面板600容纳到接收容器200中，从而，接收容器200不会分离。
虽然这里详细描述了本发明的示例性实施例和优点，但是应当理解的式，在不脱离附属权利要求书限定的发明范围前提下可以作出各种改变、置换和变型。

Claims (21)

1.一种背光组件，包括:
灯组件，包括多个平行排列的灯，以产生光，电压经过该灯组件施加到灯上；
用来容纳灯组件的接收容器，该接收容器包括底面和侧面；
多个传感器，其设置在接收容器中，以检测灯的工作状态，并输出多个探测信号，一个传感器面向相应的灯；
逆变器，其包括i)一个设置在接收容器外侧的灯驱动模块，以给灯提供电压，ii)电压切断模块，将探测信号与预定基准信号进行比较，当至少一个探测信号具有小于基准信号的振幅时，电压切断模块给灯驱动装置提供一个电压切断信号，以阻止灯驱动模块给灯提供电压。
2.如权利要求1所述的背光组件，还包括设置在传感器和灯组件之间的反射板，以反射光。
3.如权利要求1所述的背光组件，其中，每个灯包括灯体，形成在灯体第一端的第一电极，以及形成在灯体第二端的第二电极，第二端与第一端相对。
4.如权利要求1所述的背光组件，其中，灯组件还包括一个模块，电压经过该模块供给灯，该模块包括一个第一模块和一个第二模块，每个灯的第一电极并联到第一模块，而每个灯的第二电极并联到第二模块。
5.如权利要求1所述的背光组件，其中，传感器包括导电件和信号线，导电件将自至少一个灯产生的磁通量转换成电流信号，以输出探测信号，而且导电件与接收容器绝缘。
6.如权利要求5所述的背光组件，其中，导电件和信号线与接收容器通过绝缘件绝缘。
7.如权利要求1所述的背光组件，其中，第一灯的外表面和第一传感器之间的距离范围是1mm到5mm，第一传感器设置在第一灯上，第一灯是这些灯中的一个。
8.如权利要求1所述的背光组件，其中，还包括:
设置在接收容器底面上的开口；以及
将传感器电连接到逆变器的连接件，该连接件穿过该开口。
9.如权利要求1所述的背光组件，其中，每个传感器还包括:
光电传感器，用来检测至少一个灯产生的光；以及
信号线，将光电传感器电连接到逆变器。
10.如权利要求8所述的背光组件，其中，光电传感器包括从非晶硅薄膜、光电晶体管和光电二极管组成的组中选择的一种，而且将至少一个灯产生的光转换成电流信号。
11.如权利要求9所述的背光组件，还包括一个设置在传感器和灯组件之间的反射板，以反射光，该反射板有多个开口，该开口设置在相应传感器上。
12.如权利要求1所述的背光组件，其中，每个传感器包括:
印刷电路板；
导电件，其设置在印刷电路板上，以检测至少一个灯产生的磁通量，并将该磁通量转换成电流信号；以及
将逆变器电连接到印刷电路板的信号线。
13.如权利要求12所述的背光组件，其中，信号线设置在柔性印刷电路板上。
14.如权利要求12所述的背光组件，其中，至少一个传感器与逆变器的一部分重叠，以减少传感器和逆变器之间的距离。
15.如权利要求12所述的背光组件，其中，传感器设置在接收容器的底面上，以沿着一个阵列线排列，该阵列线相对灯的纵向形成一个预定角度，逆变器设置成邻近阵列线的一端，以减少传感器和逆变器之间的距离。
16.如权利要求1所述的背光组件，其中，每个传感器包括:
印刷电路板；
设置在印刷电路板上的光电器件，以将至少一个灯产生的光转换成电流信号，从而输出探测信号；以及
将逆变器电连接到印刷电路板的信号线。
17.如权利要求16所述的背光组件，还包括设置在传感器和灯组件之间的反射板，以反射灯产生的光，该反射板具有多个开口，每个开口使光可以入射到至少一个传感器中。
18.一种液晶显示设备，包括:
背光组件，包括i)具有多个平行排列的灯的灯组件，用来产生光，电压经过该灯组件施加给灯；ii)多个传感器，用来检测灯的工作状态，并输出多个探测信号，传感器中的一个面向相应的灯；
逆变器，所述逆变器包括:灯驱动模块，该灯驱动模块给灯提供电压，以打开灯；和电压切断模块，该电压切断模块将探测信号与预定基准信号进行比较，当至少一个探测信号具有小于基准信号的振幅时输出电压切断信号，以阻止电压施加到灯上；以及
液晶显示面板，将光改变成图像以显示该图像。
19.如权利要求18所述的液晶显示设备，其中，传感器包括一个导电件，该导电件将至少一个灯产生的磁通量转换成电流信号，以输出探测信号。
20.如权利要求18所述的液晶显示设备，其中，传感器包括光电器件和信号线，光电器件将至少一个灯产生的光转换成电流信号，以输出探测信号，而信号线将光电器件连接到逆变器上。
21.如权利要求18所述的液晶显示设备，其中，传感器设置在印刷电路板上，而探测信号经过一柔性印刷电路板提供到逆变器。
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