CN101363999A - 液晶显示器及其背光模块与光源调整方法 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示器及其背光模块与光源调整方法。背光模块包括数个光源、至少一个光传感器、数个导光组件、至少一个切换单元及光学处理单元。各导光组件连接一测量点及光传感器。导光组件分别用来导引测量点的光信号至光传感器。切换单元设置于光传感器及导光组件之间，用来选择性地导通至少一个导光组件，以使光传感器接收已导通的测量点的光信号。光学处理单元用来控制切换单元，并根据光信号调整光源的亮度。

Description

液晶显示器及其背光模块与光源调整方法

发明领域

本发明涉及一种液晶显示器及其背光模块与光源调整方法，且特别是涉及一种从多个测量点提取光信号的液晶显示器及其背光模块与光源调整方法

背景技术

液晶显示器具有体积小、画质高及寿命长的优点，使得液晶显示器大量地应用于各种电子装置中，例如手机、个人数字助理、笔记本计算机或超薄电视等。

如图1，它示出了一种传统的液晶显示器800的示意图。液晶显示器800包括显示面板810、数片光学膜片830及背光模块820。背光模块820包括数个光源832。光源832穿越光学膜片830及显示面板810后，形成图像。背光模块820的光源832可分为冷阴极灯管(CCFL)或发光二极管(LED)。一般而言，发光二极管具有省电、亮度高及成本低等优点，因此越来越多的液晶显示器800采用发光二极管作为背光模块820的光源832。

由于发光二极管的光指向性高，因此背光模块820通常以多个发光二极管作为光源832。一般地，这些发光二极管排列于显示面板810的正下方或侧边。如图1所示，以发光二极管排列于显示面板810的正下方为例作说明。然而，在背光模块820的光源832启动或工作过程中，发光二极管的亮度随着时间变化。使得每一发光二极管所呈现的发光效率不尽相同。因此，在背光模块820各个区域的光源832可能形成亮度不均匀的现象。

另外，如图1所示，背光模块820以多种原色发光二极管组成光源832，例如红色发光二极管832R、绿色发光二极管832G及蓝色发光二极管832B。当某一原色的发光二极管的亮度不高或亮度过高时，将产生混色偏差的现象，例如颜色偏黄或偏蓝等。

因此，如何提供有效的反馈控制方法来调整各个光源832的亮度，以避免亮度不均匀或混色偏差的现象，为目前研发的重要方向之一。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种液晶显示器及其背光模块与光源调整方法，通过利用数个导光组件导引光信号至光传感器，并搭配切换单元选择性地导通至少一个导光组件，使得液晶显示器及其背光模块与光源调整方法具有仅需要少数光传感器、大幅降低成本以及精确地控制光源的亮度的优点。

根据本发明的一个目的，提出一种背光模块。背光模块包括数个光源、至少一个光传感器、数个导光组件、至少一个切换单元及一个光学处理单元。各导光组件连接测量点及光传感器。导光组件分别用来导引测量点的光信号至光传感器。切换单元设置于光传感器及导光组件之间，用来选择性地导通至少一个导光组件，以使光传感器接收已导通的测量点的光信号。光学处理单元用来控制切换单元，并根据光信号调整光源的亮度。

根据本发明另一目的，提出一种液晶显示器。液晶显示面板包括背光模块及显示面板。背光模块包括数个光源、至少一个光传感器、数个导光组件、至少一个切换单元及一个光学处理单元。各导光组件连接测量点及光传感器。导光组件分别用来导引测量点的光信号至光传感器。切换单元设置于光传感器及导光组件之间，用来选择性地导通至少一个导光组件，以使光传感器接收已导通的测量点的光信号。光学处理单元用来控制切换单元，并根据光信号调整光源的亮度。显示面板设置于背光模块的光出射面，光源穿越显示面板后形成图像。

根据本发明另一目的，提出一种光源调整方法。光源调整方法用来调整背光模块的数个光源的亮度。光源调整方法至少包括以下的步骤：首先，提供数个导光组件，各导光组件连接测量点到至少一个光传感器。导光组件分别用来导引测量点的光信号至光传感器。接着，点亮光源。然后，选择性地导通至少一个导光组件，以使光传感器接收已导通的测量点的光信号。根据光信号分别调整光源的亮度。

附图说明

图1示出了一种传统的液晶显示器的示意图；

图2示出了根据本发明优选实施例的液晶显示器的分解示意图；

图3示出了图2的背光模块的框图；

图4示出了图3的测量点沿截面线4-4’的剖面图；

图5示出了根据本发明的光源调整方法的流程图；以及

图6示出了图3的光源及驱动单元的示意图。

具体实施方式

为让本发明的上述目的、特征、和优点更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：

如图2，它示出了依照本发明优选实施例的液晶显示器100的分解示意图。液晶显示器100至少包括一个背光模块120及显示面板110。显示面板110设置于背光模块120的光出射面120a，背光模块120及显示面板110之间还设置多组光学膜片130。

如图3，它示出了图2的背光模块120的框图。背光模块120包括数个光源122、光传感器123、数个导光组件124、切换单元125及光学处理单元126。各导光组件124连接测量点121及光传感器123(测量点121的设置位置如图2所示)。导光组件124分别用来导引测量点121的光信号L1至光传感器123。切换单元125设置于光传感器123及导光组件125之间，用来选择性地导通至少一个导光组件124。使得光传感器123接收已导通的测量点121的光信号L1。光学处理单元126用来控制切换单元125，并根据光信号L1调整光源122的亮度。

如图2及图4，图4示出了图2的测量点沿截面线4-4’的剖面图。如图2所示，在本实施例中，部分的光源122为红色发光二极管(LED)122R，部分的光源122为绿色发光二极管122G，部分的光源122为蓝色发光二极管122B。如图3所示，红色发光二极管122R、绿色发光二极管122G及蓝色发光二极管122B设置于衬底128上，并各自发出红色光LR、绿色光LG及蓝色光LB。红色发光二极管122R、绿色发光二极管122G及蓝色发光二极管122B依次交错排列，且红色光、绿色光及绿色光混合成一特定颜色的光信号L1。

在本实施例中，导光组件124为光纤或导光管。如图4所示，导光组件124的一端贯穿衬底128，并裸露于衬底128上。裸露于衬底128上的导光组件124形成测量点121，用来接收光信号L1。这些光源122可区分为数个发光区域，每一发光区域可设置一测量点121，以分别反馈并控制每一发光区域之间的亮度均匀性。

一般地，测量点121的数量越多，越能有效地反馈控制光源122每一处的亮度均匀性。如图3所示，本发明利用数个导光组件124连接至一个光传感器123，并搭配切换单元125依次导通每一导光组件124。使得在测量点121数量大量增加时，仍只需要少量光传感器123即可接收各个测量点121的光信号L1。因此，本发明所提出的反馈控制系统不需增加光传感器123即可达到良好地反馈控制的目的。

以下为了清楚说明本发明的背光模块120如何通过导光组件124及光传感器123进行光源调整的方法，以图5的流程步骤并搭配图3的框图详细说明如下。

如图5，它示出了依照本发明的光源调整方法的流程图。光源调整方法用来调整背光模块120的光源122的亮度。光源调整方法至少包括以下的步骤：首先，在图5的步骤S1中，提供数个导光组件124。导光组件124分别用来导引测量点121的光信号L1至光传感器123。其中每一导光组件124所导引的光信号L1为对应的测量点121所接收的光信号L1。

接着，在图5的步骤S2中，点亮光源122。此时，红色发光二极管122R、绿色发光二极管122G及蓝色发光二极管122B同时点亮，并混合出特定颜色的光信号L1。

然后，在图5的步骤S3中，选择性地导通至少一个导光组件124，以使光传感器123接收已导通的测量点121的光信号L1。其中，如图3所示，光学处理单元126包括时序控制器TC。时序控制器TC用来根据一时间序列动态控制切换单元125，使得导光组件124轮流导通。

接着，在图5的步骤S4中，根据光信号L1分别调整光源122的亮度。其中，如图3所示，光传感器123包括红色传感器123R、绿色传感器123G及蓝色传感器123B。红色传感器123R用来接收光信号L1的红色成份。绿色传感器123G用以接收光信号L1的绿色成分。蓝色传感器123B用以接收光信号L1的蓝色成分。通过红色传感器123R、绿色传感器123G及蓝色传感器123B的分析后，光信号L1转换成具有红色成份、绿色成分及蓝色成分的电信号E1，并传递至光学处理单元126。

光学处理单元126还包括对照表TB，对照表TB储存各个测量点121所预定呈现的色彩成分。光学处理单元126通过比较对照表TB的内容及电信号E1的内容后，即可判断出测量点121所接收的光信号L1是否符合色彩要求，并据此调整光源122的亮度。至于光源122以何种方式驱动，以下根据图6说明如下。

如图6及图3，图6示出了图3的光源122及驱动单元127的示意图。背光模块120还包括驱动单元127，驱动单元127电连接至光学处理单元126及光源122。在本实施例中，驱动单元127包括红色驱动器127R、绿色驱动器127G及蓝色驱动器127B。每一红色驱动器127R分别独立地电连接至各个红色发光二极管(例如图6的标号R11、R12、R13、...、R21、R22、...、R31、R32、...等)，每一绿色驱动器127G分别独立地电连接至各个绿色发光二极管(例如图6的标号G11、G12、G13、...、G21、G22、...、G31、...等)，每一蓝色驱动器127B分别独立地电连接至各个蓝色发光二极管(例如图6的标号B11、B12、B13、...、B21、B22、...、B31、...)。

如图3所示，光学处理单元126根据红色成份、绿色成分及蓝色成分对应地以红色驱动器127R、绿色驱动器127G及蓝色驱动器127B调整红色发光二极管、绿色发光二极管及蓝色发光二极管。举例来说，若光学处理单元126判断出某一测量点121(以图6邻近B11及B21的测量点121为例)所提取的光信号L1的蓝色成分偏弱时，则以蓝色驱动单元127B增加蓝色发光二极管B11及B21的亮度。这样即可增加将有色彩偏差的光信号L1调回至预定颜色。

根据上述实施例所揭露的光源调整方法，虽然本实施例的光源以红色发光二极管、绿色发光二极管及蓝色发光二极管为例作说明，但是本发明的光源也可以是白色发光二极管。光传感器仅需感测光信号的亮度，并据此调整测量点附近的白色发光二极管的亮度即可达到本发明的目的。

另外，在本实施例中，虽然背光模块120以一个光传感器123及一个切换单元125为例作说明。但是传感器123及切换单元125的数量并不限于此，只要是透过光传感器及切换单元的搭配而达到减少传感器数量的目的，均不脱离本发明所属技术范围。

另外，本实施例的测量点121以邻近光源122为例做说明。但是测量点的位置并不限于此，以旁侧式背光模块为例，测量点的设置位置也可不邻近于光源。只要是根据设计需求，将测量点设置于适当位置，并用来调整背光模块的光源，均不脱离本发明所属技术范围。

本发明上述实施例所揭露的液晶显示器及其背光模块与光源调整方法利用数个导光组件导引光信号至光传感器，并搭配切换单元选择性地导通至少一个导光组件，使得液晶显示器及其背光模块与光源调整方法具有以下优点：

第一、仅需要少量光传感器：通过本发明的导光组件及切换单元的设计，不论设置多少的测量点，均可将测量点的光信号传递至光传感器。因此仅需要少量光传感器即可达到本发明的目的，相当方便。

第二、大幅降低材料成本：由于光传感器为相当昂贵的材料，因此透过本发明的设计可大幅地降地材料成本。

第三、精确地控制光源：如上所述，在不需大幅增加材料成本的情况下，本发明可设置相当数量的测量点，使得光源各处的亮度可全面地量测。此外，本发明的驱动单元独立地连接至各个光源，使得驱动单元可根据所量测的光信号个别调整各个光源的亮度。因此，光源的亮度均匀性及色彩精准度可大幅地提高。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但是它并非用来限定本发明。本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的改动与润饰。因此，本发明的保护范围当视所附的权利要求范围所界定的为准。

Claims (9)

1.一种背光模块，包括：

多个光源；

至少一个光传感器；

多个导光组件，各所述导光组件连接一测量点及所述光传感器，所述多个导光组件分别用来导引所述测量点的光信号至所述光传感器；

至少一个切换单元，设置在所述多个光传感器及所述多个导光组件之间，用来选择性地导通至少一个所述多个导光组件，以使所述光传感器接收已导通的所述测量点的所述光信号；以及

光学处理单元，用以控制所述切换单元，并根据所述光信号调整所述多个光源的亮度。

2.如权利要求1所述的背光模块，还包括：

驱动单元，电连接至所述光学处理单元及所述多个光源，所述光学处理单元通过所述驱动单元分别驱动所述多个光源，以各自调整所述多个光源的亮度。

3.如权利要求1所述的背光模块，其中所述光学处理单元包括：

时序控制器，用来动态控制所述切换单元。

4.如权利要求1所述的背光模块，其中所述导光组件为光纤或导光管。

5.如权利要求1所述的背光模块，其中部分的所述光源为红色发光二极管，用来发出红色光，部分的所述多个光源为绿色发光二极管，用来发出绿色光，部分的所述多个光源为蓝色发光二极管，用来发出蓝色光，所述多个红色发光二极管、所述多个绿色发光二极管及所述多个蓝色发光二极管交错排列，且所述多个红色光、所述多个绿色光及所述多个绿色光合成所述光信号。

6.如权利要求5所述的背光模块，其中所述光传感器包括：

红色传感器，用来接收所述光信号的红色成份；

绿色传感器，用来接收所述光信号的绿色成分；以及

蓝色传感器，用来接收所述光信号的蓝色成分。

7.如权利要求6所述的背光模块，其中所述光学处理单元根据所述红色成份、所述绿色成分及所述蓝色成分对应地调整所述多个红色发光二极管、所述多个绿色发光二极管及所述多个蓝色发光二极管。

8.一种液晶显示器，包括：

背光模块，包括：

多个光源；

至少一个光传感器；

多个导光组件，各所述导光组件连接一测量点及所述光传感器，所述多个导光组件分别用来导引所述测量点的光信号至所述光传感器；

至少一个切换单元，设置于所述光传感器及所述多个导光组件之间，用来选择性地导通至少一个所述多个导光组件，以使所述光传感器接收已导通的所述测量点的所述光信号；及

光学处理单元，用以控制所述切换单元，并根据所述多个光信号调整所述多个光源的亮度；以及

显示面板，设置于所述背光模块的光出射面，所述多个光源穿越所述显示面板后形成图像。

9.一种光源调整方法，用来调整背光模块的多个光源的亮度，所述光源调整方法至少包括：

(a)提供多个导光组件，各所述导光组件连接一测量点到至少一个光传感器，所述多个导光组件分别用来导引所述测量点的光信号至所述光传感器；

(b)点亮所述多个光源；

(c)选择性地导通至少一个所述多个导光组件，以使所述光传感器接收已导通的所述测量点的所述光信号；以及

(d)根据所述多个光信号分别调整所述多个光源的亮度。

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