CN101545600A - 背光模组及其控制方法和液晶显示装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种背光模组及其控制方法。该背光模组包括多个第一点光源、多个第二点光源、一温度感应器及一光源控制装置。该温度感应器用以感应环境温度，并产生温度信号。该光源控制装置接收自该温度感应器输入的温度信号，并根据该温度信号反馈控制信号选择性控制该多个第一点光源及该多个第二点光源的工作状态。在该背光模组中根据该温度感应器感应的温度信号对应调整该多个点光源的驱动信号，进而控制该点光源的发光产生的热量，有效保证该背光模组热量散失的同时维持该背光模组的显示亮度在设定范围。同时述提供一种采用该背光模组的液晶显示装置及其控制方法。

Description

背光模组及其控制方法和液晶显示装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种背光模组及其控制方法和采用该背光模组的液晶显示装置及其控制方法。

背景技术

通常液晶显示装置利用电场作用控制光线在液晶层内的透过率来显示期望的画面，而液晶显示装置通常包括一液晶显示面板及一提供光线至该液晶显示面板的背光模组。

液晶显示面板包括两个产生电场的电极基板及夹于该两个电极基板间的液晶层。背光模组提供的光线可以利用光源发光来实现，当采用光源发光提供光线时，需要通过调节流经光源的电流来调整其发光亮度，进而调整整个液晶显示装置的显示亮度。

通常液晶显示面板在介于25度至40度之间工作时，对比度最佳，而温度过低或者过高时，均会对所显示画面的对比度及光源使用寿命产生影响。由于液晶显示装置的背光模组提供高显示亮度的同时光源会产生较多热量，大大影响液晶显示装置的显示品质及光源使用寿命，所以业界提出各种办法以解决温度影响液晶显示装置显示品质及使用寿命的问题。

请参阅图1，是一种现有技术所揭示的液晶显示装置立体分解示意图。该液晶显示装置2包括一背光模组20及一与该背光模组20叠合设置的液晶显示面板25。

该液晶显示面板25是一通过控制液晶分子旋转以改变光线通过率的玻璃基板。

该背光模组20用以提供光线至该液晶显示面板25。该背光模组20包括多个光学膜片21、多个平行设置的线性光源22、一温度感应器23及一逆变电路24。该光学膜片21叠合设置在该多个线性光源22及该液晶显示面板25之间，该温度感应器23感应该线性光源22的温度，该逆变电路24驱动该线性光源22发光。

当接收外部直流电压信号后，该逆变电路24将该直流电压信号转换为线性光源22所需的电压提供至该线性光源22，以驱动该线性光源22发光，自该线性光源22发出的光线经过该多个光学膜片21后传输至该液晶显示面板25以显示画面。其中该背光模组20的显示亮度通过调整该线性光源22的驱动电流来改变。

在该液晶显示装置2的温度控制过程中，该线性光源22发光同时产生热量，该温度感应器23感应该线性光源22的温度，并将该温度信号反馈至该逆变电路24，该逆变电路24根据该温度信号自动调整该线性光源22的驱动电流以改变其产生的热量。

因为该线性光源22发光同时产生的热量随该线性光源22的驱动电流呈线性对应变化，所以驱动电流增大，其发光亮度增加，对应产生的热量也增加，继而使得温度升高，该温度感应器23根据该升高的温度信号反馈信号至该逆变电路24，该逆变电路24发出控制信号降低该线性光源22的驱动电流以减少其产生热量。但是因为该线性光源22的发光亮度与驱动电流同样呈线性对应，故降低其驱动电流的同时降低该线性光源22的发光亮度。

另外，如果该线性光源22始终处于高温环境工作，则会大大降低该线性光源22的寿命，从而降低该背光模组25及采用该背光模组25的液晶显示装置2的可靠度。

综上所述，在该液晶显示装置2中，根据该温度感应器23所感应的温度信号降低该线性光源22的驱动电流，虽然能够减少该线性光源22的发热量，但是同时降低该背光模组25的发光亮度，使得采用该背光模组25的液晶显示装置2显示画面的对比度降低，故上述液晶显示装置2存在不能在设定温度范围内保证背光模组25发光亮度稳定及液晶显示装置2显示画面对比度较佳的问题。

发明内容

为解决上述背光模组不能在设定温度范围内维持显示亮度稳定及使用寿命短的问题，有必要提供一种在设定温度范围内保证发光亮度及使用寿命长的背光模组。

同时有必要提供一种上述背光模组控制方法。

为解决上述液晶显示装置不能在设定温度范围内保证显示画面对比度较佳及使用寿命短的问题，有必要提供一种在设定温度范围内提高显示画面对比度及使用寿命长的液晶显示装置。

同时有必要提供一种上述液晶显示装置控制方法。

一种背光模组，其包括多个第一点光源、多个第二点光源、一温度感应器及一光源控制装置，该温度感应器用以感应环境温度，并产生温度信号，该光源控制装置接收自该温度感应器输入的温度信号，并根据该温度信号反馈控制信号选择性控制该多个第一点光源及该多个第二点光源的工作状态。

一种背光模组控制方法，该背光模组包括多个第一点光源、多个第二点光源、一温度感应器及一光源控制装置，其控制方法包括如下步骤：提供一温度感应器，感应环境的度并传递温度信号至一光源控制装置；该光源控制装置接收该温度信号，并根据该温度信号反馈控制信号选择性控制该多个第一点光源及该多个第二点光源的工作状态。

一种液晶显示装置，其包括一液晶显示面板及一与该液晶显示面板叠合设置的背光模组，该背光模组包括多个第一点光源、多个第二点光源、一温度感应器及一光源控制装置，该温度感应器用以感应环境温度，并产生温度信号，该光源控制装置接收自该温度感应器输入的温度信号，并根据该温度信号反馈控制信号选择性控制该多个第一点光源及该多个第二点光源的工作状态。

一种液晶显示装置控制方法，该液晶显示装置包括一液晶显示面板及一与其叠合设置的背光模组，该背光模组包括多个第一点光源、多个第二点光源、一温度感应器及一光源控制装置，其控制方法包括如下步骤：提供一温度感应器，感应环境光的温度并传递温度信号至一光源控制装置；该光源控制装置接收该温度信号，并根据该温度信号反馈控制信号选择性控制该多个第一点光源及该多个第二点光源的工作状态。

相较于现有技术，在该背光模组及其控制方法中，设置多个第一点光源及多个第二点光源，该光源控制装置根据温度感应器所感应到的温度信号，对应产生不同驱动控制信号分别控制该多个第一点光源及该多个第二点光源，因为该第一点光源及该第二点光源的发光亮度与该点光源的驱动电流呈线性对应关系，当点光源的驱动电流升高或者降低时，该背光模组的发光亮度同样对应升高或者降低，该光源控制装置产生驱动控制信号调整控制该第一点光源及该第二点光源的工作状态，保证在不同温度环境中，维持该背光模组的发光亮度在一定范围内，避免因该点光源的驱动电流变化而导致整个背光模组的显示亮度有明显变化。同时，因为该第一点光源与该第二点光源有选择性的提升或者降低其驱动电流，从而避免仅仅单独提高第一点光源或者第二点光源的发光亮度而引起热量聚集，影响背光模组在高温环境中引起的使用寿命缩短。

相较于现有技术，在该液晶显示装置的背光模组中，增加设置第一点光源及第二点光源，通过该光源控制装置根据温度信号选择性控制该多个第一点光源、多个第二点光源的工作状态，保证整个液晶显示装置的显示亮度稳定的同时，避免环境温度高而引起的缩短整个液晶显示装置寿命的缺陷，提高了整个液晶显示装置的可靠度。

附图说明

图1是一种现有技术所揭示的液晶显示装置立体分解示意图。

图2是本发明液晶显示装置第一实施方式所揭示的立体分解示意图。

图3是图2所示液晶显示装置的结构示意图。

图4是本发明液晶显示装置第二实施方式所揭示的立体分解示意图。

具体实施方式

请同时参阅图2及图3，图2是本发明液晶显示装置第一实施方式的立体分解示意图，图3是图2所示液晶显示装置的结构示意图。该液晶显示装置3包括一液晶显示面板30及一背光模组35，该背光模组35与该液晶显示面板30叠合设置并提供光线至该液晶显示面板30。

该液晶显示面板30包括薄膜晶体管基板301、彩色滤光片基板302及夹在该两个基板301、302间的液晶层(图未示)。其中该液晶显示面板30边缘封装有施加至多条扫描线(图未示)或者多条数据线(图未示)的印刷电路板303。

该背光模组35是一面光源装置，其包括多个第一点光源351、多个第二点光源352、一导光板353、一扩散片354、一棱镜片355、一反射片356、一温度感应器357及一光源控制装置358。

该多个第一点光源351与该多个第二点光源352呈阵列排布，相互平行间隔设置，且每二相邻第一点光源351之间夹设一第二点光源352。其中位于同一列的多个第一点光源351串接，并电连接于该光源控制装置358。该多个第二点光源352阵列设置，同时电连接于该光源控制装置358。在该实施方式中，该点光源351、352是发光二极管(LED)。

该导光板353是一矩形压克力板，其用以导引光束，将点光源或者线性光源扩散为面光源。该导光板353包括一入光面3531、一出光面3532及多个侧面3533，其中该入光面3531与该出光面3532相对设置，该侧面3533与该入光面3531及该出光面3532相接设置。该多个第一点光源351及该多个第二点光源352均临近该入光面3531设置，其产生光束经该入光面3531射入该导光板353，并该导光板353导引后，将该点光源351、352产生的光束扩散为面光源。

该扩散片354及该棱镜片355是透射型光学膜片，其自下而上依次层叠设置在该导光板353出光面3532侧，用以改变自该出光面3532出射的光束行进方向，进而形成一光强分布均匀的面光源。该反射片356是一具高反射率的光学膜片，其相对该导光板353的入光面3531设置，使得该多个第一点光源351、多个第二点光源352夹于该反射片356和该导光板353的入光面3531间。

该温度感应器357邻近该液晶显示面板30侧面设置，用以感应环境温度，并将所感测到的环境温度信号传输至该光源控制装置358，其可以是红外感应装置或者其它能够感应温度的电子器件。

该光源控制装置358是一控制该点光源351、352工作状态的的集成电路芯片，其包括一模数转换单元3581、一存储单元3582、一程序处理单元3583及一选择驱动电路单元3584。

该模数转换单元3581用以将接收到的模拟信号转换为数字信号，其接收自该温度感应器357产生的模拟温度信号，并将该温度信号转换为数字温度信号以传输至该程序处理单元3583。

该存储单元3582是一记忆存储装置，该存储单元3582储存有对应于不同范围温度信号的各种数字温度信号设定值及显示亮度设定值，各设定值对应组成查找表。其中上述该查找表中，每一温度信号数字值对应一显示亮度值，假设当环境温度范围介于T1～T2时，其对应的温度信号数字值为A1，在该存储单元3582内设定的对应显示亮度值为L1。在该实施方式中，其环境温度T范围为-30度～85度之间，该显示亮度值L为500流明(nits)至4000流明(nits)。其具体对应如下表所示：

 

环境温度T(-30℃～85℃)	温度信号数字值A	显示亮度值L(500nits～4000nits)
			T1℃～T2℃	A1	L1 nits
T2℃～T3℃	A2	L2 nits
			......~......	......~......	......
Tn-1℃～Tn℃	An	Ln nits

表1

该程序处理单元3583接收经该模数转换单元3581转换后的数字温度信号，并对应判断该温度信号范围，同时根据判断结果对应读取储存于该存储单元3582的查找表中的显示亮度值L。该程序处理单元358根据查找表中所对应的的显示亮度值，对应产生控制信号至该选择驱动电路单元3584。

该选择驱动电路单元3584接收自该程序处理单元3583所产生的控制信号，对应计算出点光源351、352的亮度驱动方案，同时产生驱动信号控制该第一点光源351及该第二点光源352的工作状态。其中该点光源351、352的发光亮度由输入至该第一点光源351及该第二点光源352驱动电流大小决定，随着驱动电流增加，该点光源351、352的发光亮度增加，其对应产生的热量亦增加；反之，随着该点光源351、352驱动电流的减小，该点光源351、352的发光亮度降低，其对应产生的热量亦减少。

当利用该液晶显示装置3运作时，首先在该光源控制装置358的存储单元3582内设定一显示亮度调整范围及一温度调整范围。该背光模组35显示亮度调整范围通常介于500流明(nits)至4000流明(nits)之间，在该背光模组显示亮度调整范围内，该背光模组35的多个第一点光源351对应一驱动电流值范围，该多个第二点光源352对应另一驱动电流值范围，该背光模组显示亮度与该驱动电流值对应关系呈线性对应。如：当该显示亮度取500流明时，该对应该第一点光源351及该第二点光源352的驱动电流值为1毫安；当该显示亮度取3200流明时，该第一点光源所对应的驱动电流值为10毫安，该第二点光源352所对应的驱动电流值为6毫安；当该显示亮度取4000流明时，该第一点光源351所对应的驱动电流值为20毫安，该第二点光源352所对应的驱动电流值为0毫安。取该点光源351、352工作时的最佳温度范围介于25至40度之间，即当该液晶显示装置3在该温度调整范围内运作时，该液晶显示装置3有较佳的对比度，获得较佳的显示品质，且点光源351、352的使用寿命不会受到影响。

该液晶显示装置3的工作原理如下：

首先，外部信号控制器(图未示)提供来自外部的控制信号及图像信号，通过该印刷电路板303施加至该液晶显示面板30的该多个扫描线及数据线。

同时，该光源控制装置358接收来自外部信号控制器的直流电压信号，产生驱动控制信号驱动该多个第一点光源351发光。

接着，该温度感应器357适时感应环境温度温度，并传递一模拟温度信号至该光源控制装置358的模数转换单元3581；该模数转换单元3581传输数字温度信号至该程序处理单元3583；该程序处理单元3583接收该数字温度信号的同时，读取储存于该存储单元3582的查找表，比较判断其与查找表的设定值的关系，并根据比较结果反馈控制信号至该选择驱动电路单元3584；该选择驱动电路单元3584根据上述控制信号对应确定显示亮度驱动方案，以驱动该第一点光源351及该第二点光源352发光。

具体而言，最初设定该多个第一点光源351处于发光正常状态，而该第二点光源352处于关闭状态。当环境温度升高时，该温度感应器357对应产生一升高的模拟温度信号，该模数转换单元3581将该模拟温度信号转换为数字模拟信号，该程序处理单元3583接收该数字模拟信号，并对应读取存储在存储单元3582的查找表，根据该数字模拟信号与存储单元3582的查找表的设定值比较结果产生控制信号，使得该选择电路驱动单元3584产生一驱动方案，降低该第一点光源351的驱动电流，同时开启该第二点光源352发光，保证该第一点光源351及该第二点光源352同时发光后形成的背光模组35显示亮度在设定范围内。如此整个背光模组35的发光亮度值由该第一点光源351与该第二点光源352共同发光决定。此时，因为该第一点光源351的驱动电流值降低，故该第一点光源351发光产生的热量对应减少，而第二点光源352的驱动电流值亦较小，所以整个背光模组35的点光源351、352工作过程中产生的热量较少，保证整个背光模组35在一个较低环境温度中工作，提高点光源351、352的使用寿命。

另一方面，初始设定该第一点光源351及该第二点光源352均处于开启状态，当环境温度降低时，该温度感应器357对应产生另一模拟温度信号，该模数转换单元3581将该模拟温度信号转换为另一数字模拟信号，该程序处理单元3583接收该另一数字模拟信号，并对应读取存储在存储单元3582的查找表，根据该另一数字模拟信号与存储单元3582的查找表的设定值比较结果产生另一控制信号，使得该选择电路驱动单元3584产生另一驱动方案，提高该第一点光源351的驱动电流，同时关闭该第二点光源352发光，保证该第一点光源351发光后形成的背光模组35显示亮度在设定范围内。此时，因为该第一点光源351的驱动电流提高，则其发光亮度增加，同时第二点光源352关闭，整个背光模组35的发光亮度仅仅取决于该第一点光源351的发光亮度，而对应产生的热量引起的温度变化亦在设定范围内，使得整个背光模组35在设定的环境温度范围内运作时，保持其发光亮度亦在设定范围内，省略使用多个第二点光源352。

在该液晶显示装置3中，因为该液晶显示装置3产生的热量主要由于该背光模组35的多个点光源351、352发光而产生以及环境温度影响，且随着该点光源351、352的功耗增加，其产生的热量对应增加，该温度感应器357感应环境温度，故该光源控制装置358根据该温度感应器357感应的的温度信号调整该第一点光源351、第二点光源352的工作状态，能够有效维持点光源351、352发光形成的背光模组35的发光亮度在设定范围；保证点光源351、352发光产生热量的散失，避免热量聚集导致温度升高，以有效保护点光源351、352的使用寿命，提高整个背光模组35及使用该背光模组35的液晶显示装置3的使用寿命。

另外，因为该光源控制装置358的控制驱动电流调整范围介于5毫安至25毫安之间，故该点光源351、352的驱动电流不会大幅变化，从而满足该背光模组35的显示亮度在设定的显示亮度调整范围内，保证该背光模组35的显示亮度趋于稳定。

当然，在该实施方式中，该点光源351、352亦可以为线性光源等。

相较于现有技术，该液晶显示装置3依据该电流感应器37感应的驱动电流作为调控该点光源351、352的发光亮度，维持该背光模组35的显示亮度在设定范围内，保证该液晶显示面板3的显示亮度不会因为有较大变化，导致显示画面的对比度下降，提高显示品质。而且，该温度感应器357适时感应检测环境温度，根据检测结果该液晶显示面板30及该背光模组35的温度适时调整该点光源351、352的工作状态及发热状况，有效避免热量聚集导致温度升高，使得该液晶显示装置3不会在高温度范围内工作，保证其显示品质及使用寿命。

请参阅图4，是本发明液晶显示装置4第二实施方式的立体分解示意图。在该液晶显示装置4中，其与第一实施方式的不同之处在于：该背光模组45的温度感应器457邻近该背光模组的第一光源451设置，并感应该第一点光源451附近的温度。该导光板453的入光面4531是该导光板453的至少一侧面，该反射片456与该底面4533相对设置。该多个第一点光源451、第二点光源452邻近该导光板453的入光面4531设置。

当该液晶显示装置4工作时，该温度感应器457适时感测该第一点光源451的温度，并反馈模拟温度信号至该光源控制装置458，该光源控制装置458根据该温度信号对应选择性调整该第一点光源451及该第二点光源452的工作状态，在维持整个背光模组45的发光亮度及采用该背光模组45的液晶显示装置4的显示亮度的同时，保证整个点光源451、452在设定的温度范围内工作，避免因温度过高或者过低导致点光源451、452寿命简短，大大延长背光模组45及整个液晶显示装置4的使用寿命。具体而言，当第一点光源451温度升高时，该光源控制装置458对应降低该第一点光源451的发光亮度，减少其工作产生的热量；同时，该光源控制装置458开启该第二点光源452的发光亮度，配合该第一点光源451同时发光，维持整个背光模组45的发光亮度，保证液晶显示装置4的显示亮度在设定范围内，提高其显示画面对比度。

相较于现有技术，该液晶显示装置4依据该温度感应器457感应的第一点光源451的温度，作为调控该点光源451、452的发光亮度的依据，把第一点光源451作为主光源，第二点光源452作为补充光源维持该背光模组45的显示亮度在设定范围内。其中当温度升高时，降低该第一点光源451的驱动电流，减弱其发光亮度的同时减少其产生热量，且产生驱动控制信号增加该第二点光源452发光，使得该第一点光源451配合第二点光源452发光保证该液晶显示装置4在温度稳定的基础上，显示亮度不会因为有较大变化，导致显示画面的对比度下降，提高显示品质。而且，该光源控制装置458根据该第一点光源451的温度适时调整该背光模组45的工作效率，有效避免热量聚集导致温度升高，使得该液晶显示装置4不会在高温度范围内工作，保证其显示品质。

Claims (10)

1.一种背光模组，其包括多个第一点光源、一温度感应器及一光源控制装置，其特征在于：该背光模组还包括多个第二点光源，该温度感应器用以感应环境温度，并产生温度信号，该光源控制装置接收自该温度感应器传输入的温度信号，并根据该温度信号反馈控制信号选择性控制该第一点光源及该多个第二点光源的工作状态。

2.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：该点光源是发光二极管。

3.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：该第一点光源与该第二点光源呈阵列间隔排布。

4.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：当环境温度升高时，该光源控制装置对应降低该第一点光源发光强度。

5.如权利要求4所述的背光模组，其特征在于：当环境温度升高时，该光源控制装置对应升高该第二点光源发光强度。

6.如权利要求1所述的背光模组，其特征在于：当环境温度降低时，该光源控制装置对应提高该第一点光源发光强度。

7.如权利要求6所述的背光模组，其特征在于：当环境温度降低时，该光源控制装置对应降低该第二点光源发光强度。

8.一种背光模组控制方法，该背光模组包括多个第一点光源、多个第二点光源、一温度感应器及一光源控制装置，其控制方法包括如下步骤：提供一温度感应器，感应环境光的温度并传递温度信号至一光源控制装置；该光源控制装置接收该温度信号，并根据该温度信号反馈控制信号选择性控制该第一点光源及该第二点光源的工作状态。

9.一种液晶显示装置，其包括一液晶显示面板及一与该液晶显示面板叠合设置的背光模组，该背光模组包括多个第一点光源、一温度感应器及一光源控制装置，其特征在于：该背光模组还包括多个第二点光源，该温度感应器用以感应环境温度，并产生温度信号，该电流感应器用以感应该线性光源的管电流，并产生电流信号，该光源控制装置接收自该温度感应器传输入的温度信号，并根据该温度信号反馈控制信号选择性控制该第一点光源及该多个第二点光源的工作状态。

10.一种液晶显示装置控制方法，该液晶显示装置包括一液晶显示面板及一背光模组，该背光模组包括多个第一点光源、多个第二点光源、一温度感应器及一光源控制装置，其控制方法包括如下步骤：提供一温度感应器，感应环境光的温度并传递温度信号至一光源控制装置；该光源控制装置接收该温度信号，并根据该温度信号反馈控制信号选择性控制该第一点光源及该第二点光源的工作状态。

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