TW200540523A - Backlight assembly, display device and driving apparatus of light source for display device - Google Patents

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Hyeon-Yong Jang
Min-Gyu Kim
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Samsung Electronics Co Ltd
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Description

200540523 九、發明說明： 【發明戶斤屬之技術領域3 相關申請案之相互參照 本申請案係主張2004年五月11日提出申請之韓國專利 5 申請案第2004-0032959號的優先權，其揭示内容係藉由參 照彼等之全文，使合併進此說明書内。 發明領域 本發明係論及一種背光總成、一種顯示器裝置、和此 種顯示器裝置有關之光源的驅動裝置。 10 【先前技術】 發明背景 一些用作電腦和電視機組之監視器的顯示器裝置，通 常或包括一些自發光型顯示器，諸如有機發光顯示器 (OLED)、真空螢光顯示器（VFD)、場致發射顯示器（FED) 15 、和電漿面板顯示器（PDP)，或包括一些需要外在光源之非 發光型顯示器裝置，諸如液晶顯示器（LCD)裝置。 一LCD裝置係包括兩片設有場產生電極之面板，和一 具有介電異方性(dielectric anisotropy)而被佈置在該兩面板 之間的液晶（LC)層。該等場產生電極，係供有一些可產生 20 一橫跨該LC層之電場的電壓，以及該LC層之光透射率，係 可響應上述受控於所供應之電壓的電場之強度而變化。因 此，藉由調整上述供應之電壓，將可顯示一些想要之影像 。該等LCD裝置所需之外在光源，可能為一安裝在該LCD 裝置内之人造光源或自然光。 5 200540523 上述為一背光總成之一部分的人造光源，經常係以多 數之螢光燈管來具現，彼等係使連接至多數可用以驅動每 一燈管之反用換流器。每一反用換流器，可接收來自一外 在光源之DC(直流電）輸入電壓，以及可將其轉換成一AC( 5 交流電）電壓，其係供應給每一燈管，藉以啟通每一燈管， 以及控制每一燈管之亮度。該AC電壓可在供應給每一燈管 之前，藉由一變壓器使昇壓。該反用換流器亦可感測一與 流經每一燈管之電流有關的監控電壓，以及可基於此監控 電壓，來控制上述供應給每一燈管之AC電壓。 10 該燈管可佈置在一LC面板總成之下方，諸如在一直接 型背光總成内，或可沿該LC面板總成之一或以上的側緣而 佈置，諸如在一直下型（edge_type)背光總成。 誠如上文所解釋，該等傳統式人造光源，係需要某些 週邊裝置，諸如反用換流器和感測器，彼等會不利地使其 15 製造成本增加。 【發明内容】 發明概要 一種背光總成裝置，其係包含有：一些燈管；一反用 換流器，其可供應一控制信號給該等燈管，來控制此等燈 20 管之運作；一感測單元，其可響應該等燈管内所流動之電 流，而輸出一些感測電壓；一正常照明限定器，其可使該 等感測電壓，與一參考電壓作比較，來決定該等燈管之運 作狀態，而輸出一判定信號，以及可響應該等燈管之運作 狀態中的變化，來改變該參考電壓；和一反用換流器控制 6 200540523 二插；定信號，來輪出該控制信號。 管：Γ置，其係包含有:-些像素;-具有燈 吕之先源，一反用換流器，复 ^ , ^/、了仏應一控制信號給該等燈 官，以及可控制此等燈管；一 ^ ^. 感測早兀，其可響應該等燈 Β内所流動之電流，而輸出_ 6 _ 一 4列電壓，一正常照明限 1 —Μ、 i與參考電壓作比較，來決 疋μ4燈管之運作狀態，而輸一 铷出判疋k遽，以及可響應 該等燈管之運作狀離中的辯各十 汉」曰應 心中的艾化，來改變該參考電壓；和一 反用換流器控制器，其可塑^^ 10 信號。 ^ ^ 』3應4判疋信號，來輸出該控制 Λ = ·?κ* 〇 -種包含有乡數像叙顯㈣裝置有關的錢之驅動 冑置’該光源係包含有多數之燈管，此種裝置係包含有： 反用換’其可供應_控制信號給_些燈管，以及可 控制此等燈管；-感測單元，其可響應此等燈管内所流動 15之電流，而輸出-些感測電壓；一正常照明限定器，其可 • 冑該等感測電壓，與一參考電屬作比較，來決定該等燈管 之運作狀態，而輸出一判定信號，以及可響應該等燈管之 運作狀態中的變化，來改變該參考電壓；和一反用換流器 控制器，其可響應該判定信號，來輸出該控制信號。 2〇 該感測單元可能包含有一些感測器和一基板，前者可 響應該等燈管内所流動之電流，而產生一些激勵電壓，藉 以輸出作為該等感測電壓，以及後者係具有一些信號線， 以及可透過此等信號線，來傳輸該等激勵電壓。 每一感測器可能係由一金屬板感測器製成。 7 200540523 該正常照明限定器可能包含有：一第一分壓器、一加 法器、一電壓選擇器、和一邏輯電路。該第一分壓器可分 割該等感測電壓，而輸出一些分割之電壓。該加法器可使 此等分割之電壓相加，而輸出一加成之電壓。該電壓選擇 5 器，可選擇一加成之電壓和一電源供應電壓，而輸出作為 一電源電壓。該邏輯電路可接收此電源電壓，以及可產生 上述之判定信號。 該背光總成裝置，可能進一步包含有一電源供應器， 其可供應該電源供應電壓，給上述之電壓選擇器。該電源 10 供應器係包含有一第二分壓器。 該電壓選擇器，可能包含有一以電氣方式連接至該加 法器之第一個二極體，和一以電氣方式連接至該電源供應 器之第二個二極體。 該第一分壓器，可能包含有多個第一電阻器，和一以 15 電氣方式連接至此等第一電阻器之第二電阻器。 該加法器可能包含有：一輸入電阻器、一回授電阻器 、一回授電容器、一輸出電容器、和一具有透過該等回授 電阻器和回授電容器之負回授連接的運算放大器。 該邏輯電路可能為一NNAND(反及)邏輯閘。此外，該 20 等燈管可能包含有EEFL。 圖式簡單說明 本發明將可藉由其參照所附諸圖詳細說明之較佳實施 例的說明而更臻明確，其中： 第1圖係一依據本發明之一範例性實施例的LCD有關 8 200540523 之背光總成的剖面圖； 第2圖係第1圖中所示之背光總成的俯視圖； 第3圖係一可例示一依據本發明之一範例性實施例的 金屬板感測器中被激勵之電壓的曲線圖； 5 第4圖係一依據本發明之一範例性實施例的背光總成 之方塊圖； 第5圖係第4圖之正常照明限定器的方塊圖； 第6圖係第5圖中所示之正常照明限定器的電路圖； 第7圖係一可例示一依據本發明之第二實施例的金屬 10 板感測器中被激勵之電壓與溫度間的關係之曲線圖； 第8圖係一依據本發明之一範例性實施例的L C D裝置 之方塊圖； 第9圖係一依據本發明之一範例性實施例的L C D裝置 之分解透視圖；而 15 第10圖則係第9圖中所示之LCD裝置的像素之等效電 路圖。 【實施方式3 較佳實施例之詳細說明 茲將在下文參照所附顯示本發明之範例性實施例的諸 20 圖，更完全說明本發明。 諸圖中，彼等薄層和區域之厚度，為清晰計係加以誇 大。相同之數字係始終論及相同之元件。理應瞭解的是， 當一類似薄層、薄膜、區域、基板、或面板等元件，被稱 為在另一元件”上面”時，其可使直接在另一元件上面，或 9 200540523 者亦可能有中間之元件出現。相形之下，當一元件被稱為，， 直接在，，另一元件上面時，其中便無中間元件出現。 一依據本發明之一範例性實施例的液晶顯示器，在下 文係參照第1-2圖加以說明。 5 第1圖係一依據本發明之一範例性實施例的LCD有關 之背光總成的剖面圖，以及第2圖係第1圖中所示之背光總 成的俯視圖。 參照第1和2圖，此背光總成係包含有：一反射板1〇、 一些與此反射板10之一表面相隔一段預定之距離且彼此大 10體上平行排列的燈管20、和一佈置在該反射板10相對於其 佈置有燈管20之一側的側部處之金屬板感測單元30。然而 ，理應注意的是，該金屬板感測單元30，可交替地使位於 該等反射板10與燈管20之間。此背光總成係包含有一可供 應AC電壓給燈官20之反用換流^§ (未示出），和<^可控制此 15 反用換流器之反用換流器控制器（未示出）。 該反射板10可使不朝一希望之方向發射的光波反射。 此反射板10所反射之光波，係使重新指向上述希望之方向 ，俾增強其光效益。 每一燈管20可發射可見光波。舉例而言，當一填入燈 2〇 管2〇内之放電氣體，因一供應給燈管20之AC電壓，而以電 氣方式放電時，便會有紫外線光波被產生。此紫外線光波 ，將會與佈置在燈管内之螢光材料反應。因此，該螢光材 料之電子將會受激，以及在回到其基態時，將會產生可見 光波。該燈管20較佳的是為外部電極螢光燈(EEFL)，其係 200540523 包含有-些佈置在每一燈管2〇之外表面上的外露電極。然 而，該等燈管20係可包含冷陰極螢光燈(CCFL)和/或平面 螢光燈(FFL)。
a亥金屬板感測單元30，可感測彼等正比於一供電給每 -燈管2G之電壓的電壓，以及係包含有—些金屬板感測器 31和一印刷電路板(PCB) 32。在一範例性實施例中，該金 屬板感測器31，在佈置上係使每一金屬板感;則器31，鄰近 一對應之燈管20。彼等可將金屬板感測器31所感測之電壓 傳輸給一控制器的信號線，係使形成在該pCB 32上面。在 第1圖中，參考數字”d”係指明每一燈管2〇與每一對應金屬 板感測器31之間的距離。 茲將詳細說明上述依據本發明之範例性實施例的L C D 有關之背光總成的運作。 當有一AC電壓av供應至第1和2圖中所示之燈管20的 15兩個端子時，該等燈管20將會被啟通而發射光波，以及因 而每一燈管20係作用為一電阻器。有高幅度之電流，會流 經每一燈官20 ’以及會在該等金屬板感測器31内感應出電 流。此等金屬板感測器31内所感應之電流，將會建立一些 被稱作激勵電壓之對應電壓，彼等係具有一正比於上述AC 20電壓AV之幅度。由於該等燈管20為一些有電流流經此等燈 管20之導體，每一燈管20與每一對應之金屬板感測器31， 係作用為一電容器。 若該等燈管20安裝不堅固、或損壞、等等時，此等燈 管20便會不正常運作。在此種情況中，每一金屬板感測器 11 200540523 31内對應一損壞或安裝不堅固之燈管的感應電流，或係極 小或係不存在，因而該等激勵電壓或係極小或係不存在。 同理，當上述之AC電壓AV並非供應至該等燈管2〇之兩個蠕 子時，或者此等燈管2〇係屬啟斷，或非正常安裝或損壞時 5 ，該等金屬板感測器31内之激勵電壓係不存在，或因寄生 容量而係屬極低之電壓。因此，藉由測量該等金屬板感測 器31之激勵電壓，該等燈管2〇之運作狀態將可被決定。此 等燈管20之運作狀態，係藉由使該等激勵電壓與一被預定 之參考電壓作比較，來加以決定。 10 第3圖係一可例示一依據本發明之此一實施例的金屬 板感測器中被激勵之電壓的曲線圖。 參照第3圖，有一參考電壓¥代£1會被界定，其係具有 /在某一溫度範圍内為常數之預定幅度。舉例而言，若該 等激勵電壓大於此參考電壓Vrefl，上述之反用換流器控制 15器（未示出）便會決定，該等燈管20係正運作正常。然而，若 該等激勵電壓小於該參考電壓Vrefl，上述之反用換流器控 制器便會決定，該等燈管20係被啟斷。若至少有一燈管2〇 未被啟斷，但該等激勵電壓係小於該參考電壓乂代衍，則 上述之反用換流器控制器便會決定，該等燈管2〇非屬正常 2〇運作。因此，該反用換流器控制器，將會啟斷所有之燈管 2〇 ° 誠如上文所說明，上述依據本發明之此一實施例的背 光總成，將可藉由感測該等安裝在每一燈管2〇下方之金屬 板感測器31内在有AC電壓AV供應給每一燈管2〇而使此等 12 200540523 燈管20運作時的激勵電壓，決定該等燈管2〇之運作狀態是 否正常。 •因此，當該等燈管20安裝不正常或運作不正常時，上 述要供應給背光總成之AC電壓AV將會被啟斷，而使燈管電 5極附近產生電弧的可能性和組裝程序期間產生缺陷之可能 性降低。 若該背光總成或燈管2〇之溫度上昇，上述供應至燈管 • 20之AC電壓AV將會趨於降低。因⑶，該等激勵電壓可能會 降低。若每—燈管20與每一對應之金屬板感測器31間的二 10離’因該背光總成之組裝期間所發生的瑕疫，而不規律， 或者每-金屬板感測器31之靈敏度，因此金屬板感測㈣ - β之瑕疯，而彼此有所不同，該激勵電壓將會趨於降低。 - 誠如第3圖中所示，該激勵電壓將會隨溫度之上昇而降低。 然而，即使在正常運作期間，該等激勵電壓中，在—顯示 15此等激勵電壓之曲線附近的上限和下限之間，將可能會有 φ 變動發生。因此，正如第3圖之部分”c”所表示，雖然該等 燈管2〇正運作正常，該等激勵電壓可能會低於該參考電壓 Vref卜目而會使該反帛齡_控制胃，不正賴決定該等 燈s 20之運作狀態為不正常。該等燈管之運作狀態的此 2〇種不正確之判定，係起因於該參考電壓Vrefl之特性係屬固 定。 為提昇對溫度增加所引發之問題的回應 ，下文將說明 -依據本發明之另-範例性實施例的背光總成。 第4圖係一依據本發明之—範例性實施例的背光總成 13 200540523 之方塊圖。此外，第5圖係第4圖之正常照明限定器的方 塊圖，以及第6圖係第5圖中所示之正常照明限定器的電 路圖。 誠如第4至6圖中所示，一依據本發明之此一實施例的 5 背光總成係包含有：一反用換流器200、一以電氣方式連接 至燈管Ll-Ln之電流感測單元300、一以電氣方式連接至此 電流感測單元300之正常照明限定器400、和一以電氣方式 連接至該等正常照明限定器400和反用換流器200之反用換 流器控制器500。 10 該反用換流器200，可基於一來自上述反用換流器控制 器500之反用換流器控制信號ICS，將一反用換流器運作電 壓VIN，即一DC電壓，轉換成一AC電壓。此反用換流器200 ，接著可將此AC電壓，供應給該等燈管Ll-Ln。響應此AC 電壓，每一燈管Ll-Ln將會被啟通或啟斷，以及此等燈管 15 Ll-Ln之亮度將會受到控制。 該電流感測單元300，將會響應一些與來自燈管Ll-Ln 之感應電流相關的激勵電壓，而產生一感測信號VS。此電 流感測單元300，可將該感測信號VS，供應至該正常照明限 定器400。誠如第5圖中所示，此電流感測單元300，係包含 20 有一些金屬板感測器Ml-Mn和一印刷電路板(PCB) 320。該 等金屬板感測器Ml-Mn，將會響應來自燈管Ll-Ln之電流而 在金屬板感測器Ml-Mn内所感應的電流，而產生一些激勵 電壓。該PCB 320係包含有一些信號線，藉以傳輸來自該等 金屬板感測器Ml-Mn之激勵電壓。每一燈管Ll-Ln和每一金 14 200540523 屬板感測器Ml-Mn，如第1圖中所示，彼此係相隔一段距離 ，，d，，。 該正常照明限定器400，可接收上述之感測信號vs， 了糟由使δ亥感測#號V §，與一依溫度而變化之參考電壓作 5比較，而決定該等燈管Ll-Ln之運作狀態是否正常，以及可 產生一判定信號DS，而供應給該反用換流器控制器5〇()。 誠如第5和6圖中所示，該正常照明限定器4〇〇係包含有 •一分壓器單元410、一以電氣方式連接至此分壓器單元41〇 之加法器420、一DC電源供應器440、一以電氣方式連接至 1〇該等加法器42〇和DC電源供應器440之最大值選擇器430、 和一以電氣方式連接至此最大值選擇器43〇iNAND(反及） 閘 450 〇 誠如第6圖中所示，該分壓器單元41〇係包含有：一參 考電阻器R2、和一些連接至對應之金屬板感測器]^1_訄11且 各有一電阻器R1的分壓器Dvi-DVn。每一分壓器DVl-DVn "T藉由使用該電阻器R1和上述連接至一接地電壓之參考 電阻器R2，來分割來自該電流感測單元單元3〇〇之感測電壓 VS 〇 該加法器420可使來自上述分壓器單元41〇之分割電壓 2〇相加。誠如第6圖中所示，此加法器420係包含有：一輸入 電阻器R3、一回授電容器c卜一輸出電容器〇2、和一以電 氣方式與該回授電容器C1平行連接之回授電阻器R4。該等 電阻器R3和輸出電容器C2，係以電氣方式連接至該接地電 壓。此加法器420亦包含有一運算放大器amp，其係具有一 15 200540523 非反相端子(+)和一反相端子（-)，以及係具有一透過該等回 授電容器C1和回授電阻器R4之負回授接線。 該運算放大器AMP，可接收該分壓器單元410之輸出， 以及作為其非反相端子(+)所需之非反相輸入，以及係使偏 5 壓至該接地電壓與一偏壓電壓Vbias(此偏壓電壓Vbias之幅 度，舉例而言，可能為12 V左右）之間。由於該加法器420 之運作，大體上係與一普通加法器相類似，此加法器420之 運作，將省略其之說明。 當該加法器420之輸出電壓，大於該參考電壓時，該最 10 大值選擇器430，便會將該加法器420之輸出電壓，供應至 該NAND(反及）閘450，以備用作此NAND(反及）閘450所需 之供應電壓。誠如第6圖中所示，該最大值選擇器430，係 包含有兩個彼此以電氣方式平行連接之二極體D1和D2。此 等二極體D1和D2之輸入端子，係分別以電氣方式連接至上 15 述加法器420和DC電源供應器440之輸出電壓，以及此等二 極體D1和D2之輸出端子，係使彼此相連接。 該DC電源供應器440，可於該二極體D1未被該加法器 42〇之輸出電壓啟通時，供應該NAND(反及）閘450所需之供 應電壓。因此，該NAND(反及）閘450，在運作上係借助於 2〇 一最小之供應電壓，亦即，上述來自DC電源供應器440之 供應電壓。該DC電源供應器440，係包含有一分壓器，其 係具有兩串聯連接在一供應電壓Vdd與該接地電壓之間的 第一電阻器R5和第二電阻器R6。在此一範例性實施例中， 该供應電壓Vdd之幅度係5 V左右，不過，此供應電壓vdd 16 200540523 之幅度，並非受限於某一特定之值。 該NAND(反及）閘450，係使偏壓至該接地電壓與上述 來自最大值選擇器430的輸出電壓之間，以及可產生每一金 屬板感測器Ml-Mn之輸出電壓的反相邏輯積，而輸出作為 5 該判定信號DS。該NAND(反及）閘450，可能為一CMOS邏 輯閘，以及二者擇一地，該NAND(反及）閘450，可以類似 AND(和）閘、等等之另一類型的邏輯閘來替代。 第4圖之反用換流器控制器500，可響應來自該正常照 明限定器400之判定信號DS，而決定是否啟通或啟斷該等燈 10 管L1_Ln。此外，該反用換流器控制器500，可使來自一外 來裝置之調光控制電壓Vdim，作脈波寬度調變，俾控制該 等燈管Ll-Ln之啟通和啟斷周期。此外，該反用換流器控制 器500，可接收一與該反用換流器2〇〇之輸出電壓相關的回 授信號VFB ’以及可產生一可用以控制該反用換流器2〇〇之 15反用換流器控制信號ICS，以使供應給該等燈管Ll-Ln之總 電流為一常數。 茲將詳細說明上述依據本發明之此一實施例的背光總 成之運作。 首先，該反用換流器2〇〇，可響應該反用換流器控制信 2〇號ICS，將該反用換流器運作電壓彻，轉換成上述之ac 電壓，而將此AC電壓供應給該等燈管U Ln。此等燈管 Ll-Ln將會被此AC電塵啟通，以及每一燈管[⑴内之放電 氣體的放電，將可產生可見光波。 該電流感測單元300，可響應每一燈管U_L_之電流 17 200540523 來感則上述與金屬板感測内所感應之電流相關 的激勵a[•右該等燈；|>L1_Ln係正運作正常，該激勵電壓 之中田度^更^大於一預定之電壓，以致此等激勵電壓之狀 態，係處於-高位準下。當該等燈管正常運作期間 5，該等激勵電壓之幅度，舉例而言，係v左右。若該等 燈管U-Ln係運作異常，諸如，舉例而言，啟斷該等燈管 LI Ln A等激勵電壓之幅度，便會小於上述預定之電壓， • 以致此等激勵電壓之狀態，係處於一低位準下。當該等燈 管U-Ln在異常運作期間，該等激勵電壓之幅度，舉例而言 10係1·15 V左右。結果，該電流感測單元3〇〇，可輸出該等激 勵電壓，而作為上述之感測信號vs，給該正常照明限定器 400 〇 當每一燈管Ll-Ln正常照明時，該正常照明限定器4〇〇 之分壓器410，可分割來自該電流感測單元3〇〇之電壓，而 15藉由產生一些分割之電壓，來降低該等電壓之幅度。 • 該等分割之電壓，係供應給該加法器420。此加法器420 可使此等分割之電壓Vi (i=l，2，".n)相加，以及此相加之電壓 ’係代表該加法器之輸出電壓Vo,以及係約為上 tin 述加法器420之輸出電壓Vo,係每一分壓器DVl-DVn之輸出 20電壓的平均值，其中，舉例而言，該等分壓器之數目為n。 在運作正常期間’該來自加法器420之輸出電壓v〇，係處於 一高位準下，以及係供應至該最大值選擇器43〇。 此最大值選擇器430，可在該DC電源供應器440之輸出 18 200540523 電壓和該加法器420之輸出電壓Vo中間，選擇此兩值的較大 值。若舉例而言，上述加法器420之輸出電壓v〇，係大於該 DC黾源供應态440之輸出電壓，則該最大值選擇器430，便 會輸出來自該加法器420之輸出電壓Vo，作為上述NAND( 5反及）閘450所需之供應電壓。由於該NAND(反及）閘450所 消耗之電流極小，其係可能藉由供應上述最大值選擇器 所輸出之低電壓，來驅動該NAND(反及）閘450。 同時’當一來自外在電源之供應電壓，供應給該背光 總成時’該等金屬板感測器ΜΙ-Μη之輸出電壓，便全為，，〇 10 V”，因而該加法器420之輸出電壓Vo便為0 V。所以，該最 大值選擇器430，可將來自上述直流電源供應器440之供應 電壓，供應給該NAND(反及）閘450。在上述加法器420之輸 出電壓Vo為0V期間，上述來自該DC電源供應器440之供應 電壓，可能約為如同該等第一和第二電阻器R5和R6所界定 15 之2·5 V至4·0 V左右。然而，該供應電壓並非受限於2.5 V 和4 V之間的值，以及係可使改變。 當至少有一燈管Ll-Ln損壞或未被啟通時，該等對應之 金屬板感測器Ml-Mn的輸出電壓，相較一正常狀態將會變 得很小。誠如上文所說明，若該等燈管Ll-Ln正運作正常， 20 該等金屬板感測器Ml-Mn之輸出電壓，舉例而言，係約為 4.5 V左右，以及若該等燈管Ll-Ln運作異常，該等金屬板 感測器Ml-Mn之輸出電壓，舉例而言，係約為1.15 V左右 。換言之，若有一燈管Ll-Ln運作異常，該等金屬板感測器 Ml-Mn之輸出電壓，將會降低至約為一對應於該等燈管 19 200540523
Ll-Ln運作正常之情況中的值中之1/4左右。 若有一燈管Ll-Ln被啟斷，該加法器42〇之輸出電壓v〇 便為，V為所有燈管Ll-Ln正常被啟通時來自該加 法器420之輸出電壓。當該等燈管u_Ln之總數超過1〇時， 5該加法器420之輸出電壓V〇的變動，相對於上述之輸出電壓 V係少於10%。 • 若該等燈管L1_Ln之總數超過10時，該加法器420之輸 出電壓Vo,可提供上述NAND(反及）閘45〇之供應電壓，以 及此供應電壓一半之值，亦即，該加法器42〇之輸出電壓v〇 的半’為该NAND(反及）閘450之臨界電壓。因此，當該 加去恭420之輸出電壓v〇降低1〇%時，該臨界電壓將會降低 5%。所以，該加法器420之輸出電壓Vo，並不會有顯著之 改變。換言之，雖然有一燈管Ll-Ln被啟斷，該NAND(反及 )閘450係可運作正常。然而，該(反及）閘450，可接 • 收每一金屬板感測器M1_Mn之輸出電壓，而作為輸入電壓 。因此’當至少有一燈管Ll-Ln被啟斷時，該Nand(反及） 閘450，將會輸出一具有”〇”或低位準之輸出電壓，而作為 。亥判疋信號DS，供應給該反用換流器控制器5〇〇。響應該判 定信號DS，該反用換流器控制器5〇〇，可傳送一控制信號， 〇給該反用換流器200，藉以啟斷所有之燈管Ll-Lri。該反用 換流器200,可藉由接收上述在低位準下之判定信號DS，來 啟斷該等燈管Ll-Ln。 第7圖係一可例示一依據本發明之此一實施例的金屬 20 200540523 板感測器中被激勵之電壓與溫度間的關係之曲線圖。 誠如第7圖中所示，響應每一燈管Ll-Ln或背光總成由 於周遭條件所致溫度中之上昇，該等金屬板感測器M1_Mn 之輸出電壓，相較於一正常狀態將會趨於降低。因此，誠 5如上文所說明，該加法器420之輸出電壓¥〇將會降低，因而 可使上述透過最大值選擇器430至NAND(反及）閘450之供 應電壓對應地降低。結果，由於此NAND(反及）閘450之臨 界電壓（或參考電壓Vref2)的降低，如第7圖中標記為Vre£2 之曲線所指，所有之燈管Ll-Ln，將不會發生因溫度中之上 10 昇所致的啟斷。 在該背光總成組裝之程序期間，若該等燈管L1_Ln與金 屬板感測器Ml-Mn間之距離，大於上述預定之距離，上文 所述之實施例將可適用。此外，若每一金屬板感測器ΜμΜη 之靈敏度，係彼此有所不同，上文所述之實施例亦可適用 15 。
第8圖係一依據本發明之一範例性實施例的LCD裝置 之方塊圖。第9圖係一依據本發明之一範例性實施例的LCD 裝置之分解透視圖。第1〇圖係第9圖中所示之LCD裝置的像 素之等效電路圖。 20 一依據本發明之範例性實施例的LCD裝置，係包含 有一背光總成，其大體上係具有一如同第4至7圖中所顯 不之結構。所以’ 一些在執行上如同第4至7圖中之運作 的元件，係以相同之參考數字來指明，以及將省略其之 詳細說明。 21 200540523 參照第8圖，一依據本發明之此一實施例的LCD裝置係 包含有：一液晶（LC)面板總成600、一以電氣方式連接此LC 面板總成600之閘極驅動器700和資料驅動器800、一以電氣 方式連接至此資料驅動器800之灰階電壓產生器900、一些 5 可發射光波使朝向該LC面板總成600之燈管Ll-Ln、一連接 至此等燈管Ll-Ln之反用換流器200、一可感測對應於每一 燈管Ll-Ln之激勵電壓的電流感測單元300、一連接至此電 流感測單元300之正常照明限定器400、一以電氣方式連接 至該等正常照明限定器400和反用換流器200之反用換流器 10 控制器500、和一控制上文所述之元件的信號控制器1〇〇〇。 參照第9圖，此LCD裝置亦包含有一内含一顯示單元 1010和一背光單元1020之顯示器模組350，和一容納此顯示 器模組350之前外殼1210和後外殼1220。 該顯示單元1〇1〇係包含有：LC面板總成600、多數之 15閘極膠帶載片套件(TCP)或晶片上薄膜(COF)型封裝610、多 數附接至此LC面板組體600之資料TCP 620、和一些分別附 接至該等閘極和資料TCP 610和620之閘極印刷電路板(PCB) 630和資料PCb 64〇。 該LC面板組體600，如第1〇圖中所示，係包含有：一 2〇 下面板60卜一上面板602、和一佈置在此等下面板與上面 板601和6〇2之間的液晶薄層6〇3。誠如第8圖中所示，此LC 面板組體600係包含有：一些顯示信號線Gl-Gn和Dl-Dm， 和多數以電氣方式連接至此等顯示信號線Gi-Gn和Dl-Dm 且大體排列成一矩陣之像素。 22 200540523 該等顯示信號線Gl-Gn和Dl-Dm，係佈置在該下面板 601上面，以及係包含有：一些可傳輸閘極信號（亦稱作，，掃 - 描信號”)之閘極線Gl-Gn，和一些可傳輪資料信號之資料線
Dl-Dm。該等閘極線Gl-Gn，大體上係沿一列方向延伸，以 5及大體上係彼此平行，而該等資料線Dl-Dm，大體上係沿 一行方向延伸，以及大體上係彼此平行。 每一像素係包含有：一連接至該等顯示信號線G1_Gn • 和D1-Dm之交換元件Q，和一連接至此交換元件Q2LC電容 IsCLC和儲存電容器CST。此儲存電容器CST，若無必要可 1〇 加以省略。 上述可被具現為薄膜電晶體TFT之交換元件Q，係佈置 在該下面板601上面。此交換元件q係具有三個端子：一連 接至一閘極線Gl-Gn之控制端子；一連接至一資料線D1_Dm 之輸入端子；和一連接至該等LC電容器CLC和儲存電容器 15 CST之輸出端子。 • 該LCf容器CLC係包含有··—設置在上述下面板601 上面之像素電極604，和一設置在上述上面板6〇2上面之共 用電極605，而成為兩個端子。上述佈置在像素電極與共用 電極604和605之間的LC層603，係作用為上述Lc電容器 LC之；丨電質。該像素電極6〇4，係使連接至該交換元件卩 ，以及該共用電極605，係供有一共用電壓Vc〇m，以及係 使覆盍該上面板602之整個表面。在一替代第10圖中所顯示 之貫施例中，該共用電極605，係可使設置在該下面板6〇1 上面以及该兩電極604和605，係可具有桿形或條形之形 23 200540523 狀0 5
上述之儲存電容器CST，係一有關LC電容器CLC之辅 助電容器。此儲存電容器CST，係包含有該像素電獅4， 和-分開之信號線，其係設置在該下面板⑽上面，係經由 -絕緣體，與該像素電極6G4相重疊，以及係供有—妓用電 麼，諸如上述之共用電Mv_。或者，該儲存電容哭⑽ ，係包含有該像素電賴4,和—稱作前1極線之鄰接間 極線，其係經由-絕緣體’與該像素電極6_重叠。 10 15
就-彩色顯示器而言，每一像素係唯一代表_原色（亦 即’空間區分），或者每—像素係序列地依次代表—原色( 亦即，時間區分），以致該等原色之空間或時間和值，係被 識別為-希望之色彩一組原色之範例，係包括紅色、綠 色、和藍色之色彩。第10圖係顯示上述空間區分之一範例' ，其中，每-像素係包含有-濾、色片_，其係表示上述面 對像素電極604之上面板602的一個區域内之一原色。或者 ，该濾、色片606可使設置在該下面板6〇1上面之像素電極^ 的上面或下方。 有一或多之偏光片（未示出），係裝接至該等下面板與上 面板601和602中的至少一個。 上述之灰階電壓產生器900，係佈置在該資料電路板 640上面，以及可產生兩組與該等像素之透射率有關的灰階 電壓。其第一組内之灰階電壓，係具有一相對於上述共用 電壓Vcom之正極性，而其第二組内之灰階電壓，係具有一 相對於該共用電壓Vcom之負極性。 24 200540523 上述之閘極驅動器700，係包含有多數被安裝在對應之 間極TCP 610上面的積體電路(IC)晶片。此間極驅動器7〇〇 ，係以電氣方式連接至上述LC面板組體600之閘極線Gl-Gn ，以及可自一外部裝置合成出一閘極啟通電壓v〇n和一閘極 5啟斷電壓v〇ff，藉以產生一些可施加至該等閘極線G1_Gn 之閘極信號。 上述之資料驅動器800，係包含有多數被安裝在對應之 資料TCP 620上面的1C晶片。此資料驅動器800，係以電氣 方式連接至上述LC面板組體600之資料線Dl-Dm，以及可將 10 —些選自上述灰階電壓產生器900所供應之灰階電壓的資 料電壓，供應至該等資料線Dl_Dm。 依據本發明之一範例性實施例，該等閘極驅動器7〇〇 或資料驅動器800之1C晶片，係被安裝在上述之下面板601 上面。依據另一範例性實施例，該等驅動器700和800中之 15 一個或兩者，係使與其他元件一起合併進該下面板601内。 該等閘PCB 630和/或閘極TCP 610，在此種實施例中係可 加以省略。 上述之背光單元1020，係佈置在上述LC面板組體600 之下方，以及係包含有一擴散板1021和至少一光學板1022 20 佈置在該等燈管Ll-Ln之下方。 該擴散板1021，可使來自燈管Ll-Ln之光波，導引及擴 散至上述之LC面板組體600,以及該光學板1022,可導引此 擴散之光線，使朝向該等燈管Ll-Ln。該背光單元亦包含有 一反射器1023，其係佈置在該等燈管Ll-Ln之下方，以及可 25 200540523 使來自此等燈管Ll-Ln之光波，朝向該LC^板組體_反射 。此背光單元亦包含有-可使上述顯示賴組35帽定之上 框架1024和下框架1025。 該等燈管Ll-Ln，最好係包含有一些暴露在該等燈管 5 Ll-Ln之外表面上的電極之外露電極螢光燈管(eefl)。然而 ，此等燈管Ll-Ln係可能包含有冷陰極帛光燈管(CCFL)和平 面螢光燈管(FFL)。該等燈fL1_Ln之數目，在決定上係考 慮到上述LCD裝置所希望之運作特性。 该等反用換流器200、電流感測單元3〇〇、正常照明限 10定器4〇〇、和反用換流器控制器5〇〇，可使安裝在一分開之 反用換流IsPCB(未示出）上面，《者可使佈置在該等間極 PCB 630或資料PCB 640上面。
上述之h號控制器1000，可控制該等閘極和資料驅動 器700和800,以及係佈置在該等資料pCB 64〇或閘極pcB 15 630上面。上述之信號控制器1000，可產生一些可控制該等 閘極驅動器700和資料驅動器800之控制信號。 茲將參照第8至1〇圖，詳細說明上述LCD裝置之運作。 參照第8圖，該信號控制器1〇〇〇,係供有一些輸入影像 信號R、G、和B，和一些輸入控制信號，藉以控制該lcd 20裝置之顯示。該等輪入控制信號，舉例而言，係包含有一 來自-外部圖形控制器（未示出）之垂直同步信號、水 平同步信號Hsync、主時鐘信號MCLK、和資料致能信號de 。在響應該等輸入控制信號和輸入影像信號以、G、和B， 而產生一些閘極控制信號C0NT1和資料控制信號c〇NT2 26 200540523 ，以及處縣等適合上述面板組體咖之運作的輸人影像信 號R、G、和Β後，上述之信號控制器1〇〇〇，可提供上述之 閘極控制信號CONT卜給該閘極驅動器7〇〇，以及可提供上 述處理過之影像信號DAT和:身料控制信號c〇NT2，給該資 5 料驅動器800。 ' 該閘極控制信號⑺㈣係包含有：一下令給該間極驅 動器700使開始掃描之掃描起始信號STV，和至少一可控制 上述閘極啟通電壓Von之輸出時間的時鐘信號。此問極控制 CONT1，係可進-步包含有—可界定上述閘極啟通電壓— 1〇 之時段的輸出致能信號OE。 該資料控制信號CONT2係包含有：—可將—群組之像 素有關的資料傳輸之起點通知給該資料驅動器8〇〇之水平 同步起始仏號STH、-可下達指令給此資料驅動器_俾將 資料電壓供應給該等資料線D1_Dm之負荷信號L〇AD、和一 15資料時鐘信號HCLK。此資料控制信號c〇NT2，可進一步 包含一可使該等資料電壓（相對於共用電壓Vc〇m)之極性反 轉的反轉信號RVS。 響應來自上述仏號控制器1〇〇〇之資料控制信號c〇NT2 ’邊身料驅動益800,可接收來自上述信號控制器1〇〇〇之像 20素群組有關處理過的影像信號DAT之封包，可將該等處理 過之影像#號〇八了，轉換成一些選自上述灰階電壓產生器 900所供應之灰階電壓的類比資料電壓，以及可此等資料電 壓供應給該等資料線D1 -Dm。 上述之閘極驅動器700，可響應來自上述信號控制器 27 200540523 1 〇〇〇之間極控制信號C0NT1，將該間極啟通電壓V⑽，供應 給該等閘極線Gl_Gn，藉以啟通該等連接至此等問極線 Gl-Gii之交換凡件Q。該等供應給資料線⑴彻之資料電壓 ，係透過彼等被啟通之交換元件Q，供應給該等像素。 5 該等供應給一像素之資料電壓與共用電壓Vcom間的 差異，係表示為上述LC電容器CLC之充電電壓，亦即，像 素電壓。彼等液晶分子係具有一些依據此等像素電壓之幅 度的方位，以及彼等之方位係由穿過上述1^層6〇3之光波的 偏極化來加以決定。此偏極化之變化，係被轉換成該等偏 10 光片所致之光透射率的變化。 藉由母一單位水平周期（其係指明為”1H”，以及係等於 該等水平同步信號Hsync和資料致能信號DE之一周期）重複 上文所述之程序’所有之閘極線Gi-Gn，係在一圖框期間， 依序供以上述之閘極啟通電壓V〇n，藉以將該等資料電壓， 15依序供應給所有之像素。當次一圖框在一圖框完成之後開 始時，上述供應給資料驅動器800之反轉控制信號RVS，在 控制上可使該等資料電壓之極性被反轉（其係被稱作”圖框 反轉”）。此反轉控制信號rVS亦可加以控制，而使一圖框内 在一資料線中所流動之資料電壓的極性反轉(例如，線反轉 20和點反轉），或者使一封包内之資料電壓的極性反轉(例如， 行反轉和點反轉）。 依據本發明之範例性實施例，由於多數彼此平行連接 之燈管，係受到一反用換流器之控制，其相關聯之成本將 會降低，以及一背光組體之體積和重量將會降低。因此， 28 200540523 此背光組體相關聯之產品的總體積和重量亦會降低。 此外，一些彼此平行連接且受到一反用換流器之控制 的燈管，可佈置使鄰近一些金屬板感測器，彼等可感測該 等燈管之運作狀態，以及可容許響應此運作狀態，來控制 5 此等燈管之運作。 雖然本發明業已參照一些範例性實施例加以詳細說 明，理應瞭解的是，本發明並非受限於此等揭示之實施例， 而是意使涵蓋各種包括在所附申請專利範圍之精神和界定 範圍内的修飾體和等價體。 10 【圖式簡單說明】 第1圖係一依據本發明之一範例性實施例的LCD有關 之背光總成的剖面圖； 第2圖係第1圖中所示之背光總成的俯視圖； 第3圖係一可例示一依據本發明之一範例性實施例的 15 金屬板感測器中被激勵之電壓的曲線圖； 第4圖係一依據本發明之一範例性實施例的背光總成 之方塊圖； 第5圖係第4圖之正常照明限定器的方塊圖； 第6圖係第5圖中所示之正常照明限定器的電路圖； 20 第7圖係一可例示一依據本發明之第二實施例的金屬 板感測器中被激勵之電壓與溫度間的關係之曲線圖； 第8圖係一依據本發明之一範例性實施例的L C D裝置 之方塊圖， 第9圖係一依據本發明之一範例性實施例的L C D裝置 29 200540523 之分解透視圖；而 第10圖則係第9圖中所示之LCD裝置的像素之等效電 路圖。 【主要元件符號說明】 10.. .反射板 20, Ll-Ln...燈管 30.. .金屬板感測單元 31，M1-Mn··.金屬板感測器 32.. .PCB(電路板） 200.. .反用換流器 300.. .電流感測單元 302.. .PCB(電路板） 350.. .顯示器模組 400…正常照明限定器 410···分壓器單元 420.. .加法器 430.. .最大值選擇器 440.. .DC電源供應器 450.. .NAND(反及)閘 500.. .反用換流器控制器 600.. .液晶面板組體 601，602...面板 603.. .液晶層 604.. .像素電極 605.. .共用電極 606.. .濾色片 610.. .閘極膠帶載片套件(TCP) 620.. .資料膠帶載片套件 630.. .閘極電路板 640…資料電路板 700…閘極驅動器 800…資料驅動器 900.. .灰階電壓產生器 1000.. .信號控制器 1021.. .擴散板 1022.. .光學板 1023.. .反射器 1210.. .前外殼 1220.. .背外殼 1024，1025···框架 CLC...液晶電容器 CST...儲存電容器 CONT1，CONT2...控制信號 DE1...資料致能信號 30 200540523
Dl-Dm...資料線 Voff...閘控啟斷電壓 Gl-Gn…閘極線 Vdim...調光控制信號 Hsync...水平同步信號 VS...感測信號 Vsync...垂直同步信號 DS...判定信號 MCLK...主時鐘 ICS...反用換流器控制信號 Q...交換元件 VFB...回授信號 R，G，B...輸入影像信號 R1-R6…電阻器 DAT...輸出影像信號 C1，C2...電容器 Vcom…共用電壓 Von...閘控啟通電壓 D1，D2...二極體 31

Claims (1)

  1. 200540523 十、申請專利範圍： i 一種背光總成裝置，其係包含有·· 一些燈管； -反用換流H，討供應—㈣錢給該 來控制此等燈管之運作； 吕， -感測單it，其可響應該等燈管内所流動之電济， 而輸出一些感測電壓； ^ -正常照明限定器，其可使該等感测電壓，與—失 考電壓作比較，來蚊料歸之運作㈣，而輪出二 判定信號，以及可響應該等燈管之運作狀態中的變化， 來改變該參考電壓；和 -反用換流器控制器’其可響應該判定信號，來輪 出該控制信號。 & 2·如申請專利範圍第W之裝置，其中，該感測單元係包 含有： 一些感測器，彼等可響應該等燈管内流動之電流， 產生一些激勵電壓，而輸出作為該等感測電壓；和 一基板，其係具有一些信號線，以及可透過此等信 號線，來傳輸該等激勵電壓。 3·如申請專利範圍第2項之裝置，其中，每一該等感測器 ’係包含有一金屬板感測器。 4·如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該正常照明限定 器係包含有： 一第一分壓器，其可分割該等感測電壓，以及可輸 32 200540523 出此等分割之電壓； 一加法器，其可使該等分割之電壓相加，而輸出一 相加之電壓； 一電壓選擇器，其可選擇此相加之電壓和一電源供 應電壓中的一個，而輸出作為一供應電壓；和 一邏輯電路，其可接收此供應電壓，以及可產生上 述之判定信號。 5. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中進一步係包含有一 電源供應器，其可將該電源供應電壓，供應給上述之電 壓選擇器。 6. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中，該電源供應器係 包含有一第二分壓器。 7. 如申請專利範圍第5項之裝置，其中，該電壓選擇器係 包含有：一以電氣方式連接至該加法器之第一個二極 體，和一以電氣方式連接至該電源供應器之第二個二 極體。 8. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中，該第一分壓器係 包含有；多數之第一電阻器，和一以電氣方式連接此等 多數第一電阻器之第二電阻器。 9. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中，該加法器係包含 有： 一輸入電阻器； 一回授電阻器； 一回授電容器； 33 200540523 一輸出電容器；和 一具有一經由該等回授電阻器和回授電容器之負 回授連接的運算放大器， 其中，該輸入電阻器，係以電氣方式與該運算放大 器之輸入端相連接，以及該輸出電容器，係以電氣方式 與該運算放大器之輸出端相連接。 10. 如申請專利範圍第4項之裝置，其中，該邏輯電路係一 NAND(反及）閘。 11. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該燈管係由一些 外部電極螢光燈管所構成。 12. 如申請專利範圍第1項之裝置，其中，該參考電壓係響 應溫度之增加而降低。 13. —種顯示器裝置，其係包含有： 一些像素； 一具有燈管之光源； 一反用換流器，其可供應一控制信號給該等燈管， 以及可控制此等燈管； 一感測單元，其可響應該等燈管内所流動之電流， 而輸出一些感測電壓； 一正常照明限定器，其可使該等感測電壓，與一參 考電壓作比較，來決定該等燈管之運作狀態，而輸出一 判定信號，以及可響應該等燈管之運作狀態中的變化， 來改變該參考電壓；和 一反用換流器控制器，其可響應該判定信號，來輸 34 200540523 出該控制信號。 14. 如申請專利範圍第13項之裝置，其中，該感測單元係由 一些感測器所構成，彼等可響應該等燈管内所流動之電 流，產生一些激勵電壓，而輸出作為該等感測電壓。 15. 如申請專利範圍第13項之裝置，其中，該正常照明限定 器係包含有： 一第一分壓器，其可分割該等感測電壓，而輸出一 些分割之電壓； 一加法器，其可使該等分割之電壓相加，而輸出一 相加之電壓； 一電壓選擇器，其可選擇此相加之電壓和一電源供 應電壓中的一個，而輸出作為一供應電壓；和 一邏輯電路，其可接收此供應電壓，以及可產生上 述之判定信號。 16. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中進一步係包含有一 電源供應器，其可將該電源供應電壓，供應給上述之電 壓選擇器。 17. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中，該電源供應器係 包含有一第二分壓器。 18. 如申請專利範圍第16項之裝置，其中，該電壓選擇器係 包含有：一以電氣方式連接至該加法器之第一個二極 體，和一以電氣方式連接至該電源供應器之第二個二 極體。 19. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中，該第一分壓器係 35 200540523 包含有；多數之第一電阻器，和一以電氣方式連接此等 多數第一電阻器之第二電阻器。 20. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中，該加法器係包含 有： 一輸入電阻器； 一回授電阻器； 一回授電容器； 一輸出電容器；和 一具有一經由該等回授電阻器和回授電容器之負 回授連接的運算放大器， 其中，該輸入電阻器，係以電氣方式與該運算放大 器之輸入端相連接，以及該輸出電容器，係以電氣方式 與該運算放大器之輸出端相連接。 21. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中，該邏輯電路係一 NAND(反及）閘。 22. 如申請專利範圍第13項之裝置，其中，該裝置係一液晶 顯示器裝置。 23. 如申請專利範圍第13項之裝置，其中，該參考電壓係響 應溫度之增加而降低。 24. —種包含有多數像素之顯示器裝置有關的光源之驅動 裝置，該光源係包含有多數之燈管，此種裝置係包含 有： 一反用換流器，其可供應一控制信號給一些燈管， 以及可控制此等燈管； 36 200540523 一感測單元，其可響應該等燈管内所流動之電流， 而輸出一些感測電壓； 一正常照明限定器，其可使該等感測電壓，與一參 考電壓作比較，來決定該等燈管之運作狀態，而輸出一 判定信號，以及可響應該等燈管之運作狀態中的變化， 來改變該參考電壓；和 一反用換流器控制器，其可響應該判定信號，來輸 出該控制信號。
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