TWI407414B - 背光驅動電路及其顯示裝置 - Google Patents

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背光驅動電路及其顯示裝置
本發明係關於一背光驅動電路，應用該背光驅動電路之顯示裝置。
液晶顯示裝置因具有低輻射性、體積小及耗電低等特點，且隨著相關技術之成熟及創新，而被廣泛應用於行動電話、個人數位助理、便攜式數位視訊光碟播放器(Digital Video Disc,DVD)、筆記型電腦及電視等領域。然而，由於液晶顯示面板本身不具發光特性，所以通常須配合一背光模組才能達至顯示效果。背光模組通常包括一背光驅動電路。
請參閱圖1，係一先前技術背光驅動電路之電路結構示意圖。該背光驅動電路1包括一控制器11、一直流升壓模塊12、一濾波電容13及一光源14。該光源14係一發光二極體。該控制器11包括一輸出端(未標示)，該輸出端輸出一脈衝訊號到該直流升壓模塊12，該直流升壓模塊12根據該脈衝訊號之占空比產生一頻率與該脈衝訊號相同之電壓訊號，該電壓訊號經該濾波電容13濾波後得到一電壓相對穩定之電壓訊號驅動該光源14。
惟，該直流升壓模塊產生之電壓訊號經該濾波電容13濾波後仍有較大之紋波成分，該濾波電容13在紋波之作用下會發生震動，從而使該背光驅動電路1發出較高之聲波噪音。
有鑑於此，提供一種聲波噪音較低之背光驅動電路實為必要。
有鑑於此，提供一種應用上述背光驅動電路之顯示裝置亦為必要。
一種背光驅動電路，其包括一控制器、一直流升壓模塊、一開關元件、一負載及一電壓訊號處理器。該控制器包括一控制訊號輸出端。該直流升壓模塊包括一控制訊號輸入端及一輸出端。該控制訊號輸入端與該控制器之控制訊號輸出端相連。該開關元件包括一源極端、一漏極端及一閘極端，該源極端與該直流升壓模塊之輸出端電連接。該負載包括一驅動電壓輸入端，該驅動電壓輸入端連接該負載內並聯之濾波電容及光源，該驅動電壓輸入端與該開關元件之漏極端電連接。該電壓訊號處理器包括一電壓訊號輸入端、一電壓訊號輸出端、一同步訊號輸入端及一控制端，該電壓訊號輸入端與該開關元件之源極端相連，該電壓訊號輸出端與該開關元件之漏極端相連，該同步訊號輸入端電連接該控制器之控制訊號輸出端，該控制端連接該開關元件之閘極端。
一種背光驅動電路，其包括一開關元件、一包括並聯之濾波電容及光源之負載、一控制器、一直流升壓模塊及一電壓訊號處理器。該控制器產生併輸出一控制訊號，該直流升壓模塊接收該控制訊號並相應輸出一電壓訊號藉由該開關元件驅動該負載。該電壓訊號處理器檢測該直流升 壓模塊輸出之電壓訊號，當該電壓訊號紋波小於某一預設值時，該開關元件導通，當該電壓訊號紋波大於某一預設值時，斷開該開關元件，並將該電壓訊號轉化成一紋波較小之電壓訊號驅動該負載。
一種顯示裝置，其包括一顯示面板及一背光模組。該背光模組包括一背光驅動電路。該背光驅動電路包括一控制器、一直流升壓模塊、一開關元件、一負載及一電壓訊號處理器。該控制器包括一控制訊號輸出端。該直流升壓模塊包括一控制訊號輸入端及一輸出端。該控制訊號輸入端與該控制器之控制訊號輸出端相連。該開關元件包括一源極端、一漏極端及一閘極端，該源極端與該直流升壓模塊之輸出端電連接。該負載包括一驅動電壓輸入端，該驅動電壓輸入端連接該負載內並聯之濾波電容及光源，該驅動電壓輸入端與該開關元件之漏極端電連接。該電壓訊號處理器包括一電壓訊號輸入端、一電壓訊號輸出端、一同步訊號輸入端及一控制端，該電壓訊號輸入端與該開關元件之源極端相連，該電壓訊號輸出端與該開關元件之漏極端相連，該同步訊號輸入端電連接該控制器之控制訊號輸出端，該控制端端連接該開關元件之閘極端。
一種顯示裝置，其包括一顯示面板及一背光模組。該背光模組包括一背光驅動電路。該背光驅動電路包括一開關元件、一包括並聯之濾波電容及光源之負載、一控制器、一直流升壓模塊及一電壓訊號處理器。該控制器產生併輸出一控制訊號，該直流升壓模塊接收該控制訊號並相應輸 出一電壓訊號藉由該開關元件驅動該負載。該電壓訊號處理器檢測該直流升壓模塊輸出之電壓訊號，當該電壓訊號紋波小於某一預設值時，該開關元件導通，當該電壓訊號紋波大於某一預設值時，斷開該開關元件，並將該電壓訊號轉化成一紋波較小之電壓訊號驅動該負載。
相較於先前技術，本發明之背光驅動電路具有該電壓訊號處理器，當加載於該負載之電壓訊號之紋波較大時，該電壓訊號處理器對該直流升壓模塊輸出之電壓訊號進行處理，從而得到一較紋波較小之電壓訊號驅動該負載。該電壓訊號經該負載之濾波電容驅動該光源時，由於該電壓訊號之紋波將被降低，而降低該濾波電容受電壓紋波作用而發生之震動，從而降低該背光驅動電路之聲波噪音。應用本發明背光驅動電路之顯示裝置亦能降低其產生之聲波噪音。
請參閱圖2，係本發明背光驅動電路第一實施方式之電路結構示意圖。該背光驅動電路2包括一控制器21、一直流升壓模塊22、一開關元件23、一電壓訊號處理器24及一負載27。
該控制器21包括一控制訊號輸出端211。該控制器21產生一脈衝訊號從該控制訊號輸出端211輸出。
該直流升壓模塊22包括一控制訊號輸入端221及一輸出端222。該控制訊號輸入端221與該控制器21之控制訊號輸出端211電連接。
該開關元件23包括一源極端231、一漏極端232及一閘極端233。該源極端231與該直流升壓模塊22之輸出端222電連接。
該負載27包括一驅動電壓輸入端271。該驅動電壓輸入端271與該開關元件23之漏極端232電連接。該負載27內部包括一濾波電容25及一光源26。該濾波電容25與該光源26並聯，其一端係該負載27之驅動電壓輸入端271，其另一端接地。
該電壓訊號處理器24包括一電壓訊號輸入端245、一電壓訊號輸出端246、一同步訊號輸入端247及一控制端248。該電壓訊號輸入端245電連接該開關元件23之源極端231。該電壓訊號輸出端246電連接該開關元件23之漏極端232。該同步訊號輸入端247與該控制器21之控制訊號輸出端211電連接。該控制端248與該開關元件23之閘極端233電連接。
該背光驅動電路工作時，該控制器21產生並向該直流升壓模塊22輸出一脈衝訊號。該直流升壓模塊22接收該脈衝訊號，並根據該脈衝訊號之占空比產生一類比電壓訊號。該類比電壓訊號藉由該開關元件23經該負載27之濾波電容25濾波後得到一電壓相對穩定之類比電壓訊號驅動該光源26。
該電壓訊號處理器24包括一類比/數位轉換器241、一比較器242、一運算器243及一數位/類比轉換器244。該類比/數位轉換器241接收從該電壓訊號輸入端245輸入 之類比電壓訊號，並將該類比電壓訊號轉換為數位電壓訊號。該比較器242接收該從該類比/數位轉換器241輸出之數位電壓訊號及該同步訊號輸入端247所輸入之脈衝訊號。該比較器242根據該脈衝訊號計算出一脈衝週期內該數位電壓訊號之最大值與最小值之差，並使該差值與一預設值相比較。如該差值較該預設值小，該比較器242使該運算器243及該數位/類比轉換器244不工作，該比較器242同時輸出一第一開關控制訊號到該控制端248使該開關元件23導通。如該差值較該預設值大，該比較器242將輸出一第二開關控制訊號至該控制端248使該開關元件23關斷；同時，該運算器243接收該從該類比/數位轉換器241輸出之數位電壓訊號，並對該數位電壓訊號進行數位濾波運算。再將該經數位運算處理後之數位電壓訊號經該數位/類比轉換器244轉換為類比電壓訊號從該電壓訊號輸出端246輸出。
相較於先前技術，本發明之背光驅動電路2具有該電壓訊號處理器24，當加載於該濾波電容25上之電壓訊號之紋波較大時，該電壓訊號處理器24使該開關元件23斷路。該電壓訊號處理器24對該直流升壓模塊22輸出之電壓訊號進行數位濾波處理後輸出一較平滑之電壓訊號。該電壓訊號經該濾波電容25驅動該光源時，因該電壓訊號之紋波將被降低，從而降低該濾波電容25受電壓訊號紋波作用而發生之震動，降低該背光驅動電路2之聲波噪音。
請參閱圖3，係本發明背光驅動電路第二實施方式之 電路結構示意圖。該背光驅動電路3與該背光驅動電路2基本相同，其區別在於：該背光驅動電路3進一步包括一電感38，其電連接於開關元件33之源極端331與直流升壓模塊32之輸出端322之間。該背光驅動電路3工作時，從該直流升壓模塊32之輸出端322輸出之類比電壓訊號先經該電感38進行預平滑化處理，然後才經該電壓訊號處理模塊34處理後再經過濾波電容35濾波後去驅動該光源36。使得加載到該濾波電容36上之電壓訊號之紋波更小，從而進一步降低降低聲波噪音。
請參閱圖4，係本發明背光驅動電路第三實施方式之電路結構示意圖。該背光驅動電路4與背光驅動電路2基本相同，其區別在於：該背光驅動電路4進一步包括一電壓緩衝器48，該電壓緩衝器48係一電阻。開關元件43之漏極端432藉由該電壓緩衝器48與該負載47電連接。該背光驅動電路4工作時，由於該電壓緩衝器48之電壓緩衝作用，從電壓訊號處理器44輸出之類比電壓訊號之紋波不會直接作用於該濾波電容45。因而進一步將電壓紋波對該濾波電容45之衝擊，從而進一步降低該背光驅動電路4之聲波噪音。
惟，本發明並不限於上述實施方式所述，如該電壓緩衝器48亦可係一電感，該光源26係一發光二極體；該光源26亦可係串聯之複數發光二極體或並聯之複數發光二極體；該開關元件23係N型或P型雙極電晶體；該開關元件23亦可係N型或P型金屬氧化物半導體場效電晶體； 在本說明書中，N型或P型雙極電晶體之基極或N型或P型金屬氧化物半導體場效電晶體之閘極統稱為閘極端233，N型或P型雙極電晶體之射極或N型或P型金屬氧化物半導體場效電晶體之源極統稱為源極端231,N型或P型雙極電晶體之集電極或N型或P型金屬氧化物半導體場效電晶體之汲極統稱為汲極端232。該本發明還提供一種顯示裝置，其包括一顯示面板及一應用上述背光驅動電路之背光模組，其中該顯示面板係一液晶顯示面板或一電濕潤顯示面板。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，爰依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，本發明之範圍並不以上述實施方式為限，舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
背光驅動電路‧‧‧2、3、4
數位/類比轉換器‧‧‧244
控制器‧‧‧21
控制訊號輸出端‧‧‧211
直流升壓模塊‧‧‧22、32
控制訊號輸入端‧‧‧221
負載‧‧‧27
輸出端‧‧‧222、322
濾波電容‧‧‧25、35、45
電壓訊號輸入端‧‧‧245
光源‧‧‧26、36
電壓訊號輸出端‧‧‧246
電壓訊號處理器‧‧‧24、34、44
同步訊號輸入端‧‧‧247
類比/數位轉換器‧‧‧241
控制端‧‧‧248
比較器‧‧‧242
電感‧‧‧38
運算器‧‧‧243
開關元件‧‧‧23、33、43
電壓緩衝器‧‧‧48
漏極端‧‧‧232、432
源極端‧‧‧231、331
驅動電壓輸入端‧‧‧271
閘極端‧‧‧233
圖1係一先前技術背光驅動電路之電路結構示意圖。
圖2係本發明背光驅動電路第一實施方式之電路結構示意圖。
圖3係本發明背光驅動電路第二實施方式之電路結構示意圖。
圖4係本發明背光驅動電路第三實施方式之電路結構示意圖。
背光驅動電路‧‧‧2
數位/類比轉換器‧‧‧244
控制器‧‧‧21
控制訊號輸出端‧‧‧211
直流升壓模塊‧‧‧22
控制訊號輸入端‧‧‧221
負載‧‧‧27
輸出端‧‧‧222
濾波電容‧‧‧25
電壓訊號輸入端‧‧‧245
光源‧‧‧26
電壓訊號輸出端‧‧‧46
電壓訊號處理器‧‧‧24
同步訊號輸入端‧‧‧247
類比/數位轉換器‧‧‧241
控制端‧‧‧248
比較器‧‧‧242
開關元件‧‧‧23
運算器‧‧‧243
漏極端‧‧‧232
源極端‧‧‧231
驅動電壓輸入端‧‧‧271
閘極端‧‧‧233

Claims (26)

  1. 一種背光驅動電路，其包括：一控制器，其包括一控制訊號輸出端；一直流升壓模塊，其包括一控制訊號輸入端及一輸出端，該控制訊號輸入端與該控制器之控制訊號輸出端相連；及一開關元件，其包括一源極端、一漏極端及一閘極端，該源極端與該直流升壓模塊之輸出端電連接；一負載，其包括一驅動電壓輸入端，該驅動電壓輸入端連接該負載內並聯之濾波電容及光源，該驅動電壓輸入端與該開關元件之漏極端電連接；及一電壓訊號處理器，其包括一電壓訊號輸入端、一電壓訊號輸出端、一同步訊號輸入端及一控制端，該電壓訊號輸入端與該開關元件之源極端相連，該電壓訊號輸出端與該開關元件之漏極端相連，該同步訊號輸入端電連接該控制器之控制訊號輸出端，該控制端連接該開關元件之閘極端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之背光驅動電路，其中，該控制器用於產生脈衝訊號併從該控制訊號輸出端輸出。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之背光驅動電路，其中，該電壓處理模塊包括一類比/數位轉換器、一比較器、一運算器及一數位/類比轉器，該類比/數位轉換器將從該電壓處理模塊之電壓訊號輸入端輸入之類比電壓訊號轉 換為數位電壓訊號，該比較器接收該從該類比/數位轉換器輸出之數位電壓訊號及該同步訊號輸入端所輸入之脈衝訊號，併比較每一脈衝週期內數位電壓訊號最大值與最小值之差值是否大於某一預設值，該比較器根據該比較結果向該開關元件發出控制訊號併決定是否將該從該類比/數位轉換器輸出之數位電壓訊號輸出到該運算器，該運算器運算器對接收到之數位電壓訊號進行數位濾波處理，經該運算器處理置數位電壓訊號再經該數位/類比轉換器轉換為類比電壓訊號從該電壓處理模塊之電壓訊號輸出端輸出。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之背光驅動電路，其中，當該差值小於該預設值時，該比較器輸出一第一控制訊號到該開關元件，使該開關元件導通，併使該運算器及該數位/類比轉換器不工作；當該差值大於該預設值時，該比較器輸出一第二控制訊號到該開關元件，使該開關元件斷路，併使該類比/數位轉換器輸出之數位訊號輸出到該運算器。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之背光驅動電路，其中，該背光驅動電路進一步包括一電感，該電感電連接於該開關元件之源極端與該直流升壓模塊之輸出端之間。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之背光驅動電路，其中，該背光驅動電路進一步包括一電壓緩衝器，該開關元件之漏極端藉由該電壓緩衝器與該負載電連接。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之背光驅動電路，其中，該電壓緩衝器係一電阻。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之背光驅動電路，其中，該電壓緩衝器係一電感。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之背光驅動電路，其中，該光源係一發光二極體。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之背光驅動電路，其中，該光源係複數串聯連接之發光二極體。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之背光驅動電路，其中，該光源係複數並聯連接之發光二極體。
  12. 一種背光驅動電路，其包括：一開關元件；一負載，其包括並聯之濾波電容及光源；一控制器，其輸出一控制訊號；一直流升壓模塊，其接收該控制訊號並相應輸出一電壓訊號藉由該開關元件驅動該負載；及一電壓訊號處理器，其檢測該直流升壓模塊輸出之電壓訊號，當該電壓訊號紋波小於某一預設值時，該開關元件導通，當該電壓訊號紋波大於某一預設值時，斷開該開關元件，並將該電壓訊號轉化成一紋波較小之電壓訊號驅動該負載。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之背光驅動電路，其中，該控制器輸出之控制訊號係一脈衝訊號。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之背光驅動電路，其中，該電壓訊號處理模塊包括一類比/數位轉換器、一比較器、一運算器及一數位/類比轉器，該類比/數位轉換器將該直流升壓模塊輸出之類比電壓訊號轉換為數位電壓訊號，該比較器接收該從該類比/數位轉換器輸出之數位電壓訊號及該同步訊號輸入端所輸入之脈衝訊號，併比較每一脈衝週期內數位電壓訊號之最大值與最小值之差值是否大於某一預設值，該比較器根據該比較結果向該開關元件發出控制訊號併決定是否將該從該類比/數位轉換器輸出之數位電壓訊號輸出到該運算器，該運算器運算器對接收到之數位電壓訊號進行數位濾波處理，經該運算器處理之數位電壓訊號再經該數位/類比轉換器轉換為類比電壓訊號輸出。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之背光驅動電路，其中，當該差值小於該預設值時，該比較器輸出一第一控制訊號到該開關元件，使該開關元件導通，併使該運算器及該數位/類比轉換器不工作；當該差值大於該預設值時，該比較器輸出一第二控制訊號到該開關元件，使該開關元件斷路，併使該類比/數位轉換器輸出之數位電壓訊號輸出到該運算器。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之背光驅動電路，其中，該背光驅動電路進一步包括一電感，該電感對該直流升壓模塊輸出之電壓訊號進行預平滑處理。
  17. 如申請專利範圍第15項所述之背光驅動電路，其中，該背光驅動電路進一步包括一電壓緩衝器，該電壓緩衝器對該電壓訊號處理模塊輸出之電壓訊號起緩衝作用。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之背光驅動電路，其中，該電壓緩衝器係一電阻。
  19. 如申請專利範圍第17項所述之背光驅動電路，其中，該電壓緩衝器係一電感。
  20. 如申請專利範圍第12項所述之背光驅動電路，其中，該光源係一發光二極體。
  21. 如申請專利範圍第12項所述之背光驅動電路，其中，該光源係複數串聯連接之發光二極體。
  22. 如申請專利範圍第12項所述之背光驅動電路，其中，該光源係複數並聯連接之發光二極體。
  23. 一種顯示裝置，其包括：一顯示面板；及一背光模組，其包括：一背光驅動電路，其包括：一控制器，其包括一控制訊號輸出端；一直流升壓模塊，其包括一控制訊號輸入端及一輸出端，該控制訊號輸入端與該控制器之控制訊號輸出端相連；及一開關元件，其包括一源極端、一漏極端及一閘極端，該源極端與該直流升壓模塊之輸出端電連接； 一負載，其包括一驅動電壓輸入端，該驅動電壓輸入端連接該負載內並聯之濾波電容及光源，該驅動電壓輸入端與該開關元件之漏極端電連接；及一電壓訊號處理器，其包括一電壓訊號輸入端、一電壓訊號輸出端、一同步訊號輸入端及一控制端，該電壓訊號輸入端與該開關元件之源極端相連，該電壓訊號輸出端與該開關元件之漏極端相連，該同步訊號輸入端電連接該控制器之控制訊號輸出端，該控制端連接該開關元件之閘極端。
  24. 一種顯示裝置，其包括：一顯示面板；及一背光模組，其包括：一背光驅動電路，其包括：一開關元件；一負載，其包括並聯之濾波電容及光源；一控制器，其輸出一控制訊號；一直流升壓模塊，其接收該控制訊號並相應輸出一電壓訊號藉由該開關元件驅動該負載；及一電壓訊號處理器，其檢測該之直流升壓模塊輸出之電壓訊號，當該電壓訊號紋波小於某一預設值時，該開關元件導通，當該電壓訊號紋波大於某一預設值時，斷開該開關元件，並將該電壓訊號轉化成一紋波較小之電壓訊號驅動該負載。
  25. 如申請專利範圍第23項或第24項所述之種顯示裝置，其中，該顯示面板係一液晶顯示面板。
  26. 如申請專利範圍第23項或第24項所述之種顯示裝置，其中，該顯示面板係一電濕潤顯示面板。
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