TWI431604B - 背光控制方法與背光模組 - Google Patents

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TWI431604B TW099135605A TW99135605A TWI431604B TW I431604 B TWI431604 B TW I431604B TW 099135605 A TW099135605 A TW 099135605A TW 99135605 A TW99135605 A TW 99135605A TW I431604 B TWI431604 B TW I431604B
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Description

背光控制方法與背光模組
本發明是有關於一種背光模組與背光控制方法，且特別是有關於一種側邊入光式背光模組與背光控制方法。
液晶顯示器的主要兩大構件包括液晶顯示面板(liquid crystal display panel)以及背光模組(Backlight module)。由於液晶顯示面板本身並不具有發光的功能，因此需在液晶顯示面板下方必須配置一背光模組以提供足夠的亮度，液晶顯示面板才能顯示圖像。
為了提升液晶顯示面板的顯示畫面品質，市面上因此出現了掃描式背光模組(scan backlight module)。掃描式背光模組的應用原理主要是對應液晶顯示面板上不同的顯示區，根據顯示的需求而分別在不同的時間切換背光模組的光源，意即採用分區發光的方式，以減少人眼看到畫面變換的過程的機會。具體來說，直下式背光模組是輪流點亮各區的發光元件可較容易達成分區發光的目的，但存在整體厚度較大的缺陷。側邊入光式背光模組為了達成分區發光的目的，是在各區採用獨立的導光板，並將這些導光板組裝在一起，而具有整體厚度較小的優勢。然而，當側邊入光式背光模組之一區的光源被點亮而為一亮區時，其相鄰之一暗區的光源雖未被點亮，但亮區的部分光線會穿過獨立導光板間的銜接面而擴散至暗區，甚至進一步會有 部分的光線再穿過下一獨立導光板間的銜接面而擴散至下一暗區。如此一來，背光模組整體的出光會出現中間區域累積較多的光線而顯的較亮，而上、下區域(意即周圍區域)累積較少的光線而顯的較暗(即亮度不足)的情形，特別是越靠近背光模組上、下側邊緣的區域，亮度差異越大，因而影響液晶顯示器之顯示品質。
本發明提供一種背光控制方法，可解決掃描式背光模組光學品質不佳的缺陷。
本發明提供一種亮度較為均勻的背光模組。
本發明提出一種背光控制方法，其中製作方法包括下述步驟。提供一背光模組。背光模組區分為一中心亮度區域以及多個周圍亮度區域。周圍亮度區域配置於中心亮度區域的相對兩側。背光模組包括多個發光元件，而中心亮度區域與周圍亮度區域分別對應至少一發光元件。輸入多個第一驅動訊號至背光模組，以驅動發光元件，並偵測中心亮度區域的一第一亮度與每一周圍亮度區域的一第二亮度，其中第二亮度小於每一第一亮度。依據每一第一驅動訊號、每一第一亮度以及第二亮度進行一運算，以獲得一第二驅動訊號。輸入第一驅動訊號及第二驅動訊號至背光模組，以驅動發光元件，使中心亮度區域的亮度與周圍亮度區域的亮度相近。
在本發明之一實施例中，上述之運算為計算等式 P2=(L1/L2)*P1，其中P1為第一驅動訊號的電流值，L1為第一亮度，L2為第二亮度，P2為第二驅動訊號的電流值。
在本發明之一實施例中，上述之運算為計算等式D2=(L1/L2)*D1，其中D1為第一驅動訊號的責任週期，L1為第一亮度，L2為第二亮度，D2為第二驅動訊號的責任週期。
在本發明之一實施例中，上述之背光控制方法，更包括：即時偵測而得中心亮度區域的一第三亮度以及每一周圍亮度區域的一第四亮度；依據每一第一驅動訊號、第三亮度以及每一第四亮度重新計算，以獲得一第三驅動訊號；以及輸入第一驅動訊號及第三驅動訊號至背光模組，以驅動發光元件，使中心亮度區域的亮度與周圍亮度區域的亮度相近。
在本發明之一實施例中，上述之背光模組是一側邊入光式背光模組。
在本發明之一實施例中，上述之背光模組更包括一導光板。發光元件配置於導光板的至少一側邊，且導光板是由多個導光塊所構成。
在本發明之一實施例中，上述之發光元件是多個發光二極體。
本發明還提出一種背光模組，其包括一導光板、多個發光元件以及一驅動單元。導光板具有多個導光塊，其中導光塊區分為一中心導光塊以及多個周圍導光塊，且周圍導光塊配置於中心導光塊的相對兩側。發光元件配置於導 光板的至少一側邊，且對應中心導光塊與周圍導光塊配置。驅動單元電性連接至發光元件，用以提供多個驅動訊號，其中驅動訊號彼此不同且分別驅動對應中心導光塊與周圍導光塊的發光元件，以使中心亮度區域的亮度與周圍亮度區域的亮度相近。
在本發明之一實施例中，上述之背光模組更包括多個光感測元件，相鄰配置於導光塊，且光感測元件電性連接驅動單元。光感測元件用以即時偵測中心導光塊以及周圍導光塊的亮度。
在本發明之一實施例中，上述之光感測元件是多個光二極體(photodiode,PD)。
在本發明之一實施例中，上述之發光元件是多個發光二極體。
在本發明之一實施例中，上述之對應中心導光塊之發光元件之驅動訊號小於對應周圍導光塊之發光元件之驅動訊號。
基於上述，本發明之背光控制方法是透過將第一驅動訊號、第一亮度與第二亮度進行一運算，以獲得一第二驅動訊號，之後再將計算所得的第二驅動訊號輸入至背光模組。如此一來，中心亮度區域的亮度與周圍亮度區域的亮度彼此相近，進而使背光模組達到均勻出光的效果，而具有良好的光學品質。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
圖1為本發明之一實施例之一種背光控制方法的流程圖。圖2為本發明之一實施例之一種背光模組的示意圖。請同時參考圖1與圖2，依照本實施例的背光控制方法，首先，步驟S10，提供一背光模組200，其中此背光模組200為一側邊入光式背光模組。詳細來說，背光模組200區分為一中心亮度區域202以及多個周圍亮度區域204，其中這些周圍亮度區域204配置於中心亮度區域202的相對兩側。
請再參考圖2，本實施例之背光模組200包括一導光板210、多個發光元件220以及一驅動單元230。導光板210具有多個導光塊210a，其中導光塊210a區分為一中心導光塊212以及多個周圍導光塊214，而這些周圍導光塊214配置於中心導光塊212的相對兩側。具體來說，這些周圍導光塊214對應配置於這些周圍亮度區域204內，而中心導光塊212對應配置於中心亮度區域202內。這些發光元件220配置於導光板210的至少一側邊(圖2中僅示意地繪示這些發光元件220配置於導光板210的一側邊)，且分別對應中心導光塊212與這些周圍導光塊214配置，其中中心亮度區域202與周圍亮度區域204分別對應至少一個發光元件220。在本實施例中，這些發光元件220為多個發光二極體。此外，驅動單元230電性連接至這些發光元件220。
值得一提的是，本發明並不限定這些導光塊214與中心亮度區域202以及這些周圍亮度區域204的對應配置方式，雖然此處所提及的中心亮度區域202中僅配置一個中心導光塊212，而每一周圍亮度區域204中配置二個周圍導光塊214。但，於其他實施例中，中心亮度區域214亦可配置多個中心導光塊212，而每一周圍亮度區域204中可僅配置一周圍導光塊214或多於二個的周圍導光塊214，此仍屬於本發明可採用的技術方案，不脫離本發明所欲保護的範圍。
接著，請再參考圖1，步驟S20，輸入多個第一驅動訊號至背光模組200，以驅動這些發光元件220，並偵測中心亮度區域202的一第一亮度與每一周圍亮度區域204的一第二亮度，其中第二亮度小於第一亮度。詳細來說，在本實施例中，驅動單元230提供這些第一驅動訊號，其中這些第一驅動訊號彼此相同，用以分別驅動對應中心導光塊212與周圍導光塊214的這些發光元件220。由於本實施例之導光板210是由這些導光塊210a所組成，因此當這些發光元件220被驅動而產生亮度時，部分進入導光板210中的光線會從這些導光塊210a之間的銜接面穿透而擴散至鄰近的導光板110a中，而使得中心亮度區域202的第一亮度大於這些周圍亮度區域204的第二亮度。
然後，為了使中心亮度區域202所產生的亮度與這些周圍亮度區域204所產生的亮度相接近，步驟S30，依據第一驅動訊號、第一亮度以及第二亮度進行一運算，以獲 得一第二驅動訊號，其中運算為計算等式P2=(L1/L2)*P1，其中P1為第一驅動訊號的電流值，L1為中心亮度區域202的第一亮度，L2為周圍亮度區域204的第二亮度，P2為第二驅動訊號的電流值。
一般而言，中心亮度區域202上與下的周圍亮度區域204的第二亮度大致上相同，故可以取上或下周圍亮度區域204的第二亮度的其中之一來進行運算即可。又因為第二亮度小於第一亮度，故第二驅動訊號的電流值大於第一驅動訊號的電流值。
最後，步驟S40，輸入這些第二驅動訊號至背光模組200之第二亮度區即周圍亮度區域204所對應的發光元件220，以驅動這些發光元件220，使這些周圍亮度區域204的亮度與中心亮度區域202的亮度相近。簡言之，本實施例是依據中心亮度區域202與這些周圍亮度區域204的亮度來調整驅動訊號，而調整後之驅動訊號(意即第二驅動訊號)會依中心亮度區域202與這些周圍亮度區域204之位置的不同而不同，但將這些調整後之驅動訊號輸入至這些周圍亮度區域204中後所偵測到的各區域亮度卻是相同或相近的。如此一來，即可達成中心亮度區域202的亮度與這些周圍亮度區域204的亮度相接近之目的。
在此必須說明的是，雖然此處是透過第二驅動訊號的電流值來改變這些周圍亮度區域204的亮度，以達成中心亮度區域202的亮度與這些周圍亮度區域204的亮度相同或相近之目的。但，於其他實施例中，亦可透過第二驅動 訊號的責任週期來改變中心亮度區域202與這些周圍亮度區域204的亮度，其中運算為計算等式D2=(L1/L2)*D1，其中D1為第一驅動訊號的責任週期，L1為中心亮度區域202的第一亮度，L2為周圍亮度區域204的第二亮度，D2為第二驅動訊號的責任週期，此仍屬於本發明可採用的技術方案，不脫離本發明所欲保護的範圍。
簡言之，本實施例之背光控制方法是透過將第一驅動訊號、第一亮度與第二亮度進行一運算，以獲得一第二驅動訊號。之後，再將這些第二驅動訊號輸入至背光模組200中，以調整這些周圍亮度區域204的亮度。其中，本實施例是透過調整驅動訊號的電流值或訊號的責任週期，來改變中心亮度區域202與這些周圍亮度區域204的亮度。如此一來，中心亮度區域202的亮度與這些周圍亮度區域204的亮度彼此相近，進而使背光模組200達到均勻出光的效果，而具有良好的光學品質。
請再參考圖3，本實施例之背光模組300包括一導光板310、多個發光元件320以及一驅動單元330。導光板310具有多個導光塊310a，其中導光塊310a區分為一中心導光塊312以及多個周圍導光塊314，而這些周圍導光塊314配置於中心導光塊312的相對兩側。具體來說，這些周圍導光塊314對應配置於這些周圍亮度區域304內，而中心導光塊312對應配置於中心亮度區域302內，每一周圍亮度區域304進一步可以再區分為次周圍亮度區域304a、304b，其中304b較304a更接近背光模組上、下側 邊緣的區域。這些發光元件320配置於導光板310的至少一側邊(圖3中僅示意地繪示這些發光元件320配置於導光板310的一側邊)，且分別對應中心導光塊312與這些周圍導光塊314配置，其中中心亮度區域302與這些次周圍亮度區域304a、304b分別對應至少一個發光元件320。在本實施例中，這些發光元件320為多個發光二極體。此外，驅動單元330電性連接至這些發光元件320。
值得一提的是，本發明並不限定這些導光塊314與中心亮度區域302以及這些次周圍亮度區域304a、304b的對應配置方式，雖然此處所提及的中心亮度區域302中僅配置一個中心導光塊312，而每一次周圍亮度區域304中配置一個周圍導光塊314。但，於其他實施例中，中心亮度區域314亦可配置多個中心導光塊312，而每一次周圍亮度區域304a、304b中各自可僅配置一周圍導光塊314或各自配置多於二個的周圍導光塊314，此仍屬於本發明可採用的技術方案，不脫離本發明所欲保護的範圍。
本實施例與圖2之實施例的背光控制方式大致相同，以下僅就不同處加以說明。
請再參考圖1，步驟S20，輸入多個第一驅動訊號至背光模組300，以驅動這些發光元件320，並偵測中心亮度區域302的一第一亮度、次周圍亮度區域304a的一第二亮度與次周圍亮度區域304b的一第三亮度，其中第三亮度小於第二亮度，且第二亮度小於第一亮度。驅動單元330提供這些第一驅動訊號，其中這些第一驅動訊號彼此相同， 用以分別驅動對應中心導光塊312與周圍導光塊314的這些發光元件320。
然後，為了使中心亮度區域302所產生的亮度與這些次周圍亮度區域304a、304b所產生的亮度相接近，步驟S30，依據第一驅動訊號、第一亮度以及第二亮度進行一運算，以獲得一第二驅動訊號，其中運算為計算等式P2=(L1/L2)*P1，其中P1為第一驅動訊號的電流值，L1為中心亮度區域302的第一亮度，L2為次周圍亮度區域304a的第二亮度，P2為第二驅動訊號的電流值。同樣的，依據第一驅動訊號、第一亮度以及第三亮度進行一運算，以獲得一第三驅動訊號，其中運算為計算等式P3=(L1/L3)*P1，其中P1為第一驅動訊號的電流值，L1為中心亮度區域302的第一亮度，L3為次周圍亮度區域304b的第三亮度，P3為第三驅動訊號的電流值。因為第三亮度小於第二亮度，且第二亮度小於第一亮度，故第三驅動訊號的電流值大於第二驅動訊號的電流值，且第二驅動訊號的電流值大於第一驅動訊號的電流值。
最後，步驟S40，輸入第二驅動訊號至背光模組300之次周圍亮度區域304a所對應的發光元件320，輸入第三驅動訊號至背光模組300之次周圍亮度區域304b所對應的發光元件320，以驅動這些發光元件220，使這些次周圍亮度區域304a、304b的亮度與中心亮度區域302的亮度相近。
本實施例中，第一驅動訊號、第二驅動訊號與第三驅動訊號亦可以是責任週期。值得一提的是，本實施例對於 驅動訊號的運算是以中心亮度區域之第一亮度為運算基準，最後中心亮度區域的驅動是以未調整的第一驅動訊號；實際運用上亦可以反之以最外側的次周圍亮度區之第三亮度作為運算基準，最後最外側的次周圍亮度區的驅動是維持未調整的第一驅動訊號。
請再參考圖2，一般皆知，當這些發光元件220持續發光一長時間後，常會導致背光模組200整體的溫度逐漸上升，進而使得這些發光元件220的發光效率也隨之逐漸下降。因此，本實施例之背光控制方法可更包括即時偵測而得中心亮度區域202的一第三亮度以及每一周圍亮度區域204的一第四亮度。詳細來說，本實施例之背光模組200可更包括多個光感測元件240，其例如是光二極體，配置相鄰導光板210，且這些光感測元件240電性連接驅動單元230。然後，依據每一第一驅動訊號、第三亮度以及每一第四亮度重新計算，以獲得一第三驅動訊號。最後，輸入這些第三驅動訊號及第一驅動訊號至背光模組200，以驅動這些發光元件220，使中心亮度區域202的亮度與這些周圍亮度區域204的亮度相近。如此一來，本實施例之背光模組200即可達到均勻出光的效果，而具有良好的光學品質。
此外，本發明之實施例中心導光塊212、312以及周圍導光塊214、314可以是相同的設計，亦可以依實際需求而有材質、尺寸...等設計上的不同。
綜上所述，本發明之背光控制方法是將第一驅動訊 號、第一亮度與第二亮度進行一運算，以獲得一第二驅動訊號，之後再將第二驅動訊號輸入至背光模組。如此一來，中心亮度區域的亮度與周圍亮度區域的亮度彼此相近，進而使背光模組達到均勻出光的效果，而具有良好的光學品質。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，故本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧背光模組
202‧‧‧中心亮度區域
204‧‧‧周圍亮度區域
210‧‧‧導光板
210a‧‧‧導光塊
212‧‧‧中心導光塊
214‧‧‧周圍導光塊
220‧‧‧發光元件
230‧‧‧驅動單元
240‧‧‧光感測元件
300‧‧‧背光模組
302‧‧‧中心亮度區域
304‧‧‧周圍亮度區域
304a、304b‧‧‧次周圍亮度區域
310‧‧‧導光板
310a‧‧‧導光塊
312‧‧‧中心導光塊
314‧‧‧周圍導光塊
320‧‧‧發光元件
330‧‧‧驅動單元
P1‧‧‧第一驅動訊號的電流值
P2‧‧‧第二驅動訊號的電流值
L1‧‧‧第一亮度
L2‧‧‧第二亮度
D1‧‧‧第一驅動訊號的責任週期
D2‧‧‧第二驅動訊號的責任週期
S10~S40‧‧‧步驟
圖1為本發明之一實施例之一種背光控制方法的流程圖。
圖2為本發明之一實施例之一種背光模組的示意圖。
圖3為本發明之一實施例之另一種背光模組的示意圖。
S10~S40‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種背光控制方法，包括：提供一背光模組，該背光模組區分為一中心亮度區域以及多個周圍亮度區域，該些周圍亮度區域配置於該中心亮度區域的相對兩側，該背光模組包括多個發光元件，而該中心亮度區域與該些周圍亮度區域分別對應至少一該發光元件；輸入多個第一驅動訊號至該背光模組，以驅動該些發光元件，並偵測該中心亮度區域的一第一亮度與各該周圍亮度區域的一第二亮度，其中該第二亮度小於各該第一亮度；依據各該第一驅動訊號、各該第一亮度以及該第二亮度進行一運算，以獲得一第二驅動訊號；以及輸入該些第一驅動訊號及該些第二驅動訊號至該背光模組，以驅動該些發光元件，使該中心亮度區域的亮度與該些周圍亮度區域的亮度相近，該運算之方法選自計算等式P2=(L1/L2)*P1，其中P1為該第一驅動訊號的電流值，L1為該第一亮度，L2為該第二亮度，P2為該第二驅動訊號的電流值，或該運算為計算等式D2=(L1/L2)*D1，其中D1為該第一驅動訊號的責任週期，L1為該第一亮度，L2為該第二亮度，D2為該第二驅動訊號的責任週期。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制方法，更包括：即時偵測而得該中心亮度區域的一第三亮度以及各 該周圍亮度區域的一第四亮度；依據各該第一驅動訊號、該第三亮度以及各該第四亮度重新計算，以獲得一第三驅動訊號；以及輸入該些第一驅動訊號及該些第三驅動訊號至該背光模組，以驅動該些發光元件，使該中心亮度區域的亮度與該些周圍亮度區域的亮度相近。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制方法，其中該背光模組是一側邊入光式背光模組。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之背光控制方法，其中該背光模組更包括一導光板，該些發光元件配置於該導光板的至少一側邊，且該導光板是由多個導光塊所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之背光控制方法，其中該些發光元件是多個發光二極體。
  6. 一種背光模組，包括：一導光板，具有多個導光塊，其中該些導光塊區分為一中心導光塊以及多個周圍導光塊，且該些周圍導光塊配置於該中心導光塊的相對兩側；多個發光元件，配置於該導光板的至少一側邊，且對應該中心導光塊與該些周圍導光塊配置；以及一驅動單元，電性連接至該些發光元件，用以輸入多個第一驅動訊號以驅動該些發光元件，而使該中心亮度導光塊所在區域具有一第一亮度與各該周圍導光塊所在區域具有一第二亮度，其中該第二亮度小於各該第一亮度，該驅動單元依據各該第一驅動訊號、各該第一亮度以及該第 二亮度進行一運算，以獲得一第二驅動訊號，並輸入該些第一驅動訊號及該些第二驅動訊號以驅動該些發光元件，以使該中心亮度區域的亮度與該些周圍亮度區域的亮度相近，該運算之方法選自計算等式P2=(L1/L2)*P1，其中P1為該第一驅動訊號的電流值，L1為該第一亮度，L2為該第二亮度，P2為該第二驅動訊號的電流值，或該運算為計算等式D2=(L1/L2)*D1，其中D1為該第一驅動訊號的責任週期，L1為該第一亮度，L2為該第二亮度，D2為該第二驅動訊號的責任週期。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，更包括多個光感測元件，相鄰配置於該些導光塊，且該些光感測元件電性連接該驅動單元，其中該些光感測元件用以偵測該中心導光塊以及該些周圍導光塊的亮度。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之背光模組，其中該些光感測元件是多個光二極體。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中該些發光元件是多個發光二極體。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之背光模組，其中對應該中心導光塊之該些發光元件之驅動訊號小於對應該周圍導光塊之該些發光元件之驅動訊號。
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