TWI714995B - 背光裝置以及顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

一種背光裝置以及顯示裝置。背光裝置包括背光模組、第一靜電保護元件、第二靜電保護元件以及第三靜電保護元件。背光模組具有正極性驅動端以及多個負極性驅動端。第一靜電保護元件耦接於多個負極性驅動端中的第一負極性驅動端與參考接地端之間。第二靜電保護元件耦接於多個負極性驅動端中的第二負極性驅動端與參考接地端之間。第三靜電保護元件耦接於正極性驅動端與第一負極性驅動端或第二負極性驅動端之間。

Description

背光裝置以及顯示裝置
本發明是有關於一種背光裝置以及顯示裝置，且特別是有關於一種能夠有效地降低連接於背光模組的正極性驅動端的靜電保護元件的工作電壓的背光裝置以及顯示裝置。
在目前的消費型電子裝置（如，平板電腦、智慧型手機…等）中，各家廠商對於靜電放電(Electrostatic Discharge, ESD)的要求愈來愈高。而在習知的靜電放電測試技術中，設計者通常會在背光模組的各個驅動端（如，正極性驅動端以及負極性驅動端）進行接觸放電，因此需要在各個驅動端上配置靜電保護元件，以使靜電保護元件可以連接於對應的驅動端以及參考接地端之間。
然而，由於正極性驅動端與參考接地端之間的電壓差較大，導致連接於正極性驅動端的靜電保護元件的工作電壓也相對較高，進而導致整體成本的增加。因此，如何有效地降低連接於背光模組的正極性驅動端的靜電保護元件的工作電壓，將是本領域技術人員重要的課題之一。
本發明提供一種背光裝置以及顯示裝置，可以有效地降低連接於背光模組的正極性驅動端的靜電保護元件的工作電壓，以降低顯示裝置整體的成本。
本發明的背光裝置包括背光模組、第一靜電保護元件、第二靜電保護元件以及第三靜電保護元件。背光模組具有正極性驅動端以及多個負極性驅動端。第一靜電保護元件耦接於多個負極性驅動端中的第一負極性驅動端與參考接地端之間。第二靜電保護元件耦接於多個負極性驅動端中的第二負極性驅動端與參考接地端之間。第三靜電保護元件耦接於正極性端與第一負極性驅動端或第二負極性驅動端之間。
在本發明的顯示裝置包括脈寬調變信號產生器、發光二極體驅動器以及背光裝置。脈寬調變信號產生器用以產生脈寬調變信號。發光二極體驅動器耦接至脈寬調變信號產生器，並依據脈寬調變信號產生驅動信號。背光裝置耦接至發光二極體驅動器，其中背光裝置包括背光模組、第一靜電保護元件、第二靜電保護元件以及第三靜電保護元件。背光模組具有正極性驅動端以及多個負極性驅動端。第一靜電保護元件耦接於多個負極性驅動端中的第一負極性驅動端與參考接地端之間。第二靜電保護元件耦接於多個負極性驅動端中的第二負極性驅動端與參考接地端之間。第三靜電保護元件耦接於正極性端與第一負極性驅動端或第二負極性驅動端之間。
基於上述，本發明的背光裝置可以將原先耦接至正極性驅動端的靜電保護元件，調整為耦接於所述正極性驅動端以及多個負極性驅動端的其中之一之間，使得當背光裝置操作於靜電放電測試模式時，正極性驅動端至參考接地端之間的電壓差可以透過耦接於所述正極性驅動端與多個負極性驅動端的其中之一之間的靜電保護元件，以及耦接於所述多個負極性驅動端的其中之一與參考接地端之間的靜電保護元件來進行分攤。如此一來，相較於靜電保護元件直接耦接於正極性驅動端以及參考接地端之間，本發明的耦接方式更能夠降低耦接於所述正極性驅動端以及多個負極性驅動端的其中之一之間的靜電保護元件的工作電壓，進而有效地降低背光裝置整體的成本。
為讓本發明的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。
在本案說明書全文(包括申請專利範圍)中所使用的「耦接（或連接）」一詞可指任何直接或間接的連接手段。舉例而言，若文中描述第一裝置耦接（或連接）於第二裝置，則應該被解釋成該第一裝置可以直接連接於該第二裝置，或者該第一裝置可以透過其他裝置或某種連接手段而間接地連接至該第二裝置。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟代表相同或類似部分。不同實施例中使用相同標號或使用相同用語的元件/構件/步驟可以相互參照相關說明。
圖1是依照本發明一實施例的背光裝置100的示意圖。請參照圖1，在本實施例中，背光裝置100包括背光模組110以及靜電保護元件EPE1～EPE3。背光模組110具有正極性驅動端LED+以及多個負極性驅動端（如，負極性驅動端LED1-、LED2-）。其中，背光模組110可以包括多個發光二極體串（如，發光二極體串LDS1、LDS2）。並且，各個發光二極體串LDS1、LDS2的第一端（亦即，發光二極體串LDS1、LDS2的陽極端）可以共同耦接至背光模組110的正極性驅動端LED+，而各個發光二極體串LDS1、LDS2的第二端（亦即，發光二極體串LDS1、LDS2的陰極端）可以分別耦接至負極性驅動端LED1-、LED2-。其中，每一個發光二極體串LDS1、LDS2分別是由多個發光二極體（Light Emitting Diode，LED）相互串接所構成。
其中，本領域所屬技術人員可以依照背光裝置100的設計需求，來決定上述負極性驅動端、發光二極體串以及發光二極體的數量，本發明實施例並不侷限於圖1所示的數量。
另一方面，靜電保護元件EPE1耦接於負極性驅動端LED1-以及參考接地端GND之間。靜電保護元件EPE2耦接於負極性驅動端LED2-以及參考接地端GND之間。靜電保護元件EPE3可以直接耦接於正極性驅動端LED+以及負極性驅動端LED2-（或負極性驅動端LED1-）之間。
特別一提的是，靜電保護元件EPE3的耦接方式可以依照設計需求來決定。舉例來說，在一些設計需求下（在一些實施例中），靜電保護元件EPE3可以直接耦接於背光模組110的正極性驅動端LED+以及負極性驅動端LED2-之間（如圖1所示）。在另一些設計需求下（在另一些實施例中），靜電保護元件EPE3亦可直接耦接於背光模組110的正極性驅動端LED+以及負極性驅動端LED1-之間。其中，上述的靜電保護元件EPE1～EPE3可以例如是由瞬態電壓抑制二極體（Transient Voltage Suppressor Diode）來實施，但本發明並不限於此。
具體而言，當背光裝置100操作於正常工作模式時，發光二極體串LDS1、LDS2可以接收由一發光二極體驅動器所提供的驅動信號，以使各個發光二極體串LDS1、LDS2中的發光二極體可以依據所述驅動信號而被導通。在此同時，發光二極體串LDS1、LDS2可以依據所述驅動信號來分別產生導通電流ID1、ID2，以使背光模組110可以透過背光板來進行發光。
另一方面，當背光裝置100操作於靜電放電測試模式時，可以對正極性驅動端LED+進行接觸放電。在此同時，因靜電放電測試所產生的靜電可以經由靜電保護元件EPE3與靜電保護元件EPE2所構成的宣洩路徑，來順利的將所述靜電宣洩至參考接地端GND。
需注意到的是，針對靜電保護元件EPE1～EPE3的規格設定細節，在本實施例中，靜電保護元件EPE3的工作電壓可以設定為大於各個發光二極體串LDS1、LDS2的整體導通電壓。舉例來說，假設各個發光二極體串LDS1、LDS2中的每個發光二極體的導通電壓皆為3伏特（V），則表示各個發光二極體串LDS1、LDS2的整體導通電壓為21V。在此情況下，靜電保護元件EPE3的工作電壓可以被設定為大於各個發光二極體串LDS1、LDS2的整體導通電壓（亦即21V），藉以避免靜電保護元件EPE3影響背光模組110操作於正常工作模式時的運作。
另一方面，在本實施例中，當靜電保護元件EPE3直接耦接於正極性驅動端LED+以及負極性驅動端LED2-之間時，靜電保護元件EPE2的工作電壓以及靜電保護元件EPE3的工作電壓的總和，可以被設定為大於正極性驅動端LED+至參考接地端GND之間的電壓差。舉例來說，假設正極性驅動端LED+至參考接地端GND之間的電壓差為38V時，靜電保護元件EPE2的工作電壓以及靜電保護元件EPE3的工作電壓的總和，可以被設定為大於所述電壓差（亦即38V）。
相對的，在本發明的另一實施例中，當靜電保護元件EPE3直接耦接於正極性驅動端LED+以及負極性驅動端LED1-之間時，靜電保護元件EPE1的工作電壓以及靜電保護元件EPE2的工作電壓的總和，亦可被設定為大於正極性驅動端LED+至參考接地端GND之間的電壓差。
依據上述的說明內容可以得知，本實施例的背光裝置100可以透過將靜電保護元件EPE3直接耦接於正極性驅動端LED+以及負極性驅動端LED2-（或負極性驅動端LED1-）之間的耦接方式，使得當背光裝置100操作於靜電放電測試模式時，正極性驅動端LED+至參考接地端GND之間的電壓差可以透過靜電保護元件EPE3以及靜電保護元件EPE2（或靜電保護元件EPE1）來進行分攤。在此情況下，相較於靜電保護元件EPE3直接耦接於正極性驅動端LED+以及參考接地端GND之間，本實施例的耦接方式更能夠降低靜電保護元件EPE3的工作電壓，進而有效地降低背光裝置100整體的成本。
圖2是依照本發明一實施例的顯示裝置200的示意圖。請參照圖2，在本實施例中，顯示裝置200包括脈寬調變信號產生器210、發光二極體驅動器220以及背光裝置230。其中，本實施例的背光裝置230可以是由圖1中所示的背光裝置100來實施。
在本實施例中，脈寬調變信號產生器210用以產生脈寬調變信號PWM，並且，脈寬調變信號產生器210可以依照顯示裝置200的操作需求來調整脈寬調變信號PWM的操作頻率。發光二極體驅動器220耦接至脈寬調變信號產生器210，以接收脈寬調變信號PWM。背光裝置230耦接至發光二極體驅動器220，以接收驅動信號DS。
關於顯示裝置200的操作細節，請同時參照圖1以及圖2，在本實施例中，發光二極體驅動器220可以依據脈寬調變信號PWM來提供驅動信號DS至背光裝置230，以驅動背光裝置230。接著，發光二極體驅動器220可以透過驅動信號DS來提供或調整背光裝置230的正極性驅動端LED+、負極性驅動端LED1-以及負極性驅動端LED2-上的電壓，以使背光裝置230中的發光二極體串LDS1、LDS2可以依據驅動信號DS來分別產生導通電流ID1、ID2。並且，發光二極體驅動器220亦可透過驅動信號DS來控制發光二極體串LDS1、LDS2的導通時間以及發光二極體串LDS1、LDS2的發光亮度。
值得一提的是，在本實施例中，發光二極體驅動器220是依據脈寬調變信號PWM的操作頻率來調整背光裝置230的正極性驅動端LED+、負極性驅動端LED1-以及負極性驅動端LED2-上的電壓，以決定各個靜電保護元件EPE1～EPE3所需要的工作電壓。對此，請同時參照圖1至圖3B，圖3A以及圖3B分別是依照圖2所示的脈寬調變信號PWM在不同的操作頻率下的波形圖。其中，在圖3A以及圖3B中，橫軸為顯示裝置200的操作時間，縱軸為電壓值。具體來說，顯示裝置200可以利用脈寬調變信號產生器210來調整脈寬調變信號PWM的操作頻率，以使發光二極體驅動器220可以依據不同操作頻率的脈寬調變信號PWM，來調整背光裝置230的正極性驅動端LED+、負極性驅動端LED1-以及負極性驅動端LED2-上的電壓狀態。
舉例來說，如圖3A所示，當脈寬調變信號產生器210提供具有一預設操作頻率（例如是100kHz～200kHz，但本實施例並不限於此）的脈寬調變信號PWM至發光二極體驅動器220時，發光二極體驅動器220可以依據此時脈寬調變信號PWM的操作頻率來提供驅動信號DS至背光裝置230，以使發光二極體驅動器220可以將背光裝置230的負極性驅動端LED1-以及負極性驅動端LED2-的電壓調整為電壓值VL1，並且，發光二極體驅動器220可以將背光裝置230的正極性驅動端LED+的電壓調整為電壓值VL2。其中所述電壓值VL1小於所述電壓值VL2。
在此情況下，當脈寬調變信號產生器210所提供的脈寬調變信號PWM發生切換狀態時，靜電保護元件EPE2的工作電壓以及靜電保護元件EPE3的工作電壓的總和需要大於此時（亦即，脈寬調變信號PWM的操作頻率為100kHz～200kHz時）背光裝置230的正極性驅動端LED+的電壓值（亦即電壓值VL2）。
另一方面，如圖3B所示，當脈寬調變信號產生器210提供具有維持在高電壓準位的脈寬調變信號PWM至發光二極體驅動器220時，發光二極體驅動器220可以依據此時脈寬調變信號PWM的操作頻率來提供驅動信號DS至背光裝置230，以使發光二極體驅動器220可以將背光裝置230的負極性驅動端LED1-以及負極性驅動端LED2-的電壓調整為電壓值VL3，並且，發光二極體驅動器220可以將背光裝置230的正極性驅動端LED+的電壓調整為電壓值VL4。其中所述電壓值VL3小於所述電壓值VL4。
換言之，顯示裝置200可以透過將靜電保護元件EPE3直接耦接於正極性驅動端LED+以及負極性驅動端LED2-之間的方式，以使靜電保護元件EPE2以及靜電保護元件EPE3可以分攤正極性驅動端LED+在脈寬調變信號PWM發生不同操作頻率時的電壓，進而有效地降低靜電保護元件EPE3的工作電壓。
綜上所述，本發明的背光裝置可以將原先耦接至正極性驅動端的靜電保護元件，調整為耦接於所述正極性驅動端以及多個負極性驅動端的其中之一之間，使得當背光裝置操作於靜電放電測試模式時，正極性驅動端至參考接地端之間的電壓差可以透過耦接於所述正極性驅動端與多個負極性驅動端的其中之一之間的靜電保護元件，以及耦接於所述多個負極性驅動端的其中之一與參考接地端之間的靜電保護元件來進行分攤。如此一來，相較於靜電保護元件直接耦接於正極性驅動端以及參考接地端之間，本發明的耦接方式更能夠降低耦接於所述正極性驅動端以及多個負極性驅動端的其中之一之間的靜電保護元件的工作電壓，進而有效地降低背光裝置整體的成本。
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，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100、230:背光裝置 110:背光模組 200:顯示裝置 210:脈寬調變信號產生器 220:發光二極體驅動器 EPE1～EPE3:靜電保護元件 DS:驅動信號 GND:參考接地端 ID1、ID2:導通電流 LDS1、LDS2:發光二極體串 LED+:正極性驅動端 LED1-、LED2-:負極性驅動端 PWM:脈寬調變信號 VL1～VL4:電壓值
圖1是依照本發明一實施例的背光裝置的示意圖。 圖2是依照本發明一實施例的顯示裝置的示意圖。 圖3A以及圖3B分別是依照圖2所示的脈寬調變信號在不同的操作頻率下的波形圖。
100:背光裝置
110:背光模組
EPE1~EPE3:靜電保護元件
GND:參考接地端
ID1、ID2:導通電流
LDS1、LDS2:發光二極體串
LED+:正極性驅動端
LED1-、LED2-:負極性驅動端

Claims (14)

  1. 一種背光裝置，包括： 一背光模組，具有一正極性驅動端以及多個負極性驅動端； 一第一靜電保護元件，耦接於該些負極性驅動端中的一第一負極性驅動端與一參考接地端之間； 一第二靜電保護元件，耦接於該些負極性驅動端中的一第二負極性驅動端與該參考接地端之間；以及 一第三靜電保護元件，耦接於該正極性端與該第一負極性驅動端或該第二負極性驅動端之間。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的背光裝置，其中該背光模組包括： 多個發光二極體串，各該發光二極體串的第一端共同耦接至該正極性驅動端，各該發光二極體串的第二端分別耦接至各該負極性驅動端， 其中，該些發光二極體串接收一驅動信號，並依據該驅動信號以分別產生導通電流。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的背光裝置，其中該背光模組依據一脈寬調變信號的操作頻率來調整該些發光二極體串的導通時間。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的背光裝置，其中該第三靜電保護元件的工作電壓大於各該發光二極體串的導通電壓。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的背光裝置，其中該背光模組依據一脈寬調變信號的操作頻率來調整該正極性驅動端的電壓值。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的背光裝置，其中該第二靜電保護元件的工作電壓與該第三靜電保護元件的工作電壓的總和大於該正極性驅動端的電壓值。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的背光裝置，其中該第一靜電保護元件、該第二靜電保護元件以及該第三靜電保護元件為一瞬態電壓抑制二極體。
  8. 一種顯示裝置，包括： 一脈寬調變信號產生器，用以產生一脈寬調變信號； 一發光二極體驅動器，耦接至該脈寬調變信號產生器，並依據該脈寬調變信號產生一驅動信號；以及 一背光裝置，耦接至該發光二極體驅動器，其中該背光裝置包括： 一背光模組，具有一正極性驅動端以及多個負極性驅動端； 一第一靜電保護元件，耦接於該些負極性驅動端中的一第一負極性驅動端與一參考接地端之間； 一第二靜電保護元件，耦接於該些負極性驅動端中的一第二負極性驅動端與該參考接地端之間；以及 一第三靜電保護元件，耦接於該正極性端與該第一負極性驅動端或該第二負極性驅動端之間。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的顯示裝置，其中該背光模組包括： 多個發光二極體串，各該發光二極體串的第一端共同耦接至該正極性驅動端，各該發光二極體串的第二端分別耦接至各該負極性驅動端， 其中，該些發光二極體串接收該驅動信號，並依據該驅動信號以分別產生導通電流。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置，其中該背光模組依據該脈寬調變信號的操作頻率來調整該些發光二極體串的導通時間。
  11. 如申請專利範圍第9項所述的顯示裝置，其中該第三靜電保護元件的工作電壓大於各該發光二極體串的導通電壓。
  12. 如申請專利範圍第8項所述的顯示裝置，其中該背光模組依據該脈寬調變信號的操作頻率來調整該正極性驅動端的電壓值。
  13. 如申請專利範圍第12項所述的顯示裝置，其中該第二靜電保護元件的工作電壓與該第三靜電保護元件的工作電壓的總和大於該正極性驅動端的電壓值。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的顯示裝置，其中該第一靜電保護元件、該第二靜電保護元件以及該第三靜電保護元件為一瞬態電壓抑制二極體。
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