專利名稱：背光組件及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種背光組件及其驅(qū)動(dòng)方法，且特別是關(guān)于一種發(fā)光二極管 (Light emitting diode, LED)的背光組件及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，液晶顯示器的背光組件多采用具有壽命長(zhǎng)、效率高以及對(duì)環(huán)境污染 較低等特性的發(fā)光二極管(Light Emitting Diode, LED)作為背光源。當(dāng)液晶顯示 器的液晶面板越來(lái)越大，其背光組件也跟著使用更多的發(fā)光二極管來(lái)提供足夠的背 光源。因此，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管的電路將產(chǎn)生更多的功率消耗。請(qǐng)參考圖l，圖l為 LED背光機(jī)構(gòu)背板10在熱平衡時(shí)的溫度分布關(guān)系圖。由于一般使用中的液晶顯示 器，其LED背光機(jī)構(gòu)背板與桌面(或水平面)大致成垂直，因此在熱平衡的狀態(tài)下， 背光組件所產(chǎn)生的熱使得此機(jī)構(gòu)背板由下至上的溫度分布為由溫度低往溫度高。
請(qǐng)參考圖2，圖2為L(zhǎng)ED的順向?qū)娏鳌㈨樝驅(qū)妷号c環(huán)境溫度的相對(duì)關(guān) 系圖。圖2繪有3條順向?qū)娏鞯那€，任取其中一條曲線相同LED的順向?qū)?通電流IFP在溫度上升情況，LED的順向?qū)妷簳?huì)隨著溫度上升而下降。
請(qǐng)參考圖3，圖3為傳統(tǒng)背光組件的電路圖。背光組件300包括N組的發(fā)光二 極管驅(qū)動(dòng)電路發(fā)光元件301至30N分別耦接對(duì)應(yīng)的調(diào)光電路331至33N。由于背 光組件所產(chǎn)生的熱在熱平衡的狀態(tài)下，LED背光機(jī)構(gòu)背板的溫度會(huì)呈現(xiàn)不同的變 化，使得每一發(fā)光元件所處的環(huán)境溫度不太一樣，其亮度亦有所差別，容易造成顯 示不良。因此，傳統(tǒng)設(shè)計(jì)背光組件300是從N組的發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路中，取出N 個(gè)反饋信號(hào)Vml至VmN來(lái)做閉回路驅(qū)動(dòng)控制，接著調(diào)整直流電源轉(zhuǎn)換器310的輸出。 然而，設(shè)計(jì)反饋補(bǔ)償電路320來(lái)處理N個(gè)反饋信號(hào)Vml至VmN的復(fù)雜度相當(dāng)高，并 且設(shè)計(jì)N個(gè)反饋信號(hào)會(huì)增加電路布線的困難度，故背光組件300的電路成本也跟著 相對(duì)提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種背光組件，可以使用較少數(shù)量的反饋信號(hào)來(lái)做閉回 路控制，可以降低設(shè)計(jì)反饋補(bǔ)償電路的復(fù)雜度，也可以減少電路布線的困難度，并 降低背光組件的電路成本。
本發(fā)明另提供一種背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，調(diào)整直流電源轉(zhuǎn)換器的工作電壓時(shí)， 可以使用較少的反饋信號(hào)來(lái)做閉回路控制，可以降低背光組件的溫度來(lái)減少功率消 耗，并且可以提升發(fā)光二極管的壽命，因此可以提升背光組件的電路效能。
本發(fā)明提出一種背光組件，其依據(jù)散熱方向的相對(duì)關(guān)系而形成多個(gè)溫度分布 區(qū)域，此些溫度分布區(qū)域其中之一為溫度最低區(qū)域，此背光組件包括發(fā)光二極管驅(qū) 動(dòng)電路、直流電源轉(zhuǎn)換器以及反饋補(bǔ)償電路。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路用以提供背光源 與產(chǎn)生第一反饋信號(hào)，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路包括多個(gè)發(fā)光元件以及多個(gè)調(diào)光電路。 此些發(fā)光元件用以接收工作電壓來(lái)產(chǎn)生背光源，并且此些發(fā)光元件的第一發(fā)光元件 被配置在溫度最低區(qū)域。此些調(diào)光電路用以提供此些發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流，每一調(diào) 光電路耦接至對(duì)應(yīng)的此些發(fā)光元件之一，而第一反饋信號(hào)是從第一發(fā)光元件對(duì)應(yīng)的 此些調(diào)光電路的第一調(diào)光電路的耦接處來(lái)獲得。直流電源轉(zhuǎn)換器耦接至發(fā)光二極管 驅(qū)動(dòng)電路，并且根據(jù)電壓補(bǔ)償信號(hào)來(lái)調(diào)整并輸出工作電壓。反饋補(bǔ)償電路耦接至直 流電源轉(zhuǎn)換器與發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路之間，用以接收第一反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生電壓補(bǔ)償 信號(hào)。
上述背光組件，在一實(shí)施例中，反饋補(bǔ)償電路包括第一誤差放大器以及第一
電壓補(bǔ)償器。第一誤差放大器接收第一參考信號(hào)與第一反饋信號(hào)，并比較第一參考 信號(hào)與第一反饋信號(hào)而得到輸出。第一電壓補(bǔ)償器耦接至第一誤差放大器的輸出端
與直流電源轉(zhuǎn)換器之間，并且據(jù)以產(chǎn)生與輸出電壓補(bǔ)償信號(hào)。
上述背光組件，在另一實(shí)施例中，此些發(fā)光元件的一第二發(fā)光元件被配置在 溫度最低區(qū)域，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路還產(chǎn)生一第二反饋信號(hào)，而第二反饋信號(hào)是從 第二發(fā)光元件對(duì)應(yīng)的此些調(diào)光電路的一第二調(diào)光電路的耦接處來(lái)獲得。反饋補(bǔ)償電 路還接收第二反饋信號(hào)，并根據(jù)第一反饋信號(hào)與第二反饋信號(hào)的平均值來(lái)產(chǎn)生電壓 補(bǔ)償信號(hào)。
從另一觀點(diǎn)來(lái)看，本發(fā)明另提出一種背光組件的驅(qū)動(dòng)方法。背光組件包括發(fā) 光二極管驅(qū)動(dòng)電路、直流電源轉(zhuǎn)換器以及反饋補(bǔ)償電路。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路包括多個(gè)發(fā)光元件以及多個(gè)調(diào)光電路。驅(qū)動(dòng)方法包括下列步驟背光組件依據(jù)散熱方向 的相對(duì)關(guān)系劃分多個(gè)溫度分布區(qū)域，并且此些溫度分布區(qū)域其中之一為溫度最低區(qū) 域；發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生第一反饋信號(hào)，而第一反饋信號(hào)是從此些發(fā)光元件的 第一發(fā)光元件對(duì)應(yīng)的此些調(diào)光電路的第一調(diào)光電路的耦接處來(lái)獲得，并且第一發(fā)光 元件被配置在溫度最低區(qū)域；反饋補(bǔ)償電路接收第一反饋信號(hào)，并且產(chǎn)生電壓補(bǔ)償 信號(hào)；直流電源轉(zhuǎn)換器接收電壓補(bǔ)償信號(hào)，并依據(jù)電壓補(bǔ)償信號(hào)來(lái)操作、提供及輸 出工作電壓至發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路。
上述背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，在一實(shí)施例中，反饋補(bǔ)償電路耦接至直流電源轉(zhuǎn) 換器與發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路之間，其用以接收第一反饋信號(hào)來(lái)產(chǎn)生電壓補(bǔ)償信號(hào)。
上述背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，在另一實(shí)施例中還包括下列步驟。發(fā)光二極管驅(qū) 動(dòng)電路產(chǎn)生第二反饋信號(hào)，而第二反饋信號(hào)是從此些發(fā)光元件的第二發(fā)光元件對(duì)應(yīng) 的此些調(diào)光電路的第二調(diào)光電路的耦接處來(lái)獲得，并且第二發(fā)光元件被配置在溫度 最低區(qū)域。反饋補(bǔ)償電路接收第二反饋信號(hào)，并且根據(jù)第一反饋信號(hào)與第二反饋信 號(hào)的平均值來(lái)產(chǎn)生電壓補(bǔ)償信號(hào)。
本發(fā)明的背光組件依據(jù)散熱劃分多個(gè)溫度分布區(qū)域，背光組件的反饋補(bǔ)償電 路是從溫度最低區(qū)域擷取反饋信號(hào)來(lái)作處理，并且產(chǎn)生補(bǔ)償電壓給直流電源轉(zhuǎn)換器 來(lái)調(diào)整工作電壓，因而簡(jiǎn)化反饋補(bǔ)償電路接收反饋信號(hào)的數(shù)量，來(lái)取代相較原來(lái)要 更多個(gè)反饋信號(hào)傳送到反饋補(bǔ)償電路。因此，本發(fā)明可以減少反饋補(bǔ)償電路與發(fā)光 二極管驅(qū)動(dòng)電路之間的反饋信號(hào)數(shù)量。本發(fā)明的背光組件及其驅(qū)動(dòng)方法可以降低設(shè) 計(jì)反饋補(bǔ)償電路的復(fù)雜度、減少電路布線的困難度、降低背光組件的電路成本、減 少背光組件的功率消耗、降低發(fā)光二極管背光組件的溫度、提升發(fā)光二極管的壽命， 進(jìn)而能提升整個(gè)背光組件的電路效能。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明 的實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1為L(zhǎng)ED背光機(jī)構(gòu)背板在熱平衡時(shí)的溫度分布關(guān)系圖。
圖2為L(zhǎng)ED的順向?qū)娏?、順向?qū)妷号c環(huán)境溫度的相對(duì)關(guān)系圖。
圖3為傳統(tǒng)背光組件的電路圖。圖4(a)為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管背光機(jī)構(gòu)背板劃分多個(gè)溫度分布 區(qū)域圖。
圖4(b)為根據(jù)圖4(a)的多個(gè)溫度分布區(qū)域的背光組件電路圖。
圖4(c)為圖4(b)的背光組件的背光元件與LED背光機(jī)構(gòu)背板的相對(duì)關(guān)系圖。
圖4(d)為分析圖4(b)的開(kāi)回路控制架構(gòu)圖。
圖4(e)為模擬開(kāi)回路控制時(shí)的冷熱機(jī)電氣特性圖。
圖4(f)為模擬閉回路控制的架構(gòu)圖。
圖4(g)為分別對(duì)溫度高與對(duì)溫度低的區(qū)域作反饋補(bǔ)償?shù)母鱾€(gè)電壓比較圖。
圖5(a)至圖5(c)為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的溫度分布區(qū)域圖。
圖5(d)為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光組件的電路圖。
具體實(shí)施例方式
本案發(fā)明人有鑒于傳統(tǒng)背光組件的電路設(shè)計(jì)，其復(fù)雜性相當(dāng)高，經(jīng)過(guò)分析、 模擬各種情況而產(chǎn)生本發(fā)明。本發(fā)明主要特征之一是從溫度最低區(qū)域擷取反饋 信號(hào)作處理。以下開(kāi)始說(shuō)明本發(fā)明各實(shí)施例。
請(qǐng)參照?qǐng)D4(a),圖4(a)為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的發(fā)光二極管(Light emitting diode, LED)背光機(jī)構(gòu)背板劃分多個(gè)溫度分布區(qū)域圖。為了減輕復(fù)雜 度，傳統(tǒng)需要N個(gè)反饋信號(hào)Vml至VmN，而在本發(fā)明實(shí)施例中減少傳統(tǒng)技術(shù)所 需的反饋信號(hào)。首先，背光組件依據(jù)散熱方向的相對(duì)關(guān)系而形成多個(gè)溫度分布 區(qū)域。在圖4(a)中，將背光組件配置在LED背光機(jī)構(gòu)背板40上，并將LED背 光機(jī)構(gòu)背板40劃分3個(gè)溫度分布區(qū)域，分別為T(mén)1區(qū)、T2區(qū)與T3區(qū)。本項(xiàng)技 術(shù)具有通常知識(shí)者應(yīng)當(dāng)可以了解，劃分溫度分布區(qū)域可以事先依熱平衡模擬或 實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)劃分區(qū)域，所以不限制劃分溫度分布區(qū)域的數(shù)量。假設(shè)一般情形， LED背光機(jī)構(gòu)背板40直立于桌面的情況，LED背光機(jī)構(gòu)背板40的四周有散熱 小孔或是只有最上面有散熱小孔。因此，使用中的液晶顯示器在熱平衡時(shí)，LED 背光機(jī)構(gòu)背板40在T1區(qū)會(huì)是最熱，其次是T2區(qū)，而T3區(qū)的溫度區(qū)域最低。 設(shè)計(jì)背光組件時(shí)，其位在每一區(qū)的LED由于受到環(huán)境溫度不同，因此每一區(qū)的 LED的順向?qū)妷簳?huì)不一樣。在Tl區(qū)的LED的順向?qū)妷鹤钚。赥3區(qū) 的LED的順向?qū)妷鹤畲?，而T2區(qū)的LED的順向?qū)妷壕哟未蟆３猩鲜?，劃分好多個(gè)溫度區(qū)域后，接著必須減少反饋信號(hào)的數(shù)量。此欲要 減少反饋信號(hào)數(shù)量的作法是從某一區(qū)域擷取反饋信號(hào)，如此在處理反饋信號(hào)的 復(fù)雜度將降低很多，為驗(yàn)證可行請(qǐng)參照?qǐng)D4(b)，并進(jìn)行下列各實(shí)驗(yàn)。圖4(b)
為根據(jù)圖4(a)的多個(gè)溫度分布區(qū)域的背光組件電路圖。背光組件42包括了 Tl 區(qū)發(fā)光元件、T2區(qū)發(fā)光元件及T3區(qū)發(fā)光元件。其中，Tl區(qū)發(fā)光元件包括發(fā)光 元件41a、 41b…，T2區(qū)發(fā)光元件包括發(fā)光元件43a、 43b…，T3區(qū)發(fā)光元件包 括發(fā)光元件45a、 45b…，而每一發(fā)光元件至少包括一發(fā)光二極管。
為了分析背光組件42在Tl區(qū)至T3區(qū)的各種情況第一種情況為冷機(jī)時(shí)， 模擬開(kāi)回路控制；第二種情況為熱機(jī)時(shí)，模擬Tl區(qū)的的開(kāi)回路控制；第三種 情況為熱機(jī)時(shí)，模擬T3區(qū)的的開(kāi)回路控制。圖4(b)的各個(gè)發(fā)光元件在圖4(a) 的LED背光機(jī)構(gòu)背板40上的分布情形可以參考圖4(c)。圖4(c)為背光組件42 的背光元件與LED背光機(jī)構(gòu)背板的相對(duì)關(guān)系圖。
在此，進(jìn)行上述各種情況的分析，假設(shè)發(fā)光元件41a 41c、43a 43c、45a 45c，并且發(fā)光元件使用相同LED，并且數(shù)量相同，且將LED作串聯(lián)。請(qǐng)參照?qǐng)D 4(d)。圖4(d)為分析圖4(b)的開(kāi)回路控制架構(gòu)圖。直流電源轉(zhuǎn)換器48a產(chǎn)生 工作電壓VLED來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)光元件46，也就是點(diǎn)亮發(fā)光二極管LED1 LEDN的驅(qū)動(dòng) 電源。各個(gè)發(fā)光二極管的順向?qū)妷?Vf,、 Vf2、…、Vf》的總和為發(fā)光元件 46的順向?qū)妷篤f一total。調(diào)光電路47包括開(kāi)關(guān)SW及定電流源II。電壓 Vm是從發(fā)光元件46與調(diào)光電路47的耦接處產(chǎn)生，并且關(guān)系式為VLED = Vf—total + Vm。(假設(shè)發(fā)光元件46目前是使用4顆發(fā)光二極管，且每一顆發(fā) 光二極管的順向?qū)妷旱扔?V。)
在第一種情況為冷機(jī)時(shí)，模擬開(kāi)回路控制，因此工作電壓VLED固定。在 此提供一數(shù)據(jù)資料，當(dāng)定電流源II為20mA，工作電壓VLED為9V時(shí)，順向?qū)?通電壓Vf一total為8V，而電壓Vm為lV，其Vm消耗功率為20mV。
接著，第二種情況為熱機(jī)時(shí)，模擬Tl區(qū)的的開(kāi)回路控制。在此提供一數(shù) 據(jù)資料，當(dāng)定電流源II為20mA，工作電壓VLED為9V時(shí)，順向?qū)妷篤f—total 為6. 8V，而電壓Vm為2.2V，其Vm消耗功率為44mV。因此，每顆發(fā)光二極管 的順向?qū)妷合陆禐?. 3V。
在第三種情況為熱機(jī)時(shí)，模擬T3區(qū)的的開(kāi)回路控制。在此提供一數(shù)據(jù)資料，當(dāng)定電流源II為20raA，工作電壓VLED為9V時(shí)，順向?qū)妷篤f—total 為7. 6V，而電壓Vm為1.4V，其Vm消耗功率為28mV。因此，每顆發(fā)光二極管 的順向?qū)妷合陆禐?. IV。
上述三種模擬情況，茲整理數(shù)據(jù)后請(qǐng)參照?qǐng)D4(e)。因此得知，發(fā)光元件 46除了因系統(tǒng)溫度上升使得順向?qū)妷篤f__total下降，并且使得電壓Vm上 升，此造成開(kāi)關(guān)SW的功率消耗變大，使得功率損失增加，并使得元件效率變 差。
接下來(lái)進(jìn)行第四種狀況與第五種狀況模擬。第四種情況為熱機(jī)時(shí)，模擬擷 取T1區(qū)的反饋信號(hào)做閉回路控制；第五種情況為熱機(jī)時(shí)，模擬擷取T3區(qū)的反 饋信號(hào)做閉回路控制。其中，第四與第五種情況為只對(duì)一溫度分布區(qū)作反饋控 制，而另兩區(qū)不作反饋控制。在第四種情況擷取反饋信號(hào)Vmla或Vralb或取反 饋信號(hào)Vmla與Vmlb的平均值，在上述第五種情況擷取反饋信號(hào)Vra3a或Vm3b 或取反饋信號(hào)Vm3a與Vm3b的平均值。
請(qǐng)參照?qǐng)D4(f)，圖4(f)為分析圖4(b)，模擬熱機(jī)時(shí)的閉回路控制的架構(gòu) 圖。原本在圖4(d)的電壓Vm現(xiàn)成為圖4(f)的一反饋信號(hào)。發(fā)光元件46使用 了 4顆相同的發(fā)光二極管。反饋補(bǔ)償電路49包括誤差放大器4%與電壓補(bǔ)償 器49a，電壓補(bǔ)償器49a耦接在誤差放大器4%與直流電源轉(zhuǎn)換器48b之間。 誤差放大器49b接收反饋信號(hào)Vm與一參考信號(hào)Vref ，電壓補(bǔ)償器49a則產(chǎn)生 一電壓補(bǔ)償信號(hào)49c至直流電源轉(zhuǎn)換器48b。直流電源轉(zhuǎn)換器48b根據(jù)電壓補(bǔ) 償信號(hào)49c來(lái)調(diào)整與輸出工作電壓VLED。在第四種情況為熱機(jī)時(shí)，模擬擷取 Tl區(qū)的反饋信號(hào)做閉回路控制，在此提供一數(shù)據(jù)資料，當(dāng)定電流源II為20mA， 原本的工作電壓VLED為9V時(shí)，補(bǔ)償后的工作電壓VLED為7.8V。 Tl區(qū)的順向 導(dǎo)通電壓Vf—total為6. 8V，因此Tl區(qū)的電壓Vm為IV，但是T3區(qū)的順向?qū)?通電壓Vf—total為7.6V，故造成溫度較低區(qū)域(T3區(qū)域)的發(fā)光元件的工作 電壓不足，使得發(fā)光二極管不穩(wěn)定。
接著，在第五種情況為熱機(jī)時(shí)，模擬擷取T3區(qū)的反饋信號(hào)做閉回路控制， 在此提供一數(shù)據(jù)資料，當(dāng)定電流源II為20mA，原本的工作電壓VLED為9V時(shí)， 補(bǔ)償后的工作電壓VLED為8. 6V。 T3區(qū)的順向?qū)妷篤f_total為7.6V，因 此T3區(qū)的電壓Vm為1. 0V;而Tl區(qū)順向?qū)妷篤f_total為6. 8V， Tl區(qū)的電壓Vm為1.8V。故將工作電壓VLED往下調(diào)整至8. 6V時(shí)，可以涵蓋圖4(b)背 光組件42的驅(qū)動(dòng)電路。上述第四種和第五種情況的模擬情況，茲整理數(shù)據(jù)后 請(qǐng)參照?qǐng)D4(g)，其中以溫度較高的區(qū)域作反饋補(bǔ)償，此調(diào)整后的工作電壓VLED 與溫度較低區(qū)域的順向?qū)妷篤f—total之間的電壓差太小，易造成發(fā)光元 件的工作效能不穩(wěn)定。證明了本發(fā)明的背光組件與其驅(qū)動(dòng)方法采用溫度最低區(qū) 域(在此實(shí)施例為T(mén)3區(qū))的反饋信號(hào)，所做的調(diào)整結(jié)果確實(shí)達(dá)到了預(yù)期效果。 因此，從"溫度最低區(qū)域"(T3區(qū)域)擷取反饋信號(hào)的作法是可行的。在本實(shí) 施例中，反饋補(bǔ)償電路處理反饋信號(hào)的復(fù)雜度可以減低至三分之一以下。
請(qǐng)參照?qǐng)D5(a)。圖5(a)為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的溫度分布區(qū)域圖。我 們將LED背光機(jī)構(gòu)背板50劃分成九個(gè)區(qū)域，如圖的Al區(qū) A3區(qū)、Bl區(qū) B3 區(qū)與C1區(qū) C3區(qū)。假設(shè)一般情形，LED背光機(jī)構(gòu)背板50直立于桌面的情況， LED背光機(jī)構(gòu)背板50的四周有散熱小孔或是只有最上面有散熱小孔。因此，Al 區(qū)至A3區(qū)的溫度最高，Bl區(qū)至B3區(qū)的溫度次高，而Cl區(qū)至C3區(qū)的溫度會(huì)最 低。背光組件可以根據(jù)LED背光機(jī)構(gòu)背板50的溫度分布情形，從位于C1區(qū) C3區(qū)其中之一區(qū)，取被配置在其區(qū)域的發(fā)光元件的一擷取點(diǎn)作反饋控制，根據(jù) 擷取點(diǎn)的反饋信號(hào)來(lái)調(diào)整所有發(fā)光元件的共同工作電壓。當(dāng)然，本項(xiàng)技術(shù)具有 通常知識(shí)者應(yīng)當(dāng)可以了解，從位于Cl區(qū) C3區(qū)中亦可以取多個(gè)擷取點(diǎn)的平均 值來(lái)做反饋控制，在不偏離本發(fā)明的精神與范圍下，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)不限 于實(shí)施例所揭示。
請(qǐng)參照?qǐng)D5(b)。圖5(b)為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的溫度分布區(qū)域圖。我 們將LED背光機(jī)構(gòu)背板50劃分成九個(gè)區(qū)域，如圖5(a)的Al區(qū) A3區(qū)、Bl區(qū) B3區(qū)與C1區(qū) C3區(qū)，不過(guò)在此C1區(qū)與C3區(qū)的背板上另加裝散熱片。因此， 在熱平衡時(shí)，Cl區(qū)與C3區(qū)的溫度為最低。背光組件可以從位于Cl區(qū)與C3區(qū) 中，各取被配置在其區(qū)域的發(fā)光元件的一擷取點(diǎn)作反饋控制，根據(jù)兩擷取點(diǎn)的 反饋信號(hào)平均值，再來(lái)調(diào)整所有發(fā)光元件的共同工作電壓；或者是只擷取Cl 區(qū)或C3區(qū)的發(fā)光元件的一擷取點(diǎn)作反饋控制，再來(lái)調(diào)整所有發(fā)光元件的共同 工作電壓。
請(qǐng)參照?qǐng)D5(c)。圖5(c)為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的溫度分布區(qū)域圖。這 是與圖5(b)的作法類似，同理可推，在LED背光機(jī)構(gòu)背板50的C1區(qū)與C3區(qū)加裝風(fēng)扇，在熱平衡時(shí)，使得C1區(qū)與C3區(qū)的溫度為最低。因此，背光組件可
以從位于C1區(qū)與C3區(qū)中，各取被配置在其區(qū)域的發(fā)光元件的一擷取點(diǎn)作反饋
控制，根據(jù)兩擷取點(diǎn)的反饋信號(hào)平均值，再來(lái)調(diào)整所有發(fā)光元件的共同工作電
壓；或者是只擷取C1區(qū)或C3區(qū)的發(fā)光元件的一擷取點(diǎn)作反饋控制，再來(lái)調(diào)整 所有發(fā)光元件的共同工作電壓。
通過(guò)圖5(b)與圖5(c)的說(shuō)明，本項(xiàng)技術(shù)具有通常知識(shí)者應(yīng)當(dāng)可以了解散 熱片或風(fēng)扇是來(lái)確保Cl區(qū)與C3為溫度最低區(qū)域，當(dāng)然也可以使用水冷裝置或 其他散熱方法來(lái)達(dá)成。溫度最低的區(qū)域是相對(duì)與背板的散熱設(shè)計(jì)。當(dāng)考慮平均 散熱的對(duì)稱性，則溫度最低的區(qū)域可以在背板的兩側(cè)邊各有一區(qū)。另外，針對(duì) 劃分溫度區(qū)域數(shù)量與使用散熱裝置數(shù)量亦不限制，劃分溫度區(qū)域數(shù)量與使用散 熱裝置數(shù)量有許多種組合。因此在不偏離本發(fā)明的精神與范圍下，本發(fā)明的保 護(hù)范圍應(yīng)不限于實(shí)施例所揭示。
請(qǐng)參照?qǐng)D5(d)。圖5(d)為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的發(fā)光組件的電路圖。 背光組件500被配置在如圖5(b)或圖5(c)的具有散熱裝置的LED背光機(jī)構(gòu)背 板50上。背光組件500依據(jù)散熱方向的相對(duì)關(guān)系而形成多個(gè)溫度分布區(qū)域， 如圖5(a)。本發(fā)明的重點(diǎn)從"溫度最低區(qū)域"擷取反饋信號(hào)，如圖5(a)與圖 5(d)所示Cl區(qū)與C3區(qū)為溫度最低區(qū)域，以及從C1區(qū)與C3擷取第一反饋信 號(hào)Vmcl、第二反饋信號(hào)Vmc3來(lái)作閉回路控制。
背光組件500包括發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路52、直流電源轉(zhuǎn)換器51以及反饋 補(bǔ)償電路55。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路52耦接至直流電源轉(zhuǎn)換器51與反饋補(bǔ)償電 路55之間。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路52包括多個(gè)發(fā)光元件以及多個(gè)調(diào)光電路。每 一發(fā)光元件至少包括一發(fā)光二極管，而發(fā)光二極管的順向?qū)妷禾匦詴?huì)受環(huán) 境溫度影響。每一調(diào)光電路包括開(kāi)關(guān)SW與定電流源I，其中開(kāi)關(guān)SW的一端耦 接至對(duì)應(yīng)的此些發(fā)光元件之一，開(kāi)關(guān)SW的另一端耦接至對(duì)應(yīng)的定電流源I，并 且此對(duì)應(yīng)的定電流源I的另一端接地。
每個(gè)調(diào)光電路可以提供其對(duì)應(yīng)的發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流，發(fā)光元件接收工作 電壓VLED后可以產(chǎn)生背光源，并且此些發(fā)光元件的第一發(fā)光元件510、第二發(fā) 光元件511被配置在溫度最低區(qū)域，其中溫度最低區(qū)域還配置有散熱裝置。第 一反饋信號(hào)Vmcl是從第一發(fā)光元件510對(duì)應(yīng)的此些調(diào)光電路的第一調(diào)光電路512的耦接處來(lái)獲得。第二反饋信號(hào)是從第二發(fā)光元件511對(duì)應(yīng)的此些調(diào)光電
路的一第二調(diào)光電路514的耦接處來(lái)獲得。因此，發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路52還 產(chǎn)生第一反饋信號(hào)Vmcl與第二反饋信號(hào)Vmc3。
反饋補(bǔ)償電路55包括誤差放大器59及電壓補(bǔ)償器57。誤差放大器59接 收參考信號(hào)Vref、第一反饋信號(hào)Vmcl與第二反饋信號(hào)Vmc3，并且比較參考信 號(hào)Vref 、第一反饋信號(hào)Vmcl與第二反饋信號(hào)Vmc3的平均值而得到輸出。其中， 為了避免反饋信號(hào)不準(zhǔn)可以采用兩反饋信號(hào)平均值與參考信號(hào)Vref作比較， 當(dāng)然也可以只采用第一或第二反饋信號(hào)來(lái)比較參考信號(hào)Vref。電壓補(bǔ)償器57 耦接至誤差放大器59的輸出與直流電源轉(zhuǎn)換器51之間，并且據(jù)以產(chǎn)生與輸出 一電壓補(bǔ)償信號(hào)53。
直流電源轉(zhuǎn)換器51可以根據(jù)電壓補(bǔ)償信號(hào)53，以脈寬調(diào)制方式來(lái)調(diào)整輸 入與輸出為不同直流電位的電源，并且輸出一工作電壓VLED。此直流電源轉(zhuǎn)換 器51的型式可以為傳統(tǒng)的升壓直流電源轉(zhuǎn)換器、降壓直流電源轉(zhuǎn)換器或升降 壓直流電源轉(zhuǎn)換器，在此便不再贅述。
我們來(lái)比較圖3與圖5(d)的差異，傳統(tǒng)技術(shù)中，圖3的背光組件300是釆 用相當(dāng)多數(shù)量的反饋信號(hào)，繁重的反饋信號(hào)數(shù)量的發(fā)光組件300中，使得傳統(tǒng) 的反饋補(bǔ)償電路320會(huì)因此負(fù)荷過(guò)大。圖5(d)的背光組件500，其反饋補(bǔ)償電 路55的構(gòu)造相對(duì)下就顯得簡(jiǎn)單，并且反饋補(bǔ)償電路55所處理的反饋信號(hào)數(shù)量 相較于反饋補(bǔ)償電路320顯得非常少。因此，本發(fā)明實(shí)施例的反饋信號(hào)數(shù)量減 少，可以減低設(shè)計(jì)反饋補(bǔ)償電路55的復(fù)雜度，也減少電路布線的困難度，并 且背光組件500的電路成本相較于背光組件300也跟著減少。
除了上述實(shí)施例的背光組件以外，本發(fā)明也包含一種對(duì)應(yīng)的背光組件的驅(qū) 動(dòng)方法。對(duì)于在本發(fā)明相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者而言，通過(guò)前面的背光組 件實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)能實(shí)施本發(fā)明的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，因此不予贅述。
綜合上述，本發(fā)明因簡(jiǎn)化反饋補(bǔ)償電路所接收反饋信號(hào)的數(shù)量，背光組件 采用從"溫度最低區(qū)域"擷取反饋信號(hào)作閉回路控制，來(lái)取代原來(lái)要傳送相當(dāng) 多個(gè)反饋信號(hào)到反饋補(bǔ)償電路。因此，本發(fā)明可以減少反饋補(bǔ)償電路與發(fā)光二 極管驅(qū)動(dòng)電路之間的反饋信號(hào)數(shù)量與線路。本發(fā)明的背光組件及其驅(qū)動(dòng)方法至 少具有以下優(yōu)點(diǎn)1. 使用較少的反饋信號(hào)來(lái)作閉回路控制；
2. 降低設(shè)計(jì)反饋補(bǔ)償電路的復(fù)雜度；
3. 減少電路布線的困難度；
4. 降低背光組件的電路成本；
5. 減少背光組件的功率消耗； ，
6. 降低發(fā)光二極管背光組件的溫度； 7提升發(fā)光二極管的壽命；
8.大幅提升背光組件的電路效能。
雖然本發(fā)明已以實(shí)施例揭示如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬技 術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許更動(dòng) 與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以權(quán)利要求所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種背光組件，該背光組件依據(jù)散熱方向的相對(duì)關(guān)系而形成多個(gè)溫度分布區(qū)域，該些溫度分布區(qū)域其中之一為一溫度最低區(qū)域，該背光組件包括一發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，用以提供背光源與產(chǎn)生一第一反饋信號(hào)，該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路包括多個(gè)發(fā)光元件，用以接收一工作電壓來(lái)產(chǎn)生背光源，并且該些發(fā)光元件的一第一發(fā)光元件被配置在該溫度最低區(qū)域；以及多個(gè)調(diào)光電路，用以提供該些發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng)電流，每一調(diào)光電路耦接至對(duì)應(yīng)的該些發(fā)光組件之一，而該第一反饋信號(hào)是從該第一發(fā)光組件對(duì)應(yīng)的該些調(diào)光電路的一第一調(diào)光電路的耦接處來(lái)獲得；一直流電源轉(zhuǎn)換器，耦接至該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，并且根據(jù)一電壓補(bǔ)償信號(hào)來(lái)調(diào)整與輸出該工作電壓；以及一反饋補(bǔ)償電路，耦接至該直流電源轉(zhuǎn)換器與該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路之間，用以接收該第一反饋信號(hào)，據(jù)以產(chǎn)生該電壓補(bǔ)償信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于，該反饋補(bǔ)償電路包括 一第一誤差放大器，接收一第一參考信號(hào)與該第一反饋信號(hào)，并比較該第一參考信號(hào)與該第一反饋信號(hào)而得到輸出；以及一第一電壓補(bǔ)償器，耦接至該第一誤差放大器的輸出與該直流電源轉(zhuǎn)換器之 間，并且據(jù)以產(chǎn)生與輸出該電壓補(bǔ)償信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于，該溫度最低區(qū)域配置有一散 熱裝置，其中該散熱裝置為一散熱片、 一風(fēng)扇或一水冷裝置。
4. 如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于，該些發(fā)光組件中，每一發(fā)光 組件至少包括一發(fā)光二極管。
5. 如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于，該些調(diào)光電路中，每一調(diào)光 電路包括一開(kāi)關(guān)，其一端耦接至對(duì)應(yīng)的該些發(fā)光組件之一；以及 一定電流源，耦接至該開(kāi)關(guān)與接地之間。
6.如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于，該些發(fā)光元件的一第二發(fā)光元件被配置在該溫度最低區(qū)域，該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路還產(chǎn)生一第二反饋信號(hào)，而 該第二反饋信號(hào)是從該第二發(fā)光元件對(duì)應(yīng)的該些調(diào)光電路的一第二調(diào)光電路的耦 接處來(lái)獲得。
7. 如權(quán)利要求6所述的背光組件，其特征在于，該反饋補(bǔ)償電路還接收該第 二反饋信號(hào)，并根據(jù)該第一反饋信號(hào)與該第二反饋信號(hào)的平均值來(lái)產(chǎn)生該電壓補(bǔ)償 信號(hào)。
8. 如權(quán)利要求6所述的背光組件，其特征在于，該反饋補(bǔ)償電路包括 一第二誤差放大器，接收一第二參考信號(hào)、該第一反饋信號(hào)與該第二反饋信號(hào)，并且比較該第一參考信號(hào)、該第一反饋信號(hào)與該第二反饋信號(hào)的平均值而得到 輸出；以及一第二電壓補(bǔ)償器，耦接至該第二誤差放大器的輸出與該直流電源轉(zhuǎn)換器之 間，并且據(jù)以產(chǎn)生與輸出該電壓補(bǔ)償信號(hào)。
9. 如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于，該直流電源轉(zhuǎn)換器以脈寬調(diào)制方式來(lái)調(diào)整該工作電壓。
10. 如權(quán)利要求1所述的背光組件，其特征在于，該直流電源轉(zhuǎn)換器為一升壓直流電源轉(zhuǎn)換器、 一降壓直流電源轉(zhuǎn)換器或一升降壓直流電源轉(zhuǎn)換器。
11. 一種背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，該背光組件包括一發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路、 一直 流電源轉(zhuǎn)換器以及一反饋補(bǔ)償電路，該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路包括多個(gè)發(fā)光元件以及多個(gè)調(diào)光電路，該驅(qū)動(dòng)方法包括a. 該背光組件依據(jù)散熱方向的相對(duì)關(guān)系劃分多個(gè)溫度分布區(qū)域，并且該些溫度分布區(qū)域其中之一為一溫度最低區(qū)域；b. 該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生一第一反饋信號(hào)，而該第一反饋信號(hào)是從該些 發(fā)光元件的一第一發(fā)光元件對(duì)應(yīng)的該些調(diào)光電路的一第一調(diào)光電路的耦接處來(lái)獲得，并且該第一發(fā)光元件被配置在該溫度最低區(qū)域；c. 該反饋補(bǔ)償電路接收該第一反饋信號(hào)，并且產(chǎn)生一電壓補(bǔ)償信號(hào)；以及d. 該直流電源轉(zhuǎn)換器接收該電壓補(bǔ)償信號(hào)，并依據(jù)該電壓補(bǔ)償信號(hào)來(lái)操作， 提供及輸出一工作電壓至該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路。
12. 如權(quán)利要求11所述的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，該些發(fā)光元件 接收該工作電壓來(lái)產(chǎn)生背光源，而該些調(diào)光電路耦接至該些發(fā)光組件，且每一調(diào)光電路耦接至對(duì)應(yīng)的該些發(fā)光元件之一，該些調(diào)光電路用以提供該些發(fā)光元件的驅(qū)動(dòng) 電流。
13. 如權(quán)利要求11所述的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，該反饋補(bǔ)償電路耦接至該直流電源轉(zhuǎn)換器與該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路之間，用以接收該第一反饋信 號(hào)，據(jù)以產(chǎn)生該電壓補(bǔ)償信號(hào)。
14. 如權(quán)利要求11所述的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，該直流電源轉(zhuǎn) 換器耦接至該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，并且根據(jù)該電壓補(bǔ)償信號(hào)來(lái)調(diào)整與輸出該工作 電壓。
15. 如權(quán)利要求11所述的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，該反饋補(bǔ)償電路包括一第一誤差放大器，接收一第一參考信號(hào)與該第一反饋信號(hào)，并比較該第二參考信號(hào)與該第一反饋信號(hào)而得到輸出；以及一第一電壓補(bǔ)償器，耦接至該第一誤差放大器的輸出與該直流電源轉(zhuǎn)換器之 間，并且據(jù)以產(chǎn)生與輸出該電壓補(bǔ)償信號(hào)。
16. 如權(quán)利要求11所述的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，還包括bl.該發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生一第二反饋信號(hào)，而該第二反饋信號(hào)是從該些 發(fā)光元件的一第二發(fā)光元件對(duì)應(yīng)的該些調(diào)光電路的一第二調(diào)光電路的耦接處來(lái)獲得，并且該第二發(fā)光元件被配置在該溫度最低區(qū)域；以及el.該反饋補(bǔ)償電路接收該第二反饋信號(hào)，并且根據(jù)該第一反饋信號(hào)與該第二 反饋信號(hào)的平均值來(lái)產(chǎn)生該電壓補(bǔ)償信號(hào)。
17. 如權(quán)利要求16所述的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，該反饋補(bǔ)償電路包括一第二誤差放大器，接收一第二參考信號(hào)、該第一反饋信號(hào)與該第二反饋信 號(hào)，并且比較該第二參考信號(hào)、該第一反饋信號(hào)與該第二反饋信號(hào)的平均值而得到輸出；以及一第二電壓補(bǔ)償器，耦接至該第二誤差放大器的輸出與該直流電源轉(zhuǎn)換器之 間，并且據(jù)以產(chǎn)生與輸出該電壓補(bǔ)償信號(hào)。
18. 如權(quán)利要求11所述的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，該溫度最低區(qū) 域配置有一散熱裝置，其中該散熱裝置為一散熱片、 一風(fēng)扇或一水冷裝置。
19. 如權(quán)利要求11所述的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，該些發(fā)光元件 中，每一發(fā)光組件至少包括一發(fā)光二極管。
20. 如權(quán)利要求11所述的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，該些調(diào)光電路中，每一調(diào)光電路包括一開(kāi)關(guān)，其一端耦接至對(duì)應(yīng)的該些發(fā)光組件之一；以及一定電流源，耦接至該開(kāi)關(guān)與接地之間。
21. 如權(quán)利要求11所述的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，該直流電源轉(zhuǎn) 換器以脈寬調(diào)制方式來(lái)調(diào)整該工作電壓。
22. 如權(quán)利要求11所述的背光組件的驅(qū)動(dòng)方法，其特征在于，該直流電源轉(zhuǎn) 換器為一升壓直流電源轉(zhuǎn)換器、 一降壓直流電源轉(zhuǎn)換器或一升降壓直流電源轉(zhuǎn)換 器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種背光組件及其驅(qū)動(dòng)方法。此背光組件包括發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路、直流電源轉(zhuǎn)換器以及反饋補(bǔ)償電路。發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路包括多個(gè)發(fā)光元件以及多個(gè)調(diào)光電路。背光組件依據(jù)散熱方向的相對(duì)關(guān)系劃分多個(gè)溫度分布區(qū)域，在溫度最低區(qū)域有第一發(fā)光元件。第一發(fā)光元件與第一調(diào)光電路耦接處產(chǎn)生第一反饋信號(hào)。反饋補(bǔ)償電路接收第一反饋信號(hào)并且產(chǎn)生電壓補(bǔ)償信號(hào)。直流電源轉(zhuǎn)換器接收電壓補(bǔ)償信號(hào)，并依據(jù)電壓補(bǔ)償信號(hào)來(lái)操作，提供及輸出工作電壓至發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路。因此，本發(fā)明可以減少反饋信號(hào)的數(shù)量與處理反饋信號(hào)的復(fù)雜度，并且提升系統(tǒng)效能。
文檔編號(hào)H05K7/20GK101409044SQ20071018112
公開(kāi)日2009年4月15日 申請(qǐng)日期2007年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月8日
發(fā)明者林信彰, 林琦修, 趙翰楀, 陳弼先 申請(qǐng)人:中華映管股份有限公司