光源模塊與光源模塊的驅動方法
2023-06-19 17:39:41
專利名稱：光源模塊與光源模塊的驅動方法
技術領域：
本發明涉及一種光源模塊，且特別是有關於可調整光源的亮度並可呈現均勻亮度 的光源模塊。
背景技術：
一般來說，相同規格的發光二極體所發出的亮度與其通過的電流有關，接收較大 電流的發光二極體通常具有較大的亮度。在採用提供固定電壓的電源設計下，常出現不同 組發光二極體之間的亮度不一致的情形。這是由於發光二極體在製造的過程中，很難控制 到每一組發光二極體的切入電壓(Cut-in Voltage，即是使發光二極體導通的最低電壓) 達到完全一致，而通過發光二極體的電流大小會受到切入電壓的影響。於是，在切入電壓沒 有辦法達到一致的情況下，每一組發光二極體所發出的亮度就無法相同，使得背光模塊所 產的亮度不均勻，導致畫面質量不佳。
發明內容
本發明提出一種光源模塊及其驅動方法，透過阻抗調節組件來調節發光模塊的發 光組件的亮度，使得該發光模塊的發光組件彼此之間所發光的光源的亮度能夠更均勻。本發明提供一種光源模塊，應用於一液晶顯示器中，光源模塊包括一電源單元與 一第一發光單元。第一發光單元耦接至電源單元，以形成通過第一發光單元的一第一參考 電流，且第一發光單元包括至少一第一發光組件與一第一阻抗調節組件。第一阻抗調節組 件以串聯的方式耦接於第一發光組件，並用以調整第一參考電流，而第一發光組件依據第 一參考電流發出一第一光源，以使第一光源具有一目標亮度。在本發明的一實施例中，上述的光源模塊還包括一第二發光單元。第二發光單元 以並聯方式耦接於第一發光單元，以形成通過第二發光單元的一第二參考電流，且第二發 光單元包括至少一第二發光組件與一第二阻抗調節組件。第二阻抗調節組件以串聯的方式 耦接於第二發光組件，且第二調節組件用以調整第二參考電流。第二發光組件依據第二參 考電流發出一第二光源，以使第二光源具有相同的目標亮度。在本發明的一實施例中，形成第一參考電流或是第二參考電流的方法包括量測光 源的亮度以及依據光源的亮度調整阻抗調節組件，以得到所需的參考電流。在本發明的一實施例中，形成第一參考電流或是第二參考電流的方法包括計算發 光組件發出目標亮度的光源所需的一目標電流。接著，調整調節單元以使參考電流的大小 實質上為目標電流的大小。換句話說，為使發光組件發出具有目標亮度的光源，可以先計算目標電流的方式， 再透過阻抗調節組件來把參考電流調整到目標電流的大小，或是直接量測發光組件所發出 光源的亮度，並同時調整阻抗調節組件，使得發光組件之間的亮度能夠趨於一致。
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圖1為本發明的第一實施例的光源模塊的示意圖。圖2為本發明的第二實施例的光源模塊的示意圖。圖3為本發明的第三實施例的光源模塊的示意圖。符號說明100、200、300 光源模塊110、210、310 電源單元130、230、330 發光單元131、231、331、235、351 發光組件133、233、333、353 阻抗調節組件133a、233a、333a、353a 固定電阻133b、233b、333b、353b 可變電阻Il 14:參考電流
具體實施例方式第一實施例圖1為本發明的第一實施例的光源模塊的示意圖。請參照圖1，光源模塊100包括 電源單元Iio與發光單元130，其中發光單元130包括發光組件131與阻抗調節組件133， 而發光組件131例如是發光二極體或是有機發光二極體。承上述，電源單元110耦接至發光單元130，在發光單元130中，發光組件131與阻 抗調節組件133以串聯的方式耦接在一起。實務上，發光組件131的陽極端可以直接耦接 到電源單元110的高電位端，而其陰極透過阻抗調節組件133耦接到電源單元110的低電 位端，如圖1所示。另一方面，發光組件131的陽極端也可以是透過阻抗調節組件133耦接 到電源單元110的高電位端，而其陰極則直接耦接到電源單元110的低電位端(未繪示)。 也就是說，本發明並不限定發光組件131與阻抗調節組件133的配置位置為何，發光組件 131與阻抗調節組件133其中一者直接耦接電源單元110的高電位端都可以是本發明的設 計。因為上述兩種方式的原理都是相同的，在此僅舉第一種方式為例繪圖說明。在本實施例中，電源單元110例如為提供固定電壓的電源，且電源單元110所提供 的固定電壓至少大於發光組件131的切入電壓，以確保發光組件131能夠點亮。另外，阻抗 調節組件133可以由固定電阻133a與可變電阻133b並聯而成，其阻值的調變範圍可以視 設計的需要來決定。在光源模塊100中，電源單元110提供一個固定電壓，而發光單元130耦接於電源 單元110。所以，電源單元110開啟後會產生一流過發光單元130的參考電流II。由於發 光單元130中包括有阻抗調節組件133，因此參考電流Il的大小可以例如透過調整阻抗調 節組件133中的可變電阻133b的電阻值來加以改變。以發光二極體作為發光組件131時，發光組件131所發出的光源與電流的大小有 關。也就是說，當電流的大小改變時，發光組件131所發出的光源將會呈現不同的亮度。若 可通過阻抗調節組件133的阻抗調整而使電流Il具有適當的大小，則可讓發光組件131發 出所需要的預定亮度。因此，本實施例提出將阻抗調節組件133與發光組件131串聯以在
5適當的條件下讓發光組件131發出具有目標亮度的光源。舉例而言，表1列舉依照圖1所示的實施例中，以發光二極體(Light Emitting Diode, LED)作為光源模塊100的發光組件131時，阻抗調節組件133的調整方式。表 1 由表1可知，分別設置於三個光源模塊100中的發光二極體1 3雖然屬於相同 規格的產品，但實際上卻很有可能各別具有不同的順向電壓。為了解說方便，今設定其中發 光二極體1的順向電壓為2. 95V，發光二極體2的順向電壓為3. 35V，而發光二極體3的順 向電壓為3. 75V。當光源模塊100中的電源單元110所提供的固定電壓為5V時，流經發光 二極體1、發光二極體2與發光二極體3的參考電流分別為18mA、15mA以及13mA，因而產生 不同的光源亮度。為了使每個發光二極體1 3所發出的亮度一致，阻抗調節組件133的電阻值可 以適度地被調整，以使流經發光二極體1、發光二極體2與發光二極體3的參考電流都被調 整為目標電流的大小(15mA)。具體而言，應用於發光二極體1的阻抗調節組件133所需電阻值經計算應為 (5V-2. 95V)/15mA = 1370hm。此時，固定電阻133a的電阻值為2000hm，可變電阻133b的電 阻值約可調整為5000hm。同樣地，應用於發光二極體2的阻抗調節組件133所需電阻值應 為(5V-3. 35V)/15mA = llOOhm，而可變電阻133b的電阻值約可調整為2800hm。另外，應用 於發光二極體3的阻抗調節組件133所需電阻值應為(5V-3. 75V)/15mA = 8300hm，而可變 電阻133b的電阻值約可調整為1640hm。在此，經計算得知阻抗調節組件133所需電阻值後，可變電阻133b的電阻值可以 經由查表得知，當然也可以經由計算得知。計算可變電阻133b的電阻值的方式是所屬技 術領域的通常知識，在此便不另作說明。經由上述方法求得可變電阻133b的電阻值後，可 以將阻抗調節組件133調整至適當的條件以使各發光二極體1 3發出具有目標亮度的光 源。簡言之，調整阻抗調節組件133的方法可以採用下列步驟計算發光組件131發出具有目標亮度的光源所需的目標電流大小。接著，再計算產生此目標電流所需要的阻抗大 小，並調整可變電阻133b，以使參考電流Il的大小實質上為目標電流的大小。通過上述的 簡易步驟即可使本發明的光源模塊100呈現理想的亮度。因此，本發明不需通過設計複雜 且高成本的定電流源電源來驅動發光組件131，而有助於降低光源模塊100的製造成本。此外，調整阻抗調節組件133的方法還可以採用下列步驟首先，點亮發光組件 131並量測發光組件131所發出的光源的亮度，然後依據光源的亮度來調整阻抗調節組件 133的阻抗大小。當光源的亮度比目標亮度還亮的時候，便可以提高阻抗調節組件133中可 變電阻133b的電阻值。如此一來，參考電流Il的大小會降低，而發光組件131所發出的光 源的亮度便可以降低至目標亮度。反之，當發光組件131所發出的光源呈現比目標亮度還 暗的亮度時，可以降低阻抗調節組件133中可變電阻133b的電阻值，以得到理想的光源亮 度。第二實施例然而，在實際使用上，只有一個發光組件131的光源模塊100可能無法提供足夠的 亮度以供顯示器顯示之用，因此一個顯示器中通常需要配置多個發光組件131以提供足夠 的亮度。圖2為本發明的第二實施例的光源模塊的示意圖。請參照圖2，光源模塊200包括 電源單元210與發光單元230。發光單元230包括多個發光組件231與阻抗調節組件233， 而發光組件231例如是相同規格的發光二極體或是有機發光二極體，且使用者更可以依其 需求增加發光組件231的數量。承上述，電源單元210耦接至發光單元230，在發光單元230中，發光組件231與阻 抗調節組件233以串聯的方式耦接在一起。發光組件231與阻抗調節組件233耦接順序並 不限於圖2所示的連接方式，使用者可以視其需求而做調整。也就是說，阻抗調節組件233 可以配置於兩個發光組件231之間，或是阻抗調節組件233的一端直接連接電源單元210 的高電位端，或阻抗調節組件233的一端直接連接電源單元210的低電位端。光源模塊200、固定電阻233a以及可變電阻233b的耦接關係與工作原理相同或 相似於圖1中的光源模塊100、固定電阻133a以及可變電阻133b的耦接關係與工作原理。 換言之，電源單元210開啟時會形成一參考電流12，其流過發光單元230，而這些發光組件 231便會依據參考電流12而發出光源。由於各個發光組件231是以串聯的方式彼此耦接，故通過每個發光組件231的電 流皆為參考電流12。本實施例是以相同規格的發光二極體或是有機發光二極體作為發光組 件231。所以，各發光組件231依據相同的參考電流12所發出的光源可以呈現相同的亮度。 因此，經由調整可變電阻233b來決定參考電流12的大小，能夠同時把所有發光組件231所 發出的光源調整至所需的目標亮度。實務上，調整可變電阻233b的方式大致等同於第一實 施例中可變電阻133b的調整方式，故在此不再贅述。第三實施例以上實施方式例如是以相同規格設計的發光二極體串聯連接作為發光單元230 的發光組件231，但本發明並不限於此。圖3為本發明的第三實施例的光源模塊的示意圖。 請參照圖3，光源模塊300包括電源單元310、發光單元330與發光單元350。發光單元330 包括發光組件331與阻抗調節組件333，而發光單元350包括發光組件351與阻抗調節組件 353。在本實施例中，發光組件331、351例如是發光二極體或是有機發光二極體。
電源單元310耦接至發光單元330、350，且發光單元330與發光單元350的耦接 關係為並聯。實際上，使用者更可以依其需求增加發光單元330、350並聯的數量。此外，各 發光單元330、350所包含的發光組件331、351還可以為多個。當發光單元330中的發光組 件331不只一個時，多個發光組件331例如以串聯方式耦接在一起，如圖2中所示。此外， 發光組件331的數量也可以依使用者的需求而增加。當然，發光單元350中包括多個發光 組件351時，這些發光組件351的配置關係亦可以是彼此串聯連接。電源單元310、發光組件331、351以及阻抗調節組件333、353的耦接關係與工作原 理相同或相似於圖1所繪示的電源單元110、發光組件131以及阻抗調節組件133的耦接關 系與工作原理。電源單元310會提供固定電壓至發光單元330、350，以分別產生參考電流 13、14通過發光單元330、350。為了讓發光組件331、351發出相同亮度的光源，可調整可變 電阻333b、353B的電阻值大小以改變參考電流13或14。同樣地，調整可變電阻333b以及 可變電阻353b的方式例如與第一實施例所述相同，故在此不再贅述。可變電阻333b、353B 的電阻值大小經過適當的調整後，發光組件331、351所發出的光源都可呈現理想亮度。如 此一來，光源模塊300便能發出亮度均勻的光源。上述光源模塊100、200以及300可以應用於液晶顯示器的背光模塊中。光源模塊 100,200以及300組裝於液晶顯示器內的同時，將阻抗調節組件133、233、333以及353調整 至適當的阻抗大小以使光源模塊100、200以及300提供適當的光源。如此，液晶顯示器便 可具有均勻的顯示亮度，以提供良好的顯示質量。此外，當液晶顯示器實際應用於一電子產品時，光源模塊100、200以及300中的阻 抗調節組件133、233、333以及353除了可以配置於背光模塊的控制電路當中，還可以配置 於電子裝置的系統電路中。實際上，發光組件131、231、331以及351例如是配置在一軟性 電路板上，而阻抗調節組件133、233、333以及353則可選擇性地配置於此軟性電路板上或 是配置於電性連接此軟性電路板的其它系統電路中。也就是說，阻抗調節組件133、233、333 以及353可依設計的需要配置於欲組裝至背光模塊的周邊裝置或是配置於背光模塊的控 制電路中。當然，電源單元110、210及310也可以隨不同的設計而配置在背光模塊的控制 電路當中，或是電子裝置的系統電路中，甚至是其它電性連接於光源模塊100、200以及300 的電路中。綜上所述，本發明利用阻抗調節組件來調節光源模塊中通過發光單元的參考電流 大小，藉以將發光組件所發出的光源的亮度調整至目標亮度。本發明調整阻抗調節組件的 方法可以是利用邊量測光源亮度邊調整阻抗調節組件的方式，也可以先計算出形成目標電 流所需的阻抗大小，再來調整阻抗調節組件。如此一來，便能以低成本的方式來使每個發光 組件所發出光源的亮度同為目標亮度並使光源模塊提供均勻的出光效果。雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，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，因此 本發明的保護範圍當根據權利要求所界定的內容為準。
權利要求
一種光源模塊，應用於一液晶顯示器中，其特徵在於，該光源模塊包括一電源單元；以及一第一發光單元，耦接至該電源單元，以形成通過該第一發光單元的一第一參考電流，且該第一發光單元包括至少一第一發光組件；以及一第一阻抗調節組件，以串聯的方式耦接於該第一發光組件，且該第一阻抗調節組件用以調整該第一參考電流，而該第一發光組件依據該第一參考電流發出一第一光源，以使該第一光源具有一目標亮度。
2.根據權利要求1所述的光源模塊，其特徵在於，該第一發光組件為一發光二極體，且 該光源模塊具有多個相互串聯的發光二極體，且各該發光二極體依據該第一參考電流發出 該第一光源，使該第一光源具有該目標亮度。
3.根據權利要求1所述的光源模塊，其特徵在於，該第一阻抗調節組件包括一固定電 阻以及一可變電阻，該固定電阻與該可變電阻彼此並聯連接。
4.根據權利要求1所述的光源模塊，其特徵在於，還包括一第二發光單元，以並聯方式 耦接於該第一發光單元，以形成通過該第二發光單元的一第二參考電流，且該第二發光單 元包括至少一第二發光組件；以及一第二阻抗調節組件，以串聯的方式耦接於該第二發光組件，且該第二阻抗調節組件 用以調整該第二參考電流，而該第二發光組件依據該第二參考電流發出一第二光源，以使 該第二光源具有該目標亮度。
5.根據權利要求4所述的光源模塊，其特徵在於，該第二發光組件為一發光二極體。
6.根據權利要求4所述的光源模塊，其特徵在於，該阻抗調節組件包括一固定電阻以 及一可變電阻，該固定電阻與該可變電阻彼此並聯。
7.一種光源模塊的驅動方法，其特徵在於，包括 提供一光源模塊，該光源模塊包括一電源單元；以及一發光單元，耦接至該電源單元，且該發光單元包括 至少一發光組件；以及一阻抗調節組件，以串聯的方式耦接於該發光組件； 啟動該電源單元；以及調整該阻抗調節組件，以形成通過該發光單元的一參考電流，且該發光組件依據該參 考電流發出一光源，其中該光源具有一目標亮度。
8.根據權利要求7所述的光源模塊的驅動方法，其特徵在於，形成該參考電流的方法 包括量測該光源的亮度；以及依據該光源的亮度，調整該調節組件，以得到該參考電流。
9.根據權利要求7所述的光源模塊的驅動方法，其特徵在於，形成該參考電流的方法 包括計算該發光組件發出該目標亮度的該光源所需的一目標電流；以及調整該阻抗調節組件，以使該參考電流的大小實質上為該目標電流的大小。
全文摘要
一種光源模塊，應用於一液晶顯示器中，光源模塊包括一電源單元與一第一發光單元。第一發光單元耦接至電源單元，以形成通過第一發光單元的一第一參考電流，且第一發光單元包括至少一第一發光組件與一第一阻抗調節組件。第一阻抗調節組件用以串聯的方式耦接於第一發光組件，並用以調整第一參考電流，而第一發光組件依據第一參考電流發出一第一光源，以使第一光源具有一目標亮度。
文檔編號G02F1/13357GK101929636SQ200910146229
公開日2010年12月29日 申請日期2009年6月24日 優先權日2009年6月24日
發明者徐蘇翔 申請人:勝華科技股份有限公司