TWI419611B - 液晶顯示器之背光模組 - Google Patents

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TWI419611B TW098115289A TW98115289A TWI419611B TW I419611 B TWI419611 B TW I419611B TW 098115289 A TW098115289 A TW 098115289A TW 98115289 A TW98115289 A TW 98115289A TW I419611 B TWI419611 B TW I419611B
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Description

液晶顯示器之背光模組
本發明相關於一種背光模組，尤指一種使用具電壓轉換功能之連接器或具訊號傳遞功能之變壓裝置的背光模組。
液晶顯示器(liquid crystal display,LCD)具有低輻射、體積小及低耗能等優點，已逐漸取代傳統的陰極射線管顯示器(cathode ray tube display,CRT)，因而被廣泛地應用在筆記型電腦、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)、平面電視，或行動電話等資訊產品上。背光模組是液晶顯示器產品的關鍵零組件之一，通常設於液晶顯示面板的正下方或下方側面，並利用燈管與各種光學元件(如擴散板、稜鏡等)的組合來提供高亮度且均勻之光源。
背光模組的基本運作原理是依據輸入訊號來產生輸出訊號以驅動燈管，輸入訊號係液晶顯示器之驅動電路傳來之直流電源，其原始電位不足以驅動燈管，因此需透過換流器(inverter)內之升壓電路進行電壓轉換，才能產生驅動燈管所需之高電壓訊號。換流器係設置於印刷電路板(printed circuit board)上，為了將換流器輸出之高電壓訊號傳送至燈管，傳統做法是將燈管電極、連接器和高壓導線焊接於印刷電路板，組裝過程相當費時費力。
請參考第1圖，第1圖為先前技術中背光模組10之示意圖。背光模組10包含換流器110、燈管組120，以及插座型(socket-type)連接器100。換流器110包含控制電路112、電源轉換器114和升壓裝置116。控制電路112可依據液晶顯示器之驅動電路傳來之直流訊號VDC 來產生對應燈管組120中每一燈管的控制訊號VS ，而電源轉換器114可對直流訊號VDC 進行轉換以輸出正負對稱之低電壓可變責任週期訊號VDUTY ，再利用升壓裝置116來提高責任週期訊號VDUTY 之電壓準位與振幅，以輸出相對應之高電壓訊號VLAMP 。在組裝背光模組10時，工作人員可將換流器110和燈管組120直接***插座型連接器100之插槽，使得換流器110產生之高電壓訊號VLAMP 能被傳送至燈管組120。
相較於傳統焊接方式，先前技術之插座型連接器100能提供更高的組裝效率。然而，組裝人員卻容易接觸到換流器110之高壓輸出端而有觸電危險，若設計高壓絕緣結構，則需使用大面積之印刷電路板。此外，由於換流器110內需設計升壓裝置116，亦會在印刷電路板上佔據不少空間。因此，先前技術之插座型連接器100無法符合液晶顯示器薄型化的趨勢。
本發明提供一種具電壓轉換功能之連接器，用來電性連接一驅動裝置至一負載，該連接器包含一變壓模組，用來對該驅動裝置所產生之一第一電壓進行電壓轉換，進而產生相對應之一第二電壓以驅動該負載，且分別透過一輸入端和一輸出端來接收該第一電壓和輸出該第二電壓；一第一連接裝置，設置於該連接器之第一側且連接於該變壓模組之輸入端，用來連接該驅動裝置並傳送該第一電壓；以及一第二連接裝置，設置於該連接器之第二側且連接於該變壓模組之輸出端，用來連接該負載並傳送該第二電壓至該負載。
本發明另提供一種可連接一驅動裝置至一負載之變壓裝置，其包含一變壓模組，用來對該驅動裝置所產生之一第一電壓進行電壓轉換，進而產生相對應之一第二電壓以驅動該負載，且分別透過一輸入端和一輸出端來接收該第一電壓和輸出該第二電壓；一殼體，用來容納該變壓模組，其中該驅動裝置透過該殼體之一第一***端連結至該變壓模組之輸入端，且該負載係透過該殼體之一第二***端連結至該變壓模組之輸出端。
本發明另提供一種背光模組，包含一換流器，用來提供一第一電壓；一燈管，用來依據一第二電壓來提供光源；一具電壓轉換功能之連接器，用來電性連接該換流器至該燈管，該連接器包含一變壓模組，用來對該驅動裝置所產生之一第一電壓進行電壓轉換，進而產生相對應之一第二電壓以驅動該負載，且分別透過一輸入端和一輸出端來接收該第一電壓和輸出該第二電壓；一第一連接裝置，設置於該連接器之第一側且連接於該變壓模組之輸入端，用來連接該換流器並傳送該第一電壓；以及一第二連接裝置，設置於該連接器之第二側且連接於該變壓模組之輸出端，用來連接該燈管並傳送該第二電壓至該燈管。
本發明另提供一種背光模組，包含一換流器，用來提供一第一電壓；一燈管，用來依據一第二電壓來提供光源；一變壓裝置，用來電性連接該換流器至該燈管，該變壓裝置包含一變壓模組，用來對該驅動裝置所產生之一第一電壓進行電壓轉換，進而產生相對應之一第二電壓以驅動該負載，且分別透過一輸入端和一輸出端來接收該第一電壓和輸出該第二電壓；一殼體，用來容納該變壓模組，其中該驅動裝置透過該殼體之一第一***端連結至該變壓模組之輸入端，且該負載係透過該殼體之一第二***端連結至該變壓模組之輸出端。
請參考第2圖，第2圖為本發明第一實施例中背光模組20之功能方塊圖。背光模組20包含換流器210、燈管組220，以及具電壓轉換功能之連接器200。換流器210包含控制電路212和電源轉換器214，控制電路212可依據液晶顯示器之驅動電路傳來之直流訊號VDC 來產生對應燈管組220中每一燈管的控制訊號VS ，而電源轉換器214可對直流訊號VDC 進行轉換以輸出正負對稱之低電壓可變責任週期訊號VDUTY 。換流器210通常製作在印刷電路板上，可透過複數的訊號輸出端來輸出可變責任週期訊號VDUTY 。具電壓轉換功能之連接器200包含複數組連接單元，可提高責任週期訊號VDUTY 之電壓準位與振幅，再輸出相對應之高電壓訊號VLAMP 以驅動燈管組220內相對應之燈管。在本發明第一實施例中，換流器210可分別透過複數個訊號輸出端來將可變責任週期訊號VDUTY 傳送至連接器200內相對應之連接單元，連接器200之複數組連接單元可分別將高電壓訊號VLAMP 傳送至燈管組220內相對應之燈管，其中訊號輸出端和連接單元的數量可由燈管組220內的燈管數目來決定。
請參考第3圖，第3圖為本發明第一實施例中具電壓轉換功能之連接器200的示意圖，顯示了複數組連接單元內其中一組連接單元之結構。第3圖所示之連接器200包含兩插槽22和24、兩連接裝置26和28，以及升壓裝置216。插槽22可容納換流器210之印刷電路板，而插槽24可容納燈管組220之電極。升壓裝置216包含輸入端L和輸出端H，可將輸入端L接收到之低壓訊號VDUTY 升壓後於輸出端H輸出高壓訊號VLAMP 。連接裝置26設置於插槽22和升壓裝置216之輸入端L之間，而連接裝置28設置於插槽24和升壓裝置216之輸出端H之間。連接裝置26和28包含導電材質，可設計為一組或多組彈片，且不侷限其外形。
在組裝本發明第一實施例之背光模組20時，僅需將換流器210之印刷電路板***插槽22以使相對應之訊號輸出端能接觸到連接裝置26，並將燈管組220之電極***插槽24以接觸到連接裝置28，如此換流器210產生之可變責任週期訊號VDUTY 即可透過連接裝置26傳送至連接器200內升壓裝置216之輸入端L。在完成升壓轉換後，升壓裝置216可於輸出端H輸出高電壓訊號VLAMP ，再透過連接裝置28傳送至燈管組220中相對應之燈管。由於換流器210輸出之可變責任週期訊號VDUTY 為低壓訊號，組裝人員在插設換流器210時不用面對接觸危險高電壓的風險，因此不需要設計大面積之高壓絕緣結構。另一方面，本發明之背光模組20由連接器200來負責升壓，換流器210內不需要設計升壓電路，因此可減小印刷電路板的面積，不但能節省生產成本，亦能達到微型化的要求。
請參考第4圖，第4圖為本發明第二實施例中一背光模組30之功能方塊圖。背光模組30包含換流器310、燈管組320，以及具訊號傳遞功能之升壓模組300。換流器310包含控制電路312和電源轉換器314，控制電路312可依據驅動電路傳來之直流電源VDC 來產生對應燈管組320中每一燈管的控制訊號VS ，而電源轉換器314可對直流電源VDC 進行轉換以輸出正負對稱之低電壓可變責任週期訊號VDUTY 。換流器310通常製作在印刷電路板上，可透過複數的訊號輸出端來輸出可變責任週期訊號VDUTY 。具訊號傳遞功能之升壓模組300包含複數組升壓單元，可提高責任週期訊號VDUTY 之電壓準位與振幅，再輸出相對應之高電壓訊號VLAMP 以驅動燈管組320內相對應之燈管。在本發明第二實施例中，換流器310可分別透過複數個訊號輸出端來將可變責任週期訊號VDUTY 傳送至升壓模組300內相對應之升壓單元，升壓模組300之複數組升壓單元可分別將高電壓訊號VLAMP 傳送至燈管組320內相對應之燈管，其中訊號輸出端和升壓單元的數量可由燈管組320內的燈管數目來決定。
請參考第5圖，第5圖為本發明第二實施例中具訊號傳遞功能之升壓模組300的示意圖，顯示了複數組升壓單元內其中一組升壓單元之結構。第5圖所示之升壓模組300包含塑膠外殼(bobbin)330和升壓裝置316。升壓裝置316包含輸入端L和輸出端H，可將輸入端L接收到之低壓訊號VDUTY 升壓後於輸出端H輸出高壓訊號VLAMP 。塑膠外殼330之外形設計為可容納換流器310之印刷電路板和燈管組320之電極，如此換流器310之印刷電路板可***塑膠外殼330之一側以使相對應之訊號輸出端能接觸升壓裝置316之輸入端L，而燈管組320之電極可***塑膠外殼330之另一側以接觸升壓裝置316之輸出端H。
在組裝本發明第二實施例之背光模組30時，僅需將換流器310和燈管組320***升壓模組300之塑膠外殼330，如此換流器310產生之可變責任週期訊號VDUTY 即可傳送至升壓模組300內升壓裝置316之輸入端L。在完成電壓轉換後，升壓裝置316可於輸出端H輸出高電壓訊號VLAMP 至燈管組320中相對應之燈管。由於換流器310輸出之可變責任週期訊號VDUTY 為低壓訊號，組裝人員在插設換流器310時不用面對接觸危險高電壓的風險，因此不需要設計大面積之高壓絕緣結構。另一方面，本發明之背光模組30由升壓模組300來負責升壓，換流器310內不需要設計升壓電路，因此可減小印刷電路板的面積，不但能節省生產成本，亦能達到微型化的要求。
請參考第6圖至第9圖，第6圖和第8圖為本發明第一實施例中升壓裝置216之示意圖，而第7圖和第9圖為本發明第二實施例中升壓裝置316之示意圖。第6圖和第7圖所示之升壓 裝置採用繞線式變壓器(winding transformer)，而第8圖和第9圖所示之升壓裝置採用壓電式變壓器(piezoelectric transformer)。燈管組220和320各包含N組並聯燈管，例如冷陰極螢光燈管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)、外部電極螢光燈管(external electrode fluorescent lamp,EEFL)或熱陰極螢光燈管(hot cathode fluorescent lamp,HCFL)。然而，本發明亦可使用其它類型之升壓裝置，或是用來驅動其它結構或種類的燈管組。
在本發明之背光模組中，具電壓轉換功能之連接器和具訊號傳遞功能之升壓模組可將換流器輸出之低電壓訊號轉換為高電壓訊號，並傳送至燈管模組。組裝人員在插設換流器時不用面對接觸危險高電壓的風險，因此不需要設計大面積之高壓絕緣結構。換流器內亦不需設計升壓電路，因此可減小印刷電路板的面積，不但能節省生產成本，亦能達到微型化的要求。
以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
22、24．．．插槽
26、28．．．連接裝置
10、20、30．．．背光模組
110、210、310．．．換流器
120、220、320．．．燈管組
112、212、312．．．控制電路
114、214、314．．．電源轉換器
116、216、316．．．升壓裝置
100．．．插座型連接器
200．．．具電壓轉換功能之連接器
300．．．具訊號傳遞功能之升壓模組
330．．．塑膠外殼
VDUTY 、VLAMP 、VS 、VDC ．．．訊號
第1圖為先前技術中一背光模組之示意圖。
第2圖為本發明第一實施例中一背光模組之功能方塊圖。
第3圖為本發明第一實施例中具電壓轉換功能之連接器的示意圖。
第4圖為本發明第二實施例中一背光模組之功能方塊圖。
第5圖為本發明第二實施例中具訊號傳遞功能之升壓模組的示意圖。
第6圖和第7圖為本發明第一實施例中升壓裝置之示意圖。
第8圖和第9圖為本發明第二實施例中升壓裝置之示意圖。
20．．．背光模組
210．．．換流器
220．．．燈管組
216．．．升壓裝置
200．．．具電壓轉換功能之連接器
22、24．．．插槽
26、28．．．連接裝置
VDUTY 、VLAMP ．．．訊號

Claims (14)

  1. 一種具電壓轉換功能之連接器，用來電性連接一驅動裝置至一負載，該連接器包含：一變壓模組，用來對該驅動裝置所產生之一第一電壓進行電壓轉換，進而產生相對應之一第二電壓以驅動該負載，該變壓模組包含：一輸入端，用來接收該第一電壓；以及一輸出端，用來輸出該第二電壓；一第一連接裝置，設置於該連接器之第一側且連接於該變壓模組之輸入端，用來連接該驅動裝置並傳送該第一電壓；以及一第二連接裝置，設置於該連接器之第二側且連接於該變壓模組之輸出端，用來連接該負載並傳送該第二電壓至該負載，其中該第一和第二連接裝置包含導電彈片。
  2. 如請求項1所述之連接器，其中該變壓模組包含一升壓電路。
  3. 如請求項1所述之連接器，其中該變壓模組包含一繞線式變壓器(winding transformer)或一壓電式變壓器(piezoelectric transformer)。
  4. 一種可連接一驅動裝置至一負載之變壓裝置，其包含：一變壓模組，用來對該驅動裝置所產生之一第一電壓進行電壓轉換，進而產生相對應之一第二電壓以驅動該負載，該變壓模組包含：一輸入端，用來接收該第一電壓；以及一輸出端，用來輸出該第二電壓；以及一殼體，用來容納該變壓模組，該殼體包含：一第一***端，位於該變壓裝置之第一側，用來讓該驅動裝置透過該第一***端連結至該變壓模組之輸入端；以及一第二***端，位於該變壓裝置之第二側，用來讓該負載透過該第二***端連結至該變壓模組之輸出端。
  5. 如請求項4所述之變壓裝置，其中該變壓模組包含一升壓電路。
  6. 如請求項4所述之變壓裝置，其中該變壓模組包含一繞線式變壓器或一壓電式變壓器。
  7. 一種背光模組，包含：一換流器，用來提供一第一電壓； 一燈管，用來依據一第二電壓來提供光源；以及一具電壓轉換功能之連接器，用來電性連接該換流器至該燈管，該連接器包含：一變壓模組，用來對該第一電壓進行電壓轉換，進而產生相對應之該第二電壓以驅動該燈管，該變壓模組包含：一輸入端，用來接收該第一電壓；以及一輸出端，用來輸出該第二電壓；一第一連接裝置，設置於該連接器之第一側，且連接於該變壓模組之輸入端和該換流器，用來連接該換流器並傳送該第一電壓；以及一第二連接裝置，設置於該連接器之第二側，且連接於該變壓模組之輸出端和該燈管，用來連接該燈管並傳送該第二電壓至該燈管，其中該第一和第二連接裝置包含導電彈片。
  8. 如請求項7所述之背光模組，其中該變壓模組包含一升壓電路。
  9. 如請求項7所述之背光模組，其中該變壓模組包含一繞線式變壓器或一壓電式變壓器。
  10. 如請求項7所述之背光模組，其中該燈管為一冷陰極螢 光燈管(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)、一外部電極螢光燈管(external electrode fluorescent lamp,EEFL)或一熱陰極螢光燈管(hot cathode fluorescent lamp,HCFL)。
  11. 一種背光模組，包含：一換流器，用來提供一第一電壓；一燈管，用來依據一第二電壓來提供光源；以及一變壓裝置，用來電性連接該換流器至該燈管，該變壓裝置包含：一變壓模組，用來對該第一電壓進行電壓轉換，進而產生相對應之該第二電壓以驅動該燈管，該變壓模組包含：一輸入端，用來接收該第一電壓；以及一輸出端，用來輸出該第二電壓；以及一殼體，用來容納該變壓模組，其包含：一第一***端，位於該變壓裝置之第一側，用來讓該換流器透過該第一***端連結至該變壓模組之輸入端；以及一第二***端，位於該變壓裝置之第二側，用來讓該燈管透過該第二***端連結至該變壓模組之輸出端。
  12. 如請求項11所述之背光模組，其中該變壓模組包含一升壓電路。
  13. 如請求項11所述之背光模組，其中該變壓模組包含一繞線式變壓器或一壓電式變壓器。
  14. 如請求項11所述之背光模組，其中該燈管為一冷陰極螢光燈管、一外部電極螢光燈管或一熱陰極螢光燈管。
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