專利名稱：具過熱保護(hù)功能之液晶顯示器與其保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液晶顯示器，尤其是關(guān)于具備過熱保護(hù)功能的液晶顯示器。
背景技術(shù)：
使用發(fā)光二極管(Light-Emitting Diode, LED)做為液晶顯示器(Liquid CrystalDisplay, IXD)背光源已漸為趨勢(shì)。在一般使用情況下，即便LED的發(fā)光效率僅 15% 25%即已足夠，除了能提供較為經(jīng)濟(jì)的的電力損耗，亦無散熱問題。但是在某些高亮度的需求上，必須使用到較多的LED芯片與較高的LED發(fā)光效率； 大量的熱因而產(chǎn)生。參照?qǐng)D1，現(xiàn)有技術(shù)上LED背光源的散熱處理方式為利用一寬幅鋁板或熱管(heat pipe)，直接或間接透過散熱膏、散熱膠帶與LED燈條(light bar)的支撐架相互接觸，以便 將LED背光模塊所產(chǎn)生的高熱直接或透過熱墊(thermal pad)導(dǎo)出至IXD的外殼金屬。
然而，在某些使用環(huán)境下(例如軍工規(guī)或車規(guī))，除了本身LED的高熱之外，IXD必 須在高溫的環(huán)境下操作，上述散熱裝置無法提供足夠的散熱效率。其結(jié)果可能導(dǎo)致液晶液 化，或者光學(xué)膜因高溫而翹曲變形，產(chǎn)生顯示器亮度不均勻、形成各種痕跡之現(xiàn)象，即所謂 MURA 瑕疵(MURA defect)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種具過熱保護(hù)功能之液晶顯示器(IXD)以及應(yīng)用該IXD之計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)。該LCD包括顯示影像的液晶顯示面板、提供光源至液晶顯示面板的發(fā)光二極管(LED)背 光模塊、控制LED背光模塊亮度的輝度控制模塊及進(jìn)行保護(hù)機(jī)制的過熱保護(hù)裝置；其中過 熱保護(hù)裝置還包含一個(gè)過熱處理模塊和至少一個(gè)溫度傳感器，當(dāng)監(jiān)測(cè)溫度超過一預(yù)設(shè)的保 護(hù)溫度時(shí)，過熱處理模塊藉由輝度控制模塊調(diào)降LED背光源亮度，進(jìn)而達(dá)到降溫保護(hù)IXD。本發(fā)明另提出一種保護(hù)液晶顯示器免于過熱損壞的方法，當(dāng)偵測(cè)到背光模塊的溫 度過高時(shí)，啟動(dòng)保護(hù)機(jī)制以降低LED背光源的亮度，進(jìn)而保護(hù)LCD免于熱損壞。


圖1為L(zhǎng)ED背光模塊藉由鋁板散熱的示意圖。圖2為取得LED背光模塊臨界溫度的實(shí)驗(yàn)示意圖。圖3為具備過熱保護(hù)裝置的IXD系統(tǒng)示意圖。圖4為具備過熱保護(hù)裝置的另一 IXD系統(tǒng)示意圖。圖5為使用具備過熱保護(hù)裝置之IXD的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)示意圖。圖6為液晶顯示器的過熱保護(hù)方法流程圖。圖7為液晶顯示器的過熱保護(hù)方法另一實(shí)施例之流程圖。
具體實(shí)施例方式在液晶顯示器(IXD)的背光模塊中，以產(chǎn)生光源之LED燈組242、增進(jìn)光學(xué)特性 之光學(xué)膜244 (例如增亮膜、偏光膜、擴(kuò)散膜隊(duì)鵲？及負(fù)責(zé)將光線從LED燈組導(dǎo)向面板之導(dǎo) 光板246的熱損壞對(duì)整個(gè)LCD的影響最為顯著，例如液晶液化或光學(xué)膜翹曲變形而導(dǎo)致的 MURA現(xiàn)象。所以必須先行得知分別造成LED燈組242、光學(xué)膜244及導(dǎo)光板246損壞的臨
界溫度。圖2為取得LED背光模塊臨界溫度的實(shí)驗(yàn)示意圖。首先于一個(gè)熱爐(thermal chamber) 200內(nèi)，置入LED背光IXD 20，包括液晶顯示面板22以及背光模塊24，其中于背光 模塊24內(nèi)含LED燈組242、導(dǎo)光板244入光處及光學(xué)膜246。將LED燈組242的驅(qū)動(dòng)電流 調(diào)高至最大允許輸出電流，再于LED燈組242、導(dǎo)光板244入光處及光學(xué)膜246分別設(shè)置溫 度傳感器262、264、266，在熱爐200升溫的過程中由一溫度記錄器26記錄三者的溫度，并于 LED燈組242或?qū)Ч獍?44入光處或光學(xué)膜246其中之一到達(dá)過熱損壞的臨界溫度時(shí)，將 LED燈組242、導(dǎo)光板244入光處及光學(xué)膜246的當(dāng)時(shí)溫度I\、Tp、Tf設(shè)定成三者個(gè)別對(duì)應(yīng)的 保護(hù)溫度。其中一個(gè)更為安全的方法是，將該些保護(hù)溫度設(shè)定為損壞時(shí) 溫度減去一安全值。 背光模塊20之過熱損壞與否，可藉由液晶顯示器之誤動(dòng)作(malfunction)或MURA瑕疵的 產(chǎn)生加以判定。本發(fā)明之保護(hù)溫度可為液晶顯示器產(chǎn)生MURA瑕疵時(shí)，LED燈組、導(dǎo)光板及 光學(xué)膜之當(dāng)時(shí)溫度I\、Tp、Tf，或進(jìn)一步減去一安全值。所謂Mura瑕疵意指在同一光源且相 同底色之畫面下，在顯示器面板上呈現(xiàn)之光源或亮度不均現(xiàn)象，并且Mura瑕疵與周圍背景 具低對(duì)比度。除了 LED燈組242、導(dǎo)光板244入光處及光學(xué)膜246之外，也可額外同時(shí)量測(cè)第4 個(gè)量測(cè)點(diǎn)，當(dāng)LED燈組242或?qū)Ч獍?44入光處或光學(xué)膜246其中之一到達(dá)可能損壞的臨 界溫度時(shí)，除了紀(jì)錄I\、Tp、Tf之外，也同時(shí)記錄該第4量測(cè)點(diǎn)的溫度，并設(shè)之為其保護(hù)溫度； 此保護(hù)溫度亦可為損害時(shí)溫度減去前述安全值。圖3為具備過熱保護(hù)裝置的IXD系統(tǒng)示意圖。IXD系統(tǒng)300內(nèi)包括一個(gè)液晶顯示 面板32、背光模塊34、輝度控制模塊380及過熱保護(hù)裝置36。其中背光模塊34內(nèi)含有LED 燈組342、導(dǎo)光板344及光學(xué)膜346。而輝度控制模塊380藉由控制電源模塊382來控制 LED燈組342的發(fā)光亮度。過熱保護(hù)裝置則包括至少一個(gè)溫度傳感器366監(jiān)測(cè)背光模塊34 的溫度，該溫度傳感器366可放置在LED燈組342、導(dǎo)光板344入光處、光學(xué)膜346或于先 前實(shí)驗(yàn)中已記錄的第4量測(cè)點(diǎn)上；溫度傳感器366之位置視需要而定，本發(fā)明不予以限定。 于圖3中，僅以設(shè)置一個(gè)溫度傳感器366于光學(xué)膜346為例，當(dāng)光學(xué)膜346的監(jiān)測(cè)溫度高于 其保護(hù)溫度Tf時(shí)(也就是LED燈組342、導(dǎo)光板344或光學(xué)膜346其中之一已達(dá)其可能損 壞的臨界溫度時(shí))，即通知耦接的過熱處理模塊384，進(jìn)行散熱機(jī)制。過熱處理模塊384將 驅(qū)動(dòng)輝度控制模塊380，調(diào)降背光模塊34的光源亮度，減少熱流，以達(dá)到保護(hù)目的。而調(diào)降 背光模塊34光源亮度的方式可透過將電源模塊382輸入給LED燈組342的電流降低，或者 是控制電源模塊382內(nèi)的脈沖寬度調(diào)變電路(pulsewidth modulation,PWM)以減少該電源 模塊382至該背光模塊34的電壓，從而調(diào)低背光模塊34的光源亮度。于另一實(shí)施例中，如圖4所示，可將復(fù)數(shù)個(gè)溫度傳感器366 368分別用以量測(cè)光 學(xué)膜346、導(dǎo)光板344及LED燈組342之溫度。當(dāng)光學(xué)膜346、導(dǎo)光板344及LED燈組342 中任一者之溫度(TYed、Tpute或TmM)到達(dá)前述臨界溫度時(shí)，亦即IYed > T1Jplate > Tp或Tfiui> Tf時(shí)，即通知耦接的過熱處理模塊384，進(jìn)行散熱機(jī)制。過熱處理模塊384將驅(qū)動(dòng)輝度控 制模塊380，調(diào)降背光模塊34的光源亮度，減少熱流，以達(dá)到保護(hù)目的。而調(diào)降背光模塊34 光源亮度的方式則例如可與圖3A圖所述者相同。如圖5所示，本發(fā)明還提出一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可使用上述具備過熱保護(hù)裝置之液 晶顯示器；其中液晶顯示器40即為第3圖中的液晶顯示器300。主要電路49除了維持計(jì) 算機(jī)系統(tǒng)400的運(yùn)作之外，還傳送訊號(hào)以驅(qū)動(dòng)液晶顯示面板42，過熱保護(hù)裝置46監(jiān)測(cè)LED 背光模塊44的溫度，當(dāng)其溫度高于保護(hù)溫度時(shí)，即通知輝度控制模塊480，透過改變電源模 塊482的輸出以調(diào)降LED背光模塊44的亮度，進(jìn)而降低溫度。其中輝度控制模塊480可設(shè) 置于液晶顯示器40內(nèi)亦可視需要而置于主要電路49內(nèi)；例如，輝度控制模塊480可由一液 晶顯示芯片所實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明所提出之液晶顯示器的過熱保護(hù)方法以圖6示之。首先必須監(jiān)測(cè)LED背光 模塊的溫度(S502)，與保護(hù)溫度(可由圖2的揭露得知)比較之。判斷監(jiān)測(cè)溫度是否比保 護(hù)溫度高(S504)，倘若為是，則控制電源模塊以減少輸出(藉由控制其內(nèi)的PWM或者直接降 低電源模塊輸出電流的方式)(S506)；倘若為否，則繼續(xù)監(jiān)測(cè)LED背光模塊的溫度。
上述的溫度傳感器可為接觸式(例如熱電耦)或非接觸式(例如紅外線傳感器、 熱流傳感器)。而本發(fā)明之具備過熱保護(hù)裝置的液晶顯示器亦可直接應(yīng)用于任何計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)上(例如攜帶型計(jì)算機(jī)、桌上型計(jì)算機(jī)…等等)，即該液晶顯示器系受該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制 而顯示影像。例如，在一筆記型計(jì)算機(jī)中，上述溫度傳感器可提供溫度感測(cè)值至計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 之橋接芯片(南橋、北橋或整合型橋接芯片)或嵌入式控制器(內(nèi)建鍵盤控制器與其它控 制模塊)；橋接芯片或嵌入式控制器皆可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明上述之過熱處理模塊。本發(fā)明所提出之液晶顯示器的過熱保護(hù)方法之另一實(shí)施例，以圖7示之。首先必 須監(jiān)測(cè)LED背光模塊中之LED燈組、導(dǎo)光板及光學(xué)膜的溫度(S602)，例如取得溫度Τ·、ΤρωτΕ &TFm(。接著，將LED燈組、導(dǎo)光板及光學(xué)膜的溫度OYED、TPUTE及TmM)分別與保護(hù)溫度1\、 Tp及Tf (可由圖2的揭露得知)比較之，以判斷IYED、Tplate或TmM是否有任一溫度到達(dá)對(duì) 應(yīng)之保護(hù)溫度，亦即判定是否有T· > T1, Tplate > Tp或TmM > Tf任一條件成立者(步驟 S604)。倘若為是，則控制電源模塊以減少輸出(藉由控制其內(nèi)的PWM或者直接降低電源模 塊輸出電流的方式)(S606)；倘若為否，則繼續(xù)監(jiān)測(cè)溫度IYED、Tplate及TmM。
權(quán)利要求
一種具過熱保護(hù)功能之液晶顯示器，其特征是，包括一液晶顯示面板，用以顯示影像；一發(fā)光二極管背光模塊，用以提供一光源至該液晶顯示面板；一輝度控制模塊，用以控制該發(fā)光二極管背光模塊之光源亮度；以及一過熱保護(hù)裝置，包括至少一個(gè)溫度傳感器，用以量測(cè)該發(fā)光二極管背光模塊之溫度；以及一過熱處理模塊，耦接該溫度傳感器，當(dāng)該溫度傳感器的監(jiān)測(cè)溫度高于一保護(hù)溫度時(shí)，該過熱處理模塊驅(qū)動(dòng)該輝度控制模塊，調(diào)降該發(fā)光二極管背光模塊之光源亮度，以保護(hù)該液晶顯示器。
2.如權(quán)利要求1所述的具過熱保護(hù)功能之液晶顯示器，其特征是，該發(fā)光二極管背光 模塊包括一發(fā)光二極管燈組、一光學(xué)膜及一導(dǎo)光板，該液晶顯示器包含至少三個(gè)該溫度傳 感器，以分別量測(cè)該發(fā)光二極管燈組、該光學(xué)膜及該導(dǎo)光板之溫度。
3.如權(quán)利要求2所述之具過熱保護(hù)功能之液晶顯示器，其特征是，該發(fā)光二極管背光 模塊包括一發(fā)光二極管燈組、一導(dǎo)光板及一光學(xué)膜；且該過熱保護(hù)裝置包括至少三個(gè)溫度 傳感器，用以分別量測(cè)該發(fā)光二極管燈組、該導(dǎo)光板及該光學(xué)膜之溫度；而該過熱處理模 塊，分別耦接該溫度傳感器，當(dāng)該溫度傳感器監(jiān)測(cè)到該發(fā)光二極管燈組、該導(dǎo)光板及該光學(xué) 膜溫度之任一者溫度高于分別對(duì)應(yīng)之一保護(hù)溫度時(shí)，該過熱處理模塊驅(qū)動(dòng)該輝度控制模 塊，調(diào)降該發(fā)光二極管背光模塊之光源亮度，以保護(hù)該液晶顯示器。
4.如權(quán)利要求1所述的具過熱保護(hù)功能之液晶顯示器，其特征是，該保護(hù)溫度為該發(fā) 光二極管背光模塊過熱損壞時(shí)之溫度，或?yàn)樵摪l(fā)光二極管背光模塊過熱損壞時(shí)之溫度減去 一安全值，或?yàn)樵撘壕э@示器產(chǎn)生MURA瑕疵時(shí)之溫度減去一安全值。
5.如權(quán)利要求1所述的具過熱保護(hù)功能之液晶顯示器，其特征是，更包括一電源模塊， 提供電源給該發(fā)光二極管背光模塊；其中該輝度控制模塊控制該電源模塊減少該電源輸出 之電流，以降低該發(fā)光二極管背光模塊之光源亮度。
6.如權(quán)利要求5所述的具過熱保護(hù)功能之液晶顯示器，其特征是，該電源模塊包括一 脈沖寬度調(diào)變電路，該輝度控制模塊藉由控制該脈沖寬度調(diào)變電路而改變?cè)撾娫茨K之輸 出，以降低該發(fā)光二極管背光模塊之光源亮度。
7.如權(quán)利要求1所述之具過熱保護(hù)功能之液晶顯示器，其特征是，該液晶顯示器受一 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之控制以顯示影像。
8.一種液晶顯示器之過熱保護(hù)方法，其特征是，該液晶顯示器包括一液晶顯示面板、一 發(fā)光二極管背光模塊，該過熱保護(hù)方法包括監(jiān)測(cè)該發(fā)光二極管背光模塊溫度，并與至少一保護(hù)溫度比較之；當(dāng)該發(fā)光二極管背光模塊溫度高于該保護(hù)溫度時(shí)，降低該發(fā)光二極管背光模塊之光源 亮度，以保護(hù)該液晶顯示器。
9.如權(quán)利要求8所述的液晶顯示器之過熱保護(hù)方法，其特征是，該背光模塊包括一發(fā) 光二極管燈組、一導(dǎo)光板及一光學(xué)膜；該過熱保護(hù)方法更包括監(jiān)測(cè)該發(fā)光二極管燈組、該導(dǎo)光板及該光學(xué)膜之溫度，并分別與對(duì)應(yīng)之一保護(hù)溫度比 較之。
10.如權(quán)利要求9所述的液晶顯示器之過熱保護(hù)方法，其特征是，更包括當(dāng)該發(fā)光二極管燈組、該導(dǎo)光板及該光學(xué)膜之溫度其中任一者高于該保護(hù)溫度時(shí)，降低該發(fā)光二極管背光模塊之光源亮度，以保護(hù)該液晶顯示器。
全文摘要
本發(fā)明提出一種具備過熱保護(hù)裝置的液晶顯示器及其保護(hù)方法，當(dāng)溫度傳感器監(jiān)測(cè)到LED背光模塊溫度過高有可能導(dǎo)致?lián)p壞時(shí)，過熱保護(hù)裝置則降低LED背光源的亮度，從而降低LCD內(nèi)的溫度。
文檔編號(hào)G02F1/13357GK101819341SQ20091030056
公開日2010年9月1日 申請(qǐng)日期2009年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月26日
發(fā)明者沈昌翰 申請(qǐng)人:佛山市順德區(qū)漢達(dá)精密電子科技有限公司