本发明涉及一种背光模块和液晶显示器， 尤指一种可侦测灯管异常的背 光模块和液晶显示器。 龍

功能先进的显示器渐成为现今消费电子产品的 重要特色， 其中液晶显示 器已经逐渐成为各种电子设备如行动电话、 个人数字助理 (PDA)、 数字相机、 计算机屏幕或笔记型计算机屏幕所广泛应用具 有高分辨率彩色屏幕的显示 器。

液晶显示器 (TFT-LCD)多数皆采用冷阴极荧光灯管 （Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) 做为背光源， 此一冷阴极荧光灯管需经一高频电 压源进行驱动点亮， 灯管内部惰性气体因高电压冲击而产生光弧， 以提供充 足光源供液晶显示器显像使用。 随着面板尺寸日益增大， 背光模块所需要的 灯管数量和灯管长度也随之增加， 所需的点亮电压亦相对性的增高。 由于此 类灯管平行配置于背光模块机构的内部， 故灯管点亮后与背光模块间的漏电 流将随着灯管长度增长与灯管操作电压提升而 相对增大。

目前冷阴极灯管的驱动器设计常采用单端高电 压的驱动方式， 也就是采 用单一驱动器输出一高频电压，并单端施加于 冷阴极荧光灯管的单一端点上， 而灯管的另一端为接地， 或浮接， 故灯管两端的电压将呈现高压端与低压端 两种状态。 当驱动灯管的驱动电压越高时， 其漏电流量几乎呈非线性且倍率 增大， 也就是说， 驱动电压太高漏电流相对越大。 而且灯管低压端的电流量 会随着距离高压端越远而衰减， 如此一来液晶显示器的显示画面会产生亮度 不均与画面影像明暗不协调等问题。

因此， 传统驱动器会利用变压器的一次侧 (primary wind)串联以平衡电流 输出至灯管的电流， 但利用变压器做为电流平衡的方式需要较大的 印刷电路 板空间且设计成本较高。 因此利用在灯管前串联稳压电容 (ballast capacitor)做 为电流平衡的方式也开始运用在驱动器的设计 中， 此种设计方式由于设计简 单， 价格便宜， 因此可降低背光设计成本， 此方式的设计大都使用单一变压 器驱动所有灯管， 再由稳压电容做为灯管电流平衡装置， 但此方式最大的风 险即在于当灯管发生断裂或稳压电容发生损坏 (cmck/poor solder)的状况时，并 无法使保护电路确实的动作， 而有潜在的危险。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种侦测灯管异常的 液晶显示器， 用以侦测灯 管或是稳压电容发生问题时， 可以实时启动保护功能。

本发明提供一种液晶显示器， 其包括液晶显示面板、 灯管、 驱动器、 第 一变压器、 第二变压器、 第一侦测电路、 第二侦测电路和比较器。 所述液晶 显示面板用来显示影像。 所述灯管包含一第一端以及一第二端。 所述驱动器 的输入端电性连接外接电源， 用来依据一控制信号将所述外接电源转换成一 供应电压。 所述第一变压器电性连接于所述灯管的第一端 ， 用来转换所述供 应电压为一第一驱动电压信号， 并输出至所述灯管的第一端。 所述第二变压 器电性连接于所述灯管的第二端， 用来转换所述供应电压为一第二驱动电压 信号， 并输出至所述灯管的第二端。 所述第一侦测电路电性连接于所述灯管 的第一端， 用来侦测所述灯管的第一端的电压。 第二侦测电路电性连接于所 述灯管的第二端， 用来侦测所述灯管的第二端的电压。 所述比较器电性连接 所述第一侦测电路和所述第二侦测电路， 用来比较所述第一和第二侦测电路 所侦测的电压的差异以产生一保护信号， 当所述灯管断路时， 所述保护信号 的振幅会超过预定值， 所述保护信号的振幅会使所述驱动器调整所述 供应电 压的变化。

本发明又提供一种背光模块， 所述背光模块包含灯管、 驱动器、 第一变 压器、 第二变压器、 第一侦测电路、 第二侦测电路和比较器。 所述灯管包含 一第一端以及一第二端。 所述驱动器的输入端电性连接外接电源， 用来依据 一控制信号将所述外接电源转换成一供应电压 。 所述第一变压器电性连接于 所述灯管的第一端， 用来转换所述供应电压为一第一驱动电压信号 ， 并输出 至所述灯管的第一端。 所述第二变压器电性连接于所述灯管的第二端 ， 用来 转换所述供应电压为一第二驱动电压信号， 并输出至所述灯管的第二端。 所 述第一侦测电路电性连接于所述灯管的第一端 ， 用来侦测所述灯管的第一端 的电压。 第二侦测电路电性连接于所述灯管的第二端， 用来侦测所述灯管的 第二端的电压。所述比较器电性连接所述第一 侦测电路和所述第二侦测电路， 用来比较所述第一和第二侦测电路所侦测的电 压的差异以产生一保护信号， 其中当所述灯管断路时， 所述保护信号的振幅会超过预定值， 所述保护信号 的振幅会使所述驱动器调整所述供应电压的变 化。

依据本发明， 所述灯管是冷阴极荧光灯。

依据本发明， 所述第一驱动电压信号与所述第二驱动电压信 号的相位相 差 180度。

依据本发明， 一电压计算器电性连接于所述比较器， 用来依据所述保护 信号的振幅产生不同占空比的所述控制信号。

本发明为侦测灯管端的电压， 以监控灯管状况。 由于灯管或是稳压电容 发生异常状况时， 灯管端电压将会有大幅度的变化， 因此比较器在比较出灯 管端的电压差异， 并经过电压计算器依据计算出的控制信号的电 压值藉以判 断灯管是否有异常的状况发生。 当灯管有异常状况发生时， 保护电路将送出 电压讯号至电压计算器， 以启动保护功能。

为让本发明的上述内容能更明显易懂， 下文特举一较佳实施例， 并配合 所附图式， 作详细说明如下： 附图说明

图 1绘示本发明液晶显示器的示意图。

图 2是本发明另一实施例的液晶显示器的示意图� �

图 3绘示本发明的灯管于驱动时， 正常与异常时的电压变化图。 具体实施方式

请参阅图 1及图 2， 图 1是本发明液晶显示器 20的示意图，图 2是本发 明另一实施例的液晶显示器 80的示意图。 液晶显示器 20、 80分别包含背光 模块 10、 90。 所述背光模块 10、 90皆包含电源端 21、 若干个灯管 22、 驱动 器 25、 第一变压器 24、 第二变压器 26、 若干个稳压电容(、 电压计算器 34 和保护电路 36。 电源端 21用来提供液晶显示器 20所需的供应电压。 电源端 21 作爲连接外接电源 15(例如商用交流电或是电池或是其它公共电源 )的接 口，传送外接电源 15的交流电予驱动器 25。 数个灯管 22设置于液晶显示面 板 28的下方， 用来产生液晶显示器 20所需要的光线， 灯管 22可为冷阴极荧 光灯 （Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), 其两端分别为高压端 Hv和低 压端 Lv，两端皆连接一稳压电容 (ballast capacitor)C，稳压电容 C的目的是用来 避免流经高压端 Hv或低压端 Lv的电压不稳定而烧毁灯管 22。 背光模块 10、 90的差异在于稳压电容 C、 变压器 24、 26和灯管 22的连接关系。在图 1中， 稳压电容 C的两端连接灯管 22和第一变压器 24或是第二变压器 26的输出端; 在图 2中，稳压电容 C的一端连接于若干灯管 22的高压端 Hv和第一变压器 24 的输出端之间， 而另一稳压电容 C的一端连接于若干灯管 22的低压端 Lv和第 二变压器 26的输出端之间。驱动器 25可以由桥式转换器 (bridge converter)等 常用电路组成， 驱动器 25电性连接于电压计算器 34、 第一变压器 24与第二 变压器 26， 用来依据电压计算器 34传来的控制信号调整电源端 21输入的电 压以产生一供应电压。 供应电压经由第一变压器 24与第二变压器 26分别转 换成第一驱动电压信号和第二驱动电压信号后 ，再分别传入灯管 22的高压端 Hv和低压端 Lv。 灯管 22依据高压端 Hv和低压端 Lv的第一驱动电压信号和第 二驱动电压信号的电压差产生光线。 因为所述第一驱动电压信号与所述第二 驱动电压信号的相位相差 180度且两者的振幅相同， 所以灯管 22高压端 Hv 和低压端 Lv的电压差为第一驱动电压信号振幅的两倍。� ��晶显示面板 28包含 由液晶分子构成的液晶层， 液晶分子会依据各个影像数据而产生不同的排 列 角度， 藉此调整复数个灯管 22发出的光线以呈现不同的灰阶的影像。

请继续参阅图 1和图 2。 一开始， 驱动器 25会依据电源端 21传来的交 流电产生供应电压予第一变压器 24和第二变压器 26。 第一变压器 24和第二 变压器 26 则依据供应电压产生互为反相的第一驱动电压 信号和第二驱动电 压信号。 随后， 第一变压器 24会将供应电压转换为第一驱动电压信号， 并输 出至复数个灯管 22的高压端 Hv。第二变压器 26会将供应电压转换为第二驱 动电压信号， 并输出至数个灯管 22的低压端 Lv。 一般来说， 第一变压器 24 所输出的第一驱动电压信号与第二变压器 26所输出的第二驱动电压信号互 为反相， 亦即相位差为 180度， 且两驱动电压信号的振幅相同。 举例来说， 假设灯管 22所需的驱动电压振幅大小为 1200伏特 (Volt), 则第一变压器 24 所输出的第一驱动电压信号的振幅可为 600伏特，而第二变压器 26所输出的 第二驱动电压信号的振幅亦为 600伏特， 但两者的相位相差 180度， 故数个 灯管 22的驱动电压的振幅和仍为 1200伏特。

为了监测灯管 22损坏或是稳压电容 C故障， 电性连接于每一灯管 22的 高压端 Hv和低压端 Lv的保护电路 36是用来监测电压的变化， 并依据所监 测的电压变化产生保护信号。 保护电路 36包含第一侦测电路 50、 第二侦测 电路 52及比较器 (Comparator)54。 第一侦测电路 50电性连接于每一灯管 22 高压端 Hv与稳压电容 C, 用来侦测灯管 22的高压端 Hv的电压。 第二侦测 电路 52电性连接于灯管 22的低压端 Lv与稳压电容 C, 用来侦测灯管 22低 压端 Lv的电压。

请一并参阅图 1、图 2以及图 3。 图 3是本发明的灯管 22于驱动时， 正 常与异常时的电压变化图。 由于任一灯管 22断裂或任一稳压电容 C损坏时， 该损坏灯管 22或是损坏稳压电容 C的电压会有较为剧烈的变化，因此比较器 54会比较第一和第二侦测电路 50、 52所侦测的电压的差异以产生一保护信 号。 如图 3所示正常状态下， 第一驱动电压信号的振幅和第二驱动电压信号 与不正常状态的电压振幅有所不同。保护电路 36输出的保护信号会传送至电 压计算器 34， 电压计算器 34可以是一脉冲宽度调制器 (Pulse-width Modulated Integrated Circuit, PWM IC), 用来依据于所述保护信号振幅调制所述保护信 号以产生不同占空比的控制信号， 并输出所述控制信号至驱动器 25。 举例来 说， 当其中一个灯管 22故障导致异常状态时， 流经第一侦测电路 50输出的 保护信号的振幅较大而超过一预定值，故电压 计算器 34会依据所述保护信号 的振幅产生产生较大占空比的控制信号， 当所有灯管 22是正常状态时， 流经 第一侦测电路 50以及第二侦测电路 52输出的保护信号的振幅不會超过所述 预定值， 电压计算器 34会依据所述保护信号的振幅产生产生较小占� ��比的控 制信号。而驱动器 25就可以依据控制信号的占空比实时调整供应� ��压以决定 灯管 22的照明状态， 或是启动相应的保护功能。 保护电路 36是直接侦测灯 管 22两端的电压再利用电压计算器 34计算以得到回授控制信号， 因此取出 保护电压准位较不易受调光及温度影响。

综上所述， 虽然本发明已以较佳实施例揭露如上， 但该较佳实施例并非 用以限制本发明， 该领域的普通技术人员， 在不脱离本发明的精神和范围内， 均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范 围以权利要求界定的范围为准。