专利名称：应用于平面灯体的方波电压驱动方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于灯体的方波电压驱动方法，特别涉及一种平面灯片的驱动电压利用方波电压或是多阶梯式方波电压来取代传统弦波电压，该方波电压或是多阶梯式方波电压的上升及下降前缘的触发电压提升至点灯电压，且驱动电流为一脉冲式电流，产生于方波电压上升及下降前缘，可有效突破介电层能障，以提升发光效率、降低平面灯片工作温度的方波电压驱动方法。
背景技术：
液晶显示器受限于液晶无法自行发光，所以必须采用背光源(Backlight)来做为其发光来源，现在采用的背光源大多为多根冷阴极荧光灯管所组成，形成一背光模块，为了将多根灯管所组成的线光源变成一平面光源，背光模块必须要采用较厚的扩散片，以便使线光源能均匀的成为平面光源，但是该扩散片的使用，将会使背光模块出现整体厚度增加和温度上升的问题。再有，背光模块以高亮度长时间的使用，使灯管的温度保持在高温，将造成灯管的光输出产生加速衰减的现象，更严重的问题在于多灯管背光模块的每一灯管的衰减速率不同，长期使用下来，将形成液晶显示器亮度不均匀的大问题。所以为解决该问题，研发了一种冷阴极平面灯来做液晶显示器的背光源。
请参考图1，为公知冷阴极平面灯的驱动电压及驱动电流的波形图，其中该驱动电压11及驱动电流12皆以弦波来做为其驱动波形，但该驱动波形会形成极大的循环电流(Circulating Current)，流经驱动电路及平面灯片时(图中未示)，将造成无谓的功率损失，其缺点为降低平面灯片的发光效率和造成背光模块发热的现象，有待改进。
请参考图2，为另一公知冷阴极平面灯的驱动电压及驱动电流的波形图，其驱动电压21采用单极性脉冲电压方式进行驱动，而驱动电流22则为较小的脉冲电流，采用单一电压来驱动将形成单一方向光输出，该单极性脉冲电压的驱动方式具有下列缺点
(1)所使用的驱动方式为固定单一极性的脉冲电压，随着操作时间的增加，平面灯片内部所填充的惰性气体分子游离所产生的正、负离子会依附、堆积在电极附近，形成电解效应及累积壁电荷(Wall Charge)效应，上述的两种效应形成后，驱动电压必须要升高后才能克服该介电层能障，这样就造成了发光效率降低及平面灯片温度升高的问题，而且还产生电弧不稳定的问题。
(2)上述介电层能障伴随产生的问题为驱动电压需升高的问题(驱动电压通常大于2kV)，随之而来的问题是电磁干扰(ElectromagneticInterference，EMI)效应也随之升高，所以该背光模块在运行时，不易通过如CE、FCC等EMI/EMC的相关电磁测试。
请参考图3，为另一公知冷阴极平面灯的驱动电流的波形图，其驱动电流利用三次谐波32注入方式(3rdHarmonic Injection Method)来混合一次主波31(正弦波)，来形成一种接近梯形波的合成波形33，这种驱动电流可改善弦波驱动时具有大循环电流的缺点，可降低平面灯片的工作温度进而提高发光效率，但是该驱动电流仍存在下列缺点(1)对电路中所提供的变压器需加以精确的控制，尤其是其漏感及外加的谐振电容所形成的共振频率必须精确为三倍的切换频率，否则无法形成该梯形波波形。
(2)其变压器的高压侧所形成的合成梯形波波形，将形成变压器额外循环电流，所以仍有无谓功率损失的问题，因此也必须提升驱动电压来弥补损失功率，同时电磁干扰效应也随之产生。
上述三种公知技术都存在缺点，本发明不同于传统冷阴极荧光灯管与外部电极冷阴极荧光灯管的正弦波的驱动方式，可改进外部电极方式的平面灯片发光效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于灯体的方波电压驱动方法，其中平面灯片的驱动电压利用方波电压或是多阶梯式方波电压来取代传统的弦波电压，该方波电压或是多阶梯式方波电压的上升及下降前缘的触发电压提升至点灯电压，且驱动电流为一脉冲式电流，产生于方波电压上升及下降前缘，可有效突破介电层能障，来达到提升功率、降低平面灯片的工作温度的目的。
为了实现上述目的，本发明提供了一种应用于灯体的方波电压驱动方法，该灯体指应用于平面显示器与一般照明的灯源，但凡使用介电层能障放电方式的灯源，如外部电极冷阴极管、电浆显示器，及使用外部电极的平面灯都适用此方法，其包括下列步骤提供一功率器件直流电源切成方波电压；利用一升压器件将方波电压上升及下降前缘的触发电压提升至点灯电压；以及提供一脉冲式电流，该脉冲式电流恰可突破灯体的介电层能障。
较佳的，该升压器件将方波前缘的触发电压提升，将方波前缘形成一高电压的脉冲。
较佳的，该功率器件直流电源所切成方波电压，该方波电压也可为一多阶梯式方波电压。
较佳的，该脉冲式电流产生于方波电压上升及下降前缘。
下面配合附图和具体实施例对本发明的特征作详细说明，但不作为对本发明的限定。
图1为公知冷阴极灯源的驱动电压及驱动电流的波形图；图2为另一公知冷阴极灯源的驱动电压及驱动电流的波形图；图3为又一公知冷阴极灯源的驱动电流的波形图；图4为本发明冷阴极平面灯的驱动电压、驱动电流及光输出的波形示意图；图5为本发明实际驱动电压、电流量测波形图。
其中，附图标记11、21、41、驱动电压12、22、42 驱动电流31 一次主波32 三次谐波33 合成波形411 点灯电压
412 维持电压421 放电电流422 无电流43 光输出51 实际驱动电压52 实际驱动电流具体实施方式
请参考图4，为本发明冷阴极平面灯的驱动电压、驱动电流及光输出的波形图，其中该驱动电压41包括有一点灯电压411及维持电压412；该驱动电流42包括有一放电电流421及无电流422；驱动电流42具有放电电流421区域即形成光输出43区域。本发明可应用实施的灯体指应用于平面显示器及一般照明的灯源，该灯体指一外部电极冷阴极荧光灯管及无汞平面灯片，其中无汞平面灯片为主要应用的器件，且该平面显示器为液晶显示器，该驱动方法包括下列步骤提供一功率器件直流电源切成方波电压或是多阶梯式方波电压，该功率器件指一可将微小信号放大的电子器件，其为一金属氧化半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)、绝缘极双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或一双极性接面晶体管(Bipolar Junction Transistor，BJT)；利用一升压器件将方波电压上升及下降前缘的触发电压提升至点灯电压，该升压器件将方波前缘的触发电压提升指将方波前缘形成一高电压的脉冲，该升压组件为一高频变压器、自耦变压器或耦合电感；以及提供一脉冲式电流，该脉冲式电流产生于方波电压上升及下降前缘，且脉冲式电流恰可突破灯体的介电层能障。
请参考图5，为本发明实际驱动电压波形图，图中可看出本发明驱动电压利用升压组件将方波前缘的触发电压提升是指将方波前缘形成一高电压的脉冲，而方波电压受到谐波的影响，实际上为一多阶梯式方波电压，同时其驱动电流为一脉冲式电流，且其无电流区域也呈多阶梯式，该脉冲式电流产生于方波电压上升及下降前缘，且其恰可突破灯体的介电层能障，本图可以反应实际应用于无汞平面灯片的电路的真实情况。
本发明的主要特征与优点如下所述(主要为应用于无汞平面灯片)(A)利用功率器件或是其它方式将直流电源切成方波电压；(B)利用传统高频变压器、自耦变压器或是耦合电感将方波电压升到点灯电压，供点灯使用；(C)点灯后，驱动电压维持平坦高压或是略微下降，但整体上，驱动电压维持方波形状电压；(D)驱动电流为脉冲式电流，只在驱动电压上升或下降边缘有电流存在；(E)驱动电流为脉冲式电流，适合用于外部电极方式的平面灯片，可大幅改善因介电层能障(Dielectric Barrier)造成的发光效率低的缺点；也就是说，驱动电压使用方波电压造成脉冲式驱动电流适合于使用介电层能障放电(Dielectric Barrier Discharge)方式的灯源，如外部电极冷阴极管、电浆显示器及使用外部电极的平面灯；(F)驱动电压维持方波形状电压有助于再次点灯，因为储存在介电层的电荷电位可帮助降低灯片的驱动电压；(G)本发明使用方波形状管电压与点灯电压和平面灯的尺寸无关，故非常适合大尺寸应用。
由上述图4和图5所示，可知本发明的主要特征为将平面灯片的驱动电压利用方波电压或是多阶梯式方波电压来取代传统弦波电压，该方波电压或是多阶梯式方波电压的上升及下降前缘的触发电压提升至点灯电压，且驱动电流为一脉冲式电流，产生于方波电压上升及下降前缘，可有效突破介电层能障，来达到提升发光效率、降低平面灯片工作温度的目的，极具市场竞争力。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种应用于灯体的方波电压驱动方法，该灯体指应用于平面显示器及一般照明的灯源，其特征在于，包括下列步骤提供一功率器件将直流电源切成方波电压；利用一升压器件将方波电压上升及下降前缘的触发电压提升至点灯电压；以及提供一脉冲式电流，该脉冲式电流恰可突破灯体的介电层能障。
2.根据权利要求1所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该灯体指一冷阴极荧光灯管。
3.根据权利要求1所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该灯体指一平面灯片。
4.根据权利要求3所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该平面灯片指一无汞平面灯片。
5.根据权利要求1所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该灯体指一电浆显示器。
6.根据权利要求1所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该升压器件指一高频变压器。
7.根据权利要求1所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该升压器件指一自耦变压器。
8.根据权利要求1所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该升压器件指一耦合电感。
9.根据权利要求1所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该功率器件指一可将微小信号放大的电子器件。
10.根据权利要求1或权利要求9所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该功率器件指一金属氧化半导体场效晶体管、绝缘极双极性晶体管或一双极性接面晶体管。
11.根据权利要求1所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该平面显示器为液晶显示器或电浆显示器。
12.根据权利要求1所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该升压器件将方波前缘的触发电压提升是指将方波前缘形成一高电压的脉冲。
13.根据权利要求1所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该功率器件将直流电源所切成的方波电压也可为一多阶梯式方波电压。
14.根据权利要求1所述的应用于灯体的方波电压驱动方法，其特征在于，该脉冲式电流产生于方波电压上升及下降前缘。
全文摘要
本发明公开了一种应用于灯体的方波电压驱动方法，该灯体是指应用于平面显示器和一般照明的灯源，该方法包括下列步骤提供一功率器件直流电源切成方波电压；利用一升压器件将方波电压上升及下降前缘的触发电压提升至点灯电压；提供一脉冲式电流，且该脉冲式电流恰可突破灯体的介电层能障。
文档编号G02F1/13GK1964590SQ20051011593
公开日2007年5月16日 申请日期2005年11月11日 优先权日2005年11月11日
发明者洪金泉, 黄秋凯, 应建平, 周清和, 潘恭桐, 樊雨心 申请人:翰立光电股份有限公司