专利名称：平面灯的驱动方法与驱动电压的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平面灯的驱动方法与驱动电压，特别是涉及一种可提升发 光和操作效率的平面灯的驱动方法与驱动电压。
背景技术：
由于液晶电视的需求日增，各家厂商纷纷投入研究开发新型背光源，例如
发光二极管(Light Emitting Diode; LED)与无汞平面灯(Flat Fluorescent Lamp; FFL)等背光源。
以无汞平面灯为例，由于无汞平面灯是平面光源，当无汞平面灯在被组装 成为背光模块时，其所配合使用的光学膜的穿透率可比传统的高，因而对背光 模块的光学效能的提升会有很大的帮助。因此，相对于也同样具有无汞特色的 LED背光源而言，无汞平面灯可具有较佳的发展空间。
无汞平面灯主要优点在于利用氙(Xe)来取代汞(Hg)，因而具有符合环保趋 势、寿命长(60， 000-100， 000小时)、操作温度范围大(-40。 C至85° C)、制 作成本低、容易组装成背光模块的优点。且利用无汞平面灯作为背光模块所需 的光学膜较少，并可得到较高的效能，另外，相比于传统的直下式背光模块， 无汞平面灯背光模块厚度具有进一步薄形化的潜力。
无汞平面灯使两平面玻璃之间形成真空，接着填入固定比例分压的混合惰 性气体-氙气(Xe)，然后在阳极与阴极之间施加一高电压产生的电位差放电， 使得腔体中的氙气(Xe)原子，受到激发而成为氙分子与低能阶电子等激发态粒 子。当氙分子回复到氙单体原子时，即同时产生紫外线，涂布在玻璃空间中的 荧光粉受此紫外线激发后，便产生了可见光，此种发光原理类似于等离子体显 不器。
请参考图l，其为常用的平面灯的驱动波形示意图。传统的平面灯利用单 极性脉冲电压来进行驱动，然而，由于单极性脉冲电压是固定极性的单一脉冲 电压，故随着操作时间的增加，惰性气体游离所产生的正、负离子容易依附并
堆积于电极附近，因而形成壁电荷(Wall Charge),使后续的驱动电压需升高 才可获得相同的驱动效果。因此，造成平面灯的整体发光效率下降，且增加灯 面的温度，容易导致平面灯内的电弧不稳定，影响平面灯的操作性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种平面灯的驱动方法，借以维持平面灯内特定且 适当的壁电荷密度，从而提升平面灯的操作和发光效率。
本发明的另一目的在于提供一种平面灯的驱动方法，借助在驱动过程适度 的降低驱动电压来避免变压器的铁心过饱和，并可避免灯体的温度过高。
本发明的另一目的在于提供一种平面灯的驱动方法，借助控制驱动频率在 特定范围内变动，以减少电磁干扰效应和声波频率共振情况。
为了实现上述目的，本发明提供了一种平面灯的驱动方法，至少包含提 供驱动电压，其中驱动电压具有驱动波形，且每一驱动波形的周期中至少包含 至少二点灯区间和至少一低位准区间。点灯区间用以使驱动电压实质高于点灯 电压，其中点灯电压用以允许平面灯开始点亮。低位准区间形成于此二点灯区 间之间，用以使驱动电压实质低于50伏特(V);接着，使用驱动电压来驱动平 面灯进行运作。
为了实现上述目的，本发明提供了一种平面灯的驱动电压，具有一驱动波 形，其中每一驱动波形的周期至少包含至少二点灯区间和至少一低位准区间。 点灯区间用以使驱动电压实质高于点灯电压，其中点灯电压用以允许平面灯开 始点亮。低位准区间形成于此二点灯区间之间，用以使驱动电压实质低于50 伏特(V)。
为了实现上述目的，本发明提供了一种平面灯的驱动方法，至少包含提 供驱动电压来驱动平面灯；提升驱动电压至点灯电压，用来允许平面灯开始点
亮；降低并维持驱动电压于低位准电压，其中低位准电压实质低于50伏特(V);
以及再提升驱动电压至点灯电压。
因此本发明的平面灯的驱动方法的指状电极可有效的维持平面灯内特定 且适当的壁电荷密度，以提升操作和发光效率，且可在平面灯的驱动过程适度 的降低驱动电压，以避免灯体的温度过高和变压器的铁心过饱和。另外，本发
明的驱动波形可为频率扰动波形，以减少电磁干扰效应和声波频率共振情况。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1为常用的平面灯的驱动波形示意图2为本发明的第一实施例的平面灯的驱动电压波形、灯内放电电流波形 及光输出波形的时序图3为本发明的第一实施例的平面灯的剖面示意图； 图4为本发明的第一实施例的平面灯的驱动电路示意图； 图5为本发明的第二实施例的平面灯的驱动电压波形。 其中，附图标记 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6: Ll、 L2:耦合电感 Tl、 T2、 T3、 T4:变压器
VI:点灯电压
△Tl、 AT2、 AT3:预定时间 100、 400:驱动波形
110、 410、 410，:周期 110a、 110b:半波形
111、 112:点灯区间 200:平面灯
220、 230:电极
300:驱动电路
Ql、 Q2:功率组件 Vin:输入电源 壁电荷
W:
113:低位准区间 210:玻璃基板 240:荧光体层
具体实施例方式
请参考图2和图3，图2为本发明的第一实施例的平面灯的驱动电压波形、 灯内放电电流波形及光输出波形的时序图，图3为本发明第一实施例的平面灯 的剖面示意图。本实施例的平面灯的驱动方法利用一具有驱动波形100的驱动 电压来驱动平面灯200进行运作，此平面灯200例如为冷阴极灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)、等离子体显示器(Plasma Display Panel; PDP)的显
示光源或无汞平面灯(Flat Fluorescent Lamp; FFL)。当平面灯200例如为外部 电极型式时，平面灯200借助在玻璃基板210外的电极220和230来施加电压， 以穿过介电能障(玻璃基板210)来产生等离子体，并激发平面灯200内的荧光 体层240来产生可见光。当平面灯200施加电压时，在接近电极220和230 处容易累积电荷，因而形成壁电荷w(Wall Charge),而特定且适当的壁电荷w 密度可有助于平面灯200的操作。本实施例的具有驱动波形100的驱动电压可 使平面灯200内维持特定且适当的壁电荷w密度，以提升平面灯200的操作 性能。
值得注意的是，上述是以外部电极型式的平面灯来举例说明，但本实施例 的驱动方法并不以此为限，本实施例的驱动方法可用以驱动任何具有壁电荷的 情况的平面灯。
如图2所示，每一驱动波形100的周期110中至少包含有至少二点灯区间 111、 112和至少一低位准区间113，点灯区间111和112用以使驱动电压实质 高于点灯电压V1，其中点灯电压V1用以允许平面灯200开始点亮。低位准 区间113形成于点灯区间111和112之间，用以使驱动电压实质低于50伏特 (V)。由于在低位准区间113的电压(低于50V)相对远低于点灯电压Vl(例如为 2kV)，故当本实施例的具有驱动波形100的驱动电压用以驱动平面灯200时， 驱动波形100的低位准区间113可使驱动电压近似于零电压，以避免因壁电荷 w漏电而造成灯体温度上升的情形，因而降低平面灯200的运作温度，增加整 体运作性能。
以物理意义来作说明，本实施例的平面灯的驱动方法包含提升平面灯 200的驱动电压至点灯电压VI (相当于驱动波形100的点灯区间111)，以允许 平面灯200开始点亮；接着，降低并维持驱动电压至低位准电压(相当于驱动 波形100的低位准区间113)，其中此低位准电压实质低于50伏特(V);接着， 再提升平面灯200的驱动电压至点灯电压V1 (相当于驱动波形100的点灯区间 112)。
请参考图2和图4，图4为本发明的第一实施例的平面灯的驱动电路示意 图。本实施例的驱动波形100利用一驱动电路300来提供至平面灯200，此驱 动电路300例如由功率组件Q1、 Q2、变压器T1、 T2、 T3、 T4、耦合电感L1、 L2及整流器D1、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6所构成，并电性连接一输入电源Vin。
值得注得的是，图4的驱动电路仅为本发明的一种实施方式，熟悉电子电路的 技术人员可借助各种不同的电子电路设计来达成相同功效，但其控制方式和驱 动方法都不脱离本发明的申请专利保护范围。
当使用本实施例的平面灯的驱动方法时，首先，提供驱动电压。本实施的
驱动波形100例如利用功率组件Ql、 Q2的切换操作来使一直流电源形成具有 方波特性的电压波形，意即驱动电压在特定区间内(例如点灯区间111、 112和 低位准区间113)可维持固定电压，且具有双极性的波形，其中此功率组件Q1、 Q2例如可为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。又例如，本实施例的 驱动波形100也可是直接借助输入电源Vin为一交流电源(已具有正弦波特性) 来形成方波电压。
接着，利用变压器T1、 T2、 T3、 T4 (例如高频变压器、自耦变压器或 隔离变压器)和耦合电感L1、 L2来提升驱动电压至点灯电压Vl(例如为2kV)， 并维持预定时间AT1，使壁电荷w稳定于电极220和230，因而形成点灯区间 111，此时，平面灯200内开始形成脉冲式的放电电流，并产生光输出，且同 时在平面灯200内累积壁电荷w。
接着，降低驱动电压至低位准电压，并维持预定时间AT2，其中低位准电 压实质低于50伏特(V)，因而形成低位准区间113，此时，由于低位准电压相 对远低于点灯电压V1，且未能穿过介电层能障，故在平面灯200内无放电电 流形成，而平面灯200内由于具有自持放电电流(Self-discharge Current),故可 维持平面灯200的光输出。另外，由于低位准区间113可使驱动电压近似于零 电压，以避免灯体温度上升的情形，因而可降低灯体温度，并可降低变压器 Tl、 T2、 T3、 T4所承受的电压，以降低变压器T1、 T2、 T3、 T4的铁心磁通， 避免变压器T1、 T2、 T3、 T4的铁心过饱和，而影响组件性能。
接着，再提升驱动电压至点灯电压VI，并维持预定时间AT3，因而再形 成点灯区间112，并形成驱动波形100的单一周期110的一半波形110a。此时， 平面灯200内再次形成脉冲式的放电电流，并产生光输出，且同时在平面灯 200内再次写入壁电荷w，以维持特定且适当的壁电荷w密度。
然后，形成驱动波形100的单一周期110的另一半波形110b，以完成驱 动波形100的单一周期110，并可重复此周期110来驱动平面灯200。此另一 半波形110b的波形相同于半波形110a，但极性相反于半波形110a，也就是半
波形110a和半波形謹的相位相差180度。
因此，本实施例的平面灯的驱动方法利用具有驱动波形100的驱动电压来 驱动平面灯200，以使平面灯200内可维持特定且适当的壁电荷w密度，因而 提升操作和发光效率，且可适度的降低驱动电压，以避免灯体的温度过高而影 响平面灯的运作。另外，由于本实施例的驱动方法可维持平面灯200内适当的 壁电荷w密度，因而可适用于均匀地点亮大尺寸的平面灯200。
请参考图5，其为依照本发明的第二实施例的平面灯的驱动电压波形。相 比于第一实施例，第二实施例的平面灯的驱动频率控制于一主频率值(例如为 65kHz)附近的增减范围内，以驱动平面灯。意即第二实施例的驱动波形400 属一频率扰动波形(FrequencyPerturbation),其波形频率(周期)在特定变化量内 变动(即周期410和410'之间具有些微变动)，例如在3 5kHz之间变动，而非 仅固定于单一主频率。由于一般平面灯200是借助高驱动电压(大于lkV)来驱 动，且平面灯200的操作主频率大多位于30 90kHz之间，因而容易发生电磁 干扰效应(Electromagnetic Interference ; EMI)禾卩声波频率共振(Acoustic Resonance)的情况，使平面灯200的发光不稳定。因此本实施的驱动波形400 可避免声波共振的情形，并由于驱动波形400的能量不集中，而可降低电磁干 扰效应。
由上述本发明的实施例可知，本发明的平面灯的驱动方法利用具有驱动波 形的驱动电压来驱动平面灯，以使平面灯内可维持特定且适当的壁电荷密度， 提升操作和发光效率，且可在驱动过程适度的降低驱动电压(低于50V)，以避 免灯体的温度过高和变压器的铁心过饱和。另外，本发明的驱动波形可为频率 扰动波形，以减少电磁干扰效应和声波频率共振情况。
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、一种平面灯的驱动方法，其特征在于，至少包含提供一驱动电压，其中该驱动电压具有一驱动波形，且每一该驱动波形的周期中至少包含至少二点灯区间，用以使该驱动电压实质高于一点灯电压，其中该点灯电压用以允许该平面灯开始点亮；以及至少一低位准区间，形成于该二点灯区间之间，用以使该驱动电压实质低于50伏特；以及使用该驱动电压来驱动该平面灯进行运作。
2、 根据权利要求1所述的平面灯的驱动方法，其特征在于，该平面灯为 一无汞平面灯、 一冷阴极灯或一等离子体显示器的显示光源。
3、 根据权利要求1所述的平面灯的驱动方法，其特征在于，该点灯电压 实质高于2000伏特。
4、 根据权利要求1所述的平面灯的驱动方法，其特征在于，该提供该驱 动电压的步骤中，该驱动电压利用一驱动电路来提供该驱动电压，且该驱动电 路电性连接一输入电源，而该输入电源为 一直流电源或一交流电源。
5、 根据权利要求4所述的平面灯的驱动方法，其特征在于，该驱动电路 具有数个功率组件、数个变压器、数个耦合电感及数个整流器。
6、 根据权利要求1所述的平面灯的驱动方法，其特征在于，还至少包含 控制该驱动电压的频率于一主频率值的一增减范围内，其中该主频率值实质介于30kHz至90kHz，而该主频率值的该增减范围实质介于3kHz至10kHz。
7、 根据权利要求1所述的平面灯的驱动方法，其特征在于，该驱动波形 为一方波波形。
8、 一种平面灯的驱动电压，其具有一驱动波形，其特征在于，每一该驱 动波形的周期至少包含至少二点灯区间，用以使该驱动电压实质高于一点灯电压，其中该点灯电 压用以允许该平面灯开始点亮；以及至少一低位准区间，形成于该二点灯区间之间，用以使该驱动电压实质低 于50伏特。
9、 一种平面灯的驱动方法，其特征在于，至少包含 提供一驱动电压来驱动该平面灯；提升该驱动电压至一点灯电压，用以允许该平面灯开始点亮； 降低并维持该驱动电压于一低位准电压，其中该低位准电压实质低于50 伏特；以及再提升该驱动电压至该点灯电压。
10、 根据权利要求9所述的平面灯的驱动方法，其特征在于，该提升该驱 动电压的步骤中该驱动电压利用至少一变压器来提升。
全文摘要
本发明公开了一种平面灯的驱动方法与驱动电压，此驱动方法至少包含提供驱动电压来驱动平面灯；提升驱动电压至点灯电压，用以点亮平面灯；降低并维持驱动电压于低位准电压，其中低位准电压实质低于50伏特(V)；以及再提升驱动电压至点灯电压。该驱动电压，具有一驱动波形，其中每一驱动波形的周期至少包含至少二点灯区间和至少一低位准区间；点灯区间用以使驱动电压实质高于点灯电压，其中点灯电压用以允许平面灯开始点亮；低位准区间形成于此二点灯区间之间，用以使驱动电压实质低于50伏特(V)。
文档编号H05B33/02GK101360367SQ20071014348
公开日2009年2月4日 申请日期2007年8月1日 优先权日2007年8月1日
发明者李俊贤, 樊雨心, 洪金泉 申请人:奇达光电股份有限公司