专利名称：平面荧光灯及其驱动方法以及液晶显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种平面荧光灯及一种液晶显示装置，且特别涉及一种可提供高均匀度面光源的平面荧光灯及一种包含前述平面荧光灯的液晶显示装置。
背景技术：
随着现代视频技术的进步，液晶显示装置已被大量地使用于手机、笔记本电脑、个人电脑及个人数字助理(PDA)等消费性电子产品的显示荧幕上。然而，由于液晶显示装置的液晶显示面板本身并不具有发光的功能，因此需要于液晶显示面板下方设置一背光模块以提供液晶显示面板所需要的光源，进而使液晶显示面板达到显示的功能。目前市场上的背光模块主要以平面荧光灯(FlatFluorescent Lamp，FFL)、冷阴极荧光灯(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)及发光二极管(Light Emitting Diode)为主，其中平面荧光灯又以售价低廉、占用空间小等优点而被广泛使用于液晶显示装置中。
图1是一种公知的平面荧光灯的局部侧面剖视图。请参照图1，公知的平面荧光灯100是由上基板110及下基板120对组而成，其中上基板110与下基板120之间形成放电空间，且放电空间中会充入放电气体130。下基板120上形成电极组140，并且电极组140上覆盖有介电层150以保护电极组140。此外，荧光材料160涂布于上基板110与下基板120的内侧壁上及介电层150的外壁上。
平面荧光灯100的驱动方式是先施加驱动电压给电极组140以产生放电电场E，而放电电场E会将放电气体130游离成等离子体。之后，等离子体中各离子内处于激态的电子在回到基态的同时会发出紫外线，而当等离子体所发出的紫外线照射到荧光材料160时，会激发荧光材料160发光。
目前平面荧光灯的驱动方式大部分是采用可控制的局部放电方式，例如在电极上设计多个凸点，以使电极在这些凸点处产生尖端放电。然而，这种局部放电的方式却容易造成平面荧光灯在局部产生较强的光线强度，因而出现规则性的亮暗交错纹路，进而影响平面荧光灯整体的发光均匀度。
发明内容
本发明之目的是提供一种平面荧光灯，其具有较佳的发光均匀度。
本发明之另一目的是提供一种液晶显示装置，其使用发光均匀度较佳的平面荧光灯，因此可提高显示质量。
本发明之又一目的是提供一种平面荧光灯的驱动方法，以使平面荧光灯具有较佳的发光均匀度。
为达上述或是其他目的，本发明提出一种平面荧光灯，其包含腔体、放电气体、多个第一电极、多个第二电极、介电层以及荧光材料。其中，放电气体设置于腔体内，而第一与第二电极设置于腔体底部。介电层覆盖这些第一与第二电极，而荧光材料设置于腔体内。此外，各第一与第二电极的第一侧上设置有多个第一凸点，而各第一与第二电极的第二侧上设置有多个第二凸点。在同一第一电极与第二电极中，第一凸点与第二凸点是交替设置，且第一凸点与其相对的第一电极与第二电极之间会形成第一发光区，而第二凸点与其相对的第一电极与第二电极之间会形成第二发光区，且第一发光区与第二发光区为选择互不重叠及部分重叠中的一种。
在本发明之一实施例中，上述平面荧光灯的同一第一电极与第二电极中，相邻两第一凸点之间的距离以及相邻两第二凸点之间的距离皆相同。
在本发明之一实施例中，上述平面荧光灯的同一第一电极与第二电极中，相邻的第一凸点与第二凸点之间的距离为相邻两第一凸点之间的距离的一半。
在本发明之一实施例中，上述平面荧光灯还包含第一反向器(inverter)与第二反向器。第一反向器具有电性相反的第一接点与第二接点，其中第一接点是电连接至第一电极，而第二接点是电连接至第二电极。此外，第二反向器具有电性相反的第三接点与第四接点，其中第三接点是电连接至第二电极，而第四接点是电连接至第一电极。
在本发明之一实施例中，上述平面荧光灯还包含第一反向器，其具有电性相反的第一接点与第二接点。其中，第一接点是电连接至第一电极，而第二接点是电连接至第二电极。
在本发明之一实施例中，上述腔体包含第一基板、第二基板以及边框。其中，第二基板与第一基板相对，而第一与第二电极是设置于第一基板上。边框则是设置于第一基板与第二基板之间。
在本发明之一实施例中，上述腔体还包含多个间隔物，其设置于部分第一及第二电极与第二基板之间。
在本发明之一实施例中，上述平面荧光灯还包含扩散板，设置于第二基板上。
本发明还提出一种液晶显示装置，其包含液晶显示面板以及上述平面荧光灯。平面荧光灯是设置于液晶显示面板旁，以提供液晶显示面板显示用的背光源。
本发明又提出一种平面荧光灯的驱动方法，其适于驱动上述平面荧光灯。此平面荧光灯的驱动方法是使平面荧光灯的第一发光区与第二发光区交替发光，且第一发光区与第二发光区发光的频率介于10千赫(kHz)至500千赫之间。
在本发明之一实施例中，上述第一发光区与第二发光区发光的频率介于40千赫至80千赫之间。
在本发明之一实施例中，上述第一发光区与第二发光区发光的时间差介于0.001秒至0.02秒之间。
在本发明之平面荧光灯中，由于上述第一发光区与第二发光区至少部分不重叠。因此，通过驱使平面荧光灯的第一发光区与第二发光区轮流发光可提高平面荧光灯的发光均匀度。
为让本发明之上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。
图1是一种公知的平面荧光灯的局部侧面剖视图。
图2是本发明一实施例之平面荧光灯的剖面图。
图3A是图2所示的平面荧光灯的第一发光区示意图。
图3B是图2所示的平面荧光灯的第二发光区示意图。
图4A是具有一个反向器的平面荧光灯示意图。
图4B是图4A所示的平面荧光灯的驱动波形图。
图5A是具有一个反向器的平面荧光灯示意图。
图5B是图5A所示的平面荧光灯的驱动波形图。
图6是本发明一实施例之液晶显示装置的结构示意图。
主要元件标记说明100、200平面荧光灯110上基板120下基板130、220放电气体140电极组150、240介电层160、250荧光材料210腔体212第一基板214第二基板216边框230a第一电极230b第二电极232第一凸点234第二凸点260间隔物270反射层
280a第一反向器280b第二反向器281第一接点282第二接点283第三接点284第四接点300液晶显示装置310液晶显示面板312上基板314下基板316液晶层D距离A1第一发光区A2第二发光区E放电电场具体实施方式
图2是本发明一实施例所述的平面荧光灯的剖面图，图3A是图2所示的平面荧光灯的第一发光区示意图，而图3B是图2所示的平面荧光灯的第二发光区示意图。请参照图2、图3A与图3B，本实施例之平面荧光灯200包含腔体210、放电气体220、多个第一电极230a、多个第二电极230b、介电层240以及荧光材料250。其中，放电气体220设置于腔体210内，而第一与第二电极230a、230b设置于腔体210底部。介电层240覆盖第一与第二电极230a、230b，而荧光材料250设置于腔体210内。此外，各第一与第二电极230a、230b的第一侧上设置有多个第一凸点232，而各第一与第二电极230a、230b的第二侧上设置有多个第二凸点234。在同一第一电极230a与第二电极230b中，第一凸点232与第二凸点234是交替设置，且第一凸点232与其相对的第一电极230a与第二电极230b之间形成第一发光区A1，而第二凸点234与其相对的第一电极230a与第二电极230b之间形成第二发光区A2，且第一发光区A1与第二发光区A2为择其一之部分重叠及互不重叠。
上述平面荧光灯200中，放电气体220例如是选择氙气(Xe)、氖气(Ne)及氩气(Ar)等惰性气体中的一种，而介电层260例如是陶瓷材料。此外，腔体210包含第一基板212、第二基板214以及边框216，其中第二基板214与第一基板212相对。第一与第二电极230a、230b是设置于第一基板212上，而边框216则是设置于第一基板212与第二基板214之间。另外，腔体210还可包含多个间隔物260，其设置于第一基板212与第二基板214之间，以于第一基板212与第二基板214之间的边框216内形成多个放电空间。
承上述，腔体210底部(即第一基板212上)例如设置有一反射层270，且位于第一基板212上的荧光材料250覆盖此反射层270。此反射层270的材质例如是二氧化钛(TiO2)或二氧化硅(SiO2)等白色陶瓷，用以将荧光材料250所发出的光反射，使得光线皆从第二基板214出射。
在本实施例中，第一及第二电极230a、230b例如为条状电极，但不以此为限。此外，为了使第一发光区A1与第二发光区A2互不重叠，相邻的第一电极230a与第二电极230b之间需取适当的距离，并使同一第一电极230a与第二电极230b中相邻两第一凸点232之间的距离以及相邻两第二凸点234之间的距离皆相同(例如皆为D)，而相邻的第一凸点232与第二凸点234之间的距离为相邻两第一凸点232之间的距离的一半(例如皆为D/2)。如此，可使第一发光区A1与第二发光区A2不重叠，以提高平面荧光灯200的发光均匀度。
以下将介绍本实施例的平面荧光灯的驱动方法，请先参照图4A与图4B，其中图4A是具有一个反向器的平面荧光灯的示意图，而图4B是图4A所示的平面荧光灯的驱动波形图。在本实施例中可透过电连接至第一电极230a与第二电极230b的第一反向器280a来驱动第一电极230a与第二电极230b，以使第一发光区A1与第二发光区A2交替发光。更详细地说，第一反向器280a具有电性相反的第一接点281与第二接点282，其中第一接点281是电连接至第一电极230a，而第二接点282是电连接至第二电极230b。第一反向器280a的驱动波形如图4B所示，当脉冲电压为正时，各第一凸点232与其相对的第一电极230a与第二电极230b之间所形成的第一发光区A1会发光，而当脉冲电压为负时，则各第二凸点234与其相对的第一电极230a与第二电极230b之间所形成的第二发光区A2会发光。由于正脉冲与负脉冲是交替产生，所以第一发光区A1与第二发光区A2会轮流发光。此外，正脉冲的频率与负脉冲的频率例如是介于10千赫至500千赫之间，较佳的是介于40千赫至80千赫之间，而正脉冲与负脉冲的时间差T例如是介于0.001秒至0.02秒之间。另外，正脉冲与负脉冲的宽度W例如是介于1微秒至10微秒之间，而正脉冲与负脉冲的振幅例如是介于100伏特至4000伏特之间。
由于正脉冲与负脉冲产生的频率高于人眼可辨识的频率，所以人眼会因为视觉暂留的现象，而觉得第一发光区A1与第二发光区A2是同时发光，因此本实施例的平面荧光灯200的发光均匀度较佳。另外，由于平面荧光灯200的发光均匀度较佳，可搭配透光率较高的扩散板(图中未表示)，设置于第二基板214上，以提高光利用率。
承上述，与公知的平面荧光灯100相比较，在产生相同亮度的前提下，由于平面荧光灯200的第一发光区A1与第二发光区A2会轮流发光，因此所需的驱动电流较低。如此一来，可使荧光材料250受到较弱的电场撞击，以防止荧光材料250因电场过强而较快劣化，进而提高平面荧光灯200的使用寿命。
图5A是具有两个反向器的平面荧光灯的示意图，而图5B是图5A所示的平面荧光灯的驱动波形图。请参照图5A与图5B，本实施例的平面荧光灯的驱动方法亦可透过电连接至各第一电极230a与第二电极230b的第一反向器280a与第二反向器280b来驱动第一电极230a与第二电极230b，以使第一发光区A1与第二发光区A2交替发光。更详细地说，第一反向器280a具有电性相反的第一接点281与第二接点282，其中第一接点281是电连接至第一电极230a，而第二接点282是电连接至第二电极230b。此外，第二反向器280b具有电性相反的第三接点283与第四接点284，其中第三接点283是电连接至第二电极230b，而第四接点284是电连接至第一电极230a。另外，第一接点281与第三接点283的电性例如是相同，而第二接点282与第四接点284的电性例如是相同。
承上述，第一反向器280a与第二反向器280b的驱动波形如图5B所示，第一反向器280a输出的脉冲电压为正，其可驱动各第一凸点232与其相对的第一电极230a与第二电极230b之间所形成的第一发光区A1发光，而第二反向器280b输出的脉冲电压为负，其可驱动各第二凸点234与其相对的第一电极230a与第二电极230b之间所形成的第二发光区A2发光。此外，由于第一反向器280a输出的正脉冲与第二反向器280b输出的负脉冲是交替产生，因此可使第一发光区A1与第二发光区A2轮流发光。另外，正脉冲的频率与负脉冲的频率、正脉冲与负脉冲的时间差T、正脉冲与负脉冲的宽度W以及正脉冲与负脉冲的振幅皆与前述相似，在此不再重述。
图6是本发明一实施例所述的液晶显示装置的结构示意图。请参照图6，本实施例之液晶显示装置300包含液晶显示面板310和上述平面荧光灯200(如图2所示)。其中，平面荧光灯200是设置于液晶显示面板310旁，以提供液晶显示面板310显示用的背光源。此外，液晶面板310例如是由上基板312、下基板314以及液晶层316所组成。
由于本实施例的液晶显示装置300是采用发光均匀度较佳的平面荧光灯200作为背光模块，所以在显示时不会出现明显的亮区与暗区。因此，本实施例的液晶显示装置300具有较佳的显示质量。
综上所述，本发明的平面荧光灯及液晶显示装置至少具有下列优点1.在本发明的平面荧光灯中，由于第一发光区与第二发光区至少部分不重叠。因此，通过驱使平面荧光灯的第一发光区与第二发光区轮流发光可提高平面荧光灯的发光均匀度。
2.由于平面荧光灯的发光均匀度较佳，因此可搭配透光率较高的扩散板，以提高光利用率。
3.本发明的平面荧光灯的驱动电流较低，可防止荧光材料因电场过强而快速劣化，进而提高平面荧光灯的使用寿命。
4.在本发明的液晶显示装置中，由于平面荧光灯的发光均匀度较佳，因此可提高液晶显示装置的显示质量。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与改进，因此本发明之保护范围当视权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种平面荧光灯，其特征是包含腔体，包含；第一基板；第二基板，与该第一基板相对；边框，设置于该第一基板与该第二基板之间；多个间隔物，设置于该第一基板与该第二基板之间；放电气体，设置于该腔体内；多个第一电极，设置于该第一基板上；多个第二电极，设置于该第一基板上，且任意两相邻第一电极之间设置有第二电极，各该第一电极与第二电极的第一侧上设置有多个第一凸点，而各该第一电极与第二电极的第二侧上设置有多个第二凸点，且在同一第一电极与第二电极中，上述第一凸点与上述第二凸点是交替设置，其中上述第一凸点与其相对的上述第一电极与第二电极之间形成第一发光区，上述第二凸点与其相对的上述第一电极与第二电极之间形成第二发光区，且该第一发光区与该第二发光区为择其一之互不重叠及部分重叠；介电层，覆盖上述第一与第二电极；以及荧光材料，设置于该腔体内。
2.根据权利要求1所述的平面荧光灯，其特征是在同一第一电极与第二电极中，相邻两第一凸点之间的距离以及相邻两第二凸点之间的距离皆相同。
3.根据权利要求2所述的平面荧光灯，其特征是在同一第一电极与第二电极中，相邻的该第一凸点与该第二凸点之间的距离为相邻两第一凸点之间的距离的一半。
4.根据权利要求1所述的平面荧光灯，其特征是还包含第一反向器，具有电性相反的第一接点与第二接点，其中该第一接点是电连接至上述第一电极，而该第二接点是电连接至上述第二电极；以及第二反向器，具有电性相反的第三接点与第四接点，其中该第三接点是电连接至上述第二电极，而该第四接点是电连接至上述第一电极，该第一反向器与第二反向器是交替驱动。
5.根据权利要求1所述的平面荧光灯，其特征是还包含第一反向器，具有电性相反的第一接点与第二接点，其中该第一接点是电连接至上述第一电极，而该第二接点是电连接至上述第二电极。
6.根据权利要求1所述的平面荧光灯，其特征是还包含扩散板，设置于该第二基板上。
7.一种液晶显示装置，其特征是包含液晶显示面板；平面荧光灯，设置于该液晶显示面板旁，用以提供该液晶显示面板显示用的背光源，该平面荧光灯包含腔体，包含；第一基板；第二基板，与该第一基板相对；边框，设置于该第一基板与该第二基板之间；多个间隔物，设置于该第一基板与该第二基板之间；放电气体，设置于该腔体内；多个第一电极，设置于该第一基板上；多个第二电极，设置于该第一基板上，且任意两相邻的第一电极之间设置有第二电极，该第一与第二电极的第一侧上各设置有多个第一凸点，而该第一与第二电极的第二侧上各设置有多个第二凸点，且在同一第一电极与第二电极中，上述第一凸点与上述第二凸点是交替设置，其中上述第一凸点与其相对的上述第一电极与第二电极之间形成第一发光区，上述第二凸点与其相对的上述第一电极与第二电极之间形成第二发光区，且该第一发光区与该第二发光区为择其一之互不重叠或部分重叠；介电层，覆盖上述第一与第二电极；以及荧光材料，设置于该腔体内。
8.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征是在同一第一电极与第二电极中，相邻两第一凸点之间的距离以及相邻两第二凸点之间的距离皆相同。
9.根据权利要求8所述的液晶显示装置，其特征是在同一第一电极与第二电极中，相邻的该第一凸点与该第二凸点之间的距离为相邻两第一凸点之间的距离的一半。
10.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征是该平面荧光灯还包含第一反向器，具有电性相反的第一接点与第二接点，其中该第一接点是电连接至上述第一电极，而该第二接点是电连接至上述第二电极；以及第二反向器，具有电性相反的第三接点与第四接点，其中该第三接点是电连接至上述第二电极，而该第四接点是电连接至上述第一电极。
11.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征是该平面荧光灯还包含第一反向器，具有电性相反的第一接点与第二接点，其中该第一接点是电连接至上述第一电极，而该第二接点是电连接至上述第二电极。
12.根据权利要求7所述的液晶显示装置，其特征是该平面荧光灯还包含扩散板，设置于该第二基板上。
13.一种平面荧光灯的驱动方法，适于驱动权利要求第1项的平面荧光灯，其特征是该平面荧光灯的驱动方法包含使该平面荧光灯的该第一发光区与该第二发光区交替发光，而该第一发光区与该第二发光区发光的频率介于10千赫至500千赫之间。
14.根据权利要求13所述的平面荧光灯的驱动方法，其特征是该第一发光区与该第二发光区发光的频率介于40千赫至80千赫之间。
15.根据权利要求13所述的平面荧光灯的驱动方法，其特征是该第一发光区与该第二发光区发光的时间差介于0.001秒至0.02秒之间。
全文摘要
一种平面荧光灯，其放电气体设置于腔体内，而多个第一与第二电极设置于腔体底部。介电层覆盖第一与第二电极，而荧光材料设置于腔体内。此外，各第一与第二电极的第一侧上设置有多个第一凸点，第二侧上设置有多个第二凸点。在同一第一电极与第二电极中，第一与第二凸点是交替设置，且第一凸点与其相对的第一电极与第二电极之间会形成第一发光区，而第二凸点与其相对的第一电极与第二电极之间会形成第二发光区，且第一发光区与第二发光区为择其一之互不重叠及部分重叠。另外，本发明还提出一种平面荧光灯的驱动方法与一种具有上述平面荧光灯的液晶显示装置。
文档编号H01J61/04GK101060061SQ20061006664
公开日2007年10月24日 申请日期2006年4月17日 优先权日2006年4月17日
发明者丁初稷, 谢宇恒, 林家伦, 孙国升 申请人:中华映管股份有限公司