專利名稱：照明用的雙高壓驅動電路裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關于一平面顯示裝置，特別是關于一與液晶顯示器一起使用的冷陰極燈管照明裝置。
背景技術：
液晶顯示器用于電視、計算機及其他視頻顯示裝置中，其產(chǎn)生預先決定的圖像及控制光源放射來輸出視頻顯示。液晶顯示器因為其分辨率、彩色圖像顯示及圖像質量的優(yōu)越性，特別適合作為平面顯示裝置。液晶顯示器本身并不放出光源，因此需在液晶顯示面板之后使用背光模塊來產(chǎn)生肉眼可見的視頻顯示。冷陰極燈管(cold cathode fluorescent lamp，CCFL)特別適合使用于需要背光模塊的液晶顯示元件，例如電視、計算機及其他視頻科技使用的薄膜晶體管(thin-firm transistor，TFT)液晶顯示面板。在顯示過程中當照明足夠且均勻時，視頻顯示的表現(xiàn)及質量可以被最佳化。不均勻的照明降低圖像顯示的質量。視頻顯示的技術開發(fā)使得開發(fā)大型液晶顯示器及其他視頻顯示器成為可能的事，而因為視頻顯示器更大，設計照度均勻的顯示裝置的挑戰(zhàn)及重要性也隨之增加。特別是當更大的視頻顯示器產(chǎn)生時，提供照度均勻的冷陰極燈管照明裝置也變?yōu)楦匾揖咛魬?zhàn)性。
傳統(tǒng)置放于液晶面板后的冷陰極燈管基本上有一端連接到一變壓器且該變壓器驅動該冷陰極燈管發(fā)光。該冷陰極燈管的一相對端連接到地電壓。圖1表示一根據(jù)公知技術的傳統(tǒng)冷陰極燈管驅動裝置。圖1表示冷陰極燈管1有一第一端9連接到變壓器7而一相對端11連接到地電壓13。變壓器7提供一高電壓信號給第一端9來驅動冷陰極燈管1。冷陰極燈管1有一長度3。隨著提供更大視頻顯示裝置的進步技術的要求，長度3不斷增加，沿著冷陰極燈管1的長度3將產(chǎn)生一電壓衰減。尤其是當長度3增加時，一溫度計效應(thermometer effect)造成提供于第一端9的高電壓被消耗，而且被接地的相對端11在冷陰極燈管1靠近邊緣15的部分產(chǎn)生一個低電壓。這會產(chǎn)生不平均的照明。事實上，使用圖1中傳統(tǒng)方式的冷陰極燈管驅動裝置的一缺點是該電壓衰減將導致一不適當?shù)墓獍祬^(qū)域5。特別是已知當長度3在大約30英寸或更長時，一個像光暗區(qū)域5的光暗區(qū)域會經(jīng)常的出現(xiàn)。
因此，需要提供即使在長度增加時，依然能提供均勻照度的冷陰極燈管裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一照明用的雙高壓驅動裝置，包括一照明單元，其有一第一端及一第二端；一第一驅動器，電連接到該照明單元的第一端以提供交流電壓給該第一端；以及一第二驅動器，電連接到該照明單元的第二端以提供交流電壓給該第二端，其中該第一端及該第二端的交流電壓相位為反相。
本發(fā)明的附加特征及優(yōu)點有部分將在后文敘述中提及，而有部分將因后文的敘述而顯而易見或可經(jīng)由實施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的特征及優(yōu)點將由權利要求敘述中特別指出的機制的元件及組合來了解及獲得。
本文前述的簡略說明以及以下的詳細敘述僅用為示范及解釋本發(fā)明，并非用以限定權利要求所界定的本發(fā)明。
附圖包含于并構成本說明書的一部分，所示本發(fā)明的數(shù)個實施例，并且跟文字敘述一起用來解釋本發(fā)明的原理。


本發(fā)明通過后附詳細說明的附圖將會比較容易全盤了解，其僅為圖解的用而非將本發(fā)明限制于附圖范圍。
圖1表示根據(jù)公知技術的傳統(tǒng)冷陰極燈管驅動裝置。
圖2A-2D表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的冷陰極燈管雙高壓驅動裝置。
圖3A-3D表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的包含平衡電路的冷陰極燈管雙高壓驅動裝置。
圖4介紹根據(jù)本發(fā)明一實施例的平衡電路的數(shù)學模式。
圖5A-5F表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例，基于圖4介紹的數(shù)學模式的各種平衡電路設計。
符號說明1、413、417冷陰極燈管5光暗區(qū)域
3長度405、409電感407、411電容具體實施方式
本發(fā)明克服傳統(tǒng)技術的缺點并提供一雙高壓驅動電路給一冷陰極燈管或多并聯(lián)的冷陰極燈管。一冷陰極燈管的相對兩端被提供反相的交流電壓。依此方式，一個高壓差會維持在整個冷陰極燈管而不管冷陰極燈管的長度有多少，且在冷陰極燈管的每個地方都將提供照明強度均勻的光源。一或多個變壓器將提供于冷陰極燈管相對的兩端，以提供如此的交流電壓?？梢杂谐^一個冷陰極燈管連接在一起，以提供一個簡潔的排列?？墒褂靡黄胶怆娐穪硖峁┢胶獾妮敵鲭娏鹘o冷陰極燈管。另外，也提供一平衡電路的新設計來實現(xiàn)使多個冷陰極燈管的對應端能收到平衡過的輸出電流的目的。
圖2A表示根據(jù)本發(fā)明一實施例的一冷陰極燈管雙高壓驅動裝置。冷陰極燈管101可以為各種類型、外形及尺寸的市售冷陰極燈管。冷陰極燈管101包含端點103及端點105提供于冷陰極燈管101相對的兩端點并被不同的電源驅動器驅動。端點103連接到變壓器113并由變壓器113所驅動，其相對的端點105則連接到變壓器115并由變壓器115所驅動。變壓器113及115均被表示為有兩側繞組，但是其他種類的變壓器或者其他種的電源驅動元件也可以應用于此實施例。舉例來說，該變壓器可以包括一被線圈纏繞的鐵芯或鋼芯。由于分離的變壓器113及115被用于冷陰極燈管101相對的兩端，所以可以被設置于分離的電路板并靠近其對應的端點103及端點105。
變壓器113及115驅動冷陰極燈管101，也就是說，讓冷陰極燈管101發(fā)光。在此實施例中，變壓器113及115使用相同電壓(意指幅值及頻率相同)，但是反相的交流波形以驅動對應的冷陰極燈管101互相相對的端點103及端點105。舉例來說，分別由變壓器113及115提供的驅動信號可為幅值及頻率相同但是相位完全反相，也就是說，相位相差180度。此相位差于端點103及端點105間產(chǎn)生一電壓差，以驅動冷陰極燈管101發(fā)光。另外，由于端點103及端105點均由交流電壓所驅動，傳統(tǒng)冷陰極燈管設計的溫度計效應產(chǎn)生的光暗區(qū)域將被消除。
圖2B表示根據(jù)本發(fā)明上述實施例的另一冷陰極燈管雙高壓驅動裝置。圖中兩個冷陰極燈管117及119被連接于兩個變壓器121及122中間。變壓器121提供交流電壓給冷陰極燈管117的端點123及冷陰極燈管119的端點125。同樣，變壓器122提供交流電壓給冷陰極燈管117的端點127及冷陰極燈管119的端點129。變壓器121及122提供的交流電壓可以是幅值及頻率相同但是相位彼此不同。舉例來說，兩個交流電壓相位可以相差180度。基于與前文同樣的理由，冷陰極燈管117及119被有效的預防了溫度計效應。由于冷陰極燈管117及119被連接于兩個變壓器121及122中間，這樣的安排可以產(chǎn)生比圖2A的安排更亮的光源。
圖2C表示根據(jù)本發(fā)明上述實施例的另一冷陰極燈管雙高壓驅動裝置。冷陰極燈管131的端點133與冷陰極燈管137的端點135相接。冷陰極燈管131的端點139以及冷陰極燈管137的端點141連接到提供交流電壓給該兩端的變壓器143。如前文所述，此處的交流電壓可以是幅值及頻率相同但是相位彼此不同。如此，冷陰極燈管131及137被有效的預防了溫度計效應。因為兩冷陰極燈管131及137被安排為U型配置，只要使用一變壓器143就能驅動兩冷陰極燈管，可以作更簡潔的設計規(guī)劃。
圖2D表示根據(jù)本發(fā)明上述實施例的另一冷陰極燈管雙高壓驅動裝置。冷陰極燈管144的端點145與冷陰極燈管149的端點147相接。冷陰極燈管144的端點151連接到變壓器153，而且冷陰極燈管149的端點155連接到變壓器157。變壓器153及157提供交流電壓給端點151及端點155，此處的交流電壓可以是幅值及頻率相同但是相位彼此不同?；谕瑯拥睦碛桑潢帢O燈管144及149被有效的預防了溫度計效應。
圖3A表示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的一包含平衡電路的冷陰極燈管雙高壓驅動裝置。該冷陰極燈管雙高壓驅動裝置，包含一平衡電路201用以驅動并聯(lián)連接的冷陰極燈管203及205。冷陰極燈管203及205對應的相對端由不同的變壓器驅動。冷陰極燈管203的端點207由變壓器209驅動而相對端點211由變壓器213通過平衡電路201驅動。冷陰極燈管205的端點215由變壓器209驅動而相對端點217由變壓器213通過平衡電路201驅動。平衡電路201平衡由變壓器213送給端點211及端點217的交流電流。平衡電路201可以使用許多已知的電路設計來完成。各種電感及電容可以安排為不同的配置以提供合適的平衡電路。利用平衡電路201，一個變壓器可以用來驅動多個冷陰極燈管，因此可以設計出簡潔且經(jīng)濟的冷陰極燈管雙高壓驅動裝置。
圖3B表示根據(jù)本發(fā)明實施例的另一冷陰極燈管雙高壓驅動裝置，其包含平衡電路219及221用以驅動并聯(lián)連接的冷陰極燈管223，225、227及229。冷陰極燈管223的端點231連接到冷陰極燈管225的端點233及變壓器235。冷陰極燈管227的端點237連接到冷陰極燈管229的端點239及變壓器235。平衡電路219將變壓器241連接到冷陰極燈管223的端點243及冷陰極燈管225的端點245。平衡電路221將變壓器241連接到冷陰極燈管227的端點247及冷陰極燈管229的端點249。平衡電路219及221平衡由變壓器241送給端點243、245、247及249的交流電流。冷陰極燈管223，225、227及229的對應兩相對端接收的交流電壓可安排為幅值及頻率相同但是相位彼此不同。舉例來說，對應兩相對端接收的交流電壓相位可以相差180度以消除溫度計效應。利用平衡電路219及221，一個變壓器可以用來驅動多個冷陰極燈管，因此可以設計出簡潔且經(jīng)濟的冷陰極燈管雙高壓驅動裝置。
圖3C表示根據(jù)本發(fā)明實施例的另一冷陰極燈管雙高壓驅動裝置，其包含平衡電路251及253用以驅動并聯(lián)連接的冷陰極燈管255、257、259及261。端點263、265、267及269連接在一起。平衡電路251將變壓器271連接到冷陰極燈管255的端點273及冷陰極燈管257的端點275。平衡電路253將變壓器271連接到冷陰極燈管259的端點277及冷陰極燈管261的端點279。平衡電路251及253平衡由變壓器271送給端點273、275、277及279的交流電流所以單一變壓器271可以驅動多個冷陰極燈管255、257、259及261，因此可以設計出簡潔且經(jīng)濟的冷陰極燈管雙高壓驅動裝置。
圖3D表示根據(jù)本發(fā)明實施例的另一冷陰極燈管雙高壓驅動裝置，其包含平衡電路281及283用以驅動并聯(lián)連接的冷陰極燈管285、287、289及291。端點293、295、297及299連接在一起。平衡電路281將變壓器301連接到冷陰極燈管285的端點303及冷陰極燈管287的端點305。平衡電路283將變壓器307連接到冷陰極燈管289的端點309及冷陰極燈管291的端點311。變壓器301的一端點310接到平衡電路281，另一端點311接到地電壓。同樣的，變壓器307的一端點313接到平衡電路283，另一端點315接到地電壓。平衡電路281及283分別平衡由變壓器301送給端點303、305及變壓器307送給端309、311的交流電流。所以平衡電路281及283可以驅動多個冷陰極燈管，因此可以設計出簡潔且經(jīng)濟的冷陰極燈管雙高壓驅動裝置。
圖4介紹根據(jù)本發(fā)明一實施例的平衡電路的數(shù)學模式。電源供應器401輸出交流電壓VS給平衡電路403。平衡電路403包含由電感405及電容407組成的第一路徑以及由電感409及電容411組成的第二路徑冷陰極燈管413于接點415被接到平衡電路403，而且冷陰極燈管417于接點419被接到平衡電路403。電感405及409分別具有阻抗ZS1及ZS2。電容407及411分別具有阻抗ZC1及ZC2。冷陰極燈管413及417分別具有等效阻抗ZO1及ZO2。由平衡電路403輸出至冷陰極燈管413的電流nIO1可表示為以下方程式nI01=Vs×ZC1ZS1ZC1+(ZS1+ZC1)Z01---(1)]]>假設ZS1＝-ZC1則nI01=VSZS1---(2)]]>進一步假設ZS1＝ZS2，ZC1＝ZC2及ZO1＝ZO2，則nIO1＝nIO2(3)因此，經(jīng)由調整電感405、409及電容407及411的阻抗值，由平衡電路403輸出給冷陰極燈管413及417的電流可以相同，以達到電流平衡的目的。
圖5A到圖5F表示根據(jù)本發(fā)明的另一實施例，基于圖4介紹的數(shù)學模式的各種平衡電路。圖5A表示一平衡電路501連接在冷陰極燈管503、505及變壓器506中間。平衡電路501經(jīng)由一并聯(lián)電容509在接點508連接到變壓器506。接點508經(jīng)由電容507及電感510連接到冷陰極燈管503，并經(jīng)由電容511及電感513連接到冷陰極燈管505。如上述方程式所表示的，經(jīng)由調整電容507、511及電感510、513的阻抗值，平衡電路501可以輸出平衡的電流給冷陰極燈管503、505。
圖5B表示另一平衡電路515連接在冷陰極燈管517、519及變壓器521中間。平衡電路515經(jīng)由一并聯(lián)電容523在接點525連接到變壓器521。接點525經(jīng)由電容529及電感527連接到冷陰極燈管517，并經(jīng)由電容533及電感531連接到冷陰極燈管519。如上述方程式所表示的，經(jīng)由調整電容529、533及電感527、531的阻抗值，平衡電路515可以輸出平衡的電流給冷陰極燈管517及519。
圖5C表示另一平衡電路535連接在冷陰極燈管537、539及變壓器541中間，類似圖5A中的平衡電路501但是沒有并聯(lián)電容509。變壓器541經(jīng)由電容543及電感545連接到冷陰極燈管537，并經(jīng)由電容547及電感551連接到冷陰極燈管539。如上述方程式所表示的，經(jīng)由調整電容543、547及電感545、551的阻抗值，平衡電路535可以輸出平衡的電流給冷陰極燈管537及539。
圖5D表示另一平衡電路553連接在冷陰極燈管555、557及變壓器559中間，類似圖5B中的平衡電路515但是沒有并聯(lián)電容523。變壓器559經(jīng)由電感561及電容563連接到冷陰極燈管555，并經(jīng)由電感565及電容567連接到冷陰極燈管557。如上述方程式所表示的，經(jīng)由調整電容563、567及電感561、565的阻抗值，平衡電路553可以輸出平衡的電流給冷陰極燈管555及557。
圖5E表示由電容569、571及電感573、575組成的等效平衡電路，其連接于電源輸入接點577、579及變壓器581、583之間。變壓器581、583進一步連接到冷陰極燈管585、587、589及591。如上述方程式所表示的，經(jīng)由調整電容569、571及電感573、575的阻抗值，變壓器581、583可以輸出平衡的電流給冷陰極燈管585、587、589及591。
圖5F表示由電容593及電感595組成的等效平衡電路，其連接于電源輸入接點609、611及變壓器597、599之間。變壓器597、599進一步連接到冷陰極燈管601、603、605及607。如上述方程式所表示的，經(jīng)由調整電容593及電感595的阻抗值，變壓器597、599可以輸出平衡的電流給冷陰極燈管601、603、605及607。
本發(fā)明雖以優(yōu)選實施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領域技術人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進行更動與修改，因此本發(fā)明的保護范圍以所提出的權利要求所限定的范圍為準。
權利要求
1.一照明用的雙高壓驅動裝置，包括一照明單元，具有一第一端及一第二端；一第一驅動器，電連接到該照明單元的第一端以提供交流電壓給該第一端；以及一第二驅動器，電連接到該照明單元的第二端以提供交流電壓給該第二端，其中該第一端及該第二端的交流電壓相位為反相。
2.如權利要求1所述的雙高壓驅動裝置，其中該照明單元為冷陰極燈管。
3.如權利要求1所述的雙高壓驅動裝置，其中該第一驅動器及該第二驅動器為變壓器。
4.如權利要求1所述的雙高壓驅動裝置，其中該第一端及該第二端的交流電壓相位相差180度。
5.如權利要求4所述的雙高壓驅動裝置，其中該第一端及該第二端的交流電壓具有相同的幅值及頻率。
6.如權利要求1所述的雙高壓驅動裝置，還包括一附加的照明單元，其具有一第三端連接到該第一驅動器及一第四端連接到該第二驅動器。
7.如權利要求6所述的雙高壓驅動裝置，還包括一平衡電路連接到該第一驅動器，以產(chǎn)生平衡的輸出信號至該照明單元及該附加的照明單元。
8.一照明用的雙高壓驅動裝置，包括多個照明單元，分別具有一第一端及一第二端，該多個照明單元的第二端電連接在一起；以及一驅動器，電連接到該多個照明單元的第一端以提供交流電壓給該第一端。
9.如權利要求8所述的雙高壓驅動裝置，其中該多個照明單元為冷陰極燈管。
10.如權利要求8所述的雙高壓驅動裝置，其中該驅動器為變壓器。
11.如權利要求8所述的雙高壓驅動裝置，其中該第一端及該第二端的交流電壓相位相差180度。
12.如權利要求11所述的雙高壓驅動裝置，其中該第一端及該第二端的交流電壓具有相同的幅值及頻率。
13.如權利要求8所述的雙高壓驅動裝置，還包括至少一平衡電路連接到該驅動器，以產(chǎn)生平衡的輸出信號至該多個照明單元。
14.如權利要求8所述的雙高壓驅動裝置，其中該驅動器包括一第一驅動單元及一第二驅動單元。
15.如權利要求14所述的雙高壓驅動裝置，還包括一第一平衡電路連接到該第一驅動單元以及一第二平衡電路連接到該第二驅動單元，以產(chǎn)生平衡的輸出信號至該多個照明單元。
16.一照明用的雙高壓驅動裝置，包括多個的照明單元，分別具有一第一端及一第二端；一第一驅動器，電連接到該多個照明單元的第一端以提供交流電壓給該第一端；一第二驅動器，電連接到該多個照明單元的第二端以提供交流電壓給該第二端，其中該第一端及該第二端的交流電壓相位為反相；以及一平衡電路連接到該第一驅動器，該平衡電路具有一調整的阻抗，以產(chǎn)生平衡的輸出信號給該多個的照明單元。
17.如權利要求16所述的雙高壓驅動裝置，其中該平衡電路連接于該多個照明單元及該第一驅動器之間。
18.如權利要求17所述的雙高壓驅動裝置，其中該平衡電路通過一并聯(lián)電容連接到該第一驅動器。
19.如權利要求17所述的雙高壓驅動裝置，其中該平衡電路包括一第一電容及一第二電容，并聯(lián)連接到該第一驅動器。
20.如權利要求19所述的雙高壓驅動裝置，其中該平衡電路還包括一第一電感及一第二電感，分別將該第一電容及該第二電容連接至該多個照明單元。
21.如權利要求17所述的雙高壓驅動裝置，其中該平衡電路包括一第一電感及一第二電感，并聯(lián)連接至該第一驅動器。
22.如權利要求21所述的雙高壓驅動裝置，其中該平衡電路還包括一第一電容及一第二電容，分別將該第一電感及該第二電感連接至該多個照明單元。
23.如權利要求16所述的雙高壓驅動裝置，其中該第一驅動器連接于該多的照明單元及該平衡電路之間。
24.如權利要求23所述的雙高壓驅動裝置，其中該平衡電路包括一電感及一電容，該電容連接于該第一驅動器及該電感之間。
25.如權利要求23所述的雙高壓驅動裝置，其中該平衡電路包括一第一電感及一第二電感，并聯(lián)連接至該第一驅動器。
26.如權利要求25所述的雙高壓驅動裝置，其中該平衡電路還包括一第一電容及一第二電容，分別連接于該該第一驅動器與第一電感及該第二電感之間。
全文摘要
一照明用的雙高壓驅動裝置，包括一照明單元，其有一第一端及一第二端；一第一驅動器，電連接到該照明單元的第一端以提供交流電壓給該第一端；以及一第二驅動器，電連接到該照明單元的第二端以提供交流電壓給該第二端，其中該第一端及該第二端所接收的交流電壓相位為反相。
文檔編號H05B41/282GK1668161SQ20051006746
公開日2005年9月14日 申請日期2005年4月25日 優(yōu)先權日2004年10月1日
發(fā)明者魏慶德, 陳奎霖, 孫嘉宏, 李獻仁 申請人:友達光電股份有限公司