CN100466156C - 用于驱动背光组件的装置、液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

灯和具有该灯的背光组件用驱动装置。所述灯包括：用于发光的第一和第二玻璃管部分，各有一端弯曲并相互连接成一体；第一电极和第二电极，分别形成在该第一和第二玻璃管部分的各自的另一端处；以及第三电极，形成在所述第一和第二玻璃管部分的所述弯曲部分处。

Description

用于驱动背光组件的装置、液晶显示装置

技术领域

本发明涉及一种液晶显示器件，更具体地，涉及一种灯以及具有该灯的背光组件用驱动装置。

背景技术

平板显示器的示例包括等离子显示板(PDP)、场致发射显示器(FED)，以及液晶显示器(LCD)。平板显示器可以大致分为发光型显示器和受光型显示器。PDP和FED是发光型显示器，而LCD是受光型显示器。因为LCD自身并不发光，所以如果没有外部光源，则LCD不能显示图像。因此，LCD需要用于发光的背光组件。

背光组件的一般要求包括亮度高、效率高、亮度均匀、寿命长、尺寸小、重量轻以及成本低。通常，笔记本计算机配有效率高、寿命长的背光组件，从而减少其功耗，而PC监视器或电视机也可以配有高亮度背光组件。

背光组件配有作为光源的一个灯或多个灯。背光组件被分类为端缘型和直下式。在端缘式背光组件中，灯设置在液晶板的边缘，导光板将灯发出的光导向液晶板。该灯可以设置在液晶板的一个边缘处，或者多个灯可以设置在液晶板的不同边缘处，例如左边缘和右边缘。此外，可将多个灯设置在液晶板的所有边缘处。同时，在直下式背光组件中，多个灯布置在液晶板的后面，并相互间隔开预定的距离，从而它们直接照明液晶板。在这两种背光组件中，冷阴极荧光灯(CCFL)因其高亮度而被广泛使用。

图1A是现有技术背光组件中的直形CCFL的视图。图1B是现有技术背光组件中的U形CCFL的视图。

参照图1A，该直形CCFL包括圆柱形玻璃管1以及在其两端的电极2和3。玻璃管1沿直线伸长，电极2和3设置在玻璃管1的两端。在玻璃管1的电极2和3之间提供预定电压。各电极2、3的一端在玻璃管1的内部。因此，该预定电压直接施加到玻璃管1的内部空间，导致其内放电。因为直形CCFL具有几万cd/m²的高亮度，所以广泛用于背光组件中。

为了满足大尺寸液晶板的照明要求，广泛使用直下式背光组件。然而，直下式背光组件需要许多灯来直接照明该大尺寸液晶板。由于这些灯是分别驱动的，所以直下式背光组件的灯驱动电路复杂而庞大。为解决该问题，进行了各种尝试来改变灯的结构。例如，提出了U形CCFL和之字形CCFL。

参照图1B，U形CCFL包括圆柱型玻璃管部分5和6以及电极8和9。在一个灯中，玻璃管部分5和6是成对出现的。各个玻璃管部分5和6的一端弯曲，并在弯曲部分7处相连。电极8和9在各个玻璃管部分5和6的另一端内露出。因而，以U形形成了玻璃管部分5和6以及弯曲部分7。

因而，一个U形CCFL相当于两个直形CCFL。因此，所需的U形CCFL的数量是所需的直形CCFL的数量的1/2。由于一个U形CCFL只需要一个驱动电压，而对应的两个直形CCFL需要两个驱动电压，所以可以简化灯驱动电路。因而，可以减少所需的成本。通常以浮动型(floatingtype)的方式驱动U形CCFL。

图2是示出了具有图1B所示的U形灯的背光组件用驱动装置。参照图2，背光组件用驱动装置包括：控制器11，用于输出PWM(脉宽调制)控制信号；功率晶体管13，用于根据该控制信号将外部DC电压转换为DC方波电压；谐振逆变器15，用于将该DC方波电压转换为AC正弦波电压；以及U形灯17，用于利用该AC正弦波电压发光。

虽然在图2中只示出了一个谐振逆变器，但为U形灯17中的各电极8和9提供AC电压需要两个谐振逆变器。

分别对电极8和9施加第一AC电压和第二AC电压。此处，第一AC电压的相位与第二AC电压的相位相反。因此，在灯17的弯曲部分7处存在衰减电压(理想地为0V)。

玻璃管部分5和6具有相同的长度，在电极之间以及在弯曲部分7处，第一AC电压的相位通常与第二AC电压的相位相反。因此，在弯曲部分7处，第一AC电压被第二AC电压抵消。这被称为浮动型驱动。因此，当将具有相反相位的第一和第二AC电压分别施加到电极8和9时，玻璃管部分5和6可以发出相同亮度的光。

谐振逆变器15因电感和电容而具有阻抗。此外，U形灯17具有固有阻抗。谐振转换器15和U形灯17的阻抗都可因外部因素(例如噪声)而改变。因此，玻璃管部分5和6具有不同阻抗值。该阻抗差导致第一和第二AC电压在除了弯曲部分7之外的一部分玻璃管5或6处被抵消。在第一和第二AC电压相互抵消的部分不产生光。另外，当在玻璃管部分5和6中由第一和第二AC电压产生了放电时，管电流流过玻璃管部分5和6。该管电流根据阻抗而变化。因此，由于阻抗差，流经玻璃管部分5和6的各管电流变得互不相同。具有较大管电流的玻璃管部分具有高亮度，具有较小管电流的玻璃管部分具有低亮度。这使得亮度不均匀。

用于检测U形灯17的电特性(例如电压、电流和阻抗)的单元(未示出)连接在谐振逆变器15和U形灯17之间。由该单元检测的电特性被提供给控制器11，从而执行相应的电操作。由于该单元连接在谐振逆变器15和U形灯17之间，所以不能检测出U形灯17的精确的阻抗。仅在精确检测了玻璃管部分5和6之间的阻抗差时才可以控制第一和第二AC电压。然而，由于该单元设置在U形灯17的前面，所以不能精确检测玻璃管部分5和6之间的阻抗差。

对于大尺寸液晶板需要长的U形灯17。当U形灯17是长的时，第一和第二AC电压因玻璃管部分5和6的内部阻抗而下降。在弯曲部分7处出现大的压降。在玻璃管部分的端部具有亮度高，而弯曲部分7的亮度低，这使得亮度不均匀。

发明内容

因而，本发明旨在提供一种灯以及用于具有该灯的背光组件用驱动装置，其基本上可以消除因现有技术的局限和不足而产生的一个或更多个问题。

本发明的一个目的是提供一种可以提供稳定的电特性的灯以及具有该灯的背光组件用驱动装置。

本发明的其它优点、目的和特征部分地在下面的说明书中阐明，部分地将在本领域普通技术人员对下文的检验中而显而易见，或者可以从本发明的实践中习得。通过所撰写的说明书和权利要求书以及附图中具体指明的结构可以实现和获得本发明的目的和其它优点。

为实现这些目的和其它优点，并根据本发明的目的，如本文所具体实施和广义描述的，提供了一种灯，包括：用于发光的第一和第二玻璃管部分，它们各有一端弯曲并相互连接成一体；第一电极和第二电极，分别形成在所述第一和第二玻璃管部分的各自的另一端处；以及第三电极，形成在所述第一和第二玻璃管部分的弯曲部分处。

在本发明的另一方面，提供了一种用于驱动背光组件的装置，该装置具有：控制器，用于输出控制信号；开关单元，用于响应于所述控制信号输出DC方波电压；逆变器，用于将所述DC方波电压转换为AC电压；以及灯，用于响应于所述AC电压而发光，所述灯包括：第一和第二玻璃管部分，它们各有一端弯曲并相互连接成一体；第一电极和第二电极，分别形成在所述第一和第二玻璃管部分的各自的另一端处；以及第三电极，形成在所述第一和第二玻璃管部分的弯曲部分处，其中所述第三电极接地。

在本发明的又一方面，提供了一种用于驱动背光组件的装置，该装置具有：控制器，用于输出控制信号；开关单元，用于响应于所述控制信号输出DC方波电压；逆变器，用于将所述DC方波电压转换为AC电压；以及灯，用于响应于所述AC电压而发光，所述灯包括：第一和第二玻璃管部分，它们各有一端弯曲并相互连接成一体；第一电极和第二电极，分别形成在所述第一和第二玻璃管部分的各自的另一端处；以及第三电极，形成在所述第一和第二玻璃管部分的弯曲部分处，其中通过所述第三电极检测所述灯的电特性。

在本发明的再一方面，提供了一种用于驱动背光组件的装置，该装置具有：控制器，用于输出控制信号；开关单元，用于响应于所述控制信号输出DC方波电压；逆变器，用于将所述DC方波电压转换为AC电压；以及灯，用于响应于所述AC电压而发光，所述灯包括：第一和第二玻璃管部分，它们各有一端弯曲并相互连接成一体；第一电极和第二电极，分别形成在所述第一和第二玻璃管部分的各自的另一端处；以及第三电极，形成在所述第一和第二玻璃管部分的弯曲部分处，其中相位与提供给所述第一电极和第二电极的AC电压的相位相反的AC电压被提供给第三电极。

在本发明的再一方面，提供了一种液晶显示装置，该液晶显示装置具有：用于显示图像的液晶板；以及用于驱动背光组件以向所述液晶板提供光的单元，所述单元包括：控制器，用于输出控制信号；开关单元，用于响应于所述控制信号输出DC方波电压；逆变器，用于将所述DC方波电压转换为AC电压；以及灯，用于响应于所述AC电压而发光，所述灯包括：第一和第二玻璃管部分，它们各有一端弯曲并相互连接成一体；第一电极和第二电极，分别形成在所述第一和第二玻璃管部分的各自的另一端处；以及第三电极，形成在所述第一和第二玻璃管部分的弯曲部分处，其中所述第三电极接地。

在本发明的再一方面，提供了一种液晶显示装置，该液晶显示装置具有：用于显示图像的液晶板；以及用于驱动背光组件以向所述液晶板提供光的单元，所述单元包括：控制器，用于输出控制信号；开关单元，用于响应于所述控制信号输出DC方波电压；逆变器，用于将所述DC方波电压转换为AC电压；以及灯，用于响应于所述AC电压而发光，所述灯包括：第一和第二玻璃管部分，它们各有一端弯曲并相互连接成一体；第一电极和第二电极，分别形成在所述第一和第二玻璃管部分的各自的另一端处；以及第三电极，形成在所述第一和第二玻璃管部分的弯曲部分处，其中通过所述第三电极检测所述灯的电特性。

在本发明的再一方面，提供了一种液晶显示装置，该液晶显示装置具有：用于显示图像的液晶板；以及用于驱动背光组件以向所述液晶板提供光的单元，所述单元包括：控制器，用于输出控制信号；开关单元，用于根据所述控制信号输出DC方波电压；逆变器，用于将所述DC方波电压转换为AC电压；以及灯，用于根据所述AC电压而发光，所述灯包括：第一和第二玻璃管部分，它们各有一端弯曲并相互连接成一体；第一电极和第二电极，分别形成在所述第一和第二玻璃管部分的各自的另一端处；以及第三电极，形成在所述第一和第二玻璃管部分的弯曲部分处，其中相位与提供给所述第一电极和第二电极的AC电压的相位相反的AC电压被提供给第三电极。

应该理解，本发明的以上总体说明和以下详细说明都是示例性和解释性的，并旨在为所权利要求所述的本发明提供进一步的解释。

附图说明

所包括的附图用于进一步理解本发明，其并入并构成了本申请的一部分，示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。在附图中：

图1A和图1B是示出了现有技术的背光组件的CCFL；

图2是示出了具有图1B所示的U形灯的背光组件用驱动装置的示意图；

图3是根据本发明一实施例的背光组件的CCFL；

图4是示出了根据本发明第一实施例的背光组件用驱动装置的示意图；

图5是示出了根据本发明的第二实施例的背光组件用驱动装置的示意图；以及

图6是示出了根据本发明的第三实施例的背光组件用驱动装置的示意图。

具体实施方式

下面将详细说明本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。只要可能，相同的附图标记在整个附图中用于指示相同或相似的部件。

图3是示出了根据本发明一实施例的背光组件用CCFL的图。参照图3，该CCFL包括：预定长度的第一和第二玻璃管部分31和32，第一和第二玻璃管部分31和32各有一端弯曲并在连接部分33处相互连接为一体；第一和第二电极34和35，分别形成在第一和第二玻璃管部分的各自的另一端处，以相对于各自另一端的各自内侧而露出；第三电极36，形成在第一和第二玻璃管部分的连接部分33处。也就是说，CCFL是改进的U形灯47(见图4到图6)，与现有技术的U形灯相比，其另外在连接部分33处包括了第三电极36。

第一和第二玻璃管部分31和32由具有预定长度的透明玻璃形成。该预定长度可以与液晶板的尺寸成正比。也就是说，当液晶板小时，管部分31和32形成得短。反之，当液晶板大时，管部分31和32形成得长。由于管部分31和32具有相同的长度，所以第一和第二电极34和35位于相同的水平位置。管部分31和32充满用于放电的放电材料(例如水银)，并在管部分31和32的内表面上涂覆荧光材料。为了使电源平稳，不在第一电极和第二电极与第一玻璃管和第二玻璃管部分相互连接的部分上涂覆荧光材料。

第一到第三电极34到36可以由诸如Al、Ag、Cu等的导电材料形成。第一和第二电极34和35为针形，并分别插入到第一和第二玻璃管部分31和32中预定长度。另一方面，通过将金属带围绕附着在第一和第二玻璃管部分31和32的连接部分的外围，或者通过用导电材料涂覆该连接部分的外围来形成第三电极36。

取决于CCFL的目的，该第三电极36可以接地，可以连接到控制器从而检测CCFL的电特性，或者可以电连接到电源单元，从而将第三电压从电源单元直接提供给第三电极。可以从电源将第一电压和第二电压分别提供给第一和第二电极34和35。

图4是根据本发明的第一实施例的背光组件用驱动装置。参照图4，背光组件用驱动装置包括：控制器41，用于输出PWM(脉宽调制)控制信号；功率晶体管43，用于响应于该控制信号将外部DC电压转换为DC方波电压；谐振逆变器45，用于将所述DC方波电压转换为AC正弦波电压；以及用于发光的灯47。该U形灯47还配有接地的第三电极36。

控制器41输出PWM控制信号，用于控制提供给U形灯47的电力。该PWM控制信号被施加到功率晶体管43的栅极，外部DC电压被施加到功率晶体管43的漏极。功率晶体管43根据PWM控制信号周期性地导通/截止，相应地DC电压被转换为具有多个脉冲的DC方波电压。

谐振逆变器45包括谐振器和变压器。谐振器包括电阻、电感和电容。谐振器将DC方波电压转换为AC正弦波电压，变压器升高来自谐振器的AC正弦波电压。虽然为了简化对该器件的说明，在图4中只示出了一个谐振器，但为对U形灯47中的各电极34和35提供AC电压需要两个谐振逆变器。

第一AC电压和第二AC电压被分别施加给电极34和35。在现有技术中，第一AC电压的相位与第二AC电压的相位相反。在本发明的实施例中，由于在弯曲部分33处存在接地的第三电极36，所以第一AC电压的相位可以与第二AC电压的相位相反，也可以与之相同。

在U形灯47中，第一和第二电极34和35分别形成在第一和第二玻璃管31和32的各自的端部上，而接地的第三电极36形成在管部分31和32的连接部分33处。第一和第二电极34和35连接到谐振逆变器45。因而，分别向第一和第二电极34和35施加相位相反的第一和第二AC电压。由于第三电极36接地，所以第一电压的相位可以与第二电压的相位相反或相同。也就是说，第一电压的相位与第二电压的相位是相反还是相同是无关紧要的。

相反，根据现有技术的浮动型U形灯的弯曲部分是不接地的。因此，存在这样的可能性：由于各玻璃管部分之间的阻抗差，具有相反相位的第一和第二电压不是在灯的弯曲部分而是在其它部分相互抵消。因而，上述其它部分处的亮度可能被降低，这是不理想的。此外，由于电特性是在谐振逆变器和U形灯之间检测的，所以不能检测到现有技术U形灯的电特性。

由于U形灯47的第三电极36接地，连接部分33处总是存在地电压。因而玻璃管部分31和32的亮度接近于均匀，并可获得稳定的电特性。此外，第三电极36可以用作基准点。因而，可以维持玻璃管部分31和32的内部阻抗。从而，可以防止流经玻璃管部分31和32的管电流不同。

图5是示出了根据本发明第二实施例的背光组件用驱动装置的示意图。在根据第二实施例的驱动装置中，如图5所示，灯47的第三电极36电连接到控制器41。其它结构和连接关系与图4所示的驱动装置相同，为了简化，省略对它们的详细描述。

参照图5，灯47的第三电极36电连接到控制器41，通过第三电极36在连接部分33处检测U形灯47的电特性(例如电压、电流和玻璃管部分31和32的阻抗)。此外，检测谐振器45与灯47之间的电特性。然而，这些电特性反映了谐振转换器45(而不是灯47)的电特性。因而，通过检测灯47的准确电特性来准确地控制灯47的阻抗匹配和亮度调节。

图6是根据本发明第三实施例的背光组件用驱动装置的示意图。参照图6，分别向第一和第二电极34和35施加第一和第二AC电压，此外，向第三电极36施加第三AC电压。为此，第三电极36还连接到谐振逆变器45。此时，分别向第一和第二电极34和35施加具有相同相位的第一和第二AC电压，而向第三电极36施加相位与第一和第二AC电压的相位相反的第三AC电压。

通常，对于宽屏液晶板，灯变得较长。当向长灯的一端施加AC电压时，所施加的AC电压沿长灯的长度方向下降。因此，大幅度降低的AC电压被施加给长灯的另一端。结果，长灯另一端处的亮度大大降低。第三实施例解决了这个问题。也就是说，由于在连接部分33向第三电极施加了相位与第一和第二AC电压的相位相反的第三AC电压，因此增加了连接部分33处的亮度。

虽然在上面描述中，在本发明的实施例中使用CCFL，但在本发明的实施例中也可以使用外部电极荧光灯(EEFL)。在EEFL的情况下，电极没有相对于玻璃管端部的内侧露出。在EEFL中，电极可以形成在玻璃管的端部，或者可以形成在玻璃管的两个端部之间的任何部分处。当在其两个外端部形成有电极的EEFL灯弯曲成U形，并且在其弯曲部分处形成了第三电极时，本发明也可以应用于该EEFL。此外，虽然上面描述的是U形灯，但本发明也可应用于之字形灯。

如上所述，在本发明的实施例中，通过将设置在灯的弯曲部分的电极接地来消除各玻璃管部分之间的阻抗差。因此，可以获得稳定的输出。此外，可以使用在灯的弯曲部分设置的第三电极来简单地检测灯的准确电特性。因而，可以提高可靠性。此外，可以对在灯的弯曲部分处设置的第三电极提供第三电压。因而，即使在宽屏幕显示器件中，也可以获得均匀的亮度。

对于本领域技术人员来说，显而易见地，可以对本发明的灯和具有该灯的背光组件用驱动装置进行各种变型和修改。因此，本发明旨在覆盖这些对于本发明的变型和修改，只要它们落入了所附权利要求及其等价物的范围内。

本发明要求2004年8月31日在韩国提交的韩国专利申请No.69139/2004的优先权，在此通过引用将其全部并入本文中。

Claims (6)

1、一种用于驱动背光组件的装置，所述装置包括：

控制器，用于输出控制信号；

开关单元，用于响应于所述控制信号输出DC方波电压；

逆变器，用于将所述DC方波电压转换为AC电压；以及

灯，用于响应于所述AC电压而发光，

所述灯包括：

第一玻璃管部分和第二玻璃管部分，各有一端弯曲并相互连接成一体；

第一电极和第二电极，分别形成在所述第一玻璃管部分和第二玻璃管部分各自的另一端处；以及

第三电极，形成在所述第一玻璃管部分和第二玻璃管部分的弯曲部分处，

其中，通过所述第三电极检测所述灯的电特性。

2、根据权利要求1所述的装置，其中所述电特性包括灯的电压、电流和阻抗。

3、根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器响应于所检测到的电特性来控制所述灯。

4、根据权利要求1所述的装置，其中所述灯是U形灯或之字形灯。

5、根据权利要求1所述的装置，其中所述灯是冷阴极荧光灯或外部电极荧光灯。

6、一种液晶显示装置，所述液晶显示装置包括：

用于显示图像的液晶板；以及

用于驱动背光组件以对所述液晶板提供光的单元，

所述单元包括：

控制器，用于输出控制信号；

开关单元，用于响应于所述控制信号输出DC方波电压；

逆变器，用于将所述DC方波电压转换为AC电压；以及

灯，用于响应于所述AC电压而发光，

所述灯包括：

第一玻璃管部分和第二玻璃管部分，各有一端弯曲并相互连接成一体；

第一电极和第二电极，分别形成在所述第一玻璃管部分和第二玻璃管部分各自的另一端处；以及

第三电极，形成在所述第一玻璃管部分和第二玻璃管部分的弯曲部分处，

其中，通过所述第三电极检测所述灯的电特性。

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