JP2007128840A - 平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法の提供。
【解決手段】主に灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法で、該灯体はフラットディスプレーと一般の照明に応用される灯源で、以下のステップを含む。パワー部品直流電源を提供しスクエアウェイブ電圧に切り替え、昇圧部品を利用し、スクエアウェイブ電圧上昇及び下降前縁の触発電圧を点灯電圧まで上昇させ、パルス式電流を提供し、該パルス式電流は灯体の誘電体層バリアをちょうど改善可能である。
【選択図】図４

Description

本発明は一種の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法に関する。特に一種の平面灯体の駆動電圧はスクエアウェイブ電圧或いは多段階式スクエアウェイブ電圧を利用し公知の正弦波電圧に代用し、該スクエアウェイブ電圧或いは多段階式スクエアウェイブ電圧の上昇及び下降前縁の触発電圧を点灯電圧まで上昇させ、駆動電流はパルス式電流で、スクエアウェイブ電圧の上昇及び下降前縁に生じ、誘電体層バリアをちょうど改善可能で、発光効率を向上させ、平面灯片の作業温度を低下させることができる平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法に係る。

液晶そのものは発光できないため、ＬＣＤは光源としてバックライト（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）を採用する必要がある。現在主に採用されている光源は冷陰極蛍光灯管により構成され、バックライドモジュールを形成する。数本の灯管により組成される線光源を平面光源とするために、バックライトモジュールは厚みのある拡散片を採用し、線光源を平面光源としなければならない。しかし、該拡散片の使用により該バックライトモジュールは全体の厚みと温度上昇の問題に直面している。

さらに、該バックライトモジュールは高輝度での長時間の使用により、該灯管の温度を高温に保持するため、該灯管の光出力の減衰現象を加速してしまう。さらには多数の灯管のバックライトモジュールの１本毎の灯管の減衰速度は同一ではないため、長期間の使用により、ＬＣＤの輝度が不均一になるという重大問題を形成する。これら問題を解決するために、冷陰極平面灯をＬＣＤのバックライト光源とする技術が開発された。

図１に示す公知の冷陰極平面灯の駆動電圧と駆動電流の波形図において、駆動電圧１１と駆動電流１２は共に正弦波を駆動波形とする。しかし、該駆動波形は極めて大きな循環電流（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ）を形成するため、駆動回路と平面灯片を流れる時(図示なし)、いわゆるパワー損失を引起す。その欠点は平面灯片の発光効率を低下させ、バックライトモジュールの発熱現象を引起す。

さらに図２に示す別種の公知の技術では、駆動電圧２１は単極性パルス電圧方式を採用し駆動するが、駆動電流２２は比較的小さなパルス電流で、単一電圧を採用し駆動し、単一方向の光出力を形成する。そのため、該単極性パルス電圧の駆動方式は以下の欠点を擁する。
（１）使用する駆動方式は固定単一極性のパルス電圧であるため、操作時間の増加に従い、平面灯片内部に充填する鈍気気体分子が遊離し発生するプラスイオン、マイナスイオンが電極附近に付着、堆積し、電解効果と累積壁電荷（Ｗａｌｌ Ｃｈａｒｇｅ）効果を形成する。該２種の効果が形成されると、駆動電圧を上げなければ該誘電体層バリアを克服することはできない。こうして、発光効率の低下と平面灯片の温度上昇を招き、アークは不安定になってしまう。
（２）該誘電体層バリアに伴い発生する問題は駆動電圧を上昇させる必要(駆動電圧は通常２ｋＶより大きい)を生じる。これに連れて電磁干渉（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ,ＥＭＩ）効果も上昇するため、該バックライトモジュールの作動時に、ＣＥ、ＦＣＣなどＥＭＩ/ＥＭＣの電磁関連テストを通過しにくくなってしまう。

さらに図３に示すさらに別種の技術では、その駆動電流は三次ハーモニック３２注入方式（３ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ）を利用し一次主波３１(正弦波)を混合し、台形波に近い合成波形３３を形成する。この種の駆動電流は正弦波駆動時に大循環電流を具えるという欠点を改善し、平面灯片の作動温度を低下させ発光効率を向上させることができる。しかし、該駆動電流にはやはり以下のような問題を含む。
（１）回路中に提供する変圧器には正確な制御を加える必要があり、特に漏感と追加の共振キャパシタが形成する共振周波数は正確に３倍の切替え周波数とする必要がある。さもなければ該台形波波形を形成することはできない。
（２）その変圧器の高圧が形成する合成台形波波形は変圧器に新たに循環電流を形成するため、パワー損失の問題がやはり存在する。よって駆動電圧を上昇させ損失パワーを補う必要があり、同時に電磁干渉効果もこれに連れて発生する。

上記３件の公知技術にはみな欠点があり、本発明は公知の冷陰極蛍光灯管と外部電極冷陰極蛍光灯管の正弦波の駆動方式とは異なり、外部電極方式の平面灯片発光効率を改善することができる。

本発明は平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法を提供する。それは主に平面灯片の駆動電圧はスクエアウェイブ電圧或いは多段階式スクエアウェイブ電圧を利用し公知の正弦波電圧に代用し、該スクエアウェイブ電圧或いは多段階式スクエアウェイブ電圧の上昇及び下降前縁の触発電圧を点灯電圧まで上昇させ、駆動電流はパルス式電流で、スクエアウェイブ電圧の上昇及び下降前縁に生じ、誘電体層バリアをちょうど改善可能で、発光効率を向上させ、平面灯片の作業温度を低下させることができる。

すなわち該灯体はフラットディスプレーと一般照明に応用される灯源で、誘電体層バリア誘電体層バリア放電方式を使用する外部冷陰極管、プラズマディスプレー、及び外部電極を使用する灯管などに適用可能で、以下のステップを含み、
パワー部品直流電源を提供しスクエアウェイブ電圧に切り替え、
昇圧部品を利用し、スクエアウェイブ電圧上昇及び下降前縁の触発電圧を点灯電圧まで上昇させ、
パルス式電流を提供し、該パルス式電流は灯体の誘電体層バリアをちょうど改善可能である。

該昇圧部品はスクエアウェイブ前縁の触発電圧を上昇させ、該スクエアウェイブ前縁に高電圧のパルスを形成する。

該パワー部品直流電源はスクエアウェイブ電圧に切替えられ、該スクエアウェイブ電圧もまた多段階式スクエアウェイブ電圧である。

該パルス式電流は該スクエアウェイブ電圧上昇及び下降の前縁に生じることを特徴とする平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法である。

請求項１の発明は、主に灯体はフラットディスプレー及び一般照明に応用される灯源で、それは以下のステップを含み、
パワー部品直流電源を提供しスクエアウェイブ電圧に切り替え、
昇圧部品を利用し、スクエアウェイブ電圧上昇及び下降前縁の触発電圧を点灯電圧まで上昇させ、
パルス式電流を提供し、該パルス式電流は灯体の誘電体層バリアをちょうど改善可能であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記灯体は冷陰極蛍光灯管であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記灯体は平面灯片であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記平面灯片は無水銀平面灯片であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項５の発明は、請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記灯体はプラズマディスプレーであることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記昇圧部品は高周波変圧器であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項７の発明は、請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記昇圧部品は自動変圧器であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項８の発明は、請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記昇圧部品はカプリングインダクターであることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項９の発明は、請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記昇圧部品は微小信号を拡大する電子部品であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項１０の発明は、請求項１或いは請求項９記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記パワー部品は金属酸化半導体フィールドトランジスタ、絶縁極双極性トランジスタ、双極性ジャンクショントランジスタの内の１つであることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項１１の発明は、請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記フラットディスプレーはＬＣＤとプラズマディスプレーの内の１つであることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項１２の発明は、請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記昇圧部品はスクエアウェイブ前縁の触発電圧を上昇させ、スクエアウェイブ前縁に高電圧パルスを形成することを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項１３の発明は、請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記パワー部品直流電源が切替えるスクエアウェイブはまた多段階式スクエアウェイブ電圧であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。
請求項１４の発明は、請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記パルス式電流はスクエアウェイブ電圧上昇と下降前縁において生じることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法としている。

本発明は目的及び効果において進歩性を具え、高い産業上の利用価値を持つ。しかも市場で運用されていないものである。

図４に示すように、本発明の駆動電圧４１は点灯電圧４１１と維持電圧４１２により構成される。
該駆動電圧４２は放電電流４２１と無電流４２２により構成される。
該駆動電流４２は放電電流４２１区域を具え、光出力４３区域を形成する。

本発明が応用実施可能な灯体はフラットディスプレーと一般照明に応用可能な灯源で、該灯体は外部電力冷陰極蛍光灯管と無水銀平面灯片を指す。該無水銀平面灯片は主要応用のパーツで、かつ該フラットディスプレーはＬＣＤである。その駆動方法は以下のステップを含む。

パワー部品直流電源切り替えスクエアウェイブ電圧或いは多段階式スクエアウェイブ電圧を提供し、該パワー部品は微小信号を拡大する電子パーツである。かつ該パワー部品は金属酸化半導体フィールドトランジスタ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ,ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁極双極性トランジスタ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ,ＩＧＢＴ）、双極性ジャンクショントランジスタ（Ｂｉｐｏｌａｒ Ｊｕｎｃｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ,ＢＪＴ）である。

昇圧部品を利用しスクエアウェイブ電圧を上昇及び下降させ、前縁の触発電圧は点灯電圧まで上昇する。該昇圧部品はスクエアウェイブ前縁の触発電圧を上昇させるが、これはスクエアウェイブ前縁が形成する高圧電圧の波形を指す。昇圧部品は高周波変圧器、自動変圧器、カプリングインダクターである。

パルス式電流を提供し、該パルス式電流はスクエアウェイブ電圧の上昇と下降前縁において発生し、かつ該パルス式電流は灯体の誘電体層バリアを解決することができる。

次に図５に示すように、本発明の駆動電圧は昇圧部品を利用し、該スクエアウェイブ前縁の触発電圧を上昇させ、該スクエアウェイブ前縁には高圧のパルスが形成される。該スクエアウェイブ電圧はハーモニックの影響を受け、実際には多段階式スクエアウェイブ電圧で、同時に駆動電流はパルス式電流である。かつ無電流区域もまた多段階式を停止、該パルス式電流は該スクエアウェイブ電圧上昇及び下降前縁において発生する。かつ該パルス式電流は灯体の誘電体層バリアをちょうど解決することができ、本図式は無水銀平面灯片の回路の実情における実際応用に反応することができる。

本発明は以下の長所を具える(主に無水銀平面灯片に応用する)。
（Ａ）パワー部品或いは他の方式を利用し、直流電源をスクエアウェイブ電圧に切替える。
（Ｂ）公知の高周波変圧器、自動変圧器、カプリングインダクターを利用し、スクエアウェイブ電圧を点灯電圧まで上昇させ、点灯に使用する。
（Ｃ）点灯後、駆動電圧は平坦高圧或いはやや下降を維持するが、全体的には駆動電圧はスクエアウェイブ形状電圧を維持する。
（Ｄ）駆動電流はパルス式電流で、駆動電圧が辺縁まで上昇或いは下降時に電流が存在する。
（Ｅ）駆動電流はパルス式電流で、外部電極方式の平面灯片の使用に適合し、大幅に誘電体層バリア（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂａｒｒｉｅｒ）を改善し、発光効率低下の欠点を解決可能である。すなわち、駆動電圧がスクエアウェイブ電圧を使用し引起すパルス式駆動電流は、誘電体層バリア放電（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｂａｒｒｉｅｒ Ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）方式を使用する外部電極冷陰極管、プラズマディスプレー、及び外部電極を使用する平面灯の灯源に適合する。
（Ｆ）駆動電圧がスクエアウェイブ形状電圧を維持すると再点灯に有利で、誘電体層に貯えられる電荷電位は灯片の駆動電圧低下を助けることができる。
（Ｇ）本発明が使用するスクエアウェイブ形状管電圧と点灯電圧及び平面灯のサイズは関係がなく、大画面への応用に極めて適している。

図４、５に示すように、本発明の主要な特徴は平面灯片の駆動電圧はスクエアウェイブ電圧或いは多段階式スクエアウェイブ電圧を利用し公知の制限は電圧に代用するもので、該スクエアウェイブ電圧或いは多段階式スクエアウェイブ電圧の上昇及び下降前縁の触発電圧は点灯電圧まで上昇し、かつ駆動電流はパルス式電流で、スクエアウェイブ電圧上昇及び下降前縁において誘電体層バリアを効果的に克服可能である。これにより発光効率を向上させ、平面灯片の作業温度を低下させ、極めて高い市場競争力を具える。

公知の冷陰極灯源の駆動電圧及び駆動電流の波形図である。 もう一つの公知の冷陰極灯源の駆動電圧及び駆動電流の波形図である。 さらにもう一つの公知の冷陰極灯源の駆動電流の波形図である。 本発明冷陰極平面灯の駆動電圧、駆動電流及び光出力の波形を示す図である。 本発明の実際の駆動電圧、電流量測波形図である。

符号の説明

１１、２１、４１ 駆動電圧
１２、２２、４２ 駆動電流
３１ 一次主波
３２ 三次ハーモニック
３３ 合成波形
４１１ 点灯電圧
４１２ 維持電圧
４２１ 放電電流
４２２ 無電流
５１ 実際駆動電圧
５２ 実際駆動電流

Claims (14)

1. 主に灯体はフラットディスプレー及び一般照明に応用される灯源で、それは以下のステップを含み、
   パワー部品直流電源を提供しスクエアウェイブ電圧に切り替え、
   昇圧部品を利用し、スクエアウェイブ電圧上昇及び下降前縁の触発電圧を点灯電圧まで上昇させ、
   パルス式電流を提供し、該パルス式電流は灯体の誘電体層バリアをちょうど改善可能であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
2. 請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記灯体は冷陰極蛍光灯管であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
3. 請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記灯体は平面灯片であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
4. 請求項３記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記平面灯片は無水銀平面灯片であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
5. 請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記灯体はプラズマディスプレーであることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
6. 請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記昇圧部品は高周波変圧器であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
7. 請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記昇圧部品は自動変圧器であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
8. 請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記昇圧部品はカプリングインダクターであることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
9. 請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記昇圧部品は微小信号を拡大する電子部品であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
10. 請求項１或いは請求項９記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記パワー部品は金属酸化半導体フィールドトランジスタ、絶縁極双極性トランジスタ、双極性ジャンクショントランジスタの内の１つであることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
11. 請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記フラットディスプレーはＬＣＤとプラズマディスプレーの内の１つであることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
12. 請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記昇圧部品はスクエアウェイブ前縁の触発電圧を上昇させ、スクエアウェイブ前縁に高電圧パルスを形成することを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
13. 請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記パワー部品直流電源が切替えるスクエアウェイブはまた多段階式スクエアウェイブ電圧であることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
14. 請求項１記載の平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法において、前記パルス式電流はスクエアウェイブ電圧上昇と下降前縁において生じることを特徴とする、平面灯体に応用するスクエアウェイブ電圧駆動方法。
    

Images