TWI399716B

TWI399716B - 驅動模組及其驅動方法

Info

Publication number: TWI399716B
Application number: TW97109082A
Authority: TW
Inventors: kun feng Huang; Hung Ming Hsieh
Original assignee: Innolux Corp
Priority date: 2008-03-14
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2013-06-21
Also published as: TW200939181A

Description

驅動模組及其驅動方法

本發明係關於一種驅動模組及其驅動方法，特別關於一種用以驅動發光模組的驅動模組及其驅動方法。

隨著科技的進步，各樣的顯示裝置已被發展出來，如液晶顯示裝置、平面電視、個人數位助理等。這些顯示裝置皆具有一發光模組以提供光源，而大部分的發光模組是以螢光燈管作為發光元件。在驅動後，螢光燈管內會產生管電流並衍生出磁場；然而，由於電磁場的交互作用，會使得兩兩相鄰的燈管振動而產生噪音，並降低可靠度。

圖1A及圖1B顯示兩兩相鄰的燈管及其產生的磁場。如圖1A所示，兩兩相鄰的燈管11、12各具有一管電流I₁ 、I₂ ，且管電流I₁ 、I₂ 的流動方向相同；在圖1B中，管電流I₁ 、I₂ 的流動方向相反。管電流I₁ 、I₂ 各自會產生一磁場B₁ 、B₂ 。如此一來，由於電磁場的交互作用，燈管11、12之間的作用力F會有下列的關係式：

其中L為燈管11、12的長度，D為燈管11、12的距離。

由上式可知，當管電流I₁ 、I₂ 增加、燈管長度L增加及距離D減少時，作用力F將隨之增大。在圖1A中，由於管電流I₁ 、I₂ 的流動方向相同，故作用力F使燈管11、12相吸；而在圖1B中，由於管電流I₁ 、I₂ 的流動方向相反，故作用力F使燈管11、12相斥。因此，當燈管11、12受作用力F作用時，會彼此相吸或相斥而振動，並造成類似音叉效應而產生噪音。當然，這類的噪音不是只發生在燈管，亦會發生在其他發光元件。此外，振動亦容易造成發光元件損壞。

因此，如何提供一種驅動模組及其驅動方法，能夠避免發光元件震動及噪音，實為當前重要課題之一。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種能夠避免發光元件震動及噪音，並提升可靠度的驅動模組及其驅動方法。

緣是，為達上述目的，本發明揭露一種發光模組的驅動方法，發光模組至少包含相鄰設置的一第一發光元件及一第二發光元件。驅動方法包含以下步驟：依據一第一訊號驅動第一發光元件；以及依據一第二訊號驅動第二發光元件，且第一訊號與第二訊號具有一相位差，相位差實質為(2n＋1)π/2，n為整數。

為達上述目的，依本發明之一種驅動模組用於驅動一發光模組，發光模組至少包含相鄰設置的一第一發光元件及一第二發光元件。驅動模組的特徵在於：驅動模組依據一第一訊號及一第二訊號分別驅動第一發光元件及第二發光元件，且第一訊號與第二訊號具有一相位差，相位差實質為(2n＋1)π/2，n為整數。

承上所述，因依本發明之一種用以驅動發光模組的驅動模組及其驅動方法，依據第一訊號及第二訊號驅動相鄰設置的發光元件，且第一訊號及第二訊號的相位差為(2n＋1)π/2(n為整數)。經驗證，當第一訊號及第二訊號的相位差為(2n＋1)π/2時，兩發光元件之間的作用力為零，即本發明的驅動方法使得發光元件無法產生振動及噪音，並提升發光模組的可靠度。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種驅動模組及其驅動方法，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

第一實施例

圖2A顯示本發明第一實施例之一種驅動模組21，驅動模組21與一發光模組22電性連接。圖2B顯示本發明第一實施例之一種發光模組22的驅動方法，其包含步驟S21及步驟S22。

發光模組22至少包含相鄰設置的一第一發光元件221及一第二發光元件222。本實施例的發光元件例如為冷陰極螢光燈管(CCFL)、熱陰極螢光燈管(HCFL)、外部電極螢光燈管(External Electrode Fluorescent Lamp,EEFL)，亦可為U型燈管或其他發光元件(或C燈)。發光模組22可作為一平面光源或一背光模組，亦可應用於一平面顯示裝置，例如一液晶顯示裝置。

請參照圖2A及圖2B以進一步說明驅動模組21及驅動方法。

步驟S21為依據一第一訊號S₂₁ 驅動第一發光元件221。步驟S22為依據一第二訊號S₂₂ 驅動第二發光元件222，且第一訊號S₂₁ 與第二訊號S₂₂ 具有一相位差，相位差實質為(2n＋1)π/2，n為整數。

於本實施例中，驅動模組21傳送第一訊號S₂₁ 至第一發光元件221以驅動第一發光元件221，並傳送第二訊號S₂₂ 至第二發光元件222以驅動第二發光元件222。本發明並不限定第一訊號S₂₁ 及第二訊號S₂₂ 的形式，例如以液晶顯示裝置之背光模組中的冷陰極螢光燈管而言，第一訊號S₂₁ 及第二訊號S₂₂ 為具有高壓的交流驅動訊號。此外，第一發光元件221及第二發光元件222更可傳送一第一回授訊號F1及一第二回授訊號F2至驅動模組21，第一回授訊號F1及第二回授訊號F2可用於穩定電壓，以保護第一發光元件221及第二發光元件222，亦可用於控制第一發光元件221及第二發光元件222的亮度大小。

在此需解釋為何當第一訊號S₂₁ 及第二訊號S₂₂ 的相位差為(2n＋1)π/2時，可避免第一發光元件221及第二發光元件222產生振動及噪音。假設兩相鄰設置的燈管被驅動後各產生一電流，且兩電流具有一相位差β，則兩電流可分別表示為I sin(wt )與I sin(wt ＋β )。

又，根據公式(1)，兩電流之間的作用力與兩電流的乘積成正比。兩電流的乘積如下式：

而在經過驗證後，發現燈管之間的作用力主要由低頻部分造成，故若為零時，則作用力幾乎為零。而為零的條件是相位差β為(2n＋1)π/2，n為整數。故使第一訊號S₂₁ 及第二訊號S₂₂ 具有(2n＋1)π/2的相位差，即能夠避免第一發光元件221及第二發光元件222產生振動及噪音。上述兩個發光元件僅為舉例說明，本發明亦可應用於兩個發光元件以上的態樣。

第二實施例

本發明第二實施例針對第一實施例之驅動模組21的內部電路有進一步的敘述及應用。圖3A顯示本發明第二實施例之一種驅動模組31，驅動模組31具有一切換升壓電路311，並與一發光模組32電性連接。發光模組32包含一第一發光元件321及一第二發光元件322，由於發光模組32之特徵與發光模組22相同，並已於第一實施例詳述，故不再贅述。圖3B顯示本發明第二實施例之一種發光模組32的驅動方法，其包含步驟S31至步驟S34。

請參照圖3A及圖3B以進一步說明本實施例之驅動模組31及驅動方法。

步驟S31為藉由切換升壓電路311依據一第一訊號S₃₁ 產生一第一交流驅動訊號P₃₁ 。步驟S32為藉由切換升壓電路311依據一第二訊號S₃₂ 產生一第二交流驅動訊號P₃₂ ，且第一訊號S₃₁ 與第二訊號S₃₂ 具有一相位差，相位差實質為(2n＋1)π/2，n為整數。在本實施例中，驅動模組31之切換升壓電路311用以對第一訊號S₃₁ 及第二訊號S₃₂ 進行切換以轉換為交流訊號，並進行升壓。

在本實施例中，第一訊號S₃₁ 及第二訊號S₃₂ 可分別為一脈寬調變(Pulse Width Modulation,PWM)訊號。在本實施例中，切換升壓電路311可具有多個電晶體以及變壓器。其中，電晶體接收第一訊號S₃₁ 及第二訊號S₃₂ 並開、關以進行切換而產生交流訊號，而交流訊號再藉由變壓器進行升壓以產生具有高壓的交流訊號作為第一交流驅動訊號P₃₁ 及第二交流驅動訊號P₃₂ 。

在產生第一交流驅動訊號P₃₁ 及第二交流驅動訊號P₃₂ 之後，可進行步驟S33傳送第一交流驅動訊號P₃₁ 至第一發光元件321，以及步驟S34傳送第二交流驅動訊號P₃₂ 至第二發光元件522，以驅動發光元件321、322。

第三實施例

本發明第三實施例之驅動模組是對第二實施例的驅動模組有進一步的揭露及應用。圖4A顯示本發明第三實施例之一種驅動模組41，驅動模組41具有一脈寬調變電路412及一切換升壓電路411，並與一發光模組42電性連接。本實施例的驅動模組41可直接應用於Burst mode的背先驅動，所謂Burst mode的背光驅動即藉由脈寬調變來進行亮度控制。發光模組42包含一第一發光元件421及一第二發光元件422，由於發光模組42之特徵與發光模組22相同，並已於第一實施例詳述，故不再贅述。圖4B顯示本發明第三實施例之一種發光模組42的驅動方法，其包含步驟S41至步驟S46。

請參照圖4A及圖4B以進一步說明本實施例之驅動模組41及驅動方法。

步驟S41為藉由脈寬調變電路412依據一第一訊號S₄₁ 產生一第一脈寬調變訊號S_P1 。步驟S42為藉由脈寬調變電路412依據一第二訊號S₄₂ 產生一第二脈寬調變訊號S_P2 ，且第一訊號S₄₁ 與第二訊號S₄₂ 具有一相位差，相位差實質為(2n＋1)π/2，n為整數。在本實施例中，驅動模組41之脈寬調變電路412用以對第一訊號S₄₁ 及第二訊號S₄₂ 進行脈寬調變。

在本實施例中，第一訊號S₄₁ 及第二訊號S₄₂ 可分別為一週期性訊號，例如一弦波訊號。脈寬調變電路412可具有至少一脈寬調變控制器(PWM Controller)，其接收第一訊號S₄₁ 及第二訊號S₄₂ 並進行脈寬調變而產生第一脈寬調變訊號S_P1 及第二脈寬調變訊號S_P2 ，且第一脈寬調變訊號S_P1 及第二脈寬調變訊號S_P2 亦具有(2n＋1)π/2的相位差。

步驟S43為藉由切換升壓電路411依據第一脈寬調變訊號S_P1 產生一第一交流驅動訊號P₄₁ 。步驟S44為藉由切換升壓電路411依據第二脈寬調變訊號S_P2 產生一第二交流驅動訊號P₄₂ 。在本實施例中，驅動模組41之切換升壓電路411分別與脈寬調變電路412及第一發光元件421與第二發光元件422電性連接。由於切換升壓電路411與切換升壓電路311的特徵相同，故不再贅述。切換升壓電路411對第一脈寬調變訊號S_P1 及第二脈寬調變訊號S_P2 進行切換並升壓而產生具有高壓的交流訊號作為第一交流驅動訊號P₄₁ 及第二交流驅動訊號P₄₂ 。

在產生第一交流驅動訊號P₄₁ 及第二交流驅動訊號P₄₂ 之後，可進行步驟S45傳送第一交流驅動訊號P₄₁ 至第一發光元件421，以及步驟S46傳送第二交流驅動訊號P₄₂ 至第二發光元件422，以驅動發光元件421、422。

綜上所述，因依本發明之一種用以驅動發光模組的驅動模組及其驅動方法，依據第一訊號及第二訊號驅動相鄰設置的發光元件，且第一訊號及第二訊號的相位差為(2n＋1)π/2(n為整數)。經驗證，當第一訊號及第二訊號的相位差為(2n＋1)π/2時，兩發光元件之間的作用力為零，即本發明的驅動方法使得發光元件無法產生振動及噪音，並提升發光模組的可靠度。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

11、12．．．燈管

21、31、41．．．驅動模組

22、32、42．．．發光模組

221、321、421．．．第一發光元件

222、322、422．．．第二發光元件

311、411．．．切換升壓電路

412．．．脈寬調變電路

B₁ 、B₂ ．．．磁場

D．．．距離

F1、F2．．．回授訊號

I₁ 、I₂ ．．．管電流

L．．．長度

P₃₁ 、P₄₁ ．．．第一交流驅動訊號

P₃₂ 、P₄₂ ．．．第二交流驅動訊號

S₂₁ 、S₃₁ 、S₄₁ ．．．第一訊號

S₂₂ 、S₃₂ 、S₄₂ ．．．第二訊號

S_P1 ．．．第一脈寬調變訊號

S_P2 ．．．第二脈寬調變訊號

S21~S22、S31~S34、S41~S46．．．發光模組的驅動方法之步驟

圖1A及圖1B為習知之燈管及其產生磁場的示意圖；圖2A為本發明第一實施例之一種驅動模組的示意圖；圖2B為本發明第一實施例之一種發光模組的驅動方法的流程圖；圖3A為本發明第二實施例之一種驅動模組的示意圖；圖3B為本發明第二實施例之一種發光模組的驅動方法的流程圖；圖4A為本發明第三實施例之一種驅動模組的示意圖；以及圖4B為本發明第三實施例之一種發光模組的驅動方法的流程圖。

S21~S22．．．發光模組的驅動方法之步驟

Claims

一種發光模組的驅動方法，該發光模組至少包含相鄰設置的一第一發光元件及一第二發光元件，該驅動方法包含以下步驟：依據一第一訊號驅動該第一發光元件；以及依據一第二訊號驅動該第二發光元件，且該第一訊號與該第二訊號具有一相位差，該相位差實質為(2n＋1)π/2，n為整數。
如申請專利範圍第1項所述之驅動方法，更包含：分別傳送該第一訊號及該第二訊號至該第一發光元件及該第二發光元件。
如申請專利範圍第1項所述之驅動方法，更包含：藉由一切換升壓電路依據該第一訊號產生一第一交流驅動訊號；傳送該第一交流驅動訊號至該第一發光元件；藉由該切換升壓電路依據該第二訊號產生一第二交流驅動訊號；以及傳送該第二交流驅動訊號至該第二發光元件。
如申請專利範圍第3項所述之驅動方法，其中該第一訊號及該第二訊號分別為一脈寬調變訊號。
如申請專利範圍第1項所述之驅動方法，更包含：藉由一脈寬調變電路依據該第一訊號產生一第一脈寬調變訊號；藉由一切換升壓電路依據該第一脈寬調變訊號產生一第一交流驅動訊號；傳送該第一交流驅動訊號至該第一發光元件；藉由該脈寬調變電路依據該第二訊號產生一第二脈寬調變訊號；藉由該切換升壓電路依據該第二脈寬調變訊號產生一第二交流驅動訊號；以及傳送該第二交流驅動訊號至該第二發光元件。
如申請專利範圍第5項所述之驅動方法，其中該第一訊號及該第二訊號分別為一週期性訊號。
如申請專利範圍第6項所述之驅動方法，其中該週期性訊號為一弦波訊號。
如申請專利範圍第1項所述之驅動方法，其中該第一發光元件及該第二發光元件分別為一螢光燈管。
如申請專利範圍第1項所述之驅動方法，其中該發光模組作為一背光模組，並應用於一平面顯示裝置。
如申請專利範圍第9項所述之驅動方法，其中該平面顯示裝置為一液晶顯示裝置。
如申請專利範圍第1項所述之驅動方法，其中該發光模組作為一平面光源。
一種驅動模組，用於驅動一發光模組，該發光模組至少包含相鄰設置的一第一發光元件及一第二發光元件，該驅動模組的特徵在於：該驅動模組依據一第一訊號及一第二訊號分別驅動該第一發光元件及該第二發光元件，且該第一訊號與該第二訊號具有一相位差，該相位差實質為(2n＋1)π/2，n為整數。
如申請專利範圍第12項所述之驅動模組，其中該驅動模組分別傳送該第一訊號及該第二訊號至該第一發光元件及該第二發光元件。
如申請專利範圍第12項所述之驅動模組，包含：一切換升壓電路，分別與該第一發光元件及該第二發光元件電性連接，並依據該第一訊號及該第二訊號分別產生一第一交流驅動訊號及一第二交流驅動訊號分別傳送至該第一發光元件及該第二發光元件。
如申請專利範圍第14項所述之驅動模組，其中該第一訊號及該第二訊號分別為一脈寬調變訊號。
如申請專利範圍第12項所述之驅動模組，包含：一脈寬調變電路，依據該第一訊號及該第二訊號分別產生一第一脈寬調變訊號及一第二脈寬調變訊號；以及一切換升壓電路，分別與該脈寬調變電路、該第一發光元件及該第二發光元件電性連接，並依據該第一脈寬調變訊號及該第二脈寬調變訊號分別產生一第一交流驅動訊號及一第二交流驅動訊號分別傳送至該第一發光元件及該第二發光元件。
如申請專利範圍第16項所述之驅動模組，其中該第一訊號及該第二訊號分別為一週期性訊號。
如申請專利範圍第17項所述之驅動模組，其中該週期性訊號為一弦波訊號。
如申請專利範圍第12項所述之驅動模組，其中該第一發光元件及該第二發光元件分別為一螢光燈管。
如申請專利範圍第12項所述之驅動模組，其中該發光模組作為一背光模組，並應用於一平面顯示裝置。
如申請專利範圍第20項所述之驅動模組，其中該平面顯示裝置為一液晶顯示裝置。
如申請專利範圍第12項所述之驅動模組，其中該發光模組作為一平面光源。