專利名稱：冷陰極熒光燈、液晶顯示設備及其相關設備和控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種冷陰極熒光燈、一種冷陰極熒光燈驅動設備、一種冷陰極熒光燈設備、一種液晶顯示設備、一種冷陰極熒光燈的控制方法、和一種液晶顯示設備的控制方法。
背景技術：
已知的熒光燈大致被分類成由交流電流驅動的熒光燈和由直流電流驅動的熒光燈。此外，熒光燈還可被分類成熱陰極類型的熒光燈和冷陰極類型的熒光燈。并且，那些在發(fā)光的初始階段點亮的熒光燈被通稱為熱陰極類型的熒光燈，并在此后作為冷陰極類型操作，這例如在日本專利早期公開的No.2000-294391(以下稱為專利文獻1)中公開。
盡管上述的這種熒光燈是工業(yè)上廣泛使用的，但注意到在最近幾年將熒光燈應用到冷陰極熒光燈設備(背光設備)，以便從液晶顯示設備面板的背面照射光。作為與液晶顯示設備的背光設備一起使用的光源，特別注意冷陰極熒光燈(CCFL)，其使用不需要加熱的冷陰極并具有比較長的壽命。
與背光設備一起使用的冷陰極熒光燈通常由大約30到50kHz的高振蕩頻率的高電壓驅動，以便抑制因交流電流使用引起的閃爍。此外，作為用于驅動冷陰極熒光燈的電路，倒相電路被廣泛地用來將商業(yè)的直流電源轉換成高頻電源，高頻電源向冷陰極熒光燈供電。
此外，隨著近年來液晶顯示設備的顯示面積的增加，與背光設備一起使用的冷陰極熒光燈也日益傾向于配有增加的長度，以符合液晶面板的顯示面積的擴大，其中背光設備從液晶面板的背面照射光。此外，隨著液晶顯示設備的顯示面積的增加，通常采用直接背光設備，其中多個冷陰極熒光燈彼此平行地并列以形成平面光源，并且放置在液晶面板的背面以在液晶面板上照射光。在所述類型的背光設備中，在冷陰極熒光燈的背面上提供反射構件以提高光的利用率，或者在背光設備和液晶面板之間插入諸如擴散片或棱鏡片的光學片以增強亮度。以這種方式，已為背光設備設計出各種光學結構，并且采用一種圍繞作為光源的冷陰極熒光燈的結構。
此外，作為用于冷陰極熒光燈的驅動電路，還使用如圖42和43中所示的改善的集電極諧振電路，這例如在日本專利No.3,230,540(之后稱為專利文獻2)中公開。

發(fā)明內(nèi)容
上述的這種液晶顯示設備具有一個問題，即施加到冷陰極熒光燈的高頻驅動功率作為泄漏電流流經(jīng)在冷陰極熒光燈和在冷陰極熒光燈周圍提供的各種光學部件之間形成的浮動電容，所述光學部件比如發(fā)射器和擴散片。通過擴大顯示面積、采用多個彼此平行并列的冷陰極熒光燈以及頻繁使用各種光學部件，浮動電容的大小根據(jù)冷陰極熒光燈的長度增加而增加。浮動電容大小的增加逐漸增加了泄漏電流的大小并且使得難以有效地利用驅動功率。
此外，在具有增加的長度的冷陰極熒光燈中，泄漏電流中間地在縱向出現(xiàn)，并且引起縱向上不同部分處光發(fā)射量的變化。特別地，流經(jīng)冷陰極熒光燈內(nèi)側的電流靠近電極時增加而遠離電極時減小。因此，冷陰極熒光燈展示出亮度中的不同，即亮度在靠近電極時增加而遠離電極時減小。這個現(xiàn)象隨著冷陰極熒光燈伸長的增加而變得明顯。
因此，為了減小高頻漏電，其中采用將高頻的高電壓施加到冷陰極熒光燈的交流驅動，可能的對策是增加冷陰極熒光燈和用于減小浮動電容的圍繞結構之間的空間距離。但是，這對策涉及增加背光設備的結構的厚度并使得難以降低液晶顯示設備的厚度。
因此，所期望的是提供一種解決上述有關交流驅動問題的液晶顯示設備以及適合與液晶顯示設備一起使用的一種冷陰極熒光燈、一種冷陰極熒光燈驅動設備、一種冷陰極熒光燈設備、一種冷陰極熒光燈的控制方法、和一種液晶顯示設備的控制方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種冷陰極熒光燈，具有光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還具有放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極。
該冷陰極熒光燈包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，和彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極。在該冷陰極熒光燈中，施加到第一和第二內(nèi)部電極之間的電壓的波形和電壓施加的定時以及施加到第一和第二外部電極之間的電壓的波形和電壓施加的定時可以被彼此自由且獨立地控制。
利用該冷陰極熒光燈，可預見發(fā)光性能的增強。特別地，交流電壓可施加在第一和第二外部電極之間以容易地開始發(fā)光。此外，通過在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓并且將交流電壓的施加周期設置為短于直流電壓的施加周期，能夠減小泄漏電流。結果，可以防止冷陰極熒光燈縱向上亮度的變化。
根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，提供了一種用于驅動冷陰極熒光燈的冷陰極熒光燈驅動設備，所述冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，該冷陰極熒光燈驅動設備包括直流驅動電路，可操作用于在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，交流驅動電路，可操作用于在第一和第二外部電極之間施加交流電壓，以及轉換電路，可操作用于控制直流驅動電路和交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓。
該冷陰極熒光燈驅動設備包括直流驅動電路和交流驅動電路，并且在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。此外，在第一和第二外部電極之間施加交流電壓。該冷陰極熒光燈驅動設備還包括轉換電路，其控制直流驅動電路和交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。接著，在施加交流電壓的所述預定時間周期內(nèi)出現(xiàn)冷陰極熒光燈的發(fā)光，并且在該預定時間周期期滿后，還通過施加直流電壓來繼續(xù)冷陰極熒光燈的發(fā)光。這里，直流電壓還包括在比交流電壓的循環(huán)周期長的循環(huán)周期中極性反向的電壓。
利用所述冷陰極熒光燈驅動設備，當驅動包括第一和第二內(nèi)部電極以及第一和第二外部電極的冷陰極熒光燈時，能通過執(zhí)行對施加交流電壓的控制來容易地開始放電。接著，通過在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓可繼續(xù)冷陰極熒光燈的發(fā)光。此外，在施加交流電壓停止后，因為沒有出現(xiàn)泄漏電流，所以能防止可能的功率損失以及冷陰極熒光燈縱向上可能的亮度變化。
根據(jù)本發(fā)明的進一個實施例，提供了一種冷陰極熒光燈設備，包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，還包括一個或多個直流驅動電路，每個直流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，一個或多個恒流電路，每個恒流電路可操作用于將在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間的直流電流大小控制在一個預定值，一個或多個交流驅動電路，每個交流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二外部電極之間施加交流電壓，以及轉換電路，可操作用于控制一個或多個直流驅動電路和一個或多個交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓。
該冷陰極熒光燈設備包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，和彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極。該冷陰極熒光燈設備還包括可操作用于驅動冷陰極熒光燈的一個或多個直流驅動電路或一個或多個恒流電路。直流電壓被施加到第一和第二內(nèi)部電極之間以供應固定電流，并且交流電壓被施加到第一和第二外部電極之間。該冷陰極熒光燈設備還包括轉換電路，用于控制直流驅動電路和交流驅動電路，使得在第一和第二外部電極之間施加交流電壓一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。接著，在施加交流電壓的所述預定時間周期內(nèi)出現(xiàn)冷陰極熒光燈的發(fā)光，并且在該預定時間周期期滿后，還通過施加直流電壓來繼續(xù)冷陰極熒光燈的發(fā)光。這里，直流電壓還包括在比交流電壓的循環(huán)周期長的循環(huán)周期中極性反向的電壓。
利用所述冷陰極熒光燈設備，能容易地開始放電，并且，在施加交流電壓停止后，沒有出現(xiàn)泄漏電流。因此，能防止可能的功率損失以及冷陰極熒光燈縱向上可能的亮度變化。此外，因為轉換電路控制流經(jīng)冷陰極熒光燈的直流電流的極性方向，所以能延長冷陰極熒光燈的壽命。此外，在提供了多個冷陰極熒光燈的情況下，可通過對每個冷陰極熒光燈的電流的通過和阻塞進行控制來有選擇地點亮或關閉所述冷陰極熒光燈中的一些。
根據(jù)本發(fā)明的又進一個實施例，提供了一種液晶顯示設備，包括液晶顯示面板，可操作用于根據(jù)同步信號在其上的一個位置處依照圖像信號來顯示圖像，和放置在液晶顯示面板背部正面上的冷陰極熒光燈設備，該冷陰極熒光燈設備包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，還包括一個或多個直流驅動電路，每個直流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，一個或多個恒流電路，每個恒流電路可操作用于將在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間的直流電流大小控制在一個預定值，一個或多個交流驅動電路，每個交流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二外部電極之間施加交流電壓，以及轉換電路，可操作用于控制一個或多個直流驅動電路和一個或多個交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個與同步信號同步的預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓，以便控制在冷陰極熒光燈或者每個冷陰極熒光燈中流過的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。
該液晶顯示設備包括液晶顯示面板，可操作用于根據(jù)同步信號在其上的一個位置處依照圖像信號來顯示圖像，和放置在液晶顯示面板背部正面上的冷陰極熒光燈設備。該冷陰極熒光燈設備包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括放置在密封容器的內(nèi)側的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極.該冷陰極熒光設備控制冷陰極熒光燈的發(fā)光。該冷陰極熒光燈設備還包括可操作用于驅動冷陰極熒光燈的一個或多個直流驅動電路。因此，可能在每個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，以及在每個冷陰極熒光燈的第一和第二外部電極之間施加交流電壓。該冷陰極熒光燈設備還包括轉換電路，用于控制直流驅動電路和交流驅動電路，使得將交流電壓施加在每個冷陰極熒光燈的第一和第二外部電極之間一個與同步信號同步的預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在每個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。接著，在施加交流電壓的所述預定時間周期內(nèi)出現(xiàn)冷陰極熒光燈的發(fā)光，并且在該預定時間周期期滿后，還通過施加直流電壓來繼續(xù)冷陰極熒光燈的發(fā)光。這里，直流電流還包括在比交流電壓的循環(huán)周期長的循環(huán)周期中極性反向的電流。
利用該液晶顯示設備，能容易地開始放電，并且，在施加交流電壓停止后，沒有出現(xiàn)泄漏電流。因此，能防止可能的功率損失以及冷陰極熒光燈縱向上可能的亮度變化。此外，通過轉換直流電流的極性方向，延長了冷陰極熒光燈的壽命。此外，響應于同步信號可執(zhí)行冷陰極熒光燈的發(fā)光和關閉。在提供了多個冷陰極熒光燈的情況下，可通過對流經(jīng)每個冷陰極熒光燈的直流電流的通過和阻塞進行控制來有選擇地點亮或關閉所述冷陰極熒光燈中的一些，從而實現(xiàn)了要顯示在液晶顯示設備上的圖像的畫面質量的增強。
根據(jù)本發(fā)明的還進一步的實施例，提供了一種冷陰極熒光燈的控制方法，該冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，該控制方法包括步驟將交流電壓施加在第一和第二外部電極之間一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。
該冷陰極熒光燈的控制方法用于控制冷陰極熒光燈，該冷陰極熒光燈包括其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，和彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極。在該控制方法中，以如下方式執(zhí)行控制。特別地，將交流電壓施加在第一和第二外部電極之間一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，從而使冷陰極熒光燈發(fā)光。接著，在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。結果，在所述預定時間周期期滿后，還通過施加直流電壓來繼續(xù)冷陰極熒光燈的發(fā)光。這里，直流電流還包括在比交流電壓的循環(huán)周期長的循環(huán)周期中極性反向的電流。
利用該冷陰極熒光燈的控制方法，可容易地開始放電，并且，在施加交流電壓停止后，沒有出現(xiàn)泄漏電流。因此，可減少功率損失以及能防止冷陰極熒光燈縱向上可能的亮度變化。
根據(jù)本發(fā)明的在再又一個實施例，提供了一種液晶顯示設備的控制方法，該液晶顯示設備包括液晶顯示面板，可操作用于根據(jù)同步信號在其上的一個位置處依照圖像信號來顯示圖像，和放置在液晶顯示面板背部正面上的冷陰極熒光燈設備，并且該冷陰極熒光燈設備包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，該控制方法包括步驟將交流電壓施加在第一和第二外部電極之間一個根據(jù)同步信號的預定時間周期，以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時控制在冷陰極熒光燈中流過的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。
該液晶顯示設備的控制方法用于控制液晶顯示設備，該液晶顯示設備包括液晶顯示面板和冷陰極熒光燈設備。在該控制方法中，以下面的方式來執(zhí)行控制。特別地，將交流電壓施加在第一和第二外部電極之間一個根據(jù)同步信號的預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，從而使冷陰極熒光燈發(fā)光。接著，在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時控制在冷陰極熒光燈中流過的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。在供應流經(jīng)冷陰極熒光燈的直流電流的情況下，冷陰極熒光燈保持其發(fā)光，但是在不供應流經(jīng)冷陰極熒光燈的直流電流的情況下，冷陰極熒光燈停止發(fā)光。這里，直流電流還包括在比交流電壓的循環(huán)周期長的循環(huán)周期中極性反向的電流。
利用該液晶顯示設備的控制方法，可容易地開始放電，并且，在施加交流電壓停止后，沒有出現(xiàn)泄漏電流。因此，能防止可能的功率損失以及冷陰極熒光燈縱向上可能的亮度變化。此外，通過轉換直流電流的極性方向，可延長冷陰極熒光燈的壽命。此外，響應于同步信號可執(zhí)行冷陰極熒光燈的發(fā)光和關閉。在提供了多個冷陰極熒光燈的情況下，可通過對流經(jīng)每個冷陰極熒光燈的直流電流的通過和阻塞進行控制來有選擇地點亮或關閉所述冷陰極熒光燈中的一些，從而實現(xiàn)了要顯示在液晶顯示設備上的圖像的畫面質量的增強。
根據(jù)本發(fā)明的一個附加實施例，提供了一種冷陰極熒光燈設備，包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，還包括一個或多個直流驅動電路，每個直流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，一個或多個交流驅動電路，每個交流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的所述第一和第二內(nèi)部電極之間施加交流電壓，一個或多個電流方向控制和恒流電路，每個電流方向控制和恒流電路將在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間流動的電流大小控制在一個預定大小，以及轉換電路，可操作用于控制一個或多個直流驅動電路和一個或多個交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓，以便控制在冷陰極熒光燈或者每個冷陰極熒光燈中流過的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。
該冷陰極熒光燈設備包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括放置在密封容器內(nèi)側的第一和第二內(nèi)部電極。該冷陰極熒光燈設備還包括用于驅動每個冷陰極熒光燈的直流驅動電路、交流驅動電路和電流方向控制和恒流電路。在冷陰極熒光燈中，直流電壓/交流電壓可被施加在第一和第二內(nèi)部電極之間，并且可控制電流的大小。該冷陰極熒光燈設備還包括轉換電路，其控制要施加一個預定時間周期的交流電壓以引起電子和氣體彼此碰撞，并且控制在冷陰極熒光燈或者每個冷陰極熒光燈中流過的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。接著，在施加交流電壓的所述預定時間周期內(nèi)出現(xiàn)冷陰極熒光燈的發(fā)光，并且在該預定時間周期期滿后，還通過施加直流電壓來繼續(xù)冷陰極熒光燈的發(fā)光。這里，直流電流還包括在比交流電壓的循環(huán)周期長的循環(huán)周期中極性反向的電流。
利用該冷陰極熒光燈設備，在所使用的冷陰極熒光燈只包括內(nèi)部電極的情況下，也可容易地開始放電。此外，在施加交流電壓停止后，沒有出現(xiàn)泄漏電流。因此，能減少可能的功率損失以及防止冷陰極熒光燈縱向上可能的亮度變化。此外，轉換電路能控制流經(jīng)冷陰極熒光燈的直流電流的極性方向，并能通過轉換直流電流的極性方向來延長冷陰極熒光燈的壽命。此外，在提供了多個冷陰極熒光燈的情況下，可有選擇地點亮或關閉所述冷陰極熒光燈中的一些。
根據(jù)本發(fā)明的另一個附加的實施例，提供了一種冷陰極熒光燈的控制方法，該冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，該控制方法包括步驟將交流電壓施加在第一和第二外部電極之間一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。
該冷陰極熒光燈的控制方法用于控制冷陰極熒光燈，該冷陰極熒光燈包括由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極。在該控制方法中，以如下方式執(zhí)行控制。特別地，將交流電壓施加在第一和第二內(nèi)部電極之間一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，從而使冷陰極熒光燈發(fā)光。接著，在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，使得在所述預定時間周期期滿后，還通過施加直流電壓來繼續(xù)冷陰極熒光燈的發(fā)光。這里，直流電流還包括在比交流電壓的循環(huán)周期長的循環(huán)周期中極性反向的電流。
利用該冷陰極熒光燈的控制方法，在所使用的冷陰極熒光燈只包括內(nèi)部電極的情況下，也可容易地開始放電，并且，在施加交流電壓停止后，沒有出現(xiàn)泄漏電流。因此，能防止可能的功率損失以及冷陰極熒光燈縱向上可能的亮度變化。
通過下面的描述和所附權利要求并結合附圖，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點將更加明確，在附圖中，相同的部分或元件由相同的引用標記表示。


圖1A和1B是示出本發(fā)明所應用的冷陰極熒光燈的示意圖；圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的冷陰極熒光燈設備的框圖；圖3是示出圖2中所示的直流驅動電路的電路圖；圖4是示出圖2中所示的交流驅動電路的電路圖；圖5示出圖2中所示的恒流電路的電路圖；圖6A到6E是圖2的冷陰極熒光燈設備的時間圖；圖7是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的冷陰極熒光燈設備的電路圖；圖8A到圖8C是圖7中的冷陰極熒光燈設備的時間圖；圖9是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的液晶顯示設備的框圖；圖10是示出在圖9的液晶顯示設備中使用的冷陰極熒光燈設備的電路圖；圖11A到11C是圖10的冷陰極熒光燈設備的時間圖；圖12A到12C是圖9的液晶顯示設備的時間圖；圖13是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的液晶顯示設備中使用的冷陰極熒光燈設備的電路圖；圖14是示出根據(jù)第二實施例的液晶顯示設備中使用的另一個冷陰極熒光燈設備的電路圖；圖15A到15C是圖14的冷陰極熒光燈設備的時間圖；圖16到20是說明圖14的冷陰極熒光燈設備的操作的電路圖；圖21是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的冷陰極熒光燈設備的電路圖；圖22是圖21中所示的電流方向控制和恒流電路的電路圖；圖23A到23F是圖21的冷陰極熒光燈設備的時間圖；圖24是說明圖2的冷陰極熒光燈設備的直流驅動電路的操作原理的電路圖；圖25是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的冷陰極熒光燈設備的部分的電路圖；圖26是圖25的冷陰極熒光燈設備的變型；圖27是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施例的冷陰極熒光燈設備的電路圖；圖28是示出圖27中所示的電流方向控制電路的電路圖；圖29是示出圖27的冷陰極熒光燈設備的變型的電路圖；
圖30是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實施例的冷陰極熒光燈設備的電路圖；圖31是示出圖30中所示的驅動波形控制電路的電路圖；圖32和33是示出圖30的冷陰極熒光燈設備的變型的電路圖；圖34是示出根據(jù)本發(fā)明的第七實施例的冷陰極熒光燈設備的電路圖；圖35是示出圖34的冷陰極熒光燈設備的變型的電路圖；圖36是說明諧振頻率與圖34的冷陰極熒光燈設備的帶通濾波器和低通濾波器的關系的時間圖；圖37是說明圖34中所示的低通濾波器、信號和諧振頻率之間關系的時間圖；圖38是說明圖37中所示信號波形的波形圖；和圖39到43是示出各實施例的冷陰極熒光燈設備各種變型的電路圖。
具體實施例方式
首先，參考圖1A和1B來描述本發(fā)明的一個實施例所應用的冷陰極熒光燈10。圖1A示出了冷陰極熒光燈10的縱剖面，并且圖1B以放大的比例示出部分冷陰極熒光燈10的縱剖面。
冷陰極熒光燈10包括密封容器11、導電材料17a和17b、內(nèi)部電極17c和17d、以及外部電極18a和18b。密封容器11通常為圓柱形并由玻璃構成，玻璃是一種具有光學透明度和電氣絕緣屬性的材料。內(nèi)部電極17c和17d中的至少一個由電子發(fā)射材料組成。
在縱向上在其相對的端面上將密封容器11密封。由密封容器11包圍的內(nèi)部空間(之后稱為燈內(nèi)側)形成為基本上真空閉合的空間，并填充有非常少量的水銀，作為用于光發(fā)射的氣體。將熒光材料應用于形成閉合空間的玻璃的內(nèi)面。各自從密封容器11的密封端面在縱向上將導電材料17a和17b引出到閉合空間的外側。導電材料17a連接到內(nèi)部電極17c，內(nèi)部電極17c放置在燈內(nèi)側并在其之間保持導電性。同時，導電材料17b連接到內(nèi)部電極17d，內(nèi)部電極17d放置在燈內(nèi)側并在其之間保持導電性。在密封容器11與外部空間接觸的面(其在之后簡化稱為燈的外面)上，外部電極18a和18b彼此以間隔關系放置。外部電極18a和18b具有固定寬度的類似帶狀，并在垂直于密封容器11的圓柱形的縱向的方向上延伸。
冷陰極熒光燈10以如下方式操作。當燈內(nèi)側的電子與水銀原子碰撞時，發(fā)射光。在該實例中所發(fā)射的光的波長屬于紫外區(qū)域并且如此之短以至于該光不能在視覺上被看見。因此，與紫外線反應的熒光材料被應用于密封容器11的內(nèi)面。因此，熒光材料與紫外線反應以發(fā)射可見的射線，其波長取決于熒光材料的類型。因此，可根據(jù)熒光材料的類型來發(fā)射各種顏色的光。
現(xiàn)在參考圖2，示出了一種本發(fā)明的實施例所應用的冷陰極熒光燈設備。
所示的冷陰極熒光燈設備20包括冷陰極熒光燈10和冷陰極熒光燈驅動設備21。按照上述圖1A和1B的方式來配置冷陰極熒光燈10，并且在下面只參考對冷陰極熒光燈設備20的描述所需要的部件來給出該冷陰極熒光燈設備10的描述。
冷陰極熒光燈驅動設備21包括電源25、用于向內(nèi)部電極17c和17d供電的直流驅動電路22、用于向外部電極18a和18b供電的交流驅動電路26、恒流電路23、轉換控制電路24、和開關元件Sw2和Sw6。在本實施例中，轉換控制電路24和開關元件Sw2和Sw6構成轉換電路。根據(jù)來自轉換控制電路24的信號S2，將開關元件Sw2控制到接通(連接)或斷開(切斷)狀態(tài)。
電源25作為用于冷陰極熒光燈10的電源并且在本實施例中是直流電源。電源25產(chǎn)生直流電壓Vin并將該直流電壓Vin施加到直流驅動電路22，該直流驅動電路22因此在內(nèi)部電極17c和17d之間產(chǎn)生直流電壓Vdc。來自電源25的直流電壓Vin還被施加到交流驅動電路26，該交流驅動電路26在外部電極18a和18b之間產(chǎn)生交流電壓Vac。
通過二極管D1和D2以及恒流電路23，將來自直流驅動電路22的直流電源施加到在冷陰極熒光燈10的內(nèi)部電極17c和17d之間的節(jié)點。還注意到，放置二極管D1和D2是用于保護，并可以被省略。
同時，將來自交流驅動電路26的交流電源施加到在冷陰極熒光燈10的外部電極18a和18b之間的節(jié)點。
圖3示出了直流驅動電路22。參考圖3，直流驅動電路22包括晶體管Q21和Q22、振蕩和轉換變壓器L21、電阻器R21和R22、電容器C21、二極管D21和D22以及另一個電容器C22。振蕩和轉換變壓器L21包括初級側繞組N21到N23以及繞于其上的次級側N24和N25。
初級側繞組N21和N22具有相等數(shù)量的匝數(shù)，并且結束于初級側繞組N21末端的繞組和起始于初級側繞組N22末端的繞組彼此連接以形成一個中心抽頭。該中心抽頭連接到電源25以便向其施加直流電壓Vin。起始于初級側繞組N21末端的繞組連接到晶體管Q21的集電極，并且結束于初級側繞組N22末端的繞組連接到晶體管Q22的集電極。此外，電容器C21(包括初級側浮動電容)連接在起始于初級側繞組N21末端的繞組和結束于初級側繞組N22末端的繞組之間。因此，諧振電路主要是由電容器C21和初級繞組N21和N22構成。
諧振電路的諧振頻率取決于電容器C21的電容值，從初級側看來相等的初級繞組N21和N22的電感值和次級側的總電抗。諧振電路以自激勵的方式以所述諧振頻率振蕩。該自激勵振蕩電路通過振蕩和轉換變壓器L21而形成與電源就交流而言斷開的電路，如此該自激勵振蕩電路被稱為集電極諧振型電路。集電極諧振電路經(jīng)常以如此優(yōu)點被使用，即與共振型頻率變換電路(Royer Circuit)的振蕩頻率相比，振蕩頻率能夠增加，以及振蕩頻率不太可能受直流電壓Vin的值的影響。
電阻器R21和初級側繞組N23在其一端上連接到晶體管Q21的基極并且在另一端上連接到晶體管Q22的基極。初級側繞組N23具有相對初級繞組N21和N22的預定繞組比率和預定極性方向，使得滿足電路連接到初級側的條件的電壓形成正反饋環(huán)路。
簡單地描述具有上述結構的直流驅動電路22的操作。首先，當直流電壓Vin從電源25被施加到直流驅動電路22時，電阻器R21將基極電流供應給晶體管Q21的基極，并且電阻器R22將基極電流供應給晶體管Q22的基極。結果，電流流到晶體管Q21的集電極和晶體管Q22的集電極。
流到晶體管Q21的集電極的電流接著流到初級側繞組N21，并且流到晶體管Q22的集電極的電流接著流到初級側繞組N22，于是由電流在振蕩和轉換變壓器L21的磁心(未示出)中產(chǎn)生磁通量。但是，在磁心中由初級側繞組N21產(chǎn)生的磁通量的方向和由初級側繞組N22產(chǎn)生的磁通量的方向彼此相反，因此，磁通量相互抵消。
但是，由于晶體管Q21和Q22通常具有或多或少彼此不同的電流放大系數(shù)，較高的電流流到晶體管Q21和Q22其中一個的集電極，較高的電流流到初級繞組N21和N22中的一個。因此，在振蕩和轉換變壓器L21的磁心中產(chǎn)生對應于流經(jīng)初級繞組N1和N2的電流之間差異的磁通量。由此，在初級側繞組N23中產(chǎn)生對應于該磁通量的電壓。該電壓在正反饋方向中產(chǎn)生并且進一步增加了較高的集電極電流流經(jīng)的晶體管Q21和Q22其中一個的集電極電流，并且進一步減小了較低的集電極電流流經(jīng)的晶體管Q21和Q22其中一個的集電極電流，直到集電極突然下降到0。下面的描述假設前者是晶體管Q21而后者是晶體管Q22。
此時，在初級繞組N21、N22和N23以及次級側繞組N24中由諧振電路產(chǎn)生以正弦波形形式的電壓波形，諧振電路由電容器C21的電容值、以及從初級側看來相等的初級繞組N21和N22的電感值和次級側的總電抗構成。接著，由于在初級側繞組N23中產(chǎn)生的電壓被正反饋到晶體管Q21和Q22的基極，因此與諧振頻率相等的頻率的自激勵振蕩繼續(xù)。
這里，次級側N24和N25的繞組方向事先被確定以便在次級側N24和N25中產(chǎn)生的電壓相對中心抽頭具有彼此相反的極性，并且次級側N24和N25的匝數(shù)也彼此相等。因此，電壓被二極管D21和D22整流并且由電容器22平滑。因為次級繞組N24和N25的匝數(shù)被設置得高于初級繞組N21和N22的匝數(shù)，通過這種中心抽頭型的全整流電路，在電容器22兩端獲得高電平的直流電壓Vdc。
圖4中示出交流驅動電路26。參考圖4，交流驅動電路26包括晶體管Q61和Q62、振蕩和轉換變壓器L61、電阻器R61和R62、電容器C61(包括初級側浮動電容)。振蕩和轉換變壓器L61具有初級側繞組N61到N63以及繞于其上的次級側繞組N64和N65。
初級側繞組N61到N63具有相等數(shù)量的匝數(shù)，并且結束于初級側繞組N61末端的繞組和起始于初級側繞組N62末端的繞組彼此連接以形成一個中心抽頭。該中心抽頭通過電感器L161連接到電源25，起始于初級側繞組N62末端的繞組連接到晶體管Q62的集電極。此外，電容器61連接在起始于初級側繞組N61末端的繞組和結束于初級側繞組N62末端的繞組之間。因此，諧振電路由電容器61的電感和從初級側看來相等的初級側繞組N61和N62的電感值和次級側的總電抗構成。
電阻器R61和初級側繞組N63在其一端上連接到晶體管Q61并且在另一端上連接到電阻器R62和初級側繞組N63。初級側繞組N63如此纏繞以使得其具有相對初級側繞組N61和N62的繞組比率和極性方向，使得產(chǎn)生形成正反饋環(huán)路的電壓。
相對于初級側，上述的交流電驅動電路26的操作與直流驅動電路22的操作十分相同。另一方面，相對于次級側，因為它不包括用于整流的二極管以及不包括平滑電容器，因此作為交流電壓的交流電壓Vac被輸出到次級側。
圖5中示出恒流電路23。參考圖5，恒流電路23包括晶體管Q31、電阻器R31、參考電壓源Vref31、齊納二極管Dp31和運算放大器IC31。用于電流方向的電阻器R31連接到晶體管Q31的發(fā)射極，使得流經(jīng)晶體管Q31的發(fā)射極的電流使電阻器R31產(chǎn)生一個電壓。在電阻器R31兩端產(chǎn)生的電壓被輸入到運算放大器IC31的求反輸入端。同時，來自參考電壓源Vref31的電壓被輸入到運算放大器IC31的非求反輸入端。運算放大器IC31的輸出端連接到晶體管Q31的基極。如此，形成恒流電路23以便形成恒流源，固定大小的電流從該恒流源流經(jīng)晶體管Q31的發(fā)射極。
簡單地描述恒流電路23的操作。如果電阻器R31兩端的電壓，即輸入到運算放大器IC31的求反輸入端的電壓低于參考電壓源Vref31，即在運算放大器IC31的非求反輸入端處的電壓，那么運算放大器IC31的輸出端處的電壓在正向上出現(xiàn)，并且增加晶體管Q31的基極電流。因此，還增加了晶體管Q31的發(fā)射極電流。另一方面，如果電阻器R31兩端的電壓，即輸入到運算放大器IC31的求反輸入端的電壓高于參考電壓源Vref31，即在運算放大器IC31的非求反輸入端處的電壓，那么運算放大器IC31的輸出端處的電壓在負向上出現(xiàn)，并且減小晶體管Q31的基極電流。因此，還減小了晶體管Q31的發(fā)射極電流。
作為上述反饋動作的結果，電阻R31兩端的電壓通常被如此控制以便基本上等于參考電壓源Vref31的電壓。這里，如果電阻R31的值增加，那么流經(jīng)電阻R31的電流的大小，即晶體管Q31的發(fā)射極電流的大小可減小，但是如果電阻R31的值減小，那么流經(jīng)電阻R31的電流的大小，即晶體管Q31的發(fā)射極電流的大小可增加。此外，還通過變化參考電壓源Vref31的電壓值而不改變電阻R31的電阻值，可將晶體管Q31的發(fā)射極電流變化到期望的大小。
注意到，由于晶體管Q31的基極電流小于晶體管Q31的發(fā)射極電流，因此流經(jīng)晶體管Q31的發(fā)射極的電流大小和流經(jīng)晶體管Q31的集電極的電流大小基本上彼此相等。此外，齊納二極管Dp31被提供來保護，即用來限制晶體管Q31的基極電流，并且可以被省略。
此外，在圖2中所示的轉換控制電路24與開關元件Sw2和Sw6協(xié)同以形成轉換電路。轉換控制電路24產(chǎn)生分別用于控制開關元件Sw2和Sw6接通或斷開的信號S2和S6。此外，由于將可在接通或斷開之間控制的電子器件選擇為開關元件Sw2和Sw6，可以獲得比可替換情況下更高速度的操作，在可替換情況中使用了諸如繼電器的機械零件。盡管在本實施例中使用了晶體管，但是也可代替使用FET(場效應晶體管)。
接著，在開關元件Sw2接通時，將電源施加到直流驅動電路22，但是當開關元件Sw2斷開時，不將電源施加到直流驅動電路22。同時，在開關元件Sw6接通時，將電源施加到交流驅動電路26，但是當開關元件Sw6斷開時，不將電源施加到交流驅動電路26。換句話說，當在開關元件Sw2接通時，直流電壓Vdc具有一個預定值，但是當開關元件Sw2斷開時，直流電壓Vdc具有0V(伏)。此外，當在開關元件Sw6接通時，交流電壓Vac具有一個預定值，但是當開關元件Sw6斷開時，交流電壓Vac具有0V(伏)。
現(xiàn)在參考圖6A到6E來描述根據(jù)第一實施例的整個冷陰極熒光燈設備20的操作。
圖6A說明從轉換控制電路24輸出的信號S6。當信號S6在時間t0到時間t3的期間具有高電平(在圖6A中，較高的電平)時，開關元件Sw6被控制成接通，但是當信號S6具有低電平(在圖6A中，較低的電平)時，開關元件Sw6被控制成斷開。圖6B說明從轉換控制電路24輸出的信號S2。當開關元件Sw2在時間t2到時間t4的期間的一個時間點處從低電平(在圖6B中，較低的電平)變?yōu)楦唠娖?在圖6B中，較高的電平)時，開關元件Sw2被控制成接通，但是當信號S2具有低電平時，開關元件Sw2被控制成斷開。
圖6C說明交流電壓Vac的波形。當信號S6具有高電平時，開關元件Sw6展示出接通狀態(tài)并且通過交流驅動電路26產(chǎn)生預定值的交流電壓Vac，但是當信號S6具有低電平時，開關元件Sw6展示出斷開狀態(tài)并且通過交流驅動電路26產(chǎn)生值為0V的交流電壓Vac。圖6D說明來自直流驅動電路22的直流電壓Vdc的波形。當信號S2具有高電平時，開關元件Sw2展示出接通狀態(tài)并且產(chǎn)生預定值的直流電壓Vdc，但是當信號S2具有低電平時，開關元件Sw2展示出斷開狀態(tài)并且產(chǎn)生值為0V的直流電壓Vdc。
為了使直流驅動電路22繼續(xù)使冷陰極熒光燈10發(fā)光，如何相對時間t3選擇時間t2和時間t4是十分重要的。這將在下面描述。
此外，在時間t0接通開關元件Sw6，使得產(chǎn)生一個預定值作為交流電壓Vac以便通過交流驅動來使冷陰極熒光燈10發(fā)光。當執(zhí)行交流驅動時，盡管外部電極18a和外部電極18b沒有直接與燈的內(nèi)側接觸，但是它們向燈的內(nèi)側供應位移電流以使得水銀的電子和原子在燈的內(nèi)側彼此碰撞，從而開始使冷陰極熒光燈10發(fā)射光。注意到，在本實例中，隨著交流頻率的增加，這同樣作用來降低內(nèi)部電極17c和17d的功函數(shù)，從而便于電子的發(fā)射。
一旦冷陰極熒光燈10在保持等離子態(tài)的同時被點亮并且被直流驅動，可繼續(xù)發(fā)光。換句話說，在開始交流驅動之后電子和氣體之間的碰撞繼續(xù)的同時(在燈內(nèi)側的氣體保持為等離子態(tài)的同時)，如果執(zhí)行從交流驅動到直流驅動的轉換，那么可繼續(xù)冷陰極熒光燈10的發(fā)光狀態(tài)。在本實例中，由于在直流驅動中，由恒流電路23執(zhí)行恒流驅動，所以冷陰極熒光燈10可保持在穩(wěn)定的固定亮度。
這里，在圖6中，從時間t1到時間t5的范圍是在僅使用交流驅動的情況下燈內(nèi)側的氣體保持為等離子態(tài)的時間周期，并且如果直流驅動在時間t1到時間t5的范圍內(nèi)開始，那么可執(zhí)行直流發(fā)光并接著維持。但是，由于難以精確地檢測時間t1和時間t5，應當保證一個時間余量，以便例如從時間t2到時間t4的范圍內(nèi)，將用于起始直流驅動的信號S2信號通知給開關元件Sw2，從時間t2到時間t4的范圍是從時間t1到時間t5的范圍內(nèi)的時間周期。在以如此方式保證時間余量的情況下，可執(zhí)行冷陰極熒光燈10的發(fā)光，并以更高的確定度來保持。因此，將時間余量給作為從時間t1到時間t2的時間周期以及從時間t4到時間t5的另一個時間周期。
上述的時間余量的變化取決于氣體類型、環(huán)境溫度、冷陰極熒光燈10的個體差異、冷陰極熒光燈10的特性的老化、要用于交流驅動的交流電壓Vac的值，等等。此外，取決于驅動電路，在直流驅動電路22操作之前所輸出的在用于將開關元件Sw2控制到接通狀態(tài)的信號S2之后的時間延遲，也不同于在直流驅動電路22操作之前所輸出的在用于將開關元件Sw6控制到接通狀態(tài)的信號S6之后的時間延遲。因此，為了安全的原因確保時間余量，從使穩(wěn)定的發(fā)光繼續(xù)的角度出發(fā)，所期望的是，將要開始施加直流驅動電壓的定時設置為一個預定時間周期(在圖6D中，從時間t0到時間t3的時間周期)內(nèi)的時間點(例如，在圖6D中，時間t2)，在該預定時間周期中交流驅動繼續(xù)，并且設置在開始交流驅動之后直到開始直流驅動的時間周期(在圖6D中，從時間t0到時間t2)，以及只要可能設置在開始直流驅動之后直到停止交流驅動的時間周期(在圖6D中，從時間t2到時間t3)。
特別地，信號S6和S2被優(yōu)選地控制以便保證隨后的時間周期。首先，足夠用于在估計的最壞環(huán)境下通過交流驅動在燈內(nèi)側中使電子和氣體之間碰撞發(fā)生的時間周期被確保為從時間t0到時間t2的時間周期。此外，足夠用于保證在燈內(nèi)側中使電子和氣體之間碰撞繼續(xù)(燈內(nèi)側氣體的等離子態(tài)繼續(xù))的時間周期被確定為從時間t2到時間t3的時間周期。
以這種方式，第一實施例的冷陰極熒光燈設備20被如此控制以使得它通過交流驅動而發(fā)光，其中施加了交流電壓，并且在通過交流驅動使冷陰極熒光燈10發(fā)光(交流發(fā)光)后，通過直流驅動來使其發(fā)光(直流發(fā)光)，其中施加了直流電壓。接著，將用于直流驅動的時間周期設置得比用于交流驅動的周期更長。
第一實施例的冷陰極熒光燈設備20可解決在執(zhí)行交流驅動時出現(xiàn)的問題，即來自交流驅動電路26的交流電流作為漏電電流流到冷陰極熒光燈10和在冷陰極熒光燈10周圍提供的構件(例如，在冷陰極熒光燈10被用作為背光設備的情況下的各種光學構件，比如反射構件、擴散片等)之間形成的浮動電容，并且能夠實現(xiàn)驅動功率的有效利用。此外，在只執(zhí)行交流驅動時，可防止漏電電流中間地出現(xiàn)在具有長度增加的冷陰極熒光燈10的縱向上的出現(xiàn)條件，該出現(xiàn)條件引起縱向上不同位置處的光發(fā)射量的變化，導致冷陰極熒光燈10不同部分之間亮度的差異。結果，利用冷陰極熒光燈設備20可實現(xiàn)均勻亮度。
特別地，在通過交流驅動而使在冷陰極熒光燈10放光的情況下，漏電電流流經(jīng)浮動電容。但是，在通過直流驅動而使冷陰極熒光燈10放光的情況下，即使浮動電容存在，針對直流電流的電抗在理論上具有無限的大小并且能確立一個絕緣狀態(tài)。因此，漏電電流可下降為0。
此外，因為第一實施例的冷陰極熒光燈10包括一組用于直流驅動的內(nèi)部電極17c和17d以及一組用于交流驅動的外部電極18a和18b，從交流驅動電路26可施加作為交流電壓的交流電壓Vac，而從直流驅動電路22可施加作為直流電壓的直流電壓Vdc，以使冷陰極熒光燈10穩(wěn)定地發(fā)光。換句話說，由于提供了這兩組電極，用于交流驅動的時間周期和用于直流驅動的時間周期之間的關系可被任意控制，以例如使得它們彼此重疊。注意到，通過借助轉換電路對將交流電壓Vac和直流電壓Vdc施加到用于直流驅動的電極和用于交流驅動的電極的定時進行控制，來容易地實現(xiàn)所述用于交流驅動的時間周期和用于直流驅動的時間周期之間的關系。
如果利用第一實施例的冷陰極熒光燈10來執(zhí)行交流驅動和直流驅動，那么可將此前已經(jīng)被使用的各種反相器電路實際上用作為交流驅動電路26，并且可將此前已經(jīng)被使用的直流產(chǎn)生電路實際上用作為直流驅動電路22。因此，不僅可預見降低了設備的成本。此外，由于諸如IC的現(xiàn)有電子部件可被轉向，因此便于維護設備。此外，由于冷陰極熒光燈10被如此配置，使得轉換電路被放置在初級側上，并且次級側上的電壓由振蕩和轉換變壓器來升壓，許多部件的耐電壓屬性可設置得較低。
此外，在第一實施例的冷陰極熒光燈10中，由于通過玻璃的密封容器11，內(nèi)部電極17c和17d與外部電極18a和18b絕緣，玻璃是一種具有光學透明度和電氣絕緣屬性的材料，交流驅動電路26和直流驅動電路22之間的電互相干擾可以被防止。因此，可便于對交流驅動電路26和直流驅動電路22進行控制。
特別地，盡管外部電極18a和18b通過交流驅動電路26的次級側繞組N64和N65而對于直流是彼此連接的，由于插入了玻璃的密封容器11，外部電極18a和18b不具有對由內(nèi)部電極17c和17d產(chǎn)生的燈內(nèi)側中的直流電場的影響。此外，由于內(nèi)部電極17c和17d對于交流彼此連接，由于存在玻璃的密封容器11，因此內(nèi)部電極17c和17d不具有對由外部電極18a和18b產(chǎn)生的燈內(nèi)側中的交流電場的影響。由此，對直流驅動電路22和交流驅動電路26是顯得可操作還是不可操作的控制可容易地在低壓的初級側上執(zhí)行，同時所有次級側繞組保持與各個電極的連接。
此外，通過將施加了高壓的外部電極18a和18b僅交流驅動一個短的預定時間，可防止灰塵粘貼到外部電極18a和18b。
此外，通過將導電箔放置在具有內(nèi)部電極17c和17d的冷陰極熒光燈的外圍，上述的外部電極18a和18b可容易地形成。
注意到，在當直流電壓Vdc被施加到內(nèi)部電極17c和17d時，極性總是固定的情況下，例如將內(nèi)部電極17d設置為施加較低電位的陰極的情況下，即使內(nèi)部電極17d只是由電子發(fā)射材料形成則也是足夠的。盡管應用于圖2中的冷陰極熒光燈10的箭頭標記表示在施加直流電壓Vdc時產(chǎn)生的電流的方向，但是在如圖2所示的箭頭標記方向上施加直流電流的情況下，即使內(nèi)部電極17d只是由電子發(fā)射材料形成則也是足夠的。
盡管沒有示出，第一實施例的冷陰極熒光燈設備20可使用單獨激勵的反相器電路，其中驅動電路連接到晶體管Q21、Q22、Q61和Q62的基極而不連接到振蕩和轉換變壓器的初級側繞組N23和N63以及電阻R21、R22、R61和R62，以使得晶體管Q21和Q22利用其諧振頻率而互補地接通或斷開，并且晶體管Q61和Q62利用其諧振頻率而互補地接通或斷開。
在本實例中，由于晶體管Q21、Q22、Q61和Q62的基極由消耗很低功率的邏輯電路控制，通過控制晶體管Q21和Q22的基極使得晶體管Q21和Q22被斷開并且控制晶體管Q61和Q62的基極使得晶體管Q61和Q62被斷開，直流電壓Vdc和交流電壓Vac的電壓值可被容易地控制到0V。
現(xiàn)在，參考圖7來描述根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的冷陰極熒光燈設備30。
冷陰極熒光燈設備30包括冷陰極熒光燈10和冷陰極熒光燈驅動設備31。冷陰極熒光燈驅動設備31依次包括電源25、直流驅動電路22a和22b、交流驅動電路26、恒流電路23a和23b、二極管D1a、D1b、D2a和D2b、轉換控制電路34、和開關元件Sw2a、Sw2b和Sw6。
冷陰極熒光燈10和交流驅動電路26具有各自與上面描述的第一實施例中相似的結構，因此這里省略了重復的描述以避免冗余。此外，直流驅動電路22a和22b的結構和操作基本上與上述的直流驅動電路22類似，以及二極管D1a和D1b的結構和操作類似于上述的二極管D1，此外以及二極管D2a和D2b的結構和操作類似于上述的二極管D2。因此，這里省略了對直流驅動電路22a和22b以及二極管D1a、D1b、D2a和D2b的結構和操作的重復描述以避免冗余。
但是，在本實施例的冷陰極熒光燈設備30中，由于極性交替變換的直流電壓Vdc被施加到內(nèi)部電極17c和17d，因此內(nèi)部電極17c和17d都由電子發(fā)射材料形成。此外，盡管放置在恒流電路23a和23b上的晶體管Q31a和Q31b的基極不直接連接到運算放大器IC31a和IC31b的輸出，而是分別通過開關元件Sw3a和Sw3b連接的，但是恒流電路23a和23b剩余的結構類似于恒流電路23的結構。在恒流電路23a和23b中所有添加了后綴a或b的元件，即晶體管Q31a和Q31b、運算放大器IC31a和IC31b、電阻器R31a和R31b、參考電壓源Vref31a和Vref31b、以及齊納二極管Dp31a和Dp31b的結構和操作類似于前述恒流電路23中沒有添加后綴a或b的元件，因此，這里省略了重復的描述以避免冗余。
在本實施例中，轉換控制電路34和開關元件Sw2a、Sw2b、Sw3a和Sw3b形成轉換電路的一個例子。轉換控制電路34輸出信號S2a、S2b、S3a、S3b和S6，用來分別控制開關元件Sw2a、Sw2b、Sw3a、Sw3b和Sw6。下面將參考圖8A到圖8C中說明的所提到的信號的時間圖來描述第二實施例的冷陰極熒光燈設備30的操作。
在圖8A到8C中，橫坐標軸表示時間t，并且圖8A說明了信號S6；圖8B說明了信號S2a和S3b；并且圖8C說明了信號S2b和S3a。所有信號S6、S2a、S3b、S2b和S3a在它們具有高電平(在圖8A到8C中較高的電平)時都將開關元件Sw6、Sw2a、Sw3b、Sw2b和Sw3a控制為接通狀態(tài)，但是在它們具有低電平(在圖8A到8C中較低的電平)時都將開關元件Sw6、Sw2a、Sw3b、Sw2b和Sw3a控制為斷開狀態(tài)。
在信號S6變化到高電平的時間t10處，開關元件Sw6接通，因此，交流驅動電路26顯示為可操作用于執(zhí)行冷陰極熒光燈10的交流發(fā)光。此時，由于開關元件Sw2b和Sw3a已經(jīng)處于接通狀態(tài)，因此直流驅動電路22b和恒流電路23a操作來執(zhí)行與直流發(fā)光有重疊關系的交流發(fā)光。注意到，信號S6變化到高電平的時間t10和交流發(fā)光開始的時間展示出彼此之間的不同，以響應于在交流驅動電路26的操作開始之前的時間周期以及電子和氣體之間的碰撞開始的時間。但是，給出下列的描述是假設了上述的時間周期是如此之短以至于可以被忽略。類似地，盡管信號S2a、S3b、S2b和S3a變化到高電平的時間和直流發(fā)光開始的時間展示出差別，以響應于直流驅動電路22的操作開始的時間，給出下列的描述是假設了所述的時間周期是如此之短以至于可以被忽略。
接著，盡管開關元件Sw2b和Sw3a在時間t11斷開，并且隨后直流驅動電路22b和恒流電路23a的操作停止以結束直流發(fā)光，冷陰極熒光燈10的交流發(fā)光繼續(xù)。
接著在時間t12，開關元件Sw2a和Sw3b接通以開始直流驅動電路22a和恒流電路23b的操作，并且以與交流驅動重疊的關系來開始冷陰極熒光燈10的直流發(fā)光。
接著，在信號S6變化到低電平的時間t13處，開關元件Sw6斷開。結果，交流驅動電路26的操作停止，但只有冷陰極熒光燈10的直流發(fā)光繼續(xù)。
接著，在信號S6變化到高電平的時間t14處，開關元件Sw2接通。結果，交流驅動電路26操作，并且還以與冷陰極熒光燈10的直流發(fā)光有重疊關系來同時開始交流驅動。
接著，在時間t15，開關元件Sw2a和Sw3b斷開。因此，直流驅動電路22a和恒流電路23b的操作停止并且直流發(fā)光停止。但是，冷陰極熒光燈10的交流發(fā)光繼續(xù)。
接著，在時間t16，開關元件Sw2b和Sw3a接通。因此，開始直流驅動電路22b和恒流電路23a的操作，并且還以與交流發(fā)光重疊的關系來開始冷陰極熒光燈10的直流發(fā)光。
接著，在信號S6變化到低電平的時間t17處，開關元件Sw6斷開。結果，交流驅動電路26的操作停止，并且只有冷陰極熒光燈10的直流發(fā)光繼續(xù)。
接著，在時間t18，完成一個循環(huán)，并且可循環(huán)地重復在時間t10開始的相同操作系列。此時，在從時間t13到時間t14的時間周期內(nèi)流經(jīng)冷陰極熒光燈10的電流方向和在從時間t17到時間t18的時間周期內(nèi)流經(jīng)冷陰極熒光燈10的電流方向彼此相反。
上述的第二實施例的冷陰極熒光燈設備30實現(xiàn)與前述的第一實施例的冷陰極熒光燈設備20類似的效果。特別地，冷陰極熒光燈設備30可解決這樣的問題，即來自交流驅動電路26的交流電流作為漏電電流流到冷陰極熒光燈10和在冷陰極熒光燈10周圍提供的構件之間的浮動電容，所述構件比如是反射構件、擴散片等，并且可實現(xiàn)驅動功率的有效利用。
特別地，在第二實施例的冷陰極熒光燈設備30中，施加到內(nèi)部電極17c和17d的直流電壓Vdc的電壓極性變化的周期被設置得長于(電壓極性變化的頻率被設置得低于)交流電壓的周期，使得除了在每個極性的轉換點，交流電壓可被看作為直流電壓。結果，即使存在浮動電容，由于電壓極性變化的頻率較低，該浮動電容具有的電抗被升高到幾乎無窮大，由此幾乎建立其絕緣的狀態(tài)。因此，可減小漏電電流。
此外，第二實施例的冷陰極熒光燈設備30防止這樣的條件出現(xiàn)，即是即使在所采用的冷陰極熒光燈10具有增加的長度的情況下，在直流發(fā)光繼續(xù)的時間周期內(nèi)，漏電電流中間地出現(xiàn)在冷陰極熒光燈10的縱向并引起縱向上不同位置處的光發(fā)射量的變化，導致冷陰極熒光燈10不同部分之間亮度的差異。結果，利用冷陰極熒光燈設備30可實現(xiàn)均勻亮度。
第二實施例的冷陰極熒光燈設備30實現(xiàn)了下列第一實施例的冷陰極熒光燈設備20沒有實現(xiàn)的效果。特別地，如果為了防止漏電電流而執(zhí)行了冷陰極熒光燈10的完整直流發(fā)光，其中電流只在一個方向上從內(nèi)部電極17c流到內(nèi)部電極17d，或相反地從內(nèi)部電極17d流到內(nèi)部電極17c，那么填充在冷陰極熒光燈10的燈內(nèi)側的氣體，比如水銀氣體是單側的，導致冷陰極熒光燈10中放電平衡的損失。這引起發(fā)射的光不展示出白色的問題。但是，如果直流電壓Vdc的極性以上述的方式變化，那么可防止上面現(xiàn)象的出現(xiàn)。
此外，在電流總是單向從一個內(nèi)部電極流到另一個內(nèi)部電極而不反轉極性的情況下，存在這樣的問題，即在一個電極的一側上以集中的方式使電極產(chǎn)生損壞，并且這降低了燈的壽命。但是，冷陰極熒光燈設備30能夠防止上述問題的出現(xiàn)，因為在每個半個預定周期之后，直流發(fā)光中電流的方向交替地反轉。
更具體地來描述。如果直流發(fā)光中的一個周期的長度(圖8A到8C的從時間t10到t18的長度)被設置為足夠得長于交流發(fā)光的時間周期(圖8A到8C的從時間t10到t13的長度，以及圖8A到8C的從時間t14到t17的長度)，可降低由于漏電電流引起的功率損失。在本實例中，功率損失的大小隨著直流發(fā)光中一個循環(huán)的長度和交流發(fā)光的時間周期之間的比率的增加而降低。
在第二實施例的冷陰極熒光燈設備30中，例如，直流發(fā)光中一個周期的長度被設置為大約16.7毫秒，并且交流發(fā)光的時間周期被設置為大約0.5毫秒。此時，施加到交流驅動電路26的交流頻率被設置為大約30kHz(千赫茲)到50kHz。
基于與上述第一實施例的冷陰極熒光燈設備20或第二實施例的冷陰極熒光燈設備30類似原理的冷陰極熒光燈可用作為如同液晶顯示設備的光源的冷陰極熒光燈設備(背光設備)。
圖9是作為液晶顯示設備的例子的液晶顯示設備100的框圖。參考圖9，液晶顯示設備100包括圖像處理部分131、液晶顯示設備控制部分132、圖像存儲器133、和轉換電路134。液晶顯示設備100還包括背光組件部分135、光學片和擴散板140、液晶顯示面板137、Y驅動器138和X驅動器139。注意到，在本實施例中，轉換電路134和背光組件部分135是液晶顯示設備的冷陰極熒光燈設備(背光設備)的例子。
簡單描述具有前述部件的液晶顯示設備100的結構和操作。當圖像信號Vsig被輸入到圖像處理部分131時，圖像處理部分131將該圖像信號Vsig多路分解成圖像數(shù)據(jù)信號和同步信號，并對于每個掃描線，將用于X方向(水平掃描方向)的圖像數(shù)據(jù)信號轉送到圖像存儲器133。此外，圖像處理部分131將同步信號發(fā)送到液晶顯示設備控制部件132。此外，圖像處理部分131發(fā)出用于控制Y驅動器138和X驅動器139的控制信號并發(fā)出用于控制轉換電路134的控制信號。
從背光組件部分135發(fā)射的光被光學片和擴散板140作光學處理，并被投影到液晶顯示面板137的背面。在液晶顯示面板137中，由Y驅動器138為每條掃描線選擇用于顯示圖像的水平掃描線，并且由X驅動器139根據(jù)存儲在圖像存儲器133中的值來控制透射光的量。由此，根據(jù)圖像信號Vsig的圖像顯現(xiàn)在液晶顯示面板137的表面上。換句話說，根據(jù)圖像信號Vsig的圖像顯示在液晶顯示面板137上。顯示的位置取決于包括在圖像信號Vsig中的同步信號。
參考圖10描述作為在液晶顯示設備100中使用的冷陰極熒光燈的部件的背光組件部分135和轉換電路134(在圖10中未示出)。背光組件部分135包括n個背光單元U-1到U-n，其每一個包括冷陰極熒光燈10(總共n個冷陰極熒光燈10)和冷陰極熒光燈10的驅動電路(總共n個具有相同結構的驅動電路)。冷陰極熒光燈10彼此平行且以彼此相同距離的間隔關系被放置在一個平面上。此外，冷陰極熒光燈10被如此放置，使得其縱向基本上與液晶顯示面板137的水平掃描線方向一致，并且冷陰極熒光燈10被如此放置，使得其所在平面以與液晶顯示面板137和光學片和擴散板140基本上平行方向延伸。這里，n可以是一或任意多的數(shù)，并且背光組件部分135可包括n個背光單元。注意到，在n為1的情況下，背光組件部分135的結構與圖7中所示的類似。
下面，給出對背光單元U-1的描述(參考圖10)，背光單元U-1被看作為n個背光單元中的一個代表，這些背光單元形成背光組件部分135并具有相同的結構。
背光單元U-1包括冷陰極熒光燈10、電源25、直流驅動電路22-1a和22-1b、恒流電路23-1a和23-1b、二極管D1-1a、D1-1b、D2-1a和D2-1b、和開關元件Sw2-1a、Sw2-1b、Sw6、Sw3-1a和Sw3-1b。
冷陰極熒光燈10具有與第一實施例中相同的結構，并且這里省略了重復的描述以避免冗余。此外，直流驅動電路22-1a和22-1b具有與第一實施例的直流驅動電路22類似的結構和操作，二極管D1-1a和D1-1b具有與第一實施例的二極管D1類似的結構和操作。此外，二極管D2-1a和D2-1b具有與二極管D2類似的結構和操作。因此這里省略了對直流驅動電路22-1a和22-1b以及二極管D1-1a、D1-1b、D2-1a和D2-1b的重復描述以避免冗余。
恒流電路23-1a和23-1b具有與第二實施例中的恒流電路23a和23b不同的結構。特別地，恒流電路23-1a和23-1b不包括分別連接到恒流電路23a和23b中的晶體管Q31a和Q31b的基極的開關元件Sw3a和Sw3b，但是晶體管Q31a和Q31b的基極直接連接到運算放大器IC31a的輸出端。此外，在晶體管Q31a和Q31b的集電極側上分別提供與開關元件Sw3a和Sw3b基本類似地操作的開關。對應于開關元件Sw3a的開關是開關元件Sw3a-1，并且對應于開關元件Sw3b的開關是開關元件Sw3b-1。
此外，電源25和交流驅動電路26被共同用于n個背光單元U-1到U-n。特別地，n個背光單元U-1到U-n從電源25接收功率，并且n個冷陰極熒光燈10的所有外部電極18a和18b都連接到單個交流驅動電路26。
轉換電路134(參考圖9，在圖10中未示出)包括轉換控制電路136和開關元件Sw2a-1到Sw2a-n、Sw2b-1到Sw2b-n、Sw3a-1到Sw3a-n、Sw3b-1到Sw3b-n。轉換電路134產(chǎn)生信號S2a-1到S2a-n、S2b-1到S2b-n、S3a-1到S3a-n、S3b-1到S3b-n和S6，用以控制上述對應的開關元件。
在根據(jù)第一實施例的液晶顯示設備100中，取決于信號S2a-1到S2a-n、S2b-1到S2b-n、S3a-1到S3a-n、S3b-1到S3b-n和S6的輸出定時，可能有各種控制方案。因此，將接連地描述用于第一實施例的液晶顯示設備100的第一實施例的控制方法、用于第一實施例的液晶顯示設備100的第二實施例的控制方法、第二實施例的液晶顯示設備的控制方法、用于液晶顯示設備的其它背光組件的結構和其它控制方案。
下面參考圖11A到11C描述用于第一實施例的液晶顯示設備100的第一實施例的控制方法。該控制方法擴展了用于參考圖8A到8C的上述第二實施例的冷陰極熒光燈設備30的控制方法，并且同時控制n個背光單元U-1到U-n。
在圖11A到11C中，橫坐標軸表示時間t，并且圖11A說明了信號S6；圖11B說明了信號S2a-1到S2a-n和S3b-1到S3b-n；并且圖11C表示了信號S2b-1到S2b-n和S3a-1和S3a-n。
所有信號S2a-1到S2a-n、S2b-1到S2b-n、S3a-1到S3a-n、S3b-1到S3b-n和S6在它們具有高電平(在圖11A到11C中較高的電平)時都將開關元件Sw2a-1到Sw2a-n、Sw2b-1到Sw2b-n、Sw3a-1到Sw3a-n、Sw3b-1到Sw3b-n以及Sw6控制為接通狀態(tài)，但是在它們具有低電平(在圖11A到11C中較低的電平)時都將開關元件Sw2a-1到Sw2a-n、Sw2b-1到Sw2b-n、Sw3a-1到Sw3a-n、Sw3b-1到Sw3b-n以及Sw6控制為斷開狀態(tài)。
開關元件Sw2a-1到Sw2a-n、Sw2b-1到Sw2b-n、Sw3a-1到Sw3a-n、Sw3b-1到Sw3b-n以及Sw6隨時間經(jīng)過的操作類似于圖8A到8C中所示的操作，因此這里省略了重復的描述以避免冗余。但是注意到，所有的n個冷陰極熒光燈10執(zhí)行以下操作交流發(fā)光的開始和停止、直流發(fā)光的開始和停止以及電流方向基本上同步地從上一個循環(huán)中的直流發(fā)光反轉的直流發(fā)光的開始和停止，其中該直流發(fā)光與上一個循環(huán)中的直流發(fā)光彼此呈同步關系。
即使在第一實施例的液晶顯示設備100中執(zhí)行該上述的第一實施例的控制方法的情況下，來自交流驅動電路26的交流電流作為漏電電流流經(jīng)浮動電容一個非常短的時間周期，該浮動電容是在背光組件部分135和反射構件(未示出)以及在背光組件部分135周圍提供的各種光學構件之間形成的，所述光學構件諸如是光學片和擴散板140等。但是，如果施加到布置在所有冷陰極熒光燈10中的內(nèi)部電極17c和17d的直流電壓Vdc的電壓極性變化的周期被設置得較長，那么即使存在浮動電容，由于電壓極性變化的頻率較低，該浮動電容具有的電抗被升高到基本上無窮大的等級，由此幾乎建立其絕緣的狀態(tài)。因此，可減小流經(jīng)液晶顯示設備100的漏電電流。
此外，如果采用了上述的控制方法，那么也在所采用的冷陰極熒光燈10具有增加的長度的情況下，在直流發(fā)光繼續(xù)的時間周期內(nèi)，可在一個時間周期內(nèi)防止漏電電流中間地出現(xiàn)在冷陰極熒光燈10的縱向上的條件出現(xiàn)，在該時間周期內(nèi)執(zhí)行交流發(fā)光并且引起縱向上不同位置處的光發(fā)射量的變化，導致冷陰極熒光燈10不同部分之間亮度的差異。結果，利用該控制方法可實現(xiàn)均勻亮度。因此，可獲得清楚的圖像而不會遭受在液晶顯示面板137的表面上顯現(xiàn)的不均勻顏色。
這里，直流發(fā)光中的一個周期的長度(圖11A到11C的從時間t10到t18的長度)和交流發(fā)光的一個周期的長度(圖11A到11C的從時間t10到t13的長度，以及圖11A到11C的從時間t14到t17的長度)是事先確定的時間周期。例如，直流發(fā)光中一個周期的長度被設置為大約16.7毫秒，并且交流發(fā)光的時間周期被設置為大約0.5毫秒。此時，施加到交流驅動電路26的交流電流頻率被設置為大約30kHz到50kHz。
用于第一實施例的液晶顯示設備100的第二實施例的控制方法控制在背光組件部分135中放置的n個冷陰極熒光燈10，以響應于由液晶顯示設備控制部分132從圖像信號Vsig提取的同步信號。
對用于第一實施例的液晶顯示設備100的第二實施例的控制方法的下列描述假設了圖像信號Vsig是在日本電視廣播中使用的NTSC合成視頻-視頻信號。但是，本實施例的應用不限于NTSC合成視頻-視頻信號。
NTSC合成視頻-視頻信號涉及在一個方向上從液晶顯示面板137的上部到下部隔行掃描和逐行掃描圖像。在本實施例中，因為一條水平線(1H)的數(shù)據(jù)被存儲在圖像存儲器133中，每次通過X驅動器139的控制將1H的圖像顯示在液晶顯示面板137上，并且逐行地更新存儲在圖像存儲器133中的1H的圖像。注意到，水平掃描的循環(huán)頻率是15.75kHz，因此，循環(huán)周期大約是63.5毫秒。
接著，Y驅動器138將顯示圖像的位置在一個方向上逐行地從液晶顯示面板137的上部移動到下部，以顯示第一區(qū)段，其圖像是由一半信息組成的圖像。然后是第二區(qū)段，其圖像由剩下的一半信息組成。因此，作為單個圖像的第一幀由第一和第二區(qū)段組成。在一個幀中的水平掃描線的數(shù)量是525。注意到，第一和第二區(qū)段的循環(huán)頻率是60Hz，即，循環(huán)周期大約是16.7毫秒，并且一個幀的循環(huán)頻率是30Hz，即，一個幀的循環(huán)周期大約是33.3毫秒。
但是，不是所有的水平掃描線都顯示在液晶顯示面板137上，而大約有483條水平掃描線顯示，同時剩余的42條水平掃描線不顯現(xiàn)在液晶顯示面板137上而提供垂直空白周期。在一個幀中，該周期的長度大概是2.6毫秒。由此，在使用逐行掃描的情況下，大約2.6毫秒可假設為在液晶顯示面板137上不顯示圖像的時間周期，但是在使用隔行掃描的情況下，可保證時間周期等于逐行掃描情況的一半，大約為1.3毫秒。注意到，如果液晶顯示設備100包括兩個半幀容量的存儲器，它可控制Y驅動器138來執(zhí)行逐行掃描。
現(xiàn)在，參考圖12A到12C來描述在隔行掃描中的垂直同步信號和用于控制開關元件的信號之間的關系。特別地，圖12A說明了信號S6；圖12B說明了信號S2a-1到S2a-n和S3b-1到S3b-n；并且圖12C說明了信號S2b-1到S2b-n和S3a-1和S3a-n。當上述信號具有高電平(在圖12A到12C中較高的電平)時，對應的開關元件將呈現(xiàn)接通狀態(tài)，當上述信號具有低電平(在圖12A到12C中較低的電平)時，對應的開關元件將呈現(xiàn)斷開狀態(tài)。
參考圖12A到12C，周期Tf對應于一個幀并且大約為33.3毫秒；另一個周期Tv對應于一個區(qū)段并且大約為16.7毫秒；并且又一個周期Tvb對應于一個垂直空白周期并且大約為1.3毫秒。在一個幀的周期Tf內(nèi)，每個周期Tv和Tvb出現(xiàn)兩次。
注意到，盡管沒有圖中示出，其中使用了逐行掃描，每個周期Tv和Tvb在一個幀中出現(xiàn)一次，并且周期Tf和Tv彼此相等，并且大約為16.7毫秒，而周期Tvb大約為1.3毫秒。
通常如此配置用于第一實施例的液晶顯示設備100的第二實施例的第二控制方法，使得它使用轉換電路來執(zhí)行控制以便從與周期Tvb同步的直流驅動電路反轉直流電壓的極性，周期Tvb是以如此方式來自同步信號提取電路的垂直同步信號的空白周期。
在執(zhí)行所述的這種控制的情況下，在包括了交流驅動和直流驅動之間的轉換點和在直流驅動中的電流方向的轉換點的周期Tvb是垂直空白周期。因此來自冷陰極熒光燈10的光不通過液晶顯示面板137。結果，直流電壓Vdc的極性可被轉換而不引起要顯示在液晶顯示面板137上的圖像光量的任何變化。
描述第二實施例的液晶顯示設備(未示出)。第二實施例的液晶顯示設備使用圖13中所示的背光組件部分235和轉換控制電路236，以替代圖10中所示的背光組件部分135和轉換控制電路136。此外，第二實施例的液晶顯示設備只使用開關元件Sw2a以替代開關元件Sw2a-1到Sw2a-n，并只使用開關元件Sw2b以替代開關元件Sw2b-1到Sw2b-n。此外，將直流功率從背光單元U-1中提供的直流驅動電路22a和22b供應到背光單元U-2到U-n，而不使用在n個背光單元U-1到U-n中的直流驅動電路22-1a到22-na以及直流驅動電路22-1b到22-nb。換句話說，液晶顯示設備被如此配置，使得盡管背光中的結構的一致性損失，但是減小了整個設備中零件的數(shù)量。
在本實施例中，轉換控制電路236以及開關元件Sw2a和Sw2b、Sw3a-1到Sw3a-n、Sw3b-1到Sw3b-n形成了轉換電路的示例。
第二實施例的液晶顯示設備與第一實施例的液晶顯示設備100的不同僅在于，背光組件部分235和包括轉換控制電路236的轉換電路。特別地，該不同在于第二實施例中的背光組件部分235中的直流驅動電路的數(shù)量從2n減少到2，并且用于控制直流驅動電路的開關元件的數(shù)量從2n減少到2。
在第二實施例的液晶顯示設備中，開關元件Sw2a和Sw2b之一接通，并且與開關元件Sw2a的接通同步，開關元件Sw3b-1到Sw3b-n接通，或者與開關元件Sw2b的接通同步，開關元件Sw3a-1到Sw3a-n接通，以便使對應的冷陰極熒光燈10直流發(fā)光。
通過執(zhí)行上述的操作，控制冷陰極熒光燈10的發(fā)光可借助數(shù)量減少的直流驅動電路和開關元件來實現(xiàn)。特別地，如果在圖11A到12C的時間圖中，只控制開關元件Sw2a以替代開關元件Sw2a-1到Sw2a-n，并只控制開關元件Sw2b以替代開關元件Sw2b-1到Sw2b-n，之后，可實現(xiàn)與用于第一實施例的液晶顯示設備100的第一和第二實施例的控制方法十分類似的對冷陰極熒光燈10的發(fā)光的控制。
特別地，開關元件Sw2a和Sw2b之一可接通以借助多個恒流電路23-1a到23-na和23-1b到23-nb各自控制流經(jīng)多個冷陰極熒光燈10的電流。
背光組件部分的結構不限于背光組件部分135或235的結構，而具有各種形式。例如，背光組件部分可如此配置使得n個背光單元被劃分成組，每個組包括等于或大于2的多個背光單元，而可為每個組提供用于以相反的方向向冷陰極熒光燈10供應電流的直流驅動電路。
此外，背光組件部分可如此配置使得n個背光單元被劃分成組，每個組包括一個或多個背光單元，并且可為每個組提供用于以相反的方向向冷陰極熒光燈10供應電流的一個恒流驅動電路。在該實例中，可通過控制2n個直流驅動電路的接通/斷開來選擇向每個冷陰極熒光燈10供應電流的方向，每個直流驅動電路用于以相反的方向向冷陰極熒光燈10供應電流。
此外，背光組件部分可如此配置使得為n個背光單元的每一個提供一個交流驅動電路，并且以最小的長度形成從交流驅動電路到外部電極18a和18b的布線線路，從而進一步降低在交流驅動中的漏電電流。或者，背光組件部分可如此配置使得n個背光單元被劃分成組，每個組包括兩個或多個背光單元，以實現(xiàn)交流驅動電路的數(shù)量和漏電電流大小以及對交流驅動電路控制方便性的最優(yōu)化。
因而，無論使用上述哪個結構，可通過轉換電路來適當?shù)靥幚砜刂?。但是，通過在低電壓的初級側上執(zhí)行轉換而實施的控制的效果以及通過采用交流驅動和直流驅動兩者來降低漏電電流的效果都不損失。并且，根據(jù)交流驅動、直流驅動和恒流電路布置的數(shù)目和形式來適當?shù)胤胖眠@樣的轉換電路。
不僅是上述的控制方法而且其它各種控制方法可用于第一實施例的液晶顯示設備100和第二實施例的液晶顯示設備。因此，下面將描述若干其它的示例控制方法。
在圖14中示出了在放置在背光組件部分135或235中的多個冷陰極熒光燈10的電壓極性被轉換時對該冷陰極熒光燈10中的一些的選擇性斷開進行控制的例子。在圖14中，在下面應用于圖14中的任何冷陰極熒光燈10的參考特征DCON示意性地表示冷陰極熒光燈10是直流發(fā)光狀態(tài)。
參考圖14，可以看出，斷開開關元件Sw3a-2和Sw3b-2，使得背光單元U-2的冷陰極熒光燈10不發(fā)射光。如果采用上述的控制方法，那么可在視覺上提高響應速度和顯示在液晶顯示面板137上的圖像的對比度。注意到，由轉換控制電路236來適當?shù)剡x擇應當斷開背光單元U-1到U-n中的哪一個。
如果根據(jù)圖15所示的時間圖來執(zhí)行控制，則只連續(xù)地使在背光組件部分135上放置的背光單元U-1到U-n中一個發(fā)光。
在圖15A到15C中描述以什么樣的方式來執(zhí)行控制。在圖15A到15C中，橫坐標軸表示時間t，并且圖15A說明了信號S6；圖15B說明了信號S2a-1和S3b-1；并且圖15C說明了信號S2b-1和S3a-1。
當信號S2a-1、S2b-1、S3a-1、S3b-1和S6具有高電平(在圖15A到15C中較高的電平)時，開關元件Sw2a-1和Sw2b-1、Sw3a-1和Sw3b-1以及Sw6展示為接通狀態(tài)，但是當信號S2a-1、S2b-1、S3a-1、S3b-1和S6具有低電平(在圖15A到15C中較低的電平)時，開關元件Sw2a-1和Sw2b-1、Sw3a-1和Sw3b-1以及Sw6展示為斷開狀態(tài)。
首先，在信號S6變化到高電平的時間t10處，開關元件Sw6被置為接通狀態(tài)，因此，開始交流發(fā)光(參考圖16)。注意到，在下面應用于圖16中的任何冷陰極熒光燈10的參考特征DCON示意性地表示冷陰極熒光燈10是直流發(fā)光狀態(tài)，并且在下面應用于任何冷陰極熒光燈10的參考特征ACON示意性地表示冷陰極熒光燈10是交流發(fā)光狀態(tài)。在圖17到20中的參考特征DCON和ACON也具有相同的意義。
接著，在時間t11，開關元件Sw2a-1和Sw3b-1接通，開始直流驅動電路22-1a和恒流電路23-1b的操作。結果，也以與交流發(fā)光重疊的關系來開始冷陰極熒光燈10的直流發(fā)光(參考圖17)。
接著，在信號S6變化到低電平的時間t12處，開關元件Sw6斷開。結果，交流驅動電路26的操作停止，并且只繼續(xù)背光單元U-1的冷陰極熒光燈10的直流發(fā)光(參考圖18)。
接著，在信號S6變化到高電平的時間t13處，開關元件Sw6接通。結果，交流驅動電路26如此操作使得以與背光單元U-1的冷陰極熒光燈10的直流發(fā)光重疊的關系來同時還開始交流發(fā)光(參考圖17)。
接著，在時間t14，開關元件Sw2a-1和Sw3b-1斷開，并且停止直流驅動電路22-1a和恒流電路23-1b的操作并且直流發(fā)光停止。但是，繼續(xù)背光單元U-1的冷陰極熒光燈10的交流發(fā)光(參考圖16)。
接著，在時間t15，開關元件Sw2b-1和Sw3a-1接通，開始直流驅動電路22-1b和恒流電路23-1a的操作。結果，也以與交流發(fā)光重疊的關系來開始背光單元U-1的冷陰極熒光燈10的直流發(fā)光。此時，流經(jīng)背光單元U-1的冷陰極熒光燈10的電流的方向是相反的方向(參考圖19)。
接著，在信號S6變化到低電平的時間t16處，開關元件Sw6斷開。結果，交流驅動電路26的操作停止，并且只繼續(xù)背光單元U-1的冷陰極熒光燈10的直流驅動(參考圖20)。
接著，在時間t17，開關元件Sw6接通，因此開始交流發(fā)光。此時，由于開關元件Sw2b-1和Sw3a-1已經(jīng)處于接通狀態(tài)，直流驅動電路22-1b和恒流電路23-1a正在工作。因此，以與直流發(fā)光重疊的關系也執(zhí)行交流發(fā)光(參考圖19)。
接著，在時間t18，開關元件Sw2b-1和Sw3a-1斷開，并且停止直流驅動電路22-1b和恒流電路23-1a的操作以結束直流發(fā)光。但是，繼續(xù)冷陰極熒光燈10的交流發(fā)光(參考圖16)。
接著，在時間t19，到達與時間t11相同的狀態(tài)。結果，隨著時間的過去，重復上述的操作。
注意到，盡管在圖15A到15C和圖16到20的時間圖中只說明了對背光單元U-1的控制，但是在背光單元U-1到U-n接連發(fā)光地情況下，背光單元U-1、背光單元U-2、背光單元U-3，...，和背光單元U-n被接連地控制。
在該實例中，例如，在圖15B中，在控制背光單元U-2的情況下，控制信號S2a-2和S3b-2以替代信號S2a-1和S3b-1，并且控制信號S2b-2和S3a-2以替代信號S2b-1和S3a-1。并且，在控制其它任何背光單元的情況下，通過改變要用于控制關聯(lián)的開關元件的信號來使有關的背光單元發(fā)光。
特別地，轉換電路可控制直流電流的極性方向以及電流供應(向冷陰極熒光燈10的電流供應)和停止(停止向冷陰極熒光燈10的電流供應)，以控制流經(jīng)每個冷陰極熒光燈10的電流方向以及多個冷陰極熒光燈10中的一些的選擇性發(fā)光和部分關斷。
參考圖21描述第三實施例的冷陰極熒光燈設備，在其中使用了不同于第一和第二實施例中使用的冷陰極熒光燈。
第三實施例的冷陰極熒光燈設備40的冷陰極熒光燈41具有與冷陰極熒光燈10相同的結構，僅有的不同在于它不包括任何外部電極18a和18b。由于圖21的內(nèi)部電極17c和17d具有與冷陰極熒光燈10的內(nèi)部電極相同的結構，因此這里省略了重復的描述以避免冗余。
冷陰極熒光燈設備40包括交流驅動電路26和直流驅動電路22。交流驅動電路26和直流驅動電路22相對第一和第二實施例中的交流驅動電路26和直流驅動電路22具有類似的結構并展現(xiàn)類似的效果，因此這里省略了重復的描述以避免冗余。但是，盡管圖3中所示的直流驅動電路22使用了單個電容器C22，但是本實施例中的直流驅動電路22包括兩個電容器，即電容器C23和C24。同時，盡管圖4中所示的交流驅動電路26包括振蕩和轉換變壓器L61，其中次級側繞組具有中心抽頭，但是本實施例中的交流驅動電路26包括彼此分離的次級側繞組N64和另一個次級側繞組N65。
此外，冷陰極熒光燈設備40包括電流方向控制和恒流電路43。圖22中所示的電流方向控制和恒流電路43包括供應固定電流的恒流電路23a和23b、用于控制電流方向的高速二極管Ds1到Ds4、和具有預定時間常數(shù)的平滑電路。恒流電路23a和23b具有與第一實施例的恒流電路23相同的結構并進行類似的操作，因此這里省略了重復的描述以避免冗余。
平滑電路包括電容器C4a和C4b以及電阻器R4a和R4b，并且由電容器C4a和電阻器R4a定義的時間常數(shù)以及由電容器C4b和電阻器R4b定義的時間常數(shù)被選擇得足夠長于交流電壓Vac的循環(huán)周期。此外，電容器C4a和C4b兩端的電壓是峰值保持的，因為以反轉方向通過的電流被高速二極管Ds1和Ds2阻塞。
此外，冷陰極熒光燈設備40包括轉換控制電路44和開關元件Swa和Swb。本實施例中的轉換控制電路44和開關元件Swa和Swb形成轉換電路。開關元件Swa具有觸點Swa1、Swa2和Swac，并且有選擇地被操作以便觸點Swac和觸點Swa1彼此連接，或者觸點Swac和觸點Swa2彼此連接，或者觸點Swac不與觸點Swa1和Swa2連接。此外，觸點Swac連接到次級側繞組N64的一端。
開關元件Swb具有觸點Swb1、Swb2和Swbc，并且有選擇地被操作以便觸點Swbc和觸點Swb1彼此連接，或者觸點Swbc和觸點Swb2彼此連接，或者觸點Swbc不與觸點Swb1和Swb2連接。此外，觸點Swbc連接到次級側繞組N65的一端。
同時，次級側繞組N64的另一端連接到冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17c，并且次級側繞組N65的另一端連接到冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17d。次級側繞組N64和N65的繞組方向被如此管理，使得在內(nèi)部電極17c處在次級側繞組N64中產(chǎn)生的交流電壓Vac1的方向與在內(nèi)部電極17d處在次級側繞組N65中產(chǎn)生的另一個交流電壓Vac2的方向彼此相反。
用轉換控制電路44的開關元件Swa和Swb來分別控制開關元件Swa和Swb。同時，用信號Sac來控制開關元件Sw6，并且用信號Sdc來控制開關元件Sw2。下面參考圖23A到23F的時間圖來描述冷陰極熒光燈設備40的操作。
圖23A說明觸點Swac和觸點Swa1之間的連接，并且該連接的接通狀態(tài)(圖23A中的較高電平)表示觸點Swac和Swa1彼此連接。另一方面，該連接的斷開狀態(tài)(圖23A中的較低電平)表示觸點Swac和Swa1沒有彼此連接。圖23B說明觸點Swac和觸點Swa2之間的連接，并且該連接的接通狀態(tài)(圖23B中的較高電平)表示觸點Swac和Swa2彼此連接。另一方面，該連接的斷開狀態(tài)(圖23B中的較低電平)表示觸點Swac和Swa2沒有彼此連接。圖23C說明觸點Swbc和觸點Swb1之間的連接，并且該連接的接通狀態(tài)(圖23C中的較高電平)表示觸點Swbc和Swb1彼此連接。另一方面，該連接的斷開狀態(tài)(圖23C中的較低電平)表示觸點Swbc和Swb1沒有彼此連接。圖23D說明觸點Swbc和觸點Swb2之間的連接，并且該連接的接通狀態(tài)(圖23D中的較高電平)表示觸點Swbc和Swb2彼此連接。另一方面，該連接的斷開狀態(tài)(圖23D中的較低電平)表示觸點Swbc和Swb2沒有彼此連接。圖23E說明開關元件Sw2的連接，并且開關元件Sw2的接通狀態(tài)(圖23E中的較高電平)表示開關元件Sw2處于導電狀態(tài)。另一方面，開關元件Sw2的斷開狀態(tài)(圖23E中的較低電平)表示開關元件Sw2處于非導電狀態(tài)。圖23F說明開關元件Sw6的連接，并且開關元件Sw6的接通狀態(tài)(圖23F中的較高電平)表示開關元件Sw6處于導電狀態(tài)。另一方面，開關元件Sw6的斷開狀態(tài)(圖23F中的較低電平)表示開關元件Sw6處于非導電狀態(tài)。
參考圖23A到23F的時間圖來描述冷陰極熒光燈設備40的操作。
在從時間t40到時間t41的時間周期內(nèi)，觸點Swac不與任何其它觸點Swa1和Swa2連接，并且觸點Swbc也不與任何其它觸點Swb1和Swb2連接。此外，開關元件Sw6和Sw2處于斷開狀態(tài)，并且交流驅動電路26和直流驅動電路22都不可操作，并且所有交流電壓Vac1和Vac2以及直流電壓Vd22都為0V。由此，沒有來自交流驅動電路26的功率和來自直流驅動電路22的功率被施加到冷陰極熒光燈41。
在從時間t41到時間t42的時間周期內(nèi)，觸點Swac連接到觸點Swa2并且觸點Swbc連接到觸點Swb2。此外，開關元件Sw6接通并且交流驅動電路26可操作。因此在交流驅動電路26的次級側繞組N64中產(chǎn)生的交流電壓Vac1通過Swac和觸點Swa2被施加在冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17c和電流方向控制和恒流電路43之間。同時，在交流驅動電路26的次級側繞組N65中產(chǎn)生的交流電壓Vac2通過Swbc和觸點Swb2被施加在冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17d和電流方向控制和恒流電路43之間。換句話說，冷陰極熒光燈41處于交流驅動狀態(tài)。在下面描述電流此時以什么樣的方式流動。
首先，在交流電流的半個循環(huán)內(nèi)，在該半個循環(huán)中在次級側繞組N64和內(nèi)部電極17c之間的節(jié)點處以及在次級側繞組N64和觸點Swb2之間的節(jié)點處的電壓指示正向，電流沿著接地-＞高速二極管Ds2-＞觸點Swa2-＞觸點Swac-＞次級側繞組N64-＞內(nèi)部電極17c-＞內(nèi)部電極17d-＞次級側繞組N65-＞觸點Swbc-＞觸點Swb2-＞高速二極管Ds4-＞(原理上)電容器C4b-＞接地的路線流動。以如此方式，冷陰極熒光燈41被交流驅動半個循環(huán)的時間周期。注意到，在上述的電流路線中，交流電壓Vac1和交流電壓Vac2具有彼此相同的相位并在增加的方向上動作。同時，由于在電容器C4b中積累的電荷，固定的直流電流流經(jīng)恒流電路23b。
在交流電流的另外半個循環(huán)內(nèi)，在該另外半個循環(huán)中在次級側繞組N64和內(nèi)部電極17c之間的節(jié)點處以及在次級側繞組N64和觸點Swb2之間的節(jié)點處的電壓指示負向，電流沿著接地-＞高速二極管Ds3-＞觸點Swb2-＞觸點Swbc-＞次級側繞組N65-＞內(nèi)部電極17d-＞內(nèi)部電極17c-＞次級側繞組N64-＞觸點Swac-＞觸點Swa2-＞高速二極管Ds1-＞(原理上)電容器C4a-＞接地的路線流動。以如此方式，以與前半個周期相反的相位，冷陰極熒光燈41被交流驅動半個循環(huán)的時間周期。注意到，在上述的電流路線中，交流電壓Vac1和交流電壓Vac2具有彼此相同的相位并在增加的方向上動作。同時，由于在電容器C4a中積累的電荷，固定的直流電流流經(jīng)恒流電路23a。
以如此方式，在從時間t41到時間t42的時間周期內(nèi)，冷陰極熒光燈41被交流驅動而發(fā)光，并且接著達到穩(wěn)定狀態(tài)之后，如此執(zhí)行控制，使得流過的交流電流的有效值大小由恒流電流電路23a和23b的動作來固定。
在從時間t42到時間t43的時間周期內(nèi)，觸點Swac連接到觸點Swa1，并且交流電壓Vac1和直流電壓Vd22的增加電壓被施加在冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17c和接地之間。同時，交流電壓Vac2通過Swbc和觸點Swb2被施加在冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17d和電流方向控制和恒流電路43之間。
在交流電壓Vac1和Vac2的增加電壓的峰值的絕對值低于直流電壓Vd22的值時，極性在一個方向上的脈動電壓被施加到冷陰極熒光燈41。在該實例中，電流的交流分量沿著接地-＞直流驅動電路22-＞觸點Swa1-＞觸點Swac-＞次級側繞組N64-＞內(nèi)部電極17c-＞內(nèi)部電極17d-＞次級側繞組N65-＞觸點Swbc-＞觸點Swb2-＞高速二極管Ds4-＞(原理上)電容器C4b-＞接地的路線流動，并且固定的直流電流流經(jīng)恒流電路23b和接地的另一條路線。以這種方式，直流電流和交流電流以彼此重疊的關系從內(nèi)部電極17c到內(nèi)部電極17d的方向流經(jīng)冷陰極熒光燈41。
以如此方式，在從時間t42到時間t43的時間周期內(nèi)，與直流電流重疊的交流電流流經(jīng)冷陰極熒光燈41，以繼續(xù)冷陰極熒光燈41的發(fā)光。此時，由恒流電路23b將電流的有效值的大小控制到固定的電平。
注意到，如果交流電壓Vac1和Vac2的增加電壓的峰值的絕對值高于直流電壓Vd22的值，那么交流電流在其一個循環(huán)的部分內(nèi)沿著接地-＞高速二極管Ds3-＞觸點Swb2-＞觸點Swbc-＞次級側繞組N65-＞內(nèi)部電極17d-＞內(nèi)部電極17c-＞次級側繞組N64-＞觸點Swac-＞觸點Swa2-＞高速二極管Ds1-＞(原理上)電容器C4a-＞接地的路線流動。并且在此實例中，與直流電流重疊的交流電流流經(jīng)冷陰極熒光燈41，以繼續(xù)冷陰極熒光燈41的發(fā)光。
在從時間t43到時間t44的時間周期內(nèi)，觸點Swbc連接到觸點Swb1，并且交流電壓Vac2和直流電壓Vd22的增加電壓被施加在冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17d和接地之間。同時，交流電壓Vac1通過Swac和觸點Swa2被施加在冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17c和電流方向控制和恒流電路43之間。
在交流電壓Vac1和Vac2的增加電壓的峰值的絕對值低于直流電壓Vd22的值時，極性在一個方向上的脈動電壓被施加到冷陰極熒光燈41。在該實例中，電流的交流分量沿著接地-＞直流驅動電路22-＞觸點Swb1-＞觸點Swbc-＞次級側繞組N65-＞內(nèi)部電極17d-＞內(nèi)部電極17c-＞次級側繞組N64-＞觸點Swac-＞觸點Swa2-＞高速二極管Ds1-＞(原理上)電容器C4a-＞接地的路線流動，并且固定的直流電流流經(jīng)恒流電路23a和接地的另一條路線。以這種方式，交流電流以與直流電流重疊的關系從內(nèi)部電極17d到內(nèi)部電極17c的方向流經(jīng)冷陰極熒光燈41。
以如此方式，在從時間t43到時間t44的時間周期內(nèi)，與直流電流重疊的交流電流流經(jīng)冷陰極熒光燈41，以繼續(xù)冷陰極熒光燈41的發(fā)光。此時，由恒流電路23a將電流的有效值的大小控制到固定的電平。
注意到，如果在交流電壓Vac1和Vac2的增加值的峰值的絕對值高于直流電壓Vd22的值，那么交流電流在其一個循環(huán)的部分內(nèi)沿著接地-＞高速二極管Ds2-＞觸點Swa2-＞觸點Swac-＞次級側繞組N64-＞內(nèi)部電極17c-＞內(nèi)部電極17d-＞次級側繞組N65-＞觸點Swbc-＞觸點Swb2-＞高速二極管Ds4-＞(原理上)電容器C4a-＞接地的路線流動。并且在此實例中，與直流電流重疊的交流電流流經(jīng)冷陰極熒光燈41，以繼續(xù)冷陰極熒光燈41的發(fā)光。
在從時間t44到時間t45的時間周期內(nèi)，開關元件Sw6斷開，來自交流驅動26的交流電壓Vac的值是0V。同時，觸點Swac連接到觸點Swa1，并且來自直流驅動電路22的直流電壓Vd22被施加在冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17c和接地之間。同時，冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17d通過觸點Swbc和Swb2連接到電流方向控制和恒流電路43。
從直流驅動電路22供應的直流電流沿著接地-＞觸點Swa1-＞觸點Swac-＞次級側繞組N64-＞內(nèi)部電極17c-＞內(nèi)部電極17d-＞次級側繞組N65-＞觸點Swbc-＞觸點Swb2-＞高速二極管Ds4-＞(原理上)恒流電路23b-＞接地的路線流動。
以如此方式，在從時間t44到時間t45的時間周期內(nèi)，由恒流電路23b確定的預定直流電流流經(jīng)冷陰極熒光燈41，以繼續(xù)冷陰極熒光燈41的發(fā)光。此時，該電流的方向是從內(nèi)部電極17c到內(nèi)部電極17d的方向。
在時間t45，觸點Swbc連接到觸點Swb1，并且來自直流驅動電路22的直流電壓Vd22被施加在冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17d和接地之間。同時，冷陰極熒光燈41的內(nèi)部電極17c通過觸點Swac和Swa2連接到電流方向控制和恒流電路43。
此時，從直流驅動電路22供應的直流電流沿著接地-＞觸點Swb1-＞觸點Swbc-＞次級側繞組N65-＞內(nèi)部電極17d-＞內(nèi)部電極17c-＞次級側繞組N64-＞觸點Swac-＞觸點Swa2-＞高速二極管Ds1-＞(原理上)恒流電路23a-＞接地的路線流動。注意到，由于開關元件Sw6處于關斷狀態(tài)，因此來自交流驅動電路26的交流電壓Vac1和Vac2的值是0V。
以如此方式，在時間t45之后，由恒流電路23a確定的預定直流電流流經(jīng)冷陰極熒光燈41，以繼續(xù)冷陰極熒光燈41的發(fā)光。此時，該電流的方向是從內(nèi)部電極17d到內(nèi)部電極17c的方向。
如上所述，在第三實施例的冷陰極熒光燈40中，在交流驅動電路26開始交流發(fā)光一次之后，發(fā)光模式可轉換到直流發(fā)光以繼續(xù)發(fā)光。在該實例中，如果用于交流發(fā)光的時間周期，即從t1到t44的時間周期減小了，那么可減小由漏電電流引起的功率損失量，并且也可減小由于漏電電流的出現(xiàn)而引起的在冷陰極熒光燈41的縱向上的亮度變化的時間周期。
此外，由于冷陰極熒光燈41僅僅包括內(nèi)部電極17c和內(nèi)部電極17d，因此它在結構上簡單，并且整個冷陰極熒光燈設備40的成本也可降低。如果如上所述的冷陰極熒光燈設備40被采用，以作為背光設備或液晶顯示設備的結構的一部分，那么可預期降低整個背光設備或液晶顯示設備的成本。此外，背光設備或液晶顯示設備在功率效率、亮度的固定、以及尺寸較小方向更出眾，并且還可增加冷陰極熒光燈41在更換之前的壽命。
描述第四實施例的冷陰極熒光燈設備。為了使第四實施例的冷陰極熒光燈設備的特征更清楚，首先參考圖24到26描述第四實施例的冷陰極熒光燈設備的電路的基本操作。
圖24說明了圖2中所示的第一實施例的冷陰極熒光燈設備直流驅動電路的操作原理。參考圖24，電源25、直流驅動電路22、晶體管Q31、電阻器R31、冷陰極熒光燈10、運算放大器IC31和參考電源Vref31具有與圖2中相同引用標記所表示的部件相同的結構和類似的操作。因此，這里省略了上述的各個部件的描述以避免冗余。注意到，電阻器R101是過電流限制電阻器。
在圖24所示的直流驅動電路中，作為來自電源25的直流電壓Vin所給出的電壓由直流驅動電路22升高以獲得直流電壓Vcc。這里，直流電壓Vcc的值不被控制，而具有根據(jù)直流電壓Vin的電壓值。接著，通過調整電壓Vce的值將流到冷陰極熒光燈10的電流的大小控制到一個預定值，電壓Vce是晶體管Q31的集電極和發(fā)射極之間的電壓。此時，形成反饋控制系統(tǒng)，其中檢測到電阻器R31兩端的電壓Ve，并且電壓Ve和參考電壓Vref31之間的電壓誤差被運算放大器IC31放大并被施加到晶體管Q31的基極。通過該反饋控制系統(tǒng)，晶體管Q31被控制以便對電壓Vce的值進行控制，使得預定電流流經(jīng)電阻器R31，即預定電流流經(jīng)冷陰極熒光燈10，從而電壓Ve變得等于參考電壓Vref31。
同時，在第四實施例的冷陰極熒光燈設備中，其原理電路在圖25中示出，自電源25的直流電壓Vin被施加到晶體管Q81的發(fā)射極，以獲得在晶體管Q81的集電極處的直流電壓Vc，并且由直流驅動電路22升高該直流電壓Vc以獲得直流電壓Vcc。這里，直流電壓Vc和Vcc的值被如此控制，使得電阻器R100兩端的電壓具有預定的值。這里，由于電阻器R100兩端的電壓Vr與流經(jīng)冷陰極熒光燈10的電流大小成比例增加，因此通過以如此方式變化直流電壓Vc和Vcc的值可將流經(jīng)冷陰極熒光燈10的電流大小設置到預定值。這里，晶體管Q81作為串聯(lián)調節(jié)器的功率控制元件起作用。
特別地，形成反饋控制系統(tǒng)，其中檢測到電阻器R100兩端的電壓Vr，并且電壓Vr和參考電壓Vref31之間的電壓誤差被運算放大器IC31放大并被施加到晶體管Q81的基極。通過該反饋控制系統(tǒng)，電壓Vr被控制為等于參考電壓Vref31，使得預定電流流經(jīng)電阻器R31，即流經(jīng)冷陰極熒光燈10。這里將電阻器R102和R103用來限制電流，并且另一個電阻器R104被用來增強晶體管Q81的基準速度。
在對比圖25所示的電路和圖26所示的電路的情況下，晶體管Q31和晶體管Q81所要求的耐壓屬性彼此不同。特別地，晶體管Q31要求對應于直流電壓Vcc的耐壓，而晶體管Q81要求另一個對應于直流電壓Vin的耐壓。這里，由于直流驅動電路22形成為逐步升高(steppingup)型的電源電路，因此晶體管Q81的耐壓可低于晶體管Q31的耐壓。因此，便于選擇晶體管，并且可預見設備成本的降低。
圖26示出了一個電路結構，其中使用開關調節(jié)器以替代上述的串聯(lián)調節(jié)器。該開關調節(jié)器包括開關調節(jié)器功率部分70并通過直流電壓Vin產(chǎn)生直流電壓Vc和Vcc，利用它們，流經(jīng)冷陰極熒光燈10的電流大小被控制到一個預定值。這里，電源25、直流驅動電路22、冷陰極熒光燈10、運算放大器IC31、參考電壓源Vref31和電阻器R100具有與圖25中所示的類似結構和操作。因此，這里省略了對各個部件的描述以避免冗余。
在對比圖24所示的電路和圖25所示的電路的情況下，因為使用開關調節(jié)器以替代上述的串聯(lián)調節(jié)器，所以圖25所示的電路還減小了功耗。
由于圖25和26所示的電路是原理電路，所以對它們的各種修改以及各種修改的組合可應用于冷陰極熒光燈設備。例如，交流驅動電路26(參考圖4或7)可替代直流驅動電路22而緊接著與如圖25或26所示的電源25連接，并在其之間插入串聯(lián)調節(jié)器或開關調節(jié)器。此外，直流驅動電路22和交流驅動電路26可通過串聯(lián)調節(jié)器或開關調節(jié)器而緊接著連接到電源25。
雖然圖25和26示出了電流在一個方向上從冷陰極熒光燈10的兩個電極之一流出的電路，該電路可類似地應用于電流在相反的方向上從冷陰極熒光燈10的兩個電極交替流出的情況。示出了其中電流在相反的方向上從冷陰極熒光燈10流出的設備，以作為圖27中的第五實施例的冷陰極熒光燈設備130。下面，將參考圖27描述冷陰極熒光燈設備130。
圖27所示的第五實施例的冷陰極熒光燈設備130具有與圖21所示的冷陰極熒光燈設備40類似的基本結構。因此，這里省略了對冷陰極熒光燈設備130的部件的描述以避免冗余，其中冷陰極熒光燈設備130的部件具有與第三實例中類似的結構和操作，但是給出了冷陰極熒光燈設備130不同特征的原理性描述。
第五實施例的冷陰極熒光燈設備130包括在電源25和直流驅動電路22之間形成的并具有作為功率控制元件的晶體管Q81b的串聯(lián)調節(jié)器，和在電源25和交流驅動電路26之間形成的并具有作為功率控制元件的另一個晶體管Q81a的另一個串聯(lián)調節(jié)器。晶體管Q81a和Q81b具有與上述晶體管Q81類似的結構和類似的操作；晶體管Q82a和Q82b具有與上述晶體管Q82類似的結構和類似的操作；電阻器R102a和R102b具有與上述電阻器R102類似的結構和類似的操作；電阻器R103a和R103b具有與上述電阻器R103類似的結構和類似的操作。電流檢測控制電路143輸出信號Svh以控制晶體管Q82a并輸出另一個信號Sv1以控制晶體管Q82b。
參考圖28描述電流檢測控制電路143。在電流檢測控制電路143中，高速二極管Ds1到Ds4作為用于控制電流方向的電路。電流方向控制電路143還包括由電阻器R4a和電容器C4a組成的并具有預定時間常數(shù)的平滑電路，以及由另一個電阻器R4b和另一個電容器C4b組成的另一個平滑電路，用于檢測在兩個方向上流動的電流的方向。此外，作為誤差放大器的運算放大器IC51、濾波器61、參考電壓源Vref61和電阻器R105a和R105b形成部分的串聯(lián)調節(jié)器，用于控制施加到交流驅動電路26的電壓。此外，作為誤差放大器的運算放大器IC52、濾波器62、參考電壓源Vref62和電阻器R106a和R106b形成部分的另一個串聯(lián)調節(jié)器，用于控制施加到直流驅動電路22的電壓。
高速二極管Ds1到Ds4的操作類似于第三實施例中的高速二極管，用于執(zhí)行整流，使得電流以相反的方向流到冷陰極熒光燈41，即以從內(nèi)部電極17c到內(nèi)部電極17d的方向以及從內(nèi)部電極17d到內(nèi)部電極17c的另一個方向。此外，與第三實施例類似，由電阻器R4a和電容器C4a形成的平滑電路以及由電阻器R4b和電容器C4b形成的平滑電路中的每一個都將相反方向上的電流大小檢測為電阻器R4a和R4b兩端的電壓，并且根據(jù)時間常數(shù)來平滑電流。
現(xiàn)在，描述作為功率控制元件的使用晶體管Q81a形成的串聯(lián)調節(jié)器，其控制施加到交流驅動電路26的電壓。電阻器R105a和R105b具有彼此相同的電阻值，使得以相反方向流經(jīng)冷陰極熒光燈41的電流以相等的比例被增加，并且所得的電壓被輸入到運算放大器IC51的求反輸入端。因此，輸入到運算放大器IC51的求反輸入端的電壓和輸入到運算放大器IC51的非求反輸入端的參考電壓源Vref61之間的電壓誤差被運算放大器IC51檢測。因此，信號Svh通過電阻器R103a到濾波器61而被施加到晶體管Q82a的基極，其中濾波器61被提供用來優(yōu)化反饋環(huán)路的響應。因此，在交流驅動中，流經(jīng)冷陰極熒光燈41的電流值被控制到一個固定的值。
現(xiàn)在，描述包括晶體管Q81b的串聯(lián)調節(jié)器，其作為功率控制元件來控制施加到直流驅動電路22的電壓。電阻器R106a和R106b具有彼此相同的電阻值，使得以相反方向流經(jīng)冷陰極熒光燈41的電流以相等的比例被增加，并且所得的電壓被輸入到運算放大器IC52的求反輸入端。因此，輸入到運算放大器IC52的求反輸入端的電壓和輸入到運算放大器IC52的非求反輸入端的參考電壓Vref62之間的電壓誤差被運算放大器IC52檢測。因此，信號Sv1通過電阻器R103b到濾波器62而被施加到晶體管Q82b的基極，其中濾波器62被提供用來優(yōu)化反饋環(huán)路的響應。因此，在直流驅動中，流經(jīng)冷陰極熒光燈41的電流值被控制到一個固定的值。在圖27中，盡管用信號Svh來控制晶體管Q82a以及用信號Sv1來控制晶體管Q82b，其中直流驅動電路22的響應在速度上高于交流驅動電路26的響應，但是可用信號Sv1來控制晶體管Q82a以及用信號Svh來控制晶體管Q82b?？商鎿Q地，用信號Svh可控制晶體管Q82a，使得直流驅動電路22和交流驅動電路26都以高速響應?；蛘?，用信號Sv1來控制晶體管Q82a和Q82b，使得直流驅動電路22和交流驅動電路26都以低速響應。
如圖29所示的冷陰極熒光燈設備141是第五實施例的冷陰極熒光燈設備130的變型。替代串聯(lián)調節(jié)器，冷陰極熒光燈設備141包括具有開關調節(jié)器功率部分70a的開關調節(jié)器，和具有另一個開關調節(jié)器功率部分70b的另一個開關調節(jié)器。
在來自交流驅動電路26的驅動功率被用來以高速執(zhí)行冷陰極熒光燈41的接通和斷開(以使冷陰極熒光燈41發(fā)射光和不發(fā)射光)的情況下，需要高速的高功率開關元件來接通/斷開處理高功率的系統(tǒng)的電流。此外，在如第五實施例中使用的開關調節(jié)器被用于控制輸出電壓的情況下，不能以高于由開關調節(jié)器的濾波器的時間常數(shù)提供的速度來執(zhí)行電流的接通/斷開。
考慮到前面的內(nèi)容，根據(jù)第六實施例的冷陰極熒光燈設備達到了高速的接通/斷開，其中來自交流驅動電路26的驅動功率被用來驅動冷陰極熒光燈41。參考圖30到34來描述第六實施例及其變型。
圖30示出了第六實施例的冷陰極熒光燈設備142。在冷陰極熒光燈設備142中，除了初級側繞組N61和N62之外，不同的初級側繞組N161和N162纏繞在放置在交流驅動電路126a中的振蕩和轉換變壓器L62的磁心上。此外，電容器C161并聯(lián)連接到初級側繞組N161和N162，并且直流電壓Vin可通過電感器L261提供到中心抽頭，該中心抽頭是初級側繞組N161和N162之間的節(jié)點。諧振電路由電容器C161、從初級側看來相等的初級側繞組N161和N162的電感值和次級側的總電抗構成。諧振電路具有設置為與另一個諧振電路的諧振頻率相等的諧振頻率，該另一個諧振電路由電容器C61、從初級側看來相等的初級側繞組N61和N62的電感值和次級側的總電抗構成。以如此方式，兩個諧振電路以相等的諧振頻率諧振。
參考圖30，在振蕩和轉換變壓器L62的初級側繞組N61、N62、N161和N162每一個附近應用的黑色圓形標記(●)表示繞組起始端。這里，由晶體管Q61和Q62形成的第一交流功率產(chǎn)生部分通過自激勵振蕩將具有近似于正弦波形的波形的交流功率供應給初級側繞組N61和N62。同時，由晶體管Q63和Q64形成的第二交流功率產(chǎn)生部分用由驅動波形控制部分125獲得的信號來驅動晶體管Q63和Q64的基極，驅動波形控制部分125處理來自第一交流功率產(chǎn)生部分的振蕩信號。接著，取決于電容器C161、從初級側看來相等的初級側繞組N161和N162的電感值和次級側的總電抗的諧振頻率被設置成等于自激勵振蕩頻率。接著，將自激勵振蕩頻率的正弦波形的交流功率供應給初級側繞組N161和N162。
這里，可能有兩種情況，包括第一種情況，其中由初級側繞組N61和N62產(chǎn)生的磁通量和由初級側繞組N161和N162產(chǎn)生的磁通量被操作來相加，以及另一種情況，其中由初級側繞組N61和N62產(chǎn)生的磁通量和由初級側繞組N161和N162產(chǎn)生的磁通量被操作來相減。特別地，磁通量是操作用來相加還是相減取決于兩種關系的組合，包括初級側繞組N61和N62的繞組方向和初級側繞組N161和N162的繞組方向之間關系，以及在第一交流功率產(chǎn)生部分中產(chǎn)生的電壓的相位和在第二交流功率產(chǎn)生部分中產(chǎn)生的另一個電壓的相位是相同相位還是相反相位的另一個關系。這之后將參考圖32和33來詳細地描述。
參考圖31來描述驅動波形控制部分125。波形整形電路110由電阻器和齊納二極管構成，并且將由晶體管Q61的集電極產(chǎn)生的正弦波削波以形成方波。門112例如由與門構成，并且當來自轉換控制電路44的信號Sg具有高電平時，來自波形整形電路110的方波通過門112。但是，當信號Sg具有低電平時，門112輸出低電平的信號。緩沖器114是用于驅動晶體管Q63的基極的功率放大器。另一個波形整形電路111具有與波形整形電路110相同的結構；另一個門113具有與門112相同的結構；另一個緩沖器115具有與緩沖器114相同的結構。因此，當信號Sg具有高電平時，具有與由晶體管Q61的基極產(chǎn)生的正弦波相同相位的方波被供應到晶體管Q63的基極，并且具有與由晶體管Q62的集電極產(chǎn)生的正弦波相同相位的方波被供應到晶體管Q64的基極。由此，第一交流功率產(chǎn)生部分和第二交流功率產(chǎn)生部分將相位彼此相反的振蕩功率供應給相應的初級側繞組。注意到，寂靜時間(晶體管Q63和Q64都斷開的時間周期)的長度可通過變化齊納二極管的電壓來調整。
從應用于圖30所示交流驅動電路126a的初級側繞組N61、N62、N161和N162的繞組起始端的標記看出，初級側繞組N61、N62、N161和N162以相同的方向纏繞，并且第一和第二交流功率產(chǎn)生部分將相位彼此相反的振蕩功率供應給相應的初級側繞組。因此，當信號Sg具有高電平時，磁通量減少，并且在次級側繞組N63和N64中產(chǎn)生的交流電壓幅度減小，并且冷陰極熒光燈41展示為斷開狀態(tài)。另一方面，當信號Sg具有低電平時，第二交流功率產(chǎn)生部分不產(chǎn)生交流電壓。因此，在次級側繞組N63和N64中產(chǎn)生的交流電壓具有大的幅度，并且冷陰極熒光燈41展示為接通狀態(tài)。
以這種方式，通過對信號Sg的控制來執(zhí)行冷陰極熒光燈41的接通/斷開控制。這里，由于門112和113以及緩沖器114和115的響應速度非常高，因此，冷陰極熒光燈41的接通/斷開非?？?。注意到，在本實例中，根本不使用來自電流檢測控制電路143的信號Svh和信號Sv1。
圖32示出了冷陰極熒光燈設備148，其是第六實施例的冷陰極熒光燈設備142的變型。冷陰極熒光燈設備148的交流驅動電路126b與冷陰極熒光燈設備142的交流驅動電路126a的不同之處在于，驅動波形控制部分125被如此連接，使得來自其的兩個輸出信號以交換連接方案而被供應到晶體管Q63的基極和晶體管Q64的基極，從而與在第六實施例的冷陰極熒光燈設備142中的不同。以如此方式，第一和第二交流功率產(chǎn)生部分將相位相同的振蕩功率供應給各個的初級側繞組。接著，在磁心中，增加了磁通量以增加流經(jīng)冷陰極熒光燈41的電流量，由此提高了冷陰極熒光燈41的亮度，從而使冷陰極熒光燈41瞬間更亮。
圖33示出了冷陰極熒光燈設備144，其是第六實施例的冷陰極熒光燈設備142的另一個變型。從應用于圖33所示交流驅動電路126c的初級側繞組N61、N62、N161和N162的繞組起始端的標記看出，初級側繞組N61、N62、N161和N162以彼此相反的方向互相纏繞，并且第一和第二交流功率產(chǎn)生部分將相位彼此相反的振蕩功率供應給相應的初級側繞組。因此，當信號Sg具有高電平時，在次級側繞組N63和N64中產(chǎn)生的交流電壓具有大的幅度，并且冷陰極熒光燈41發(fā)射更亮的光。另一方面，當信號Sg具有低電平時，第二交流功率產(chǎn)生部分不產(chǎn)生交流電壓，并且在次級側繞組N63和N64中產(chǎn)生的交流電壓具有大的幅度，并且冷陰極熒光燈41發(fā)射具有通常亮度的光。
注意到，如果由驅動波形控制部分中的轉換控制電路來控制在三種模式之間切換，其包括兩個模式，其中用于驅動晶體管Q63的基極的信號和用于驅動晶體管Q64的基極的信號被交換，和另一種模式，其中晶體管Q63和Q64的基極電壓被降低為0，那么該驅動波形控制部分可配有兩個階段之間冷陰極熒光燈41的亮度的高速轉換功能，以及通過選擇磁通量相加、磁通量相減以及既不相加也不相減磁通量的接通/斷開功能。
圖34示出了本發(fā)明的第七實施例的冷陰極熒光燈設備145。參考圖34，交流驅動電路126a被如此配置，使得由初級側繞組N61和N62在磁心中產(chǎn)生的磁通量和由初級側繞組N161在磁心中產(chǎn)生的磁通量被相加。此外，將功率通過開關調節(jié)器供應到第一交流功率產(chǎn)生部分，并且將功率通過串聯(lián)調節(jié)器供應到第二交流功率產(chǎn)生部分。這里，通過使信號Svh通過低通濾波器(LPF)150而獲得用于控制開關調節(jié)器功率部分70的信號，并且通過使信號Svh通過帶通濾波器(BPF)151而獲得用于控制串聯(lián)調節(jié)器的信號。這里，低通濾波器(LPF)150的截止頻率是如圖36所示的截止頻率f2，并且?guī)V波器(BPF)151的截止頻率是如圖36所示的截止頻率f3和另一個截止頻率f4所表示的。截止頻率f1是諧振電路的諧振頻率，該諧振電路由電容器C61和串聯(lián)連接的初級側繞組N61和N62產(chǎn)生的漏電電感分量構成，該諧振頻率即是由交流功率產(chǎn)生部分產(chǎn)生的正弦波的頻率。
如圖36所示，低通濾波器150的通帶和帶通濾波器151的通帶彼此相對位移以保證一個足夠的參差度，使得形成為串聯(lián)調節(jié)器的反饋系統(tǒng)和形成為開關調節(jié)器的另一個反饋系統(tǒng)可不相互干擾。由于以如此方式，串聯(lián)調節(jié)器負責高速響應并且開關調節(jié)器負責低速響應，優(yōu)化了控制系統(tǒng)，并且流經(jīng)冷陰極熒光燈41的電流大小保持固定。此外，盡管在圖34中，通過兩個帶分(band-divided)控制系統(tǒng)的動作來使磁通量相加，從而將流經(jīng)冷陰極熒光燈41的電流大小保持固定，但是也可通過將圖34所示的交流驅動電路126a替換為圖32所示的交流驅動電路126b或者圖33所示的交流驅動電路126c并且使帶通濾波器151的相位反向來配置將流經(jīng)冷陰極熒光燈41的電流大小保持固定的另一個反饋回路，以便執(zhí)行磁通量的減法。
圖35示出了冷陰極熒光燈設備146，其是第七實施例的冷陰極熒光燈設備145的變型。在本變型中，開關調節(jié)器以低速響應，以對冷陰極熒光燈41保持穩(wěn)定的電流，該電流由交流驅動電路126a的第一和第二交流電壓產(chǎn)生部分驅動，并且在由第二交流電壓產(chǎn)生部分利用信號Sf5以高速接通/斷開冷陰極熒光燈41的同時是固定的。這里，如圖37所示，低通濾波器150的截止頻率f1低于信號Sf5的循環(huán)頻率。圖38說明了信號Sf5的波形。以如此方式，在冷陰極熒光燈41的穩(wěn)定電流保持固定的同時，可執(zhí)行冷陰極熒光燈41的接通/斷開控制。
此外，如果由與上述第六實施例中類似的轉換控制電路來控制在三種模式之間切換，其包括兩個模式，其中用于驅動晶體管Q63的基極的信號和用于驅動晶體管Q64的基極的信號被交換，和另一種模式，其中晶體管Q63和Q64的基極電壓被降低為0，那么在流經(jīng)冷陰極熒光燈41的電流平均值是固定時，可實現(xiàn)在兩個階段之間冷陰極熒光燈41的亮度的高速轉換，同時可提供基于信號Sf5波形的冷陰極熒光燈41的重復接通/斷開的功能和冷陰極熒光燈41的斷開功能。
在上述第六實施例中，可實現(xiàn)高速接通/斷開操作，其中用來自交流驅動部分126a到126c的驅動功率來驅動冷陰極熒光燈41。另一方面，在第七實施例中，實現(xiàn)了良好的恒流特性，其中用來自交流驅動部分126a到126c的驅動功率來驅動冷陰極熒光燈41(未示出使用交流驅動電路126b和交流驅動電路126c的情況)。在類似于第六和第七實施例中使用的電路結構，整流電路可進一步連接到次級側繞組以使得可能用來自直流驅動電路的驅動功率以高速接通/關閉冷陰極熒光燈41，并且用來自直流驅動電路的驅動功率來驅動具有良好恒流特征的冷陰極熒光燈41。
例如，圖39所示的冷陰極熒光燈設備240采用了類似圖30的冷陰極熒光燈設備142的結構，以實現(xiàn)直流驅動電路122的高速響應。特別地，除了初級繞組N21和N22，初級側繞組N121和N122纏繞在放置在直流驅動電路122中的振蕩和轉換變壓器L22的磁心上。此外，電容器C121并聯(lián)連接到初級側繞組N121和N122，并且直流電壓Vin可通過電感器L221施加到中心抽頭，該中心抽頭是初級側繞組N121和N122之間的節(jié)點。諧振電路由電容器C121和初級側繞組N121和N122構成，并其諧振頻率設置為等于另一個諧振頻率，該另一個諧振頻率由電容器C21和初級繞組N21和N22構成。以如此方式，兩個諧振電路以相等的諧振頻率諧振。
因此，由驅動波形控制部分125來驅動晶體管Q23和Q24的基極，以與上述類似的方式根據(jù)初級側繞組N121和N122的繞組極性，來以如圖30或33中說明的類似情況去執(zhí)行在振蕩和轉換變壓器L22的磁心中的磁通量的相加或相減。此外，盡管沒有示出，但可根據(jù)來自驅動波形控制部分125的信號的極性的組合，來以類似于圖33的情況去執(zhí)行在振蕩和轉換變壓器L22的磁心中的磁通量的相加或相減。信號Sgd被用來控制是執(zhí)行加法還是減法、還是都不執(zhí)行，該信號Sgd對應于圖30中所示的信號Sg。二極管D21和D22分別連接到次級側N24和N25，使得可獲得直流電壓Vd22。以如此方式，可利用信號Sgd來快速地控制直流電壓Vd22的值，從而以高速接通/關閉冷陰極熒光燈41。
圖40所示的冷陰極熒光燈設備242包括直流驅動電路122和交流驅動電路126a的組合。該結構有可能使冷陰極熒光燈41在直流驅動和交流驅動時都高速接通/關閉。
同時，圖41所示的冷陰極熒光燈設備245是圖35所示的冷陰極熒光燈設備146的變型，其中對于直流驅動電路122，也采用在交流驅動電路126a中采用的結構，以便將流到冷陰極熒光燈41電流控制成固定的電流。利用冷陰極熒光燈設備245，在直流驅動和交流驅動時都可實現(xiàn)恒流特性。
上述的變型僅僅是第六和第七實施例變型的示例，并且可采用各種其它的組合。例如除了上述的變型之外，有可能使用只采用交流驅動電路的電路結構、只采用直流驅動電路的電路結構、或既采用交流驅動電路和也采用直流驅動電路的電路結構。因此，可根據(jù)組合以重疊的關系來實現(xiàn)由各個結構得到的效果。
圖42和43示出了相關技術描述中引用的專利文獻2中公開的電路。但是，可將相關技術電路的初級側電路，即圖42和43中相對于變壓器(振蕩和轉換變壓器)531或562右邊的電路部分，用作為任何第一到第七實施例以及前述的實施例的變型的冷陰極熒光燈設備中的初級側電路。
參考圖42和43來描述上面的電路。參考圖42，振蕩電路(冷陰極熒光燈設備)553包括變壓器(振蕩和轉換變壓器)531，其依次包括四級線圈(初級側繞組)532和533以及初級線圈(初級側繞組)511和512、次級線圈(次級側繞組)513和三級線圈(初級側繞組)514。提供一個轉換電路534，以便改變四級線圈532和533的連接條件。轉換電路534包括定時電路535，用于在接通電源開關501之后執(zhí)行時間計數(shù)操作一個預定的時間周期。定時電路535的輸出連接到NPN晶體管541的基極，其集電極連接到電阻器544和545之間的節(jié)點，并且其發(fā)射極接地。電阻器544的另一端通過齊納二極管548連接到電容器502的一端，并且電阻器545的另一端接地。電阻器544和齊納二極管548之間的節(jié)點連接到NPN晶體管542的集電極，其發(fā)射極通過電阻器546接地。NPN晶體管542的集電極連接到NPN晶體管543的基極，其發(fā)射極通過電阻器547接地。NPN晶體管543的集電極連接到四級線圈532和533之間的節(jié)點。
NPN晶體管507的發(fā)射極通過二極管551連接到四級線圈532的一端，并且另一個NPN晶體管508的發(fā)射極通過二極管552連接到四級線圈533的一端。此外，二極管551和552的陽極分別通過二極管549和550連接到NPN晶體管542的集電極。
描述圖42所示的電路的操作。如果電源開關501接通，那么用直流電壓對電容器502進行充電。接著，在電容器502中充電的電壓被供應給振蕩電路553。同時，在電源開關501接通時，定時電路535開始其時間計數(shù)操作，并且繼續(xù)輸出高電平電壓一個事先設置的固定時間周期(例如5秒)。因此，NPN晶體管541接通，并且其基極通過NPN晶體管541接地，結果，NPN晶體管542斷開。因此，通過電容器502、齊納二極管548以及電阻器546和547的路線將高電平電壓施加到NPN晶體管543，從而接通NPN晶體管543。在振蕩電路553中，NPN晶體管507和508交替地接通，并且開始振蕩操作。當NPN晶體管507接通時，電流沿著扼流線圈506、初級線圈511、NPN晶體管507、二極管551、四級線圈532和NPN晶體管543的線路流動。另一方面，當NPN晶體管508接通時，電流沿著扼流線圈506、初級線圈512、NPN晶體管508、二極管552、四級線圈533和NPN晶體管543的另一條線路流動。
初級線圈511和四級線圈532以及初級線圈512和四級線圈533如此連接，使得施加到其上的電壓和在其中感應的電壓具有彼此相反的極性。特別地，初級線圈511和四級線圈532如此連接，使得當在扼流線圈506的節(jié)點處上向初級線圈511施加高電壓以及在NPN晶體管507的節(jié)點處上向初級線圈511施加低電壓時，在四級線圈532的一端和二極管551的陰極之間的節(jié)點處感應負的電壓。因此，使在初級線圈511兩端施加的電壓增加一個對應于在四級線圈532中產(chǎn)生的電壓的量。類似地，在四級線圈533和二極管552的陰極之間的節(jié)點處產(chǎn)生負的電壓，并且因此，使在初級線圈512兩端施加的電壓增加一個對應于該負電壓的量。由此，使在次級線圈513中感應的電壓的增加對應于施加到初級線圈511和512的電壓。因此，可容易地開始使熒光燈(冷陰極熒光燈設備)516發(fā)光。
另一方面，在事先設置的預定時間周期期滿后，定時電路535將其輸出改變?yōu)榈碗娖?。因此，NPN晶體管541斷開并且NPN晶體管542接通。結果，NPN晶體管542的基極通過電阻器547接地，并且因此，NPN晶體管543斷開。結果，四級線圈532和533基本上分別與初級線圈511和512分開。因此，在本實例中，當NPN晶體管507接通時，電流沿著扼流線圈506、初級線圈511、NPN晶體管507、二極管549和NPN晶體管542的線路流動。另一方面，當NPN晶體管508接通時，電流沿著扼流線圈506、初級線圈512、NPN晶體管508、二極管550和NPN晶體管542的另一線路流動。在定時電路535的時間計數(shù)操作結束之后其進行穩(wěn)定操作時，由于四級線圈532和533以如此方式分別與初級線圈511和512分開，當與開始時進行比較時，將施加到初級線圈511和512的電壓減小一個與施加到四級線圈532和533的電壓對應的量。結果，從開始時起，施加到熒光燈516的由次級線圈513產(chǎn)生的電壓也減小。如果在電壓如上述那樣減小時，變壓器531側和熒光燈516被設置為其之間的阻抗匹配可被優(yōu)化，則可有效利用功率。注意到，在采用如上所述的結構時，由于施加到初級線圈511和512的電壓的轉換以高速響應，因此足夠有可能將用于定時電路535的預設時間設置為例如幾個毫秒。
在圖43中所示的振蕩電路(冷陰極熒光燈設備)503示出了冷陰極熒光燈設備的不同實施例，并且在圖43中，與圖42中相同的元件用相同的參考符號表示。在本實施例中，提供轉換電路564以替換轉換電路534。在轉換電路564中，變壓器562的四級線圈532和533連接到初級線圈511和512，使得其中的感應電壓可具有相同的極性。此外，提供具有比次級線圈513更多匝數(shù)的次級線圈563。此外，二極管549和550的陰極連接到NPN晶體管543的集電極。此外，四級線圈532和533之間的節(jié)點連接到電阻器546和NPN晶體管542的集電極之間的節(jié)點。
在電源開關501接通之后，定時電路535輸出高電平信號一個固定的時間周期。結果，NPN晶體管541接通而NPN晶體管542斷開，并且NPN晶體管543接通。因此，四級線圈532和533在其同一端分別通過二極管549和550以及NPN晶體管543接地，并且四級線圈532和533基本上分別與初級線圈511和512分開。接著，在振蕩電路503中，當NPN晶體管507接通時，電流沿著扼流線圈506、初級線圈511、NPN晶體管507、二極管549和NPN晶體管543的線路流動。另一方面，當NPN晶體管508接通時，電流沿著扼流線圈506、初級線圈512、NPN晶體管508、二極管550和NPN晶體管543的另一線路流動。此時，次級線圈563與初級線圈511和512的匝數(shù)比例被如此設置，使得對應于流經(jīng)初級線圈511和512的電流的次級線圈563中感應的電壓可是啟動熒光燈516的足夠高電壓。因此，用由次級線圈563感應的高電壓來啟動熒光燈516的發(fā)光。
當固定的時間周期期滿后，定時電路535的輸出變成低電平。結果，NPN晶體管541斷開而NPN晶體管542接通。因此，NPN晶體管543斷開。結果，四級線圈532和533分別連接到初級線圈511和512。在本實例中，當振動電路503的NPN晶體管507接通時，電流沿著扼流線圈506、初級線圈511、NPN晶體管507、二極管551、四級線圈532和NPN晶體管542的線路流動。另一方面，當NPN晶體管508接通時，電流沿著扼流線圈506、初級線圈512、NPN晶體管508、二極管552、四級線圈533和NPN晶體管542的另一線路流動。以這種方式，與圖42中所示的電路不同，在圖43中的電路中，四級線圈532和533以及初級線圈511和512如此連接，使得四級線圈532和533的感應電壓的極性與施加到初級線圈511和512的電壓的極性相同。由此，在本實例中，在開始時施加到初級線圈511和512的電壓還分開地施加到四級線圈532和533。換句話說，初級線圈511和四級線圈532的組合線圈以及初級線圈512和四級線圈533的另一組合線圈中的每一個都組合線圈都基本上為一個初級線圈，并且初級線圈和次級線圈之間的匝數(shù)比例與開始時相比，減小了。結果，在次級線圈563中感應的電壓也同樣多地減小。以如此方式，在穩(wěn)定狀態(tài)下，用比開始時低的電壓來驅動熒光燈516。如果變壓器562側和熒光燈516如此設置，使得其之間的阻抗匹配在初級線圈511和512與四級線圈532和533以如此方式連接并以相加的方式操作時可是最優(yōu)的，則功耗被優(yōu)化。
在圖42中，振蕩電路553的次級側被如此配置，使得在次級線圈513中產(chǎn)生的交流電壓通過電容器515被施加到熒光燈516。但是，如果該次級側被上述第一到第七實施例的冷陰極熒光燈設備之一的次級側替換，那么振蕩器553可被采用為交流驅動電路或者直流驅動電路。并且，在圖43中，振蕩電路503的次級側被如此配置，使得在次級線圈563中產(chǎn)生的交流電壓通過電容器515被施加到熒光燈516。但是，如果該次級側被上述第一到第七實施例的冷陰極熒光燈設備之一的次級側替換，那么振蕩電路503可被采用為交流驅動電路或者直流驅動電路。
特別地，次級線圈513或563被改變，以便具有與次級側繞組N64和N65類似的結構。因此，如果連接到次級側繞組的電路部分和振蕩電路553和503的控制方式被改變，以便與第一到第七實施例的冷陰極熒光燈設備以及上述冷陰極熒光燈設備的修改類似，那么可提供包括在功耗上優(yōu)化的交流功率驅動電路的冷陰極熒光燈設備。
或者，次級線圈513或563被改變，以便具有與次級側繞組N64和N65類似的結構，并且二極管D21和D22被加到改變的次級線圈。那么，如果振蕩電路553和503的控制方式被改變，以便與第一到第七實施例的冷陰極熒光燈設備以及上述冷陰極熒光燈設備的修改類似，那么可提供包括在功耗上優(yōu)化的直流功率驅動電路的冷陰極熒光燈設備。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極。但是，該冷陰極熒光燈不限于上述實施例的冷陰極熒光燈。
例如，氣體不限于水銀氣體，并且要發(fā)射的光不限于是紫外線。此外，熒光材料不限于是與紫外線進行反應的熒光材料。此外，光學透明的密封容器不限于是玻璃的密封容器，并且光學透明的密封容器的形狀也不限于是圓柱形。同時，對于內(nèi)部電極，只需要它們中的至少一個由電子發(fā)射材料形成。此外，只需要第一和第二電極以彼此間隔的關系放置在密封容器外部的正面，并且第一和第二電極的結構不限于是外部電極圍繞密封容器的結構。因此，第一和第二外部電極可放置在密封容器與外側接觸的面的部分，或者以間隔的關系放置得離開密封容器與外側接觸的面。此外，第一和第二內(nèi)部電極可由光透射導電材料形成并以如此方式放置以便幾乎覆蓋在密封容器與外側接觸的整個面上。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的用于驅動冷陰極熒光燈的冷陰極熒光燈驅動設備，所述冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，該冷陰極熒光燈驅動設備包括直流驅動電路，可操作用于在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，交流驅動電路，可操作用于在第一和第二外部電極之間施加交流電壓，以及轉換電路，可操作用于控制直流驅動電路和交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓。但是，該冷陰極熒光燈驅動設備不限于上述實施例的冷陰極熒光燈驅動設備。
例如，直流驅動電路可具有任何形式，只要其供應使冷陰極熒光燈發(fā)光的足夠電壓，并且可具有任何結構，例如直接產(chǎn)生所需電壓而不使用反相器等的結構或者包括多個電壓倍增器整流電路的級的結構。并且，交流驅動電路可具有任何類似形式，只要它提供預定頻率的交流電壓并且例如可是具有橋結構而不使用反相器的開關電路。此外，轉換電路可具有任何的形式，只要它可執(zhí)行對將交流電壓施加一個預定時間周期的控制，并接著執(zhí)行對在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓的控制。例如，轉換電路可被如此配置，以便不僅控制反相電路的初級側而且控制其次級側，或者可被如此配置，使得轉換電路的部分功能由直流驅動電路或交流驅動電路共享。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的冷陰極熒光燈設備，包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，還包括一個或多個直流驅動電路，每個直流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，一個或多個恒流電路，每個恒流電路可操作用于將在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間流過的直流電流大小控制在一個預定值，一個或多個交流驅動電路，每個交流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二外部電極之間施加交流電壓，以及轉換電路，可操作用于控制一個或多個直流驅動電路和一個或多個交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓。但是，該冷陰極熒光燈設備不限于上述實施例的冷陰極熒光燈設備。
例如，氣體不限于水銀氣體，并且熒光材料不限于是與紫外線進行反應的熒光材料。此外，密封容器不限于是玻璃的密封容器，并且密封容器的形狀也不限于是圓柱形。此外，只需要第一和第二外部電極放置在密封容器外部的正面，并且對外部電極的結構沒有限制，以及對外部電極相對密封容器外部的正面的排列關系也沒有限制。此外，直流驅動電路和交流驅動電路可包括一些不同于反相電路的其它組件，并且恒流電路可不具有反饋結構，但可具有電流反射鏡結構。轉換電路可具有任何的形式，只要它執(zhí)行對將交流電壓施加一個預定時間周期的控制，并接著執(zhí)行對在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓的控制。例如，轉換電路可被如此配置，以便不僅控制反相電路的初級側而且控制其次級側，或者可被如此配置，使得轉換電路的部分功能由直流驅動電路或交流驅動電路共享。此外，在冷陰極熒光燈設備包括多個冷陰極熒光燈的情況下，相對于冷陰極熒光燈的數(shù)量，對直流驅動電路、固定電流電路或交流驅動電路的數(shù)量沒有限制。換句話說，冷陰極熒光燈可包括一個或多個直流驅動電路、一個或多個交流驅動電路以及一個或多個恒流電路。并且對于是應當在冷陰極熒光燈的陽極側(高電位側)還是應當在陰極側(低電位側)提供直流驅動電路或恒流電路，也不存在限制。此外，轉換電路的結構不限于上述實施例中的結構，而可根據(jù)控制的方式而進行各種改變。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的液晶顯示設備，包括液晶顯示面板，可操作用于根據(jù)同步信號在其上的一個位置處依照圖像信號來顯示圖像，和放置在液晶顯示面板背部正面上的冷陰極熒光燈設備，該冷陰極熒光燈設備包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，還包括一個或多個直流驅動電路，每個直流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，一個或多個恒流電路，每個恒流電路可操作用于將在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間流過的直流電流大小控制在一個預定值，一個或多個交流驅動電路，每個交流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二外部電極之間施加交流電壓，以及轉換電路，可操作用于控制一個或多個直流驅動電路和一個或多個交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個和同步信號同步的預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓，以便控制在冷陰極熒光燈或者每個冷陰極熒光燈中流過的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。但是，該液晶顯示設備不限于上述實施例的液晶顯示設備。
例如，圖像信號和同步信號不限于NTSC系統(tǒng)的圖像信號和同步信號而可以基于任何格式。此外，不存在對液晶顯示面板的尺寸和形狀的限制。此外，不存在對冷陰極熒光燈的氣體和熒光材料、密封容器的材料和形狀、外部電極的結構、以及外部電極相對密封容器的外部的正面的排列關系的限制。此外，在信號處理部分，直流驅動電路、交流驅動電路、恒流電路以及轉換電路不限于所述的實施例。此外，盡管對將交流電壓施加一個與同步信號同步的預定時間周期進行控制，但是該周期不限于所述的實施例。此外，在冷陰極熒光燈設備包括多個冷陰極熒光燈的情況下，不存在相對于冷陰極熒光燈的數(shù)量，對直流驅動電路、恒流電路或交流驅動電路的數(shù)量的限制。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的控制方法是一種冷陰極熒光燈的控制方法，該冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，該控制方法包括步驟將交流電壓施加在第一和第二外部電極之間一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。但是，該冷陰極熒光燈的控制方法不限于上述實施例的控制方法。
例如，開始施加交流電壓的定時、結束施加交流電壓的定時、以及施加直流電壓的定時之間的關系不限于所述實施例中的關系。這些定時之間的關系可是任何關系，只要執(zhí)行對以下操作的控制，即將交流電壓施加在第一和第二外部電極之間一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的另一種控制方法是一種液晶顯示設備的控制方法，該液晶顯示設備包括液晶顯示面板，可操作用于根據(jù)同步信號在其上的一個位置處依照圖像信號來顯示圖像，和放置在液晶顯示面板背部正面上的冷陰極熒光燈設備，并且該冷陰極熒光燈設備包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，該控制方法包括步驟將交流電壓施加在第一和第二外部電極之間一個根據(jù)同步信號的預定時間周期，以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時控制在冷陰極熒光燈中流過的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。但是，該冷陰極熒光燈的控制方法不限于上述實施例的控制方法。但是，該冷陰極熒光燈的控制方法不限于上述實施例的控制方法。
例如，開始施加交流電壓的定時、結束施加交流電壓的定時、以及施加直流電壓的定時之間的關系不限于所述實施例中的關系。此外，同步信號類型與施加到同步信號的交流電壓的周期的關系形式不限于所述實施例中的關系形式。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的另一個冷陰極熒光燈設備，包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，還包括一個或多個直流驅動電路，每個直流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，一個或多個交流驅動電路，每個交流驅動電路可操作用于在對應的一個冷陰極熒光燈的所述第一和第二內(nèi)部電極之間施加交流電壓，一個或多個電流方向控制和恒流電路，每個電流方向控制和恒流電路將在對應的一個冷陰極熒光燈的第一和第二內(nèi)部電極之間流動的電流大小控制在一個預定大小，以及轉換電路，可操作用于控制一個或多個直流驅動電路和一個或多個交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓，以便控制在冷陰極熒光燈或者每個冷陰極熒光燈中流過的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。但是，該冷陰極熒光燈設備不限于上述實施例的冷陰極熒光燈設備。
例如，不存在對冷陰極熒光燈的氣體和熒光材料、密封容器的材料和形狀的限制。此外，直流驅動電路、交流驅動電路以及電流方向控制和恒流電路不限于所述的實施例。此外，在冷陰極熒光燈設備包括多個冷陰極熒光燈的情況下，不存在相對于冷陰極熒光燈的數(shù)量，對直流驅動電路、恒流電路或交流驅動電路的數(shù)量的限制。
根據(jù)本發(fā)明的實施例的另一種冷陰極熒光燈的控制方法，該冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，該控制方法包括步驟將交流電壓施加在第一和第二外部電極之間一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。但是，該冷陰極熒光燈的控制方法不限于上述實施例的控制方法。
例如，開始施加交流電壓的定時、結束施加交流電壓的定時、以及施加直流電壓的定時之間的關系不限于所述實施例中的關系。
盡管已經(jīng)利用特定的術語描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是這些描述僅僅是說明性的，并且應當理解，在不偏離所附權利要求的精神或范圍的情況下可進行修改和變化。
權利要求
1.一種冷陰極熒光燈，包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，放置在所述密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在所述密封容器外部的正面的第一和第二外部電極。
2.根據(jù)權利要求1的冷陰極熒光燈，其中所述第一和第二內(nèi)部電極都由電子發(fā)射材料構成。
3.一種用于驅動冷陰極熒光燈的冷陰極熒光燈驅動設備，所述冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在所述密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在所述密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，該冷陰極熒光燈驅動設備包括直流驅動電路，可操作用于在所述第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，交流驅動電路，可操作用于在所述第一和第二外部電極之間施加交流電壓，以及轉換電路，可操作用于控制所述直流驅動電路和所述交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓。
4，根據(jù)權利要求3的冷陰極熒光燈驅動設備，其中所述轉換電路使直流電壓在施加交流電壓的預定時間周期內(nèi)被施加。
5.根據(jù)權利要求4的冷陰極熒光燈驅動設備，其中所述第一和第二內(nèi)部電極都由電子發(fā)射材料構成，并且在每個長于第一預定時間周期的第二預定時間周期后，所述轉換電路使要施加在所述第一和第二內(nèi)部電極之間的直流電壓的極性方向交替反向，所述第一預定時間周期是施加交流電壓的時間周期。
6.根據(jù)權利要求3的冷陰極熒光燈驅動設備，還包括恒流電路，用于將在所述第一和第二內(nèi)部電極之間流過的電流大小控制到一個預定值。
7.一種冷陰極熒光燈設備，包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在所述密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在所述密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，一個或多個直流驅動電路，每個直流驅動電路可操作用于在對應的一個所述冷陰極熒光燈的所述第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓，一個或多個恒流電路，每個恒流電路可操作用于將在對應的一個所述冷陰極熒光燈的所述第一和第二內(nèi)部電極之間流過的直流電流大小控制在一個預定值，一個或多個交流驅動電路，每個交流驅動電路可操作用于在對應的一個所述冷陰極熒光燈的所述第一和第二外部電極之間施加交流電壓，以及轉換電路，可操作用于控制所述一個或多個直流驅動電路和所述一個或多個交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓。
8.根據(jù)權利要求7的冷陰極熒光燈設備，其中所述第一和第二內(nèi)部電極都由電子發(fā)射材料構成，所述轉換電路還控制所述一個或多個冷陰極熒光燈中的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。
9.一種液晶顯示設備，包括液晶顯示面板，可操作用于根據(jù)同步信號在其上的一個位置處依照圖像信號來顯示圖像；和放置在所述液晶顯示面板背部正面上的冷陰極熒光燈設備；所述冷陰極熒光燈設備包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在所述密封容器的內(nèi)側并且由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在所述密封容器外部的正面的第一和第二外部電極；一個或多個直流驅動電路，每個直流驅動電路可操作用于在對應的一個所述冷陰極熒光燈的所述第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓；一個或多個恒流電路，每個恒流電路可操作用于將在對應的一個所述冷陰極熒光燈的所述第一和第二內(nèi)部電極之間流過的直流電流大小控制在一個預定值；一個或多個交流驅動電路，每個交流驅動電路可操作用于在對應的一個所述冷陰極熒光燈的所述第一和第二外部電極之間施加交流電壓，以及轉換電路，可操作用于控制所述一個或多個直流驅動電路和所述一個或多個交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個與同步信號同步的預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓，以便控制在所述冷陰極熒光燈或者每個所述冷陰極熒光燈中流過的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。
10，根據(jù)權利要求9的液晶顯示設備，其中所述轉換設備執(zhí)行對將交流電壓施加一個預定時間周期的控制，所述預定時間周期與垂直同步信號的空白周期同步，垂直同步信號是同步信號的一部分，并且在每次空白周期出現(xiàn)時，執(zhí)行對所述一個或多個冷陰極熒光燈的直流電流的極性方向交替反向的控制。
11.一種冷陰極熒光燈的控制方法，該冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在所述密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在所述密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，該控制方法包括步驟將交流電壓施加在所述第一和第二外部電極之間一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在所述第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。
12.一種液晶顯示設備的控制方法，該液晶顯示設備包括液晶顯示面板，可操作用于根據(jù)同步信號在其上的一個位置處依照圖像信號來顯示圖像，和放置在所述液晶顯示面板背部正面上的冷陰極熒光燈設備，并且該冷陰極熒光燈設備包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在所述密封容器的內(nèi)側并且由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，以及彼此以間隔關系放置在所述密封容器外部的正面的第一和第二外部電極，所述控制方法包括步驟將交流電壓施加在所述第一和第二外部電極之間一個根據(jù)同步信號的預定時間周期，以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時控制在所述冷陰極熒光燈中流過的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。
13.一種冷陰極熒光燈設備，包括一個或多個冷陰極熒光燈，每一個冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在所述密封容器的內(nèi)側并且由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，一個或多個直流驅動電路，每個直流驅動電路可操作用于在對應的一個所述冷陰極熒光燈的所述第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓；一個或多個交流驅動電路，每個交流驅動電路可操作用于在對應的一個所述冷陰極熒光燈的所述第一和第二內(nèi)部電極之間施加交流電壓；一個或多個電流方向控制和恒流電路，每個電流方向控制和恒流電路將在對應的一個所述冷陰極熒光燈的所述第一和第二內(nèi)部電極之間流動的電流大小控制在一個預定大小，以及轉換電路，可操作用于控制所述一個或多個直流驅動電路和所述一個或多個交流驅動電路，使得將交流電壓施加一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時施加直流電壓，以便控制在所述冷陰極熒光燈或者每個所述冷陰極熒光燈中流過的直流電流的極性方向及其通過和阻塞。
14.根據(jù)權利要求13的冷陰極熒光燈設備，其中所述電流方向控制和恒流電路包括在流到每個所述冷陰極熒光燈外側的電流上提供的恒流源，并且可操作用于將所述第一和第二內(nèi)部電極之間流過的電流大小設置為預定值。
15.根據(jù)權利要求13的冷陰極熒光燈設備，其中所述電流方向控制和恒流電路包括電壓控制電路，可操作用于控制要提供到所述一個或多個直流驅動電路或所述一個或多個交流驅動電路的電壓大小，以便將所述第一和第二內(nèi)部電極之間流過的電流大小設置為預定值。
16.根據(jù)權利要求13的冷陰極熒光燈設備，其中所述一個或多個直流驅動電路和所述一個或多個交流驅動電路的每一個包括變壓器，包括在同一磁心上形成的第一和第二初級繞組；第一和第二交流功率產(chǎn)生部分，可操作用于分別向所述第一和第二初級繞組提供交流功率；和驅動波形控制部分，可操作用于控制所述第一和第二交流產(chǎn)生部分，使得執(zhí)行由所述第一和第二初級繞組在所述磁心中產(chǎn)生的磁通量的相加或相減，或者磁通量僅僅由所述第一和第二初級繞組之一在所述磁心中產(chǎn)生。
17.一種冷陰極熒光燈的控制方法，該冷陰極熒光燈包括光學透明的密封容器，在其中封閉了在與電子碰撞時發(fā)射光的氣體，并且該密封容器具有放置在其與氣體接觸的內(nèi)面的熒光材料，該熒光材料與從氣體發(fā)射的光進行反應，還包括放置在所述密封容器的內(nèi)側并且其至少一部分由電子發(fā)射材料組成的第一和第二內(nèi)部電極，該控制方法包括步驟將交流電壓施加在第一和第二外部電極之間一個預定時間周期以引起電子和氣體彼此碰撞，并且在電子和氣體之間碰撞繼續(xù)的同時在第一和第二內(nèi)部電極之間施加直流電壓。
全文摘要
公開了一種冷陰極熒光燈設備，其中冷陰極熒光燈可被容易地點亮并且泄漏電流被最小化。一對內(nèi)部電極放置在冷陰極熒光燈的內(nèi)面，并且一對外部電極在冷陰極熒光燈外部的正面上被提供。內(nèi)部電極由直流驅動電路驅動，并且在內(nèi)部電極之間流動的電流受恒流電路控制。外部電極由交流驅動電路驅動。
文檔編號G02F1/1335GK1892971SQ20061009359
公開日2007年1月10日 申請日期2006年6月8日 優(yōu)先權日2005年6月8日
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