CN100432796C - 背照单元 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种背照单元，该背照单元用于把光提供给液晶显示装置的发光面。该背照单元包括：多个灯，每个灯具有第一和第二端，每个灯基本上设置在发光面的整数(n)个区域中的仅一个区域，其中这些区域把发光面的长度划分为n个区域；电源***；多个第一电源线，分别连接到灯的第一端和逆变器的第一连接器；和多个第二电源线，分别连接到灯的第二端和逆变器的第二连接器。

Description

背照单元

本申请基于中国专利法实施细则第42条提出，是申请日为2003年5月20日的发明名称为“背照单元”的第03123737.1号中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及背照单元，更具体地说，本发明涉及连接在用于液晶显示装置的背照单元内的灯与逆变器之间的电源线。

背景技术

CRT(阴极射线管)显示技术在TV接收机、仪器、计算机监视器和信息终端等各种应用中采用，但是因为CRT本身的重量和体积，CRT不能满足电子商品对降低重量和体积的要求。因此，因为CRT的重量和体积，在降低电子商品的体积和重量的大趋势中，CRT显示器具有某种局限性。

预期替代CRT的显示器类型有：利用电光效应的液晶显示器(LCD)、利用气体放电的等离子体显示板(PDP)、利用电致发光效应的EL显示器(电致发光显示器)等，已经对它们进行了研究。其中对LCD的研究最为活跃。为了替代CRT，对LCD的开发在降低显示器的体积、重量以及功耗方面是成功的。因此，越来越多地把LCD不仅用作膝上型计算机监视器的平板显示器，而且还用作台式计算机以及大尺寸信息显示器中的监视器的平板显示器。

由于大多数LCD是光接收器件，为了显示图像需要对从器件外部提供的光进行控制，所以需要对LCD板提供光的单独光源(即背照单元)。通常，用作LCD光源的背照单元是以边缘照明方式或直接照明方式布置的圆柱形灯。

在边缘照明方式中，灯单元位于用于引导光的光板的一侧，其中对灯单元设置有：灯，用于发光；灯座，插在灯的两侧，用于保护灯；以及灯光反射板，插在光板的侧面以包围灯的外表面，用于将灯发出的光反射到光板上。边缘照明方式具有设置在光板的侧面的灯单元，它用于较小尺寸的LCD，例如膝上型计算机和台式计算机，具有良好的照明均匀性、长寿命，而且易于制造薄LCD。

另一方面，直接照明方式是随着LCD的尺寸逐渐大于20英寸开始优先考虑开发的。直接照明方式设置多个灯，这些灯在散射板之下以直线排列，用于使光直接照射LCD板的正面。因为直接照明方式的光利用率比边缘照明方式的光利用率高，所以在大尺寸LCD中采用直接照明方式。

现在，将参考附图说明现有技术的背照单元。图1示出现有技术的直接照明型背照单元的透视图，图2示出第一现有技术的灯排列的平面图，图3示出具有用于将电信号施加到图2所示灯的逆变器的背照单元的后视图，图4示出第二现有技术的灯排列的平面图。

参考图1和图2，现有技术的背照单元设置了：多个灯1；外壳3，用于保持和支持灯1；以及光散射装置5a、5b和5c，位于灯1与LCD板(未示出)之间。在灯1与LCD板之间，对光散射装置5a、5b和5c设置多个散射片和散射板以加强光散射效应，从而防止灯显示在LCD屏幕上，而且提供均匀亮度分布。在外壳3的内表面上设置了反射板7，用于使灯1发出的光仅照射到LCD板的显示部分中。

灯1是冷阴极荧光灯(CCFL)，在荧光灯管的内部的相对两端设置电极部分2a和2b，它们分别与电源线9a和9b相连。灯1的相对两端***形成在外壳3的相对表面的孔内。在通过电源线9a和9b将电压提供到电极部分2a和2b上时，灯1发光。提供到电源线上的电压是由设置在外壳3的背面一侧部分中的逆变器30提供的，如图3所示。在电源线9a和9b内，根据对其提供的电压，具有高压电源线31和低压电源线32。即，从灯1的相对两端引出的高压电源线31和低压电源线32连接到逆变器30连接器的一端子/另一端子，用于接收电压。

为了将对LCD板和外部设备的电气影响降低到最小，使高压电源线31的长度比低压电源线32的长度短。在现有技术的直接照明型背照单元中，灯1的长度大致等于背照单元的前发光面的长度。因此，发光面的尺寸越大，灯1的长度就越长。例如，当前尺寸超过30至40英寸的LCD要求灯的长度大于700mm。

因此，灯的长度越长，不仅制造灯更困难了，而且灯与背照单元的组装工作也不容易，而且易受到外部冲击的影响。此外，灯的照明变得不均匀。而且因为要求高接通电压和高保持电压，所以因为不稳定性和LCD驱动电路产生的电气影响，出现了图像质量恶化(EMI：电磁干扰)的问题。

因为该问题，如图4所示，在某些直接照明型背照单元中，在发光面的高度方向排列灯40。在此例中，电极部分42a和42b设置在灯40的每个灯管内的相对两端，电源线43a和43b分别与电极部分42a和42b相连。反射板41设置在灯40后。

然而，在发光面的高度方向排列灯40会使灯40的灯管内的汞聚集在其底部。因此如果长时间使用背照单元，会恶化灯40的性能。

发明内容

因此，本发明致力于基本克服了因为现有技术的局限性和缺陷产生的一个或多个问题的背照单元。

本发明的一个目的是提供一种可以提高灯的效率而且可以对灯进行有效布线排列的背照单元。

在以下的说明中将说明本发明的其它特征和优点，而且部分地根据以下说明，本发明的其它特征和优点将变得更加明显，或者通过实践本发明可以得知本发明的其它特征和优点。利用书面说明书及其权利要求以及附图特别指出的结构，可以实现本发明的目的和其它优点。

为了实现这些以及其它优点并且根据本发明的目的，正如所实现和广泛描述的那样，一种用于把光提供给发光面的背照单元包括：三个灯，每个灯具有第一和第二端，每个灯基本上设置在发光面的三个区域中的仅一个区域，其中这些区域把发光面的长度划分为三个区域；电源***，所述电源***与所述发光面的三个区域中的每个区域相对应；三个第一电源线，分别连接到灯的第一端和所述电源***的第一连接器；和三个第二电源线，分别连接到灯的第二端和所述电源***的第二连接器。

在另一个方面，一种用于把光提供给发光面的背照单元包括：三组灯，每组灯具有第一和第二端，这些灯被设置为使得该三组灯跨越发光面的基本上整个长度分布，每组灯具有多于一个灯；电源***，所述电源***与所述三组灯中的每一组相对应；三个第一电源线，分别连接到灯的第一端和电源***的第一连接器；和三个第二电源线，分别连接到灯的第二端和电源***的第二连接器。

应该理解，上述一般性说明和以下的详细说明都是示例性和解释性说明，用于对权利要求所述的本发明提供进一步解释。

附图说明

附图示出本发明的实施例，而且与说明一起用于解释本发明原理，附图有助于进一步理解本发明，因此将其引入本发明说明书作为说明书的一部分。

附图包括：

图1示出现有技术的直接照明型背照单元的透视图；

图2示出第一示例现有技术的灯排列的平面图；

图3示出具有用于将电信号施加到图2所示灯的逆变器的背照单元的后视图；

图4示出第二示例现有技术的灯排列的平面图；

图5示出应用本发明的第一示例灯排列的平面图；

图6示出根据应用于图5的本发明的第一示例实施例的背照单元的后视图；

图7示出根据应用于图5的本发明的第二示例实施例的背照单元的后视图；

图8示出根据应用于图5的本发明的第三示例实施例的背照单元的后视图；

图9示出根据应用于图5的本发明的第四示例实施例的背照单元的后视图；

图10示出应用本发明的第二示例灯排列的平面图；

图11示出根据应用于图10的本发明的第五示例实施例的背照单元的后视图；

图12和13在灯把发光面划分为三个部分的背照单元的后视图中示出另选的结构；

图14示出具有不等长度的另一个示例灯排列的平面图。

具体实施方式

以下将参考附图中的例子详细说明本发明的优选实施例。

本发明提供一种在交替排列其长度比背照单元的发光面长度短的多个灯的状态下，将电源线从逆变器的输出部分(以下称为：连接器)电连接到灯的相对端的布线排列。为了将电源线从逆变器的连接器连接到灯的相对端，在反射板和外壳中形成孔(通孔)。连接到灯的相对端的电源线中有高压线和低压线。

图5示出应用本发明的第一示例灯排列的平面图，图6示出根据应用于图5的本发明的第一示例实施例的背照单元的后视图。

参考图5和图6，背照单元包括：多个灯50，它们交替排列在整个发光面的右和左部分，将发光面的长度划分为两部分。背照单元还包括：外壳(未示出)，用于保持灯50；反射板51，设置在外壳的内表面上，用于使灯50发出的光照射到LCD板的显示部分中；以及光散射装置(未示出)，位于灯50与LCD板(未示出)之间。由于LCD板的显示屏幕越长，要求背照单元的发光面也越长，所以需要较长的灯50。较长的灯50进而要求对灯50施加较高灯管电压。为了改善这种状况，其长度均比背照单元的发光面短(近似1/2)的灯50以中心线为基准交替排列在左和右部分。如图5所示，电极部分52a和52b可以交错排列，以在中心部分限定Z字形，从而把发光面划分为基本上相等的部分。上述排列允许采用要求较低保持电压(灯管电压)的灯50，而且改善了整个屏幕的非均匀亮度分布。尽管未示出，在一个另选排列中(未示出)，右/左灯50可以排列为，使得电极部分52a和52b并排排列。

当然，右和左灯50可以稍微重叠以确保全部发光面的照明而没有暗区。但是，灯50的重叠不应过大，使得没有亮区。同样，如果灯50之间存在非重叠(即间隙)，该间隙不应过大，导致出现暗区。因此，重叠(或非重叠)应该小于约20mm，更优选是约2-10mm。此处，重叠可以大约是灯50的电极部分52a(或52b)的尺寸，即可以是约2mm。

灯50是CCFL，它们分别具有位于灯管内部的相对端的电极部分52a和52b，电极部分52a和52b与电源线53a和53b相连。在通过电源线53a和53b将电压提供到电极部分52a和52b上时，灯50发光。

如图6所示，施加到电源线的电压是由排列在外壳54的背面的相对侧的逆变器55提供的。在反射板51和外壳54的中心部分中，在对着灯50的端部的部分，有多个电源线孔56。在电源线53a和53b中，在对着逆变器55的部分排列的电源线用作高压电源线57。各高压电源线57分别与逆变器55的各连接器相连。在外壳54的中心部分通过电源线孔56的电源线53a和53b用作低压电源线58。低压电源线58与逆变器55的各连接器的另一端子相连。

在将高压电源线57和低压电源线58连接到连接器的一端子/另一端子时，为了将对LCD板产生的电气影响降低到最小，使高压电源线57的长度等于或者短于低压电源线58的长度。在将逆变器55设置在外壳54的背面的相对侧部分时，位于相对边缘侧的、灯50的电源线53a和53b用作高压电源线57，而位于中心部分的、灯的电源线53a和53b用作低压电源线58。

尽管未示出，但是灯50的相对端通过位于外壳54的相对侧面中的孔(未示出)。为了防止灯显示在LCD板的屏幕上而且为了提供均匀亮度分布，设置了光散射装置，在灯与LCD板之间，对该光散射装置设置多个散射片、散射板等以增强光散射效应。

因此，通过在左/右部分交替排列其长度均比发光面的长度短的灯、通过在反射板51和外壳54的中心部分设置电源线孔以及通过使高压电源线的长度比低压电源线的长度短，可以降低灯的灯管电压，而且可以实现总体亮度均衡。

将参考图5和7说明根据本发明第二示例实施例的背照单元。图5示出应用本发明的第一示例灯排列的平面图，图7示出根据应用于图5的本发明的第二示例实施例的背照单元的后视图。参考图5和图7，除了逆变器55的位置以及基于逆变器55的位置的高压电源线57和低压电源线58的排列外，该背照单元与第一示例实施例的背照单元具有同样的***。以下将针对与第一示例实施例的差别来说明第二实施例的***。

参考图5和图7，两个逆变器55平行排列在外壳54背面的中心部分。在反射板51和外壳54的中心部分、对着灯50的端部的部分有多个电源线孔56。电源线53a和53b从灯50的相对端伸出。在灯50的电源线53a和53b中，位于外壳54的相对边缘的电源线53a和53b用作低压电源线58。每个低压电源线58连接到逆变器55的连接器的一端子。在连接到每个灯50的端部的电源线53a和53b中，连接到排列在对着图5中逆变器55的中心部分的灯50的一端的电源线53a和53b通过电源线孔56，而且用作多个高压电源线57。高压电源线57连接到连接器的另一端子。在将高压电源线57和低压电源线58连接到相应端子时，为了将对LCD板的电气影响降低到最小，将高压电源线57的长度设置得等于或者短于低压电源线58的长度。

由于逆变器55设置在外壳54上靠近中心部分的背面上，所以连接到位于相对边缘的灯50的一端的、灯50的电源线53a和53b用作低压电源线57，而连接到位于中心部分的灯50的一端的电源线53a和53b用作高压电源线58。因此，通过在左/右部分交替排列其长度比发光面的长度短的灯、通过在反射板51和外壳54的中心部分中设置电源线孔以及通过使高压电源线的长度比低压电源线的长度短，可以降低灯的灯管电压，而且可以改善主体亮度均衡。

以下将参考图5和8说明本发明第三示例实施例的背照单元。图5示出应用本发明的第一示例灯排列的平面图，图8示出根据应用于图5的本发明的第三示例实施例的背照单元的后视图。参考图5和图8，除了将低压电源线58组合为一条导线之外，该背照单元与第一示例实施例的背照单元具有同样的***。以下将说明第三示例实施例背照单元的***。

参考图5和图8，逆变器55排列在外壳54背面的相对边缘。在反射板51和外壳54的中心部分、对着灯50的端部有多个电源线孔56。电源线53a和53b从灯50的相对端伸出。在灯50的电源线53a和53b中，位于外壳54的相对边缘的电源线53a和53b(排列在对着逆变器55的部分中的电源线53a和53b)用作高压电源线57。高压电源线57连接到逆变器55的连接器的一端子。位于外壳54的中心部分的电源线53a和53b是低压电源线，它们通过电源线孔56，而且共同连接到低压电源线58a。即，低压电源线58a是一条导线，它连接到逆变器55的多个连接器的另一端子。

尽管未示出，但是，通过在形成电源线孔56的高度方向排列两个PCB基板，而且通过将穿过PCB基底的电源线53a和53b焊接到以一条直线形成在PCB基板上的电极引线上，低压公用电源线58a可以作为一条导线进行连接。将电极引线连接到与逆变器55的连接器相连的低压公用电源线58a。还可以不使用PCB基板，而使用电线将电源线53a和53b连接到低压公用电源线58a。

在将高压电源线57和低压公用电源线58a连接到逆变器连接器的端子时，为了将对LCD板的电气影响降低到最小，将每个高压电源线57的长度设置得等于或者短于低压公用电源线58a的长度。由于逆变器55设置在外壳54背面的相对边缘，所以位于相对边缘的灯50的电源线53a和53b用作高压电源线57，而位于中心部分的灯50的电源线53a和53b连接到低压公用电源线58a。

以下将参考图5和9说明本发明第四示例实施例的背照单元。图5示出应用本发明的第一示例灯排列的平面图，图9示出根据应用于图5的本发明第四示例实施例的背照单元的后视图。参考图5和9，除了低压电源线58被组合为一条导线外，该背照单元与第二示例实施例背照单元具有同样的***。以下将说明第四示例实施例背照单元的***。

参考图5和9，逆变器55排列在外壳54背面的中心部分。在反射板51和外壳54的中心部分、在对着位于中心部分的灯50的端部的部分，有多个电源线孔56。在电源线53a和53b中，位于外壳54的相对边缘的电源线53a和53b连接到一个低压公用电源线58a。低压公用电源线58a连接到多个连接器中一个连接器的一端子，并且逆变器的连接器从低压公用电源线58a延伸互相连接到一起。位于外壳54的中心部分的电源线53a和53b(排列在对着逆变器55的部分的电源线53a和53b)穿过电源线孔56，并用作多个高压电源线57。高压电源线57连接到逆变器55的连接器的另一端子。

在将高压电源线57和低压公用电源线58a连接到逆变器连接器的端子时，为了将对LCD板的电气影响降低到最小，将每个高压电源线57的长度设置得等于或者短于低压公用电源线58a的长度。由于靠近外壳54背面的中心部分将逆变器55设置到外壳54的背面上，位于相对边缘的、灯50的电源线53a和53b连接到作为低压电源线的低压公用电源线58a，而位于中心部分的灯50的电源线53a和53b用作高压电源线57。

尽管在该图中未示出，但是，通过在形成电源线孔的高度方向设置两个PCB基板，而且通过将穿过PCB基板的电源线53a和53b焊接到以一条直线方向形成在PCB上的电极引线，可以将低压公用电源线连接到一条线。将电极引线连接到与逆变器55的连接器相连的低压公用电源线58a。还可以不使用PCB基板，而使用电线将电源线53a和53b连接到低压公用电源线58a。

下面参考图5和10说明本发明第五示例实施例的背照单元。图10示出应用本发明的第二示例灯排列的平面图，图11示出根据应用于图10的本发明的第五示例实施例的背照单元的后视图。

根据本发明第五示例实施例的背照单元具有多个灯，这些灯不是按两级在左、右部分交替排列，而是按多级交替排列。即，不是将整个发光面分割为两部分，并以左、右部分交替方式排列灯，而是将发光面长度均等分割为整数n份，并将各灯交替排列在各均分部分中。以下举例说明将整个发光面分割为3个部分的情况。

参考图10和11，该背照单元包括：多个灯100，分别具有位于灯管相对端内部的电极部分102a和102b，这些灯排列在把整个发光面基本上三等分的、背照单元的整个发光面的左部分、中心部分、右部分；外壳104，用于保持灯100；反射板101，用于使位于外壳104内部的灯100发出的光照射到LCD板的显示部分中；以及光散射装置(未示出)，位于灯100与LCD板(未示出)之间。

如上所述，LCD板的显示屏幕越长，背照单元的发光面以及灯的长度也越长。但是，灯100越长，对灯100施加的灯管电压也越高。为了克服该问题，设置其长度接近背照单元的发光面长度的1/3的灯100，并排列在发光面的左部分、中心部分以及右部分。

参考图10，可以以这样的方式排列灯100，即除了电极部分102a和102b之外，灯管排列在将发光面均等分割为3个部分的各直线上，重叠以限定交错或Z字形。尽管在该图中未示出，电极部分102a和102b基本上位于各均分线上。灯100的长度短可以降低灯的保持电压(灯管电压)，而且可以改善整个屏幕的亮度均匀性。灯100是CCFL，它在灯管内部相对端具有连接到电源线103a和103b的电极部分102a和102b。在通过电源线103a和103b将电压施加到电极部分102a和102b上时，灯100发光。施加到电源线103a和103b的电压是由3个逆变器提供的，其中第一、第二逆变器105a和105b排列在外壳104的相对边缘的背面，而第三逆变器105c与第一和第二逆变器105a和105b之一相邻排列。以下说明第三逆变器105c与第二逆变器105b相邻排列的例子。

在对着灯100的端部的、反射板101上和外壳104的内部有多个电源线孔106。在位于外壳104相对边缘的、灯100的电源线103a和103b以及排列在中心部分的电源线103a和103b中，与第三逆变器105c相邻的电源线103a和103b用作高压电源线107。即，高压电源线107是排列在对着第一、第二和第三逆变器105a、105b和105c的各部分中的电源线103a、103b。高压电源线107连接到第一、第二和第三逆变器105a、105b和105c的各连接器的一端子。在位于灯100相对端的电源线103a和103b中，远离第一、第二和第三逆变器105a、105b和105c的电源线103a和103b用作低压电源线，并穿过电源线孔106共同连接到低压公用电源线108。低压公用电源线108是一条导线，而且有一端连接到第一至第三逆变器105a、105b和105c的连接器之一。

尽管未示出，通过在形成电源线孔106的高度方向排列PCB基板，而且通过将穿过PCB基板的电源线103a和103b焊接到以一条直线形成在PCB基板上的电极引线上，低压公用电源线108可以作为一条线进行连接。将电极引线连接到与第一至第三逆变器105a、105b和105c的各连接器相连的低压公用电源线108。还可以不使用PCB基板，而使用电线将低压电源线连接到低压公用电源线108。

在将高压电源线107和低压公用电源线108连接到第一至第三逆变器的各连接器时，为了将对LCD板的电气影响降低到最小，将高压电源线107的长度设置得等于或者短于低压公用电源线108的长度。

更具体地说，由于第一和第二逆变器105a和105b排列在外壳104背面的相对边缘，而第三逆变器105c与第二逆变器105b相邻排列，所以位于相对边缘的、灯100的电源线103a和103b和邻近第三逆变器105c的电源线103a和103b穿过电源线孔106，用作高压电源线107。在位于外壳104内部的灯100的电源线103a和103b中，邻近第三逆变器105c的电源线103a和103b之外的其它电源线103a和103b穿过电源线孔106连接到低压公用电源线108。

尽管在该图中未示出，但是如果发光面的长度被均分为“n”份，则将逆变器排列在外壳的背面，而且多个电源线将位于排列在对着逆变器的部分中的灯的一端的电源线连接到逆变器连接器的一端子。多个低压电源线将位于灯另一端的电源线通过电源线孔连接到逆变器连接器的另一端子。

当然，根据本发明可以认识和利用上述示例实施例的多种变型。例如，根据本发明可以设想逆变器和电源线的其它排列。例如，在发光面被分为三个部分的情况下，可以如图12，图13所示或以任何其它方式交替排列逆变器和电源线。而且，虽然已经针对灯把发光面基本上均分的情况对上述示例实施例进行了说明，但是也可以如图14所示以不均等方式来使用灯。此处，因为重叠部分在发光面上分散开，因此可以减少由重叠(或非重叠部分)造成的亮区(或暗区)。而且，可以根据本发明组合不同示例实施例和/或灯排列的特征。

根据本发明的背照单元具有如下优点。例如，可以简化连接到多个灯的导线的排列，因此，电特性稳定。而且，在制造大尺寸显示器时使用短灯可以允许更多灯尺寸的使用，而与显示器的大小无关。而且，使用短灯可以降低灯的运行条件(起动电压和操作电压)，而且可以降低因为对LCD驱动电路的电气影响引起的图像质量恶化(EMI)。

显然，本技术领域内的熟练技术人员可以在本发明实质范围内对本发明进行各种调整和变换。因此，本发明试图包括属于所附权利要求及其等效物范围内的、本发明的所有调整和变换。

Claims (8)

1.一种用于把光提供给发光面的背照单元，包括：

三个灯，每个灯具有第一和第二端，每个灯基本上设置在发光面的三个区域中的仅一个区域，其中这些区域把发光面的长度划分为三个区域；

电源***，所述电源***与所述发光面的三个区域中的每个区域相对应；

三个第一电源线，分别连接到灯的第一端和所述电源***的第一连接器；和

三个第二电源线，分别连接到灯的第二端和所述电源***的第二连接器。

2.根据权利要求1所述的背照单元，其中电源***包括：

第一逆变器组，设置在外壳的背面的一边缘部分；

第二逆变器组，设置在外壳的背面的第一中心部分；和

第三逆变器组，设置在第二中心部分。

3.根据权利要求1所述的背照单元，其中电源***包括：

第一和第二逆变器组，设置在外壳的背面的相对边缘部分；

第三逆变器组，设置在外壳的背面上的与第一和第二逆变器组之一邻近处。

4.根据权利要求1所述的背照单元，其中电源***包括设置在外壳背面的各自中心部分的第一、第二和第三逆变器组。

5.根据权利要求1所述的背照单元，其中每个灯包括第一和第二电极，其中发光面的一个区域的灯的第一电极和发光面的一个相邻区域的第二电极限定了所述一个区域和所述相邻区域之间的边界。

6.一种用于把光提供给发光面的背照单元，包括：

三组灯，每组灯具有第一和第二端，这些灯被设置为使得该三组灯跨越发光面的基本上整个长度分布，每组灯具有多于一个灯；

电源***，所述电源***与所述三组灯中的每一组相对应；

三个第一电源线，分别连接到灯的第一端和电源***的第一连接器；和

三个第二电源线，分别连接到灯的第二端和电源***的第二连接器。

7.根据权利要求6所述的背照单元，其中跨越发光面的长度的各个灯组具有基本上相同的长度。

8.根据权利要求6所述的背照单元，其中跨越发光面的长度的各个灯组具有不等的长度。

Images