CN1121707C - 照明装置和液晶显示器件 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的照明装置包括高频电源(1)和低压放电灯(2)。高频电源(1)配有第一和第二输出(13a、13b)。每个输出相对于地输送HF-变化电压。这些电压的幅度相同并且相位相反。电源(1)配有另外的输出(13c)，该输出(13c)基本上没有相对于地的高频电压变化。低压放电灯(2)配有管形放电容器(20)，该放电容器内具有可电离填充物。该放电容器包括第一和第二外部电极(23a、23b)，它们设置在放电容器的相对端(分别为24a和24b)并且与电源(1)的第一和第二输出(13a、13b)连接。根据本发明，照明装置的特征在于，放电容器(20)包括中心地设置在端部(24a、24b)之间的另外的外部电极(23c)，所述另外的外部电极与电源(1)的另外的输出(13c)连接。根据本发明测量结果表明放电容器(20)具有更均匀的亮度分布。

Description

照明装置和液晶显示器件
技术领域
本发明涉及一种照明装置和包含该种照明装置的液晶显示器件。
背景技术
这种照明装置在论文“Frequency Dependence of RF-DrivenSubminiature Fluorescent Lamps”，(Alexandrovich et al.，J.of the Ill.Eng.Soc.，Winter 1996，pp.93-99)中公开了。这篇文献中公开的灯是长度为20cm和内部直径为5.2mm的低压汞放电灯。具有电压的幅度相同并且相位相反的第一和第二输出端子的电源在此后称为对称电源。利用这种对称电源可以抵制干扰。这种照明装置广泛地用作液晶显示器件中的背光。由于这种灯是借助于外部电极工作的，所以可以实现很长的使用寿命。但是这种灯的充分有效的工作需要例如MHz数量级或更高的高工作频率。在公知的照明装置中，工作频率为13.56、27.12或40.68MHz。业已发现在高工作频率很容易由于放电容器和相邻导体之间的寄生电容而发生偏离均匀亮度分布。但是，对于在显示器件中的应用，在整个放电容器上均匀亮度分布是非常重要的。
注意到，在US-A 5325024中，给出一种照明装置的说明该照明装置配有具有外部电极的电灯和具有第一和第二输出的高频电源，每个输出供给一个高频变化电压，所述两电压具有相同的幅度并且相位相反。所述电源还包括接地并因此没有相对于地的高频电压变化的另外的输出。各对灯与电源连接，每对灯包括其外部电极与第一及另外的输出连接的第一灯和其外部电极与第二及另外的输出连接的第二灯。在US-A 5 325024的照明装置中，有由于制造公差引起的灯表现为亮度不同的危险。
还注意到，DD155 876公开了一种照明装置，其包括电源和低压放电灯。该照明装置的电源具有供给相对于地的高频变化电压的第一输出，和接地并因此没有相对于地的高频电压变化的另外的输出。各个外部电极与每个输出连接。与第一输出连接的外部电极设置在与另外的输出连接的电极之间。照明装置的电源不具有供给与第一输出的电压幅度相同、相位相反的电压的第二输出。因此，DD155 876的低压放电灯不是对称工作的，这会导致电磁干扰。
发明内容
本发明的目的是提供开篇所述类型的照明装置，该装置在整个放电容器上都具有更均匀的亮度分布。
根据本发明，提供了开篇所述类型的这种照明装置，包括：用于供给相对于地的高频变化电压的具有第一和第二输出的高频电源，所述电压具有相同的幅度并且相位相反，所述高频电源配有另外的输出，该输出基本上没有相对于地的高频电压变化；和具有管形放电容器的低压放电灯，该管形放电容器内具有可电离填充物，所述放电容器包括第一和第二外部电极，它们设置在放电容器的每一侧并且分别与高频电源的第一和第二输出连接，其特征在于低压放电灯的放电容器包括中心地设置在放电容器的端部之间并且与电源的另外的输出连接的另外的外部电极，且其中高频电源配有直流/交流转换器和具有初级线圈和次级线圈的变压器，变压器的所述初级线圈与直流/交流转换器连接，第一和第二输出各与次级线圈的端部连接，并且另外的输出与次级线圈的中心抽头连接。
由于所述另外的外部电极的存在，实现了更均匀的亮度分布。而且令人惊奇的是，由于该外部电极按期望的那样中心地设置在放电容器的端部之间，所以已经以对称供电工作的放电容器处于没有相对于地的高频电压变化的电势。
根据本发明的照明装置的优点是高频电源本身不必供给对称电压，因此可以是相对简单的结构。在本例中，例如，使用了US 4 748 383中所述的电源，其中变压器的初级线圈代替了无电极灯的线圈。US 4 748383的电源具有由二极管桥形成的交流/直流转换器和用FET作为开关元件的半桥电路形成的直流/交流转换器。变压器的次级线圈的中心抽头可以接地，但也可以与总干线的导体之一连接，或者可以浮置。在另一实施例中，全桥电路用作直流/交流转换器。然而在另一实施例中，直流/交流转换器是具体为推挽式转换器。在所述实施例中，变压器的使用是多余的。
由于其均匀的亮度分布，根据本发明的照明装置的低压放电灯特别适用于显示器件。因此，本发明还提供了一种液晶显示器件，其特征在于所述液晶显示器件配有照明装置，该照明装置包括：
为了供给相对于地的高频变化电压，具有第一和第二输出的高频电源，所述电压具有相同的幅度并且相位相反，所述高频电源配有另外的输出，该输出基本上没有相对于地的高频电压变化；和具有管形放电容器的低压放电灯，该管形放电容器内具有可电离填充物，该放电容器包含第一和第二外部电极，它们设置在放电容器的每一侧上并且分别与电源的第一和第二输出连接；低压放电灯的所述放电容器包括中心地设置在放电容器的端部之间并且与电源的另外的输出连接的另外的外部电极，且其中高频电源配有直流/交流转换器和具有初级线圈和次级线圈的变压器，变压器的所述初级线圈与直流/交流转换器连接，第一和第二输出各与次级线圈的端部连接，并且另外的输出与次级线圈的中心抽头连接。
对于这种应用，如果低压放电灯的放电容器的可电离填充物包括汞并且如果放电容器在其内表面配有发光层，则是最具吸引力的。在本例中，照明装置的低压放电灯具有高光效率，并且产生的光的光谱特性很容易借助于发光层的成分而适配。
放电容器可以展现为例如平面的或者弯曲的，例如成螺旋形弯曲。对于在显示器件中的应用，根据本发明的照明装置优选的特征在于，放电容器弯成处于平面内的曲折状。弯曲成这种形状的放电容器是很容易制造的。在本例中可以很容易实现显示器件的均匀照明。
通过参照这里所述的实施例使本发明的这些和其它方面更显然、更易被理解。
附图说明
图1、2和3依次表示根据本发明的照明装置的第一、第二和第三实施例的示意图，和
图4示意地表示配有根据本发明的照明装置的液晶显示器件。
具体实施方式
图1表示包括高频电源1和低压放电灯2的照明装置。高频电源1配有交流/直流转换器10、直流/交流转换器11和变压器12。交流/直流转换器配有与干线连接的输入端子10a、10b。直流/交流转换器11是通过半桥电路构成的并具有输出端子11a、11b，变压器的初级线圈12a与之连接。所述变压器的次级线圈具有端部12c、12d和中心抽头12e。端部12c、12d依次与电源1的第一输出13a和第二输出13b连接。中心抽头12e与另外的输出13c连接。第一和第二输出13a、13b各供给具有频率为2.65MHz的电压。供给的这些电压具有相同的幅度，在这种情况下幅度为300V，并且这些电压的相位相反。另外的输出13c接地，并因此基本上没有相对于地的高频电压变化。
灯2具有长度为114cm、内部直径为5mm、壁厚为0.9mm的管形放电容器20。所述放电容器20的内表面21涂敷发光层22，该发光层22由用二价铕激活的发蓝光的铝酸钡镁、用三价铽激活的发绿光的铝酸铈镁和用三价铕激活的发红光的氧化钇的混和物构成。放电容器20配有由填充压力为8毫巴的氩和5mg的汞形成的可电离填充物。在另一实施例中，没有发光层，放电容器的可电离填充物只包括惰性气体，例如一种或多种惰性气体。放电容器20配有第一和第二外部电极23a、23b，分别设置在放电容器的每一侧24a、24b上，并且分别与电源1的第一和第二输出13a、13b连接。在这种情况下，第一和第二电极23a、23b是长度为15mm的铜箔的圆柱形环。
灯的放电容器20包括中心地设置在放电容器的端部24a、24b之间并且与电源1的另外的输出13c连接的另外的外部电极23c。所述另外的外部电极23c是宽度为1mm的圆环，而且也是由铜箔制成。
在正常工作过程中，灯的功耗为17W。该灯展示了均匀的亮度分布。
相比之下，不是根据本发明制造的照明装置与根据本发明的照明装置的区别在于没有另外的外部电极。不是根据本发明的照明装置表现为穿过整个长度的清楚可见的亮度差别。
根据本发明的发光装置的第二实施例示于图2中。在图2中，与图1中的部件相对应的部件用增加了100的参考标号表示。在图2所示的照明装置中，电源具有以全桥电路体现的直流/交流转换器111。所述全桥电路具有输入端子114、114’，它们与直流源110连接，例如交流/直流转换器的输出。输入端子114、114’经过第一和第二串联互连。第一串联包括第一和第二开关元件115a、115a’。第二串联也包括第一和第二开关元件115b、115b’。第一输出是由第一串联中的开关元件115a、115a’的公共点113a形成的。第二输出是由第二串联中的第二开关元件115b、115b’的公共点113b形成的。在所示实施例中，全桥电路的输入端子之一，在这种情况下具有负极性的输入端子114用作另外的输出113c。所述另外的输出113c处于恒定的电势，并因此没有相对于地的高频电压变化。四个开关元件115a、115a’、115b、115b’由控制装置116来控制。一方面，同时地第一串联的第一开关元件115a和第二串联的第二开关元件115b’，另一方面，同时地第一串联的第二开关元件115a’和第二串联的第一开关元件115b由控制装置116控制，交替表现为导电。
根据本发明的照明装置的第三实施例示于图3中。图3中，与图1中的部件相对应的部件用增加了200的参考标号表示。与图2中的部件相对应的部件用增加了100的参考标号表示。在图3所示的照明装置中，电源包括表现为推挽式转换器的直流/交流转换器211。作为图2所示的实施例，与直流源210连接的输入端子214、214’被第一和第二串联桥接，在这种情况下该串联是线圈和开关元件第一串联包括线圈217a和开关元件215a，第二串联包括线圈217b和开关元件215b。第一输出213a由第一串联中的线圈217a和开关元件215a的公共点形成。第二串联中的线圈217b和开关元件215b的公共点形成第二输出213b。另外的输出213c是由直流/交流转换器的输入端子之一形成的，在这种情况下是具有正极性的输入端子214。另外的输出213c没有相对于地的高频电压变化。开关元件215a、215b由控制装置216控制，交替表现为导电。
在图4中，与图1中的部件相对应的部件用相同的参考标号表示。图4示意地表示配有根据本发明的照明装置1、2的液晶显示器件3。液晶显示器件3和照明装置的低压放电灯2一起形成组件，以分解图示于图4中。在图4所示的例子中，液晶显示器件3和低压放电灯连接地安装在外壳4中，该外壳4配有安装装置(未示出)，还可以有支架40。弯成曲折形的低压放电灯2位于平行于液晶显示器件3所处的平面延伸的平面内。由外壳的壁41支撑的扩散器5设置在低压放电灯2和显示器件3之间。

Claims (6)

1、一种照明装置，包括：
具有用于供给相对于地的高频变化电压的第一输出(13a)和第二输出(13b)的高频电源(1)，所述电压具有相同的幅度和相反的相位，所述高频电源(1)配有另外的输出(13c)，该另外的输出没有相对于地的高频电压变化；和
具有管形放电容器(20)的低压放电灯(2)，放电容器(20)内具有可电离填充物，放电容器(20)包括第一外部电极(23a)和第二外部电极(23b)，它们设置在放电容器(20)的每一侧的端部(24a、24b)上并且分别与高频电源(1)的第一和第二输出(13a、13b)连接，
其特征在于，低压放电灯(2)的放电容器(20)包括另外的外部电极(23c)，该另外的外部电极中心地设置在放电容器(20)的端部(24a、24b)之间并与高频电源(1)的另外的输出(13c)连接，
其中高频电源(1)配有直流/交流转换器(11)和具有初级线圈(12a)和次级线圈(12b)的变压器(12)，变压器的所述初级线圈(12a)与直流/交流转换器(11)连接，第一和第二输出(13a、13b)各与次级线圈(12b)的端部(12c、12d)连接，并且另外的输出(13c)与次级线圈(12b)的中心抽头(12e)连接。
2、根据权利要求1所述的照明装置，其中低压放电灯(2)的放电容器(20)的可电离填充物包括汞，并且放电容器在其内表面(21)配有发光层(22)。
3、根据权利要求1所述的照明装置，其中放电容器(20)弯成处于平面内的曲折状。
4、一种液晶显示器件(3)，其特征在于所述液晶显示器件配有照明装置，该照明装置包括：
具有用于供给相对于地的高频变化电压的第一输出(13a)和第二输出(13b)的高频电源(1)，所述电压具有相同的幅度和相反的相位，所述高频电源(1)配有另外的输出(13c)，该另外的输出没有相对于地的高频电压变化；和
具有管形放电容器(20)的低压放电灯(2)，该放电容器(20)内具有可电离填充物，放电容器(20)包括第一外部电极(23a)和第二外部电极(23b)，它们设置在放电容器(20)的每一侧的端部(24a、24b)上并且分别与高频电源(1)的第一输出(13a)和第二输出(13b)连接；
低压放电灯(2)的所述放电容器(20)包括另外的外部电极(23c)，该另外的外部电极(23c)中心地设置在放电容器(20)的端部(24a、24b)之间并与高频电源(1)的另外的输出(13c)连接，
其中高频电源(1)配有直流/交流转换器(11)和具有初级线圈(12a)和次级线圈(12b)的变压器(12)，变压器的所述初级线圈(12a)与直流/交流转换器(11)连接，第一和第二输出(13a、13b)各与次级线圈(12b)的端部(12c、12d)连接，同时另外的输出(13c)与次级线圈(12b)的中心抽头(12e)连接。
5、根据权利要求4的液晶显示器件，其中低压放电灯(2)的放电容器(20)的可电离填充物包括汞，并且其中放电容器在其内表面(21)配有发光层(22)。
6、根据权利要求4的液晶显示器件，其中放电容器(20)弯成处于平面内的曲折状。
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