CN1514281A - 液晶显示器的背景照明单元 - Google Patents

Abstract

一种用于液晶显示器的背景照明单元，包括：交错布置在发光面的至少两个区域上的多个灯，各个灯的长度要明显短于发光面的长度；彼此分开的第一，第二和第三支架，每个支架具有适合安装灯的形状；支撑第一，第二和第三支架的底部支架；以及分别固定在第一，第二和第三支架上的第一，第二和第三公共电极。

Description

液晶显示器的背景照明单元

本申请要求享有2002年12月31日申请的韩国专利申请2002-087871号的权益，该申请在本申请中引作参考。

技术领域

本发明涉及背景照明单元，具体涉及液晶显示器的背景照明单元。尽管本发明适合广泛的应用，但它特别适合提高灯的效率，并能使灯具有更好的布线。

背景技术

主要用于TV接收机、测量仪器、信息终端等等的监视器的阴极射线管(CRT)，由于它既笨重又尺寸大因而不能满足减小电子产品的尺寸和重量的需求。

因此，CRT的尺寸和重量对电子产品小型化和重量轻的趋势构成了一定的局限。

预期可用来替代CRT的装置包括采用电致发光效应的液晶显示器(LCD)，采用气体放电的等离子体显示面板(PDP)，采用电致发光效应的电致发光(EL)显示器等等。在所述的装置当中，对LCD的研发最活跃。

为了替代CRT，为减小显示器的尺寸，重量和功耗，已经有效地开发了LCD。近来对掌上计算机的监视器、台式计算机的监视器和大型信息显示器的开发已经有了长足的发展。

大多数LCD是光接收装置，需要控制从装置外部来的光。这样就需要用独立的光源为LCD面板提供光(即背景照明单元)。

一般来说，用做LCD光源的背景照明单元是由边缘发光型灯或笔直型圆柱灯构成的。

在边缘发光型照明装置中，灯单元设置在导光板一侧。灯单元具有发光的灯，以及插在灯的两侧用来保护灯的灯支架，灯反射板插入导光板的一个侧面，包围灯的外侧表面，向光板反射来自灯的光。

在诸如掌上计算机和台式计算机等尺寸比较小的LCD中，已经采用了具有设置在光板侧面的灯单元的边缘发光型灯。边缘发光型灯具有良好的发光均匀性和长久的寿命，并易于制作薄LCD。

另一方面，已经开发了主要用于20英寸以上尺寸的笔直型LCD。这种笔直型具有在一个漫射板下面布置成一字式的多个灯，直接将光引向LCD面板的正面。

由于笔直型背景照明单元的光利用效率比边缘发光型灯要高，在大型LCD中采用了笔直型背景照明单元。

以下要参照附图解释现有技术的背景照明单元。

图1表示按照现有技术的一种笔直型背景照明单元的透视图。图2表示图1中笔直型背景照明单元的灯布置平面图。图3表示具有为图2中的灯提供电信号的倒相器的一种背景照明单元的后视图。图4表示现有技术中另一种背景照明单元的灯布置平面图。

参见图1和2，现有技术的背景照明单元具有：多个灯1，用来保持并支撑灯1的一个外壳3，以及灯1与LCD面板(未示出)之间的光散射装置5a，5b和5c。

光散射装置5a，5b和5c具有灯1与LCD面板之间的多个漫射片和漫射板，用来增强光散射效果，以免从LCD屏幕上看到灯，并且提供均匀的亮度分布。

在外壳3的内侧面上有一个反射板7，将来自灯1的光引向LCD面板的显示部分，使光的利用效率最大。

灯1是一种冷阴极荧光灯(CCFL)，在一个管内的相对两端设有各自连接到电源线9a或9b的电极件2a和2b。灯1的相对两端插入设在外壳3的相对表面上的孔中。

若通过电源线9a和9b向电极件2a和2b提供一个电压，各个灯1就会发光。提供给电源线的电压是由设在外壳3背后一侧中的倒相器30供应的，如图3所示。

电源线9a和9b根据供给它的电压有高压电源线31和低压电源线32。来自灯1相对两端的高压电源线31和低压电源线32被连接到接收电压的连接器的倒相器30各端上。

为了减少对LCD和外部设备的电气干扰，高压电源线31的长度比低压电源线32要短。

按照现有技术的笔直型背景照明单元，灯1的长度大致等于背景照明单元正面发光面的长度。因此，发光面的尺寸越大，灯1的长度就越长。例如，目前尺寸达到30英寸到40英寸的LCD所需的长度要大于700mm。

因此，如果灯过长，灯的制作就更为困难。另外，灯与背景照明单元的装配会变得复杂，并且该单元容易受到外部冲击。此外，灯的亮度会变得不均匀，还会因不稳定性和来自LCD驱动电路的电干扰产生图像质量下降的问题(EMI：电磁干扰)。这是因为需要高导通电压和维持电压。

由于这样的问题，在某些笔直型背景照明单元中，灯40被布置在与发光面垂直的方向上。同样，电极件42a和42b设在灯40的管内两端，而电源线43a和43b分别连接到电极件42a和42b。标号‘41’表示个反射板。

然而，将灯40布置在发光面的垂直方向会使灯40管内的汞移向其底部，在长时间使用背景照明单元的情况下会造成灯40的性能恶化。

发明内容

本发明的目的是提供液晶显示器的背景照明单元，能够基本上消除因现有技术的局限和缺点造成的这些问题。

本发明的另一目的是提供一种液晶显示器的背景照明单元，用来提高灯的效率，并且，为灯提供一种有效的布线。

以下要说明本发明的附加特征和优点，其中的一部分可以从说明书中看出，或者是通过对本发明的实践来学习。采用说明书及其权利要求书和附图中具体描述的结构就能实现并达到本发明的目的和其他优点。

正如以下要具体和广泛地说明的，为实现上述目的和其他优点，按照本发明的一个方案，提供一种用于液晶显示器的背景照明单元，包括：交错布置在发光面的至少两个区域上的多个灯，各个灯的长度要明显短于发光面的长度；彼此分开的第一，第二和第三支架，每个支架具有用来安装灯的形状；支撑第一，第二和第三支架的底部支架；以及分别固定在第一，第二和第三支架上的第一，第二和第三公共电极。

按照本发明的另一方案，提供一种用于液晶显示器的背景照明单元包括：交错布置在发光面的至少两个区域上的多个灯，各个灯的长度要明显短于发光面的长度；并且，在灯的两端具有第一和第二外部电极；以及连接到灯的第一和第二外部电极的至少三个公共电极。

按照本发明的再一方案，  提供一种用于液晶显示器的背景照明单元，包括：交错布置在发光面的至少两个区域上的多个灯，各个灯的长度要明显短于发光面的长度；彼此分开的第一，第二，第三和第四支架，每个支架具有用来安装灯的形状；支撑第一，第二，第三和第四支架的底部支架；分别固定在第一，第二，第三和第四支架上的第一，第二，第三和第四公共电极；以及驱动灯的至少一个电源。

应该知道，以上的概述和下文的详细说明都是解释性的描述，都是为了进一步解释所要求保护的发明。

附图说明

所包括的附图用来便于理解本发明，并且，作为本申请一个组成部分，附图表示了本发明的实施例，连同说明书一起可用来解释本发明的原理。

在附图中：

图1表示按照现有技术的一种笔直型背景照明单元的透视图；

图2表示图1中所示笔直型背景照明单元的灯布置平面图；

图3表示具有为图2中的灯提供电信号的倒相器的一种背景照明单元的后视图；

图4表示现有技术中另一种背景照明单元的灯布置平面图；

图5表示按照本发明的一种灯布置平面图；

图6表示按照本发明第一实施例的背景照明单元的分解透视图；

图7表示按照本发明第一实施例的背景照明单元的平面图；

图8表示沿图7中I-I和II-II线剖开的剖视图；

图9表示用于本发明第一实施例的灯和灯操作装置(倒相器)的电连接和布置的后视图；

图10表示按照本发明第二实施例的背景照明单元的平面图；

图11表示用于本发明第二实施例的灯和灯操作装置例(倒相器)的电连接和布置的后视图；

图12表示用于本发明第二实施例的灯和灯操作装置第二例(倒相器)的电路连接和布置的后视图；以及

图13表示用于本发明实施例的灯的另一种布置方式的后视图。

具体实施方式

以下要详细描述在附图中表示的本发明的最佳实施例。在可能的情况下，所有图中都会用相同的标号代表相同或类似的部件。

本发明包括交错布置的多个灯，各个灯的长度要明显短于背景照明单元发光面的长度，共同连接布置在内侧的灯的外部电极的公共电极构件，以及用来保持布置在背景照明单元内侧的灯的固定构件。

以下要参照附图描述本发明的背景照明单元。

参见图5，本发明的背景照明单元包括多个灯50，在背景照明单元整个发光面的左右两侧交错布置的一个管的相对两端各自具有第一和第二外部电极52a和52b，将整个发光面的长度划分成两部分。

布置在同一部分的灯50的第一和第二外部电极52a和52b连接到公共电极。如图5所示，第一到第三公共电极53a，53b和53c按一个方向布置。

布置在左侧的灯50的第一外部电极52a共同连接到第一公共电极53a，而布置在左侧的灯50的第二外部电极52b共同连接到第三公共电极53c。布置在右侧的灯50的第一外部电极52a共同连接到第二公共电极53b，而布置在右侧的灯50的第二外部电极52b共同连接到第三公共电极53c。

标号51指示一个反射板。

LCD面板的显示屏幕的长度越长，就要求灯的长度越长。这是因为需要延长背景照明单元发光面的长度。另外，灯的长度越长，就要求供给灯管的电压越高。

为了改善上述特征，各个灯50的长度必须要比发光面的长度短(灯的长度大约是发光面长度的1/2)，并且，相对于等分隔线(一条假想线)交错地位于发光面的左右两侧。

在这种情况下，如图5所示，可以将灯50布置在中心部分，使第一和第二外部电极52a和52b交错地布置在一条直线(未示出)上。

如上所述，灯50是在灯管外侧的相对两端具有第一和第二外部电极的一个外部电极的荧光灯(EEFL)。

以下描述具有上述布置的本发明的灯的背景照明单元的实施例。

图6表示按照本发明第一实施例的背景照明单元的分解透视图。图7表示按照本发明第一实施例的背景照明单元的平面图。图8表示沿图7中I-I和II-II线剖开的剖视图。图9是表示用于本发明第一实施例的灯和灯操作装置(倒相器)的电连接和布置的后视图。

参见图6，7和8，本发明的笔直型背景照明单元包括：多个灯60；第一，第二和第三下部件62a，62b和62c；底部支架63a；侧面支架63b和63c；反射板64；第一，第二和第三上部件65a，65b和65c；第一到第三公共电极66a，66b和66c；以及电极绝缘层68。用每对第一上、下部件62a和65a，第二上、下部件62b和65b，及第三上、下部件62c和65c夹持灯60，并且作为第一，第二和第三支架。

灯60交错布置在左右两侧，用在相对两端的第一和第二外部电极61a和61b将整个发光面的长度分隔成EEFL的两部分。

第一和第二下部件62a和62b的长度与整个发光面的长度相同，并且彼此分开。底部支架63a及侧面支架63b和63c设置在底部和侧面，由第一和第二下部件62a和62b限定其间隔，构成具有第一和第二下部件62a和62b的一个单元。底部支架63a的中心部分有交错布置灯50的孔69。在两侧孔69上方和反射板64上形成第三下部件62c，并具有对应着孔69的槽。第三下部件62c有一部分突出部分，与带有用来固定灯60两端的灯形槽的其他下部件具有相同的高度，而其他部分从孔69中穿过。从背景照明单元的底面上突出的第三下部件62c的其他部分具有用来安装灯的凹槽。

第一和第二上部件65a和65b彼此分开相同的距离，并且布置在第一和第二下部件62a和62b的上方，与第一和第二下部件62a和62b共同支撑和固定灯60。第一和第二支架65a和65b有多个槽用来安装多个灯60的两端。

在第一和第二下部件62a和62b，底部支架63a及侧面支架63b和63c的内侧面上设有由塑料等良好反光材料制成的反射板64。尽管在图中没有显示，也可以在第一和第二下部件62a和62b，底部支架63a及侧面支架63b和63c的内侧面上涂敷附加的反射材料而形成反射板64。需要用反射板64将来自灯60的光引向LCD面板而有效利用光。

各自沿着具有一个槽的第一和第二下部件62a和62b的表面形成第一和第二公共电极66a和66b，用来为灯60的各个第一外部电极61a统一供电。可以沿着内部有槽的第一和第二上部件65a和65b形成第一和第二公共电极66a和66b。沿着第三下部件62c的顶面，侧面和底面形成第三公共电极66c，用来为灯60的各个第二外部电极61b统一供电。

沿着第三下部件62c的槽形成由反射材料制成的电极绝缘层68，布置成与反射板64具有相同的高度。用电极绝缘层68防止第三公共电极66c在其接触到反射板64时造成背景照明单元亮度的改变。

图7中虚线内的矩形表示第一，第二和第三上部件65a，65b和65c。

参见图8，在上述构造的上部，在灯60与LCD面板之间有一个光散射装置，它具有多个漫射片和漫射板等等，用来增强光散射效果，以免从LCD面板的屏幕上看到灯，并且提供均匀的亮度分布。

若对第一，第二和第三公共电极66a，66b和66c施加一个电压，背景照明单元就会起使灯60发光。为第一和第二公共电极加相同的电压，而为第三公共电极加与第一和第二公共电极不同的电压。电压差例如是800到1200V。

参见图9加到第一，第二和第三公共电极66a，66b和66c上的电压是由设置在底部支架63a背面的一个区域内的倒相器70的输出部分提供的。

第一，第二和第三公共电极66a，66b和66c连接到倒相器70的输出部分，第一，第二和第三电极连接线71a，71b和71c穿过底面的一个部位，并且连接到倒相器70的输出部分。

连接到第一和第二公共电极66a和66b的第一和第二电极连接线71a和71b共同连接到倒相器70的一个输出端，获得相同的信号，而连接到第三公共电极66c的第三电极连接线71c连接到倒相器70的另一输出端。

图10表示按照本发明第二实施例的背景照明单元的平面图。图11表示用于发明第二实施例的一例灯和灯驱动装置(倒相器)的电路连接和布置的后视图。图12表示用于本发明第二实施例的灯的第二例和灯驱动装置(倒相器)的电连接和布置的后视图。

参见图10，按照本发明第二实施例的背景照明单元与第一实施例类似，只是交错布置在中心部分的灯80的两端连接到两个公共电极，将两端分隔成两部分，并相应地改变第三下部件。

也就是将第三和第四公共电极86c和86d隔开，并按同一方向布置，使按一字式布置的灯的两端连接到布置在底部支架83a中心部分的灯80两端的第一和第二外部电极当中的另外一个。这样就能按照末端的电连接系统提供相同的效果。

第三和第四公共电极86c和86d布置在第三和第四下部件82c和82d的顶面上，与底部支架83a的中心部分分开。在底部支架83a中有多个孔，用来装配第三和第四下部件82c和82d。用来固定灯80的那一部分突出，而不用来固定灯80的那一部分从孔中穿过，并且从底部支架83a背面突出。

第三和第四下部件82c和82d有一个向上突出的曲面和等间距的背面凸起。从底部支架83a背面突出的第三和第四下部件82c和82d具有多个凹槽。与此相应，第三和第四公共电极86c和86d沿着第三和第四下部件82c和82d具有一个曲面。

第三和第四下部件82c和82d设有与底部支架83a上的反射板电绝缘的凹槽。在这种情况下，可以在一个方向上形成彼此隔离的多个第三和第四下部件82c和82d，在各自的顶部具有用来安装灯的槽，在底部支架83a中没有孔。

参见图11，在中心部分具有第三和第四公共电极86c和86d的本发明的背景照明单元中，若对第一，第二，第三和第四公共电极86a，86b，86c和86d施加一个电压，灯80就会发光。

如图11所示，加到第一，第二，第三和第四公共电极86a，86b，86c和86d的电压由设置在底部支架83a背面的一个区域内的倒相器90的第一和第二输出部分提供。第一，第二，第三和第四公共电极86a，86b，86c和86d被分类连接到第一和第二输出部分，作为穿过底面一个部位的第一到第四电极连接线91a，91b，91c和91d，并且被分类连接到倒相器90的第一和第二输出部分。

在这种情况下，第一和第三电极连接线91a和91c分别连接到第一输出部分的终端，而第二和第四电极连接线91b和91d分别连接到倒相器90的第二输出部分的终端。

图10中虚线矩形表示第一到第五上部件85a，85b，85c，85d和85e。

以下要描述用另一种方法连接的背景照明单元的电极连接。

参见图12，由设置在底部支架83a背面的一个区域内的倒相器90的输出部分向第一，第二，第三和第四公共电极86a，86b，86c和86d提供电压。

第一，第二，第三和第四公共电极86a，86b，86c和86d连接到倒相器90的输出部分，作为穿过底面一个部位的第一到第四电极连接线91a，91b，91c和91d，并且，被连接到倒相器90的输出部分。在这种情况下，第一和第二电极连接线91a和91b共同连接到倒相器90输出部分的一端，而第三和第四电极连接线91c和91d连接到倒相器90输出部分的另一端。

接着要描述按照可用于本发明第一和第二实施例的其他方法来提供布置有灯的背景照明单元的一种系统。图13是表示用于本发明实施例的灯的另一种布置方式的后视图。在第三实施例中，整个发光面均分成三个区域，在均分的区域中交错地布置灯100。

参见图13，背景照明单元包括多个灯100，在背景照明单元整个发光面的左/中/右侧布置在一个管两端内侧，各自具有第一和第二外部电极102a和102b，背景照明单元的整个发光面的整个长度均分成三个区域，用来固定灯100的第一和第二外部电极102a和102b，在第一和第二外部电极102a和102b所限定的一个空间的底面上形成的底部支架103，布置成能够将底部支架103内侧面上的灯100发出的光引向LCD面板的显示部分的一个反射板104，布置成能够连接到同一条线上的灯100两端的外部电极的第一到第六公共电极105a到105f，以及布置在灯100和LCD面板(未示出)之间的光散射装置(未示出)。

同样，将公共电极分类并布置在灯100的外部电极交错布置在底部支架103内侧的那一部分，使得布置在同一条线上的第一和第二外部电极连接到同一个公共电极。尽管在图中没有显示，与第一实施例类似，在交错布置有灯100的那一部分可以仅仅布置一条公共电极线。即使将灯布置在三个均分的区域中，其它结构与第一和第二实施例仍然相同。

在LCD面板显示屏幕的长度变长时，背景照明单元发光面的长度也要变长，灯100的长度也应该变长。如果灯100变长了，就需要提高施加给灯管100的电压。为解决这一问题，所提供的灯各自的长度大约是发光面长度的1/3，并且分别布置在发光面的左/中/右侧。

在本例中，如图13所示，可以将灯100布置成，使第一和第二外部电极101a和101b交错布置在三个均等的分隔线上，形成Z字形或是一字式直线(未示出)。

按照本发明的一个例子，将布置有灯的整个分隔面划分成均等的三个区域，并且将灯交错布置在均分的区域中。然而，可以按‘n’等分(n是一个整数)分隔发光面的长度，并且在其上交错地布置灯。

如果将背景照明单元的发光面按‘n’均分，并且将灯布置在其上，只要按‘n’等分背景照明单元的整个发光面就能获得包括交错布置在各个区域上的多个灯的背景照明单元，按固定间隔彼此相对布置的第一和第二上下部件各自的形状能够接收灯的两端，在第一和第二下部件所限定的空间内布置一个底部支架，多个中心下部件各自的形状能够在交错布置灯的那一部分接收灯两端的电极，各自用来安装交错布置的灯两端的多个支架，在一个方向上设置在第一和第二下部件顶面上的第一和第二公共电极，沿着中心下部件的顶面形成的多个中心公共电极，以及在中心下部件上形成多个电极绝缘层，覆盖一部分中心公共电极。

可以将中心公共电极划分成两条线，分别用来安装在交错布置有灯的区域内同一条线上的灯两端的电极。

缩短灯100的长度能够降低灯的维持电压(即灯管电压)，并能改善整个屏幕上亮度的不均匀分布。

如上所述，本发明的背景照明单元具有以下优点。

首先，由于简化了外部电极的电连接，能够稳定背景照明单元的电气特性。再有，由于在制作大型显示器时可以采用比较短的灯，所采用的灯与显示器的尺寸无关。另外，由于可以将有两个以上外部电极的灯连接到单个倒相器，背景照明单元的构造得以简化，因而提高了产量和市场竞争力。

最后还可以缩减灯的长度，能够减少灯的操作状态所受的限制(也就是起动电压和操作电压)。还能减少因来自LCD面板的驱动电路的电干扰造成的图像质量恶化。

本领域的技术人员能够看出，在不脱离本发明的原理或范围的前提下，还能对本发明的液晶显示器背景照明单元进行各种各样的修改和变更。因此，本发明应该覆盖属于权利要求书及其等效物界定的本发明范围内的修改和变更。

Claims (25)

1.一种用于液晶显示器的背景照明单元，包括：

交错布置在发光面的至少两个区域上的多个灯，各个灯的长度要明显短于发光面的长度；

彼此分开的第一，第二和第三支架，每个支架具有用来安装灯的形状；

支撑第一，第二和第三支架的底部支架；以及

分别固定在第一，第二和第三支架上的第一，第二和第三公共电极。

2.按照权利要求1的背景照明单元，其特征在于，第三公共电极共同连接到各个交错布置的灯的一端。

3.按照权利要求1的背景照明单元，其特征在于，第一和第二公共电极加第一电压，第三公共电极加第二电压。

4.按照权利要求3的背景照明单元，其特征在于，第一和第二电压彼此不同。

5.按照权利要求4的背景照明单元，其特征在于，第一和第二电压之间的电压差是800到1200V。

6.按照权利要求1的背景照明单元，其特征在于，布置的灯具有至少一个重叠部位。

7.按照权利要求1的背景照明单元，其特征在于，第三公共电极具有一个低于底部支架上表面的部分。

8.按照权利要求7的背景照明单元，其特征在于，还包括覆盖第三公共电极该部分的绝缘层。

9.按照权利要求1的背景照明单元，其特征在于，底部支架包括一个反射板。

10.一种用于液晶显示器的背景照明单元，包括：

交错布置在发光面的至少两个区域上的多个灯，各个灯的长度要明显短于发光面的长度，并且在灯的两端具有第一和第二外部电极；以及

连接到灯的第一和第二外部电极的至少三个公共电极。

11.按照权利要求10的背景照明单元，其特征在于，三个公共电极至少有一个共同连接到各个交错布置的灯的一端。

12.按照权利要求10的背景照明单元，其特征在于，至少三个公共电极包括要加第一电压的第一和第二公共电极和要加第二电压的第三公共电极。

13.按照权利要求12的背景照明单元，其特征在于，第一和第二电压彼此不同。

14.按照权利要求12的背景照明单元，其特征在于，第三公共电极具有一个低于底部支架上表面的部分。

15.按照权利要求14的背景照明单元，其特征在于，还包括覆盖第三公共电极该部分的绝缘层。

16.按照权利要求10的背景照明单元，其特征在于，布置的灯具有至少一个重叠部位。

17.按照权利要求10的背景照明单元，其特征在于，还包括安装灯的第一，第二，第三支架。

18.一种用于液晶显示器的背景照明单元，包括：

交错布置在发光面的至少两个区域上的多个灯，各个灯的长度要明显短于发光面的长度；

彼此分开的第一，第二，第三和第四支架，各支架具有适合安装灯的形状；

支撑第一，第二，第三和第四支架的底部支架；

分别固定在第一，第二，第三和第四支架上的第一，第二，第三和第四公共电极；以及

驱动灯的至少一个电源。

19.按照权利要求18的背景照明单元，其特征在于，第一和第二公共电极加第一电压，而第三和第四公共电极加第二电压。

20.按照权利要求19的背景照明单元，其特征在于，第一和第二电压彼此不同。

21.按照权利要求18的背景照明单元，其特征在于，电源至少包括第一和第二电源，第一电源为第一和第三公共电极提供电压，而第二电源为第二和第四公共电极提供电压。

22.按照权利要求18的背景照明单元，其特征在于，布置的灯具有至少一个重叠部位。

23.按照权利要求18的背景照明单元，其特征在于，第三和第四公共电极具有低于底部支架上表面的部分。

24.按照权利要求23的背景照明单元，其特征在于，还包括覆盖第三和第四公共电极该部分的绝缘层。

25.按照权利要求18的背景照明单元，其特征在于，还包括安装灯的第一，第二，第三，和第四支架。

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