照明显示设备的照明系统、和包括这种照明系统的显示设备

摘要

本发明涉及用于照明显示设备的照明系统(1)，包括：多个荧光灯(2)，每个荧光灯(2)包括：填充有可电离物质的至少部分光透射的细长的放电导管(3，6)，和连接到所述导管(3，6)的第一电极(4)和第二电极(5)，在所述电极(4，5)之间在灯工作期间放电延续，其中，至少两个灯(2)的所述放电导管(3，6)通过至少一个通道(8)相互耦合，所述通道(8)被安置在所述灯(2)的电极(4，5)的一定距离处。本发明还涉及包括这种照明系统的显示设备。

权利要求

1.一种用于照明显示设备的照明系统，包括：

多个荧光灯，每个荧光灯包括：

-填充有可电离物质的至少部分光透射的细长的放电导管，和-连接到所述导管的第一电极和第二电极，在所述电极之间在灯工作期间放电延续，其中，至少两个灯的所述放电导管通过至少一个通道相互耦合，所述通道被安置在距所述灯的电极一定距离处，其中所述照明系统还包括用于在所述灯的电极上施加电压的驱动装置，所述电压在一侧的所述第一电极和在另一侧的所述第二电极之间被选择性地划分，其中至少在所述通道附近，相邻灯之间基本上不存在电压差，并且其中所述驱动装置包括电容式镇流器，所述镇流器被分裂为两个镇流器部分从而分别驱动所述第一电极和所述第二电极。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述通道内基本上不存在相邻灯之间的电压差。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，零电压的位置位于所述通道附近。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述零电压的位置位于所述通道内。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，多于两个荧光灯通过所述通道被连接在一起。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，80个荧光灯通过所述通道被连接在一起。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述照明系统包括多个灯区，每个区包含多个荧光灯，其中，每个区的灯通过不同的通道被连接在一起。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述照明系统包括多个灯区，每个区包括多个荧光灯，其中，所有区的灯通过公共的通道连接在一起。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通道位于所述电极之间的预定位置处。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述通道位于所述电极之间的中央。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述荧光灯由冷阴极荧光灯(CCFL)形成。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述照明系统还包括用于在显示设备的方向上发射光的光发射窗口以及背面基板，所述背面基板的至少部分被布置为基本上与所述光发射窗口相对，其中在所述光发射窗口和所述背面基板之间提供肋条，所述肋条基本上平行地布置以限定所述荧光灯的放电空间，其中至少一个肋条设置有连接开口，由此限定连接相邻的放电空间的所述通道。

13.一种显示设备，包括如在权利要求1至12中一项所述的照明系统。

说明书

技术领域

本发明涉及用于照明显示设备的照明系统，包括：多个荧光灯，每个荧光灯包括：至少部分光透射的细长的填充有可电离物质的放电导管(discharge vessel)、和连接到所述导管的第一和第二电极，在灯工作期间在这些电极之间放电延续，其中，至少两个灯的放电导管通过至少一个通道相互耦合，所述通道被安置在所述灯的电极的一定距离处。本发明还涉及包括这种照明系统的显示设备。

背景技术

荧光光源是公知的，并且尤其被应用到照明系统中。这种照明系统被称为所谓的“直接点亮(direct-lit)”背光或者“直下(direct-under)”式背光照明系统。照明系统尤其被用作(图像)显示设备的背面照明或者侧面照明，例如用于电视接收器和监视器。这种照明系统可以特别适合被用作诸如液晶显示器设备(也被称作LCD面板)之类的非发射显示器的背光源，其在(便携式)计算机或者(无绳)电话中使用。该照明系统特别适合应用于电视机和专业应用的大屏幕LCD显示器设备中。
所述显示设备通常包括提供有规则的像素布图的基板，所述像素的每一个由至少一个电极驱动。为了在(图像)显示设备的(显示)屏幕的相关区域中再现图像或者数据图形(datagraphic)表示，该显示设备采用控制电路。具体来说，在LCD设备中，通过开关或者调制器来调制源自背光源的光，同时施加各种类型的液晶效果。另外，该显示器可以基于电泳效应或者电机械效应。
在开始段提及的荧光光源中，通常管状低压汞蒸汽放电灯，例如一个或者多个冷阴极荧光灯(CCFL)、热阴极荧光灯(HCFL)、或者外部电极荧光灯(EEFL)可以用作照明系统中的放电灯。通常，涂上磷涂层以允许低压汞蒸汽放电灯能够转换UV光为其他波长，例如，转换为UV-B光和UV-A光用于日晒的目的(太阳面板灯(sun panel lamp))或者转换为可见光辐射用于通常照明目的。这种放电灯因此也被称为荧光灯。
对于诸如LCD之类的显示设备的背光的一个有利的选择是使用小的CCFL或者EEFL灯的阵列。在具体的应用中，这些灯一起形成在两个玻璃面板之间，在这些面板之间应用了肋条因此限定灯的分离的放电导管。每个灯的直径通常大约3毫米。为了达到LCD的亮度规格，重要的是使用大量的(通常80个)灯，在滚动背面照明的情况下这些灯通常开启4-35％的时间。和具有大约2-20个相对大的标准CCFL、EEFL或者HCFL灯的现有解决方案相比较，这种多个小灯的阵列的性能在图片质量和尺寸(厚度)方面好得多。
在制造小的灯阵列的过程中，这些灯首先必须被抽空，在这之后这些灯用包含汞的某种混合(可电离的)气体填充。立刻对整个面板进行该操作并且对每个灯获得同样的填充的一个已知的解决方案是在各个(相邻的)灯之间在物理上进行气体连接，有效地产生一个气体间隔室。这个物理连接也称为“泵浦通道”。然而，如果在灯工作期间在两个灯之间在这种泵浦通道两端存在电压差，则在那个通道中可能出现不需要的发光等离子体。

发明内容

本发明的目的是提供改进的照明系统，该照明系统可以阻碍在泵浦通道内发光等离子体的产生。
该目的可以通过提供根据开头部分的照明系统实现，该照明系统特征在于还包括驱动装置，用于在灯的电极上施加电压，所述电压在一侧的第一电极和在另一侧的第二电极之间被选择性地划分，其中至少在所述通道的附近在相邻的灯之间基本上不存在任何电压差。通过选择性地划分在电极之间电的(通常为交流)电压，在通道的附近在相邻灯之间可以施加基本上等于零的电压差，结果在所述通道内没有发光等离子体能够和将要产生。该驱动装置优选包括电容式镇流器，所述镇流器被分裂为两个镇流器部分，每个镇流器部分适于驱动特定的电极组(或者第一电极或者第二电极)。这意味着每个荧光灯优选具有两个串联的电容器。将驱动器分裂为两个镇流器部分、每个部分用于灯的每一侧的优点是与灯的高频率(例如10-150kHz)高电压(500-2kV量级)的连接尽可能地短以防止电磁干扰(EMI)。为了消除在通道内产生发光等离子体的危险，在通道内在相邻灯之间的电压差优选等于零。然而，在每个灯的通道内的绝对电压可以具有某个值(除了0)，假如在连接到所述通道的(相邻的)灯之间(基本上)没有电压差。虽然在一个特定的优选实施例中零电压的位置被强加在(泵浦)通道的附近、优选基本一在该(泵浦)通道内，结果可以最小化在通道的位置处在每个灯中的绝对电压、从而最小化在那个通道内的电压差，由此更可靠地防止在所述通道内发光等离子体的产生。
在一个优选实施例中，通过所述通道将多于两个、更优选地80个荧光灯连接在一起。通过连接多个、具体来说多于两个灯到泵浦通道，可以显著地促进根据本发明的照明系统的生产过程，因为不同的灯的抽空和随后的填充可以相对有效地和快速地进行。
虽然存在通过上述的实施例可以以相对有效的方式实现显示设备的相对均匀的照明这一事实，但在显示设备上显示图像时仍然会出现另外的缺点。当在诸如有源矩阵LCD之类的显示设备上显示相对快速移动的图像材料时，因为所谓的“采样保持”效应和LC像素的慢的响应，图片有时变得模糊。扫描背光创建一注光，该注(stroke)光，该注光以和行寻址速度相同的速度从屏幕的顶部到底部滚动并且显著地减少运动模糊，然而不是完全减少运动模糊。为此，照明系统优选包括多个灯区(lamp section)，每个区包含多个荧光灯，其中每个区的灯通过不同的通道被连接在一起。以这样的方式，可以逐行地接通和切断这些区以改善由诸如LCD之类的显示设备所显示的图像质量。然而，在实践中将优选应用多个灯区，特别是每10个灯组成的8个区，其中所有区的灯通过(单独的)公共通道相互连接。
为了使零电压的位置基本位于通道之内、或者至少位于通道的附近内，优选使该通道位于在电极之间的预定位置处，优选位于基本上在电极之间的中心(在中间)。通过将通道置于灯的中间，可以对称地驱动灯，其中施加到第一电极和第二电极的电压是1∶1的比例。然而，对于本领域的技术人员，也可以想得到来强加第一电极相对第二电极的电压的其它比率，诸如2∶1、3∶1、1∶2和3∶1，或者基于全部或者部分数目的任何其他比率。在后面的情况下，不再对称地驱动灯，结果(泵浦)通道优选不再位于灯的中心。
尽管不同类型的灯可以用于根据本发明的照明系统，但优选地荧光灯由冷阴极荧光灯(CCFL)形成。应用CCFL灯通常是有利的，因为这些灯仅产生少量的热，结果通过使用这种类型的灯可以获得相对大程度的设计自由度。
传统的所有类型的灯可以用于根据本发明的照明系统。然而，优选地，该照明系统包括用于向显示设备的方向上发射光的光发射窗口和背面基板(backing substrate)，所述背面基板的至少部分基本上相对于所述光发射窗口布置，其中在所述光发射窗口和所述背面基板之间提供有肋条，所述肋条基本上沿平行方向布置以限定所述荧光灯的放电空间，其中至少一个肋条提供有连接开口由此限定所述通道连接相邻放电空间。优选地肋条被连接到光发射窗口、更优选地肋条是该光发射窗口的组成部分，以有利于照明系统的制造过程。如前提到的用这样的(小)灯阵列可以获得相对于传统的分离的荧光灯的相对好的图片质量和尺寸(厚度)。
本发明还涉及包括根据本发明的照明系统的显示设备。除了液晶显示器(LCD)以外，各种需要由根据本发明的外部照明系统的有源照明的显示器都可以使用。然而，必须清楚的是，该照明系统也可以用于其他目的。为此，照明系统也可以例如被用于直接照明，或者可以在光盒子中被应用或者作为日晒设备的一部分被应用。

附图说明

通过下列非限制性的实施例可以进一步说明本发明，其中：
图1示出根据本发明的照明系统的俯视图；
图2示出根据图1的照明系统的细节的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的照明系统1的顶视图。照明系统1包括80个CCFL类型的灯2。每个灯2包括放电空间3、第一电极4、以及和第一电极4相对放置的第二电极5。为此，照明系统1包括两个板(未示出)，在这两个板之间提供肋条6从而定义多个相邻的放电空间3。由10个相邻灯2特别是相邻放电空间3组成的每个区7，经由通道8相互耦合以促进这些灯区7的抽空和随后的填充。在示出的实施例中存在8个灯区7。在照明系统1的工作期间灯区7逐行地(row-wise)接通和切断以便为显示设备、特别是LCD生成滚动背光照明。然而，在实践中可以给出喜好以如上所述应用多个区7，尽管其中所述区7、特别是所有区7的灯2通过单个、联合的通道(未示出)相互连接。通道8对称地安置在各个第一电极4和第二电极5之间。为了防止由于在区7的两个灯2之间的足够的电压差而引起的在所述通道8内发光等离子体的生成，灯2被驱动以便该灯电压的一半的正电压被施加到第一电极4、并且该灯电压的一半的负电压被施加到第二电极5，结果在所述通道8内存在一个零电压区域。由于在该通道8内不存在电压，所以在所述通道8内将不产生任何发光等离子体。注意到在实践中，交流电压将被施加到灯2。然而，为了简洁的原因，在这个图中只描述了瞬间视图，其中正电压被施加到第一电极4，负电压被施加到第二电极5。
图2示出根据图1的照明系统9的细节的示意图。在示出的实施例中，施加到灯的电压(Vlamp)为500V。该长度(Llamp)是650mm。因此，在500/650＝0.77V/mm的电场(Eplasma)时将发生发光等离子体的产生。肋条6的厚度(drib)为0.5mm。由于这个原因，产生发光等离子体所需要的在相邻灯2之间的电压差(Vplasma)被定义为：
$\Delta V_{\mathrm{plasma}}=d_{\mathrm{rib}}·E_{\mathrm{plasma}}=\frac{d_{\mathrm{rib}}·V_{\mathrm{lamp}}}{L_{\mathrm{lamp}}}$
通过相对于通道8(的中心)移位零电压区域，在灯2之间的电压差(ΔVshift)也被移位。该电压移位可以被定义如下：
$\Delta V_{\mathrm{shiift}}=\frac{d_{\mathrm{shift}}·\Delta V_{\mathrm{lamps}}}{L_{\mathrm{lamp}}}$
如果满足下列的条件，发光等离子体的生成仅仅可以被防止：
ΔVshift＜ΔVplasma
通过使用这个表达式可以确定最大移位(dshift)。
$\frac{d_{\mathrm{shift}}·\Delta V_{\mathrm{lamps}}}{L_{\mathrm{lamp}}}<\frac{d_{\mathrm{rib}}·V_{\mathrm{lamp}}}{L_{\mathrm{lamp}}}$
$d_{\mathrm{shift}}<d_{\mathrm{rib}}·\frac{V_{\mathrm{lamp}}}{\Delta V_{\mathrm{lamps}}}$
ΔVlamps可以被认为在相邻灯电压之间电压不对称，其可以被如下定义：
ΔVlamps＝Kas·Vlamp
其中Kas为表示在相邻灯2之间的电压不对称的因子。最后，最大移位(dshift)可以由下面确定：
$d_{\mathrm{shift}}<d_{\mathrm{rib}}·\frac{V_{\mathrm{lamp}}}{K_{\mathrm{as}}·V_{\mathrm{lamp}}}$
$d_{\mathrm{shift}}<\frac{d_{\mathrm{rib}}}{K_{\mathrm{as}}}$
在通常5％的电压不对称的情况下，dshift达到0.5/0.05＝10mm。这意味着零电压(线)必须在通道8附近，以便在零电压(线)和通道8之间的相互距离不超过+10mm或者-10mm以防止在所述通道8内发光等离子体的产生。
应该注意到，上述的实施例说明本发明而不限制本发明，并且本领域的技术人员将能够设计许多替换的实施例而不偏离所附加的权利要求的范围。在权利要求书中，任何放置在括号之间的附图标记都不应该解释为限制该权利要求。动词“包括“和它的变形的使用不排除权利要求中记载的元件或者步骤之外的元件或者步骤的存在。在元件前的冠词“一”和“一个”并不排除多个这样的元件的存在。某些措施在相互不同的从属权利要求中被记载仅仅这一事实不表明这些措施的组合不能被用于具有优点。