[发明专利]放电灯点灯装置，照明装置和液晶显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种放电灯点灯装置，用于通过变换用作光源的放电灯的开启周期与关断周期之间的时间比来进行调光，还涉及一种照明装置和一种液晶显示装置。

背景技术

液晶显示装置包括液晶面板22和位于在面板后面并设置有光源FL的背光单元21(参见图42)。在液晶面板22的每个像素中，由视频信号驱动液晶，从背光单元21发出的光经由液晶传输，在液晶面板22上显示图像。一般来说，经常用冷阴极荧光灯(CCFL)作为背光单元21的光源FL，并且需要放电灯点灯装置来点亮灯的控制。对放电灯点灯装置中的CCFL进行调光的方法的一个实例是一种脉冲调光(PWM调光)方法。

脉冲调光方法是一种所谓的间歇点灯操作，其中通过使光源周期性地闪烁，同时变换开启周期与关断周期之间的时间比来进行调光。因此，适当地选择闪烁周期就能够设置100比1的调光比。为此，在许多液晶显示装置中已经将脉冲调光方法用于背光控制。正如专利文献1所揭示的，脉冲调光方法也被应用于以模糊轮廓来改进液晶显示装置以修补运动图像显示的手段(被称作模糊运动图像或边缘模糊)，这是由于液晶显示装置显示运动图像的性能比CRT差而造成。

近年来，特别是在液晶显示装置领域，对于屏幕的尺寸增大、更高亮度和均与性的需求，导致了增加在一套装置中采用的灯的数量，和使屏幕中使用的放电灯的管电压更高的趋势。即使在32英寸尺寸的液晶显示装置中用于背光的CCFL也会有约1kV(rms)的管电压(tube voltage)。为此，CCFL与外壳之间的高阻抗负荷和寄生电容的影响是不容忽视的，其造成的一个问题就是，向外壳的电流泄漏造成亮度分布偏差，从而造成灯的亮度不均匀。

据此，使用了比CCFL具有更高输出和更低管电压的热阴极荧光灯(HCFL)。与使用CCFL相比，使用HCFL具有大量减少灯的数量和减少点灯电路数量的优点。此外，由于管电压低，所以HCFL和外壳之间的寄生电容小，由此也降低了亮度偏差。此外，由于噪音低，对诸如液晶显示面板之类的周边电路的影响也小。

图43示出了专利文献2中揭示的放电灯点灯装置，其通过开路和短路热阴极放电灯FL的灯丝之间的开关SW2，来切换开启时间和关断时间。在变换器控制电路45的控制下，由DC-DC变换器44转换来自DC电源41的输出电压，并由高频逆变器47将转换后的电压输出再次转换成高频功率，然后提供给热阴极放电灯FL。调光电路49的开关SW2连接在热阴极放电灯FL的灯丝之间，以与热阴极放电灯F平行。

由调光控制电路46控制开关SW2的短路和开路操作。当开关SW2短路时，预热电流借助从高频逆变器47的输出流向热阴极放电灯FL的灯丝，然而当开关SW2开路时，灯电流借助从高频逆变器47的输出在热阴极放电灯FL的灯丝之间流动。为此，当开关SW2短路时，热阴极放电灯关断，而当开关SW2开路时，热阴极放电灯开启。据此，能够调节关断周期与开启周期之间的时间比，并控制光输出。

由光学传感器S监视来自热阴极放电灯FL的输出，并且受到CPU 43的反馈控制，以便由操作单元42维持调光状态设置。另外，变换器控制电路45可根据由调光状态检测电路48检测的调光状态来改变关断期间来自DC-DC变换器44的输出电压。

在点灯装置中，关断期间流动的灯丝预热电流的波形与开启期间流动的灯丝预热电流的波形各依据图44(a)至(c)所示的调光状态而改变。根据调光状态可变地控制灯丝电流的幅度，以使灯丝温度适应灯丝预热电流流动的关断周期Ta、Tb和Tc，与灯丝预热电流流动的开启周期ta、tb和tc之间的时间比。

另一方面，专利文献3揭示了一种放电灯点灯装置，在该放电灯点灯装置中，半导体开关54切断来自可变脉宽调制器装置的信号来开启和断开灯电流，从而扩大调光范围(见图1)。在该放电灯点灯装置中，恒定灯丝电压装置12经由变压器16向灯10的电极26到28提供范围从0到10V的预热电压。

依据专利文献2的技术能够通过调节关断周期与开启周期之间的时间比来控制光输出。然而，由于断开高频电流时或开启开关SW2的瞬间的涌入电流，开关SW2断开时施加于灯的起动电压等等，该技术给开关SW2施加了巨大应力。而且，由于开启SW2施加于灯丝的电压和流到灯丝的电流较大，降低了灯的寿命。此外，不能在点灯期间向灯丝提供预热电流。