专利名称：表面光源、驱动表面光源的方法和具有表面光源的背光单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种表面光源、驱动该表面光源的方法以及具有该表面光源 的背光单元，更具体地，涉及一种能够局部控制亮度的表面光源。
背景技术：
液晶显示器利用液晶的电学特性和光学特性显示图像。因为与阴极射线管(CRT)装置相比，液晶显示器体积和重量较小，因此液晶显示器广泛应 用于便携式计算机、通信装置、液晶电视接收器、航天工业等。液晶显示器包括控制液晶面板的控制单元和对液晶面板进行照明的背 光源。液晶控制单元包括排布在第一衬底上的像素电极、布置在第二衬底上 的公共电极、布置在〗象素电极和公共电极之间的液晶面板。数量上不止一个 的像素电极实现了液晶显示器的分辨率，公共电极为单个，且面对1象素电极。 薄膜晶体管(TFT)连接到像素电极以向其施加不同电平的电压，而相同电 平的参考电压施加于公共电极。像素电极和公共电极由透明的导电材料制 成。由背光源发出的光依次穿过像素电极、液晶面板和公共电极。在这种情 况下，透射穿过液晶面板的图像的质量很大程度上取决于背光源的亮度和亮 度均匀性。通常，随着亮度和亮度均匀性变高，图像质量变高。传统的液晶显示器的背光源主要使用棒状的冷阴极荧光灯(CCFL)或 点状的发光二极管(LED)。与白炽灯相比，冷阴极焚光灯亮度高，寿命长， 且产生的热量少。另一方面，LED能耗高，但亮度优良。不过，CCFL或 LED的缺点在于亮度均匀性差。因此，为了提高亮度均匀性，使用CCFL 或LED作为光源的背光源需要光学构件，例如导光板(LGP)、漫射元件
和棱镜片。由于这些光学构件，使用上述CCFL或LED的液晶显示器在尺 寸和重量上都显著增大。平坦型荧光灯已经被提出用作液晶显示器的背光源。参见图1,传统的表面光源100包括光源体110和在光源体110两个侧 向边缘的外表面处设置的电极160。光源体110包括以预定距离彼此面对的 第一村底和第二衬底。在第一和第二衬底之间布置多个分隔件140,以将第 一村底和第二衬底所限定的空间分隔成多个放电通道120。在第一衬底和第 二衬底的边缘处设置密封构件(未示出)，以将放电通道120与外部隔离。 》丈电气体注入到^L电通道内的力文电空间150中。为了驱动表面光源IOO放电，在第一和第二衬底上或第一和第二衬底中 的一个上涂布电极，从而使每个形式为一字条形或岛形电极的放电通道具有 相同面积。因此，当表面光源IOO被反相器驱动时，所有通道均匀》支电。在驱动期间，表面光源保持预定程度的亮度。尽管已经提议采用调光技 术来根据液晶显示器的屏幕信息调节表面光源的亮度，但是仍然没有实现在 表面光源中局部控制亮度。为提高液晶显示器的图像质量并实现更为清晰自然的图像，必然需要对 表面光源进行局部控制亮度的技术。发明内容因此，本发明旨在提供一种适合于大尺寸液晶显示器的新的表面光源。 本发明的另 一 目的是提供一种能够局部控制亮度的表面光源和背光单元。根据本发明的一方面，本发明提供一种表面光源，包括在其中形成密封 放电空间的板型光源体、完全形成在表面光源体的至少一个表面上的板型电 极单元、将电极单元分隔成多个区域并将电压施加于相应区域的多^各电压施 力口单元。所述电极单元可包括彼此隔开的电极图样。在电极单元形成于光源体的 上侧和下侧上的情况下，每个电极单元可包括沿不同方向形成的电极图样。 本发明提供一种表面光源的驱动方法，包括在具有密封放电空间的板型光源体上形成具有可见光透射穿过性质的板型电极单元；以及将所述电极单元分隔成多个区域，并将电压施加于相应区域。本发明提供一种背光单元，包括表面光源、壳体和反相器。所述表面光源包括其中形成密封放电空间的板型光源体、完全形成在表面光源体的至少一个表面上的板型电极单元、将电4及单元分隔成多个区域并将电压施加于相应区域的多路电压施加单元。所述壳体容纳表面光源，且所述反相器将电压施加于第一和第二表面电^ l。根据如本发明所述的表面光源和背光单元，电极单元被分隔成多个区域，并且电压被施加于相应区域，从而可以局部控制亮度。由于如此局部控制亮度，就可以根据液晶显示器的屏幕信息来实现表面光源的本地调光，并确保图像更为清晰自然。
通过参照附图对本发明优选实施例进行详细描述，本发明的上述和其它特征和优点对本领域的普通技术人员来说变得清晰，其中 图1是图示表面光源的示例的透视图； 图2是图示根据本发明实施例的表面光源的透视图； 图3是图示根据本发明实施例的表面光源的侧视图； 图4是沿图2中的线X-X，截取的截面图； 图5为图4中部分A的i文大图；图6为图示根据本发明实施例的多层电极单元的截面图； 图7-9为图示根据本发明实施例的电极单元的电极图样的各示例的俯 视图；图10为图示针对表面光源的长边而垂直分隔并驱动的电极单元的俯视图11为图示针对表面光源的长边而水平分隔并驱动的电极单元的俯视图；图12为图示连接到表面光源上侧和下侧的电极单元的透视图；图13为图示表面光源的示意性视图，由于电极单元的局部驱动而使该表面光源的亮度被局部控制；图14-15为图示根据本发明另一实施例的被局部驱动的电极单元的俯视图；图16为图示表面光源的示意性视图，由于电极单元的局部驱动而使该 表面光源的亮度得到局部控制；以及图17为图示包括根据本发明实施例的包括表面光源的背光单元的分解 透视图。
具体实施方式
现在在下文中将参照附图对本发明进行更为详尽的描述，附图中示出本 发明的优选实施例。图2是图示根据本发明实施例的表面光源200的透视图，图3是表面光 源200的侧-〖见图。表面光源200包括板型第一村底210和同类型的第二衬底220。第一村 底210和第二衬底220优选由透明的薄玻璃衬底制成，且对于第一衬底210 和第二衬底220厚度无限制，但厚度可为大约lmm到2mm，优选小于lmm。在第一衬底210和第二衬底220的内侧上涂布荧光层，且在第一衬底 210和笫二衬底220中的任一个上可进一步形成反射层。第一衬底210和第 二衬底220以预定距离彼此面对，且在第一衬底210和第二衬底220的边缘 之间插入诸如玻璃料的密封构件230,以形成密封空间。此外，第一村底210 和第二衬底220可通过诸如激光器的加热器件而直接彼此熔接，以形成光源 体。本发明的表面光源可通过厚度非常薄的薄结构实现。由第一衬底、第二光源体包括单一开放性结构的内放电空间。而且，由 环保产品。根据本发明实施例的表面光源包括由第 一衬底210和第二衬底220形成的光源体的外表面上形成的大尺寸板型电极。图4为沿图2的线X-X，截取 的截面图，图5为图4中部分A的放大视图。如图所示，第一表面电才及250 和第二表面电极260分别形成在第一衬底210和第二衬底220的外表面上。 第一表面电极250和第二表面电极260为板型表面电极，以基本覆盖衬底的 整个区域。第一表面电极250和第二表面电极260中的至少一个优选具有60%或更 高的暴露衬底的敞露率(叩enratio),从而增大由于放电而从光源体发射的 光束的光传输。第一衬底210和第二衬底220为板型衬底，并且由第一衬底210和第二 衬底220以及密封构件230限定的内部空间并非如传统表面光源那样由分隔 件隔离的独立放电空间，而是单一开放性结构的放电空间240。与第一衬底 210和第二村底220的面积相比，第一衬底210和第二衬底220之间的距离 非常短，且内部空间为开放性结构，从而非常易于执行真空通风以及放电气 体的注入。而且，为形成表面光源，可以使用除汞之外的气体作为放电气体， 例如氙气、氩气、氖气和其它惰性气体，或以上气体的混合物。在第 一衬底210和第二衬底220之间限定的放电空间240的垂直高度可 以由分隔件235确定。分隔件235的数目及分隔件235之间的间隔可在如下 范围内确定，即，不致恶化从表面光源发出的光束的亮度特性。另外，可以 通过模制上衬底的特定部分来人工增强分隔件的性能。另外，放电空间240 的高度可由与第一衬底210或第二衬底220的内表面整体形成的突起(未示 出)来限定。由于根据本发明实施例，放电空间并不被表面光源中的分隔件 隔离，因此从衬底210和220前侧射出的光束的亮度及亮度均匀性较为优良。在根据本发明实施例的表面光源中，第 一表面电极250和第二表面电极 260可采用诸如ITO的透明电极或带有预定图样的电极。图6为根据本发明实施例的多层电极单元的截面图。如图所示，电极单元具有包括多层结构，该多层结构包括下基底层252、形成在基底层252上的电极图样256以及形 成在基底层252和电极图样256上的保护层254。基底层252和保护层254 优选对可见光线透明。在电极单元仅包括电极图样的情况下，电极单元难于粘结到玻璃衬底， 并且耐用性很差。然而，多层结构的电极单元易于粘结到玻璃衬底，电极图 样也有足够的耐用性，并且可形成多种不同的电极图样。基底层252由诸如透明聚合物的能够抵抗热冲击的材料制成，电极的制 造材料可为铜、银、金、铝、镍、铬、碳或具有极好导电性的基于聚合物的 材料，以及上述材料的混合物。保护层254由能够抵抗热冲击的透明聚合物 材料制成。在根据本发明实施例，表面光源中所采用的板型电极单元中，可以采用 各种不同的电极图样。例如，可以采用如图7所示的网型图样或者如图8和 9所示的带紋图样。也可以采用不同于图中所示图样的圓形、椭圆形或正多 边形的规则图样。形成在第一衬底210上的第一表面电极250和形成在第二 衬底220上的第二表面电极260可以使用形状上不同的电极图样，从而改变 表面光源的放电性能。电极图样可形成而使得图样之间的间距保持数十微米至数百微米。 在板型电极单元中，电极图样可以分组以向各组单独施加电压。类似地， 电极单元分为多个区域，且向相应区域施加电压，从而可以对亮度进行局部 控制。多路分区驱动。如图IO所示，第一表面电极的电极图样(或者说上电极) 250被分隔成若干预定区域，且电压被单独施加于相应区域。多路电压施加 单元270a可将不同电压施加到电极图样的相应区域。如图ll所示，第二表 面电极(或者说下电极)260的电极图样被分隔成若干预定区域，且电压被
单独施加于相应区域。图10示出了针对表面光源的长边沿垂直方向分隔开 电极单元以对该电极单元进行驱动的示例，图11示出了针对表面光源的长如图12所示，当电极单元具有在表面光源的上侧和下侧上沿不同方向 形成的电极图样时，较易于执行亮度的局部控制。图13进行了如下图示， 即，当电极单元形成在表面光源200的上面和下面时，多3各电压施加单元 270a和270b通过分隔开电极单元而局部驱动相应区域，从而控制表面光源的发光表面使其具有局部不同的亮度。对水平和垂直分隔开的电极单元的相应区域施加以不同电压，就使表面光源的发光表面的局部区域a、 b和c可具有不同亮度。传输到多路电压施加单元270a和270b的区域电压优选与液晶显示器的 面板驱动信号相关联地控制。这样，表面光源或者说背光单元可进一步包括 电极数据控制器275,以有差别地控制由多路电压施加单元施加到电极单元 相应区域的电压，从而根据与液晶显示器的屏幕信息相关联的控制信号，将 电压施加于电极单元的相应区域。图14和15示出了与本发明前述实施例的电极图样不同的倾斜形成的电 极图样。如图所示，电极单元被分隔成多个区域，且多路电压施加单元280a 和280b驱动相应区域。结果，如图16所示，表面光源的发光表面可一皮配置 而使局部区域d、 e和f具有不同亮度。如果表面光源的亮度通过与显示信 息相关联的电极数据控制器285而被局部控制，就可以提供较为清晰自然的 高质量图像。图17为图示根据本发明实施例的包括极薄的表面光源在内的背光单元 的分解透视图。如图所示，背光单元包括表面光源200、上壳体1100和下 壳体1200、光学片900和反相器1300。下壳体1200包括容纳表面光源200 的底部1210和从底部1210的边缘伸出以形成容纳空间的多个侧壁1220。 表面光源200被容纳在下壳体1200的容纳空间中。反相器1300被置于下壳体1200的后侧，并产生放电电压以驱动表面光的放电电压分别通过第一电源线1352和第二电源 线1354施加于表面光源200的电极单元。光学片900可包括对从表面光源 200发出的光束进行均匀漫射的漫射板和准直漫射光束的棱镜片。上壳体 1100与下壳体1200相连接，以支撑表面光源200及光学片900。上壳体1100 防止表面光源200从下壳体1200脱离。与图中所示不同的是，上壳体1100和下壳体1200可以一体形成为单一 壳体。另一方面，由于表面光源的亮度和亮度均匀性优良，所以根据本发明 实施例的背光单元可以不包括光学片900。根据本发明，在表面光源的光源体的表面上形成的板型电极单元被分隔 成多个区域，且电压被施加于相应区域，从而能够获得局部控制亮度的亮度 特性。因此，表面光源能够根据液晶显示器屏幕信息进行本地控制调光，从 而提供高质量图像。已经利用优选示例性实施例对本发明进行描述。然而，应该理解的是， 本发明的范围不限于所公开的实施例。相反，本发明的范围旨在包括在本领 域技术人员的能力范围内使用目前公知的或将来的技术友等同替换所进行 的各种修改和可替换组合。所以，权利要求的范围应该给予最大范围的解释， 以涵盖所有这些修改和类似组合。
权利要求
1、一种表面光源，包括板型光源体，在其中形成密封放电空间；完全形成在所述光源体至少一个表面上的板型电极单元；以及多路电压施加单元，其将所述电极单元分隔成多个区域，并将电压施加于相应区域。
2、 如权利要求1所述的表面光源，其中，所述电极单元包括彼此隔开 的电极图样。
3、 如权利要求1所述的表面光源，其中，所述电极单元包括 形成在所述光源体上侧上的第一表面电极；以及 形成在所述光源体下侧上的第二表面电极。
4、 如权利要求3所述的表面光源，其中，所述第一表面电极和第二表 面电极包括沿不同方向形成的电极图样。
5、 如权利要求1所述的表面光源，其中，所述光源体包括 板型第一衬底；以预定距离面向所述第一衬底的^1型第二衬底；以及 形成在所述第 一衬底和第二村底之间的边缘上的密封构件，其密封由所 述第 一衬底和第二衬底形成的内部空间。
6、 如权利要求5所述的表面光源，进一步包括插入于所述第一衬底和 第二衬底之间的至少 一 个分隔件。
7、 如权利要求1所述的表面光源，其中，所述电极单元包括 基底层；形成在所述基底层上侧上的电极图样；以及 形成在所述电极图样上侧上的保护层。
8、 如权利要求7所述的表面光源，其中，所述基底层和所述保护层具 有使可见光透射穿过的性质。
9、 如权利要求7所述的表面光源，其中，所述电极图样包括圓形图样、 椭圓形图样、正多边形图样、网状结构图样或条形图样。
10、 如权利要求7所述的表面光源，其中，所述电才及图样由从铜、4艮、金、铝、ITO、镍、铬、碳基导电材料、导电聚合物及上述材料的混合物中选出的一个制成。
11、 如权利要求1所述的表面光源，其中，所述电极单元具有等于或高于60%的暴露所述光源体的敞露率。
12、 如权利要求1所述的表面光源，其中，不含汞的S丈电气体注入所述 光源体。
13、 一种表面光源的驱动方法，包括在具有密封放电空间的板型光源体上，形成具有使可见光透射穿过的性 质的板型电极单元；以及将所述电极单元分隔成多个区域，并将电压施加于相应区域。
14、 如权利要求13所述的表面光源的驱动方法，其中，所述电极单元 包括在所述光源体的上侧上形成的第 一 表面电极；以及 在所述光源体的下侧上形成的第二表面电极；并且 所述第一表面电极和所述第二表面电极^皮分隔成多个区域，并且电压,皮 施力口于相应区域。
15、 如权利要求13所述的表面光源的驱动方法，其中，所述电极单元 根据与液晶显示器的屏幕信息相关联的控制信号，将电压施加于所述相应区域。
16、 一种背光单元，包括 表面光源，其包括板型光源体，在其中形成密封放电空间；在所述光源体的至少 一个表面上形成的板型电极单元；和多路电压施加单元，其将所述电极单元分隔成多个区域，并将电 压施加于相应区域；以及壳体，其容纳所述表面光源；以及反相器，其向所述第一表面电极和第二表面电极施加电压。
17、如权利要求16所述的背光单元，进一步包括电极数据控制器，其 通过所述多路电压施加单元，有差别地控制施加于所述相应区域的电压。
全文摘要
本发明提供一种表面光源，包括其中形成密封放电空间的板型光源体、完全形成在光源体的至少一个表面上的电极单元、将电极单元分隔为多个区域并向相应区域施加电压的多路电压施加单元。该电极单元被分隔为多个区域，并且电压被施加于这些区域，从而可以局部控制表面光源的亮度，且实现了针对表面光源的本地调光。
文档编号G02F1/13GK101149527SQ20071015414
公开日2008年3月26日 申请日期2007年9月19日 优先权日2006年9月19日
发明者奇元度, 尹馨彬, 李东熙, 李根奭, 李起渊, 池龙根, 潘锡模, 郑京泽 申请人:三星康宁株式会社