专利名称：面光源装置及具有该面光源装置的液晶显示器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种面光源装置及具有该面光源装置的液晶显示器，更具体而言，涉及一种内部形成将产生的光向一个方向反射的反射层的面光源装置及将该面光源装置作为光源的液晶显示器。
背景技术：
通常，液晶显示器是利用液晶显示图像的平板显示装置之一，具有比其它显示装置轻、薄、电功耗低、驱动电压低等优点。因此，在工业上得到了广泛使用。
这种液晶显示装置中显示图像的液晶显示面板是不能自发光的非发光性元件，因此，需要供给光的独立光源。
以往作为光源主要使用了细管状冷阴极荧光灯(CCFL)。使用冷阴极荧光灯的光源根据光源的位置大体分为边缘型(edge type)和直下型(direct type)。边缘型是透明导光板的侧面布置光源，并将利用导光板的一面众多反射光而得到的光照射到液晶显示面板的方式。直下型是多个光源位于液晶显示面板的直下部，并在光源的正面布置扩散板，在光源的背面布置反射板，以反射、扩散光源发射的光的方式。
使用这种以往光源的液晶显示器，在导光板或扩散板等光学部件上产生光损失，所以降低光利用率，而且整体结构复杂，不仅生产成本高，还有降低亮度均匀性。
为了解决这种弊端，最近开发了以面的形式直接照射光的面光源装置。面光源装置包括具有分割成多个放电区域的内部空间的光源体及为了向该光源体施加放电电压形成于光源体的电极。这时，为了放电气体的均匀分布各放电区域与相邻的放电区域部分连通。这种光源体装置根据从外部施加于电极的放电电压，在各放电区域产生等离子放电，并利用它放射光。
另外，面光源装置为了向液晶显示面板方向反射在光源体内部空间产生的光包括形成于光源体内部的反射层。通常，液晶显示器中反射光的反射板的材质使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或金属。然而，面光源装置的制造工序需要500℃以上的高温工序，所以在光源体内部形成PET材质或金属材质的反射层时，在高温工序中反射层变形，反射层无法充分发挥作用。因此，需要开发形成在光源体内部并且热变形小、反射效率高的面光源装置的反射层。
发明内容
本发明目的在于提供一种具有无色坐标变化并且可以提高反射效率的反射层的面光源装置。
本发明另一目的在于提供一种将上述面光源装置作为光源的液晶显示器。
本发明的面光源装置包括产生光的光源体；向该光源体施加放电电压的第一及第二外部电极；以及形成于该光源体内部的反射层。
上述第一及第二外部电极分别形成于光源体外侧表面的两个端部，并且将来自外部的放电电压施加于光源体。
上述反射层形成于光源体内部，由涂布树脂和至少具有两种以上粒子大小的散乱粒子组成。
上述散乱粒子包括具有不足1μm的第一粒径的第一粒子及具有超过1μm的第二粒径的第二粒子。第一粒子与第二粒子的重量比为8∶2～5∶5。散乱粒子由金属氧化物组成。散乱粒子由Al2O3组成，此时反射层的涂布量为5～12mg/cm2。
实现本发明的另一个目的的液晶显示器包括面光源装置、收纳容器、以及液晶显示面板。
上述面光源装置包括具有分割成多个放电区域的内部空间的光源体、分别形成于光源体外侧表面两端部的第一及第二外部电极、以及由涂布树脂和至少具有两种以上大小的散乱粒子组成的反射层，反射层形成于光源体内侧表面。
上述收纳容器收纳面光源装置。
液晶显示面板利用面光源装置提供的光显示图像。
这种面光源装置及具有该面光源装置的液晶显示器，形成于光源体内部的反射层具有至少两种以上大小的散乱粒子，从而无色坐标变化提高反射率。
图1是根据本发明一实施例的面光源装置立体图；图2是沿着I-I′线的图1截面图；
图3是图2B局部的放大图；图4是图1示出的第二基片具体立体图；图5是图4C局部的放大图；图6是图5沿着II-II′线截面图；图7是根据本发明另一实施例的面光源装置部分折叠立体图；图8是图7沿着III-III′线的截面图；以及图9是根据本发明一实施例的液晶显示装置分解立体图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细说明本发明的优先实施例。
图1是根据本发明一实施例的面光源装置立体图，图2是沿着I-I′线的图1截面图，而图3是图2B局部的放大图。
参照图1、图2、及图3，根据本发明一实施例的面光源装置1000包括产生光的光源体100、向光源体100施加放电电压的第一及第二外部电极210、220、及形成于光源体100内部的反射层300。
光源体100由与第一基片110及第一基片110结合形成内部空间的第二基片120组成。
第一基片110具有四角形平板状。例如，由透射可视光、切断紫外线的透明玻璃基片组成。
第二基片120与第一基片110结合形成内部空间。其中一例，第二基片120由如同第一基片110的透明玻璃基片组成。第二基片120为了将与第一基片110结合形成的内部空间分割成多个放电区域130，包括向第一基片110方向沉陷的多个沉陷部122。多个沉陷部122彼此一定距离隔开平行排列。具有这种多个沉陷部122的第二基片120的其中一例，通过成型加工(forming)形成。具体而言，将如同第一基片110的平板状的基本基片加热到一定温度后，通过所需形状的模具形成基本(base)基片，以得到形成多个沉陷部122的第二基片120。
在本实施例中，如图2所示，第二基片120的纵向截面具有类似阶梯状的多个半椭圆形连续连接的形状。然而，与此不同，第二基片120的纵向截面可以形成为半圆、四边形等多种形状。
具有这种形状的第二基片120，其中一例，通过熔解的铅玻璃等粘贴件140与第一基片110结合。即，第二基片120和第一基片110之间填充粘贴件140使围绕边缘部，然后通过加热使第二基片120与第一基片110彼此结合。这时，粘贴件140只形成于第二基片120与第一基片110之间的边缘部，所以多个沉陷部122根据光源体100内部和外部之间的压力差紧贴于第一基片110。具体而言，向通过第二基片120和第一基片110的结合形成的多个放电区域130注入等离子放电的放电气体。放电气体的气压为50托(torr)左右，与外部大气压-760托(torr)产生压力差。根据这种压强差产生从光源体100外部向内部的压力，多个沉陷部122根据这种压力紧贴于第一基片110。
第一及第二外部电极210、220分别形成于第二基片120的外侧表面两端部，并向与沉陷部122长度方向交叉的方向延伸，以与多个放电区域130交叉。在本实施例中，第一及第二外部电极210、220向与沉陷部122长度方向垂直的方向延伸。第一及第二外部电极210、220利用由导电性良好的材质，例如，铜(Cu)、镍(Ni)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铬(Cr)等组成的金属粉末，通过喷雾涂布等方法形成。而且，第一及第二外部电极210、220可以通过粘贴铝胶带(Al tape)或银浆(Ag paste)涂布形成。与此不同，也可以通过在溶解的导电物质中浸渍(dipping)光源体100两端部的方法形成第一及第二外部电极210、220。因为第一及第二外部电极210、220从光源体100外侧表面向放电空间提供能量，所以优选地，形成可以提供充分能量的充分的表面积。
在本实施例中，第一及第二电极210、220只形成在第二基片120的外侧表面，与此不同，也可以形成于第一基片110的外侧表面，或第二基片120和第一基片110外侧表面。
在光源体100内部形成将产生的光向一个方向射出的反射层300。反射层300形成在第一基片100的内面，即形成于第二基片的对面，以薄膜状形成于除去布置粘贴件140的边缘部以外的整个面上。
反射层300包括涂布树脂310及具有至少两种以上大小的散乱粒子320。涂布树脂310是根据热量或紫外线硬化的热硬化性或光硬化性树脂，与散乱粒子混合的状态下涂布在第一基片110上。优选地，散乱粒子320为球形，且多个无规则地布置在涂布树脂310内部。因此，射向反射层300方向的光在散乱粒子320界面向所有方向产生散乱，并通过这种过程的累计形成反射。
在本实施例中，散乱粒子320由至少具有两种以上粒子大小的氧化物组成。例如，散乱粒子320包括Al2O3、SiO2、MgO、BaSO4、TiO2等氧化物。优选地，散乱粒子320由热变形小的金属氧化物组成，特别优选地，由在200～700nm波长区域具有良好透射率的氧化铝(Al2O3)形成。
另外，反射层300的反射率由下列<数学式1>决定。在这里，<数学式1>是显示粉末层(powder layer)反射率的数学式，其出自于Phosphor Handbook(磷光体手册)(Shigeo Shionoya，CRC Press，Washington D.C)的第767页。
数学式1KS=(1-R∞)22R∞]]>在<数学式1>中，K为吸收系数、S为散乱系数、R∞为当粉末层的厚度无穷大时的反射率，即，显示最大反射率。
参照<数学式1>，当吸收系数K小、散乱系数S大时，反射率逐渐变大，趋近于1。因此反射层300为了得到最高反射率，散乱系数S应具有最大值。通常，当金属氧化物的粒径为1～10μm时，随着粒径的减小，其密度增加，使散乱系数S大小也增大，且散乱角度主要与光的前进方向相同。而且，当金属氧化物的粒径大于1μm时，无对波长的依赖性。相反，当金属氧化物的粒径小于1μm时，散乱角度向光的前进方向以外的所有方向扩大，随着其散乱系数S增大，但对波长的依赖性变大。因此，若考虑散乱的程度和方向，优选最大限度地缩小金属氧化物的粒径。然而，当缩小粒径时，增强对波长的依赖性，并产生由此引起的反射光色坐标的变化。
因此，在本实施例中，反射层300将散乱系数S值最大化，以便使反射率最大，同时减小色坐标的变化，包括至少具有两种粒子大小的散乱粒子320。即，为了提高反射率使主要散乱粒子320的粒径最小，同时为了减小色坐标的变化，参杂具有较粗粒径的散乱粒子320。具体地讲，散乱粒子320包括具有第一粒径的第一粒子322及具有大于第一粒径的第二粒径的第二粒子324。优选地，第一粒子322为了提高反射率具有小于1μm的粒径。优选地，第二粒子324为了减小色坐标的变化具有大于1μm的粒径。
其中一例，散乱粒子320为氧化铝(Al2O3)时，优选地，反射层的涂布量为5-12mg/cm2左右。这时，反射层300的厚度为20～100μm。
另外，反射层300根据第一粒子322与第二粒子324的重量比，反射率及色坐标产生变化。下表1是根据由氧化铝(Al2O3)组成的第一粒子322和第二粒子324重量比的反射率与色坐标变化表。在表1中，第一粒子322具有0.5μm左右的粒径，第二粒子324具有1.1μm左右的粒径。而且，第一粒子322与第二粒子324的重量比分别是样品1为100∶0，样品2为70∶30，样品3为50∶50，样品4为0∶100，测定的反射率为利用紫外-可见分光计(UV-visiblespectrometer)在500nm的波长下测定的反射率。
表1
参照表1，粒径小的第一粒子322重量比越大，其反射率也越大，当具有相同的重量比时，随着反射层300的涂布量的增加，其反射率也增加。相反，只包括粒径小于1μm的第一粒子322的样品1的色坐标变化与少量包括粒径大于1μm的第二粒子324的其它色坐标变化相比其变化很大。因此，作为具有高反射率的同时可以减小色坐标变化的反射层300使用样品2及样品3。即，优选地，第一粒子322与第二粒子324的重量比为7∶3～5∶5左右，特别是，在反射率及色坐标侧面考虑，优选地，第一粒子322与第二粒子324的重量比为7∶3左右。
另外，根据本发明一实施例的面光源装置1000进一步包括形成于光源体内面的第一及第二荧光层150、160。第一荧光层150形成于在第一基片110形成的反射层300上，第二荧光层160形成于面对第一基片110的第二基片120内面。这种第一及第二荧光层150、160根据在光源体100内部通过等离子放电产生的紫外线所激发，放出可见光。
而且，虽然未示出，在第二基片120和第二荧光层160之间和/或第一基片110和反射层300之间还可以形成钝化层。钝化层防止第二和/或第一基片120、110和放电气体的主成分-银之间产生的化学反应。
面光源装置1000为了在多个放电区域130分布均匀气压的放电气体，具有连接邻近放电区域130的连接通道。
图4是图1示出的第二基片具体立体图，图5是图4C部分的放大图，而图6是图5沿着II-II′线截面图。
参照图4、图5、及图6，第二基片120形成分割多个放电区域的多个沉陷部122。具有多个沉陷部122的第二基片120的其中一例，通过成型加工(forming)得到平板状的基本基片。
另外，各沉陷部122为了连接邻近的放电区域130，包括与第一基片110结合时与第一基片110隔开一定距离形成的连接通道124。在各沉陷部122至少形成一个以上连接通道124，优选地，在相邻沉陷部122的长度方向一端部或在其它端部交替形成。即，相邻的沉陷部122中，连接通道124在某一个沉陷部122的长度方向的一端部形成，其在另一沉陷部122中形成于沉陷部122长度方向的另一端部。这种连接通道124在第二基片120的成型加工中，通过使沉陷部122比其它区域少沉陷来形成。
因此，注入到任意一个放电区域130的放电气体通过连接通道124移动到其它放电区域130，最终放电气体均匀分布到各放电区域130。
另外，虽然未示出，移动放电气体的连接通道不通过第二基片120形成，也可以通过形成于第一基片110上的反射层300或第一荧光层150形成。具体而言，形成于第二基片120的各沉陷部122在整个长度上具有相同的深度。相反，在形成于第一基片110并与沉陷部122相接的第一荧光层150及反射层300形成连接相邻放电区域130之间的连接通道。形成于第一荧光层150及反射层300的连接通道向与沉陷部122长度方向垂直的方向延伸，与各沉陷部122交叉，且以除去第一荧光层150或反射层300的一部分区域或比其它区域形成薄厚度的方法形成。
图7是根据本发明另一实施例的面光源装置局部折叠立体图，而图8是图7沿着III-III′线的截面图。
参照图7及图8，根据本发明另一实施例的面光源装置2000包括光源体400、分别形成于光源体400外侧表面两端部的第一及第二外部电极510、520、以及形成于光源体400内部的反射层530。
光源体100包括第一基片410、与第一基片隔开一定距离面对的第二基片420及置于第一基片410与第二基片420之间并形成内部空间的密封部件430。
第一及第二基片410、420具有平板状，其中一例，由透射可视光、切断紫外线的透明玻璃组成。密封部件430夹在第一及第二基片410、420之间，密封第一及第二基片410、420的外围，以形成内部空间。
光源体400进一步包括置于内部空间的多个空间分割部件440。空间分割部件440为了将光源体400的内部空间分割成多个放电区域450，至少一个以上等距离并排布置。各空间分割部件450具有向一个方向延伸的棒状，其上下部紧贴在第二基片420与第一基片410上。而且，各空间分割部件450长度方向的两个端部中，至少一个端部与密封部件430的内侧面隔开一定距离。这是为了提供连接通道使注入到光源体400内部空间的放电气体均匀分布在多个放电区域450。另外，空间分割部件440由与密封部件430不同材质形成，但形成密封部件430时，也可以用相同的材质同时形成。
第一及第二外部电极510、520分别形成于光源体400外侧表面的两个端部，并向与空间分割部件440长度方向垂直的方向延伸。在本实施例中，第一及第二外部电极510、520只在第二基片420的外侧表面形成，但与此不同，可以同时形成于第一基片410的外侧表面或第二及第一基片420、410的外侧表面。
反射层530形成于第一基片410的内面，即，形成于第二基片420的对面。反射层530形成于第一基片410内面的整个面积上，或形成于除了对应密封部件430的区域之外的整个区域。因反射层530与图3示出的根据第一实施例的反射层300具有相同的结构，因此省略其重复的详细说明。
另外，面光源装置2000进一步包括分别在与第一及第二基片410、420面对的对面形成的第一及第二荧光层540、550。第一及第二荧光层540、550除了布置空间分割部件440的区域之外在各第一及第二基片410、420的对面以薄膜状形成。这时，虽然未示出，在空间分割部件440的侧面可以形成荧光层。这种第一及第二荧光层540、550根据通过等离子放电产生的紫外线被激发，产生可见光。
而且，面光源装置2000进一步包括分别形成于第一基片410和反射层530之间及第二基片420和第二荧光层550之间的钝化层(未示出)。钝化层防止第一及第二基片410、420和注入到放电空间的放电气体的主要成分-银之间的化学反应。
图9是根据本发明一实施例的液晶显示装置分解立体图。
参照图9，根据本发明一实施例的液晶显示器3000包括面光源装置1500、收纳容器600、以及显示单元700。
本实施例中，面光源装置1500与图1至图6示出的根据一实施例的面光源装置1000或图7及图8示出的根据另一实施例的面光源装置2000具有相同的结构。因此，省略对面光源装置1500的重复的详细说明。
显示单元700包括显示图像的液晶显示面板710、提供驱动液晶显示面板710的驱动信号的数据及栅极印刷电路板720、730。数据及栅极印刷电路板720、730提供的驱动信号经过数据带载封装(Tape Carrier Package以下简称TCP)740及栅极TCP施加到液晶显示面板710。
液晶显示面板710包括薄膜晶体管基片(Thin Film Transistor以下简称TFT)712、与TFT面对结合的滤色器基片714及置于两个基片712、714之间的液晶716。
TFT基片712是控制元件TFT(未示出)以矩阵形式形成的透明玻璃基片。TFT的源极及栅极端子分别与数据及栅极线连接，栅极端子与由透明导电性材质组成的像素电极(未示出)连接。
滤色器基片714是通过薄膜工序形成RGB像素(未示出)的基片。在滤色器基片714形成由透明导电性材质组成的共同电极(未示出)。
具有这种结构的液晶显示面板710，若向TFT的栅极端子施加电源接通(turn on)TFT，在像素电极与共同电极之间形成电场。根据这种电场改变置于TFT基片712和滤色器基片714之间的液晶716排列，并随着液晶716排列的变化来自面光源装置的光透射率产生变化，以得到所需的灰度图像。
收纳容器600为了收纳面光源装置1500，由为了从底面610及底面610边缘形成空间而延长的多个侧壁620组成。多个侧壁620从底面610的边缘垂直延长，并与被收纳的面光源装置1500的四个侧面相接，以防止面光源装置1500的流动。
另外，液晶显示器3000还包括逆变器800、光学部件900、及顶盘950。
逆变器800置于收纳容器600的背面，并产生驱动面光源装置1500的放电电压。从逆变器800产生的放电电压通过第一及第二电源线810、820施加到面光源装置1500。
光学部件900置于面光源装置1500和液晶显示面板710之间。光学部件900提高面光源装置1500输出的光灰度均匀性。为此，光学部件900由薄片状的扩散薄片组成，或由厚板形状的扩散板组成。而且，为了提高向液晶显示面板710的光的正面灰度，光学部件900根据情况进一步包括棱镜薄片。
顶盘950围绕液晶显示面板710的边缘同时与收纳容器600结合。顶盘950防止外部冲击对液晶显示面板710的破损，并防止液晶显示面板710从收纳容器600的脱离。
根据这种面光源装置及具有该面光源装置的液晶显示装置，形成于光源体内部的反射层包括由氧化物组成并至少具有两种以上大小的散乱粒子。在反射层以适当的重量比分布具有小粒径的散乱粒子和大粒径的散乱粒子。因此，反射层不产生热变形，且无色坐标变化地提高反射效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
符号说明100光源体 110第一基片120第二基片 122沉陷部140粘贴件 150、160第一及第二荧光层210、220第一及第二外部电极300反射层 310涂布树脂320散乱粒子 600收纳容器710液晶显示面板 800逆变器900光学部件 950顶盘1000面光源装置
权利要求
1.一种面光源装置，包括光源体，用于产生光；第一及第二外部电极，分别形成于所述光源体外侧表面的两个端部上，并向所述光源体施加放电电压；以及反射层，形成于所述光源体内部，并由涂布树脂和至少具有两种以上大小的散乱粒子组成。
2.根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，所述散乱粒子包括具有第一粒径的第一粒子及具有比所述第一粒径大的第二粒径的第二粒子。
3.根据权利要求2所述的面光源装置，其特征在于，所述第一粒径小于1μm，所述第二粒径大于1μm。
4.根据权利要求2所述的面光源装置，其特征在于，所述第一粒子与所述第二粒子的重量比为7∶3～5∶5。
5.根据权利要求2所述的面光源装置，其特征在于，所述第一粒子与所述第二粒子的重量比为7∶3。
6.根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，所述散乱粒子由金属氧化物组成。
7.根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，所述散乱粒子选自包括Al2O3、SiO2、MgO、BaSO4及TiO2组成的组中的一种以上的物质。
8.根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，所述散乱粒子由Al2O3组成，而且所述反射层的涂布量为5～12mg/cm2。
9.根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，所述光源体包括第一基片，呈平板状；以及第二基片，具有为了将与所述第一基片的结合形成的内部空间分割成多个放电区域向所述第一基片方向沉陷的多个沉陷部，其中所述反射层形成于所述第一基片上。
10.根据权利要求9所述的面光源装置，其特征在于，各所述沉陷部的一部分为了连接相邻的所述放电区域，与所述第一基片隔开一定距离。
11.根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，所述光源体包括第一基片，呈平板状；第二基片，具有与所述第一基片相同的形状，并与第一基片结合形成内部空间；以及多个空间分割部件，置于所述第一基片与所述第二基片之间，将所述内部空间分割成多个放电区域。
12.根据权利要求11所述的面光源装置，其特征在于，所述反射层形成于面对所述第二基片的所述第一基片内面。
13.根据权利要求11所述的面光源装置，其特征在于，所述多个空间分割部件互相隔开一定距离并排布置，并且各所述空间分割部件的长度方向两个端部中至少一个端部与所述光源体侧壁隔开。
14.根据权利要求1所述的面光源装置，其特征在于，进一步包括形成于所述光源体内面的荧光层。
15.一种液晶显示器，包括面光源装置，包含具有分割成多个放电区域的内部空间的光源体、分别形成于所述光源体外侧表面两端部的第一及第二外部电极、及由涂布树脂和至少具有两种以上大小的散乱粒子组成，并形成于所述光源体内侧表面的反射层；收纳容器，收纳所述面光源装置；以及液晶显示面板，利用所述面光源装置输出的光显示图像。
16.根据权利要求15所述的液晶显示器，其特征在于，所述反射层形成于所述光源体内侧表面中面对所述液晶显示面板的内侧表面。
17.根据权利要求15所述的液晶显示器，其特征在于，所述散乱粒子包括小于1μm的粒径的第一粒子及大于1μm粒径的第二粒子。
18.根据权利要求17所述的液晶显示器，其特征在于，所述第一粒子与所述第二粒子的重量比为8∶2～5∶5。
19.根据权利要求15所述的液晶显示器，其特征在于，所述散乱粒子选自包括Al2O3、SiO2、MgO、BaSO4及TiO2组成的组中的一种以上的物质。
20.根据权利要求15所述的液晶显示器，其特征在于，进一步包括逆变器，向所述第一及第二外部电极施加放电电压；以及光学部件，置于所述面光源装置与所述液晶显示面板之间。
全文摘要
本发明提供了一种可以提高光利用率的面光源装置及具有该面光源装置的液晶显示器。面光源装置包括产生光的光源体；分别形成于光源体外侧表面的两个端部上，并向光源体施加放电电压的第一及第二外部电极；以及形成于光源体内部，并由涂布树脂和至少具有两种以上大小的散乱粒子组成的反射层。这时，散乱粒子由耐热性良好的氧化物组成。因此，反射层减少反射光的色坐标变化的同时可以提高反射率。
文档编号H01J61/30GK1670591SQ20051005389
公开日2005年9月21日 申请日期2005年3月14日 优先权日2004年3月17日
发明者金重玄, 河海秀, 李相裕, 赵硕显 申请人:三星电子株式会社, 三星康宁株式会社