CN1614475A - 面光源装置及具有该装置的液晶显示设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种面光源装置，其包括具有内部空间的光源体，隔断壁设置在所述内部空间内，以将所述内部空间分隔成多个放电空间，隔断壁具有与所述光源体的内表面相接触的端部，隔断壁具有通孔，所述放电空间通过该通孔彼此连通。光源体包括为放电空间提供电压以在所述放电空间中产生等离子体的电压供给部件，阻挡件邻近所述通孔设置以限制由放电气体产生的等离子体通过该通孔流动，所述阻挡件遮挡通孔，以限制等离子体通过该通孔流动。因此，提高了面光源装置的亮度的均匀度。

Description

面光源装置及具有该装置的液晶显示设备

技术领域

本发明涉及一种面光源装置及使用此面光源装置的液晶显示设备，特别涉及一种能够减小沟道效应(channeling)的面光源装置，以及使用上述面光源装置作为光源的液晶显示设备。

背景技术

通常，液晶兼具有电和光的特性，液晶的排列会随着施加到液晶上的电场方向而改变，液晶的光透射率会随着液晶的排列而改变。

液晶显示(LCD)设备通过使用液晶来显示图像，液晶显示设备与阴极射线管(CRT)相比具有许多特点，如厚度薄、体积小且重量轻。因此，液晶显示设备被广泛应用于便携式电脑、通讯设备、电视机等领域。

液晶显示设备包括用来控制液晶的液晶控制部分、以及为液晶控制部件提供光的光供给部件。

液晶控制部件包括多个形成在第一衬底上的像素电极(pixelelectrodes)、一个形成在第二衬底上的公共电极，以及设置在像素电极和公共电极之间的液晶。像素电极的数目由分辨率的大小决定，每个像素电极与薄膜晶体管(TFT)电连接，以便像素电压(pixel voltage)通过薄膜晶体管施加到像素电极上。一个基准电压(reference voltage)施加到所述公共电极上。所述像素电极和所述公共电极包括透明的导电材料。

所述光供给部件为液晶提供光，从光供给部件发出的光通过像素电极、液晶和公共电极后显示出图像。光照射的亮度和均匀度决定了液晶显示设备的显示质量。也就是说，当从光供给部件发出的光的亮度和均匀度提高时，液晶显示设备的显示质量也就相应地提高了。

通常，光供给部件可以包括冷阴极荧光灯(CCFL)或发光二极管(LED)。冷阴极荧光灯有许多特点，如亮度高、使用寿命长、发热量低等，而发光二极管也有许多特点，如低能耗、高亮度等。

然而，冷阴极荧光灯和发光二极管发出的光不均匀，为了提高亮度的均匀度，光供给部件还包括光导板、散射元件、棱镜片等。

当光供给部件包括了光导板、散射元件和棱镜片等后，液晶显示设备的尺寸和重量就会大大增加。

平板型的面光源装置具有均匀的亮度。传统的面光源装置包括第一衬底和相对于第一衬底设置的第二衬底。多个隔断壁(partition walls)设置在所述第一衬底和第二衬底之间。所述多个隔断壁彼此基本上平行设置，并以预定的间距彼此间隔开，以在第一和第二衬底间形成放电空间。密封元件设置在第一和第二衬底之间以将放电空间和外界隔绝，放电气体被注入到放电空间内，向放电气体施加电压的两个电极设置在第一和第二衬底的外表面上。

多个隔断壁排列成使多个放电空间形成曲折形状，多个放电空间彼此连通。也就是说，奇数隔断壁具有与密封元件相接触的第一端部、和与密封元件间隔开以形成连接通道的第二端部，而偶数隔断壁具有与密封元件间隔开以形成连接通道的第一端部、和与密封元件相接触的第二端部。

当放电空间里的放电气体所受到的压强彼此不同时，施加到放电空间的电场强度彼此不同。当放电空间通过连接通道彼此连接时，等离子体可能会突然移动过连接通道并在多个放电空间之间形成沟道效应。也就是说，当电场强度不同时，各个放电空间里的等离子体的浓度就不同，以致于一部分等离子体会向等离子浓度较低的放电空间移动，因此形成了沟道效应。在放电空间中形成沟道效应后，亮度的均匀度将恶化。

发明内容

因此，针对现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种能够限制等离子体在邻近的放电空间之间流动，从而减小沟道效应的面光源装置。

本发明还提供了一种具有上述面光源装置的液晶显示设备。

根据本发明第一方面的面光源装置，包括具有内部空间的光源体，隔断壁设置在所述光源体的内部空间中，以将光源体的内部空间分隔成多个放电空间，隔断壁具有与所述光源体的内表面形成接触的端部，所述隔断壁具有通孔，放电空间通过所述通孔可以彼此贯通，电压供给部件给放电气体提供电压以在放电空间里产生等离子体，阻挡件(barrier)邻近贯通孔设置，以限制由放电气体产生的等离子体通过通孔流动。

根据本发明的另一方面的液晶显示设备包括面光源装置和液晶显示面板，所述面光源装置包括：一个具有内部空间的光源体；设置在光源体内部空间中以将光源体的内部空间分隔成多个放电空间的隔断壁，所述隔断壁具有与所述光源体的内表面形成接触的端部并具有通孔，所述放电空间可通过所述通孔彼此贯通，在邻近通孔处设置阻挡件以限制由放电气体产生的等离子体通过通孔流动。液晶显示面板包括将从面光源装置产生的光转换为图像光的液晶。

附图说明

本发明上述以及另外的特征和优点将通过参照如下附图对具体实施方式进行详细描述而更加清楚：

图1是示出根据本发明实施例的面光源装置的局部剖开的透视图；

图2是示出图1所示的面光源装置的平面图；

图3是示出图2所示的面光源装置的隔断壁的截面图；

图4是示出根据本发明的另一实施例的面光源装置的平面图；

图5是示出根据本发明的又一实施例的面光源装置的平面图；

图6是示出图5所示的面光源装置的隔断壁的截面图；

图7是示出根据本发明另一实施例的面光源装置的平面图；以及

图8是示出具有图1所示的面光源装置的液晶显示设备的分解透视图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图对本发明的具体实施方式作详细的描述。

图1是根据本发明实施例的面光源装置的部分剖开的透视图，图2是图1所示的面光源装置的平面图，图3是图2所示的面光源装置的隔断壁的截面图。

参照图1至3，面光源装置100包括：光源体101，隔断壁130，第一电极142和第二电极144。光源体101包括第一衬底110，第二衬底120和密封元件150。

在本实施例中，第一和第二衬底110、120是玻璃衬底，可见光可以透过该玻璃衬底，而紫外光不能穿过玻璃衬底。第二衬底120对应于第一衬底110，且第一衬底110和第二衬底120彼此间隔开。在本实施例中，第二衬底120的厚度大约是第一衬底110厚度的三分之一，然而，第一和第二衬底110、120的厚度不限制在上述厚度。可替代的是，第二衬底120与第一衬底110的厚度基本上相同。

第一荧光层(末示出)和第二荧光层(末示出)分别设置在第一衬底110的内表面和第二衬底120的内表面，另外，反射层(末示出)设置在第一衬底110和第一荧光层(末示出)之间。

矩形的密封元件150插入所述第一衬底110的周边部分和所述第二衬底120的周边部分之间，所述密封元件150的上表面与所述第二衬底120的下表面形成接触，而密封元件150的下表面与所述第一衬底110的上表面形成接触，因此，第一和第二衬底110、120以及密封元件150就形成了一个内部空间，该内部空间由密封元件150密封。在本实施例中，密封元件150优选具有与第一和第二衬底110、120基本上相同的热膨胀系数。

多个隔断壁130设置在第一和第二衬底110、120之间以将所述内部空间分隔成多个放电空间112。每个隔断壁130都具有沿第一方向延伸的平板形状。隔断壁130以预定的间距设置成彼此基本平行，隔断壁130包含透明或不透明的材料，隔断壁130包含热固材料或紫外线固化材料。放电气体注入到放电空间112中。

参照图2，每个隔断壁130有两个端部，所述端部与密封元件150的内表面相接触，以使所述放电空间被隔断壁130相互隔离开，每个隔断壁130上形成有通孔131以使所述放电空间112彼此连通。在本实施例中，面光源装置100包括多个通孔131，因此，放电气体可以通过该通孔131注入至所述放电空间112中。优选地，所述多个通孔131以Z字形排列，以致多个通孔131在与第一方向基本垂直的第二方向上交错排列。

参照图3，每个通孔131可以设置在一个隔断壁130上邻近所述第一衬底110的下部、或设置在一个隔断壁130上邻近所述第二衬底120的上部、或设置在所述隔断壁130的中心部位。在本实施例中，每个通孔131设置在隔断壁130的下部，并且等离子体下部的浓度低于等离子体上部的浓度。这样，放电气体可以通过通孔131自由流动，同时相邻放电空间112间的等离子体的移动就受到限制。所述通孔131可以有各种各样的形状，如圆形、矩形、三角形等。

所述面光源装置100具有阻挡件132，来减少相邻放电空间120之间的沟道效应。在本实施例中，面光源装置100具有多个阻挡件132。如图2所示，每个阻挡件132都为一平板形状，每个阻挡件132设置在第一衬底110上，所述阻挡件132与所述隔断壁130基本上平行设置，每个阻挡件132邻近每个通孔131设置，以致于通孔131被所述阻挡件132阻挡。阻挡件132的高度不小于所述通孔131的直径以便限制等离子体通过通孔131流动。也就是说，阻挡件132增加了等离子体穿过通孔131的流动路径的长度，从而防止沟道效应。在这个实施例中，阻挡件132邻近通孔131设置以限制等离子体通过通孔131流动，同时放电气体却可以通过通孔131自由移动。阻挡件132可以与隔断壁130间隔开大约1毫米。

在本实施例中，阻挡件132可以包含与隔断壁130基本相同的材料，阻挡件132可包含灰泥(mortar)，隔断壁130通过丝网印刷法形成于所述第一衬底110上，使得阻挡件132可以自与隔断壁130相同的层形成。

参照图1，第一电极142和第二电极144设置在第一和第二衬底110和120的外表面上。特别是，第一电极142围绕第一和第二衬底110、120对应于隔断壁130的第一端部的外表面，第二电极144围绕第一和第二衬底110、120对应于隔断壁130的第二端部的外表面，第二电极144与第一电极142间隔开，第一和第二电极142、144沿第二方向延伸。可替代的是，第一和第二电极142、144中至少一个可设置在放电空间112内。

放电气体引入由隔断壁130分隔开的放电空间112内，也就是说，放电气体通过所述通孔131注入至放电空间112内。该放电气体包括汞(Hg)、氖(Ne)等，放电气体还可包括氩(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)等，以便产生彭宁效应(penning effect)。

当电压施加到第一和第二电极142、144上时，电场就会施加到放电气体上，使得放电气体受激励，而在放电空间112内产生等离子体。当施加到放电空间112的电场强度彼此不同时，一部分等离子体将集中到电场强度较大的放电空间112中。

等离子体通过所述通孔131在放电空间112之间流动，等离子体下部的浓度低于等离子体上部的浓度，因此每个通孔131都设置在每个隔断壁130的下部。这样，等离子体的流动就能被阻挡件132所限制，此外，阻挡件132增加了等离子体流动路径的长度，因此，相邻放电空间112之间的沟道效应就减小了。

在本实施例中，阻挡件132设置在通孔131的一侧。

图4是根据本发明的另一实施例的面光源装置的平面图。

参照图4，面光源装置200具有阻挡件232和辅助阻挡件233，阻挡件232邻近在隔断壁230上形成的通孔231设置，而辅助阻挡件233关于隔断壁230与阻挡件232相对设置。这样，就限制了等离子体通过通孔231的流动。

图5是根据本发明的又一实施例的面光源装置的平面图，图6是图5所示的面光源装置的隔断壁的截面图。

参照图5，除了通孔和阻挡件外，面光源300与图2所示的面光源装置100相同，因此，将省略除了通孔和阻挡件以外的其它部分的描述。

在每个隔断壁330的两侧设置两个通孔331，通孔331对应于第一电极342和第二电极344，阻挡件332和辅助阻挡件333分别邻近通孔331设置以限制等离子体通过通孔331流动。

参照图6，通孔331设置在隔断壁330的下部，但通孔331也可被形成于隔断壁330的上部或中心部位。

图7是根据本发明另一实施例的面光源装置的平面视图。

参照图7，除了阻挡件的形状外，根据本实施例的面光源装置400与图2所示的面光源装置100相同，因此，将省略除了阻挡件以外的其它部分的描述。

阻挡件432和辅助阻挡件433分别为半椭圆形，阻挡件432和辅助阻挡件433邻近通孔431设置，阻挡件432和辅助阻挡件433与隔断壁430形成接触，阻挡件432和辅助阻挡件433可以为各种各样的形状，如矩形、三角形、半圆形等。

穿过通孔431的等离子体的流动路径可基本垂直于第一衬底(未示出)的表面以增加等离子体流动路径的长度，也就是说，等离子体可以跃过阻挡件432和辅助阻挡件433以在放电空间412之间流动。因此，阻挡件432和辅助阻挡件433限制了低于阻挡件432和433的区域的等离子体的流动。在相邻放电空间412之间的等离子体的流动大大减少了。

图8是示出具有图1所示面光源装置的液晶显示设备的分解透视图。

参照图8，液晶显示设备1000包括一个容纳壳体1200，一个面光源装置100，一个液晶显示面板1300和一个机壳1400。因本实施例中的面光源装置100与图1所示的面光源装置相同，因此以下的描述将这部分省略了。

容纳壳体1200包括一底板1210，多个侧壁1220，一个放电电压供给模块1230和一逆变器1240。侧壁1220从底板1210的边缘突出以形成容纳面光源装置100和液晶显示面板1300的空间。

底板1210大于面光源装置100，底板1210与面光源装置100的形状基本相同。底板1210为矩形形状。

放电电压供给模块1230分别施加第一放电电压和第二放电电压到第一和第二电极142、144上，放电电压供给模块1230包括第一放电电压供给部件1232和第二放电电压供给部件1234，第一放电电压供给部件1232包括一第一导体1232a和设置在第一导体1232a上的一第一导电夹1232b，第二放电电压供给部件1234包括一第二导体1234a和设置在第二导体1234a上的一第二导电夹1234b。

面光源100表面上的第一和第二电极142、144分别与第一和第二导电夹1232b和1234b相结合。

逆变器1240分别提供第一和第二放电电压给第一和第二放电电压供给部件1232、1234。逆变器1240通过一第一导线1242与第一放电电压供给部件1232电连接，且逆变器1240通过一第二导线1244与第二放电电压供给部件1234电连接。

液晶显示面板1300将来自面光源装置100的光转换为图像光，液晶显示面板1300包括一薄膜晶体管(TFT)衬底1310、一液晶层1320、一彩色滤光衬底1330和一驱动模块1340。

薄膜晶体管衬底1310包括像素电极、一薄膜晶体管(TFT)、一栅线、一数据线。像素电极布置成矩阵形式，薄膜晶体管提供一个驱动电压给像素电极。

彩色滤光衬底1330包括一彩色滤光片和一公共电极，彩色滤光片对应于像素电极，所述公共电极形成于彩色滤光片上。

液晶显示层1320设置在薄膜晶体管衬底1310和彩色滤光衬底1330之间。

机壳1400围绕彩色滤光衬底1330的侧边，且机壳1400与容纳壳体1200相结合，机壳1400防止液晶显示面板1300受到来自液晶显示面板1300之外的冲击。

散射元件1100设置在面光源装置100和液晶显示面板1300之间以散射从面光源装置100产生的光。

实验

表1示出5个面光源装置实施例的导通/中断测试。

【表1】

序号	施加的电压(V)	输出电流(mA)	频率(kHz)	故障/实验次数
					I	120	-	48.0	28/30
II	120	130	48.2	10/30
					III	120	132	48.2	7/30
IV	120	134	48.6	3/30
					V	120	125	48.5	1/30

第一面光源装置I对应于传统的具有曲折形状隔断壁的面光源装置，第二到第四面光源装置II、III、IV对应于具有带通孔的隔断壁的面光源装置，第五面光源装置V对应于包括具有通孔和阻挡件的隔断壁的面光源装置。

第二到第五面光源装置II、III、IV和V的通孔形成于隔断壁相对于纵向的中心部位。第二面光源装置II的通孔的直径大约是0.46mm，第二面光源装置II的通孔设置在隔断壁的中心部位；第三面光源装置III的通孔的直径大约是0.42mm，第三面光源装置III的通孔设置在隔断壁的中心部位；第四面光源装置IV的通孔的直径大约是0.42mm，第四面光源装置IV的通孔设置在隔断壁的下部。

第五面光源装置V的通孔的直径大约是0.5mm，第五面光源装置V的通孔设置在隔断壁的下部。在第一到五面光源装置I、II、III、IV和V中形成的每个放电空间的宽度大约9.8mm，第一到五面光源装置I、II、III、IV和V中形成的每个放电空间的高度大约2.4mm，设置在第一到五面光源装置I、II、III、IV和V的上衬底的电极的长度大约为20mm，而设置在第一到五面光源装置I、II、III、IV和V的下衬底的电极的长度大约为25mm。第五面光源装置V的阻挡件为大约为1×1mm的平板形状，第五面光源装置V的阻挡件与隔断壁间隔开大约为1毫米(mm)。

用高频加热器加热汞吸气器(mercury getters)两次大约20秒，将汞气体注入第一到五面光源装置I、II、III、IV和V中，汞吸气器的数目为20个，每个汞吸气器的长度为4.7mm。由重量比为9∶1的氖气(neon)和氩气(argon)所组成的混合气体注入每个所述放电空间中，所述混合气体的压强不大于50托。

第一到第五面光源装置I、II、III、IV和V的每一个的导通/中断测试是在上述条件下进行的。电源间歇地提供到第一到第五面光源装置I、II、III、IV和V中的每一个上。如表1所示，第一到第五面光源装置I、II、III、IV和V中的每一个的导通/中断测试的总次数为30次，加在第一到第五面光源装置I、II、III、IV和V中每一个上的电压为120V。

当第一到第五面光源装置I、II、III、IV和V中的一个放电空间出现故障时，出现故障的该放电空间就不能发光，以致于面光源装置的亮度均匀度恶化。第一面光源装置I出现故障的次数为28次；第二面光源装置II出现故障的数为10次；第三面光源装置III出现故障的次数为7次；第四面光源装置IV出现故障的次数为3次；第五面光源装置V出现故障的次数为1次。当每个隔断壁的端部与光源体的内表面形成接触，以将放电空间由隔断壁彼此隔离，且每个隔断壁上都有通孔时，面光源装置的亮度的均匀度将大大增加。另外，当通孔设置在隔断壁的下部时，面光源装置的亮度的均匀度将提高从而防止沟道效应的产生。

根据本发明，面光源装置包括与通孔邻近设置的阻挡件以限制等离子体的移动，由此减小沟道效应，改善面光源装置的亮度的均匀度。另外所述面光源装置还包括令沟道效应大大减小的辅助阻挡件。此外，阻挡件的端部与隔断壁相接触，来限制等离子体的流动。

尽管对发明的具体实施例作了上述描述，但是本发明将不限于上述这些实施例，对本领域技术人员来说在随后要求的本发明的精神和范围内可以作出各种变化和改进。

Claims (23)

1.一种面光源装置，包括：

具有内部空间的光源体；

在所述内部空间中将所述内部空间分隔成多个放电空间的隔断壁，所述隔断壁具有与所述光源体的内表面形成接触的端部，并具有通孔，放电空间通过该通孔彼此连通；和

邻近所述通孔设置以限制由放电气体产生的等离子体通过所述通孔流动的阻挡件。

2.如权利要求1所述的面光源装置，其中，所述光源体包括：

第一衬底；

对应于第一衬底的第二衬底：和

设置在第一和第二衬底之间以形成内部空间的密封元件。

3.如权利要求1所述的面光源装置，其中，所述通孔形成在隔断壁上等离子体的密度比所述隔断壁的其它部位低的部位。

4.如权利要求3所述的面光源装置，还包括多个隔断壁，其中每个通孔分别形成在每个隔断壁的中心部位。

5.如权利要求4所述的面光源装置，其中，每个通孔与每个隔断壁的端部间隔开，所述通孔在与所述隔断壁的纵向基本上垂直的方向上交错排列。

6.如权利要求3所述的面光源装置，其中，每个所述隔断壁包括多个通孔，而每个所述通孔邻近每个所述隔断壁的端部设置。

7.如权利要求1所述的面光源装置，其中，所述阻挡件的高度低于所述隔断壁的高度。

8.如权利要求7所述的面光源装置，其中，所述阻挡件的高度高于所述通孔的高度。

9.如权利要求7所述的面光源装置，其中，所述阻挡件与所述隔断壁间隔开。

10.如权利要求9所述的面光源装置，其中，所述阻挡件与所述隔断壁间隔开大约1毫米。

11.如权利要求7所述的面光源装置，其中，所述阻挡件的端部与所述隔断壁形成接触。

12.如权利要求7所述的面光源装置，其中，还包括一辅助阻挡件，该辅助阻挡件关于隔断壁与阻挡件相对设置。

13.如权利要求1所述的面光源装置，还包括为所述放电空间提供电压的电压供给部件。

14.如权利要求13所述的面光源装置，其中，所述电压供给部件包括沿着基本上垂直于所述隔断壁的纵向方向围绕所述光源体的外表面的电极。

15.一种面光源装置，包括：

第一衬底；

对应于第一衬底的第二衬底；

设置在所述第一和第二衬底之间以形成所述内部空间的密封元件；

在所述内部空间中的以将所述内部空间分隔成多个放电空间的隔断壁，所述隔断壁具有与所述密封元件的内表面相接触的端部，并具有通孔，该放电空间通过该通孔彼此连通；

设置在第一和第二衬底的外表面上以便为所述放电空间提供电压来产生等离子体的电压供给部件；以及

邻近通孔设置以限制等离子体通过通孔流动的阻挡件。

16.如权利要求15所述的面光源装置，其中，所述通孔形成在所述隔断壁上等离子体的密度比所述隔断壁的其它部位低的部位处。

17.如权利要求16所述的面光源装置，还包括多个隔断壁，其中，每个通孔与每个隔断壁的端部间隔开，该通孔在与隔断壁的纵向基本垂直的方向上交错排列。

18.如权利要求16所述的面光源装置，其中，每个隔断壁包括多个通孔，以及每个通孔邻近每个隔断壁的端部设置。

19.如权利要求15所述的面光源装置，其中，阻挡件的高度低于所述隔断壁的高度，并且阻挡件的高度高于所述通孔的高度。

20.如权利要求19所述的面光源装置，其中，阻挡件与隔断壁间隔开。

21.如权利要求19所述的面光源装置，其中，阻挡件的端部与所述隔断壁相接触。

22.如权利要求15所述的面光源装置，还包括辅助阻挡件，该辅助阻挡件关于隔断壁与阻挡件相对设置。

23.一种液晶显示设备，包括：

面光源装置，其包括：具有内部空间的光源体；设置在所述内部空间内以将所述内部空间分隔成多个放电空间的隔断壁，所述隔断壁具有与所述光源体的内表面相接触的端部，并具有通孔，所述放电空间通过该通孔彼此连通；以及邻近所述通孔设置以限制由放电气体产生的等离子体通过通孔流动的阻挡件；以及

液晶显示面板，其包括将所述面光源装置产生的光转换为图像光的液晶。

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