CN1704815A - 表面光源器件和具有该表面光源器件的背光单元 - Google Patents

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Abstract

在一种能够一致化亮度的表面光源器件中，本体包括多个分隔壁以及气体通道。分隔壁将具有放电气体的内部空间分隔为多个彼此绝缘的放电空间。气体通道相对于放电空间的长度方向倾斜地形成。设置于本体上的电极为放电气体提供放电电压。

Description

表面光源器件和具有该表面光源器件的背光单元
技术领域
本发明涉及一种表面光源器件和具有所述表面光源器件的背光单元。本发明尤其涉及一种具有用于形成放电空间的分隔壁的表面光源器件以及具有所述表面光源器件的背光单元。
背景技术
通常，使用液晶显示器(LCD)器件的液晶(LC)具有电和光特性。在LCD器件中，液晶的排列响应于加载到其上的电场的方向而变化，并且其光透射比(transmittance)也会根据其排列的变化而改变。
LCD器件使用液晶的电特性和光特性来显示图像。LCD器件比阴极射线管(CRT)类型的显示器件更小并且更轻。由此，LCD器件在各种电子装置中被广泛使用，例如便携式计算机、通信设备、液晶电视接收装置、航天设备等。
为了显示图像，LCD器件包括用于控制液晶的液晶控制部分和用于为光控制部分提供光的光提供部分。所述液晶控制部分包括设置在第一基底上的像素电极、设置在对应于第一基底的第二基底上的公共电极、以及插入到像素电极和公共电极之间的液晶。所述液晶控制部分包括多个与分辨率相对应的像素电极，并且公共电极被设置于与像素电极相对应的位置。多个薄膜晶体管(TFT)被电气连接到像素电极，以为像素电极分别提供具有彼此不同的电平的像素电压。基准电压被加载到上述公共电极。像素电极和公共电极可以包括透明的导电材料。
光提供部分为液晶控制部分的液晶提供光。所述光顺序地穿过像素电极、液晶和公共电极。穿过液晶的图像的显示质量受由光提供部分产生的光的亮度(luminance)和亮度的均匀性(uniformity)的影响。当光的亮度和亮度的均匀性增加时，LCD器件的显示质量也随之成比例的增加。
传统的LCD器件的光提供部分包括具有条形形状的冷阴极荧光灯(CCFL)或具有点形形状的发光二极管(LED)。CCFL具有多种特性，例如高的亮度、长的使用寿命、以及与白炽灯相比小的发热量等。而LED则具有例如高亮度等的多种特性。然而，CCFL和LED具有不均匀的亮度。
因此，具有例如CCFL或LED光源的光提供部分包括光学部件，例如导光板(LGP)、漫射元件和棱镜片等，以用来增强产生自光提供部分的光的亮度的均匀性。因此，具有CCFL或LED的LCD器件的尺寸(例如体积)及其重量正比于上述光学部件的尺寸增加。
近年来，人们开发了一种具有扁平(flat)形状的表面光源以解决上述问题。
图1是描述传统表面光源器件的平面图。
参照图1，传统的表面光源器件包括本体(body)1和设置于本体1的两个外表面上的电极4。本体1包括彼此相对的第一和第二基底(未示出)。第一和第二基底被以预定的间隔彼此分隔开。多个隔离壁2被插入第一和第二基底之间，以将第一和第二基底之间形成的空间分割为多个放电空间5。密封部件3被形成于第一基底1和第二基底2的周边部分之间，以将放电空间5与本体1的外部隔离。用于产生光的放电气体被提供至每个放电空间5。
分隔壁2以蛇形(serpentine)结构交替地设置在第一和第二基底之间以形成放电空间5。因此，在分隔壁2的末端部分和密封部件3对应于所述末端部分的内壁之间形成了放电气体的通道。
图2是描述根据另一个示例的传统表面光源的平面图。
参照图2，表面光源包括本体11和电极14。本体11包括分隔壁12和密封部件13。本体11具有多个放电空间15，该放电空间15通过在本体11的空间中排置侧墙12形成。侧墙12的每个末端部分都与密封部件13的内表面相接触。通道16通过分隔壁12形成，放电气体通过通道16流入每个放电空间15。特别地，通道16被沿着与侧墙12的长度方向基本上垂直的方向形成。
同时，为了提高表面光源的亮度，应当抑止电流漂移效应。当相邻的放电空间之间产生电势差时，在其内产生相对高的电压的放电空间内的电流被漂移到在其内产生相对低的电压的另一个放电空间。这种现象被称为电流漂移效应。这种电流漂移效应降低了发光均匀性。因此，电流通过通道快速移动。
然而，在该传统的表面光源中，通道的方向基本上垂直于放电空间的长度方向，因此过度地产生了电流漂移效应。
发明内容
本发明的实施方案提供了一种通过抑制电流漂移效应而具有提高的亮度的表面光源器件。
本发明的实施方案提供了一种包括上述表面光源的背光单元。
根据本发明的一个方面所述，一种表面光源包括具有在其中注入放电气体的内部空间的本体和用于将电压加载到所述放电气体的电极。所述本体包括多个分隔壁和气体通道。所述分隔壁将内部空间分割为多个彼此隔离的放电空间。所述气体通道以相对于放电空间的长度方向倾斜的方向通过所述分隔壁分别形成，放电气体由所述气体通道通过。
根据一个实施方案，所述本体包括第一基底、布置于所述第一基底上方的第二基底和插入到所述第一和第二基底的边缘之间的密封部件。所述密封部件限定出所述本体的内部空间。所述分隔壁与所述密封部件的内壁相接触。
根据另一个实施方案，所述本体包括第一基底和布置在所述第一基底上方的第二基底。所述分隔壁与所述第二基底一体地形成。所述分隔壁与所述第一基底相接触。
根据本发明的又一个实施方案，所述本体包括与所述分隔壁一体形成的第一基底，以及布置在所述第一基底上方的第二基底。所述分隔壁与所述第二基底相接触。
根据本发明的再一个实施方案，所述本体包括第一分隔壁部分与其一体形成的第一基底，以及第二分隔壁部分与其一体形成的第二基底。所述第一和第二分隔壁部分彼此相接触。
根据本发明的另一个方面的背光单元包括表面光源器件、用于接纳所述表面光源器件的壳、被插入到所述光源器件和所述壳之间的光学片和用于将放电电压加载到所述表面光源器件的变换器。所述表面光源器件包括本体和电极，所述本体具有在其中注入放电气体的内部空间，所述电极用于将电压加载到所述放电气体。所述本体包括多个分隔壁和气体通道。所述分隔壁将所述内部空间分割为彼此隔离的多个放电空间。放电气体由其通过的所述气体通道通过每个分隔壁以相对于所述放电空间的长度方向倾斜的方向形成。
根据本发明，气体通道相对于分隔壁的长度方向倾斜，由此电流漂移效应被抑制。作为结果，表面光源器件可具有改善的亮度。
附图简要说明
通过参照附图对本发明的实施方案进行详细的描述后，本发明的上述和其它特征以及有益效果会更加清楚，其中：
图1是描述传统表面光源器件的平面图；
图2是描述传统表面光源器件的平面图；
图3是描述根据本发明的第一实施方案的表面光源器件的平面图；
图4是描述图3中的部分‘IV’的放大立体图；
图5是描述包括有以Z形图案排列的气体通道的表面光源器件的平面图；
图6是描述包括具有S形的气体通道的表面光源器件的平面图；
图7是描述根据本发明的第二实施方案的表面光源器件的立体图；
图8是描述图7中部分‘VIII’的放大立体图；
图9是描述包括有以Z形图案排列的气体通道的表面光源器件的立体图；
图10是描述包括具有S形的气体通道的表面光源器件的立体图；
图11是描述根据本发明的第三实施方案的表面光源器件的立体图；
图12是描述根据本发明的第四实施方案的表面光源器件的立体图；
图13是描述具有根据本发明第四实施方案所述的表面光源器件的背光单元的分解立体图。
具体实施方式
在下文中将参照显示本发明实施方案的相应附图更充分地描述本发明。然而，本发明可以用各种不同形式来体现，并且不应该受这里提出的实施方案的限制。更正确地讲，提供这些实施方案的目的是为了使本文公开的内容是充分和完全的，并且向本领域的普通技术人员完全地传递本发明的保护范围。在附图中，层和区域的大小和相对大小出于清楚的目的可能被夸大。
应该理解，在元件或层被指为“位于之上(on)”、“被连接到(connectedto)”或“被耦合到(coupled to)”另一元件或层时，它的意思是该元件或层其能够直接位于、被连接或耦合到其它元件或层、或者可以存在介于其间的元件或层。相反，当元件被指为“直接位于之上(directly on)”、“被直接连接到(directly connected to)”或“被直接耦合到(directly coupled to)”另一元件或层时，则不存在介于其间的元件或层。所有相同的标号表示同一元件。如在这里所使用的那样，术语“和/或”包括一个或多个相关列出的术语的任意和所有组合。
应该理解，尽管在这里可以使用术语第一、第二等描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是上述元件、组件、区域、层和/或部分不应该由这些术语来限制。上述术语仅仅是被用来使一个元件、组件、区域、层或部分区别于另一个区域、层或部分。这样，在下面将讨论的第一元件、组件、区域、层或部分能够被术语定义为第二元件、组件、区域、层或部分而不会背离本发明的教导。
与空间相关的术语，例如“在...之下(beneath)”、“在...下面(below)”、“下部的(lower)”、“在...的上方(above)”、“上部的(upper)”或类似术语在这里为了描述的流畅可以被用来描述图中的一个元件或器件相对于另一元件或零件(features)的关系。应该理解的，是与空间相关的术语的意图除了在图中描述的方向以外还涵盖了在使用或操作中的器件的不同方向。例如，如果在图中的器件被反转，被描述为“在其它元件或器件下面”或“在其它元件或器件之下”的元件或器件将会被定向为位于上述其它元件或器件上方。这样，示例性术语“在...下面”能够包含上面和下面两个方向。另外，该器件可以被定向为其它方向(如旋转90度或其它的角度)并且与在这里使用的与空间相关的描述用语也应具有相应地解释。
在这里使用的术语仅仅是为了描述具体实施方案的目的，并不是被确定来限制本发明。如在这里所使用的一样，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“这(the)”被确定为还包括复数形式，除非该内容被做了明确的相反指示。还应该认识到术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”在本说明书中使用时明确说明了既定器件(stated features)、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是并不排除一个或多个其它器件、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合的存在或添加。
在此参照剖面图来描述本发明的实施方案，所述剖面图示例性地示出了本发明的理想化实施方案(以及中间结构)。因而，可以预期由于例如制造技术和/或公差(tolerance)所产生的示意图的形状的变化。这样，本发明的实施方案不应被限制于在此描述的区域的具体形状，而应包括由例如制造导致的形状上的偏差。举例来说，被描述为矩形的注入区域在其边缘将典型地具有圆形的或者弯曲的特征和/或注入浓度的梯度，而不只是从注入区域到非注入区域的二元变化。同样地，由注入形成的掩埋区域可能在掩埋区域和通过其进行注入的表面之间的区域内产生某些注入。因此，在图中所描述的区域实际上是示意性的，并且其形状并非被确定来描述器件的区域的实际形状而且并非被确定来限制本发明的范围。
除非有相反的限定，在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有和本领域普通技术人员所通常理解相同的意思。还应该认识到，诸如在公共使用的字典中定义的术语应该被解释为具有与它们在相关技术领域的上下文中具有的意思一致，并且不能以理想化或完全正式的意义解释，除非在这里有明确的定义。
实施方案1
图3是描述根据本发明的第一实施方案的表面光源器件的平面图。图4是描述图3中的部分‘IV’的放大立体图。
参照图3和图4，根据本实施方案的表面光源器件100包括本体110和电极140，本体110具有其内注入有放电气体的内部空间，电极140为放电气体提供放电电压。放电气体的示例包括汞气、氩气、氖气和氙气等。这些气体在此可以单独使用或者结合使用。
本体110包括第一基底(未示出)、设置于第一基底上方的第二基底(未示出)、设置在第一和第二基底的边缘之间的密封部件130，以及排置在第一和第二基底之间用以将内部空间分隔为多个放电空间150的多个分隔壁120。此外，本体110可以包括荧光层(未示出)和光反射层(未示出)。
该第一和第二基底，举例来说，具有矩形平板形状。该第一和第二基底包括允许透过可见光和阻止不可见光(例如紫外线)的玻璃材料。同时，分隔壁120与第一和第二基底相接触。密封部件130被通过熔块(frit)连接至第一和第二基底。
分隔壁120彼此基本平行地排列并且以基本相同的间隔彼此分隔开，由此放电空间150具有长的长方体形状。分隔壁120的每个末端部分都与密封部件130的内表面相接触。因此，放电空间150是彼此隔离的。在这一实施方案中，各个分隔壁，举例来说，具有的宽度约为1mm至5mm，优选地为约3mm至5mm。
为了将放电气体提供给各个放电空间150，具有直的形状的气体通道160穿过分隔壁120的中央部分形成。气体通道160相对于放电空间150的长度方向是倾斜的。气体通道160用于增加被连接至相邻的两个放电空间150的路径的长度。在本实施方案中，气体通道160相对于放电空间150的长度方向以约40°至约50°的角度倾斜。举例来说，气体通道160的倾斜角度相对于分隔壁120的长度方向可以为锐角。由此，气体通道160具有的长度大于分隔壁120的宽度。
电极140包括具有良好导电性的导电材料，例如铜(Cu)、镍(Ni)、银(Ag)、金(Au)、铝(Al)、铬(Cr)等。电极140可以包括连接至本体110的外表面的导电带(tape)，或者覆盖于本体110的外表面的含有金属粉末的涂层。
当通过电极140对放电空间150中的放电气体施加电压时，电流沿着放电空间150的长度方向流动。在此，举例来说，当相邻的两个放电空间150之间形成电势差时，在具有相对高的电压的放电空间内形成的电流通过气体通道160流到具有相对低的电压的相邻放电空间内。然而，由于气体通道160相对于放电空间150的长度方向以预定的角度倾斜，因此沿着放电空间150的长度方向流动的电流不会快速地通过气体通道160流到相邻的放电空间150。结果，电流漂移效应就可得到抑制，由此表面光源器件可以具有增加的亮度均匀性。
在本实施方案中，气体通道160穿通分隔壁120的中央部分形成。作为一种选择，如图5所示，气体通道160a也可以按照Z形图案的方式穿通分隔壁120形成。同样，如图6所示，气体通道160b可以具有S形状。
实施方案2
图7是描述根据本发明的第二实施方案的表面光源器件的立体图；图8是描述图7中部分‘VIII’的放大立体图。
参照图7和图8，根据本发明的第二实施方案的表面光源器件200包括本体210和电极240，本体210具有在其中注入放电气体的内部空间，电极240为上述放电气体提供放电电压。
本体210包括第一基底270，以及设置于第一基底270上方的第二基底280。与第一基底270的上表面相接触的分隔壁部分220与第二基底280一体形成，从而在第一基底270和第二基底280之间形成多个彼此隔离的放电空间250。每个放电空间具有基本上为弓形的形状。电极240形成在本体210的外表面上。
气体通道260穿通分隔壁部分220的中央部分形成。气体通道260可以通过使分隔壁部分220从第二基底280突出而形成。为了形成气体通道260，在第一基底210上设置有基本具有半柱形形状的管(pipe)。分隔壁部分220与管相接触。当管的半径小于分隔壁部分220的厚度时，可以形成不从分隔壁部分220突出的气体通道260。具有直的形状的气体通道260相对于放电空间250的长度方向倾斜。在此，气体通道260的功能已在实施方案1中描述。因此，关于气体通道260的所有进一步描述在此被省略。
在本实施方案中，气体通道260穿通分隔壁部分220的中央部分形成。作为一种选择，如图9所示，气体通道260a也可以按照Z形图案穿通分隔壁部分220而规则地形成。同样，如图10所示，气体通道260b可以具有S形状。
实施方案3
图11是描述根据本发明的第三实施方案的表面光源器件的立体图。
参照图11，根据本发明的第三实施方案的表面光源器件300包括本体310和电极340，本体310具有在其中注入放电气体的内部空间，电极340为上述放电气体提供放电电压。
本体310包括具有分隔壁部分320的第一基底370，以及排列在第一基底370上方的第二基底380。分隔壁部分320与第二基底380相接触以形成彼此隔离的多个放电空间350。穿通分隔壁部分360的中央部分形成有以相对于放电空间350的长度方向呈预定角度倾斜的气体通道360。因此，各个放电空间350通过气体通道360彼此连接。
实施方案4
图12是描述根据本发明的第四实施方案的表面光源器件的立体图。
参照图12，根据本发明的第四实施方案的表面光源器件400包括本体410和电极440，本体410具有在其中注入放电气体的内部空间，电极440为上述放电气体提供放电电压。
本体410包括与第一分隔壁420一体形成的第一基底470以及与第二分隔壁422一体形成的第二基底480。第二基底480被设置于第一基底470的上方。第一分隔壁部分420与第二分隔壁部分422相接触，由此形成彼此隔离的放电空间450。第一和第二分隔壁部分420和422具有半柱形的剖面。穿通第二分隔壁部分422形成有按照相对于放电空间450的长度方向呈预定角度倾斜的气体通道460。因此，每个放电空间450通过气体通道460彼此连接。
可选地，气体通道460可穿通第一分隔壁部分420形成。同样地，可在第一和第二分隔壁部分420和422中形成两个凹槽。该凹槽可以彼此整合为一体，以形成气体通道460。
根据本实施方案，因为气体通道相对于放电空间的长度方向倾斜，所以电流不会快速地流到相邻的放电空间内。因此，电流漂移效应就可得到抑制，由此表面光源器件可以具有提高的亮度均匀性。
实施方案5
图13是描述具有根据本发明的第四实施方案的表面光源器件的背光单元的分解立体图。
参照图13，根据本实施方案的背光单元1000包括图9中的表面光源器件200、上壳1100和下壳1200、光学片900和变换器(inverter)1300。
表面光源器件200参照图9被详细地描述过。这样，表面光源器件200的所有进一步的描述被省略。也可以在背光单元1000中采用根据实施方案1和4所述的其它表面光源器件。
下壳1200包括用于接纳表面光源器件200的底面1210，以及从底面1210的边缘延伸出来的侧面1220。这样，在底壳1200中形成有用于接纳表面光源器件200的接纳空间。
变换器1300被设置在底壳1200的下面。变换器1300产生用于驱动表面光源器件200的放电电压。从变换器1300产生的放电电压通过第一电缆1352和第二电缆1354被加载到表面光源器件200的电极240。
光学片900包括用于均匀地漫射从表面光源器件200发出的光的漫射片(未示出)和用于给上述漫射片漫射的光提供顺向性(straightforwardness)的棱镜片(未示出)。
上壳1100与底壳1200组合起来以支撑表面光源器件200和光学片900。上壳1100防止表面光源器件200与底壳1200分离。
另外，用于显示图像的LCD板(未示出)可以被设置到上壳1100的上方。
在描述了本发明的示例性的实施方案和它的有益效果之后，应该注意到，在不背离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，在此可以进行各种变化、代替和改变。

Claims (19)

1.一种表面光源器件，包括：
本体，包括用于将其中注入有放电气体的内部空间分割为多个彼此隔离的放电空间的多个分隔壁，以及穿通所述分隔壁形成的用于使所述放电气体通过的气体通道，所述气体通道以相对于所述放电空间的长度方向倾斜的方向布置；以及
设置于所述本体的电极，其用于为所述放电气体提供放电电压。
2.如权利要求1所述的表面光源器件，其中，所述气体通道具有直的形状或者S形的形状。
3.如权利要求1所述的表面光源器件，其中，所述气体通道被设置于所述分隔壁的中央部分。
4.如权利要求1所述的表面光源器件，其中，所述气体通道按照Z形图案布置。
5.如权利要求1所述的表面光源器件，其中，所述气体通道具有半柱形的剖面。
6.如权利要求1所述的表面光源器件，其中，所述本体包括：
第一基底；
布置于所述第一基底上方的第二基底；以及
插入于所述第一和第二基底的边缘之间的密封部件，所述密封部件限定出所述本体的所述内部空间。
7.如权利要求1所述的表面光源器件，其中，所述本体包括：
第一基底；以及
布置于所述第一基底上方的第二基底，所述第二基底具有与所述第二基底一体形成的分隔壁，所述分隔壁与所述第一基底相接触。
8.如权利要求1所述的表面光源器件，其中，所述本体包括：
第一基底，其具有与所述第一基底一体形成的分隔壁；以及
布置于所述第一基底上方的第二基底，所述分隔壁与所述第二基底相接触。
9.如权利要求1所述的表面光源器件，其中，所述本体包括：
第一基底，其具有与所述第一基底一体形成的第一分隔壁部分；以及
布置于所述第一基底上方的第二基底，所述第二基底具有与所述第二基底一体形成、并且与所述第一分隔壁部分相接触的第二分隔壁。
10.如权利要求1所述的表面光源器件，其中，所述电极按照基本垂直于所述放电空间的长度方向的方向布置。
11.如权利要求1所述的表面光源器件，其中，每个所述分隔壁具有约1mm到约5mm的宽度。
12.一种表面光源器件，包括：
本体，包括用于将其中注入有放电气体的内部空间分割为多个彼此隔离的放电空间的多个分隔壁，以及连接相邻两个放电空间的气体通道，所述气体通道具有的长度大于所述分隔壁的宽度；以及
设置于所述本体的电极，其用于为所述放电气体提供放电电压。
13.如权利要求12所述的表面光源器件，其中，所述气体通道具有直的形状或者S形的形状。
14.如权利要求12所述的表面光源器件，其中，所述气体通道按照Z形图案布置。
15.如权利要求12所述的表面光源器件，其中，所述气体通道具有半柱形的剖面。
16.如权利要求12所述的表面光源器件，其中，每个所述分隔壁具有约1mm到约5mm的宽度。
17.一种背光单元，包括：
表面光源器件，它包括本体和电极，所述本体包括：用于将其中注入有放电气体的内部空间分割为多个彼此隔离的放电空间的多个分隔壁；以及穿通所述分隔壁形成的用于使所述放电气体通过的气体通道，所述气体通道按照相对于所述放电空间的长度方向倾斜的方向布置，所述电极设置于所述本体以用于为所述放电气体提供放电电压；
用于接纳所述表面光源器件的壳；
插入到所述光源器件和所述壳之间的光学片；以及
用于将放电电压加载到所述表面光源器件的所述电极的变换器。
18.如权利要求17所述的背光单元，其中，所述气体通道具有直的形状或者S形的形状。
19.如权利要求17所述的背光单元，其中，所述气体通道以Z形图案布置。
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