CN1900788A - 表面光源装置及具有该表面光源装置的背光单元 - Google Patents

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Abstract

提供一种表面光源装置及具有该表面光源装置的背光单元。该表面光源装置包括带有多个发光部件的主体，和至少一个置于发光部件上的用于放电的电极，该电极根据发光部件中的温差(Δt)被做成部分尺寸不同的形状。该电极补偿由于温差(Δt)引起的低于预定值的亮度均匀性降低。

Description

表面光源装置及具有该表面光源装置的背光单元
技术领域
本发明涉及表面光源装置和具有该表面光源装置的背光单元，更具体而言，涉及增强了亮度均匀性的表面光源装置和背光单元。
背景技术
有各种光源用于液晶显示器(LCD)背光，例如，像LED(发光二极管)这样的点光源，像CCFL(冷阴极荧光灯)这样的线性光源以及像FFL(平面荧光灯)这样的表面光源装置。对于光源来说，亮度均匀性是高质量显示的非常重要的因素。在上述光源中，表面光源具有比其他光源更好的亮度均匀性，所以新近开发的LCD主要采用表面光源用于背光。
表面光源装置的发光机理为，在封闭的放电空间由放电气体发射的受激电子碰撞荧光层来产生可见光。
装配在显示器中的表面光源装置通常被垂直安装，也就是说，与重力方向充分地平行。在这种情况下，由于热对流，表面光源装置产生的热易于上升，随后上部中的放电气体比下部中的更易受激发。结果，从上部产生的光量相对大，这导致了表面光源装置中亮度不均匀。亮度均匀性的降低损害了采用表面光源装置的显示装置的显示质量。
因此，增强表面光源的亮度均匀性对于改善显示装置的显示质量是必不可少的。
发明内容
本发明的目的在于提供增强了亮度均匀性的表面光源装置和背光单元。
本发明的另一个目的在于提供合适的电极结构用于垂直安装表面光源以便克服由于任何温差引起的亮度非均匀性。
本发明提供的表面光源装置包括带有多个发光部件的主体；以及至少一个置于发光部件上的用于放电的电极，所述电极根据发光部件中的温差(Δt)被做成部分尺寸不同的形状。
该电极补偿由于温差(Δt)引起的低于预定值的亮度均匀性的降低。
本发明还提供一个背光单元，包括该表面光源装置；容纳表面光源装置的上壳和下壳；插在表面光源装置和上壳之间的一个光学片；以及给表面光源装置施加放电电压的变换器。
根据本发明，如果由于发光部件中的任何温差(Δt)，表面光源装置的整个亮度均匀性低于预期值，该电极就被做成部分尺寸不同的形状以补偿亮度非均匀性。因此，由于局部温差所引起的表面光源装置中的亮度非均匀性是可以克服的。
表面光源装置的亮度均匀性的预期值是可根据应用而改变的。为了提供高亮度均匀性，即使是相对小的温差，优选的是改变表面光源装置的电极的形状。
该电极可被改变，局部地增大尺寸或厚度，或者作为替代的连续地或间断地增大尺寸或厚度。
附图说明
通过参照附图来详细描述优选的实施方案，本发明的上述目的和其他优点将会变得更加显而易见，其中：
图1是根据本发明一个实施方案的表面光源装置的侧视图；
图2是根据本发明一个实施方案的主体的横截面图；
图3是根据本发明另一个实施方案的主体的横截面图；
图4是示出根据本发明一个实施方案的带有改进的电极结构的表面光源装置的平面图；
图5是示出根据本发明另一个实施方案的带有改进的电极结构的表面光源装置的平面图；
图6是示出根据本发明又一个实施方案的带有改进的电极结构的表面光源装置的平面图；
图7是示出根据本发明又一个实施方案的带有改进的电极结构的表面光源装置的平面图；
图8是示出根据本发明一个背光单元的分解立体图。
具体实施方式
表面光源装置
图1示出根据本发明一个实施方案的表面光源装置。
如图中所示，表面光源装置700包括一个主体500和电极600。
在该实施方案中，主体500具有，例如，一个六面体形状并且包括至少部分透明材料。主体500可由透明玻璃制成。
图2是图1中主体的一个实施方案的横截面图。参照图2，主体500包括第一面板110、第二面板120、隔板140和密封部件(例如，密封剂)130。
第一和第二面板110、120具有矩形面板形状，并且彼此相对。在该实施方案中，第一和第二面板110、120可由透明玻璃制成。
密封部件130被插在第一和第二面板110、120之间，并且提供一个封闭空间。优选地，密封部件130被制成一个矩形框，并被固定在第一和第二面板110、120的边缘。
隔板140在第一和第二面板110、120之间分隔内部空间，并形成多个发光部件101。隔板140插在第一和第二面板110、120之间，这样两个面板彼此隔开。
隔板140彼此平行排列，并可布置成发光部件101的一个蜿蜒的构型。可替代地，可排列隔板140以使发光部件101彼此隔离。在这种情况下，隔板140具有至少一个通孔(未示出)以使得在隔离发光部件101中的放电气体的压力均衡。在隔板中的通孔可被设置成Z字形。在本发明中，隔板和通孔的形状和排列没有特别的限制，而可以作各种修改。
给每个发光部件101提供均衡气体压力的放电气体。该放电气体通过外加电压来放电以产生紫外线。
第一和第二面板110、120那里具有一个荧光层150，该荧光层由紫外线激发并产生可见光。穿过第一和第二面板110、120可发射出来自荧光层150的可见光。在该实施方案中，第一面板110或第二面板120可具有一个光反射层以便仅从第一和第二面板110、120中的一个穿过发射出可见光。
图3是图1中主体的另一个实施方案的横截面图。参照图3，主体500包括第一面板210和第二面板220。
第一面板210可以是，例如，具有矩形面板形状的玻璃面板。
第二面板220被布置为面对着第一面板210。优选地，第二面板220被部分粘附到第一面板210，多个发光部件250在第一面板210和第二面板220之间形成。
第二面板220具有带有多个凸起部件和凹入部件的不规则表面以形成发光部件250。所述凹入部件与隔离相邻发光部件250的隔离部件222相对应。发光部件250的横截面被形成为，例如，圆形、三角形、梯形、矩形或多边形形状。
玻璃料玻璃230被插在第一面板210和第二面板220之间以便使面板210和220坚固地结合在一起。
给发光部件250提供放电气体。在该实施方案中，所述放电气体选择性地包括：汞、氖、氙或氪。放电气体通过外加到发光部件250的电压放电，并产生紫外线。
第一和第二面板210、220那里具有一个荧光层255，该荧光层通过来自发光部件250的紫外线被激发并产生可见光。
根据本实施方案，尽管该表面光源装置被描述为具有平坦表面的第一面板210和不规则表面的第二面板220，该表面光源装置可具有带有不受限制的各种形状的另一个主体。
在上述实施方案中，该表面光源装置700可具有局部温差。当表面光源装置700的光发射表面被设置成与重力方向平行时，该温差变得严重。在这种情况下，由于热对流，表面光源装置700产生的热易于上升，随后表面光源装置700的上部和下部具有不同的温度。
当表面光源装置700具有局部温差时，在表面光源装置中的放电气体也具有温差，那么结果是该表面光源装置700的亮度渐渐变得不均匀。
在本发明中，由于温差引起的表面光源装置中亮度均匀性的降低可通过根据温差改变电极600的形状或结构来克服。因此，由于温差引起的亮度均匀性的降低可得到补偿，并且可维持亮度均匀性的预期值。
由于温差引起的亮度均匀性降低的补偿
图4是示出根据本发明一个实施方案的带有改进的电极结构的表面光源装置的平面图。
参照图4，电极600被设置成与主体500的发光部件501的长度方向充分垂直。在该实施方案中，电极600被置于主体500的第一表面500a上。相反，电极600也可被置于主体500的第二表面500b上。可替代地，电极600可被置于第一表面和第二表面500a、500b上。电极600可被定位于发光部件501的两边。电极600通过电压被施用以使发光部件501中的气体放电。
在该实施方案中，电极600的尺寸，例如宽度、厚度或长度是可以根据该表面光源装置的局部或整体温差而改变的。例如，如图4所示，电极600在主体500下部可被做成“L”型的弯曲形状。
根据本实施方案，当主体500的外面发光部件具有较低的温度时，该电极600也许合适。
特别典型地，由于主体500的外面发光部件具有相对低的温度，它的亮度质量被降低。为了解决该质量降低问题，电极600的边缘具有比其他部分更大的尺寸。在主体500的上部和下部的电极600的实际尺寸可根据所需的亮度均匀性级别度来设计。例如，在LCD-TV需要超过80％的背光亮度均匀性的情况下，如果相邻发光部件之间的温差为3℃或更高，局部亮度降低可通过在10-30％范围内部分增大电极的尺寸来补偿。如果相邻发光部件之间的温差为5℃或更高，局部亮度降低可通过在15-40％范围内部分增大电极的尺寸来补偿。例如，如果一个具有13毫米宽度的电极的发光部件的温度降低了5℃或更多，优选地发光部件的宽度应该增大到15～17.5毫米。如果发光部件的温度降低了10℃或更多，发光部件宽度应该还要增大到17～21毫米。
参照图4，示出了发光部件B具有相对大的尺寸，以便由于相邻发光部件A和B之间的温差引起的亮度非均匀性可被补偿。从而，发光部件B产生的光变亮，随后表面光源装置700在整个表面具有增强的亮度均匀性。
图5示出根据本发明另一个实施方案的带有改进的电极结构的表面光源装置的平面图。
在本实施方案中，电极600的尺寸，例如宽度、厚度或长度根据该表面光源装置的局部或整体温差而改变。如图所示，电极600被做成梯形，该梯形的尺寸从主体500的上部到下部连续增大。当表面光源装置700的主体500的温度从上部到下部逐渐降低时，根据本实施方案的电极也许合适。例如，当主体500的光发射表面被设置成与底部表面垂直，主体温度易于从下部到上部连续升高。在这种情况下，从主体500产生的光从上部到下部逐渐减弱，即使相邻发光部分A和B之间的局部温差相对较小，主体所有面积上的整体温差可能是严重的。因此，表面光源装置700发出的光的亮度均匀性也许会极大地降低。
为了阻止这种降低，电极600的尺寸被修改以在主体500下部的方向上逐渐增大。电极600的特殊形状将会根据所期望的亮度均匀性而改变。例如，在需要80％以上的亮度均匀性的情况下，如果所有光发出部件的整体温差是3℃或更高，整体亮度降低可通过在10～30％的范围内逐渐增大电极的尺寸来补偿。如果整体温差是5℃或更高，整体亮度降低可通过在15～40％的范围内逐渐增大电极的尺寸来补偿。这种改进的电极形状提高了表面光源装置700的整个亮度均匀性。
图6示出根据本发明又一个实施方案的带有改进的电极结构的表面光源装置的平面图。在本实施方案中，电极600的尺寸，例如宽度、厚度或长度根据该表面光源装置的局部或整体温差而改变。当主体500的下部温度相对低时，根据本实施方案的电极也许合适。
在该实施方案中，电极600的尺寸(例如，大小)被设置为从主体500的上部502到距离L处的中间部分，然后从L处到下一个下部503连续增大。在这点上，从主体的上部到下部增大的电极部分与亮度非均匀性的补偿相对应。在该实施方案中，长度L可根据从主体500上部到下部的亮度(或亮度强度)变长或变短。在主体500下部的电极大小的连续增大，其中光量不充足，导致了光振荡的增加，这样表面光源装置700的亮度均匀性可被增强。
图7示出根据本发明又一个实施方案的带有改进的电极结构的表面光源装置的平面图。在本实施方案中，电极600的尺寸，例如宽度、厚度或长度根据该表面光源装置的局部或整体温差而改变。当主体500的下部温度相对低时，根据本实施方案的电极也许合适。在该实施方案中，电极600在主体500的下部的尺寸大于上部的尺寸。从主体上部到下部电极所增大的部分与亮度非均匀性的补偿相对应。在主体500下部的电极600具有阶梯型形状(间断被增大)，所以电极的大小增大到主体500的下部。在主体500的下部中电极大小间断的增大，其中光量不充足，导致了光振荡的增加，这样表面光源装置700的亮度均匀性可被增强。
背光单元
图8是示出根据本发明一个背光单元的分解立体图。参照图8，该背光单元包括如图3中所示的一个表面光源装置700、一个上壳和一个下壳1100、1200，一个光学片900以及一个变换器1300。
可替代地，在上述各种实施方案中的其他表面光源装置可被包括在该背光单元中。
下壳1200由底部1210和多个侧壁1220构成，以容纳表面光源装置700。表面光源装置700固定在下壳1200的内部空间。
变换器1300置于下壳1200的背面，并产生用于驱动表面光源装置的放电电压。变换器1300产生的放电电压通过第一和第二电线1352、1354施加到表面光源装置700的电极600上。
光学片900可包括一个扩散片(未示出)用以均匀扩散所发出的光，以及一个棱镜片(未示出)用以校准扩散光。
上壳1100和下壳1200相互结合来支撑表面光源装置700和光学片900以防止表面光源装置脱离下壳1200。一个LCD板(未示出)可置于上壳上面。
参考前述实施方案对本发明进行了描述。但是，很明显的，根据前面的描述，许多替代性变化和变体对于本领域技术人员来说是显而易见的。因此，本发明包含所有落入所附权利要求的精神和范畴之内的这样的替代性变化和变体。

Claims (17)

1.一种表面光源装置，包括：
带有多个发光部件的主体；和
至少一个置于发光部件上的用于放电的电极，所述电极根据发光部件中的温差(Δt)被做成部分尺寸不同的形状；
其中所述电极补偿由于温差(Δt)引起的低于预定值的亮度均匀性降低。
2.如权利要求1所述的表面光源装置，其特征在于，所述主体包括第一面板、面对第一面板的第二面板、用以形成所述多个发光部件的第一和第二面板之间的隔板，以及被插入在第一和第二面板之间的边缘并限定主体内部空间的密封部件。
3.如权利要求1所述的表面光源装置，其特征在于，主体包括第一面板，和带有粘附到第一面板的隔离部件的第二面板。
4.如权利要求1所述的表面光源装置，其特征在于，一对电极被置于主体表面，所述电极被隔开并彼此相对。
5.如权利要求1所述的表面光源装置，其特征在于，一对电极被置于第一表面，并且第二表面面对主体的第一表面。
6.如权利要求1所述的表面光源装置，其特征在于，当在相邻发光部件之间或在整个发光部件中的温差高于5℃时，所述电极具有在15％～40％范围内部分增大的尺寸。
7.如权利要求6所述的表面光源装置，其特征在于，当在相邻发光部件之间或在整个发光部件中的温差高于3℃时，所述电极具有在10％～30％范围内部分增大的尺寸。
8.如权利要求1所述的表面光源装置，其特征在于，所述电极具有第一部分，和大于第一部分的第二部分。
9.如权利要求8所述的表面光源装置，其特征在于，第二部分的尺寸从第一部分和第二部分之间的边界连续增大。
10.如权利要求8所述的表面光源装置，其特征在于，第二部分的尺寸从第一部分和第二部分之间的边界间断增大。
11.如权利要求10所述的表面光源装置，其特征在于，第二部分具有阶梯型形状。
12.一种背光单元，包括：
一表面光源装置，所述表面光源装置包括带有多个发光部件的主体，和至少一个置于发光部件上的用于放电的电极，所述电极根据发光部件中的温差(Δt)被做成部分尺寸不同的形状，其中所述电极补偿由于温差(Δt)引起的低于预定值的亮度均匀性降低；
一上壳和一下壳，用来容纳表面光源装置；
一光学片，被插在表面光源装置和上壳之间；以及
一变换器，用来将放电电压施加到表面光源装置。
13.如权利要求12所述的背光单元，其特征在于，当在相邻发光部件之间或在整个发光部件中的温差高于5℃时，所述电极具有在15％～40％范围内部分增大的尺寸。
14.如权利要求13所述的背光单元，其特征在于，当在相邻发光部件之间或在整个发光部件中的温差高于3℃时，所述电极具有在10％～30％范围内部分增大的尺寸。
15.如权利要求12所述的背光单元，其特征在于，所述电极具有第一部分，和大于第一部分的第二部分。
16.如权利要求15所述的背光单元，其特征在于，第二部分的尺寸从第一部分和第二部分之间的边界连续增大。
17.如权利要求15所述的背光单元，其特征在于，第二部分的尺寸从第一部分和第二部分之间的边界间断增大。
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