JP2005056829A - 面光源装置及びこれを有する液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 輝度及び輝度均一性を向上させた面光源装置及びこれを有する液晶表示装置が開示されている。
【解決手段】 面光源光学分布を有する光を発生させる光源本体の光出射面に光をもう一度拡散させる光拡散部を形成して輝度均一性を向上させる。光拡散部は、光出射面の表面粗さを増加させるか、接着剤が付いたビーズを光出射面に付着するか、ビーズが混合されたバインダーを光出射面に形成して形成する。これにより、表示装置に輝度及び輝度均一度が非常に高い光を供給して映像の表示品質を一層向上させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は面光源装置及びこれを有する液晶表示装置に関し、より詳細には、輝度及び輝度均一性を増加させて映像の表示品質をより向上させた面光源装置及びこれを有する液晶表示装置に関するものである。

一般に、液晶（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ、ＬＣ）は固体と液体の中間的な物理的特性、電界の方向によって配列が変更される電気的特性、及び配列に対応して光の透過率を変更する光学的特性を有する。

液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ、ＬＣＤ）は、制御された液晶により情報が含まれた映像を表示する。映像を表示する液晶表示装置は、嵩が非常に小さく、重さが軽いという長所を有するため、携帯用コンピュータ、通信機器、液晶ＴＶ受信器（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ ｒｅｃｅｉｖｅｒ）及び航空宇宙産業などに広く用いられている。

液晶表示装置は、液晶を制御する液晶制御部分及び液晶に光を供給する光供給部分とにより映像を表示する。

液晶制御部分は、画素電極（ｐｉｘｅｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、共通電極（ｃｏｍｍｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、及び画素電極と共通電極との間に介在された液晶で構成される。画素電極は解像度に対応して複数個で構成され、共通電極は画素電極と対向して１個で構成される。各画素電極には、画素電圧（ｐｉｘｅｌ ｖｏｌｔａｇｅ）が印加される薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＴＦＴ）が連結され、共通電極には基準電圧（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｖｏｌｔａｇｅ）が印加される。光供給部分を別に有する液晶表示装置の画素電極及び共通電極は、透明で導電性である物質で形成される。

光供給部分は、液晶制御部分の液晶に光を供給する。光は、画素電極、液晶、及び共通電極を順次に通過する。液晶制御部分を通過した映像の表示品質は、光供給部分の輝度及び輝度均一性により、大きな影響を受ける。一般に、輝度及び輝度均一性が高いほど、情報表示品質は良好になる。従来液晶表示装置の光供給部分は、主に棒形状の冷陰極線管方式ランプ（Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ、ＣＣＦＬ）又はドット形状の発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）が用いられる。冷陰極線管方式ランプは輝度が高く、寿命が長く、白色光を発生させ、白熱燈に対して非常に小さい発熱量を有するという長所を有する。発光ダイオードは、低消費電力及び高輝度長所を有する。

しかし、従来冷陰極線管方式ランプ又は発光ダイオードは、共に輝度均一性が低いという短所を有する。従って、冷陰極線管方式ランプ又は発光ダイオードを有する光供給部分は、導光板（Ｌｉｇｈｔ Ｇｕｉｄｅ Ｐａｎｅｌ、ＬＧＰ）、拡散部材（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｍｅｍｂｅｒ）及びプリズムシート（ｐｒｉｓｍ ｓｈｅｅｔ）等のような光学部材（ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅｍｂｅｒ）を含む。従って、冷陰極線管方式ランプ又は発光ダイオードを用いる液晶表示装置は、光学部材による嵩及び重さが増加される問題点を有する

従って、本発明は、このような従来問題点を勘案したものであって、本発明の第１目的は、面形態の光学分布を有する光を出射及び出射された光の輝度均一性を向上させて、映像の表示品質をより向上させた面光源装置を提供することにある。

又、本発明の第２目的は、前記面光源装置を有する液晶表示装置を提供することにある。

このような本発明の第１目的を具現するために、本発明は、平らな空間を有して空間から発生した光を出射させる光源本体と、前記光源本体のうち、前記光が出射される部分に形成されて前記光を拡散された拡散光に変更する光拡散部と、を含む面光源装置を提供する。

又、本発明の第２目的を具現するために、本発明は、平らな形状に形成された空間を有して空間から発生した光が出射される光源本体、光源本体のうち光が出射される部分に形成されて光を拡散された拡散光に変更させる光拡散部を含む面光源装置と、面光源装置を収納する収納容器と、拡散光を情報が含まれたイメージ光に変更する液晶表示パネルと、を含む液晶表示装置を提供する。

本発明によると、面光源光学分布を有する光をもう一度拡散させて輝度及び輝度均一性を向上させる。

以下では、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
面光源装置の実施形態

（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による面光源装置の外観斜視図である。図２は、図１のＡ−Ａに沿って切断した断面図である。

図１及び図２を参照すると、本実施形態による面光源装置３００は、光源本体１００及び光拡散部２００を含む。

光源本体１００は内部に平らな空間を有し、空間では拡散されない光（図２参照）２８０が発生される。光拡散部２００は、光源本体１００のうち、光２８０が出射される部分に形成され、光２８０を拡散された拡散光２９０に変更する。拡散光２９０は、光源本体１００の内部から発生した光２８０に対して、一層高い輝度及び輝度均一性を有する。

図２を参照すると、本実施形態による光源本体１００は、第１基板１１０、第２基板１２０、密封部材１３０、隔壁１４０、及び光発生部１５０を含む。

図３は、図２の第１基板を図示した平面図である。

図２及び図３を参照すると、第１基板１１０は、光の透過率がガラスと類似している透明基板である。本実施形態において、第１基板１１０はガラス基板であり、プレート形状を有する。第１基板１１０上には、第１密封領域１１２及び光出射領域１１４を含む。第１密封領域１１２は光出射領域１１４を囲む。

第１基板１１０は、第１面１１１及び第１面１１１と向かい合う第２面１１３を含む。第１面１１１及び第２面１１３は互いに向かい合い、少なくとも３つの側面１１５により連結される。第１基板１１０の形状は、側面１１５の個数により決定され、本実施形態で第１基板１１０は４つの側面１１５を有し、従って、第１基板１１０は四角プレート形状を有する。

図４は、図２の第２基板を図示した平面図である。

図２及び図４を参照すると、第２基板１２０は、光の透過率がガラスと類似している透明基板である。本実施形態において、第２基板１２０はガラス基板であり、第２基板１２０はプレート形状を有する。第２基板１２０は、第２密封領域１２２及び光発生領域１２４を含む。第２密封領域１２２は光発生領域１２４を囲む。

第２基板１２０は、第３面１２１及び第３面１２１と向かい合う第４面１２３を含む。第３面１２１及び第４面１２３は、少なくとも３つの側面１２５に連結される。第２基板１２０の形状は、側面１２５の個数により決定され、本実施形態で第２基板１２０は４つの側面１２５を有し、従って、第２基板１２０は四角プレート形状を有する。

図２を参照すると、密封部材１３０は、第１基板１１０の第１密封領域１１２及び第２基板１２０の第２密封領域１２２に対応して配置される。密封部材１３０によって、第１基板１１０の光出射領域１１４と第２基板１２０の光発生領域１２４との間には、密閉された平らな空間が形成される。本実施形態において、密封部材１３０は第１基板１１０の第１密封領域１１２及び第２基板１２０の第２密封領域１２２に沿って配置されなければならないので、四角枠形状を有する。密封部材１３０は、第１基板１１０又は第２基板１２０と同じ物性を有する物質、例えば、ガラスからなる。

密封部材１３０は、第１接着層１３２及び第２接着層１３４を含む。第１接着層１３２は、第１基板１１０の第１密封領域１１２と向かい合う第１密封部材面１３０ａに形成される。第２接着層１３４は、第２基板１２０の第２密封領域１２２と向かい合う第２密封部材面１３０ｂに形成される。

図５は、図１の光源本体を分解図示した斜視図である。

図２及び図５を参照すると、隔壁１４０は、第１基板１１０の光出射領域１１４と第２基板１２０の光発生領域１２４との間に形成された平らな空間を少なくとも２つ以上に分割する。隔壁１４０によって、空間には少なくとも２つの発光空間１３６が形成される。本実施形態において、各隔壁１４０は図５に図示された座標系の第１方向に沿って棒形状に形成される。各隔壁１４０は、第１端部１４１及び第２端部１４２を含む。各隔壁１４０は、図５に図示された座標系の第２方向に沿って互いに平行に配置される。

各隔壁１４０の第１方向長さＬ１は全部同じであり、各隔壁１４０の第１方向長さＬ１は、光発生領域１２４の第１方向長さＬ２よりは短く形成される。各隔壁１４０は、第１端部１４１又は第２端部１４２のうち、いずれか一つが密封部材１３０に接触すように配置される。この際、隔壁１４０のうち、奇数番目の隔壁１４３は第１端部１４１が密封部材１３０と接触されるように配置され、隔壁１４０のうち、偶数番目の隔壁１４４は第２端部１４２が密封部材１３０と接触するように配置される。

従って、各隔壁１４０は第２基板１２０の光発生領域１２４でジグザグ形態に配置される。ジグザグ形態に配置された各隔壁１４０によって、発光空間１３６は一つの連結された蛇行形状（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ ｓｈａｐｅ）を有することになる。

図５に示したように、隔壁１４０をジグザグ形態に形成することにより、各隔壁１４０によって形成された発光空間１３６には、均一な圧力で放電ガスが収容される。図２では説明されていない図面符号１２６は、放電ガスを注入するための放電ガスポートである。

図６は、図１の光源本体の変形例を分解図示した斜視図である。

図６を参照すると、各隔壁１４５の第１方向長さＬ３は全部同じであり、各隔壁１４５の第１方向長さＬ３は光発生領域１２４の第１方向長さＬ４と同じである。従って、各隔壁１４５は第１端部１４１ａ及び第２端部１４２ａが密封部材１３０に接触するように配置される。一方、このように隔壁１４５を配置する場合、各隔壁１４５による発光空間に一定な圧力で放電ガスを注入することが凄く難しい。従って、本実施形態では、各隔壁１４５に貫通孔１４６を形成して、各発光空間１３６に一定な圧力で放電ガスが供給されることができるようにする。

図２及び図５を更に参照すると、光発生部１５０は、隔壁１４０によって分割された各発光空間１３６から光２８０を発生させる。光発生部１５０は、第１蛍光層１５４、第２蛍光層１５６、放電ガス１５２、及び放電電圧印加部１５８を含む。

第１蛍光層１５４は、第１基板１１０の第１面１１１に形成される。第１蛍光層１５４は、第１面１１１の全面積にかけて形成されるか、第１面１１１に部分的に形成することができる。本実施形態において、第１蛍光層１５４は第１面１１１に部分的に形成される。具体的に、第１蛍光層１５４は第１面１１１のうち、隔壁１４０と接触する部分を除外して第１面１１１に全て形成される。本実施形態において、第１蛍光層１５４を第１面１１１に部分的に形成するために、第１蛍光層１５４はプリンティング方式で形成される。第１蛍光層１５４は紫外線のような非可視光線（ｎｏｎ−ｖｉｓｉｂｌｅ ｒａｙ）を可視光線（以下、光と称する）２８０に変換する。

第２蛍光層１５６は、隔壁１４０の表面及び第２基板１２０の第３面１２１の上部に形成される。第２蛍光層１５６を隔壁１４０及び第２基板１２０の第３面１２１に形成するために、第２蛍光層１５６はスプレー方式で形成される。第２蛍光層１５６は、第１蛍光層１５４と同様に紫外線のような非可視光線（ｎｏｎ−ｖｉｓｉｂｌｅ ｒａｙ）を光２８０に変換する。

放電ガス１５２は、第１基板１１０、第２基板１２０、及び隔壁１４０によって分割された発光空間１３６毎に収容されている。放電ガス１５２は、放電によって非可視光線を発生させる。放電ガス１５２は、水銀（Ｈｇ）と共にアルゴン（Ａｒｇｏｎ）、キセノン（Ｘｅｎｏｎ）、クリプトン（Ｋｒｙｐｔｏｎ）等のうち、少なくとも１種類以上が含まれることができる。

図１及び図２に図示された放電電圧印加部１５８は、発光空間１３６に放電を起こして放電ガス１５２から非可視光線を発生させる。発光空間１３６に放電を起こすために、放電電圧印加部１５８は第１電極１５８ａ及び第２電極１５８ｂ（図１参照）を含む。放電電圧印加部１５８において、第１電極１５８ａ及び第２電極１５８ｂは光源本体１００の内部に配置されるか、第１電極１５８ａ及び第２電極１５８ｂのうちいずれか一つが光源本体１００の内部に配置されるか、第１電極１５８ａ及び第２電極１５８ｂの両方が光源本体１００の外部に配置されることができる。本実施形態において、放電電圧印加部１５８は、光源本体１００の外部に配置される。放電電圧印加部１５８は、数〜数十ｋＶの放電電圧を発光空間１３６に印加する。これにより、光源本体１００の内部に配置された放電ガス１５２は、イオン化（又は、解離）されながら発光空間１３６では非可視光線が発生する。

図２を更に参照すると、本実施形態による光源本体１００では、第１基板１１０及び第２基板１２０を通じて光２８０が発生する。第１基板１１０及び第２基板１２０が全部透明基板であり、第１基板１１０に第１蛍光層１５４及び第２基板１２０に第２蛍光層１５６が形成されているためである。

最近では、携帯電話等に補助ディスプレイパネル及びメインディスプレイパネルが重なるように装着され、補助ディスプレイパネルとメインディスプレイパネルとの間に配置され両方向に光を供給する場合等も少数はあるが、これらを除外した大部分の表示装置はいずれか一側面にのみディスプレイを行うために、本実施形態のように両方向に光を出射させる必要がない。

従って、本実施形態では、輝度をより向上させるために、光を出射させる必要がない方向には光を出射させない。これを実現するために、第２蛍光層１５６と第２基板１２０の第３面１２１との間には、光反射層１２８が更に形成されることができる。光反射層１２８は、第２基板１２０の第３面１２１に向かう光を第１基板１１０の第１面１１１に向かう方向に反射させる。光反射層１２８は、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化チタニウム（ＴｉＯ_３）で構成される。光反射層１２８は、情報表示が行われない方向に進行する光を、情報表示が行われる方向に変更して、情報表示を行うのに必要な輝度を増加させる。

図１及び図２を更に参照すると、光拡散部２００は発光空間１３６から発生された光２８０をもう一度拡散させて、より均一な輝度を有する拡散光２９０が出射されるようにする。光拡散部２００は第１基板１１０の第２面１１３に形成された光拡散パターン２１０である。光拡散パターン２１０は、第２面１１３の表面の粗さを増加させ、これにより第２面１１３から出射される光の進行経路を互いに異なるように変更して輝度均一性を向上させる。

本実施形態において、光拡散部２００は第１基板１１０の第２面１１３に砂を噴射するサンドブラスタ（ｓａｎｄ ｂｌａｓｔｅｒ）又は研削（ｇｒｉｎｄｉｎｇ）方法により形成されるか、フッ化水素（ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｆｌｕｏｒｉｄｅ、ＨＦ）等により化学的に形成されることができる。

本実施形態によると、平らな空間を有する光源本体１００から面光源光学分布を有する光２８０を発生し、光源本体１００から発生した光２８０を光源本体１００でもう一度拡散させて、輝度分布をより均一に変更させて映像の表示品質をより向上させる。

（実施形態２）
図７は、本発明の第２実施形態による面光源装置を図示した概念図である。第２実施形態では、実施形態１の面光源装置のうち、光拡散部に形成された光拡散パターンを除くと、実施形態１に説明された面光源装置と同じである。従って、同じ部材に対しては、実施形態１と同じ参照番号を付与して、その重複説明は省略する。

図７を参照すると、第１基板１１０の第２面１１３に形成された光拡散部２００の光拡散パターン２２０は、第１光拡散パターン２２２及び第２光拡散パターン２２４で構成される。第１光拡散パターン２２２は、光出射領域１１４のうち、第１領域１１４ａに配置され、第２光拡散パターン２２４は光出射領域１１４のうち、第２領域１１４ｂに配置される。

第１領域１１４ａは、第１面１１１のうち、隔壁１４０と接触しない領域であり、第２領域１１４ｂは、第１面１１１のうち、隔壁１４０と接触する領域である。第１領域１１４ａに形成された第１光拡散パターン２２２は全部第１の大きさを有し、単位面積に第１の個数が配置される。

一方、第２領域１１４ｂに配置された第２光拡散パターン２２４は、第１光拡散パターン２２２と同様に第１の大きさを有し、単位面積に第１の個数より多い第２の個数が配置される。第２領域１１４ｂに配置された第２光拡散パターン２２４の個数が第１領域１１４ａに配置された第１光拡散パターン２２２の個数より多い理由は、第２領域１１４ｂでの輝度を第１領域１１４ａでの輝度と対等にするためである。

本実施形態によると、光源本体１００に形成された光拡散部２００を隔壁１４０が形成される第２領域１１４ｂ及び隔壁１４０が形成されない第１領域１１４ａで互いに異なる密度で配置し、隔壁１４０が形成される第２領域１１４ｂ及び隔壁１４０が形成されない第１領域１１４ｂで均一な輝度分布を有する拡散光２９０が出射されることができるようにする。ここで、各光拡散パターンの個々の形状は一例として、半円形である。

（実施形態３）
図８は、本発明の第３実施形態による面光源装置を図示した概念図である。第３実施形態では、実施形態１の面光源装置のうち、光拡散部に形成された光拡散パターンを除くと、実施形態１で説明した面光源装置と同じである。従って、同じ部材に対しては、実施形態１と同じ参照番号を付与し、その重複説明は省略する。

図８を参照すると、第１基板１１０の第２面１１３に形成された光拡散部２２０の光拡散パターン２２０は、第１光拡散パターン２２５及び第２光拡散パターン２２６で構成される。第１光拡散パターン２２５は、光出射領域１１４のうち、第１領域１１４ａに配置され、第２光拡散パターン２２６は、光出射領域１１４のうち、第２領域１１４ｂに配置される。

第１領域１１４ａは、第１面１１１のうち、隔壁１４０と接触しない領域であり、第２領域１１４ｂは、第１面１１１のうち、隔壁１４０と接触する領域である。第１領域１１４ａに形成された第１光拡散パターン２２５は、単位面積に第１の個数が配置され、第１の大きさを有する。

一方、第２領域１１４ｂに配置された第２光拡散パターン２２６は、第１光拡散パターン２２５より大きい第２の大きさを有し、単位面積に第１の個数と同じである第２の個数が配置される。第２領域１１４ｂに配置された第２光拡散パターン２２６の第２大きさが第１領域１１４ａに配置された第１大きさより大きい理由は、第２領域１１４ｂでの輝度を第１領域１１４ａと対等にするためである。

本実施形態によると、光源本体１００に形成された光拡散部２００の光拡散パターン２２０を、隔壁１４０が形成される第２領域１１４ｂ及び隔壁１４０が形成されない第１領域１１４ａで互いに異なる大きさに配置して、隔壁１４０が形成される第２領域１１４ｂ及び隔壁１４０が形成されない第１領域１１４ａで均一な輝度分布を有する光が出射されることができるようにする。

（実施形態４）
図９は、本発明の第４実施形態による面光源装置を図示した概念図である。第４実施形態では、実施形態１の面光源装置のうち、光拡散部を除くと、実施形態１の面光源装置と同じである。従って、同じ部材に対しては、実施形態１と同じ参照番号を付与して、その重複説明は省略する。

図９を参照すると、光拡散部２００は、第１基板１１０の第２面１１３に配置される。第２面１１３に配置された光拡散部２００は、光拡散部材２３０を含む。光拡散部材２３０は、球形粒形態を有する。本実施形態において、光拡散部材２３０は第１基板１１０及び空気（ａｉｒ）と異なる光屈折率を有し、全ての光拡散部材２３０は相互に同じ大きさを有する。光拡散部材２３０は、光拡散部材２３０の表面に薄く塗布された接着剤により第１基板１１０の第２面１１３に付着される。

発光空間１３６から発生した光２８０は、第１基板１１０の第１面１１１を通過した後、光拡散部材２３０に到達する。そして、光拡散部材２３０に到達した光２８０は、空気及び第１基板１１０と異なる光屈折率を有する光拡散部材２３０の表面に反射又は光拡散部材２３０を通過しながら拡散され、これにより発光空間１３６から発生した光２８０に対して、より均一な輝度を有することになる。

本実施形態によると、発光空間１３６から発生した光２８０は、第１基板１１０の第２面１１３に配置された光拡散部材２３０によって拡散されて均一な輝度を有する拡散光２９０により映像の表示品質を一層向上させる。

（実施形態５）
図１０は、本発明の第５実施形態による面光源装置を図示した概念図である。第５実施形態では、実施形態１の面光源装置のうち、光拡散部を除くと、実施形態１の面光源装置と同じである。従って、同じ部材に対しては、実施形態１と同じ参照番号を付与して、その重複説明は省略する。

図１０を参照すると、光拡散部２００は、第１基板１１０の第２面１１３に配置される。第２面１１３に配置された光拡散部２００は、光拡散部材２４０を含む。光拡散部材２４０は、球形粒形態を有する。本実施形態において、光拡散部材２４０は、第１基板１１０及び空気と異なる光屈折率を有し、光拡散部材２４０は互いに異なる大きさを有する。光拡散部材２４０は互いに異なる大きさのものを含んでおり、光拡散部材２４０の表面に薄く塗布された接着剤により第１基板１００の第２面１１３に付着される。

発光空間１３６から発生した光２８０は、第１基板１１０の第１面１１１を通過した後、互いに異なる大きさを有する光拡散部材２４０に到達するが、光拡散部材２４０に到達した光２８０は、空気と異なる光屈折率を有する光拡散部材２４０の表面に反射又は光拡散部材２４０を通過しながら拡散され、これにより発光空間１３６から発生した光２８０に対して、より均一な輝度を有することになる。

本実施形態によると、発光空間１３６から発生した光２８０は、第１基板１１０の第２面１１３に互いに異なる大きさに配置された光拡散部材２４０により拡散されて、同じ大きさを有する光拡散部材２４０に対して、より均一な輝度を有することにより、映像の表示品質を一層向上させる。

（実施形態６）
図１１は、本発明の第６実施形態による面光源装置を図示した概念図である。第６実施形態では、実施形態１の面光源装置のうち、光拡散部を除くと、実施形態１の面光源装置と同じである。従って、同じ部材に対しては、実施形態１と同じ参照番号を付与して、その重複説明は省略する。

図１１を参照すると、光拡散部２００は、第１基板１１０の第２面１１３に配置される。第２面１１３に配置された光拡散部２００は、光拡散部材２２０を含む。光拡散部材２５０は、球形粒形態を有するビーズ（ｂｅａｄｓ）２５２及びビーズ２５２を固定させる透明なバインダー（ｂｉｎｄｅｒ）２５４で構成される。ビーズ２５２は透明であり、第１基板１１０と異なる光屈折率を有し、バインダー２５４はビーズ２５２を含む流動性物質であって、ビーズ２５２と同じ光屈折率を有するか、互いに異なる光屈折率を有することができる。バインダー２５４は、第１基板１１０の第２面１１３に被着され、ビーズ２５２が第２面１１３から離脱されることを防止する。この際、本実施形態において、各ビーズ２５２の大きさは互いに異なるか、或いは同じである。

本実施形態によると、第１基板１１０の第２面１１３に透明なビーズ２５２及びバインダー２５４で構成された光拡散物質を配置して、第２面１１３に出射された光２８０をビーズ２５２又はバインダー２５４により拡散光２９０に変更させて、光源本体１００から発生した光２８０の輝度分布をより均一に形成することができる。

（実施形態７）
図１２は、本発明の第７実施形態による面光源装置を図示した概念図である。第７実施形態では、実施形態１の面光源装置のうち、光拡散部を除くと、実施形態１の面光源装置と同じである。従って、同じ部材に対しては、実施形態１と同じ参照番号を付与して、その重複説明は省略する。

図１２を参照すると、光拡散部２００は、第１基板１１０の第１面１１１に形成される。光拡散部２００は、第１面１１１に形成された光拡散パターン２６０である。第１面１１１に形成された光拡散パターン２６０は、第１面１１１の表面粗さを増加させて形成する。光拡散パターン２６０は、好ましくは隔壁１４０と第１基板１１０の第１面１１１が接触する位置を除いた第１面１１１の残りの領域に形成される。

図１３は、図１２に図示された光拡散部２００を第１基板の第１面１１１及び第２面１１３の両方に形成したことを図示した概念図である。

図１３を参照すると、光拡散部２００は、第１基板１１０の第２面１１３及び第１面１１１に共に形成される。第１基板１１０の第１面１１１には、第１光拡散部２７０が形成され、第１基板１１０の第２面１１３には、第２光拡散部２８０が形成される。第１光拡散部２７０は、発光空間１３６から発生した光を１次的に拡散させ、第２光拡散部２８０は第１光拡散部２７０から１次的に拡散された拡散光を２次的に拡散させて発光空間１３６から発生した光の輝度分布をより向上させる。

本実施形態によると、第１基板１１０の第１面１１１と第２面１１３に光拡散部を形成して、発光空間１３６から発生した光を１次又は２次拡散させて発光空間１３６から発生した光の輝度分布をより向上させることができる長所を有する。

（実施形態８）
図１４は、本発明の第８実施形態による面光源装置を図示した概念図である。図１５は、図１４のＡ部分拡大図である。第８実施形態では、実施形態１の面光源装置のうち、光拡散部を除くと、実施形態１の面光源装置と同じである。従って、同じ部材に対しては、実施形態１と同じ参照番号を付与して、その重複説明は省略する。

図１４及び図１５を参照すると、光拡散部２００は、発光空間１３６から発生した光２８０をもう一度拡散させて、より均一な輝度を有する拡散光２９０が出射されるようにする。光拡散部２００は、第１基板１１０の第２面１１３に形成された光拡散パターン２９５である。光拡散パターン２９５は、第２面１１３の表面に形成されたＶ字型溝（ｇｒｏｏｖｅ）からなるプリズムパターンである。Ｖ字形溝形状を有する光拡散パターン２９５は、約５０μｍ程度のピッチ（ｐｉｔｃｈ）を有する。この際、光拡散パターン２９５の表面は粗さを有するように加工される。これにより、第２面１１３から出射される光の進行経路を互いに異なるように変更して輝度均一性をより向上させる。

本実施形態において、光拡散パターン２９５は、第１基板１１０の第２面１１３を高温状態とした後、光拡散パターン２９５と同じ形状が凸凹状に刻印されたスタンプ（ｓｔａｍｐ）を用いて製作することができる。

（実施形態９）
図１６は、本発明の第９実施形態による面光源装置を図示した概念図である。図１７は、本発明の第９実施形態の変形実施形態による面光源装置を図示した概念図である。第９実施形態では、実施形態１の面光源装置のうち、光拡散部を除くと、実施形態１の面光源装置と同じである。従って、同じ部材に対しては、実施形態１と同じ参照番号を付与して、その重複説明は省略する。

図１６を参照すると、光拡散部２００は、発光空間１３６から発生した光２８０をもう一度拡散させて、より均一な輝度を有する拡散光２９０が出射されるようにする。本実施形態において、光拡散部２００は、第１基板１１０の第２面１１３に形成された光拡散パターン２９８である。光拡散パターン２９８は、第２面１１３の表面から突出された多角錐形状を有する。本実施形態において、光拡散パターン２９８は、三角錐形状、四角錐形状、又は五角錐形状に製作することができる。光拡散パターン２９８の表面は、粗さを有するように加工されることが好ましい。これにより、第２面１１３から出射される光の進行経路を互いに異なるように変更して輝度均一性をより向上させる。

図１７を参照すると、光拡散パターン２９９は、第１基板１１０の第２面１１３から凹んでいる凹み（ｒｅｃｅｓｓ）形状に形成されることができる。好ましくは、光拡散パターン２９９は、多角溝形状を有する。本実施形態において、光拡散パターン２９９は、三角溝形状、四角溝形状、又は五角溝形状に製作されることができる。この際、光拡散パターン２９９の表面は粗さを有するように加工されることが好ましい。これにより、第２面１１３から出射される光の進行経路を互いに異なるように変更して輝度均一性をより向上させる。

本実施形態において、図１６の光拡散パターン２９８又は図１７の光拡散パターン２９９は、ホログラム方式で製作される。ホログラム方式は、まず、所望する光拡散パターンを感光膜に形成する。次いで、光拡散パターンが形成された感光膜の表面にスパッタリング等の方法によって金属膜を形成し、光拡散パターンが形成された金属膜を用いて厚さが厚い金属プレートに光拡散パターンを転写する。次いで、厚さが厚い金属プレートをローラの表面に付着させて転写ローラを製作する。第１基板１１０を高温で加熱した状態で第２面１１３を転写ローラで加圧して第１基板１１０の第２面１１３に光拡散パターン２９８、２９９を形成する。

以上で、実施形態１乃至実施形態９によって、光拡散機能を有する多様な面光源装置に対して説明したが、この以外にも多様な方法により面光源装置の表面に光拡散パターンを形成することができる。

又、実施形態１乃至実施形態９によって、面光源装置に光拡散機能を付与する光拡散部は、光が出射される第１基板１１０の第２面１１３に規則的な配列を有するように形成するか、不規則的な配列を有するように形成することができる。

液晶表示装置の実施形態

図１８は、本発明による液晶表示装置の部分切開分解斜視図である。本実施形態において、面光源装置は、前述した実施形態１乃至実施形態７で説明した構成と同じである。従って、面光源装置に対しては、同じ参照番号を付与して、その重複説明は省略する。

図１８を参照すると、液晶表示装置７００は、収納容器４００、面光源装置３００、液晶表示パネル５００、及びシャーシ６００を含む。

収納容器４００は、底面４１０及び底面４１０のエッジ部に収納空間を形成するために配置された複数個の側壁４２０、放電電圧印加モジュール４３０、及びインバータ４４０で構成される。収納容器４００は、面光源装置３００及び液晶表示パネル５００が左右に動かないように固定する。

底面４１０は、面光源装置３００が装着されるのに充分な底面積及び面光源装置３００と同じ形状を有する。本実施形態において、底面４１０は面光源装置３００と同様に直六面体プレート形状を有する。

側壁４２０は、面光源装置３００が外部に離脱されないように底面４１０から延長される。

放電電圧印加モジュール４３０は、面光源装置３００の放電電圧印加部４３０に放電電圧を印加する。放電電圧印加モジュール４３０は、第１放電電圧印加モジュール４３２及び第２放電電圧印加モジュール４３４を含む。第１放電電圧印加モジュール４３２は、第１導電本体４３２ａ及び第１導電本体４３２ａに形成された第１導電性クリップ４３２ｂで構成される。第２放電電圧印加モジュール４３４は、第２導電本体４３４ａ及び第２導電本体４３４ａに形成された第２導電性クリップ４３４ｂで構成される。

面光源装置３００に形成された一対の放電電圧印加部４３０は、第１導電性クリップ４３２ｂ及び第２導電性クリップ４３４ｂにグリップ（ｇｒｉｐ）され固定される。

インバータ４４０は、第１放電電圧印加モジュール４３２及び第２放電電圧印加モジュール４３４に放電電圧を印加する。インバータ４４０及び第１放電電圧印加モジュール４３２は、第１電源印加線４４２により連結され、インバータ４４０及び第２放電電圧印加モジュール４３４は、第２電源印加線４４４により連結される。

面光源装置３００は、光源本体１００及び光拡散部２００を含む。光源本体１００は内部に平らな空間を有し、空間では光が発生される。光拡散部２００は、光源本体１００のうち、光が出射される部分に形成され、光を拡散された拡散光に変更させる。拡散光は光源本体１００の内部から発生した光に対して高い輝度均一性を与える。

液晶表示パネル５００は、面光源装置３００から発生した光を情報が含まれたイメージ光に変換する。これを具現するために、液晶表示パネル５００は、ＴＦＴ基板５１０、液晶５２０、カラーフィルタ基板５３０、及び駆動モジュール５４０を含む。

ＴＦＴ基板５１０は、マトリックス形態に配置された画素電極、各画素電極に駆動電圧を印加する薄膜トランジスタ、ゲートライン、及びデータラインを含む。

カラーフィルタ基板５３０は、ＴＦＴ基板５１０に形成された画素電極と向かい合うように配置されたカラーフィルタ、カラーフィルタの上面に形成された共通電極を含む。

液晶５２０は、ＴＦＴ基板５１０とカラーフィルタ基板５３０との間に配置される。

一方、液晶表示パネル５００のカラーフィルタ基板５３０のエッジ部は、シャーシ６００により囲まれ、シャーシ６００の一部は収納容器４００にフック結合される。シャーシ６００は、外部衝撃から脆性が弱い液晶表示パネル５００の割れを防止及び液晶表示パネル５００が収納容器４００から離脱することを防止する。

以上で説明したように、面光源光学分布を有する光を発生させて、高輝度及び輝度均一性を向上させた光を発生及び発生された光をもう一度拡散させて映像の表示品質をより極大化させる長所を有する。

以上、本発明の実施形態によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。

本発明の第１実施形態による面光源装置の外観斜視図である。 図１のＡ−Ａに沿って切断した断面図である。 図２の第１基板を図示した平面図である。 図２の第２基板を図示した平面図である。 図１の光源本体を分解図示した斜視図である。 図１の光源本体の変形例を分解図示した斜視図である。 本発明の第２実施形態による面光源装置を図２の場合と同様に切断した断面図である。 本発明の第３実施形態による面光源装置を図示した概念図である。 本発明の第４実施形態による面光源装置を図示した概念図である。 本発明の第５実施形態による面光源装置を図示した概念図である。 本発明の第６実施形態による面光源装置を図示した概念図である。 本発明の第７実施形態による面光源装置を図示した概念図である。 図１１に図示された光拡散部が第１基板の第１面及び第２面に全て形成されたことを図示した概念図である。 本発明の第８実施形態による面光源装置を図示した概念図である。 図１４のＡ部分の拡大図である。 本発明の第９実施形態による面光源装置を図示した概念図である。 本発明の第９実施形態の変形実施形態による面光源装置を図示した概念図である。 本発明による液晶表示装置の部分切開分解斜視図である。

符号の説明

１００ 光源本体
１１０ 第１基板
１１１ 第１面
１１２ 第１密封領域
１１３ 第２面
１１４ 光出射領域
１１４ａ 第１領域
１１４ｂ 第２領域
１１５、１２５ 側面
１２０ 第２基板
１２１ 第３面
１２２ 第２密封領域
１２３ 第４面
１２４ 光発生領域
１２８ 光反射層
１３０ 密封部材
１３０ａ 第１密封部材面
１３０ｂ 第２密封部材面
１３２ 第１接着層
１３４ 第２接着層
１３６ 発光空間
１４０、１４５ 隔壁
１４１、１４１ａ 第１端部
１４２、１４２ａ 第２端部
１４３ 奇数番目隔壁
１４４ 偶数番目隔壁
１４６ 貫通孔
１５０ 光発生部
１５２ 放電ガス
１５４ 第１蛍光層
１５６ 第２蛍光層
１５８ 放電電圧印加部
１５８ａ 第１電極
１５８ｂ 第２電極
２００ 光拡散部
２１０、２２０ 光拡散パターン
２２２ 第１光拡散パターン
２２４ 第２光拡散パターン
２５２ ビーズ
２５４ バインダー
２８０ 光
２９０ 拡散光
３００ 面光源装置
４００ 収納容器
４１０ 底面
４３０ 放電電圧印加モジュール
４３２ 第１放電電圧印加モジュール
４３４ 第２放電電圧印加モジュール
４４０ インバータ
７００ 液晶表示パネル

Claims (28)

1. 平らな空間を有して前記空間から発生した光を出射させる光源本体と、
   前記光源本体のうち、前記光が出射される部分に形成されて前記光を拡散された拡散光に変更する光拡散部と、を含むことを特徴とする面光源装置。
2. 前記光源本体は、
   前記光が発生する空間側の第１面及び前記第１面と対向する第２面を有する第１基板と、
   前記第１基板と向かい合う第２基板と、
   前記第１基板と第２基板の外縁に沿って配置されて、前記第１基板と第２基板との間に密封された空間を形成する密封部材と、
   前記空間を複数個の発光空間に分割する隔壁と、
   前記発光空間内部で前記光を発生させるための光発生部と、を含むことを特徴とする請求項１記載の面光源装置。
3. 前記密封部材は、前記第１基板及び第２基板の外縁に沿って配置された四角枠形状を有することを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
4. 前記密封部材のうち、前記第１基板に接触する第１面及び前記第２基板に接触する第２面には、接着剤が配設されたことを特徴とする請求項３記載の面光源装置。
5. 前記隔壁は相互に平行に配置されて同じ長さを有し、前記隔壁は第１端部及び前記第１端部と向かい合う第２端部とを有し、前記隔壁は前記各発光空間が連続的に連結された蛇行構造（ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ ｆｏｒｍ）を形成するように、前記隔壁のうち、奇数番目隔壁の第２端部及び偶数番目隔壁の第１端部が、前記密封部材から離間していることを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
6. 前記隔壁は、前記隔壁の両端部が前記密封部材に接触すると共に、前記各隔壁には隣接する発光空間を連通させる貫通孔が形成されたことを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
7. 前記光発生部は、第１基板のうち、前記隔壁と接触しない位置に覆われた第１蛍光層と、前記第２基板及び前記第２基板に配置された前記隔壁の上面を覆う第２蛍光層と、前記発光空間内部に配置された放電ガス及び前記放電ガスに放電電圧を印加する放電電圧印加部で構成されたことを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
8. 前記第２蛍光層の下部には、光反射層が配置されたことを特徴とする請求項７記載の面光源装置。
9. 前記光反射層は、酸化チタニウム（ＴｉＯ_３）又は酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）から形成されていることを特徴とする請求項８記載の面光源装置。
10. 前記放電電圧印加部は、前記発光空間に放電を起こすための第１電極及び第２電極とを含むことを特徴とする請求項７記載の面光源装置。
11. 前記第１電極及び前記第２電極は、前記光源本体の表面に配置されたことを特徴とする請求項１０記載の面光源装置。
12. 前記光拡散部は、前記第２面に形成された光拡散パターンであることを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
13. 前記光拡散パターンは、前記第２面のうち、前記隔壁の端部と向かい合う第１領域に形成された第１光拡散パターン、及び前記第２面のうち、前記隔壁の間に形成された第２領域に形成された第２光拡散パターンであることを特徴とする請求項１２記載の面光源装置。
14. 前記第１光拡散パターンは第１の大きさを有し、単位面積の当り第１の個数が形成され、前記第２の光拡散パターンは前記第１の大きさを有し、前記単位面積の当り前記第１の個数より多い第２の個数が形成されていることを特徴とする請求項１３記載の面光源装置。
15. 前記第１光拡散パターンは第１の大きさを有し、単位面積の当り第１の個数が形成され、前記第２の光拡散パターンは前記第１の大きさより大きい第２の大きさを有し、前記単位面積の当り前記第１の個数が形成されることを特徴とする請求項１３記載の面光源装置。
16. 前記第１面には、前記光を拡散させるために、接着部材により付着された粒形態の光拡散部材が配置されたことを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
17. 前記光拡散部材は、大きさが互いに異なるものを含んでいることを特徴とする請求項１６記載の面光源装置。
18. 前記第１面には、透明バインダー及び前記透明バインダーに粒形態の光拡散部材で構成された光拡散層が配置されたことを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
19. 前記第２面のうち、前記各隔壁の相互間には前記光拡散部が形成されたことを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
20. 前記光拡散部は、互いに異なる大きさを有する第３光拡散パターンであることを特徴とする請求項１９記載の面光源装置。
21. 前記光拡散部は、前記第２面のうち、前記各隔壁の相互間に形成されたことを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
22. 前記光拡散部は、前記第２面の表面に複数個が平行に形成されたＶ字型溝（ｇｒｏｏｖｅ）により構成されたプリズムパターンであることを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
23. 前記プリズムパターンの側壁は、前記光を拡散させるために粗さを有することを特徴とする請求項２２記載の面光源装置。
24. 前記光拡散部は、前記第２面から錐形状に突出した光拡散パターンであることを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
25. 前記光拡散部は、前記第２面から前記第１面に向かって形成された凹み（ｒｅｃｅｓｓ）形状の溝であることを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
26. 前記光拡散部は、前記第２面に不規則に配列されたことを特徴とする請求項２記載の面光源装置。
27. 光入射面及び光出射面を有する第１基板、前記光入射面と向かい合う第２基板、前記第１基板と第２基板の外縁に配置されて前記第１基板と第２基板との間に密封された空間を形成するための密封部材、及び第１基板と第２基板との間に形成された空間を複数個の発光空間に分割する隔壁を含む光源本体と、
    前記放電空間の内部で放電を起こすための放電電圧印加部材と、
    前記放電により前記放電空間の内部で光を発生させるための光発生部材と、
    前記第１基板に形成されて前記光を拡散させる光拡散部と、を含むことを特徴とする面光源装置。
28. 平らな形状に形成された空間を有して前記空間から発生した光が出射される光源本体、前記光源本体のうち前記光が出射される部分に形成されて前記光を拡散された拡散光に変更する光拡散部を含む面光源装置と、
    前記面光源装置を収納する収納容器と、
    前記拡散光を情報が含まれたイメージ光に変更する液晶表示パネルと、を含むことを特徴とする液晶表示装置。
    

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