(57)【要約】【課題】大面積化に適した新規な面光源装置を提供する。【解決手段】内部に密閉された放電空間を有する平板型の光源体と、該光源体の少なくとも一方の表面に全体的に形成された平板型の電極部と、該電極部を複数の領域に分割して領域別に電圧を印加する多重電圧印加部を含む面光源装置を提供する。電極部を複数の領域に分割して領域別に電圧を印加することで、局部的に輝度が制御された発光特性を得ることができる。したがって、液晶表示装置の画面上の明るさに応じて面光源の輝度を局部的に制御するローカル・ディミングが可能である。【選択図】図１３
2008078135.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に密閉された放電空間を有する平板型の光源体と、
前記光源体の少なくとも一方の表面に全体的に形成された平板型の電極部と、
前記電極部を複数の領域に分割して領域別に電圧を印加する多重電圧印加部と、を含むことを特徴とする面光源装置。
【請求項２】
前記電極部が、相互に離隔した複数の電極パターンを含むことを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項３】
前記電極部が、前記光源体の上面に形成される第１表面電極部及び前記光源体の下面に形成される第２表面電極部を含むことを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項４】
前記第１表面電極部と前記第２表面電極部は、互いに異なる方向に形成された電極パターンを含むことを特徴とする、請求項３に記載の面光源装置。
【請求項５】
前記光源体が、平板型の第１基板と、該第１基板に所定間隔で対向する平板型の第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間の縁部に形成され、前記第１基板と前記第２基板によって形成される内部空間を密閉する密封部材を含むことを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項６】
前記第１基板と前記第２基板の間には、少なくとも一つのスペーサーが挿入されていることを特徴とする、請求項５に記載の面光源装置。
【請求項７】
前記電極部が、ベース層と、該ベース層の上面に形成された電極パターンと、該電極パターンの上部に形成された保護層からなることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項８】
前記ベース層及び保護層が、可視光に対して透過性であることを特徴とする、請求項７に記載の面光源装置。
【請求項９】
前記電極パターンが、円もしくは楕円もしくは多角形の規則的なパターン、または網目構造パターン、またはストライプ状パターンであることを特徴とする、請求項７に記載の面光源装置。
【請求項１０】
前記電極パターンが、銅、銀、金、アルミニウム、ＩＴＯ、ニッケル、クロム、炭素系導電性物質、導電性高分子、及びそれらの複合物の中から選択されるいずれか一つの物質で形成されることを特徴とする、請求項７に記載の面光源装置。
【請求項１１】
前記電極部は、前記光源体を露出させる開口率が６０％以上であることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項１２】
前記光源体の内部には、水銀を除く放電ガスが注入されることを特徴とする、請求項１に記載の面光源装置。
【請求項１３】
内部に密閉された放電空間を有する平板型の光源体の表面に、可視光に対して透過性である平板型の電極部を形成し、該電極部を複数の領域に分割して領域別に電圧を印加することを特徴とする、面光源装置の駆動方法。
【請求項１４】
前記電極部が、光源体の上面に形成される第１表面電極部及び光源体の下面に形成される第２表面電極部を含み、前記第１表面電極部及び第２表面電極部を各々、複数の領域に分割して領域別に電圧を印加することを特徴とする、請求項１３に記載の面光源装置の駆動方法。
【請求項１５】
前記電極部において、液晶表示装置の画面情報と連動した制御信号にしたがって前記電極部の領域別に電圧を印加することを特徴とする、請求項１３に記載の面光源装置の駆動方法。
【請求項１６】
内部に密閉された放電空間を有する平板型の光源体と、該光源体の少なくとも一方の表面に全体的に形成された平板型の電極部と、該電極部を複数の領域に分割して領域別に電圧を印加する多重電圧印加部を含む面光源装置と、
前記面光源装置を収納するケースと、
第１表面電極部及び第２表面電極部に電圧を印加するインバーターと、を含むことを特徴とする、バックライトユニット。
【請求項１７】
前記多重電圧印加部を通じて印加される電圧を、電極部の領域別に異なるように制御する電極データ制御部をさらに含むことを特徴とする、請求項１６に記載のバックライトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面光源装置とその駆動方法及び面光源装置を具備するバックライトユニット（背面光源装置）に関するものであり、特に局部的な輝度制御を可能とする新規な面光源装置を提供する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、液晶の電気的特性及び光学的特性を利用して映像を表示する。液晶表示装置は、陰極線管（ｃａｔｈｏｄｅ  ｒａｙ  ｔｕｂｅ；ＣＲＴ）等に比べて体積が非常に小さくて重さが軽いという長所を有している。その結果、ポータブルコンピューター、通信機器、液晶テレビジョン受像機（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  ｒｅｃｅｉｖｅｒ）及び宇宙航空産業等に広く使用されている。
【０００３】
液晶表示装置は、液晶を制御する液晶制御部及び液晶に光を供給する背面光源を含む。液晶制御部は、第１基板に配置された画素電極（ｐｉｘｅｌ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）、第２基板に配置された共通電極（ｃｏｍｍｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）及び画素電極と共通電極との間に介在する液晶を含む。画素電極は、解像度に対応した多数個の電極からなり、共通電極は画素電極と対向する１個の電極で成り立っている。各画素電極には、互いに異なるレベルを有する画素電圧（ｐｉｘｅｌ  ｖｏｌｔａｇｅ）を印加するために薄膜トランジスター（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；ＴＦＴ）が接続され、共通電極には等しいレベルのリファレンス電圧（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｖｏｌｔａｇｅ）が印加される。画素電極及び共通電極は、導電性を有する透明な物質からなる。
【０００４】
背面光源から供給される光は、画素電極、液晶及び共通電極を順次に透過する。ここで、液晶を透過した映像の表示品質は、背面光源の輝度及び輝度均一性によって大きく左右される。一般的に輝度及び輝度均一性が高いほど表示品質が良好になる。
【０００５】
従来の液晶表示装置の背面光源には、棒形状を有する冷陰極線管方式ランプ（ｃｏｌｄ  ｃａｔｈｏｄｅ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ；ＣＣＦＬ）またはドット形状を有する発光ダイオード（ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅ；ＬＥＤ）が主に使用されてきた。冷陰極線管方式ランプは、輝度が高くて寿命が長く、白熱燈に比べて発熱量が非常に少ないという長所がある。一方、発光ダイオードは消費電力が大きいが、輝度に優れているという長所がある。しかし、冷陰極線管方式ランプまたは発光ダイオードは、輝度均一性が良くないという短所を有している。そのため、冷陰極線管方式ランプまたは発光ダイオードを光源に有する背面光源は、輝度均一性を高めるために導光板（ｌｉｇｈｔ  ｇｕｉｄｅ  ｐａｎｅｌ；ＬＧＰ）、拡散部材（ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｍｅｍｂｅｒ）及びプリズムシート（ｐｒｉｓｍ  ｓｈｅｅｔ）等の光学部材（ｏｐｔｉｃａｌ  ｍｅｍｂｅｒ）を必要とする。それにより冷陰極線管方式ランプまたは発光ダイオードを使用する液晶表示装置は、光学部材による体積及び重量が大きく増加してしまうという問題点を有している。
【０００６】
液晶表示装置用の背面光源として平板形態の面光源装置（ｆｌａｔ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ：ＦＦＬ）が提案されたことがある。図１を参照すると、従来の面光源装置１００は、光源体１１０と、光源体１１０の両側端外面に具備された電極１６０を含む。光源体１１０は、所定間隔を置いて対向配置された第１基板及び第２基板を含む。多数の隔壁部１４０が第１基板及び第２基板の間に配置され、これらの隔壁部１４０は第１基板と第２基板の間の空間を複数の放電チャンネル１２０に区画する。第１基板の縁と第２基板の縁との間には密封部材（未図示）を配置して前記放電チャンネル１２０を外部と隔離させる。放電チャンネル内部の放電空間１５０には、放電ガスを注入する。
【０００７】
前記面光源装置を放電駆動するために、前記第１基板及び第２基板または両基板のうちの一方の基板に電極を細長い帯形態または島電極形態で、放電チャンネル当たり同一面積を有するように電極材料を塗布する。したがって、前記面光源装置は、インバーターを利用して駆動すると、全面におけるすべてのチャンネルで同一な放電が行われる。
【０００８】
面光源装置は、駆動中に輝度が一定の水準を維持する。液晶表示装置の画面情報にしたがって面光源装置の輝度を変動させるディミング（ｄｉｍｍｉｎｇ）技術が提案されたことがあるが、輝度を局部的に制御する技術はまだ提供されていない。
【０００９】
液晶表示装置の画質を改善してさらに鮮明で自然な表示品質を具現するためには、バックライトに使用される面光源装置の輝度を局部的に制御できる技術が必要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、大面積化に適した新規な面光源装置を提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、局部的な輝度制御が可能な面光源装置及びバックライトユニットを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、内部に密閉された放電空間を有する平板型の光源体と、該光源体の少なくとも一方の表面に全体的に形成された平板型の電極部と、該電極部を複数の領域に分割して領域別に電圧を印加する多重電圧印加部と、を含む面光源装置を提供する。
【００１３】
前記電極部は、相互に離隔した複数の電極パターンを含み、光源体の上面と下面に各々形成することができる。電極部が、光源体の上面と下面に形成される場合、各々の電極部については互いに異なる方向に電極パターンを形成することが好ましい。
【００１４】
本発明はまた、内部に密閉された放電空間を有する平板型の光源体の表面において、可視光に対して透過性をもつ平板型の電極部を形成し、該電極部を複数の領域に分割して領域別に電圧を印加することを特徴とする面光源装置の駆動方法を提供する。
【００１５】
本発明は、また、内部に密閉された放電空間を有する平板型の光源体と、該光源体の少なくとも一方の表面に全体的に形成された平板型の電極部と、該電極部を複数の領域に分割して領域別に電圧を印加する多重電圧印加部を含む面光源装置と、該面光源装置を収納するケースと、第１及び第２表面電極部に電圧を印加するインバーターと、を含むバックライトユニットを提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の面光源装置及びバックライトユニットでは、平板型の電極部を複数の領域に分割し、この分割された各々の領域毎に電圧を印加して、局部的に輝度が制御された発光特性を得ることができる。このような特性によって液晶表示装置の画面上の明るさに応じて面光源の輝度を部分的に制御するローカル・ディミング（ｌｏｃａｌ  ｄｉｍｍｉｎｇ）が可能となり、より鮮明で自然な画質を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図２は、本発明の一実施例による面光源装置２００を示した斜視図であり、図３は側面図である。
【００１８】
前記面光源装置２００は、平板型の第１基板２１０及びそれと同一形状とされる平板型の第２基板２２０を含む。第１基板２１０と第２基板２２０は、透明な薄板型ガラス基板が好ましく、各々の厚さには特別な制限はないが、１〜２ｍｍ程度、好ましくは１ｍｍ以下の厚さが適当である。
【００１９】
第１基板２１０と第２基板２２０の内面には、蛍光層が塗布され、第１基板と第２基板のうちのいずれか一方には、反射膜をさらに形成することができる。第１基板２１０と第２基板２２０は、所定間隔で互いに対向し、縁部にはフリット（ｆｒｉｔ）等の密封部材２３０を挿入して密閉空間を形成する。これとは異なり、第１基板と第２基板を加熱手段、例えばレーザーを利用して直接融着させて光源体を形成することもできる。
【００２０】
本発明による面光源装置は、全体的に厚さが極めて薄い超薄型構造が可能である。前記第１基板、第２基板及び密封部材によって形成される光源体は、一つの開かれた構造の内部放電空間を含み、該内部放電空間に注入する放電用ガスとして水銀を除いたガスを使用することができ、環境に配慮した製品への適用が可能である。
【００２１】
本発明による面光源装置は、第１基板と第２基板によって形成される光源体の外表面に大面積の平板型電極が形成される。図４は、図２のＸ−Ｘ’線での断面図で、図５は、図４のＡ部分の拡大図であり、図示のように、第１基板２１０と第２基板２２０の外表面には各々、第１表面電極部２５０と第２表面電極部２６０が形成されている。
【００２２】
前記第１表面電極部２５０と第２表面電極部２６０は、実質的に基板面積全体をカバーする平板形態の面電極（ｓｕｒｆａｃｅ  ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ）として形成されている。
【００２３】
前記第１表面電極部２５０と第２表面電極部２６０のうち、その少なくとも一方は、光源体から放電によって出射される光の透過度を高めるために、基板を露出させる開口率（ｏｐｅｎ  ｒａｔｉｏ）が６０％以上であることが好ましい。
【００２４】
前記第１基板２１０と第２基板２２０は平板型であり、第１基板２１０と第２基板２２０及び密封部材２３０によって画成される内部空間は、既存の面光源装置のように隔壁によって区画される個別的な放電空間ではない、一つの開かれた構造の放電空間２４０を形成する。第１基板２１０と第２基板２２０との間隔は、基板面積に比して非常に小さく、内部空間が一つの開かれた構造をもって形成されていて、真空排気及び放電ガスの注入が非常に容易である。そして、それだけではなく、放電ガスとして水銀以外のガス、例えばゼノン（キセノン）、アルゴン、ネオン、その他の不活性ガスまたはそれらの混合ガス等を使用し、面光源装置を構成するのに適合する。
【００２５】
前記第１基板２１０と第２基板２２０との間の放電空間２４０は、スペーサー２３５によって上下の高さを決定することもできる。前記スペーサー２３５の数及び間隔については、面光源装置から出射される光の輝度特性を阻害しない範囲で決定することができる。それ以外にも、上板を一定部分成形して人為的にスペーサーの機能を付加することもできる。それとは異なり、第１基板または第２基板の内面に一体的に形成される突出部（未図示）によって放電空間２４０の高さを規定することもできる。本発明の面光源装置は、隔壁によって放電空間が区画されないので、基板全面に出射される光の輝度及び輝度均一度において非常に優れている。
【００２６】
本発明による面光源装置において、前記第１表面電極部２５０と第２表面電極部２６０は、透明性電極（例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物））を使用することもでき、所定パターンの電極を使用することができる。図６は、本発明の一実施例による電極部を示した断面図であり、図示のように、下部のベース層２５２と、このベース層２５２上に形成された電極パターン２５６と、ベース層２５２及び電極パターン２５６上に形成された保護層２５４を含む、多層構造の電極部が設けられていることが分かる。なお、ベース層と保護層は、可視光に対して透過性であることが好ましい。
【００２７】
電極パターンだけを含む電極部の場合、ガラス基板との接合が難しくて耐久性が低下する場合があり得るのに対し、前記多層構造の電極部では、基板との接合が容易で電極パターンの耐久性を確保することができ、多様な形態の電極パターンを形成できるという長所がある。
【００２８】
ベース層２５２には、熱衝撃に強い透明性高分子物質を使用し、前記電極物質は、銅、銀、金、アルミニウム、ニッケル、クロム、炭素系列または高分子系列の導電性に優れた材料または前記の材料が複合化された形態の物質を使用することができる。また、前記保護層２５４には、熱衝撃に強い透明性高分子物質を使用する。
【００２９】
本発明の面光源装置に使用される平板型電極部の電極パターンについては、多様な形態を適用することができる。例えば、図７に示したような網目構造のパターンや、図８及び図９に示したストライプ（ｓｔｒｉｐｅ）形態のパターンが可能である。
【００３０】
図示の例とは異なり、円、楕円、多角形等の規則的なパターンも可能である。第１基板２１０及び第２基板２２０に各々形成される第１表面電極部２５０と第２表面電極部２６０の各電極パターン形態を、互いに異なるようにして面光源装置の放電特性を変化させることができる。
【００３１】
前記電極パターンは、パターン間のピッチが、例えば数十ないし数百μｍ（マイクロメートル）を維持するように形成することができる。
【００３２】
本発明の平板型電極部は、電極パターンをグループ化して個別的に電圧を印加することができる。このように電極部を複数の領域に区画して、各々の領域毎に電圧を印加することによって局部的な輝度制御が可能である。
【００３３】
図１０及び図１１は、本発明の一実施例による電極部の多重分割駆動を模式的に示したものである。図１０によると、例えば第１表面電極部（または上部電極部）２５０の電極パターンを所定領域に区画して、各領域に対して個別的に電圧を印加している。多重電圧印加部２７０ａは、電極パターンの各領域に対して互いに異なる電圧を印加することができる。図１１は、例えば第２表面電極部（または下部電極部）２６０の電極パターンを所定領域に区画して、各領域に対して個別的に電圧を印加している。図１０では、面光源装置の短辺に対して平行に電極部を分割駆動する実施例を提示しており、また図１１では、面光源装置の長辺に対して平行に電極部を分割駆動する実施例を示している。
【００３４】
図１２に示したように、面光源装置の上面と下面に電極パターンの方向がお互いに異なる電極部を設置する場合、局部的な輝度制御がさらに容易である。図１３は、面光源装置２００の上面と下面に電極部を形成した場合、多重電圧印加部２７０ａ、２７０ｂを通じて各々の電極部を領域別に分割駆動することにより、面光源装置の発光面で局部的に輝度が異なるように制御する様子を示している。
【００３５】
水平方向及び垂直方向に区画された電極部に対して、領域毎に異なる電圧を印加することにより、面光源装置の発光面での局部的な領域（ａ、ｂ、ｃ）が多様な輝度を有するように制御できる。
【００３６】
前記多重電圧印加部２７０ａ、２７０ｂに伝達する領域別電圧は、液晶表示装置のパネル駆動信号と連携して制御することが好ましい。したがって、本発明の面光源装置またはバックライトユニットは、液晶表示装置の画面情報と連動した制御信号にしたがって電極部の領域別に電圧が印加されるように、前記多重電圧印加部を通じて印加される異なる電圧を、電極部の領域毎に制御する電極データ制御部２７５をさらに含むことができる。
【００３７】
図１４及び図１５は、前述の実施例とは異なり電極部の電極パターンが、斜線に形成されていて、このような電極部を複数の領域に区画して多重電圧印加部２８０ａ、２８０ｂを通じて領域別に分割駆動する例を示している。その結果、面光源装置の発光面は、図１６に示したように局部的な領域（ｄ、ｅ、ｆ）が多様な輝度を有するように制御できる。電極データ制御部２８５を通じて液晶表示装置の画面情報と連動して、面光源装置の輝度を局部的に制御すると、より鮮明で自然な高品質の画面を提供することができる。
【００３８】
図１７は、本発明による超薄型面光源装置を含むバックライトユニットを示した分解斜視図である。図示のように、バックライトユニットは、面光源２００、上部ケース１１００及び下部ケース１２００、光学シート９００及びインバーター１３００を含む。前記下部ケース１２００は、面光源２００を収納するために底部１２１０及び底部１２１０の端から収納空間を形成するために延長された複数の側壁部１２２０からなる。前記面光源２００は、下部ケース１２００の収納空間に収納される。
【００３９】
前記インバーター１３００は、下部ケース１２００の背面に配置され、面光源２００を駆動するための放電電圧を発生させる。インバーター１３００から発生された放電電圧は、第１電源線１３５２及び第２電源線１３５４を通じて面光源２００の電極部に各々印加される。前記光学シート９００は、面光源２００から出射される光を均一に拡散させるための拡散版と、拡散した光に直進性を付与するためのプリズムシート等からなる。上部ケース１１００は、下部ケース１２００に結合されて面光源２００と光学シート９００を支持する。上部ケース１１００は、面光源２００が下部ケース１２００から離脱しないように防止する。
【００４０】
図示の構成例とは異なり、前記上部ケース１１００及び下部ケース１２００を、一つの一体型ケースとして形成することもできる。一方、本発明によるバックライトユニットは面光源装置としての輝度及び輝度均一度に優れているので、光学シート９００を含まないように構成することも可能である。
【００４１】
以上で、本発明の好ましい実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練した当業者または該当技術分野で通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載した本発明の思想及び技術領域から逸脱しない範囲内で本発明を多様に修正及び変更することができるだろう。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明によると、光源体の表面に形成される平板型電極部を複数の領域に分割し、分割された各々の領域別に電圧を印加して、局部的に輝度が制御された発光特性を得ることができる。したがって、液晶表示装置の画面上の明るさにしたがって面光源の輝度を局部的に制御するローカル・ディミング（ｌｏｃａｌ  ｄｉｍｍｉｎｇ）が可能となり、高画質を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】面光源装置の一例を示した斜視図である。
【図２】本発明による面光源装置を示した斜視図である。
【図３】本発明による面光源装置を示した側面図である。
【図４】図２のＸ−Ｘ’での断面図である。
【図５】図４のＡ部分の拡大図である。
【図６】本発明による多層構造の電極部を示した断面図である。
【図７】本発明による電極部の各種電極パターンの一例を示した平面図である。
【図８】本発明による電極部の各種電極パターンの別例を示した平面図である。
【図９】本発明による電極部の各種電極パターンのさらに別例を示した平面図である。
【図１０】面光源装置の短辺に対して平行に電極部を分割駆動する実施例を示した平面図である。
【図１１】面光源装置の長辺に対して平行に電極部を分割駆動する実施例を示した平面図である。
【図１２】面光源装置の上面と下面に付設した電極部を示す斜視図である。
【図１３】電極部の分割駆動にしたがって局部的に輝度が制御された面光源装置を示した模式図である。
【図１４】電極部を分割駆動する他の実施例を示した平面図である。
【図１５】電極部を分割駆動する他の実施例を示した平面図である。
【図１６】電極部の分割駆動によって局部的に輝度が制御された面光源装置を示した模式図である。
【図１７】本発明の面光源装置を含むバックライトユニットを例示した分解斜視図である。
【符号の説明】
【００４４】
２００：面光源装置
２１０：第１基板
２２０：第２基板
２３０：密封（シーリング）部材
２３５：スペーサー
２４０：放電空間
２５０：第１表面電極部
２６０：第２表面電極部
２７０ａ、２７０ｂ：多重電圧印加部
２７５：電極データ制御部
【図１】
2008078135.tif 000003
【図２】
2008078135.tif 000004
【図３】
2008078135.tif 000005
【図４】
2008078135.tif 000006
【図５】
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【図６】
2008078135.tif 000008
【図７】
2008078135.tif 000009
【図８】
2008078135.tif 000010
【図９】
2008078135.tif 000011
【図１０】
2008078135.tif 000012
【図１１】
2008078135.tif 000013
【図１２】
2008078135.tif 000014
【図１３】
2008078135.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2008078135.tif 000017
【図１６】
2008078135.tif 000018
【図１７】
2008078135.tif 000019