专利名称：背光单元的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及背光单元，更具体地，涉及具有提高的发光效率的背光单元。
背景技术：
通常，电子发射器件可被分为采用热阴极作为电子发射源的类型或者采用冷阴极 作为电子发射源的类型。其中，场发射器件(FED)、表面传导发射器(SCE)、金属绝缘体金属 (MIM)、金属绝缘体半导体(MIS)和弹道电子表面发射型(BSE)被认为是冷阴极型电子发射 器件。 FED型电子发射器件是基于如下原理当具有低功函数或高贝塔函数的材料被用 作电子发射源时，由于电场差使得电子易于在真空中发射。已经开发了以下类型的FED型 电子发射器件利用由例如钼(Mo)或硅(Si)作为主要成分形成的锥形尖端结构的FED型 电子发射器件，利用含碳材料诸如石墨或类金刚石碳(DLC)作为电子发射源的FED型电子 发射器件，和利用纳米材料诸如纳米管或纳米线作为电子发射源的FED型电子发射器件。
FED型电子发射器件可根据阴极电极和栅电极的布置主要分为顶栅型或底栅型。 FED型电子发射器件还可根据所用的电极总数分为二极管型、三极管型或四极管型。在这 些常规电子发射器件中，由于阴极电极与栅电极之间形成的电场使得电子从电子发射源发 出。也就是说，电子从围绕阴极电极和栅电极中的一个设置的电子发射源发出，该阴极电极 (cathode electrode)和栅电极中的一个用作阴极(cathode)。在初始阶段，发射的电子朝 向阴极电极和栅电极中的另一个行进，该阴极电极和栅电极中的另一个用作阳极，接着由 于阳极电极的强电场使得发射的电子被朝向磷光体层加速。 通常，背光单元是一种电子发射器件，包括偏光器(polarizer)。偏光器是基于以 下原理获得线性偏振光的一种器件传输的偏振光的颜色根据光学异构体的位置而变化。 通常，主要入射在偏光器上的非偏振光的透射率为约百分之30至百分之40且剩余的大约 百分之60的非偏振光被偏光器吸收或反射。光被偏光器吸收或反射是背光的发光效率降 低的主要因素。 为了解决这个问题，已经引入了采用线栅偏光器的各种方法。通过在导体上执行 线构图以将导体分为具有相似于关注区(a region of interest)的光波长的尺寸的区域 来形成线栅偏光器，使得与栅格交叉的电场振荡分量可穿过栅格，但是相对于栅格没有准 确对准的电场振荡分量的能量被栅格部分地吸收或反射。 线栅偏光器的优点为光学再现效率高，原因在于内部吸收少于传统偏光器，且选 择性透射的偏振光的透射率和非选择的偏振光的背反射比率(rate ofback reflection) 都高于传统偏光器。在这种情况下，应该执行偏振光诸如椭圆偏振光的转化，从而再利用在 后表面中反射的光。 在传统的背光单元中，散射片设置在光源和线栅偏光器之间，由此在光路中在后 表面上反射的光穿过散射片两次或更多次，从而引起光损失。 即使线栅偏光器设置在光源与散射片之间，线栅偏光器和光源也被安装为彼此分
4离开。由此，光损失发生在线栅偏光器与光源之间的空间中。 此外，散射片的光散射性能的提高导致光的透射率降低，因此，散射片自身引起了
光损失。 此外，在电子发射型背光单元中，由于电压施加到阳极表面，所以在基板的外表面
上诱发静电。诱发的静电是导致器件运行不稳定的多个因素之一，并且会导致不必要的颗 粒诸如灰尘粘到背光单元的外表面。
发明内容
本发明的示范实施例提供一种具有提高的发光效率的背光单元。 根据本发明示范实施例的一方面，提供了一种用作非发射显示器件的表面光源的
背光单元，该背光单元包括形成为单一体的线栅偏光器。 该非发射显示器可包括液晶显示(LCD)面板，线栅偏光器可在背光单元的表面上 并配置为面对LCD面板。 静电防止层可在背光单元的表面上并配置为面对LCD面板。
静电防止层可接地。 线栅偏光器可用于散射从背光单元发出的光。
线栅偏光器可接地。 根据本发明示范实施例的另一方面，提供了一种背光单元，该背光单元包括彼此
面对的第一基板和第二基板；多个第一电极，在第一基板上；多个第二电极，在第一基板上 并与第一电极电绝缘；电子发射源，在第一基板上并电连接到第一电极；磷光体层，在第二
基板上以相应于电子发射源发光；第三电极，在第二基板上用于将从电子发射源发出的电 子朝向磷光体层加速；和线栅偏光器，在第二基板上用于偏振从磷光体层发出的光。
液晶显示(LCD)面板可位于背光单元的一侧，线栅偏光器可在第二基板的面对 LCD面板的表面上。 线栅偏光器可用于散射从磷光体层发出的光。 与线栅偏光器的面对第二基板的一侧相反的线栅偏光器的一侧可被配置为面对 散射片，该散射片用于散射从磷光体层发出的光。
线栅偏光器可接地。 磷光体层可在第三电极上，其中线栅偏光器可在磷光体层上。
磷光体层和线栅偏光器可彼此贴附。
第三电极和线栅偏光器可接地。
静电防止层可在第二基板上。
静电防止层可接地。 第三电极可反射从线栅偏光器反射的光。 从线栅偏光器反射的光可被第三电极再次反射以变为椭圆偏振光。
根据本发明示范实施例的又一方面，提供了一种液晶显示器(LCD)，包括LCD面板 和用于向LCD面板供应光的背光单元，该背光单元包括彼此面对的第一基板和第二基板， 第二基板位于第一基板与LCD面板之间；多个第一电极，在第一基板上；多个第二电极，在 第一基板上并与第一电极电绝缘；电子发射源，在第一基板上并与电连接到第一电极；磷光体层，在第二基板上以相应于电子发射源发光；第三电极，在第二基板上用于将从电子发 射源发出的电子朝向磷光体层加速；和线栅偏光器，在第二基板上用于朝向LCD面板偏振 从磷光体层发出的光。
通过参考附图对本发明的示范实施方式进行详细描述，本发明的上述和其它特性 和方面将变得更加清楚，附图中 图1为根据本发明一实施例的电子发射型背光单元的部分透视图；
图2为沿线II-II提取的图1的截面图； 图3为根据本发明另一实施例的电子发射型背光单元的截面图；
图4为根据本发明另一实施例的电子发射型背光单元的截面图；以及
图5为根据本发明另一实施例的电子发射型背光单元的截面图。
具体实施例方式
图1为根据本发明一实施例的包括电子发射器件101的电子发射型背光单元100 的部分透视图。图2为图1沿线II-II提取的截面图。图2中示出的散射片190和液晶显 示(LCD)面板200没有在图1中示出。 如图1和图2所示，背光单元100包括电子发射器件101和前面板102以及间隔 体160，该电子发射器件101和前面板102平行对准以形成发光空间103，该发光空间103 为真空空间，且设置间隔体160以保持电子发射器件101和前面板102之间的距离。
电子发射器件101包括第一基板110、多个第一电极120、绝缘层130、多个第二电 极140和多个电子发射源150。 这里，第一电极120和第二电极140被布置为在第一基板110上彼此交叉。绝缘 层130形成在第一电极120和第二电极140之间，从而使得第一电极120与第二电极140 彼此电绝缘。多个电子发射孔131分别形成在第一电极120和第二电极140彼此交叉的位 置处。电子发射源150分别被包括在电子发射孔131中。 第一基板110为具有一厚度(例如，预定厚度)的板，且可以由石英玻璃、含一定 量杂质(例如，Na)的玻璃、平板玻璃(plate glass)、涂敷有Si02的玻璃基板、或者铝氧化 物或陶瓷基板形成。在具有柔性显示装置的实施例中，第一基板iio可由柔性材料形成。
第一电极120和第二电极140可由本领域中公知的导电材料形成。例如，第一电极 120和第二电极140可由诸如Al 、 Ti 、 Cr、 Ni 、 Au、 Ag、 Mo、 W、 Pt、 Cu或Pd的金属或者其合金 形成。第一电极120和第二电极140也可由包括玻璃和诸如Pd、 Ag、 Ru02或Pd-Ag的金属 或者其金属氧化物的印刷导体(printed conductor)形成。第一电极120和第二电极140 也可由诸如ln203或Sn02的透明导体或者诸如多晶硅的半导体材料形成。
绝缘层130使第一电极120与第二电极140绝缘。绝缘层130可由一般的绝缘 层形成。例如，绝缘材料可以是硅氧化物、硅氮化物、玻璃料(fit)或相似材料形成。玻璃 料的实例包括但不限于PbO-Si02基玻璃料、PbO-B203-Si02基玻璃料、ZnO-Si02基玻璃料、 ZnO-B203-Si02基玻璃料、Bi203_Si02基玻璃料和Bi203_B203-Si02基玻璃料。
电子发射源150含有电子发射材料。电子发射材料可以是具有低功函数和高贝塔函数的碳纳米管(CNT)。具体地，碳纳米管具有良好的电子发射特性，因此能够低 电压工作。由此，利用碳纳米管作为电子发射源的装置可以易于被大规模制造。然而， 电子发射材料并不限于碳纳米管，可以是例如含碳材料诸如石墨、金刚石或类金刚石碳， 或者是纳米材料诸如纳米管、纳米线或纳米棒。电子发射材料也可包括碳化物衍生碳 (carbide-derivedcarbon)。 前面板102包括透明的第二基板171、磷光体层175、第三电极173和线栅偏光器 180，该磷光体层175设置在第二基板171上且被从电子发射器件101发出的电子激发以发 射可见光，该第三电极173将从电子发射器件101发出的电子朝向磷光体层175加速。
第二基板171可由与第一基板110相同的材料形成且可以是透明的。
第三电极173可以由与第一电极120或第二电极140相同的材料形成。也就是说， 第三电极173可以由以下材料形成诸如Al、Ti、Cr、Ni、Au、Ag、Mo、W、Pt、Cu或Pd的金属 或者其合金；包括玻璃和诸如Pd、 Ag、 Ru02或Pd-Ag的金属或者其金属氧化物的印刷导体； 诸如InA或Sn(^的透明导体；或诸如多晶硅的半导体材料。优选地，第三电极173可由A1 薄膜形成。如果第三电极173由Al薄膜形成，则加速的电子可以穿过第三电极173而达到 磷光体层175。第三电极173也可起反射板的作用。也就是说，第三电极173可用作反射 从线栅偏光器180的后表面反射的光的反射板。作为反射板的第三电极173与线栅偏光器 180之间的关系在后文详细描述。 磷光体层175可由阴极发光(CL)型磷光体形成，该阴极发光型磷光体被加速 电子激发以发射可见光。可用在磷光体层175中的磷光体可以是发红光的磷光体诸如 SrTi03:Pr、 Y203:Eu或YAS:Eu ;发绿光的磷光体诸如Zn(Ga， Al)204:Mn、 Y3(A1， Ga)5012:Tb、 Y2Si05: Tb或ZnS: CI ， Al ，或者发蓝光的磷光体诸如Y2Si05: Ce、ZnGa204或ZnS: Ag， CI 。当然， 本发明并不限于上述磷光体。 线栅偏光器180设置在第二基板171上，例如，在第二基板171的面对散射片190
和LCD面板200的表面上或贴附在该表面上。后文将详细描述线栅偏光器180。 为了正常操作背光单元100，磷光体层175和电子发射器件101之间的空间必须保
持在真空状态。为此，还可使用保持磷光体层175与电子发射器件101之间的距离的间隔
体160和用于密封磷光体层175与电子发射器件101之间的真空空间的玻璃料(未示出)。
玻璃料被提供在真空空间周围以密封真空空间。 散射片190设置在背光单元100上，更具体地，在线栅偏光器180上，LCD面板200
设置在散射片190上。 散射片190设置在背光单元100上以散射从背光单元100发出的光。 LCD面板200包括彼此面对的上基板205和下基板201 ;设置在上基板205和下
基板201之间的薄膜晶体管(TFT)阵列202、液晶203和滤色器204 ;和设置在上基板205
上的偏光器206。 LCD面板200是本领域公知的且因此这里将不详细描述。 背光单元100如下工作。当负(_)电压和正(+)电压分别施加到电子发射器件101
的第一电极120和第二电极140时，由于第一电极120和第二电极140之间形成的电场使
得电子从电子发射源150朝向第二电极140发射。此时，当远高于施加到第二电极140的
正(+)电压的正(+)电压施加到第三电极173时，从电子发射源150发出的电子被朝向第
三电极173加速。电子激发邻近第三电极173的磷光体层175以发射可见光。电子的发射可由施加到第二电极140的电压控制。 在一些实施例中，倘若电子发射所需的适当电势在第一电极120和第二电极140 之间形成，则负(_)电压不需要施加到第一电极120。 图1和图2所示的背光单元是表面光源且可以用作非发射显示器件诸如TFT-LCD
的背光单元。此外，为了显示图像而不是从表面光源简单发射可见光，或者为了使用具有减
光(dimming)功能的背光单元，电子发射器件101的第一电极120和第二电极140可被布
置为彼此交叉。为此，第一电极120和第二电极140中的一个可形成为具有主电极部和分
支电极部(branchelectrode part)。在一些实施例中，主电极部与第一电极120和第二电
极140中的另一个电极交叉，且分支电极部从主电极部突出以面对该另一个电极。电子发
射源150可形成在分支电极部上或形成在面对分支电极部的部分上。 现在将更具体地描述根据当前实施例的背光单元100的线栅偏光器180。 如上所述，通过在导体上执行线构图以将导体分为具有相似于关注区的光波长的
尺寸的区域来形成线栅偏光器180，使得与栅格交叉的电场振荡分量可穿过栅格，但是没有
相对于栅格准确对准的电场振荡分量的能量被栅格部分地吸收或反射。 更具体地，当非偏振光入射到线栅偏光器180上时，在特定方向上的所有电场矢
量被介质反射，其他电场振荡分量透过该介质。也就是说，当非偏振光入射到线栅偏光器 180上时，具有平行于金属线的电场分量的所有偏振光被反射，垂直于栅格的电场分量的偏 振光穿过该介质。因此，由平行于金属线的电场分量诱发的电流流过金属线，以分散在相同 方向上的偏振能量。由此，通过反射平行于金属线方向的偏振光可产生线性偏振光。
这里，在从磷光体层175发射的散射偏振光束中，线栅偏光器180反射在平行于线 栅偏光器180的方向偏振的光束，并允许在垂直于线栅偏光器180的方向偏振的光束穿过。 线栅偏光器180由可以被分为S偏光器和P偏光器以透射或反射光的器件或材料形成。线 栅偏光器180可根据全息光刻法和电子束光刻法之一与剥离法的结合并使用金属材料来 制造。同样，线栅偏光器180的周期(cycle)可以但不限于从几nm至几ym的范围。线栅 偏光器180的效率和特性可根据它的线宽、周期和厚度而变化。在一个实施例中，背光单元 100的线栅偏光器180的图案尺寸小于或等于lym，线栅偏光器180的图案之间的距离也 小于或等于liim。 在根据本实施例的背光单元100中，线栅偏光器180形成在第二基板171上。
更具体地，常规地，由于散射片被安装在光源和线栅偏光器之间，所以被反射的光 可穿过散射片两次或更多次，由此引起光损失。即使线栅偏光器被安装在光源和散射片之 间，线栅偏光器与光源分离开，因此线栅偏光器与光源之间的空间中也发生光损失，光损失 也因散射片自身而发生。 在根据本实施例的背光单元100中，线栅偏光器180与第二基板171结合。因此， 背光单元100和线栅偏光器180结合为单一体。在这种情况下，从背光单元100的磷光体 层175发出的光首先被线栅偏光器180偏振，接着穿过散射片190。从线栅偏光器180的后 表面反射的光基本上被用作反射板的第三电极173反射，由此改变光的偏振状态，例如将 光变为椭圆偏振光。在根据本实施例的背光单元100中，散射片不包括在磷光体层175和 线栅偏光器180之间，由此提高了光的再现效率。同样，线栅偏光器180和磷光体层175分 别设置在第二基板171的两个表面上。因此，减少了在线栅偏光器180和磷光体层175之间的空间中发生的光损失。 虽然图2示出了散射片190设置在背光单元100和LCD面板200之间，但是本发 明不限于此。具体地，线栅之间的布置节距和每个线栅的缝隙(aperture)宽度被设计为等 于或小于可见光区的波长，例如，200至800nm，从而提高偏振光的选择性。穿过具有上述 尺寸的线栅的光含有偏振光，且还被多个狭缝引起的衍射影响，由此扩散达到LCD面板200 的光。通常，散射片190的光透射率与它的散射度成反比。因此，在根据本发明一实施例的 背光单元100中，线栅偏光器180可执行散射片190的部分功能，因此能够通过减小散射片 190中的雾化(haze)来提高散射片190的光透射率。此外，线栅偏光器180也可用作散射 片而不必使用额外的散射片。因此，背光单元可不包括散射片，所以可减小来自散射片的光 损失，并可提高发光效率。同样，在这种情况下，背光单元中构成元件的总数量减小，且简化 了制造工艺。 图3为根据本发明另一实施例的电子发射型背光单元100的示意截面图。参考图 3，背光单元100包括电子发射器件101和前面板102，在电子发射器件101与前面板102 之间形成发光空间103 ;以及间隔体160，设置为保持电子发射器件101和前面板102之间 的距离。电子发射器件101包括第一基板110、多个第一电极120、绝缘层130、多个第二电 极140和多个电子发射源150。前面板102包括第二基板171、磷光体层175、第三电极173 和线栅偏光器180。散射片190设置在背光单元100上，LCD面板200设置在散射片190上。
本实施例与前述实施例不同之处为，栅格偏光器180的一侧是接地的。具体地，在 背光单元100中，电压施加到第三电极173的表面，第三电极173为阳极，由此静电可在第 二基板171的外表面上产生。静电是引起器件运行不稳定的多个因素中的一个，可使不需 要的颗粒诸如灰尘粘到背光单元100的外表面上。为了减小静电，根据本实施例的背光单 元100的线栅偏光器180的一侧被接地(见图3的附图标记Gl)。也就是说，线栅偏光器 180包括导体，由此线栅偏光器180的一侧被接地以向其施加适当的电压，这样减少了静电 的发生。 图4为根据本发明另一实施例的电子发射型背光单元100的示意截面图。参考图 4，背光单元100包括电子发射器件101和前面板102，在其间形成发光空间103 ;以及间 隔体160，设置为保持电子发射器件101和前面板102之间的距离。电子发射器件101包 括第一基板110、多个第一电极120、绝缘层130、多个第二电极140和多个电子发射源150。 前面板102包括第二基板371、第三电极373、磷光体层375和线栅偏光器380。散射片190 设置在背光单元100上，LCD面板200设置在散射片190上。 本实施例与前述实施例不同之处为，线栅偏光器380设置在第二基板371上且面 对第一基板110。更具体地，线栅偏光器380、磷光体层375和第三电极373顺序形成在第 二基板371上且面对第一基板110，线栅偏光器380和磷光体层375彼此紧密贴附。在本实 施例中，由于第二基板371没有设置在线栅偏光器380的后表面和第三电极373之间，所以 因反射光穿过第二基板371导致的光损失可被减少。此外，磷光体层375被第三电极373 和线栅偏光器380围绕，第三电极373和线栅偏光器380都可包括导电材料。由此，撞击磷 光体层375的电子没有被释放到外部，防止了电压降。 此外，在根据本实施例的背光单元中，每个线栅偏光器380和第三电极373的一侧 可被接地(见图4的附图标记G2)。也就是说，线栅偏光器380和第三电极373包括导电材料，因此，每个线栅偏光器380和第三电极373的一侧被接地以向其施加适当的电压，这样 减少了静电的发生。 图5为根据本发明另一实施例的电子发射型背光单元100的示意截面图。参考图 5，背光单元100包括电子发射器件101和前面板102，形成发光空间103 ;以及间隔体160， 设置为保持电子发射器件101与前面板102之间的预定空间。电子发射器件101包括第一 基板110、多个第一电极120、绝缘层130、多个第二电极140和多个电子发射源150。前面 板102包括第二基板471、第三电极473、磷光体层375和线栅偏光器480。散射片190设置 在背光单元100上，LCD面板200设置在散射片190上。 本实施例与图4的实施例的不同之处为，静电防止层485进一步设置在第二基板 471上。具体地，静电防止层485可进一步形成在第二基板471上且面对散射片190和LCD 面板200，静电防止层485的一侧还可被接地(见图5的附图标记G3)。也就是说，静电防 止层485、线栅偏光器480和第三电极473中的每个的一侧被接地以向其施加适当的电压， 由此减少静电的发生。 根据本发明的背光单元的上述示范实施例提供了提高的发光效率。 虽然已经参考本发明的示范性实施例具体示出并描述了本发明，然而本领域的一
般技术人员可以理解在不脱离由权利要求所界定的本发明的精神和范围的情况下，可以作
出形式和细节上的不同变化。 本申请要求于2008年11月11日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请 No. 10-2008-0111873的权益，在此引入其全部内容作为参考。
权利要求
一种背光单元，该背光单元用作非发射显示器件的表面光源，该背光单元与线栅偏光器形成为单一体。
2. 如权利要求1所述的背光单元，其中所述非发射显示器件包括液晶显示面板，禾口 其中所述线栅偏光器在所述背光单元的表面上并配置为面对所述液晶显示面板。
3. 如权利要求2所述的背光单元，其中静电防止层在所述背光单元的表面上并配置为 面对所述液晶显示面板。
4. 如权利要求3所述的背光单元，其中所述静电防止层接地。
5. 如权利要求1所述的背光单元，其中所述线栅偏光器用于散射所述背光单元发出的光。
6. 如权利要求1所述的背光单元，其中所述线栅偏光器接地。
7. —种背光单元，包括 彼此面对的第一基板和第二基板； 多个第一电极，在所述第一基板上；多个第二电极，在所述第一基板上并与所述第一电极电绝缘； 电子发射源，在所述第一基板上并电连接到所述第一电极； 磷光体层，在所述第二基板上以相应于所述电子发射源而发光；第三电极，在所述第二基板上以将所述电子发射源发出的电子朝向所述磷光体层加 速；禾口线栅偏光器，在所述第二基板上以偏振所述磷光体层发出的光。
8. 如权利要求7所述的背光单元，其中液晶显示面板位于所述背光单元的一侧，禾口 所述线栅偏光器在所述第二基板的面对所述液晶显示面板的表面上。
9. 如权利要求7所述的背光单元，其中所述线栅偏光器用于散射从所述磷光体层发出 的光。
10. 如权利要求7所述的背光单元，其中所述线栅偏光器的一侧被配置为面对散射片， 该散射片用于散射从所述磷光体层发出的光，其中该线栅偏光器的一侧与所述线栅偏光器 的面对所述第二基板的一侧相反。
11. 如权利要求7所述的背光单元，其中所述线栅偏光器接地。
12. 如权利要求7所述的背光单元，其中所述磷光体层在所述第三电极上，其中所述线 栅偏光器在所述磷光体层上。
13. 如权利要求12所述的背光单元，其中所述磷光体层和所述线栅偏光器彼此贴附。
14. 如权利要求12所述的背光单元，其中所述第三电极和所述线栅偏光器接地。
15. 如权利要求7所述的背光单元，其中静电防止层在所述第二基板上。
16. 如权利要求15所述的背光单元，其中所述静电防止层接地。
17. 如权利要求7所述的背光单元，其中所述第三电极反射从所述线栅偏光器反射的光。
18. 如权利要求17所述的背光的单元，其中从所述线栅偏光器反射的光被所述第三电 极再次反射以改变所述光的偏振状态。
19. 一种液晶显示器，包括液晶显示面板和用于向所述液晶显示面板供应光的背光单 元，该背光单元包括彼此面对的第一基板和第二基板，所述第二基板位于所述第一基板和所述液晶显示面 板之间；多个第一电极，在所述第一基板上；多个第二电极，在所述第一基板上并与所述第一电极电绝缘； 电子发射源，在所述第一基板上并电连接到所述第一电极； 磷光体层，在所述第二基板上以相应于所述电子发射源发光；第三电极，在所述第二基板上以将从所述电子发射源发出的电子朝向所述磷光体层加 速；禾口线栅偏光器，在所述第二基板上以偏振从所述磷光体层朝向所述液晶显示面板发出的光。
全文摘要
本发明公开了一种背光单元。该背光单元起到非发射显示器的表面光源的作用。该背光单元与线栅偏光器形成为单一体。
文档编号H05B33/14GK101742750SQ200910221279
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月11日 优先权日2008年11月11日
发明者李炳坤 申请人:三星Sdi株式会社