KR100430573B1 - 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조 - Google Patents

Abstract

보드가 조립되어 있는 케이스의 후면에 평면 광원체인 마이크로 플라즈마가 설치되는 것을 특징으로 하며, 형광램프와 광도파관 대신에 마이크로 플라즈마를 사용함으로써 전체적인 구조를 간략화함과 동시에 사이즈를 대폭적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사용수명도 늘릴 수 있는, 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조를 제공한다.

Description

이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조{Back light assembly structure using micro plazma for emitting secondary electrons}

이 발명은 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면 형광램프와 광도파관 대신에 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 사용함으로써 전체적인 구조를 간략화함과 동시에 사이즈를 대폭적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사용수명도 늘릴 수 있는, 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조에 관한 것이다.

배터리를 전원으로 사용하는 휴대용 컴퓨터에서는 액정표시소자(Liquid Crysral Display, LCD)를 이용하여 좀더 작고 가벼운 사이즈의 개인용 컴퓨터를 구현함으로써 그 수요를 확대하고 있다.

액정표시소자는, 90도로 교차되는 편광판 2개가 각기 따로 부착되어 있는 유리 패널의 사이에 액정 재료를 넣고 양단에 전압을 가하는 경우에, 전압이 가해진부분은 액정분자가 전계 방향으로 배열되어 빛이 차단되고, 전압이 가해지지 않은 부분은 90도로 뒤틀려 배열되어 있는 액정분자를 지나서 빛이 투과하게 되는 성질을 갖는 소자이다.

상기한 액정표시소자의 전압을 인가하는 부분을 정방형의 바둑판처럼 아주 잘게 나누면, 전압이 인가된 부분은 명암과 색상이 뚜렷하게 분리됨으로써 선명한 글씨나 그림등의 정보를 표시할 수 있는 표시소자로서 기능하게 된다.

그러나 상기한 액정표시소자는, 조도가 높은 밝은 곳에서는 빛을 차단하는 부분과 투과시키는 부분이 뚜렷이 생기게 됨으로써 문자가 선명하게 보이게 되지만, 조도가 낮은 어두운 곳에서는 문자의 식별이 잘 안되는 문제점이 있다.

따라서, 상기한 액정표시소자는 외부 광원이 없는 장소에서도 음극선관처럼 화면 표시상태가 시각적으로 분명하게 인식될 수 있도록 시인성을 고려하여 액정 표시소자의 후면에 백라이트를 설치하게 되는데, 상기한 백라이트로서 주종을 이루고 있는 장치로서는 발열량이 일반 형광램프보다 극히 적은 냉음극 형광램프가 주로 쓰이고 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 액정표시소자의 백라이트 설치구조를 보여주는 도면으로서, 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 종래에는 액정표시패널(1)의 후면에 보호시트(2)와 상부 프리즘 시트(3)와 하부 프리즘 시트(4)와 확산시트(5)를 순차적으로 설치하고, 상기한 확산시트(5)의 후면에 광도파관(6)을 설치하고, 상기한 광도파관(6)의 후면에는 반사시트(7)를 설치하고, 이들을 보호하기 위하여 주위에 설치되는 몰드 프레임(8)의 측면에 냉음극 형광램프(9)를 설치하는 구조로 이루어진다.

상기한 구성에 의한 종래의 액정표시소자의 백라이트 설치구조는, 냉음극 형광램프(9)로부터 발산된 빛이 광도파관(6)을 거쳐 전체적으로 퍼진 뒤에 확산시트(5)와 하부 프리즘 시트(4)와 상부 프리즘 시트(3)와 보호시트(2)를 거쳐 액정표시패널(1)의 후면으로 입사됨으로써 후면 광원으로서 역할을 하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 액정표시소자의 백라이트 설치구조는 형광램프(9)와 이로부터 발산되는 빛을 가이드하기 위한 광도파관(6)을 사용하기 때문에 전체적인 구조가 복잡하게 될 뿐만 아니라, 사이즈를 줄이는데에도 한계가 있는 문제점이 있다.

또한, 종래의 액정표시소자의 백라이트는, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 광도파관(6)의 배면에 패턴(61)을 인쇄하거나, 광도파관(6)의 사출성형시 패턴(61)을 동시에 성형해주어야 하기 때문에 제작공정이 어렵게 되는 문제점이 있다.

그리고, 종래의 액정표시소자의 백라이트 설치구조는, 형광램프(9)의 이온화율이 낮아서 발생되는 자외선의 양이 적어 광출력이 낮을 뿐만 아니라, 사용 필라멘트의 산화로 인하여 필라멘트로부터 방사되는 열전자가 감소되어 발광효율이 감소됨으로써 수명이 단축되는 문제점이 있다.

이 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 형광램프와 광도파관 대신에 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 사용함으로써 전체적인 구조를 간략화함과 동시에 사이즈를 대폭적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사용수명도 늘릴 수 있는, 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래의 액정표시소자의 백라이트 설치구조를 보여주는 단면도이다.

도 2는 종래의 액정표시소자의 백라이트 설치구조를 보여주는 분해조립도이다.

도 3은 종래의 액정표시소자의 광도파관의 패턴방식을 보여주는 도면이다.

도 4는 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조를 나타낸 도면이다.

도 5는 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조의 마이크로 플라즈마의 상면에 에미션 패턴이 가공되어 있는 모습을 나타낸 도면이다.

도 6은 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조의 마이크로 플라즈마의 상면에 에미션 패턴이 가공되어 있지 않은 모습을 나타낸 도면이다.

도 7은 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조의 교류형 마이크로 플라즈마의 평면도를 나타낸 도면이다.

도 8은 도 7의 A-A선 단면도이다.

도 9는 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조의 교류형 마이크로 플라즈마의 2전극 구조를 나타낸 도면이다.

도 10은 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조의 교류형 마이크로 플라즈마의 3전극 구조를 나타낸 도면이다.

도 11은 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조의 직류형 마이크로 플라즈마의 2전극 구조를 나타낸 도면이다.

도 12는 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조의 직류형 마이크로 플라즈마의 3전극 구조를 나타낸 도면이다.

도 13은 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조의 마이크로 플라즈마의 할로우 캐소드 효과를 보여주는 도면이다.

도 14는 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조의 마이크로 플라즈마의 전자밀도를 상대적으로 도시한 도표이다.

도 15는 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조의 마이크로 플라즈마의 전류대 전압관계를 나타낸 도표이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 액정표시패널 2 : 보호시트

3 : 상부 프리즘 시트 4 : 하부 프리즘 시트

5 : 확산시트 6 : 광도파관

7 : 반사시트 8 : 몰드 프레임

9 : 형광램프 10 : 케이스

20 : 보드 30 : 이차전자 방출 마이크로플라즈마

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 보드가 조립되어 있는 케이스의 후면에 평면 광원체인 이차전자 방출 마이크로 플라즈마가 설치되는 구성으로 이루어진다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니다.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조는, 보드(20)가 조립되어 있는 케이스(10)의 후면에 마이크로 플라즈마(30)가 설치되는 구성으로 이루어진다.

상기한 마이크로 플라즈마(30)의 상면에는 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 에미션 패턴(31)을 가공하여 사용할 수도 있고, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 패턴을 전혀 가공되어 있지 않은 마이크로 플라즈마(40)를 사용할 수도 있다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 실시예에 따른 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조의 작용은 다음과 같다.

개스를 유리속에 봉입하고 전계를 가하면 빛이 발생하는 "방전현상"은 16세기말에 발견된 이래 인간의 생활과 밀접한 관계를 가지고 발전해 왔다. 우리가 흔히 볼 수 있는 "네온사인" 역시 방전현상을 이용하는 것이다.

이러한 "방전현상"을 표시소자로서 응용한 플라즈마 디스플레이에 대한 시도는 1927년 벨(BELL) 연구소에서 행해진 바 있지만 실용화되지 못했고, 50년대에 이르러 닉시(NIXIE)라는 상품명으로 튜브형태의 숫자 표시관이 최초로 상품화되었다. 그 후, 60년대에 이르러 세그먼트형이 상품화되었고, 80년대초에는 후막 인쇄기술의 도입으로 10" 수준의 대용량의 화상이 실현되어 휴대용 컴퓨터를 위시하여 공장자동화, 사무 자동화 분야에서 액정 디스플레이(Liquid Crystal Device, LCD)와 나란히 평판 디스플레이의 중요한 위치를 차지하게 되었다.

상기한 플라즈마 디스플레이는, 첫째로 후막 인쇄기술을 이용하므로 제작이 쉽고, 둘째로 대형화가 용이하며, 세째로 자체발광의 우수한 표시특성이 있으며, 네째로 개스방전이 빠른 구동속도를 가지고 있으며, 다섯째로 시야각이 넓다는 등의 액정 디스플레이가 가지지 못하는 우수한 특성으로 인해서 고화질 텔레비젼(HDTV)과 같이 직시형 벽걸이 텔레비젼의 가장 유력한 수단으로 부각되고 있다.

플라즈마 디스플레이는 크게 직류형과 교류형으로 구분할 수가 있는데 양자의 차이는 구조상으로 직류형은 전극이 개스공간에 노출되어 있고, 교류형은 전극이 유전체로 피복되어 있다는 것이다. 이에 따라 플라즈마 디스플레이를 구동하기 위한 전압도, 직류형은 직류전압을 가하고 있고, 교류형은 시간에 따라 극성이 바뀌는 교류 전압을 가하는 구조로 이루어진다.

도 7 및 도 8에 도시되어 있는 이차전자 방출 마이크로 플라즈마(30)는 교류형으로서, 캐소드층의 위에 유전체 스페이서층이 형성되고, 그 위에 양극으로서 ITO층이 형성되는 구조로 이루어진다.

상기한 교류형 마이크로 플라즈마는 전극의 구조로 볼 때 도 9에 도시되어 있는 바와 같이 음극단자와 양극단자가 형성되어 있는 2전극 구조를 사용할 수도 있고, 도 10에 도시되어 있는 바와 같이 음극단자와 양극단자 및 전원단자가 형성되어 있는 3전극 구조를 사용할 수도 있다.

상기한 교류형 마이크로 플라즈마 대신에 직류형 마이크로 플라즈마를 사용할 수도 있는데, 상기한 직류형 마이크로 플라즈마도 전극의 구조로 볼 때 도 11에 도시되어 있는 바와 같이 음극단자와 양극단자가 형성되어 있는 2전극 구조를 사용할 수도 있고, 도 12에 도시되어 있는 바와 같이 음극단자와 양극단자 및 전원단자가 형성되어 있는 3전극 구조를 사용할 수도 있다.

도 13은 이차전자 방출 마이크로 플라즈마(30)에 에미션 패턴(31)으로서 형성되어 있는 홀의 내부의 전자 진동운동을 도시한 것으로서 할로우 캐소드 효과가 발생되는 모습을 보여주고 있다.

도 14는 이와 같은 할로우 캐소드 효과에 의한 할로우 캐소드 방전이 발생되는 경우에 전자 밀도 및 전자 에너지가 상대적으로 크게 나타나는 모습을 도표로서 도시한 것이다.

도 15는 전류가 증가할수록 플라즈마 반경이 증가되는 모습을 보여주는 마이크로 플라즈마의 전류대 전압관계를 나타내고 있다.

이상의 설명에서와 같이 이 발명의 실시예에서, 형광램프와 광도파관 대신에 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 사용함으로써 전체적인 구조를 간략화함과 동시에 사이즈를 대폭적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라 사용수명도 늘릴 수 있는, 효과를 가진 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조를 제공할 수가 있다. 이 발명의 이와 같은 효과는 노트북 컴퓨터용 표시장치 분야에서 이 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 응용되어 이용될 수가 있다.

Claims (5)

1. (삭제)
2. (3회 정정) 보드가 조립되어 있는 케이스의 후면에 평면 광원체인 이차전자 방출 마이크로 플라즈마가 설치되는 액정표시소자의 백라이트 설치구조에 있어서,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마는 교류형을 사용하며, 할로우 효과에 의해 밀도가 증진된 플라즈마 내부의 다량의 이온이 금속 음극과 충돌할 때 금속 표면에서 2차 전자가 방출되도록 하며,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마에는 미세공이 에미션 패턴으로서 형성되어 있으며,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마는 2전극 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조.
3. (3회 정정) 보드가 조립되어 있는 케이스의 후면에 평면 광원체인 이차전자 방출 마이크로 플라즈마가 설치되는 액정표시소자의 백라이트 설치구조에 있어서,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마는 교류형을 사용하며, 할로우 효과에 의해 밀도가 증진된 플라즈마 내부의 다량의 이온이 금속 음극과 충돌할 때 금속 표면에서 2차 전자가 방출되도록 하며,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마에는 미세공이 에미션 패턴으로서 형성되어 있으며,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마는 3전극 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조.
4. (2회 정정) 보드가 조립되어 있는 케이스의 후면에 평면 광원체인 이차전자 방출 마이크로 플라즈마가 설치되는 액정표시소자의 백라이트 설치구조에 있어서,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마는 직류형을 사용하며, 할로우 효과에 의해 밀도가 증진된 플라즈마 내부의 다량의 이온이 금속 음극과 충돌할 때 금속 표면에서 2차 전자가 방출되도록 하며,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마에는 미세공이 에미션 패턴으로서 형성되어 있으며,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마는 2전극 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조.
5. (2회 정정) 보드가 조립되어 있는 케이스의 후면에 평면 광원체인 이차전자 방출 마이크로 플라즈마가 설치되는 액정표시소자의 백라이트 설치구조에 있어서,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마는 직류형을 사용하며, 할로우 효과에 의해 밀도가 증진된 플라즈마 내부의 다량의 이온이 금속 음극과 충돌할 때 금속 표면에서 2차 전자가 방출되도록 하며,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마에는 미세공이 에미션 패턴으로서 형성되어 있으며,

   상기한 이차전자 방출 마이크로 플라즈마는 3전극 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이차전자 방출 마이크로 플라즈마를 이용한 액정표시소자의 백라이트 설치구조.