KR100596907B1 - 면광원 장치 및 이를 갖는 백 라이트 유닛 - Google Patents

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Abstract

면광원 장치는 발광 영역과 비발광 영역으로 구분되는 복수개의 방전 공간들이 내부에 형성된 광원 몸체를 포함한다. 발광 영역은 제 1 단면적을 갖고, 비발광 영역은 제 1 단면적보다 넓은 제 2 단면적을 갖는다. 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극이 비발광 영역과 대응하는 광원 몸체에 제공된다. 비발광 영역이 발광 영역보다 넓은 단면적을 갖게 됨으로써, 비발광 영역에 보다 많은 방전 가스가 분포될 수가 있게 된다. 따라서, 전극이 암부로 작용하는 현상이 억제됨과 아울러 면광원 장치의 수명도 연장된다.

Description

면광원 장치 및 이를 갖는 백 라이트 유닛{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE AND BACK LIGHT UNIT HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱa-Ⅱb 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲa-Ⅲb 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 제 1 기판 상에 격벽들이 배치된 구조를 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이다.
도 6은 도 5의 Ⅵa-Ⅵb 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 도 5의 Ⅶa-Ⅶb 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이다.
도 9는 도 8의 Ⅸa-Ⅸb 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 10은 도 8의 Ⅹa-Ⅹb 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 제 1 기판 상에 격벽부들이 배치된 구조를 나타낸 평면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예 4에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이다.
도 13은 도 12의 ⅩⅢa-ⅩⅢb 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 14는 도 12의 ⅩⅣa-ⅩⅣb 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 실시예 5에 따른 면광원 장치를 나타낸 평면도이다.
도 16은 본 발명의 실시예 6에 따른 면광원 장치를 나타낸 평면도이다.
도 17은 본 발명의 실시예 7에 따른 백 라이트 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
110 : 광원 몸체 111 : 제 1 기판
112 : 제 2 기판 114 : 공간 확장부
120 : 격벽 130 : 밀봉부재
140 : 방전 공간 150 : 전극
본 발명은 면광원 장치 및 이를 갖는 백 라이트 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 면 형태로 광을 출사하는 면광원 장치와, 이러한 면광원 장치를 광원으로 갖는 백 라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 액정(liquid crystal; LC)은 전기적 특성 및 광학적 특성을 함께 갖는다. 액정은 전기적 특성에 의해 전계의 방향에 대응하여 배열이 변경되고, 광학적 특성에 의해 배열에 대응하여 광의 투과율을 변경시킨다.
액정표시장치는 액정의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 디스플레이한다. 액정표시장치는 CRT 등에 비하여 부피가 매우 작고 무게가 가벼운 장점을 갖고, 이 결과 휴대용 컴퓨터, 통신 기기, 액정 TV(liquid crystal television receiver) 및 우주 항공 산업 등에 널리 사용되고 있다.
액정을 제어하기 위해, 액정표시장치는 액정을 제어하는 액정 제어 파트(liquid crystal controlling part) 및 액정에 광을 공급하는 광 공급 파트(light supplying part)를 필요로 한다.
액정 제어 파트는 제1기판에 배치된 화소전극(pixel electrode), 제2기판에 배치된 공통전극(common electrode) 및 화소전극과 공통전극의 사이에 개재된 액정을 포함한다. 화소전극은 해상도에 대응하여 다수개로 이루어지고, 공통전극은 화소전극과 대향하며 1개로 이루어진다. 각 화소전극에는 서로 다른 레벨을 갖는 화소전압(pixel voltage)을 인가하기 위해 박막 트랜지스터(thin film transistor; TFT)가 연결되고, 공통전극에는 동일한 레벨의 레퍼런스 전압(reference voltage)이 인가된다. 화소 전극 및 공통전극은 도전성을 갖는 투명한 물질로 이루어진다.
광 공급 파트는 액정 제어 파트의 액정에 광을 공급한다. 광은 화소전극, 액정 및 공통전극을 순차적으로 통과한다. 이때, 액정을 통과한 영상의 표시 품질은 광 공급 파트의 휘도 및 휘도 균일성에 의하여 크게 좌우된다. 일반적으로 휘도 및 휘도 균일성이 높을수록 표시 품질은 양호해진다.
종래 액정표시장치의 광 공급 파트는 막대 형상을 갖는 냉음극선관 방식 램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL) 또는 도트 형상을 갖는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)가 주로 사용된다. 냉음극선관 방식 램프는 휘도가 높고 수명이 길으며, 백열등에 비하여 매우 작은 발열량을 갖는 장점을 갖는다. 한편, 발광 다이오드는 저소비전력 및 고휘도 장점을 갖는다. 그러나 종래 냉음극선 관 방식 램프 또는 발광 다이오드는 휘도 균일성이 취약한 단점을 갖는다.
따라서, 냉음극선관 방식 램프 또는 발광 다이오드를 광원으로 갖는 광 공급 파트는 휘도 균일성을 증가시키기 위해 도광판(light guide panel; LGP), 확산 부재(diffusion member) 및 프리즘 시트(prism sheet) 등과 같은 광학 부재(optical member)를 포함한다. 이로 인해 냉음극선관 방식 램프 또는 발광 다이오드를 사용하는 액정표시장치는 광학 부재에 의한 부피 및 무게가 크게 증가되는 문제점을 갖는다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 평판 형태의 면광원 장치가 제시되었다. 종래의 면광원 장치는 격벽 분리형과 격벽 일체형으로 구분할 수 있다.
종래의 격벽 분리형 면광원 장치는 제 1 기판, 제 1 기판 상에 배치된 제 2 기판, 및 제 1 및 제 2 기판의 가장자리 사이에 배치되어 내부 공간을 한정하는 밀봉부재를 포함한다. 격벽들이 내부 공간에 배열되어, 내부 공간을 방전 가스가 주입되는 복수개의 방전 공간들로 구획한다. 제 1 및 제 2 기판의 내면들에는 형광층이 형성된다. 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극이 제 1 및 제 2 기판의 양측 가장자리 외면을 따라 형성된다.
한편, 종래의 격벽 일체형 면광원 장치는 제 1 기판과, 제 1 기판 상에 배치된 제 2 기판을 포함한다. 제 2 기판은 복수개의 격벽부를 일체로 갖는다. 격벽부들이 제 1 기판에 맞대어져서, 방전 가스가 주입되는 복수개의 방전 공간들이 형성된다. 최외곽 격벽부들은 실링용 프릿을 매개로 제 1 기판에 접합된다. 제 1 및 제 2 기판의 내면들에 형광층이 형성된다. 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극은 제 1 및 제 2 기판의 외주면을 둘러싼다.
상기와 같은 종래의 면광원 장치들에서, 각 방전 공간들을 서로 연통시키기 위해, 격벽들과 격벽부들이 사행 구조로 배열되거나, 또는 격벽들과 격벽부들에 연통공이 형성된다.
그러나, 종래의 면광원 장치에서는, 외부 전극으로 둘러싸인 비발광 영역이 외부 전극으로 둘러싸이지 않은 발광 영역과 실질적으로 동일한 폭과 높이를 갖는다. 한편, 상기 비발광 영역과 발광 영역은 면광원 장치를 점등시키기 위해 필요한 관전류를 갖는다. 일반적으로, 고휘도 구현에 필요한 적정 관전류를 갖기 위해서는, 기판의 두께가 얇을수록 바람직하다. 만일, 기판의 두께가 두꺼우면, 플라즈마로부터 발생된 열의 전달 시간이 기판의 두께가 얇은 면광원 장치보다 늦게 전달되어, 면광원 장치의 광속 및 휘도가 저하된다. 이와 같이, 기판의 두께가 얇을수록 면광원 장치가 향상된 휘도를 갖게 되지만, 기판의 두께를 줄이는데는 한계가 있다.
또한, 종래의 면광원 장치에서는, 외기와 인접한 최외곽 방전 공간이 중앙부 방전 공간보다 빨리 냉각되어, 최외곽 방전 공간이 중앙부 방전 공간보다 낮은 휘도를 갖게 된다.
본 발명은 비발광 영역 내부에서 많은 양의 2차 전자가 발생될 수 있도록 하여, 균일한 휘도를 갖는 면광원 장치를 제공한다.
아울러, 본 발명은 상기와 같은 면광원 장치를 광원으로 갖는 백 라이트 유 닛을 제공한다.
본 발명의 일 견지에 따른 면광원 장치는 발광 영역과 비발광 영역으로 구분되는 복수개의 방전 공간들이 내부에 형성된 광원 몸체를 포함한다. 발광 영역은 제 1 단면적을 갖고, 비발광 영역은 제 1 단면적보다 넓은 제 2 단면적을 갖는다. 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극이 비발광 영역과 대응하는 광원 몸체에 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 비발광 영역은 발광 영역보다 넓은 폭, 높은 높이 또는 넓은 폭과 높은 높이를 가져서, 발광 영역의 제 1 단면적보다 넓은 제 2 단면적을 가질 수 있다. 부가적으로, 방전 공간들 중에서 최외곽에 배치된 2개의 방전 공간들의 비발광 영역은 제 2 단면적보다 넓은 제 3 단면적을 갖는다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전극은 광원 몸체의 양측 외면에 형성된 다. 최외곽 방전 공간 상에 배치된 전극의 가장자리부가 중앙 방전 공간들 상에 배치된 전극의 중앙부보다 넓은 폭을 갖도록 보조 전극부가 전극의 가장자리부에 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 광원 몸체는 제 1 기판, 제 1 기판의 상부에 배치된 제 2 기판, 제 1 및 제 2 기판의 가장자리 사이에 개재되어 내부 공간을 한정하는 밀봉 부재, 및 내부 공간에 배치되어 상기 방전 공간들을 형성하는 격벽들을 포함한다. 비발광 영역과 대응하는 제 2 기판 부분에 공간 확장부가 형성되어, 상기 공간 확장부에 의해 비발광 영역이 제 2 단면적을 가질 수 있다. 또는, 비발광 영역과 대응하는 제 1 기판 부분에 공간 확장부들이 하부를 향해 형성될 수 있다. 부가적으로, 방전 공간들 중에서 최외곽에 배치된 2개의 방전 공간들을 형성하는 제 1 기판 및/또는 제 2 기판의 양측부에 제 2 공간 확장부가 형성되어, 최외곽 방전 공간들의 비발광 영역이 제 2 단면적보다 넓은 제 3 단면적을 가질 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 광원 몸체는 제 1 기판, 및 제 1 기판 상에 접합되어 상기 방전 공간들을 형성하는 격벽부들을 일체로 갖는 제 2 기판을 포함한다. 비발광 영역과 대응하는 제 2 기판 부분에 공간 확장부가 형성되어, 상기 공간 확장부에 의해 비발광 영역이 제 2 단면적을 가질 수 있다. 또는, 비발광 영역과 대응하는 제 1 기판 부분에 공간 확장부들이 형성될 수 있다. 부가적으로, 방전 공간들 중에서 최외곽에 배치된 2개의 방전 공간들을 형성하는 제 1 기판 및/또는 제 2 기판의 양측부에 제 2 공간 확장부가 형성되어, 최외곽 방전 공간들의 비발광 영역이 제 2 단면적보다 넓은 제 3 단면적을 가질 수도 있다.
본 발명의 또 다른 견지에 따른 면광원 장치는 방전 가스가 주입되는 중앙 방전 공간들과 최외곽 방전 공간들을 갖는 광원 몸체를 포함한다. 중앙 방전 공간들은 실질적으로 동일한 폭을 갖는 중앙 발광 영역과 중앙 비발광 영역을 갖는다. 최외곽 방전 공간들은 제 1 단면적을 갖는 최외곽 발광 영역과 상기 제 1 단면적보다 넓은 제 2 단면적을 갖는 최외곽 비발광 영역으로 구분된다. 전극이 광원 몸체 부분에 제공되어 방전 가스로 전압을 인가한다.
본 발명의 또 다른 견지에 따른 백 라이트 유닛은 면광원 장치, 면광원 장치 를 수납하는 상하부 케이스, 면광원 장치와 상부 케이스 사이에 개재된 광학 시트, 및 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 면광원 장치에 인가하는 인버터를 포함한다. 면광원 장치는 발광 영역과 비발광 영역으로 구분되는 복수개의 방전 공간들이 내부에 형성된 광원 몸체를 포함한다. 발광 영역은 제 1 단면적을 갖고, 비발광 영역은 제 1 단면적보다 넓은 제 2 단면적을 갖는다. 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극이 비발광 영역과 대응하는 광원 몸체 부분에 제공된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 전극이 위치하는 비발광 영역이 발광 영역보다 넓은 단면적을 갖게 됨으로써, 비발광 영역에 보다 많은 방전 가스가 분포될 수가 있게 된다. 따라서, 전극이 암부로 작용하는 현상이 억제됨과 아울러 면광원 장치의 수명도 연장된다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명한다.
실시예 1
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱa-Ⅱb 선을 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅲa-Ⅲb 선을 따라 절단한 단면도이고, 도 4는 제 1 기판 상에 격벽들이 배치된 구조를 나타낸 평면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(100)는 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체(110), 및 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극(150)을 포함한다. 한편, 방전 가스로는 수은(mercury) 가스, 아르곤(argon) 가스, 네온(neon) 가스, 크세논(xenon) 가스 등이 사용될 수 있다.
본 실시예에 따른 면광원 장치(100)는 격벽 분리형이다. 따라서, 광원 몸체(110)는 제 1 기판(111), 제 1 기판(111) 상에 배치된 제 2 기판(112), 제 1 및 제 2 기판(111, 112)의 가장자리 사이에 배치되어 내부 공간을 한정하는 밀봉부재(130), 및 내부 공간을 복수개의 방전 공간(140)들로 구획하는 격벽(120)들을 포함한다.
제 1 및 제 2 기판(111, 112)은 가시광은 투과시키고 자외선은 차단하는 유리 재질로 이루어진다. 제 2 기판(112)이 방전 공간(140)에서 발생된 광이 출사되는 출사면이 된다.
격벽(120)들은 제 1 방향을 따라 내부 공간에 평행하게 배열되어, 내부 공간을 스트라이프 형태인 복수개의 방전 공간(140)들로 구획한다. 격벽(120)들의 하면은 제 1 기판(111)에 맞대어지고, 상면은 제 2 기판(112)에 맞대어진다. 각 방전 공간(140)들로 방전 가스를 주입하기 위해서, 격벽(120)들은 사행 구조로 배열되거나 또는 연통로(미도시)가 격벽(120)들에 형성될 수 있다.
전극(150)은 제 1 기판(111)의 밑면에 형성된 제 1 전극(152), 및 제 2 기판(112)의 상면에 형성된 제 2 전극(154)을 포함한다. 특히, 제 1 및 제 2 전극(152, 154)들은 제 1 방향과 실질적으로 직교하는 제 2 방향을 따라 제 1 및 제 2 기판(111, 112)의 양측 가장자리에 배치된다. 한편, 전극(150)은 도전성 테이프 또는 도전성 페이스트를 포함할 수 있다.
한편, 방전 공간(140)은 전극(150)으로 둘러싸인 비발광 영역(144), 및 전극(150)으로 둘러싸이지 않은 발광 영역(142)으로 구분될 수 있다. 전술된 바와 같이, 전극(150)은 제 1 및 제 2 기판(111, 112)의 양측 가장자리에 배치되어 있으므로, 비발광 영역(144)은 방전 공간(140)의 양측부 공간에 해당되고, 양측부 공간을 제외한 나머지 공간인 방전 공간(140)의 중앙부 공간이 발광 영역(142)에 해당된다. 이와 같이, 발광 영역(142)과 비발광 영역(144)은 전극(150)의 위치에 따라 변경된다.
공간 확장부(114)들이 제 2 기판(112)의 양측부 상면으로부터 위를 향해 형성된다. 본 실시예에 따른 공간 확장부(114)는 대략 반원형의 단면 형상을 갖는다. 물론, 공간 확장부(114)는 직사각형의 단면, 사다리꼴의 단면, 삼각형의 단면 형상 등을 가질 수도 있다. 공간 확장부(114)는 전극(150)의 폭과 실질적으로 동일한 폭을 갖는다. 따라서, 공간 확장부(114)는 비발광 영역(144)을 한정하는 제 2 기판(112)의 양측부 상면에 형성된다.
공간 확장부(114)에 의해서, 비발광 영역(144)은 발광 영역(142)의 제 1 폭(W1)보다 넓은 제 2 폭(W2), 발광 영역(142)의 제 1 높이(H1)보다 높은 제 2 높이(H2)를 갖게 된다. 비발광 영역(144)의 제 2 높이(H2)는 제 2 기판(112)으로부터 돌출된 공간 확장부(114)의 높이만큼 발광 영역(142)의 제 1 높이(H1)보다 높다. 또한, 비발광 영역(144)은 비발광 영역(144)에 위치하는 격벽(120) 부분의 폭이 줄어드는 것에 의해 제 2 폭(W2)을 갖게 된다.
따라서, 격벽(120)은 발광 영역(142)에 위치하는 제 1 격벽부(122), 및 비발 광 영역(144)에 위치하고 제 1 격벽부(122)보다 좁은 폭을 갖는 제 2 격벽부(124)로 구분된다. 한편, 본 실시예에서는, 제 1 격벽부(122)와 제 2 격벽부(124) 간의 계면이 제 1 방향과 실질적으로 직교하는 것으로 예시되었으나, 상기 계면은 테이퍼(taper) 형상일 수도 있다. 상기 계면이 테이퍼 형상일 경우, 제 2 격벽부(124)의 폭은 제 1 격벽부(122)의 폭으로부터 점진적으로 줄어들게 된다.
이와 같이, 비발광 영역(144)은 발광 영역(142)보다 높은 높이와 넓은 폭을 가짐으로써, 비발광 영역(144)은 발광 영역(142)의 제 1 단면적보다 넓은 제 2 단면적을 갖게 된다. 그러므로, 비발광 영역이 발광 영역과 실질적으로 동일한 단면적을 갖는 종래 기술과 비교해서, 비발광 영역(144)에 보다 많은 방전 가스가 분포될 수가 있게 된다. 이에 의해서, 비발광 영역(144)에서 보다 많은 2차 전자가 발생되어, 전극(150)이 면광원 장치(100)의 암부로 작용하는 현상이 억제된다. 또한, 비발광 영역(144)에서의 수은 가스의 감소량이 줄어들게 됨으로써, 면광원 장치(100)의 수명도 연장된다.
한편, 본 실시예에서는, 비발광 영역(144)이 발광 영역(142)보다 높은 높이와 넓은 폭을 가짐으로써, 발광 영역(142)의 제 1 단면적보다 넓은 제 2 단면적을 갖는 것으로 예시하였다. 그러나, 비발광 영역(144)은 발광 영역(142)의 제 1 높이(H1)와 실질적으로 동일한 높이를 가지면서 발광 영역(142)의 제 1 폭(H1)보다 넓은 제 2 폭(W2)만을 가질 수 있다. 또는, 비발광 영역(144)은 발광 영역(142)의 제 1 폭(W1)과 실질적으로 동일한 폭을 가지면서 발광 영역(142)의 제 1 높이(H1)보다 높은 제 2 높이(H2)만을 가질 수도 있다.
한편, 제 2 전극(154)은 공간 확장부(114)들 상을 따라 형성되므로, 제 2 전극(154)도 공간 확장부(114)의 형상과 대응하는 아치형의 굴곡진 형상을 갖게 된다. 반면에, 제 1 전극(152)은 평평한 형상을 갖는다.
여기서, 각 방전 공간(140)들 중에서, 양측 최외곽에 배치된 방전 공간(140)들은 밀봉 부재(130)에 의해서만 외부와 격리된 상태이다. 이로 인하여, 최외곽 방전 공간(140)들은 외부와의 활발한 열교환 작용으로 인해서 다른 방전 공간(140)들에 비해서 빠르게 냉각되기 때문에, 광발생 효율이 다른 방전 공간(140)에 비해서 낮아질 소지가 있다. 특히, 전술된 바와 같이, 넓은 단면적을 갖는 최외곽 방전 공간(140)들 내의 비발광 영역(146)에서 광발생 효율이 더욱 낮아질 소지가 있다.
이를 해소하기 위해, 보조 전극부(156)들이 최외곽 비발광 영역(146)들의 상하부에 배치된 제 1 및 제 2 전극(152, 154)의 양측부로부터 제 1 방향을 따라 연장된다. 보조 전극부(156)에 의해 보다 많은 전압이 최외곽 비발광 영역(146) 내의 방전 가스로 인가될 수가 있게 되므로, 최외곽 비발광 영역(146)에서의 광발생 효율이 저하되는 것을 억제할 수가 있게 된다.
부가적으로, 공간 확장부(114)들보다 높은 높이를 갖는 보조 공간 확장부(116)들이 최외곽 비발광 영역(146)들을 한정하는 제 2 기판(112)의 양측부에 위를 향해 형성된다. 따라서, 최외곽 비발광 영역(146)들은 나머지 중앙 비발광 영역(144)의 제 2 단면적보다 넓은 제 3 단면적을 갖게 되어, 최외곽 비발광 영역(146) 내에 중앙 비발광 영역(144)에 비해서 보다 많은 양의 방전 가스가 분포될 수가 있게 된다. 그러므로, 최외곽 비발광 영역(146)은 중앙 비발광 영역(144)의 휘도와 유사한 휘도를 나타낼 수가 있게 된다.
한편, 반사층(170)이 제 1 기판(111)의 표면에 형성된다. 반사층(170)은 방전 공간(140)에서 발생된 광 중 제 1 기판(111) 방향으로 향하는 광을 제 2 기판(112) 방향으로 반사시키는 역할을 한다. 제 1 형광층(161)이 반사층(170)의 표면에 형성된다. 제 2 형광층(162)이 제 2 기판(112)의 밑면에 형성된다.
실시예 2
도 5는 본 발명의 실시예 2에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 Ⅵa-Ⅵb 선을 따라 절단한 단면이며, 도 7은 도 5의 Ⅶa-Ⅶb 선을 따라 절단한 단면도이다.
본 실시예에 따른 면광원 장치(100a)는 공간 확장부의 형성 위치를 제외하고는 실시예 1에 따른 면광원 장치(100)와 실질적으로 동일한 구성으로 이루어진다. 따라서, 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조부호로 나타내고, 또한 동일한 부재들에 대한 설명은 생략한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 공간 확장부(113)가 제 2 기판(112)이 아니라 제 1 방향을 따른 제 1 기판(111)의 양측부로부터 아래를 향해 형성된다. 공간 확장부(113)들은 방전 공간(140)의 비발광 영역(144a)과 대응하는 제 1 기판(111)의 양측부에 위치하여, 비발광 영역(144a)이 발광 영역(142)보다 넓은 단면적을 갖게 된다. 본 실시예에 따른 공간 확장부(113)에 의해, 비발광 영역(144a)이 발광 영역(142)보다 높은 높이와 넓은 폭을 갖게 된다. 그러나, 비발광 영역(144a)은 발광 영역(142)의 폭과 실질적으로 동일한 폭을 가지면서 발광 영역(142)의 높이보다 높은 높이만을 가질 수도 있다.
또한, 보조 공간 확장부(115)들이 최외곽 비발광 영역(146a)을 한정하는 제 2 방향을 따른 제 1 기판(111)의 양측부로부터 아래를 향해 형성된다. 따라서, 최외곽 비발광 영역(146a)들은 나머지 중앙 비발광 영역(144a)들보다 넓은 단면적을 갖게 된다.
비발광 영역(144a)을 한정하는 전극(150a)은 제 1 기판(111)의 밑면에 형성된 제 1 전극(152a), 및 제 2 기판(112)의 상면에 형성된 제 2 전극(154a)을 포함한다. 공간 확장부(113)가 제 1 기판(111)에 형성되어 있으므로, 제 1 전극(152a)은 공간 확장부(113)의 형상과 대응하는 굴곡진 형상을 갖게 되고, 제 2 전극(154a)은 평평한 형상을 갖게 된다.
한편, 전술한 실시예 1 및 2에서는, 공간 확장부가 제 1 기판(111) 또는 제 2 기판(112) 중 어느 하나에만 형성되는 것으로 설명되었으나, 공간 확장부는 제 1 및 제 2 기판(111, 112) 모두에 형성될 수도 있다.
실시예 3
도 8은 본 발명의 실시예 3에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이고, 도 9는 도 8의 Ⅸa-Ⅸb 선을 따라 절단한 단면도이며, 도 10은 도 8의 Ⅹa-Ⅹb 선을 따라 절단한 단면도이고, 도 11은 제 1 기판 상에 격벽부들이 배치된 구조를 나타낸 평면도이다.
도 8 내지 도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(200)는 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체(210), 및 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극(250)을 포함한다.
본 실시예에 따른 면광원 장치(200)는 격벽 일체형이다. 따라서, 광원 몸체(210)는 제 1 기판(211), 및 제 1 기판(211) 상에 배치되고 격벽부(220)들을 일체로 갖는 제 2 기판(212)을 포함한다. 제 1 방향을 따라 배열된 격벽부(220)들이 제 1 기판(211)에 맞대어져서, 대략 아치 형상인 복수개의 방전 공간(240)들을 형성한다. 각 방전 공간(240)들로 방전 가스를 주입하기 위해서, 격벽부(220)들은 사행 구조로 배열되거나 또는 연통로(미도시)가 격벽부(220)들에 형성될 수 있다. 특히, 연통로는 격벽부(220) 상에 사선형 또는 S자 형태로 형성될 수 있다. 한편, 본 실시예에 따른 격벽부(220)들은 대략 1 내지 5㎜ 정도의 폭을 갖는다.
전극(250)은 제 1 방향과 실질적으로 직교하는 제 2 방향을 따라 광원 몸체(210)의 양측 가장자리 상을 따라 배열된다. 전극(250)은 제 1 기판(211)의 밑면에 형성된 제 1 전극(252), 및 제 2 기판(212)의 상면에 형성된 제 2 전극(254)을 포함한다. 한편, 방전 공간(240)은 전극(250)으로 둘러싸인 비발광 영역(244), 및 전극(250)으로 둘러싸이지 않은 발광 영역(242)으로 구분된다. 보조 전극부(256)들이 최외곽 비발광 영역(244)들의 상하부에 배치된 제 1 및 제 2 전극(252, 254)의 양측부로부터 연장된다.
공간 확장부(214)들이 비발광 영역(244)에 해당하는 제 2 기판(212)의 양측부 상면으로부터 위를 향해 형성된다. 공간 확장부(214)는 전극(250)의 폭과 실질 적으로 동일한 폭을 갖는다.
공간 확장부(214)에 의해서, 비발광 영역(244)은 발광 영역(242)의 제 3 폭(W3)보다 넓은 제 4 폭(W4), 발광 영역(242)의 제 3 높이(H3)보다 높은 제 4 높이(H4)를 갖게 된다. 특히, 비발광 영역(244)은 비발광 영역(244)에 위치하는 격벽부(220) 부분의 폭이 줄어드는 것에 제 4 폭(W4)을 갖게 된다. 따라서, 격벽부(220)는 발광 영역(242)에 위치하는 제 1 격벽부(222), 및 비발광 영역(244)에 위치하고 제 1 격벽부(222)보다 좁은 폭을 갖는 제 2 격벽부(224)로 구분된다.
부가적으로, 공간 확장부(214)들보다 높은 높이를 갖는 보조 공간 확장부(216)들이 최외곽 비발광 영역(246)들을 한정하는 제 2 기판(212)의 양측부에 위를 향해 형성된다.
한편, 비발광 영역(244)은 발광 영역(242)의 제 3 높이(H3)와 실질적으로 동일한 높이를 가지면서 발광 영역(242)의 제 3 폭(H3)보다 넓은 제 4 폭(W4)만을 가질 수 있다. 또는, 비발광 영역(244)은 발광 영역(242)의 제 3 폭(W3)과 실질적으로 동일한 폭을 가지면서 발광 영역(242)의 제 3 높이(H3)보다 높은 제 4 높이(H4)만을 가질 수도 있다.
반사층(270)이 제 1 기판(211)의 표면에 형성된다. 제 1 형광층(261)이 반사층(270)의 표면에 형성된다. 제 2 형광층(262)이 제 2 기판(212)의 밑면에 형성된다.
실시예 4
도 12는 본 발명의 실시예 4에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이고, 도 13은 도 12의 ⅩⅢa-ⅩⅢb 선을 따라 절단한 단면이며, 도 14는 도 12의 ⅩⅣa-ⅩⅣb 선을 따라 절단한 단면도이다.
본 실시예에 따른 면광원 장치(200a)는 공간 확장부의 형성 위치를 제외하고는 실시예 3에 따른 면광원 장치(200)와 실질적으로 동일한 구성으로 이루어진다. 따라서, 동일한 부재들에 대해서는 동일한 참조부호로 나타내고, 또한 동일한 부재들에 대한 설명은 생략한다.
도 12 내지 도 14를 참조하면, 공간 확장부(213)가 제 1 기판(211)의 양측부로부터 아래를 향해 형성된다. 공간 확장부(213)에 의해, 비발광 영역(244a)이 발광 영역(242)보다 높은 높이와 넓은 폭을 갖게 된다. 그러나, 비발광 영역(244a)은 발광 영역(242)의 폭과 실질적으로 동일한 폭을 가지면서 발광 영역(242)의 높이보다 높은 높이만을 가질 수도 있다. 또한, 보조 공간 확장부(215)들이 최외곽 비발광 영역(246a)을 한정하는 제 2 방향을 따른 제 1 기판(211)의 양측부로부터 아래를 향해 형성된다.
비발광 영역(244a)을 한정하는 전극(250a)은 제 1 기판(211)의 밑면에 형성된 제 1 전극(252a), 및 제 2 기판(212)의 상면에 형성된 제 2 전극(254a)을 포함한다.
여기서, 전술한 실시예 3 및 4에서는, 공간 확장부가 제 1 기판(211) 또는 제 2 기판(212) 중 어느 하나에만 형성되는 것으로 설명되었으나, 공간 확장부는 제 1 및 제 2 기판(211, 212) 모두에 형성될 수도 있다.
한편, 전술한 전극 구조는 상기 실시예들에 언급된 면광원 장치들에만 국한되어 적용됨은 아니다. 다양한 형상을 갖는 다른 면광원 장치에도 본 발명에 따른 전극 구조가 적용될 수 있음은 당업자에게는 자명할 것이다.
실시예 5
도 15는 본 발명의 실시예 5에 따른 면광원 장치를 나타낸 평면도이다.
본 실시예에 따른 면광원 장치(100b)는 방전 공간들의 형상을 제외하고는 실시예 1에 따른 면광원 장치(100)와 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함한다. 따라서, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(100b)는 중앙 방전 공간(146)들을 한정하는 중앙 격벽(126)들과, 최외곽 방전 공간(140b)들을 한정하는 최외곽 격벽들(120b)을 포함한다.
중앙 격벽(126)들은 실질적으로 동일한 폭들을 갖는다. 따라서, 중앙 격벽(126)들에 의해 한정되는 중앙 방전 공간(146)들도 동일한 폭들을 갖게 된다. 그러므로, 중앙 방전 공간(146)들은 실질적으로 동일한 폭을 갖는 중앙 발광 영역과 중앙 비발광 영역을 갖는다.
반면에, 최외곽 격벽(120b)들 각각은 최외곽 발광 영역(142b)에 위치하는 제 1 격벽부(122b), 및 최외곽 비발광 영역(144b)에 위치하고 제 1 격벽부(122b)보다 좁은 폭을 갖는 제 2 격벽부(124b)로 구분된다.
즉, 공간 확장부들이 제 2 기판의 최외곽 양측부에 형성된다. 실시예 1에서는 공간 확장부들이 제 2 기판의 양측부에 전체적으로 형성된 반면에, 본 실시예에서는 공간 확장부들이 제 2 기판의 중앙 양측부에는 형성되지 않고 제 2 기판의 최외곽 양측부에만 형성된다. 특히, 공간 확장부들은 밀봉부재(130)의 내측면과 제 2 격벽부(124b)의 외측면 각각에 형성된다. 따라서, 중앙 방전 공간(146)들은 공간 확장부를 갖지 않고, 최외곽 방전 공간(140b)들만이 공간 확장부를 갖게 된다.
그러므로, 중앙 방전 공간(146)들은 실질적으로 동일한 폭을 갖는 발광 영역과 비발광 영역을 갖게 된다. 반면에, 공간 확장부들을 갖는 최외곽 방전 공간(140b)들은 제 1 폭(W1)을 갖는 최외곽 발광 영역(142b), 및 제 1 폭(W1)보다 넓은 제 2 폭(W2)을 갖는 최외곽 비발광 영역(144b)을 갖게 된다. 또한, 실시예 1과 같이, 최외곽 비발광 영역(144b)은 최외곽 발광 영역(142b)의 제 1 높이보다 높은 제 2 높이를 가질 수도 있다.
여기서, 본 실시예에서는, 면광원 장치(100b)가 격벽 독립형인 것으로 예시하여 설명하였으나, 면광원 장치(100b)는 격벽 일체형일 수도 있다. 또한, 전술된 실시예들에서 언급된 구조들이 본 실시예의 공간 확장부에 채용될 수 있다.
실시예 6
도 16은 본 발명의 실시예 6에 따른 면광원 장치를 나타낸 평면도이다.
본 실시예에 따른 면광원 장치(100c)는 최외곽 방전 공간들의 형상을 제외하고는 실시예 5에 따른 면광원 장치(100b)와 실질적으로 동일한 구성요소들을 포함 한다. 따라서, 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 참조부호들로 나타내고, 또한 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 16을 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(100c)의 최외곽 격벽(120c)들 각각은 최외곽 발광 영역(142c)에 위치하는 제 1 격벽부(122c), 및 최외곽 비발광 영역(144c)에 위치하고 제 1 격벽부(122c)보다 좁은 폭을 갖는 제 2 격벽부(124c)로 구분된다.
특히, 공간 확장부들이 밀봉부재(130)의 내측면에는 형성되지 않고 제 2 격벽부(124c)의 외측면에만 형성된다. 따라서, 최외곽 방전 공간(140b)들은 제 1 폭(W1)을 갖는 최외곽 발광 영역(142c), 및 제 1 폭(W1)보다 넓은 제 2 폭(W3)을 갖는 최외곽 비발광 영역(144c)을 갖게 된다. 또한, 실시예 1과 같이, 최외곽 비발광 영역(144c)은 최외곽 발광 영역(142c)의 제 1 높이보다 높은 제 2 높이를 가질 수도 있다.
여기서, 본 실시예에서는, 면광원 장치(100c)가 격벽 독립형인 것으로 예시하여 설명하였으나, 면광원 장치(100c)는 격벽 일체형일 수도 있다. 또한, 전술된 실시예들에서 언급된 구조들이 본 실시예의 공간 확장부에 채용될 수 있다.
실시예 7
도 17은 본 발명의 실시예 7에 따른 백 라이트 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.
도 17을 참조하면, 본 실시예에 따른 백 라이트 유닛(1000)은 실시예 3에 따 른 면광원 장치(200), 상하부 케이스(1100, 1200), 광학 시트(900) 및 인버터(1300)를 포함한다.
면광원 장치(200)는 도 8에 도시한 면광원 장치와 실질적으로 동일한 구성으로 이루어지므로, 면광원 장치(200)에 대한 설명은 생략한다. 한편, 전술한 다른 실시예들에 따른 면광원 장치들이 백 라이트 유닛(1000)에 채용될 수도 있다.
하부 케이스(1200)는 면광원 장치(200)를 수납하기 위하여 바닥부(1210) 및 바닥부(1210)의 가장자리로부터 수납 공간을 형성하기 위해 연장된 복수의 측벽(1220)으로 이루어진다. 면광원 장치(200)는 하부 케이스(1200)의 수납 공간에 수납된다.
인버터(1300)는 하부 케이스(1200)의 배면에 배치되며, 면광원 장치(200)를 구동하기 위한 방전 전압을 발생시킨다. 인버터(1300)로부터 발생된 방전 전압은 제 1 및 제 2 전원선(1352, 1354)을 통해 면광원 장치(200)의 전극(250)에 각각 인가된다.
광학 시트(900)는 면광원 장치(200)로부터 출사되는 광을 균일하게 확산시키기 위한 확산판(미도시)과, 확산된 광에 직진성을 부여하기 위한 프리즘 시트(미도시)로 이루어질 수 있다.
상부 케이스(1100)는 하부 케이스(1200)에 결합되어 면광원 장치(200)와 광학 시트(900)를 지지한다. 상부 케이스(1100)는 면광원 장치(200)가 하부 케이스(1200)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
한편, 영상을 표시하는 액정표시패널(미도시)이 상부 케이스(1100)의 상부에 배치될 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따르면, 광원 몸체에 형성된 공간 확장부에 의해, 비발광 영역이 발광 영역보다 넓은 단면적을 갖게 된다. 따라서, 비발광 영역 내에 보다 많은 양의 방전 가스가 분포될 수가 있게 됨으로써, 비발광 영역 내에서 보다 많은 2차 전자가 발생될 수가 있다. 그러므로, 비발광 영역으로부터의 광발생 효율이 향상되어, 전극이 면광원 장치의 암부로 작용하는 현상이 억제되고, 또한 면광원 장치의 수명도 연장될 수가 있게 된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 방전 가스가 주입되는 복수 개의 방전 공간들이 내부에 형성되는 광원 몸체와
    상기 광원 몸체의 외면에 제공되어, 상기 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극을 포함하여 이루어지되,
    상기 방전 공간들은, 외면에 상기 전극이 구비되는 비발광 영역과 상기 전극이 구비되지 않은 발광 영역을 가지고,
    상기 비발광 영역의 단면적이 상기 발광 영역의 단면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 비발광 영역은 상기 발광 영역보다 넓은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 비발광 영역은 상기 발광 영역보다 높은 높이를 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전극은 상기 광원 몸체의 양측에 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 전극의 양측 부분들로부터 보조 전극부들이 연장된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 방전 공간들 중 최외곽에 위치된 방전 공간들의 비발광 영역의 단면적은 중앙에 위치된 방전 공간들의 비발광 영역의 단면적보다 넓은 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 광원 몸체는
    제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 상부에 배치되고, 상기 비발광 영역의 단면적을 확장하는 공간 확장부가 형성된 제 2 기판;
    상기 제 1 및 제 2 기판의 가장자리 사이에 개재되어, 상기 내부 공간을 한정하는 밀봉 부재; 및
    상기 내부 공간에 상기 전극과 실질적으로 직교하는 방향을 따라 배치되어, 상기 방전 공간들을 형성하는 격벽들을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 광원 몸체는
    상기 비발광 영역의 단면적을 확장하는 공간 확장부가 형성된 제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 상부에 배치된 제 2 기판;
    상기 제 1 및 제 2 기판의 가장자리 사이에 개재되어, 상기 내부 공간을 한정하는 밀봉 부재; 및
    상기 내부 공간에 상기 전극과 실질적으로 직교하는 방향을 따라 배치되어, 상기 방전 공간들을 형성하는 격벽들을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  12. 삭제
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 광원 몸체는
    제 1 기판; 및
    상기 제 1 기판 상에 접합되어 상기 전극과 실질적으로 직교하는 방향을 따라 배열되는 상기 방전 공간들을 형성하는 격벽들을 일체로 갖고, 상기 비발광 영역의 단면적을 확장하는 공간 확장부가 형성된 제 2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  14. 제 8 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 격벽은
    상기 발광 영역 내에 위치하는 제 1 격벽부; 및
    상기 비발광 영역 내에 위치하고, 상기 비발광 영역이 상기 발광 영역보다 넓은 폭을 갖도록 상기 제 1 격벽부보다 좁은 폭을 갖는 제 2 격벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서, 상기 광원 몸체는
    상기 비발광 영역의 단면적을 확장하는 공간 확장부가 형성된 제 1 기판; 및
    상기 제 1 기판 상에 접합되어 상기 전극과 실질적으로 직교하는 방향을 따라 배열되는 상기 방전 공간들을 형성하는 격벽부들을 일체로 갖는 제 2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  17. 제 8 항, 제 11 항, 제 13 항 및 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방전 공간들 중 최외곽에 위치된 방전 공간들의 비발광 영역의 단면적을 확장하는 공간 확장부는, 중앙에 위치된 방전 공간들의 비발광 영역의 단면적을 확장하는 공간 확장부보다 더 큰 크기로 확장되어,
    상기 방전 공간들 중 최외곽에 위치된 방전 공간들의 비발광 영역의 단면적이 중앙에 위치된 방전 공간들의 비발광 영역의 단면적보다 넓은 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  18. 방전 가스가 주입되는 복수 개의 방전 공간들이 내부에 형성되는 광원 몸체와
    상기 광원 몸체의 외면에 제공되어, 상기 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극을 포함하여 이루어지되,
    상기 방전 공간들은, 외면에 상기 전극이 구비되는 비발광 영역과 상기 전극이 구비되지 않은 발광 영역을 가지고,
    상기 방전 공간들 중 중앙에 위치된 방전 공간들의 비발광 영역과 발광 영역은 실질적으로 동일한 폭을 가지고,
    상기 방전 공간들 중 최외곽에 위치된 방전 공간들의 비발광 영역의 단면적은 발광 영역의 단면적보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 광원 몸체는
    제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 상부에 배치된 제 2 기판;
    상기 제 1 및 제 2 기판의 가장자리 사이에 개재되는 밀봉 부재; 및
    상기 내부 공간에 상기 전극과 실질적으로 직교하는 방향을 따라 배치되어, 상기 방전 공간들을 한정하는 격벽들을 포함하고,
    상기 방전 공간들 중 최외곽에 위치된 방전 공간들의 비발광 영역을 한정하는 격벽의 외측면에, 비발광 영역의 공간을 확장하는 공간 확장부가 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 방전 공간들 중 최외곽에 위치된 방전 공간들의 비발광 영역을 한정하는 밀봉부재의 내측면에는 비발광 영역의 공간을 확장하는 공간 확장부가 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  21. 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서, 상기 격벽들은 상기 제 2 기판에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  22. 방전 가스가 주입되는 복수 개의 방전 공간들이 내부에 형성되는 광원 몸체와,
    상기 광원 몸체의 외면에 제공되어, 상기 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극을 포함하여 이루어지되,
    상기 방전 공간들은, 외면에 상기 전극이 구비되는 비발광 영역과 상기 전극이 구비되지 않은 발광 영역을 가지고,
    상기 비발광 영역의 단면적이 상기 발광 영역의 단면적보다 넓게 형성되는 면광원 장치;
    상기 면광원 장치를 수납하는 상하부 케이스;
    상기 면광원 장치와 상기 상부 케이스 사이에 개재된 광학 시트; 및
    상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 전극에 인가하는 인버터를 포함하는 백 라이트 유닛.
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