KR100741495B1 - 휘도 균일성을 구비한 면광원 장치 및 이를 이용한백라이트 장치 - Google Patents

휘도 균일성을 구비한 면광원 장치 및 이를 이용한백라이트 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명에는 휘도 균일성을 구비한 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치가 개시된다. 개시된 면광원 장치는 백라이트 장치에 채용되는 면광원 장치에 있어서, 방전 가스가 주입되고, 나란하게 배열된 다수 개의 방전 채널들을 포함하는 광원 몸체; 및 상기 광원 몸체에 구비되어 상기 방전 가스로 전압을 인가하는 전극부로 구성되고, 상기 방전 채널들 중, 최외곽에 각각 위치한 방전 채널의 체적을 확대하여 전체 휘도 균일성을 제공한다.
광원 램프, 휘도 균일성, 방전 채널, 전극.

Description

휘도 균일성을 구비한 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치{OPTICAL SOURCE WITH BRIGHTNESS ACTIVATION UNIFORMITY AND BACKLIGHT UNIT USING THE SAME}
도 1은 종래의 일 실시 예에 따른 면광원 장치를 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 단면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 면광원 장치를 나타내는 사시도.
도 4는 도 3의 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 면광원 장치를 나타내는 사시도.
도 6은 도 5의 단면도.
도 7은 본 발명의 제1실시 예에 따른 면광원 장치가 채용된 백라이트 장치의 구성을 나타내는 분리사시도.
도 8은 본 발명의 제1실시 예에 따른 면광원 장치가 채용된 백라이트 장치에서 면광원 장치와 광학 시트와의 상호 거리 관계를 나타내는 단면도.
본 발명은 액정 표시 장치의 백 라이트 장치에 채용되는 면광원 장치에 관한 것으로서, 특히 휘도 균일성을 구비한 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치에 관한 것이다.
통상적으로 액정은 전기적 특성 및 광학적 특성을 함께 갖는다. 액정은 전기적 특성에 의해 전계의 방향에 대응하여 배열이 변경되고, 광학적 특성에 의해 배열에 대응하여 광의 투과율을 변경시킨다. 공지의 액정표시장치(LCD)는 액정의 전기적 특징 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 디스플레이한다. 액정표시장치는 CRT 등에 비하여 부피가 매우 작고, 무게가 가벼운 장점을 갖고, 이 결과 휴대용 컴퓨터, 통신 기기, 액정 티브이 및 우주항공 산업 등에 널리 사용되고 있다.
종래의 액정표시장치의 광공급부는 막대 형상을 갖는 냉음극선관 방식 램프(CCFL:cold cathode fluorescent lamp) 또는 도트 형상을 갖는 발광 다이오드(LED)가 주로 사용되어 왔다. 냉음극선관 방식 램프는 휘도가 높고 수명이 길으며, 백열 등에 비하여 매우 작은 발열량을 가지는 장점을 갖지만, 휘도 균일성이 취약한 단점도 또한 갖는다. 따라서, 냉음극선관 방식 램프는 휘도 균일성을 증가시키기 위해 도광판(LGP:light guide panel), 확산 부재(diffusion member), 프리즘 쉬트(prism sheet) 등과 같은 광학 부재가 추가적으로 구비된다. 이로 인하여 냉음극선관 방식 램프의 액정표시장치는 광학 부재에 의한 부피 및 무게가 크게 증가되는 문제점을 갖는다. 이러한 문제점을 해소한 면광원 장치가 등장하였다. 일반적으로 알려진 면광원 장치는 상판과 하판 사이에 균일한 방전 공간을 제공하여 방전 가스를 주입한 후, 방전 가스에 전압을 인가하여 여기된 방전가스에서 나오는 자외선이 상판과 하판 유리에 형성되어 있는 형광체를 여기시켜서 가시광선을 방출하는 발광원이다.
이러한 종래의 면광원 장치(10)가 도 1, 도 2에 도시되었다. 도 1, 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 면광원 장치(10)는 방전 채널들(110)과, 상기 방전 채널들(110)을 서로 공간적으로 격리시키는 다수 개의 격벽들(112)을 포함하는 광원 몸체(100)로 구성된다. 그리고, 상기 광원 몸체(100)는 하부 기판(101)과, 상기 하부 기판(101)에 접합되는 상부 기판(102)이 포함된다. 상기 하부 기판(101)은 평탄형으로 제공되고, 상기 상부 기판(102)은 단면이 오목하거거나 볼록한 형상이 순차적으로 배열된 아치형으로 제공된다. 도 1, 도 2에는 성형 타입의 광원 몸체가 보여진다. 상기 격벽(112)은 프릿, 유리 식각 또는 격벽 역할의 유리관을 세우는 타입으로 구성될 수 있다.
상기 광원 몸체(110)는 그의 외곽, 측히 양단부 영역쪽에 외부 전극(120)이 구비되어 상기 방전 채널들(110)에 전압을 인가한다. 상기 방전 채널(110)에는 그의 내부에 미 도시된 형광층이 도포되었고, 상기 전극(120)은 상기 격벽들(112)이 향하는 연장된 방향과 직교하는 방향을 따라서 각각 제공된다. 상기 각각의 방전 채널(110)에 구비된 각각의 전극(120)은 테이프, 스프레이 또는 파우더 형태로 부착될 수 있다. 참조번호114는 방전 채널들을 연통시키는 통로를 의미한다.
상기 전극(120)에 방전 전압이 인가되면, 상기 방전 채널들(110) 내부에서 방전이 발생되고, 상기 방전에 의해 발생된 자외선은 상기 형광층을 여기시켜 가시광을 발생시킴으로서, 백라이트 장치의 광원을 제공하게 된다. 언급된 광원은 티브이 모니터나 노트북의 액정 백라이트용 광원으로 사용된다.
그러나, 종래의 면 광원 램프는 다수 개의 방전 채널들과 격벽들을 평행하게 배치한 후, 전극에 전압을 인가하면, 다수 개의 방전 채널들 중, 최외곽에 위치한 방전 채널이 중간에 배치된 방전 채널보다 휘도가 낮은 문제가 발생한다. 구체적으로 설명하면, 종래의 면 광원 램프는 외부 노출된 표면적이 넓어서, 일반적인 램프(예를 들어, CCFL, EEFL, 일반 FL 등)보다 주변의 영향을 많이 받게 된다. 따라서, 최외곽에 각각 위치한 방전 채널은 중앙 영역쪽에 배치된 방전 채널보다 외부로 노출되는 부분이 많아서 열손실이 더 발생되고, 이러한 이유로 최외곽에 위치하는 방전 채널의 휘도는 중앙에 위치한 방전 채널보다 휘도가 저하된다. 이는 납작한 구조의 면타입의 광원 램프라면 발생되는 현상으로, 광원 램프의 구조 또는 기구적 해결책을 제시해야 할 필요성이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 최외곽에 위치하는 방전 채널의 체적을 확대하여 전체적인 휘도 균일성을 제공하는 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 최외곽에 위치한 방전 채널과, 확산 쉬트와의 거리를 단축함으로써, 전체 휘도 균일성을 제공할 수 있는 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치를 제공함에 있다.
삭제
상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 백라이트 장치에 채용되는 면광원 장치에 있어서,
삭제
방전 가스가 주입되고, 나란하게 배열된 다수 개의 방전 채널들을 포함하는 광원 몸체; 및
상기 광원 몸체에 구비되어 상기 방전 가스로 전압을 인가하는 전극부로 구성되고,
상기 방전 채널들 중, 최외곽에 각각 위치한 방전 채널의 체적을 나머지 방전 채널의 체적보다 확대하고, 상기 최외곽 방전 채널을 제외한 나머지 방전 채널의 체적은 동일하게 제공되어져 전체 휘도 균일성을 제공한다.
또한, 본 발명은 면광원이 채용되는 백라이트 장치에 있어서,
방전 가스가 주입되고, 평행하게 배열된 다수 개의 방전 채널들을 포함하는 광원 몸체와, 상기 광원 몸체에 구비되어 상기 방전 가스로 전압을 인가하는 전극부로 구성되고, 상기 방전 채널들 중, 최외곽에 각각 위치한 방전 채널의 체적을 나머지 방전 채널의 체적보다 확대하고, 상기 최외곽 방전 채널을 제외한 나머지 방전 채널의 체적은 동일하게 제공되어져 전체 휘도 균일성을 제공하는 면광원;
상기 면광원을 수납하는 상하부 케이스;
상기 면광원과 상기 상부 케이스 사이에 제공되고, 상기 최외곽 방전 채널과의 상호 거리가 나머지 방전 채널들의 거리보다 좁혀진 광학 시트; 및
상기 전극부에 방전 전압을 인가하여 상기 면광원을 구동시키는 인버터로 구성된다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
[면광원 장치]
도 3, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 면광원 장치(20)는 방전 가스가 주입됨과 함께 나란하게 배열된 다수개의 방전 채널(210,212,214)을 포함하는 광원 몸체(200)와, 상기 광원 몸체(200)에 구비되어 상기 방전 가스로 전압을 인가하는 전극부(220,224)로 구성되고, 상기 방전 채널들(210,212,214) 중, 최외곽에 각각 위치한 방전 채널(210,212)의 체적을 확대하여 젠체 휘도 균일성을 제공하는 구성으로 이루어진다. 또한, 상기 광원 몸체(200)는 하부 기판(201)과, 상기 하부 기판(201)에 접합되는 상부 기판(202)을 포함한다. 상기 방전 가스는 수은 가스, 아르곤 가스, 네온 가스, 크세논 가스 등이 사용될 수 있다.
상기 광원 몸체(200)는 다수 개의 격벽들(216)을 제공하여 상기 방전 공간들(210,212,214)이 분할된 면 타입의 광원 몸체나, 방전 공간과 격벽이 일체형으로 제작된 성형 타입의 광원 몸체로 구성될 수 있다. 도 3, 도 4에는 성형 타입의 광원 몸체(200)가 보여진다. 상기 격벽들(216)은 프릿, 유리 식각 또는 격벽 역할을 유리관을 세우는 타입으로 구성될 수 있다. 상기 광원 몸체(200)는 가시광은 투과시키고, 자외선을 차단하는 유리 재질로 구성된다. 상기 격벽들(216)과 밀봉 부재는 프릿에 의해 상기 광원 몸체(200)에 접합된다. 도면에서 밀봉 부재와 프릿은 생략된다. 상기 방전 채널들(210,212,214)은 서로 평행하게 배열되고, 상기 방전 공간들 사이에 제공된 격벽들(216)도 서로 평행하게 배열된다. 상기 다수개의 격벽(216)들은 동일하게 구성된다.
상기 최외곽의 방전 채널(210,212)은 단면이 각각 사다리꼴로 구성되고, 상기 사라리꼴은 등변 사다리꼴로 구성된다. 또한, 상기 최외곽 방전 채널을 제외한 나머지 방전 채널들(214)도 등변 사다리꼴로 구성된다. 상기 최외곽의 방전 채널(212,214)은 각각 종방향 폭(w2)과, 등변 길이(l2) 및 천정까지의 높이(h2)를 가지며, 그의 종방향 폭(w2)과, 등변 길이(l2) 및 바닥에서 천정까지의 높이(h2)가 나머지 방전 채널들(214)의 종방향 폭(w1), 등변 길이(l1) 및 바닥에서 천정까지의 높이(h1)보다 크게 구성된다.
또한, 상기 방전 채널들(210,212,214)에 제공된 전극부들(220,222,224) 중, 상기 최외곽에 위치한 전극부(220,222)가 나머지 전극부들(224)보다 상기 방전 채널(210,212)의 외부면과 맞닿는 점유면적이 크게 구성된다. 물론, 상기 나머지 방전 채널의 전극부(224)는 상기 방전 채널(214)과 맞닿는 점유 면적이 동일하게 구성된다. 상기 모든 전극부는 도전성이 우수한 재질, 예를 들어 구리, 니켈, 은, 금, 알루미늄, 크롬 등이 사용될 수 있고, 테이프, 스프레이 또는 파우더 형태로 구비될 수 있다.
상기 각각의 최외곽의 방전 채널(210,212)은 전체 휘도 균일성을 위하여 상호 대칭으로 구성됨이 바람직하다.
결론적으로, 본 발명의 제1실시 예에 따른 면광원 장치(20)는 암부 발생이 높은 최외곽에 위치한 방전 채널(210,212)의 체적을 증가시켜서, 이에 따른 전체적인 방전 채널들의 전체적인 휘도 균일성을 제공한다.
도 5, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시 예에 따른 면광원 장치(30)는 방전 가스가 주입됨과 함께 나란하게 배열된 다수개의 방전 채널(310,312,314,316)을 포함하는 광원 몸체(300)와, 상기 광원 몸체(300)에 구비되어 상기 방전 가스로 전압을 인가하는 전극부(320,2322,324,326)로 구성되고, 상기 방전 채널들 중, 최외곽에서 중앙으로 갈수록 체적이 점차적으로 감소하게 구성되어 전체 휘도 균일성을 제공하는 구성으로 이루어진다. 또한, 상기 광원 몸체(300)는 하부 기판(301)과, 상기 하부 기판(301)에 접합되는 상부 기판(302)을 포함한다. 상기 방전 가스는 수은 가스, 아르곤 가스, 네온 가스, 크세논 가스 등이 사용될 수 있다.
상기 광원 몸체(300)는 다수 개의 격벽들(316)을 제공하여 상기 방전 공간들 분할된 면 타입의 광원 몸체나, 방전 공간과 격벽이 일체형으로 제작된 성형 타입의 광원 몸체로 구성될 수 있다. 도 5, 도 6에는 성형 타입의 광원 몸체(300)가 보여진다. 상기 격벽들(316)은 프릿, 유리 식각 또는 격벽 역할을 유리관을 세우는 타입으로 구성될 수 있다. 상기 광원 몸체(300)는 가시광은 투과시키고, 자외선을 차단하는 유리 재질로 구성된다. 상기 격벽들(316)과 밀봉 부재는 프릿에 의해 상기 광원 몸체(200)에 접합된다. 도면에서 프릿은 생략된다. 상기 방전 채널들(310,312,314,316)은 서로 평행하게 배열되고, 상기 방전 채널들 사이에 제공된 격벽들(316)도 서로 평행하게 배열된다. 상기 다수개의 격벽(316)들은 동일하게 구성된다.
상기 모든 방전 채널들(310,312,314,316)은 단면이 각각 사다리꼴로 구성되고, 상기 사라리꼴은 등변 사다리꼴로 구성된다. 또한, 상기 방전 채널들(310,312,314,316)은 각각 종방향 폭(w)과, 등변 길이(l) 및 바닥에서 천정까지의 높이(h)를 가지며, 상기 종방향 폭(w2)과, 등변 길이(l2) 및 바닥에서 천정까지의 높이(h2)가 최외곽에서 중앙으로 갈수록 점차적으로 감소하게 구성된다.
또한, 상기 방전 채널들에 각각 제공된 전극부들(320,322,324,326) 중, 상기 중앙에서 최외곽으로 갈수록 위치한 상기 방전 채널의 외부면과 맞닿는 점유면적이 커지게 구성된다. 물론, 상기 방전 채널들(310,312,314,316)에 제공된 각각의 전극부(320,322,324,326)는 상기 방전 채널의 체적 증가에 기인한다. 상기 전극부(330)는 도전성이 우수한 재질, 예를 들어 구리, 니켈, 은, 금, 알루미늄, 크롬 등이 사용될 수 있고, 테이프, 스프레이 또는 파우더 형태로 구비될 수 있다.
상기 방전 채널들(310,312,314,316)은 전체 휘도 균일성을 위하여 상호 대칭으로 구성됨이 바람직하다.
결론적으로, 본 발명의 제2실시 예에 따른 면광원 장치(30)는 암부 발생이 높은 중앙에서 상하부로 갈수록 방전 채널의 체적을 점차적으로 증가시켜서, 이에 따른 전체적인 방전 채널들의 전체적인 휘도 균일성을 제공한다.
[백라이트 장치]
도 7, 도 8을 참조하여 본 발명의 제1실시 예에 따른 면광원 장치가 채용된 백라이트 장치의 구성에 대해서 설명하기로 한다. 도 7, 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시 예에 따른 면광원 장치가 채용된 백라이트 장치(400)는 면광원 장치(20)와, 상하부 케이스(410,420)와, 광학 시트(430) 및 인버터(450)로 구성된다. 도 7, 도 8에 도시된 백라이트 장치(400)에 채용된 면광원 장치(20)는 도 3, 도 4에 보여진 면광원 장치(20)와 동일하게 구성되어서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 하부 케이스(420)는 수납 공간이 제공되어서 면광원 장치(20)가 안전하게 보관된다. 상기 상부 케이스(410)는 상기 하부 케이스(420)에 결합되어 상기 면광원 장치(20)와 상기 광학 시트(330)를 안전하게 보관한다. 상기 인버터(450)는 상기 하부 케이스(420) 배면에 배치되어 상기 면광원 장치(20)를 구동하기 위한 방 전 전압을 발생시킨다. 상기 방전 전압은 와이어에 의해 상기 면광원 장치(20)의 외부 전극에 각각 인가된다. 상기 광학 시트(430)는 상기 면광원 장치(20)로부터 출사되는 광을 균일하게 확산시키는 확산판과, 확산된 광의 직진성을 부여하기 위한 프리즘으로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 광학 시트(430)는 상기 면광원 장치(20)와 소정의 거리로 이격되게 배치되었고, 바람직하게 상기 광학 시트(430)는 나머지 방전 채널(214)과의 거리보다 최외곽에 위치한 방전 채널(210,214)과의 거리가 좁혀지게 배치되어 짐으로서, 상하부의 휘도가 보강되고, 전체적으로 백라이트 장치(400)의 휘도 균일성을 제공한다.
도 5와 도 6과 같은 면광원에 있어서도 광원 중앙에서 최외곽부로 갈수록 시트와의 거리가 가까워져 최외곽부의 휘도가 보강되고, 전체적으로 백라이트 장치의 휘도 균일성을 제공한다.
이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 면광원 장치의 휘도 균일성을 제공하게 되어서 백라이트 장치의 전체 휘도 균일성을 달성하게 되었다. 한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

Claims (10)

  1. 백라이트 장치에 채용되는 면광원 장치에 있어서,
    방전 가스가 주입되고, 나란하게 배열된 다수 개의 방전 채널들을 포함하는 광원 몸체; 및
    상기 광원 몸체에 구비되어 상기 방전 가스로 전압을 인가하는 전극부로 구성되고,
    상기 방전 채널들 중, 최외곽에 각각 위치한 방전 채널의 체적을 나머지 방전 채널의 체적보다 확대하고, 상기 최외곽 방전 채널을 제외한 나머지 방전 채널의 체적은 동일하게 제공되어져 전체 휘도 균일성을 제공함을 특징으로 하는 면광원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 최외곽의 각각의 방전 채널은 종방향 폭과, 등변 길이 및 천정까지의 높이가 나머지 방전 채널보다 확대되어짐을 특징으로 하는 면광원 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 최외곽 방전 채널에 각각 제공된 전극부는 나머지 방전 채널에 제공된 전극부보다 점유 면적이 확대되어짐을 특징으로 하는 면광원 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 최외곽 방전 채널의 바닥에서 천정까지의 높이는 상기 나머지 방전 채널의 높이보다 크게 구성되어짐을 특징으로 하는 면광원 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 면광원이 채용되는 백라이트 장치에 있어서,
    방전 가스가 주입되고, 평행하게 배열된 다수 개의 방전 채널들을 포함하는 광원 몸체와, 상기 광원 몸체에 구비되어 상기 방전 가스로 전압을 인가하는 전극부로 구성되고, 상기 방전 채널들 중, 최외곽에 각각 위치한 방전 채널의 체적을 나머지 방전 채널의 체적보다 확대하고, 상기 최외곽 방전 채널을 제외한 나머지 방전 채널의 체적은 동일하게 제공되어져 전체 휘도 균일성을 제공하는 면광원;
    상기 면광원을 수납하는 상하부 케이스;
    상기 면광원과 상기 상부 케이스 사이에 제공되고, 상기 최외곽 방전 채널과의 상호 거리가 나머지 방전 채널들의 거리보다 좁혀진 광학 시트; 및
    상기 전극부에 방전 전압을 인가하여 상기 면광원을 구동시키는 인버터로 구성되어짐을 특징으로 하는 백라이트 장치.
  10. 삭제
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