KR100982866B1 - 휘도 균일성 개선을 위한 면광원 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 면광원 장치는 면광원 장치에 통상적으로 포함되는 격벽 부재로 인한 비발광 영역을 보상하기 위한 확산 요소를 면광원 장치의 상부 기판에 직접 형성함으로써 별도의 광학 필름 없이도 휘도 균일성을 달성할 수 있는 것을 특징으로 한다.　 구체적으로, 본 발명에 따른 면광원 장치는 상부 기판, 하부 기판, 상기 상부 기판과 하부 기판을 이격시켜 지지하고 단위 방전셀 공간을 형성하는 격벽 부재, 및 상기 방전셀 공간 내의 가스 방전에 의해 가시광선을 방출하는 형광체를 포함하며, 상기 상부 기판에는 상기 형광체로부터 방출되어 상기 상부 기판을 통해 외부로 출사되는 가시광선을 굴절 또는 난반사시켜 휘도 균일성을 달성하기 위한 확산 물질, 보이드, 또는 스크래치(scratch)가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

면광원 장치, 확산 물질, 보이드, 스크래치, 휘도, 휘도 균일성

Description

휘도 균일성 개선을 위한 면광원 장치 및 그 제조 방법{FLAT PANEL DISPLAY FOR ENHANCING THE UNIFORMITY OF BRIGHTNESS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 휘도 균일성 개선을 위한 면광원 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 면광원 장치에 통상적으로 포함되는 격벽 부재로 인한 비발광 영역에 가시 광선이 도달하도록 하기 위해, 확산 물질, 보이드(void), 또는 스크래치(scratch) 등을 면광원 장치의 기판에 직접 형성함으로써 별도의 프리즘 시트를 사용하지 않고 확산시트의 수를 상당히 줄인 상태로도 휘도 균일성을 달성할 수 있는 면광원 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

평판디스플레이(flat panel display: FPD)란 디스플레이 중 두께가 화면 대각 길이의 1/4이하에 해당하여 수 센티미터(cm), 작게는 수 밀리미터(mm)의 두께를 갖는 평평한 박형의 디스플레이를 말한다.　 디스플레이 중 가장 오랜 역사를 가진 음극선관(CRT)은 부피가 크고 전력 소모가 높다는 점 때문에 상대적으로 얇고 가벼우며 소비 전력도 낮은 평판디스플레이에 의해 점점 대체되고 있는 실정이다.　

이러한 평판디스플레이는 자체적으로 발광이 가능한 발광형(emissive type) 과 별도로 광원을 필요로 하는 수광형(non-emissive type)으로 구분이 된다.　 발광형에는 PDP(plasma display panel), OLED(organic light emitting display), FED(field emission display) 등이 있고, 수광형에는 LCD(liquid crystal display) 등이 있다.　 수광형에 속하는 LCD는 외부 광원이 없으면 화상을 표시하기가 불가능하므로 별도의 광원인 백라이트 유닛(back light unit: BLU)이 반드시 필요하다.　 이러한 BLU에는 고전압 전계에 의해 방출된 전자에 의해 여기된 수은 가스로부터 발산된 자외선이 형광체와 충돌하여 가시광선을 발생시키는 CCFL(cold cathode fluorescent lamp) 방식, 반도체에 전압을 가할 때 생기는 전기 루미네센스 현상을 이용하는 LED(light emitting device) 방식, 가스 방전으로부터 발생하는 자외선에 의해 형광체를 발광시켜 광을 확산시키는 FFL(flat fluorescent lamp) 방식 등의 광원이 널리 사용되고 있다.

이 중에서 FFL 방식은 면광원 방식으로서 기존의 선광원 방식인 CCFL 방식과 비교할 때 램프를 단 한 개만 사용하기 때문에 부품 수가 크게 줄어들고 BLU 및 LCD패널의 제조 공정에 대한 자동화가 가능하다는 장점이 있고, 특히 대형 LCD에 채용하기가 유리하기 때문에 주목받고 있는 실정이다.

도 1a는 종래 기술에 따른 면광원 장치(100)의 전체 구성을 나타내는 평면도이며, 도 1b는 도 1a의 A-A'를 절단한 단면도이다.　

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 면광원 장치(100)는 상부 기판(101), 하부 기판(102), 상하부 기판을 이격시켜 지지하고 단위 방전셀 공간을 형성하는 격벽 부재(103), 방전셀 공간 내의 가스 방전에 의해 가시광선을 방출하는 형광체(105)를 포함한다.

면광원 장치(100), 즉 FFL의 기본적인 발광 원리는 일반적인 형광등의 발생 원리와 유사하다.　 구체적으로 설명하면, 방전 전극에 의해 발생된 전계에 의해 가속된 전자가 방전 가스가 내장된 방전 공간에서 유동하면서 방전 가스와 충돌하게 되는데 이때 253.7nm의 자외선이 방출하게 되며, 방출된 자외선이 형광체(105)를 여기시켜 가시광선을 방출하게 되는 것이다.

한편, 상기 방전 가스의 종류는 크게 무수은과 수은 방전 가스로 나뉜다.　 무수은 방전 가스를 사용하는 경우에는 여기 종이 진공 자외선을 방출하는 제논(Xe)이 포함된 가스를 사용하며, 필요에 따라 헬률(He), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크리프톤(Kr) 등의 불활성 가스를 더 포함하는 혼합 가스를 사용할 수 있다.　 한편, 수은(Hg) 방전 가스를 사용하는 경우에는 네온(Ne), 아르곤(Ar) 등의 불활성 가스를 더 포함하는 혼합가스를 사용할 수 있다.

이와 같은 발광 원리를 가지는 면광원 장치(100)는 방전 가스가 내장된 방전 공간 형성을 위해 상부 기판(101)과 하부 기판(102) 사이에 격벽 부재(103)를 포함할 수 있는데 가시광선이 방출되어 나오는 상부 기판(101)의 전면(前面)에서 보면 이 격벽 부재(103)의 존재로 인해 가시광선이 방출되지 못하는 영역(암선)이 나타날 수 있다.

즉, 도 1b에서 비발광 영역이라고 표시된 영역이 격벽 부재(103)의 존재에 의해 생길 수 있으며, 이러한 암선에 의해 면광원 장치(100)의 휘도의 균일성이 저하되게 된다.

종래에는 이러한 문제를 해결하기 위해서 도 1c에 도시되는 바와 같이, 면광원 장치(100)와 일정 간격을 두고 확산 장치(110)를 배치하였다.

도 1c를 참조하면, 확산 장치(110)는 확산판(111), 확산 시트(113), 프리즘 시트(115) 등과 같은 광학 필름을 포함할 수 있다.　 확산판(111)은 상부 기판(101)으로부터 출사되는 가시광선, 즉, 비발광 영역을 제외한 나머지 영역을 통과하는 가시광선을 난반사시키는 구성 요소인데, 이러한 난반사에 의해 면광원 장치(100)는 비교적 균일한 휘도를 가질 수 있게 된다.

그러나, 확산판(111)에 의한 난반사를 이용하면 균일한 휘도를 얻을 수 있는 반면, 면광원 장치(100)의 전체적인 휘도는 약 60~70% 감소하게 되는데, 이러한 휘도 감소를 보상하기 위해 확산 시트(113) 및 프리즘 시트(115)가 확산판(111)의 상측에 추가로 배치되어야 한다.

일반적으로, 이와 같은 종래의 면광원 장치에 의하면, 격벽 부재의 상면 넓이가 그대로 비발광 영역을 형성하게 되고, 이렇게 넓게 형성되는 비발광 영역에 따른 휘도의 불균일성을 보상하기 위해서는 프리즘 시트 1장, 확산 시트 3~4장, 확산판 1장 정도의 많은 광학 필름이 필요한 실정이다.

또한, 확산판, 확산시트, 프리즘 시트 등 고가의 광학 필름의 적용으로 인해 결과적으로는 면광원 장치의 제조 원가가 상승하게 되고, 확산판, 확산시트, 프리즘 시트 등을 모두 별도의 구성 요소로서 추가해야 하므로, 이에 따른 제조 공정의 비효율성이 문제될 수도 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 광원 장치에 통상적으로 포함되는 격벽 부재로 인한 비발광 영역을 보상하기 위해 확산 물질, 보이드(void), 또는 스크래치(scratch) 등을 면광원 장치의 기판에 직접 형성하여 난반사를 유도함으로써 휘도 균일성을 달성할 수 있는 면광원 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 면광원 장치의 휘도 균일성을 향상시키기 위한 구성 요소인 확산 물질을 면광원 장치의 상부 기판에 직접 형성함으로써, 종래부터 휘도 균일성 향상을 위해 사용되어 왔던 확산판, 확산시트, 프리즘 시트 등의 고가(高價)의 광학 필름의 필요를 없애거나 최소화시켜 생산 원가를 절감할 수 있는 면광원 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 면광원 장치의 휘도 균일성 향상을 위한 구성 요소를 면광원 장치의 일부인 상부 기판 상에 형성시키거나 상부 기판 내부에 포함시킴으로써, 작업 공정 수를 최소화시킬 수 있는 면광원 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징적인 구성은 하기와 같다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 단위 방전셀을 상하로 덮는 상부 기판과 하부 기판, 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 이격시키고 지지하여 상 기 단위 방전셀 내의 방전 공간을 유지하는 격벽 부재, 및 상기 상부 기판의 상면에 직접 형성된 확산 물질을 포함하는 면광원 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 적어도 하나의 단위 방전셀을 상하로 덮는 상부 기판과 하부 기판, 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 이격시키고 지지하여 상기 단위 방전셀 내의 방전 공간을 유지하는 격벽 부재를 포함하되, 상기 상부 기판 내부에 확산 물질이 포함된 것을 특징으로 하는 면광원 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 적어도 하나의 단위 방전셀을 상하로 덮는 상부 기판과 하부 기판, 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 이격시키고 지지하여 상기 단위 방전셀 내의 방전 공간을 유지하는 격벽 부재를 포함하되, 상기 상부 기판 내부에 보이드(void)가 포함된 것을 특징으로 하는 면광원 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 적어도 하나의 단위 방전셀을 상하로 덮는 상부 기판과 하부 기판, 및 상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 이격시키고 지지하여 상기 단위 방전셀 내의 방전 공간을 유지하는 격벽 부재를 포함하되, 상기 상부 기판의 상면 또는 하면 중 적어도 한 면에 스크래치(scratch)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면광원 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 상부 기판, 하부 기판, 상기 상부 기판과 하부 기판을 이격시켜 지지하고 단위 방전셀 공간을 형성하는 격벽 부재를 포함하는 면광원 장치의 휘도를 균일하게 유지하는 기능을 수행하는 상기 상부 기판의 제조 방법에 있어서, 확산 물질을 실리콘 수지 또는 유기물 바인더(binder)와 혼합한 페이스트(paste)를 준비하는 단계, 및 상기 페이스트를 상기 상부 기판의 상면에 코팅 또는 인쇄하는 단계를 포함하는 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 상부 기판, 하부 기판, 상기 상부 기판과 하부 기판을 이격시켜 지지하고 단위 방전셀 공간을 형성하는 격벽 부재를 포함하는 면광원 장치의 휘도를 균일하게 유지하는 기능을 수행하는 상기 상부 기판의 제조 방법에 있어서, 용융 상태의 유리에 굴절률이 다른 확산 물질을 혼합하는 단계, 및 상기 확산 물질이 혼합된 용융 상태의 유리를 경화시켜 상기 상부 기판을 제조하는 단계를 포함하는 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 상부 기판, 하부 기판, 상기 상부 기판과 하부 기판을 이격시켜 지지하고 단위 방전셀 공간을 형성하는 격벽 부재를 포함하는 면광원 장치의 휘도를 균일하게 유지하는 기능을 수행하는 상기 상부 기판의 제조 방법에 있어서, 용융 상태의 유리에 공기를 주입하여 보이드를 형성시키는 단계, 및 상기 보이드가 형성된 용융 상태의 유리를 경화시켜 상기 상부 기판을 제조하는 단계를 포함하는 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 면광원 장치에 따르면, 격벽 부재로 인한 비발광 영역의 보상을 위해 확산 물질, 보이드(void), 또는 스크래치(scratch) 등이 면광원 장치의 일 구성 요소인 기판에 직접 형성되어 난반사를 유도함으로써 휘도 균일성을 향상시킬 수 있다.

또한, 면광원 장치의 휘도 균일성의 향상을 위한 구성 요소인 확산 물질, 보 이드, 또는 스크래치 등이 면광원 장치의 일 구성 요소인 상부 기판에 직접 형성됨으로써, 휘도 균일성 향상을 위한 확산판, 확산시트, 프리즘 시트 등과 같은 고가의 광학필름이 필요 없게 되거나 그 필요가 최소화되어 생산 원가가 절감될 수 있다.

또한, 면광원 장치의 휘도 균일성 향상을 위한 구성 요소를 면광원 장치의 일 구성 요소인 상부 기판과 일체화시킴으로써, 작업 공정 수가 최소화될 수 있다.

이하, 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치(200)의 구성을 나태내는 도면이다.

구체적으로, 도 2a는 면광원 장치(200)의 전체 구성을 나타내는 평면도이며, 도 2b는 도 2a의 면광원 장치(200)를 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.

면광원 장치(200)는 적어도 하나의 단위 방전셀(290)로 구성될 수 있으며, 본 명세서에서는 4개의 단위 방전셀로 구성되는 면광원 장치를 예로 들어 설명하고 있지만 면광원 장치의 전체 면적이 변함에 따라 단위 방전셀의 개수는 얼마든지 증감될 수 있음을 밝혀둔다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 면광원 장치(200)는 상부 기판(210), 하부 기판(220), 격벽 부재(230), 형광체(250) 등을 포함할 수 있고, 상부 기판(210) 상에는 도트(dot) 모양의 확산 물질(211) 각각이 분산되어 형성되어 있음을 알 수 있 다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치(200)는 확산 물질(211)이 상부 기판(210) 상에 직접 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.　 확산 물질(211)은 형광체(250)로부터 방출되는 가시광선을 여러 방향으로 난반사시켜 면광원 장치(200)의 휘도를 균일하게 해주는 구성 요소로서 기능할 수 있다.

한편, 면광원 장치(200)에는 통상적으로 상부 기판(210)과 하부 기판(220)을 이격시켜 방전 공간을 형성하는 격벽 부재(230)가 포함되는데, 도 2a를 보면 격벽 부재(230)는 x 축방향 및 y 축방향을 따라 형성되고 있음을 알 수 있으며, 이에 의해 구분된 공간을 갖는 4 개의 단위 방전셀이 형성된다.

격벽 부재(230)는 사각단면, 원형단면, 파이프 단면 등을 가지는 연속된 막대형태 또는 구형, 다각면체 등으로 구현 가능하고, 그 재질로서도 유리, 세라믹 등이 사용될 수 있으며, 이외에도 격벽 부재(230)는 여러가지 형태로 제조 가능함은 물론이다.

또한, 면광원 장치(200)의 발광은 형광체(250)로부터의 가시광선 방출에 의해 이루어지는데, 상기 격벽 부재(230)가 존재하는 위치에는 형광체(250)가 형성되어 있지 않으므로, 만약 확산 물질(211)이 없다고 가정한다면, 가시광선이 상부 기판(210)을 통과하여 출사될 때 격벽 부재(230)의 상측 영역이 비발광 영역으로 될 수 있다.

하지만, 본 발명의 면광원 장치(200)에 따르면, 도 2b에서 볼 수 있듯이, 형광체(250)로부터의 가시광선이 확산 물질(211)에 부딪혀 여러 방향으로 난반사 또 는 굴절됨으로써, 격벽 부재(230)의 상측 영역으로도 가시광선이 지나가게 되므로 비발광 영역이 제거될 수 있는 것이다.

확산 물질(211)은 도 2a 및 도 2b에 도시되는 바와 같이 도트 형태를 가질 수 있으며, 이러한 도트 형태의 확산 물질(211)은 상부 기판(210) 상에 매트릭스 형상으로 형성될 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다각형 형태, 또는 불규칙적 형태로 이루어질 수도 있다.

또한, 확산 물질(211)은 형광체(250)로부터 방출되는 가시광선이 투과할 수 있도록 투명 확산제 또는 백색 확산제로 정할 수 있다. 투명 확산제로는 아크릴 수지, 스틸렌 수지, 또는 실리콘 수지 등 유기투명 확산제, 합성실리카, 글라스비드, 다이아몬드 등 무기 투명 확산제를 예로 들 수 있으며, 백색 확산제로는 산화 실리콘, 산화 티타늄, 산화아연, 황산바륨, 탄산칼슘, 탄산 마그네슘, 수산화 알루미늄 등의 무기 산화물을 예로 들 수 있다.

한편, 이와 같은 도 2에 도시된 바와 같은 면광원 장치(200)의 상부 기판(210) 상에 확산 물질(211)을 배치하는 과정에 대해서는 도 4를 참조로 차후에 구체적으로 설명될 것이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치(300)의 구성을 나태내는 도면이다.

구체적으로, 도 3a는 면광원 장치(300)의 전체 구성을 나타내는 평면도이며, 도 3b는 도 3a의 면광원 장치(300)를 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.

도 3에 도시되는 면광원 장치(300)는 도 2에 도시되는 면광원 장치(200)와 같이 확산 물질(311)이 상부 기판(310) 상에 직접 형성되는 것을 특징으로 하며, 확산 물질(311)이 프리즘 형태로 형성되는 것 외에는 도 2를 참조하여 설명한 면광원 장치(200)와 실질적으로 동일한 구성이다.

마찬가지로, 도 3의 면광원 장치(300)의 상부 기판(310) 상에 확산 물질(311)을 배치하는 과정에 대해서는 도 4를 참조로 이하에서 구체적으로 설명한다.

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 면광원 장치(200, 300)의 상부 기판(210, 310) 상에 확산 물질(211, 311)을 배치하는 과정을 설명하는 도면이다.

먼저, 확산 물질(211, 311)을 실리콘 수지 또는 기타 유기물 바인더(가령, 에틸렌셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 등) 등과 혼합시킨 페이스트(paste)를 준비한다.　

그 후, 도 4a에 도시되는 바와 같은 상부 기판(210, 310)으로 사용될 유리 기판이 준비된 상태에서, 도 4b에 도시되는 바와 같이 상기 페이스트를 스프레이 코팅(spray coating)법 또는 스크린 인쇄(screen printing)법 등을 사용하여 적절한 형상을 가지도록 하여 유리 기판(210, 310) 상에 형성한다.　 참고로, 도 4b에는 도 2에 도시되는 확산 물질(211)의 형태, 즉, 도트 형태만을 도시하였으나, 확산 물질의 형태는 이에 제한되지 않음은 전술한 바와 같다.　

마지막으로, 도 4b에서와 같이 상부 기판(210, 310) 상에 확산 물질이 배치된 상태로 이를 경화시킨다.　 경화 방법으로는 100~130℃에서 열경화시키는 방법 또는 자외선을 이용한 UV 건조법 등을 상정할 수 있다.

상기와 같은 프로세스를 거침으로써, 확산 물질(211, 311)이 직접적으로 형성된 상부 기판(210, 310)이 제조될 수 있으며, 이러한 면광원의 구조에 따르면, 형광체(250, 350)로부터 상부 기판(210, 310)을 통하여 방출되는 가시광선이 확산 물질(211, 311)에 의해 난반사되므로, 격벽 부재(230, 330)의 상측 영역으로도 가시광선이 출사됨으로써 비발광 영역이 없어지거나 최소화될 수 있다.　 이에 따라, 면광원 장치(200, 300) 장치의 상부 기판(210, 310)을 통하여 출사되는 가시광선에 의한 휘도의 균일성이 향상되게 된다.

또한, 면광원 장치의 휘도 균일성을 향상시켜주는 확산 물질(211, 311)이 상부 기판(210, 310) 상에 직접 형성되기 때문에, 면광원 장치의 불균일한 휘도를 보상하기 위한 별도의 광학 필름 등이 필요 없게 되거나 최소화될 수 있다.　 즉, 종래의 면광원 장치는 휘도 균일성을 위해 프리즘 시트 1장, 확산시트 3~4장, 확산판 1장 정도로 구성되는 광학 필름이 일반적으로 필요로 되었으나, 본 발명에 의한 면광원 장치에 따르면 확산 물질(211, 311)이 프리즘 시트 또는 확산시트로서의 기능을 하므로 확산판 1장만을 적용하거나 확산시트 1장, 확산판 1장 정도만을 적용하여도 휘도 균일성이 최대화된 면광원 장치를 얻을 수 있게 되며, 이에 따라 면광원 장치의 제조 비용이 급감하게 되고 별도의 프리즘 시트, 확산 시트 등을 제조하기 위한 작업 공정 수가 절약될 수 있다.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 면광원 장치(500)의 구성을 나태내는 도면이다.

구체적으로, 도 5a는 면광원 장치(500)의 전체 구성을 나타내는 평면도이며, 도 5b는 도 5a의 면광원 장치(500)를 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.　

도 5의 면광원 장치(500)의 구성은 도 2 및 도 3의 면광원 장치(200, 300)의 구성과 많은 부분이 실질적으로 동일하지만, 확산 물질(511) 또는 보이드(void)(512)가 상부 기판(510)의 내부에 형성되는 점이 면광원 장치(200, 300)와 다른 점이다.

여기서, 본 실시예에 따른 확산 물질(511) 또는 보이드(512)는 면광원 장치(200, 300)에서의 확산 물질(211, 311)과 동일한 기능을 한다.　 즉, 형광체(550)로부터 방출되는 가시광선이 상부 기판(510)을 통하여 외부로 출사될 때, 상부 기판(510) 내부에 포함되는 확산 요소(511, 512)에 의해 여러 방향으로 흩어지는 난반사가 이루어져 상부 기판(510)을 다 빠져나간 후에는 격벽 부재(530)의 상측으로도 가시광선이 출사되게 되고 이에 따라 면광원 장치(500)의 휘도 균일성이 향상된다.

한편, 확산 물질(511) 또는 보이드(512)는 도 5a 및 도 5b에 도시되는 바와 같이 규칙적인 매트릭스 형태로 배열될 수도 있으나 불규칙적으로 배열될 수도 있고, 그 모양 또한 구형 또는 타원형에 한정되는 것이 아니며 여러 가지 입체 형태로 형성될 수도 있다.

구체적으로, 확산 물질(511)이 상부 기판(510)에 삽입되는 경우, 확산 물질(511)은 유리 기판, 즉 상부 기판(510)과는 굴절률이 다른 투명 무기물 재료로 결정하는 것이 바람직하다.　 이러한 재료의 예로는, 합성실리카, 글라스비드, 다이아몬드 등을 들 수 있다.　 상부 기판(510)과 다른 굴절률을 갖는 확산 물질(511)을 상부 기판(510) 내에 형성시킴으로써 형광체(550)로부터 방출된 빛이 상부 기판(510)을 통과하면서 다른 방향으로 굴절되거나 여러 방향으로 난반사될 수 있도록 해 준다.

이와 같이 확산 물질(511)을 상부 기판(510)에 삽입하기 위해서는, 상부 기판(510)의 재료, 예를 들면, 유리 등이 용융 상태에 있을 때, 유리와 다른 굴절률을 가지는 투명 재질을 상기 용융 상태의 유리에 혼합시킨 후 이를 경화시켜 상부 기판(510)을 제조하면 된다.

한편, 보이드(512)가 상부 기판(510)에 삽입되는 경우에는, 보이드(512)에 의해 상부 기판(510)의 내부 곳곳에 빈 공간이 형성되므로, 유리 재질과 빈 공간 사이의 굴절률 차이에 의해, 별도의 확산 물질(511)을 사용하지 않고서도 광을 굴절 또는 난반사시킬 수 있다.　

보이드(512)는 도 5a 및 도 5b에서와 같은 형태로 랜덤하게 또는 규칙적으로 상부 기판(510)의 내부에 형성될 수 있지만, 도 5c 및 도 5d에서와 같이 정렬된 터널처럼 구멍을 뚫어 형성될 수도 있다. 도 5c는 면광원 장치(500)의 상부 기판(510)의 내부에 형성된 보이드(512)의 특수한 형태를 나타낸 평면도이며, 도 5d는 도 5c의 면광원 장치(500)를 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.

상부 기판(510)에 보이드(512)를 형성시키는 프로세스에 대해 간단히 설명하면, 상부 기판(510)의 재료로 사용되는 유리 등이 용융 상태일 때 공기 등의 기포를 삽입하여 보이드(512)를 형성시킨 후 경화시키거나(도 5a 및 도 5b 의 경우), 유리 등이 용융 상태일 때 막대형의 바(bar)를 통과시킨 후 유리가 경화되면 상기 바(bar)를 제거하는 방식으로 터널 형태의 보이드(512)를 상부 기판(510) 내부에 형성시킬 수 있을 것이다(도 5c 및 도 5d 의 경우).

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 면광원 장치(600)의 구성을 나태내는 도면이다.

먼저, 도 6a는 면광원 장치(600)의 전체 구성을 나타내는 평면도이며, 도 6b 또는 도 6c는 도 6a의 면광원 장치(600)를 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.　 본 실시예에 따른 면광원 장치(600)의 구성은 도 2 및 도 3의 면광원 장치(200, 300)의 구성과 많은 부분이 실질적으로 동일하지만, 상부 기판(610)에 확산 물질(211, 311) 대신 스크래치(scratch; 611)가 형성된다는 것이 다른 점이다.

본 실시예에 따른 면광원 장치(600)에 따르면, 도 6b에서와 같이 상부 기판(610)의 상면에 스크래치(611)가 형성될 수도 있고, 도 6c에서와 같이 상부 기판(610)의 하면에 스크래치(611)가 형성될 수도 있다. 이러한 스크래치(611)에 의해 가시광선이 난반사를 일으킬 수 있으므로, 스크래치(611)는 앞서 설명한 확산 물질(211, 311, 511) 및/또는 보이드(512)와 동일한 기능을 한다.　 즉, 형광체(650)로부터 방출되는 가시광선이 상부 기판(510)을 통하여 외부로 출사될 때, 상부 기판(510)의 상면 또는 하면에 형성된 스크래치에 의해 굴절 또는 난반사 되며, 이에 따라 격벽 부재(630)의 상측에도 가시광선이 통과하게 되므로 휘도 균일성이 향상되게 된다.

참고로, 스크래치(611)는 상부 기판(610)의 상면 또는 하면에 규칙적 또는 불규칙적으로 형성될 수 있으며, 상부 기판(610)으로 활용될 유리 기판 등에 사 포(sand paper) 등을 이용한 기계 가공 또는 샌드 블라스트(sand blasting)를 이용한 가공 등을 함으로써 형성할 수 있다.

지금까지 살펴본 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 확산 물질 또는 보이드가 면광원 장치의 상부 기판 상에, 또는 그 내부에 형성되거나, 스크래치가 상부 기판에 형성됨에 의해, 형광체로부터 방출된 후 상부 기판을 통해 외부로 출사되는 가시광선이 굴절 또는 난반사되고 이에 따라 면광원 장치의 격벽 부재의 상측에도 가시광선이 통과하게 되어 비발광 영역을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 면광원 장치의 휘도 균일성이 향상될 수 있다.

또한, 면광원 장치의 휘도 균일성을 향상시키기 위한 구성 요소인 확산 물질, 보이드, 또는 스크래치가 면광원 장치의 상부 기판에 직접 형성되기 때문에, 휘도 균일성 향상을 위한 확산판, 확산시트, 프리즘 시트 등 고가의 광학 필름이 필요 없게 되거나 최소로 되어, 생산 원가가 극도로 절감될 수 있다.

또한, 격벽 부재에 의한 비발광 영역을 제거하기 위한 별도의 광학 필름이 필요 없게 되어, 면광원 장치 제조 시 그 작업 공정 수가 최소화될 수 있다.

마지막으로, 본 발명은 면광원 장치에 대해 휘도를 개선하기 위한 다양한 실시예를 언급하였지만, 본 발명과 동일 또는 유사한 아이디어(즉, 기판 상에 또는 기판 내부에 확산 요소를 배치하여 일체화시키는 아이디어)를 다른 종류의 광원에 이용한 경우에도 본 발명의 권리가 미칠 수 있음은 물론이라 하겠다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명 이 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

도 1a는 종래기술에 따른 면광원 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.

도 1b는 도 1a의 면광원 장치를 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.

도 1c는 도 1b의 면광원 장치의 상부에 확산장치를 배치한 경우의 도면이다.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.

도 2b는 도 2a의 면광원 장치를 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.

도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.

도 3b는 도 3a의 면광원 장치를 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.

도 4a 및 도 4b는 도 2 및 도 3의 면광원 장치의 상부 기판을 제조하는 과정을 설명하는 공정도이다.

도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 면광원 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.

도 5b는 도 5a의 면광원 장치를 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.　

도 5c는 도 5a의 면광원 장치의 변형된 실시예의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.

도 5d는 도 5c의 면광원 장치를 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.　

도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 면광원 장치의 전체 구성을 나타내는 평면도이다.

도 6b 및 도 6c는 도 6a의 면광원 장치를 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

200, 300, 500, 600: 면광원 장치

210, 310, 510, 610: 상부 기판

220, 320, 520, 620: 하부 기판

230, 330, 530, 630: 격벽 부재

250, 350, 550, 650: 형광체

211, 311, 511: 확산 물질

512: 보이드

611: 스크래치

Claims (33)

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16. 적어도 하나의 단위 방전셀을 상하로 덮는 상부 기판과 하부 기판, 및

    상기 상부 기판과 상기 하부 기판을 이격시키고 지지하여 상기 단위 방전셀 내의 방전 공간을 유지하는 격벽 부재를 포함하되,

    상기 상부 기판 내부에 보이드(void)가 포함된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
17. 제16항에 있어서,

    상기 단위 방전셀 공간 내의 가스 방전에 의해 가시광선을 방출하는 형광체를 더 포함하되,

    상기 보이드는,

    상기 형광체로부터 방출되어 상기 상부 기판을 통해 외부로 출사되는 가시광 선을 굴절 또는 난반사시키는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
18. 제16항에 있어서,

    상기 보이드는 상기 상부 기판의 내부의 곳곳에 분산되어 위치하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
19. 제18항에 있어서,

    상기 보이드는 상기 상부 기판 내부에 구형으로 형성된 공간인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.　
20. 제18항에 있어서,

    상기 보이드는 상기 상부 기판을 가로질러 뚫려있는 터널 형상인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
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31. 상부 기판, 하부 기판, 상기 상부 기판과 하부 기판을 이격시켜 지지하고 단위 방전셀 공간을 형성하는 격벽 부재를 포함하는 면광원 장치의 휘도를 균일하게 유지하는 기능을 수행하는 상기 상부 기판의 제조 방법에 있어서,

    용융 상태의 유리에 공기를 주입하여 보이드를 형성시키는 단계, 및

    상기 보이드가 형성된 용융 상태의 유리를 경화시켜 상기 상부 기판을 제조하는 단계를 포함하는 제조 방법.
32. 제31항에 있어서,

    상기 보이드를 형성시키는 단계는,

    상기 용융 상태의 유리에 상기 공기를 랜덤(random)하게 첨가하여 상기 보이드를 형성하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
33. 제31항에 있어서,

    상기 보이드를 형성시키는 단계는,

    상기 용융 상태의 유리에 막대형의 바(bar)를 삽입하는 단계,

    상기 용융 상태의 유리를 경화시키는 단계, 및　

    상기 막대형의 바를 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.

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