KR20010081552A - a facial light source - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 빛을 발생시키는 광원에 관한 것으로서 특히 면광원에 관한 것이다.The present invention relates to a light source for generating light, and more particularly to a surface light source.
종래의 광원으로는 백열 전구와 같은 점광원과 형광등과 같은 선광원이 있다. 그런데 근래 들어 액정 표시 장치 등에 있어서 넓은 면적을 일정한 조도로 비추는 면광원을 필요로 하고 있다. 비록 점광원과 선광원으로도 도광판과 산란판등을 사용하여 어느 정도 균일하게 일정 면적을 비추는 광원을 만들 수는 있으나 여기에는 한계가 있으며 또한 도광판이나 산란판의 가격이 비싼 문제점이 있다.Conventional light sources include point light sources such as incandescent bulbs and line light sources such as fluorescent lamps. By the way, in recent years, the surface light source which illuminates a large area with a constant illuminance is required for a liquid crystal display device. Although a light source and a scattering plate may be used as a point light source and a line light source, a light source that uniformly illuminates a certain area may be made.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 면광원을 구현하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to implement a surface light source.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 면광원의 측단면도이고,1 is a side cross-sectional view of a surface light source according to an embodiment of the present invention,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 면광원의 정면도이고,2 is a front view of a surface light source according to an embodiment of the present invention,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 면광원의 하부 기판을 제조하는 공정을 순서에 따라 나타낸 측단면도이고,3A to 3C are side cross-sectional views sequentially illustrating a process of manufacturing a lower substrate of a surface light source according to an embodiment of the present invention.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 면광원의 상부 기판을 제1 방법에 따라 제조하는 공정을 순서에 따라 나타낸 측단면도이고,4A to 4D are side cross-sectional views sequentially illustrating a process of manufacturing an upper substrate of a surface light source according to an embodiment of the present invention according to a first method,
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 면광원의 상부 기판을 제2 방법에 따라 제조하는 공정을 순서에 따라 나타낸 측단면도이다.5A to 5D are side cross-sectional views sequentially illustrating a process of manufacturing the upper substrate of the surface light source according to the embodiment of the present invention according to the second method.
이러한 과제를 해결하기 위하여 본 발명에서는 다음과 같은 구조의 면광원을 마련한다.In order to solve this problem, the present invention provides a surface light source having the following structure.
제1 기판 위에 제1 전극이 형성되어 있고, 제1 전극 위에 절연막이 형성되어 있으며, 제2 기판이 제1 기판과 대향하고 있다. 제2 기판 위에 투명한 제2 전극이 형성되어 있고, 제2 전극의 주변을 따라 가장자리 전극이 형성되어 있으며, 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간을 밀봉재가 외부로부터 밀봉하여 차단하고 있다. 제1 기판의 제2 기판과 마주하는 면과 제2 기판의 제1 기판과 마주하는 면 중의 적어도 어느 한 쪽에는 형광체층이 형성되어 있고, 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에는 불활성 기체가 주입되어 있다.A first electrode is formed on the first substrate, an insulating film is formed on the first electrode, and the second substrate faces the first substrate. The transparent 2nd electrode is formed on the 2nd board | substrate, the edge electrode is formed along the periphery of a 2nd electrode, and the sealing material seals and blocks the space between the 1st board | substrate and the 2nd board | substrate from the exterior. A phosphor layer is formed on at least one of a surface facing the second substrate of the first substrate and a surface facing the first substrate of the second substrate, and an inert gas is formed in the space between the first substrate and the second substrate. Injected.
이 때, 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에는 스페이서가 배치되어 두 기판의 간격을 일정하게 유지하도록 하는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that a spacer is disposed in the space between the first substrate and the second substrate so as to keep the distance between the two substrates constant.
이러한 면광원은 제1 기판 위에 제1 전극을 형성하는 단계, 제1 전극 위에 절연막을 형성하는 단계, 절연막 위에 제1 형광체층을 형성하는 단계, 제2 전극이 형성되어 있는 제2 기판 위에 가장자리 전극을 형성하는 단계, 제2 기판의 가장자리 전극이 형성되어 있는 면의 이면에 스페이서를 부착하는 단계, 제1 기판과 제2기판을 결합하는 단계, 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에 불활성 기체를 주입하여 밀봉하는 단계를 통하여 제조된다.The surface light source may include forming a first electrode on a first substrate, forming an insulating film on the first electrode, forming a first phosphor layer on the insulating film, and an edge electrode on the second substrate on which the second electrode is formed. Forming a spacer; attaching a spacer to a rear surface of a surface on which the edge electrode of the second substrate is formed; joining the first substrate and the second substrate; and forming an inert gas in a space between the first substrate and the second substrate. It is prepared through the step of injecting and sealing.
또는 제1 기판 위에 제1 전극을 형성하는 단계, 제1 전극 위에 절연막을 형성하는 단계, 제2 전극이 형성되어 있는 제2 기판 위에 가장자리 전극을 형성하는 단계, 제2 기판의 가장자리 전극이 형성되어 있는 면의 이면에 상기 제2 기판을 노출시키는 다수의 구멍을 가지는 제1 형광체층을 형성하는 단계, 제1 형광체층의 구멍에 접착제를 채우는 단계, 접착제 위에 스페이서를 부착하는 단계, 제1 기판과 제2 기판을 결합하는 단계, 제1 기판과 제2 기판 사이의 공간에 불활성 기체를 주입하여 밀봉하는 단계를 통하여 제조할 수도 있다.Or forming a first electrode on the first substrate, forming an insulating film on the first electrode, forming an edge electrode on the second substrate on which the second electrode is formed, and forming an edge electrode of the second substrate. Forming a first phosphor layer having a plurality of holes exposing the second substrate on a back side of the surface, filling an adhesive into the holes of the first phosphor layer, attaching a spacer on the adhesive, It may be prepared through the step of bonding the second substrate, injecting an inert gas into the space between the first substrate and the second substrate to seal it.
그러면 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 따른 면광원의 구조를 설명한다.Next, the structure of the surface light source according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 면광원의 측단면도이고, 도 2는 도 1의 면광원의 정면도이다.1 is a side cross-sectional view of a surface light source according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view of the surface light source of FIG.
유리 등으로 이루어진 하부 절연 기판(10) 위에 은(Ag) 등의 우수한 도전 물질로 이루어진 하부 전극(11)이 넓게 형성되어 있고, 하부 전극(11) 위에는 절연막(12)이 적층되어 있다. 이 때, 절연막(12)은 Al2O3,MgO, Y2O3, BaTiO3, SrTiO3, SiO2, Ta2O5등의 물질로 이루어진다. 절연막(12) 위에는 하부 형광체층(13)이 형성되어 있다. 하부 형광체층(13)은 Y2O3:Eu(적색), Zn2SiO4:Mn(녹색) 및 BaMgAl10O17:Eu(청색)을 혼합하여 이루어진 백색 형광체나 기타 일반적으로알려진 형광체로 이루어져 있다. 이 때, 하부 형광체층(13)은 후술하는 바와 같이 상부 기판(20)에 형광체층이 형성되는 경우에는 생략될 수도 있다.A lower electrode 11 made of an excellent conductive material such as silver (Ag) is widely formed on the lower insulating substrate 10 made of glass or the like, and an insulating film 12 is stacked on the lower electrode 11. At this time, the insulating film 12 is made of a material such as Al 2 O 3, MgO, Y 2 O 3 , BaTiO 3 , SrTiO 3 , SiO 2 , Ta 2 O 5 . The lower phosphor layer 13 is formed on the insulating film 12. The lower phosphor layer 13 is composed of a white phosphor or other generally known phosphors formed by mixing Y 2 O 3 : Eu (red), Zn 2 SiO 4 : Mn (green), and BaMgAl 10 O 17 : Eu (blue). have. In this case, the lower phosphor layer 13 may be omitted when the phosphor layer is formed on the upper substrate 20 as described later.
유리 등의 투명한 절연 물질로 이루어진 상부 기판(20)의 윗면, 즉 하부 기판(10)과 대향하고 있지 않은 면에는 ITO(indium tin oxide) 등의 투명한 도전 물질로 이루어진 상부 전극(21)이 형성되어 있고, 상부 전극(21)의 위에는 Ag 등의 우수한 도전 물질로 이루어진 가장자리 전극(23)이 상부 전극(21)의 가장자리를 따라 형성되어 있다. 여기서, 가장자리 전극(23)은 ITO 등의 전기 저항이 큰 물질로 이루어진 상부 전극(21)의 저항으로 인한 문제를 해결하기 위하여 형성하는 것이다. 즉, 면광원 구동시에 상부 전극(21)의 어느 한 지점 또는 몇 개의 지점으로부터 저항이 큰 상부 전극(21) 전체로 전하가 전달되어 충전되는데 이 과정에서 발생하는 저항 손실로 인하여 소비 전력이 증가한다. 이러한 문제는 면광원이 대형화되면 더욱 두드러지게 된다. 따라서 대형 면광원을 구현하기 위해서는 상부 전극(21)의 전기 저항으로 인한 문제를 해결하는 것이 필수적이라 할 수 있고 본 발명에 있어서는 가장자리 전극(23)을 형성함으로써 문제를 해결하고 있다.An upper electrode 21 made of a transparent conductive material such as indium tin oxide (ITO) is formed on an upper surface of the upper substrate 20 made of a transparent insulating material such as glass, that is, not facing the lower substrate 10. On the upper electrode 21, an edge electrode 23 made of an excellent conductive material such as Ag is formed along the edge of the upper electrode 21. Here, the edge electrode 23 is formed to solve the problem caused by the resistance of the upper electrode 21 made of a material having a large electrical resistance such as ITO. That is, when the surface light source is driven, charge is transferred from the one point or several points of the upper electrode 21 to the entire upper electrode 21 having a large resistance, and power consumption increases due to the resistance loss generated in this process. . This problem becomes more prominent when the surface light source becomes larger. Therefore, in order to implement a large surface light source, it may be necessary to solve the problem caused by the electrical resistance of the upper electrode 21. In the present invention, the problem is solved by forming the edge electrode 23.
상부 기판(20)의 아래면에는 상부 형광체층(22)이 형성되어 있다. 상부 형광체층(22) 역시 Y2O3:Eu(적색), Zn2SiO4:Mn(녹색) 및 BaMgAl10O17:Eu(청색)을 혼합하여 이루어진 백색 형광체나 기타 일반적으로 알려진 형광체로 이루어져 있다. 또, 상부 형광체층(22)은 하부 형광체층(13)이 형성되어 있는 경우에는 생략될 수 있다. 즉, 상부와 하부의 형광체층(13, 22)은 상부 또는 하부의 어느 일측에만 형성되어 있으면 족하다. 물론 본 발명의 실시예에서와 같이 상하부 모두에 형광체층(13, 22)이 형성될 수도 있다.An upper phosphor layer 22 is formed on the lower surface of the upper substrate 20. The upper phosphor layer 22 is also made of white phosphors or other commonly known phosphors formed by mixing Y 2 O 3 : Eu (red), Zn 2 SiO 4 : Mn (green), and BaMgAl 10 O 17 : Eu (blue). have. In addition, the upper phosphor layer 22 may be omitted when the lower phosphor layer 13 is formed. That is, the upper and lower phosphor layers 13 and 22 only need to be formed on only one side of the upper or lower portion. Of course, the phosphor layers 13 and 22 may be formed on both upper and lower portions as in the embodiment of the present invention.
상부 형광체층(22)과 하부 형광체층(13)의 사이에는 상하 기판(10, 20)의 간격을 일정하게 유지하기 위한 스페이서(spacer)(30)가 배치되어 있다. 소형 면광원의 경우에는 불필요할 수도 있으나 면광원이 대형화되면 두 기판(10, 20) 사이의 간격이 일정치 않게 되는 것이 큰 문제로 대두된다. 이를 방지하기 위하여 스페이서(30)를 배치한 것이다. 상하 기판(10, 20)의 사이에는 두 기판(10, 20)의 가장자리를 따라 밀봉재(40)가 형성되어 있다. 밀봉재(40)는 스페이서(30)가 배치되어 있는 두 기판(10, 20) 사이의 공간을 외부 대기로부터 밀폐시킨다. 밀봉재(40)에 의하여 밀폐된 공간에는 Xe 등의 불활성 기체(50)가 주입되어 있다. 이러한 불활성 기체(50)는 하부 기판(10)을 통하여 형성되어 있는 주입관(60)을 통하여 주입되며, 기체(50) 주입후 주입관(60)은 밀봉된다. 주입관(60)의 하부 기판(10)뿐만 아니라 본 실시예와는 달리 측면의 밀봉재(40) 등에도 형성될 수 있다.A spacer 30 is disposed between the upper phosphor layer 22 and the lower phosphor layer 13 to maintain a constant gap between the upper and lower substrates 10 and 20. In the case of a small surface light source, it may be unnecessary, but when the surface light source becomes large, the gap between the two substrates 10 and 20 becomes uneven. In order to prevent this, the spacer 30 is disposed. The sealing material 40 is formed between the upper and lower substrates 10 and 20 along the edges of the two substrates 10 and 20. The sealing material 40 seals the space between the two substrates 10 and 20 on which the spacer 30 is disposed from the outside atmosphere. An inert gas 50 such as Xe is injected into the space sealed by the sealing material 40. The inert gas 50 is injected through the injection tube 60 formed through the lower substrate 10, and after the gas 50 is injected, the injection tube 60 is sealed. In addition to the lower substrate 10 of the injection tube 60, unlike the present embodiment may be formed on the sealing material 40 of the side.
이러한 구조의 면광원의 구동 원리는 다음과 같다.The driving principle of the surface light source of this structure is as follows.
상하 전극(11, 21) 사이에 전압이 인가되면 가스 방전이 일어나게 되고 방전에 의하여 자극받은 불활성 기체가 자외선을 방출하고 방출된 자외선이 형광체층(13, 22)을 자극하여 가시광선을 발생시킨다.When a voltage is applied between the upper and lower electrodes 11 and 21, a gas discharge occurs, and an inert gas stimulated by the discharge emits ultraviolet rays, and the emitted ultraviolet rays stimulate the phosphor layers 13 and 22 to generate visible light.
이러한 면광원은 면 전체에서 빛을 발하므로 일정 면적을 균일한 조도로 비출 수 있다.Since the surface light source emits light from the entire surface, it is possible to illuminate a predetermined area with uniform illuminance.
이제 본 발명의 실시예에 따른 면광원을 제조하는 방법을 살펴본다.Now looks at a method of manufacturing a surface light source according to an embodiment of the present invention.
우선 하부 기판을 제조하는 방법을 설명한다.First, a method of manufacturing the lower substrate will be described.
도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 면광원의 하부 기판을 제조하는 공정을 순서에 따라 나타낸 측단면도이다.3A to 3C are side cross-sectional views sequentially illustrating a process of manufacturing a lower substrate of a surface light source according to an embodiment of the present invention.
먼저, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 유리 등으로 이루어진 기판(10) 위에 고온의 Ag 페이스트(paste)를 스크린 프린팅(screen printing)하고 약 400~600℃의 고온에서 소성하여 하부 전극(11)을 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, a high temperature Ag paste is screen printed on a substrate 10 made of glass or the like and baked at a high temperature of about 400 ° C. to 600 ° C. to form a lower electrode 11. do.
다음, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 하부 전극(11) 위에 Al2O3,MgO, Y2O3, BaTiO3, SrTiO3, SiO2, Ta2O5등의 물질을 스크린 프린팅(screen printing) 또는 스프레이(spray)하거나 도포(coating)하여 절연막(12)을 형성한다.Next, as illustrated in FIG. 3B, screen printing of Al 2 O 3, MgO, Y 2 O 3 , BaTiO 3 , SrTiO 3 , SiO 2 , Ta 2 O 5, and the like is performed on the lower electrode 11. Alternatively, the insulating film 12 is formed by spraying or coating.
이어서, 도 3c에 나타낸 바와 같이, 하부 전극(11) 위에 Y2O3:Eu(적색), Zn2SiO4:Mn(녹색) 및 BaMgAl10O17:Eu(청색)을 혼합하여 이루어진 백색 형광체나 기타 일반적으로 알려진 형광체를 스크린 프린팅하거나 스프레이 또는 코팅하여 형광체층(13)을 형성하고, 기판(10) 주변부를 따라 밀봉재(40)를 도포한다. 그러나 형광체층(13) 형성 공정이나 밀봉재(40) 도포 공정은 경우에 따라 생략될 수 있다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이 상부 기판(20)에만 형광체층(22)을 형성하는 경우에는 하부 형광체층(13)의 형성 공정은 생략된다. 또, 밀봉재(40)는 하부 기판(10)이 아닌 상부 기판(20)에 도포할 수도 있다.3C, a white phosphor formed by mixing Y 2 O 3 : Eu (red), Zn 2 SiO 4 : Mn (green), and BaMgAl 10 O 17 : Eu (blue) on the lower electrode 11. Or other commonly known phosphors are screen printed, sprayed or coated to form the phosphor layer 13 and the sealant 40 is applied along the periphery of the substrate 10. However, the phosphor layer 13 forming process and the sealing material 40 coating process may be omitted in some cases. That is, when the phosphor layer 22 is formed only on the upper substrate 20 as described above, the process of forming the lower phosphor layer 13 is omitted. In addition, the sealing material 40 may be applied to the upper substrate 20 instead of the lower substrate 10.
이제, 상부 기판을 제조하는 방법 두 가지를 설명한다.Now, two methods of manufacturing the upper substrate will be described.
먼저, 제1 방법을 설명한다.First, the first method will be described.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명의 실시예에 따른 면광원의 상부 기판을 제1 방법에 따라 제조하는 공정을 순서에 따라 나타낸 측단면도이다.4A to 4D are side cross-sectional views sequentially illustrating a process of manufacturing the upper substrate of the surface light source according to the embodiment of the present invention according to the first method.
먼저, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 유리 등으로 이루어진 기판(20)의 윗면에 ITO 등의 투명한 도전 물질을 증착하여 상부 전극(21)을 형성하고, 상부 전극(21)의 주변부를 따라 Ag 페이스트를 스크린 프린팅하고 고온 소성하여 가장자리 전극(23)을 형성한다. 이 때, 상부 전극(21)은 이미 형성되어 있는 기판(20)을 구입하여 가장자리 전극(23)을 형성하는 공정만을 진행할 수도 있다.First, as shown in FIG. 4A, the upper electrode 21 is formed by depositing a transparent conductive material such as ITO on the upper surface of the substrate 20 made of glass or the like, and Ag paste is formed along the periphery of the upper electrode 21. Screen printing and high temperature baking are performed to form the edge electrode 23. At this time, the upper electrode 21 may proceed only with the process of forming the edge electrode 23 by purchasing the substrate 20 already formed.
다음, 도 4b에 나타낸 바와 같이, 기판(20)의 아래면에 스페이서(30) 고정용 접착제(24)를 스크린 프린팅한다. 이 때, 접착제(24)는 본 도면에서와는 달리 스페이서(30)가 부착될 위치에만 점점이 프린팅될 수도 있다.Next, as shown in FIG. 4B, an adhesive 24 for fixing the spacer 30 is screen printed on the lower surface of the substrate 20. At this time, the adhesive 24 may gradually be printed only at the position where the spacer 30 is to be attached, unlike in this figure.
다음, 도 4c에 나타낸 바와 같이, 스페이서(30)를 부착한다.Next, as shown in FIG. 4C, the spacer 30 is attached.
마지막으로, 도 4d에 나타낸 바와 같이, 형광체를 스프레이하여 형광체층(22)을 형성한다. 그러나 이 공정은 하부 기판(10)에 형광체층(12)을 형성하는 경우에는 생략할 수도 있다.Finally, as shown in FIG. 4D, the phosphor is sprayed to form the phosphor layer 22. However, this step may be omitted in the case of forming the phosphor layer 12 on the lower substrate 10.
상부 기판을 제조하는 제2 방법을 설명한다.A second method of manufacturing the upper substrate is described.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 실시예에 따른 면광원의 상부 기판을 제2 방법에 따라 제조하는 공정을 순서에 따라 나타낸 측단면도이다.5A to 5D are side cross-sectional views sequentially illustrating a process of manufacturing the upper substrate of the surface light source according to the embodiment of the present invention according to the second method.
먼저, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 기판(20)의 윗면에 ITO 등의 투명한 도전 물질을 증착하여 상부 전극(21)을 형성하고, 상부 전극(21)의 주변부를 따라 Ag 페이스트를 스크린 프린팅하고 고온 소성하여 가장자리 전극(23)을 형성한다.First, as shown in FIG. 5A, the upper electrode 21 is formed by depositing a transparent conductive material such as ITO on the upper surface of the substrate 20, screen-printing the Ag paste along the periphery of the upper electrode 21, and applying a high temperature. Firing is performed to form the edge electrode 23.
다음, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 기판(20)의 아래면에 형광체를 스크린 프린팅하여 형광체층(22)을 형성한다. 이 때, 형광체층(22)에는 스페이서(30)가 놓일 부분에 구멍이 형성되어 있어서 기판(20)을 노출시키고 있다.Next, as illustrated in FIG. 5B, the phosphor layer 22 is formed by screen printing a phosphor on the bottom surface of the substrate 20. At this time, the phosphor layer 22 is formed with a hole in the portion where the spacer 30 is to be placed to expose the substrate 20.
다음, 도 5c에 나타낸 바와 같이, 접착제(24)를 스크린 프린팅하여 형광체층(22)에 형성되어 있는 구멍을 채운다.Next, as shown in FIG. 5C, the adhesive 24 is screen printed to fill the holes formed in the phosphor layer 22.
이어서, 도 5d에 나타낸 바와 같이, 스페이서(30)를 부착한다.Next, as shown in FIG. 5D, the spacer 30 is attached.
이상의 방법으로 형성된 상부 기판(20)과 하부 기판(10)은 밀봉재(40)에 의하여 상호 결합되고, 배기관(60)을 통하여 밀봉된 두 기판(10, 20) 사이의 공간을 진공으로 만들고, 여기에 Xe 등의 불활성 기체를 주입한 다음, 배기관(60)도 밀봉한다. 여기서, 배기관(60)은 하부 기판(10)을 제조하는 과정에서 형성할 수도 있고, 상하 기판(10, 20)을 결합한 후에 형성할 수도 있다.The upper substrate 20 and the lower substrate 10 formed by the above method are coupled to each other by the sealing material 40, and vacuum the space between the two substrates 10, 20 sealed through the exhaust pipe 60, After injecting an inert gas such as Xe into the tube, the exhaust pipe 60 is also sealed. Here, the exhaust pipe 60 may be formed in the process of manufacturing the lower substrate 10, or may be formed after the upper and lower substrates 10 and 20 are combined.
이상과 같이 본 발명에 의하면 일정한 면적을 균일한 밝기로 비출 수 있는 면광원을 얻을 수 있다.As mentioned above, according to this invention, the surface light source which can illuminate a fixed area with uniform brightness can be obtained.
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2000
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- 2000-10-06 TW TW089120928A patent/TW463521B/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100918871B1 (en) * | 2007-10-23 | 2009-09-28 | 희성전자 주식회사 | Ac driven flat lamp |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW463521B (en) | 2001-11-11 |
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