KR20010092376A - 광원 장치 - Google Patents

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Abstract

물체를 향하여 조사된 광이 통과하는 주 표면 (46a) 을 갖는 광원 (4) 이 구비된 광원 장치는,
광원 (4) 의 주 표면 (46a) 과 물체 사이에 위치하는 투광성 기판 (100);
광원 (4) 의 주 표면 (46a) 과 투광성 기판 (100) 표면의 사이에 삽입되어, 주 표면 (46a) 및 투광성 기판 (100) 의 표면과 함께 진공상태의 제 1 폐공간 (101) 을 한정하는 제 1 밀봉부 (44); 및
광원 (4) 에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위하여, 광원에 장치된 방열기 (105) 를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

광원 장치 {LIGHT SOURCE UNIT}
본 발명은 광원 장치, 특히 내부 온도의 상승을 억제할 수 있는 광원 장치에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치의 대형화에 따라, 액정 디스플레이 장치는 더 높은 휘도 및 더 넓은 시계각 (view angle) 을 가질 것이 요구되고 있다.
액정 디스플레이 장치에서, 더 높은 휘도를 구현하기 위하여, 이용 광에 대한 액정 패널의 투과율 및 효율을 향상시켜 왔다. 그러나, 이런 방법으로는 한계가 있기 때문에, 광원의 휘도를 증가시키려는 시도가 있었다.
액정 패널에서 시계각을 더 넓게 하는 경우에, 액정 패널의 투과율이 저하되다는 단점이 종종 수반된다. 이러한 단점을 보완하기 위하여, 광원 장치의 휘도를 증가시킬 필요가 있다.
즉, 광원 장치 휘도를 더 높게 하는 경우, 액정 디스플레이 장치에서 더 높은 휘도와 더 넓은 시계각을 실현할 수 있다.
그러나, 광원 장치의 휘도를 더 높게 하기 위해서는 광원 장치에 더 많은 전력을 공급해야만 한다. 광원 장치로부터 방출되는 에너지의 약 10% 내지 40% 가 열복사로 손실된다는 것이 공지되어 있다. 즉, 광원에 공급하는 전력을 증가시킬수록, 광원으로부터 발생하는 열이 증가하고, 열손실도 증가하게 된다.
광원이 열을 점점 더 발생시키는 경우, 액정 패널의 디스플레이 특성은 열에 의한 영향을 받기 때문에, 광원 부근에 위치한 액정 패널이 열을 받게 되어, 액정 패널의 디스플레이 품질이 저하될 수 있다.
따라서, 디스플레이 품질을 저하시키지 않으면서도, 더 높은 휘도를 실현할 수 있는 액정 디스플레이 장치가 요구되어 왔다.
상기 문제에 대한 해결책으로서, 액정 디스플레이 장치를 수용하는 실드 (shield) 에 펀 (fun) 또는 열 싱크 (sink) 를 설치하여 왔다.
이하, 액정 디스플레이 장치에서 사용되는 종래의 광원 장치를 설명한다.
도 1(a) 는 종래의 액정 디스플레이 장치를 나타낸 사시도이고, 도 1(b) 는 도 1(a) 의 1B-1B 선을 따라 취한 단면도이다.
도시한 액정 디스플레이 장치 (1) 는, 액정 패널 (2), 액정 패널 (2) 과 광원 장치 (4) 를 수용하는 실드 (3) (도 1(b) 참조), 실드 (3) 의 후면 상에 설치된 방열기 (7), 및 이 실드 (3) 의 후면 상에 실장된 부품 (8) 으로 이루어진다.
실드 (31) 의 전면인 실드 프론트 (shield front, 31) 에는 액정 패널 (2) 의 일부가 노출되는 개구 (31a) 가 형성된다. 액정 패널 (2) 의 노출된 부분은 액정 디스플레이 장치 (1) 의 디스플레이 스크린이 된다.
도 1(b) 에 도시한 바와 같이, 방열기 (7) 는, 실드 (3) 의 후면인 실드 리어 (shield rear, 33) 상에 실장된다. 이 실드 리어 (33) 는, 열 전도도가 높고 경량인 알루미륨 등의 금속으로 이루어진다.
광원 장치 (4) 에서 발생하는 열은, 열복사성이 우수한 실드 리어 (33) 를 통하여 복사된다.
도 1(b) 에 도시한 바와 같이, 액정 디스플레이 장치 (1) 는 평판 형상의 액정 패널 (2), 광확산판 (5), 및 광원 장치 (4) 를 포함한다. 이것들은 서로 대면하면서 평행을 이루도록 정렬되어 있다.
액정 패널 (2) 은 실드 프론트 (31) 와 실드 센터 (shield center, 32) 의 사이에 삽입되어 지지된다. 광확산판 (5) 과 광원 장치 (4) 는 실드 센터 (32) 와 실드 리어 (33) 의 사이에 삽입되어 지지된다.
방열기 (7) 와 부품 (8) 은 실드 리어 (33) 의 후면 상에 실장된다.
실드 프론트 (31), 실드 센터 (32) 및 실드 리어 (33) 는 나사로 결합된다.
다음으로, 광원 장치 (4) 의 구조를 설명한다. 이 광원 장치 (4) 의 구조는 하부 정렬 (beneath-arrangement) 타입과 측광 (side light) 타입으로 구분된다.
도 2(a) 는 하부 정렬 타입 광원 장치를 포함하는 액정 디스플레이 장치를 나타내는 단면도이고, 도 2(b) 는 측광 타입 광원 장치를 포함하는 액정 디스플레이 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2(a) 에 도시한 바와 같이, 하부 정렬 타입 광원 장치 (4) 는, 실드 리어 (33) 의 접시형 부분 (램프 하우스, 4a) 내에 위치하는 리플렉터 (43), 이 리플렉터 (43) 의 부근에 나란히 설치된 복수개의 기둥 형상 광원 (41), 및 이 램프 하우스를 커버하면서, 광원 (41) 으로부터 이격된 광확산판 (미도시) 으로 이루어진다.
광확산판은 휘도가 균일하게 유지되도록 한다.
도 2(b)에 도시한 바와 같이, 측광 타입 광원 장치 (4) 는, 평판 형상의 도광판 (42), 이 도광판 (42) 의 측면에 인접하도록 위치하는 기둥 형상 광원 (41), 및 이 광원 (41) 의 주위를 둘러싸는 리플렉터 (43) 로 이루어진다.
도광판 (42) 은 투광성이 우수한 아크릴 판으로 이루어진다. 광원 (41) 으로부터 조사되는 광은, 도광판 (42) 을 통과하고, 실드 센터 (32) 가 형성된 개구 (32a) 를 통해서, 액정 패널 (2) 의 후면을 조사한다.
휘도의 균일성을 유지하기 위하여, 실드 리어 (33) 에 대면하고 있는 도광판 (42) 의 후면에 도트 (dots) 를 프린트한다.
일본 특개평 10-172512호 공보에는, 광이 조사되는 물체의 온도가 증가되는 것을 억제하는 광원 장치가 제안되어 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제안된 광원 장치 (4) 는, 전기 방전 매질을 갖는길쭉한 유리 벌브 및 광원 (41) 으로부터 이격된 외부 유리 파이프 (49) 로 이루어져서, 그 사이에 진공층 (41b) 을 형성하게 되는 광원 (41) 을 포함한다. 이 광원 (41) 으로부터 조사되는 광은 유리 벌브 (41) 의 전체 면 (41a) 를 통과하고, 광원 (41) 으로부터 복사되는 열은 이 전체 면 (41a) 를 통해서 진공층 (41b) 에 흡수된다. 따라서, 광원 (41) 에 의해 물체로 조사되는 열 복사를 저감시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 액정 디스플레이 장치의 디스플레이 면에서 휘도를 증가시키면, 광원 장치로부터 액정 패널로 복사되는 열도 그 휘도의 증가에 의존하여 증가하게 된다.
따라서, 액정 패널의 휘도와 디스플레이 품질을 저하시키지 않으려면, 열 복사를 줄여야만 한다.
그러나, 실드의 후면 상에 실장된 방열기를 포함하는 종래의 액정 디스플레이 장치는, 실드 및/또는 방열기를 열 전도도가 높은 재료로 만들거나, 가능한한 넓은 표면을 갖도록 방열기를 설계함으로써, 그 성능을 향상시킬 수 밖에 없다.
상술한 일본 특개평 10-172512호 공보에 제안된 광원 장치에 따르면, 이 광원 장치로부터 물체 (액정 패널) 로의 열을 차단하는 것은 어느 정도 가능하다. 그러나, 이런 단열 효과에 의하여 광원 장치의 출력 증가가 제한된다.
특히, 광원 장치의 출력이 증가하면, 대기로부터의 열 차단에 의해 유리 벌브 (41) 내의 온도가 필요 이상으로 올라갈 수 있으므로, 광 조사 효율이 저하되고, 형광체 (phosphor) 및/또는 전극의 열화에 의해 수명이 줄어들게 된다.
이 광원 장치를 측광 타입의 광원 장치에 적용하는 경우, 다중 반사가 리플렉터 (43) 에 발생할 수 있어서, 광손실이 유발되게 된다.
또한, 외부 유리 파이프 (49) 는 광확산 기능을 갖고 있지 않기 때문에, 광확산판을 광원 장치에 별도로 부가하여야 하므로, 광원 장치의 크기가 불가피하게 커지는 문제를 유발시킨다.
종래 광원 장치의 상술한 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 광이 조사되는 물체에 열이 축적되는 것을 억제할 수 있는 광원 장치를 제공하는 데 있다.
도 1(a) 는 종래의 액정 디스플레이 장치를 나타낸 사시도.
도 1(b) 는 도 1(a) 의 1B-1B 선을 따라 취한 단면도.
도 2(a) 는 종래의 다른 액정 디스플레이 장치를 나타낸 단면도.
도 2(b) 는 종래의 또다른 액정 디스플레이 장치를 나타낸 단면도.
도 3은 종래의 또다른 액정 디스플레이 장치를 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 장치를 나타낸 단면도.
도 5는 도 4에 도시한 광원 장치를 상세하게 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광원 장치의 단면 및 이 광원 장치를 제조하는 방법의 각 단계를 나타낸 도면.
도 7(a) 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치를 나타낸 단면도.
도 7(b) 는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광원 장치를 나타낸 단면도.
도 8(a) 는 본 발명에 따른 광원 장치를 구비하는 액정 디스플레이 장치를 나타낸 단면도.
도 8(b) 는 본 발명에 따른 광원 장치를 구비하는 다른 액정 디스플레이 장치를 나타낸 단면도.
도 8(c) 는 본 발명에 따른 광원 장치를 구비하는 또다른 액정 디스플레이장치를 나타낸 단면도.
도 9(a) 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치를 나타낸 단면도.
도 9(b) 는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광원 장치를 나타낸 단면도.
도 9(c) 는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 광원 장치를 나타낸 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
3: 실드 4 : 광원
44 : 제 1 밀봉부 45 : 제 1 기판
46 : 제 2 기판 45c : 유전체층
47 : 제 2 폐공간 100 : 투광성 기판
101 : 제 1 폐공간 105 : 방열기
본 발명의 일 태양에 따르면, (a) 조사되어 물체로 향하는 광이 통과하는 주 표면을 갖는 광원, (b) 이 광원의 주 표면과 물체의 사이에 위치하는 투광성 기판, (c) 광원의 주 표면과 이 투광성 기판의 표면 사이에 삽입되어, 주 표면 및 투광성 기판의 표면과 함께 진공상태의 제 1 폐공간 (closed space) 을 한정하는 제 1 밀봉부 (seal), 및 (d) 광원 내에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위하여, 광원에 장치된 방열기 (heat radiator) 를 구비하는 광원 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, (a) 제 1 기판의 제 1 표면 상에 적어도 하나의 전극을 형성하는 단계, (b) 이 제 1 표면 상에 제 1 유전체층을 형성하여 그 전극을 제 1 유전체층으로 피복하는 단계, (c) 제 2 기판의 제 1 표면 상에 제 2 유전체층을 형성하는 단계, (d) 이 제 2 유전체층 상에 형광층 (phosphor layer) 을 형성하는 단계, (e) 제 2 기판의 형광층이 제 1 기판의 유전체층과 대면하고 제3 기판이 제 2 기판에 인접하도록, 그 제 1 내지 3 기판 중에서 어느 두 기판 사이에 삽입된 스페이서를 사이에 두고 제 1 기판, 제 2 기판 및 제 3 기판을 서로 대면시키는 단계, (f) 제 1 기판, 제 2 기판 및 스페이서로 한정되는 제 1 폐공간을 진공상태로 만드는 단계, (g) 제 1 폐공간 내에 비활성 (noble) 기체를 주입하는 단계, 및 (h) 제 2 기판, 제 3 기판 및 스페이서로 한정되는 제 2 폐공간을 진공상태로 만드는 단계를 포함하는 광원 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 또다른 태양에 따르면, (a) 상술한 광원 장치 중의 하나, 및 (b) 이 광원 장치로부터 광을 받아 원하는 이미지를 표시하는 액정 디스플레이 소자를 포함하는 액정 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 광원 장치로부터 액정 패널 또는 광확산판 등의 광학부품으로 복사되는 열을 저감시킬 수 있고, 효율적인 열 복사에 의해서 광원 장치의 출력을 증가시킬 수 있다. 따라서, 물체에 더 높은 휘도의 광을 조사할 수 있게 된다.
또한, 본 발명을 하부 정렬 타입 광원 장치에 적용함으로써, 광원, 광확산판 등의 광학부품 간의 거리를 충분하게 확보할 수 있으므로, 휘도의 불균일을 저감할 수도 있다.
또한, 본 발명은 제조 비용과 제조 공정을 줄일 수도 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광원 장치를 나타낸 단면도이다.
이 실시예에 따른 광원 장치는, 광원 (4) 으로부터 조사되는 광이 통과하여 물체 (미도시) 에 도달하는 주 표면 (46a) 을 갖는 광원 (4), 광원 (4) 의 주 표면(46a) 과 그 물체의 사이에 위치하는 투광성 기판 (100), 광원 (4) 의 주 표면 (46a) 과 투광성 기판 (100) 의 하부 면 (100b) 사이에 삽입되어, 광원 (4) 의 주 표면 (46a) 및 투광성 기판 (100) 의 하부 면 (100b) 과 함께 제 1 폐공간 (101) 을 한정하는 제 1 밀봉부 (seal), 광원 (4) 에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위하여, 이 광원 (4) 의 주 표면 (46a) 에 대향하는 표면에 장치된 방열기 (105), 및 광원 (4) 을 커버하는 실드 (3, 도 5 참조) 를 구비한다.
제 1 폐공간 (101) 은, 1.33 ×103Pa 이하의 압력으로 유지하여, 단열층을 형성한다.
도 5는 광원 장치, 특히 광원 (4) 의 단면을 나타낸 단면도이다.
광원 (4) 는, 제 1 기판 (45), 제 2 기판 (46), 및 제 1 기판 (45) 과 제 2 기판 (46) 의 사이에 삽입되어, 이 제 1 기판 (45) 과 제 2 기판 (46) 과 함께 제 2 폐공간 (47) 을 한정하는 제 2 밀봉부 (44a) 를 포함한다. 비활성 기체는 제 2 폐공간 (47) 내에 주입한다.
제 1 전극 (45a) 및 제 2 전극 (45b) 은 제 1 기판 (45) 상에 형성한다. 유전체층 (45c) 을 이 전극들과 함께 제 1 기판 (45) 상에 형성해서, 제 1 전극 (45a) 및 제 2 전극 (45b) 을 유전체층으로 피복한다. 보호층 (45d) 은 유전체층 (45c) 상에 형성한다.
유전체층 (46a) 및 형광층 (46b) 은, 형광층 (46b) 이 보호층 (45d) 에 대면하도록, 제 2 기판의 하부 면 상에 형성한다.
제 1 기판 (45) 과 제 2 기판 (46) 을 그 사이에 삽입된 제 2 밀봉부 (44a) 와 함께 베이킹 (baking) 함으로써, 방전층으로 작용하는 제 2 폐공간 (47) 을 제 1 기판 (45) 과 제 2 기판 (46) 사이에 형성한다.
제 1 전극 (45a) 과 제 2 전극 (45b) 에 전류를 흘려보내면, 제 2 폐공간 (47) 내에 주입한 비활성 기체는 제 2 기판 (46) 의 주 표면 (46a) 을 통과하여 물체로 향하는 광을 조사하게 된다. 즉, 제 2 폐공간 또는 방전층 (47) 은 광원으로 작용한다.
여기서, 기판의 상부 면은 광원 (4) 에 의해서 조사되는 물체에 더 가깝게 위치하는 표면을 의미하고, 기판의 하부 면은 물체에서 더 멀리 이격되어 위치하는 표면을 의미한다. 주 표면 (46a) 은 제 2 기판 (46) 의 상부 면이다.
투광성 기판 (100) 의 상부 면 (100a) 은, 방전층 (47) 으로부터 조사되는 광이 통과할 수 있도록 투광성을 가지며, 휘도의 불균일을 억제하기 위한 광확산 기능을 갖도록 설계한다.
광확산 기능은 투광성 기판 (100) 의 하부 면에 적용할 수도 있다.
제 1 기판 (45) 은 그 하부 면에서 대기에 노출된다. 따라서, 광원 (4) 에서 발생하는 열은 제 1 기판 (45) 의 하부 면에서 방출되게 된다.
도 6은 광원 및 이 광원을 제조하는 방법의 각 단계를 나타낸 도면이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 유리로 이루어진 제 1 기판 (45), 제 2 기판 (46), 및 투광성 기판 (100) 을 준비한다.
우선, 제 1 기판 (45) 에 관통공 (45A) 을 형성한다.
다음, 제 1 전극 (45a) 과 제 2 전극 (45b) 을 제 1 기판 (45) 의 상부 면 상에 형성한다. 다음, 제 1 유전체층 (45c) 을 제 1 기판 (45) 의 상부 면에 형성하여, 제 1 전극 (45a) 과 제 2 전극 (45b) 을 피복한다. 다음, MgO 로 이루어진 보호층 (45d) 을 제 1 유전체층 (45c) 상에 형성한다.
다음, 제 2 유전체층 (46a) 을 제 2 기판 (46) 의 하부 면 상에 형성한다. 다음, 형광층 (46b) 을 제 2 유전체층 (46a) 상에 형성한다.
형광층 (46b) 으로는, 청색 형광층은 BgMgAl10O17과 BaMg2Al16O27의 조합으로 이루어지고, 녹색 형광층은 Tb, 또는 LaPO4과 Ce의 조합으로 이루어지며, 적색 형광층은 (Y,Gd)BO3과 Eu의 조합으로 이루어진다. 이 형광층 (46b) 은 디핑 (dipping) 에 의해서 제 2 기판 (46) 상에 코팅한다.
다음, 저융점 프릿 (frit) 유리를 제 1 기판 (45) 과 제 2 기판 (46) 각각의 둘레에 코팅한다.
다음, 투광성 기판 (100) 에 관통공 (100A) 을 형성한다. 필요하다면, 투광성 기판 (100) 의 상부 면 (100a) 및/또는 하부 면에 광확산 기능을 부여할 수 있다.
투광성 기판 (100)에 광확산 기능을 부여하는 것은 다음과 같다.
투광성 기판 (100) 이 소다석회 유리 또는 납 유리 등의 유리로 이루어진 경우에, 이 유리를 그라운드 유리로 바꾸기 위하여, 샌드 블래스팅, 에칭 또는 스크래칭 처리를 상부 면 및/또는 하부 면에 실시할 수도 있다.
이렇게 하는 대신에, 유리의 굴절율과 다른 굴절율을 갖는 고중합체 (high polymer) 를 투광성 기판 (100) 내에 확산시킬 수도 있다.
투광성 기판 (100) 이 수지 (resin) 로 이루어진 경우에, 샌드 블래스팅, 에칭 또는 스크래칭을 그 상부 면 및/또는 하부 면에 실시할 수도 있고, 이 투광성 기판 (100) 을 이루는 수지의 굴절율과 다른 굴절율을 갖는 수지를 투광성 기판 (100) 에 혼합할 수도 있다.
다음, 그 사이에 삽입된 제 1 실드 (44) 로 투광성 기판 (100) 과 제 2 기판 (46) 을 결합함으로써 제 1 폐공간 (101) 을 형성하여, 투광성 기판 (100) 의 하부 면이 제 2 기판 (46) 의 상부 면 (46a) 에 대면하도록 하고, 또한 그 사이에 삽입된 제 2 실드 (44a) 로 제 1 기판 (45) 과 제 2 기판 (46) 을 결합함으로써 제 2 폐공간 (47) 을 형성하여, 형광층 (46b) 이 보호층 (45d) 에 대면하도록 한다.
이 광원 장치를 베이킹한 후에, 관통공 (45A) 을 통해서 공기를 배출시켜 제 2 폐공간 (47) 을 진공상태로 만든다. 다음, 이 진공상태의 제 2 폐공간 (47) 내에 비활성 기체를 주입한다. 다음, 제 1 기판 (45) 의 관통공 (45A) 을 밀봉한다. 이렇게 하여, 방전층 (47) 을 형성한다.
다음, 관통공 (100A) 을 통해서 공기를 배출시켜 제 1 폐공간 (101) 을 진공상태로 하고, 제 1 폐공간 (101) 을 1.33 ×103Pa 이하의 압력으로 유지한다. 다음, 관통공 (100A) 을 밀봉한다. 이렇게 하여, 진공층 또는 단열층 (101) 을 형성한다.
상술한 방법에서, 제 1 기판 (45) 에 관통공 (45A) 을 형성하고 투광성 기판 (100) 에 관통공 (100A) 을 형성하였지만, 제 1 실드 (44) 와 제 2 실드 (44a) 에 형성할 수도 있다.
제 1 폐공간 (101) 과 제 2 폐공간 (47) 으로부터 공기를 배출시키는 단계는, 제 1 기판 (45), 제 2 기판 (46) 및 투광성 기판 (100) 을 진공 챔버 내에서 조립함으로써, 생략할 수도 있다.
도 7(a) 및 도 7(b) 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치를 나타낸다.
도 7(a) 는 상술한 실시예에 따른 광원 장치를 적용한 하부 정렬 타입 광원 장치를 나타낸 단면도이다.
도 7(a) 에 나타낸 하부 정렬 타입 광원 장치는, 실드 리어 (33) 의 일부로서 접시형 실드 또는 램프 하우스 (4a) 를 포함한다. 이 램프 하우스 (4a) 내에 복수개의 광원 (41) 을 일렬로 정렬시킨다. 리플렉터 (43a) 는 광원 (41) 을 둘러싸고 있다. 유리로 이루어진 투광성 판 (102) 은 램프 하우스 (4a) 를 둘러싸고 있다. 따라서, 램프 하우스 (4a) 내에, 리플렉터 (43a) 와 투광성 판 (102) 에 의해 한정되는 폐공간이 생긴다.
유리로 이루어진 투광성 기판 (100) 은, 밀봉 기능을 갖는 실드 (44) 를 통하여 실드 리어 (33) 와 연결되어 있으므로, 이 투광성 기판 (100) 은 투광성 판 (102) 에 대면하게 된다.
따라서, 투광성 기판 (100) 은, 광원 (41) 으로부터 조사되는 광이 통과하는제 1 영역 (4b) 및 실드 (44) 로 커버된 제 2 영역을 한정하게 된다.
실드 (44), 투광성 판 (102) 및 투광성 기판 (100) 에 의해 한정되는 폐공간은, 1.33 ×103Pa 이하의 압력으로 유지되는 진공 또는 단열층 (101) 을 이루도록 한다.
이 진공 또는 단열층 (101) 은 광원 (41) 내에서 발생하는 열이 물체로 방출되는 것을 방지한다.
다음, 실드 리어 (33) 의 광원 (41) 부근에 복수개의 관통공 (104) 을 형성한다. 관통공 (104) 은 광원 (41) 내에서 발생하는 열이 외부로 방출되도록 해준다. 관통공 (104) 은, 잉여분의 열만 물체에 전달되도록 열을 방출하는 기능을 갖고, 광원 장치의 휘도가 저하되지 않도록 설계한다.
이 관통공 (104) 은 광원 부근에서 실드 리어 (33) 의 평탄부 (33a) 에 형성하는 것이 바람직하지만, 요구되는 열방출 효율에 따라 실드 리어 (33)의 경사부 (33b) 에 형성할 수도 있다.
도 7(b) 에 나타낸 측광 타입 광원 장치는, 실드 리어 (33) 의 일부로서 접시형 부분 또는 램프 하우스 (4a), 리플렉터 (43), 도광판 (42), 및 광원 (41) 을 구비한다. 리플렉터 (43), 도광판 (42) 및 광원 (41) 은 램프 하우스 (4a) 내에 수용된다.
특히, 리플렉터 (43) 는 램프 하우스 (4a) 의 내부 면과 도광판 (42) 의 사이에 삽입된다. 광원 (41) 은 도광판 (42) 에 인접하도록 위치시키고, 리플렉터 (43) 의 휘어진 부분 (43a) 이 광원 (41) 을 둘러싸도록 형성한다.
따라서, 광원 (41) 으로부터 조사되는 광은, 도광판 (42) 내에서 굴절되어, 이후 설명할 투광성 기판 (100) 에 대면하고 있는 도광판 (42) 의 표면을 통해서 물체로 향하게 된다.
유리로 이루어진 투광성 기판 (100) 은, 램프 하우스 (4a) 주변의 실드 (44) 를 통하여 실드 리어 (33) 와 도광판 (42) 에 결합된다.
따라서, 투광성 기판 (100) 은, 광원 (41) 으로부터 조사되는 광이 통과하는 제 1 영역 (4b) 및 실드 (44) 로 커버된 제 2 영역을 한정하게 된다.
실드 (44), 투광성 판 (42) 및 투광성 기판 (100) 에 의해 한정되는 폐공간은, 1.33 ×103Pa 이하의 압력으로 유지되는 진공 또는 단열층 (101) 을 이루도록 한다.
이 진공 또는 단열층 (101) 은 광원 내에서 발생하는 열이 물체로 방출되는 것을 방지한다.
다음, 실드 리어 (33) 의 광원 (41) 부근에 복수개의 관통공 (104) 을 형성한다. 관통공 (104) 은 광원 (41) 내에서 발생하는 열이 외부로 방출되도록 해준다. 이 관통공 (104) 은, 잉여분의 열만 물체에 전달되도록 열을 방출하는 기능을 가지면서, 광원 장치의 휘도가 저하되지 않도록 설계한다.
관통공 (104) 은 광원 부근에서, 리플렉터 (43) 를 통해 도광판 (42) 에 대면하고 있는 실드 리어 (33) 의 평탄부 (33a) 에 형성하는 것이 바람직하지만, 요구되는 열방출 효율에 따라 실드 리어 (33) 의 측면부 (33b) 에 형성할 수도 있다.
도 8(a) 는 상술한 실시예에 따른 광원 장치를 적용한 액정 디스플레이 장치를 나타낸 단면도이다.
도시한 액정 디스플레이 장치 (1) 는, 광원 장치 (4), 광확산판 (5), 실드 리어 (33), 이 실드 리어 (33) 와 함께, 광원 장치 (4) 와 광확산판 (5) 을 지지하여, 광원 장치 (4) 로부터 조사되는 광이 광확산판 (5) 의 상부 면을 통과하도록 작용하는 실드 센터 (32), 액정 패널 (2), 실드 리어 (33) 와의 사이에 액정 패널 (2) 을 삽입하여, 액정 패널 (2) 이 광확산판 (5)의 하부 면과 대면하도록 작용하는 실드 프론트 (31), 및 실드 리어 (33) 상에 실장된 부품 (8) 을 구비한다.
광원 장치 (4) 는 도 5 에 도시한 구조를 가진다. 광원 장치 (4) 는, 투광성 기판 (100) 이 광확산판 (5) 에 대면하도록 정렬한다.
실드 리어 (33) 는 복수개의 관통공 (104) 을 갖는 부품 (8) 에 의해 커버되지 않는 영역에 형성한다. 광원 장치 (4) 내에서 발생하는 열은 관통공 (104) 을 통해서 외부로 방출된다.
관통공 (104) 은, 실드 리어 (33) 에서 제 1 기판 (45) 에 대면하고 있는 부분에 형성하는 것이 바람직하지만, 요구되는 열방출 효율에 따라 실드 리어 (33) 의 측면에 형성할 수도 있다.
도 8(b) 는 상술한 실시예에 따른 하부 정렬 타입 광원 장치를 적용한 액정 디스플레이 장치를 나타낸 단면도이다.
도시된 액정 디스플레이 장치 (1A) 는, 도 7(a) 에 도시한 광원 장치 (4),광확산판 (5), 액정 패널 (2), 프레임 형태의 실드 프론트 (31), 및 프레임 형태의 실드 센터 (32) 를 구비한다.
실드 프론트 (31) 와 실드 센터 (32) 는 함께, 광확산판 (5) 을 지지하도록 작용하여, 광확산판 (5) 이 진공 또는 단열층 (101) 에 대면하도록 하고, 또한 액정 패널 (2) 을 더 지지하도록 작용하여, 액정 패널 (2) 이 광확산판 (5) 에 대면하도록 한다.
도 8(c) 는 상술한 실시예에 따른 측광 타입 광원 장치를 적용한 액정 디스플레이 장치를 나타낸 단면도이다.
도시한 액정 디스플레이 장치 (1B) 는, 도 7(b) 에 도시한 광원 장치 (4), 광확산판 (5), 액정 패널 (2), 프레임 형태의 실드 프론트 (31), 및 프레임 형태의 실드 센터 (32) 를 구비한다.
실드 프론트 (31) 와 실드 센터 (32) 는 함께, 광확산판 (5) 을 지지하도록 작용하여, 광확산판 (5) 이 진공 또는 단열층 (101) 에 대면하도록 하고, 또한 액정 패널 (2) 을 더 지지하도록 작용하여, 액정 패널 (2) 이 광확산판 (5) 에 대면하도록 한다.
도 9(a) 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광원 장치를 나타낸 단면도이다.
도시한 광원 장치 (4A) 는, 도 5에 도시한 광원 장치의 구조로 되어 있고, 그 사이에 삽입된 실드 (44c) 에 의해 제 1 기판 (45) 에 결합된 제 3 기판 (103), 및 투광성 기판 (100) 에 고정되어, 제 1 내지 제 3 기판 (45, 46, 103) 을 둘러싸는 실드 리어 (33) 를 부가적으로 포함한다.
제 1 기판 (45), 제 3 기판 (103) 및 실드 (44c) 는 폐공간 (105) 을 이룬다.
실드 (44c) 에는 관통공 (104a) 을 형성한다. 실드 리어 (33) 에는 관통공 (104a) 의 위치에에 맞추어 관통공 (104b) 을 형성한다. 광원 장치 (4) 에서 발생하는 열은 일단 폐공간 (105) 에 축적되었다가, 관통공 (104a) 을 통해서 폐공간 (105) 의 외부로 방출된 후에 관통공 (104b) 을 통해서 대기로 방출된다. 따라서, 방전층 (47) 에서 발생하는 열을 효율적으로 대기로 방출시킬 수 있다.
도 9(b) 는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 하부 정렬 타입 광원 장치를 나타낸 단면도이다.
도시한 광원 장치 (4B) 는 도 7(a) 에 도시한 광원 장치의 구조와, 실드 리어 (33) 를 제외하면, 같은 구조를 갖는다. 즉, 광원 장치 (4B) 는 도 7(a) 에 도시한 실드 리어 (33) 대신에 다른 실드 리어 (33A) 를 포함하도록 설계한다.
도 9(b) 에 도시한 바와 같이, 실드 리어 (33A) 는, 이와 대면하고 있으면서 리플렉터 (43a) 로부터 이격된 제 1 부분 (331), 및 이 제 1 부분 (331) 과 리플렉터 (43a) 의 사이에 있는 측면부 (332) 를 갖고 있다. 이 제 1 부분 (331), 측면부 (332) 및 리플렉터 (43a) 는 폐공간 (105) 을 이룬다.
측면부 (332) 에는 관통공 (104) 을 형성한다. 따라서, 폐공간 (105) 은 관통공 (104) 을 통하여 대기와 소통된다. 광원 장치 (41) 내에서 발생한 열은 일단 폐공간 (105) 에 축적되었다가, 관통공 (104) 을 통해서 대기로 방출된다.
도 9(b) 에 도시한 하부 정렬 타입 광원 장치는, 실드 리어 (33) 에만 관통공 (104) 을 형성하기 때문에, 열방출층으로 작용하는 폐공간 (105) 을 더 적은 수의 부품으로 형성할 수 있고, 관통공 (104) 을 더 적은 수의 단계를 거쳐 형성할 수 있다는 장점을 갖고 있다.
도 9(c) 는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 측광 타입 광원 장치를 나타낸 단면도이다.
도시한 광원 장치 (4C) 는 도 7(b) 에 도시한 광원 장치의 구조와, 실드 리어 (33) 를 제외하면, 같은 구조를 갖는다. 즉, 광원 장치 (4C) 는 도 7(b) 에 도시한 실드 리어 (33) 대신에 다른 실드 리어 (33B) 를 포함하도록 설계한다.
도 9(c) 에 도시한 바와 같이, 실드 리어 (33B) 는, 이와 대면하고 있으면서 도광판 (42) 으로부터 멀리 떨어져 있는 제 1 부분 (333), 및 이 제 1 부분 (333) 과 실드 (44) 의 사이에 있는 측면부 (334) 를 갖고 있다. 이 제 1 부분 (333), 측면 부분 (334) 및 도광판 (42) 은 폐공간 (105) 을 이룬다.
측면부 (334) 에는 관통공 (104) 을 형성한다. 따라서, 폐공간 (105) 은 관통공 (104) 을 통하여 대기와 소통하고 있다. 광원 장치 (41) 내에서 발생한 열은 일단 폐공간 (105) 에 축적되었다가, 관통공 (104) 을 통해서 대기로 방출된다.
도 9(c) 에 도시한 측광 타입 광원 장치는, 도 9(b) 에 도시한 하부 정렬 타입 광원 장치에 의해 제공되는 것과 동일한 장점을 제공한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 진공 상태의 단열층, 복수개의관통공 및 방열기를 광원 장치에 장치함으로써, 액정 패널 또는 광확산판 등의 광학부품에 전달되는 열을 저감시킬 수 있으며, 효율적인 열방출이 가능하게 되어 광원 장치의 출력을 증가시킬 수 있다. 따라서, 물체에 더 높은 휘도의 광을 조사할 수 있다.
또한, 본 발명을 하부 정렬 타입 광원 장치에 적용함으로써, 광원, 광확산판 등의 광학부품 간의 거리를 충분하게 확보할 수 있으므로, 휘도의 불균일을 저감할 수도 있다.
또한, 본 발명은 광확산판을 광원 장치에 별도로 부가할 필요가 없으므로, 제조 비용과 제조 공정을 줄일 수 있다.

Claims (24)

  1. 물체를 향하여 조사된 광이 통과하는 주 표면 (46a) 을 갖는 광원 (4) 을 구비하는 광원 장치에 있어서,
    (a) 상기 광원 (4) 의 주 표면 (46a) 과 상기 물체의 사이에 위치하는 투광성 기판 (100);
    (b) 상기 광원 (4) 의 주 표면 (46a) 과 상기 투광성 기판 (100) 의 표면 사이에 삽입되어, 상기 주 표면 (46a) 및 상기 투광성 기판 (100) 의 표면과 함께 진공상태의 제 1 폐공간 (101) 을 한정하는 제 1 밀봉부 (44); 및
    (c) 상기 광원 (4) 내에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위하여 상기 광원 (4) 에 장치된 방열기 (105) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    (a) 제 1 기판 (45);
    (b) 제 2 기판 (46); 및
    (c) 상기 제 1 기판 (45) 및 상기 제 2 기판 (46) 사이에 삽입되고, 상기 제 1 기판 (45) 및 상기 제 2 기판 (46) 과 함께, 비활성 기체가 주입되는 제 2 폐공간 (47) 을 한정하는 제 2 밀봉부 (44a) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 장치 (4).
  3. 제 1 항에 있어서,
    (a) 상기 투광성 기판 (100) 에 대면하고 있는 제 1 기판 (45);
    (b) 제 2 기판 (46);
    (c) 제 3 기판 (103);
    (d) 상기 제 1 기판 (45) 및 상기 제 2 기판 (46) 사이에 삽입되고, 상기 제 1 기판 (45) 및 상기 제 2 기판 (46) 과 함께, 비활성 기체가 주입되는 제 2 폐공간 (47) 을 한정하는 제 2 밀봉부 (44a); 및
    (e) 상기 제 2 기판 (46) 및 상기 제 3 기판 (103) 사이에 삽입되고, 그 내부에 축적된 열을 외부로 방출시키기 위한 제 1 관통공 (104a) 이 형성되어 있으며, 상기 제 2 기판 (46) 및 상기 제 3 기판 (103) 과 함께 제 3 폐공간 (105) 을 한정하는 제 3 밀봉부 (44c) 를 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 장치 (4).
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 광원 장치 (4) 를 커버하는 실드 (33) 를 더 구비하고, 상기 실드 (33) 에는 상기 제 1 관통공 (104a) 과 소통하는 제 2 관통공 (104b) 이 형성되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  5. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 기판 (100) 과 함께 폐공간을 한정하며, 내부에 광원 (41) 이 설치되는 접시형 실드 (4a) 를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  6. 제 1 항 내지 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    실드 (33); 및
    상기 실드 (33) 내에 위치하고, 상기 광원 (41) 으로부터 조사되는 광이 통과하는 제 1 표면 및 상기 광원 (41) 의 부근에 위치하는 제 2 표면을 갖는 도광판 (42) 을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 접시형 실드 (4a) 는 상기 광원 (41) 내에서 발생하는 열을 방출시키기 위한 적어도 하나의 관통공 (104) 이 형성되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 실드 (33) 는 상기 광원 (41) 내에서 발생하는 열을 방출시키기 위한 적어도 하나의 관통공 (104) 이 형성되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  9. 제 1 항 내지 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 폐공간 (101) 은 1.33 ×103Pa 이하의 압력으로 유지되는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  10. 제 1 항 내지 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 투광성 기판 (100) 은 상기 광원 (4) 으로부터 조사되는 광을 확산시키는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 광원 장치.
  11. (a) 제 1 기판 (45) 의 제 1 표면 상에 적어도 하나의 전극 (45a, 45b) 을 형성하는 단계;
    (b) 상기 제 1 표면 상에 제 1 유전체층 (45c) 을 형성하여, 상기 전극 (45a, 45b) 을 상기 제 1 유전체층 (45c) 으로 피복하는 단계;
    (c) 제 2 기판 (46) 의 제 1 표면 상에 제 2 유전체층 (46a) 을 형성하는 단계;
    (d) 상기 제 2 유전체층 (46a) 상에 형광층 (46b) 을 형성하는 단계;
    (e) 상기 제 2 기판 (46) 의 형광층 (46b) 이 상기 제 1 기판 (45) 의 유전체층 (45c) 과 대면하고, 제 3 기판 (100) 이 상기 제 2 기판 (46) 에 인접하도록, 제 1 내지 3 기판 (45, 46, 100) 중에서 어느 두 기판 사이에 삽입된 스페이서 (44) 를 사이에 두고, 상기 제 1 기판 (45), 상기 제 2 기판 (46) 및 상기 제 3 기판 (100) 을 서로 대면시키는 단계;
    (f) 상기 제 1 기판 (45), 상기 제 2 기판 (46) 및 상기 스페이서 (44) 로 한정되는 제 1 폐공간 (47) 을 진공상태로 만드는 단계;
    (g) 상기 제 1 폐공간 (47) 내에 비활성 기체를 주입하는 단계; 및
    (h) 상기 제 2 기판 (46), 상기 제 3 기판 (100) 및 상기 스페이서 (44) 로 한정되는 제 2 폐공간 (101) 을 진공상태로 만드는 단계를 포함하는 것을 특징으로하는 광원 장치의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 (h) 단계에서, 상기 제 2 폐공간 (101) 은 1.33 ×103Pa 이하의 압력으로 유지하는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 유전체층 (45c) 상에 보호층 (45d) 을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 제 1 기판 (45) 과 상기 제 2 기판 (46) 의 둘레에, 저융점 유리를 코팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 제 3 기판 (100) 의 상부 면과 하부 면 중에서 적어도 한 면에, 광확산 기능을 부여하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  16. 제 11 항 내지 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 폐공간 (47) 으로부터의 공기를 배출하기 위하여, 적어도 하나의 관통공 (45A) 을 상기 제 1 기판 (45) 에 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 폐공간 (47) 으로부터 공기를 배출한 후에, 상기 관통공 (45A) 을 밀봉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  17. 제 11 항 내지 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 폐공간 (101) 으로부터 공기를 배출하는 적어도 하나의 관통공 (100A) 을 상기 제 3 기판 (100) 에 형성하는 단계; 및
    상기 제 2 폐공간 (101) 으로부터 공기를 배출한 후에, 상기 관통공 (100A) 을 밀봉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  18. 제 11 항 내지 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 (45) 과 상기 제 2 기판 (46) 을 서로 연결시켜 주는 스페이서 (44) 에, 상기 제 1 폐공간 (47) 으로부터 공기를 배출하는 적어도 하나의 관통공을 형성하는 단계; 및
    상기 제 1 폐공간 (47) 으로부터 공기를 배출한 후에, 상기 관통공을 밀봉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  19. 제 11 항 내지 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 기판 (46) 과 상기 제 3 기판 (100) 을 서로 연결시켜 주는 스페이서 (44a) 에, 상기 제 2 폐공간 (101) 으로부터 공기를 배출하는 적어도 하나의 관통공을 형성하는 단계; 및
    상기 제 2 폐공간 (101) 으로부터 공기를 배출한 후에, 상기 관통공을 밀봉하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  20. 제 11 항 내지 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 (f) 단계에서, 공기를 배출시킴으로써 상기 제 1 폐공간 (47) 을 진공상태로 만드는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  21. 제 11 항 내지 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 (e) 단계를 진공 챔버 내에서 실시함으로써, 상기 (f) 단계에서의 상기 제 1 폐공간 (47) 을 진공상태로 만드는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  22. 제 11 항 내지 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 (h) 단계에서, 공기를 배출시킴으로써 상기 제 2 폐공간 (101) 을 진공상태로 만드는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  23. 제 11 항 내지 15 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 (e) 단계를 진공 챔버 내에서 실시함으로써, 상기 (h) 단계에서의 상기 제 2 폐공간 (101) 을 진공상태로 만드는 것을 특징으로 하는 광원 장치의 제조 방법.
  24. 제 1 항 내지 4 항 중에서 어느 한 항의 광원 장치; 및
    상기 광원 장치로부터 수광하여, 원하는 이미지를 표시하는 액정 디스플레이 소자를 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
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