KR20020085238A - Back light unit for liquid crystal display device - Google Patents

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주식회사 현대 디스플레이 테크놀로지
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Abstract

PURPOSE: A backlight unit of a liquid crystal display device is provided to obtain thin device by using only a plasma lamp and a diffusion plate and prevent the generation of environmental problems not by using any mercuries. CONSTITUTION: A backlight unit of a liquid crystal display device includes joined upper and lower substrates(314,300), a plasma lamp with inert gas(306) filled between the substrates, spacers(308) and an exhaust hole(322), and a diffusion plate, wherein the lower substrate includes a lower electrode(302) and a lower insulating element(304), the upper substrate includes an upper electrode(314), an upper insulating element(312) and fluorescent substances(310), and the upper and lower substrates face to each other via a luminous layer.

Description

액정표시장치의 백라이트 유니트{BACK LIGHT UNIT FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}BACK LIGHT UNIT FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}

본 발명은 액정표시장치의 백라이트 유니트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전극이 설치된 상부 및 하부기판 사이의 가스에 전압을 인가하여 방전을 일으키고, 상기 가스에서 발생된 자외선이 형광체에 전달되어 가시광선을 방사하는 플라즈마 램프를 사용하는 액정표시장치의 백라이트 유니트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a backlight unit of a liquid crystal display device. More particularly, a discharge is generated by applying a voltage to a gas between an upper and a lower substrate on which an electrode is installed, and ultraviolet rays generated from the gas are transferred to a phosphor to emit visible light. A backlight unit of a liquid crystal display device using an emitting plasma lamp.

액정표시장치는 박형화, 경량화, 저소비 전력, 구동회로와의 정합성등의 이유로 그 사용범위가 확대되어 가고 있다. 일반적으로 사용되고 있는 투과형 액정표시장치는 자체발광을 하지 못하므로 백라이트가 필요하며, 액정표시장치의 성능은 그 자체 뿐만아니라 사용하는 백라이트의 성능에 의존하는 바가 크다.Background Art [0002] The range of use of liquid crystal display devices is increasing due to thinness, light weight, low power consumption, and compatibility with driving circuits. In general, a transmissive liquid crystal display device that is used does not emit light by itself and thus requires a backlight, and the performance of the liquid crystal display device is largely dependent on the performance of the backlight used as well.

도 1은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a backlight unit of a liquid crystal display according to the related art.

종래 기술에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트는, 도 1에 도시된 바와 같이, 램프(102)를 포함한 도광판(104)과, 상기 도광판(104)의 하면과 상면에 각각 형성된 반사판(100)및 확산판(106)과, 빛을 집광하여 출력하는 프리즘 필름(110)과, 보호막(112)등으로 구성된다. 이때, 상기 프리즘 필름(110)은 하부 프리즘 필름(108) 및 상부 프리즘 필름(109)으로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the backlight unit of the liquid crystal display according to the related art includes a light guide plate 104 including a lamp 102, a reflective plate 100 formed on the bottom and top surfaces of the light guide plate 104, and a diffusion plate. It consists of the board 106, the prism film 110 which condenses and outputs light, the protective film 112, etc. At this time, the prism film 110 is composed of a lower prism film 108 and an upper prism film 109.

이와 같이 구성된 액정표시장치의 백라이트 유니트는, 램프(102)로부터 발생되어진 빛이 램프 도광판(104)과 확산판(106)을 통해 액정패널(미도시)로 입사되어 소정의 화상이 형성되도록 하는 바, 이때 램프(102)에서 나온 빛은 반사판(100)에 의해 외부로의 누출이 방지된 채 도광판(104)으로 입사되어 고르게 산란된다. 이와 같이 산란된 빛은 확산판(106)에 의해 더욱 균일화된 후, 프리즘 필름(109)을 통과하면서 일정각으로 진행 경로가 전환된 후, 편광판(미도시)으로 수직하게 입사되어 어느 한 방향의 선편광이 된다.The backlight unit of the liquid crystal display device configured as described above allows light generated from the lamp 102 to be incident on the liquid crystal panel (not shown) through the lamp light guide plate 104 and the diffusion plate 106 to form a predetermined image. In this case, the light emitted from the lamp 102 is incident on the light guide plate 104 while being prevented from leaking to the outside by the reflecting plate 100 and is evenly scattered. The light scattered as described above is further uniformized by the diffusion plate 106, and then the traveling path is switched at a predetermined angle while passing through the prism film 109, and then the light is vertically incident on the polarizing plate (not shown). Linear polarization.

그러나, 상기와 같은 종래 기술에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트는 일반적으로 형광램프(CCFL)를 사용하는데, 상기 형광램프는 램프 1개당 약 1.3 내지 3.5 ㎎의 수은을 함유하고 있다. 따라서, 고휘도를 위하여 4개 이상의 형광램프를 사용하는 경우에는 약 10 ㎎ 이상의 수은이 첨가되고, 이로 인하여 환경문제를 일으킨다는 문제점이 있었다.However, the backlight unit of the LCD according to the related art generally uses a fluorescent lamp (CCFL), which contains about 1.3 to 3.5 mg of mercury per lamp. Therefore, when four or more fluorescent lamps are used for high brightness, about 10 mg or more of mercury is added, thereby causing environmental problems.

한편, 상기와 같은 환경문제를 해결하기 위하여 개발된 종래의 플라즈마 램프는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부기판(204)에는 전극이 형성됨이 없이 하부기판(200)에만 전극(202)이 설치되어 방전을 일으키기 위해서는 상부기판(204)과 하부기판(200)간에 약 3㎜ 이상의 넓은 간격이 필요하게 되어 박형화에 장애요인이 되고 있다.On the other hand, in the conventional plasma lamp developed to solve the above-mentioned environmental problems, as shown in Figure 2, the electrode 202 is installed only on the lower substrate 200 without the electrode formed on the upper substrate 204. In order to cause the discharge, a wide gap of about 3 mm or more is required between the upper substrate 204 and the lower substrate 200, which is an obstacle to thinning.

이에 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트는 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수은을 함유하지 않으며 박형화와 고휘도가 가능한 플라즈마 램프를 구비한 액정표시장치의 백라이트 유니트를 제공함에 있다.The backlight unit of the liquid crystal display device according to the present invention is devised to solve the problems of the prior art, the object of the present invention is a backlight unit of the liquid crystal display device having a plasma lamp that does not contain mercury and can be thinned and high brightness In providing.

도 1 및 2는 종래 기술에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트를 도시한 사시도.1 and 2 are perspective views illustrating a backlight unit of a liquid crystal display according to the related art.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 램프를 설명하기 위한 단면도.3 is a cross-sectional view for explaining a plasma lamp according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 램프를 간략히 도시한 사시도.4 is a perspective view briefly showing a plasma lamp according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트를 도시한 사시도.5 is a perspective view illustrating a backlight unit of a liquid crystal display according to the present invention;

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

300; 하부기판302; 하부전극300; Lower substrate 302; Bottom electrode

304; 하부절연체306; 불활성가스304; Bottom insulator 306; Inert gas

308; 스페이서310; 형광체308; Spacer 310; Phosphor

312; 상부절연체314; 상부전극312; Upper insulator 314; Upper electrode

316; 상부기판318; 프릿글라스316; Upper substrate 318; Frit glass

320; 실링글라스322; 배기구320; Sealing glass 322; Air vent

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트는, 합착된 하부기판 및 상부기판, 상기 양 기판 사이에 충전된불활성가스 및 스페이서 및 배기구를 포함한 플라즈마 램프와 확산판을 포함하여 구성되는 액정표시장치의 백라이트 유니트에 있어서, 상기 하부기판은 하부전극과 하부절연체를 포함하여 구성되며, 상기 상부기판은 상부전극과 상부절연체외에 형광체를 더 포함하여 구성되며, 상기 상부전극과 하부전극은 발광층을 사이에 두고 상호 대향하는 것을 특징으로 한다.The backlight unit of the liquid crystal display device according to the present invention for achieving the object of the present invention as described above, the lower substrate and the upper substrate, the inert gas and the spacer and the exhaust port filled with the inert gas filled between the two substrates and the diffusion In the backlight unit of the liquid crystal display device comprising a plate, the lower substrate comprises a lower electrode and a lower insulator, the upper substrate further comprises a phosphor in addition to the upper electrode and the upper insulator, the upper The electrode and the lower electrode are opposed to each other with the light emitting layer therebetween.

이하, 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a backlight unit of a liquid crystal display according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 플라즈마 램프를 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a plasma lamp according to the present invention.

본 발명에 따른 플라즈마 램프는, 도 3에 도시된 바와 같이, 글라스 재질인 하부기판(300)상에 하부전극(302)과 하부절연체(304)가 형성되어 있고, 상기 하부기판과 마찬가지로 글라스 재질인 상부기판(316)상에 상부전극(314)과 상부절연체(312)가 형성되어 있고, 이외에 형광체(310)가 더 포함되어 있다.In the plasma lamp according to the present invention, as shown in FIG. 3, a lower electrode 302 and a lower insulator 304 are formed on the lower substrate 300, which is made of glass. An upper electrode 314 and an upper insulator 312 are formed on the upper substrate 316, and in addition, a phosphor 310 is further included.

여기서, 상기 하부전극(302)과 상부전극(314)은 고온전도성 재료, 예를 들면, Ag, Al, Ni, 또는 Cr을 포함한 재료로 구성되어 있으며, 상기 하부절연체(304) 및 상부절연체(312)는 유전율이 높은 물질인 BaTiO3, SrTiO3, TiO2등을 포함한 물질로 이루어져 있다.Here, the lower electrode 302 and the upper electrode 314 are made of a material including a high temperature conductive material, for example, Ag, Al, Ni, or Cr, and the lower insulator 304 and the upper insulator 312 ) Is composed of materials including high dielectric constant materials such as BaTiO 3 , SrTiO 3 , TiO 2 .

한편, 상부기판(316)에는 상부전극(314)과 상부절연체(312)외에 형광체(310)가 더 포함되며, 상기 형광체 물질로는 3파장 형광체 또는 백색형광체이며, 상기 백색형광체로는 Y2O3와 Eu로 구성된 적색형광체와, Zn2SiO4와 Mn으로 구성된 녹색형광체와, BaMgAl10O17과 Eu로 구성된 청색형광체를 혼합한 것을 사용한다.Meanwhile, the upper substrate 316 further includes a phosphor 310 in addition to the upper electrode 314 and the upper insulator 312, wherein the phosphor material is a three-wavelength phosphor or a white phosphor, and the white phosphor is Y 2 O. A mixture of a red phosphor composed of 3 and Eu, a green phosphor composed of Zn 2 SiO 4 and Mn, and a blue phosphor composed of BaMgAl 10 O 17 and Eu is used.

상기 하부기판(300)과 상부기판(316)은 프릿글라스(318)와 실링글라스(320)에 의하여 합착되어 있고, 상기 합착된 양 기판(300)(316) 사이에는 불활성가스(306), 예를 들어 Xe, Ne, Ar, He등이 충전되어 있으며, 유리, 알루미나, 지르코늄을 포함한 재질로 구성된 스페이서(308)가 산포되어 있어 상기 양 기판(300)(316) 사이의 일정한 간격을 유지시키고 있다.The lower substrate 300 and the upper substrate 316 are bonded by the frit glass 318 and the sealing glass 320, and the inert gas 306 between the bonded substrates 300 and 316, for example. For example, Xe, Ne, Ar, He, and the like are filled, and spacers 308 made of a material including glass, alumina, and zirconium are scattered to maintain a constant gap between the substrates 300 and 316. .

그리고, 상기와 같이 구성된 플라즈마 램프의 일면 또는 그 이상의 면에는 임의의 형태를 가지며 적어도 1개 이상의 배기구(322)가 배치된다. 여기서, 상기 배기구(322)를 통하여 Xe, Ne, Ar, He등과 같은 불활성 가스(306)가 주입되는 것이다.In addition, one or more surfaces of the plasma lamp configured as described above may have any shape and at least one exhaust port 322 is disposed. Here, an inert gas 306 such as Xe, Ne, Ar, He, or the like is injected through the exhaust port 322.

도 4는 본 발명에 따른 플라즈마 램프를 도시한 사시도이다.4 is a perspective view showing a plasma lamp according to the present invention.

본 발명에 따른 플라즈마 램프는 하부기판(300) 및 상부기판(314) 내측면 모두 하부전극(302)과 상부전극(314)을 상호 대면하도록 설치한 구조로서, 상기 양 기판(300)(316)간의 간격이 좁아도 방전을 일으킬 수 있다. 상기 하부기판(300)은 하부전극(302)과 하부절연체(304)를 포함하고 있으며, 상기 상부기판(316)도 상부전극(314)과 상부절연체(312)를 포함하고 있다. 한편, 상기 전극(302)(314), 절연체(304)(312) 및 형광체(310) 물질은 상기한 바와 같다.The plasma lamp according to the present invention has a structure in which both the lower substrate 300 and the inner surface of the upper substrate 314 are installed so that the lower electrode 302 and the upper electrode 314 face each other. Even a short interval can cause discharge. The lower substrate 300 includes a lower electrode 302 and a lower insulator 304, and the upper substrate 316 also includes an upper electrode 314 and an upper insulator 312. Meanwhile, the materials of the electrodes 302, 314, the insulators 304, 312, and the phosphor 310 are as described above.

도 5는 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트를 도시한 사시도이다.5 is a perspective view illustrating a backlight unit of a liquid crystal display according to the present invention.

본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트는 플라즈마 램프(500)와 확산판(502)들로 구성된다. 상기 플라즈마 램프(500)는 그 자체가 고휘도를 내기 때문에 프리즘판 없어도 되므로 확산판(502)만을 필요로 한다.The backlight unit of the liquid crystal display according to the present invention includes a plasma lamp 500 and a diffusion plate 502. Since the plasma lamp 500 itself has high brightness, it does not have to be a prism plate, and thus requires only the diffusion plate 502.

상기와 같이 구성된 액정표시장치의 백라이트 유니트는, 플라즈마 램프의 상부기판 및 하부기판 내측면에 형성된 각 전극에 전압이 인가되면 방전이 발생하고, 상기 방전에 의하여 플라즈마 램프내 불활성가스에서 발생된 자외선이 플라즈마 램프내부의 형광체에 전달되어 빛이 발광하게 되는 것이다.In the backlight unit of the liquid crystal display device configured as described above, a discharge is generated when a voltage is applied to each electrode formed on the inner surface of the upper substrate and the lower substrate of the plasma lamp, and the ultraviolet rays generated from the inert gas in the plasma lamp are discharged by the discharge. The light is emitted to the phosphor inside the plasma lamp.

본원에 개시된 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 일 예이지 본 발명을 이에 한정하려는 의도는 아니다. 기타, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.The embodiments disclosed herein are examples for describing the present invention and are not intended to limit the present invention thereto. In addition, it can implement in various changes within the range which does not deviate from the summary of this invention.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 액정표시장치의 백라이트 유니트는 다음과 같은 효과가 있다.As described above, the backlight unit of the liquid crystal display according to the present invention has the following effects.

본 발명에 있어서는 수은을 사용하지 않음에 따라 환경친화적이며, 플라즈마 램프와 확산판만으로 구성되기 때문에 박형화를 이룰 수 있으며, 종래의 도광판을 사용하는 방식에 비하여 고균일, 면발광, 고휘도, 장수명, 저가형, 공정의 단순화를 이룩할 수 있다.In the present invention, it is environmentally friendly by not using mercury, and since it is composed of only a plasma lamp and a diffusion plate, it can be made thinner, and has higher uniformity, surface light emission, higher brightness, longer life, and lower cost than a conventional light guide plate. This can simplify the process.

또한, 배기구 설치로 진공 챔버 없이도 램프를 제조할 수 있어 제조 단가를 낮출 수 있게 된다.In addition, it is possible to manufacture the lamp without the vacuum chamber by installing the exhaust port it is possible to lower the manufacturing cost.

Claims (8)

합착된 하부기판 및 상부기판, 상기 양 기판 사이에 충전된 불활성가스 및 스페이서 및 배기구를 포함한 플라즈마 램프와 확산판을 포함하여 구성되는 액정표시장치의 백라이트 장치에 있어서,A backlight device of a liquid crystal display device comprising a plasma lamp and a diffusion plate including a lower substrate and an upper substrate bonded together, an inert gas and a spacer and an exhaust port filled between the two substrates, 상기 하부기판은 하부전극과 하부절연체를 포함하여 구성되며, 상기 상부기판은 상부전극과 상부절연체외에 형광체를 더 포함하여 구성되며, 상기 상부전극과 하부전극은 발광층을 사이에 두고 상호 대향하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.The lower substrate includes a lower electrode and a lower insulator, and the upper substrate further includes a phosphor in addition to the upper electrode and the upper insulator, and the upper electrode and the lower electrode face each other with a light emitting layer interposed therebetween. Backlight unit of liquid crystal display device. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하부전극 및 상부전극은 Ag, Al, Ni, 또는 Cr을 포함한 전도성 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.And the lower electrode and the upper electrode are made of a conductive material including Ag, Al, Ni, or Cr. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하부절연체 및 상부절연체는 BaTiO3, SrTiO3, TiO2를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.And the lower and upper insulators include BaTiO 3 , SrTiO 3 , and TiO 2 . 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스페이서는 유리, 알루미나, 지르코늄을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.And the spacer comprises glass, alumina, and zirconium. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 형광체는 3파장 형광체 또는 백색형광체인 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.And the phosphor is a three-wavelength phosphor or a white phosphor. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 백색형광체는, Y2O3와 Eu로 구성된 적색형광체와, Zn2SiO4와 Mn으로 구성된 녹색형광체와, BaMgAl10O17과 Eu로 구성된 청색형광체가 혼합된 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.The white phosphor is a mixture of a red phosphor composed of Y 2 O 3 and Eu, a green phosphor composed of Zn 2 SiO 4 and Mn, and a blue phosphor composed of BaMgAl 10 O 17 and Eu. Backlight unit. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 하부기판과 상부기판은, 프릿글라스, 실링글라스 및 프릿글라스로 구성된 합착물질로 합착되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.The lower substrate and the upper substrate, the backlight unit of the liquid crystal display device, characterized in that the bonding material composed of frit glass, sealing glass and frit glass. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 배기구는 상기 플라즈마 램프의 일면 또는 그 이상의 면에 적어도 1개 이상 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 액정표시장치의 백라이트 유니트.And at least one exhaust port is disposed on one or more surfaces of the plasma lamp.
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