KR20050093946A

KR20050093946A - 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치

Info

Publication number: KR20050093946A
Application number: KR1020040017822A
Authority: KR
Inventors: 김중현; 하해수; 이상유; 조석현
Original assignee: 삼성전자주식회사; 삼성코닝 주식회사
Priority date: 2004-03-17
Filing date: 2004-03-17
Publication date: 2005-09-26
Also published as: CN1670591A; JP2005268211A; US20050207139A1; TW200534010A; US7397176B2

Abstract

광의 이용 효율을 향상시킬 수 있는 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치가 개시되어 있다. 면광원 장치는 광을 발생하는 광원 몸체, 광원 몸체의 외측 표면의 양 단부에 각각 형성되어 광원 몸체에 방전 전압을 인가하기 위한 제1 및 제2 외부전극, 및 광원 몸체의 내부에 형성되고 코팅 수지와 적어도 두 가지 이상의 입자 크기를 갖는 산란 입자로 이루어지는 반사막을 포함한다. 이때, 산란 입자는 내열성이 우수한 산화물로 이루어진다. 따라서, 반사막은 반사되는 광의 색좌표의 변화를 줄이면서 반사율을 향상시킬 수 있다.

Description

면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 발생된 광을 일 방향으로 반사하기 위한 반사막이 내부에 형성된 면광원 장치 및 이를 광원으로 사용하는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나로써, 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 소비전력 및 낮은 구동전압을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.

이와 같은 액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 액정표시패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 광을 공급하기 의한 별도의 광원을 필요로 한다.

종래의 광원으로는 세관 형상을 갖는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 주로 사용된다. 냉음극 형광램프를 사용하는 광원은 광원의 위치에 따라, 크게 에지형(edge type)과 직하형(direct type)으로 분류된다. 에지형은 투명 도광판의 측면에 광원을 위치시키고 도광판의 한 면을 이용하여 광을 다중 반사시킴으로서 얻은 광을 액정표시패널로 출사하는 방식이며, 직하형은 다수의 광원을 액정표시패널의 직하부에 위치시키고 광원의 전면에는 확산판을 배치하고, 광원의 배면에는 반사판을 배치하여 광원으로부터 발산된 광을 반사, 확산시키는 방식이다.

이러한 종래의 광원을 사용하는 액정표시장치는 도광판 또는 확산판 등의 광학 부재에 의한 광 손실이 발생하여 광 이용효율이 낮으며, 전체 구조가 복잡하여 생산비가 높을 뿐만 아니라, 휘도의 균일성이 떨어지는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 면 형태로 광을 직접 출사하는 면광원 장치에 대한 개발이 진행되고 있다. 면광원 장치는 다수의 방전 영역으로 분할된 내부 공간을 갖는 광원 몸체 및 상기 광원 몸체에 방전 전압을 인가하기 위하여 광원 몸체에 형성되는 전극을 포함한다. 이때, 각각의 방전 영역은 방전 가스의 균일한 분포를 위하여 인접한 방전 영역과 일부가 연통되도록 형성된다. 이러한 면광원 장치는 외부로부터 전극에 인가되는 방전 전압에 의해 각각의 방전 영역에서 플라즈마 방전을 일으키며, 이를 이용하여 광을 출사한다.

한편, 면광원 장치는 광원 몸체의 내부 공간에서 발생된 광을 액정표시패널 방향으로 반사시키기 위하여 광원 몸체의 내부에 형성되는 반사막을 포함한다. 일반적인 액정표시장치에서는 광을 반사하기 위한 반사판의 재질로 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(polyethylene terephthalate : PET) 재질, 또는 금속 재질이 사용된다. 그러나, 면광원 장치의 제조 공정은 500℃ 이상의 고온 공정을 필요로 함으로, PET 재질 또는 금속 재질의 반사막을 광원 몸체의 내부에 형성할 경우, 고온 공정에서 반사막의 변형이 발생하여 반사막의 역할을 제대로 수행할 수 없게된다. 따라서, 면광원 장치는 광원 몸체의 내부에 형성되는 반사막으로써, 열에 의한 변형이 적으면서 반사 효율이 좋은 반사막에 대한 개발이 요구되어지고 있다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 요구를 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 색좌표의 변화 없이 반사 효율을 향상시킬 수 있는 반사막을 갖는 면광원 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기와 같은 면광원 장치를 광원으로 갖는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 면광원 장치는 광을 발생하는 광원 몸체, 상기 광원 몸체에 방전 전압을 인가하기 위한 제1 및 제2 외부전극, 및 상기 광원 몸체의 내부에 형성되는 반사막을 포함한다.

상기 제1 및 제2 외부전극은 상기 광원 몸체의 외측 표면의 양 단부에 각각 형성되며, 외부로부터 입력되는 방전 전압을 상기 광원 몸체에 인가한다.

상기 반사막은 상기 광원 몸체의 내부에 형성되며, 코팅 수지와 적어도 두 가지 이상의 입자 크기를 갖는 산란 입자로 이루어진다.

상기 산란 입자는 1㎛ 미만의 제1 입경을 갖는 제1 입자 및 1㎛ 이상의 제2 입경을 갖는 제2 입자를 포함한다. 상기 제1 입자와 상기 제2 입자의 중량비는 8:2 ~ 5:5 이다. 상기 산란 입자는 금속 산화물로 이루어진다. 상기 산란 입자는 Al₂O₃로 이루어지며, 이때, 상기 반사막의 코팅량은 5 ~ 12 ㎎/㎠ 이다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는 면광원 장치, 수납용기 및 액정표시패널을 포함한다.

상기 면광원 장치는 다수의 방전 영역으로 분할된 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 상기 광원 몸체의 외측 표면의 양 단부에 각각 형성되는 제1 및 제2 외부전극, 및 코팅 수지와 적어도 두 가지 이상의 입자 크기를 갖는 산란 입자로 이루어져 상기 광원 몸체의 내측 표면에 형성되는 반사막을 포함한다.

상기 수납용기는 상기 면광원 장치를 수납한다.

상기 액정표시패널은 상기 면광원 장치로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시한다.

이러한 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 광원 몸체의 내부에 형성되는 반사막은 적어도 두 가지 이상의 입자 크기를 갖는 산란 입자를 가짐으로써, 색좌표의 변화 없이 반사 효율을 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 A-A'선을 절단한 단면도이며, 도 3은 도 2의 B부분을 확대한 확대도이다.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치(1000)는 광을 발생하는 광원 몸체(100), 광원 몸체(100)에 방전 전압을 인가하기 위한 제1 및 제2 외부전극(210, 220), 및 광원 몸체(100)의 내부에 형성되는 반사막(300)을 포함한다.

광원 몸체(100)는 제1 기판(110) 및 제1 기판(110)과 결합되어 내부 공간을 형성하는 제2 기판(120)으로 이루어진다.

제1 기판(110)은 사각형의 평판 형상을 가지며, 일 예로, 가시광선은 투과시키고 자외선은 차단하는 투명한 유리 기판으로 이루어진다.

제2 기판(120)은 제1 기판(110)과 결합되어 내부 공간을 형성하며, 일 예로, 제2 기판(120)은 제1 기판(110)과 동일한 투명한 유리 기판으로 이루어진다. 제2 기판(120)은 제1 기판(110)과의 결합에 의하여 형성된 내부 공간을 다수의 방전 영역(130)으로 분할하기 위하여 제1 기판(110)의 방향으로 함몰되는 다수의 함몰부(122)를 포함한다. 다수의 함몰부(122)는 일정 간격 이격되어 서로 나란하게 형성된다. 이와 같은 다수의 함몰부(122)를 갖는 제2 기판(120)은 일 예로, 성형 가공(forming)에 의하여 형성된다. 구체적으로, 제1 기판(110)과 같은 평판 형상의 베이스 기판을 일정 온도로 가열한 후 원하는 형상의 금형을 통해 상기 베이스 기판을 성형함으로써, 다수의 함몰부(122)가 형성된 제2 기판(120)을 얻을 수 있다.

본 실시예에서, 제2 기판(120)의 종단면은 도 2에 도시된 바와 같이, 사다리꼴과 유사한 다수의 반타원이 연속적으로 연결되는 형태를 갖는다. 그러나, 이와 달리, 제2 기판(120)은 종단면이 반원, 사각형 등의 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다.

이러한 형상을 갖는 제2 기판(120)은 일 예로, 융해된 납유리 등의 접착 수단(140)을 통해 제1 기판(110)과 결합된다. 즉, 제2 기판(120)과 제1 기판(110)의 사이에 에지부를 둘러싸도록 접착 수단(140)을 개재한 후 소성함으로써, 제2 기판(120)과 제1 기판(110)은 서로 결합된다. 이때, 접착 수단(140)은 제2 기판(120)과 제1 기판(110) 사이의 에지부에만 형성되기 때문에, 다수의 함몰부(122)는 광원 몸체(100)의 내부와 외부간의 압력차에 의하여 제1 기판(110)에 밀착된다. 구체적으로, 제2 기판(120)과 제1 기판(110)의 결합에 의하여 형성된 다수의 방전 영역(130)에는 플라즈마 방전을 위한 방전 가스가 주입된다. 상기 방전 가스의 가스압은 약 50 torr 정도로, 외부 대기압인 760 torr와 비교하여 압력차가 발생한다. 이러한 압력차에 의하여 광원 몸체(100)의 외부로부터 내부로 향하는 힘이 발생되며, 이러한 힘에 의해 다수의 함몰부(122)는 제1 기판(110)에 밀착된다.

제1 및 제2 외부전극(210, 220)은 제2 기판(120)의 외측 표면의 양 단부에 각각 형성되며, 함몰부(122)의 길이 방향과 교차되는 방향으로 연장되어 다수의 방전 영역(130)과 교차된다. 본 실시예에서, 제1 및 제2 외부전극(210, 220)은 함몰부(122)의 길이 방향에 직교하는 방향으로 연장된다. 제1 및 제2 외부전극(210, 220)은 도전성이 우수한 재질, 예를 들면, 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 등으로 이루어진 금속 파우더(metal powder)를 이용하여 스프레이 코팅 등의 방법에 의하여 형성된다. 또한, 제1 및 제2 외부전극(210, 220)은 알루미늄 테이프(Al tape)를 붙이거나, 실버 페이스트(Ag paste)의 코팅에 의하여 형성될 수 있다. 이와 달리, 융해된 도전 물질에 광원 몸체(100)의 양 단부를 딥핑(dipping)하는 방법에 의하여 제1 및 제2 외부전극(210, 220)을 형성할 수도 있다. 제1 및 제2 외부전극(210, 220)은 광원 몸체(100)의 외측 표면으로부터 에너지를 상기 방전 공간 내부로 공급하여야 하기 때문에 충분한 여기에너지를 공급할 수 있도록 충분한 표면적을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 제1 및 제2 전극(210, 220)은 제2 기판(120)의 외측 표면에만 형성되나, 이와 달리, 제1 기판(110)의 외측 표면, 또는 제2 기판(120)과 제1 기판(110)의 외측 표면에 모두 형성될 수 있다.

광원 몸체(100)의 내부에는 발생된 광을 하나의 방향으로 출사시키기 위한 반사막(300)이 형성된다. 반사막(300)은 제1 기판(110)의 내면, 즉, 제2 기판(120)과 마주보는 면에 형성되며, 접착 수단(140)이 배치되는 에지부를 제외한 전체 면적에 얇은 막 형태로 형성된다.

반사막(300)은 코팅 수지(310) 및 적어도 두 가지 이상의 입자 크기를 갖는 산란 입자(320)를 포함한다. 코팅 수지(310)는 열 또는 자외선에 의하여 경화되는 열경화성 또는 광경화성 수지로써, 산란 입자(320)와 혼합된 상태에서 제1 기판(110) 상에 코팅된다. 산란 입자(320)는 바람직하게 구 형상을 가지며, 코팅 수지(310) 내에 다수가 불규칙적으로 분포된다. 따라서, 반사막(300) 방향으로 향하는 광은 산란 입자(320)의 계면에서 모든 방향으로 산란이 일어나며, 이러한 과정이 연속적으로 누적되면서 반사되어진다.

본 실시예에서, 산란 입자(320)는 적어도 두 가지 이상의 입자 크기를 갖는 산화물로 이루어진다. 예를 들면, 산란 입자(320)는 Al₂O₃, SiO₂, MgO, BaSO₄, TiO₂ 등의 산화물을 포함한다. 산란 입자(320)는 열에 의한 변형이 적은 금속 산화물로 이루어지는 것이 바람직하며, 특히, 200 ~ 700 ㎚의 파장 영역에서 투과도가 좋은 알루미나(Al₂O₃)로 형성되는 것이 바람직하다.

한편, 반사막(300)의 반사율은 아래의 <수학식 1>에 의하여 결정된다. 여기서, <수학식 1>은 파우더 레이어(powder layer)의 반사율은 나타내는 수학식으로, Phosphor Handbook(Shigeo Shionoya, CRC Press, Washington D.C)의 767페이지에서 발췌한 것이다.

<수학식 1>에서, K는 흡수 계수, S는 산란 계수, R_∞는 파우더 레이어의 두께가 무한대 일때의 반사율, 즉, 최대 반사율을 나타낸다.

<수학식 1>을 참조하면, 흡수 계수 K가 작고, 산란 계수 S가 클 때, 반사율이 커지면서 1로 다가간다. 따라서, 반사막(300)이 최고 반사율을 얻기 위해서는 산란 계수 S가 최대값을 가져야 한다. 일반적으로, 금속 산화물의 입경이 1 ~ 10㎛인 경우는 입경이 작아짐에 따라서 밀도가 올라가므로 산란 계수 S의 크기가 커지고, 산란 각도가 주로 광의 진행 방향과 동일하다. 또한, 금속 산화물의 입경이 1㎛ 이상인 경우는 파장에 대한 의존도가 없게 된다. 반면, 금속 산화물의 입경이 1㎛ 미만인 경우는 산란 각도가 광의 진행 방향 이외의 전 방향으로 커지게 되어 산란 계수 S는 커지게 되나, 파장에 대한 의존도가 강해진다. 따라서, 산란되는 정도와 방향을 고려하면 금속 산화물의 입경을 최대한 줄이는 것이 바람직하나, 입경이 줄일 경우 파장에 대한 의존성이 강해지므로, 이로 인한 반사된 광의 색좌표의 변화가 발생된다.

따라서, 본 실시예에서, 반사막(300)은 산란 계수 S의 값을 최대로하여 반사율은 최대로 하면서 색좌표의 변화를 줄이기 위하여, 적어도 두 가지 이상의 입자 크기를 갖는 산란 입자(320)를 포함한다. 즉, 반사율을 향상시키기 위하여 주된 산란 입자(320)의 입경은 최소로 하면서, 색좌표의 변화를 줄이기 위하여 보다 굵은 입경을 갖는 산란 입자(320)를 섞어준다. 구체적으로, 산란 입자(320)는 제1 입경을 갖는 제1 입자(322) 및 제1 입경보다 큰 제2 입경을 갖는 제2 입자(324)를 포함한다. 제1 입자(322)는 반사율을 높이기 위하여 1㎛ 미만의 입경을 갖는 것이 바람직하며, 제2 입자(324)는 색좌표의 변화를 줄이기 위하여 1㎛ 이상의 입경을 갖는 것이 바람직하다.

일 예로, 산란 입자(320)가 알루미나(Al₂O₃)로 형성되는 경우, 반사막(300)의 코팅량은 약 5 ~ 12 ㎎/㎠ 정도인 것이 바람직하며, 이때, 반사막(300)의 두께는 약 20 ~ 100㎛ 가 된다.

한편, 반사막(300)은 제1 입자(322)와 제2 입자(324)의 중량비에 따라, 반사율 및 색좌표가 변화된다. 아래의 <표 1>은 알루미나(Al₂O₃)로 이루어진 제1 입자(322)와 제2 입자(324)의 중량비에 따른 반사율과 색좌표 변화를 나타낸 표이다. <표 1>에서, 제1 입자(322)는 약 0.5㎛의 입경을 가지며, 제2 입자(324)는 약 1.1㎛의 입경을 갖는다. 또한, 제1 입자(322)와 제2 입자(324)의 중량비는 각각 샘플 1이 100:0, 샘플 2가 70:30, 샘플 3가 50:50, 샘플 4가 0:100 인 경우이며, 측정된 반사율은 UV-visible spectrometer를 이용하여 500㎚의 파장에서 측정된 반사율이다.

코팅량(g/㎠)	5	7	10	12	색좌표 변화
샘플 1	92	95	97	98	△x:0.020 △y:0.024
샘플 2	90	94	97	98	△x:0.010 △y:0.012
샘플 3	89	90	93	95	△x:0.011 △y:0.013
샘플 4	85	88	90	95	△x:0.010 △y:0.013

<표 1>을 참조하면, 입경이 작은 제1 입자(322)의 중량비가 클수록 반사율이 높게 나타나며, 같은 중량비를 가질 경우 반사막(300)의 코팅량이 증가할수록 반사율이 높아지는 것을 알 수 있다. 반면, 색좌표의 변화는 입경이 1㎛ 미만의 제1 입자(322)만을 포함하는 샘플 1의 경우가 입경이 1㎛ 이상의 제2 입자(324)를 조금이라도 포함하는 다른 경우에 비하여 크게 변화되는 것을 알 수 있다. 따라서, 높은 반사율을 가지면서도 색좌표의 변화를 줄일 수 있는 반사막(300)으로는 샘플 2 및 샘플 3이 적합하다는 것을 알 수 있다. 즉, 제1 입자(322)와 제2 입자(324)의 중량비는 약 7:3 ~ 5:5 정도로 이루어지는 것이 바람직하며, 특히, 제1 입자(322)와 제2 입자(324)의 중량비가 약 7:3 정도인 경우가 반사율 및 색좌표 변화 측면에서 가장 바람직하다.

한편, 본 발명의 일 실시예 따른 면광원 장치(1000)는 광원 몸체(100)의 내면에 형성되는 제1 및 제2 형광막(150, 160)을 더 포함한다. 제1 형광막(150)은 제1 기판(110)에 형성된 반사막(300) 상에 형성되며, 제2 형광막(160)은 제1 기판(110)과 마주보는 제2 기판(120)의 내면에 형성된다. 이러한 제1 및 제2 형광막(150, 160)은 광원 몸체(100)의 내부에서 플라즈마 방전을 통해 발생된 자외선에 의하여 여기되어 가시광선을 방출한다.

또한, 도시되지는 않았으나, 제2 기판(120)과 제2 형광층(160)의 사이 및/또는 제1 기판(110)과 반사막(300)의 사이에는 보호막이 더 형성될 수 있다. 보호막은 제2 및/또는 제1 기판(120, 110)과 방전 가스의 주성분인 수은과의 사이에서 발생되는 화학적인 반응을 방지하기 위하여 형성된다.

면광원 장치(1000)는 다수의 방전 영역(130)에 방전 가스가 균일한 가스압으로 분포되기 위하여, 인접한 방전 영역(130)을 서로 연결하기 위한 연결통로를 갖는다.

도 4는 도 1에 도시된 제2 기판을 구체적으로 나타낸 사시도이며, 도 5는 도 4의 C부분에 대한 확대도이며, 도 6은 도 5의 D-D'선을 절단한 단면도이다.

도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 제2 기판(120)에는 다수의 방전 영역(130)을 구획하기 위한 다수의 함몰부(122)가 형성된다. 다수의 함몰부(122)를 갖는 제2 기판(120)은 일 예로, 평판 형상의 베이스 기판을 성형 가공(forming)하여 얻을 수 있다.

한편, 각각의 함몰부(122)는 인접한 방전 영역(130)을 서로 연결하기 위하여, 제1 기판(110)과 결합시 제1 기판(110)과 일정 거리로 이격되도록 형성되는 연결통로(124)를 포함한다. 연결통로(124)는 각 함몰부(122)에 적어도 하나 이상이 형성되며, 서로 인접한 함몰부(122)의 길이 방향의 일 단부 또는 타 단부에 교번적으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 연결통로(124)는 서로 인접한 함몰부(122) 중에서 어느 하나의 함몰부(122)에는 함몰부(122)의 길이 방향의 일 단부에 형성되며, 다른 하나의 함몰부(122)에는 함몰부(122)의 길이 방향의 타 단부에 형성된다. 이와 같은 연결통로(124)는 제2 기판(120)의 성형 가공 시, 함몰부(122)의 다른 영역에 비하여 덜 함몰시킴으로써 얻어질 수 있다.

따라서, 임의의 하나 이상의 방전 영역(130)에 주입되는 방전 가스는 연결통로(124)를 통하여 다른 방전 영역(130)으로 이동되며, 결국, 모든 방전 영역(130)에는 방전 가스가 균일하게 분포된다.

한편, 도시되지는 않았으나, 방전 가스의 이동을 위한 연결통로는 제2 기판(120)에 의하여 형성되지 않고, 제1 기판(110) 상에 형성되는 반사막(300) 또는 제1 형광막(150)에 의하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 제2 기판(120)에 형성되는 각각의 함몰부(122)는 전체 길이에 걸쳐 동일한 함몰 깊이를 갖도록 형성된다. 반면, 제1 기판(110) 상에 형성되어 함몰부(122)와 접하게 되는 제1 형광막(150) 및 반사막(300)에는 인접한 방전 영역(130) 간의 연결을 위한 연결통로가 형성된다. 제1 형광막(150) 및 반사막(300)에 형성되는 연결통로는 함몰부(122)의 길이 방향에 수직한 방향으로 연장되어 각각의 함몰부(122)와 교차되며, 제1 형광막(150) 또는 반사막(300)의 일부 영역을 제거하거나, 다른 영역에 비하여 얇은 두께로 형성하는 방법에 의하여 형성될 수 있다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 부분 절개 사시도이며, 도 8은 도 7의 E-E'선을 절단한 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치(2000)는 광원 몸체(400), 광원 몸체(400)의 외측 표면의 양 단부에 각각 형성되는 제1 및 제2 외부전극(510, 520), 및 광원 몸체(400)의 내부에 형성되는 반사막(530)을 포함한다.

광원 몸체(400)는 제1 기판(410), 제1 기판(410)과 일정 간격을 두고 대향 배치되는 제2 기판(420) 및 제1 기판(410)과 제2 기판(420)의 사이에 배치되어 내부 공간을 형성하는 밀봉 부재(430)를 포함한다.

제1 및 제2 기판(410, 420)은 평판 형상을 가지며, 일 예로, 가시광선은 투과시키고 자외선은 차단하는 투명한 유리 기판으로 이루어진다. 밀봉 부재(430)는 제1 및 제2 기판(410, 420)의 사이에 개재되며, 제1 및 제2 기판(410, 420)의 외곽을 밀봉하여 내부에 빈 공간을 형성한다.

광원 몸체(400)는 내부 공간에 배치되는 다수의 공간 분할 부재(440)를 더 포함한다. 공간 분할 부재(440)는 광원 몸체(400)의 내부 공간을 다수의 방전 영역(450)으로 분할하기 위하여 적어도 하나 이상이 서로 나란하게 등간격으로 배치된다. 각각의 공간 분할 부재(450)는 일 방향으로 연장되는 막대 형상을 가지며, 제2 기판(420)과 제1 기판(410)에 상하부가 밀착된다. 또한, 각각의 공간 분할 부재(450)는 길이 방향의 양 단부 중 적어도 하나의 단부가 밀봉 부재(430)의 내측면과 일정 거리만큼 이격되도록 형성된다. 이는 광원 몸체(400)의 내부 공간으로 주입되는 방전 가스가 다수의 방전 영역(450)에 균일하게 분포될 수 있도록 연결통로를 제공하기 위함이다. 한편, 공간 분할 부재(440)는 밀봉 부재(430)와 서로 다른 재질로 형성될 수 있으나, 밀봉 부재(430) 형성 시, 같은 재질로 동시에 형성될 수도 있다.

제1 및 제2 외부전극(510, 520)은 광원 몸체(400)의 외측 표면의 양 단부에 각각 형성되며, 공간 분할 부재(440)의 길이 방향에 수직한 방향으로 연장되도록 형성된다. 본 실시예에서, 제1 및 제2 외부전극(510, 520)은 제2 기판(420)의 외측 표면에만 형성되나, 이와 달리, 제1 기판(410)의 외측 표면 또는, 제2 및 제1 기판(420, 410)의 외측 표면에 동시에 형성될 수 있다.

반사막(530)은 제1 기판(410)의 내면, 즉, 제2 기판(420)과 마주보는 면에 형성된다. 반사막(530)은 제1 기판(410)의 내면에 전체 면적에 걸쳐 형성되거나, 밀봉 부재(430)와 대응되는 영역을 제외한 영역에 전체적으로 형성될 수 있다. 반사막(530)은 도 3에 도시된 일 실시예에 따른 반사막(300)과 동일한 구성을 가짐으로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

한편, 면광원(2000)은 제1 및 제2 기판(410, 420)의 서로 마주보는 대향면에 각각 형성되는 제1 및 제2 형광막(540, 550)을 더 포함한다. 제1 및 제2 형광막(540, 550)은 공간 분할 부재(440)가 배치되는 영역을 제외하고 제1 및 제2 기판(410, 420)의 대향면 각각에 얇은 막 형태로 형성된다. 이때, 도시되지는 않았으나, 공간 분할 부재(440)의 측면에도 형광막이 형성될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 형광막(540, 550)은 플라즈마 방전을 통해 발생된 자외선에 의하여 여기되어 가시광선을 방출한다.

또한, 면광원(2000)은 제1 기판(410)과 반사막(530) 사이 및 제2 기판(420)과 제2 형광막(550) 사이에 각각 형성되는 보호막(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호막은 제1 및 제2 기판(410, 420)과 방전 공간에 주입되는 방전 가스의 주성분인 수은과의 화학적 반응을 방지한다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(3000)는 면광원 장치(1500), 수납용기(600) 및 디스플레이 유닛(700)을 포함한다.

본 실시예에서, 면광원 장치(1500)는 도 1 내지 도 6에 도시된 일 실시예에 따른 면광원 장치(1000), 또는 도 7 및 도 8에 도시된 다른 실시예에 따른 면광원 장치(2000)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 면광원 장치(1500)에 대한 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

디스플레이 유닛(700)은 영상을 표시하는 액정표시패널(710), 액정표시패널(710)을 구동하기 위한 구동신호를 제공하는 데이터 및 게이트 인쇄회로기판(720, 730)을 포함한다. 데이터 및 게이트 인쇄회로기판(720, 730)으로부터 제공되는 구동신호는 데이터 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : 이하, TCP라 칭함)(740) 및 게이트 TCP(750)를 거쳐 액정표시패널(710)에 인가된다.

액정표시패널(710)은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라 칭함) 기판(712), TFT 기판(712)과 대향하여 결합되는 컬러필터 기판(714) 및 상기 두 기판(712, 714) 사이에 개재된 액정(716)을 포함한다.

TFT 기판(712)은 스위칭 소자인 TFT(미도시)가 매트릭스 형태로 형성된 투명한 유리기판이다. 상기 TFT들의 소오스 및 게이트 단자에는 각각 데이터 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소전극(미도시)이 연결된다.

컬러필터 기판(714)은 색화소인 RGB 화소(미도시)가 박막공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러필터 기판(714)에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통전극(미도시)이 형성된다.

이러한 구성을 갖는 액정표시패널(710)은 상기 TFT의 게이트 단자에 전원이 인가되어 TFT가 턴-온(turn on)되면, 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 기판(712)과 컬러필터 기판(714)과의 사이에 개재된 액정(716)의 배열이 변화되고, 액정(716)의 배열 변화에 따라서 면광원 장치(1500)로부터 공급되는 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 얻게 된다.

수납용기(600)는 면광원 장치(1500)를 수납하기 위하여 바닥부(610) 및 바닥부(610)의 가장자리로부터 수납 공간을 형성하기 위해 연장된 복수의 측벽(620)으로 이루어진다. 복수의 측벽(620)은 바닥부(610)의 가장자리로부터 수직하게 연장되고 수납된 면광원 장치(1500)의 네 측면과 접하게 되어 면광원 장치(1500)의 유동을 방지한다.

한편, 액정표시장치(3000)는 인버터(800), 광학 부재(900) 및 탑 샤시(950)를 더 포함한다.

인버터(800)는 수납용기(600)의 배면에 배치되며, 면광원 장치(1500)를 구동하기 위한 방전 전압을 발생시킨다. 인버터(800)로부터 발생된 방전 전압은 제1 및 제2 전원선(810, 820)을 통해 면광원 장치(1500)에 인가된다.

광학 부재(900)는 면광원 장치(1500)와 액정표시패널(710) 사이에 배치된다. 광학 부재(900)는 면광원 장치(1500)로부터 출사되는 광의 휘도 균일성을 향상시킨다. 이를 위해, 광학 부재(900)는 얇은 시트 형상의 확산 시트로 이루어지거나, 또는 후박한 플레이트 형상의 확산판으로 이루어진다. 또한, 광학 부재(900)는 경우에 따라, 액정표시패널(710)로 향하는 광의 정면 휘도를 높이기 위하여 프리즘 시트를 더 포함할 수 있다.

탑 샤시(950)는 액정표시패널(710)의 가장자리를 감싸면서 수납용기(600)에 결합된다. 탑 샤시(950)는 외부 충격에 대한 액정표시패널(710)의 파손을 방지하고, 액정표시패널(710)이 수납용기(600)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

이와 같은 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 광원 몸체의 내부에 형성되는 반사막은 산화물로 이루어지고 적어도 두 가지 이상의 입자 크기를 갖는 산란 입자를 포함한다. 반사막에는 작은 입경을 갖는 산란 입자와 큰 입경을 갖는 산란 입자가 적당한 중량비로 분포된다. 따라서, 반사막은 열에 의한 변형이 발생되지 않으며, 색좌표의 변화 없이 반사 효율을 향상시킬 수 있다.

앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이다.

도 2는 도 1의 A-A'선을 절단한 단면도이다.

도 3은 도 2의 B부분을 확대한 확대도이다.

도 4는 도 1에 도시된 제2 기판을 구체적으로 나타낸 사시도이다.

도 5는 도 4의 C부분에 대한 확대도이다.

도 6은 도 5의 D-D'선을 절단한 단면도이다.

도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 부분 절개 사시도이다.

도 8은 도 7의 E-E'선을 절단한 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 광원 몸체 110 : 제1 기판

120 : 제2 기판 122 : 함몰부

140 : 접착 수단 150, 160 : 제1 및 제2 형광막

210, 220 : 제1 및 제2 외부전극 300 : 반사막

310 : 코팅 수지 320 : 산란 입자

600 : 수납용기 710 : 액정표시패널

800 : 인버터 900 : 광학 부재

950 : 탑 샤시 1000 : 면광원 장치

Claims

광을 발생하는 광원 몸체;

상기 광원 몸체의 외측 표면의 양 단부에 각각 형성되며, 상기 광원 몸체에 방전 전압을 인가하기 위한 제1 및 제2 외부전극; 및

상기 광원 몸체의 내부에 형성되며, 코팅 수지와 적어도 두 가지 이상의 입자 크기를 갖는 산란 입자로 이루어지는 반사막을 포함하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 산란 입자는 제1 입경을 갖는 제1 입자 및 상기 제1 입경보다 큰 제2 입경을 갖는 제2 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 입경은 1㎛ 미만이며, 상기 제2 입경은 1㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 입자와 상기 제2 입자의 중량비는 7:3 ~ 5:5 인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제2항에 있어서, 상기 제1 입자와 상기 제2 입자의 중량비는 7:3 인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 산란 입자는 금속 산화물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 산란 입자는 Al₂O₃, SiO₂, MgO, BaSO₄ 및 TiO₂로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 산란 입자는 Al₂O₃로 이루어지며, 상기 반사막의 코팅량은 5 ~ 12 ㎎/㎠ 인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 몸체는

평판 형상의 제1 기판; 및

상기 제1 기판과의 결합에 의하여 형성된 내부 공간을 다수의 방전 영역으로 분할하기 위하여 상기 제1 기판 방향으로 함몰된 다수의 함몰부를 갖는 제2 기판을 포함하며,

상기 반사막은 상기 제1 기판 상에 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제9항에 있어서, 상기 각 함몰부의 일부는 인접한 상기 방전 영역을 서로 연결하기 위하여 상기 제1 기판과 일정 거리로 이격되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 몸체는

평판 형상의 제1 기판;

상기 제1 기판과 동일한 형상을 가지며, 상기 제1 기판과 결합되어 내부 공간을 형성하는 제2 기판; 및

상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 상기 내부 공간을 다수의 방전 영역으로 분할하는 다수의 공간 분할 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제11항에 있어서, 상기 반사막은 상기 제2 기판과 마주보는 상기 제1 기판의 내면에 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제11항에 있어서, 상기 다수의 공간 분할 부재는 서로 일정 간격 이격되어 나란하게 배치되며, 각각의 상기 공간 분할 부재는 길이 방향의 양 단부 중 적어도 하나의 단부가 상기 광원 몸체의 측벽과 이격되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 몸체의 내면에 형성되는 형광막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
다수의 방전 영역으로 분할된 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 상기 광원 몸체의 외측 표면의 양 단부에 각각 형성되는 제1 및 제2 외부전극, 및 코팅 수지와 적어도 두 가지 이상의 입자 크기를 갖는 산란 입자로 이루어져 상기 광원 몸체의 내측 표면에 형성되는 반사막을 포함하는 면광원 장치;

상기 면광원 장치를 수납하는 수납용기; 및

상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널을 포함하는 액정표시장치.
제15항에 있어서, 상기 반사막은 상기 광원 몸체의 내측 표면 중 상기 액정표시패널과 대향하는 내측 표면에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제15항에 있어서, 상기 산란 입자는 1㎛ 미만의 입경을 갖는 제1 입자 및 1㎛ 이상의 입경을 갖는 제2 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제17항에 있어서, 상기 제1 입자와 상기 제2 입자의 중량비는 8:2 ~ 5:5인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제15항에 있어서, 상기 산란 입자는 Al₂O₃, SiO₂, MgO, BaSO₄ 및 TiO₂로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 물질인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제15항에 있어서,

상기 제1 및 제2 외부전극에 방전 전압을 인가하기 위한 인버터; 및

상기 면광원 장치와 상기 액정표시패널 사이에 배치되는 광학 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치