KR20050109696A

KR20050109696A - 면광원 장치, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시장치

Info

Publication number: KR20050109696A
Application number: KR1020040034676A
Authority: KR
Inventors: 박해일; 황인선; 이상유; 변진섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-05-17
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2005-11-22
Also published as: TW200600928A; US20050253513A1; CN1700073A; JP2005332808A

Abstract

두께의 증가를 방지할 수 있는 면광원 장치, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시장치가 개시되어 있다. 액정표시장치는 공기의 배기 및 방전 가스의 주입을 위한 개구부를 갖는 광원 몸체, 광원 몸체에 부착되어 개구부를 봉합하는 봉합 부재, 봉합 부재에 고정되어 개구부에 배치되는 게터, 광원 몸체의 외면의 양 단부에 각각 형성되는 제1 및 제2 전극을 포함하는 면광원 장치와, 면광원 장치로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널, 및 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 제1 및 제2 전극에 인가하는 인버터를 포함한다. 따라서, 배기관으로 인한 면광원 장치의 두께 증가를 방지하고, 게터의 실장성 및 이용 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

면광원 장치, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시장치{SURFACE LIGHT SOURCE, METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

본 발명은 면광원 장치, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광원 몸체에 존재하는 공기의 배기 및 방전 가스의 주입을 위한 배기관이 제거된 면광원 장치, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.

일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 디스플레이 하는 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 별도의 광원을 제공하는 백라이트 어셈블리를 필요로 한다.

종래의 백라이트 어셈블리는 광원으로 세관 형상을 갖는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 주로 사용된다. 냉음극 형광램프를 광원으로 사용하는 백라이트 어셈블리는 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 백라이트 어셈블리는 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 공간으로 분할된 내부 공간을 갖는 광원 몸체 및 상기 광원 몸체에 방전 전압을 인가하기 위하여 상기 광원 몸체의 양 단부에 형성되는 전극을 포함한다. 이때, 각각의 방전 공간은 외부로부터 주입되는 방전 가스의 균일한 분포를 위하여 인접한 방전 공간과 일부가 연통되도록 형성된다. 이러한 면광원은 외부로부터 전극에 인가되는 방전 전압에 의해 각각의 방전 공간에서 플라즈마 방전을 일으키며, 이를 이용하여 광을 출사한다.

한편, 면광원 장치는 광원 몸체의 내부 공간에 플라즈마 방전을 위한 수은 가스를 공급하고 내부 공간 내의 불순물을 흡착하기 위한 게터, 및 내부 공간에 존재하는 공기의 배기와 방전 가스의 주입을 위해 광원 몸체의 일면에 형성되는 배기관을 더 포함한다. 이러한 구성의 면광원 장치는 배기관을 통해 광원 몸체의 내부 공간에 존재하는 공기의 배기 및 방전 가스의 주입을 행한 후, 다수의 게터를 배기관에 넣고 배기관을 밀봉한다. 이후, 배기관 내에 실장된 다수의 게터에 고주파를 인가하여 수은 가스를 광원 몸체의 내부 공간에 공급한 후, 배기관을 잘라내는 방식으로 제거한다.

그러나, 광원 몸체로부터 배기관을 제거한다고 하여도 배기관의 흔적이 남게되어 면광원 장치의 전체 두께가 증가되는 문제가 발생되며, 제조 공정 상에 파손이 빈번하게 발생하여 생산 수율을 떨어뜨리는 문제가 발생된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 전체 두께가 감소된 면광원 장치를 갖는 액정표시장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 게터의 실장성 및 이용 효율을 향상시키며, 두께를 감소시킬 수 있는 면광원 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 면광원 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는 면 형태로 광을 출사하는 면광원 장치, 영상을 표시하는 액정표시패널 및 방전 전압을 출력하는 인버터를 포함한다.

상기 면광원 장치는 다수의 방전 공간으로 분할되며 상기 방전 공간들의 내부에 존재하는 공기의 배기 및 방전 가스의 주입을 위한 개구부를 갖는 광원 몸체, 상기 광원 몸체에 부착되어 상기 개구부를 봉합하는 봉합 부재, 상기 봉합 부재에 고정되어 상기 개구부에 배치되는 게터, 상기 광원 몸체의 외면의 양 단부에 각각 형성되어 상기 방전 공간들과 교차되는 제1 및 제2 전극을 포함한다.

상기 액정표시패널은 상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시한다.

상기 인버터는 상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 제1 및 제2 전극에 인가한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 면광원 장치는 광원 몸체, 봉합 부재, 게터, 제1 및 제2 전극을 포함한다.

상기 광원 몸체는 다수의 방전 공간으로 분할된 내부 공간을 가지며, 상기 내부 공간 내의 공기의 배기 및 방전 가스의 주입을 위한 개구부를 갖는다.

상기 봉합 부재는 판 형상을 가지며, 상기 광원 몸체에 부착되어 상기 개구부를 봉합한다. 상기 봉합 부재는 상기 광원 몸체보다 낮은 융점을 갖는 접착제에 의하여 상기 광원 몸체에 부착된다.

상기 게터는 상기 봉합 부재에 고정되어 상기 개구부에 배치된다. 상기 게터는 상기 방전 공간들에 수은을 공급하기 위한 아말감 물질을 포함하며, 상기 방전 공간들에 존재하는 불순물을 흡착하기 위한 게터 합금을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 면광원 장치의 제조 방법은 광원 몸체의 일면에 형성된 개구부를 통해 상기 광원 몸체의 내부에 존재하는 공기를 배기하는 단계, 상기 개구부를 통해 상기 광원 몸체의 내부에 방전 가스를 주입하는 단계, 게터가 고정된 판 형상의 봉합 부재를 이용하여 상기 개구부를 봉합하는 단계 및 상기 광원 몸체의 내부에 수은을 공급하기 위하여 상기 게터에 고주파를 인가하는 단계를 포함한다.

이러한 면광원 장치, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 배기관이 없는 상태에서 개구부를 통해 공기를 배기하고 방전 가스를 주입하며, 게터가 고정된 얇은 판 형상의 봉합 부재로 개구부를 봉합함으로써, 게터의 실장성 및 이용 효율을 향상시키며, 면광원 장치의 두께 증가를 방지할 수 있다.

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

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 분해 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 면광원 장치의 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치(1000)는 광을 발생하는 광원 몸체(100), 광원 몸체(100)에 결합되는 봉합 부재(200) 및 봉합 부재(200)에 고정되어 광원 몸체(100)의 내부에 배치되는 게터(getter)(300)를 포함한다.

광원 몸체(100)는 다수의 방전 공간(190)으로 분할된 내부 공간을 가지며, 내부 공간에 존재하는 공기의 배기 및 방전 가스의 주입을 위한 개구부(150)를 갖는다.

구체적으로, 광원 몸체(100)는 제1 기판(110), 제1 기판(110)과 일정 간격을 두고 대향 배치되는 제2 기판(120), 및 제1 기판(110)과 제2 기판(120)을 결합시켜 내부 공간을 형성하는 밀봉 부재(130)를 포함한다.

제1 및 제2 기판(110, 120)은 평판 형상을 가지며, 일 예로, 가시광선은 투과시키고 자외선은 차단하는 투명한 유리 기판으로 이루어진다. 밀봉 부재(130)는 제1 및 제2 기판(110, 120)의 사이에 배치되며, 제1 및 제2 기판(110, 120)의 외곽을 밀봉하여 내부에 빈 공간을 형성한다.

광원 몸체(100)는 내부 공간에 배치되는 다수의 공간분할부재(140)를 더 포함한다. 공간분할부재(140)는 광원 몸체(100)의 내부 공간을 다수의 방전 공간(150)으로 분할하기 위하여 적어도 하나 이상이 서로 나란하게 등간격으로 배치된다. 각각의 공간분할부재(140)는 일 방향으로 연장되는 막대 형상을 가지며, 제2 기판(120)과 제1 기판(110)에 상하부가 밀착된다. 또한, 각각의 공간분할부재(140)는 길이 방향의 양 단부 중 적어도 하나의 단부가 광원 몸체(100)의 측벽, 즉 밀봉 부재(130)의 내측면과 일정 거리만큼 이격되도록 형성된다. 이는 광원 몸체(100)의 내부 공간으로 주입되는 방전 가스가 다수의 방전 공간(150)에 균일하게 분포될 수 있도록 연결통로를 제공하기 위함이다.

개구부(150)는 제1 기판(110) 상에 적어도 하나 이상이 형성된다. 개구부(150)는 제1 기판(110)의 일부 영역을 제거하여 광원 몸체(100)의 내부 공간과 외부 공간을 연결하도록 형성된다. 광원 몸체(100)는 개구부(150)를 통해 내부 공간에 존재하는 공기를 배기시키며, 공기의 배기 후, 광원 몸체(100)의 방전을 위한 방전 가스를 주입받는다. 여기서, 광원 몸체(100)의 내부로 주입되는 방전 가스는 일 예로, 미량의 크립톤(Krypton), 크세논(Xenon), 아르곤(Ar) 및 네온(Ne) 등을 포함한다.

한편, 개구부(150)는 공간분할부재(140)의 형성 위치와 중첩되지 않는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 개구부(150)는 동일 기판 상에 공기의 배기 및 방전 가스의 주입 속도를 높이기 위하여 다수가 형성되어질 수 있다. 본 실시예에서, 개구부(150)는 제1 기판(110) 상에 형성되어지나, 이와 달리, 제2 기판(120) 상에 형성될 수도 있다.

이러한 개구부(150)는 공기의 배기 및 방전 가스의 주입 후, 봉합 부재(200)의 부착에 의하여 봉합된다. 봉합 부재(200)는 면광원 장치(1000)의 두께 증가를 방지하기 위하여 얇은 판 형상을 가지며, 개구부(150)의 전 면적을 커버할 수 있도록 개구부(150)보다 넓은 면적으로 형성된다. 봉합 부재(200)는 일 예로, 제1 및 제2 기판(110, 120)과 동일한 유리 재질로 이루어진다. 이러한 봉합 부재(200)는 접착제(210)에 의하여 개구부(150)에 대응되는 광원 몸체(100)에 부착된다. 접착제(210)는 일 예로, 상기 광원 몸체(100)보다 낮은 융점을 갖는 유리 원료의 혼합물인 프릿(frit)으로 이루어질 수 있다. 상기 프릿은 SiO₂, PbO, B₂O₅ 등의 물질이 혼합된 혼합물이다.

한편, 봉합 부재(200)가 광원 몸체(100)에 결합되기 전에, 봉합 부재(200)의 일면에는 게터(300)가 고정된다. 게터(300)는 면 형상을 갖는 하나의 면 게터로 이루어지거나, 선 형상을 갖는 다수의 선 게터로 이루어질 수 있다. 게터(300)는 광원 몸체(100)와 결합되는 봉합 부재(200)의 결합면에 고정되며, 봉합 부재(200)와 광원 몸체(100)의 결합 시 개구부(150)에 배치된다. 이러한 게터(300)는 광원 몸체(100)의 내부 공간으로 수은(Hg)을 공급하며, 내부 공간에 존재하는 불순물을 흡착하여 제거하는 역할을 수행한다.

본 실시예에서, 광원 몸체(100)는 제1 및 제2 기판(110, 120)의 서로 마주보는 대향면에 각각 형성되는 제1 및 제2 형광층(160, 170)과, 제1 기판(110)과 제1 형광층(160) 사이에 형성되는 반사층(180)을 더 포함한다. 제1 및 제2 형광층(160, 170)은 공간분할부재(140)가 배치되는 영역을 제외하고 제1 및 제2 기판(110, 120)의 대향면 각각에 얇은 막 형태로 형성된다. 이때, 도시되지는 않았으나, 공간분할부재(140)의 측면에도 형광층이 형성될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 형광층(160, 170)은 다수의 방전 공간(190)에서 플라즈마 방전을 통해 발생된 자외선에 의하여 여기되어 가시광선을 방출한다. 반사층(180)은 제1 및 제2 형광층(160, 170)에 의해 발생된 가시광선을 제2 기판(120) 측으로 반사시켜 제1 기판(110)으로 광이 누설되는 것을 방지한다.

또한, 광원 몸체(100)는 제2 기판(120)과 제2 형광층(170)의 사이 및/또는 제1 기판(110)과 반사층(180)의 사이에 형성되는 보호층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 보호층은 제2 또는 제1 기판(120, 110)과 방전 가스의 주성분인 수은과의 화학적인 반응을 방지하여 수은의 손실을 방지한다.

면광원 장치(1000)는 광원 몸체(100)의 외면에 형성되는 제1 및 제2 전극(410, 420)을 더 포함한다. 제1 및 제2 전극(410, 420)은 제2 기판(120)의 외측 표면의 양 단부에 각각 형성되며, 다수의 방전 공간(190)과 교차되도록 방전 공간(190)의 길이 방향의 양 단부 즉, 공간분할부재(140)의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성된다. 제1 및 제2 전극(410, 420)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 전극(410, 420)은 알루미늄 테이프(Al tape)를 붙이거나, 실버 페이스트(Ag paste)의 코팅에 의하여 형성될 수 있다. 이와 달리, 제1 및 제2 전극(410, 420)은 융해된 도전 물질에 광원 몸체(100)의 양 단부를 딥핑(dipping)하는 방법에 의하여 형성될 수도 있다. 이러한 제1 및 제2 전극(410, 420)은 외부로부터 인가되는 방전 전압을 광원 몸체(100)에 인가하여 광원 몸체(100)의 내부 공간에 플라즈마 방전을 발생시킨다.

본 실시예에서, 제1 및 제2 전극(410, 420)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.

도 3은 도 1에 도시된 봉합 부재와 게터를 구체적으로 나타낸 사시도이며, 도 4는 도 3의 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 봉합 부재(200)는 얇은 판 형상을 가지며, 개구부(150)보다 넓은 면적으로 형성된다. 봉합 부재(200)는 예를 들면, 제1 기판(110)과 동일한 유리로 형성되거나, 또는 유리 원료의 혼합물인 프릿(frit)으로 형성되어진다. 본 실시예에서, 봉합 부재(200)는 원 형상으로 형성되나, 개구부(150)를 봉합할 수만 있다면 사각형 등의 다양한 형태로의 변형이 가능하다. 이러한 봉합 부재(200)는 접착제(210)에 의하여 광원 몸체(100)에 부착된다.

접착제(210)는 봉합 부재(200)의 일면에 봉합 부재(200)의 가장 자리를 둘러 싸도록 형성된다. 접착제(210)는 봉합 부재(200)를 광원 몸체(100)에 부착할 때, 개구부(150)와 중첩되지 않도록 개구부(150)보다 넓은 영역에 개구부(150)를 둘러 싸도록 형성되는 것이 바람직하다. 접착제(210)는 봉합 부재(200)와 광원 몸체(100)의 결합을 위해 광원 몸체(100) 및 봉합 부재(200)보다 낮은 융점을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들어, 접착제(210)는 약 350℃에서 용융되는 유리 원료의 혼합물로 이루어진다. 따라서, 봉합 부재(200) 또는 광원 몸체(100)에 접착제(210)를 부착한 후, 약 350℃ 이상으로 가열하여 봉합 부재(200)를 광원 몸체(100)에 결합시킨다.

한편, 봉합 부재(200)의 일면, 즉 광원 몸체(100)와 결합되는 결합면에는 게터(300)가 고정된다. 게터(300)는 봉합 부재(200)가 광원 몸체(100)에 부착되기 전에 봉합 부재(200)의 일면에 고정 수단(310)을 통해 고정된다. 고정 수단(310)은 예를 들어, 프릿 또는 양면 테이프 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 고정 수단(310)은 게터(300)가 광원 몸체(100)의 내부 공간으로 들어가는 것을 방지한다.

게터(300)는 수은과 다른 금속의 합금인 아말감 물질 및 불순물을 흡착하기 위한 게터 합금을 포함한다.

상기 아말감 물질은 일 예로, 수은과 나트륨의 합금(Hg-Na)으로 이루어진다. 이러한 상기 아말감 물질은 외부로부터 인가되는 고주파에 의해 수은을 광원 몸체(100)의 내부 공간으로 방출한다.

상기 게터 합금은 광원 몸체(100)의 내부 공간에 존재하는 불순물을 흡착하여 제거한다. 즉, 광원 몸체(100)를 봉합 부재(200)로 봉합하기 전에 광원 몸체(100)의 내부 공기를 배기한다하여도 광원 몸체(100)의 내부 공간에는 일산화탄소(CO), 질소(N₂), 이산화탄소(CO₂), 산소(O₂) 또는 소량의 수분(H₂O) 등의 불순물이 존재한다. 이러한 불순물은 면광원 장치(1000)의 수명을 떨어뜨리고 품질을 저하시키는 역할을 하게된다. 따라서, 상기 게터 합금은 광원 몸체(100)의 내부 공간에 존재하는 상기 불순물을 지속적으로 흡착함으로써, 면광원 장치(1000)의 수명을 향상시킬 수 있다. 이러한 게터 합금은 일 예로, 지르코늄(zirconium)과 알루미늄의 합금(Zr-Al)으로 이루어진다.

본 실시예에서, 게터(300)는 면 형상을 갖는 하나의 면 게터로 이루어진다. 이러한 면 게터는 넓은 표면적으로 인하여 수은의 방출 효율을 향상시키고, 불순물의 흡착 효율을 향상시킬 수 있다.

도 5는 도 3에 도시된 게터의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 5를 참조하면, 다른 실시예에 따른 게터(350)는 막대 형상을 갖는 다수로 이루어진다. 각각의 게터(350)는 일방향으로 연장되는 막대 형상을 가지며, 아말감 물질 및 게터 합금을 포함한다. 다수의 게터(350)는 봉합 부재(200)의 일면에 별도의 고정 수단을 통해 고정된다. 이때, 다수의 게터(350)를 조밀하게 배치할수록 게터(350)의 표면적이 넓어져, 수은의 방출 효율 및 불순물의 흡착 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 게터(350)는 수은을 방출하기 위한 아말감 물질 및 불순물을 흡착하기 위한 게터 합금을 포함한다면, 다양한 형상으로의 변형이 가능하다.

도 6은 도 1에 도시된 광원 몸체의 다른 실시예를 나타낸 사시도이며, 도 7은 도 6에 도시된 광원 몸체의 단면도이다. 본 실시예에서, 봉합 부재 및 게터는 도 1 내지 도 5에 도시된 것과 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 다른 실시예에 따른 광원 몸체(500)는 제1 기판(510) 및 제1 기판(510)과 결합되어 다수의 방전 공간(570)을 형성하는 제2 기판(520)으로 이루어진다.

제1 기판(510)은 사각형의 평판 형상을 가지며, 일 예로, 가시광선은 투과시키고 자외선은 차단하는 투명한 유리 기판으로 이루어진다. 제1 기판(510)에는 공기의 배기 및 방전 가스의 주입을 위한 개구부(512)가 적어도 하나 이상 형성된다.

제2 기판(520)은 제1 기판(510)과 결합되어 방전 공간(570)들을 형성하며, 일 예로, 제1 기판(510)과 동일한 투명한 유리 기판으로 이루어진다. 제2 기판(520)은 방전 공간(570)들을 제공하기 위하여 제1 기판(510)과 이격되는 광출사부(522)와 상기 방전 공간(570)들간의 분할을 위하여 인접한 방전 공간(570)들 사이에 형성되어 제1 기판(510)과 접하는 공간분할부(524)로 이루어진다. 공간분할부(524)는 일정 간격으로 서로 나란하게 형성된다. 이러한 형상의 제2 기판(520)은 일 예로, 성형 가공(forming)에 의하여 형성된다. 구체적으로, 제1 기판(510)과 같은 플레이트 형상의 베이스 기판을 일정 온도로 가열한 후 원하는 형상의 금형을 통해 상기 베이스 기판을 성형함으로써, 광출사부(522)와 공간분할부(524)를 포함하는 제2 기판(520)을 얻을 수 있다.

본 실시예에서, 제2 기판(520)의 종단면은 도 7에 도시된 바와 같이, 사다리꼴과 유사한 다수의 반타원이 연속적으로 연결되는 형태를 갖는다. 그러나, 이와 달리, 제2 기판(520)은 종단면이 반원, 사각형 등의 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다.

이러한 형상을 갖는 제2 기판(520)은 밀봉 수단(530)을 통해 제1 기판(510)과 결합되며, 이때, 밀봉 수단(530)은 일 예로, 일정 온도에서 용융되는 유리 원료로 이루어진다. 즉, 제2 기판(520)과 제1 기판(510)의 사이에서 에지부를 둘러싸도록 밀봉 수단(530)을 개재한 후 소성함으로써, 제2 기판(520)과 제1 기판(510)은 서로 결합된다. 이때, 밀봉 수단(530)은 제2 기판(520)과 제1 기판(510) 사이의 에지부에만 형성되기 때문에, 공간분할부(524)는 내외부 간의 압력차에 의하여 제1 기판(510)에 밀착된다. 구체적으로, 제2 기판(520)과 제1 기판(510)의 결합에 의하여 형성된 다수의 방전 공간(570)에는 플라즈마 방전을 위한 방전 가스가 주입된다. 상기 방전 가스의 가스압은 약 50 torr 정도로, 외부 대기압인 760 torr와 비교하여 압력차가 발생한다. 이러한 내외부 간의 압력차에 의하여 공간분할부(524)는 제1 기판(510)에 밀착되며, 이로 인해 다수의 방전 공간(570)이 형성된다.

또한, 각각의 공간분할부(524)는 인접한 방전 공간(570)들을 서로 연결하기 위하여, 제1 기판(510)과 결합시 제1 기판(510)과 일정 거리로 이격되는 연결통로(526)를 포함한다. 연결통로(526)는 각 공간분할부(524)에 적어도 하나 이상이 형성되며, 서로 인접한 공간분할부(524)들의 길이 방향의 일 단부 또는 타 단부에 교번적으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 연결통로(526)는 서로 인접한 공간분할부(524) 중에서 어느 하나의 공간분할부(524)에는 길이 방향의 일 단부에 형성되며, 다른 하나의 공간분할부(524)에는 길이 방향의 타 단부에 형성된다. 이와 같은 연결통로(526)는 제2 기판(320)의 성형 가공 시, 공간분할부(524)에 비하여 덜 함몰시킴으로써 얻어질 수 있다. 따라서, 개구부(512)를 통해 주입되는 방전 가스는 연결통로(526)를 통하여 다른 방전 공간(570)으로 이동되며, 결국, 모든 방전 공간(570)에는 방전 가스가 균일하게 분포된다.

한편, 광원 몸체(500)는 제1 및 제2 기판(510, 520)의 서로 마주보는 대향면에 각각 형성되는 제1 및 제2 형광층(540, 550)과, 제1 기판(510)과 제1 형광층(540) 사이에 형성되는 반사층(560)을 더 포함한다. 제1 및 제2 형광층(540, 550)은 플라즈마 방전을 통해 발생된 자외선에 의하여 여기되어 가시광선을 방출한다. 반사층(560)은 제1 및 제2 형광층(540, 550)에 의해 발생된 가시광선을 제2 기판(520) 측으로 반사시켜 제1 기판(510)으로 광이 누설되는 것을 방지한다.

이하, 상기한 면광원 장치의 제조 방법에 대하여 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.

도 8을 참조하면, 면광원 장치의 제조 방법은 광원 몸체(100)의 내부 공간에 존재하는 공기를 배기하는 단계(10), 광원 몸체(100)의 내부 공간에 방전 가스를 주입하는 단계(20), 개구부(150)를 봉합하는 단계(30) 및 게터(300)에 고주파를 인가하는 단계(40)로 이루어진다.

공기를 배기하는 단계(10)에서는 진공 펌프를 이용하여 광원 몸체(100)에 형성된 개구부(150)를 통해 광원 몸체(100)의 내부 공간에 존재하는 공기를 배기한다.

방전 가스를 주입하는 단계(20)에서는 광원 몸체(100)에 형성된 개구부(150)를 통해 광원 몸체(100)의 내부 공간에 방전을 위한 여러 종류의 방전 가스를 주입한다. 광원 몸체(100)의 내부에 주입되는 방전 가스는 일 예로, 미량의 크립톤(Krypton), 크세논(Xenon), 아르곤(Ar) 및 네온(Ne) 등을 포함한다.

개구부(150)를 봉합하는 단계(30)에서는 얇은 판 형상을 갖는 봉합 부재(200)를 이용하여 개구부(150)를 봉합한다. 즉, 광원 몸체(100) 또는 봉합 부재(200)에 개구부(150)를 둘러 싸도록 접착 수단(210)을 형성한 후, 봉합 부재(200)를 가열 및 가압하여 광원 몸체(100)에 부착시킨다. 예를 들어, 접착 수단(210)은 광원 몸체(100) 및 봉합 부재(200)보다 낮은 융점을 갖는 유리 원료의 혼합물로 이루어진다. 이러한 접착 수단(210)에 약 350℃의 열을 가하면 접착 수단(210)은 용융되어 봉합 부재(200)와 광원 몸체(100)를 결합시킨다.

한편, 봉합 부재(200)를 광원 몸체(100)에 결합시키기 전에, 봉합 부재(200)의 결합면에 게터(300)를 고정시킨다. 게터(300)는 별도의 고정 수단(310)에 의하여 봉합 부재(200)에 고정된다. 고정 수단(310)은 일 예로, 봉합 부재(200)보다 낮은 융점을 갖는 혼합물 또는 양면 테이프 등으로 이루어질 수 있다. 따라서, 봉합 부재(200)는 게터(300)가 고정된 상태에서 광원 몸체(100)에 결합되며, 결합 후, 게터(300)는 개구부(150)의 내부에 배치되게 된다.

게터(300)에 고주파를 인가하는 단계(40)에서는 게터(300)로부터 수은을 방출하기 위하여 광원 몸체(100)의 외부로부터 광원 몸체(100)의 내부에 배치된 게터(300)에 고주파를 인가한다. 일 예로, 게터(300)에는 약 5 ㎒의 고주파를 약 20초 정도 인가한다. 이러한 고주파의 인가에 의하여, 게터(300)가 포함하는 아말감 물질로부터 수은이 방출되어 광원 몸체(100) 내의 다수의 방전 공간(190)으로 공급된다. 한편, 게터(300)는 봉합 부재(200)에 고정된 상태로 존재하면서 방전 공간(190) 내의 불순물들을 지속적으로 흡착하여 제거한다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치의 제조 방법은 제1 및 제2 전극(410, 420)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전극(410, 420)을 형성하는 단계에서, 제1 및 제2 전극(410, 420)은 광원 몸체(100)의 외측 표면의 양 단부에 각각 형성하며, 다수의 방전 공간(190)과 교차되도록 방전 공간(190)의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성한다. 제1 및 제2 전극(410, 420)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 형성할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 전극(410, 420)은 알루미늄 테이프(Al tape)를 붙이거나, 실버 페이스트(Ag paste)의 코팅에 의하여 형성할 수 있다. 이와 달리, 제1 및 제2 전극(410, 420)은 융해된 도전 물질에 광원 몸체(100)의 양 단부를 딥핑(dipping)하는 방법에 의하여 형성할 수도 있다.

이와 같은 제1 및 제2 전극(410, 420)을 형성하는 단계는 공기를 배기하는 단계(10) 이전, 개구부(150)를 봉합하는 단계(30) 이후, 또는 게터(300)에 고주파를 인가하는 단계(40) 이후에 이루어질 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다. 본 실시예에서, 면광원 장치는 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명한 것과 동일한 구조을 가짐으로, 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(2000)는 면광원 장치(1000), 디스플레이 유닛(700) 및 인버터(800)를 포함한다.

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. 여기서, 데이터 TCP(740) 및 게이트 TCP(750) 각각은 데이터 및 게이트 인쇄회로기판(720, 730)으로부터 제공되는 구동신호를 적절한 타이밍에 액정표시패널(710)에 인가하기 위하여 구동신호를 제어하는 데이터 구동칩(742) 및 게이트 구동칩(752)을 포함한다.

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 표시하게 된다.

인버터(800)는 면광원 장치(1000)를 구동하기 위한 방전 전압을 발생시킨다. 인버터(800)로부터 발생된 방전 전압은 제1 및 제2 전원선(810, 820)을 통해 면광원 장치(1000)의 제1 및 제2 전극(410, 420)에 각각 인가된다. 일 예로, 인버터(800)는 전압 레벨은 동일하나 위상이 서로 반대인 제1 및 제2 방전 전압을 발생시켜, 제1 및 제2 전극(410, 420)에 각각 인가한다.

한편, 액정표시장치(2000)는 면광원 장치(1000)를 수납하기 위한 수납용기(600), 면광원 장치(1000)와 액정표시패널(710) 사이에 배치되는 광확산 부재(900) 및 액정표시패널(710)을 수납용기(600)에 고정하기 위한 고정 부재(950)를 더 포함한다.

수납용기(600)는 면광원 장치(1000)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(1000)의 네 측면과 접하게 되어 면광원 장치(1000)의 유동을 방지한다. 수납용기(600)는 면광원 장치(1000)를 수납 및 고정할 수만 있다면 다양한 형태로의 변형도 가능하다.

광확산 부재(900)는 면광원 장치(1000)로부터 출사되는 광을 확산시켜 액정표시패널(710)에 균일한 휘도의 광을 공급한다. 이러한 광확산 부재(900)는 소정의 두께를 갖는 플레이트 형상의 확산판으로 이루어지며, 얇은 시트 형상의 확산 시트를 더 포함할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, 액정표시장치(2000)는 액정표시패널(710)로 향하는 광의 정면 휘도를 높이기 위하여 광확산 부재(900)와 액정표시패널(710) 사이에 배치되는 프리즘 시트를 더 포함할 수 있다.

고정 부재(950)는 액정표시패널(710)의 가장자리를 감싸면서 수납용기(600)에 결합되어 액정표시패널(710)을 광확산 부재(900)의 상부에 고정한다. 이러한 고정 부재(950)는 외부 충격에 의한 액정표시패널(710)의 파손을 방지하고, 액정표시패널(710)이 수납용기(600)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

이와 같은 면광원 장치, 이의 제조 방법 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 배기관이 없는 상태에서 개구부를 통해 공기를 배기하고 방전 가스를 주입하며, 얇은 판 형상의 봉합 부재로 개구부를 봉합함으로써, 면광원 장치의 두께 증가를 방지할 수 있다. 또한, 게터를 봉합 부재에 고정한 상태에서 봉합 부재를 광원 몸체에 부착함으로써, 게터의 실장성을 향상시키며, 게터의 표면적을 넓게 형성할 수 있다. 게터의 표면적 증가로 인하여 불순물의 흡착 효율을 향상시키며, 수은의 방출 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 분해 사시도이다.

도 2는 도 1에 도시된 면광원 장치의 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 봉합 부재와 게터를 구체적으로 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 3의 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 6은 도 1에 도시된 광원 몸체의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 7은 도 6에 도시된 광원 몸체의 단면도이다.

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

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1000 : 면광원 장치 100 : 광원 몸체

150 : 개구부 200 : 봉합 부재

210 : 접착제 300 : 게터

410, 420 : 제1 및 제2 전극 600 : 수납용기

710 : 액정표시패널 800 : 인버터

900 : 광확산 부재 950 : 고정 부재

Claims

다수의 방전 공간으로 분할되며 상기 방전 공간들의 내부에 존재하는 공기의 배기 및 방전 가스의 주입을 위한 개구부를 갖는 광원 몸체, 상기 광원 몸체에 부착되어 상기 개구부를 봉합하는 봉합 부재, 상기 봉합 부재에 고정되어 상기 개구부에 배치되는 게터, 상기 광원 몸체의 외면의 양 단부에 각각 형성되어 상기 방전 공간들과 교차되는 제1 및 제2 전극을 포함하는 면광원 장치;

상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널; 및

상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 제1 및 제2 전극에 인가하는 인버터를 포함하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 몸체는

평판 형상의 제1 기판; 및

상기 제1 기판과 결합되어 상기 방전 공간들을 제공하기 위하여 상기 제1 기판과 이격되는 광출사부와 상기 방전 공간들간의 분할을 위하여 인접한 상기 방전 공간들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 공간분할부로 이루어지는 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2항에 있어서, 상기 공간분할부는 서로 인접한 상기 방전 공간들을 연결하기 위하여 일부가 상기 제1 기판과 이격되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제2항에 있어서, 상기 개구부는 상기 제1 기판에 하나 이상이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 몸체는

평판 형상의 제1 기판;

상기 제1 기판과 동일한 형상을 가지며, 상기 제1 기판과 소정 거리 이격되어 결합되는 제2 기판; 및

상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 서로 나란하게 배치되어 상기 방전 공간들을 분할하는 다수의 공간분할부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제5항에 있어서, 상기 공간분할부재 각각은 길이 방향의 양 단부 중 적어도 하나의 단부가 상기 광원 몸체의 측벽과 이격되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서, 상기 게터는 상기 방전 공간들에 수은을 공급하기 위한 아말감 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제7항에 있어서, 상기 게터는 상기 방전 공간들에 존재하는 불순물을 흡착하기 위한 게터 합금을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제1항에 있어서,

상기 면광원 장치를 수납하기 위한 수납용기;

상기 면광원 장치와 상기 액정표시패널 사이에 배치되어 상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 확산시키는 광확산 부재; 및

상기 액정표시패널을 상기 수납용기에 고정하기 위한 고정 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
다수의 방전 공간으로 분할된 내부 공간을 가지며, 상기 내부 공간 내의 공기의 배기 및 방전 가스의 주입을 위한 개구부를 갖는 광원 몸체;

판 형상을 가지며, 상기 광원 몸체에 부착되어 상기 개구부를 봉합하는 봉합 부재;

상기 봉합 부재에 고정되어 상기 개구부에 배치되는 게터; 및

상기 광원 몸체의 외면에 형성되며, 상기 방전 공간의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성되어 상기 방전 공간들과 교차되는 제1 및 제2 전극을 포함하는 면광원 장치.
제10항에 있어서, 상기 광원 몸체와 상기 봉합 부재 사이에 개재되어 상기 봉합 부재를 상기 광원 몸체에 부착하며, 상기 광원 몸체보다 낮은 융점을 갖는 접착제를 더 포함하는 면광원 장치.
제10항에 있어서, 상기 게터는 상기 방전 공간들에 수은을 공급하기 위한 아말감 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제12항에 있어서, 상기 게터는 상기 방전 공간들에 존재하는 불순물을 흡착하기 위한 게터 합금을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제10항에 있어서, 상기 광원 몸체는

평판 형상의 제1 기판; 및

상기 제1 기판과 결합되어 상기 방전 공간들을 제공하기 위하여 상기 제1 기판과 이격되는 광출사부와 상기 방전 공간들간의 분할을 위하여 인접한 상기 방전 공간들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 공간분할부로 이루어지는 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제14항에 있어서, 상기 공간분할부 각각은 서로 인접한 상기 방전 공간들을 연결하기 위하여 일부가 상기 제1 기판과 이격되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제10항에 있어서, 상기 광원 몸체는

상기 광원 몸체의 내면 중 일면에 형성되어 상기 내부 공간에서 발생된 광을 반사시키는 반사층; 및

상기 광원 몸체의 내면에 형성되어 가시광을 발생시키는 형광층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
광원 몸체의 일면에 형성된 개구부를 통해 상기 광원 몸체의 내부에 존재하는 공기를 배기하는 단계;

상기 개구부를 통해 상기 광원 몸체의 내부에 방전 가스를 주입하는 단계;

게터가 고정된 판 형상의 봉합 부재를 이용하여 상기 개구부를 봉합하는 단계; 및

상기 광원 몸체의 내부에 수은을 공급하기 위하여 상기 게터에 고주파를 인가하는 단계를 포함하는 면광원 장치의 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 개구부를 봉합하는 단계에서는 상기 게터를 상기 광원 몸체에 결합되는 상기 봉합 부재의 결합면에 고정하여 상기 개구부에 배치시키는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 개구부를 봉합하는 단계에서는 상기 광원 몸체와 상기 봉합 부재 사이에 상기 광원 몸체보다 낮은 융점을 갖는 접착제를 개재한 후 가열하여 봉합하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 제조 방법.