KR20050111887A

KR20050111887A - 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치

Info

Publication number: KR20050111887A
Application number: KR1020040036813A
Authority: KR
Inventors: 박해일; 황인선; 이상유; 변진섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-05-24
Filing date: 2004-05-24
Publication date: 2005-11-29
Also published as: CN100538469C; KR101041054B1; US7304434B2; CN1702509A; US20050258761A1; JP2005338768A; TWI358574B

Abstract

휘도 균일도을 향상시킬 수 있는 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치가 개시되어 있다. 면광원 장치는 면 형태로 광을 출사하기 위해 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간을 포함하며, 방전 공간들은 형성 위치에 따라 서로 다른 부피를 갖도록 형성되는 광원 몸체, 광원 몸체의 외면에 형성되며 다수의 방전 공간과 교차되도록 방전 공간의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성되는 제1 및 제2 전극을 포함한다. 여기서, 방전 공간 각각의 부피는 공원 몸체의 중앙부로부터 주변부로 갈수록 증가되게 형성된다. 따라서, 광원 몸체의 상단부 및 하단부에서 발생되는 휘도 저하를 방지하여 출사되는 광의 휘도 균일도 및 표시 품질을 향상시킬 수 있다.

Description

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

본 발명은 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 면 형태로 광을 출사하는 광원 몸체와 광원 몸체에 방전 전압을 인가하기 위한 외부 전극을 갖는 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 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 하나 또는 두 개의 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 위한 전극을 포함한다. 이때, 각각의 방전 공간은 방전 가스의 균일한 분포를 위하여 인접한 방전 공간과 일부가 연통되도록 형성된다. 이러한 면광원 장치는 외부로부터 전극에 인가되는 방전 전압에 의해 각각의 방전 공간에서 플라즈마 방전을 일으키며, 이를 이용하여 광을 출사한다.

그러나, 이와 같은 면광원 장치의 구동 시, 다수의 방전 공간 중에서 광원 몸체의 상단부 및 하단부에 위치하는 방전 공간, 즉 광원 몸체의 외곽과 가장 인접한 방전 공간의 휘도가 다른 방전 공간의 휘도에 비하여 떨어지는 문제점이 발생된다. 특히, 면광원 장치를 수납용기 및 기타 부품과 결합하여 백라이트 어셈블리로 제작할 경우, 이러한 휘도 저하 문제는 더욱 두드러지게 나타나며, 이로 인해 휘도 균일도 및 표시 품질을 떨어뜨리는 문제가 발생된다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 상단부 및 하단부에 위치하는 방전 공간의 휘도 저하를 방지하여 출사되는 광의 휘도 균일도 및 표시 품질을 향상시킬 수 있는 면광원 장치를 제공하는 것이다.

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

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 특징에 따른 면광원 장치는 광원 몸체, 제1 및 제2 전극을 포함한다.

상기 광원 몸체는 면 형태로 광을 출사하기 위해 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간을 포함하며, 상기 방전 공간들은 형성 위치에 따라 서로 다른 부피를 갖도록 형성된다. 특히, 상기 방전 공간 각각의 부피는 상기 광원 몸체의 중앙부로부터 상기 광원 몸체의 주변부로 갈수록 증가되게 형성된다.

상기 제1 및 제2 전극은 상기 광원 몸체의 외면에 형성되며, 상기 다수의 방전 공간과 교차되도록 상기 방전 공간이 길이 방향의 양 단부에 각각 형성된다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 특징에 따른 면광원 장치는 면 형태로 광을 출사하기 위해 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간을 포함하며, 상기 방전 공간들 중에서 외곽과 인접한 방전 공간은 중앙에 형성된 방전 공간에 비하여 큰 부피를 갖는 광원 몸체, 및 상기 광원 몸체의 외면에 상기 방전 공간들과 교차되도록 상기 방전 공간의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성되며, 각각의 전극 폭은 상기 광원 몸체의 중앙으로부터 상기 광원 몸체의 외곽으로 갈수록 증가되는 제1 및 제2 전극을 포함한다.

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

상기 면광원 장치는 서로 다른 부피를 갖는 다수의 방전 공간을 구비하는 광원 몸체 및 상기 광원 몸체의 양 단부의 외면에 상기 다수의 방전 공간과 교차되도록 형성되는 제1 및 제2 전극을 포함한다.

상기 수납용기는 상기 면광원 장치를 수납한다.

상기 액정표시패널은 상기 면광원 장치에서 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시한다.

상기 인버터는 상기 수납용기의 배면에 배치되며, 상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 제1 및 제2 전극에 인가한다.

또한, 액정표시장치는 상기 면광원 장치와 상기 액정표시패널 사이에 배치되는 광확산 부재 및 상기 액정표시패널을 상기 수납용기에 고정하기 위한 고정 부재를 더 포함한다.

이러한 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 광원 몸체의 상단부 및 하단부에 위치하는 방전 공간의 부피를 증가시킴으로써, 광원 몸체로부터 출사되는 광의 휘도 균일도 및 표시 품질을 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 1에 도시된 면광원 장치의 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 면광원 장치의 배면을 나타낸 배면 사시도이다.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치(1000)는 광원 몸체(100), 제1 및 제2 전극(210, 220)을 포함한다.

광원 몸체(100)는 면 형태로 광을 출사하기 위하여 서로 인접하여 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간(130)을 포함한다. 이때, 방전 공간(130)들은 형성 위치에 따라 서로 다른 부피를 갖도록 형성된다.

구체적으로, 광원 몸체(100)는 제1 기판(110) 및 제1 기판(110)과 결합되어 다수의 방전 공간(130)을 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 다수의 방전 공간(130)을 형성하며, 일 예로, 제1 기판(110)과 동일한 투명한 유리 기판으로 이루어진다. 제2 기판(120)은 다수의 방전 공간(130)을 형성하기 위하여 제1 기판(110)과 이격되는 다수의 방전공간부(122)와 다수의 방전 공간(370)의 분할을 위하여 제1 기판(110)과 접하는 다수의 공간분할부(124)로 이루어진다. 이때, 방전 공간(130) 각각의 부피는 광원 몸체(100)의 중앙부로부터 광원 몸체(100)의 주변부로 갈수록 증가되게 형성된다. 즉, 제2 기판(120)에 형성된 다수의 방전공간부(122)는 광원 몸체(100)의 중앙부로부터 광원 몸체(100)의 주변부로 갈수록 공간 폭(SW)이 증가된다. 여기서, 공간 폭(SW)은 각 방전 공간(130)의 길이 방향에 수직한 방향의 폭을 의미한다.

각 방전 공간(130)에서 발생되는 광의 휘도는 각 방전 공간(130)에서 흐르는 전류량에 비례한다. 본 실시예에서는, 주변부에 위치하는 방전 공간(130)의 전류량을 증가시키기 위하여 방전공간부(122)의 공간 폭(SW)이 중앙부에 위치하는 방전 공간(130)에 비하여 크게 형성된다. 즉, 방전공간부(122)의 공간 폭(SW)이 증가됨에 따라, 방전 공간(130)의 부피가 증가되며, 제1 및 제2 전극(210, 220)과 중첩되는 면적이 증가된다. 이에 따라, 방전 공간(130)의 커패시턴스는 증가되고, 커패시턴스에 반비례하여 임피던스는 감소된다. 이러한 커패시턴스의 증가 및 임피던스의 감소에 의해 방전 공간(130)에 흐르는 전류량은 증가하게 된다.

따라서, 다수의 방전 공간(130) 중에서 광원 몸체(100)의 중앙부에 위치하는 방전 공간(130)에 비하여 광원 몸체(100)의 주변부 즉, 광원 몸체(100)의 상단부 및 하단부에 위치하는 방전 공간(130)의 방전 폭(SW)을 크게 형성하여 주변부에 위치하는 방전 공간(130)의 휘도를 증가시킴으로써, 광원 몸체(100)의 전체적인 휘도 균일도를 향상시킨다.

광원 몸체(100)가 갖는 방전 공간(130)의 개수는 광원 몸체(100)의 전체적인 크기 및 요구되는 방전 특성 등에 따라 다양하게 변화될 수 있다. 일 예로, 광원 몸체(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 8개의 방전 공간(130)을 갖도록 형성될 수 있다. 이때, 광원 몸체(100)의 중앙부에 인접하게 위치하는 4개의 방전 공간(130)은 서로 동일한 제1 공간 폭(SW1)으로 형성되어 동일한 부피를 갖는다. 반면, 광원 몸체(100)의 주변부에 위치하는 4개의 방전 공간(130) 즉, 상단부의 2개 및 하단부의 2개의 방전 공간(130)은 중앙부에 위치하는 방전 공간(130)의 제1 공간 폭(SW1)보다 큰 제2 및 제3 공간 폭(SW2, SW3)을 갖도록 형성된다. 바람직하게는, 상단부의 2개 및 하단부의 2개 각각의 방전 공간(130) 중에서도 광원 몸체(100)의 외곽과 가장 인접한 방전 공간(130)이 가장 큰 제3 공간 폭(SW3)을 갖도록 형성된다.

한편, 광원 몸체(100)의 크기의 증가에 따라, 방전 공간(130)의 개수가 수십개까지도 증가될 수 있다. 이와 같이, 방전 공간(130)의 개수가 증가한다하여도, 광원 몸체(100)의 중앙부에 인접하게 위치하는 방전 공간(130)의 휘도는 거의 균일하게 발생되며, 단지 광원 몸체(100)의 상단부 및 하단부 각각에 위치하는 3개 내지 5개 정도의 방전 공간(130)에서만 휘도의 저하가 발생된다. 따라서, 광원 몸체(100)의 중앙부에 위치하는 대부분의 방전 공간(130)은 동일한 공간 폭(SW)을 갖도록 형성하며, 광원 몸체(100)의 상단부 및 하단부 각각에 위치하는 3개 내지 5개 정도의 방전 공간(130)의 공간 폭(SW)만을 보다 크게 형성하여 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다. 일 예로, 광원 몸체(100)의 중앙부에 위치하는 방전 공간(130)은 약 10㎜ 정도의 공간 폭(SW)으로 형성되며, 광원 몸체(100)의 최외곽에 위치하는 방전 공간(130)의 공간 폭(SW)은 약 12㎜ ~ 13㎜ 정도의 크기를 갖도록 형성된다.

이러한 형상의 제2 기판(120)은 일 예로, 성형 가공(forming)에 의하여 형성된다. 즉, 제1 기판(110)과 같은 플레이트 형상의 베이스 기판을 일정 온도로 가열한 후 원하는 형상의 금형을 통해 상기 베이스 기판을 성형함으로써, 방전공간부(122)와 공간분할부(124)를 포함하는 제2 기판(120)을 얻을 수 있다. 이 외에도, 제2 기판(120)은 베이스 기판을 가열한 후 공기의 흡입을 통해 형상을 가공하는 등의 다양한 방법에 의하여 형성될 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.

제2 기판(120)은 일 예로, 유리보다 낮은 융점을 갖는 유리와 금속의 혼합물인 프릿(frit) 등의 접착 부재(140)를 통해 제1 기판(110)과 결합된다. 즉, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)의 사이에서 에지부를 둘러싸도록 접착 부재(140)를 개재한 후 소성함으로써, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)은 서로 결합된다. 이때, 접착 부재(140)는 제1 기판(110)과 제2 기판(120) 사이의 에지부에만 형성되며, 제1 기판(110)과 접하는 공간분할부(124)에는 형성되지 않는다. 공간분할부(124)는 광원 몸체(100)의 내부와 외부 간의 압력차에 의하여 제1 기판(110)에 밀착된다. 구체적으로, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)의 결합 후 방전 공간(130)들에 존재하는 공기를 배기하여 진공 상태를 만들며, 이후, 방전 공간(130)들에는 플라즈마 방전을 위한 여러 종류의 방전 가스가 주입된다. 상기 방전 가스의 가스압은 약 50 torr 정도로, 외부 대기압인 760 torr와 비교하여 압력차가 발생된다. 이러한 압력차로 인해 광원 몸체(100)의 외부로부터 내부로 향하는 힘이 발생되며, 이러한 힘에 의하여 공간분할부(124)는 제1 기판(110)에 밀착된다.

또한, 각각의 공간분할부(124)는 인접한 방전 공간(130)을 서로 연결하기 위하여, 제1 기판(110)과 결합시 제1 기판(110)과 일정 거리로 이격되도록 형성되는 연결통로(126)를 포함한다. 연결통로(126)는 각 공간분할부(124)에 적어도 하나 이상이 형성되며, 서로 인접한 공간분할부(124)의 길이 방향의 일 단부 또는 타 단부에 교번적으로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 연결통로(126)는 서로 인접한 공간분할부(124) 중에서 어느 하나의 공간분할부(124)에는 길이 방향의 일 단부에 형성되며, 다른 하나의 공간분할부(124)에는 길이 방향의 타 단부에 형성된다. 이와 같은 연결통로(126)는 제2 기판(120)의 성형 가공 시, 공간분할부(124)에 비하여 덜 함몰시킴으로써 얻어질 수 있다. 따라서, 어느 하나 이상의 방전 공간(130)에 주입되는 방전 가스는 연결통로(126)를 통하여 다른 방전 공간(130)으로 이동되며, 결국, 모든 방전 공간(130)에는 방전 가스가 균일하게 분포된다.

한편, 광원 몸체(100)는 제1 및 제2 기판(110, 120)의 서로 마주보는 대향면에 각각 형성되는 제1 및 제2 형광층(150, 160)과, 제1 기판(110)과 제1 형광층(150) 사이에 형성되는 반사층(170)을 더 포함한다. 제1 및 제2 형광층(150, 160)은 플라즈마 방전을 통해 발생된 자외선에 의하여 여기되어 가시광선을 방출한다. 반사층(170)은 제1 및 제2 형광층(150, 160)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(160)의 사이 및/또는 제1 기판(110)과 반사층(170)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.

제1 및 제2 전극(210, 220)은 광원 몸체의 외면에 형성되며, 다수의 방전 공간(150)과 교차되도록 방전 공간(150)의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성된다. 제1 및 제2 전극(210, 220) 각각은 일정한 전극 폭(EW)을 갖는 띠 형상으로 형성된다.

본 실시예에서, 제1 및 제2 전극(210, 220)은 제1 기판(110) 및 제2 기판(120)의 외면에 모두 형성된다. 이처럼, 제1 및 제2 전극(210, 220)이 제1 및 제2 기판(110, 120)에 형성됨으로써, 방전 공간(130)과 중첩되는 면적이 증가되며, 이에 따라, 커패시턴스를 증가시킬 수 있다. 그러나, 제1 및 제2 전극(210, 220)은 제1 기판(110)의 외면에만 형성되거나, 제2 기판(120)의 외면에만 형성될 수 있다.

제1 및 제2 전극(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 스프레이 코팅하는 방법에 의하여 형성된다. 즉, 광원 몸체(100)의 외면 중 제1 및 제2 전극(210, 220)의 형성 위치만을 제외한 영역에 마스크를 배치한 후, 제1 및 제2 전극(210, 220)의 형성 위치에 상기 금속 파우더를 스프레이 방법으로 코팅한 다음 상기 마스크를 제거함으로써, 제1 및 제2 전극(210, 220)이 형성된다. 이와 달리, 제1 및 제2 전극(210, 220)은 알루미늄 테이프(Al tape)를 붙이거나, 실버 페이스트(Ag paste)의 코팅에 의하여 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 전극(210, 220)은 투명한 도전성 물질, 예를 들면, 인듐틴옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO) 또는 인듐징크옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO)로 형성될 수 있다. 이처럼, 제1 및 제2 전극(210, 220)이 투명한 물질로 이루어질 경우, 제1 및 제2 전극(210, 220)이 실제로 영상의 표시에 영향을 미치는 유효발광영역 내부까지 형성되어도 이로 인한 암부 등의 표시 불량을 방지할 수 있다.

이러한 제1 및 제2 전극(210, 220)은 외부로부터 인가되는 방전 전압을 광원 몸체(100)에 인가하여 다수의 방전 공간(130)에 플라즈마를 발생시킨다.

도 4는 도 3에 도시된 제1 및 제2 전극의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다. 본 실시예에서, 제1 및 제2 전극을 제외한 나머지 구성은 도 3에 도시된 것과 동일하므로, 동일한 도면 부호를 사용하며, 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 4를 참조하면, 제1 및 제2 기판(110, 120)의 외면의 양 단부에는 제1 및 제2 전극(240, 250)이 형성된다. 제1 및 제2 전극(240, 250) 각각은 길이 방향을 따라 상이한 전극 폭(EW)을 갖도록 형성된다. 일 예로, 제1 및 제2 전극(240, 250) 각각의 전극 폭(EW)은 중앙으로부터 양 단부로 갈수록 증가되게 형성된다. 이와 같이, 휘도가 다른 곳에 비하여 상대적으로 떨어지는 상단부 및 하단부에 위치하는 방전 공간(130)과 중첩되는 제1 및 제2 전극(240, 250)의 전극 폭(EW)을 증가시킴으로써, 방전 공간(130) 내부에 흐르는 전류량을 증가시켜 휘도의 균일도를 보다 향상시킬 수 있다. 본 실시예에서, 제1 및 제2 전극(240, 250)은 중앙으로부터 양 단부로 갈수록 전극 폭(EW)이 선형적으로 증가되나, 이와 달리, 면광원 장치(1000)의 발광 특성 및 각 방전 공간(130)의 부피 등을 고려하여 다양한 형태의 변형이 가능하다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서, 제2 기판을 제외한 나머지 구성은 도 2에 도시된 면광원 장치와 동일하므로, 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(2000)는 다수의 방전 공간(330)을 포함하며, 다수의 방전 공간(330) 중에서 광원 몸체(300)의 주변부에 위치하는 방전 공간(330)은 중앙부의 방전 공간(330)에 비하여 큰 부피를 갖도록 형성된다.

구체적으로, 광원 몸체(300)는 제1 기판(310) 및 제1 기판(310)과 결합되어 다수의 방전 공간(330)을 형성하는 제2 기판(320)으로 이루어진다. 제1 기판(310)은 평판 형상을 갖는 반면, 제2 기판(320)은 제1 기판(310)과 이격되는 다수의 방전공간부(322)와 제1 기판(310)과 접하는 다수의 공간분할부(324)로 이루어진다. 이때, 방전 공간(330) 각각의 부피는 광원 몸체(300)의 중앙부로부터 광원 몸체(300)의 주변부로 갈수록 증가되게 형성된다. 즉, 제2 기판(320)에 형성된 다수의 방전공간부(322)는 광원 몸체(300)의 중앙부로부터 광원 몸체(300)의 주변부로 갈수록 공간 높이(SH) 즉, 제1 기판(310)과의 최대 이격 거리가 증가되도록 형성된다. 이처럼, 주변부에 위치하는 방전 공간(130)의 최대 이격 거리가 증가됨에 따라, 제1 및 제2 전극(210, 220)과 중첩되는 면적이 중앙부에 위치하는 방전 공간(130)에 비하여 증가되며, 이에 따라, 주변부에 위치하는 방전 공간(130)의 휘도 저하를 방지할 수 있다.

본 실시예에서, 광원 몸체(300)는 8개의 방전 공간(330)을 갖도록 형성된다. 이때, 광원 몸체(300)의 중앙부에 인접하게 위치하는 4개의 방전 공간(330)은 서로 동일한 제1 공간 높이(SH1)로 형성되어 동일한 부피를 갖는다. 반면, 광원 몸체(300)의 주변부에 위치하는 4개의 방전 공간(330) 즉, 상단부의 2개 및 하단부의 2개의 방전 공간(330)은 중앙부에 위치하는 방전 공간(330)의 제1 공간 높이(SH1)보다 큰 제2 및 제3 공간 높이(SH2, SH3)를 갖도록 형성된다. 바람직하게는, 상단부의 2개 및 하단부의 2개 각각의 방전 공간(330) 중에서도 광원 몸체(300)의 외곽과 가장 인접한 방전 공간(330)이 가장 큰 제3 공간 높이(SH3)를 갖도록 형성된다. 본 실시예에서, 각 방전 공간(330)의 공간 폭(SW)은 동일하게 형성되나, 이와 달리, 광원 몸체(300)의 주변부로 갈수록 공간 높이(SH)가 증가함과 동시에 공간 폭(SW)도 함께 증가될 수 있다.

한편, 광원 몸체(300)의 크기의 증가에 따라 방전 공간(330)의 개수가 증가할 경우, 광원 몸체(300)의 중앙부에 위치하는 대부분의 방전 공간(330)은 동일한 공간 높이(SH)를 갖도록 형성되며, 광원 몸체(300)의 상단부 및 하단부 각각에 위치하는 3개 내지 5개 정도의 방전 공간(330)의 공간 높이(SH)는 중앙부에 비하여 보다 높게 형성된다. 여기서, 광원 몸체(300)의 중앙부에 위치하는 방전 공간(330)보다 큰 공간 높이(SH)를 갖는 방전 공간(330)의 개수 및 증가되는 방전 공간(330)의 공간 높이(SH)는 면광원 장치의 발광 특성에 따라 다양하게 변화될 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 분해 사시도이며, 도 7은 도 6에 도시된 면광원 장치의 단면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(3000)는 광원 몸체(400), 제1 및 제2 전극(510, 520)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)을 결합시켜 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 배치되며, 제1 및 제2 기판(410, 420)의 외곽을 밀봉하여 내부에 빈 공간을 형성한다.

광원 몸체(400)는 제1 및 제2 기판(410, 420)의 사이에 배치되는 공간분할부재(440)를 더 포함한다. 공간분할부재(440)는 광원 몸체(400)의 내부 공간을 다수의 방전 공간(450)으로 분할하기 위하여 적어도 하나 이상이 서로 나란하게 배치된다. 각각의 공간분할부재(440)는 일 방향으로 연장되는 막대 형상을 가지며, 제2 기판(420)과 제1 기판(410)에 상하부가 밀착된다.

본 실시예에서, 다수의 방전 공간(450) 중에서 일부의 방전 공간(450)은 다른 방전 공간(450)과 서로 다른 부피를 갖도록 형성되며, 특히, 광원 몸체(400)의 중앙부로부터 광원 몸체(400)의 주변부로 갈수록 방전 공간(450)의 부피는 증가되도록 형성된다. 방전 공간(450)의 부피의 증가를 위해, 서로 인접하는 공간분할부재(440) 간의 이격 거리는 광원 몸체(400)의 중앙부로부터 주변부로 갈수록 증가되게 형성된다.

예를 들어, 도 7에 도시된 바와 같이 광원 몸체(400)가 8개의 방전 공간(450)을 갖는 경우, 광원 몸체(400)의 중앙부에 위치하는 4개의 방전 공간(450)은 서로 동일한 제4 공간 폭(SW4)으로 형성되어 동일한 부피를 갖는다. 이때, 제4 공간 폭(SW4)은 서로 인접한 공간분할부재(440) 간의 이격 거리이다. 반면, 광원 몸체(400)의 주변부에 위치하는 4개의 방전 공간(450) 즉, 상단부의 2개 및 하단부의 2개의 방전 공간(450)은 제4 공간 폭(SW4)보다 큰 제5 및 제6 공간 폭(SW5, SW6)을 갖도록 형성된다. 이때, 제6 공간 폭(SW6)은 밀봉 부재(430)에 가장 인접한 공간분할부재(440)와 밀봉 부재(430) 간의 이격 거리이다. 제5 및 제6 공간 폭(SW5, SW6)은 서로 동일하게 형성될 수 있으나, 광원 몸체(400)의 외곽과 가장 인접한 방전 공간(450)이 가장 큰 공간 폭(SW)을 가질 수 있도록 제6 공간 폭(SW6)이 제5 공간 폭(SW5)보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.

광원 몸체(400)의 크기의 증가에 따라 방전 공간(450)의 개수가 증가할 경우, 광원 몸체(400)의 중앙부에 위치하는 대부분의 방전 공간(450)은 동일한 공간 폭(SW)을 갖도록 형성되며, 광원 몸체(400)의 상단부 및 하단부 각각에 위치하는 3개 내지 5개 정도의 방전 공간(450)의 공간 폭(SW)은 중앙부에 비하여 보다 크게 형성된다. 또한, 광원 몸체(400)의 중앙부와 다른 공간 폭(SW)을 갖는 방전 공간(450)의 개수 및 공간 폭(SW)은 면광원 장치(3000)의 발광 특성에 따라 다양하게 변화될 수 있다.

한편, 각각의 공간분할부재(440)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 공간(450)에 균일하게 분포될 수 있도록 연결통로를 제공하기 위함이다.

광원 몸체(400)는 제1 및 제2 기판(410, 420)의 서로 마주보는 대향면에 각각 형성되는 제1 및 제2 형광층(460, 470)과, 제1 기판(410)과 제1 형광층(460) 사이에 형성되는 반사층(480)을 더 포함한다. 제1 및 제2 형광층(460, 470)은 공간분할부재(440)가 배치되는 영역을 제외하고 제1 및 제2 기판(410, 420)의 대향면 각각에 얇은 막 형태로 형성된다. 이때, 도시되지는 않았으나, 공간분할부재(440)의 측면에도 형광층이 형성될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 형광층(460, 470)은 플라즈마 방전을 통해 발생된 자외선에 의하여 여기되어 가시광선을 방출한다. 반사층(480)은 제1 및 제2 형광층(460, 470)에 의해 발생된 가시광선을 제2 기판(420) 측으로 반사시켜 제1 기판(410)으로 광이 누설되는 것을 방지한다.

또한, 광원 몸체(400)는 제2 기판(420)과 제2 형광층(470)의 사이 및/또는 제1 기판(410)과 반사층(480)의 사이에 형성되는 보호층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 보호층은 제2 또는 제1 기판(420, 410)과 방전 가스의 주성분인 수은과의 화학적인 반응을 방지하여 수은의 손실을 방지한다.

제1 및 제2 전극(510, 520)은 광원 몸체(400)의 외면에 형성되며, 다수의 방전 공간(450)과 교차되도록 방전 공간(450)의 길이 방향의 양 단부 즉, 공간분할부재(440)의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성된다. 이때, 제1 및 제2 전극(510, 520) 각각은 도 3에 도시된 바와 같이 일정한 전극 폭(EW)을 갖도록 형성되거나, 도 4에 도시된 바와 같이 중앙으로부터 양 단부로 갈수록 전극 폭(EW)이 증가되도록 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 전극(510, 520)은 광원 몸체(400)로부터 출사되는 광에 영향을 미치지 않기 위하여 반사층(480)이 형성된 제1 기판(410)의 외면에만 형성되는 것이 바람직하나, 제2 기판(420)의 외면 또는 제1 및 제2 기판(410, 420)의 외면에 모두 형성될 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서, 제2 기판을 제외한 나머지 구성은 도 2에 도시된 것과 동일하므로, 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(4000)는 다수의 방전 공간(630)을 포함한다. 이때, 광원 몸체(600)의 주변부로부터 중앙부로 갈수록 각 방전 공간(600)의 부피는 증가되도록 형성된다.

구체적으로, 광원 몸체(600)는 제1 기판(610) 및 제1 기판(610)과 결합되어 다수의 방전 공간(630)을 형성하는 제2 기판(620)으로 이루어진다. 제1 기판(610)은 평판 형상을 갖는 반면, 제2 기판(620)은 제1 기판(610)과 이격되는 다수의 방전공간부(622)와 제1 기판(610)과 접하는 다수의 공간분할부(624)로 이루어진다. 이때, 다수의 방전공간부(622)는 부피의 증가를 위해 광원 몸체(600)의 주변부로부터 중앙부로 갈수록 공간 폭(SW)이 증가되게 형성된다. 또한, 다수의 방전공간부(622)는 광원 몸체(600)의 주변부로부터 중앙부로 갈수록 공간 높이(SH)가 증가되게 형성될 수 있다.

이와 같이, 광원 몸체(600)의 주변부로부터 중앙부로 갈수록 방전 공간(600)의 공간 폭(SW) 또는 공간 높이(SH)를 크게하여 방전 공간(600)의 부피를 증가시킴으로써, 광원 몸체(600)의 중앙부의 휘도를 증가시킬 수 있다. 이처럼, 중앙부의 휘도가 가장 크게 나타나는 면광원 장치(4000)는 중앙부를 가장 밝게 나타내기 위한 표시장치 등에 사용될 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다. 본 실시예에서, 면광원 장치는 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 것과 동일한 구성을 가짐으로, 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(5000)는 면광원 장치(1000), 디스플레이 유닛(700), 수납용기(800) 및 인버터(850)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 연성회로필름(740) 및 게이트 연성회로필름(750)을 통해 액정표시패널(710)에 인가된다. 데이터 및 게이트 연성회로필름(740, 750)은 일 예로, 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP) 또는 칩 온 필름(Chip On Film :COF)으로 이루어진다. 또한, 데이터 및 게이트 연성회로필름(740, 750) 각각은 데이터 및 게이트 인쇄회로기판(720, 730)으로부터 제공되는 구동신호를 적절한 타이밍에 액정표시패널(710)에 인가하기 위하여 구동신호를 제어하는 데이터 및 게이트 구동칩(742, 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 얻게 된다.

수납용기(800)는 면광원 장치(1000)를 수납하기 위하여 바닥부(810) 및 바닥부(810)의 가장자리로부터 수납 공간을 형성하기 위해 연장된 복수의 측벽(820)으로 이루어진다. 면광원 장치(1000)는 수납용기(800)의 수납 공간에 수납되어 고정된다.

인버터(850)는 수납용기(800)의 배면에 배치되며, 면광원 장치(1000)를 구동하기 위한 방전 전압을 발생시킨다. 인버터(850)로부터 발생된 방전 전압은 제1 및 제2 전원선(852, 854)을 통해 면광원 장치(1000)의 제1 및 제2 전극(210, 220)에 각각 인가된다. 본 실시예에서, 제1 및 제2 전극(210, 220)은 제1 및 제2 기판(110, 120)에 별도로 형성되므로, 제1 및 제2 전극(210, 220)을 전기적으로 연결하면서 제1 및 제2 전원선(852, 854)과 각각 연결되는 제1 및 제2 도전 클립(856, 858)을 더 포함할 수 있다.

한편, 액정표시장치(5000)는 면광원 장치(1000)와 액정표시패널(710) 사이에 배치되는 광확산 부재(900) 및 액정표시패널(710)을 수납용기(800)에 고정하기 위한 고정 부재(950)를 더 포함한다.

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(5000)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(800)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.

한편, 도시되지는 않았으나, 액정표시장치(2000)는 면광원 장치(1000) 및 광확산 부재(900)를 수납용기(800)에 고정하며, 액정표시패널(710)의 수납 위치를 가이드하기 위한 별도의 고정 수단을 더 포함할 수 있다.

이와 같은 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 광원 몸체의 상단부 및 하단부에 위치하는 방전 공간의 부피를 중앙부의 방전 공간에 비하여 크게 형성함으로써, 광원 몸체로부터 출사되는 광의 휘도 균일도 및 표시 품질을 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 1에 도시된 면광원 장치의 단면도이다.

도 3은 도 1에 도시된 면광원 장치의 배면을 나타낸 배면 사시도이다.

도 4는 도 3에 도시된 제1 및 제2 전극의 다른 실시예를 나타낸 사시도이다.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 분해 사시도이다.

도 7은 도 6에 도시된 면광원 장치의 단면도이다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이다.

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

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 광원 몸체 110 : 제1 기판

120 : 제2 기판 122 : 방전공간부

124 : 공간분할부 126 : 연결통로

140 : 방전 공간 150, 160 : 제1 및 제2 형광층

170 : 반사층 210, 220 : 제1 및 제2 전극

710 : 액정표시패널 800 : 수납용기

850 : 인버터 900 : 광확산 부재

950 : 고정 부재 1000 : 면광원 장치

5000 : 액정표시장치

Claims

면 형태로 광을 출사하기 위해 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간을 포함하며, 상기 방전 공간들은 형성 위치에 따라 서로 다른 부피를 갖도록 형성되는 광원 몸체; 및

상기 광원 몸체의 외면에 형성되며, 상기 다수의 방전 공간과 교차되도록 상기 방전 공간의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성되는 제1 및 제2 전극을 포함하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 방전 공간 각각의 부피는 상기 광원 몸체의 중앙부로부터 상기 광원 몸체의 주변부로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 몸체는

평판 형상의 제1 기판;

상기 제1 기판과 결합되어 상기 다수의 방전 공간을 형성하며, 상기 제1 기판과 이격되는 다수의 방전공간부와 상기 다수의 방전 공간의 분할을 위하여 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간분할부로 이루어지는 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제3항에 있어서, 상기 다수의 방전공간부는 상기 광원 몸체의 중앙부로부터 상기 광원 몸체의 주변부로 갈수록 상기 방전 공간의 길이 방향에 수직한 방향의 공간 폭이 커지는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극 각각의 전극 폭은 상기 주변부로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제3항에 있어서, 상기 다수의 방전공간부는 상기 광원 몸체의 중앙부로부터 상기 광원 몸체의 주변부로 갈수록 상기 제1 기판과의 이격 거리가 증가되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제3항에 있어서, 상기 공간분할부는 서로 인접한 상기 방전 공간을 연결하기 위하여 일부가 상기 제1 기판과 이격되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 몸체는

평판 형상의 제1 기판;

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

상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 배치되어 다수의 방전 공간을 형성하는 다수의 공간분할부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제8항에 있어서, 상기 공간분할부재 간의 이격 거리는 상기 광원 몸체의 중앙부로부터 상기 광원 몸체의 주변부로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제8항에 있어서, 각각의 상기 공간분할부재는 길이 방향의 양 단부 중 적어도 하나의 단부가 상기 광원 몸체의 측벽과 이격되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 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.
면 형태로 광을 출사하기 위해 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간을 포함하며, 상기 방전 공간들 중에서 외곽과 인접한 방전 공간은 중앙에 형성된 방전 공간에 비하여 큰 부피를 갖는 광원 몸체; 및

상기 광원 몸체의 외면에 상기 방전 공간들과 교차되도록 상기 방전 공간의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성되며, 각각의 전극 폭은 상기 광원 몸체의 중앙으로부터 상기 광원 몸체의 외곽으로 갈수록 증가되는 제1 및 제2 전극을 포함하는 면광원 장치.
서로 다른 부피를 갖는 다수의 방전 공간을 구비하는 광원 몸체 및 상기 광원 몸체의 양 단부의 외면에 상기 다수의 방전 공간과 교차되도록 형성되는 제1 및 제2 전극을 포함하는 면광원 장치;

상기 면광원 장치를 수납하는 수납용기;

상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널; 및

상기 수납용기의 배면에 배치되며, 상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 제1 및 제2 전극에 인가하는 인버터를 포함하는 액정표시장치.
제13항에 있어서, 상기 방전 공간 각각의 부피는 상기 광원 몸체의 중앙부로부터 상기 광원 몸체의 주변부로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제13항에 있어서, 상기 방전 공간 각각이 공간 폭은 상기 광원 몸체의 중앙부로부터 상기 광원 몸체의 주변부로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제13항에 있어서, 상기 방전 공간 각각의 공간 높이는 상기 광원 몸체의 중앙부로부터 상기 광원 몸체의 주변부로 갈수록 증가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제13항에 있어서,

상기 면광원 장치와 상기 액정표시패널 사이에 배치되는 광확산 부재; 및

상기 액정표시패널을 상기 수납용기에 고정하기 위한 고정 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.