KR20050113460A

KR20050113460A - 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치

Info

Publication number: KR20050113460A
Application number: KR1020040038648A
Authority: KR
Inventors: 장현룡; 황인선; 박해일; 이상유; 김중현; 변진섭
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-05-29
Filing date: 2004-05-29
Publication date: 2005-12-02
Also published as: EP1659615A2; EP1659615A3; US7218045B2; US20070182304A1; JP2005340199A; CN1702518A; US20050264231A1

Abstract

발광 특성을 향상시킬 수 있는 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치가 개시되어 있다. 면광원 장치는 동일 평면상에 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간을 갖는 광원 몸체, 광원 몸체의 외면에 방전 공간들과 교차되도록 방전 공간의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성되는 제1 및 제2 외부전극을 포함한다. 여기서, 서로 인접한 방전 공간들은 상호간의 전기적인 간섭을 방지하기 위하여 제1 거리 이상으로 이격된다. 서로 인접한 방전 공간들 사이에는 서로를 연결하기 위한 연결 통로가 형성되며, 연결 통로는 곡선 또는 사선 형상을 갖는다. 따라서, 서로 인접한 방전 공간간의 상호 간섭에 의한 편류 현상을 제거하여 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 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.

이와 같은 액정표시장치는 영상을 표시하기 위한 액정표시패널이 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에 별도의 광을 제공하기 위한 백라이트 어셈블리(Back Light Assembly)를 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 서로 인접한 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 장치는 플라즈마 방전 시, 각각의 방전 공간 내부에 전류 성분을 발생시키며, 각각의 방전 공간에는 이러한 전류 성분과 내부에 존재하는 저항 성분과의 곱에 해당하는 전압 강하 현상이 발생된다. 이상적인 경우 각 방전 공간에서 발생되는 전압 강하는 동일하여야 하나, 실제적으로는 각 방전 공간에 존재하는 저항 성분의 차이로 인하여 서로간에 편차가 발생된다. 이러한 전압 강하의 차이는 방전 공간간에 전위의 차이(Potential Difference)를 유발시키며, 인접한 방전 공간간의 전위차로 인하여 전류가 어느 하나의 방전 공간으로 쏠리는 편류 현상이 발생된다. 이러한 편류 현상은 면광원 장치의 전면 발광을 저해하며, 휘도 균일도 및 표시 품질을 떨어뜨리는 문제점을 발생시킨다.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명의 목적은 서로 인접하는 방전 공간간의 상호 간섭에 의한 편류 현상을 제거하여 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 동일 평면상에 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간을 포함하며, 서로 인접한 상기 방전 공간들은 제1 거리 이상으로 이격되게 형성된다. 여기서, 상기 제1 거리는 약 2㎜ 이상인 것이 바람직하다.

상기 제1 및 제2 외부전극은 상기 광원 몸체의 외면에 형성되며, 상기 방전 공간들과 교차되도록 상기 방전 공간의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성된다.

상기 광원 몸체는 편팡 형상의 제1 기판, 및 상기 제1 기판과 이격되어 상기 방전 공간들을 형성하는 다수의 방전 공간부와 인접하는 상기 방전 공간부들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부로 이루어지는 제2 기판을 포함한다. 상기 공간 분할부 각각은 상기 제1 거리와 동일한 제1 폭으로 형성되며, 이때, 상기 제1 폭은 2㎜ ~ 5㎜로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 특징에 따른 면광원 장치는 다수의 방전 공간과 연결 통로를 갖는 광원 몸체, 상기 광원 몸체의 외면에 형성되는 제1 및 제2 외부전극을 포함한다.

상기 광원 몸체는 동일 평면상에 일정 간격으로 이격되어 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간 및 서로 인접한 상기 방전 공간들 사이에 상기 방전 공간의 길이 방향에 대하여 대각선 방향으로 곡선을 그리며 형성되어 상기 방전 공간들을 연결하는 연결 통로를 포함한다.

상기 연결 통로는 S자 형상으로 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 특징에 따른 액정표시장치는 면광원 장치, 액정표시패널 및 인버터를 포함한다.

상기 면광원 장치는 동일 평면상에 서로 나란하게 형성되며, 서로간에 제1 거리 이상으로 이격되게 형성되는 다수의 방전 공간을 갖는 광원 몸체, 상기 광원 몸체의 외면의 양 단부에 상기 방전 공간들과 교차되도록 각각 형성되는 제1 및 제2 외부전극을 포함한다.

상기 액정표시패널은 상기 면광원 장치에서 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시한다.

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

또한, 액정표시장치는 상기 면광원 장치와 상기 액정표시패널 사이에 배치되는 광학 부재 및 상기 액정표시패널을 상기 수납용기에 고정하기 위한 고정 부재를 더 포함한다. 상기 광학 부재는 상기 면광원 장치와 소정 간격으로 이격 배치되어 상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 확산시키는 확산판 및 상기 확산판으로부터 출사되는 광을 상기 액정표시패널 방향으로 집광하기 위한 하나 이상의 집광 시트를 포함한다.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 다른 특징에 따른 액정표시장치는 방전 공간들을 연결하기 위한 연결 통로를 갖는 면광원 장치, 영상을 표시하는 액정표시패널 및 방전 전압을 출력하는 인버터를 포함한다.

상기 면광원 장치는 동일 평면상에 일정 간격으로 이격되어 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간 및 서로 인접한 상기 방전 공간들 사이에 대각선 방향으로 곡선을 그리며 형성되어 상기 방전 공간들을 연결하는 연결 통로를 갖는 광원 몸체, 상기 광원 몸체의 외면의 양 단부에 각각 형성되어 상기 방전 공간들과 교차되는 제1 및 제2 외부전극을 포함한다. 상기 액정표시패널은 상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시하며, 상기 인버터는 상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 제1 및 제2 외부전극에 인가한다.

이러한 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 서로 인접한 방전 공간간의 전기적인 간섭을 방지하여 편류 현상을 제거할 수 있으며, 이로 인해 휘도의 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 A-A'선을 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 도 2의 B부분을 확대한 부분 확대도이다.

도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치(1000)는 면 형태로 광을 출사하는 광원 몸체(100), 광원 몸체(100)에 방전 전압을 인가하기 위한 제1 및 제2 외부전극(210, 220)을 포함한다.

광원 몸체(100)는 면 형태로 광을 출사하기 위하여 동일 평면상에 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간(130)을 포함하며, 서로 인접한 방전 공간(130)들은 상호간의 전기적인 간섭을 방지하기 위하여 제1 거리(d1) 이상으로 이격되게 형성된다.

구체적으로, 광원 몸체(100)는 제1 기판(110) 및 제1 기판(110)과 결합되는 제2 기판(120)을 포함한다.

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

제2 기판(120)은 제1 기판(110)과의 결합에 의해 방전 공간(130)들을 형성하며, 일 예로, 제1 기판(110)과 동일한 투명한 유리 기판으로 이루어진다. 제2 기판(120)은 제1 기판(110)과 이격되어 방전 공간(130)들을 형성하는 다수의 방전 공간부(122)와 방전 공간(130)들간의 이격을 위하여 인접한 방전 공간(130)들 사이에 형성되어 제1 기판(110)과 접하는 다수의 공간 분할부(124)로 이루어진다. 공간 분할부(124) 각각은 제1 폭(W1)으로 형성되며, 방전 공간부(122) 각각은 제2 폭(W2)으로 형성된다. 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1)은 인접한 방전 공간(130)간 이격 거리인 제1 거리(d1)와 동일하다. 즉, 방전 공간(130)간의 이격 거리인 제1 거리(d1)는 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1)에 의해 결정된다. 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1)은 방전 공간부(122)의 제2 폭(W2)보다 작게 형성되는 것이 바람직하다.

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, 방전 공간부(122)와 공간 분할부(124)를 포함하는 제2 기판(120)을 얻을 수 있다.

본 실시예에서, 제2 기판(120)의 종단면은 도 2에 도시된 바와 같이, 사다리꼴과 유사한 반타원 형상의 방전 공간부(122)들이 평탄한 공간 분할부(124)들을 통해 연속적으로 연결되는 형태를 갖는다. 그러나, 이와 달리, 방전 공간부(124)들의 종단면은 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 공간 분할부(124)에는 형성되지 않는다. 공간 분할부(124)는 광원 몸체(100)의 내부와 외부간의 압력차에 의하여 제1 기판(110)에 밀착된다. 구체적으로, 제1 기판(110)과 제2 기판(120)의 결합에 의하여 형성된 방전 공간(130)들에는 플라즈마 방전을 위한 여러 종류의 방전 가스가 주입된다. 일 예로, 상기 방전 가스는 수은 (Hg), 네온(Ne), 아르곤(Ar), 크세논(Xenon) 및 크립톤(Krypton) 등을 포함한다. 방전 공간(130)들에 존재하는 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.

본 발명에서, 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1) 즉, 방전 공간(130)간의 이격 거리는 서로 인접한 방전 공간(130)들 상호간의 전기적인 간섭을 방지할 수 있는 최소한의 범위로 설정된다. 방전 공간(130)간의 이격 거리가 증가될수록 인접한 방전 공간(130)간에 형성되는 전기장의 세기는 감소되며, 이로 인해 상호간에 전기적인 간섭이 줄어들어 편류 현상 등의 불량이 발생되지 않는다. 본 발명에서는, 방전 공간(130)간의 이격 거리를 증가시키기 위하여 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1)을 증가시킨다. 그러나, 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1)이 일정 범위를 넘어가면, 실질적으로 광을 출사하지 않는 영역이 증가되어 광원 몸체(100)의 전체적으로 출사되는 광의 휘도 균일도가 떨어지는 문제가 발생된다. 따라서, 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1)은 방전 공간(130)간의 전기적인 간섭을 방지하면서 휘도 균일도를 유지할 수 있는 범위를 갖는 것이 바람직하다.

예를 들어, 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1)은 방전 공간(130)간의 전기적인 간섭을 방지하기 위하여 약 2㎜ 이상으로 형성되며, 휘도의 균일도를 위하여 약 5㎜ 이하로 형성된다. 즉, 공간 분할부(124)는 약 2㎜ ~ 약 5㎜의 범위로 형성되어 편류 현상을 방지함과 동시에 휘도의 균일도를 유지할 수 있다. 이때, 방전 공간부(122)의 제2 폭(W2)은 제1 폭(W1)보다 크도록 약 10㎜ ~ 약 12㎜의 크기로 형성된다.

본 발명에서, 서로 인접한 방전 공간(130)들이 제1 거리(d1) 이상으로 이격됨에 따라, 동일한 사이즈에 대하여 종래에 비하여 방전 공간(130)의 개수가 감소된다. 이러한 광원 몸체(100)에 종래와 동일한 방전 전압이 인가될 경우, 각각의 방전 공간(130)에 인가되는 방전 전압은 증가된다. 이에 따라, 광원 몸체(100)가 출사하는 광의 전체적인 휘도는 종래와 동일하게 유지되나, 각각의 방전 공간(130)에 흐르는 전류량은 종래와 비교하여 증가된다. 이와 같이, 각각의 방전 공간(130)에 흐르는 전류량이 증가함에 따라, 면광원 장치(1000)의 구동 시 각 방전 공간(130)의 온도가 증가되며, 이러한 온도의 증가는 저온 구동 시 수은 증기압의 감소로 인해 발생되는 중앙부 암부 등의 불량을 제거하여 면광원 장치(1000)의 발광 특성을 향상시킨다.

도 1에 도시된 바와 같이, 광원 몸체(100)의 외면에는 제1 및 제2 외부전극(210, 220)이 형성된다. 제1 및 제2 외부전극(210, 220)은 모든 방전 공간(130)들과 교차되도록 방전 공간(130)의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성된다. 제1 및 제2 외부전극(210, 220) 각각은 일정한 전극 폭(EW)을 갖는 띠 형상으로 제1 및 제2 기판(110, 120)을 둘러싸도록 형성된다.

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

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

본 실시예에서, 제1 및 제2 외부전극(210, 220)은 제1 및 제2 기판(110, 120)의 외면을 둘러싸도록 형성되나, 이와 달리, 제1 및 제2 외부전극(210, 220)은 제1 기판(110)의 외면, 또는 제2 기판(120)의 외면에만 형성될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 광원 몸체(100)는 내면에 형성되는 제1 형광층(160), 제2 형광층(170) 및 반사층(180)을 더 포함한다. 제1 및 제2 형광층(160, 170)은 제1 및 제2 기판(110, 120)의 내면에 각각 형성된다. 제1 및 제2 형광층(160, 170)은 방전 공간(130)들에서 플라즈마 방전을 통해 발생된 자외선에 의하여 여기되어 가시광선을 방출한다. 반사층(180)은 제1 기판(110)과 제1 형광층(160) 사이에 형성된다. 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. 상기 보호층은 제1 또는 제2 기판(110, 120)과 방전 가스의 주성분인 수은과의 화학적인 반응을 방지하여 수은의 손실 및 흑화 현상을 방지한다.

한편, 각각의 공간 분할부(124)에는 서로 인접한 방전 공간(130)들을 연결하기 위한 연결 통로(150)가 형성된다.

도 4는 도 1에 도시된 C 부분을 확대한 부분 확대도이며, 도 5는 도 4의 D-D'선을 절단한 단면도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 연결 통로(150)는 각각의 공간 분할부(124)에 적어도 하나 이상이 형성된다. 각각의 연결 통로(150)는 서로 인접한 방전 공간(130)을 연결하기 위하여 제1 기판(110)과 결합시 제1 기판(110)과 소정 거리로 이격되게 형성된다. 연결 통로(150)는 방전 공간(130)의 길이 방향에 대하여 대각선 방향으로 곡선을 그리며 형성된다. 일 예로, 연결 통로(150)는 방전 공간(130)의 길이 방향에 대하여 대각선 방향으로 S자 형상을 갖도록 형성된다. 연결 통로(150)의 형상을 S자 형상으로 형성함으로써, 연결 통로(150)의 길이는 방전 공간(130)간의 이격 거리 즉, 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1)보다 커지게 된다. 이처럼, 연결 통로(150)의 길이가 증가됨에 따라, 각 방전 공간(130)에 흐르는 전류가 인접한 다른 방전 공간(130)으로 이동할 수 있는 경로가 길어지게 되어, 편류 현상 등의 불량 발생을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.

본 실시예에서, 연결 통로(150)는 각 공간 분할부(124)의 길이 방향의 중앙부에 하나가 형성된다. 연결 통로(150)는 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1)보다 작은 제3 폭(W3)을 가지며, 방전 공간부(122)가 제1 기판(110)과 최대로 이격되는 제1 최대 이격 거리(MD1)보다 작은 제2 최대 이격 거리(MD2)를 갖도록 형성된다. 일 예로, 연결 통로(150)는 약 1㎜ ~ 약 3㎜ 정도의 제3 폭(W3)을 가지며, 약 1㎜ ~ 약 2 ㎜ 정도의 제2 최대 이격 거리(MD2)로 형성된다. 이러한 형상의 연결 통로(150)는 제2 기판(120)의 성형 가공시, 공간 분할부(124)에 비하여 덜 함몰시킴으로써 얻어질 수 있다.

따라서, 어느 하나 이상의 방전 공간(130)으로 주입되는 방전 가스는 연결통로(150)들을 통하여 다른 방전 공간(130)으로 이동되며, 시간이 지남에 따라 모든 방전 공간(130)에는 방전 가스가 균일한 가스압으로 분포되게 된다.

도 6은 도 4에 도시된 연결 통로의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 본 실시예에서, 연결 통로를 제외한 나머지 구성은 도 4에 도시된 것과 동일하므로, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 6을 참조하면, 다른 실시예에 따른 연결 통로(250)는 공간 분할부(124)의 길이 방향에 대하여 소정 각도로 기울어진 사선 방향으로 형성된다. 연결 통로(250)는 각각의 공간 분할부(124)에 적어도 하나 이상이 형성된다. 연결 통로(250)는 공간 분할부(124)의 길이 방향에 수직한 방향으로 동일선 상에 형성된다. 연결 통로(250)는 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1)보다 작은 폭을 가지며, 방전 공간부(122)의 최대 이격 거리(MD1)보다 작은 최대 이격 거리를 갖는다. 이처럼, 연결 통로(250)가 사선 방향으로 형성됨으로써, 연결 통로(250)의 길이는 공간 분할부(124)의 제1 폭(W1)보다 커지게 된다.

본 발명에서, 연결 통로(150)는 S자 또는 사선 형상을 예로 들어 설명하였으나, 이 외에도, 연결 통로(150)의 길이가 제1 폭(W1)보다 증가될 수만 있다면, 다양한 형상으로의 변형이 가능하다.

도 7은 도 1에 도시된 광원 몸체의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다. 본 실시예에서, 연결 통로를 제외한 나머지 구성은 도 1에 도시된 것과 동일하므로, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 7을 참조하면, 연결 통로(350)는 각각의 공간 분할부(124)에 하나씩 형성되며, 공간 분할부(124)의 중앙을 기준으로 지그재그 형태로 배열되도록 형성된다. 즉, 서로 인접한 공간 분할부(124)들에 형성되는 연결 통로(350)들 중에서, 하나의 연결 통로(350)는 공간 분할부(124)의 중앙을 기준으로 제1 외부전극(210) 측으로 치우쳐 형성되며, 다른 하나의 연결 통로(350)는 공간 분할부(124)의 중앙을 기준으로 제2 외부전극(220) 측으로 치우쳐 형성된다.

이와 같이, 연결 통로(350)가 지그재그 형태로 배열됨으로 인해, 방전 가스의 이동 경로는 더욱 증가하게 되어, 방전 공간(130)간의 상호 간섭을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

본 실시예에서, 연결 통로(350)는 S자 형상 또는 사선 형상으로 형성될 수 있으며, 이 외에도, 제1 폭(W1)보다 긴 길이를 갖는 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 연결 통로(350)는 각각의 공간 분할부(124)에 하나 이상만 형성된다면, 배열 위치에 관계 없이 불규칙적으로 형성되어도 무방하다.

도 8은 도 1에 도시된 제1 및 제2 외부전극의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다. 본 실시예에서, 제1 및 제2 외부전극을 제외한 나머지 구성은 도 1에 도시된 것과 동일함으로, 동일한 구성 요소에는 동일한 도면 부호를 사용하며, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 8을 참조하면, 제1 및 제2 외부전극(310, 320)은 광원 몸체(100)의 양 단부에 서로 대칭적으로 형성된다. 제1 및 제2 외부전극(310, 320) 각각은 길이 방향에 따라 전극 폭(EW)이 변화되도록 형성된다. 제1 및 제2 외부전극(310, 320)은 방전 공간(130)들 중 비교적 휘도가 균일하게 나오는 중앙 부위의 방전 공간(130)과 중첩되는 영역에서는 일정한 전극 폭(EW)으로 형성되며, 비교적 휘도가 낮게 나오는 상단부 및 하단부의 방전 공간(130)과 중첩되는 영역에서는 전극 폭(EW)이 증가되도록 형성된다.

구체적으로, 제1 및 제2 외부전극(310, 320) 각각의 전극 폭(EW)은 중앙(CE)으로부터 방전 공간(130)의 길이 방향에 수직한 방향으로 제1 지점(P1)까지는 일정한 전극 폭(EW)으로 형성되나, 제1 지점(P1)으로부터 끝단까지는 전극 폭(EW)이 점차적으로 증가된다. 여기서, 전극 폭(EW)은 제1 지점(P1)으로부터 끝단으로 갈수록 도시된 바와 같이 계단 형상으로 증가된다. 이와 달리, 전극 폭(EW)은 선형적으로 증가될 수 있다.

일반적으로, 면광원 장치(1000)로부터 출사되는 광의 휘도는 방전 공간(130)들 중에서 최상단 및 최하단에 위치하는 방전 공간(130), 즉 광원 몸체(100)의 외곽과 가장 인접한 방전 공간(130)의 휘도가 다른 방전 공간(130)의 휘도에 비하여 떨어진다. 이는 외곽에 위치하는 방전 공간(130)일수록 외부의 다른 구성 요소와 반응하여 전류의 누설이 생기기 때문이다.

각각의 방전 공간(130)에 흐르는 전류량은 제1 및 제2 외부전극(310, 320)의 면적 변화에 따른 정전 용량에 의하여 결정된다. 즉, 정전 용량이 증가함에 따라, 포화 전류 이하의 수준에서는 발생되는 광의 휘도가 정전 용량에 비례하여 증가된다. 따라서, 비교적 휘도가 낮게 나타나는 상단부 및 하단부의 방전 공간(130)과 중첩되는 제1 및 제2 외부전극(310, 320)의 전극 폭(EW)을 증가시켜, 상단부 및 하단부에 위치하는 방전 공간(130)의 휘도 저하를 방지한다. 이처럼, 제1 및 제2 외부전극(310, 320)의 전극 폭(EW)을 면광원 장치(1000)의 발광 특성에 따라 변화시킴으로써, 전체적인 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다. 한편, 제1 및 제2 외부전극(310, 320)의 형상은 얻고자 하는 휘도 및 휘도 균일도에 따라서 다양한 기하학적인 형태로의 변형이 가능하다.

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 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(2000)는 광을 발생하는 면광원 장치(1000), 영상을 표시하기 위한 디스플레이 유닛(400) 및 방전 전압을 발생하는 인버터(500)를 포함한다.

디스플레이 유닛(400)은 영상을 표시하는 액정표시패널(410), 액정표시패널(410)을 구동하기 위한 구동신호를 제공하는 데이터 및 게이트 인쇄회로기판(420, 430)을 포함한다. 데이터 및 게이트 인쇄회로기판(420, 430)으로부터 제공되는 구동신호는 데이터 연성회로필름(440) 및 게이트 연성회로필름(450)을 통해 액정표시패널(410)에 인가된다. 데이터 및 게이트 연성회로필름(440, 450)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(440, 450) 각각은 데이터 및 게이트 인쇄회로기판(420, 430)으로부터 제공되는 구동신호를 적절한 타이밍에 액정표시패널(410)에 인가하기 위하여 구동신호를 제어하는 데이터 및 게이트 구동칩(442, 452)을 포함한다.

액정표시패널(410)은 두 기판(412, 414) 사이에 개재된 액정(416)을 이용하여 영상을 표시한다. 예를 들어, 액정표시패널(410)은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라 칭함) 기판(412), TFT 기판(412)과 대향하여 결합되는 컬러필터 기판(414) 및 상기 두 기판(412, 414) 사이에 개재된 액정(416)을 포함한다.

TFT 기판(412)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(414)은 색화소인 RGB 화소(미도시)가 박막공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러필터 기판(414)에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통전극(미도시)이 형성된다.

이러한 구성을 갖는 액정표시패널(410)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(412)과 컬러필터 기판(414)과의 사이에 개재된 액정(416)의 배열이 변화되고, 액정(416)의 배열 변화에 따라서 면광원 장치(1000)로부터 공급되는 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 얻게 된다.

인버터(500)는 면광원 장치(1000)를 구동하기 위한 방전 전압을 발생시킨다. 인버터(500)는 외부로부터 인가되는 교류 전압을 면광원 장치(1000)의 구동을 위한 방전 전압으로 승압시켜 출력한다. 인버터(500)로부터 발생된 방전 전압은 제1 및 제2 전원선(510, 520)을 통해 면광원 장치(1000)의 제1 및 제2 외부전극(210, 220)에 각각 인가된다. 일 예로, 방전 전압은 제1 및 제2 외부전극(210, 220)에 각각 인가되는 제1 및 제2 방전 전압으로 구분되며, 이때, 제1 및 제2 방전 전압은 전압 레벨은 같으나 위상이 서로 반대인 교류 전압으로 이루어진다.

한편, 액정표시장치(2000)는 면광원 장치(1000)를 수납하기 위한 수납용기(600), 면광원 장치(1000)로부터 출사되는 광의 경로를 변경하기 위한 광학 부재(700) 및 액정표시패널(410)을 고정하기 위한 고정 부재(800)를 더 포함한다.

수납용기(600)는 면광원 장치(1000)를 수납하기 위하여 바닥부(410) 및 바닥부(410)의 가장자리로부터 수납 공간을 형성하기 위해 수직하게 연장된 복수의 측벽(420)으로 이루어진다. 수납용기(600)는 면광원 장치(1000)의 수납 시, 면광원 장치(1000)와의 절연을 위한 절연 부재(미도시)를 더 포함할 수 있다.

광학 부재(700)는 면광원 장치(1000)와 액정표시패널(410) 사이에 배치된다. 광학 부재(700)는 면광원 장치(1000)로부터 출사되는 광의 경로를 변경시켜, 휘도 균일도를 향상시키거나, 정면 휘도를 향상시키는 역할을 수행한다. 이를 위해, 광학 부재(700)는 면광원 장치(1000)로부터 출사되는 광을 확산시키기 위한 확산판을 포함한다. 확산판은 소정의 두께를 갖는 플레이트 형상으로 이루어지며, 면광원 장치(1000)와 소정 간격으로 이격되어 배치된다. 광학 부재(700)는 확산판의 상부에 배치되는 하나 이상의 집광 시트를 더 포함할 수 있다. 집광 시트는 확산판으로부터 출사되는 광을 액정표시패널(410) 방향으로 집광하여 광의 정면 휘도를 향상시킨다.

고정 부재(800)는 액정표시패널(410)의 가장자리를 감싸면서 수납용기(600)에 결합되어 액정표시패널(410)을 광학 부재(700)의 상부에 고정한다. 이러한 고정 부재(800)는 외부 충격에 의한 액정표시패널(410)의 파손을 방지하고, 액정표시패널(410)이 수납용기(600)로부터 이탈되는 것을 방지한다.

이와 같은 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 면광원 장치의 서로 인접한 방전 공간들을 상호간의 전기적인 간섭을 방지하기 위한 충분한 거리로 이격시킴으로써, 편류 현상 등의 발광 불량을 제거할 수 있다.

또한, 인접한 방전 공간들을 연결하기 위한 연결 통로를 곡선 또는 사선 형상으로 형성하여 연결 통로의 길이를 증가시킴으로써, 더욱 효과적으로 편류 현상을 제거할 수 있다.

또한, 비교적 휘도가 낮게 나타나는 상단부 및 하단부의 방전 공간들과 중첩되는 제1 및 제2 외부전극의 전극 폭을 증가시킴으로써, 전체적인 휘도 균일도를 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 A-A'선을 따라 절단한 단면도이다.

도 3은 도 2의 B부분을 확대한 부분 확대도이다.

도 4는 도 1에 도시된 C 부분을 확대한 부분 확대도이다.

도 5는 도 4의 D-D'선을 절단한 단면도이다.

도 6은 도 4에 도시된 연결 통로의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도 7은 도 1에 도시된 광원 몸체의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.

도 8은 도 1에 도시된 제1 및 제2 외부전극의 다른 실시예를 나타낸 평면도이다.

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 : 방전 공간부

124 : 공간 분할부 130 : 방전 공간

150 : 연결 통로 160, 170 : 제1 및 제2 형광층

180 : 반사층 210, 220 : 제1 및 제2 전극

410 : 액정표시패널 500 : 인버터

600 : 수납용기 700 : 광학 부재

800 : 고정 부재 1000 : 면광원 장치

2000 : 액정표시장치

Claims

동일 평면상에 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간을 포함하며, 서로 인접한 상기 방전 공간들은 제1 거리 이상으로 이격되는 광원 몸체; 및

상기 광원 몸체의 외면에 형성되며, 상기 방전 공간들과 교차되도록 상기 방전 공간의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성되는 제1 및 제2 외부전극을 포함하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 거리는 2㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 몸체는

평판 형상의 제1 기판; 및

상기 제1 기판과 이격되어 상기 방전 공간들을 형성하는 다수의 방전 공간부 및 인접하는 상기 방전 공간부들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부로 이루어지는 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제3항에 있어서, 상기 공간 분할부 각각은 상기 제1 거리와 동일한 제1 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제4항에 있어서, 상기 제1 폭은 2㎜ ~ 5㎜인 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제4항에 있어서, 상기 방전 공간부 각각은 상기 제1 폭보다 큰 제2 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제3항에 있어서, 상기 공간 분할부 각각은 서로 인접한 상기 방전 공간들을 연결하기 위하여 일부가 상기 제1 기판과 이격되는 하나 이상의 연결 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제7항에 있어서, 상기 연결 통로는 상기 방전 공간부가 상기 제1 기판과 이격되는 최대 이격 거리보다 작은 이격 거리를 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제7항에 있어서, 상기 연결 통로는 상기 방전 공간의 길이 방향에 대하여 소정 각도로 기울어진 사선 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제7항에 있어서, 상기 연결 통로는 상기 방전 공간의 길이 방향에 대하여 대각선 방향으로 S자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제7항에 있어서, 상기 연결 통로는 상기 공간 분할부의 길이 방향의 중앙부에 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 외부전극 각각은 길이 방향을 따라 동일한 전극 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 외부전극 각각은 중앙으로부터 길이 방향을 따라 멀어질수록 전극 폭이 증가되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1항에 있어서, 상기 광원 몸체는

상기 광원 몸체의 내면 중 일면에 형성되어 상기 방전 공간들에서 발생된 광을 반사시키는 반사층; 및

상기 광원 몸체의 내면에 형성되어 가시광을 발생시키는 형광층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
동일 평면상에 일정 간격으로 이격되어 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간 및 서로 인접한 상기 방전 공간들 사이에 대각선 방향으로 곡선을 그리며 형성되어 상기 방전 공간들을 연결하는 연결 통로를 갖는 광원 몸체; 및

상기 광원 몸체의 외면에 형성되며, 상기 방전 공간들과 교차되도록 상기 방전 공간의 길이 방향의 양 단부에 각각 형성되는 제1 및 제2 외부전극을 포함하는 면광원 장치.
제15항에 있어서, 상기 연결 통로는 S자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제15항에 있어서, 상기 광원 몸체는

평판 형상의 제1 기판; 및

상기 제1 기판과 이격되어 상기 방전 공간들을 형성하는 다수의 방전 공간부 및 인접하는 상기 방전 공간부들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부로 이루어지는 제2 기판을 포함하며,

상기 연결 통로는 상기 공간 분할부들 각각에 하나 이상이 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제17항에 있어서, 상기 연결 통로는 상기 공간 분할부의 길이 방향의 중앙부에 형성되며, 상기 제1 기판과 이격되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
동일 평면상에 서로 나란하게 형성되며, 서로간에 제1 거리 이상으로 이격되는 다수의 방전 공간을 갖는 광원 몸체, 상기 광원 몸체의 외면의 양 단부에 각각 형성되어 상기 방전 공간들과 교차되는 제1 및 제2 외부전극을 포함하는 면광원 장치;

상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널; 및

상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 제1 및 제2 외부전극에 인가하는 인버터를 포함하는 액정표시장치.
제19항에 있어서, 상기 광원 몸체는

평판 형상의 제1 기판; 및

상기 제1 기판과 이격되어 상기 방전 공간들을 형성하는 다수의 방전 공간부 및 인접하는 상기 방전 공간부들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부로 이루어지는 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제20항에 있어서, 상기 공간 분할부 각각은 상기 제1 거리와 동일한 제1 폭으로 형성되며, 상기 제1 폭은 2㎜ ~ 5㎜인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제21항에 있어서, 상기 방전 공간부 각각은 상기 제1 폭보다 큰 제2 폭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제20항에 있어서, 상기 공간 분할부 각각은 서로 인접한 상기 방전 공간들을 연결하기 위하여 일부가 상기 제1 기판과 이격되는 하나 이상의 연결 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제23항에 있어서, 상기 연결 통로는 상기 공간 분할부의 길이 방향에 대하여 소정 각도로 기울어진 사선 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제23항에 있어서, 상기 연결 통로는 상기 공간 분할부의 길이 방향에 대하여 대각선 방향으로 S자 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제19항에 있어서, 상기 광원 몸체는

상기 광원 몸체의 내면 중 일면에 형성되어 상기 방전 공간들에서 발생된 광은 반사시키는 반사층; 및

상기 광원 몸체의 내면에 형성되어 가시광을 발생시키는 형광층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제19항에 있어서,

상기 면광원 장치를 수납하기 위한 수납용기;

상기 면광원 장치와 상기 액정표시패널 사이에 배치되는 광학 부재; 및

상기 액정표시패널을 상기 수납용기에 고정하기 위한 고정 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제27항에 있어서, 상기 광학 부재는

상기 면광원 장치와 소정 간격으로 이격되어 배치되며, 상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 확산시키는 확산판; 및

상기 확산판으로부터 출사되는 광을 상기 액정표시패널 방향으로 집광하기 위한 하나 이상의 집광 시트를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제19항에 있어서, 상기 인버터는 전압 레벨은 같으며, 위상이 서로 반대인 제1 및 제2 방전 전압을 상기 제1 및 제2 외부전극 각각에 인가하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
동일 평면상에 일정 간격으로 이격되어 서로 나란하게 형성되는 다수의 방전 공간 및 서로 인접한 상기 방전 공간들 사이에 대각선 방향으로 곡선을 그리며 형성되어 상기 방전 공간들을 연결하는 연결 통로를 갖는 광원 몸체, 상기 광원 몸체의 외면의 양 단부에 각각 형성되어 상기 방전 공간들과 교차되는 제1 및 제2 외부전극을 포함하는 면광원 장치;

상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널; 및

상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 제1 및 제2 외부전극에 인가하는 인버터를 포함하는 액정표시장치.
제30항에 있어서, 상기 광원 몸체는

평판 형상의 제1 기판; 및

상기 제1 기판과 이격되어 상기 방전 공간들을 형성하는 다수의 방전 공간부 및 인접하는 상기 방전 공간부들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부로 이루어지는 제2 기판을 포함하며,

상기 연결 통로는 상기 공간 분할부들 각각에 하나 이상이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제31항에 있어서, 상기 연결 통로는 상기 제1 기판과 이격되어 형성되며, S자 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
제 30항에 있어서,

상기 면광원 장치를 수납하기 위한 수납용기;

상기 면광원 장치와 상기 액정표시패널 사이에 배치되며, 상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 확산시키는 확산판; 및

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