KR20050117029A - 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치 - Google Patents

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KR20050117029A
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장현룡
김형주
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Abstract

휘도 균일도을 향상시킬 수 있는 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치가 개시되어 있다. 면광원 장치는 평판 형상의 제1 기판, 제1 기판과 이격되어 다수의 방전 공간을 형성하는 다수의 방전 공간부와 방전 공간부들 사이에 형성되어 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부를 포함하며 외곽과 인접한 하나 이상의 방전 공간부들은 길이 방향의 양 단부에 제1 기판과 방향으로 함몰되는 함몰부들을 갖는 제2 기판, 및 제2 기판의 외면에 형성되고 방전 공간부들의 양 단부에 함몰부들과 중첩되도록 방전 공간부의 길이 방향과 수직한 방향으로 형성되는 제1 외부전극을 포함한다. 따라서, 면광원 장치의 외곽과 인접한 방전 공간들에서 발생되는 휘도 저하를 보상하여 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 액정표시패널에 면 형태로 광을 공급하는 면광원 장치 및 이를 갖는 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 광원을 제공하는 백라이트 어셈블리를 필요로 한다.
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 상부 기판과 하부 기판 사이에 형성된 내부 공간이 다수의 방전 공간으로 분할되며, 상기 방전 공간들에 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, 방전 공간들 중에서 상단부 및 하단부에 위치하는 방전 공간들, 즉 외곽과 인접한 방전 공간들의 휘도가 다른 방전 공간들의 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 제1 기판, 제2 기판 및 제1 외부전극을 포함한다.
상기 제1 기판은 평판 형상을 갖는다.
상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 이격되어 다수의 방전 공간을 형성하는 다수의 방전 공간부 및 인접하는 상기 방전 공간부들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부를 포함한다. 상기 방전 공간부들 중에서 외곽과 인접한 하나 이상의 상기 방전 공간부들은 길이 방향의 양 단부에 상기 제1 기판 방향으로 함몰되는 함몰부들을 갖는다.
상기 제1 외부전극은 상기 제2 기판의 외면에 형성되며, 상기 방전 공간부들의 양 단부에 상기 함몰부들과 중첩되도록 상기 방전 공간부의 길이 방향과 수직한 방향으로 형성된다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 특징에 따른 면광원 장치는 평판 형상의 제1 기판, 상기 제1 기판과 결합되어 다수의 방전 공간을 형성하는 제2 기판 및 상기 제2 기판의 외면에 형성되는 제1 외부전극을 포함한다.
상기 제2 기판은 상기 제1 기판과 이격되어 다수의 방전 공간을 형성하는 다수의 방전 공간부 및 인접하는 상기 방전 공간부들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부를 포함하며, 상기 방전 공간부들 중에서 외곽과 인접한 하나 이상의 상기 방전 공간부들은 길이 방향의 양 단부에 상기 제1 기판의 반대 방향으로 돌출되는 돌출부들을 갖는다.
상기 제1 외부전극은 상기 제2 기판의 외면에 형성되며, 상기 방전 공간부들의 양 단부에 상기 함몰부들과 중첩되도록 상기 방전 공간부의 길이 방향과 수직한 방향으로 형성된다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는 면광원 장치, 액정표시패널 및 인버터를 포함한다.
상기 면광원 장치는 평판 형상의 제1 기판, 상기 제1 기판과 이격되어 다수의 방전 공간을 형성하는 다수의 방전 공간부와 인접하는 상기 방전 공간부들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부로 이루어지며 상기 방전 공간부들 중에서 외곽과 인접한 하나 이상의 상기 방전 공간부들은 길이 방향의 양 단부에 형성되는 휘도 보상부를 갖는 제2 기판, 및 상기 제2 기판의 외면 중 상기 방전 공간부들의 양 단부에 상기 휘도 보상부들과 중첩되도록 상기 방전 공간부의 길이 방향과 수직한 방향으로 형성되는 제1 외부전극을 포함한다.
상기 액정표시패널은 상기 면광원 장치에서 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시한다.
상기 인버터는 상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 제1 외부전극에 인가한다.
또한, 액정표시장치는 상기 면광원 장치를 수납하는 수납용기, 상기 면광원 장치와 상기 액정표시패널 사이에 배치되는 광학 부재 및 상기 액정표시패널을 상기 수납용기에 고정하기 위한 고정 부재를 더 포함할 수 있다.
이러한 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 면광원 장치의 상단부 및 하단부에 위치하는 방전 공간들에 함몰부 또는 돌출부 등의 휘도 보상부를 형성하여 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 1의 A-A'선을 절단한 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 제1 기판(100), 제2 기판(200) 및 제1 외부전극(300)을 포함한다.
제1 기판(100)은 사각형의 평판 형상을 가지며, 일 예로, 가시광선은 투과시키고 자외선은 차단하는 투명한 유리 기판으로 이루어진다.
제2 기판(200)은 제1 기판(100)과 결합되어 다수의 방전 공간(110)을 형성하며, 일 예로, 제1 기판(100)과 동일한 투명한 유리 기판으로 이루어진다. 제2 기판(200)은 제1 기판(100)과 이격되어 다수의 방전 공간(110)을 형성하는 다수의 방전 공간부(210)와 방전 공간부(210)들 사이에 형성되어 제1 기판(100)과 접하는 다수의 공간 분할부(220)로 이루어진다. 즉, 공간 분할부(220)들은 방전 공간부(210)들 사이에 형성되어 방전 공간(110)들을 분할한다.
본 발명에서, 외곽과 인접한 하나 이상의 방전 공간부(210)들 즉, 면광원 장치(1000)의 상단부 및 하단부에 위치하는 하나 이상의 방전 공간부(210)들은 길이 방향의 양 단부에 형성되는 휘도 보상부(230)들을 갖는다. 휘도 보상부(230)들은 제1 기판(100) 방향으로 함몰되거나, 또는 제1 기판(100)의 반대 방향으로 돌출되게 형성되어 제1 외부전극(300)과 접하는 면적을 증가시킨다. 이러한 휘도 보상부(230)들은 각각의 방전 공간(110)에 흐르는 전류량을 증가시켜, 각각의 방전 공간(110)들에서 출사되는 광의 휘도를 증가시킨다.
이러한 형상의 제2 기판(200)은 일 예로, 성형 가공(forming)에 의하여 형성된다. 즉, 제1 기판(100)과 같은 플레이트 형상의 베이스 기판을 일정 온도로 가열한 후 원하는 형상의 금형을 통해 상기 베이스 기판을 성형함으로써, 방전 공간부(210), 공간 분할부(220) 및 휘도 보상부(230)를 포함하는 제2 기판(200)을 얻을 수 있다. 이 외에도, 제2 기판(200)은 베이스 기판을 가열한 후 공기의 흡입을 통해 형상을 가공하는 등의 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다.
본 발명에서, 제2 기판(200)의 종단면은 도 2에 도시된 바와 같이, 사다리꼴과 유사한 다수의 반타원이 연속적으로 연결되는 형태를 갖는다. 그러나, 이와 달리, 제2 기판(200)은 종단면이 반원, 사각형 등의 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다.
제2 기판(200)은 일 예로, 유리보다 낮은 융점을 갖는 유리와 금속의 혼합물인 프릿(frit) 등의 접착 부재(120)를 통해 제1 기판(100)과 결합된다. 즉, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)의 사이에서 에지부를 둘러싸도록 접착 부재(120)를 개재한 후 소성함으로써, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)은 서로 결합된다. 이때, 접착 부재(120)는 제1 기판(100)과 제2 기판(200) 사이의 에지부에만 형성되며, 제1 기판(100)과 접하는 공간 분할부(220)에는 형성되지 않는다. 공간 분할부(220)는 내부와 외부간의 압력차에 의하여 제1 기판(100)에 밀착된다. 구체적으로, 제1 기판(100)과 제2 기판(200)의 결합 후 방전 공간(110)들에 존재하는 공기를 배기하여 진공 상태를 만들며, 이후, 방전 공간(110)들에는 플라즈마 방전을 위한 여러 종류의 방전 가스가 주입된다. 상기 방전 가스의 가스압은 약 50 torr 정도로, 외부 대기압인 약 760 torr와 비교하여 압력차가 발생된다. 이러한 압력차로 인해 공간 분할부(220)는 제1 기판(100)에 밀착된다.
제1 외부전극(300)은 제2 기판(200)의 외면에 형성된다. 제1 외부전극(300)은 제2 기판(200)의 양 단부에 방전 공간부(210)의 길이 방향과 수직한 방향으로 각각 형성되어 휘도 보상부(230)들과 중첩된다. 한편, 면광원 장치(1000)는 제1 외부전극(300)에 대응하여 제1 기판(100)의 외면에 형성되는 제2 외부전극(310)을 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 외부전극(300, 310)은 길이 방향을 따라 동일한 전극 폭(EW)을 갖는 띠 형상으로 형성된다.
본 발명에서, 제1 및 제2 외부전극(300, 310)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, 제1 및 제2 기판(100, 200)의 외면 중 제1 및 제2 외부전극(300, 310)의 형성 위치만을 제외한 영역에 마스크를 배치한 후, 제1 및 제2 외부전극(300, 310)의 형성 위치에 상기 금속 파우더를 스프레이 방법으로 코팅한 다음 상기 마스크를 제거함으로써, 제1 및 제2 외부전극(300, 310)이 형성된다. 이와 달리, 제1 및 제2 외부전극(300, 310)은 알루미늄 테이프(Al tape)를 붙이거나, 실버 페이스트(Ag paste)의 코팅에 의하여 형성될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 외부전극(300, 310)은 투명한 도전성 물질, 예를 들면, 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide : ITO) 또는 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide : IZO)로 형성될 수 있다. 이처럼, 제1 및 제2 외부전극(300, 310)이 투명한 물질로 이루어질 경우, 실제로 영상의 표시에 영향을 미치는 유효발광영역까지 제1 및 제2 외부전극(300, 310)을 형성할 수 있어 제1 및 제2 외부전극(300, 310)의 면적을 증가시킬 수 있다.
이러한 제1 및 제2 외부전극(300, 310)은 외부로부터 인가되는 방전 전압을 제1 및 제2 기판(100, 200)에 인가하여 다수의 방전 공간(130)에 플라즈마를 발생시킨다.
한편, 면광원 장치(1000)는 제1 기판(100)의 내면에 형성되는 제1 형광층(130), 보호층(150) 및 제2 기판(200)의 내면에 형성되는 제2 형광층(140)을 더 포함한다. 제1 및 제2 형광층(130, 140)은 방전 공간(110)들에서 플라즈마 방전을 통해 발생된 자외선에 의하여 여기되어 가시광선을 방출한다. 반사층(150)은 제1 기판(100)과 제1 형광층(130) 사이에 형성된다. 반사층(150)은 제1 및 제2 형광층(130, 140)에 의해 발생된 가시광선을 제2 기판(200) 측으로 반사시켜 제1 기판(100)으로 광이 누설되는 것을 방지한다.
또한, 면광원 장치(1000)는 제2 기판(200)과 제2 형광층(140)의 사이 및/또는 제1 기판(100)과 반사층(150)의 사이에 형성되는 보호층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호층은 제1 또는 제2 기판(100, 200)과 방전 가스의 주성분인 수은과의 화학적인 반응을 방지하여 수은의 손실 및 흑화 현상을 방지한다.
또한, 면광원 장치(1000)는 서로 인접한 방전 공간(110)들을 연결하기 위한 연결 통로(240)를 갖는다. 연결 통로(240)는 각각의 공간 분할부(220)에 적어도 하나 이상이 형성된다. 각각의 연결 통로(240)는 서로 인접한 방전 공간(110)을 연결하기 위하여 제1 기판(100)과 결합시 제1 기판(100)과 소정 거리로 이격되게 형성된다. 이러한 연결통로(240)는 제2 기판(200)의 성형 가공 시, 공간 분할부(220)에 비하여 덜 함몰시킴으로써 얻어질 수 있다. 따라서, 어느 하나 이상의 방전 공간(110)에 주입되는 방전 가스는 연결통로(240)를 통하여 다른 방전 공간(110)으로 이동되며, 결국, 모든 방전 공간(110)에는 균일한 가스압으로 방전 가스가 균일하게 분포된다.
도 4는 도 1에 도시된 면광원 장치의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치(1000)는 외곽과 인접한 방전 공간부(210)들에 형성되는 휘도 보상부(230)들을 갖는다. 휘도 보상부(230)는 외곽과 인접한 방전 공간(110)들의 휘도를 보상하기 위하여 외곽과 인접한 방전 공간부(210)들의 양 단부에 각각 형성된다.
각 방전 공간(130)에서 발생되는 광의 휘도는 각 방전 공간(130)에 흐르는 전류량에 비례하며, 상기 전류량은 제1 및 제2 외부전극(300, 310)과의 커패시턴스에 따라 결정된다. 또한, 각 방전 공간(110)의 커패시턴스는 제1 및 제2 외부전극(300, 310)과의 대향 면적 및 대향 거리에 따라 결정된다.
본 실시예에서, 휘도 보상부(230)는 제1 기판(100) 방향으로 함몰되는 함몰부(230)로 이루어진다. 함몰부(230)는 균일한 두께를 갖는 제2 기판(200)의 성형에 의하여 형성되므로, 다른 방전 공간부(210)에 비하여 특정 영역의 두께가 얇아지게 된다. 따라서, 외곽과 인접한 방전 공간(110)들은 함몰부(230)의 형성에 의하여, 제1 외부전극(300)과 접하는 면적이 증가되며, 제1 외부전극(300)과 대향하는 거리가 감소된다. 이에 따라, 함몰부(230)가 형성된 방전 공간(110)들의 커패시턴스는 증가되고, 커패시턴스에 반비례하여 임피던스는 감소된다. 이러한 커패시턴스의 증가 및 임피던스의 감소에 의해 방전 공간(110)들에 흐르는 전류량은 증가하게 된다.
본 발명에서, 방전 공간(110)들의 개수와 함몰부(230)의 개수는 면광원 장치(1000)의 전체적인 크기 및 요구되는 방전 특성 등에 따라 다양하게 변화될 수 있다.
예를 들어, 면광원 장치(1000)는 도 4에 도시된 바와 같이, 8개의 방전 공간부(210)을 가지며, 외곽과 인접한 방전 공간부(210)들 즉, 상측 외곽과 인접한 3개 이하의 방전 공간부(210)들과 하측 외곽과 인접한 3개 이하의 방전 공간부(210)들에는 함몰부(230)가 형성된다. 이때, 외곽과 가까운 방전 공간부(210)에 형성되는 함몰부(230)일수록 함몰 깊이가 증가되는 것이 바람직하다.
한편, 면광원 장치(1000)의 크기의 증가에 따라, 방전 공간(110)의 개수는 수십개까지도 증가될 수 있다. 이처럼, 방전 공간(110)의 개수가 증가한다하여도, 중앙부에 위치하는 방전 공간(110)들의 휘도는 거의 균일하게 발생되며, 단지 외곽과 인접한 3개 이하의 방전 공간(110)에서만 휘도 저하의 문제가 발생된다. 따라서, 방전 공간(110) 개수의 증가와는 상관없이 상측 및 하측 외곽 각각에 인접한 3개 이하 정도의 방전 공간부(210)에만 함몰부(230)를 형성하여도 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.
그러나, 도시되지는 않았으나, 함몰부(230)는 외곽과 가장 인접한 최상단 및 최하단에 위치하는 방전 공간부(210)들에만 형성될 수 있으며, 이와 달리, 모든 방전 공간부(210)들에 형성될 수도 있다. 모든 방전 공간부(210)들에 형성될 경우, 함몰부(230)들의 크기는 중앙부로부터 외곽으로 갈수록 증가되는 것이 바람직하다.
도 5는 도 4에 도시된 B-B'선을 절단한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상측 외곽에 인접한 3개의 방전 공간부(210)들에는 함몰부(230)들이 형성된다. 여기서, 함몰부(230)들의 크기는 외곽에 가까워질수록 증가된다. 구체적으로, 외곽에 가장 인접한 방전 공간부(210)에 형성되는 제1 함몰부(230a)는 제1 함몰 깊이(DE1)를 갖고, 그 다음으로 인접하는 방전 공간부(210)에 형성되는 제2 함몰부(230b)는 제1 함몰 깊이(DE1)보다 작은 제2 함몰 깊이(DE2)를 가지며, 또 다음으로 인접하는 방전 공간부(210)에 형성되는 제3 함몰부(230c)는 제2 함몰 깊이(DE2)보다 작은 제3 함몰 깊이(DE3)를 갖는다. 이처럼, 외곽에 인접할수록 함몰부(230)의 함몰 깊이(DE)가 증가되면, 제1 외부전극(300)과 접하는 면적이 증가되어 외곽으로 갈수록 심해지는 휘도 저하를 보상하여 휘도 균일도를 향상시킨다.
도 6은 도 4에 도시된 함몰부를 구체적으로 나타낸 도면이며, 도 7은 도 6에 도시된 C-C'선을 절단한 단면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 함몰부(230)는 방전 공간부(210)의 폭(W2)보다 작은 함몰 폭(W1)을 가지며, 제1 외부전극(300)의 전극 폭(EW)보다 작은 함몰 길이(L1)를 갖는다.
함몰부(230)의 함몰 폭(W1)이 방전 공간부(210)의 폭(W2)과 동일할 경우, 제1 외부전극(300)과 접하는 면적이 감소되므로, 함몰부(230)의 함몰 폭(W1)은 방전 공간부(210)의 폭(W2)보다 작게 형성되어야 한다. 서로 다른 방전 공간부(210)에 형성되는 서로 다른 함몰부(230)들은 동일한 함몰 폭(W1)을 가질 수도 있으며, 이와 달리, 서로 다른 함몰 폭(W1)을 가질 수도 있다. 바람직하게는, 외곽에 인접하는 방전 공간부(210)로 갈수록 함몰부(230)의 함몰 폭(W1)이 증가된다.
또한, 함몰부(230)의 함몰 길이(L1)는 서로 다른 방전 공간부(230)에 형성되는 함몰부(230)들간에 서로 동일한 함몰 길이(L1)를 가지나, 이와 달리, 서로 다른 함몰 길이(L1)를 가질 수도 있다. 바람직하게는, 외곽에 인접하는 방전 공간부(210)로 갈수록 함몰부(230)의 함몰 길이(L1)는 증가된다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이다. 본 실시예에서, 휘도 보상부를 제외한 나머지 구성은 도 5에 도시된 것과 동일하므로, 동일한 구성에 대하여는 동일한 명칭 및 동일한 도면 부호를 사용하며, 그 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치(2000)는 외곽과 인접한 방전 공간부(210)들에 형성되는 휘도 보상부(250)들을 갖는다. 본 실시예에서, 휘도 보상부(250)는 제1 기판(100)의 반대 방향으로 돌출되는 돌출부(250)로 이루어진다.
돌출부(250)는 외곽과 인접한 방전 공간(110)들의 휘도를 보상하기 위하여 외곽과 인접한 방전 공간부(210)들의 양 단부에 각각 형성된다. 돌출부(250)는 외곽과 인접한 방전 공간부(210)들 즉, 상측 외곽과 인접한 3개 이하의 방전 공간부(210)들과 하측 외곽과 인접한 3개 이하의 방전 공간부(210)들에 형성된다. 이때, 외곽과 가까운 방전 공간부(210)에 형성되는 돌출부(250)일수록 돌출 높이(HE)가 증가되는 것이 바람직하다.
예를 들어, 외곽에 가장 인접한 방전 공간부(210)에 형성되는 제1 돌출부(230a)는 제1 돌출 높이(HE1)를 갖고, 그 다음으로 인접하는 방전 공간부(210)에 형성되는 제2 돌출부(250b)는 제1 돌출 높이(HE1)보다 작은 제2 돌출 높이(HE2)를 가지며, 또 다음으로 인접하는 방전 공간부(210)에 형성되는 제3 돌출부(250c)는 제2 돌출 높이(HE2)보다 작은 제3 돌출 높이(HE3)를 갖는다. 이처럼, 외곽에 인접할수록 돌출부(230)의 돌출 높이(HE1)가 증가되면, 제1 외부전극(300)과 접하는 면적이 증가되어 외곽으로 갈수록 심해지는 휘도 저하를 보상하여 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.
도 9는 도 1에 도시된 D부분을 확대한 부분 확대도이며, 도 10은 도 9의 E-E'선을 절단한 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 연결 통로(240)는 각각의 공간 분할부(220)에 적어도 하나 이상이 형성된다. 각각의 연결 통로(240)는 서로 인접한 방전 공간(110)들을 연결하기 위하여 제1 기판(100)과 결합시 제1 기판(100)과 소정 거리로 이격되게 형성된다. 연결 통로(240)는 일 예로, 공간 분할부(220)의 길이 방향에 대하여 대각선 방향으로 곡선을 그리며 형성된다. 특히, 연결 통로(240)는 공간 분할부(220)의 길이 방향에 대하여 대각선 방향으로 S자 형상을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 연결 통로(240)의 형상을 S자 형상으로 형성함으로써, 연결 통로(240)의 길이는 방전 공간(110)간의 이격 거리 즉, 공간 분할부(220)의 폭(W3)보다 커지게 된다. 이처럼, 연결 통로(240)의 길이가 증가됨에 따라, 각 방전 공간(110)에 흐르는 전류가 인접한 다른 방전 공간(110)으로 이동할 수 있는 경로가 길어지게 되어, 편류 현상 등의 불량 발생을 효과적으로 방지할 수 있다.
예를 들어, 연결 통로(240)는 각 공간 분할부(220)의 길이 방향의 중앙부에 하나가 형성된다. 연결 통로(240)는 공간 분할부(220)의 폭(W3)보다 작은 공간 폭(W4)을 가지며, 방전 공간부(210)가 제1 기판(100)과 최대로 이격되는 제1 최대 이격 거리(MD1)보다 작은 제2 최대 이격 거리(MD2)를 갖도록 형성된다. 일 예로, 연결 통로(240)는 약 1㎜ ~ 약 3㎜ 정도의 공간 폭(W4)을 가지며, 약 1㎜ ~ 약 2 ㎜ 정도의 제2 최대 이격 거리(MD2)로 형성된다.
따라서, 어느 하나 이상의 방전 공간(110)으로 주입되는 방전 가스는 연결 통로(240)들을 통하여 다른 방전 공간(110)으로 이동되며, 시간이 지남에 따라 모든 방전 공간(110)에는 방전 가스가 균일한 가스압으로 분포되게 된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다. 본 실시예에서, 면광원 장치는 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 것과 동일한 구성을 가짐으로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(3000)는 면광원 장치(1000), 디스플레이 유닛(400) 및 인버터(500)를 포함한다.
면광원 장치(1000)는 평판 형상의 제1 기판(100), 제1 기판(100)과 이격되어 다수의 방전 공간(110)을 형성하는 다수의 방전 공간부(210)와 인접하는 방전 공간부(210)들 사이에 형성되어 제1 기판(100)과 접하는 다수의 공간 분할부(220)로 이루어지는 제2 기판(200), 및 제2 기판(200)의 외면에 형성되는 제1 외부전극(300)을 포함한다. 이때, 외곽과 인접한 하나 이상의 방전 공간부(210)들은 길이 방향의 양 단부에 형성되는 휘도 보상부(230)를 갖는다. 휘도 보상부(230)는 제1 기판(100) 방향으로 함몰되는 함몰부 또는, 제1 기판(100)의 반대 방향으로 돌출되는 돌출부로 이루어진다. 또한, 휘도 보상부(230)는 상측 외곽과 인접한 3개 이하의 방전 공간부(210)들 및 하측 외곽과 인접한 3개 이하의 방전 공간부(210)들에 형성되는 것이 바람직하며, 각각의 휘도 보상부(230)는 외곽에 가까운 방전 공간부(210)에 형성될수록 면적이 증가되는 것이 바람직하다.
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 더 포함한다.
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(300, 310)에 각각 인가된다. 본 실시예에서, 제1 및 제2 외부전극(300, 310)은 제1 및 제2 기판(100, 200)에 별도로 형성되므로, 제1 및 제2 외부전극(300, 310)을 전기적으로 연결하면서 제1 및 제2 전원선(510, 520)과 각각 연결되는 제1 및 제2 도전 클립(530, 540)을 더 포함할 수 있다.
한편, 액정표시장치(3000)는 면광원 장치(1000)를 수납하기 위한 수납용기(600), 면광원 장치(1000)로부터 출사되는 광의 특성을 향상시키기 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 확산판(710)을 포함한다. 확산판(710)은 소정의 두께를 갖는 플레이트 형상으로 이루어지며, 면광원 장치(1000)와 소정 간격으로 이격되어 배치된다. 광학 부재(700)는 확산판의 상부에 배치되는 하나 이상의 집광 시트(720)를 더 포함할 수 있다. 집광 시트(720)는 확산판(710)으로부터 출사되는 광을 액정표시패널(410) 방향으로 집광하여 광의 정면 휘도를 향상시킨다. 한편, 도시되지는 않았으나, 광학 부재(700)는 집광 시트(720)의 하부 또는 상부에 배치되어 광을 확산시키기 위한 확산 시트를 더 포함할 수 있다.
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.
한편, 도시되지는 않았으나, 액정표시장치(3000)는 면광원 장치(1000) 및 광학 부재(700)를 수납용기(600)에 고정하며, 액정표시패널(410)의 수납 위치를 가이드하기 위한 별도의 고정 수단을 더 포함할 수 있다.
이와 같은 면광원 장치 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 면광원 장치의 외곽과 인접하게 위치하는 방전 공간부들은 제1 외부전극과 중첩되는 영역에 형성되는 함몰부 또는 돌출부 등의 휘도 보상부를 갖는다. 휘도 보상부는 제1 외부전극과 접하는 면적을 증가시키고, 제1 외부전극과 대향하는 두께를 감소시켜 외곽에 인접하게 위치하는 방전 공간들에서 발생되는 광의 휘도를 증가시킨다. 따라서, 면광원 장치로부터 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 1의 A-A'선을 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 면광원 장치의 배면을 나타낸 배면 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 면광원 장치의 평면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 B-B'선을 절단한 단면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 함몰부를 구체적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 C-C'선을 절단한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이다.
도 9는 도 1에 도시된 D부분을 확대한 부분 확대도이다.
도 10은 도 9의 E-E'선을 절단한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 분해 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 제1 기판 110 : 방전 공간
130, 140 : 형광층 150 : 반사층
200 : 제2 기판 210 : 방전 공간부
220 : 공간 분할부 230 : 휘도 보상부
240 : 연결 통로 300, 310 : 제1 및 제2 외부전극
410 : 액정표시패널 500 : 인버터
600 : 수납용기 700 : 광학 부재
800 : 고정 부재 1000 : 면광원 장치
3000 : 액정표시장치

Claims (23)

  1. 평판 형상의 제1 기판;
    상기 제1 기판과 이격되어 다수의 방전 공간을 형성하는 다수의 방전 공간부 및 인접하는 상기 방전 공간부들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부를 포함하며, 외곽과 인접한 하나 이상의 상기 방전 공간부들은 길이 방향의 양 단부에 상기 제1 기판 방향으로 함몰되는 함몰부들을 갖는 제2 기판; 및
    상기 제2 기판의 외면에 형성되며, 상기 방전 공간부들의 양 단부에 상기 함몰부들과 중첩되도록 상기 방전 공간부의 길이 방향과 수직한 방향으로 형성되는 제1 외부전극을 포함하는 면광원 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 함몰부들은 상기 방전 공간부의 폭에 비하여 작은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 함몰부들은 상측 외곽과 인접한 3개 이하의 상기 방전 공간부들 및 하측 외곽과 인접한 3개 이하의 상기 방전 공간부들에 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 함몰부들은 외곽에 가까워질수록 함몰 깊이가 증가되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 함몰부들은 외곽과 가장 인접한 최상단 및 최하단에 위치하는 상기 방전 공간부들에만 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 외부전극은 길이 방향을 따라 동일한 전극 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  7. 제1항에 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.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 외부전극에 대응하여 상기 제1 기판의 외면에 형성되는 제2 외부전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판의 내면에 형성되어 상기 방전 공간들에서 발생된 광을 반사시키는 반사층; 및
    상기 제1 기판의 내면 및 상기 제2 기판의 내면에 형성되어 가시광을 발생시키는 형광층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  10. 평판 형상의 제1 기판;
    상기 제1 기판과 이격되어 다수의 방전 공간을 형성하는 다수의 방전 공간부 및 인접하는 상기 방전 공간부들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부를 포함하며, 외곽과 인접한 하나 이상의 상기 방전 공간부들은 길이 방향의 양 단부에 상기 제1 기판의 반대 방향으로 돌출되는 돌출부들을 갖는 제2 기판; 및
    상기 제2 기판의 외면에 형성되며, 상기 방전 공간부들의 양 단부에 상기 돌출부들과 중첩되도록 상기 방전 공간부의 길이 방향과 수직한 방향으로 형성되는 제1 외부전극을 포함하는 면광원 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 돌출부들은 상측 외곽과 인접한 3개 이하의 상기 방전 공간부들 및 하측 외곽과 인접한 3개 이하의 상기 방전 공간부들에 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 돌출부들은 외곽에 가까워질수록 돌출 높이가 증가되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  13. 제10항에 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.
  14. 제10항에 있어서, 상기 제1 외부전극에 대응하여 상기 제1 기판의 외면에 형성되는 제2 외부전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  15. 평판 형상의 제1 기판, 상기 제1 기판과 이격되어 다수의 방전 공간을 형성하는 다수의 방전 공간부와 인접하는 상기 방전 공간부들 사이에 형성되어 상기 제1 기판과 접하는 다수의 공간 분할부로 이루어지며 외곽과 인접한 하나 이상의 상기 방전 공간부들은 길이 방향의 양 단부에 형성되는 휘도 보상부를 갖는 제2 기판, 및 상기 제2 기판의 외면 중 상기 방전 공간부들의 양 단부에 상기 휘도 보상부들과 중첩되도록 상기 방전 공간부의 길이 방향과 수직한 방향으로 형성되는 제1 외부전극을 포함하는 면광원 장치;
    상기 면광원 장치로부터 출사되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널; 및
    상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 제1 외부전극에 인가하는 인버터를 포함하는 액정표시장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 휘도 보상부는 상기 제1 기판 방향으로 함몰되는 함몰부인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 휘도 보상부는 상기 제1 기판의 반대 방향으로 돌출되는 돌출부인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  18. 제15항에 있어서, 상기 휘도 보상부는 상측 외곽과 인접한 3개 이하의 상기 방전 공간부들 및 하측 외곽과 인접한 3개 이하의 상기 방전 공간부들에 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 휘도 보상부는 외곽에 가까워질수록 면적이 증가되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  20. 제15항에 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.
  21. 제15항에 있어서, 상기 면광원 장치는 상기 제1 외부전극에 대응하여 상기 제1 기판의 외면에 형성되는 제2 외부전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  22. 제15항에 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.
  23. 제22항에 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.
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