KR20060118837A - 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치에 관한 것으로, 그 목적은 니켈합금의 특성을 이용하여 면광원 장치의 방전개시전압을 낮추고, 면광원 장치의 휘도율을 향상시키며, 대형화가 용이한 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치를 제공하는 것이며, 이를 위한 본 발명은 다수개의 격벽들에 의해 분할된 채널들로 이루어진 방전공간과, 상기 방전공간으로 전압을 인가하는 전극부를 포함하는 면광원 장치에 있어서, 상기 방전공간의 내부에 제공되며, 상기 전극부의 온도 상승에 따라 상기 방전공간의 내면에 밀착되도록 팽창되어 상기 전극부에 의한 전자방출을 용이하게 하는 적어도 하나 이상의 보조부재를 포함하는 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치에 관한 것을 그 기술적 요지로 한다.

보조부재, 니켈합금, 팽창, 전자방출, 면광원

Description

면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE AND BACKLIGHT UNIT USING THE SAME}

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도,

도 2 는 도 1의 평면도,

도 3 은 도 2의 A-A`선을 따라 절단한 단면도,

도 4 는 도 3의 X부 상세도,

도 5 는 도 1의 면광원이 채용된 백라이트 장치를 나타낸 분해 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(100) : 면광원 장치 (170) : 보조부재

본 발명은 액정표시장치에 채용되어 액정패널로 면광을 조사하는 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치에 관한 것으로, 특히 니켈합금을 이용하여 방전 개시전압을 낮추고 휘도율이 향상된 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 액정의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 디스플레이하는 장치이다. 이러한 액정표시장치는 CRT등에 비하여 부피가 매우 작고, 무게가 가벼우며, 저전압 구동 및 저전력 소모라는 장점을 바탕으로 CRT를 대체하는 표시소자로서 개발되어져 왔으며, 그 결과 휴대용 컴퓨터, 통신 기기, 액정 TV 및 우주 항공 산업 등 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다. 한편, 상기 액정표시장치는 액정표시장치는 CRT와는 달리 스스로 빛을 내는 표시장치가 아니므로, 액정패널의 배면에 화상을 시각적으로 표현하기 위해 별도의 광원이 구비된다. 이와 같은 광원으로는 방전가스의 방전에 의해 발생된 자외선이 형광체를 여기시켜 가시광을 발생하는 램프, 또는 발광소자(Light Emitting Diode, LED)가 사용되고 있으며, 이러한 광원을 구비한 백라이트장치(Back Light Unit)를 이용하여 액정패널에 면광을 조사하게 된다.

상기 발광소자를 이용한 광원은 색재현성이 뛰어나고, 응답속도가 빠르며, 휘도 안정화 시간이 짧고, 수명이 길며, 친환경적이라는 장점이 있는 반면, 가격이 매우 비싸고 전력소모가 크며, 열이 많이 발생하는 단점을 갖고 있어 아직까지 대중화되고 있지 못한 실정이다.

상기 램프를 이용한 광원으로서, 종래에 일반적으로 사용되는 냉음극선관 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp; CCFL)는 휘도가 높고, 수명이 길며, 작은 발열량을 갖고 있으나, 휘도 균일성이 취약한 단점을 갖는다. 따라서 냉음극선관 형광램프는 휘도 균일성을 증가시키기 위해 도광판(Light Guide Panel; LGP)과 확산부재 및 프리즘 시트 등과 같은 광학 부재를 포함한다. 이로 인해 냉음극선관 형광램프를 광원으로 하는 백라이트 장치는 부피 및 무게의 증가와 함께 전체구조가 복잡하여 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점으로 인해, 면형 형광램프(Flat Fluorescent Lamp; FFL) 즉 면광원 장치가 제시되었다. 상기 면광원 장치는 소정 간격을 두고 대향 배치된 상판유리 및 하판유리를 포함하며, 다수개의 격벽들이 대향 배치된 상기 상판유리와 하판유리의 사이에 배치된다. 이때 격벽들은 상호 등간격을 유지한 채로 평행하게 배치되어 다수개의 채널들로 이루어진 방전공간이 형성되고, 이렇게 형성된 방전공간에 방전가스가 주입된다. 또한 주입된 방전가스로 전압을 인가하기 위한 전극이 상하판 유리의 양측 가장자리 외주면 또는 내부에 제공된다.

한편, 상기 전극에 의해 방전공간으로 전압이 인가되면, 방전공간의 내부에서 장벽 방전이 발생되고, 이러한 방전가스의 방전에 의해 발생된 자외선은 방전공간내에 구비된 형광체를 여기시켜 가시광을 발생하게 된다. 이렇게 발생된 가시광은 백라이트 장치의 전면에 배치된 액정패널로 조사되어 액정패널에 의한 영상의 표시를 돕게 된다. 그러나 액정표시장치가 점차 대형화됨에 따라 면광원 장치도 함께 대형화 되는 추세이며, 이로 인해 방전개시전압이 높아지게 되고, 긴 방전공간의 원활한 방전을 위해서는 고출력의 소비전력이 요구되므로 기존 인버터 및 전원공급라인의 사용이 어려운 문제점이 발생되었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 니켈합금의 특성을 이용하여 면광원 장치의 방전개시전압을 낮추고, 휘도율의 향상이 가능한 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 대형화가 용이한 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다수개의 격벽들에 의해 분할된 채널들로 이루어진 방전공간과, 상기 방전공간으로 전압을 인가하는 전극부를 포함하는 면광원 장치에 있어서,

상기 방전공간의 내부에 제공되며, 상기 전극부의 온도 상승에 따라 상기 방전공간의 내면에 밀착되도록 팽창되어 상기 전극부에 의한 전자방출을 용이하게 하는 적어도 하나 이상의 보조부재를 포함하는 면광원 장치를 개시한다.

또한, 본 발명은 면광원이 채용되는 백라이트 장치에 있어서,

다수개의 격벽들에 의해 분할된 채널들로 이루어진 방전공간과, 상기 방전공간으로 전압을 인가하는 전극부와, 상기 방전공간의 내부에 제공되며, 상기 전극부의 온도 상승에 따라 방전공간의 내부에서 팽창되어 전극부에 의한 전자방출을 용이하게 하는 적어도 하나 이상의 보조부재를 포함하는 면광원 장치;

상기 면광원 장치를 수납하는 상하부 케이스;

상기 면광원 장치와 상기 상부 케이스 사이에 제공된 광학 시트; 및

상기 전극부에 방전 전압을 인가하여 상기 면광원 장치를 구동시키는 인버터를 포함하는 백라이트 장치를 개시한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 면광원 장치(100)는 방전 가스가 주입되는 다수개의 채널(150)들로 이루어진 방전공간을 갖는 광원몸체(110)와, 상기 광원몸체(110)의 길이방향 양 끝단 외곽에 제공되어 상기 방전공간 내의 방전 가스로 전압을 인가하는 전극부(160)와, 상기 방전공간의 내부에 제공되어 전극부(160)에 의한 전자 방출을 돕는 보조부재(170)로 구성된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 광원몸체(110)는 상판유리(120)와 하판유리(130) 및 다수개의 격벽(140)들을 포함한다. 상기 상판유리(120)와 하판유리(130)는 프릿(115)을 매개로 상호 접착되어 밀폐된 공간을 형성하게 되고, 이 공간에 다수개의 격벽(140)들이 일정한 간격으로 제공되어 다수개의 채널(150)들로 이루어진 방전공간이 형성된다. 상기 상판유리(120)의 내부에는 보호막과 형광체가 도포되고, 상기 하판유리(130)에는 형광체와 반사체가 각각 도포되어 있다. 상기 다수개 의 격벽(140)들은 상판유리(120) 및 하판유리(130)와는 별도로 제작된 다수개의 격벽들이 제공될 수도 있으며, 상기 상판유리(120) 또는 하판유리(130)의 제작시 일체형으로 성형되어 제공될 수도 있다. 이러한 격벽(140)들은 광원몸체(110)의 전후측면(110a,110b)을 직교하게 가로지르는 방향과 평행하도록 제공되며, 또한 다수개의 격벽(140)들이 상호 일정한 간격과 함께 평행한 상태를 이루도록 제공된다. 따라서 광원몸체(110)가 갖는 다수개의 채널(150)들은 동일한 방향 및 형상으로 제공된다.

상기 전극부(160)는 상기 격벽(140)들이 향하는 방향과 직교하는 방향 즉, 광원몸체(110)의 좌우측면(110c,110d)을 직교하게 가로지르는 방향과 평행하도록 제공되어 다수개의 채널(150)들을 가로지르며, 채널(150)들의 양끝단에 위치하도록 제공되어 각 채널(150)들로 전압을 인가하게 된다. 이러한 전극부(160)는 도전성이 우수한 은 또는 구리 등으로 이루어지며, 테이프 또는 스프레이 또는 페이스트 형태로 제공될 수 있다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 보조부재(170)는 여러 합금이 가능 하지만, 그 중 다른 합금에 비해서 Hg와 반응성이 적은 니켈합금이 바람직하며, 적어도 하나 이상의 보조부재가 상기 방전공간의 내부에 제공된다. 이처럼 제공된 보조부재(170)는 전극부(160)를 통한 전압의 인가에 의해 방전이 개시되어 전극부의 온도가 상승하게 되면, 팽창에 의해 체적이 증가됨으로써 전극부(160)에 의한 전자 방출을 돕게 된다. 바람직하게는 상기 보조부재(170)는 다수개의 보조부재들로 구성되어 각 채널(150)의 양끝단부, 즉 상기 방전공간 중 상기 전극부(160)에 대응하는 위치에 각각 제공됨과 더불어 광원몸체(110)의 좌우측면(110c,110d)을 직교하게 가로지는 선(S)상에 동일하게 위치하도록 제공된다. 결과적으로 각 채널(150)은 이웃하는 채널과 동일한 위치에 보조부재(170)를 제공받게 된다.

이러한 보조부재(170)는 원기둥 형상 또는 구 형상 제공될 수 있으며, 상기 상판유리(120)와 하판유리(130)의 접착 전, 하판유리(130) 상의 해당위치에 놓여진 상태에서 상판유리(120)와 하판유리(130)의 진공기밀을 위한 고온의 접착공정을 거치게 되면서 보조부재(170)는 상하판유리(120,130)에 밀착됨으로서 해당 위치에 놓이게 된다. 상기 채널(150)의 내부는 배기 공정을 거치며 고 진공 상태를 유지하기 때문에 상기 보조 부재(170)는 해당 채널(150)의 내부에서 고정된 상태를 유지할 수 있다.

상기와 같이 방전공간 내에 제공된 보조부재(170)들은, 전극부(160)를 통한 전압의 인가에 의해 방전이 개시되면, 상기 전극부(160)가 위치한 방전공간의 해당부분은 다른 부분에 비해 빠른 속도로 온도가 상승하게 되고, 이처럼 해당부분의 온도가 상승함에 따라 해당부분에 제공된 보조부재(170)들이 니켈합금 자체 탄성에 의해 팽창하여 상판유리(120) 및 하판유리(130)에 밀착하게 되며, 이렇게 밀착된 보조부재(170)는 전극부(160)에 의한 전자방출을 용이하게 하여 방전개시전압을 낮추며 휘도율을 증가시킬 수 있게 된다. 팽창으로 인한 상기 보조부재(170)의 체적 증가는 전계 인가시 전자 방출을 증가시키는 요인이 된다.

도 5는 니켈합금으로 이루어진 보조부재(170)를 갖는 면광원 장치(100)가 채용된 백라이트 장치의 분해 사시도를 나타낸 것이다. 도 5를 참조하여 본 발명의 백라이트 장치에 대해 설명하면 아래와 같다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백라이트 장치는 면광원 장치(100)와, 상하부 케이스(220,210)와, 광학 시트(230) 및 인버터(240)로 구성된다.

상기 백라이트 장치에 채용된 면광원 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 방전공간의 내부에 니켈합금으로 이루어진 적어도 하나 이상의 보조부재(170)를 구비한 면광원 장치로서, 이는 이미 설명한 바 있으므로 구체적인 설명은 생략한다.

도 5를 참조하면, 상기 하부 케이스(210)는 수용공간(211)이 제공되어서 상기 면광원 장치(100)를 수용한다. 상기 광학 시트(230)는 면광원 장치(100)로부터 출사되는 광을 균일하게 확산시키는 확산판과, 확산된 광의 직진성을 부여하기 위한 프리즘으로 이루어질 수 있으며, 상기 면광원 장치(100)와 함께 하부 케이스(210)의 수용공간(211)에 수용된다. 상기 상부 케이스(220)는 상기 하부 케이스(210)에 결합되어 상기 면광원 장치(100)와 상기 광학 시트(230)를 구속함과 더불어 안전하게 보관되도록 한다. 상기 인버터(240)는 상기 하부 케이스(210) 배면에 배치되어 상기 면광원 장치(100)를 구동하기 위한 방전 전압을 발생시키며, 발생된 방전 전압은 와이어에 의해 상기 면광원 장치(100)의 전극부(160)에 각각 인가된다.

이상에서 설명한 본 발명의 면광원 장치 및 이를 이용한 백라이트 장치는 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않은 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명은 방전공간에 제공된 보조부재가 전극부에 의한 전자방출을 용이하게 함으로서 면광원 장치의 방전개시전압을 낮춤과 동시에 휘도율을 증가시킬 수 있게 되었다. 더욱이 방전개시전압이 낮아짐에 따라 면광원 장치의 대형화에 더욱 유리하게 되었다.

Claims (9)

1. 다수개의 격벽들에 의해 분할된 채널들로 이루어진 방전공간과, 상기 방전공간으로 전압을 인가하는 전극부를 포함하는 면광원 장치에 있어서,

   상기 방전공간의 내부에 제공되며, 상기 전극부의 온도 상승에 따라 상기 방전공간 내부에서 팽창되어 상기 전극부에 의한 전자방출을 용이하게 하는 적어도 하나 이상의 보조부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조부재는, 니켈합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조부재는, 상기 방전공간 중 상기 전극부에 대응하는 위치에 제공됨을 특징으로 하는 면광원 장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조부재는, 다수개로 구성되어, 상기 각 채널들의 양끝단부에 각각 제 공됨을 특징으로 하는 면광원 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 보조부재들은, 상기 면광원 장치의 좌우측면을 직교하게 가로지르는 선상에 동일하게 위치하도록 제공된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 보조부재들은, 각 채널의 길이방향에 대한 중심점을 기준으로 대칭구조로 제공된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 보조부재는, 원기둥 또는 구 형상으로 제공된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
8. 면광원이 채용되는 백라이트 장치에 있어서,

   다수개의 격벽들에 의해 분할된 채널들로 이루어진 방전공간과, 상기 방전공 간으로 전압을 인가하는 전극부와, 상기 방전공간의 내부에 제공되며, 상기 전극부의 온도 상승에 따라 방전공간의 내부에서 팽창되어 전극부에 의한 전자방출을 용이하게 하는 적어도 하나 이상의 보조부재를 포함하는 면광원 장치;

   상기 면광원 장치를 수납하는 상하부 케이스;

   상기 면광원 장치와 상기 상부 케이스 사이에 제공된 광학 시트; 및

   상기 전극부에 방전 전압을 인가하여 상기 면광원 장치를 구동시키는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 장치.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 보조부재는 니켈 합금으로 이루어진 것을 특징으로 하는 면광원 장치.

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