KR20070010844A - 면광원 장치 및 이를 구비한 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 면광원 장치 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 면광원 장치는, 제1 기판, 이와 이격 설치되어 방전 영역을 형성하는 제2 기판, 제1 기판상에 형성된 제1 전극, 그리고 제2 기판상에 형성된 제2 전극을 포함한다. 제1 전극 및 제2 전극 중 하나 이상의 전극 위에 열전도성 소재를 적층한다.
면광원 장치, 전극, 표시 장치, 열전도성 소재

Description

면광원 장치 및 이를 구비한 표시 장치{PLANAR LIGHT SOURCE DEVICE AND DISPLAY DEVICE PROVIDED WITH THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 장치의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면광원 장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 장치를 구비한 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 표시 장치에 구비된 패널 유닛의 구동 블록도이다.
도 9는 패널 유닛의 한 화소에 대한 등가 회로도이다.
본 발명은 면광원 장치 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 면광원 장치의 전극에서 발생하는 핀홀 현상을 방지할 수 있는 면광원 장 치 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형 및 경량화되면서 성능이 향상된 표시 장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
이러한 표시 장치로는, 액정표시장치(liquid crystal display, LCD), 플라스마 표시장치(plasma display device, PDP), 및 유기발광표시장치(organic light emitting display, OLED) 등을 그 예로 들 수 있다.
이러한 표시 장치의 경우, 부피가 크지 않고 무게도 가벼울 뿐만 아니라 비교적 선명한 표시 화면을 구현하므로, 기존의 음극선관(cathode ray tube, CRT)을 점차적으로 대체하면서, TV, 모니터 및 휴대폰 등의 모든 표시 장치에 사용되고 있다.
액정표시장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 다른 분자배열로 변환시킨다. 액정표시장치는 이러한 분자 배열에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환한다. 이와 같이, 액정표시장치는 액정표시패널에 함유된 액정셀에 의한 광의 변조를 이용하여 정보를 표시한다.
액정표시패널은 스스로 발광하지 못하는 수광 소자이므로, 액정표시패널 하부로부터 액정표시패널에 광을 제공하는 백라이트를 구비한다. 디지털 TV 등 대형 액정표시장치에서는 백라이트로서 다수의 램프를 사용하므로, 많은 부품이 사용되어 조립 공정이 복잡한 문제점이 있다. 또한, 외부 충격에 약한 램프의 파손 방지를 위하여 백라이트 어셈블리의 두께를 증가시키므로, 전체적으로 액정표시장치의 두께가 증가하는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 내부에 가스를 주입해 방전시킴으로써 발광되는 면광원 장치가 개발되고 있다. 면광원 장치에 전극을 형성하고 전극에 전압을 인가하여 면광원 장치내에 주입된 가스를 방전시킨다. 방전된 가스로부터 방출된 자외선은 형광체층을 여기하여 가시광선을 발생시킨다. 따라서 면광원 장치로부터 광이 출사된다.
면광원 장치의 외부에 전극을 형성하는 경우, 병렬 구동이 가능할 뿐만 아니라 각 채널간의 전압 편차를 줄일 수 있는 이점이 있다. 따라서 면광원 장치의 외부에 전극을 형성하는 방법이 많이 개발되고 있다.
그러나 전극을 고온의 고전류로 구동하는 경우, 유전체층의 기항복 전도 전류(pre-breakdown conduction current)에 의해 가열 효과가 발생한다. 따라서 유전체층 파괴 전압이 감소하면서 임계점에서 과전류가 흐른다. 과전류로 인하여 면광원 장치를 구성하는 기판과 전극에 핀홀이 발생한다. 핀홀 발생시 면광원 장치 내부에 밀폐된 방전 가스가 누출되므로 면광원 장치가 작동할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 핀홀 발생을 방지할 수 있는 면광원 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 전술한 면광원 장치를 구비한 표시 장치를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 면광원 장치는, 제1 기판, 이와 이격 설치되어 방전 영역을 형성하는 제2 기판, 제1 기판상에 형성된 제1 전극, 그리고 제2 기판상에 형성된 제2 전극을 포함한다. 제1 전극 및 제2 전극 중 하나 이상의 전극 위에 열전도성 소재를 적층한다.
면광원 장치를 작동시, 제1 전극 및 제2 전극 중 전류가 더많이 흐르는 전극에만 열전도성 소재를 적층할 수 있다.
제1 기판의 두께는 제2 기판의 두께보다 작은 것이 바람직하다.
제2 전극에만 열전도성 소재를 적층할 수 있다.
열전도성 소재는 Al2O3를 포함하는 것이 바람직하다.
제2 전극의 면적이 제1 전극의 면적보다 큰 것이 바람직하다.
제1 전극의 면적에 대한 제2 전극의 면적의 비는 2.0 내지 2.5인 것이 바람직하다.
제1 전극의 전류 밀도와 제2 전극의 전류 밀도가 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 면광원 장치는, 제1 기판의 내면 및 제2 기판의 내면에 각각 형성된 유전체층, 그리고 각각의 유전체층을 덮는 각각의 형광체층을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는, 화상을 표시하는 패널 유닛과, 여기에 광을 공 급하는 전술한 면광원 장치를 포함한다.
면광원 장치를 작동시, 제1 전극 및 제2 전극 중 전류가 더많이 흐르는 전극에만 열전도성 소재를 적층할 수 있다.
제1 기판의 두께는 제2 기판의 두께보다 작은 것이 바람직하다.
제2 전극에만 열전도성 소재를 적층할 수 있다.
열전도성 소재는 Al2O3를 포함하는 것이 바람직하다.
제2 전극의 면적이 제1 전극의 면적보다 큰 것이 바람직하다.
제1 전극의 면적에 대한 제2 전극의 면적의 비는 2.0 내지 2.5인 것이 바람직하다.
제1 전극의 전류 밀도와 제2 전극의 전류 밀도가 실질적으로 동일한 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 표시 장치에 포함된 면광원 장치는, 제1 기판의 내면 및 제2 기판의 내면에 각각 형성된 유전체층, 그리고 각각의 유전체층을 덮는 각각의 형광체층을 더 포함할 수 있다.
패널 유닛은 액정표시패널일 수 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 9를 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 이러한 본 발명의 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치(10)를 개략적으로 나타낸 다. 도 1에 도시한 면광원 장치(10)의 구조는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 면광원 장치(10)를 다른 구조로 변형할 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 면광원 장치(10)의 외부는 기판(101, 103)으로 둘러싸여 있다. 기판(101, 103)은 유리 소재로 이루어진다. 기판(101, 103)은 제1 기판(101) 및 제2 기판(103)을 포함한다. 제2 기판(103)은 제1 기판(101)과 이격 설치되어 방전 영역을 형성한다. 제1 기판(101)과 제2 기판(103)은 프릿(102)으로 상호 부착되어 있다.
전극(107, 109)은 양극(107a, 107b)과 음극(109a, 109b)으로 나누어진다. 제1 전극(107a, 109a)은 제1 기판(101)의 외측 단부에 형성된다. 제2 전극(107b, 109b)은 제2 기판(103)의 외측 단부에 형성된다. 전극(107, 109)은 외부로부터 전압을 인가받아 면광원 장치(10)내에 포함된 방전 가스를 방전시킨다. 도 1에는 도시하지 않았지만, 전극(107, 109)은 외부로부터 전압을 인가받기 위하여 배선을 통해 연결되어 있다.
제1 기판(101)상에는 제1 전극(107a, 109a)이 형성되고, 제2 기판(103)상에는 제2 전극(107b, 109b)이 형성된다. 제1 전극(107a, 109a)상에는 열전도성 소재(108)가 적층되어 있다. 도 1에는 도시하지 않았지만, 제2 전극(107b, 109b)상에도 열전도성 소재(108)가 적층되어 있다.
열전도성 소재(108)를 전극(107, 109)상에 적층하여 기판(101, 103)에서 발생하는 열을 외부로 방출시킬 수 있다. 따라서 기판(101, 103)과 전극(107, 109) 에 과전류가 흘러서 핀홀이 발생하는것을 방지할 수 있다.
도 2는 도 1에 도시한 면광원 장치(10)를 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 자른 단면을 나타낸다. 도 2에는 제1 전극(107a) 및 제2 전극(107b)에 모두 열전도성 소재(108)를 적층하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 제1 전극(107a) 및 제2 전극(107b) 중 하나 이상의 전극들 위에 열전도성 소재를 적층하기만 하면 된다.
열전도성 소재로는 Al2O3를 포함하는 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 스퍼터링(sputtering) 또는 스프레이 코팅 방법 등을 이용하여 Al2O3를 포함하는 소재를 전극상에 도포할 수 있다.
면광원 장치(10)의 내부 공간은 Xe 또는 Ar 등의 불활성 가스로 채워져 있다. 외부로부터 인가된 전압에 의해 전류(A0)가 전극들(107a, 107b)에 공급된다. 전류(A0)는 제1 전극(107a)에 공급되는 전류(A1)과 제2 전극(107b)에 공급되는 전류(A2)로 나누어진다. 전극(107a, 107b)에 전류가 흐르게 되면 전자를 방출하여 방전이 일어난다. 방전이 일어나면서 자외선이 발생되고, 자외선은 형광체층(115)을 여기시킨다. 면광원 장치(10)의 상부에 위치한 형광체층(115)은 투명하므로, 광을 상부로 방출할 수 있다. 또한, 면광원 장치(10)의 하부에는 Ag 등으로 이루어진 반사층(113)이 형성되어 면광원 장치(10)에서 하부로 방출되는 광을 상부로 반사킨다. 따라서 광의 손실을 최소화하여 휘도를 개선할 수 있다.
면광원 장치(10)는 다수의 격벽(106)을 포함한다. 다수의 격벽(106)은 면광원 장치(10)의 내부 공간을 구획하여 다수의 채널을 형성한다. 한편, 전극(107a, 107b)으로부터 방출된 전자에 의해 전극(107a, 107b)이 파손되는 것을 방지하기 위하여 유전체층(111)을 형성한다. 유전체층(111)을 이용하여 전극(107a, 107b)을 보호한다. 유전체층(11)은 PbO, B2O3, SiO2, 및 ZnO 등을 혼합하여 제조할 수 있다.
도 3에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원 장치(20)의 단면 구조를 나타낸다. 도 3에 도시한 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원 장치(20)의 단면 구조는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 장치의 단면 구조와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3에 도시한 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원 장치(20)는 제1 전극(107a) 위에만 열도전성 소재(108)를 적층한다. 면광원 장치(20)가 동작하는 경우, 전극들(107a, 107b)에 각각 흐르는 전류(A1, A2)의 양이 동일하지 않고 차이가 발생한다. 따라서 A1이 A2 보다 크다. 이러한 전류량의 차이는 제1 기판(101)과 제2 기판(103)간의 물성 차이에 기인한다. 따라서 제1 전극(107a, 107b)에 과전류가 흐를 수 있다. 과전류로 인하여 제1 기판(101)이 국부 과열될 수 있다. 따라서 과열에 따른 핀홀 발생을 방지하기 위하여 제1 전극(107a) 위에 열도전성 소재(108)를 적층한다. 제1 기판(101)측이 과열되어도 열전도성 소재(108)를 통하여 쉽게 열을 방출할 수 있으므로, 면광원 장치(20)의 내구성이 향상된다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 장치(30)의 단면 구조를 나타낸다. 도 4에 도시한 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 장치(30)의 내부 구조는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 장치의 구조와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하여 나타내며 그 자세한 설명을 생략한다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원 장치와는 반대로 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 장치(30)는 제2 전극(107b) 위에 열도전성 소재(108)를 형성할 수 있다. 즉, A2가 A1 보다 크게 되므로, 제2 기판(103)측으로 과전류가 흐르게 된다. 과전류로 인한 국부 과열로 제2 기판(103) 및 제2 전극(107b)에 핀홀이 발생되는 것을 방지하기 위하여 열도전성 소재(108)를 제2 전극(107b)상에 적층한다. 이로써 핀홀이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 특히, Al2O3와 같이 이차전자방출계수가 높은 물질을 열전도성 소재로 사용하면, 제1 기판(101)에 비해 제2 기판(103)에서 방출되는 이차전자의 양이 많아진다. 따라서 제2 기판(103)으로 흐르는 전류량(A2)이 제1 기판(101)으로 흐르는 전류량(A1)보다 커지게 된다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 장치(40)의 단면 구조를 나타낸다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 기판(101)의 두께(W101)를 제2 기판(103)의 두께(W103)보다 작게 형성한다. 제1 기판(101)은 유리로 형성할 수 있다. 제1 기판(101)은 공정의 단순화, 진공 유지, 방전 공간 확보 및 무게 감소를 위하여 유리 성형 공정을 이용하여 제조한다. 성형을 용이하게 하고 효율을 향상시키기 위하여 제1 기판(101)의 두께(W101)가 제2 기판(103)의 두께(W103)보다 작도록 형성한다. 제1 기판(101)이 제2 기판(103)에 비해 그 두께가 작으므로, 제1 기판(101)의 커패시턴스(capacitance)가 제2 기판(103)의 커패시턴스보다 커서 제1 기판(101)에 더 많은 전류가 흐른다. 결국, 많은 전류가 제1 전극(107a)의 온도를 상승시키지만, 본 발명에서는 열도전성 소재(108)가 구비되어 있으므로 열이 원활하게 방출된다. 따라서 제1 전극(107a)이 열화되는 것을 방지할 수 있다. 제1 전극(107a)이 열화되지 않으므로, 핀홀이 발생할 가능성이 없다.
특히, 저온에서 면광원 장치의 휘도 포화 시간을 단축하기 위해서는 과전류 상태에서 면광원 장치를 구동해야 한다. 따라서 과전류를 불가피하게 필요하므로, 과전류로 인한 핀홀 발생을 방지할 수 있는 구조의 면광원 장치가 요구된다. 열도전성 소재(108)를 적층하여 핀홀 발생을 방지하고, 저온에서 면광원 장치의 휘도 포화 시간도 단축할 수 있다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 면광원 장치(50)의 단면 구조를 나타낸다. 도 6에 도시한 본 발명의 제5 실시예에 따른 면광원 장치(50)는 본 발명의 제4 실시예에 따른 면광원 장치와 유사하므로, 동일한 부분에는 동일한 도면 부호를 사용하며 그 자세한 설명을 생략한다.
도 6에 도시한 바와 같이, 제2 전극(107b)의 면적(S107b)을 제1 전극(107a)의 면적(S107a)보다 크게 형성한다. 여기서, 면적은 기판에 대향하는 영역의 면적을 의미한다. 제1 기판(101)의 두께(W101)가 제2 기판(103)의 두께(W103)보다 작으므로, 제1 기판(101)의 커패시턴스가 제2 기판(103)의 커패시턴스보다 높다. 여기서, 제2 기판(103)의 커패시턴스에 대한 제1 기판(101)의 커패시턴스의 비는 2.0 내지 2.5이다. 따라서 제2 전극(107b)에 비해 제1 전극(107a)측으로 상대적으로 많은 양의 전류가 흐른다. 이를 상쇄시키기 위하여, 제2 전극(107b)의 면적(S107b)이 제1 전극(107a)의 면적(S107a)보다 크도록 형성한다. 이로써, 제1 전극(107a)의 전류 밀도와 제2 전극(107b)의 전류 밀도를 실질적으로 동일하게 할 수 있다.
커패시턴스는 전극의 면적에 비례하므로, 커패시턴스를 균일하게 조절하기 위해 전극의 면적을 커패시턴스와 반비례하도록 한다. 제1 전극(107a)의 면적(S107a)에 대한 제2 전극(107b)의 면적(S107b)의 비가 2.0 내지 2.5가 되도록 조절한다. 면적의 비가 2.0 미만이면 제1 전극(107a)으로 여전히 과전류가 흘러서 핀홀이 발생하기 쉽고, 면적의 비가 2.5를 넘으면 반대로 제2 전극(107b)으로 과전류가 흐를 수 있다. 그리고 제1 전극(107a) 및 제2 전극(107b)상에는 각각 열도전성 부재(108)를 부착하므로 열이 외부로 잘 방출된다.
도 7에는 도 1에 도시한 면광원 장치(10)를 구비한 표시 장치(100)를 나타낸다. 도 7에 도시한 표시 장치(100)는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 표시 장치(100)를 다른 형태로 변형할 수 있다. 또한, 도 7에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 장치(10)를 구비하는 것으로 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 표시 장치(100)는 본 발명의 제2 실시예 내지 제5 실시예에 따른 면광원 장치를 구비할 수도 있다.
면광원 장치(10)는 바텀 섀시(bottom chassis)(63)상에 수납된다. 바텀 섀시(63)의 배면에는 인버터(inverter)(미도시)가 설치되어 외부 전력을 일정 레벨로 변환한 후 면광원 장치(10)에 공급한다. 면광원 장치(10)는 와이어를 통하여 인버터와 연결되어 있다.
면광원 장치(10)으로부터 출사된 광은 확산판(76)을 거치면서 균일하게 확산된다. 휘도를 균일하게 하기 위하여 면광원 장치(10)는 확산판(76)과 소정 거리로 이격되어 있다. 확산판(76)을 거치면서 균일하게 확산된 광은 다수의 광학 시트(74)를 거치면서 직진성을 확보한다. 광학 시트(74)는 프리즘 시트를 포함하므로, 광을 직진시킨다. 따라서 광의 휘도를 향상시킬 수 있다. 광학 시트(74)와 확산판(76)은 미들 섀시(middle chassis)(65)를 이용하여 고정할 수 있다. 또한, 미들 섀시(65)는 그 상부에 위치한 패널 유닛 어셈블리(80)를 지지한다.
광은 패널 유닛(70)에 공급되고, 패널 유닛(70)은 화상을 표시한다. 도 7에는 패널 유닛(70)을 액정표시패널로 도시하였지만, 이는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다. 따라서 다른 수광형 패널을 사용할 수도 있다.
패널 유닛 어셈블리(80)는 탑 섀시(top chassis)(61)로 덮어서 고정할 수 있다. 패널 유닛 어셈블리(80)는 패널 유닛(70), 구동 IC 패키지(driver integrated circuit package, driver IC package)(83, 84) 및 인쇄회로기판(81, 82)을 포함한다. 구동 IC 패키지로는 COF(chip on film, 칩 온 필름) 또는 TCP(tape carrier package, 테이프 캐리어 패키지) 등을 사용할 수 있다. 인쇄회로기판(81, 82)은 또다른 프레임 부재(19)의 측면에 수납할 수 있다.
패널 유닛(70)은 다수의 TFT(thin film transistor, 박막 트랜지스터)로 이루어진 TFT 패널(71)과 TFT 패널(71) 상부에 위치하는 컬러필터패널(73) 및 이들 패널 사이에 주입되는 액정(미도시)을 포함한다. 컬러필터패널(73)의 상부와 TFT 패널(71)의 하부에는 편광판을 부착하여 패널 유닛(70)을 통과하는 광을 편광시킨다.
TFT 패널(71)은 매트릭스상의 박막 트랜지스터가 형성되어 있는 투명한 유리 기판이며, 소스 단자에는 데이터 라인이 연결되고, 게이트 단자에는 게이트 라인이 연결되어 있다. 그리고 드레인 단자에는 도전성 재질로서 투명한 ITO(indium tin oxide, 인듐 틴 옥사이드)로 이루어진 화소 전극이 형성된다.
전술한 패널 유닛(70)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 각각 인쇄회로기판(81, 82)으로부터 전기적인 신호를 입력하면 TFT의 게이트 단자와 소스 단자에 전기적인 신호가 입력되고, 이들 전기적인 신호의 입력에 따라 TFT는 턴 온 또는 턴 오프되어 화소 형성에 필요한 전기적인 신호가 드레인 단자로 출력된다.
한편, TFT 패널(71)에 대향하여 그 위에 컬러필터패널(73)이 배치되어 있다. 컬러필터패널(73)은 광이 통과하면서 소정의 색이 발현되는 색화소인 RGB 화소가 박막 공정에 의해 형성된 패널로서, 전면에 ITO로 이루어진 공통 전극이 도포되어 있다. TFT의 게이트 단자 및 소스 단자에 전원이 인가되어 박막 트랜지스터가 턴온되면, 화소 전극과 컬러필터패널의 공통 전극사이에는 전계가 형성된다. 이러한 전계에 의해 TFT 패널(71)과 컬러필터패널(73) 사이에 주입된 액정의 배열각이 변화되고 변화된 배열각에 따라서 광투과도가 변경되어 원하는 화소를 얻게 된다.
패널 유닛(70)의 외부로부터 영상 신호를 입력받아 게이트 라인과 데이터 라인에 각각 구동 신호를 인가하는 인쇄회로기판(81, 82)은 패널 유닛(70)에 부착된 각각의 구동 IC 패키지(83, 84)와 접속한다. 표시 장치(100)를 구동하기 위하여, 게이트 인쇄회로기판(81)은 게이트 구동 신호를 전송하고, 데이터 인쇄회로기판(82)은 데이터 구동 신호를 전송한다. 즉, 게이트 구동 신호와 데이터 구동 신호를 각각의 구동 IC 패키지(83, 84)를 통해 패널 유닛(70)의 게이트 라인 및 데이터 라인에 인가한다. 백라이트 어셈블리(10)의 배면에는 컨트롤 보드(control board)(미도시)를 설치한다. 컨트롤 보드는 데이터 인쇄회로기판(82)과 접속하여 아날로그 데이터 신호를 디지털 데이터 신호로 변환한 다음 패널 유닛(70)에 공급한다.
이하에서는 도 8 및 도 9를 참조하여 패널 유닛(70)의 동작 원리에 대하여 좀더 상세하게 설명한다.
TFT 패널(71)은 다수의 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)을 포함하고, 컬러필터패널(73) 및 TFT 패널(71)은 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결되어 있으며 대략 행렬의 형태로 배열된 복수의 화소(pixel)를 포함한다.
표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)은 게이트 신호("주사 신호"라고도 함)를 전달하는 다수의 게이트선(G1-Gn)과 데이터 신호를 전달하는 데이터선(D1-Dm)을 포함한다. 게 이트선(G1-Gn)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고 데이터선(D1-Dm)은 대략 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하다.
각 화소는 표시 신호선(G1-Gn, D1-Dm)에 연결된 스위칭 소자(Q)와 이에 연결된 액정 축전기(liquid crystal capacitor)(CLC) 및 유지 축전기(storage capacitor)(CST)를 포함한다. 유지 축전기(CST)는 필요에 따라 생략할 수 있다.
박막 트랜지스터 등 스위칭 소자(Q)는 TFT 패널(71)에 구비되어 있으며, 3단자 소자로서 그 제어 단자 및 입력 단자는 각각 게이트선(G1-Gn) 및 데이터선(D1-Dm)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 액정 축전기(CLC) 및 유지 축전기(CST)에 연결되어 있다.
액정 축전기(CLC)는 TFT 패널(71)의 화소 전극(190)과 컬러필터패널(73)의 공통 전극(270)을 두 단자로 하며 두 전극(190, 270) 사이의 액정층(3)은 유전체로서 기능한다. 화소 전극(190)은 스위칭 소자(Q)에 연결되며 공통 전극(270)은 컬러필터패널(73)의 전면에 형성되어 있고 공통 전압(Vcom)을 인가받는다. 이와는 달리, 공통 전극(270)이 TFT 패널(71)에 구비되는 경우도 있으며 이 때에는 두 전극(190, 270)중 적어도 하나가 선형 또는 막대형으로 만들어질 수 있다.
액정 축전기(CLC)의 보조적인 역할을 하는 유지 축전기(CST)는 TFT 패널(71)에 구비된 별개의 신호선(미도시)과 화소 전극(190)이 절연체를 사이에 두고 중첩 되어 이루어지며 이 별개의 신호선에는 공통 전압(Vcom) 따위의 정해진 전압이 인가된다. 그러나 유지 축전기(CST)는 화소 전극(190)이 절연체를 매개로 바로 위의 전단 게이트선과 중첩되어 이루어질 수 있다.
신호 제어부(600)는 외부의 그래픽 제어기(미도시)로부터 입력 영상 신호(R, G, B) 및 이의 표시를 제어하는 입력 제어 신호, 예를 들면 수직 동기 신호(Vsync)와 수평 동기 신호(Hsync), 메인 클록(MCLK), 데이터 인에이블 신호(DE) 등을 제공받는다. 신호 제어부(600)는 입력 영상 신호(R, G, B)와 입력 제어 신호를 기초로 영상 신호(R, G, B)를 패널 유닛(70)(도 7에 도시)의 동작 조건에 맞게 적절히 처리하고 게이트 제어 신호(CONT1) 및 데이터 제어 신호(CONT2) 등을 생성한 후, 신호 제어부(600)는 이어 게이트 제어 신호(CONT1)를 게이트 구동부(400)로 내보내고 데이터 제어 신호(CONT2)와 처리한 영상 신호(DAT)는 데이터 구동부(500)로 내보낸다.
게이트 제어 신호(CONT1)는 게이트 온 전압(Von)의 출력 시작을 지시하는 주사 시작 신호(STV), 게이트 온 전압(Von)의 출력 시기 및 출력 전압을 제어하는 적어도 하나의 클록 신호 등을 포함한다.
데이터 제어 신호(CONT2)는 영상 데이터(DAT)의 전송 시작을 알리는 수평 동기 시작 신호(STH)와 데이터선(D1-Dm)에 데이터 전압을 인가하라는 로드 신호(LOAD), 공통 전압(Vcom)에 대한 데이터 전압의 극성(이하, 공통 전압에 대한 데이 터 전압의 극성을 줄여 데이터 전압의 극성이라 함)을 반전시키는 반전 신호(RVS) 및 데이터 클록 신호(HCLK) 등을 포함한다.
신호 제어부(600)는 이들 제어 신호(CONT1, CONT2) 이외에도 백라이트 어셈블리(10)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호나 클럭 신호 등을 백라이트 어셈블리(10)로 내보낼 수 있다.
데이터 구동부(500)는 신호 제어부(600)로부터의 데이터 제어 신호(CONT2)에 따라 한 행의 화소에 대한 영상 데이터(DAT)를 차례로 입력받아 시프트시키고, 계조 전압 생성부(800)로부터의 계조 전압 중 각 영상 데이터(DAT)에 대응하는 계조 전압을 선택함으로써 영상 데이터(DAT)를 해당 데이터 전압으로 변환한 후, 이를 해당 데이터선(D1-Dm)에 인가한다.
게이트 구동부(400)는 신호 제어부(600)로부터의 게이트 제어 신호(CONT1)에 따라 게이트 온 전압(Von)을 게이트선(G1-Gn)에 인가하여 이 게이트선(G1-Gn)에 연결된 스위칭 소자(Q)를 턴온시키며, 이에 따라 데이터선(D1-Dm)에 인가된 데이터 전압이 턴온된 스위칭 소자(Q)를 통하여 해당 화소에 인가된다.
화소에 인가된 데이터 전압과 공통 전압(Vcom)의 차이는 액정 축전기(CLC)의 충전 전압, 즉 화소 전압으로서 나타난다. 액정 분자들은 화소 전압의 크기에 따라 그 배열을 달리한다.
1 수평 주기(또는 1H)[수평 동기 신호(Hsync)의 한 주기]가 지나면 데이터 구동부(500)와 게이트 구동부(400)는 다음 행의 화소에 대하여 동일한 동작을 반복 한다. 이러한 방식으로, 한 프레임(frame) 동안 모든 게이트선(G1-Gn)에 대하여 차례로 게이트 온 전압(Von)을 인가하여 모든 화소에 데이터 전압을 인가한다. 한 프레임이 끝나면 다음 프레임이 시작되고 각 화소에 인가되는 데이터 전압의 극성이 이전 프레임에서의 극성과 반대가 되도록 데이터 구동부(500)에 인가되는 반전 신호(RVS)의 상태가 제어된다(프레임 반전). 이 때, 한 프레임 내에서도 반전 신호(RVS)의 특성에 따라 한 데이터선을 통하여 흐르는 데이터 전압의 극성이 바뀌거나(행 반전, 도트 반전), 한 화소행에 인가되는 데이터 전압의 극성도 서로 다를 수 있다(열 반전, 도트 반전).
이하에서는 본 발명의 실험예에 대하여 설명한다. 본 발명의 실험예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.
실험예
42인치 LCD TV에 사용하는 도 1에 도시한 형태의 면광원 장치를 실험하였다. 면광원 장치는 28개의 채널을 가진다. 외부 전극 위에 Al2O3를 코팅한 면광원 장치를 전원과 연결하여 전압을 인가하였다. 인가되는 전압을 조금씩 상승시키면서 실험하였다.
실험예 1
면광원 장치의 상부 전극 및 하부 전극 위에 모두 Al2O3를 코팅한 후 전압을 인가하였다. 전압 인가시의 총 전류량(A0)은 0.80A 이었다. 상부 전극에 흐르는 전류량(A1)과 하부 전극에 흐르는 전류량(A2)을 각각 측정하고, 이들의 전류 밀도(J1, J2)를 각각 구하였다. 여기서, 전류 밀도(J1)는 상부 전극에 흐르는 전류량을 상부 전극의 면적(cm2)으로 나눈 값이다. 또한, 전류 밀도(J2)는 하부 전극에 흐르는 전류량을 하부 전극의 면적(cm2)으로 나눈 값이다. 그리고 전류 밀도의 비(J1/J2)를 구하였다.
실험예 2
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 0.85A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 1과 동일하였다.
실험예 3
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 0.90A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 1과 동일하였다.
실험예 4
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 0.95A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 1과 동일하였다.
실험예 5
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.00A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 1과 동일하였다.
실험예 6
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.05A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 1과 동일하였다.
실험예 7
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.10A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 1과 동일하였다.
실험예 8
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.14A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 1과 동일하였다.
실험예 9
면광원 장치의 하부 전극 위에만 Al2O3를 코팅한 후 면광원 장치에 전압을 인가하였다. 전압 인가시의 총 전류량(A0)은 0.81A 이었다. 상부 전극에 흐르는 전류량(A1)과 하부 전극에 흐르는 전류량(A2)을 각각 측정하고, 이들의 전류 밀도(J1, J2)를 각각 구하였다. 또한, 전류 밀도의 비(J1/J2)를 구하였다.
실험예 10
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 0.85A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 9와 동일하였다.
실험예 11
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 0.90A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 9와 동일하였다.
실험예 12
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 0.95A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 9와 동일하였다.
실험예 13
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.00A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 9와 동일하였다.
실험예 14
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.06A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 9와 동일하였다.
실험예 15
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.10A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 실험예 9와 동일하였다.
비교예
종래 기술의 비교예에 따른 면광원 장치를 대상으로 다음과 같이 실험하였다. 42인치 LCD TV에 사용하는 면광원 장치를 실험하였다. 면광원 장치는 28개의 채널을 가진다. 열도전성 소재가 코팅되지 않은 외부 전극을 형성한 면광원 장치 를 전원과 연결하여 전압을 인가하였다. 인가되는 전압을 조금씩 상승시키면서 실험하였다.
비교예 1
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 0.81A 이었다. 상부 전극에 흐르는 전류량(A1)과 하부 전극에 흐르는 전류량(A2)을 각각 측정하고, 이들의 전류 밀도(J1, J2)를 각각 구하였다. 그리고 전류 밀도의 비(J1/J2)를 구하였다.
비교예 2
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 0.85A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 비교예 1과 동일하였다.
비교예 3
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.00A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 비교예 1과 동일하였다.
비교예 4
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.05A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 비교예 1과 동일하였다.
비교예 5
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.10A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 비교예 1과 동일하였다.
비교예 6
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.15A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 비교예 1과 동일하였다.
비교예 7
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.20A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 비교예 1과 동일하였다.
비교예 8
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.90A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 비교예 1과 동일하였다.
비교예 9
전압 인가시의 총 전류량(A0)은 1.95A 이었다. 이외에 나머지 조건들은 비교예 1과 동일하였다.
표 1은 전술한 실험예와 비교예의 실험 결과를 나타낸다.
Figure 112005039341098-PAT00001
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 외부 전극 모두에 Al2O3를 코팅한 실험예 1 내지 실험예 8의 경우 상부 전극와 하부 전극의 전류 밀도의 비가 1.5 정도로 비교예 1 내지 비교예 9의 1.7에 비해 다소 낮아진 것을 알 수 있었다. 또한, 하부 전극에만 Al2O3를 코팅한 실험예 9 내지 실험예 15의 경우 상부 전극와 하부 전극의 전류 밀도의 비가 1.0 정도로 동일하게 되었다. 따라서 실험예 9 및 실험예 15로부터 하부 전극에만 Al2O3를 코팅하면 핀홀 발생을 효율적으로 방지할 수 있다는 것을 알 수 있었다.
전술한 실험예로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 경우 상부 전극의 전류 밀도와 하부 전극의 전류 밀도가 유사하거나 동일하게 되었다. 따라서 과전류에 의하여 전극에 핀홀이 발생하는 것을 방지할 수 있었다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 면광원 장치는 전극 위에 열전도성 소재를 적층하므로, 전극에 핀홀이 발생하는 현상을 방지할 수 있다.
제1 기판의 두께는 제2 기판의 두께보다 작으므로, 제1 기판을 유리 성형에 의해 용이하게 제조할 수 있다.
열전도성 소재는 Al2O3를 포함하므로, 방열이 더욱 효율적으로 이루어진다.
제2 전극의 면적이 제1 전극의 면적보다 크므로, 전극의 커패시턴스를 상쇄시켜 전류를 양 전극에 고르게 분포시킬 수 있다.
본 발명에 따른 표시 장치는 패널 유닛으로서 액정표시패널을 사용하므로, 실제 적용이 용이한 이점이 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 설명하였지만, 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.

Claims (19)

  1. 제1 기판,
    상기 제1 기판과 이격 설치되어 방전 영역을 형성하는 제2 기판,
    상기 제1 기판상에 형성된 제1 전극, 및
    상기 제2 기판상에 형성된 제2 전극
    을 포함하고,
    상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 하나 이상의 전극 위에 열전도성 소재를 적층한 면광원 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 면광원 장치를 작동시, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 전류가 더많이 흐르는 전극에만 열전도성 소재를 적층한 면광원 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 제1 기판의 두께는 상기 제2 기판의 두께보다 작은 면광원 장치.
  4. 제3항에서,
    상기 제2 전극에만 열전도성 소재를 적층한 면광원 장치.
  5. 제1항에서,
    상기 열전도성 소재는 Al2O3를 포함하는 면광원 장치.
  6. 제1항에서,
    상기 제2 전극의 면적이 상기 제1 전극의 면적보다 큰 면광원 장치.
  7. 제6항에서,
    상기 제1 전극의 면적에 대한 상기 제2 전극의 면적의 비는 2.0 내지 2.5인 면광원 장치.
  8. 제1항에서.
    상기 제1 전극의 전류 밀도와 상기 제2 전극의 전류 밀도가 실질적으로 동일한 면광원 장치.
  9. 제1항에서,
    상기 제1 기판의 내면 및 상기 제2 기판의 내면에 각각 형성된 유전체층, 및
    상기 각각의 유전체층을 덮는 각각의 형광체층
    을 더 포함하는 면광원 장치.
  10. 화상을 표시하는 패널 유닛, 및
    상기 패널 유닛에 광을 공급하는 면광원 장치
    를 포함하는 표시 장치로서,
    상기 면광원 장치는,
    제1 기판,
    상기 제1 기판과 이격 설치되어 방전 영역을 형성하는 제2 기판,
    상기 제1 기판상에 형성된 제1 전극, 및
    상기 제2 기판상에 형성된 제2 전극
    을 포함하고, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 중 하나 이상의 전극 위에 열전도성 소재를 적층한 표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 면광원 장치를 작동시, 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 전류가 더많이 흐르는 전극에만 열전도성 소재를 적층한 표시 장치.
  12. 제10항에서,
    상기 제1 기판의 두께는 상기 제2 기판의 두께보다 작은 표시 장치.
  13. 제12항에서,
    상기 제2 전극에만 열전도성 소재를 적층한 표시 장치.
  14. 제10항에서,
    상기 열전도성 소재는 Al2O3를 포함하는 표시 장치.
  15. 제10항에서,
    상기 제2 전극의 면적이 상기 제1 전극의 면적보다 큰 표시 장치.
  16. 제15항에서,
    상기 제1 전극의 면적에 대한 상기 제2 전극의 면적의 비는 2.0 내지 2.5인 표시 장치.
  17. 제10항에서.
    상기 제1 전극의 전류 밀도와 상기 제2 전극의 전류 밀도가 실질적으로 동일한 표시 장치.
  18. 제10항에서,
    상기 면광원 장치는,
    상기 제1 기판의 내면 및 상기 제2 기판의 내면에 각각 형성된 유전체층, 및
    상기 각각의 유전체층을 덮는 각각의 형광체층
    을 더 포함하는 표시 장치.
  19. 제10항에서,
    상기 패널 유닛은 액정표시패널인 표시 장치.
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