KR20070035959A - 면광원 장치용 기판, 면광원 장치 및 이를 포함하는백라이트 유닛 - Google Patents

면광원 장치용 기판, 면광원 장치 및 이를 포함하는백라이트 유닛 Download PDF

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KR20070035959A
KR20070035959A KR1020060084655A KR20060084655A KR20070035959A KR 20070035959 A KR20070035959 A KR 20070035959A KR 1020060084655 A KR1020060084655 A KR 1020060084655A KR 20060084655 A KR20060084655 A KR 20060084655A KR 20070035959 A KR20070035959 A KR 20070035959A
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홍재선
최성배
강태수
김동우
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삼성코닝 주식회사
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Abstract

기판 표면에 실질적으로 동일한 간격으로 이격된 복수의 채널들이 형성되어 있고, 상기 채널 중 최외곽의 채널의 양 끝단은 수평적으로 확장되어 있는 기판 및 이를 포함하는 면광원 장치를 제공한다. 최외곽 채널의 양 끝단은 기판 가장 자리 쪽으로 또는 기판 중앙부로 확장될 수 있다. 상기 복수의 채널 중 적어도 최외곽 채널의 양 끝단의 확장부는 굴곡지게 혹은 선형적으로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 복수의 방전 채널을 포함하는 면광원 장치는 최외곽 채널에서의 방전 특성 저하를 개선할 수 있고 전체적으로 균일한 휘도를 가질 수 있다.
면광원 장치, 채널, 휘도

Description

면광원 장치용 기판, 면광원 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛{PLATE FOR SURFACE LIGHT SOURCE, SURFACE LIGHT SOURCE AND BACK-LIGHT UNIT HAVING THE SAME}
도 1은 종래의 면광원 장치를 보인 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 면광원 장치의 부분 단면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 장치를 나타내는 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 광원 장치의 A-A'선 단면도.
도 5는 도 3에 도시된 면광원 장치의 일부분을 도시한 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 면광원 장치의 휘도 특성을 보인 그래프.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원 장치를 보인 사시도.
도 8은 도 7의 면광원 장치의 평면도.
도 9는 본 발명의 면광원 장치를 포함하는 백라이트 유닛을 보인 전개도.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***
200: 면광원 장치 210:제1기판
220:제2기판 221:제1채널
222:제2채널 231, 232: 전극부
240:방전 공간
본 발명은 액정표시장치의 백라이트용 면광원 장치에 관한 것으로, 격벽에 의해서 내부 방전 공간이 복수의 채널로 구획된 면광원 장치에 관한 것이다.
액정은 인가되는 전압에 따라서 전계 배열이 제어되는 전기적 특성과, 전계 배열에 따라서 광의 투과율이 변화되는 광학적 특성을 동시에 갖는다. 액정표시장치는 백라이트와, 복수의 화소 전극 및 공동 전극을 포함하며 액정을 제어하기 위한 액정 제어 파트를 포함한다.
액정표시장치의 광원은 액정에 광을 공급하며, 광원에서 생성된 광은 화소 전극, 액정, 공동 전극을 순차적으로 통과한다. 액정을 투과한 광은 영상을 형성하게 되며, 상기 영상의 화질은 광의 휘도 균일성에 의해서 좌우되며, 영상의 해상도는 화소 전극의 수에 의해서 결정된다.
액정표시장치의 백라이트용 광원으로는 막대 형상을 갖는 냉음극선관 방식 램프(Cold cathode fluorescent lamp; CCFL) 또는 도트(Dot) 형상을 갖는 발광 다이오드(Light emitting diode; LED)를 사용할 수 있다. 또한 평판 형태의 면광원 장치(flat fluorescent lamp)가 제안되고 있다.
도 1은 종래의 면광원 장치를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 면광원 장치의 일부분을 도시한 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 면광원 장치는 격벽(111)에 의해 내부 방전 공간이 복수의 채널(140)들로 구획된 광원 몸체(100)와, 상기 광원 몸체(100)의 외면에 형성된 전극들(130)을 포함한다.
상기 광원 몸체(100)는 다수의 격벽들(111)이 성형된 제2기판(110)과, 상기 제2기판(110)에 대향하는 제1기판(120)을 포함하며, 제1기판과 제2기판 사이의 가장 자리에는 상기 광원 몸체(100)의 내부를 밀폐시키기 위한 프릿(flit; 101, 102)이 삽입된다. 상기 방전 공간(140)의 내부에는 방전 가스가 주입된다.
상기 제2기판(110)은 내면에 보호층(미도시) 및 형광층(미도시)이 형성되고, 상기 제1기판(120)은 내면에 형광층(미도시)이 형성된다. 또한, 상기 제1기판(120)의 일면에는 반사층(150)이 형성되어 방전 공간(140)에서 생성된 광을 상기 제2기판(110) 쪽으로 반사시킨다.
상기 전극들(130)은 상기 광원 몸체(100) 양측 가장 자리의 외주면에 형성되며, 방전 가스를 여기시키기 위한 전원을 방전 공간에 인가한다. 여기된 방전 가스는 자외선을 방출하며, 방출된 자외선은 해당 방전 공간의 형광층들을 여기시켜서 가시광의 방출을 유도한다.
면광원 장치를 구동하면 최외곽의 채널들은 외부의 영향으로 상대적으로 온도가 낮으며, 이로 인하여 여기되는 방전 가스 양이 적으며 그 결과 다른 채널들과 휘도 불균형을 유발하는 문제가 있다.
한편, 면광원 장치는 통상적으로 액정표시장치에 부착되어 바닥면에 대해 실질적으로 수직으로 설치되는데, 이 경우 방전 채널에서 발생하는 열은 상부로 집중 되는 경향 때문에 면광원 장치의 하부 채널들은 상대적으로 발광 특성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 발광 특성이 우수하고 휘도 불균형이 감소된 면광원 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 양산성이 우수한 간단한 구조의 면광원 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 구동시 열적인 불균형을 해소할 수 있는 면광원 장치를 제공하는데 있다.
기타, 본 발명의 다른 목적 및 특징은 이하의 바람직한 실시예를 통하여 더욱 상세하게 제시될 것이다.
본 발명의 제1특징에 따르면, 기판 표면에 실질적으로 동일한 간격으로 이격된 복수의 채널들이 형성되어 있고, 상기 채널 중 최외곽의 채널의 양 끝단은 수평적으로 확장되어 있는 면광원 장치용 기판을 제공한다.
상기 최외곽의 채널의 양 끝단은 기판 가장 자리 쪽으로 또는 기판 중앙부로 확장될 수 있다. 상기 복수의 채널 중 적어도 최외곽 채널의 양 끝단의 확장부는 굴곡지게 혹은 선형적으로 형성될 수 있다.
상기 복수의 채널은 동일한 높이로 형성되는 것이 바람직하다.
상기 복수의 채널 중 적어도 하나의 채널의 폭이 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 바람직하게는 최외곽의 방전 채널 및 이와 이웃하는 인접 채널을 포함하는 적어도 둘 이상의 채널의 폭이 상대적으로 크게 형성되는 것이 적절하다.
본 발명의 제2특징에 따르면, 밀폐된 방전 공간을 형성하는 제1기판 및 제2기판과, 상기 방전 공간에 전압을 인가하는 전극부를 포함하며, 상기 방전 공간은 실질적으로 동일한 간격으로 이격된 복수의 방전 채널들로 구획되어 있고, 상기 채널 중 최외곽의 채널의 양 끝단은 수평적으로 확장되어 있는 면광원 장치를 제공한다.
상기 복수의 방전 채널은 상기 제1기판 또는 제2기판의 표면을 성형하여 형성된 격벽부에 의하여 구획될 수 있다. 이와 달리, 상기 복수의 방전 채널은 상기 제1기판 또는 제2기판의 표면에 부가적으로 형성된 격벽에 의하여 구획될 수도 있다.
상기 전극부는 상기 제1기판과 제2기판 외면의 상기 방전 채널의 양 끝단에 형성될 수 있으며, 이와 달리 또는 부가적으로 방전 채널의 내부에 형성될 수도 있다.
본 발명의 제3특징에 따르면, 밀폐된 방전 공간을 형성하는 제1기판 및 제2기판과, 상기 방전 공간에 전압을 인가하는 전극부를 포함하며, 상기 방전 공간은 실질적으로 동일한 간격으로 이격된 복수의 방전 채널들로 구획되어 있고, 상기 채널 중 최외곽의 채널의 양 끝단은 수평적으로 확장되어 있는 면광원 장치와; 상기 면광원 장치를 수납하는 케이스; 및 상기 제1 및 제2 표면 전극부에 전압을 인가하는 인버터를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 발명에 따른 복수의 방전 채널을 포함하는 면광원 장치는 최외곽 채널의 양단을 수평적으로 확장함으로써 최외곽 채널에서의 방전 특성 저하를 개선할 수 있고 전체적으로 균일한 휘도를 가질 수 있다. 또한, 상기 복수의 방전 채널은 실질적으로 동일한 높이와 간격을 갖는 단순한 구조로서 기판의 성형성이 우수하며, 양산성을 극대화시킬 수 있다. 또한, 균일한 간격으로 이격된 복수의 방전 채널은 채널 사이의 비발광 영역에 의한 암부가 불균일하게 발생되는 것을 방지하며, 인접 채널간의 채널링을 감소시킬 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
제1실시예
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(200)는 격벽부(220a)에 의해 구획된 제1 및 제2채널들(221, 222)과, 상기 제1 및 제2채널들(221, 222)의 양 끝단(221a, 222a)을 덮도록 상기 광원 장치(200) 상에 형성된 전극부(231, 232)를 포함한다.
제2기판(220) 내면에는 형광층, 보호층 등이 형성되며, 성형에 의해 형성된 다수의 격벽부(220a)가 있다. 제1기판(210)은 내면에는 형광층, 반사층 등이 더 형성된다. 상기 면광원 장치(200)는 별도의 격벽이 제1기판과 제2기판 사이에 부가적으로 형성되어 복수의 방전 채널을 형성할 수도 있다. 전극부(231, 232)를 통해 제1 및 제2채널들(221, 222)에 인가된 전류는 방전 가스를 여기시켜서 자외선을 방출 하며, 방출된 자외선은 형광층을 여기시켜서 가시광을 방출시킨다.
상기 제1채널들(221)은 상기 광원 장치(200)의 최외곽에 위치되며, 상기 전극부(231, 232)의 하부에 위치된 양 끝단(221a)의 면적이 상기 제2채널들(222)의 양 끝단(222a)보다 넓게 형성된다. 즉, 외부의 영향으로 휘도가 상대적으로 낮은 최외곽에 위치된 제1채널들(221)은 양 끝단(221a)이 기판 중앙부로 확장되어 있다. 따라서, 제1채널의 전극부(231a, 232a) 면적이 제2채널들의 전극부(231b, 232b) 보다 크게 형성될 수 있어 제1채널의 방전 특성이 개선되며, 면광원 장치(200)의 휘도 균일성을 확보할 수 있다.
상기 제1채널(221)의 양 끝단에서는 인접하는 제2채널(222) 사이의 격벽부(220a)가 상대적으로 제2채널 쪽으로 치우쳐 있다. 최외곽에 위치하는 제1채널(221) 및 인접 채널들은 양단이 다소 굴곡져 있지만, 각 채널 사이의 간격은 실질적으로 동일하며 채널들의 높이도 동일하다.
면 광원 장치의 휘도 불균일은 각 채널에서 생성되는 가시광 세기의 차이에 기인한다. 면광원 장치의 중앙 부분의 채널들은 휘도가 높은 반면, 가장 자리 측의 채널들은 휘도가 상대적으로 낮다. 본 발명에서는 채널에 인가되는 전압 크기를 달리할 수 있도록 최외곽 채널의 양단 형태를 변화시켜, 채널간의 휘도 차이를 극복한다.
도 6은 본 발명에 따른 면광원 장치의 휘도 특성을 나타낸 그래프이다. 수평축은 면광원 장치의 중심으로부터 양 끝단까지의 거리를 의미하며, 0은 광원 장치의 중심을 나타내고, 0.2 및 - 0.2는 최외곽에 위치하는 제1채널까지의 거리를 의 미한다. 또한, 수직축은 휘도를 나타내고, 상부로 갈수록 광의 세기가 세짐을 의미한다.
도 6에 도시된 점선은 최외곽 채널의 휘도가 보상되지 않은 면광원 장치를 나타내고, 실선은 본 발명에 다른 면광원 장치의 휘도를 나타낸다. 본 발명에 따른 면광원 장치는 최외곽 채널에서의 휘도가 상대적으로 향상되었으며, 향상된 휘도는 최외곽 채널이 외부 영향에 따른 휘도 저하를 보상한다.
도 6의 X 영역은 휘도 증가가 더욱 두드러지는데, 일부 방전 채널들의 폭을 상대적으로 크게 함으로써 방전 특성을 더 향상시킨 결과이다. 이러한 일부 채널에서의 부분적인 휘도 향상은 예를 들어 면광원 장치에서 열적 불균형에 따른 휘도 저하를 보상할 수 있다.
제2실시예
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 면광원 장치를 도시한 사시도이며, 도 8은 이 면광원 장치에서 전극부를 제거한 상태의 평면도이다.
면광원 장치(200)는 제1기판(310)과 제2기판(320)이 상호 결합되어 내부 공간에 복수의 방전 채널(322)을 형성한다. 상기 방전 채널은 예를 들어 제1기판(310)을 소정 형태로 성형하여 형성할 수도 있으며, 이와 달리 제1기판과 제2기판 사이 공간에 별도의 성형물을 개입시켜 복수의 방전 채널로 구획할 수도 있다. 제1기판(310)과 제2기판(320)의 가장자리는 실링 물질로 밀봉된다. 방전 채널 내부 표면, 즉 제1기판과 제2기판의 내면에는 형광 물질이 도포된다. 하부에 위치하는 기판 내면에는 반사층이 더 형성될 수 있다.
방전 채널(322) 사이에는 인접 채널을 공간적으로 단절시키는 격벽부(225)가 있다. 격벽부는 인접하는 방전 채널의 간격을 정의하며, 본 발명에 따른 면광원 장치는 인접 채널 사이의 간격이 방전 채널 길이 방향에 대하여 일정하도록 격벽부를 형성한다.
방전 채널(322)은 바(bar) 형태로 길게 연장된 공간으로서 양단부 위에는 전극부(331, 332)가 형성되고, 중앙 부위는 방전 채널 내부에서 발생하는 광이 외부로 (면광원 장치의 일 표면으로) 출사되는 활성 영역(active area)에 해당한다. 방전 채널(322) 내부에는 수은, 제논, 아르곤, 기타 불활성 가스 등을 방전 가스로 포함할 수 있다.
상기 전극부(331, 332)는 일방향으로 나란히 배열되어 있는 복수의 방전 채널(322)들의 양단 상면과 방전 채널 사이의 격벽부(320a) 상면에 방전 채널의 길이 방향에 대하여 수직으로 형성된다.
본 실시예에 따른 면광원 장치는 상기 복수의 방전 채널 중 최외곽(도 8의 B 부분)에 위치하는 방전 채널(321)의 형태가 다른 방전 채널(도 8의 A 영역의 방전 채널)과는 다르다. 도 8에 도시된 바와 같이 최외곽 방전 채널(321)의 양단부(320b)는 중앙부(321a) 보다 측면으로 확장되어 있다. 바람직하게는 면광원 장치의 가장자리, 즉 제1기판(310)과 제2기판(320)을 결합시키는 가장 자리의 실링부(315) 방향으로 소정의 폭 t 만큼 확장된다.
따라서 면광원 장치의 활성 영역(도 8의 C 영역) 양단의 전극부 형성 영역 (도 8의 D 영역)에서 최외곽 채널(321)의 전극부가 상대적으로 커지게 되며 그 결과 최외곽 채널에서의 방전 특성도 향상된다. 또한, 각 방전 채널간의 간격은 동일하므로 채널 사이의 비발광 영역(격벽부)에 의한 암부(暗部)는 균일하게 형성되고 휘도 불균일을 야기하지 않는다. 뿐만 아니라, 전체적인 방전 채널의 형태가 단순하여 기판의 성형성이 우수하고, 그 결과 면광원 장치의 양산성도 크게 향상된다.
한편, 복수의 방전 채널 중 최외곽 채널 및 이웃하는 인접 채널은 채널 폭이 상대적으로 크게 형성될 수 있다. 예를 들어 도 8의 하부 채널들(320b, 322b, 324b)의 채널 폭을 다른 채널들 보다 다소 크게 함으로써 이 부분의 휘도를 향상시킬 수 있다. 하부 채널들의 휘도 향상은 바닥면에 대하여 수직적으로 설치된 면광원 장치에서 (상부로의 열 집중에 기인하는) 하부의 휘도 저하를 보상할 수 있다.
도 9는 본 발명의 면광원 장치를 포함하는 백라이트 유닛을 나타내는 전개 사시도 이다. 백라이트 유닛은 면광원 장치(500)와, 상부 및 하부 케이스(515, 510)와, 광학 시트(530) 및 인버터(540)를 포함한다.
면광원 장치(500)는 예를 들어 도 3에 도시된 실시예에서와 같이 최외곽에 위치된 제1채널들(501)과, 상기 제1채널들(501)의 사이에 위치된 제2채널들(502)을 구비하며, 상기 제1채널들(501)의 양 끝단이 상기 제2채널들(502)보다 넓은 면적을 갖도록 수평적으로 확장되어 있다.
상기 하부 케이스(510)는 상기 광원 장치(500)를 안전하게 보관하기 위한 수납 공간을 제공한다. 상기 상부 케이스(515)는 상기 하부 케이스(510)에 결합되어 상기 광원 장치(500)와 상기 광학 시트(530)를 안전하게 보관한다. 상기 인버터(540)는 상기 하부 케이스(510) 배면에 배치되어 상기 광원 장치(500)를 구동하기 위한 방전 전압을 발생시킨다. 상기 방전 전압은 와이어에 의해 상기 광원 장치(500)의 전극에 각각 인가된다. 상기 광학 시트(530)는 상기 광원 장치(500)로부터 출사되는 광을 균일하게 확산시키는 확산판과, 확산된 광의 직진성을 부여하기 위한 프리즘으로 이루어질 수 있다.
이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 복수의 방전 채널을 포함하는 면광원 장치는 최외곽 채널의 양단을 수평적으로 확장함으로써 최외곽 채널에서의 방전 특성 저하를 개선할 수 있고 전체적으로 균일한 휘도를 가질 수 있다. 또한, 상기 복수의 방전 채널은 실질적으로 동일한 높이와 간격을 갖는 단순한 구조로서 기판의 성형성이 우수하며, 양산성을 극대화시킬 수 있다. 또한, 균일한 간격으로 이격된 복수의 방전 채널은 채널 사이의 비발광 영역에 의한 암부가 불균일하게 발생되는 것을 방지하며, 인접 채널간의 채널링을 감소시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. 기판 표면에 실질적으로 동일한 간격으로 이격된 복수의 채널들이 형성되어 있고, 상기 채널 중 최외곽의 채널의 양 끝단은 수평적으로 확장되어 있는
    면광원 장치용 기판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 최외곽의 채널의 양 끝단은 기판 가장 자리로 확장되어 있는 면광원 장치용 기판.
  3. 제1항에 있어서, 상기 최외곽의 채널의 양 끝단은 기판 중앙부로 확장되어 있는 면광원 장치용 기판.
  4. 제3항에 있어서, 상기 복수의 채널 중 적어도 최외곽 채널의 양 끝단은 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치용 기판.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 채널은 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치용 기판.
  6. 제1항에 있어서, 상기 복수의 채널 중 적어도 하나는 채널 폭이 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 면광원 장치용 기판.
  7. 밀폐된 방전 공간을 형성하는 제1기판 및 제2기판과,
    상기 방전 공간에 전압을 인가하는 전극부를 포함하며,
    상기 방전 공간은 실질적으로 동일한 간격으로 이격된 복수의 방전 채널들로 구획되어 있고, 상기 채널 중 최외곽의 채널의 양 끝단은 수평적으로 확장되어 있는
    면광원 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 복수의 방전 채널은 상기 제1기판 또는 제2기판의 표면을 성형하여 형성된 격벽부에 의하여 구획되는 면광원 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 복수의 방전 채널은 상기 제1기판 또는 제2기판의 표면에 부가적으로 형성된 격벽에 의하여 구획되는 면광원 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 전극부는 상기 제1기판과 제2기판 외면의 상기 방전 채널의 양 끝단에 형성되어 있는 면광원 장치.
  11. 제7항에 있어서, 상기 최외곽의 채널의 양 끝단은 기판 가장 자리로 확장되어 있는 면광원 장치용 기판.
  12. 제7항에 있어서, 상기 최외곽의 채널의 양 끝단은 기판 내부로 확장되어 있는 면광원 장치용 기판.
  13. 제12항에 있어서, 상기 복수의 채널 중 적어도 최외곽 채널의 양 끝단은 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치용 기판.
  14. 제7항에 있어서, 상기 복수의 채널은 동일한 높이로 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치용 기판.
  15. 제7항에 있어서, 상기 복수의 채널 중 적어도 하나는 채널 폭이 상대적으로 큰 것을 특징으로 하는 면광원 장치용 기판.
  16. 밀폐된 방전 공간을 형성하는 제1기판 및 제2기판과, 상기 방전 공간에 전압을 인가하는 전극부를 포함하며, 상기 방전 공간은 실질적으로 동일한 간격으로 이격된 복수의 방전 채널들로 구획되어 있고, 상기 채널 중 최외곽의 채널의 양 끝단은 수평적으로 확장되어 있는
    면광원 장치와;
    상기 면광원 장치를 수납하는 케이스; 및
    상기 제1 및 제2 표면 전극부에 전압을 인가하는 인버터를 포함하는
    백라이트 유닛.
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