KR20070035992A

KR20070035992A - 면 광원 장치와 그를 이용한 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR20070035992A
Application number: KR1020060094079A
Authority: KR
Inventors: 홍재선; 이태수; 김근영; 김현숙
Original assignee: 삼성코닝 주식회사
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2006-09-27
Publication date: 2007-04-02
Also published as: JP2007095694A; TW200712691A; CN1959925A; US20070177371A1

Abstract

제1 기판 및 제2 기판을 구비하고, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 및 상기 내부 공간을 복수의 방전 공간들로 구획하는 하나 이상의 격벽부를 포함하여 이루어지고, 상기 제2 기판은 상기 방전 공간들이 형성되는 부위에 외부로 볼록하게 형성되는 볼록부들을 구비하고, 상기 볼록부들 중 최 외곽에 위치된 볼록부들의 외측 곡률반경이 그 사이에 위치된 볼록부들의 곡률반경보다 크게 형성됨을 특징으로 하는 면 광원 장치를 제공한다.

Description

면 광원 장치와 그를 이용한 백라이트 유닛{SURFACE LIGHT DEVICE AND BACK-LIGHT UNIT USING THE SAME}

도 1은 종래 면 광원 장치를 나타내는 사시도,

도 2는 도 1에 도시된 면 광원 장치의 단면을 나타내는 도면,

도 3은 본 발명에 따른 면 광원 장치를 나타내는 사시도,

도 4는 도 3에 도시된 면 광원 장치의 단면을 나타내는 도면,

도 5는 본 발명에 따른 면 광원 장치와 종래의 면 광원 장치의 최 외곽 방전 공간에서 광의 지향각을 비교 설명하기 위한 그래프,

도 6은 본 발명과 종래의 면 광원 장치 각각의 휘도 분포를 비교하기 위한 그래프,

도 7은 본 발명과 종래의 면 광원 장치의 휘도 분포를 비교하기 위한 도면,

도 8은 본 발명에 따른 면 광원 장치를 포함하는 백라이트 유닛의 구성을 나타내는 분리 사시도.

본 발명은 광원 장치에 관한 발명으로서, 특히 복수의 격벽부들에 의해서 그 내부가 방전을 위한 방전 공간들로 구획된 광원 장치에 관한 발명이다.

일반적인 액정(Liquid crystal)은 인가되는 전압에 따라서 전계 배열이 제어되는 전기적 특성과, 전계 배열에 따라서 광의 투과율이 변화되는 광학적 특성을 동시에 갖는다. 상술한 액정을 포함하는 영상 구현 장치는 액정을 통과하는 광을 생성하기 위한 광원과, 복수의 화소 전극 및 공동 전극을 포함하며 액정을 제어하기 위한 액정 제어 파트를 포함한다.

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.

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. 그러나 이들은 휘도 균일성이 좋지 않아, 근래에는 평판 형태의 면광원 장치가 제안되고 있다. 면광원 장치는 크게 격벽부 독립형과 격벽부 일체형으로 구분할 수 있다.

도 1은 종래 면 광원 장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 면 광원 장치 일부분의 단면을 도시한 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 종래의 면 광원 장치는 밀폐된 내부 공간을 갖는 광원 몸체(100)와, 광원 몸체(100)의 내부 공간을 복수의 방전 공간들로 구획하는 격벽부(111)와, 상기 광원 몸체(100) 의 양 끝단에 형성된 전극들(130)을 포함한다.

상기 광원 몸체(100)는 제2 기판(110)과, 상기 제2 기판(110)에 대응되는 제1 기판(120)을 포함하며, 상기 제2 및 제1 기판(110, 120) 사이의 가장자리를 따라 상기 광원 몸체(100)의 내부를 밀폐시키기 위한 프릿(flit; 101, 102)이 삽입된다. 상기 방전 공간(140)에는 방전 가스가 주입된다.

상기 제2 기판(110)은 상기 제1 기판(120)에 대면하는 일면에 보호층(미도시) 및 형광층(미도시)이 순차적으로 형성되고, 상기 제1 기판(120)은 상기 제2 기판에 대면하는 일면에 형광층(미도시)이 형성된다. 또한, 상기 제1 기판(120)의 일면에는 반사층(150)이 형성되어 상기 각 방전 공간(140)에서 생성된 광을 상기 제2 기판(110) 측으로 반사시킨다.

격벽부는 어느 하나 이상의 기판에 일체로 형성될 수 있다. 도 1에서는 격벽부(111)가 제2 기판(110)에 일체로 형성되는 실시예를 보여주고 있다. 별도로 분리된 격벽부가 상기 제1 및 제2 기판 사이에 삽입되는 독립형 격벽부 구조가 사용될 수도 있다.

상기 전극들(130)은 상기 광원 몸체(100) 양측 가장 자리의 외주면에 형성되며, 방전 가스를 여기시키기 위한 전원을 각 방전 공간에 인가한다. 여기된 방전 가스는 자외선을 방출하며, 방출된 자외선은 해당 방전 공간의 형광층들을 여기시켜서 가시광의 방출을 유도한다.

그러나, 광원 몸체의 중앙 부분에 위치된 방전 공간들은 상호 중첩에 의해 광의 조도가 밝아지는 반면에, 양측의 외곽에 위치된 방전 공간들은 상대적으로 중 첩에 의한 조도 향상의 효과가 떨어진다. 즉, 광원 몸체 전체의 휘도가 양측의 끝단에서 떨어지는 문제를 유발한다.

본 발명의 목적은 균일한 휘도의 광을 생성할 수 있는 면 광원 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은, 제1 기판 및 제2 기판을 구비하고, 상기 제1 기판과 제2 기판 사이에 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 및 상기 내부 공간을 복수의 방전 공간들로 구획하는 하나 이상의 격벽부를 포함하여 이루어지고, 상기 제2 기판은 상기 방전 공간들이 형성되는 부위에 외부로 볼록하게 형성되는 볼록부들을 구비하고, 상기 볼록부들 중 최 외곽에 위치된 볼록부들의 외측 곡률반경이 그 사이에 위치된 볼록부들의 곡률반경보다 크게 형성됨을 특징으로 하는 면 광원 장치를 제공한다.

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 3은 본 발명에 따른 면 광원 장치를 나타내는 사시도 이고, 도 4는 도 3에 도시된 면 광원 장치의 단면을 나타내는 도면이다. 도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 면 광원 장치는 광원 몸체와 격벽부(221a)와 전극(231, 232)을 포함하여 이루어진다.

광원 몸체는 상호 대면하는 제1 및 제2 기판(210, 220)을 구비하고 제1 기판과 제2 기판 사이에 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는다. 격벽부(221a)는 광원 몸체의 내부 공간을 복수의 방전 공간들로 구획한다. 전극(231, 232)은 방전 공간들(240)의 양 끝단을 덮도록 상기 면 광원 장치(200)의 양측 끝단에 형성된다.

상기 격벽부들(221a)은 상기 제2 또는 제1 기판(220, 210)의 형성시, 동시에 성형 되거나, 상기 제2 및 제1 기판(220, 210)과 별도의 독립된 형태로 삽입될 수 있다. 상기 각 격벽부(221a)는 w의 폭을 가지며, 암부를 형성한다. 상기 격벽부(221a)에는 통공(미도시)이 형성될 수 있다.

제2 기판(220)은 상기 제1 및 제2 기판(210, 220)의 사이에 방전 공간(240)을 확보하기 위한 다수의 볼록부들(221b)을 구비한다. 상기 볼록부(221b)는 해당 방전 공간(240)에서 생성된 광을 방출하는 명부를 형성한다.

상기 볼록부(221b)는 상기 격벽부(221a)들 사이를 연결하며, 상기 제2 및 제1 기판(220, 210) 사이에 방전 공간(240)을 제공한다. 상기 볼록부들(221b) 중 상기 면 광원 장치(200)의 최 외곽에 위치된 볼록부들(221b)의 외측 곡률반경(A, A')은 그 사이에 위치된 볼록부들(221b)의 곡률반경(B, B')보다 크게 형성된다.

상기 면 광원 장치(200)는 각 방전 공간(240)에서 생성되는 광 사이의 중첩 등으로 인해 그 중심부에서의 광의 휘도가 외곽보다 높다. 따라서, 본 발명에 따른 면 광원 장치(200)는 최 외곽에 위치된 상기 볼록부(221b)의 곡률반경을 그 사이에 위치된 볼록부들(221b)의 곡률반경보다 크게 형성함으로써 휘도가 상대적으로 낮은 해당 방전 공간의 휘도를 보상할 수 있다. 바람직하게는 최 외곽에 위치된 볼록부들의 외측 곡률반경이 그 사이에 위치된 볼록부들의 곡률반경보다 1.5배 이상 크게 형성된다. 특히, 본 발명은 다른 방전 공간에 비해 휘도가 낮은 방전 공간의 해당 볼록부(221b)의 곡률반경을 조절함으로써 상기 면 광원 장치(200) 전체의 휘도를 균일하게 보상할 수 있다.

상기 방전 공간(240)은 그 내부에 형광 층(미 도시) 등이 형성되고, 상기 형광 층을 여기 시키기 위한 방전 가스 등이 주입된다. 방전 가스로는 수은 가스가 일반적으로 사용될 수 있으며, 방전 가스는 인가된 전원에 의해 여기 된 후 자외선을 방출한다. 방출된 자외선은 형광 층을 여기 시켜서 가시광을 생성시킨다. 또한, 반사층(250) 등을 일면에 형성해서 생성된 광을 일 방향으로 진행시킬 수 있다. 상기 반사층(250)은 상기 제1 기판(210)의 일면에 증착되며, 필요에 따라서는 상기 제2 기판(220)의 일면 등에도 형성할 수 있다.

상기 전극(231, 232)은 상기 면 광원 장치(200)의 양측 끝단에 형성되며, 상기 각 방전 공간(240)에 전원을 공급한다. 상기 방전 공간들(240) 중 최 외곽에 위치된 방전 공간의 양 끝단을 확장하여 다른 방전 공간들보다 넓게 형성함으로써 휘도를 보상할 수도 있으며, 최 외곽에 위치된 방전 공간들 상에 형성된 전극(231, 232)의 일부분(231a, 232a)은 그 사이에 위치된 방전 공간들 상에 형성된 일부분(231b, 232b)보다 넓게 형성된다.

도3에서는 최 외곽에 위치된 방전 공간의 양 끝단을 수평적으로 확장하여 최 외곽 방전 공간의 휘도를 높인다.

또한 도3에서는 방전 공간 간의 이격 거리(격벽부의 폭)를 실질적으로 동일하게 하고, 방전 공간들의 양 끝단을 굴곡지게 형성하였다.

실시예에 따라서는 상기 복수의 방전 공간 중 최 외곽 방전 공간만을 굴곡지게 형성할 수도 있다. 이 경우, 최 외곽 방전 공간의 양 끝단이 외측으로 확장된 구조를 가질 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 면 광원 장치와 종래의 면 광원 장치의 최 외곽 방전 공간에서 광의 지향 각을 비교 설명하기 위한 그래프이다. 지향 각은 상기 제2 기판(220)의 출사면에 대한 임의의 수직 법선으로부터 광이 진행하는 방향과의 각을 의미한다. 도 5의 X축은 법선과 광이 이루는 각을 의미하고, Y 축은 이 경우의 휘도 변화를 나타낸다. 도 5의 그래프는 가우션(Gaussion) 형태이다. 도 5의 (a)는 비교 예로서 종래 면 광원 장치의 최 외곽 방전 공간에서의 광의 지향 각을 나타낸다. 도 5(a)는 면 광원 장치의 최 외곽에 위치된 방전 공간의 중앙에서 휘도가 최고점임을 알 수 있다. 도 5(b)는 본 발명에 따른 면 광원 장치의 최 외곽 방전 공간의 중앙부에서 다소 일 측으로 휘도의 최고점이 치우치게 생성된 광의 지향 각을 나타낸다.

일반적인 면 광원 장치의 최 외곽에 위치된 방전 공간은 다른 방전 공간에서 생성된 광과의 중첩량이 상대적으로 작아서, 면 광원 장치의 중심 부분보다 휘도가 낮다. 즉, 본 발명은 휘도가 다른 방전 공간들보다 상대적으로 낮은 해당 방전 공간의 곡률반경을 조절함으로써 해당 방전 공간의 지향 각을 변화시키고 그로 인해 서 상대적인 휘도 저하를 보상할 수 있다.

도 6은 본 발명에 따른 실시 예와 종래의 비교 예에 따른 면 광원 장치 각각에서 생성된 광의 휘도 분포를 비교하기 위한 그래프이다. 도 6의 실선은 본 발명에 따른 면 광원 장치에서 생성된 광의 휘도 분포를 나타내고, 점선은 종래 면 광원 장치에서 생성된 광의 휘도 분포를 나타낸다. 도 6의 X축은 면 광원 장치의 중심으로부터 좌, 우까지의 폭을 나타내고, Y축은 광의 휘도를 나타낸다.

실선과 점선을 비교해 보면 면 광원 장치의 양 끝단에서 휘도의 차이가 있음을 알 수 있다. 즉, 점선은 양 끝단에서 휘도가 크게 떨어지는 반면에, 실선은 상대적으로 높은 휘도를 갖게 됨을 알 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 실시 예와 종래의 비교 예에 따른 면 광원 장치의 휘도 분포를 비교하기 위한 도면이다. 도 7의 (a)는 종래 비교 예에 따른 면 광원 장치에서 광의 휘도 분포를 영상화한 사진이고, 도 7의 (b)는 본 실시 예에 따른 면 광원 장치에서 광의 휘도 분포를 나타낸다. 도 7 (a)의 테두리 부분의 암부는 휘도가 떨어지는 부분으로서, 도 7 (b)의 테두리 부분과 달리 도 7 (a)의 테두리 부분에 암부가 형성되어 휘도가 크게 떨어짐을 알 수 있다.

도 8은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 면 광원 장치를 포함하는 백라이트 유닛의 구성을 나타내는 분리 사시도 이다. 도 8을 참조하면, 본 실시 예에 따른 백라이트 유닛은 광원 장치(500)와, 상하부 케이스(515, 510)와, 광학 시트(530) 및 인버터(540)를 포함한다.

상기 광원 장치(500)는 그 최 외곽에 위치된 제1 방전 공간들(501)과, 상기 제1 방전 공간들(501)의 사이에 위치된 제2 방전 공간들(502)을 구비하며, 상기 방전 공간들(501, 502)을 형성하기 위한 볼록부 들 중 최 외곽에 위치된 볼록부의 곡률반경을 다른 볼록부들의 곡률반경보다 크게 형성함으로써, 해당 제1 방전 공간(501)의 위치적 요인으로 인한 휘도 저하를 보상할 수 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 설명한 본 발명의 면광원 장치 및 백라이트장치는 전술한 실시 예 및 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않은 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

본 발명에 따른 면 광원 장치는 휘도 보상이 필요한 최 외곽 방전 공간을 이루는 볼록부의 외측 곡률반경을 다른 볼록부의 곡률반경보다 크게 형성함으로써, 휘도가 상대적으로 낮은 부분의 휘도를 보상하게 되는 이점이 있다.

Claims

제1 기판 및 제2 기판을 구비하고, 상기 제1 기판과 제2 기판의 사이에 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 및

상기 내부 공간을 복수의 방전 공간들로 구획하는 하나 이상의 격벽부를 포함하여 이루어지고,

상기 제2 기판은 상기 방전 공간들이 형성되는 부위에 외부로 볼록하게 형성되는 볼록부들을 구비하고, 상기 볼록부들 중 최 외곽에 위치된 볼록부들의 외측 곡률반경이 그 사이에 위치된 볼록부들의 곡률반경보다 크게 형성됨을 특징으로 하는 면 광원 장치.
제1 항에 있어서, 상기 면 광원 장치는,

상기 방전 공간들의 양 끝단을 덮도록 상기 면 광원 장치의 양측 끝단에 형성된 전극을 더 포함함을 특징으로 하는 면 광원 장치.
제1 항에 있어서,

상기 격벽부들은 적어도 하나의 기판에 일체로 성형됨을 특징으로 하는 면 광원 장치.
제1 항에 있어서,

상기 격벽부들은 상기 제2 및 제1 기판과 독립되게 상기 제2 및 제1 기판의 사이에 삽입됨을 특징으로 하는 면 광원 장치.
제1 항에 있어서,

최 외곽에 위치된 볼록부들의 외측 곡률반경이 그 사이에 위치된 볼록부들의 곡률반경보다 1.5배 이상 크게 형성됨을 특징으로 하는 면 광원 장치.
제1 항에 있어서,

최 외곽에 위치된 방전 공간의 양 끝단은 확장되어 있는 것을 특징으로 하는 면 광원 장치.
제6 항에 있어서,

최 외곽에 위치된 방전 공간의 양 끝단은 수평적으로 확장되어 있고, 상기 방전 공간은 실질적으로 동일한 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제7 항에 있어서,

상기 복수의 방전 공간 중 적어도 최 외곽 방전 공간의 양 끝단은 굴곡지게 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
제1 기판 및 제2 기판을 구비하고, 상기 제1 기판과 제2 기판의 사이에 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체,

상기 내부 공간을 복수의 방전 공간들로 구획하는 하나 이상의 격벽부, 및

상기 방전 가스에 방전 전압을 인가하기 위한 전극을 포함하여 이루어지고,

상기 제2 기판은 상기 방전 공간들이 형성되는 부위에 외부로 볼록하게 형성되는 볼록부들을 구비하고, 상기 볼록부들 중 최 외곽에 위치된 볼록부들의 외측 곡률반경이 그 사이에 위치된 볼록부들의 곡률반경보다 크게 형성되는 면 광원 장치;

상기 면 광원 장치를 수납하는 상부 케이스 및 하부 케이스;

상기 면 광원 장치와 상기 상부 케이스 사이에 제공된 광학 시트; 및

상기 전극에 방전 전압을 공급하여 상기 면 광원 장치를 구동시키기 위한 인버터를 포함함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
제9 항에 있어서, 상기 백라이트 유닛은,

상기 인버터와 상기 전극을 전기적으로 연결시키기 위한 도전성 와이어들을 더 포함함을 특징으로 하는 백라이트 유닛.