KR20070076593A - 평판 형광 램프 및 이를 갖는 액정 표시 장치 - Google Patents

평판 형광 램프 및 이를 갖는 액정 표시 장치 Download PDF

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KR20070076593A
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Abstract

본 발명은 장시간 구동시 방전 가스의 이동을 방지할 수 있는 평판 형광 램프 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
본 발명은 상부 기판의 공간 마련부들 사이에 상기 하부 기판과 소정거리로 이격되어 상기 다수의 방전공간을 분할하는 상부 기판의 공간 분할부와 상기 하부기판 사이에 상기 방전공간과 나란하게 형성된 격벽을 이용하여 인접한 상기 방전공간들로의 기체의 이동을 차단하는 것을 특징으로 한다.

Description

평판 형광 램프 및 이를 갖는 액정 표시 장치{FLAT FLUORESCENT LAMP AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 평판 형광 램프를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에서 선"Ⅰ-Ⅰ'"를 따라 절취한 평판 형광 램프를 나타내는 단면도이다.
도 3은 기체 이동 통로로 이용되는 도 1 및 도 2에 도시된 상/하부 형광체를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1에서 선"Ⅱ-Ⅱ'"를 따라 절취한 평판 형광 램프를 나타내는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 평판 형광 램프를 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 도시된 공기 통로부의 다른 실시 예를 나타내는 사시도이다.
도 7은 도 5에 도시된 공기 통로부의 또 다른 실시 예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 평판 형광 램프를 갖는 액정표시장치를 나 타내는 사시도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10 : 액정 표시 장치 30 : 액정 표시 패널
150 : 평판 형광 램프 160,170 : 기판
172 : 합착제 174 : 반사막
180,190 : 형광체 200 : 방전공간
210,220 : 전극 230 : 배기홀
250 : 격벽 260 : 공기 통로부
본 발명은 평판 형광 램프 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것으로, 장시간 구동시 방전 가스의 이동을 방지할 수 있는 평판 형광 램프 및 이를 갖는 액정 표시 장치에 관한 것이다.
액정표시장치(liquid crystal display, LCD)는 액정의 광투과율을 이용해 화상을 표시하는 장치이다. 이러한 액정표시장치는 화상을 표시하는 액정 표시 패널이 스스로 발광하지 못하는 비발광 소자이므로 별도의 광을 제공하는 광원 유닛을 포함한다.
광원 유닛의 광원으로는 냉음극관 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 주로 사용된다. 이 냉음극관 형광 램프는 소비전력이 적고 긴 수명을 갖지만 냉음극관 형광 램프가 선광원이므로 액정 표시 장치의 고휘도를 달성하기에는 많은 한계가 있다.
이에 따라, 최근에는 면형태로 광을 생성하여 고휘도 및 원가 절감을 이룰 수 있는 평판 형광(flat fluorescent light, FFL)장치에 대한 개발이 진행되고 있다. 평판 형광 램프는 다수의 방전 공간을 갖는 광원과, 광원 몸체에 방전 전압을 인가하기 위한 전극을 포함한다. 다수의 방전 공간 각각은 인접한 방전 공간과 서로 연통되도록 형성된다. 서로 연통된 각각의 방전 공간에는 수은을 포함하는 방전가스가 균일하게 분포하게 된다. 이러한 평판 형광 램프의 초기 구동시 각 방전공간에 방전가스가 균일하게 분포되어 있으므로 균일한 화이트 방전이 일어나게 된다.
그러나, 평판 형광 램프의 장시간 구동시 평판 형광 램프의 표면 온도는 그 평판 형광 램프의 영역별로 달라지게 되어 방전가스는 온도가 높은 영역에서 온도가 낮은 영역으로 이동하게 된다. 이러한 수은을 포함하는 방전 가스의 이동으로 인해 평판 형광 램프의 특정영역에서는 암부현상이 일어나거나 핑키(pinky) 방전이 발생하게 된다. 특히, 평판 형광 램프를 장시간 구동시 다수의 방전공간 중 상부 방전공간의 온도가 다른 방전 공간의 온도보다 낮아지게 된다. 이에 따라, 상부 방전 공간의 방전가스량과 다른 방전공간의 방전가스량이 달라져 상부 방전 공간과 다른 방전 공간의 휘도차가 발생하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 장시간 구동시 방전 가스의 이동을 방지할 수 있는 평판 형광 램프 및 이를 갖는 액정 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명에 따른 평판 형광 램프는 평판 형상의 하부기판과; 상기 하부 기판과 이격되어 다수의 방전공간들을 마련하는 공간마련부, 상기 다수의 방전공간을 분할하는 공간분할부로 이루어진 상부 기판과; 상기 상부기판의 공간분할부와 상기 하부기판 사이에 형성되어 인접한 상기 방전공간들로의 기체의 이동을 차단하는 격벽들을 구비하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 평판 형광 램프는 상기 상부기판의 전면의 양외곽부에 형성된 제1 및 제2 전극과; 상기 상부기판에 형성된 상부 형광체와; 상기 하부기판에 형성된 반사막과; 상기 반사막 상에 형성된 하부 형광체를 구비하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 격벽은 상기 상부 형광체와 하부 형광체 사이에 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 격벽은 프릿 글래스로 형성되는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 평판 형광 램프는 상기 격벽과 교차되는 방향으로 기체의 이동이 가능하게 하는 공기통로부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 공기통로부의 제1 실시 예는 상기 격벽들 각각의 일부 영역을 관통하는 홀형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 공기통로부의 제2 실시 예는 상기 격벽들 각각의 일부 영역에 홈형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기통로부는 수십㎛이하의 폭을 가지는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 액정 표시 장치는 광을 생성하는 평판 형광 램프와; 상기 평판 형광 램프로부터 출사되는 광을 이용하여 화상을 구현하는 액정 표시 패널을 구비하며, 상기 평판 형광 램프는 평판 형상의 하부기판과; 상기 하부 기판과 이격되어 다수의 방전공간들을 마련하는 공간마련부, 상기 다수의 방전공간을 분할하는 공간분할부로 이루어진 상부 기판과; 상기 상부기판의 공간분할부와 상기 하부기판 사이에 형성되어 인접한 상기 방전공간들로의 기체의 이동을 차단하는 격벽들을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 기술적 과제 외에 본 발명의 다른 기술적 과제 및 특징들은 첨부한 도면들을 참조한 실시예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판 형광 램프를 나타낸 평면도이고, 도 2는 도 1에서 "Ⅰ-Ⅰ'"선을 따라 절취한 평판 형광 램프를 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 평판 형광 램프(150)는 다수의 방전공간(200)을 마련하도록 서로 마주보도록 형성된 상/하부 기판 (160,170)과, 상/하부 기판(160,170)을 사이에 형성되어 이들을 합착시키는 합착제(172)와, 다수의 방전 공간(200) 각각을 분리하는 격벽(250)을 구비한다.
상부 기판(160)은 유리 등의 투명한 재질로 형성되어 가시광선을 투과시킨다. 이러한 상부 기판(160)은 교번적으로 형성되는 공간 마련부(160a)와 공간 분할부(160b)를 포함한다. 공간 마련부(160a)는 하부 기판(170)과 제1 거리를 두고 이격되어 다수의 방전공간(200)을 형성하며 그 공간 마련부(160a)의 종단면은 반원, 반타원 또는 다각형 형태로 형성된다. 공간 분할부(160b)는 하부 기판(170)과 제1 거리보다 짧은 제2 거리를 두고 이격되어 방전 공간들(200) 사이에 평면 형태로 형성된다. 이 공간 분할부(160b)는 격벽(250)과 중첩되는 영역에 형성된다.
이러한 상부 기판(160)의 전면의 양외곽부에는 제1 및 제2 전극(210,220)이 형성된다.
제1 전극(210)은 상부 기판(160)의 전면의 일측 가장자리에 다수의 방전 공간(200) 각각과 교차되게 형성되며 제2 전극(220)은 상부 기판(160)의 전면의 타측 가장자리에 다수의 방전 공간(200) 각각과 교차되게 형성된다. 이러한 제1 및 제2 전극(210,220)에는 방전 공간(200) 내에서 플라즈마 방전을 일으키기 위한 방전 전압이 공급된다. 그리고, 제1 및 제2 전극(210,220)은 도전성이 좋은 물질, 예를 들어 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr) 등으로 형성되거나 투명한 도전성 물질, 예를 들어 인듐 틴 옥사이드(Indium Tin Oxide), 인듐 징크 옥사이드(Indium Zinc Oxide) 등으로 형성된다.
하부 기판(170)은 평판 형상의 유리 등의 투명 재질로 형성되어 가시광선을 투과시킨다. 이러한 하부 기판(170)의 전면 상에 반사막(174)과 하부 형광체(190)가 순차적으로 형성된다.
반사막(174)은 상부 형광체(180)와 하부 형광체(190)에 의해 발생된 가시광선을 상부 기판(160)쪽으로 반사시켜 하부 기판(170)으로 광이 누설되는 것을 방지한다.
하부 형광체(190)는 반사막(174) 상에 상부 형광체(180)과 마주보도록 형성된다. 이러한 형광체(180,190)는 방전 공간 내부에 주입된 방전 가스가 여기되면서 방출되는 자외선과 충돌하여 가시광선을 방출시킨다. 이러한 형광체(180,190)는 형광 파운더들의 결합으로 형성된다. 이 경우, 형광체(180,190)는 격벽(250)에 의해 차단된 방전 공간(200)에 배기/주입 공정시 방전가스의 이동통로로 이용된다. 즉, 형광체(180,190)를 이루는 형광 파운더들 사이에 형성된 공극은 도 3에 도시된 바와 같이 배기/주입 공정시 방전 가스의 이동 통로로 이용된다. 이를 구체적으로 설명하면, 수은을 주입하기 전 방전 공간 내의 잔존가스가 형광 파운더들 사이의 공극 및 배기홀(230)을 통해 배기되므로 방전 공간은 진공 상태가 된다. 진공 상태의 다수의 방전 공간에는 배기홀(230) 및 형광 파운더들 사이의 공극을 이용하여 플라즈마 방전을 위한 수은을 포함하는 방전 가스가 주입된다. 방전 가스의 주입이 끝나면 배기홀(230)을 봉합한다.
합착제(172)는 프릿 글래스(frit glass) 등으로 형성되어 상부 기판(160)과 하부 기판(170)을 합착시켜 적어도 2개의 반원형, 반타원형 또는 다각형의 단면을 가지는 방전공간(200)을 마련한다. 이러한 방전 공간(200)에는 플라즈마 방전을 위한 수은(Hg), 네온(Ne) 또는 아르곤(Ar) 등을 포함하는 방전가스가 주입된다.
격벽(250)은 다수의 방전 공간(200) 각각을 분리하도록 프릿 글래스 등의 재질로 형성된다. 즉, 격벽(250)은 도 4에 도시된 바와 같이 공간 분할부(160b)와 대응되는 상부 형광체(180)와 하부 형광체(190) 사이에 방전 공간의 길이 방향을 따라 형성된다. 이러한 격벽(250)에 의해 평판 형광 램프의 구동시 다수의 방전 공간(200) 각각에 충진된 방전 가스의 이동을 차단한다.
이와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 평판 형광 램프는 각 방전공간(200)들 사이에 형성된 격벽(250)을 이용하여 각 방전 공간으로의 방전가스의 이동을 차단한다.
반면에 종래 평판 형광 램프는 제1 및 제2 전극과 중첩되게 형성된 프릿 글래스와 평판 형광 램프의 중앙부에 위치하는 배기 통로 등에 의해 방전공간들이 서로 연통되어 방전가스들이 인접한 방전공간으로 이동하게 된다. 또한, 종래 상부기판과 하부기판의 평탄도가 완전하지 않아 그들 위에 형성된 박막들도 평탄도가 저하되므로 서로 마주보도록 형성된 상부 형광체와 하부형광체의 박막 사이에는 방전가스의 이동통로가 형성된다.
이에 따라, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 평판 형광 램프는 종래와 대비하여 장시간 구동시 방전가스의 이동통로가 격벽에 의해 제거됨으로써 방전가스의 이동속도를 종래에 비해 현저히 감소시킬 수 있다. 감소된 방전가스의 이동속도에 의해 광원유닛을 장시간 구동하였을 때 발생하는 암부 또는/및 핑키 방전에 의한 화질 저하 현상을 크게 개선할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 평판 형광 램프를 나타내는 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 평판 형광 램프는 도 1에 도시된 평판 형광 램프와 대비하여 공기통로부(260)를 추가로 구비하는 것을 제외하고는 동일한 구성요소를 구비한다. 이에 따라, 동일한 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
공기통로부(260)는 상/하부 형광체(180,190)의 형광분자들 사이의 공극과 함께 배기/주입공정시 격벽(250)과 교차되는 방향으로 공기 유로를 형성한다. 즉, 공기 통로부(260)는 인접한 방전 공간(200)들 내의 잔존가스가 외부로 배기될 수 있도록 함과 아울러 방전 공간(200)들 내에 방전가스가 주입될 수 있도록 한다. 이 때, 공기 통로부(260)는 도 5 또는 도 6에 도시된 바와 같이 격벽들(250) 각각의 중앙부 또는 소정영역(예를 들어, 배기홀(230)과 인접되는 영역)을 관통하는 홀 형태로 적어도 1개 형성된다. 또는 도 7에 도시된 바와 같이 홀 형태 대신에 홈 형태로 형성되거나 공기통로부(260)의 위치가 불규칙하게 형성될 수도 있다. 이러한 공기 통로부(260)는 약 수십㎛이하의 폭으로 형성된다.
한편, 본 발명에 따른 평판 형광 램프는 배기/주입공정시 상/하부 형광체(180,190)를 잔존 가스/배기 가스의 이동통로로 이용되는 것을 예로 들어 설명하였지만 이외에도 합착 공정시 배기/주입 공정을 동시에 진행할 수도 있다. 즉, 합착 공정이 이루어진 합착 챔버 내에서 각 방전 공간 내의 잔존 가스를 배기시킨 후 각 방전 공간 내에 방전 가스를 주입하고 상부 기판(160)과 하부 기판(170)을 합착한 다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 평판 형광 램프를 갖는 액정 표시 장치를 나타낸 사시도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 평판 형광 램프를 갖는 액정 표시 장치(10)는 화상을 표시하는 액정 표시 패널(30)과, 액정 표시 패널(30)의 배면에 위치하는 평판 형광 램프(150)를 구비한다.
액정표시패널(30)은 평판 형광 램프(150)에서 생성된 광을 이용하여 화상을 구현한다. 이러한 액정 표시 패널(30)은 액정을 사이에 두고 대향하는 박막트랜지스터 기판(40)과 칼라 필터 기판(50)을 포함한다. 박막트랜지스터 기판(40)에 형성된 게이트 라인에는 게이트 인쇄 회로 기판(90)과 접속된 게이트 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP)(100) 상에 실장된 게이트 드라이버 집적회로(110)에 의해 생성된 게이트 신호가 공급된다. 그리고, 박막 트랜지스터 기판(40)에 형성된 데이터 라인에는 데이터 인쇄 회로 기판(60)과 접속된 데이터 테이프 캐리어 패키지(70) 상에 실장된 데이터 드라이버 집적 회로(80)에 의해 생성된 데이터 신호가 공급된다.
평판 형광 램프(150)는 도 1 내지 도 7에 도시된 평판 형광 램프와 동일한 구성요소를 구비하므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 평판 형광 램프(150)와 액정 표시 패널(30) 사이에는 평판 형광 램프(150)로부터 출사되는 광의 휘도 및 휘도 균일성을 향상시키기 위한 광학 부재(130)가 위치하게 된다. 광학 부재(130)는 평판 형광 램프로부터 출사된 광을 확 산시키는 확산시트와, 확산시트에서 확산된 광을 액정 표시 패널(30)에 수직한 방향으로 집광하는 프리즘 시트와, 프리즘 시트의 손상을 보호하기 위한 보호 시트 등을 포함한다.
한편, 평판 형광 램프(150)가 삽입되는 수납용기(290)는 액정 표시 패널(30)의 전면 가장자리를 감싸도록 형성된 탑샤시(280)와 결합된다. 탑샤시(280)는 외부 충격에 대한 액정 표시 패널(30)의 파손을 방지하고, 액정 표시 패널(30)이 수납용기(290)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 평판 형광 램프 및 이를 가지는 액정 표시 장치는 수은의 이동을 최소화하기 위한 격벽을 포함한다. 이러한 격벽으로 인해 평판 형광 램프를 장시간 구동하여도 암부 및 핑키 방전이 발생하지 않게 되어 신뢰성 및 고표시품질을 확보할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 평판 형광 램프 및 이를 가지는 액정 표시 장치는 격벽 상에 형성된 공기 통로부에 의해 배기/주입 공정이 원활히 진행될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 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.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (11)

  1. 평판 형상의 하부기판과;
    상기 하부 기판과 이격되어 다수의 방전공간들을 마련하는 공간마련부, 상기 다수의 방전공간을 분할하는 공간분할부로 이루어진 상부 기판과;
    상기 상부기판의 공간분할부와 상기 하부기판 사이에 형성되어 인접한 상기 방전 공간들로의 기체의 이동을 차단하는 격벽들을 구비하는 것을 특징으로 하는 평판 형광 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부기판의 전면의 양외곽부에 형성된 제1 및 제2 전극과;
    상기 상부기판에 형성된 상부 형광체와;
    상기 하부기판 상에 형성된 반사막과;
    상기 반사막 상에 형성된 하부 형광체를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판 형광 램프.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 상부 형광체와 하부 형광체 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판 형광 램프.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 격벽은 프릿 글래스로 형성되는 것을 특징으로 하는 평판 형광 램프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 격벽과 교차되는 방향으로 기체의 이동이 가능하게 하는 공기통로부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 평판 형광 램프.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공기통로부는 상기 격벽들 각각의 일부 영역을 관통하는 홀형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 평판 형광 램프.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 공기통로부는 상기 격벽들 각각의 일부 영역에 홈형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 평판 형광 램프.
  8. 제 5 항 내지 제 7 항에 있어서,
    상기 공기통로부는 수십㎛이하의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 평판 형광 램프.
  9. 광을 생성하는 평판 형광 램프와;
    상기 평판 형광 램프로부터 출사되는 광을 이용하여 화상을 구현하는 액정 표시 패널을 구비하며,
    상기 평판 형광 램프는
    평판 형상의 하부기판과;
    상기 하부 기판과 이격되어 다수의 방전공간들을 마련하는 공간마련부, 상기 다수의 방전공간을 분할하는 공간분할부로 이루어진 상부기판과;
    상기 상부기판의 공간분할부와 상기 하부기판 사이에 형성되어 인접한 상기 방전공간들로의 기체의 이동을 차단하는 격벽들을 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 격벽은 상기 상부기판 상에 파우더 형태로 형성된 상부 형광체와 상기 하부기판 상에 파우더 형태로 형성된 하부 형광체 사이에 프릿 글래스로 형성되는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
  11. 제 9 항 및 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 격벽들 각각 상에 홈 또는 홀형태로 형성되며 상기 격벽과 교차되는 방향으로 기체의 이동이 가능하게 하는 공기통로부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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KR20090100694A (ko) * 2008-03-20 2009-09-24 엘지마이크론 주식회사 면광원램프
KR101531957B1 (ko) * 2008-03-25 2015-06-29 엘지이노텍 주식회사 면광원램프

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