KR20070111873A - 면광원 장치 및 이를 갖는 백 라이트 유닛 - Google Patents

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KR20070111873A
KR20070111873A KR1020060045237A KR20060045237A KR20070111873A KR 20070111873 A KR20070111873 A KR 20070111873A KR 1020060045237 A KR1020060045237 A KR 1020060045237A KR 20060045237 A KR20060045237 A KR 20060045237A KR 20070111873 A KR20070111873 A KR 20070111873A
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신진욱
강우석
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삼성코닝 주식회사
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Abstract

고휘도 및 고강도를 갖는 면광원 장치는, 광원 몸체, 내부 공간에 사행으로 배치되어 내부 공간을 복수개의 서브 공간들로 분할하는 메인 격벽, 각 서브 공간에 종 방향을 따라 배치되어 연속적으로 이어진 스트라이프 형상의 방전 공간을 형성하는 제1 서브 격벽들, 광원 몸체의 횡 방향 양변들을 따라 제1 서브 격벽들 사이에 형성되어 방전 공간을 복수개의 서브 방전 공간들로 구획하는 제2 서브 격벽들 및 횡 방향 양변들을 따라 광원 몸체의 외면부분들에 형성되어 방전 가스로 전압을 인가하는 전압 인가 부재를 포함한다. 방전 공간의 발광 영역이 증가됨으로써 면광원 장치의 회도가 향상되고, 각 발광 영역의 양단이 확장되는 구조를 가져 면광원 장치의 강도도 향상된다.

Description

면광원 장치 및 이를 갖는 백 라이트 유닛{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE AND BACK LIGHT UNIT HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 관점에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 면광원 장치의 내부 구조를 나타낸 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 관점에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 관점에 따른 면광원 장치의 내부 구조를 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 관점에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 관점에 따른 백 라이트 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.
- 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 -
100,200,300,400 : 면광원 장치 120,220,320,420 : 메인 격벽
150,250,350,450 : 전압 인가 부재
160,260 : 제1 서브 격벽 180,280 : 제2 서브 격벽
130,330 : 밀봉 부재 380,480 : 서브 격벽
본 발명은 면광원 장치 및 이를 갖는 백 라이트 유닛에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 면 형태의 광을 출사하는 면광원 장치, 및 이를 광원으로 갖는 백 라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 표시장치(display device)는 정보처리장치(information processing device)에서 처리된 데이터를 영상으로 변환한다. 표시장치의 하나인 액정표시장치(liquid crystal display device)는 액정을 이용하여 영상을 디스플레이 한다.
액정(Liquid Crystal:LC)은 전기적 특성 및 광학적 특성을 함께 갖는다. 액정은 전기적 특성에 의해 전계(electric field)의 방향 및 세기에 대응하여 배열이 변경된다. 또한, 액정은 광학적 특성에 의해 인가된 광의 투과율을 변경시킨다.
액정표시장치(Liquid Crystal Display device, LCD)는 액정의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 디스플레이 한다. 액정표시장치는 CRT(Cathode Ray Tube) 등에 비하여 부피가 매우 작고 무게가 가벼운 장점을 갖는다. 따라서, 액정표시장치는 휴대용 컴퓨터, 통신 기기, 액정 TV(liquid crystal television receiver) 및 우주 항공 산업 등에 널리 사용되고 있다.
액정을 제어하기 위해, 액정표시장치는 액정을 제어하는 액정 제어 파트(liquid crystal controlling part) 및 액정에 광을 공급하는 광 공급 파트(light providing part)를 필요로 한다.
액정 제어 파트는 제1 기판에 배치된 화소전극(pixel electrode), 제2 기판 에 배치된 공통전극(common electrode) 및 화소전극과 공통전극의 사이에 개재된 액정을 포함한다. 화소전극은 해상도에 대응하여 복수개로 이루어지고, 공통전극은 화소전극과 대향하며 1 개로 이루어진다. 각 화소전극에는 서로 다른 레벨을 갖는 화소전압(pixel voltage)을 인가하기 위해 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)가 연결되고, 공통전극은 동일한 레벨의 레퍼런스 전압(reference voltage)을 인가 받는다. 광 공급 파트를 별도로 갖는 액정표시장치의 화소 전극 및 공통전극은 투명하면서 도전성인 물질, 예를 들면, 산화 주석 인듐(Indium Tin Oxide, ITO) 또는 산화 아연 인듐(Indium Zinc Oxide, IZO)으로 이루어진다.
광 공급 파트는 액정 제어 파트로 광을 공급한다. 광은 화소전극, 액정 및 공통전극을 순차적으로 통과하고, 이 결과 액정 제어 파트로부터는 영상이 표시된다. 이때, 영상의 표시 품질은 광 공급 파트의 휘도 균일성에 의하여 크게 영향 받는다.
종래 표시장치의 광 공급 파트는 냉음극선관 방식 램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL) 또는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)가 주로 사용된다. 냉음극선관 방식 램프는 휘도가 높고, 수명이 길으며, 백색광을 발생시키고, 백열등에 비하여 매우 작은 발열량을 갖는 장점을 갖고, 발광 다이오드는 저소비전력 및 고휘도 장점을 갖는다.
그러나 종래 냉음극선관 방식 램프 또는 발광 다이오드는 공통적으로 광의 휘도 균일성이 낮은 단점을 갖는다. 따라서, 냉음극선관 방식 램프 또는 발광 다이오드에 의하여 광을 발생시키는 광 공급 파트는 광의 휘도 균일성을 증가시키기 위 해 도광판(Light Guide Panel, LGP), 확산 부재(diffusion member) 및 프리즘 시트(prism sheet) 등과 같은 광학 부재(optical member)들을 포함한다. 이로 인해 냉음극선관 방식 램프 또는 발광 다이오드를 사용하는 표시장치는 광학 부재에 의한 부피 및 무게가 크게 증가되는 문제점을 갖는다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 평판 형태의 면광원 장치가 제시되었다. 종래의 면광원 장치는 격벽 분리형과 격벽 일체형으로 구분할 수 있다.
종래의 격벽 분리형 면광원 장치는 제1 기판, 제1 기판 상에 배치된 제2 기판, 및 제1 및 제2 기판의 가장자리 사이에 배치되어 내부 공간을 한정하는 밀봉부재를 포함한다. 격벽들이 내부 공간에 배열되어, 내부 공간을 수은 가스를 포함하는 방전 가스가 주입되는 복수개의 방전 공간들로 구획한다. 제1 및 제2 기판의 내면들에는 형광층이 형성된다. 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극이 제1 및 제2 기판의 양측 가장자리 외면을 따라 형성된다.
한편, 종래의 격벽 일체형 면광원 장치는 제1 기판과, 제1 기판 상에 배치된 제2 기판을 포함한다. 제2 기판은 복수개의 격벽부를 일체로 갖는다. 격벽부들이 제1 기판에 맞대어져서, 방전 가스가 주입되는 복수개의 방전 공간들이 형성된다. 최외곽 격벽부들은 실링용 프릿을 매개로 제1 기판에 접합된다. 제1 및 제2 기판의 내면들에 형광층이 형성된다. 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전극은 제1 및 제2 기판의 외주면을 둘러싼다.
상기와 같은 종래의 면광원 장치들의 휘도는 방전 공간의 발광 영역의 면적에 따라 결정된다. 즉, 방전 공간의 발광 영역이 넓을수록, 면광원 장치의 휘도는 증가된다.
그런데, 종래의 면광원 장치들에서, 방전 공간의 발광 영역은 양측 전극에 의해 한정되는 일자형 공간으로 한정된다. 즉, 전극이 위치한 방전 공간 부분은 광을 출사하지 못하는 비발광 영역에 해당하게 된다. 결과적으로, 종래의 면광원 장치들은 좁은 발광 영역을 갖는 관계로, 휘도를 향상시키는데 한계가 있다.
한편, 수직 방향의 방전 공간을 갖는 면광원 장치의 경우, 구동 전압을 낮출 수가 있어서 방전이 용이하게 이루어진다는 장점이 있다. 그러나 수직 방향의 방전 공간을 갖는 면광원 장치는 수평 방향의 방전 공간을 갖는 면광원 장치에 비해서 상대적으로 짧은 발광 영역 및 전극 면적의 확장 한계 등으로 인해서 고휘도 및 고효율 달성에 어려운 점이 있었다.
나아가, 수직 방향의 방전 공간을 갖는 면광원 장치의 경우 격벽들이 수직 방향으로만 배치되어 수평 방향에 대한 부가되는 외력에 대하여 면광원 장치가 쉽게 손상되곤 하였다. 보다 자세하게 설명하면, 격벽들이 수직방향으로만 배치될 경우, 격벽들은 수직 방향의 외력에 대해서는 저항할 수 있지만, 수평 방향의 외력에 대해서는 실질적으로 저항하지 못한다. 오히려, 격벽들을 기준으로 면광원 장치가 휘어질 우려가 더 크다.
면광원 장치는 제작 단계에서 출하 단계까지 여러 방향으로 외력을 받는다. 실제로 면광원 장치에 수평 방향의 외력이 부가되어 면광원 장치가 아치형을 휘어지는 현상이 종종 발생되고 있다. 이와 같이 휘어진 면광원 장치는 재처리하거나 또는 폐기 처분되어야 한다. 이에 많은 비용과 시간이 소요되고 있어 대책 마련이 시급한 실정이다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점들을 해소하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 일 목적은 고휘도와 고강도를 갖는 면광원 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명은 상기된 면광원 장치를 광원으로 가져 우수한 제품 특성을 갖는 백 라이트 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 따른 면광원 장치는, 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 내부 공간에 사행(serpentine)으로 배치되어 내부 공간을 복수개의 서브 공간들로 분할하는 메인 격벽, 각 서브 공간에 종 방향을 따라 배치되어 연속적으로 이어진 스트라이프(stripe) 형상의 방전 공간을 형성하는 제1 서브 격벽들, 상기 광원 몸체의 횡방향 양변들을 따라 배치되어 상기 방전 공간을 복수개의 서브 방전 공간들로 구획하는 제2 서브 격벽들 및 횡 방향 양변들을 따라 광원 몸체의 외면부분들에 형성되어 방전 가스로 전압을 인가하는 전압 인가 부재를 포함한다.
이 경우, 각 제2 서브 격벽은 메인 격벽이 제1 서브 격벽들 사이에서 횡 방향으로 굴곡진 부위의 폭보다 작은 폭을 가질 수 있다. 제2 서브 격벽들은 광원 몸체의 횡 방향 양변들에 엇갈리게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 견지에 따른 백 라이트 유닛는, ⅰ)방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 내부 공간에 사행(serpentine)으로 배치되어 내부 공간 을 복수개의 서브 공간들로 분할하는 메인 격벽, 각 서브 공간에 종 방향을 따라 배치되어 연속적으로 이어진 스트라이프(stripe) 형상의 방전 공간을 형성하는 제1 서브 격벽들, 상기 광원 몸체의 횡방향 양변들을 따라 배치되어 상기 방전 공간을 복수개의 서브 방전 공간들로 구획하는 제2 서브 격벽들, 및 횡 방향 양변들을 따라 광원 몸체의 외면부분들에 형성되어 방전 가스로 전압을 인가하는 전압 인가 부재를 포함하는 면광원 장치, ⅱ)면광원 장치를 수납하는 케이스, ⅲ)면광원 장치와 케이스 사이에 개재된 광학 시트, 그리고 ⅳ)면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 전압 인가 부재에 인가하는 인버터를 포함한다.
본 발명의 다른 견지에 따른 면광원 장치는, 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 내부 공간을 연속적으로 이어진 스트라이프 형상의 방전 공간들로 구획하기 위하여 각기 사행 구조를 가지며 서로 끼워지도록 나열된 메인 격벽들, 광원 몸체의 횡 방향 양변들을 따라 메인 격벽들에 부분적으로 접하도록 형성되어 각 방전 공간을 복수개의 서브 방전 공간들로 구획하는 서브 격벽들, 및 횡 방향 양변들을 따라 광원 몸체의 외면부분들에 형성되어 방전 가스로 전압을 인가하는 전압 인가 부재를 포함한다.
본 발명의 또 다른 견지에 따른 백 라이트 유닛은, ⅰ)방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 내부 공간을 연적으로 이어진 스트라이프 형상의 방전 공간들로 구획하기 위하여 각기 사행 구조를 가지며 서로 끼워지도록 나열된 메인 격벽들, 광원 몸체의 횡 방향 양변들을 따라 메인 격벽들에 부분적으로 접하도록 형성되어 각 방전 공간을 복수개의 서브 방전 공간들로 구획하는 서브 격벽들 및 횡 방향 양변들을 따라 광원 몸체의 외면부분들에 형성되어 방전 가스로 전압을 인가하는 전압 인가 부재를 포함하는 면광원 장치, ⅱ)면광원 장치를 수납하는 케이스, ⅲ)면광원 장치와 케이스 사이에 개재된 광학 시트, 그리고 ⅳ)면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 전압 인가 부재에 인가하는 인버터를 포함한다.
본 발명에 따르면, 서브 방전 공간을 'U' 자형 또는'T'자형으로 형성하여 면광원 장치가 휘어지는 것을 효과적으로 억제할 수 있으며, 방전 공간의 유효 면적 즉, 발광 영역의 면적을 증대시킬 수 있다. 나아가, 면광원 장치의 온도 구배를 균일하게 유지할 수 있다.
이하, 본 발명의 다양한 관점들에 따른 면광원 장치 및 이를 포함하는 백 라이트 유닛에 대하여 자세하게 설명하지만, 본 발명이 하기의 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구현될 수도 있다. 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 보다 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상과 특징이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공된다. 도면들은 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 과장되게 도시되었으며, 본 명세서에서 설명되지 아니한 다양한 부가 장치 또는 부재들이 더 구비될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 관점에 따른 면광원 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 면광원 장치의 내부 구조를 나타낸 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(100)는 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 및 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전압 인가 부재(150)를 포함한다. 한편, 방전 가스로는 수은(mercury) 가스, 아르 곤(argon) 가스, 네온(neon) 가스, 크세논(xenon) 가스 등이 사용될 수 있다.
본 실시예에 따른 면광원 장치(100)는 격벽 분리형이다. 따라서 광원 몸체는 제1 기판(111), 제1 기판(111) 상에 배치된 제2 기판(112), 제1 및 제2 기판들(111, 112)의 가장자리 사이에 배치되어 내부 공간을 한정하는 밀봉부재(130), 상기 내부 공간을 서로 격리된 서브 공간들로 구획하는 메인 격벽(120), 각각의 서브 공간에 제1 방향(종 방향)을 따라 배치되어 연속적으로 이어진 스트라이프(stripe) 형상의 방전 공간을 형성하는 제1 서브 격벽들(160) 및 제1 서브 격벽들 사이에 형성되어 상기 방전 공간을 복수개의 서브 방전 공간들로 구획하는 제2 서브 격벽들(180)을 포함한다. 그러나 도시된 바와 다르게, 밀봉부재(130), 메인 격벽(120), 제1 서브 격벽들(160) 및 제2 서브 격벽들(180)이 제1 기판(111) 또는 제2 기판(112)에 일체형으로 형성될 수도 있음을 밝혀둔다.
제1 및 제2 기판들(111, 112)은 가시광은 투과시키고 자외선은 차단하는 유리 재질로 이루어진다. 제2 기판(112)이 방전 공간에서 발생된 광이 출사되는 출사면이 된다. 제1 및 제2 기판들(111, 112)은 제1 방향을 따라 배열되어 서로 대향하는 제1 면들(114), 및 제1 방향과 실질적으로 직교하는 방향을 따라 배열되어 제1 면들(114)의 양단 사이를 연결하는 제2 면들(116)을 갖는다. 특히, 제1 면(114)은 제2 면(116)보다 짧은 길이를 갖는다. 본 실시예에서는, 제1 면(114)이 면광원 장치(100)의 수직면에 해당하고, 제2 면(116)이 면광원 장치(100)의 수평면에 해당한다. 여기서, 면광원 장치(100)의 배치 방향은 사용자에 따라 변경될 수 있으므로, 제1 면(114)이 면광원 장치(100)의 수평면이 되고 제2 면(116)이 면광원 장치(100) 의 수직면이 될 수도 있다.
메인 격벽(120)은 내부 공간 내에 사행 구조로 배열된다. 여기서, 메인 격벽(120)은 제2 방향(횡 방향)을 따라서 배열되므로, 내부 공간이 메인 격벽(120)을 기준으로 서로 격리된 두 개의 서브 공간들로 양분된다. 필요에 따라 방전 가스가 각 서브 공간들로 제공될 수 있도록 하기 위해서, 연통공(미도시)이 메인 격벽(120)에 관통 형성될 수도 있다.
각각의 서브 공간 내에는 제1 방향을 따라 복수개의 제1 서브 격벽들(160)이 배열된다. 제1 서브 격벽들(160)은 메인 격벽(120)으로부터는 이격되지만 밀봉부재(130)의 내벽에 맞대어진다. 보다 자세하게, 각각의 제1 서브 격벽(160)은 밀봉부재(130)에 맞대어지는 제1 단부(161) 및 제1 단부(161)의 반대측에 위치하고 메인 격벽(120)으로부터 이격된 제2 단(162)부를 갖는다.
따라서 제1 서브 격벽(160)의 양측에 위치한 2개의 공간들은 제1 서브 격벽(160)의 제2 단부(162)와 밀봉부재(130) 사이의 통로를 통해서 서로 연결되어, 'U'자 형상으로 연속되는 서브 공간이 형성된다. S자 형상으로 연속되는 서브 공간은 제2 서브 격벽들(180)에 의하여 복수개의 서브 방전 공간(140)으로 구획된다.
제2 서브 격벽들(180)은 광원 몸체의 제2 면들(116)을 따라 메인 격벽(120)과 밀봉부재(130) 사이에 부분적으로 형성되어, 서브 공간을 복수개의 서브 방전 공간들(140)로 구획한다.
제2 서브 격벽들(180)은 제2 방향을 따라서 광원 몸체의 제2 면들(116)에 엇갈리게 형성된다. 보다 자세하게는, 메인 격벽(120)은 제2 방향을 따라가며 광원 몸체의 제2 면들(116)에 교호적으로 굴곡지게 된다. 제2 서브 격벽들(180)은 메인 격벽(120)의 굴곡진 부위들에 각각 형성되는데. 제2 서브 격벽들(180)은 메인 격벽(120)과 같이 제2 면들(116)에 교호적으로 형성되게 된다. 이 결과, 서브 방전 공간들(140)은 전체적으로'U'자 형상을 갖게 된다.
제2 서브 격벽(180)은 메인 격벽(120)이 제1 서브 격벽들(160) 사이에서 제2 방향으로 굴곡진 부위의 제1 폭(W1)보다 작은 제2 폭(W2)을 갖는다. 따라서 'U'자 형상의 서브 방전 공간(140)의 양단은 제1 폭(W1)과 제2 폭(W2)의 차이만큼 제2 방향으로 확장되게 된다.
상기와 같이 양단이 확장된 'U'자형 서브 방전 공간들(140)은 제2 방향을 따라가며 교호적으로 반대 방향을 향하게 된다. 서브 방전 공간들(140)은 도 2에 도시된 바와 같이 광원 몸체의 제1 면들(114)에 인접하는 서브 방전 공간들(140)을 제외하고는 실질적으로 동일한 형상을 갖는다.
제1 면들(114)에 인접하는 각각의 서브 방전 공간(140)은 일단만이 제2 방향으로 확장된다. 즉, 서브 방전 공간(140)의 양단 면적이 서로 상이해질 수 있다. 서브 방전 공간(140)의 양단에서 방전 면적의 비대칭으로 기인한 휘도의 불균형이 발생될 수 있다. 이를 최소화하기 위하여, 제1 면들(114)에 인접하는 제1 서브 격벽들(160)의 제1 단부들(161)은 제2 방향으로 절곡될 수 있다. 이와 동일하게 메인 격벽(120)도 부분적으로 절곡될 수 있다.
전술한 바와 같이 서브 방전 공간(140)의 양단이 제2 방향을 확장되면 광원 몸체의 굽힘 강도가 전체적으로 향상될 수 있다. 보다 자세하게 설명하면, 메인 격벽(120)과 제1 서브 격벽들(160)이 제1 방향으로 나란하게 형성된 경우, 광원 몸체는 메인 격벽(120) 또는 제1 서브 격벽들(160)을 기준으로 쉽게 굽혀질 수 있다. 이는 제2 방향으로 광원 몸체의 변형을 억제하는 부재가 없기 때문이다. 이에 반하여, 본 실시예에 따르면 제2 방향으로 확장된 서브 방전 공간(140)의 양단이 제2 방향으로의 광원 몸체 변형을 억제하게 된다. 통상의 구조 역학 지식을 가진 당업자라면 이를 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
전압 인가 부재(150)는 각 서브 방전 공간(140) 별로 구비된다. 즉, 전압 인가 부재(150)는 'U'자 형상의 서브 방전 공간(140)의 양단에 배치되기만 하면 되므로, 방전 가스로 양의 전압을 인가하는 제1 전극(152), 및 방전 가스로 음의 전압을 인가하는 제2 전극(154)을 포함한다. 특히, 제1 및 제2 전극들(152, 154)은 제2 서브 격벽(180)을 기준으로 좌우측에 배치된다. 따라서 제1 및 제2 기판(111, 112)의 상단 외주면 부분에는 전극이 형성되지 않는다. 이와 같이, 본 실시예의 서브 방전 공간(140)은 종래의 일자형 방전 공간이 갖는 발광 영역의 길이보다 대략 2배가 긴'U'자형 발광 영역을 갖게 된다. 따라서 면광원 장치(100)의 발광 효율이 향상될 뿐만 아니라, 서브 방전 공간(140)의 제2 면들(116)에 전극을 배치함으로 인하여 면광원 장치(200)의 온도 분포를 균일하게 조성할 수 있다.
상기된 바와 같이, 제1 전극(152)과 제2 전극(154)이 광원 몸체의 하단 외주면에다 교호적으로 배치되므로, 제1 전극(152)과 제2 전극(154)은 전기적으로 연결되지 않은 상태일 것이 요구된다.
부가적으로, 반사층(미도시)이 제1 기판(111)의 표면에 형성된다. 반사층은 방전 공간(140)에서 발생된 광 중 제1 기판(111) 방향으로 향하는 광을 제2 기판(112) 방향으로 반사시키는 역할을 한다. 전압이 인가된 방전 가스로부터 발생된 자외선에 의해 여기되는 제1 형광층(미도시)이 반사층의 표면에 형성된다. 제1 형광층과 동일한 기능을 갖는 제2 형광층(미도시)이 제2 기판(112)의 밑면에 형성된다.
도 3은 본 발명의 다른 관점에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(200)는 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 및 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전압 인가 부재(250)를 포함한다.
본 실시예에 따른 면광원 장치(200)는 격벽 일체형이다. 따라서 광원 몸체는 제1 기판(211), 및 제1 기판(211) 상에 배치되고 메인 격벽부(220)와 제1 서브 격벽부들(260) 그리고 제2 서브 격벽부들(280)을 일체로 갖는 제2 기판(212)을 포함한다.
메인 격벽부(220)와 제1 및 제2 서브 격벽부들(260,280)이 제1 기판(211)에 맞대어져서, 대략 아치 형상인 복수개의 서브 방전 공간들(240)을 형성한다.
메인 격벽부(220)와 제1 및 제2 서브 격벽부들(260,280)은 상기 도 2에 도시한 면광원 장치(100)의 메인 격벽(120)과 제1 및 제2 서브 격벽들(160,180)과 실질적으로 동일한 구조를 가져서, 각 방전 공간(240)들은 양단이 확장되는 'U'자 형상을 갖게 된다. 또한, 메인 격벽부(220)와 제1 및 제2 서브 격벽부들(260,280)은 상 기 도 2에 도시한 면광원 장치(100)의 메인 격벽(120)과 제1 및 제2 서브 격벽들(160,180)과 실질적으로 동일한 기능을 수행한다. 따라서 중복된 설명은 생략하지만 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
전압 인가 부재(250)도 상기 도 2에 도시한 면광원 장치(100)의 전압 인가 부재(150)와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 따라서 전압 인가 부재(250)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
부가적으로 반사층(미도시)은 제1 기판(211)의 표면에 형성될 수 있으며, 제1 형광층(미도시)이 반사층의 표면에 형성될 수도 있다. 그리고 제2 형광층(미도시)이 제2 기판(212)의 밑면에 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 관점에 따른 면광원 장치의 내부 구조를 나타낸 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(300)는 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 및 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전압 인가 부재(350)를 포함한다. 한편, 방전 가스로는 수은(mercury) 가스, 아르곤(argon) 가스, 네온(neon) 가스, 크세논(xenon) 가스 등이 사용될 수 있다.
본 실시예에 따른 면광원 장치(300)는 격벽 분리형이다. 따라서 광원 몸체는 제1 기판(311), 제1 기판(311) 상에 배치된 제2 기판(미도시), 제1 및 제2 기판들(311, 미도시)의 가장자리 사이에 배치되어 내부 공간을 한정하는 밀봉부재(330), 상기 내부 공간을 서로 격리된 서브 공간들로 구획하기 위하여 각기 사행 구조를 가지며 서로 끼워지도록 나열된 복수개의 메인 격벽들(320), 광원 몸체의 제2 방향 양변들을 따라 메인 격벽들(320)에 부분적으로 접하도록 형성되어 상기 각 서브 공간을 복수개의 서브 방전 공간들로 구획하는 서브 격벽들(380)을 포함한다.
제1 기판(311)은 제1 방향을 따라 배열되어 서로 대향하는 제1 면들(314), 및 제1 방향과 실질적으로 직교하는 방향을 따라 배열되어 제1 면들(314)의 양단 사이를 연결하는 제2 면들(316)을 갖는다. 특히, 제1 면(314)은 제2 면(316)보다 짧은 길이를 갖는다.
메인 격벽들(320)은 내부 공간 내에 사행 구조로 배열된다. 여기서, 메인 격벽들(320)은 제2 방향(횡 방향)을 따라서 서로 끼워지도록 배열된다. 보다 자세하게 설명하면, 각각의 메인 격벽(320)은 전체적으로'S'자 형상을 갖는다. 메인 격벽(320)은 'S'자 형상의 시작되는 제1 단부(321)가 인접하는 다른 메인 격벽(320)의'S'자 형상의 끝이되는 제2 단부(322)에 끼워진다. 여기서 메인 격벽(320)의 제1 단부(321)가 인접하는 다른 메인 격벽(320)의 제2 단부(322)에 접하지는 않는다. 이 결과, 광원 몸체의 내부 공간은 연속적으로 이어진 스트라이프 형상의 서브 공간으로 구획된다. 필요에 따라 방전 가스가 서브 공간 내에서 균일하게 제공되도록, 메인 격벽들(320)에 연통공(미도시)이 형성될 수도 있다.
서브 격벽들(380)은 광원 몸체의 제2 면들(316)을 따라 메인 격벽(320)과 밀봉부재(330) 사이에 부분적으로 형성되어, 서브 공간을 복수개의 서브 방전 공간들(340)로 구획한다.
서브 격벽들(380)은 제2 방향을 따라서 광원 몸체의 제2 면들(316)에 엇갈리 게 형성된다. 보다 자세하게는, 각각의 메인 격벽(320)은 제2 방향을 따라가며 광원 몸체의 제2 면들(316)에 교호적으로 굴곡지게 된다. 서브 격벽들(380)은 메인 격벽(320)의 굴곡진 부위들에 각각 형성되는데. 서브 격벽들(380)은 메인 격벽(320)과 같이 제2 면들(316)에 교호적으로 형성되게 된다. 이 결과, 서브 방전 공간들(340)은 전체적으로'S'자 형상을 갖게 된다.
서브 격벽(380)은 메인 격벽(320)이 제2 방향으로 굴곡진 부위의 제3 폭(W3)보다 작은 제4 폭(W4)을 갖는다. 따라서 'S'자 형상의 서브 방전 공간(340)의 양단은 제3 폭(W3)과 제4 폭(W4)의 차이만큼 제2 방향으로 확장되게 된다.
상기와 같이 양단이 확장된 'S'자형 서브 방전 공간들(340)은 모두 동일한 방향을 향하게 된다. 서브 방전 공간들(340)은 도 3에 도시된 바와 같이 광원 몸체의 제1 면들(314)에 인접하는 서브 방전 공간들(340)을 제외하고는 실질적으로 동일한 형상을 갖는다.
제1 면들(314)에 인접하는 각각의 서브 방전 공간(340)은 일단만이 제2 방향으로 확장된다. 즉, 서브 방전 공간(340)의 양단 면적이 서로 상이해질 수 있다. 서브 방전 공간(340)의 양단에서 방전 면적의 비대칭으로 기인한 휘도의 불균형이 발생될 수 있다. 이를 최소화하기 위하여, 제1 면들(314)에 인접하는 메인 격벽들(320)은 제2 방향으로 절곡될 수 있다.
제2 방향으로 확장된 서브 방전 공간(340)의 양단이 제2 방향으로의 광원 몸체 변형을 억제하게 된다. 따라서 전술한 바와 같이 서브 방전 공간(340)의 양단이 제2 방향을 확장되면 광원 몸체의 굽힘 강도가 전체적으로 향상될 수 있다. 통상의 구조 역학 지식을 가진 당업자라면 이를 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
전압 인가 부재(350)는 각 서브 방전 공간(340) 별로 구비될 수 있다. 즉, 전압 인가 부재(350)는'S'자 형상의 서브 방전 공간(340)의 양단에 배치되기만 하면 되므로, 방전 가스로 양의 전압을 인가하는 제1 전극(352), 및 방전 가스로 음의 전압을 인가하는 제2 전극(354)을 포함할 수 있다. 그러나 서브 방전 공간들(340)이 모두 동일한 방향으로 배치되므로, 서브 방전 공간들(340)의 제1 전극들(352)은 동일한 방향에 배치되고, 서브 방전 공간들(340)의 제2 전극들(354)은 동일한 방향에 배치된다. 따라서 제1 및 제2 전극들(352,354)은 도 4에 도시된 바와 같이 제1 또는 제2 기판(311, 미도시)의 제1 방향 양측면에 각기 하나씩 배치되는 것이 보다 효율적이라고 할 것이다.
본 실시예의 서브 방전 공간(340)은 종래의 일자형 방전 공간이 갖는 발광 영역의 길이보다 대략 3배가 긴'S'자형 발광 영역을 갖게 된다. 따라서 면광원 장치(300)의 발광 효율이 향상될 뿐만 아니라, 서브 방전 공간(340)의 제2 면들(316)에 전극을 배치함으로 인하여 면광원 장치(300)의 온도 분포를 균일하게 조성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 관점에 따른 면광원 장치를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 면광원 장치(400)는 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 및 방전 가스로 전압을 인가하기 위한 전압 인가 부재(450)를 포함한다.
본 실시예에 따른 면광원 장치(400)는 격벽 일체형이다. 따라서 광원 몸체는 제1 기판(411), 및 제1 기판(411) 상에 배치되고 메인 격벽부(420)와 서브 격벽부들(480)을 일체로 갖는 제2 기판(412)을 포함한다.
메인 격벽부(420)와 서브 격벽부들(480)이 제1 기판(411)에 맞대어져서, 대략 아치 형상인 복수개의 서브 방전 공간들(440)을 형성한다.
메인 격벽부(420)와 서브 격벽부들(480)은 상기 도 4에 도시한 면광원 장치(300)의 메인 격벽(320)과 서브 격벽들(380)과 실질적으로 동일한 구조를 가져서, 각 방전 공간(440)들은 양단이 확장되는 'S'자 형상을 갖게 된다. 또한, 메인 격벽부(420)와 서브 격벽부들(480)은 상기 도 4에 도시한 면광원 장치(300)의 메인 격벽(320)과 서브 격벽들(380)과 실질적으로 동일한 기능을 수행한다. 따라서 중복된 설명은 생략하지만 당업자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
전압 인가 부재(450)도 상기 도 4에 도시한 면광원 장치(300)의 전압 인가 부재(350)와 실질적으로 동일한 구조를 갖는다. 따라서 전압 인가 부재(450)에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 단지, 도 5에는 전압 인가 부재(450)의 제1 또는 제2 전극만 도시되어 있다.
부가적으로 반사층(미도시)은 제1 기판(411)의 표면에 형성될 수 있으며, 제1 형광층(미도시)이 반사층의 표면에 형성될 수도 있다. 그리고 제2 형광층(미도시)이 제2 기판(412)의 밑면에 형성될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 관점에 따른 백 라이트 유닛을 나타낸 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 백 라이트 유닛(500)은 상기 도 4에 도시한 면광원 장치(300), 상하부 케이스(510, 530), 광학 시트(520) 및 인버터(570)를 포함한다.
면광원 장치(300)는 도 4에 도시한 면광원 장치와 실질적으로 동일한 구성으로 이루어지므로, 면광원 장치(300)에 대한 설명은 생략한다. 한편, 전술한 다른 실시예들에 따른 면광원 장치들이 백 라이트 유닛(500)에 채용될 수도 있다.
하부 케이스(530)는 면광원 장치(300)를 수납하기 위하여 바닥부(550) 및 바닥부(550)의 가장자리로부터 수납공간을 형성하기 위해 연장된 복수의 측벽(540)으로 이루어진다. 면광원 장치(300)는 하부 케이스(530)의 수납 공간에 수납된다.
인버터(570)는 하부 케이스(530)의 배면에 배치되며, 면광원 장치(300)를 구동하기 위한 방전 전압을 발생시킨다. 인버터(570)로부터 발생된 방전 전압은 제1 및 제 2 전원선(562, 564)을 통해 면광원 장치(300)의 전압 인가 부재들(352,354)에 각각 인가된다.
광학 시트(520)는 면광원 장치(200)로부터 출사되는 광을 균일하게 확산시키기 위한 확산판(미도시)과, 확산된 광에 직진성을 부여하기 위한 프리즘 시트(미도시)로 이루어질 수 있다.
상부 케이스(510)는 하부 케이스(530)에 결합되어 면광원 장치(300)와 광학 시트(520)를 지지한다. 상부 케이스(510)는 면광원 장치(300)가 하부 케이스(530)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
한편, 영상을 표시하는 액정표시패널(미도시)이 상부 케이스(510)의 상부에 배치될 수 있다.
이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 방전 공간이 연속적으로 이어진 스트라이프 형상, 즉'U'자 또는 'S'자 형상을 갖게 됨으로써, 광을 발생시키는 방전 공간의 유효 면적 즉, 발광 영역의 면적이 증가된다. 또한, 각 방전 공간의 양단이 확장됨으로써 광원 몸체의 굽힘 강도가 전체적으로 향상된다. 나아가 종래와 다르게 전극을 배치하여 면광원 장치의 온도 구배를 균일하게 유지할 수 있다.
앞서 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.

Claims (16)

  1. 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체;
    상기 내부 공간에 사행(serpentine)으로 배치되어 상기 내부 공간을 복수개의 서브 공간들로 분할하는 메인 격벽;
    상기 각 서브 공간에 종 방향을 따라 배치되어 연속적으로 이어진 스트라이프(stripe) 형상의 방전 공간을 형성하는 제1 서브 격벽들;
    상기 광원 몸체의 횡방향 양변들을 따라 배치되어 상기 방전 공간을 복수개의 서브 방전 공간들로 구획하는 제2 서브 격벽들; 및
    상기 횡 방향 양변들을 따라 상기 광원 몸체의 외면부분들에 형성되어 상기 방전 가스로 전압을 인가하는 전압 인가 부재를 포함하는 면광원 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 제2 서브 격벽은, 상기 제1 서브 격벽들과는 이격되지만 상기 메인 격벽에는 접하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 각 제2 서브 격벽은, 상기 메인 격벽이 상기 제1 서브 격벽들 사이에서 상기 횡 방향으로 굴곡진 부위의 폭보다 작은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 서브 격벽들은, 상기 횡 방향으로 상기 양변들 에 엇갈리게 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 각 제1 서브 격벽은 상기 양변들 중 적어도 한 변에 접하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광원 몸체에서 상기 횡 방향으로 최외각에 위치하는 제1 서브 격벽은 상기 한 변에 접하며 인접하는 상기 제2 서브 격벽을 향하여 절곡된 단부를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 인가 부재는,
    상기 각 제2 서브 격벽의 좌측에 배치된 제1 전극들; 및
    상기 각 제2 서브 격벽의 우측에 배치된 제2 전극들을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  8. 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 상기 내부 공간에 사행(serpentine)으로 배치되어 상기 내부 공간을 복수개의 서브 공간들로 분할하는 메인 격벽, 상기 각 서브 공간에 종 방향을 따라 배치되어 연속적으로 이어진 스트라이프(stripe) 형상의 방전 공간을 형성하는 제1 서브 격벽들, 상기 광원 몸체의 횡방향 양변들을 따라 배치되어 상기 방전 공간을 복수개의 서브 방전 공간들로 구획하는 제2 서브 격벽들, 및 상기 횡 방향 양변들을 따라 상기 광원 몸체의 외면부 분들에 형성되어 상기 방전 가스로 전압을 인가하는 전압 인가 부재를 포함하는 면광원 장치;
    상기 면광원 장치를 수납하는 케이스;
    상기 면광원 장치와 상기 케이스 사이에 개재된 광학 시트; 그리고
    상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 전압 인가 부재에 인가하는 인버터를 포함하는 백 라이트 유닛.
  9. 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체;
    상기 내부 공간을 연속적으로 이어진 스트라이프 형상의 방전 공간들로 구획하기 위하여 각기 사행 구조를 가지며 서로 끼워지도록 나열된 메인 격벽들;
    상기 광원 몸체의 횡 방향 양변들을 따라 상기 메인 격벽들에 부분적으로 접하도록 형성되어 상기 각 방전 공간을 복수개의 서브 방전 공간들로 구획하는 서브 격벽들; 및
    상기 횡 방향 양변들을 따라 상기 광원 몸체의 외면부분들에 형성되어 상기 방전 가스로 전압을 인가하는 전압 인가 부재를 포함하는 면광원 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 각 메인 격벽은,
    서로 이격되게 종 방향으로 배치된 제1 메인 격벽부, 제2 메인 격벽부 및 제3 메인 격벽부와,
    상기 제1 메인 격벽부와 상기 제2 메인 격벽부를 상기 횡 방향으로 연결하는 제4 메인 격벽부 및 상기 제2 메인 격벽부와 상기 제3 메인 격벽부를 상기 연결하는 제5 메인 격벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 각 서브 격벽은, 상기 제4 및 상기 제5 메인 격벽부들의 상기 횡 방향 폭들보다 작은 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 제4 및 상기 제5 메인 격벽부들에는 서로 다른 상기 서브 격벽들이 접합된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 양변들 중 제1 양변을 따라 배치된 제1 전극; 및
    상기 양변들 중 제2 양변을 따라 배치된 제2 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  14. 제 1 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 메인 격벽들 및 상기 서브 격벽들은 상기 광원 몸체에 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  15. 제 1항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 방전 공간은 바닥면으로부터 수직 배열되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  16. 방전 가스가 주입되는 내부 공간을 갖는 광원 몸체, 상기 내부 공간을 연적 으로 이어진 스트라이프 형상의 방전 공간들로 구획하기 위하여 각기 사행 구조를 가지며 서로 끼워지도록 나열된 메인 격벽들, 상기 광원 몸체의 횡 방향 양변들을 따라 상기 메인 격벽들에 부분적으로 접하도록 형성되어 상기 각 방전 공간을 복수개의 서브 방전 공간들로 구획하는 서브 격벽들 및 상기 횡 방향 양변들을 따라 상기 광원 몸체의 외면부분들에 형성되어 상기 방전 가스로 전압을 인가하는 전압 인가 부재를 포함하는 면광원 장치;
    상기 면광원 장치를 수납하는 케이스;
    상기 면광원 장치와 상기 케이스 사이에 개재된 광학 시트; 그리고
    상기 면광원 장치를 구동하기 위한 방전 전압을 상기 전압 인가 부재에 인가하는 인버터를 포함하는 백 라이트 유닛.
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