KR20090067546A - Surface light source and backlight unit having the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수은이 배제된 방전가스를 사용하기 적합한 면광원 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형광체와 자외선의 접촉면적을 확장하여 휘도를 향상시킬 수 있는 면광원 장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것이다. The present invention relates to a surface light source device suitable for using a discharge gas that is free of mercury, and more particularly to a surface light source device that can improve the brightness by expanding the contact area of the phosphor and ultraviolet rays and a backlight unit having the same. will be.
액정표시장치는 액정의 전기적 특성 및 광학적 특성을 이용하여 영상을 디스플레이한다. 액정표시장치의 액정부는 스스로 빛을 발생시키지 못하는 수광 소자이기 때문에 별도로 후면 광원, 즉 백라이트를 요구한다. The liquid crystal display displays an image by using electrical and optical characteristics of the liquid crystal. Since the liquid crystal part of the liquid crystal display is a light receiving element that does not generate light by itself, it separately requires a rear light source, that is, a backlight.
후면 광원에서 공급되는 빛은 액정표시장치의 화소전극, 액정 및 공통전극을 순차적으로 통과한다. 이때, 액정을 통과한 영상의 표시 품질은 후면 광원의 휘도 및 휘도 균일성에 의하여 크게 좌우된다. 일반적으로 휘도 및 휘도 균일성이 높을수록 표시 품질은 양호해진다. Light supplied from the rear light source sequentially passes through the pixel electrode, the liquid crystal, and the common electrode of the liquid crystal display. In this case, the display quality of the image passing through the liquid crystal largely depends on the luminance and luminance uniformity of the rear light source. In general, the higher the luminance and the uniformity of the luminance, the better the display quality.
종래 액정표시장치의 후면 광원은 세관형 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL) 또는 발광다이오드(light emitting diode; LED)가 주로 사용되었다. 냉음극형광램프는 휘도가 높고 수명이 길으며, 백열등에 비하여 매우 발열량이 매우 작은 장점이 있다. 한편, 발광다이오드는 소비 전력이 높으나 휘도가 우수한 장점이 있다. 그러나 냉음극형광램프 또는 발광다이오드는 휘도 균일성이 취약하다. 따라서, 기존의 후면 광원은 휘도 균일성을 증가시키기 위해 도광판(light guide panel; LGP), 확산 부재(diffusion member) 및 프리즘 시트(prism sheet) 등과 같은 광학 부재(optical member)를 필요로 한다. 이로 인해 액정표시장치는 광학 부재에 의한 부피 및 무게가 크게 증가되는 문제점을 갖는다.Conventionally, a rear light source of a liquid crystal display device has been mainly used a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) or a light emitting diode (LED). Cold cathode fluorescent lamp has the advantage of high brightness, long life, and very low heat generation compared to incandescent lamps. On the other hand, the light emitting diode has a high power consumption, but has an advantage of excellent brightness. However, cold cathode fluorescent lamps or light emitting diodes have poor luminance uniformity. Therefore, existing back light sources require optical members such as a light guide panel (LGP), a diffusion member, a prism sheet, and the like to increase luminance uniformity. As a result, the liquid crystal display has a problem in that the volume and weight of the optical member are greatly increased.
액정표시장치용 후면 광원으로서 평판 형태의 면광원 장치(flat fluorescent lamp : FFL)가 제안된 바 있다. As a back light source for a liquid crystal display, a flat fluorescent lamp (FFL) in the form of a flat plate has been proposed.
종래의 면광원장치는 광원몸체와 전극을 포함하여 이루어진다. The conventional surface light source device comprises a light source body and an electrode.
광원몸체는 제1기판과, 이 제1기판과 대향되게 배치되는 제2기판을 구비하고, 그 내부에 방전가스가 주입되는 방전공간을 갖는다. 제1기판과 제2기판은 그 가장자리가 밀봉되어 제1기판과 제2기판의 사이에 방전공간을 갖는다. The light source body has a first substrate and a second substrate disposed to face the first substrate, and has a discharge space into which a discharge gas is injected. The first substrate and the second substrate are sealed at their edges to have a discharge space between the first substrate and the second substrate.
제1기판과 제2기판의 표면에는 형광체가 도포되어 전극에 의해 방전가스에 방전전압이 인가되면, 방전가스의 방전에 의하여 자외선이 발생된다. 발생된 자외선은 형광체을 여기시켜 가시광을 발생시키고, 발생된 가시광은 기판을 투과하여 전방으로 출사된다. Phosphors are coated on the surfaces of the first substrate and the second substrate, and when the discharge voltage is applied to the discharge gas by the electrodes, ultraviolet rays are generated by the discharge of the discharge gas. The generated ultraviolet rays excite the phosphor to generate visible light, and the generated visible light is transmitted forward through the substrate.
현재 면광원 장치는 대면적 액정표시장치의 화질을 개선하고 더욱 선명하고 자연스러운 표시 품질을 구현하기 위해서는 백라이트로 사용되는 면광원 장치의 휘도를 국부적으로 제어할 수 있는 기술의 필요성이 요구되고 있다. Currently, in order to improve the image quality of a large area liquid crystal display device and to realize a clearer and more natural display quality, the surface light source device needs a technology for locally controlling the luminance of the surface light source device used as a backlight.
또한, 방전 가스로 주로 사용되는 수은의 유해성으로 인하여 수은이 배제된 방전가스를 사용할 수 있는 친환경적인 면광원 장치의 개발이 요구되고 있다. In addition, due to the harmfulness of mercury, which is mainly used as the discharge gas, there is a demand for the development of an environment-friendly surface light source device that can use a discharge gas without mercury.
본 발명의 목적은 수은이 배제된 방전 가스를 사용할 수 있는 면광원 장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a surface light source device that can use a discharge gas free of mercury.
본 발명은 다른 목적은 방전공간을 복수의 방전 채널로 구획하여 각 분할된 채널별로 전압을 인가하여 국부적으로 휘도를 제어할 수 있는 면광원 장치를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a surface light source device capable of locally controlling a luminance by dividing a discharge space into a plurality of discharge channels and applying a voltage to each divided channel.
본 발명의 또다른 목적은 방전 공간 내의 형광체 도포면적을 확장시켜 형광체와 자외선이 접촉되는 면적을 넓혀서 휘도를 향상시킬 수 있는 면광원 장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛을 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a surface light source device and a backlight unit including the same, which can improve luminance by expanding a phosphor coating area in a discharge space and widening an area in which phosphors and ultraviolet rays contact each other.
본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치는 복수의 방전공간이 형성되는 제1기판 및 제2기판을 구비하는 광원 몸체와, 광원 몸체의 표면에 형성되는 전극부를 포함하고, 방전 공간의 내면에는 형광체 도포 면적을 확장시키기 위한 요철부가 형성되는 것을 특징으로 한다.The surface light source device according to the embodiment of the present invention includes a light source body having a first substrate and a second substrate having a plurality of discharge spaces formed therein, and an electrode portion formed on a surface of the light source body, and having an inner surface of the discharge space. It is characterized in that the uneven portion for expanding the phosphor coating area is formed.
요철부는 제2기판의 표면에 방전 채널의 길이방향을 따라 형성되고, 물유리, 몰타르 세라믹 중 어느 하나가 기판의 표면에 부착되어 형성되는 것을 특징으로 한다.The uneven portion is formed along the longitudinal direction of the discharge channel on the surface of the second substrate, characterized in that any one of water glass and mortar ceramic is attached to the surface of the substrate.
본 발명에 따른 백라이트 유닛은 복수의 방전공간이 형성되는 제1기판 및 제2기판을 구비하는 광원 몸체와, 상기 광원 몸체의 표면에 형성되는 전극부를 포함하고, 상기 방전 공간의 내면에는 형광체 도포 면적을 확장시키기 위한 요철부가 형성되는 면광원 장치와, 면광원 장치를 수납하는 샤시와 제1전극 및 제2전극에 전압을 인가하는 인버터를 포함한다. The backlight unit according to the present invention includes a light source body having a first substrate and a second substrate on which a plurality of discharge spaces are formed, and an electrode part formed on a surface of the light source body, and an inner surface of the discharge space includes a phosphor coating area. And a surface light source device having a concave-convex portion formed therein for extending the shape thereof, a chassis accommodating the surface light source device, and an inverter applying voltage to the first electrode and the second electrode.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 면광원 장치는 방전 공간 내에 요철부를 형성하여 형광체 도포 면적을 넓게 하여 형광체와 자외선 간의 접촉면적을 증대시켜 휘도를 향상시킬 수 있다. In the surface light source device of the present invention configured as described above, the concave-convex portion may be formed in the discharge space to increase the phosphor coating area, thereby increasing the contact area between the phosphor and the ultraviolet ray, thereby improving luminance.
또한, 방전 채널 내에 수은이 배제된 방전가스를 주입할 수 있어 친환경적인 면광원장치를 제공할 수 있다.In addition, it is possible to inject a discharge gas of mercury is excluded in the discharge channel can provide an environmentally friendly surface light source device.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치의 단면도이다.1 is a perspective view of a surface light source device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the surface light source device according to an embodiment of the present invention.
도시된 면광원 장치(100)는 방전가스가 주입된 방전공간을 형성하는 광원몸체(110)와, 방전가스에 방전전압을 인가하는 전극부(210,220)를 포함하여 구성된다. 광원몸체(110)는 제1기판(120) 및 제2기판(130)을 구비한다. 제1기판(120) 및 제2기판(130)은 투명한 유리 기판으로 형성되는 것이 바람직하다. 제1기판(120) 및 제2기판(130)은 상호 대향되게 배치되며 두 기판(120,130) 중 어느 하나는 다수 의 방전 채널(140)을 형성하도록 일정 형태로 성형된 구조를 갖는다. The illustrated surface
본 실시예에서는 상측에 배치되어 광이 출사되는 제1기판(120)이 다수의 방전채널(140)을 형성하도록 성형된 구조를 갖고, 하측에 배치되는 제2기판(130)은 평판 형태로 형성된다. 도시된 도면에는 방전 채널(140)이 제1기판(120)에 성형되지만 이에 한정되지 않고 방전 채널(140)이 제2기판(130)에 성형되거나, 제1기판(120) 및 제2기판(130) 둘 다에 성형될 수 있다. In the present exemplary embodiment, the
방전 채널(140)은 제1기판(120)의 횡방향으로 일정 간격을 두고 형성될 수 있고, 제1기판(120)의 종방향으로 일정 간격을 두고 형성될 수 있다. The
제1기판(120)은 다수의 방전 채널들(140)이 등 간격을 두고 형성되고, 제2기판(130)의 상면에 부착된다. 따라서, 제2기판(130)에 접촉되는 제1기판(120)의 성형된 부분이 각 방전공간(160)을 구획하는 격벽 역할을 함과 아울러 방전공간을 유지시키는 스페이서 역할을 하게 된다. The
이와 같은 기판 성형 타입은 제1기판과 제2기판 사이의 방전공간을 지지하기 위한 별도의 스페이서가 불필요하므로 제조공정을 단순화할 수 있고 면광원 장치의 충격 응력에 충분히 대응할 수 있는 강도를 갖게 된다. Such a substrate forming type does not require a separate spacer for supporting a discharge space between the first substrate and the second substrate, thereby simplifying the manufacturing process and having strength that can sufficiently cope with the impact stress of the surface light source device.
제1기판(12O)과 제2기판(130)의 가장자리는 프릿(frit) 등의 밀봉부재(180)로 접합할 수도 있고, 레이저 등의 가열수단을 이용하여 직접 융착시킬 수 있다. 그리고, 제1기판과 제2기판이 상호 접촉되는 부위(제1기판의 방전채널을 형성하기 위해 성형된 부위와 제2기판의 상면)에도 프릿(frit) 등의 밀봉부재로 접합할 수도 있고, 레이저 등의 가열수단을 이용하여 직접 융착시킬 수 있다. Edges of the first substrate 12O and the
제1기판(120)에 형성되는 방전 채널(140) 내면에는 형광체(300)가 도포되고, 제2기판(130)의 방전공간을 이루는 내면에는 반사층(310)과 형광체(320)가 각각 도포될 수 있다.The
방전 공간(160) 내면에는 형광체(320)의 도포면적을 확장할 수 있는 요철부(400)가 형성된다. An
상기 요철부(400)는 방전공간을 이루는 제2기판(130)의 상면에 방전 채널(140)의 길이방향을 따라 형성될 수 있고, 요철부(400)의 형상은 오목부와 볼록부가 반복되는 형태이고, 원형, 다각형, 타원형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. The
그리고, 요철부(400)의 표면에 형광체(320)가 도포되므로 평면에 도포될 때에 비해 형광체의 도포면적을 10%~50% 정도 확대할 수 있게 된다. In addition, since the
요철부(400)는 제2기판의 표면에 방전 채널의 길이 방향으로 일정 간격을 두고 띠 형태로 부착되는 물유리나 세라믹 몰타르가 사용될 수 있다. The
그리고, 요철부(400)를 형성하는 재료에 이차전자 방출물질 일예로, Cs, Mg, Ba 등을 첨가할 수 있다. 이와 같이, For example, Cs, Mg, Ba, and the like may be added to the material forming the
이러한 요철부(400)는 제2기판(130)에 일체로 성형될 수 있고, 제1기판(120)의 표면 즉, 방전 채널(140)의 내면에도 형성될 수 있다. The
이와 같이, 방전공간(160)의 내면에 요철부(400)를 형성하여 형광체의 도포면적을 확장함으로써, 방전공간(160) 내에서 발생되는 자외선이 형광체와의 접촉면적을 증대시킬 수 있어 휘도를 향상시킬 수 있게 된다. As such, by forming the
방전공간(160)에 주입되는 방전가스로는 다양한 종류의 방전가스가 선택될 수 있으나, 바람직하게는 수은을 배제한 가스, 예컨대 제논, 아르곤, 네온, 기타 불활성 가스 또는 이들의 혼합 가스 등을 사용한다. Various types of discharge gas may be selected as the discharge gas injected into the
특히 수은을 배제한 방전가스가 사용되는 경우, 친환경적인 이점을 제공할 뿐만 아니라, 저온에서 구동시에도 휘도 안정화 시간을 단축할 수 있다. 또한 수은의 온도 민감성으로 인하여, 온도 편차에 따라 면광원장치의 휘도 균일도가 떨어지는 문제점을 최소화할 수 있는 이점을 제공한다. In particular, when a discharge gas excluding mercury is used, it not only provides an environmentally friendly advantage, but also shortens the luminance stabilization time even when driving at low temperature. In addition, due to the temperature sensitivity of the mercury, it provides an advantage that can minimize the problem that the brightness uniformity of the surface light source device in accordance with the temperature deviation.
전극부(210,220)는 제1기판(120)과 제2기판(130) 중 어느 한 기판의 표면에제1전극(210)과 제2전극(220)이 일정 간격을 두고 형성되는 면방전형 전극으로 구성될 수 있다. 전극부는 다른 실시예로서, 제1전극(210)은 제1기판(120)의 표면에 형성되고, 제2전극(220)은 제2기판(130)의 표면에 형성되어 제1전극(210)과 제2전극(220)이 상호 대향되게 배치되어 대향 방전형 전극으로 구성될 수 있다. The
전극부는 또다른 실시예로서, 제1전극(210)은 제1기판(120)의 표면에 형성되고, 제2전극(220)은 제2기판(130)의 표면에 형성되고 제1전극(210)과 제2전극(220)이 방전공간을 중심으로 대각선 방향으로 배치되어 대각선 방향으로 방전을 일으키는 대각 방전 타입 전극으로 구성될 수 있고, As another embodiment, the
전극부는 또다른 실시예로서, 방전 채널(140)의 양쪽 측면에 각각 배치되어 대향 방전을 일으키는 타입이 적용될 수 있다. As another embodiment, the electrode unit may be disposed on both sides of the
상기 전극부는 상기에서 설명한 전극부 이외에 방전공간 내부에 방전을 일으킬 수 있는 어떠한 형태의 전극도 사용이 가능하다.The electrode unit may use any type of electrode capable of causing a discharge in the discharge space in addition to the electrode unit described above.
이러한 전극부(210.220)는 제1기판(120)과 제2기판(130)의 표면에 직접 도포 되어 형성될 수 있고, 스트라이프형 와이어 또는 밴드 형상의 도전성 테입을 부착하여 형성될 수 있다. The
전극부(210.220)는 투명 전극(예컨대, ITO)을 사용할 수도 있으며, 기타 전도성 물질을 사용할 수 있고, 바람직한 재질로는 구리, 은, 금, 알루미늄, 니켈, 크롬, ITO, 탄소계 전도성 물질, 전도성 고분자, 또는 이들을 복합한 재질 중에서 선택되는 어느 하나의 물질이 사용될 수 있다.The electrode portion 210.220 may use a transparent electrode (eg, ITO), may use other conductive materials, and a preferred material may be copper, silver, gold, aluminum, nickel, chromium, ITO, carbon-based conductive material, or conductive material. Any one material selected from polymers or composite materials thereof may be used.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 면광원 장치의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 면광원 장치의 일부 단면도이다. 3 is a perspective view of a surface light source device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the surface light source device according to a second embodiment of the present invention.
제2실시예에 따른 광원몸체(500)는 투명한 평판형 유리 기판으로 형성되는 제1기판(510) 및 제2기판(520)을 구비한다. The
제1기판(510) 및 제2기판(520)은 소정 간격을 두고 상호 대향되게 배치되며, 그 사이에는 방전공간(540)을 서로 격리된 다수의 방전공간들(540)로 구획하는 격벽(530)이 설치된다. 이 격벽(530)은 기판에 일체로 성형될 수 있고 기판과 별도로 성형되어 기판의 표면에 부착될 수 있다. The
제1기판(510)과 제2기판(520) 중 적어도 어느 한 기판의 방전 공간을 이루는 내면에는 위의 일 실시예에서 설명한 요철부(400)와 동일한 기능을 하는 요철부(560)가 형성될 수 있다. An
이러한 요철부(560)의 작용은 일 실시예에서 설명한 요철부(400)와 동일하므로 그 설명을 생략한다. Since the action of the
그리고, 제1기판(510)과 제2기판(520) 중 적어도 어느 한 기판의 표면에는 방전전압을 인가하는 전극부(610,620)가 형성된다. In addition,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 관련된 백라이트유닛을 보여주는 분해 사시도이다. 5 is an exploded perspective view illustrating a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
도시한 바와 같이, 백라이트유닛은 상기에서 설명한 면광원 장치(100)와, 바텀샤시(600), 고정프레임(700) 및 인버터(800)를 포함하여 구성된다. As illustrated, the backlight unit includes the surface
바텀샤시(600)는 면광원장치(100)를 수납한다. The
면광원 장치(100)는 위에서 설명한 면광원 장치가 사용된다. As the surface
면광원 장치(100)의 상면에 광학시트(900)가 배치된다. 이 광학시트(900)는 확산시트와 프리즘 시트로 구성될 수 있다. The
고정프레임(700)은 바텀샤시(600)와 결합되어 광학시트(900)가 면광원 장치(100)의 상면에 배치되도록 고정시킨다. The fixing
액정표시장치에서는 고정프레임(700)의 전방에 액정 패널이 위치된다. In the LCD, a liquid crystal panel is positioned in front of the fixed
인버터(800)는 제1전극(210)과 전선(810)에 의해 전기적으로 연결되고, 제2전극(220)과 전선(820)에 의해 전기적으로 연결되어 고전위의 방전 전압을 발생시켜 전극(210,220)에 공급함으로써 면광원장치(100)를 구동한다. The
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. Although described above with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art or those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims to be described later Various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope thereof.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a surface light source device according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 면광원 장치의 일부 단면도이다. 2 is a partial cross-sectional view of a surface light source device according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 면광원 장치의 사시도이다.3 is a perspective view of a surface light source device according to a second embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 면광원 장치의 일부 단면도이다.4 is a partial cross-sectional view of the surface light source device according to the second embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.5 is an exploded perspective view of a backlight unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
Claims (6)
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