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KR20060105368A - 광 발생 유닛, 이의 제조 방법, 이를 갖는 백라이트어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치 - Google Patents

광 발생 유닛, 이의 제조 방법, 이를 갖는 백라이트어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치 Download PDF

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KR20060105368A
KR20060105368A KR1020050028098A KR20050028098A KR20060105368A KR 20060105368 A KR20060105368 A KR 20060105368A KR 1020050028098 A KR1020050028098 A KR 1020050028098A KR 20050028098 A KR20050028098 A KR 20050028098A KR 20060105368 A KR20060105368 A KR 20060105368A
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KR
South Korea
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light
generating unit
source body
light source
substrate
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Withdrawn
Application number
KR1020050028098A
Other languages
English (en)
Inventor
박해일
이상유
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
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Priority to US11/223,586 priority patent/US20060221643A1/en
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Abstract

광 발생 유닛, 이의 제조 방법, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치가 개시된다. 광 발생 유닛은 방전공간을 갖고 광을 발생시키는 광원 몸체 및 금속막 및 금속막을 커버하는 절연성 보호막을 구비하고, 광원 몸체의 외면에 배치되어 광원 몸체의 표면에 방전 전압을 인가하는 외부 전극을 포함한다. 절연성 보호막으로 덮인 금속막을 갖는 외부 전극을 형성함으로써 금속막의 산화가 방지되고, 금속막이 인접하는 도전성 소자에 대하여 전기적으로 절연되어, 그 결과 광 발생 유닛의 광 발생 효율이 향상된다.

Description

광 발생 유닛, 이의 제조 방법, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치{LIGHT GENERATING UNIT, METHOD OF MANUFACTURING THE LIGHT GENERATING UNIT, BACK LIGHT ASSEMBLY HAVING THE LIGHT GENERATING UNIT AND DISPLAY APPARATUS HAVING THE BACK LIGHT ASSEMBLY}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 발생 유닛을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 발생 유닛을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 발생 유닛의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 광 발생 유닛의 결합 구조를 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 발생 유닛의 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 광 발생 유닛의 결합 구조를 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 발생 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 9는 도 8의 백라이트 어셈블리의 결합 구조를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 11은 도 10의 표시 장치의 결합 구조를 도시한 단면도이다.
본 발명은 광 발생 유닛, 이의 제조 방법, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 안정적으로 광을 발생할 수 있는 광 발생 유닛, 이의 제조 방법, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 액정(Liquid Crystal)을 이용하여 영상을 표시하는 평판표시장치의 하나로써, 다른 디스플레이 장치에 비해 얇고 가벼우며, 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력을 갖는 장점이 있어, 산업 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있다.
이와 같은 액정표시장치는 영상을 표시하기 위하여 자체적으로 발광하지 못하는 비발광성 소자이기 때문에, 액정표시패널에 광을 공급하기 위한 별도의 광원을 필요로 한다.
종래의 광원으로는 가늘고 긴 원통 형상의 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)가 주로 사용되었다. 그러나, 액정표시장치가 대형화되어 감에 따라, 요구되어지는 냉음극 형광램프의 개수가 증가되고 있으며, 이로 인해, 제조 원가가 증가되며, 휘도 균일성 등의 광학 특성이 떨어지는 문제점이 발생되고 있다.
이러한 문제점을 해소하기 위해, 최근에는 면 형태로 광을 직접 출사하는 평판형광램프에 대한 개발이 진행되고 있다. 평판형광램프는 복수의 방전공간들로 분할된 내부공간을 갖는 램프 몸체와 램프 몸체에 방전전압을 인가하기 위하여 램프 몸체의 외면에 형성된 전극을 포함한다. 이러한 평판형광램프는 인버터로부터 전극에 인가되는 방전전압에 의해 각각의 방전공간에서 플라즈마 방전을 일으킨다. 이때, 램프 몸체의 내부에 형성되어 있는 형광층을 이루는 분자들은 플라즈마 방전에 의해 발생된 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시킨다.
그러나, 램프 몸체의 외면에 배치된 전극들 및 전극들과 접촉할 수 있는 수납 용기 등은 전기적으로 절연되어야 한다. 또한, 전극들을 이루는 금속 및 공기 중의 산소 분자들의 산화 반응이 일어날 수 있고, 인버터로부터 전극에 인가되는 수 킬로볼트의 방전 전압에 의하여 산소 분자들이 화학적으로 반응하여 오존이 발생할 수 있다. 따라서, 전극들을 수납 용기 및 산소 분자들로부터 보호하는 것이 요구된다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 외부 전극을 보호할 수 있는 광 발생 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광 발생 유닛의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광 발생 유닛을 포함하는 백라이트 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 더욱 다른 목적은 상기 백라이트 어셈블리를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 광 발생 유닛은 방전공간을 갖고 광을 발생시키는 광원 몸체 및 금속막 및 상기 금속막을 커버하는 절연성 보호막을 구비하고, 상기 광원 몸체의 외면에 배치되어 상기 광원 몸체의 표면에 방전 전압을 인가하는 외부 전극을 포함한다.
본 발명 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 광 발생 유닛의 제조 방법은 금속막 및 상기 금속막을 보호하는 보호막을 포함하는 도전성 부재를 마련하는 단계 및 상기 도전성 부재를 방전공간을 갖고 광을 발생시키는 광원 몸체에 결합시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 백라이트 어셈블리는, 방전공간을 갖고 광을 발생시키는 광원 몸체 및 금속막과 상기 금속막을 커버하는 절연성 보호막을 갖고 상기 광원 몸체의 외면에 배치되어 상기 광원 몸체의 표면에 방전 전압을 인가하는 전극을 구비하는 광 발생 유닛, 상기 광원 몸체로부터 발생된 광의 광학 특성을 향상시키는 광학 부재 및 상기 광 발생 유닛 및 상기 광학 부재를 수납하는 수납 용기를 포함한다.
본 발명의 더욱 다른 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 표시 장치는, 방전공간을 갖고 광을 발생시키는 광원 몸체 및 금속막과 상기 금속막을 커버하는 절연성 보호막을 갖고 상기 광원 몸체의 외면에 배치되어 상기 광원 몸체의 표면에 방전 전압을 인가하는 전극을 구비하는 광 발생 유닛, 상기 광의 광학 특성을 향상시키는 광학 부재, 상기 광 발생 유닛 및 상기 광학 부재를 수납하는 수납 용기 및 상기 광학 부재를 지난 광을 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 유닛을 포함한다.
이러한 광 발생 유닛, 이의 제조 방법, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및 이를 갖는 표시 장치에 의하면, 외부 전극을 이루는 금속막의 산화가 방지되고, 금속막이 인접하는 도전성 소자에 대하여 전기적으로 절연되어, 그 결과 광 발생 유닛의 광 발생 효율이 향상된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하고자 한다.
광 발생 유닛
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광 발생 유닛의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광 발생 유닛(100)은 광원 몸체(200) 및 외부 전극(300)을 포함한다.
광원 몸체(200)는, 납작한 공간을 갖고, 광을 발생시킨다. 광원 몸체를 이루는 물질은 투명한 절연 물질, 예를 들면, 유리를 포함한다.
본 실시예에서, 광원 몸체(200)는 바닥부(201), 측부들(201, 203) 및 광출사부(206)를 갖는다.
바닥부(201)는, 예를 들면, 사각형 플레이트 형상을 갖는다.
측부(202, 203)들은 바닥부의 가장 자리로부터 돌출되거나, 바닥부의 가장 자리에 배치되며, 측부(202, 203)들은 상호 대향한다. 측부들(202, 203)은 바닥부(201) 또는 광출사부(206)와 동일한 재질을 가질 수 있다.
광출사부(206)는 바닥부(201)와 대향하도록 측부들(202, 203)의 상면에 배치된다. 광출사부(206)는 바닥부(201)와 동일한 형상 및 동일한 면적을 갖는 직사각형 플레이트 형상을 가질 수 있다.
바닥부(201), 광출사부(206) 및 측부들(202, 203)로 이루어진 공간은 방전공간(205)을 형성한다.
광원 몸체(200)는 방전 가스(410) 및 방전 가스(410)로부터 발생된 비가시광(non-visible ray)을 가시광(visible ray)으로 전환시키는 형광층(420)을 더 포함할 수 있다.
방전 가스(410)는 광원 몸체(200) 내의 방전공간(205)에 배치된다. 방전공간(205)의 내부가 플라즈마 상태로 될 경우, 방전 가스(410)는 비가시광, 예를 들면, 자외선(ultra-violet)을 발생한다.
방전 가스의 예로는, 수은(mercury) 가스, 아르곤(argon) 가스, 네온(neon) 가스, 크세논(Xenon) 가스, 크립톤(krypton) 가스 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 광원 몸체(200)의 공간에는 수은을 대체하는 다른 방전 가스가 사용될 수 있다.
형광층(420)은 광원 몸체(200)의 내면에 배치된다. 본 실시예에서, 형광층(420)은, 예를 들면, 바닥부(201) 상에 배치된다.
이와 다르게, 형광층(420)은 광원 몸체(200)의 내면, 예를 들면, 바닥부(201) 및 광출사부(206) 상에 각 배치될 수 있다.
형광층(420)은 방전 가스(410)로부터 발생된 비가시광(non-visible ray)을 가시광(visible ray)으로 전환시켜, 가시광을 발생시킨다. 이때, 가시광은 백색광(white light)이다.
비가시광으로부터 백색광을 발생시키기 위해 형광층(420)은 3 종류의 형광물질로 이루어진다. 형광층(420)을 이루는 형광물질은 레드 형광물질, 그린 형광물질 및 블루 형광물질을 포함한다. 레드 형광물질은 비가시광을 레드 가시광으로 변경시킨다. 그린 형광물질은 비가시광을 그린 가시광으로 변경시키고, 블루 형광물질은 비가시광을 블루 가시광으로 변경시킨다. 레드 형광물질로부터 출사된 레드 가시광, 그린 형광물질로부터 출사된 그린 가시광 및 블루 형광물질로부터 출사된 블루 가시광들은 모두 동일한 광량을 갖는다. 따라서, 백색광은 레드 가시광, 그린 가시광 및 블루 가시광의 혼합에 의하여 생성된다.
외부 전극(300)은 광원 몸체(200)의 외면에 배치된다. 외부 전극(300)은, 예를 들면, 상호 대향하는 바닥부(201)의 주변부들에 각각 배치된다.
이와 다르게, 외부 전극(300)은 바닥부(201) 주변부들 및 광출사부(206)의 주변부들에 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
외부 전극(300)은 광원 몸체(200)에 방전 전압을 인가하여 방전공간(205)의 내부에서 방전이 일어나도록 하고, 방전가스(410)는 방전에 의하여 비가시광을 발생시킨다. 광원 몸체(200)의 내부에서 방전을 일으키기 위해서, 외부 전극(300)은 광원 몸체(110)에 한 쌍이 형성될 수 있다.
외부 전극(300)은 금속막(301) 및 금속막(301)을 보호하며 전기적으로 절연성을 갖는 보호막(303)을 포함한다.
금속막(301)은, 예를 들면, 광원 몸체(200)의 바닥부(201)의 주변부에 배치된다. 금속막(301)은 바닥부(201)의 주변부 상에 띠 형상을 가질 수 있다. 금속막(301)은 높은 전기 전도도(electrical conductivity) 및 열 전도도(thermal conductivity)를 갖는 금속, 예를 들면, 알루미늄(aluminium), 구리(copper), 크롬(chromium), 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag) 등으로 이루어질 수 있다.
보호막(303)은 금속막(301)을 커버하도록 금속막(301) 상에 배치된다. 보호막(303)은 금속막(301)을 전기적으로 절연시키기 위하여 전기적 절연성을 갖는다. 금속막(301)이 다른 도전성 소자와 접촉할 경우, 보호막(303)은 외부 전극(300) 및 도전성 소자간의 단락(short)에 의한 광 발생 유닛(100)의 오동작을 방지한다.
또한, 보호막(303)은 금속막(301)을 화학적으로 보호한다. 보호막(303)은 금속막에 인접하는 대기 중의 공기, 예를 들면, 산소와 금속막(301) 간의 자연 산화 반응에 의한 외부 전극(300)의 손상을 방지한다.
보호막(303)은 약 10 내지 약 100 ㎛ 의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다. 보호막(303)의 두께가 10 ㎛ 미만 일 경우, 금속막(301)을 전기적 및 화학적으로 보호하는 기능이 저하된다. 보호막(303)의 두께가 100 ㎛ 초과 일 경우, 보호막(303)이 금속막(301)으로부터 박리되는 문제가 있을 수 있다.
보호막(303)은, 예를 들면, 금속 산화막을 포함한다. 금속 산화물로 이루어 진 보호막(303)은 금속막(301)을 이루는 금속의 산화 반응에 의하여 용이하게 형성될 수 있다. 산화 반응은, 예를 들면, 양극 산화(anodizing oxidation) 공정 또는 플라즈마 산화(plasma oxidation) 공정을 들 수 있다.
보호막(303)을 이루는 물질은 결정질(crystalline) 구조를 가질 수 있다. 비정질(amorphous) 구조를 갖는 보호막(303)과 비교할 때 결정질 구조를 갖는 보호막(303)은 결정질 구조를 갖는 금속막(301)과 강한 결합력을 갖고, 그 결과 보호막(303) 및 금속막(301)이 보다 견고하게 결합된다.
도 2는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 광 발생 유닛을 도시한 단면도이다. 도 2에 도시된 광 발생 유닛 중 형광층 및 접착 부재를 제외하면 도 1에 도시된 광 발생 유닛과 실질적으로 동일하다. 따라서, 실질적으로 동일한 구성 요소에 대하여는 도 1과 동일한 참조 번호로 나타내고 그 중복된 설명은 생략하기로 한다.
도 2를 참조하면, 형광층(420)은 제1 형광층(421) 및 제2 형광층(422)을 포함한다. 제1 형광층(421)은 바닥부(201)상에 배치되며, 제2 형광층(422)은 광출사부(206) 상에 배치된다. 따라서, 제1 및 제2 형광층들(421, 422)은 상호 마주보도록 배치된다.
접착 부재(380)는 광원 몸체(200) 및 외부 전극(300) 사이에 개재되고, 접착 부재(380)는 광원 몸체(200) 및 외부 전극(300)을 상호 결합시킨다. 접착 부재를 이루는 물질은 전기 전도성을 갖는 도전성 입자 및 광원 몸체(200) 및 외부 전극(300)을 상호 연결시키는 바인더(binder)를 포함할 수 있다. 접착 부재를 이루는 물질의 예로는 실버 페이스트(Ag paste)를 들 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 발생 유닛을 도시한 분해 사시도이다. 도 4는 도 3에 도시된 제1 및 제2 기판의 결합 구조를 I-I'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 광 발생 유닛(100)은 제1 기판(210), 제2 기판(120) 및 제1 내지 제4 외부 전극들(310, 320, 330, 340)을 포함한다.
제1 기판(210)은 사각형의 플레이트 형상을 가지며, 가시광을 투과시키는 투명한 재질로 이루어진다. 제1 기판(110)은, 예를 들면, 투명한 유리 재질로 이루어진다. 제1 기판(110)은 자외선이 누설되지 않도록 자외선을 차단하는 물질을 포함할 수 있다.
제2 기판(220)은 제1 기판(210)과 마주보도록 배치된다. 제2 기판(220)은 제1 기판(210)과 실질적으로 동일한 형상을 가질 수 있다. 제2 기판(220)은, 예를 들면, 사각형의 플레이트 형상을 갖는다. 제2 기판(220)은, 예를 들면, 유리 재질로 이루어진다. 제2 기판(220)은 자외선을 차단하는 물질을 포함할 수 있다.
광 발생 유닛(100)은 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이의 가장자리를 밀봉하여 내부 공간을 형성하는 밀봉 부재(350) 및 제1 기판(210)과 제2 기판(220) 사이에 배치되어 내부 공간을 복수의 방전공간(410)들로 분할하는 적어도 하나의 격벽(360)을 더 포함한다.
실링 부재(350)는, 예를 들면, 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)과 동일한 유 리 재질로 이루어지며, 유리보다 낮은 융점을 갖는 유리와 금속의 혼합물인 프릿(Frit) 등의 접착제를 이용하여 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)을 상호 결합시킨다.
격벽(360)들은 상호 평행하게 연장되는 막대 형상을 가지며, 서로 등간격으로 배치된다. 격벽(360)들은, 예를 들면, 실링 부재(350)와 동일한 유리 재질로 이루어진다. 격벽(360)들은 프릿 등의 접착제를 통해 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)과 결합된다. 이 외에도, 격벽(360)들은 디스펜서(dispenser)에 의하여 형성될 수 있다.
방전 가스(410)가 방전공간(205)들에 균일하게 분포될 수 있도록 하기 위하여, 격벽(360)의 길이 방향의 단부 중 어느 하나는 실링 부재(350)와 이격되게 형성된다. 격벽(360)들은, 예를 들면, 사행 구조(serpentine shape)로 배치된다. 즉, 서로 인접한 격벽(360)들 중, 하나의 격벽(360)의 길이 방향의 일 단부가 실링 부재(350)와 이격되며 다른 하나의 격벽(360)의 길이 방향의 타 단부가 실링 부재(350)와 이격되게 형성된다.
이와 다르게, 격벽(360)들은 양 단부가 실링 부재(350)에 밀착되고, 상호 인접하는 방전공간(205)들 간에 방전 가스의 이동을 위한 개구부를 가질 수 있다.
한편, 광 발생 유닛(100)은 제1 기판(210)의 내면에 형성된 반사층(430), 및 반사층(430)의 상부면 및 제2 기판(220)의 내면에 각각 형성된 제1 형광층(421) 및 제2 형광층(423)을 더 포함한다.
반사층(430)은 제1 및 제2 형광층들(421, 423)에서 발생된 가시광을 반사시 켜 제1 기판(210)을 통한 가시광의 누설을 방지한다. 반사층(430)은 반사율을 높이고 가시광의 색좌표 변화를 줄이기 위하여 금속 산화물로 이루어질 수 있다. 반사층(430)은, 예를 들면, 산화 알루미늄(Al2O3) 또는 황산 바륨(BaSO4)으로 이루어진다.
제1 및 제2 형광층들(421, 423)을 이루는 형광 물질은 방전공간(205)들에서 플라즈마 방전을 통해 발생된 자외선에 의하여 여기되어 가시광을 발생시킨다. 제1 형광층(421)은 격벽(360)들의 내측면에도 형성될 수 있다.
제1 내지 제4 외부 전극들(310, 320, 330, 340)은 격벽(360)의 길이 방향과 실질적으로 수직한 방향으로 배치되어, 그 결과, 모든 방전공간(205)들과 교차한다. 제1 외부 전극(310)은 격벽(360)중 길이 방향의 제1 단부에 대응되도록 제1 기판(210) 상에 배치될 수 있다. 제2 외부 전극(310)은 제1 단부에 대향하는 제2 단부에 대응하도록 제1 기판(210) 상에 배치될 수 있다. 제3 외부 전극(330)은 제1 외부 전극(330)과 마주보도록 제2 기판(220) 상에 배치되며, 제4 외부 전극(340)은 제2 외부 전극(320)과 마주보도록 제2 기판(220) 상에 배치된다.
제1 내지 제4 외부 전극들(310, 320, 330, 340)은 제1 내지 제4 금속막들(311, 321, 331, 341) 및 제1 내지 제4 금속막들(311, 321, 331, 341)을 보호하는 제1 내지 제4 보호막들(313, 323, 333, 343)을 포함한다. 제1 내지 제4 금속막들(311, 321, 331, 341) 및 제1 내지 제4 금속막들(311, 321, 331, 341)은 도 1에 도시된 외부 전극과 실질적으로 동일한 바 이들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한 다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 발생 유닛을 도시한 분해 사시도이다. 도 6은 도 5의 광 발생 유닛의 결합 구조를 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광 발생 유닛(100)은 제1 기판(210), 제1 기판(210)과 결합되어 방전공간(205)들을 형성하는 제2 기판(220) 및 제1 기판(210)의 외면에 배치된 제1 및 제2 외부 전극들(310, 320)을 포함한다.
제1 기판(210)은, 예를 들면, 사각형 플레이트 형상을 갖는다. 제1 기판(210)은 가시광을 투과할 수 있는 투명한 재질로 이루어진다. 제1 기판(210)은, 예를 들면, 유리 재질로 이루어 질 수 있다.
제2 기판(220)은 제1 기판(201)과 이격되어 방전공간(205)들을 형성하는 방전공간부(221)들, 서로 인접하는 방전공간부(221)들 사이에 형성되어 제1 기판(210)과 접하는 공간분할부(223)들 및 방전공간부(221)들과 공간분할부(223)들의 가장 자리에 형성되어 제1 기판(210)과 결합되는 실링부(225)를 포함한다. 제2 기판(220)은 방전공간(205)들에서 발생된 가시광을 투과시킬 수 있는 투명한 재질로 이루어진다. 제2 기판(220)은, 예를 들면, 유리 재질로 이루어진다.
제2 기판(220)은 성형 가공(forming)에 의하여 형성된다. 즉, 플레이트 형상의 베이스 기판을 일정 온도로 가열한 후 원하는 형상의 금형을 통해 상기 베이스 기판을 성형함으로써, 방전공간부(221)들, 공간분할부(223)들 및 실링부(225)를 포 함하는 제2 기판(410)이 형성될 수 있다.
이와 다르게, 제2 기판(220)은 베이스 기판을 가열한 후 공기의 흡입을 통해 형상을 가공하는 글라스 블로잉(glass blowing) 공법 등 다양한 방법에 의하여 형성될 수 있다.
제2 기판(220)의 종단면은 아치 형상의 방전공간부(221)들이 연속적으로 연결되는 형태를 갖는다. 이와 다르게, 제2 기판(220)은 방전공간부(221)들의 종단면이 반원, 사각형, 사다리꼴 등의 다양한 형태를 갖도록 형성될 수 있다.
제2 기판(220)에는 서로 인접한 방전공간(205)들을 연결하기 위한 연결 통로(224)가 형성된다. 연결 통로(224)는 각 공간분할부(223)에 적어도 하나 이상이 형성된다. 연결 통로(224)는 방전공간(205)들에 존재하는 공기를 배기하거나, 방전공간(205)들에 방전 가스를 주입할 때, 인접하는 방전공간(205)들의 사이를 공기 또는 방전 가스가 이동할 수 있는 통로를 제공한다. 연결 통로(224)는 제2 기판(220)의 성형 가공 시 동시에 형성된다. 연결 통로(224)는 인접한 방전공간(205)들을 서로 연결할 수만 있다면, 다양한 형상을 가질 수 있다. 바람직하게, 연결 통로(224)는 S자 형상으로 휘어진 구조를 갖는다.
제1 및 제2 기판들(210, 220)은 접착부재(370)를 통해 상호 결합된다. 접착부재(370)는, 예를 들면, 유리보다 낮은 융점을 갖는 유리와 금속의 혼합물인 프릿으로 이루어진다. 제1 기판(210)의 주변부 및 제2 기판(220)의 실링부(225) 사이에 접착부재(460)를 개재한 후 소성함으로써, 제1 기판(210) 및 제2 기판(220)은 상호 결합된다.
공간분할부(223)들은 광 발생 유닛(100)의 내부와 외부간의 압력차에 의하여 제1 기판(210)에 밀착된다. 구체적으로, 제1 기판(210)과 제2 기판(220)의 결합 후 방전공간(205)들에 존재하는 공기를 배기하여 진공 상태를 만들며, 이후, 방전공간(205)들에는 플라즈마 방전을 위한 여러 종류의 방전 가스가 주입된다. 예를 들어, 방전 가스는 수은(Hg), 네온(Ne), 아르곤(Ar) 등을 포함한다. 방전공간(205)들에 존재하는 방전 가스의 가스압은 약 50 ~ 70 torr 정도로, 외부 대기압인 760 torr와 비교하여 압력차가 발생된다. 이러한 압력차로 인해 광 발생 유닛(100)의 외부로부터 내부로 향하는 힘이 발생되며, 이러한 힘에 의하여 공간분할부(223)들은 제1 기판(210)에 밀착된다.
제1 및 제2 외부 전극들(310, 320)은 제1 기판(210)의 외면에 공간분할부(223)들과 실질적으로 수직한 방향으로 배치되어, 그 결과 모든 방전공간(205)들과 교차한다. 제1 및 제2 외부 전극들(310, 320)은 상호 평행하게 배치될 수 있다. 제1 및 제2 외부 전극들(310, 320)은 도 1에 도시된 것과 동일한 재질 및 동일한 형성 방법에 의하여 형성되므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
광 발생 유닛(100)은 제1 기판(210)의 내면에 형성된 반사층(430) 및 반사층(430)의 상부면 및 제2 기판(210)의 내면에 각각 형성된 제1 형광층(421) 및 제2 형광층(423)을 더 포함한다. 반사층(430) 및 제1 및 제2 형광층들(421, 423)은 도 3 및 도 4에 도시된 것과 실질적으로 동일하므로, 그 중복되는 상세한 설명은 생략하기로 한다.
광 발생 유닛의 제조 방법
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 발생 유닛의 제조 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 7을 참조하면, 먼저, 금속막 및 상기 금속막을 보호하는 보호막을 포함하는 도전성 부재를 마련한다(S100).
도전성 부재를 마련하기 위하여, 금속막을 준비한다(S110). 금속막은, 예를 들면, 띠 형상을 갖고, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진다. 이후, 금속막 상에 보호막을 형성한다. 보호막은 금속막을 전기적으로 절연시키고, 금속막의 자연 산화를 방지한다(S120).
보호막은, 예를 들면, 양극 산화법(anodizing process)에 의하여 형성된다. 양극 산화법에 의하면, 전해질 용액, 예를 들면, 인산(H2PO4), 황산(H2SO4) 또는 옥살산(oxalic acid; C2H2O4) 등이 해리된 용액에 금속막을 침지한다. 금속막을 양극(anode)으로 납(lead)등의 불활성 금속을 음극(cathode)으로 설정하여 약 1 내지 200 V 의 직류 전압을 인가하여, 금속막의 일부가 금속 산화막으로 전환된다. 금속 산화물로 전환되는 정도는 양극 산화 공정의 시간에 비례한다. 구체적으로, 15 ℃, 40 V, 0.3 M 옥살산 수용액의 조건에서 알루미늄을 양극 산화할 경우, 알루미나(Al2O3) 층으로 전환되는 알루미늄(Al) 금속막의 두께는 10 분당 약 1 ㎛ 정도이다. 양극 산화법에 의하여 형성된 보호막은 다공질의 비정질 구조를 갖는다.
이와 다르게, 보호막은, 플라즈마 산화 공정에 의하여 형성될 수 있다. 플라즈마 산화 공정에 의하면, 산소 플라즈마가 형성된 챔버 내부에서 금속막을 양극으로 설정하면 금속막의 일부가 금속 산화물로 전환된다. 산소 플라즈마는, 예를 들 면, 약 1 torr의 압력 및 약 300 내지 500 ℃의 온도 하에서 10 ㎒ 이상의 RF(radio frequency) 파워에 의하여 발생된 산소 방전에 의하여 형성될 수 있다.
플라즈마 산화 공정에 의하여 형성된 보호막은 결정질 구조를 갖는 금속 산화물로 이루어 질 수 있다. 따라서, 보호막을 이루는 물질이 금속과 같은 결정질 구조를 가짐에 따라 금속막 및 금속막 상에 형성된 보호막이 비정질의 보호막과 비교할 때, 높은 결합 강도를 갖는다.
이어서, 금속막 및 보호막을 갖는 도전성 부재를 방전공간을 갖고 광을 발생시키는 광원 몸체에 결합시킨다(S200).
도전성 부재를 광원 몸체에 결합시키기 위하여, 먼저, 도전성 부재 및 광원 몸체 사이의 전극 형성 위치에 접착 부재를 개재한다(S210). 접착 부재를 이루는 물질은 전기 전도성을 갖는 도전성 입자, 광원 몸체 및 도전성 부재를 상호 연결시키는 바인더(binder) 및 솔벤트(solvent)를 포함할 수 있다. 접착 부재를 이루는 물질의 예로는 실버 페이스트(Ag paste)를 들 수 있다.
이후, 접착 부재가 소성되어 접착 부재가 경화된다(S220). 따라서, 광원 몸체 및 도전성 부재를 결합시켜 광원 몸체의 외면에 외부 전극이 형성된다.
백라이트 어셈블리
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리를 도시한 분해 사시도이다. 도 9는 도 8의 백라이트 어셈블리의 결합 구조를 도시한 단면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 어셈블리(500)는 광을 발생하는 광 발생 유닛(510), 광 발생 유닛(510)으로부터 발생된 광 의 광학 특성을 향상시키는 광학 부재(520) 및 광 발생 유닛(510)과 광학 부재(520)를 수납하는 수납 용기(530)를 포함한다.
수납 용기(530)는 바닥부(531) 및 바닥부(531)의 가장자리로부터 연장되어 수납공간을 마련하는 측부(533)로 이루어진다. 측부(533)는, 예를 들면, 다른 구성 요소들과의 결합공간을 제공하고 결합력을 향상시키기 위하여 2단으로 절곡된 형상을 갖는다. 수납 용기(530)를 이루는 물질은 강도가 우수하고 변형이 적은 금속으로 이루어진다.
광 발생 유닛(510)은 수납 용기(530)의 수납 공간 내에 배치된다. 광 발생 유닛(510)은 도 5 및 도 6에 도시된 광 발생 유닛과 실질적으로 동일하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
광학 시트(520)는 광을 확산시키는 확산판(521) 및 광을 집광 시키는 집광 시트(523)를 더 포함할 수 잇다.
확산판(521)은 광 발생 유닛(510)의 상부에 소정 간격 이격되어 배치되며, 광 발생 유닛(510)으로부터 출사되는 광을 확산시켜 광의 휘도 균일성을 향상시킨다. 확산판(521)은 소정의 두께를 갖는 플레이트 형상을 갖는다. 확산판(521)은 일 예로, 폴리메틸메타크릴레이트(Poly Methyl Methacrylate) 재질로 이루어진다.
집광 시트(523)는 확산판(521)을 통해 확산된 광을 정면 방향으로 집광시켜 광의 정면 휘도를 향상시킨다. 한편, 백라이트 어셈블리(500)는 요구되어지는 휘도 특성에 따라 다양한 기능의 광학 시트를 추가하거나, 또는 제거하는 것이 가능하다.
백라이트 어셈블리(500)는 광 발생 유닛(510)을 구동하기 위한 방전전압을 출력하는 인버터(570), 광 발생 유닛(510)에 가해지는 충격을 완화시키는 완충 부재(550) 및 광학 부재(520)를 지지하기 위한 제1 몰드(560)를 더 포함할 수 있다.
인버터(570)는 수납 용기(530)의 배면에 배치된다. 인버터(570)는 광 발생 유닛(510)을 구동하기 위한 방전전압을 발생한다. 인버터(570)는 외부로부터 인가되는 저전위의 교류 전압을 광 발생 유닛(510)의 구동에 적합한 고전위의 교류 전압으로 승압하여 방전전압을 출력한다. 인버터(570)로부터 발생된 방전전압은 제1 전원선(571) 및 제2 전원선(572)을 통해 광 발생 유닛(510)의 외부전극에 인가된다.
완충 부재(550)는 광 발생 유닛(510) 및 수납 용기(530)의 바닥부(531) 사이에 배치되어 광 발생 유닛(510)을 지지한다. 충 부재(550)는 외부로부터 가해지는 충격을 흡수하기 위하여 어느 정도의 탄성을 갖는 물질로 이루어진다. 또한, 완충 부재(550)는 광 발생 유닛(510)의 가장자리에 대응하여 배치되는 것이 바람직하다.
제1 몰드(560)는 광 발생 유닛(510)을 수납 용기에 고정하며, 광학 부재(520)를 지지한다. 제1 몰드(560)는 수납 용기(530)의 측부(533)와 결합되며, 광 발생 유닛(510)의 상부면의 가장자리를 가압하여 광 발생 유닛(510)을 수납 용기(530)에 고정한다. 제1 몰드(560)는 프레임 형상의 일체형으로 형성될 수 있다.
표시 장치
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치를 도시한 분해 사시도이다. 도 11은 도 10에 도시된 표시 장치를 도시한 단면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(600)는 광을 발생하는 광 발생 유닛(610), 광의 광학 특성을 향상시키는 광학 부재(620), 광 발생 유닛(610)과 광학 부재(620)를 수납하는 수납 용기(630) 및 영상을 표시하는 디스플레이 유닛(640)을 포함한다.
광 발생 유닛(610) 광학 부재(620), 수납 용기(630)는 도 8 및 도 9에 도시된 백라이트 어셈블리의 구성 요소와 실질적으로 동일한 구성을 가지므로, 이들에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
디스플레이 유닛(640)은 광 발생 유닛(610)으로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널(641), 액정표시패널(641)을 구동하기 위한 구동신호를 제공하는 데이터 인쇄회로기판(642) 및 게이트 인쇄회로기판(643)을 포함한다.
데이터 인쇄회로기판(642) 및 게이트 인쇄회로기판(643)으로부터 제공되는 구동신호는 데이터 연성회로필름(644) 및 게이트 연성회로필름(645)을 통해 액정표시패널(641)에 인가된다.
데이터 연성회로필름(644) 및 게이트 연성회로필름(645)은, 예를 들어, 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package : TCP) 또는 칩 온 필름(Chip On Film :COF)으로 이루어진다. 또한, 데이터 연성회로필름(644) 및 게이트 연성회로필름(645) 각각은 데이터 인쇄회로기판(642) 및 게이트 인쇄회로기판(644)으로부터 제공되는 구동신호를 액정표시패널(641)에 인가하기 위하여 구동신호를 제어하는 데이터 구동칩(646) 및 게이트 구동칩(647)을 포함한다.
데이터 인쇄회로기판(642)은 데이터 연성회로필름(644)의 절곡에 의하여 수 납 용기(630)의 측면 또는 배면에 배치되며, 게이트 인쇄회로기판(643)은 게이트 연성회로필름(645)의 절곡에 의하여 수납 용기(630)의 측면 또는 배면에 배치된다.
액정표시패널(641)은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라 칭함) 기판(641a), TFT 기판(641a)과 대향하여 결합되는 컬러필터 기판(641b) 및 상기 두 기판(641a, 641b) 사이에 개재된 액정층(641c)을 포함한다.
TFT 기판(641a)은 스위칭 소자인 TFT(미도시)가 매트릭스 형태로 형성된 투명한 유리기판이다. 상기 TFT들의 소스 및 게이트 단자에는 각각 데이터 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소전극(미도시)이 연결된다.
컬러필터 기판(641b)은 색화소인 RGB 화소(미도시)가 박막공정에 의해 형성된 기판이다. 컬러필터 기판(641b)에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통전극(미도시)이 형성된다.
이러한 구성을 갖는 액정표시패널(641)은 TFT의 게이트 단자에 전원이 인가되어 TFT가 턴-온(turn on)되면, 화소 전극과 공통 전극 사이에는 전기장이 형성된다. 이러한 전기장에 의해 TFT 기판(641a)과 컬러필터 기판(641b)과의 사이에 개재된 액정층(641c)의 액정 분자들의 배열이 변화되고, 액정 분자들의 배열 변화에 따라서 광 발생 유닛(610)으로부터 공급되는 광의 투과도가 변경되어 원하는 계조의 영상을 얻게 된다.
액정표시장치(600)는 광학 부재(620)와 액정표시패널(641) 사이에 배치되는 제2 몰드(690) 및 탑 샤시(680)를 더 포함할 수 있다.
제2 몰드(690)는 광학 부재(620)를 고정하며, 액정표시패널(641)을 지지한다. 제2 몰드(690)는 제1 몰드(660)와 마찬가지로, 프레임 형상의 일체형으로 형성될 수 있다.
탑 샤시(680)는 액정표시패널(641)의 가장자리를 감싸면서 수납 용기(630)와 결합되어 액정표시패널(641)을 제2 몰드(690)의 상부에 고정한다. 이러한 탑 샤시(680)는 외부 충격에 의한 액정표시패널(641)의 파손을 방지하고, 액정표시패널(641)이 제2 몰드(690)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
이상에서 상세하게 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 금속막을 덮는 절연성 보호막을 구비한 외부 전극을 광원 몸체에 형성함으로써, 금속막의 자연 산화가 방지되고, 외부 전극이 인접하는 도전성 소자와 전기적으로 절연된다. 또한, 외부 전극에 인가된 방전 전압에 의한 오존 발생이 억제된다.
한편, 금속막 및 금속막을 보호하는 보호막을 포함하는 외부 전극용 벌크(bulk)를 광원 몸체에 결합시킴으로써, 금속막 상에 보호막을 형성하기 위한 보호막 공정이 생략될 수 있어 광 발생 유닛의 제조 공정이 단순화된다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 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 (24)

  1. 방전공간을 갖고 광을 발생시키는 광원 몸체; 및
    금속막 및 상기 금속막을 커버하는 절연성 보호막을 구비하고, 상기 광원 몸체의 외면에 배치되어 상기 광원 몸체의 표면에 방전 전압을 인가하는 외부 전극을 포함하는 광 발생 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 절연성 보호막을 이루는 물질은 결정질(crystalline) 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 절연성 보호막은 금속 산화막을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보호막은 10 내지 100 ㎛ 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서, 상기 금속막을 이루는 물질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag) 등이 이루는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광원 몸체 및 상기 외부 전극 사이에 개재되며, 상기 외부 전극 및 상기 광원 몸체를 결합시키는 접착 부재를 더 포함하는 광 발생 유닛.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광원 몸체는,
    상기 방전공간의 내부에 배치되며 상기 외부 전극에 인가된 방전 전압에 의하여 방전되어 비가시광을 발생하는 방전 가스; 및
    상기 광원 몸체의 내면에 배치되며 상기 비가시광을 가시광으로 변경시키는 형광층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광원 몸체는 제1 기판 및 상기 제1 기판과 결합되어 다수의 상기 방전공간들을 형성하는 제2 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제2 기판은,
    상기 제1 기판과 이격되어 상기 방전공간을 형성하는 방전공간부;
    상기 방전공간부 사이에 위치하며, 상기 제1 기판과 접하여 상기 방전공간을 분할하는 공간분할부; 및
    상기 방전공간부 및 상기 공간분할부의 가장 자리에 배치되며 상기 제1 기판과 결합되는 실링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 외부 전극은 상기 공간분할부의 길이 방향에 대하여 실질적으로 수직한 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 기판들 사이의 가장자리를 밀봉하여 내부 공간을 형성하는 밀봉 부재; 및
    상기 제1 및 제2 기판들 사이에 배치되어 상기 내부 공간을 상기 방전공간들로 분할하는 적어도 하나의 분할 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛.
  12. 제11항에 있어서, 상기 외부 전극은 상기 분할 부재의 길이 방향에 대하여 실질적으로 수직한 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛.
  13. 금속막 및 상기 금속막을 보호하는 보호막을 포함하는 도전성 부재를 마련하는 단계; 및
    상기 도전성 부재를 방전공간을 갖고 광을 발생시키는 광원 몸체에 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 보호막은 양극 산화 공정에 의하여 형성된 것을 특징 으로 하는 광 발생 유닛의 제조 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 보호막은 플라즈마 산화 공정에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛의 제조 방법.
  16. 제13항에 있어서, 상기 광원 몸체에 상기 도전성 부재를 결합시키는 단계는,
    상기 도전성 부재 및 상기 광원 몸체 사이에 접착 부재를 개재하는 단계; 및
    상기 접착 부재를 소성(firing)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 접착 부재는 도전 입자, 바인더 및 솔벤트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 발생 유닛의 제조 방법.
  18. 방전공간을 갖고 광을 발생시키는 광원 몸체 및 금속막과 상기 금속막을 커버하는 절연성 보호막을 갖고 상기 광원 몸체의 외면에 배치되어 상기 광원 몸체의 표면에 방전 전압을 인가하는 전극을 구비하는 광 발생 유닛;
    상기 광원 몸체로부터 발생된 광의 광학 특성을 향상시키는 광학 부재; 및
    상기 광 발생 유닛 및 상기 광학 부재를 수납하는 수납 용기를 포함하는 백라이트 어셈블리.
  19. 제18항에 있어서, 상기 광 발생 유닛에 상기 방전 전압을 제공하는 인버터를 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  20. 제18항에 있어서, 상기 보호막을 이루는 물질은 결정질 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  21. 제18항에 있어서, 상기 보호막은 금속 산화막인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  22. 제18항에 있어서, 상기 보호막은 10 내지 100 ㎛ 의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  23. 제18항에 있어서, 상기 금속막을 이루는 물질은 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 금(Au), 은(Ag) 등이 이루는 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 백라이트 어셈블리.
  24. 방전공간을 갖고 광을 발생시키는 광원 몸체 및 금속막과 상기 금속막을 커버하는 절연성 보호막을 갖고 상기 광원 몸체의 외면에 배치되어 상기 광원 몸체의 표면에 방전 전압을 인가하는 전극을 구비하는 광 발생 유닛;
    상기 광의 광학 특성을 향상시키는 광학 부재;
    상기 광 발생 유닛 및 상기 광학 부재를 수납하는 수납 용기; 및
    상기 광학 부재를 지난 광을 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 유닛을 포함하는 표시 장치.
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