KR20080056991A - 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치 및 이를 구비하는백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은 면광원 장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세장 보조전극(133, 133a, 133b, 233a, 233b)을 구비하는 면광원 장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것이다. 본 발명은 가스가 주입되는 복수의 방전채널(140, 240)을 구비하는 광원몸체와, 상기 광원몸체에 형성되어, 상기 방전채널에 방전 전압을 인가하는 주전극(131, 231) 및 보조전극(133, 133a, 133b, 233a, 233b)을 포함하여 이루어지되, 상기 보조전극은 상기 방전채널을 따라 연장되는 세장 전극인 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치를 제공한다. 바람직하게는, 상기 보조전극은 상기 방전채널을 따라 형성되는 줄기부(133a, 233a)와 줄기부로부터 분기되어 형성되는 가지부(133b, 233b)를 구비한다. 바람직하게는, 상호 대향하는 상기 보조전극들의 끝단들은 상대 끝단을 향하여 오목하게 형성된다. 보조전극이 전면기판에 형성되는 경우, 상기 보조전극은 상기 방전채널의 폭의 1~20%의 폭을 가지는 것이 바람직하다. 보조전극이 배면기판에 형성되는 경우, 상기 보조전극은 상기 방전채널의 폭의 1~50%의 폭을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 상기 보조전극은 상기 방전채널의 길이의 10~45%의 길이를 가지는 것이 바람직하다.

Description

세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛{SURFACE LIGHT SOURCE DEVICE WITH SLENDER AUXILIARY ELECTRODE AND BACKLIGHT UNIT HAVING THE SAME}

도 1은 종래의 면광원 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 5은 본 발명의 제4 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 보여주는 사시도이다.

본 발명은 면광원 장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치 및 이를 구비하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

최근 수요가 급증하고 있는 액정 표시장치는 TFT 기판과 컬러필터 기판 사이에 주입된 액정을 이용하여, 외부에서 들어오는 광의 양을 조절하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.

그러나 액정 표시장치는 자체 발광 능력이 없기 때문에, 액정에 광을 조사하기 위한 별도의 백라이트 유닛이 반드시 필요하다. 백라이트 유닛의 성능은 액정 표시장치의 표시 품질에 큰 영향을 미친다.

종래의 백라이트 유닛의 광원으로는, 막대 형상을 갖는 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp; CCFL) 또는 도트 형상을 갖는 발광 다이오드(light emitting diode; LED)가 주로 사용되었다.

냉음극 형광 램프는 휘도가 높고 수명이 길며, 백열등에 비하여 발열량이 매우 작은 장점이 있다. 또한 발광 다이오드도 휘도가 높은 장점이 있다. 그러나 냉음극 형광 램프 또는 발광 다이오드는 휘도 균일성이 취약하다.

따라서, 냉음극 형광 램프 또는 발광 다이오드를 광원으로 갖는 백라이트 유닛은 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 냉음극 형광 램프 또는 발광 다이오드를 사용하는 액정 표시장치 는 광학 부재에 의하여 부피 및 무게가 크게 증가되는 문제점을 갖는다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여, 평판 형태의 면광원 장치가 제시되었다.

도 1은 이러한 종래의 면광원 장치의 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도시한 바와 같이, 도 1의 면광원 장치는 광원몸체와 전극(130)을 포함하여 이루어진다.

광원몸체는 전면기판(120) 및 배면기판(110)을 포함한다. 전면기판(120)과 배면기판(110)은 가장자리를 따라 봉착되어 밀봉된 내부 공간을 형성한다. 전면기판(120)은 격벽(123)을 일체로 구비한다. 격벽(123)은 상기 내부 공간을 복수의 방전채널(140)로 구획한다.

전면기판(120) 및 배면기판(110)의 내면의 방전채널(140)을 형성하는 부위에는 형광층이 형성된다.

전극(130)은 광원몸체의 양측 가장자리를 따라 형성된다.

방전채널(140)에는 수은을 포함하는 방전 가스가 주입된다. 전극(130)에 방전 전압을 인가하면, 자외선이 발생된다. 자외선은 형광층을 여기시켜 가시광을 발생시킨다. 발생된 가시광은 전면기판(120)을 투과하여 출사된다.

그러나 상기 면광원 장치에서, 각 방전채널(140)은 초기 점등시 수은을 활성화 시키는데 시간이 걸려 안정화 시간이 지연되는 문제점을 갖는다. 또한 저온 환경에서 점등시 전극(130)간의 거리가 멀수록 점등이 잘 되지 않는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 면광원 장치의 초기 안정된 방전 내지는 활성화 시간을 단축하는데 있다.

또한 저온 점등시에도 안정적인 점등 특성을 확보하는데 목적이 있다.

아울러 이러한 목적을 달성하면서도 암부 형성 등의 휘도 및 휘도 균일도의 저하를 수반하지 않도록 하는데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 가스가 주입되는 복수의 방전채널을 구비하는 광원몸체와, 상기 광원몸체에 형성되어, 상기 방전채널에 방전 전압을 인가하는 주전극 및 보조전극을 포함하여 이루어지되, 상기 보조전극은 상기 방전채널을 따라 연장되는 세장 전극인 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치를 제공한다.

전술한 바와 같이, 초기 점등시 수은을 활성화 시키는데 시간이 걸려 안정화 시간이 지연되는 문제점과, 저온 점등시 점등이 잘 되지 않는 문제점은 초기 활성화를 시켜주는 전자 수의 부족에서 그 원인을 찾을 수 있다.

따라서 초기 인가 전류를 늘리고 전극간의 거리를 짧게 하여 개시전압을 낮춤으로써 상기한 문제점을 해결할 수 있다.

이를 위하여 본 발명에서는 보조전극을 사용하여 면광원 장치의 초기 안정된 방전 및 활성화 시간을 단축시킨다.

단 보조전극의 육안 시인을 방지하기 위하여 세장(細長) 전극을 사용한다.

바람직하게는, 상기 보조전극은 상기 방전채널을 따라 형성되는 줄기부와 줄기부로부터 분기되어 형성되는 가지부를 구비한다.

바람직하게는, 상호 대향하는 상기 보조전극들의 끝단들은 상대 끝단을 향하여 오목하게 형성된다.

보조전극은 전면기판 및 배면기판 중 어느 하나에 형성될 수 있다.

보조전극이 전면기판에 형성되는 경우, 상기 보조전극은 상기 방전채널의 폭의 1~20%의 폭을 가지는 것이 바람직하다.

보조전극이 배면기판에 형성되는 경우, 상기 보조전극은 상기 방전채널의 폭의 1~50%의 폭을 가지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 보조전극은 상기 방전채널의 길이의 10~45%의 길이를 가지는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은, 상기 면광원 장치와, 상기 면광원 장치의 전방에 구비되는 광학시트와, 상기 면광원 장치의 전극에 방전 전압을 공급하는 인버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛을 제공한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 면광원 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도시한 바와 같이, 도 2의 면광원 장치는 광원몸체와 전극(131, 133)을 포함 하여 이루어진다.

광원몸체는 전면기판(120) 및 배면기판(110)을 포함한다. 전면기판(120)과 배면기판(110)은 가장자리를 따라 봉착되어 밀봉된 내부 공간을 형성한다.

전면기판(120) 및 배면기판(110)으로는 가시광은 출사시키고, 자외선은 차단하는 유리 재질의 기판이 사용되는 것이 일반적이다.

전면기판(120)은 격벽(123)을 일체로 구비한다. 이를 위하여 전면기판(120)은 성형 기판이 사용된다.

격벽(123)은 상기 내부 공간을 복수의 방전채널(140)로 구획한다. 따라서 방전채널(140)은 전면기판(120)과 배면기판(110)의 사이에 형성된다. 격벽(123)은 방전채널(140)의 내부압과 대기압과의 압력차를 지지하는 역할을 함과 동시에 양광주 형성에 도움을 준다.

전면기판(120) 및 배면기판(110)의 내면의 방전채널(140)을 형성하는 부위에는 형광층(미도시)이 형성된다. 이밖에도 반사층, 보호층 등이 형성될 수 있다.

전극(131, 133)은 방전채널(140)에 방전 전압을 인가한다. 방전채널(140)에는 방전 가스가 주입된다. 방전 가스로는 수은 가스, 아르곤 가스, 네온 가스, 크세논 가스, 크립톤 가스, 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

방전채널에 존재하는 방전 가스의 가스압은 약 1 ~ 80 torr 정도로, 외부 대기압인 760 torr와 비교하여 작다. 이러한 압력차는 상판과 하판이 상호 밀착되도록 한다.

전극(131, 133)에 방전 전압을 인가하면, 자외선이 발생된다. 자외선은 형광층을 여기시켜 가시광을 발생시킨다. 발생된 가시광은 전면기판(120)을 투과하여 출사된다.

전극은 주전극(131)과 보조전극(133)을 포함한다.

주전극(131)은 광원몸체의 양측 가장자리, 즉 방전채널(140)의 양측 끝단들을 따라 형성된다.

보조전극(133)은 주전극(131)으로부터 방전채널(140)을 따라 연장된다. 보조전극(133)은 하나의 방전채널(140)을 따라 한 쌍씩 구비된다. 그 한 쌍의 보조전극(133)은 방전채널(140)의 길이 방향으로 상호 이격되어 형성된다.

보조전극(133)은 전면기판(120) 및 배면기판(110)의 어느 하나 이상에 형성될 수 있다. 더 나아가, 한 쌍의 보조전극(133)의 하나는 전면기판(120)에 나머지 하나는 배면기판(110)에 형성될 수도 있다.

전면기판(120)에 형성되는 경우, 단선 방지 및 육안 시인을 방지하기 위하여, 보조전극(133)의 폭은 방전채널(140)의 폭의 1~20%인 것이 바람직하다. 따라서 방전채널의 폭이 10mm인 면광원 장치에서는 0.1~2mm의 폭을 가지는 것이 바람직하다.

배면기판(110)에 형성되는 경우에는 단선 방지 및 보조전극(133)의 효과를 극대화하기 위하여 보조전극(133)의 폭은 방전채널(140)의 폭의 1~50%인 것이 바람직하다. 따라서 방전채널의 폭이 10mm인 면광원 장치에서는 0.1~5mm의 폭을 가지는 것이 바람직하다.

보조전극(133)의 폭은 방전채널(140) 별로 달리할 수 있다. 예컨대 복수의 방전채널들(140) 중 최외곽에 위치하는 방전채널(140)의 보조전극(133)의 폭을 중앙에 위치하는 방전채널(140)의 보조전극(130)의 폭보다 크게 형성할 수 있다.

보조전극(133)의 길이는 방전채널(140)의 길이의 10~45%인 것이 바람직하다. 따라서 한 쌍의 보조전극(133)의 바람직한 총 길이는 방전채널(140)의 길이의 20~90%가 된다. 바람직한 보조전극(133)의 길이는 인버터의 용량, 면광원 장치 등의 크기에 따라 영향을 받는다.

보조전극(133)의 길이는 방전채널(140) 별로 달리할 수 있다. 예컨대 복수의 방전채널들(140) 중 최외곽에 위치하는 방전채널(140)의 보조전극(133)의 길이를 중앙에 위치하는 방전채널(140)의 보조전극(130)의 길이보다 크게 형성할 수 있다.

전극(131, 133)은 도전성이 우수한 재질, 예를 들면, 구리(Cu), 니켈(Ni), 은(Ag), 금(Au), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 등으로 이루어질 수 있다. 전극(131, 133)은 상기와 같은 재질로 이루어진 도전성 테이프를 광원 몸체의 외주면에 부착하거나 패드 프린팅을 통하여 형성할 수 있다.

보조전극(133)을 채용함으로써 초기 인가 전류를 늘리고 전극간의 거리를 짧게 하여 방전 개시전압을 낮출 수 있게 된다. 따라서 전술한 바와 같이, 초기 점등시 수은을 활성화 시키는데 시간이 걸려 안정화 시간이 지연되는 문제점과, 저온 점등시 점등이 잘 되지 않는 문제점을 해결할 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 면광원 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도시한 바와 같이, 도 3의 면광원 장치의 보조전극은 가시와 유사한 형상을 가진다. 보조전극은 줄기부(133a)와 가지부(133b)를 구비한다. 줄기부(133a)는 방전채널(140)의 길이 방향을 따라 기다랗게 연장된다. 가지부(133b)는 줄기부(133a)로부터 분기되어 형성된다. 도 3에서는 가지부(133b)가 줄기부(133a)로부터 수직으로 분기되는 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 줄기부(133a)는 전자의 방출 계수를 높여주는 팁(Tip) 역할을 하게 된다.

대향하는 보조전극들의 끝단들은 상대 끝단을 향하여 오목하게 분기된다. 따라서 전자 방출량을 극대화하는 할로우(hollow) 효과를 얻을 수 있다. 오목 형상은 반원형, 반타원형, 반사각형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 면광원 장치를 개략적으로 보여주는 사시도이다.

도 2 및 3의 면광원 장치에서 격벽(123)이 전면기판(120)에 일체로 형성되는 것과는 달리, 도 4의 면광원 장치는 격벽(250)이 기판과는 별개체로 존재한다.

도 4의 면광원 장치도 광원몸체와 주전극(231)과 보조전극을 포함하여 이루어진다.

광원몸체는 전면기판(220) 및 배면기판(210)과 함께 독립체로 제공되는 격벽(250) 및 밀봉부재(260)를 추가적으로 구비한다.

전면기판(220) 및 배면기판(210)의 가장자리는 밀봉부재(260)를 개재하여 봉착되어 내부 공간을 형성한다. 격벽(250)은 그 내부 공간을 구획하여, 복수의 방전채널(240)을 형성한다.

본 실시예의 면광원 장치에서도 세장 보조전극이 구비된다. 세장 보조전극은 줄기부(233a)와 가지부(233b)를 구비한다. 대향하는 보조전극들의 끝단들은 상대 끝단을 향하여 오목하게 형성된다.

도 5은 본 발명의 제4 실시예에 따른 백라이트 유닛을 개략적으로 보여주는 사시도이다.

백라이트 유닛은 제1 및 제2 케이스(400, 600), 면광원 장치(100), 광학시트(300) 및 인버터(500)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 면광원 장치로 제1 실시예의 면광원 장치(100)를 예시하고 있으나, 제2 및 제3 실시예의 면광원 장치 등 다양한 변형 실시예의 면광원 장치가 사용될 수 있다.

제1 케이스(600)는 면광원 장치(100)를 수납한다.

광학시트(300)는 확산판 및 프리즘 시트를 포함할 수 있다. 확산판은 전면기판(120)으로부터 출사된 광을 확산시켜 휘도 균일도를 높인다. 프리즘 시트는 확산판에 의하여 확산된 광에 직진성을 부여한다.

제2 케이스(400)는 제1 케이스(600)와 결합되어 면광원 장치(100) 및 광학시트(300)의 이탈을 방지한다. 액정 표시장치에서는 제2 케이스(400)의 전방에 액정 패널이 위치된다.

인버터(500)는 고전위 교류 전압을 발생시켜 주전극(131) 및 보조전극(133)에 공급한다.

상기한 구성에 따르면, 본 발명은 면광원 장치의 초기 안정된 방전 내지는 활성화 시간을 단축할 수 있는 효과가 있다.

또한 저온 점등시에도 안정적인 점등 특성을 확보할 수 있게 된다.

아울러 이러한 목적을 달성하면서도 암부 형성 등의 휘도 및 휘도 균일도의 저하를 수반하지 않는다.

Claims (13)

1. 방전 가스가 주입되는 복수의 방전채널을 구비하는 광원몸체와,

   상기 광원몸체에 형성되어, 상기 방전채널에 방전 전압을 인가하는 주전극 및 보조전극을 포함하여 이루어지되,

   상기 보조전극은 상기 방전채널을 따라 연장되는 세장 전극인 것을 특징으로 하는 세장(細長) 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보조전극은 상기 방전채널을 따라 형성되는 줄기부와 줄기부로부터 분기되어 형성되는 가지부를 구비하는 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 가지부는 줄기부로부터 수직으로 분기되는 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 보조전극은 하나의 방전채널을 따라 한 쌍씩 구비되되, 상기 방전채널의 길이 방향으로 상호 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
5. 제4항에 있어서,

   상호 대향하는 상기 보조전극들의 끝단들은 상대 끝단을 향하여 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 주전극은 상기 방전채널들의 양측 끝단들을 따라 형성되는 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 보조전극은 상기 주전극으로부터 상기 방전채널을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광원몸체는 상기 방전채널을 형성하는 전면기판 및 배면기판을 구비하고,

   상기 보조전극은 상기 전면기판에 형성되고, 상기 보조전극은 상기 방전채널의 폭의 1~20%의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광원몸체는 상기 방전채널을 형성하는 전면기판 및 배면기판을 구비하고,

   상기 보조전극은 상기 배면기판에 형성되고, 상기 보조전극은 상기 방전채널의 폭의 1~50%의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 방전채널들 중 최외곽에 위치하는 방전채널의 보조전극의 폭이 중앙에 위치하는 방전채널의 보조전극의 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 보조전극은 상기 방전채널의 길이의 10~45%의 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 방전채널들 중 최외곽에 위치하는 방전채널의 보조전극의 길이가 중앙에 위치하는 방전채널의 보조전극의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치.
13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 세장 보조전극을 구비하는 면광원 장치와,

    상기 면광원 장치의 전방에 구비되는 광학시트와,

    상기 면광원 장치의 전극에 방전 전압을 공급하는 인버터를 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

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