KR100358608B1

KR100358608B1 - 평판패널디스플레이장치,이에사용하기에적합한발광시스템및방사원

Info

Publication number: KR100358608B1
Application number: KR1019940017591A
Authority: KR
Inventors: 카렐빌프리드프레드릭스쯔; 페트루스아우구스티누스요하네스게에르라쿠스브로우베르
Original assignee: 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 1993-07-30
Filing date: 1994-07-21
Publication date: 2003-02-25
Also published as: DE69431697T2; JPH0772481A; EP0636918B1; EP0636918A1; US5477423A; KR950004625A; TW290701B; DE69431697D1; BE1007433A3

Abstract

평판 패널 디스플레이 장치 및 이에 사용하기 적합한 발광 시스템과 방사원에 관한 것이다.

본 발명은 평판 패널 디스플레이 장치(1)에 관한 것이다. 디스플레이 장치(1)는 적어도 한쪽 단부면(25)에서 방사원(15)에 의해 방사되는 플레이트 형태의 도파관(7)이 배열되어 있는 지지부(3)를 구비한다. 방사원(15)은 광 하우징(13)내에 배열되어 있으며, 광 하우징의 제 1 부분(17)은 지지부(3)와 일체로 되어 있고 제 2 부분(19)은 방사원(15)을 교체할 수 있도록 분리 가능하게 되어 있다. 광 하우징(13)은 또한 방사원 (15)에 의해 도파관(7)으로 방출된 방사광을 반사하기 위한 반사기(29)를 보유한다. 방사원(15) 및 도파관(7)을 갖는 광 하우징 (13)은 도파관(7)상에 배열된 전송 디스플레이 패널(11)을 조명하는 발광 시스템(5)을 함께 구성한다. 방사원(15)에는 램프 홀더들(31)이 제공되어 있으며, 광 하우징(13)내의 방사원(15)의 접속시 광 하우징에 제공된 오목부와 협력하여 방사원(15)은 반사기(29)에 대해 자유로운 위치에 있으며 도파관(7)로부터 d 만큼 떨어져 있다.

Description

펑판 패널 디스플레이 장치, 이에 사용하기 적합한 발광 시스템 및 방사원{Flat-panel display device, illumination system and radiation source suitable for use in such a flat-panel display device}

본 발명은 발광 시스템(illumination system)과 전송 디스플레이 패널(transmission display panel)을 구비하는 평판 패널 디스플레이 장치(flat-panel display device)에 관한 것으로서, 상기 발광 시스템은 지지부(support), 플레이트형 도파관 (plate-shaped waveguide) 및 상기 도파관의 적어도 한쪽면을 발광시키기 위한 관형 방사원(tubular radiation source)을 수용하고 있는 적어도 하나의 광하우징(lighthousing)과, 상기 방사원에 의해 방출된 방출광을 상기 도파관쪽으로 반사시키기 위한 반사기(reflector)를 구비하고 있다.

본 발명은 또한 평판 패널 디스플레이 장치에 사용하기 적합한 발광 시스템 및 방사원에 관한 것이다.

서두에 기재된 형태의 평판 패널 디스플레이 장치에 사용하는 발광 시스템은 JP-A 4-141687 의 영문 요약서에 공지되어 있다. 이와 같은 발광 시스템에서 방사원의 수명 (lifetime)은 이 발광 시스템을 사용하고 있는 디스플레이 장치의 수명 보다 훨씬 짧다. 통상적으로, 이같은 이유로 방사원은 여러번 교체되어진다. 그러나, 상기 방사원의 교체 비용이 디스플레이 장치 전체의 구입가격만큼 비싸다는 것이 단점이다. 사실상, 많은 경우에 방사원은 발광 시스템 또는 광 하우징에 고정 접속(fixedly connected)되어 있어서 광 하우징 또는 발광 시스템 전체를 교체해야만 한다. 개다가, 광 하우징 전체를 교체할 때 디스플레이 장치의 디스플레이 패널이 손상될 위험이 있고 또 새로운 광 하우징의 위치가 최적으로 되지 않아 디스플레이 장치의 밝기(brightness) 및 균일성(humogeneity)이 악영항을 받게 된다.

상기한 요약서에 기재된 발광 시스템은 디스플레이 장치의 유지 보수시에 광 하우징 또는 발광 시스템 전체를 교체하지 않고 간단하고 비교적 저렴한 가격으로 방사원만을 교체하는 것만으로 충분하도록 설계되어 있다. 이 방사원은 도파관의 장소에 있으며 도파관으로부터 떨어진 쪽에 있고 방사원은 직접접촉하여 반사기에 의해 반원형으로 둘러싸여 있다. 반사기는 회전판으로서 형성되어 있다. 방사원이 교체될때, 반사기는 방사원의 축을 중심으로 회전할 수 있어서 방사원이 세로 방향에 직각인 방향으로 제거되고 새로운 방사원이 장착될 수 있도록 개구(opening)가 형성되어 있다.

공지된 발광 시스템의 단점은 상기 반사기가 방사원이 제위치에 있도록 하기 위해 방사원과 직접 접촉하여 있기 때문에 방사원의 온도에 제한이 생기고 램프 특성에 악영향이 있다는 것이다. 게다가, 방사원의 자기 흡수(self- absorption)는 광 하우징내의 방사원 둘레의 제한된 이용 가능한 자유 공간으로 인해 중요한 역할을 한다. 이 두가지 결점으로 인해 밝기의 상당한 손실을 가져온다.

이들 경우 방사원만을 교체할 때의 또다른 결점은 반사기 및 도파관에 대해서 방사원을 최적으로 재위치설정하는 것이 상당히 어렵다는 것이다. 실제로, 디스플레이 장치의 밝기 및 균일성은 도파관 및 반사기에 대한 방사원의 위치에 의해 상당한 영향을 받는다.

본 발명의 목적은 방사원을 광하우징 및 발광 시스템에 관계없이 비교적 간단하고 저렴하게 교체할 수 있으며, 균일성 및 밝기가 교체후에도 여전히 최적으로 유지되는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 평판 패널 디스플레이 장치는 광 하우징의 제 1 부분이 지지부와 일체로 되어 있고 상기 광 하우징의 제 2 부분은 분리가능 덮개 (detachable cover)로 되어 이를 따라서 방사원이 제거될 수 있게 되며, 방사원이 반사기로부터 자유롭고 도파관으로부터 거리 d인 위치에 있으며, 상기 위치는 방사원상에 배열된 고정 수단 (securing means)과 광 하우징내에 제공된 오목부들 (recesses) 사이의 협력에 의해 정해지는 것을 특징으로 한다.

광 하우징이 발광 시스템의 일부인 지지부와 일체이고 광 하우징의 일부가 방사원을 교환할 수 있도록 분리가능하게 되어 있기 때문에, 발광 시스템 또는 광 하우징 전체를 교환하는 대신 램프만을 교환할 수 있게 되어 유지 보수 비용을 상당히 감소시킨다.

방사원에 광 하우징내의 오목부들과 협동하는 고정 수단을 제공함으로써 방사원은 도파관으로부터 d 만큼 떨어져 있고 반사기로부터 자유로운 위치에 충분히 정확하게 위치된다. 이와 같은 자유로운 위치로 인해, 방사원의 온도는 이상적이고 방사원의 자기 흡수는 상당히 감소되어 디스플레이 장치의 효율에 기여한다.

방사원의 위치가 방사원상의 고정 수단 및 광 하우징내의 오목부의 설계에 의해 고정되기 때문에 새로운 방사원이 원하는 위치에 자동적으로 고정된다.

반사기는, 예를 들어 광 하우징의 내측면에 반사층을 제공하고, 예를 들면 반사 물질을 기상 증착(vapour depositing)하여 얻을 수 있다. 그러나, 본 발명에따른 평판 패널 디스플레이 장치의 양호한 실시예는 반사기가 박막(foil)이고, 그의 한쪽 단부는 광 하우징에 면하는 도파관 단부에서 도파관의 표면에 고정되어 있으며, 방사원이 광 하우징내에 배열될 때와 분리 가능한 덮개가 제공될 때, 상기 박막은 반사기의 적어도 일부분에 대해 방사원의 곡률 반경(radius of curvature) 1/r 보다 작은 곡률 반경을 갖는 형태로 굽어진다.

이와 같이 반사기는 지지부상에 형성된 광 하우징의 제 1 부분과 제 2 의 분리 가능 부분의 결합에 의해 형성된다. 지지부상에 형성된 광 하우징의 일부와 분리 가능 부분을 결합함으로써, 광 하우징에 면하는 도파관의 단부에 고정된 반사기는 자동적으로 정확한 형태로 구부려진다.

예를들어 유럽특허출원 제 EP 0 469 321호에 공지된 디스플레이 장치에서와 같이, 박막(foil)이 반사기로서 사용되는 공지의 평판 패널 디스플레이 장치에서, 이 박막은 디스플레이 패널로부터 이격된 표면과 방사원에 면하는 도파관 단부에서 디스플레이 패널에 면하는 표면 모두에 고정되어 있다. 그의 단점은 방사원만을 교환하는 것은 더 이상 불가능하며 그 이유는 박막이 도파관의 두 표면에 고정되어 있기 때문이다.

본 발명에 따른 평판 패널 디스플레이 장치의 다른 실시예는 광 하우징이 적어도 주어진 궤적(trajectory)을 따라 반경 R 을 가지며, 그 궤적내에서 반사기는 동일 형태를 취하는 것을 특징으로 한다.

광 하우징의 형태를 적당히 선택함으로써, 반사기는 더 쉽게 이 형태를 취하게 되어 방사원의 최적 위치가 결정된다.

본 발명에 따른 평판 패널 디스플레이 장치의 다른 실시예는 방사원의 반경 r, 방사원과 반사기 사이의 거리 l 및 방사원과 도파관 사이의 거리 d 가 다음 관계식으로 정의되는 것을 특징으로 한다.

0 < l/t ≤18

0 < d/(R-r) ≤2

여기서, R 는 광 하우징의 내경이고 t 는 도파관의 두께이다.

광 하우징의 내경은 반사기가 제공된 광 하우징의 내경을 의미하는 것으로 이해되며 반사기의 두께만큼 감소된다. 반사기의 두께는 보통 무시된다.

d 는 방사원에 면하는 도파관 단부면과 도파관의 단부면의 평면상의 방사원의 중심의 투영(projection)을 따라 방사원의 외부벽(outer wall) 사이에서 측정된 거리이다. l은 방사원의 외부벽과 방사원의 중심과 이 평면에 수직인 상기 평면 사이의 접속선을 따라 반사기가 고정되어 있는 도파관의 표면과 정렬되는 평면 사이에서 측정된 거리이다.

d/(R-r)이 너무 작게 되면, 방사원은 도파관을 차폐 (shield)하게 되어 밝기가 감소된다. 그러나, d/(R-r)이 너무 커지면, 균일성은 증가되지만 밝기는 감소하는데 그 이유는 광학 개구(optical aperture)가 너무 작고 또 방사원 주위의 광 하우징내의 공간이 감소하기 때문이다. l/t 값이 너무 크거나 또는 너무 작은 경우에, 방사원은 더 이상 도파관의 위치에 정확히 놓여 있지 않으며 방사원과 광 하우징의 내부 측면사이의 공간이 감소하게 되는 반면, 반사기는 이 기하학적 구조에서 더 이상 최적으로 반사되지 않는다. 이 두 경우에 밝기의 감소가 야기된다.

본 발명에 따른 평판 패널 디스플레이 장치의 양호한 실시예는 방사원의 위치(l, d)에 대해서

0.7 ≤l/t ≤0.9

0.9 ≤d/(R-r) ≤1.1

를 만족하는 것을 특징으로 한다.

주어진 관계식들에 따라 반사기 및 도파관에 대한 방사원의 위치(l, d)의 최적화로 인해 디스플레이 장치의 밝기 및 균일성이 비교적 높아지는 결과를 낳는다.

광학적 관점에서 볼때, 방사원의 최적 위치를 결정하는데 반사기 박막(reflector foil)의 제 2 단부가 도파관에 고정되어 있는지의 여부는 중요하지 않다. 도파관의 두개의 표면에 고정되어 있는 미리 형성된 반사기는 또한 상기 실시예들에서 언급한 관계식들을 만족할 수 있다. 그러나, 이 경우에 방사원을 교환할 수 없다는 것이 단점이다.

본 발명에 따른 평판 패널 디스플레이 장치의 또다른 실시예는 방사원에 배열된 고정 수단이 탄성 합성 재료(resilient synthetic material)로 만들어진 미리 형성된 램프 홀더(lamp holder)인 것을 특징으로 한다.

방사원에 탄성 합성 재료의 미리 형성된 램프 홀더를 제공함으로써, 램프 홀더는 광 하우징의 분리 가능 부분에 의해 오목부에 위치된다. 어떤 추가의 정렬 (alignment)없이, 방사원은 정확히 고정되어 교환될 때마다 최적으로 위치된다. 또한, 방사원을 고정시키는 데 별도의 부품이 필요하지 않으며 이와 같은 간단한 구성으로 인해 방사원은 교체가 비교적 빠르고 따라서 유지비가 감소된다. 더구나,이와 같은 램프 홀더들은 동시에 고전압 절연체들(high-voltage insulations) 및 램프에 고정된 연결 와이어(connection wire)를 위한 인장 접점들(tensile contacts) 로서의 역활을 한다.

본 발명에 따른 평판 패널 디스플레이 장치의 다른 실시예는 탄성 합성 재료가 진동 감쇄 효과(vibration-damping effect)를 갖는 것을 특징으로 한다.

합성 재료는 또는 진동 감쇄 효과를 가지므로, 방사원의 무진동 연결 (vibrationless connection)이 실현된다. 결과적으로 램프 홀더는 발생가능한 충격을 흡수하여 램프의 파손을 막게된다. 또한, 이와 같이 방사원은 계속적으로 반사기와 도파관에 대해서 동일 위치에 있기 때문에 디스플레이 장치의 밝기와 균일성이 실제로 일정하게 보장된다.

본 발명에 따른 평판 패널 디스플레이 장치는 반사기의 반사도(degree of reflection)가 비교적 높으며 거울처럼 반사하는 것을 특징으로 한다.

높은 반사도를 가진 반사기는 90% 이상의 반사 계수 (reflection coefficient)를 갖는 반사기로 여겨진다.

또한, 밝기는 확산 반사기(diffuse reflector) 대신에 거울형 반사기 (specular reflector)를 사용하여 상당히 증가될 수 있다.

본 발명은 또한 본 발명에 따른 평판 패널 디스플레이 장치에서 사용하기에 적합한 발광 시스템에 관한 것이다.

특히, 본 발명에 따른 평판 패널 디스플레이 장치 및 발광 시스템에 사용하기 적합한 방사원은 상기 방사원이 가늘고 길며, 그 단부들에 탄성 합성 재료로 만들어진 미리 형성된 램프 홀더들이 제공되고, 이 램프 홀더들을 통하여 방사원에 연결 와이어들이 제공된다.

탄성 합성 재료의 미리 형성된 램프 홀더들은 방사원이 정확히 고정되어 방사원이 교환될때마다 어떤 정렬없이 최적으로 위치시킬 수 있다. 또한, 방사원을 고정시키기 위한 별도의 부품이 필요없다.

본 발명에 따른 방사원의 양호한 실시예는 탄성 합성 재료가 진동 감쇄 효과를 갖는 것을 특징으로 한다.

이 합성 재료는 또한 진동 감쇄 효과를 가지기 때문에, 방사원은 본 발명에 따른 디스플레이 장치에 진동없이 고정될 수 있다. 램프 홀더는 충격을 흡수하여 램프의 손상을 막게 된다. 또한, 이같은 램프 홀더는 계속적으로 반사기 및 도파관에 대해서 동일 위치를 유지한다.

본 발명에 따른 방사원의 다른 실시예는 슬리브들(sleeves)이 연결 와이어가 돌출(project)한 측면에 있는 램프 홀더상에 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

램프 홀더들은 동시에 고전압 절연체들로서 및 방사원의 연결 와이어에 대한 인장 접점으로서 역할을 한다. 램프 홀더들상에 형성된 슬리브들은 램프 홀더들이 본 발명의 디스플레이 장치에 고정될 때 램프 홀더를 보다 양호하게 보유되도록 보장한다.

본 발명의 이들 및 다른 측면들이 이후에 기재된 실시예들로부터 분명하고 명백해질 것이다.

사용자가 직접 평판 패널 디스플레이 장치의 디스플레이 패널을 보게되므로이 장치는 또한 직접 관측형 장치 (direct-vision device)라고도 할 수 있다. 이같은 장치의 경우, 디스플레이 패널을 발광시키는 발광 시스템은 패널 교차하는 부분이 작다. 이는 특히 주변 또는 모서리 발광(peripheral or edge illumination)의 경우에 그렇다. 그의 적어도 한쪽 단부면이 발광되는 도파관은 보는 사람(viewer)이 보고 있는 전송 디스플레이 패널밑에 존재한다. 반대쪽 단부면은 반사기가 제공될 수도 있다. 방사원으로부터의 방사는 도파관의 하나 이상의 단부면을 따라 이 도파관으로 들어가 디스플레이 패널에 면하는 표면에서 도파관을 빠져나간다.

제 1 도는 평판 패널 디스플레이 장치(1)의 분해 사시도이다. 이 디스플레이 장치(1)는 예를들어 폴리카보네이트(polycarbonate)등의 합성 재료의 지지부(3)를 구비하며 예를들어 사출 성형(injection moulding)에 의해 제조될 수 있다. 예를들어 지지부의 제조 및 중량등의 실제적 문제 때문에, 지지부(3)는 윈도우(4)를 가질 수 있다. 지지부 (3)는 연속적으로 도파관(7) 및 전송 디스플레이 패널(11)을 구비한다.

주변 발광(peripheral illumination)이 제공된 디스플레이 장치(1)는 또한 방사원(15)을 수용하는 광 하우징(13)을 구비한다. 방사원(15)은 예를들어 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent lamp)일 수 있다. 방사원(15)을 갖는 광 하우징(13), 지지부(3) 및 도파관(7)은 결합되어 발광 시스템(5)을 이룬다. 광 하우징(13)은 두 부분(17, 19)으로 구성된다. 제 1 부분(17)은 지지부와 일체이다. 예를들어 이것은 사출 성형에 의해서 지지부(3)상에 직접 형성될 수 있다. 제 2 부분(19)은 분리 가능한 덮개로서 형성된다. 덮개(19)를 분리한 후에, 방사원(15)은광 하우징 (13)으로부터 그 세로 방향에 직각인 방향으로 램프(15)를 제거함으로써 교체될 수 있다. 분리 가능한 덮개(19)는 예를들어 제 2a 도에 도시된 바와 같이 디스플레이 패널(11)로부터 이격된 지지부(3)의 측면에 위치한다. 덮개(19)는 또한 디스플레이 패널에 대해서 다른 위치에 놓여있을 수도 있다.

조립체(assembly)는 지지부(3)와 협력하는 프레임(9)에 의해 보유되어 있다. 프레임(9)은 윈도우(10)를 가지며 그 윈도우를 따라 디스플레이 패널(11)을 볼수 있으며 사용자가 디스플레이 패널에 의해 형성된 영상을 볼수 있다. 프레임(9)은 예를들어 금속 재료 또는 알루미늄 합금 또는 합성 재료등으로 만들어질 수 있다.

디스플레이 패널(11)은 예를들어 LCD 패널이라고 일컬어지는 액정 디스플레이 패널이다. 이같은 패널은 예를들어 네마틱 형태(nematic type)의 액정 물질의 층을 구비하며 투명한 평판사이에 감싸져 있다. 디스플레이 패널은 능동 또는 수동 구동 디스플레이 패널(active or passive- drive display panel)일 수 있다. 두 형태의 직접 구동 디스플레이 패널(direct-drive display panel)은 예를들어 유럽 특허출인 EP-A 0 266 184 에서 개시되어 있다.

도파관(7)의 가능한 실시예가 이제부터 기술된다. 도파관(7)은 디스플레이 패널(11)로부터 이격된 표면(21)상에 확산 반사 물질(diffusely reflective material)의 도트 패턴 (도시 안됨)을 갖는 투명 플레이트(transparent plate)로 구성된다. 도트(dot)들의 밀도 및 크기는 도파관(7)내의 방사원 (15)까지의 거리가 증가함에 따라 증가한다. 방사원(15)의 반대편에 있는 도파관(7)의 단부면(23)은 예를들어 Ag 막의 반사층을 가질 수 있다. 방사원(15)으로부터의 방사는단부면(25)을 거쳐 투명 플레이트내로 결합된다. 방사는 단부면(23)의 방향으로 전달되어 도트 패턴상에 산포된 후에, 디스플레이 패널(11)에 면하는 도파관(7)의 표면(27)을 통하여 평판 플레이트를 떠나기때문에 디스플레이 패널(11)이 발광하게 된다. 도파관(7)은 예를들어 PMMA 플레이트 일수 있으며 디스플레이 패널로부터 이격된 그 플레이트 표면(28)은 예를들어 실크 스크린(silk-screening) 기법에 의하여 제공된 높은 확산 반사형(diffusely high-reflecting) 잉크 또는 페인트의 패턴을 가질 수 있다. 도파관으로서 사용되는 이와 같은 플레이트는 예를들어 미국 특허 US-A 4,985,809 에서 공지되어 있다.

방사원(15)은 빛을 모든 방향으로 방출하기 때문에, 추가 대책이 취해지지 않으면 이 광의 주어진 양만이 도파관(7)에 도착하게 된다. 디스플레이 장치(1)의 밝기를 증가시키기 위해서, 광 하우징(13)의 내부 측면에 반사기(29)가 제공되어 있다. 제 2a 도 및 제 2b 도는 발광 시스템(5)의 일부의 두 실시예를 단면으로 상세하게 도시한다. 빛이 도파관(7)을 떠나는 방향이 제 2a 도에서는 화살표(20)로, 제 2b 도에서는 화살표 (22)로 나타내어져 있다. 원칙상 반사기(29)는 확산 반사기 (diffuse reflector)일 수 있다. 그러나, 최적 밝기를 얻기 위해서, 반사기(29)는 거울형(specular)인 것이 양호하다. 반사기(29)는 광 하우징(13)의 내부측에 기상 증착(vapour- deposited)된 고반사 층(liigh-reflecting layer)을 구비할 수 있지만 이 방법은 비교적 고가이며 어렵다. 본 발명에 다른 디스플레이 장치(1)에서, 반사기(29)는 높은 반사도를 가진 거울형 반사막(specularly reflecting foil)으로 이루어져 있다. 은(silver)으로 기상 증착된 박막은 예를들어 높은 반사도를 갖는거울형 반사막으로서 아주 적당하다. 제 2a 도에서, 박막은 광 하우징(13)에 면하는 도파관에서 디스플레이 패널(11)에 면하는 도파관(7)의 표면(27)에 고정되어 있다. 제 2b 도는 발광 시스템(5)의 다른 실시예를 도시하는데 여기서는 높은 반사도의 박막이 디스플레이 패널로부터 이격된 표면(28)에 고정되어 있다. 박막은 이들 두 실시예에서 유사한 방식으로 적합한 형태를 띠고 있으며 이하에서 기술되고 있다.

도파관(7)이 지지부(3)상에 위치할 때, 박막(29)은 광 하우징(13)을 지나 뻗어있다. 그후 램프(15)가 광 하우징내로 밀려들어갈때, 박막(29)은 부분적으로 광 하우징(13)의 형상으로 굽어진다. 여전히 광 하우징(13)으로부터 돌출해 있는 박막의 일부는 광 하우징(13)의 분리 가능 부분(19)에 의해 광 하우징 (13)을 닫음으로서 방사원(15)부근에서 더 굽어진다.

원하는 박막 형태, 특히 곡률 반경이 방사원의 곡류 반경 l/r 보다 더 큰 형태는 다른 방식으로 얻어질 수 있다. 첫번째 방식은 분리가능 덮개의 내부측에 광 하우징의 세로축 방향으로 림(rim)을 제공함으로써 상기 덮개가 제공될 때 이 림이 박막의 느슨한 단부를 도파관의 방향으로 더 움직이지 않도록 한다. 이와 같이, 원하는 박막 형태는 림의 위치 및 박막의 길이가 서로에 대해 비교적 정확하게 조정되기만 하면 얻어질 수 있다. 그러나, 이 조건을 만족시키기는 비교적 어렵다.

본 발명에서 제안하고 있는 바와 같이, 광 하우징에 적어도 부분적으로 반사기가 취하는 형상을 주는 것이 더 간단하고 저렴하다. 광 하우징(13)은, 방사원의 중심으로부터의 수선과, 박막(29)이 고정되어 있는 도파관(7)의 표면(28)을 따라정열된 평면(28') 과의 교점으로부터 시계 방향으로 측정한 주어진 각(angular) 영역에 걸쳐 반경 R 을 갖는다. 반경 R 을 광 하우징(13)의 내경(inner radius), 즉, 반사기의 두께 만큼 감소된 광 하우징의 반경이다. 그러나, 박막의 두께 (예를들어, 0.05 ㎜)는 보통 무시된다. 이와 같은 조립후에 박막(29)이 띠게되는 형태는 주어진 궤도에서 R_r= R 에 일치하며, 여기서 R_r은 이 궤도에서 박막의 형태의 반경이다. 제 2a 도 및 제 2b 도에 도시된 실시예에서, 궤도는= 270 ˚인 각 영역를 지나 뻗어있다. 각 영역는 특히 도파관(7)의 두께 t 에 의해 결정된다.

방사원(15) 및 반사기(29)를 탑재하는 상기 방법은 또한 방사원(15), 반사기(29) 및 도파관(7)사이의 상호간에 잘 정의된 위치를 가져온다. 이 위치는 l (lift) 및 d (distance)에 의해 주어진다. l 은 방사원(15)과 반사기(29)사이의 거리로서 방사원의 외부벽과 도파관(7)의 표면(28)을 따라 정렬된 평면(28') 에 따른 평면 사이에서 측정되고, 도파관상에는 박막이 방사원의 중심과 이 평면에 수직인 상기 평면 사이의 연결선을 따라 고정되어 있다. d 는 방사원(15)에 면하는 도파관(7)의 단부면 (25)과, 도파관(7)에 수직인 도파관(7)의 단부면(25)과 방사원(15)의 중심 사이의 연결선을 따르는 방사원(15)의 외측 사이에서 측정된 거리이다. 위치(l, d)는 디스플레이 장치의 밝기 및 균일성을 크게 좌우한다.

방사원(15)과 도파관(7)사이의 거리 d 가 매우 적게될 때, 방사원(15)은 방사가 도파관(7)으로 들어가는 단부면 (25)을 차폐하게 된다. 따라서, 밝기가 감소한다. 그러나, d 가 너무크게 되면, 균일성은 증가하지만 방사가 도파관(7)의 단부면(25)에 덜 도착하므로 밝기는 또다시 감소된다.

방사원(15)와 반사기(29)사이의 거리 l 이 너무 작거나 너무 크게되면, 반사기(29)는 방사원(15)을 차폐시킨다. 이 경우는 예를 들어 요약서에서와 같은 경우이며, 여기서 반사기는 방사원을 제위치 (10)에 유지시키는 데 사용된다. 또한, l 값이 너무 크게 되면, 방사원(15)의 대부분이 도파관(7)의 전면에 더이상 없다. 따라서, 직접 방사(direct radiation)가 감소되고 따라서 밝기가 감소된다.

상기한 바와 계산으로부터 방사원(15)과 도파관 (7)사이의 거리 d 와 방사원(15)과 발광 시스템의 반사기(29)사이의 거리 l 가 다음 관계식들로 정의되면 비교적 높은 밝기와 균일성을 갖는 디스플레이 장치가 얻어지는 것을 알 수 있다.

0 < l/t ≤18

0 < d/(R-r) ≤2

여기서, t 는 도파관(7)의 두께이고, r 은 방사원(15)의 반경이며 R 은 광 하우징(13)의 내경이다.

본 발명은 평판 패널 디스플레이 장치의 밝기 및 균일성이 반사기(l) 및 도파관(d)에 대한 방사원의 위치에 의해 상당히 영향을 받는다는 인식에 기초를 둔다. 따라서, 비교적 높은 밝기와 균일성을 갖는 효율적인 디스플레이 장치가 얻어지는 방식으로 거리 l 및 d 를 최적화하도록 제안된다. 제 3a, 3b, 3c 및 3d 도는 이 최적화를 설명하는 그래프들이다.

제 3a 도에서 광 하우징(13)의 내경(R)과 방사원 (15)의 반경(r)사이의 차이에 대한 방사원(5)과 도파관(7) 사이의 거리(d)의 비는 일정하게 유지된다. d 는 도파관 (7)의 두께이며 l/t 의 함수로서, cd/㎡ 으로 표현된 밝기는 l/t = 0.8 로 증가하고 후에 다시 감소한다. 균일성은 l/t 값이 증가하면 증가한다. 더 큰 l/t 값은 더 얇은 도파관을 의미하거나 방사원이 반사기로부터 더 멀리 떨어져 있음을 의미한다.

제 3b 도에서, d/(R-r)은 두개의 l/t 값에 대해 변한다. 더 큰 l/t 값에서 d/(R-r)값의 변화는 디스플레이 장치의 균일성에 거의 영향을 미치지 않는다. 더 낮은 l/t 값에서, 즉, 방사원이 반사기에 더 가깝게 있거나 도파관이 더 두꺼운 경우는 균일성은 d/(R-r)값의 변화에 의해 더 많이 영향을 받는다. l/t = 0.4 이고 l/t = 0.8 인 경우 둘다, 밝기는 d/(R-r) = 0.9 로 증가하고 그 후에 다시 감소하는데 그 이유는 방사원이 도파관으로부터 너무 멀리 떨어져 있거나 반사기에 너무 가깝기 때문이다.

제 3a 도 및 제 3b 도는 거울형 반사기를 갖는 발광 시스템에 적용된다. 제 3c 도 및 제 3d 도는 동일한 상수 값 d/(R-r) 및 l/t 의 경우에, 거울형 반사기 대신에 확산 반사기가 제공된 광 하우징과의 차이를 나타낸다. 제 3a, 3b 도와 제 3c, 3d 도를 비교하면 d/(R-r) 및 l/t 값의 변동이 밝기 및 균일성의 변동에 같은 효과를 갖는다는 것을 보여준다. 또한, 균일성의 변동은 확산 또는 거울형 반사기의 선택에 거의 영향을 받지 않는다. 절대 밝기(absolute brightness)는 그러나, 상당히 영향을 받는다. 제 3a 도와 제 3c 도, 및 제 3b 도와 제 3d 도를 비교하면 알 수 있는 것과 같이, 확산 반사기는 거울형 반사기보다 상당히 더 낮은 밝기를낸다.

그래프들은 디스플레이 장치의 균일성 및 밝기가

0.7 ≤l/t ≤0.9

0.9 ≤d/(R-r) ≤1.1

를 만족하도록 하여 최적화될 수 있다.

여기서 t 는 도파관(7)의 두께이고, r 은 방사원 (15)의 반경이며 R 은 광 하우징(13)의 내경이다. 이 최적화는 제 2 도에 도시된 발광 시스템의 실시예에 대해서 수행된다. 사용된 파라미터들의 통상적인 값들은 t = 2 내지 3 mm, 2R = 5.5 mm 이고 2r = 3 mm 이다.

방사원의 위치의 상기 최적화에서, 광학적으로는 반사기 박막의 제 2 단부가 도파관의 표면에 고정되어 있는지의 여부는 광학적으로 중요하지 않다. 상기한 관계식들은 도파관의 두 표면에 고정된 미리 형성된 반사기의 경우도 허용될 수 있다. 그러나, 방사원이 교체될 수 없는 단점이 있다.

방사원이 교체될 때 새로운 방사원이 광 하우징(13)내에 미리정해진 동일 최적 위치에 놓이도록 하기 위해, 방사원(15)에는 미리 형성된 램프 홀더들(31) (제 1 도)가 제공되어 있고 광 하우징(13)에는 지지부(3)위에 형성된 일부분(17)에 오목부 (도시 안됨)가 제공되어 있다. 오목부는 방사원(15)의 길이 방향에 수직인 평면에 단순한 직사각형 단면을 가질 수 있다. 방사원(15)이 광 하우징(13)에 배열될 때, 방상원 램프 홀더들과 광 하우징내의 오목부들사이의 협력으로 미리정해진 최적 위치에 자동적으로 들어간다.

램프 홀더(31)들은 양호하게도 탄성 합성 재료로 만들어지며 오목부들과 동일한 직사각형 단면을 가진다. 그러나, 이 단면은 양호하게는 오목부의 단면보다 광 하우징(13)의 분리 가능 부분(19)의 평면에 수직 방향에서는 약간 더 작으며 이 평면에 평행한 램프 홀더의 표면들에는 램프의 세로 방향에 평행하게 뻗은 얇은 리브(rib)가 몇개 제공되어 있다. 방사원(15)이 광 하우징(13)의 제 1 부분(17)에 놓이고 또 분리 가능한 덮개(19)가 제공될 때, 이 리브들은 약간 오목하게 되어 램프 홀더가 광 하우징의 오목부들에 클램프(clamp)된다. 게다가, 진동 감쇠 효과를 갖는 재료가 바람직하다. 이와 같이, 램프가 충격이 있을 경우 파손으로부터 차단된다. 방사원의 무진동 연결의 또다른 잇점은 방사원의 최적위치, 그리고 그에 따른 디스플레이 장치의 최적의 밝기 및 균일성이 계속적으로 유지되는 것이다. 램프 홀더(31)에 매우 적합한 물질은 예를들면 실리콘이다. 방사원(15)의 단부들에는 연결 와이어들(comnection wires)이 제공되어 있으며 램프 홀더들은 예를들면 성형에 의해 형성된 절연체들(insulators)일 수 있다. 이 때 램프 홀더(31)들은 고전압 절연들 및 이들 연결 와이어들에 대한 인장 접점들로서의 역할을 동시에 한다. 또한, 슬리브(sleeve) (32)는 연결 와이어들이 뻗어 있는 쪽에서 램프 홀더(31)상에 형성될 수 있다. 지지부(3)에 제공된 오목부와 협력하여, 이 슬리브(32)는 램프 홀더(31)가 더 양호하게 고정되도록 보장할 것이다.

본 발명에 따른 디스플레이 장치에 대한 발광 시스템의 실시예는 제 4a 도에 도시된 바와 같이 도파관(7)의 단부면들 23 또는 25 중 하나에서 단지 하나의 직립 형광(straight fluorescent) 램프(15)를 사용한다.

두번째 경우는 하나의 직립 형광 램프(15)가 도파관(7)의 두개의 반대쪽의 단부면 23, 25 또는 24, 26에 배열되어 있는 제 4b 도에 도시되어 있다. 이 경우에 두개의 광 하우징이 지지부(3) 상에 형성되어야 하며 이 광 하우징은 램프를 위치시키기 위해 램프 홀더와 협력하는 오목부들을 갖는다. 이 실시예의 이점은 최대로 성취할 수 있는 밝기의 증가에 있다.

세번째 경우는 세 개의 단부면들 또는 네 개의 단부면들 모두에서 도파관(7)을 둘러싸고 있는 굽은 램프(bent lamp)(16)를 사용하는 것이며, 이 경우 광 하우징(13)이 지지부(3)에서 방사원에 의해 덮여진 거리에 걸쳐 뻗어있다. 이 두 실시예는 제 4c 도 및 제 4d 도에 도시되어 있다.

제 4c 도 및 제 4d 도에서 도시된 실시예에서 얻어지는 또다른 이점은 디스플레이 장치의 효율증가에 있다. 사실상, 전극 손실은 비교적 짧은 램프들의 효율을 상당한 범위까지 제한한다. 더 긴 램프를 사용함으로써, 이 손실들은 감소될 수 있으며 효율이 개선될 수 있다.

제 1 도는 본 발명에 따른 평판 패널 디스플레이 장치의 일 실시예의 분해 사시도.

제 2a 도 및 제 2b 도는 본 발명에 따른 평판 패널 디스플레이 장치용 발광 시스템의 일부의 가능한 실시예들의 개략 단면도.

제 3a 도, 제 3b 도, 제 3c 도 및 제 3d 도는 방사원의 최적 위치(l, d)가 여러 파라미터들에 따라 정해질 수 있는 제 2a 도에 따른 발광 시스템에 대한 그래프의 한 예를 나타낸 도면.

제 4a 도, 제 4b 도, 제 4c 도 및 4d 도는 본 발명에 따른 발광 시스템에 사용하기 적합한 방사원들의 몇몇 실시예를 개략적으로 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 디스플레이 장치 3 : 지지부

4 : 윈도우 5 : 발광 시스템

7 : 도파관 11 : 디스플레이 패널

13 : 광 하우징 15 : 방사원

Claims

발광 시스템과 전송 디스플레이 패널을 포함하는 평판 패널 디스플레이 장치로서, 상기 발광 시스템이 지지부, 플레이트형 도파관, 도파관의 적어도 한개의 단부면을 조명하기 위한 관형 방사원을 수동하는 적어도 한개의 광하우징, 및 방사원에 의해 방출된 방출광(radiation)을 도파관을 향해 반사시키는 반사기를 포함하는, 평판 패널 디스플레이 장치에 있어서,

상기 광 하우징의 제 1 부분은 상기 지지부와 일체로 되어 있고 상기 광 하우징의 제 2 부분은 분리 가능한 덮개이며, 이 분리 가능한 덮개를 따라 방사원이 제거될 수 있고, 상기 방사원은 반사기로부터 자유롭고 도파관으로부터의 거리 가 d인 위치에 놓여 있으며, 상기 위치는 적어도 상기 방사원상에 배열된 고정 수단과 상기 광 하우징에 제공된 오목부들 사이의 협력에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 평판 패널 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반사기는 박막이며, 그 한쪽 단부는 상기 광 하우징에 면하는 상기 도파관 단부에서 상기 도파관의 표면에 고정되어 있고,

상기 방사원이 광 하우징에 배열될 때와 상기 분리 가능한 덮개가 제공될 때, 상기 박막이 상기 반사기의 적어도 일부분에 대해 방사원의 곡률 반경 l/r 보다 작은 곡률 반경을 갖는 형태로 굽어진 것을 특징으로 하는 평판 패널 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 광 하우징은 적어도 주어진 궤적에 걸쳐 반경 R 을 가지며, 상기 궤적내에서 상기 반사기는 동일 형태를 취하는 것을 특징으로 하는, 평판 패널 디스플레이 장치.
제 3 항에 있어서, 상기 방사원의 반경 r, 상기 방사원과 상기 반사기 사이의 거리 l 및 상기 방사원과 상기 도파관 사이의 거리 d 는 다음 관계식들:

0 < l/t ≤18

0 < d/(R-r) ≤2

에 의해 정의되며, 여기서 R 은 광 하우징의 내경(內徑)이며, t 는 도파관의 두께인 것을 특징으로 하는, 평판 패널 디스플레이 장치.
제 4 항에 있어서, 상기 방사원의 위치(l, d)는 다음 관계식:

0.7 ≤l/t ≤0.9

0.9 ≤d/(R-r) ≤1.1

을 만족시키는 것을 특징으로 하는, 평판 패널 디스플레이 장치.
제 1항에 있어서, 상기 방사원상에 배열된 상기 고정 수단은 탄성 합성 재료로 만들어진 미리형성된 램프 홀더(lampholder)인 것을 특징으로 하는, 평판 패널 디스플레이 장치.
제 6 항에 있어서, 상기 탄성 합성 재료는 진동 감쇠 효과(vibration damping effect)를 갖는 것을 특징으로 하는, 평판 패널 디스플레이 장치.
제 1 항에 있어서, 상기 반사기는 높은 반사도를 가지며 거울과 같이 반사하는 것을 특징으로 하는, 평판 패널 디스플레이 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 기재된 평판 패널 디스플레이 장치에 사용하기 적합한 발광 시스템.
제 9 항에 청구된 발광 시스템에서 사용하기 적합한 방사원에 있어서,

상기 방사원은 길며 그 단부들에는 탄성 합성 재료로 만들어진 미리 형성된 램프 홀더들이 제공되어 있으며, 이 램프 홀더들을 통하여 상기 방사원에는 연결 와이어들이 제공되는 것을 특징으로 하는, 방사원.
제 10 항에 있어서, 상기 탄성 합성 재료는 진동 감쇠 효과를 갖는 것을 특징으로 하는, 방사원.
제 10 항에 있어서, 슬리브들은 상기 연결 와이어들이 돌출하는 측면에서 상기 램프 홀더들 상에 형성되는 것을 특징으로 하는, 방사원.