KR100375615B1 - 백그라운드조명을위한평면형형광램프와이러한평면형형광램프를포함하는액정디스플레이장치 - Google Patents

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파텐트-트로이한트-게젤샤프트 퓌어 엘렉트리쉐 글뤼람펜 엠베하
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Abstract

본 발명은 땜납(10)에 의해 기밀 방식으로 상호 결합되는 하부 플레이트(7), 상부 플레이트(8) 및 프레임(9)을 구비하는 방전관을 포함하는 평면형 형광 램프에 관한 것이다. 스트립 도전체 모양의 구조물이 방전관 내부에서 전극(3-6)과 같은 역할을 한다. 상기 구조물은 또한 도전체 영역내에서는 도전체로서의 역할을 하고 외부에서는 외부 전원 공급 리드(13, 14)의 역할을 한다. 이러한 구성은 여러 크기의 평면형 램프를 손쉽게 그리고 자동화된 방법으로 제조할 수 있도록 한다. 게다가, 전극 모양에 무한하게 다양화될 수 있고, 특히 상기 램프의 에지부에서 감소된 광 밀도 손실을 가진 균일하고 최대화된 광 밀도를 제공할 수 있다. 적어도 애노드(5, 6)는 유전체 코팅제(15)에 의해 덮인다. 바람직하게는 램프(1)는 펄스 전압원에 의해 동작되고 예를 들면, 모니터 또는 운전자 정보 디스플레이내의 LCD의 백그라운드 조명 장치로서 사용된다.

Description

백그라운드 조명을 위한 평면형 형광 램프와 이러한 평면형 형광 램프를 포함하는 액정 디스플레이 장치 {FLAT FLUORESCENT LIGHT FOR BACKGROUND LIGHTING AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE FITTED WITH SAID FLAT FLUORESCENT LIGHT}
WO 94/23442에는 유전성 임피디드 방전에 의해 비간섭성 방사선 방출 소스 특히, 방전 램프를 동작시키는 방법에 관해 개시되어 있다. 이러한 동작 방법은 일련의 유효 전력 펄스를 제공하고, 개별 유효 전력 펄스는 부동 시간(dead time)만큼 상호 분리된다. 결과적으로, 평면이 델타형()인 즉, 전극이 배치된 평면에 대해 수직인 다수의 개별 방전이 다른 극성을 가진 인접 전극 사이에서 각각 발생된다, 이러한 개별 방전은 전극을 따라 상호 인접하여 정렬하고, 각각의 경우 (순시) 애노드 방향으로 확장된다. 양 단부에서 유전성 임피디드 방전의 전압 펄스의 교번하는 극성의 경우, 두 델타형 구조가 시각적으로 겹쳐진다. 이러한 방전 구조가 kHz 대역의 반복 주파수를 가지고 발생되기 때문에, 관찰자는 예를 들면, 모래 시계에서와 같이 인간 눈의 시간 분해능에 상응하는 '평균' 방전 구조만을 인식한다. 개별 방전 구조의 수는 특히 인가된 전력에 의해 영향을 받는다. 이러한 펄스 모드의 동작 방법의 추가의 장점은 높은 효율로 방사선을 발생시킨다는 것이다. 이러한 동작 방법은 도입부에서 개략적으로 설명된 형태의 평면형 램프에 적합하고, 이는 WO 94/04625에 개시되어 있다.
엄밀하게 말해서, WO 94/04625는 WO 94/23442의 동작 방법에 따라 동작되는 평면형 라디에이터에 대한 것이다. 매우 효율적인 동작 방법 때문에, 평면형 라디에이터는 비교적 낮은 열 손실을 갖는다. 일 실시예에서, 스트립형 전극은 각각방전관의 외벽상에 배치되고, 이에 의해 도입부에서 개략적으로 설명된 단점을 가진다. 이러한 방법의 추가의 단점은 표면시감 농도(surface luminous density)가 에지부에서 현저하게 강하된다는 것이다. 이러한 강하의 이유는 특히, 에지부에서 인접 영역으로부터 방전관 외부로의 방사에 기여하는 방사선이 도달하지 않기 때문이다. 게다가, 개별 방전은 애노드와 직접 인접하는 각각 2개의 캐소드 중 하나 사이에서만 선택적으로 발생된다. 분명하게, 개별 방전은 서로에 대해 독립적인 애노드 스트립의 양쪽 면에서 동시에 발생되지 않는다. 더욱이, 두 인접 캐소드 중 어느 캐소드에 의해 방전이 각각 발생될 것인지도 예상할 수 없다. 대체로 평면형 라디에이터를 참조하면, 이는 불-균일 방전 구조를 야기하고, 결과적으로 일시적이고 공간적인 불-균일 표면시감 농도를 야기한다.
하지만, 이러한 라디에이터의 다양한 응용에서 균일한 표면 시감 농도가 요구된다. 따라서, 예를 들면, LCD용 백그라운드 조명은 15%를 초과하지 않는 변조 깊이(depth of modulation)를 가진 시각 균일도를 필요로 한다.
DE 195 48 003 A1에는 특히, 일단부에서 유전성 임피디드 방전을 효율적으로 동작시키기 위하여, 이상에서 요구되어 지는 바와 같은 단극 전압 펄스가 발생될 수 있는 회로 배치에 관해 개시되어 있다. 낮은 스위칭 손실을 가진 완만한 펄스 모양이 (유전성 임피디드 방전 구성과 같은) 우수한 용량의 부하로서 성취될 수 있다.
EP 0 363 832에는 특히, 방전관의 하부 플레이트의 내벽상에 배치되는 스트립형 전극을 가진 UV 고-전력 라디에이터에 관해 개시되어 있다. 하지만, 내부 전극을 전압원에 접속시키기 위한 피드스루에 관한 데이터는 개시되어 있지 않다. UV 고-전력 라디에이터는 사인 곡선 형태의 AC 전압에 의해 동작된다. AC 전압에 의해 동작되는 경우 얻을 수 있는 UV 수율은 대략 15% 이하로 제한되는 것으로 알려져 있다. 하지만, LCD 장치의 효율적 백그라운드 조명에 대해서는 더 높은 수율이 요구된다. 게다가, 많은 응용에서 비실용적인 특히, 사무실 환경과 휴대용으로 사용하기에는 부적합한 하부 플레이트내에 합체되는 냉각관을 가지는 실시예가 개시되어 있다.
EP 0 607 453에는 표면 조명 장치를 가진 액정 디스플레이에 관해 개시되어 있다. 표면 조명 장치는 실질적으로 플레이트형 광도체와 적어도 하나의 구부러진 튜브형 형광 램프를 포함한다. 형광 램프는 구부러짐에 따라 둘 또는 그 이상의 상호 인접하는 광도체 플레이트상에 배치된다. 결과적으로, 언급된 형광램프에서 광은 적어도 두 에지부에서 광도 전체 내부로 진행하고 액정 디스플레이와 마주하는 플레이트에 의해 산란된다. 이러한 방법의 목적은 많은 수의 램프를 요구하지 않고 우수한 조명을 구현하는 것이다. 이러한 방법의 단점은 광도체 플레이트 없이는 불가능하다는 것이다. 게다가, 외부 반사기가 램프를 따라 추가로 제공되고 이러한 반사기는 램프광의 일부를 광도체 플레이트 내부로 수평 반사한다. 그럼에도 불구하고, 표면 시감 농도를 감소시키는 불가피한 진행 손실과 산란 손실이 직선광 소스(튜브형 형광 램프)로부터 평면형 광 소스(광도체 플레이트) 내부로 재분포된다. 더욱이, 표면 조명 장치의 수명은 형광 램프에 의해 제한된다. 다수의 형광 램프를 사용할 경우, 전체 장치의 파손 가능성이 증가한다.
수은 저압 방전에 기초한 형광 램프의 경우에 있어서의 추가의 단점은 수은 자체의 특성에 기인한다. 우선, 수은은 가장 먼저 자신의 동작 증기압에 도달해야만 한다. 즉, 이러한 형광 램프는 뚜렷한 시동 동작을 나타내고, 이는 잠시동안의 작업 중단동안에는 장착된 PC 모니터를 끄지 말야하기 때문에 바람직하지 않다. 더욱이, 수은은 인체에 해롭고, 이 때문에 유독성 폐기물로서 처리되어야만 한다.
본 발명의 상기 기술들은 도면을 참조한 아래와 같은 상세한 설명을 고려하여 쉽게 이해될 수 있다.
본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 백그라운드 조명을 위한 평면형 형광 램프에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 청구항 18의 전제부에 따르며 이러한 평면형 형광 램프를 구비하는 조명 장치에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 청구항 19의 전제부에 따르며 이러한 조명 장치를 포함하는 액정 디스플레이에 관한 것이다.
이하에서 '평면형 형광 램프(flat fluorescent lamp)'는 평면적 형상을 가지며 백색광을 방출하는 형광 램프를 의미한다. 이들은 LCD로 알려진 액정 디스플레이용 백그라운드 조명을 위해 가장 먼저 고안된다.
또한 이하에서 스트립형 전극을 가진 평면형 램프가 다루어지는데, 하나의 극성을 가진 전극 또는 모든 전극 즉, 양 극성을 가진 전극이 유전체층에 의한 방전(일단부 또는 양단부에서 유전성 임피디드 방전(dielectrically impeded discharge))으로부터 분리된다. 이러한 전극은 또한 이하에서 간략함을 위해 '유전 전극(dielectric electrodes)'이라 한다.
간단히 '스트립형 전극' 또는 '전극 스트립'이라는 용어는 이하에서 길이에비해 매우 얇고 좁으며 전극과 같은 역할을 할 수 있는 가늘고 긴 구조물이다. 이러한 구조물의 에지부는 이 경우 반드시 서로에 대해 평행해야 하는 것은 아니다. 특히, 스트립의 종방향을 따른 구조물 또한 포함된다.
유전체층은 전극을 방전관 외부 예를 들면, 외벽에 배치시킴으로써 방전관 벽 그 자체에 의해 형성될 수 있다. 외부 전극을 가진 이러한 설계의 장점은 방전관의 벽을 통해 기밀의 전기 피드스루를 안내할 필요가 없다는 것이다. 하지만, 유전체층의 두께(이는 특히 방전관의 시작 전압과 동작 전압에 영향을 미치는 중요한 요인이다)가 방전관에 의해 요구되는 조건에 의해 특히, 방전관의 기계적 강도에 의해 실질적으로 결정되게 된다.
한편, 유전체층은 또한 방전관 내부에 배치된 전극의 애노드의 적어도 일부를 적어도 부분적으로 덮거나 또는 코팅하는 형태로 실현될 수 있다. 이는 유전체층의 두께가 방전 특성에 따라 최적화될 수 있다는 장점을 가진다. 하지만,내부 전극은 기밀 전기 피드스루(feedthrough)를 필요로 한다. 이에 따라 추가의 제조 단계가 요구되고, 이는 일반적으로 제조 비용을 증가시킨다.
액정 디스플레이 장치는 특히 휴대용 컴퓨터(랩탑, 노트북 및 팜탑 등)에서 사용되지만, 요즈음에 들어서는 고정형 컴퓨터 모니터에도 사용된다. 더 나아간 응용으로는 자주 사용되는 것은 아니지만, 산업체 제어실 또는 항공 제어 장치의 정보 디스플레이, POS(Point-Of-Sale) 장치 및 현금 자동 지급기의 디스플레이뿐만 아니라 텔레비전 세트의 디스플레이 등이다. 액정 디스플레이 장치는 또한 소위 운전자 정보 장치를 위한 자동차 엔지니어링에서도 점차적으로 사용되고 있다. 액정 디스플레이 장치는 가능한 한 밝고 균일하게 액정 디스플레이를 조사하는 백그라운드 조명을 필요로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 두 단부에서의 유전성 임피디드 방전을 위한 전극 구조물의 원리를 도시한다.
도 2는 바람직하게는 단극 전압 펄스에 의해 동작되며 직경이 6.8'인 평면형 램프를 위한 전극 구조물 사이의 관계를 도시한다.
도 3a는 본 발명에 따른 하부 플레이트상에 배치되는 전극을 가지는 평면형램프의 평면을 부분적으로 절개한 개략도이다.
도 3b는 도3a의 평면형 램프의 개략 측면도이다.
도 4는 이중 에노드의 피드스루의 부분도이다.
도 5는 펄스 전압원을 가진 평면형 램프이다.
도 6a는 하부 플레이트와 상부 플레이트상에 배치되는 전극을 가지는 평면형 램프의 개략 측면도이다.
도 6b는 도 6a의 평면형 램프의 수 개의 피드스루를 도시하는 부분 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 평면형 램프를 포함하는 액정 디스플레이를 도시한다.
도 8a는 본 발명에 따른 하부 플레이트상에 배치된 전극을 가지는 추가의 평면형 램프의 평면을 부분적으로 절개한 개략도이다.
도 8b는 도 8a의 평면형 램프의 측면도이다.
도 9는 둘로 나누어진 애노드를 가지는 평면형 램프의 부분 단면도이다.
본 발명의 목적은 (전반적으로 크기에 구애받지 않고 이에 따라 전극의 수에도 구애받지 않는) 평면형 라디에이터가 비교적 간단한 단계로 제조될 수 있고 비용-효과가 있도록 전극 구조물과 피드스루를 가지는 청구항 1의 전제부에 따른 스트립형 내부 전극을 구비하는 평면형 형광 램프를 제공하는 것이다. 이러한 전극 구조물을 가진 구성의 추가적 특성은 제조 방법이 간단하고, 비용-효과가 증가되며 균일한 표면 시감 농도를 가지는 평면형 형광 램프를 실현시킬 수 있다는 것이다.
이러한 목적은 청구항 1의 특징부에 의해 구현된다. 특히 바람직한 실시예는 종속항에서 설명된다.
본 발명의 또다른 목적은 청구항 18의 전제부에 따른 조명 장치를 제공하는 것이다. 이러한 목적은 청구항 18의 특징부에 의해 실현된다.
마지막으로, 본 발명의 목적은 청구항 19의 전제부에 따른 액정 디스플레이를 제공하는 것이다. 이러한 목적은 청구항 19의 특징부에 의해 실현된다.
본 발명의 제 1 실시예의 기본적 원리는, 피드스루 및 외부 공급 리드를 포함하여, 내부 전극을 각각 세 개의 기능적으로 다른 영역으로서 도전 트랙과 같은 단일의 연속적인 캐소드-측(cathode-side) 또는 애노드-측(anode-side) 구조를 가지도록 구성하는 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 세 개의 기능적으로 다른 영역(내부 전극, 피드스루 및 외부 공급 리드)을 동일한 제조 단계에서 바람직하게는, 인쇄 기술에 의해서 동시에 제조하는 것이 가능하다. 이에 의해 종래 기술과 비교하여 조종과 제조의 단계가 현저하게 감소된다. 게다가, 개별 컴포넌트 사이에 납땜 등에 의한 접속부가 제거된다.
더욱이, 두 구조물은 실질적으로 원하는 방식으로 형성할 수 있다는 장점을 가진다. 결과적으로, 에지부까지 균일한 표면 시감 농도를 최대로 활용할 수 있는 전극의 모양이 제조 기술적 측면에서 볼 때 간단하고 비용-효과적인 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 구조화된 인쇄 스크린만이 이러한 목적을 위해서 필요하다. 본 발명의 추가의 장점은 모든 제조 단계가 라디에이터의 크기와는 실질적으로 무관하게 동일한 방법으로 항상 실현 가능하기 때문에, 실질적으로 어떠한 크기의 평면형 형광 램프도 비용-효과적으로 제조할 수 있다. 결과적으로, 여러 가지 크기의 액정 디스플레이의 백그라운드 조명에 적합한 평면형 램프가 경제적으로 제조될 수 있다. 추가의 장점은 높은 시감 농도와 높은 광수율이고, 전형적인 고유 광 세기는 광 확산체를 포함하는 램프에 대해 대략 8cd/W이다. 동작의 펄스 모드와 관련된 평면형 램프의 추가의 장점이 이하에서 설명된다. 펄스 방식으로 동작되는 유전성 임피디드 방전이 포지티브 전류-전압 특성을 가지기 때문에, 원하는 수의 개별 방전을 상호 인접하여 배치시키는 것이 가능하고, 그 결과 어떠한 크기의 평면형 램프도 원리적으로 제조될 수 있다. 게다가, 이러한 평면형 램프는 안정기만을 사용하여 동작될 수 있다. 램프의 충진제가 수은을 포함하지 않기 때문에, 유독성 수은 증기에 의한 위험이 배제되고 처리 문제도 제거된다. 무수은 충진제의 추가의 장점은 시동동작 없이 램프를 즉시 시작시킬 수 있다는 것이다. 추가적으로 세선세공(filigree)된 개별 부품 없이 층형 전극 구조를 가지기 때문에, 램프는 견고하고 긴 수명을 가진다.
본 발명에 따르면, 방전관은 프레임과 예를 들면, 유리 땜납과 같은 땜납에 의해 결합되어 봉입된 방전관을 구성하는 하부 플레이트와 상부 플레이트로 구성된다. 방전관의 내벽에서, 스트립형 전극이 예를 들면, 기상 증착, 실크-스크린 인쇄에 이은 번 인(burn in) 또는 유사 기술에 의해 기밀 방식(전극 인쇄 회로 기판에 제공된 도전 트랙과 유사한 방식)으로 하부 플레이트 및/또는 상부 플레이트에 직접 제공된다.
전극 스트립은 각각 기밀 방식으로 일단부를 가지고 땜납을 통해 외부로 안내된다. 땜납에 의해 피드스루와 프레임 사이 및 프레임과 하부 플레이트 또는 상부 플레이트 사이가 밀봉된다.
다른 열 팽창에 의한 응력을 낮게 유지하고 연속 동작시에도 기밀 상태를 유지하기 위하여, 하부 플레이트와 상부 플레이트뿐만 아니라 땜납과 프레임에 쓰이는 재료가 서로에 대해 맞춰진다. 더욱이, 바람직한 금속 전극 스트립의 두께는매우 얇아서 한편으로는 낮은 열적 응력을 유지하고 다른 한편으로는 동작시 필요한 전류 세기가 얻어질 수 있도록 선택된다.
이 경우, 도전체 트랙의 충분히 높은 전류 전달 용량은 이러한 평면형 램프를 위한 높은 광도가 결국에는 높은 전류 세기를 필요로 하기 때문에 특히 중요하다. 구체적으로, 액정 디스플레이(LCD)의 백그라운드 조명용 평면형 형광 램프의 경우, 전형적으로 6%인 이러한 디스플레이의 낮은 투과율 때문에 특히 높은 광도가 필수적이다. 유효 전력이 반복적으로 인가되는 비교적 짧은 시간 동안에 특히 높은 전류가 도전체 트랙내에서 흐르기 때문에, 방전의 동작시키기 위한 바람직한 펄스 모드의 경우 이러한 문제점이 더욱 두드러진다. 충분히 높은 평균 유효 전력을 인가하고 이에 의해 평균적으로 규정 시간이 이상동안 원하는 높은 광도를 얻을 수 있는 것은 이러한 방법뿐이다.
비교적 두꺼운 도전체 트랙이 이상에서 언급된 높은 전류 전달 용량을 보증하기 위해 사용된다. 특히, 과도하게 얇은 도전체 트랙 두께는 도전체 트랙의 국부적인 과열현상 때문에 균열을 형성할 위험성이 있다. 도전체 트랙의 단면적이 작아질수록 도전체 트랙 전류의 저항 요소에 의한 도전체 트랙의 가열은 더 커진다. 하지만, 도전체 트랙의 폭은 특히, 폭이 증가함에 따라 도전체 트랙에 의한 평면형 라디에이터의 발광 영역의 셰이딩(shading)이 증가하기 때문에 제한을 받게 된다. 결과적으로, 이러한 이유로 도전체 트랙내의 높은 전류 밀도에 의한 열이 증가함으로써 균열이 형성되는 문제점을 해결하기 위하여 좁지만 가능한 한 두꺼운 도전체 트랙을 필요로 한다. 전형적으로 도전성 은(Ag) 스트립의 두께는 5㎛ 내지50㎛, 바람직하게는 5.5㎛ 내지 30㎛, 특히 바람직하게는 6㎛ 내지 15㎛이다.
하지만, 평면형 램프에서 사용되는 것과 같은 상대적으로 연장된 평면형 기판 재료상의 이러한 두께를 가진 도전체 트랙에 있어서, 제조 공정동안 방전관의 배출시 생기는 만곡 하중(bending load)으로부터 유발될 수 있는 재료의 응력으로 인해 균열이 형성될 것으로 예상된다. 균열 형성으로 인해 가중되는 위험성의 이유는에 따라 두께 d에 대해 항복점 ε가 함수적으로 의존한다는 것이다. 게다가, 층두께가 증가함에 따라 층내부에서 불연속의 확률이 현저하게 증가한다. 이러한 불연속은 층 내부에 국부적으로 증가된 신장력을 야기한다. 결과적으로 이는 층이 기판 재료로부터 벗겨져 나가는 현상을 야기한다.
그럼에도 불구하고, 평면형 램프는 이러한 두께의 도전체 트랙을 가지며 기밀 방식으로 제조될 수 있고 더욱이 수명이 항상 수천 시간에 이를 수 있다는 것이 증명되었다.
이는 또한 예를 들면, 불필요한 강한 셰이딩을 야기함 없이 평면형 라디에이터가 충분한 만곡 안전성을 가지도록 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이에 적합한 이격 거리로 상호 이격되어 배치되는 예를 들면, 유리 볼(glass ball) 형태의 지지부에 의해 보강될 수 있다.
현재의 기술 수준에 의하면, 특히, 두 파라미터 P1=dSp·dE1및 P2=dSp/dP1은 평면형 라디에이터의 수명에 관여하는 것으로 간주되고, 여기서 dSp는 서로에 대한 또는 구획화된 측벽에 대한 지지부(support point) 의 이격 거리, dE1은 전극 트랙의 두께 그리고 dP1은 하부 플레이트 또는 상부 플레이트중 더 작은 플레이트의 두께를 나타낸다. P1의 전형적인 두께는 50㎜㎛ 내지 680㎜㎛, 바람직하게는 100㎜㎛ 내지 500㎜㎛, 특히 바람직하게는 200㎜㎛ 내지 400㎜㎛이다. P2의 전형적인 두께는 8 내지 20, 바람직하게는 9 내지 18, 특히 바람직하게는 10 내지 15이다.
10㎛ 두께의 인쇄된 은으로 구성된 층, 및 대략 34㎜의 상호 이격 거리로 이격된 각각이 2.5㎜ 두께인 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이에 유리 땜납에 의해 결합된 유리 볼을 가지고 원하는 결과를 얻을 수 있다. 이들의 결과는 P1=340㎜㎛, P2=13.6이다.
이미 언급된 바와 같이, 균열 형성을 방지하기 위하여, 요구되는 높은 전류 전달 용량으로 인해 필요한 도전체 트랙의 넓은 단면 영역이 원리적으로 큰 두께에 의한 것 대신에 도전체 트랙의 적절한 폭에 의해 얻어지는 것이 바람직하다. 특히, 만일 두 전극이 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이에 즉, 평면형 라디에이터의 주된 발광 영역의 내부에 또한 배치된다면, 도전체 트랙 그 자체에 의한 셰이딩은 적어도 이하와 같이 감소될 것이다.
이러한 목적을 위하여, 애노드 및/또는 캐소드는 각각 두 개의 상호 결합되는 도전성 컴포넌트들로 조립된다. 제 1 컴포넌트는 비교적 좁은 스트립으로서 형성되지만, 바람직하게는 금속 예를 들면, 금 또는 은과 같은 높은 전류 전달 용량을 가진 재료로 형성된다. 제 2 컴포넌트는 제 1 컴포넌트에 비해 더 넓은 스트립으로서 형성된다. 또한 예를 들면, 인듐주석 산화물(Indium Tin Oxide; ITO)과 같이 실질적으로 가시광선에 대해 투과적인 재료가 선택된다. 이에 의해 스트립의 폭이 더 넓어지는 것이 가능하기 때문에, 더 낮은 도전성에도 불구하고 제 2 컴포넌트는 충분한 전류 전달 용량을 가지게된다. 두 컴포넌트는 상호 전기접촉을 한다. 충분히 큰 전극 영역(유전성 임피디드 방전에서 중요한 파라미터) 또한 이러한 방법으로 달성할 수 있다.
제 1 변형으로, 두 컴포넌트는 유전체에 의해 상호 전기적으로 분리된다. 두 컴포넌트간의 결합(coupling)은 용량성 결합이다. 제 2 컴포넌트는 바람직하게는 제 1 컴포넌트보다 방전관의 내부에 더 인접하여 배치된다. 더욱이, 제 1 컴포넌트만이피드스루와 공급 리드로서 외부로 연장된다. 이 경우 제 2 컴포넌트는 방전관 내부의 유효 전극 영역을 확대하는 역할을한다.
적어도 상부 플레이트의 내벽은 동작시 가스 방전의 UV/VUV 방사선을 백색광으로 변환하는 형광 재료의 혼합물로 코팅된다. 가능한 한 많은 UV/VUV 방사선을 변환하기 위하여 즉, 광선속(light flux)을 최대화하기 위하여, 방전관의 내벽 즉, 상부 플레이트, 프레임 및 하부 플레이트는 형광 재료로완전하게 코팅된다 가 코팅된다.
외부 공급 리드는 하부 플레이트, 상부 플레이트 및/또는 프레임의 외부 에지부상에 배치된다. 이러한 목적을 위하여,경우에 따라서 하부 및/또는 상부 플레이트는 적어도 피드스루 리드가 방전관 내부로부터 외부로 향하는 위치인 평면형램프의 측면상에서 프레임 하부로 연장된다.
방전관 외부에서, 전극 스트립은 전극 스트립의 수에 상응하는 수의 외부 공급 리드내의 피드스루 영역을 지나 종결된다. 따라서, 그 자체로 알 수 있듯이, 각각의 전극 스트립은 내부 전극 영역, 피드스루 영역 및 외부 공급 리드 영역과 같이 기능적으로 다른 하부 영역을 포함하는 도전체 트랙과 같은 구조로 형성된다.
같은 극성의 공급 리드를 펄스 전압원의 두 극에 접속시키는 것은 예를 들면, 적합한 플러그/전선 조합으로 가능하다.
추가적으로, 같은 극성의 전극 스트립은 각각 공통의 버스형 외부 공급 리드 내부로 합류된다. 동작시, 이러한 두 외부공급 리드는 각각의 전압원의 하나의 극에 직접 접속된다. 이 경우, 특정 플러그/전선 조합 없이도 가능하다.
제 1 실시예에서, 스트립형 전극은 하부 플레이트상에 상호 인접하여 배치된다(제 I 형). 이는 동작시 실질적으로 평면형 방전 구조를 형성한다. 방출하고 있는 상부 플레이트상의 전극으로 인한 그림자가 방지된다는 장점을 가진다. 앞에서 언급된 바와 같이 단일 애노드 스트립 대신에 두 개의 상호 평행인 애노드 스트립 즉, 애노드쌍이 각각 캐소드 스트립 사이에 배치된다. 이에 의한 결과는 도입부에서 인용된 종래 기술에서 각각의 경우 두 인접 캐소드 스트립중 하나에서만 자신들 사이에 위치하는 개별 애노드 방향으로 발생하는 개별 방전이 발생된다는 문제점을 해결하는 장점을 가진다.
제 1 변형에서, 각각의 애노드쌍의 두 애노드 스트립은 자신들 각각의 두 좁은 면쪽으로 연장된다. 이러한 연장부를 따라 증가된 전류 밀도가 얻어지고, 따라서 개별 방전의 시감 농도 증가 또한 얻을 수 있다. 시감 농도 분포가 평면형 램프의 에지부까지도 비교적 균일하다는 장점을 가진다.
애노드 스트립은 각각의 애노드 파트너 스트립 방향으로 자신의 종방향 축에 대해 비대칭적으로 연장된다. 이러한 방법 덕분에, 인접 캐소드로부터의 각각의 이격 거리는 애노드 스트립이 확장됨에도 불구하고 전체적으로 일정하다. 결과적으로, 동작시 모든 개별 방전을 위한 점화 조건 또한 전극 스트립을 따라 동일하다. (적절한 입력 전압이 인가된다는 가정하에서) 개별 방전이 전체 전극 길이 방향을 따라 정렬하는 방식으로 형성된다.
애노드 스트립 또한 확장에 의한 바람직한 효과를 원칙적으로 유지하면서 각각의 인접 캐소드의 방향으로 확장될 수 있다. 하지만, 이 경우 확장부는 비교적 약하게 형성된다. 이는 방전이 애노드 스트립의 최대 폭 위치에서만 즉, 이 경우가장 짧은 가격 거리 위치에서만 형성되는 것을 방지한다. 확장부는 가격 거리보다 현저하게 짧고 전형적으로 가격 거리의 대략 1/10이다. 게다가, 두 확장시키는 방법은 조합될 수도 있다 즉, 확장부가 각각의 애노드 파트너 스트립의 방향뿐만 아니라 인접 캐소드의 방향으로도 형성된다.
이 경우 전극의 극성이 변하기 때문에, 두 단부에서의 임피디드 방전을 위한 전극 구조는 바람직하게는 대칭적으로 설계된다. 결과적으로, 각각의 전극은 교번적으로 애노드 또는 캐소드의 역할을 한다. 구조와 관련된 원리는 도 1에 개략적으로 도시되어 있다. 도전체 트랙과 같은 전체 구조물(100)은 제 1 부분(101)과 제 2 부분(102)을 포함한다. 두 부분(101, 102)은 이미 언급된 이중 애노드 스트립(103a, 103b 또는 104a, 104b)을 가지며, 구조물의 제 1 부분(101)의 이중 애노드 스트립(103a, 103b)과 제 2 부분(102)의 이중 애노드 스트립(104a, 104b)은 상호 교번하여 인접한다. 전극 구조물의 두 부분(101, 102)은 유전체층(도시 안됨)으로 덮인다. 교번하여 서로 마주하는 자신의 단부에서 이중 애노드 스트립(103a, 103b 또는 104a, 104b)은 버스형 외부 공급 리드(105, 106)에 대해 개방되어 있다. 동작시, 두 외부 공급 리드(105; 106)는 전압원(도시 안됨)의 각각의 극중 하나에 접속된다.
단극 전압 펄스를 가지며 일단부 또는 양단부에서의 임피디드 방전을 위한 제 1 변형에서, 캐소드 스트립은 특정한 공간적으로 선택된 개별 방전 루트 포인트(root point)를 가진다. 이러한 원리를 예시하기 위하여, 전극 구조물은 6.8'의 직경을 가진 평면형 램프가 도 2에 개략적으로 도시된다. 애노드-측 구조물(107)은 이중 애노드 스트립(108a, 108b)을 가지며, 이들 스트립은 이미 앞에서 여러 번 설명되었다. 개별 애노드 스트립(109, 110) 각각은 애노드-측 구조물(107)의 양단부의 종결점을 형성한다. 캐소드-측 구조물(112)의 캐소드 스트립(111)의 경우, 바람직한 루트 포인트는 각각의 인접하는 애노드 스트립과 마주하는 코모양 연장부(113)로 표시된다. 이들에 의해, 전기장내에 국부적으로 제한된 밀집이 발생되고, 그 결과 델타형 개별 방전(도시 안됨)이 이러한 위치(113)에서만 점화된다. 결과적으로, 말하자면 동작시 평면형 방전관 내부에서 개별 방전의 균일한 분포가 가능해진다. 연장부가 없다면, 개별 방전은 대류로 인해 수직 동작시 평면형 램프의 상부 영역 내부로 점차적으로 이동된다. 연장부는 바람직하게는 스트립형 캐소드의 각각의 두 좁은 면쪽으로 공간적으로 증가하는 방식으로 더욱 밀집하여 배치된다(도시 안됨; 도 3a와 비교). 이에 따라, 평면형 램프의 에지부까지 비교적 균일한 시감 농도 분포가 얻어진다는 장점을 가진다 즉, 도입부에서 언급된 종래 기술에서는 에지부에서 시감 농도가 강하되는 단점이 효과적으로 제거된다. 애노드 스트립(109a,109b)과 캐소드 스트립(111)은 자신의 교번하여 마주하는 단부에서 애노드-측(114) 또는 캐소드-측(115) 버스형 외부 공급 리드 내부로 개방된다. 동작시, 애노드-측 공급 리드(114)는 단극 전압 펄스를 공급하는 전압원(도시 안됨)의 양극(+)으로 접속되고 캐소드-측 공급 리드(115)는 전압원의 음극(-)에 접속된다.
게다가, 일 실시예에서, 이중 애노드 스트립 확장의 특징은 또한 캐소드 확장의 시감 농도가 증가되는 특징과 조합될 수 있다.
다른 실시예에서, 애노드 스트립과 캐소드 스트립은 다른 플레이트상에 배치된다(제 II 형). 동작시, 방전은 결과적으로 방전은 하나의 플레이트의 전극으로부터 전극의 방전 공간을 통해 다른 플레이트의 전극으로 발생된다. 이러한 배치에서, 전극의 단면으로 도시된 바와 같이 각각의 캐소드 스트립은 캐소드 스트립과 해당 애노드 스트립 각각의 가상 접속이 'V'자형을 형성하도록 두 애노드 스트립에 할당된다. 이에 따른 결과는 가격 거리가 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이의 이격 거리보다 더 크다. 이상에서 알 수 있듯이, 이러한 배치를 사용하면 애노드와 캐소드가 하나의 플레이트상에만 상호 교번하여 인접 배치되는 경우보다 더 높은 UV 수율을 얻을 수 있다. 현재까지의 기술에 따르면, 벽 손실이 감소됨에 따라긍정적인 효과가 예상된다. 이중 애노드 스트립이 상부 플레이트상에 바람직하게 배치되어 주로 광을 커플링 아웃하는 역할을 하고, 캐소드 스트립은 하부 플레이트상에 배치된다. 애노드 스트립이 캐소드 스트립보다 더 좁게 설계되기 때문에, 상부 플레이트에 의해 방출된 사용 가능한 광이 낮게 셰이딩된다는 장점이다.
제 II 형 평면형 램프의 경우, 이상에서 설명된 둘로 나누어진 전극을 사용하는 것은 셰이딩 효과를 감소시키는 장점을 가진다. 이러한 목적으로, 적어도 애노드 스트립이 각각 좁은 고-전류 컴포넌트와 넓은 투과 컴포넌트로 조립되는 것이바람직하다.
게다가, 제 I 형에서와 같이 제 II 형 또한 캐소드 스트립이 연장부를 가지는 것이 바람직하다. 더욱이, 이러한 연장부의 증가된 밀도 및/또는 평면형 램프의 에지부쪽으로의 애노드 스트립의 확장은 에지부에서의 가능한 한 적은 시감 농도강하를 위하여 바람직하다.
게다가, 하부 플레이트에 예를 들면, Al2O3 및/또는 TiO2와 같은 광-반사층을 제공하는 것이 바람직하다. 이는 UV/VUV 방사선 변환에 의한 형광 재료로 구성된 층에 의해 방출되는 백색광의 일부가 하부 플레이트를 통해 투과되고 사용 가능한방향에서 손실되는 것을 방지한다.
바람직하게는 제논과 같은 불활성 가스가 방전관 내부에 위치하고 예를 들면, 아르곤 또는 네온과 같은 하나 또는 그 이상의 완충 가스가 위치될 수 있다. 내부 압력은 전형적으로 대략 10kPa 내지 100kPa이다.
비교적 큰 평면형 램프에 대해서, 경우에 따라 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이에 스페이서 또는 지지부로서 예를 들면, 유리와 같은 절연 재료로 구성된 볼을 삽입하는 것이 적절하다. 이는 기계적 안정성을 증가시키고 내부와 외부 사이의 압력차에 의한 내부 파열의 위험성을 감소시킨다. 볼을 땜납에 의해 고정시키는 것이 편리하다. 더욱이, 평면형 램프의 시감 농도를 최대화하기 위하여, 반사층과 형광 재료층을 가지는 지지부를 제공하는 것 또한 바람직하다.
이상에서 언급된 새로운 형태의 평면형 램프와 펄스 전압원을 포함하는 조명 장치 또한 청구된다.
본 발명에 따른 조명 장치는 방전관 전극의 외부 공급 리드에 결합되는 출력 단자를 가지며 동작시 일련의 전압 펄스를 인가하는 펄스 전압원에 의해 완결된다. 일련의 단극 펄스 전압을 발생시키기에 적합한 회로 배치가 독일 특허 출원번호 제 195 48 003.1호에 개시되어 있다. 조명 장치는 예를 들면, WO 96/05653호에 개시된 회로에 의해 발생되는 것과 같은단극 및 쌍극 펄스 전압을 사용하여 동작될 수 있다.
게다가, 이상에서 언급된 조명 장치를 액정 디스플레이용 백그라운드 조명 장치로서 사용하는 액정 디스플레이 장치 또한 청구된다.
본 발명에 따른 액정 디스플레이 장치는 액정 디스플레이용 백그라운드 조명 장치로서 이러한 조명 장치를 사용한다. 이러한 목적을 위하여, 액정 디스플레이 장치는 액정 디스플레이를 구동시키기 위한 전자 제어 장치를 구비하며 조명 장치가 배치되는 용기를 포함한다. 조명 장치와 액정 디스플레이는 이 경우 조명 장치의 평면형 램프의 상부 플레이트가 액정 디스플레이의 후면을 조사하도록 서로 관련하여 방향을 가진다. 선택적으로, 광 확산기가 평면형 램프와 액정 디스플레이 사이에 배치된다. 상기 광 확산기는 평면형 램프의 표면 시감 농도에서의 불-균일을 완화시키는 역할을 한다. 이는 지지부로서의 역할을 하는 유리 볼에 의한 그림자를 조정하기 위하여 넓은-영역 디스플레이의 경우 특히 바람직하다. 더욱이, 소위 밝기 강화 필름(Brightness Enhancement Film :BEF)으로 공지된 광 증폭 필름이 평면형 램프와 액정 디스플레이 사이에 또는 확산기와 액정 디스플레이 사이에 적절하게 선택적으로 배치된다. 이들은 더 좁은 입체각으로 백그라운드 조명 장치의 광을 집속시키는 역할을 하고 결과적으로 시야각 범위내에서 밝기를 증가시킨다. 평면형 램프의 무수은 충진제는 시동 동작없이 즉시 시작할 수 있도록 한다. 이는 또한 예를 들면, 작업중 잠시의 작업 중단과 같이 단기간동안 디스플레이 장치를 사용하지 않는 경우라도 이를 가능케 하고 결과적으로 전기 에너지를 절약하는 효과가 있다. 액정 디스플레이 장치가 외부 반사기 또는 광 도전 장치 없이도 가능하고 결과적으로 장치 비용이 감소한다는 장점 또한 가진다.
본 발명은 이하에서 도면을 참조로한 실시예를 통해 상세히 설명될 것이다.
도 3a와 도 3b는 동작시 백색광을 방출하는 평면형 형광 램프의 평면과 측면을 도시한다. LCD용 백그라운드 조명 장치이다.
평면형 램프(1)는 직사각 하부면, 네 개의 스트립형 금속 캐소드(3, 4(-)) 및 세 개의 가늘고 긴 이중 애노드(5)와 두 개의 개별 스트립 애노드(6)로 구성된 유전성 임피디드 애노드(+)를 구비하는 방전관(2)을 포함한다. 방전관(2)은 부품으로서 하부 플레이트(7), 상부 플레이트(8) 및 프레임(9)을 포함한다. 하부 플레이트(7)와 상부 플레이트(8)는 방전관(2)의 내부(11)가 입방형 구조를 가지도록 유리 땜납(10)에 의해 프레임(9)에 기밀 방식으로 결합된다. 하부 플레이트(7)는 방전관(2)이 프리 스탠딩(free standing) 주위 에지부를 가지도록 상부 플레이트(8)보다 크다. 상부 플레이트(8)의 내벽은 형광 재료 혼합물로 코팅되고(도시 안됨), 이는 방전에 의해 발생된 UV/VUV 방사선을 가시 영역 백색광으로 변환한다. 이는 청색 컴포넌트 BAM(BaMgAl10O17: Eu2+), 녹색 컴포넌트 LAP(LaPO4: [Tb3+, Ce3+]) 및 적색 컴포넌트 YOB([Y, Gd] BO3:Eu3+)을 가지는 3-파장 형광 재료이다. 상부 플레이트(8)내의 절개부는 단지 예시를 위한 것이고 캐소드(3, 4)와 애노드(5, 6)의 일부를 노출시킨 것이다.
캐소드(3, 4)와 애노드(5, 6)는 하부 플레이트(7)의 내벽에 교번하여 평행하게 배치된다. 애노드(6, 5)와 캐소드(3, 4)는 각각 하부 플레이트(7)상의 자신의 일단부에서 연장하여 방전관(2)의 내부(11)로부터 양 측면의 외부로 안내되어 관련애노드 피드스루(12) 또는 캐소드 피드스루가 하부 플레이트(7)의 서로에 대해 마주하는 면상에 배치되도록 한다. 하부 플레이트(7)의 에지부에서, 전극 스트립(3, 4, 5, 6)은 각각 캐소드면(13) 또는 애노드면(14)상의 외부 공급 리드에 결합된다. 외부 공급 리드(13, 14)는 바람직하게는 펄스 전압원(도시 안됨)에 접속하기 위한 접촉부와 같은 역할을 한다. 전압원의 두 극으로의 접속은 일반적으로 다음과 같다. 먼저, 개별 애노드 및 캐소드 공급 리드가 예를 들면, 각각 접속라인을 구비하는 적합한 플러그-인 도전체(도시 안됨)에 의해 각각 상호 접속된다. 마지막으로, 두 공통 애노드 또는 캐소드 접속 라인은 전압원의 두 개의 관련 극에 접속된다.
방전관(2)의 내부(11)에서, 애노드(5, 6)는 대략 250㎛의 두께를 가진 유리층(15)으로 완전하게 덮인다.
각각의 애노드쌍(5)의 두 애노드 스트립(5a, 5b)은 평면형 램프(1)의 전극 스트립(3-6)에 수직하는 방향을 가지는 두 에지부(16, 17) 방향으로 특히, 각각의 파트너 스트립(5b, 5a)의 방향으로만 비대칭 방식으로 연장한다. 각각의 애노드쌍(5)의 두 스트립 사이의 최대 상호 이격 거리는 대략 4㎜이고, 최소 이격 거리는 대략 3㎜이다. 두 개별 애노드 스트립(6)은 각각 전극 스트립(3-6)에 평행한 평면형 램프(1)의 두 에지부(18, 19)의 직접 인접부내에 배치된다.
캐소드 스트립(3, 4)은 각각 인접하는 애노드(5, 6)와 마주하는 코모양(nose-like)의 반원 연장부(20)를 가진다. 이들의 결과로, 전기장내에 국부적으로 제한된 밀집이 발생하고, 이에 의해 델타형 개별 방전(도시 안됨)이 이러한 위치에서만 점화되어 발생된다. 전극 스트립(3-6)에 평행한 평면형 램프(1)의 에지부(18, 19)의 직접 인접부인 두 캐소드(4)의 연장부(20)는 평면형 램프(1)의 중심부와 마주하는 면상에서보다 이러한 에지부(18, 19)와 마주하는 측면상에서 전극 스트립(4, 5)의 좁은 면쪽으로 더욱 밀집하게 배치된다. 연장부(20)와 각각의 직접 인접하는 애노드 스트립 사이의 이격 거리는 대략 6㎜이다. 반원 연장부(20)의반경은 대략 2㎜이다.
피드스루와 외부 공급 리드(13, 14)를 포함하는 개별 전극(3-6)은 각각 은으로 구성된 간섭 구조물의 기능적으로 다른 부분으로서의 구조를 갖고 도전체 트랙과 같은 역할을 한다. 구조물은 대략 10㎛의 두께를 가지며 실크-스크린 기술과 뒤이은 버닝-인(burning-in)에 의해 하부 플레이트(7)에 직접 제공된다.
10kPa의 충진 압력을 가진 제논 가스 충진제가 평면형 램프(1)의 내부(11)에 배치된다.
15' 모니터의 백그라운드 조명에 대한 제 1 변형에서(도시 안됨; 도 2에 도시된 바와 같은 실시예), 14 개의 이중 애노드스트립과 15 개의 캐소드가 평면형 형광 램프의 하부 플레이트상에 교번하여 배치된다. 단일 애노드 스트립은 각각 전극배치의 양-측면 종결부를 형성한다. 이들의 종방향을 따라 캐소드는 각각 서로에 대해 오프셋(off set) 방식으로 배치된 32개의 반원 연장부를 가진다. 램프의 외부 크기는 대략 315㎜·239㎜·10㎜(길이·폭·높이)이다. 하부 플레이트와 상부 플레이트의 두께는 각각 대략 2.5㎜이다. 프레임은 대략 5㎜의 직경을 가진 유리관으로 구성된다. 5㎜ 직경의 48 개의 정밀 유리 볼이 하부 플레이트와 상부 플레이트 사이에 지지부로서 같은 거리로 배치된다. 애노드 스트립과 캐소드 스트립은 자신의 교번하여 마주하는 단부에서 애노드-측 또는 캐소드-측 버스형 외부 공급 리드 내부로 개방된다(도 2와비교). 동작시, 애노드-측 공급 리드는 단극 전압 펄스를 인가하는 전압원의 양극 단자(+)에 접속되고 캐소드-측 공급리드는 음극 단자에 접속된다.
AA선을 따라 절단한 단면의 일부(도 3a와 비교)가 도 4에 도시된다. 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조 부호가 주어진다. 도시된 부분은 예를 들면, 이중 애노드(5)의 피드스루(12)를 포함한다. 나머지 전극에 대해서 전체적인 구조는 원리적으로 동일하다. 두 피드스루 스트립(12a, 12b)이 하부 플레이트에 직접 제공되고 게다가, 유리층(15)으로 완전히 덮인다. 유리층(15)을 구비하는 피드스루를 포함하는 하부 플레이트(17) 또한 유리 땜납(10)에 의해 기밀 방식으로 프레임(9)에 결합된다. 상부 플레이트(8) 또한 유리 땜납(10)에 의해 기밀 방식으로 방전관(9)의 프레임(9)에 결합된다.
평면형 램프(1)를 동작시키기 위하여, 캐소드(3, 4)와 애노드(5, 6)는 도 5에서와 같이 각각 공급 리드(13, 14)를 통해펄스 전압원(23)의 단자(21, 22)에 결합된다. 동작시, 펄스 전압원은 단극 전압 펄스를 공급하고, 이들은 펄스에 의해상호 분리된다. 이러한 목적에 적합한 펄스 전압원은 독일 특허 출원 번호 제 195 04 8003.1호에 개시되어 있다. 이 경우, 다수의 개별 방전(도시 안됨)이 형성되고, 이는 각각의 캐소드(3, 4)의 연장부(20)와 해당 직접 인접하는 애노드 스트립(5, 6) 사이에서 발생된다.
도 6a와 도 6b는 추가의 변형으로써 도 3a의 평면형 형광 램프의 전극에 수직하는 부분 단면도와 측면도를 도시한다. 여기서, 캐소드(24)는 상부 플레이트(8)의 내벽에 제공된다. 각각의 캐소드(24)는 도 6b에 도시된 바와 같이, 캐소드(24)의 가상 접속과 해당 애노드(25a, 25b)가 'V'자형 상부를 가지도록 할당된다. 캐소드(24)간의 이격 거리와 애노드쌍 각각의 개별 애노드(25a, 25b) 사이의 대략적인 이격 거리 및 해당 애노드쌍의 상호 인접하는 거리는 각각 22㎜, 18㎜ 및 4㎜이다. 자신의 두 종방향 면을 따라서 그리고 대략 10㎜의 상호 이격 거리에서, 캐소드(24)는 각각 코모양 반원 연장부(26a, 26b)를 가진다. 동작시, 개별 방전은 이러한 연장부(26a, 26b)에서 시작하여 각각 관련 애노드 스트립(25a, 25b)으로 발생된다. 도시된 부분은 예를 들면, 자신과 관련되는 애노드쌍(25a, 25b)을 가진 두 캐소드(24)를 포함한다. 배치시 나머지 전극에 대해서도 같은 구조와 원리가 적용된다. 캐소드(24)와 애노드(25a, 25b)는 형광 램프의 동일하게 좁은 면상에서 외부로 안내되고, 상부 플레이트,(8) 또는 하부 플레이트(7)의 해당 에지부상에서 캐소드-측(27) 또는 애노드-측 외부 공급 리드로 합류된다. 부분 단면도(도 6)에 도시된 바와 같이, 애노드(25a, 25b)와 캐소드(24)는 모두 유전체층(28 또는 29)으로 완전히 덮이고(두 단부에서의 유전성 임피디드 방전), 이는 하부 플레이트(7) 또는 상부 플레이트의 내벽 상부에서 연장한다. Al2O3또는 TiO2로 구성된 광-반사층(30) 각각이 하부 플레이트(7)의 유전체층(28)에 제공된다. 이러한 광-반사층상에 또한 상부 플레이트(8)의 유전체층(29)상에 BAM, LAP 및 YOB 혼합물로 구성된 형광 재료층(31또는 32)이 제공된다.
도 7은 액정 디스플레이(35)용 백그라운드 조명 장치로서 공지된 도 1a에 도시된 평면형 형광 램프를 구비하는 액정 디스플레이의 부분 단면을 도시하는 측면도이다. 광 확산기로서 확산 스크린(36)이 평면형 형광 램프(1)와 액정 디스플레이(35) 사이에 배치된다. 3M사의 두 개의 광 증폭 필름(BEF)(37, 38)이 확산 스크린(36)과 액정 디스플레이(35) 사이에 배치된다. 평면형 형광 램프(1), 확산 스크린(36), 두 개의 광 증폭 필름(37, 38) 및 액정 디스플레이(35)가 하우징내에 배치되고 하우징의 프레임(39)에 의해 지지된다. 히트 싱크(41)가 하우징의 후벽(40) 외부상에 배치된다. 더욱이, 도 5의 평면형 형광 램프(34)에 결합된 회로 장치(23)와 액정 디스플레이(35)에 결합된 공지된 전자 동작 장치(42)가 하우징의 후벽 외부에 배치된다. EP 0 607 453에는 전자 동작 장치(42)를 구비하는 적절한 액정 디스플레이(35)에 관하여 상세하게 개시되어 있다.
평면형 램프(1')의 정면도와 측면도를 도시하는 도 8a와 도 8b는 외부 공급 리드(12, 13)의 모양만 다른 평면형 램프(1)(도 3a와 도 3b를 참조)이다. 각각의 전극 스트립(3, 4)의 피드스루(11)는 가장 먼저 하부 플레이트(5)의 에지부상에서연장되고 캐소드-측(12) 또는 애노드-측(13) 버스형 도전체 트랙 내부로 개방된다. 이러한 도전체 트랙(12, 13)의 단부(+, -)는 전압원(도시 안됨)과의 접속을 위한 외부 접촉부와 같은 역할을 한다.
도 9는 평면형 램프의 또다른 예의 부분 단면을 도시한다. 이는 각각의 애노드쌍(25)의 애노드(25a 또는 25b)가 양쪽으로 나누어져 설계된다는 점에서 도 6b에 도시된 것과 다르다. 이들은 각각 좁은 은 스트립(25')과 넓은 투과성 이리듐주석 산화물 스트립(25')을 포함하며, 은 스트립(25')은 이리듐 주석 산화물 스트립(25')내에 삽입된다. 이러한 방법으로, 상부 플레이트에 의한 셰이딩이 감소된다 즉, 사용 가능한 광에 대한 이리듐 주석 산화물 스트립의 유효 투과성이 증가된다.
본 발명은 특정 실시예에 의해 제한되지 않는다. 추가적으로, 다른 실시예들의 특성 또한 조합될 수 있다.

Claims (22)

  1. 가스 충진제로 충진되어 봉입된 평면형이며 비-도전성 재료로 구성되고, 적어도 일부의 내벽에 형광 재료 또는 형광 재료 혼합물층을 구비하는, 적어도 부분적으로 투과성을 가진 방전관(2); 및 상기 방전관(2)의 내벽상에 배치되는 스트립형 전극(3-6)을 포함하며, 적어도 상기 전극중 애노드(5, 6)는 유전체층(15)으로 덮이는 백그라운드 조명용 평면형 형광 램프(1)로서,
    상기 방전관(2)은 땜납(10)에 의해 기밀방식으로 상호 결합되는 하부 플레이트(7), 상부 플레이트(8) 및 프레임(9)으로 구성되며,
    상기 스트립형 전극(3-6)은 추가적으로 피드스루(12)에 합류되고, 상기 피드스루(12)는 외부 공급 리드(13, 14)에 합류되어, 상기 스트립형 전극(3-6), 상기 피드스루(12) 및 상기 외부 공급 리드(13, 14)는 도전체 트랙과 같은 구조물(3, 4, 13; 5, 6, 14)로서 형성되며, 그리고
    상기 피드스루(12)는 외부로 안내되며, 땜납(10)에 의해 기밀 방식으로 덮이고, 상기 외부 공급 리드(13, 14)는 상기 피드스루에 직접 인접하여 전원에 접속되는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조물의 두께는 5㎛ 내지 50㎛인 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    스페이서가 상기 하부 플레이트와 상기 상부 플레이트 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 스페이서는 유리 볼인 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  5. 제 3 항에 있어서,
    파라미터 P1=dSp·dE1은 50㎜㎛ 내지 680㎜㎛이고, dSp는 서로에 대한 또는 구획화된 측벽에 대한 지지부의 이격 거리를 나타내고, dE1은 전극 트랙의 두께를 나타내는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  6. 제 3 항에 있어서,
    파라미터 P2=dSp/dP1은 8 내지 20이고, dSp는 서로에 대한 또는 구획화된 측벽에 대한 지지부의 이격 거리를 나타내고, dP1은 상기 하부 플레이트 또는 상기 상부 플레이트의 두께중 더 작은 두께를 나타내는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스트립형 캐소드(3, 4)는 자신의 종방향 측면을 따라 코모양 연장부(20)를 가지는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 연장부(20)는 상기 스트립형 캐소드(4)의 각각의 두 좁은 면 방향으로 공간적으로 증가하는 방식으로 더 밀집하여 배치되는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스트립형 전극(3-6)은 상기 방전관(2)의 상기 하부 플레이트(7)의 상기 내벽상에 상호 인접하여 배치되고, 두 개의 애노드 스트립(5a, 5b) 즉, 애노드쌍(5)은 상기 인접 캐소드 스트립(3, 3 또는 3, 4) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 각각의 애노드쌍(5)의 상기 두 애노드 스트립(5a, 5b)은 상기 각각의 두 좁은 면방향으로 확장되는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 확장부는 상기 스트립(5a, 5b)의 각각의 종방향 축에 대하여, 각각의 파트너 스트립(5b 또는 5a)의 방향으로만 비대칭적으로 구성되어, 상기 애노드 스트립(5a, 5b)과 상기 인접 캐소드 스트립(3 또는 4) 사이의 이격 거리가 각각 전체적으로 일정하게 되는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    캐소드(24)와 애노드(25)는 상이한 플레이트상에 배치되는데, 상기 애노드(25)는 상부 플레이트(8)상에 배치되고 상기 캐소드(24)는 상기 하부 플레이트(7)상에 배치되고, 상기 각각의 캐소드(24)는 전극에 대한 단면도에 도시된 바와 같이 상기 캐소드(24)와 상기 관련 애노드(25a, 25b) 사이의 가상 접속이 자신의 상부에서 "V"자형으로 형성되도록 상기 두 애노드(25a, 25b)에 배치되는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 애노드 및/또는 상기 캐소드는 좁은 고-전류 스트립으로서 설계되는 제 1 컴포넌트(25')와 상기 제 1 컴포넌트에 비해 더 넓고 가시 영역 방사선에 대해 투과적인 제 2 컴포넌트(25")로 구성된 두 개의 상호 접속되는 도전성 컴포넌트(25', 25")를 포함하는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  14. 제 13 항에 있어서,
    유전체가 상기 제 1 및 제 2 컴포넌트 사이에 위치하여, 상기 두 도전 컴포넌트 사이에 용량성 결합이 이루어지도록 하는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 컴포넌트만이 피드스루와 공급 리드로서 외부로 연장되고, 상기 제 2 컴포넌트는 상기 방전관 내부에서 유효 전극 표면을 확장시키는 역할만을 하는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    광 반사층이 상기 하부 플레이트(7)의 내벽, 상기 프레임(9) 및 상기 스페이서에 제공되는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  17. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 외부 공급 리드는 상기 캐소드(3, 4)와 상기 애노드(5, 6)의 상기 피드스루가 캐소드-측 또는 애노드-측 버스형 도전체 트랙(13, 14) 내부로 개방되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 평면형 형광 램프.
  18. 제 1 항 또는 제 2 항의 특징을 가진 평면형 형광 램프(1); 및 상기 평면형 형광 램프(1)에 도전 방식으로 결합되며 동작시 휴지기간에 의해 상호 분리된 유효전력 펄스를 상기 평면형 형광 램프(1)에 인가하는 전원(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
  19. 액정 디스플레이(35); 상기 액정 디스플레이(35)를 구동시키기 위한 전자 구동 장치(42); 상기 액정 디스플레이(35)용 백그라운드 조명 장치로서 제 18항의 특징을 가진 조명 장치; 및 상기 액정 디스플레이(35)가 상기 전자 구동 장치(42)와 상기 조명 장치와 함께 배치되는 용기(39)를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    적어도 하나의 광 확산기(36)가 상기 평면형 형광 램프(1)와 상기 액정 디스플레이(35) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  21. 제 19 항에 있어서,
    적어도 하나의 광 증폭 필름(37, 38)인 밝기 강화 필름(Brightness Enhancement Film : BEF)이 상기 평면형 램프(1)와 상기 액정 디스플레이(35) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 평면형 램프와 상기 액정 디스플레이 사이에 제 1 광 확산기가 가장 먼저 배치되고, 그 다음에 상기 광증폭 필름이 배치되고, 마지막으로 제 2 광 확산기가 배치되는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
KR10-1998-0709336A 1997-03-21 1998-03-20 백그라운드조명을위한평면형형광램프와이러한평면형형광램프를포함하는액정디스플레이장치 KR100375615B1 (ko)

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