KR100413835B1 - 평판형광램프 - Google Patents

Abstract

평판형광램프를 개시한다. 본 발명은 전면기판;과, 이와 대향되게 설치되며 다수개의 방전전극이 형성되고, 전극을 감싸는 제1유전체층이 형성된 배면기판;과, 기판들의 접촉하는 면의 가장자리를 따라서 형성되는 밀봉재;와, 기판들 사이에 분포되어 셀 간격을 유지하는 다수개의 스페이서;와, 밀폐된 내부공간에 주입되는 수은과 불활성 기체가 혼합된 방전가스;와, 전면 및 배면기판중 적어도 어느 한 면에 형성되어 광효율을 향상시키는 발광수단;을 포함한다.

Description

평판형광램프{Flat fluorescent lamp}

본 발명은 평판형광램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 형광체층의 윗면에 유전체층이 형성되고, 스페이서의 형태가 변경되도록 구조가 개선된 평판형광램프에 관한 것이다.

통상적으로, 평판표시장치(flat panel display)는 발광형과, 수광형으로 분류하고 있다. 발광형으로는 음극선관, 전자발광소자, 플라즈마 디스플레이 패널등이 있고, 수광형으로는 액정 디스플레이(liquid crystal display)가 있다.

액정디스플레이는 그 자체가 발광을 하지 못하여 화상을 형성할 수 없다. 이에 따라, 별도의 광원인, 예컨대 백라이트(back light)를 설치하여 화상을 관찰하는 것이 가능하다.

백라이트에는 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp,CCFL)를 배치하는 방식과, 형광체층이 배포된 기판을 조립한 평판형광램프(flat fluorescent lamp) 방식이 널리 사용되고 있다.

냉음극 형광램프를 배치하는 방식은 표시면에 대한 광원의 배치에 따라서 도광판(plastic light guide)을 사용하는 가장자리발광(edge light) 방식과, 평면에 중첩배열하는 직하발광(direct light) 방식으로 구별할 수 있다.

그런데, 냉음극 형광램프는 기판에 형광램프를 다수개 병렬연결하여 교류형전원을 인가하여야 하는데, 경우에 따라서는 몇 개의 형광램프만 발광하게 되므로 각 형광램프마다 각각의 전원을 연결하여야 하는 불편함이 있다. 특히, 가장자리 발광방식은 일측에서 광을 조사하는 방식이므로 대형패널에는 부적합하다고 할 수 있다. 따라서, 최근에는 평판형광램프방식에 대한 요구가 커지고 있다.

도 1은 종래의 일 예에 따른 평판형광램프(10)를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 평판형광램프(10)는 전면기판(11)과, 상기 전면기판(11)과 대향되게 설치된 배면기판(12)과, 상기 전면 및 배면기판(11)(12)을 밀폐시키는 밀봉재(sealant,13)와, 상기 전면기판(11)의 아랫면에 도포되는 형광체층(14)과, 상기 배면기판(12)의 윗면에 소정간격 이격되게 설치되는 방전전극(15)과, 상기 방전전극(15)을 매립하는 유전체층(16)과, 상기 전면 및 배면기판(11)(12)의 간격을 제어하는 스페이서(17)와, 상기 기판들(11)(12)의 밀폐된 내부공간에 주입되는 방전가스(18)를 포함한다.

상기와 같은 구조를 가지는 종래의 평판형광램프(10)는 상기 방전전극(15)에 전원이 인가되면, 상기 방전가스(18)에 의하여 발생되는 자외선에 의하여 형광체층(14)이 여기되어 빛을 액정 디스플레이로 조사하게 된다.

그런데, 종래의 평판형광램프(10)는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

상기 방전가스(18)로는 크세논(Xe) 또는 네온(Ne)과 같은 불활성 가스가 주로 사용되고 있다. 이에 따라, 상기 방전전극(15)에 인가되는 교류형 전원은 2 킬로볼트정도로 높을뿐만 아니라, 광효율은 대략 30 lm/W 내외로 낮다. 이처럼, 상기 형광램프(10)는 효율이 낮기 때문에 보다 많은 광량을 얻기 위해서는 방전공간의영역을 보다 넓혀야 하고, 구동전력도 높아야 하므로, 형광램프(10)의 두께가 증가하고, 소비전력이 증가하는 단점이 있다.

또한, 상기 방전가스(15)는 불활성의 기체이므로, 상기 형광체층(14)은 147 나노미터 또는 173 나노미터의 자외선에 의하여 여기발광이 가능하다. 따라서, 고가의 형광체 원소재를 사용해야 한다.

이처럼, 대형화되어가는 액정 디스플레이와 같은 수광형 디스플레이에는 고휘도와 고효율을 보장하면서, 이와 동시에 경량화와 제조원가를 줄여줄 수 있는 평판형광램프의 개발이 필요하다고 할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 형광체층의 표면에 유전체층을 형성하여 광효율을 증대시킨 평판형광램프를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 수은이 함유된 방전가스를 주입하고, 스페이서의 높이를 줄이고, 형상을 변경시켜서 경량화가 가능한 평판형광램프를 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 평판형광램프를 도시한 단면도,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형광램프를 도시한 단면도,

도 3은 도 2의 사시도,

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형광램프를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 평판형광램프를 절제도시한 사시도,

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스페이서를 도시한 단면도,

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스페이서를 도시한 단면도,

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스페이서를 도시한 단면도,

도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 스페이서를 도시한 단면도,

도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스페이서를 도시한 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

10,20,40...평판형광램프 11,21,41...전면기판

12,22,42...배면기판 13,23,43...밀봉재

14,24,44...형광체층 15,25,45...방전전극

16...유전체층 17,27,63...스페이서

18,28...방전가스 26,46...제1 유전체층

52,200...제2 유전체층 400...반사판

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 평판형광램프는,

투명한 전면기판;

상기 전면기판과 대향되게 설치되는 것으로,

윗면에 다수개의 방전전극이 형성되고, 상기 방전전극을 감싸는 제1유전체층이 형성된 투명한 배면기판;

상기 전면 및 배면기판의 가장자리를 따라서 형성되어 이들을 상호 접착시키는 밀봉재;

상기 기판들 사이에 분포되어 이들의 간격을 유지하는 다수개의 스페이서;

상기 기판들 사이의 내부공간에 주입되는 수은과 불활성 기체가 혼합된 방전가스; 및

상기 전면 및 배면기판중 적어도 어느 한 면에 형성되어 광효율을 향상시키는 발광수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 발광수단은 상기 전면기판의 아랫면에 형성되는 형광체층과, 상기 형광체층을 감싸는 제2유전체층인 것을 특징으로 한다.

게다가, 상기 발광수단은 상기 방전전극과, 제1유전체층사이에 개재되는 제1형광체층인 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기 전면기판의 아랫면에는 제2형광체층과, 상기 제2형광체층을 매립하는 제2유전체층이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 배면기판의 하부에는 반사판이 더 설치된 것을 특징으로 한다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 일 예에 따른 평판형광램프를 상세하게 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평판형광램프(20)를 도시한 단면도이고, 도 3은 도 2의 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 평판형광램프(20)는 전면기판(21)과, 상기 전면기판(21)과 대향되게 설치되는 배면기판(22)과, 상기 전면 및 배면기판(21)(22)이 접촉하는 면의 가장자리에 도포되어 이들을 접착 및 고정하는 밀봉재(23)를 포함한다.

상기 전면기판(21)은 광투과율이 우수한 투명한 소재로 되어 있다. 상기 전면기판(21)의 아랫면에는 적,녹,청색의 형광체층(24)이 도포되어 있다. 상기 형광체층(24)은 254 나노미터 또는 365 나노미터의 자외선에 의하여 여기 발광되는 소재로 된 것이 바람직하다.

상기 배면기판(22)의 윗면에는 소정간격 이격되게 스트립 형상으로 된 다수개의 방전전극(25)이 설치되어 있다. 상기 방전전극(25)은 서로 대향되는 한 쌍의 대향전극으로서, 도전성 소재로 되어 있다.

상기 방전전극(25)의 윗면에는 제1 유전체층(26)이 형성되어 상기 전극(25)을 매립하고 있다. 상기 제1 유전체층(26)은 방전에 따른 상기 방전전극(25)의 열화를 방지하고, 밀폐된 내부공간의 전 영역에 걸쳐서 균일한 방전을 유도한다.

상기 제1 유전체층(26)으로는 백색의 유전체층이 바람직하다. 이것은 상기 형광체층(24)으로부터 상기 배면기판(22)측으로 방사되는 가시광을 별도의 반사수단을 설치하지 않고 반사시키서 광효율을 향상시키기 위해서이다.

또한, 상기 제1 유전체층(26)에는 장수명과, 이차전자의 방출을 크게 증대시켜 방전전압을 낮추기 위하여 금속산화물이 혼합될 수 있다. 이러한 금속산화물로는 산화마그네슘(MgO)나 산화알루미늄(Al₂O₃)을 들수 있고, 상기 제1 유전체층(26)의 원소재에 분말형태로 함유시켜 형성이 가능하다.

상기 전면기판(21)과 배면기판(22) 사이에는 셀간격을 제어하기 위해서 다수개의 스페이서(27)가 산포되어 있다.

또한, 상기 기판들(21)(22)의 밀폐된 내부공간에는 방전가스(28)가 주입되어 있다. 상기 방전가스(28)는 아르곤(Ar) 또는 네온과 같은 불활성 기체와 미량의 수은(Hg)이 혼합된 형태로 주입되어 있다.

여기서, 상기 형광체층(24)의 아랫면에는 상기 방전가스(28)에 함유된 수은이 형광체층(24)으로의 침투 및 흡착에 의하여 광효율과 휘도의 균일성이 저하되는 것을 방지하기 위하여 보호막의 역할이 가능한 제2 유전체층(200)이 도포되어 있다. 이때, 상기 제2 유전체층(200)은 자외선의 투과 및 산란이 용이하도록 유리 분말과 같은 입자를 포함시켜 투명성을 유지하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

한편, 상기 방전가스(28)는 미량의 수은을 함유하고 있기 때문에 효율이 높고, 인가되는 전압을 낮출수 있다. 예컨대, 본 출원인의 실험에 의하면, 평판형광램프(20)는 수은이 함유된 방전가스(28)를 주입할 경우에 상기 방전전극(25)에 인가되는 교류형 전원은 1 킬로볼트 이하이고, 효율은 약 60 lm/W로 높은 편이였다.

이에 따라, 상기 형광램프(20)는 종래의 기술에 대비하여 고효율이므로 상대적으로 방전공간의 영역을 좁혀도 무방하다고 할 수 있다. 즉, 상기 스페이서(27)는 종래의 경우에는 넓은 방전공간의 확보를 위하여 2 내지 3 밀리미터정도였는데, 본 발명의 특징에 따르면 대략 100 내지 500 마이크로미터 정도로도 가능하다고 할 수 있다.

상기와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 평판형광램프(20)는 상기 방전전극(25)에 교류형 전원이 인가되면, 상기 방전가스(28)에 의하여 발생되는 자외선에 의하여 형광체층(24)이 여기되어 빛을 액정 디스플레이로 조사하여 화상을 구현하는 것이 가능하게 된다.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평판형광램프(40)를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 평판형광램프(40)는 전면기판(41)과, 이와 상호 대향되게 설치되는 배면기판(42)과, 상기 전면 및 배면기판(41)(42)의 접촉하는 면의 가장자리를 따라서 도포되는 밀봉재(43)를 포함한다.

본 실시예에서는 상기 전면(41)의 하부에는 기능층의 형성이 배제되고, 반면에 배면기판(42)의 상하부에 이러한 기능층을 공히 형성시킴으로써 제조공정을 단순화시키는데 그 특징이 있다.

즉, 상기 배면기판(42)의 윗면에는 스트립 형태로 된 다수개의 방전전극(45)이 형성되어 있다. 상기 방전전극(45)은 형광체층(44)에 의하여 매립되어 있다. 상기 형광체층(44)의 윗면에는 제1 유전체층(46)이 도포되어 있다. 상기 전면 및 배면기판(41)(42)의 사이에는 셀 간격을 유지하기 위하여 스페이서(47)가 산포되어 있다. 그리고, 상기 밀폐된 내부공간에는 미량의 수은과 불활성 기체가 혼합된 방전가스(48)가 주입되어 있다.

이때, 상기 형광체층(44)에는 상기 방전가스(48)에 함유된 수은으로 인한 광효율의 저하나 휘도의 균일성을 보장하고, 자외선의 투과 및 산란이 용이하도록 투명한 소재로 된 유전체 입자가 혼합되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배면기판(42)의 아랫면에는 반사판(400)이 부착될 수 있다. 상기 반사판(400)은 상기 형광체층(44)으로부터 방사되는 가시광을 상기 전면기판(41) 측으로 반사시켜서 광손실을 최소화시킬 수 있다.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 평판형광램프(50)를 도시한 것이다.

여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 동일한 부재를 가리킨다.

도면을 참조하면, 상기 평판형광램프(50)는 제2 실시예의 평판형광램프(40)에 방전시 상기 전면기판(41)으로 방사되는 자외선의 손실을 방지하고, 이를 가시광으로 변화하여 사용하고자 별도의 발광수단이 마련된다.

즉, 상기 전면기판(41)의 아랫면에는 또 다른 형광체층(51)을 도포되어 있다. 상기 형광체층(51)은 제2 유전체층(52)에 의하여 매립되어 있다. 이에 따라, 상기 형광램프(50)는 광효율이 극대화되고, 고휘도가 가능하다고 할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 스페이서(63)를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 전면기판(61)과 이와 대향되는 배면기판(62) 사이에는 스페이서(63)가 다수개 산포되어 있다. 상기 스페이서(63)는 유리로 된 구슬 형상을 가지고 있으며, 유전체 페이스트(64)와 같이 혼합하여 배면기판(62)상에 배치되어 있다. 상기 스페이서(63)는 상기 유전체 페이스트(64)가 용융되어 상기 배면기판(62) 상에 고착되어 그 위치가 고정가능하다.

도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 스페이서(73)를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 전면기판(71)과 이와 대향되는 배면기판(72) 사이에는 스페이서(73)가 다수개 배치되어 있다. 상기 스페이서(73)는 상기 배면기판(72)의 유전체층(미도시)의 윗면에 인쇄법으로 형성시킬 수 있다.

즉, 상기 스페이서(73)는 유전체 페이스트가 적정량 적하된 스크린을 상기 배면기판(72) 상에 위치시키고, 스퀴즈를 일방향으로 이동시켜 상기 스크린에 형성된 스페이서(73)의 패턴을 상기 배면기판(72) 상에 복사시켜 형성하게 된다.

도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 스페이서(83)를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 전면기판(81)과 이와 대향되는 배면기판(82)이 마련되어 있다. 상기 전면기판(81)의 아랫면에는 형광체층(84)과, 이를 매립하는 유전체층(85)이 형성되어 있다.

본 실시예에서는 상기 전면기판(81)과 일체로 된 스페이서(83)가 형성된다.

상기 스페이서(83)는 유리로 된 기판(81)을 가공하여 소망하는 높이로 돌출시켜 형성하게 되는데, 샌드블라스트(sand blast)법이 바람직하다고 할 수 있을 것이다.

즉, 유리로 된 전면기판(81) 상에 스페이서(83) 형성용 마스크를 정열하고, 샌드블라스트 장치의 노즐로부터 압축된 연마제를 고압으로 분사하여 다수개의 스페이서(83)를 형성시키게 된다. 이에 따라, 상기 전면기판(81)과 일체로 된 스페이서(83)가 다수개 형성가능하다. 상기 스페이서(83)가 형성된 다음에 형광체층(84)과, 유전체층(85)을 형성시킬 수 있을것이다.

도 9는 도 8의 실시예와는 달리 배면기판(92)과 일체로 된 스페이서(93)를 형성시킨 경우이다.

도면을 참조하면, 상기 전면기판(91)과 대향되게 설치되는 배면기판(92)상에 상술한 샌드블라스트법으로 스페이서(93)를 다수개 형성시킨다. 그리고, 배면기판(92)의 윗면에 소정간격 이격되게 복수개의 방전전극(94)과, 유전체층(95)을 형성시킬 수 있다.

도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 스페이서(130)를 도시한 것이다.

도면을 참조하면, 상기 전면기판(110)과 대향되게 설치되는 배면기판(120)의 윗면에는 스트립 형태의 방전전극(140)이 다수개 형성되어 있다. 상기 방전전극(140)은 유전체층(150)에 의하여 매립되어 있다. 이때, 스페이서(13)는 상기 유전체층(150)을 샌드블라스트법으로 가공하여 적정 높이로 돌출시켜 형성가능하다. 상기 스페이서(130)는 유전체층(150)가 일체형으로 되어 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 의하여 형성되는 스페이서들은 그 높이가 대략 100 내지 500 마이크로미터정도이므로 제조가 용이하다고 할 수 있을 것이다.

이상의 설명에서와 같이 본 발명의 평판형광램프는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 전면 및 배면기판의 적어도 어느 한면 이상에 형광체층을 형성시키고, 그 윗면에 유전체층을 형성시킴으로써 광효율과 휘도의 균일성을 증대시킬 수가 있다.

둘째, 전면 및 배면기판의 밀폐된 내부 공간에 미량의 수은을 함유한 방전가스를 주입함으로써 인가되는 교류전원을 낮출 수 있게 됨에 따라 소비전력이 감소된다.

셋째, 스페이서의 높이를 줄일 수 있게 됨에 따라 평판형광램프의 경박단소화가 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (16)

1. 투명한 전면기판;

   상기 전면기판과 대향되게 설치되는 것으로서,

   그 윗면에 다수개의 방전전극이 형성되며, 상기 방전전극을 감싸는 제1유전체층이 형성된 투명한 배면기판;

   상기 전면 및 배면기판의 가장자리를 따라서 형성되며, 이들을 상호 접착시키는 밀봉재;

   상기 전면 및 배면기판 사이에 분포되며, 이들의 간격을 유지하는 다수개의 스페이서;

   상기 전면 및 배면기판 사이의 내부 공간에 주입되며, 수은과 불활성 기체가 혼합된 방전가스; 및

   상기 전면 및 배면기판중 적어도 어느 한 면에 형성되며, 유전체층에 매립되어서 광효율을 향상시키는 형광체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 형광체층은 상기 전면기판의 아랫면에 형성되며, 그 윗면에 제2유전체층이 형성된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제2유전체층에는 투명한 유리재질로 된 입자가 혼합된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
4. 제1항에 있어서,

   상기 형광체층은 상기 방전전극과 제1유전체층 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
5. 제4항에 있어서,

   상기 전면기판의 아랫면에는 제2형광체층이 더 형성되며, 상기 제2형광체층의 윗면에는 제2유전체층이 형성된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 형광체층에는 유전체 입자가 혼합된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
7. 제4항 또는 제5항에 있어서,

   상기 배면기판의 하부에는 반사판이 더 설치된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
8. 제1항에 있어서,

   상기 제1유전체층은 백색의 유전체층인 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
9. 제8항에 있어서,

   상기 제1유전체층에는 금속산화물이 혼합된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
10. 제9항에 있어서,

    상기 금속산화물은 산화마그네슘인 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
11. 제9항에 있어서,

    상기 금속산화물은 산화알루미늄인 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
12. 제1항에 있어서,

    상기 스페이서는 유리로 된 구슬형태인 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
13. 제1항에 있어서,

    상기 스페이서는 상기 제1유전체상에 유전체 페이스트가 소정 높이로 도포되어 형성된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
14. 제1항에 있어서,

    상기 스페이서는 상기 전면 및 배면기판중 적어도 어느 한면에 일체로 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
15. 제1항에 있어서,

    상기 스페이서는 상기 제1유전체층에 일체로 돌출되어 형성된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
16. 제14항 또는 제15항에 있어서,

    상기 스페이서는 샌드블래스트법으로 형성된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.