KR100433586B1 - 관외 전극형 방전 램프를 지지하는 홀더 역할을 하는 평면광원용 전극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 평면 광원의 전극 장치에 관한 것으로, 실린더형의 관외 전극형 방전 용기의 양 끝에 외부 전원을 인가해 주는 전극은, 상기 방전 용기 단면에 대응하는 형태로 소정 깊이 함몰되어 상기 방전 용기의 끝이 삽입되어 고정될 수 있는 구멍이 1개 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하여, 종래 단순히 방전 용기 양 끝을 도전성 재료로 피복하여 전극을 형성한 관외 전극형 방전 램프에 비해 전극 역할을 수행하는 홀더가 방전 용기와 완전히 분리될 수 있어서, 최종 광원장치 제조시까지의 작업의 단순 분업이 용이할 수 있고, 전극의 모양을 형성하는데 불편함이 감소하게 된다는 효과가 있다.

Description

관외 전극형 방전 램프를 지지하는 홀더 역할을 하는 평면 광원용 전극{Holder For External Electrode Discharge Lamp}

본 발명은 평면 광원의 전극 장치에 관한 것으로, 정보 단말 기기나 TV 모니터에 이용되는 액정표시장치의 백라이트 뿐만 아니라, 옥 내외용 광고 장치로 이용될 수도 있고 조명용 기구에 사용될 수 있는 평면 광원에 사용될 수 있는 전극 장치로서, 방전용기 외면에 전극을 형성하지 않고 상기 방전 용기를 고정하는 지지대 역할뿐만 아니라 방전을 유도하는 전극의 역할을 동시에 수행할 수 있는 홀더 구조 및 상기 홀더를 구비하는 평면 광원장치에 관한 것이다.

현재, 표시장치로서 널리 사용되고 있는 LCD의 액정은 자체 발광을 하지 않기 때문에 방전관과 반사판 등의 백라이트가 반드시 필요하다. 이러한 백라이트는 도광판의 끝부분에 방전관이 위치한 에지 방식과, 액정의 배면에 방전관이 위치한 직하 방식으로 구분된다. 표시장치의 대형화 추세로 인하여 대형화(대화면) 백라이트는 광랑의 손실이 많은 에지방식보다는 여러 개의 방전관이 액정 배면에 위치한 직하 방식이 주류를 이루고 있다.

또한, 통상적인 방전 램프에서는 전극이 방전관내에 위치한 냉음극관이 많이 사용되는데, 방전시 전극의 소모 때문에 수명이 짧아지는 단점이 있다. 또한, 다수의 램프를 평면에 설치하는 경우 각 램프의 발광 휘도 차이가 발생할 수 있어 전 평면에 균일한 휘도를 구현하는 것이 어려웠다. 따라서, 이런 단점을 보완하기 위한 여러가지 시도가 진행되고 있다.

도 1을 참고하면, 이러한 종래 방전 램프의 단점을 해결하기 위해 방전 램프 내부에 전극이 없는 무전극형 램프로서 소위 '관외 전극형 방전 램프'가 도시되어 있는데, 방전 램프 내부에 열음극이나 냉음극형 전극 등이 설치되어 있지 않고 단순히 형광관(10) 내부면에 형광층(20)을 도포하고, 상기 형관관(10) 내부의 진공 공간에 방전 기체만 주입하고, 상기 형광관(10) 양 끝 바깥 부분의 외부 유리면에 금속재를 일정한 면적으로 피복하여 관외 전극(30)을 형성하고, 이 관외 전극에 외부 전원을 연결시킨다.

상기 형광관(10)은 사용 목적에 맞도록 파이프 형상 또는 납작한 형상으로 만들 수 있고, 또한, 복수개 배열하여 사용할 수도 있는 등의 종래 형광관 내부에 전극이 설치된 형광 램프에 비해 그 실용도 및 편의성이 우수했다.

이러한 시도의 결과로 제작된 관의 전극형 방전 램프는 냉음극관에 비하여 수명이 길어졌으며, 백라이트의 어셈블리에 많은 장점을 제공하였다. 그러나, 전극의 형성 과정에서 다음과 같은 어려움이 있다.

즉, 유리 표면에 전극을 형성하는 방법으로 증착이나 페이스트 소성 공정이 있는데, 증착의 경우 전극 형성이 자유롭지 못할 뿐 아니라 증착 장비의 가격이 비싸다. 그리고, 소성 공정의 경우, 열공정이 포함되는데, 이 때의 열로 방전관에 변형이 생길 수도 있어, 이 방법 또한 전극 형성이 자유롭지 못하다는 불편함이 존재한다.

본 발명은 상기 언급한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 직하 방식의 백라이트에 적용함에 있어서, 방전 램프에서 전극과 방전용기가 서로 분리되는 관외 전극형 방전 램프에서의 전극에 있어서, 전극의 역할과 동시에 방전 램프를 지지하는 역할을 동시에 수행하는 홀더 역할의 전극을 통해 전극의 제작이 용이할 뿐 아니라 전극 형성이 자유로와지는 관외 전극형 방전 램프의 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 종래 관외 전극형 방전 램프의 개략적 단면도;

도 2는 본 발명에 따른 평면 광원 장치의 분해 사시도;

도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평면 광원 장치의 측단면도;

도 3b는 상기 도 3a의 a-a'단면도;

도 3c는 상기 도 3a에 도시된 평면 광원 장치 중 제2 전극의 사시도;

도 4a는 본 발명의 제2 실시예에 따른 평면 광원 장치의 측단면도;

도 4b는 상기 도 4a의 b-b' 단면도;

도 4c는 상기 도 4a에 도시된 평면 광원 장치 중 제2 하부전극의 사시도;

도 5a는 본 발명의 제3 실시예에 따른 평면 광원 장치의 측단면도;

도 5b는 상기 도 5a의 c-c'의 제1 단면도;

도 5c는 상기 도 5a의 c-c'의 제2 단면도;

도 5d는 상기 도 5b에 따른 제2 전극의 사시도;

도 5e는 상기 도 5c에 따른 제2 하부전극의 사시도;

도 6a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 평면 광원 장치의 측단면도;

도 6b는 상기 도 6a의 d-d'의 제1 단면도;

도 6c는 상기 도 6a의 d-d'의 제2 단면도;

도 6d는 상기 도 6b에 따른 제2 하부전극의 사시도; 및

도 6e는 상기 도 6c에 따른 제2 하부전극의 사시도이다.

*도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명*

1 : 방전 용기 2 : 형광 물질

3 : 제1 전극 3': 제1 하부전극

4 : 제2 전극 4': 제2 하부전극

5 : 반사판 6 : 확산판

7 : 프레임 상판 8 : 프레임 하판

9 : 구멍

본 발명의 적절한 실시예에 따른 실린더형의 관외 전극형 방전 용기에 외부 전원을 인가해 주는 전극은, 상기 방전 용기 단면에 대응하는 형태로 소정 깊이 함몰되어 상기 방전 용기의 끝이 삽입되어 고정될 수 있는 구멍이 1개 이상 형성되어있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 더 다른 적절한 실시예에 따르면, 한 평면상에 배치되는 동일 형상의 복수개의 실린더형 관외 전극형 방전 용기 각각의 양 끝에 서로 대칭되게 배치되어 상기 방전 용기 각각에 외부 전원을 동시에 공급하는 전극이 제공되는데, 상기 전극은, 상기 방전 용기 단면에 대응하는 형태로 소정 깊이 함몰된 구멍이 상기 방전 용기의 개수 및 배치방향에 따라 일정 간격으로 형성되어 상기 복수개의 방전 용기의 끝이 동시에 각각 삽입되어 고정될 수 있는 구조로 되어있는 것을 특징으로 한다.

상기 언급한 본 발명의 특징 및 더 다른 장점은 이하 첨부된 도면을 참고하여 설명하는 실시예를 통해 보다 명확해 질 것이다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 적절한 실시예에 따른 관외 전극형 방전 램프의 전극을 구비하는 평면 광원장치의 분해 사시도가 도시되어 있다. 그리고, 도 3a 및 도 3b는 후술할 본 발명의 제1 실시예에 따른 평면 광원장치의 측단면도로서, 상기 도 2에 도시된 장치에 대응하는 평면 광원장치의 측단면도이다.

도 2에서, 본 발명에 따른 관외 전극형 방전 램프용 전극을 구비한 평면 광원장치는, 도면상으로 볼 때 하부 기판(8)부터 위쪽으로 반사판(5), 제1 전극(3) 및 제2 전극(4), 상기 제1 및 제2 전극 사이에 배치되는 복수개의 방전 용기(1), 확산판(6) 그리고 상부 기판(7) 순으로 배치되어 있다. 한편, 도 2에 도시된 상기각 구성요소들은 이해를 돕기 위해 실제보다 일부 과장되어 도시되어 있으며, 이후 설명할 실시예를 통해 각 구성요소들의 구성 내지 역할을 이해할 수 있을 것이다.

앞서 언급한 바와 같이, 본 발명은 실린더형 유리관에 형광체를 도포하고 방전을 위한 기체를 주입하여 밀봉한 방전용기 복수개를 이용하여 평면 광원을 구성함에 있어서, 상기 방전 용기를 고정하는 지지대 역할과 방전을 유도하기 위한 전극의 역할을 동시에 수행할 수 있는 홀더를 구성하는 것에 특징이 있는 것이다.

도 3a를 참고하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 완성된 형태의 평면 광원장치의 측단면도가 도시되어 있는데, 도 3a에는 복수개의 방전 용기의 길이 방향에 대한 단면이 도시되어 있는데, 도 3b에 도시된 바와 같이, 설명을 위해 6개의 방전 용기로 제조된 것으로 도시되어 있다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 평면 광원장치는 6개의 방전 용기(1)들 각각의 양 끝 일부가 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)의 구멍(9)에 끼워지는 상태로 고정되어 있는데, 상기 구멍(9)은 상기 방전 용기(1)의 단면 형태에 대응하는 형상을 하고 있고, 상기 제1 및 제2 전극(3,4)의 마주보는 내부면에 소정 깊이(도 3a의 "D")만큼 함몰되어 상기 방전 용기(1)의 양 끝이 끼워질 수 있도록 되어 있다. 상기 제1 및 제2 전극(3,4)의 마주보는 내부면에 위치하는 상기 구멍(9)은, 반드시 정중앙에 위치할 필요는 없으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 복수개의 방전 용기(1)가 존재하는 경우, 방전 용기(1)들이 프레임 상판(7) 및 하판(8) 사이에 균일하게 배치되어야 하기 때문에, 인접하는 구멍(9)들의 중심이 모두 동일한 위치에 있어야 한다. 한편, 상기 깊이(D)는 최종 제품의 설계 기준에 따라 적절히 조절 가능하다.

상기 방전 용기 내부에는 방전 가스가 채워져 있고, 제작시 전극은 형성되어 있지 않으며, 도면을 통해 알 수 있듯이, 상기 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)이 각각 상기 복수개의 방전 용기(1)들을 고정 및 지지하는 홀더 역할을 하고 있다. 이하, '홀더'란 표현을 상기 제1 전극(3) 및/또는 제2 전극(4)을 의미하는 용어로 사용한다.

한편, 상기 제1 및 제2 전극은 각각 도전성의 금속재료로 형성되어 전극의 역할을 하며, 상기 제1 및 제2 전극은 구리, 알루미늄, 구리 또는 알루미늄 합금 중 어느 한 금속으로 만들어지는 것이 적절하며, 또한, 방전 용기를 지지하는 홀더 역할을 위해 어느정도 탄성을 가진 도전성 플라스틱류 또는 도전성 고무류로 만들 수도 있다.

또한, 상기 홀더를 플라스틱과 같은 성형이 쉬운 재료로 형성한 후 외면 및 상기 구멍 내부면에 도전성 재료를 코팅하여 만들 수 도 있다. 이 경우, 상기 구멍 내부면 전체를 코팅하거나 일부만 코팅할 수 있다.

상기 홀더(3,4)는 도 2 및 도 3a를 통해 알 수 있듯이, 본 발명에 따른 평면 광원장치의 프레임 하판(8) 및 프레임 상판(7) 내부에 안착 고정되고, 홀더(3,4)와 프레임 하판(8) 사이에는 반사판(5)이 위치하며, 프레임 상판(7)과 홀더(3,4) 사이에는 확산판(6)이 설치된다.

상기 홀더(3,4)는 각각 서로 마주보는 면상에 방전 용기(1)의 단면 형상에대응하여 소정 깊이(D) 함몰된 구조로 형성되어 있는 구멍(9)을 통해 방전 용기(1)끝 부분을 끼워 지지하는 역할을 하고 있으므로, 내열성을 구비하고 약간의 탄성을 가지고 있는 것이 바람직 하며, 전기 전도성을 가지는 재료를 선택함으로써 방전 용기(1)의 안정된 고정을 도와줌과 동시에, 상기 용기(1)의 양 끝을 탄력있게 밀착함으로 방전 용기와 전극의 단면적이 넓고 고르게 되도록 한다.

도 3b를 참고하면, 상기 도 1a의 a-a' 단면이 도시되어 있는데, 도 3b를 통해 본 발명에 따른 홀더 및 평면 광원장치의 구조를 이해할 수 있을 것이다.

이어서, 도 4a 내지 도 4c를 참고하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 평면 광원장치가 도시되어 있는데, 앞서 제1 실시예와 다른 점은 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)이 각각 도면상으로 볼 때 상하 방향으로 제1 및 제2 상부전극(3,4) 및 제1 및 제2 하부전극(3',4')으로 형성하여, 상하로 분리될 수 있는 홀더를 구성하는 것이다. 본 제2 실시예에 따른 홀더를 상부 및 하부 전극으로 분리 형성하는데 있어서 기준은 전체 홀더 높이 "h"가 아니라 구멍(9)의 중심을 기준으로 하는 것이 바람직하며, 따라서, 구멍(9)이 상기 제1 및 제2 전극(3,4)의 마주보는 면의 정중앙부에 존재한다면, 상기 상부 전극 및 하부 전극의 높이는 상기 전체 홀더 높이 "h"를 이등분한 "h/2"가 될 것이며, 도면에서는 이러한 경우를 도시하고 있으며, 기타 도면에 도시된 상부 전극 및 하부 전극 높이는 모두 이러한 경우에 해당하는 것이다.

기타 구성요소들은 앞서의 제1 실시예와 동일하므로 같은 구성요소에는 동일한 참조부호를 사용하였으며, 이들에 대한 구체적 설명은 생략한다.

제2 실시예에 따른 평면 광원장치에서는, 제1 및 제2 전극을 각각 상하로 분리할 수 있도록 형성함으로써, 일반적으로, 직하형 백라이트는 2개 이상의 복수의 방전 용기(1)를 필요로 하는데, 방전 용기(1)의 이상으로 교체의 필요성이 있을 때, 홀더가 분리되는 것은 방전 용기의 착탈이나 교체가 용이하다는 장점을 가진다.

도 4b는 도 4a의 b-b'단면을 도시한 것이고, 도 4c는 이해를 돕기 위한 제2 하부전극(4')의 사시도이다. 앞서 언급한 바와 같이, 도 4c에서는 이해를 돕기 위해, 제2 하부전극(4')의 높이가 제1 실시예에서의 제2 전극(4) 높이(h)의 1/2 이 되는 것으로 도시되어 있다. 한편, 제2 상부전극(4)은 도 4c에 도시된 제2 하부전극(4')과 상하 대칭 형상이 되므로, 도면에서의 도시는 생략하였다.

다음으로, 도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 제3 실시예에 따른 평면 광원장치를 도시한 것으로, 홀더(3,4)의 모양을 다르게 하여, 즉, 도면상으로 볼 때, 홀더(3,4)의 하부쪽, 구체적으로는, 구멍의 중심을 기준으로 이등분된 아래 쪽을 소정 두께(P)만큼 돌출시켜 방전 용기와의 단면적을 좀 더 최대화 하도록 형성되어 있다.

상기 제3 실시예와 같이 홀더(3,4)의 하부쪽에 돌출부를 형성하는 방법에 있어서, 단순히 상기 제1 실시예에의 홀더 폭(E)과 동일한 폭(E)에서 제1 및 제2 하부전극(3',4')에 대응하는 아래쪽 부분에 "P" 만큼 돌출부를 형성하는 제1 방법이있을 수 있고, 상기 폭(E)을 가진 홀더(3,4) 상부쪽 부분을 소정 깊이, 즉 "P" 만큼 제거하여 돌출부를 형성하는 제2 방법이 있을 수 있는데, 상기 제1 방법을 사용하면 방전 용기와 접하는 단면적을 증대시킨다는 장점이 있는 반면, 상기 제2 방법을 사용하면, 제거된 부분 만큼 방전 용기로부터 빛의 방출량이 증가하게 되므로, 결과적으로 표시장치의 개구부가 넓어진다는 추가적인 장점이 발생한다.

도 5b 및 도 5c는 각각 도 5a의 c-c' 단면을 도시한 것인데, 도 5b는 도 5d와 같은 형상인 경우에 대응하고, 도 5c는 도 5e와 같은 형상인 경우에 대응하는 단면도이다.

마지막으로 도 6a 내지 도 6e를 참고하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 평면 광원장치가 도시되어 있는데, 앞서 제2 실시예가 제1 실시예에서 제1 및 제2 전극을 상하로 분리시킨 경우인 것과 마찬가지로, 본 제4 실시예는 상기 제3 실시예에서 홀더(3,4)를 구멍(9)의 중심을 기준으로 상하로 이등분하여 구성하는 차이만 있다. 따라서, 제3 실시예에서와 동일한 구성요소엔 같은 참조번호를 사용하였으며, 홀더를 높이 방향으로 상하 분리하여 방전 용기(1)의 착탈이나 교체가 용이할 수 있다는 장점이 있다.

도 6b 및 도 6c는 도 6a의 d-d' 단면을 나타낸 것으로, 도 6b는 도 6d와 같은 형상인 경우에 대응하고, 도 6c는 도 6e와 같은 형상인 경우에 대응하는 단면도이다.

본 발명에 따른 홀더를 사용하면, 종래 단순히 방전 용기 양 끝을 도전성 재료로 피복하여 전극을 형성한 관외 전극형 방전 램프에 비해, 전극 역할을 수행하는 홀더가 방전 용기와 완전히 분리될 수 있어서, 최종 광원장치 제조시까지의 작업의 단순 분업이 용이할 수 있고, 전극의 모양을 형성하는데 불편함이 감소된다.

또한, 본 발명에 따른 홀더는 백라이트 뿐 아니라 옥 내외의 광고판, 평면 광원, 조명 광원 등의 이용에도 사용될 수 있으며, 본 발명에 따른 전극 및 방전용기의 지지대의 역할을 동시에 수행하는 홀더를 사용한 백라이트 어셈블리에 있어서, 조립과 분해 및 제작의 단순화가 가능하다.

그리고, 제품의 대형화 및 경량화 추세로 인한 직하방식의 백라이트는 중요한 역할을 수행하게 되었는데, 본 발명에 따른 홀더를 사용하는 경우, 2개 이상 복수개의 방전 용기를 사용함에 있어 일부 방전 용기 기능에 이상이 발생한 경우, 각각에 대한 교체가 용이하다.

또한, 본 발명에 따르면, 홀더의 형상이나 재료의 적절한 선택으로 제품의 이용 분야에 따라 최적화 할 수 있는 전극을 얻을 수 있으며, 방전 용기의 생성에 있어 작업의 단순화와 분업화 내지 능률화를 이룰 수 있고, 비용 절감에도 많은 효과가 기대된다.

지금까지 설명은 본 발명의 이해를 위한 적절한 실시예에 대한 것으로, 본 발명이 이것으로 제한되는 것은 아니며, 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 첨부한 특허청구범위의 범위 및 정신을 벗어나지 않고 다양한 수정 및 변형이 가능함은 명백한 것이다.

Claims (11)

1. 실린더형의 관외 전극형 방전 용기의 양 끝에 외부 전원을 인가해 주는 전극에 있어서,

   상기 방전 용기 단면에 대응하는 형태로 소정 깊이 함몰되어 상기 방전 용기의 끝 일부가 삽입되어 고정될 수 있는 오목부가 1개 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극.
2. 한 평면상에 배치되는 동일 형상의 복수개의 실린더형 관외 전극형 방전 용기 각각의 양 끝에 서로 대칭되게 배치되어 상기 방전 용기 각각의 양 끝에 외부 전원을 동시에 공급하는 전극에 있어서,

   상기 방전 용기 단면에 대응하는 형태로 소정 깊이 함몰된 오목부가 상기 방전 용기의 개수 및 배치방향에 대응하도록 형성되어 상기 복수개의 방전 용기의 끝 일부가 동시에 각각 삽입되어 고정될 수 있는 구조로 되어 있는 것을 특징으로 하는 전극.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전극은 전도성 플라스틱 또는 전도성 고무재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 전극.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전극은 플라스틱으로 제조되고, 외면과 상기 오목부 내부면에 도전성 재료를 코팅하여 형성되는 것을 특징으로 하는 전극.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 오목부 내부면 중 일부만 도전성 재료가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 전극.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전극은 알루미늄, 구리 또는 알루미늄이나 구리를 주 성분으로 하는 도전성 합금물질로 형성되는 것을 특징으로 하는 전극.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전극은 상기 오목부의 중심을 기준으로 상하로 분리된 상부전극 및 하부전극으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전극.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 하부전극은 상기 방전 용기의 삽입 반대 방향으로 상기 오목부 형태를 유지한 채 소정 두께(P) 돌출되어 있는 형태인 것을 특징으로 하는 전극.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 전극은 상기 오목부의 중심을 기준으로 상하로 분리된 아래 부분이 상기 방전 용기의 삽입 반대 방향으로 상기 구멍 형태를 유지한 채 소정 두께(P) 돌출되어 있는 형태인 것을 특징으로 하는 전극.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 오목부의 중심을 기준으로 상하로 구분된 아래 돌출 부분이 분리가능하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전극.
11. 제 8 항 또는 제 10 항에 있어서,

    상기 돌출 형태는 상기 인접하는 오목부간 소정 간격이 있는 형상인 것을 특징으로 하는 전극.