KR100449686B1

KR100449686B1 - 형광 램프, 형광 램프 유닛, 액정 디스플레이 장치, 및발광 방법

Info

Publication number: KR100449686B1
Application number: KR10-2002-0007735A
Authority: KR
Inventors: 후지시로후미히코; 바바마사타케; 야마모리슈우키
Original assignee: 엔이씨 엘씨디 테크놀로지스, 엘티디.
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2002-02-09
Publication date: 2004-09-22
Also published as: JP3471782B2; US20020154258A1; DE10205903B4; JP2002319372A; KR20020067014A; DE10205903A1; TW540085B; US6917354B2

Abstract

액정 디스플레이 장치는 백라이트로서 구동 회로(10)와 형광 램프(20)를 포함한다. 밀폐된 용기, 상기 용기 내에 밀봉된 방전 가스(12), 제 1의 방전 전극(30), 및 제 2의 방전 전극(31)이 형광 램프(20) 내에 포함된다. 구동 회로(10)는 음극성을 갖는 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30)에 제공하고 양극성을 갖는 전압을 제 2의 방전 전극(31)에 인가함으로써 제 1의 방전 영역에서 방전을 유발하는 제 1의 단계와, 양극성을 갖는 전압을 제 1의 방전 전극(30)에 인가하고 음극성을 갖는 전압을 제 2의 방전 전극(31)에 인가함으로써 상기 제 1의 방전 영역과는 상이한 제 2의 방전 영역에서 방전을 유발하는 제 2의 단계를 반복한다.

Description

형광 램프, 형광 램프 유닛, 액정 디스플레이 장치, 및 발광 방법{FLUORESCENT LAMP, FLUORESCENT LAMP UNIT, LIQUID CRYSTAL DISPLAY DIVICE, AND METHOD OF EMITTING LIGHT}

발명의 배경

발명의 분야

본 발명은 형광 램프, 및 상기 형광 램프를 조명 장치로서 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

관련 기술의 설명

투명 액정 디스플레이 장치와 반투명 액정 디스플레이 장치는 백라이트를 필요로 한다. 개략적으로 두 종류의 백라이트가 있다. 하나는 에지형이고, 나머지 하나는 이면형(underside type)이다.

에지형에 따르면, 형광 램프는 액정 디스플레이 패널의 에지에 정렬된다. 형광 램프로부터 나온 광은 도광판(light guiding plate)에 의해 액정 디스플레이 패널의 이면을 향해 도광되고(guided), 그 후 액정 패널로 들어간다.

에지형의 경우에 있어서는, 형광 램프로부터의 광을 액정 디스플레이 패널의 이면을 향해 균일하게 도광할 수 없다.

이면형의 한 방법으로서, 다수의 형광 램프를 액정 디스플레이 패널 뒤에 일렬로 정렬하는 것이 공지되어 있다. 이러한 이면형의 경우에 있어서, 형광 램프가 액정 디스플레이 패널에 너무 밀착하여 정렬되면, 액정 디스플레이 패널로의 광 세기의 불균일성을 유발하게 된다.

플랫 패널 형광 램프가 이면형에 적합한 램프로 제안되어 있다. 플랫 패널 형광 램프의 일 예는 국제 출원 제 WO98/11596호에 개시되어 있다. 국제 출원 제 WO98/11596호의 개시는 본원에서 참조 문헌으로 활용되었다.

도 1의 (A) 및 (B)는 국제 출원 제 WO98/11596호에 포함된 도 6의 (A) 및 (B)와 동일하다. 도 1의 (A)는 플랫 패널 램프의 부분 평면도이고, (B)는 형광 램프의 단면도이다. 도 1의 (A) 및 (B)에 있어서, 도면 부호 58은 캐소드를, 도면 부호 59는 아노드를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 다수의 캐소드(58)와 아노드(59)는 하부 판유리(bottom plate glass; 60) 상에 평행하게 차례로 정렬되어 있다.

도 2에 도시된 타이밍에서 캐소드(58)와 아노드(59)에 전압이 인가된다. 그 다음, 양의 전압이 아노드(59)에 인가되고 음의 전압이 캐소드(58)에 인가되는 T1의 기간에, 도 3에 도시된 바와 같이, 꼭지점인 캐소드(58)의 돌출부(68)와, 밑변인 아노드(59)에 의해 형성되는 삼각형 영역에서 방전이 발생한다. 방전에 의해, 형광 램프 내부에 밀봉된 희가스(rare gas)로부터 자외선이 방출된다. 자외선은 상부 판유리(61)의 내면 위에 칠해진 형광층에 입사하여 가시광이 된다. 도 2에 도시된 T1의 기간은 아노드(59)와 캐소드(58) 사이에서 방전이 유발되는 기간이다. 한편, T2의 기간은 방전이 유발되지 않는 잔광 기간(afterglow period)이다. 램프 내부에 밀봉된 가스의 원자와 전자는 T2의 기간에 다시 서로 결합한다. T2의 기간을 적절하게 설정하는 것에 의해 발광 효율(light radiation efficiency)은 향상될 수 있다.

이러한 플랫 패널 형광 램프는 상기 상술된 일렬로 정렬된 형광 램프와 비교하여 광 세기의 불균일성이 감소하는 이점을 갖는다.

국제 출원 제 WO98/43276호, 제 WO98/43277호, 및 제 WO98/43278호에는 유사한 플랫 패널 형광 램프가 개시되어 있다. 이들 발명은 본원에서 참조 문헌으로 활용되었다.

이들 플랫 패널 형광 램프는 다음과 같은 문제점이 있다.

방전이 꼭지점인 돌출부(68)로부터 유발되기 때문에, 발광 면적이 좁아지게 되고, 그 결과 광 세기가 균일하지 않게 된다. 따라서, 액정 디스플레이 장치의 백라이트로서 플랫 패널 형광 램프를 사용하는 경우에 있어서는, 광 세기의 불균일성을 감소하기 위해서, 형광 램프와 액정 디스플레이 패널 사이에 삽입될 확산판(diffusion plates)의 두께를 조정하거나, 또는 플랫 패널 형광 램프와 확산판 사이에 공간을 마련할 필요가 있다.

그러나, 액정 디스플레이 패널과 형광 램프 사이에 많은 확산판 또는 큰 공간을 사용하는 것은 액정 디스플레이 장치의 전체 두께를 증가시키게 된다. 또한, 확산판의 중량의 증가는 형광 램프의 중량을 증가시키고, 더 나아가 액정 디스플레이 장치의 중량을 증가시키게 된다.

본 발명은 상기 상술된 종래 기술의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 광 세기의 불균일성이 감소된 형광 램프를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 1의 양상에 따른 형광 램프(20)는:

제 1의 기판(1)과;

상기 제 1의 기판(1)과 마주보도록 정렬된 제 2의 기판(2)과;

상기 제 1의 기판(1)과 상기 제 2의 기판(2) 사이에 밀봉된 방전 가스(12); 및

상기 제 1의 기판(1) 및/또는 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬된 다수의 방전전극(30, 31, 32)을 포함하며,

상기 형광 램프(20)는 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되는 전압에 따라 교대되는 상이한 영역에서 방전을 유발하는 것에 의해 광을 방출한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 2의 양상에 따른 형광 램프 유닛은:

제 1의 양상에 따른 형광 램프(20); 및

상기 램프(20)의 상기 방전 전극(30, 31, 32)에 구동 전압을 인가함으로써 상기 형광 램프(20)를 구동하는 구동 회로(10)를 포함한다.

상기 다수의 방전 전극은 제 1의 방전 전극(30)의 그룹과, 제 2의 방전 전극(31)의 그룹을 포함한다.

이 경우, 상기 구동 회로(10)는 제 1의 단계와 제 2의 단계를 반복한다. 제 1의 단계는 음극성을 갖는 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가하고 양극성을 갖는 전압을 상기 제 2의 방전 전극(31)에 인가함으로써 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31) 사이의 제 1의 방전 영역에서 방전을 유발한다. 제 2의 단계는 양극성을 갖는 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가하고 음극성을 갖는 전압을 상기 제 2의 방전 전극(31)에 인가함으로써 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 방전을 유발한다.

상기 다수의 방전 전극은 제 1의 방전 전극(30)의 그룹과 제 2의 방전전극(31)의 그룹을 포함한다.

이 경우, 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31)은 각각 돌출부(24)를 구비한다. 상기 제 1의 방전 전극(30)의 상기 돌출부(24)와 상기 제 2의 방전 전극(31)의 상기 돌출부(24)는 다른 그룹의 방전 전극의 상기 돌출부(24)와 마주하지 않도록 정렬된다.

상기 구동 회로(10)는 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31)으로 서로 반대로 변경된 극성을 갖는 구동 전압(도 7의 (A) 및 (B))을 인가한다.

상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31) 둘 다는 상기 제 1의 기판(1) 상에 정렬된다(도 5). 또는, 상기 제 1의 방전 전극(30)은 상기 제 1의 기판(1) 상에 정렬되고 상기 제 2의 방전 전극(31)은 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬된다(도 11).

음극성을 갖는 전압이 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가되고 양극성을 갖는 전압이 상기 제 2의 방전 전극(31)에 인가되는 경우, 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 상기 제 2의 방전 전극(31)의 상기 돌출부(24) 사이에 있는 제 1의 방전 영역에서 방전이 유발된다. 또한, 양극성을 갖는 전압이 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가되고 음극성을 갖는 전압이 상기 제 2의 방전 전극(31)에 인가되는 경우, 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 2의 방전 전극(31) 및 상기 제 1의 방전 전극(30)의 상기 돌출부(24) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 방전이 유발된다.

상기 다수의 방전 전극은 제 1의 방전 전극(30)의 그룹과, 제 2의 방전 전극(31)의 그룹, 및 제 3의 방전 전극(32)의 그룹을 포함한다.

이 경우, 상기 구동 회로(10)는 제 1의 방전 단계와 제 2의 방전 단계를 반복한다. 제 1의 방전 단계는 양전위의 구동 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 제 2의 방전 전극(31)의 그룹 중 한 그룹에 인가하고 음전위의 구동 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 제 2의 방전 전극(31)의 그룹 중 나머지 그룹에 인가함으로써 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31) 사이의 제 1의 방전 영역에서 방전을 유발한다. 제 2의 방전 단계는 양전위의 구동 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 제 3의 방전 전극(32)의 그룹 중 한 그룹에 인가하고 음전위의 구동 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 제 3의 방전 전극(32)의 그룹 중 나머지 그룹에 인가함으로써 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 3의 방전 전극(32) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 방전을 유발한다.

이 경우, 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31)은 상기 제 1의 기판(1) 상에 정렬되고, 상기 제 3의 방전 전극(32)은 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬된다.

또한, 이 경우, 상기 제 2의 방전 전극(31)의 그룹과 상기 제 3의 방전 전극(32)의 그룹은 다른 그룹의 상기 돌출부(24)와 중첩하지 않도록 정렬된 돌출부(24)를 각각 구비한다.

상기 제 3의 방전 전극(32)은 상기 제 2의 방전 전극(31)과 거의 마주보도록 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬된다.

상기 구동 회로(10)는 상기 제 2의 방전 전극(31)과 상기 제 3의 방전 전극(32)에 음전위의 구동 전압을 교대로 인가한다. 또한, 음전위의 구동 전압을 상기 제 2의 방전 전극(31) 또는 상기 제 3의 방전 전극(32)에 인가하면서, 양전위의 구동 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 3의 양상에 따른 액정 디스플레이 장치는 백라이트로서 제 2의 양상에 따른 형광 램프 유닛을 포함한다.

상기 형광 램프(20)는 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 상기 제 2의 방전 전극(31) 사이의 제 1의 방전 영역과 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 3의 방전 전극(32) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되는 전압의 극성에 따라 선택적으로 방전을 유발하는 것에 의해 광을 방출한다.

상기 구동 회로(10)는 상기 백라이트의 광 세기가 최대 레벨에 있을 때에는 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역 둘 다를 온 시키기 위한 구동 전압을, 상기 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때에는 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역 중 하나를 오프시키기 위한 구동 전압을 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)으로 인가한다.

상기 구동 회로(10)는 상기 백라이트의 광 세기가 최대 레벨에 있을 때 소정기간의 50%동안 상기 제 1 및 상기 제 2의 방전 영역이 광을 방출하도록 제어하기 위한 구동 전압을 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)으로 인가한다.

상기 구동 회로(10)는 상기 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 소정 기간의 10%동안 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역 중 하나를 온 시키며 또한 온 상태에 있는 방전 영역이 광을 방출하도록 제어하기 위한 구동 전압을 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)으로 인가한다.

상기 구동 회로(10)는 상기 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 소정 기간의 20%동안 방전을 유발하는 것에 의해 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역 중 하나가 광을 방출하도록 제어한다.

상기 구동 회로(10)는 상기 백라이트의 광 세기가 최대 레벨에 있을 때 소정 기간의 100%동안 방전을 유발하는 것에 의해 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역 둘 다가 광을 방출하도록 제어한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 4의 양상에 따른 형광 램프 유닛은 상기 제 2의 양상에 따른 형광 램프 유닛에 포함된 형광 램프(20)의 구성 소자에 부가하여 반사막(23)을 포함하고, 상기 반사막(23)은 상기 제 1의 기판(1)에 부착된다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 5의 양상에 따른 형광 램프는 제 2의 양상에 따른 형광 램프 유닛과 동일한 구성 소자를 포함하고, 상기 제 2 또는 제 3의 방전 전극은 이들이 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬되는 경우 투명 도전 재료로 이루어진다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 6의 양상에 따른 광 방출 방법은 내부에 방전 가스(12)가 밀봉되며, 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31)이 형성되어 있는 램프(백라이트)를 활용하는데, 상기 방법은:

음극성을 갖는 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가하고 양극성을 갖는 전압을 상기 제 2의 방전 전극(31)에 인가함으로써 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31) 사이의 제 1의 방전 영역에서 방전을 유발하고, 상기 방전에 의해 유발된 자외선을 인광 물질을 통해 가시광으로 변환시키는 단계와;

양극성을 갖는 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30)으로 인가하고 음극성을 갖는 전압을 상기 제 2의 방전 전극(31)으로 인가함으로써 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 방전을 유발하고, 상기 방전에 의해 유발된 자외선을 인광 물질을 통해 가시광을 변환시키는 단계; 및

상기 제 1의 방전 영역에서의 방전 유발 단계와 상기 제 2의 방전 영역에서의 방전 유발 단계가 반복되도록 제어하는 단계를 포함한다.

상기 제어 단계에서, 광 방출 세기가 최대 레벨에 있을 때 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 둘 다를 온 시키기 위한 구동 전압이 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31)에 인가되고, 광 방출 세기가 최소 레벨에 있을 때 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 하나를 오프시키기 위한 구동 전압이 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31)에 인가되도록 제어된다.

상기 제어 단계에서, 소정 기간의 10%동안 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 하나를 온 시키고 온 상태에 있는 방전 영역이 광을 방출하도록 제어하기 위한 구동 전압이 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31)으로 인가되도록 제어된다.

상기 제어 단계에서, 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 하나는 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 소정 기간의 20%동안 방전을 유발하는 것에 의해 광을 방출하도록 제어된다.

상기의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 제 7의 양상에 따른 광 방출 방법은 내부에 방전 가스(12)가 밀봉되며, 제 1의 방전 전극(30), 제 2의 방전 전극(31), 및 제 3의 방전 전극(32)이 형성되어 있는 램프(백라이트)를 활용하는데, 상기 방법은:

양전위의 구동 전압을 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31) 중 하나에 인가하고 음전위의 구동 전압을 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31) 중 나머지 하나에 인가함으로써 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31) 사이의 제 1의 방전 영역에서 방전을 유발하고, 상기 방전에 의해 유발된 자외선을 인광 물질을 통해 가시광으로 변환시키는 단계와;

양전위의 구동 전압을 상기 제 1 및 제 3의 방전 전극(30, 32) 중 하나에 인가하고 음전위의 구동 전압을 상기 제 1 및 제 3의 방전 전극(30, 32) 중 나머지 하나에 인가함으로써 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 1 및 제 3의 방전 전극(30, 32) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 방전을 유발하고, 상기 방전에 의해 유발된 자외선을 인광 물질을 통해 가시광을 변환시키는 단계; 및

상기 제어 단계에서, 광 방출 세기가 최대 레벨에 있을 때 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 둘 다를 온 시키기 위한 구동 전압이 상기 제 1 내지 제 3의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되고, 광 방출 세기가 최소 레벨에 있을 때 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 하나를 오프 시키기 위한 구동 전압이 상기 제 1 내지 제 3의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되도록 제어된다.

상기 제어 단계에서, 소정 기간의 10%동안 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 하나를 온 시키고 온 상태에 있는 방전 영역이 광을 방출하도록 제어하기 위한 구동 전압이 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 상기 제 1 내지 제 3의 방전 전극(30, 31, 32)으로 인가되도록 제어된다.

상기 제어 단계에서, 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역은 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 소정 기간의 20%동안 방전을 유발하는 것에 의해 광을 방출하도록 제어된다.

본 발명의 이들 목적, 다른 목적 및 이점은 첨부된 도면과 연계한 하기의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1의 (A)는 종래의 플랫 패널 형광 램프의 부분 평면도.

도 1의 (B)는 이 형광 램프의 단면도.

도 2는 도 1의 (A) 및 (B)에 도시된 종래의 플랫 패널 형광 램프에 포함된 캐소드와 아노드에 각각 인가되는 전압의 파형도.

도 3은 도 1의 (A) 및 (B)에 도시된 종래의 플랫 패널 형광 램프의 방전 영역을 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 제 1의 실시예에 따른 액정 디스플레이 장치의 구조를 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 제 1의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프의 단면 구조를 도시하는 도면.

도 6은 제 1의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프에 포함된 방전 전극의 간단한 구조의 일 예를 도시하는 도면.

도 7의 (A) 및 (B)는 제 1의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프의 제 1의 전극 및 제 2의 전극에 각각 인가되는 전압의 파형도.

도 8의 (A) 및 (B)는 제 1의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프의 방전 영역의 일 예를 나타내는 도면.

도 9는 제 1의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프의 방전 전극의 간단한 구조의 다른 예를 도시하는 도면.

도 10의 (A) 및 (B)는 제 1의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프의 방전 영역의 다른 예를 도시하는 도면.

도 11은 본 발명의 제 2의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프의 단면 구조를 도시하는 도면.

도 12의 (A)는 본 발명의 제 3의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프의 단면 구조를 도시하는 도면.

도 12의 (B) 및 (C)는 이 형광 램프에 포함된 전극의 배치를 도시하는 도면.

도 13의 (A) 내지 (C)는 제 3의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프의 제 1 내지 제 3의 전극에 인가되는 전압의 파형의 예를 각각 도시하는 도면.

도 14의 (A) 및 (B)는 제 3의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프의 방전 영역을 도시하는 도면.

도 15의 (A) 및 (B)는 PWM 광 조정의 개념을 설명하는 도면.

도 16의 (A) 내지 (C)는 도 12의 (A) 내지 (C)에 도시된 플랫 패널 형광 램프의 제 1 내지 제 3의 전극에 인가되는 구동 전압의 이미지를 도시하는 도면.

도 17은 PWM 광 조정이 종래의 플랫 패널 형광 램프에 적용되는 경우에 유발되는 온 시간과 관련한 색도의 변화를 나타내는 색도 좌표계.

도 18의 (A) 내지 (E)는 본 발명에 따른 플랫 패널 형광 램프의 돌출부의 수정예를 도시하는 도면.

도 19의 (A) 내지 (D)는 본 발명에 따른 플랫 패널 형광 램프의 전극의 수정예를 도시하는 도면.

♥도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명♥

1 : 제 1의 기판 2 : 제 2의 기판

3 : 틀 구조 부재 6 : 액정 디스플레이 패널

7 : 전면 섀시 8 : 중앙 섀시

9 : 후면 섀시 10 : 회로 기판

11 : 프릿 유리 12 : 방전 가스

20 : 형광 램프 22 : 유전층

23 : 반사막 24 : 돌출부

30 : 제 1의 방전 전극 31 : 제 2의 방전 전극

32 : 제 3의 방전 전극

본 발명의 실시예가 도면을 참조하여 하기에 설명될 것이다.

제 1의 실시예

제 1의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프와 백라이트로서 상기 플랫 패널 형광 램프를 활용하는 액정 디스플레이 장치가 설명될 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 이 액정 디스플레이 장치는 액정 디스플레이 패널(6)과 플랫 패널 형광 램프(20)를 포함한다. 액정 디스플레이 패널(6)과 플랫 패널 형광 램프(20)는 전면 섀시(케이스)(7), 중앙 섀시(8), 및 후면 섀시(9)에 의해 지지된다. 회로 기판(10)은 후면 섀시(9)의 이면에 부착된다. 플랫 패널 형광 램프(20)를 구동하기 위한 전압을 생성하는 인버터 회로는 회로 기판(10)에 설치된다(마련된다). 상기 인버터 회로로부터 플랫 패널 형광 램프(20)로 전원을 전송하기 위한 전원 케이블(1)은 회로 기판(10)과 형광 램프(20)에 연결된다.

도 5는 플랫 패널 형광 램프(20)의 단면 구조를 상세히 도시한다. 도 6은 방전 전극의 간단한 구조를 도시한다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 제 1의 전극(30)과 다수의 제 2의 전극(31)은 플라스틱 또는 유리로 이루어지며, 예를 들면, 2㎜의 두께를 갖는 하부 기판(1) 상에 교대로 정렬된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 제 1의 전극(30)과 다수의 제 2의 전극(31)은 서로 평행하게 정렬된다. 다수의 제 1의 전극(30)은 그 양 끝 중 한 끝에서 서로 연결된다. 다수의 제 2의 전극(31)은 그 양 끝 중 한 끝에서 서로 연결된다.

이하, 상호 접속된 제 1의 전극(30) 전체는 제 1 그룹의 전극으로 칭하고, 상호 접속된 제 2의 전극(31) 전체는 제 2 그룹의 전극으로 칭한다.

제 1 그룹 및 제 2 그룹의 전극은 소정의 간격으로 돌출부(방전 돌출부)(24)를 포함한다. 제 1 그룹의 전극에 마련된 돌출부(24)와 제 2 그룹의 전극에 마련된 돌출부(24)는 엇걸리는 상태(staggered state)로 정렬된다. 다시 말하면, 돌출부(24)는 제 1의 전극(30) 및 제 2의 전극(31) 각각의 양쪽(도 6의 왼쪽 및 오른쪽)으로 돌출하도록 형성된다. 제 1 그룹의 전극의 돌출부(24)는 인접한 제 2 그룹의 전극의 연장선부(직선부)와 마주하며, 제 2 그룹의 전극의 돌출부(24)는 인접한 제 1 그룹의 전극의 연장선부와 마주한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 유전층(dielectric layer; 22)은 제 1의 전극(30)과 제 2의 전극(31) 위에 형성된다. 또한, 반사막(23)은 유전층(22) 상에 형성된다.

상부 기판(2)은 플라스틱, 유리 등과 같은 투명 절연재로 이루어지며, 예를 들면, 2㎜의 두께를 갖는다. 형광층(21)은 상부 기판(2)의 내면에 부착된다.

하부 기판(1)과 상부 기판(2)은, 예를 들면, 4㎜의 간격만큼 떨어져 서로 마주보도록 정렬된다. 틀 구조 부재(framework member)(밀봉 부재)(3)는 프릿 유리(frit glasses)(저융점 유리)(11)를 사용하여 하부 기판(1)과 상부 기판(2)을 접속한다. 따라서, 단단히 밀착된(밀봉된) 용기(container)가 형성된다. 희가스, 또는 희가스와 수은으로 이루어진 방전 가스(12)가 이 밀폐된 용기 내에 밀봉된다.

다음에, 상기 상술된 구조를 갖는 플랫 패널 형광 램프(20) 구동 방법이 설명될 것이다. 도 7의 (A) 및 (B)는 제 1의 전극(30) 및 제 2의 전극(31)에 각각 인가되는 전압의 파형을 도시한다. 도 7의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, T1의 기간동안, 음의 전압이 제 1의 전극(30)에 인가되고, 양의 전압이 제 2의 전극(31)에인가되며, T2의 기간동안, 양의 전압이 제 1의 전극(30)에 인가되고, 음의 전압이 제 2의 전극(31)에 인가된다. T1의 기간과 T2의 기간은 시간적으로 서로 인접한다. 그러나, 본 발명은 이러한 파형을 사용하는 것에 제한되지 않는다. 사인파의 양극성의 반파 정류된 파형과 음극성의 반파 정류된 파형이 대신 사용될 수도 있다. 다시 말하면, 제 1 그룹의 전극과 제 2 그룹의 전극에 각각 인가되는 전압의 극성을 주기적을 반전시키는 파형이면 어떠한 파형이라도 사용될 수 있다.

도 7의 (A) 및 (B)에 도시된 파형을 갖는 전압은 케이블(13)을 통해 회로 기판(10)으로부터 제 1의 전극(30)과 제 2의 전극(31)에 인가된다. 이 경우, 도 8의 (A)에 도시된 바와 같이 꼭지점인 제 1의 전극(30)의 돌출부(24), 및 밑변인 제 2의 전극(31)에 의해 형성된 삼각형 영역에서 T1의 기간동안(이 기간 동안 제 1의 전극(30)은 캐소드로 기능하고 제 2의 전극(31)은 아노드로 기능한다) 방전이 유발된다(발생한다).

한편, T2의 기간동안(이 기간동안 제 1의 전극(30)은 아노드로서 기능하고 제 2의 전극(31)은 캐소드로서 기능한다), 도 8의 (B)에 도시된 바와 같이, 꼭지점인 제 2의 전극(31)의 돌출부(24)와 밑변인 제 1의 전극(30)에 의해 형성된 삼각형 영역에서 방전이 유발된다. 방전은 연속하는 두 기간에서 상이한 영역에서 유발된다.

램프 내에 밀봉된 방전 가스(12)는 방전에 의해 여기되어 자외선을 생성한다. 생성된 자외선은 형광층(21)과 충돌하여 가시광을 방출(방사)한다.

회로 기판(10)으로부터 출력되는 도 7의 (A) 및 (B)에 도시된 전원 전압의주파수는, 예를 들면, 20㎑ 내지 600㎑이다. 따라서, 도 8의 (A) 및 (B)에 각각 도시된 방전 가스의 두 패턴에 의해 생성된 가시광은 육안(human eye)에 의해 통합된 가시광으로 인식된다. 그러므로, 전체 플랫 패널 형광판은 항상 광을 방출하는 것으로 인식된다. 따라서, 종래의 플랫 패널 형광 램프의 면적보다 거의 두 배 더 큰 면적이 광을 방출하는 것으로 인식되기 때문에, 본 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프는 액정 디스플레이 장치의 백라이트로서 사용될 때 광 세기의 불균일성을 감소할 수 있게 된다. 또한, 종래의 것과는 달리, 방전은 계속 발생한다. 따라서, 광 세기는 거의 두 배나 강하게 된다.

확산판의 두께가 종래의 것보다 더 얇게 만들어질 수 있고, 액정 디스플레이 패널(6)과 플랫 패널 형광 램프(20) 사이의 거리가 광 세기의 불균일성의 감소로 인해 짧아질 수 있기 때문에, 얇고 가벼운 디스플레이 장치가 제조될 수 있다. 방전 영역은 T1의 기간과 T2의 기간 사이에서 상이하다. 따라서, 희가스의 원자는 한 기간동안 방전이 유발되지 않는 영역에서 재결합된다. 따라서, 종래 기술과 비교하여 광 방출 효율이 크게 나빠지지 않는다.

알루미늄 등으로 이루어진 반사막을 하부 기판(1)의 표면에 부착함으로써, 광이 액정 디스플레이 장치의 이면으로부터 새는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 높은 발광 효율을 갖는 램프가 얻어질 수 있다.

제 1의 전극(30)과 제 2의 전극(31)의 구조는 도 6에 도시된 구조에 제한되지 않는다. 예를 들면, 제 1의 전극(30)과 제 2의 전극(31)은 도 9에 도시된 바와 같이 구성될 수도 있다. 도 9에 있어서, 제 1의 전극(30)과 제 2의 전극(31)의 구조는 동일하다. 즉, 돌출부(24)는 각각의 전극의 왼쪽 및 오른쪽으로 교대로 돌출하도록 각각의 전극에 일정한 간격으로 마련된다. 각각의 돌출부(24)는 인접한 전극의 연장선부와 마주보도록 정렬된다.

도 9에 도시된 구조에 의하면, 음의 전압이 제 1의 전극(30)에 인가되고, 양의 전압이 제 2의 전극(31)에 인가되는 T1의 기간동안, 도 10의 (A)에 도시된 패턴으로 방전이 유발된다. 양의 전압이 제 1의 전극(30)에 인가되고, 음의 전압이 제 2의 전극(31)에 인가되는 T2의 기간동안, 도 10의 (B)에 도시된 패턴으로 방전이 유발된다.

제 2의 실시예

본 발명의 제 2의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프(20)가 설명될 것이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 제 2의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프(20)에 있어서, 제 1의 전극(30)은 하부 기판(1) 상에 놓여지고, 제 2의 전극(31)은 상부 기판(2) 상에 놓여진다. 플랫 패널 형광 램프(20)의 위쪽에서 봤을 때의 전극의 배치의 평면도는 제 1의 실시예의 형광 램프(20)의 경우에서와 동일하다. 따라서, 음의 전압이 제 1의 전극(30)에 인가되고 양의 전압이 제 2의 전극(31)에 인가되는 T1의 기간동안, 도 8의 (A) 또는 도 10의 (A)에 도시된 패턴으로 방전이 유발된다. 양의 전압이 제 1의 전극(30)에 인가되고 음의 전압이 제 2의 전극(31)에 인가되는 T2의 기간동안, 도 8의 (B) 또는 도 10의 (B)에 도시된 패턴으로 방전이 유발된다.

도 11에 도시된 구조에 있어서, 광투과율이 향상되어야 하기 때문에, 광을 방출하는 상부 기판(2) 상에 형성된 제 2의 전극(31)은 투명 도전 재료(예를 들면,ITO(Indium Tin Oxide) 등)로 이루어지는 것이 바람직하다. 투명 도전 재료의 사용을 통해, 플랫 패널 형광 램프는 백라이트로서 더 적절하게 사용될 것이다.

제 3의 실시예

본 발명의 제 3의 실시예에 다른 플랫 패널 형광 램프가 설명될 것이다. 제 3의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프와 제 1 및 제 2의 실시예에 따른 플랫 패널 형광 램프 사이의 차이점은 본 실시예의 형광 램프가 세 그룹의 전극을 갖는다는 점이다.

도 12의 (A)는 본 실시예의 플랫 패널 형광 램프의 단면도를 도시한다. 도 12의 (B) 및 (C)는 전극의 배치를 도시한다. 도 12의 (B)에 도시된 바와 같이, 제 1의 전극(30)과 제 2의 전극(31)은 거의 평행하게 하부 기판(1) 상에 교대로 정렬된다. 제 1의 전극(30)은 상호 접속되고 제 2의 전극은 상호 접속된다. 제 3의 전극(32)은 ITO와 같은 투명 도전 재료로 이루어지고, 도 12의 (C)에 도시된 바와 같이 제 2의 전극(31)과 마주보도록 상부 기판(2) 상에 정렬된다.

도 12의 (B)에 도시된 바와 같이, 돌출부(24)는 제 1의 전극(30)에 마련되지 않는다. 돌출부(24B)는 양쪽(도 12의 (B)의 왼쪽 및 오른쪽)으로 돌출하도록 소정의 간격으로 제 2의 전극(31)에 마련된다.

도 12의 (C)에 도시된 바와 같이, 돌출부(24C)는 양쪽으로 돌출하도록 소정의 간격으로 제 3의 전극(32)에 마련된다. 제 2의 전극(31)의 돌출부(24B)와 제 3의 전극(32)의 돌출부(24C)는 엇걸린 상태로 정렬된다.

두 기판(1 및 2)은 서로 마주보도록 정렬되고, 틀 구조 부재(3)에 의해 접속되어 밀폐된 용기를 형성한다. 밀폐된 용기 내에는, 희가스가 밀봉된다. 하부 기판(1)의 내면 상에는 유전층(22)이 형성된다. 상부 기판(2)의 내면 상에는 형광층(21)이 형성된다.

이 플랫 패널 형광 램프의 동작이 설명될 것이다.

도 13의 (A) 내지 (C)는 각각 제 1 내지 제 3의 전극(30 내지 32)에 인가되는 전압의 파형의 예를 도시한다. 이들 예에 있어서, 사인파 신호가 구동 전압으로서 사용된다. 도 13의 (A) 내지 (C)에 도시된 바와 같이, 전파 정류된 사인파 신호인 전압(E1)이 제 1의 전극(30)에 인가된다. 음극성의 반파 정류된 사인파 신호인 전압(E2)이 제 2의 전극(31)에 인가된다. 전압(E2)의 위상으로부터 위상이 180° 변경된 음극성의 반파 정류된 사인파 신호인 전압(E3)이 제 3의 전극(32)에 인가된다. 구동 전압(E1 내지 E3)의 주파수는 예를 들면 20 내지 600㎑이다.

이들 전압을 제 1 내지 제 3의 전극(30 내지 32)에 인가함으로써, T1의 기간동안 도 14의 (A)에 도시된 바와 같이 제 1의 전극(30)과 제 2의 전극(31) 사이에서 방전이 유발되고, T2의 기간동안 도 14의 (B)에 도시된 바와 같이 제 1의 전극(30)과 제 3의 전극(32) 사이에서 방전이 유발된다. T1 기간동안의 방전 영역과 T2 기간동안의 방전 영역은 서로 상이하다. 즉, 본 실시예에 따르면, 방전 영역은 T1의 기간과 T2의 기간동안 변경된다. 따라서, 형광 램프를 전면측에서 봤을 때, 램프는 그 전면에서 발광하는 것처럼 보이게 된다. 따라서, 제 1의 실시예와 유사하게, 종래의 백라이트의 광 세기보다 2배 더 세며 광 세기의 불균일성이 감소된 백라이트를 얻을 수 있게 된다.

제 4의 실시예

액정 디스플레이 장치는 사용 환경 또는 사용자의 선택에 따라 광 세기를 조정하기 위한 기능을 갖는다(이하, 이 기능을 광 조정 기능으로 칭함). 이 광 조정 기능은 백라이트로부터 발광되는 광의 세기를 변경하기 위해 수행된다.

광 조정 기능을 갖는 플랫 패널 형광 램프가 설명될 것이다.

광 세기를 조정하기 위한 몇 몇 방법이 존재한다. 가장 일반적으로 사용되는 방법은 PWM(Pulse Width Modulation; 펄스폭 변조) 광 조정 방법이다. 이 PWM 광 조정 방법에 따르면, 방전 가스에 전압이 인가되는 기간이 소정의 싸이클로 제어된다. 전압 인가용 주기가 제어되는 싸이클(PWM 싸이클)은 도 7의 (A) 및 (B)와 도 13의 (A) 내지 (C)에 도시된 램프 구동 전압의 싸이클(구동 싸이클)보다 더 크다. PWM 싸이클을 싸이클의 역수인 주파수로 변환하기 위해서, PWM 광 조정을 위한 주파수(광 조정 주파수)는 100 내지 400㎐로 설정되는데, 이것은 램프 구동 전압의 주파수(구동 주파수)보다 더 작고, 육안의 분해능(resolution)보다 더 크다. 광 세기는 전압 온 시간(인가 시간)+전압 오프 시간(비인가 시간)에 대한 전압 온 시간의 비율에 따라 거의 선형적으로 변한다.

도 15의 (A) 및 (B)에 도시된 도면은 PWM 광 조정의 개념을 도시하고 있다. 도 15의 (A) 및 (B)는 램프를 구동하기 위한 파형으로서 사인파를 사용하는 경우에서의 구동 주파수와 광 조정 주파수 사이의 관계를 도시한다. 전압 온 시간은 구동 전압이 방전 전극으로 인가되는 기간이다. 전압 오프 시간은 구동 전압의 제공이 중지되는 기간이다. 예를 들면, 10%의 광 조정도(light adjusting degree)는 "전압온 시간/PWM 광 조정 싸이클×100=10"이라는 것을 의미한다. 100%의 광조정도는 전압 오프 시간이 0이고, 램프의 광 세기가 최대임을 의미하다.

도 16의 (A) 내지 (C)는 도 12의 (A) 내지 (C)에 도시된 구조를 갖는 플랫 패널 형광 램프에 포함된 제 1 내지 제 3의 전극(30 내지 32)에 인가되는 구동 전압의 이미지를 도시하는 도면이다.

도 16의 (A)에 도시된 바와 같이 전파 정류된 전압이 제 1의 전극(30)에 인가되고, 도 16의 (B) 및 (C)에 도시된 바와 같이 음극성을 갖는 반파 정류된 전압이 제 2의 전극(31) 및 제 3의 전극(32)에 교대로 인가되는 기간은 방전 온 시간이다. 나머지 기간은 방전 오프 시간이다.

형광 램프에서 광 조정도가 10% 이하로 감소는 경우, 방전 온 시간은 일반적으로 짧게 된다. 이것은 방전을 불안정하게 하여, 방출된 광에서 플리커를 유발하게 된다. 따라서, 광 조정도가 10% 이하로 낮아질 수 없게 된다. 따라서, 최소 광 세기는 최대 광 세기의 10% 또는 그 이하로 낮아질 수 없게 된다. 예를 들면, 카네비게이션 시스템은 낮시간 동안 백라이트로부터 400cd·m^-2(제곱미터당 칸델라)의 광을 요구한다. 이러한 필요에 의해 이러한 밝은 광을 방출하는데 적합한 램프가 카네비게이션 시스템에 사용되는 경우, 광 세기는 밤에 40cd·m^-2또는 그 이하로 감소될 수 없다. 따라서, 차량 내부의 사람은 밤에는 스크린을 잘 볼 수 없게 되는데, 그 이유는 스크린이 너무 눈부시게 되기 때문이다.

따라서, 본 발명의 제 4의 실시예에 따르면, 광 세기가 최소 레벨로 조정될때, 방전은 T1 및 T2의 기간 중 한 기간에서만 온 상태로 되고, 다른 기간에서는 방전이 오프된다. 즉, 하기의 표 1에 도시된 바와 같이, 종래의 램프의 최대 광 세기가 100인 경우, 본 발명의 제 1 내지 제 3의 실시예에 따른 램프에서는 50%의 광 조정에 의해 동일한 광 세기가 얻어질 수 있다. 즉, T1 및 T2의 기간 중 50%에서 방전이 온 되고 T1 및 T2의 기간 중 나머지 50%에서는 방전이 오프된다. 최소 광 세기가 필요될 때, 10% 광 조정(온 시간 : 오프 시간=10 : 90)이 각각의 기간(T1)에 적용되고, 0% 광 조정(온 시간 : 오프 시간=0 : 100)이 각각의 기간(T2)에 적용된다. 이 광 조정의 결과, 최대 광 세기의 5%와 동일한 광 세기가 전체적으로 얻어질 수 있다. 따라서, 밤 시간에 카 네비게이션 스크린을 보기에 너무 밝은 광이라는 문제점이 극복될 수 있다.

	종래의 램프	본 발명의 실시예
최대 광 세기	100	50(제 1 및 제 2의 전극 사이)+ 50(제 1 및 제 3의 전극 사이)=100
최소 광 세기	0	5(제 1 및 제 2의 전극 사이) +0(제 1 및 제 3의 전극 사이)=5
광 조정 범위(세기율)	10%	5%

만약 광 세기가 최대 레벨로 조정될 때 T1의 기간 및 T2의 기간 둘 다에 100% 광 조정이 적용되면, 최대 광 세기는 종래 램프의 최대 광 세기의 200%와 동일하게 된다. 따라서, 이 경우, 종래 램프의 최대 광 세기의 200 내지 5%의 광 조정 범위가 얻어질 수 있게 된다.

제 5의 실시예

본 발명의 제 5의 실시예는 감소된 색상 변화를 달성하는 플랫 패널 형광 램프에 관한 것이다.

도 17은 액정 디스플레이 패널이 백색인 동안 PWM 광 조정이 종래의 플랫 패널 형광 램프에 적용되는 경우에 유발될 수도 있는 온 시간에 관련하는 색도의 변화를 나타내는 색도 좌표계를 도시한다. 온 시간이 PWM 광 조정 싸이클의 20% 또는 그 이하가 되면, 색도(x 및 y)는 증가하고, 그 결과 디스플레이 패널의 백색은 약간 노랗게 변하게 된다.

이러한 현상의 이유는 다음과 같이 생각될 수 있다. 액정 디스플레이 장치의 백라이트로서 사용되는 형광 램프는 일반적으로 세 개의 인광 물질(phosphors)(R, G, 및 B)의 혼합물로 이루어진 인광 물질을 사용한다. PWM 광 조정이 적용될 때, 방전은 일정 시간동안 중지된다. 그러나, 인광 물질의 지속 특성으로 인해, 발광은 수 밀리초동안 지속된다. 지속 시간은 R, G, 및 B 인광 물질 각각에 따라 변한다. 따라서, 온 시간이 짧아지면, R, G, 및 B 인광 물질의 방사 능률 간의 밸런스가 변화되어, 색도를 변경시키게 되는 점이 고려될 수 있다. 만약 이러한 색 변경이 유발되면, 디스플레이 품질은 크게 열화한다.

따라서, 본 발명의 제 5의 실시예에 따르면, 램프가 최소 광 세기로 조정될 때, T1의 기간과 T2의 기간 중 하나에서 방전 전극으로 인가될 전압은 오프되고(이 기간은 광 오프 기간으로 칭함), 일정 전압이 다른 기간에서는 방전 전극으로 인가된다(광 온 기간으로 칭함). 따라서, 20% 광 조정에 따라 두 광 방출 영역(방전 영역) 중 하나에서 광이 온 되면, 광 세기는 전체적으로 최대 광 세기의 1/10으로 된다. 이러한 방법이 하기의 표 2에 도시되어 있다. 광 세기가 상기 상술된 바와 같이 20% 광 조정을 유지하면서 최대값의 10%로 낮아지기 때문에, 색상 변경은 발생하지 않는다.

	종래의 램프	본 발명의 실시예
최대 광 세기	100	50(제 1 및 제 2의 전극 사이)+50(제 1 및 제 3의 전극 사이)=100
최소 광 세기	0	10(제 1 및 제 2의 전극 사이)+0(제 1 및 제 3의 전극 사이)=10
광 조정 범위(세기율)	10%	10%
PWM 신호 온 시간(인가 시간)	10%	20%

상기 상술된 제 4 및 제 5의 실시예에 있어서, 두 광 방출 영역 중 하나에서 광이 온 되는 경우, 광 세기의 불균일성은 종래 램프에서 야기되는 불균일성보다 더 감소되지 않는다. 그러나, 광 조정 범위를 확대하거나 광 조정에 응답하여 유발되는 색상 변경을 감소하는 것이 광 세기의 불균일성을 감소하는 것 보다 중요한 경우에, 제 4 및 제 5의 실시에에서 상술된 구동 방법은 효과적일 것이다.

상기 상술된 실시예에 따르면, 방전 영역은 다수의 그룹으로 나누어지기 때문에, 광은 다수 그룹의 방전 영역으로부터 교대적으로 방출된다. 따라서, 방전 영역이 종래 램프에서의 영역보다 더 커지게 된다. 따라서, 방전 영역은 플랫 패널 형광 램프의 전면에 걸쳐 더 넓어진 것처럼 보이게 된다. 따라서, 광 세기의 불균일성이 감소된 램프가 얻어질 수 있게 된다. 이 램프가 액정 디스플레이 장치 등의 백라이트로서 사용되는 경우, 전체 디스플레이 스크린의 휘도는 균일하게 될 수 있다.

광 세기의 불균일성의 감소를 달성한 결과, 광 세기의 불균일성을 감소시키기 위한 확산판을 더 얇게 만들 수 있고, 따라서 더 얇고 가벼운 액정 디스플레이 장치를 제조할 수 있으며 제조 단가를 낮출 수 있게 된다.

본 발명에 따른 램프가 액정 디스플레이 장치의 백라이트로서 사용될 때 최대 광 세기가 필요되어지는 경우에 있어서는, 광 조정 범위의 확대와 색상 변경의 감소가 단지 하나의 그룹으로부터의 방전을 통해 실현될 수 있다. 따라서, 본 발명의 램프는 넓은 광 조정 범위를 가지며 색상 변경이 감소된 고정밀 스크린이 요구되는 카네비게이션 시스템 또는 텔레비젼 수상기와 같은 어플리케이션에 적절하다.

본 발명은 상기 상술된 실시예에 제한되는 것이 아니라, 여러 분야에서 수정되고 적용될 수 있다.

예를 들면, 돌출부(24)의 형태는 상기 상술된 것에 제한되지 않는다. 도 18의 (A) 내지 (E)에 도시된 바와 같이, 반원형, 반 원주형, 원주형, 이중 반원주형, 및 다수의 선형 돌출부의 집적형이 활용될 수도 있다.

돌출부(24)가 본 발명의 플랫 패널 형광 램프의 구조에 반드시 필요한 것은 아니다. 실제 돌출부가 마련될 때의 방전 영역과 동일한 방전 영역이 전극의 패턴화에 의해 형성될 수 있다.

예를 들면, 도 19의 (A) 및 (B)에 도시된 바와 같이, 인접한 전극으로부터 가장 간격이 짧은 꼭지점은 전극의 외관을 규칙적으로 정렬된 일련의 곡선으로 패턴화하는 것에 의해 형성될 수 있다. 방전은 인접한 전극을 향하는 꼭지점으로부터 방사상으로 유발된다. 따라서, 돌출부를 사용하는 경우와 실질적으로 동일한 방전 효과가 얻어질 수 있다. 동일한 방전 효과는 도 19의 (C)에 도시된 전극의 형상 및 도 19의 (D)에 도시된 전극의 형상을 사용하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 도 19의 (C)는 다수의 직선으로 형성된 형상을 도시한다. 도 19의 (D)는 곡선과 직선으로 이루어진 형상을 도시한다.

전극의 배치는 상기 상술된 실시예에 제한되지 않는다.

예를 들면, 제 1의 전극(30)은 상부 및 하부 기판(1 및 2) 중 한 기판 상에 정렬될 수 있고, 제 2 및 제 3의 전극(31 및 32)은 상부 및 하부 기판(1 및 2) 중 나머지 기판 상에 정렬될 수도 있다. 전기적 저항을 감소시키기 위한 불투명 금속이 부분적으로 포함되든지 또는 아니든지 간에, 투명 전극이 제 2의 전극(31)으로 사용되는 것이 바람직하다.

전극은 기판의 내면 상에 정렬되지 않고, 기판의 외면 상에 정렬될 수도 있다.

본 발명의 광의의 취지와 영역을 벗어나지 않으면서 본 발명의 여러 실시예와 변형예가 수행될 수 있다. 상기 상술된 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 제한하려는 것은 아니다. 본 발명의 영역은 실시예보다는 첨부된 특허청구범위에 의해 명시될 것이다. 본 발명의 특허청구범위 및 특허청구범위와 동일한 의미 내에서 행해진 여러 수정예는 본 발명의 영역 내에 있는 것으로 간주되어야 한다.

Claims

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서로 대향하도록 정렬된 제 1의 기판(1) 및 제 2의 기판(2)과, 상기 기판(1, 2) 사이에 밀봉된 방전 가스(12)와, 상기 제 1의 기판(1) 및/또는 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬된 다수의 방전 전극(30, 31, 32)을 구비한 형광 램프(20)와; 상기 형광 램프(20)의 상기 방전 전극(30, 31, 32)에 구동 전압을 인가함으로써 상기 형광 램프(20)를 구동하는 구동 회로(10)를 포함하는 형광 램프 유닛에 있어서,

상기 다수의 방전 전극은 제 1의 방전 전극(30)의 그룹과 제2의 방전 전극(31)의 그룹을 포함하며,

상기 구동 회로(10)는 음극성을 갖는 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가하고 양극성을 갖는 전압을 상기 제 2의 방전 전극(31)에 인가함으로써 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31) 사이의 제 1의 방전 영역에서 방전을 유발하는 제 1의 단계와, 양극성을 갖는 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가하고 음극성을 갖는 전압을 상기 제 2의 방전 전극(31)에 인가함으로써 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 방전을 유발하는 제 2의 단계를 반복하여 교대되는 상이한 영역에서 방전을 유발하는 것에 의해 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 형광 램프 유닛.
서로 대향하도록 정렬된 제 1의 기판(1) 및 제 2의 기판(2)과, 상기 기판(1, 2) 사이에 밀봉된 방전 가스(12)와, 상기 제 1의 기판(1) 및/또는 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬된 다수의 방전 전극(30, 31, 32)을 구비한 형광 램프(20)와; 상기 형광 램프(20)의 상기 방전 전극(30, 31, 32)에 구동 전압을 인가함으로써 상기 형광 램프(20)를 구동하는 구동 회로(10)를 포함하는 형광 램프 유닛에 있어서,

상기 다수의 방전 전극은 제 1의 방전 전극(30)의 그룹과 제2의 방전 전극(31)의 그룹을 포함하며,

상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31)은 각각 돌출부(24)를 구비하고, 상기 제 1의 방전 전극(30)의 상기 돌출부(24)와 상기 제 2의 방전 전극(31)의 상기 돌출부(24)는 다른 그룹의 방전 전극의 상기 돌출부(24)와 마주하지 않도록 정렬되며,

상기 형광 램프(20)는 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되는 전압에 따라 교대되는 상이한 영역에서 방전을 유발하는 것에 의해 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 형광 램프 유닛.
제 4항에 있어서,

상기 구동 회로(10)는 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31)으로 서로 반대로 변경된 극성을 갖는 구동 전압(도 7의 (A) 및 (B))을 인가하는 것을 특징으로 하는 형광 램프 유닛.
제 4항에 있어서,

상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31) 둘 다는 상기 제 1의 기판(1) 상에 정렬되거나(도 5), 또는 상기 제 1의 방전 전극(30)은 상기 제 1의 기판(1) 상에 정렬되고 상기 제 2의 방전 전극(31)은 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬되는(도 11) 것을 특징으로 하는 형광 램프 유닛.
제 4항에 있어서,

음극성을 갖는 전압이 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가되고 양극성을 갖는 전압이 상기 제 2의 방전 전극(31)에 인가되는 경우, 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 상기 제 2의 방전 전극(31)의 상기 돌출부(24) 사이에 있는 제 1의 방전 영역에서 방전이 유발되고, 양극성을 갖는 전압이 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가되고 음극성을 갖는 전압이 상기 제 2의 방전 전극(31)에 인가되는 경우, 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 2의 방전 전극(31) 및 상기 제 1의 방전 전극(30)의 상기 돌출부(24) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 방전이 유발되는 것을 특징으로 하는 형광 램프 유닛.
서로 대향하도록 정렬된 제 1의 기판(1) 및 제 2의 기판(2)과, 상기 기판(1, 2) 사이에 밀봉된 방전 가스(12)와, 상기 제 1의 기판(1) 및/또는 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬된 다수의 방전 전극(30, 31, 32)을 구비한 형광 램프(20)와; 상기 형광 램프(20)의 상기 방전 전극(30, 31, 32)에 구동 전압을 인가함으로써 상기 형광 램프(20)를 구동하는 구동 회로(10)를 포함하는 형광 램프 유닛에 있어서,

상기 다수의 방전 전극은 제 1의 방전 전극(30)의 그룹과, 제2의 방전 전극(31)의 그룹, 및 제3의 방전 전극의 그룹을 포함하며,

상기 구동 회로(10)는 양전위의 구동 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 제 2의 방전 전극(31)의 그룹 중 한 그룹에 인가하고 음전위의 구동 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 제 2의 방전 전극(31)의 그룹 중 나머지 그룹에 인가함으로써 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31) 사이의 제 1의 방전 영역에서 방전을 유발하는 제 1의 방전 단계와, 양전위의 구동 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 제 3의 방전 전극(32)의 그룹 중 한 그룹에 인가하고 음전위의 구동 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 제 3의 방전 전극(32)의 그룹 중 나머지 그룹에 인가함으로써 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 3의 방전 전극(32) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 방전을 유발하는 제 2의 방전 단계를 반복하여 교대되는 상이한 영역에서 방전을 유발하는 것에 의해 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 형광 램프 유닛.
서로 대향하도록 정렬된 제 1의 기판(1) 및 제 2의 기판(2)과, 상기 기판(1, 2) 사이에 밀봉된 방전 가스(12)와, 상기 제 1의 기판(1) 및/또는 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬되며 다수의 방전 전극(30, 31, 32)을 구비한 형광 램프(20)와; 상기 형광 램프(20)의 상기 방전 전극(30, 31, 32)에 구동 전압을 인가함으로써 상기 형광 램프(20)를 구동하는 구동 회로(10)를 포함하는 형광 램프 유닛에 있어서,

상기 다수의 방전 전극은 제 1의 방전 전극(30)의 그룹과, 제2의 방전 전극(31)의 그룹, 및 제3의 방전 전극의 그룹을 포함하며,

상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 2의 방전 전극(31)은 상기 제 1의 기판(1) 상에 정렬되고, 상기 제 3의 방전 전극(32)은 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬되며,

상기 제 2의 방전 전극(31)의 그룹과 상기 제 3의 방전 전극(32)의 그룹은 다른 그룹의 상기 돌출부(24)와 중첩하지 않도록 정렬된 방전 돌출부(24)를 각각 구비하며,

상기 형광 램프(20)는 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되는 전압에 따라 교대되는 상이한 영역에서 방전을 유발하는 것에 의해 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 형광 램프 유닛.
제 9항에 있어서,

상기 제 3의 방전 전극(32)은 상기 제 2의 방전 전극(31)과 거의 마주보도록 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬되는 것을 특징으로 하는 형광 램프 유닛.
제 9항에 있어서,

상기 구동 회로(10)는 상기 제 2의 방전 전극(31)과 상기 제 3의 방전 전극(32)에 음전위의 구동 전압을 교대로 인가하고, 음전위의 구동 전압을 상기 제 2의 방전 전극(31) 또는 상기 제 3의 방전 전극(32)에 인가하면서, 양전위의 구동 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가하는 것을 특징으로 하는 형광 램프 유닛.
서로 대향하도록 정렬된 제 1의 기판(1) 및 제 2의 기판(2)과, 상기 기판(1, 2) 사이에 밀봉된 방전 가스(12)와, 상기 제 1의 기판(1) 및/또는 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬된 다수의 방전 전극(30, 31, 32)을 포함하며, 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되는 전압에 따라 교대되는 상이한 영역에서 방전을 유발하는 것에 의해 광을 발출하는 형광 램프(20)와;

상기 형광 램프(20)의 상기 방전 전극(30, 31, 32)에 구동 전압을 인가함으로써 상기 형광 램프(20)를 구동하는 구동 회로(10)를 구비한 형광 램프 유닛을 백라이트로서 포함하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 12항에 있어서,

상기 형광 램프(20)는 상기 제 1의 방전 전극(30) 및 상기 제 2의 방전 전극(31) 사이의 제 1의 방전 영역과 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 1의 방전 전극(30)과 상기 제 3의 방전 전극(32) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되는 전압의 극성에 따라 선택적으로 방전을 유발하는 것에 의해 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 13항에 있어서,

상기 구동 회로(10)는 상기 백라이트의 광 세기가 최대 레벨에 있을 때에는 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역 둘 다를 온 시키기 위한 구동 전압을, 상기 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때에는 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역 중 하나를 오프시키기 위한 구동 전압을 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)으로 인가하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 12항에 있어서,

상기 구동 회로(10)는 상기 백라이트의 광 세기가 최대 레벨에 있을 때 소정 기간의 50%동안 상기 제 1 및 상기 제 2의 방전 영역이 광을 방출하도록 제어하기 위한 구동 전압을 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)으로 인가하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 12항에 있어서,

상기 구동 회로(10)는 상기 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 소정 기간의 10%동안 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역 중 하나를 온 시키며 또한 온 상태에 있는 방전 영역이 광을 방출하도록 제어하기 위한 구동 전압을 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)으로 인가하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 12항에 있어서,

상기 구동 회로(10)는 상기 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 소정 기간의 20%동안 방전을 유발하는 것에 의해 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역 중 하나가 광을 방출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
제 12항에 있어서,

상기 구동 회로(10)는 상기 백라이트의 광 세기가 최대 레벨에 있을 때 소정 기간의 100%동안 방전을 유발하는 것에 의해 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역 둘 다가 광을 방출하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이 장치.
서로 대향하도록 정렬된 제 1의 기판(1) 및 제 2의 기판(2)과, 상기 기판(1, 2) 사이에 밀봉된 방전 가스(12)와, 상기 제 1의 기판(1) 및/또는 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬된 다수의 방전 전극(30, 31, 32)을 포함하며, 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되는 전압에 따라 교대되는 상이한 영역에서 방전을 유발하는 것에 의해 광을 발출하는 형광 램프(20)와; 상기 형광 램프(20)의 상기 방전 전극(30, 31, 32)에 구동 전압을 인가함으로써 상기 형광 램프(20)를 구동하는 구동 회로(10)를 구비한 형광 램프 유닛에 있어서,

상기 제 1의 기판(1)에 반사막(23)이 부착되는 것을 특징으로 하는 형광 램프 유닛.
서로 대향하도록 정렬된 제 1의 기판(1) 및 제 2의 기판(2)과, 상기 기판(1, 2) 사이에 밀봉된 방전 가스(12)와, 상기 제 1의 기판(1) 및/또는 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬된 다수의 방전 전극(30, 31, 32)을 포함하며, 상기 다수의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되는 전압에 따라 교대되는 상이한 영역에서 방전을 유발하는 것에 의해 광을 발출하는 형광 램프(20)와; 상기 형광 램프(20)의 상기 방전 전극(30, 31, 32)에 구동 전압을 인가함으로써 상기 형광 램프(20)를 구동하는 구동 회로(10)를 구비한 형광 램프 유닛에 있어서,

상기 제 2 또는 제 3의 방전 전극은 이들이 상기 제 2의 기판(2) 상에 정렬되는 경우 투명 도전 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 형광 램프 유닛.
내부에 방전 가스(12)가 밀봉되며, 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31)이 형성되어 있는 램프(백라이트)로부터 광을 방출하는 방법에 있어서,

음극성을 갖는 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30)에 인가하고 양극성을 갖는 전압을 상기 제 2의 방전 전극(31)에 인가함으로써 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31) 사이의 제 1의 방전 영역에서 방전을 유발하고, 상기 방전에 의해 유발된 자외선을 인광 물질을 통해 가시광으로 변환시키는 단계와;

양극성을 갖는 전압을 상기 제 1의 방전 전극(30)으로 인가하고 음극성을 갖는 전압을 상기 제 2의 방전 전극(31)으로 인가함으로써 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 방전을 유발하고, 상기 방전에 의해 유발된 자외선을 인광 물질을 통해 가시광을 변환시키는 단계; 및

상기 제 1의 방전 영역에서의 방전 유발 단계와 상기 제 2의 방전 영역에서의 방전 유발 단계가 반복되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 방출 방법.
내부에 방전 가스(12)가 밀봉되며, 제 1의 방전 전극(30), 제 2의 방전 전극(31), 및 제 3의 방전 전극(32)이 형성되어 있는 램프(백라이트)로부터 광을 방출하는 방법에 있어서,

양전위의 구동 전압을 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31) 중 하나에 인가하고 음전위의 구동 전압을 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31) 중 나머지 하나에 인가함으로써 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31) 사이의 제 1의 방전 영역에서 방전을 유발하고, 상기 방전에 의해 유발된 자외선을 인광 물질을 통해 가시광으로 변환시키는 단계와;

양전위의 구동 전압을 상기 제 1 및 제 3의 방전 전극(30, 32) 중 하나에 인가하고 음전위의 구동 전압을 상기 제 1 및 제 3의 방전 전극(30, 32) 중 나머지 하나에 인가함으로써 상기 제 1의 방전 영역과는 적어도 부분적으로 상이하며 상기 제 1 및 제 3의 방전 전극(30, 32) 사이에 있는 제 2의 방전 영역에서 방전을 유발하고, 상기 방전에 의해 유발된 자외선을 인광 물질을 통해 가시광을 변환시키는 단계; 및

상기 제 1의 방전 영역에서의 방전 유발 단계와 상기 제 2의 방전 영역에서의 방전 유발 단계가 반복되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 방출 방법.
제 21항에 있어서,

상기 제어 단계에서, 광 방출 세기가 최대 레벨에 있을 때 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 둘 다를 온 시키기 위한 구동 전압이 상기 제 1 및 제 2의 방전전극(30, 31)에 인가되고, 광 방출 세기가 최소 레벨에 있을 때 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 하나를 오프시키기 위한 구동 전압이 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31)에 인가되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 광 방출 방법.
제 22항에 있어서,

상기 제어 단계에서, 광 방출 세기가 최대 레벨에 있을 때 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 둘 다를 온 시키기 위한 구동 전압이 상기 제 1 내지 제 3의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되고, 광 방출 세기가 최소 레벨에 있을 때 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 하나를 오프 시키기 위한 구동 전압이 상기 제 1 내지 제 3의 방전 전극(30, 31, 32)에 인가되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 광 방출 방법.
제 21항에 있어서,

상기 제어 단계에서, 소정 기간의 10%동안 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 하나를 온 시키고 온 상태에 있는 방전 영역이 광을 방출하도록 제어하기 위한 구동 전압이 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 상기 제 1 및 제 2의 방전 전극(30, 31)으로 인가되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 광 방출 방법.
제 22항에 있어서,

상기 제어 단계에서, 소정 기간의 10%동안 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 하나를 온 시키고 온 상태에 있는 방전 영역이 광을 방출하도록 제어하기 위한 구동 전압이 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 상기 제 1 내지 제 3의 방전 전극(30, 31, 32)으로 인가되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 광 방출 방법.
제 21항에 있어서,

상기 제어 단계에서, 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 하나는 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 소정 기간의 20%동안 방전을 유발하는 것에 의해 광을 방출하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 광 방출 방법.
제 22항에 있어서,

상기 제어 단계에서, 상기 제 1 및 제 2의 방전 영역의 하나는 백라이트의 광 세기가 최소 레벨에 있을 때 소정 기간의 20%동안 방전을 유발하는 것에 의해 광을 방출하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 광 방출 방법.