KR100595933B1 - 발광 램프와 이를 이용한 면광원 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 발광램프를 이용한 면광원 장치는 베이스 프레임과; 상기 베이스 프레임에 소정간격으로 설치되는 것으로, 적어도 일측이 실링되어 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체로 이루어진 튜브와, 상기 튜브의 방전공간 내면에 형성된 형광체층과, 상기 튜브의 외주면에 각각 설치되며 유전체 장벽방전을 일으키기 위한 적어도 두 개의 전극을 포함하며, 상기 튜브의 실링된 측의 단부에 적어도 하나의 딤플이 형성된 발광램프와; 상기 발광램프와 베이스 프레임에 개재되는 반사판과, 상기 베이스 프레임에 지지되며 발광램프의 상부에 설치되는 확산판을 포함한다.

Description

발광 램프와 이를 이용한 면광원 장치{Light and back light unit utilizing the same}

도 1은 종래 면광원 장치의 단면도,

도 2, 3은 종래 발광램프들을 도시한 사시도,

도 4는 종래 발광램프의 튜브 단부에 전극이 형성된 상태를 도시한 단면도,

도 5는 본 발명에 따른 면광원 장치의 일부 절제 분리 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 발광램프의 일부절제 사시도.

도 7은 발광램프의 실링된 단부를 나타내 보인 단면도,

도 8은 발광램프의 실링된 단부의 다른 실시예를 나타내 보인 단면도,

본 발명은 발광램프에 관한 것으로, 더 상세하게는 관내의 유전체 장벽방전을 이용한 발광램프와 이를 이용한 면광원 장치에 관한 것이다.

통상적으로 액정표시소자와 같은 화상표시소자는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 빛을 받아 화상을 형성하는 수광형 발광소자이므로 어두운 곳에서는 화상을 관찰할 수 없는 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 액정표시소자의 배면에 면광원을 설치하여 광을 조사함으로써 어두운 곳에서도 화상을 볼 수 있도록 하고 있는데, 최근에는 조명간판, 디스플레이 패널과 같은 면상의 화상표시소자에 광을 조사하는 면광원장치가 부각되고 있다.

이러한 면광원 장치의 일예가 일본 공개 특허 공보 소60-216435호에 개시되어 있다. 이 면광원 장치는 밀폐된 공간부를 가진 용기의 내부에 교호적으로 격벽이 설치되어 사행(蛇行) 형상의 방전공간이 형성되고 이 방전공간의 양 단부에는 각각 전극이 설치된다. 그리고 상기 방전공간의 상하부에는 형광체층이 형성된다.

이와 같이 구성된 종래의 면광원 장치는 상기 전극에 소정의 전위가 인가되에 따라 상기 방전공간에서 글로우(glow) 방전이 일어나 발생된 광의 자외선이 형광체층를 여기시킴으로써 형광체층으로부터 광을 발하게 된다. 그러나 이러한 면광원 장치는 방전공간의 에지(edge)부에서 발광이 미약하여 균일한 휘도를 얻을 수 없으며, 방전을 위한 고압의 전압이 요구되고 전극이 쉽게 열화되는 문제점이 내재되어 있었다.

한편, 면광원장치의 다른 예로서 발광램프를 이용한 직하형 면광원 장치를 도 1에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 베이스 프레임(11)과 상기 베이스 프레임(11)의 내부에 소정의 간격으로 설치되는 복수개의 발광램프(12)들과, 상기 발광램프(12)들의 상부에 설치되어 발광램프(12)들로부터 조사되는 광을 확산시키는 확산판(13)과, 상기 베이스 프레임(11)의 하면에 설치되어 상기 발광램프(12)들로부터 발생되는 광 을 확산판(13)측으로 반사시키는 반사판(14)을 포함한다.

여기에서,상기 각 발광램프(12)는 냉음극램프, 또는 장벽방전을 이용한 램프가 이용된다. 상기 냉음극램프는 내면에 형광체층(12b)이 형성된 튜브(12a)의 방전공간 단부에 각각 전극(12c)(12d)이 설치된다. 상기와 같이 구성된 종래의 방전램프는 튜브(12a) 내의 전극(12c)(12d) 내의 방전을 통하여 방전공간 내에 분포한 Hg로부터 발생된 자외선이 형광체를 여시키게 된다. 이러한 냉음극램프는 전극간의 길이와 관전압, 관전류 등의 산포로 인해 병렬 구동시 발광램프 간의 전류산포가 발생되고, 이로 인하여 각 부위에서 균일한 휘도를 얻을 수 없다. 또한 전기적 저항이 적은 발광램프의 전극열화가 상대적으로 빨리 진행되어 장시간 사용시 급격히 휘도의 균일도가 저하된다.

그리고 상기 발광램프가 장벽방전을 이용한 램프를 이용하는 경우 수명과 발광효율을 향상시킬 수 있다. 이 장벽방전을 이용한 램프는 도 3에 도시된 바와 같이 방전공간의 내면에 형광체층(22)이 형성되고 방전공간에 방전가스가 주입된 튜브가 실링되고, 상기 튜브의 양 단부 외주면에 장벽방전을 일으키기 위한 전극(23)(24)이 형성된 구성을 가진다.

이러한 장벽방전을 이용한 램프를 제조하는 과정에서 일측 단부가 폐쇄된 튜브(21)의 내주면에 형광체를 도포하고 방전가스를 주입한 후 튜브의 타측을 실링하게 되는데, 도 4에 도시된 바와 같이 실링되는 부위의 불균일한 돌출부(25)로 인하여 전극(23)의 유효길이의 조정이 어렵다. 특히 실링된 부위의 돌출부(25)로 인하여 전극(23)의 길이(L1)는 길어지나 전극의 유효길이(L2)가 상대적으로 짧아지게 되는 문제점이 있다.

이러한 전극의 유효길이의 단축은 2차 전자의 방출면적이 상대적으로 작아져 방전효율을 기대하기 어렵다. 특히 전극(23)의 길이가 길어지게 되면 베이스 프레임(11)에 장착시 전극(23)의 점유 공간이 넓어져 면광원 장치의 유효 발광영역을 잠식하게 되며 유효발광영역 가장자리의 휘도가 불균일 하여지는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전극의 유효길이를 길게 할 수 있으며 전극길이의 산포를 줄일 수 있는 발광램프를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 2차 전자의 방출면을 상대적으로 넓게 형성하여 방전효율을 높일 수 있는 발광램프를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 휘도 및 색도의 균일특성을 향상시킬 수 있는 면광원 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 이루기 위한 본 발명의 발광램프는,

적어도 일측이 실링되어 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체로 이루어진 튜브와, 상기 튜브의 방전공간 내면에 형성된 형광체층과, 상기 튜브의 외주면에 각각 설치되며 유전체 장벽방전을 일으키기 위한 적어도 두 개의 전극을 포함하며, 상기 튜브의 실링된 측의 단부에 적어도 하나의 딤플이 형성된 것을 그 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 실링된 측의 튜브 단부에는 2차 전자의 방출 면적을 넓히기 위해 방전공간의 내부로 돌출된 돌출부를 더 구비한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 면광원 장치는,

베이스 프레임과;

상기 베이스 프레임과, 상기 베이스 프레임에 소정간격으로 설치되는 것으로, 적어도 일측이 실링되어 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체로 이루어진 튜브와, 상기 튜브의 방전공간 내면에 형성된 형광체층과, 상기 튜브의 외주면에 각각 설치되며 유전체 장벽방전을 일으키기 위한 적어도 두 개의 전극을 포함하며, 상기 튜브의 실링된 측의 단부에 적어도 하나의 딤플이 형성된 발광램프들과,

상기 발광램프와 베이스 프레임에 개재되는 반사판과, 상기 베이스 프레임에 지지되며 발광램프의 상부에 설치되는 확산판을 포함하여 된 것을 그 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 발광램프와 이를 이용한 면광원 장치의 일 실시예를 도 5 내지 도 8에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 면광원 장치는 베이스 프레임(41)과 , 상기 베이스 프레임(41)에 소정간격으로 설치되는 적어도 하나의 발광램프(30)들과, 상기 발광램프(30)와 베이스 프레임(41)에 개재되는 반사판(42)과, 상기 베이스 프레임(41)에 지지되며 발광램프(30)의 상부에 설치되는 확산판(44)과, 상기 확산판(44)을 베 이스 프레임(41)에 고정하는 커버부재(45)를 구비한다. 상기 프레임과 반사판의 구조는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 일체로 형성될 수 있다. 한편, 상기 면광원 장치는 상술한 실시예에 의해 한정되지 않고 도광판을 이용한 면광원 장치일 수 있다. 이 경우 상기 발광램프를 잘 알려진 바와 같아 도광판의 측면에 설치된다.

상기 발광램프(30)는 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체인 유리로 이루어진 관상의 튜브(31)와, 상기 관상의 튜브(31)의 양단부의 외주면에 설치되며 유전체 장벽방전을 일으키는 적어도 두 개의 전극 즉, 제1,2전극(32)(33)을 포함한다. 상기 방전공간의 튜브(21)내면에는 형광체층(34)이 형성되며 상기 방전공간에는 Hg, Xe 등의 방전가스가 주입된다. 즉, 상기 방전공간에는 형광체(34)를 여기는 플라즈마 방전에 의해 Hg로부터 나오는 자외선, Xe으로부터 나오는 자외선을 이용할 수 있는데, 상기 방전공간에 주입되는 방전가스는 상술한 실시예에 한정되지 않고 플라즈마 방전에 의해 형광체를 여기시킬 수 있는 자외선을 방출하는 가스이면 어느 것이나 가능하다.

한편, 상기 형광체층(34)은 자외선(254 내지 365 ㎚)에 의해 여기 발광되는 적, 청, 녹색의 3파장 형광체를 원하는 색온도에 맞도록 혼합하여 균일한 두께로 형성시킴이 바람직하다. 상술한 바와 같이 구성된 발광램프(30)에 있어서, 상기 내면에 형광체층(34)이 형성되며 방전공간을 형성하는 튜브(31)는 밀폐된 방전공간을 형성하기 위하여 적어도 일측을 실링하게 되는데, 이 실링된 튜브의 단부(31a)는 도 6에 도시된 바와 같이 튜브(31)의 길이 방향에 대해 직각방향으로 형성된 측면 에 적어도 하나의 딤플(31b)이 형성된다. 그리고 튜브(31)의 실링된 단부 내측에는 상기 딤플(31b)이 형성됨으로써 방전공간 내로 돌출되어 2차 전자의 방출면적을 넓히기 위한 돌출부(36)가 형성된다. 상기 돌출부(36)는 그 형상이 특정하게 한정되는 것은 아니나 표면적을 넓힐 수 있으며, 튜브(31)의 구조적 강도를 해치지 않은 구조이면 어느 것이나 가능하다.

한편, 상기 튜브(31)의 양측을 실링하는 경우에는 튜브의 양 단부가 상술한 바와 같은 딤플이 형성된다.

상술한 바와 같이 구성된 면광원 장치는 상기 방전램프(30)들은 튜브(31)의 외주면에 설치된 제1,2전극(32)(33)에 교류 또는 펄스 파형의 전압을 인가하여 유전체층의 내면에 벽전하가 충전되도록 하고 이들 벽전하에 의해 방전으로 자외선을 발생시킨다. 상기 방전시 발생된 자외선은 튜브의 내면에 도포된 형광체층(24)의 형광체를 여기시키게 되고 여기된 형광체는 이를 가시광으로 변환시키게 된다. 상기 발광램프(30)로부터 발생된 가시광은 확산판(44)과 확산시트(미도시)를 통하여 확산된다.

이와 같이 작동되는 면광원 장치에 있어서, 광원인 발광램프(30)는 상기 실링된 측의 튜브(31)의 단부에 적어도 하나의 딤플(31b)을 가지므로 전극이 불필요하게 길어지는 것을 방지할 수 있으며, 유효전극의 길이를 상대적으로 길게 형성할 수 있다. 또한 상기 딤플(31b)이 형성된 발광램프(30)의 내면에는 방전공간으로 돌출되는 돌출부(36)가 형성되어 있으므로 2차전자의 방출면적 즉, 벽전하의 챠지 면적을 넓게 할 수 있어 방전개시 전압을 낮출 수 있다. 이와 같은 방전램프(30) 는 튜브(31) 내에 전극이 없기 때문에 종래와 같이 튜브(31) 내의 전극이 이온 충돌에 의해 수명이 단축되는 것을 방지할 수 있다.

특히 상기 발광램프(30)는 전극(32)(33)의 길이 산포를 줄일 수 있어 발광램프를 프레임에 고정시 전극(32)(33)에 의한 점유 면적을 좁힐 수 있고, 면광원 장치의 유효화면 가장자리에서의 휘도 저하를 방지할 수 있다.

이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 발광램프와 이를 이용한 면광원 장치는 발광램프의 전극 형성에 따른 불량 발생율을 대폭 줄일 수 있으며, 전극의 유효길이를 최대한 확보할 수 있으므로 초기 방전개시전압을 낮출 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 들어 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 본원 발명의 기술적 범위내에서 당업자에 의해 변형 가능함은 물론이다.

그리고 발명은 상술한 바와 같은 방전을 이용하여 액정표시시소자등에 사용되는 면광원으로 이용할 수 있다. 또한 상기 발광램프를 도광판을 이용한 면광원 장치에도 사용할 수 있다.

Claims (3)

1. 적어도 일측이 실링되어 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체로 이루어진 튜브와, 상기 튜브의 방전공간 내면에 형성된 형광체층과, 상기 튜브의 외주면에 각각 설치되며 유전체 장벽방전을 일으키기 위한 적어도 두 개의 전극을 포함하며 상기 튜브의 실링된 측의 단부에 형성된 적어도 하나의 딤플을 구비하는 것을 특징으로 하는 발광램프.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 실링된 측의 튜브 단부에는 2차 전자의 방출 면적을 넓히기 위해 방전공간의 내부로 돌출된 돌출부를 더 구비하여 된 것을 특징으로 하는 발광램프.
3. 베이스 프레임과;

   상기 베이스 프레임에 소정간격으로 설치되는 것으로, 적어도 일측이 실링되어 밀폐된 방전공간을 가지며 투명한 유전체로 이루어진 튜브와, 상기 튜브의 방전공간 내면에 형성된 형광체층과, 상기 튜브의 외주면에 각각 설치되며 유전체 장벽방전을 일으키기 위한 적어도 두 개의 전극을 포함하며, 상기 튜브의 실링된 측의 단부에 적어도 하나의 딤플이 형성된 발광램프들과,

   상기 발광램프와 베이스 프레임에 개재되는 반사판과, 상기 베이스 프레임에 지지되며 발광램프의 상부에 설치되는 확산판을 포함하여 된 것을 특징으로 하는 면광원 장치.

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