KR100798674B1 - 무수은 면광원 구조체, 면광원 장치 및 그 구동 방법 - Google Patents

무수은 면광원 구조체, 면광원 장치 및 그 구동 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에서는 균일하고 안정된 방전을 유지하고, 휘도를 향상시키며, 높은 발광 효율을 얻을 수 있고, 휘도조절이 가능한 새로운 구조의 무수은 면광원 구조체, 이를 단위셀로 채택함으로써 휘도 조절 및 선택적 부분발광이 가능한 멀티셀 구조의 대형 면광원 장치 및 그 구동 방법이 제공된다.
본 발명의 면광원 구조체는, 투광성 재질의 상판; 상기 상판과 소정 간격으로 이격되는 하판; 상기 상판 및 하판 사이를 이격시켜 소정의 방전 가스가 소정 압력으로 채워진 방전 공간을 형성하는 격벽 부재; 상기 방전 공간을 둘러싸는 상기 상판의 내벽 면 및 상기 하판의 내벽 면 중 적어도 일부의 영역에 도포된 형광체; 상기 방전 공간 내에 전계를 발생시켜 형성된 플라즈마에 의해 상기 형광체를 여기시킴으로써 가시 광을 방출하도록 상기 상판 또는 하판의 소정 위치에 패터닝되며, 소정의 구동 전압이 인가되는 한 쌍의 주 전극; 및 상기 상판으로부터 상기 방전 공간을 바라볼 때 상기 한 쌍의 주 전극 중 적어도 하나와 평행한 성분 및 상기 한 쌍의 주 전극을 가로지르는 성분을 갖도록 상기 상판 및/또는 하판의 소정 위치에 패터닝된 보조 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
면광원, 플라즈마, 방전, 보조전극, 면방전, 형광체, 백라이트 유닛, 조명

Description

무수은 면광원 구조체, 면광원 장치 및 그 구동 방법{MERCURY FREE FLAT LIGHT SOURCE STRUCTURE, FLAT LIGHT SOURCE APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}
도 1은 종래 기술의 면광원의 구조를 개략적으로 나타낸다.
도 2는 종래 기술의 면광원의 구동 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 3a 내지 3e는 종래 기술의 면광원에 따른 방전 상태의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 면광원 구조체의 일실시예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 발명의 면광원 구조체(200)에 사용되는 전극들의 평면상 구조를 예시한다.
도 6은 본 발명의 면광원 구조체를 구동하기 위하여 사용되는 전압 파형의 한 실시예를 도시한다.
도 7은 크기 80 x 80 ㎟, Ne-Xe 4%, 60Torr의 테스트 패널에 대하여, 구동 파형 중의 온 타임(Ton)을 1.5 us로 고정시킨 상태에서 종래 기술의 면광원 구조체 및 본 발명의 면광원 구조체의 동작 특성을 비교한 실험 결과이다.
도 8은 상판에 형성되는 형광체 패턴을 예시한다.
도 9는 하판(20) 상의 형광체 층의 열적 기계적 강도와 도포 면적을 증가시 키고 박리 현상을 방지하기 위해 하판(20) 표면 구조를 개선한 실시예를 도시한다.
도 10은 본 발명의 면광원 구조체에 사용되는 주 전극 패턴의 변형례를 예시한다.
도 11는 본 발명의 면광원 구조체에 사용되는 보조 전극 패턴의 다양한 변형례를 도시한다.
도 12 내지 도 15는 본 발명의 주 전극 및 보조 전극 형성 위치의 다양한 변형례들을 도시한다.
도 16a 및 도 16b는 본 발명의 하판의 RGB 형광체 패턴의 다양한 예를 도시한다.
도 17 내지 도 21은 본 발명의 면광원 구조체를 구동하기 위하여 사용되는 전압 파형의 다른 한 실시예들을 도시한다.
도 22는 본 발명에 따른 면광원 구조체를 사용하는 경우 방전 전압 파형과 이에 따라 발생되는 방전 전류, IR의 파형 및 가시광의 파형을 나타내는 도면이다.
도 23a 및 도 23b는 구동 펄스의 전압을 변화시켜 이용하여 휘도를 조절하는 방법의 일례를 도시하는 도면이다.
도 24a 및 도 24b는 구동 펄스의 인가 개수의 조절을 이용한 휘도조절의 일례를 도시한다.
도 25a 및 도 25b는 구동 펄스의 폭, 즉 듀티 비(duty ratio) 변경을 이용한 휘도조절의 일례를 도시한다.
도 26a 및 도 26b에서는 대형 면광원을 구현하기 위하여 단위 셀 구조의 면 광원 구조체를 복수개 배열(2 X 2)한 경우의 상판 및 하판상의 전극 배치를 개략적으로 도시한다.
도 27는 본 발명의 일실시예 따른 면광원 구조체가 3 X 3 매트릭스(행렬)구조로 구성된 멀티셀 면광원 장치의 구체적 일례를 도시한다.
도 28은 보조 전극에 인가된 전압이 높아짐에 따른 주전극 사이의 전면 방전이 시작되는 전압의 변동 결과를 측정한 그래프이다.
도 29a 내지 도 29d는 각각의 셀에 보조 전극이 독립적으로 형성되는 형태의 2 X 3 면광원 장치의 일례, 이에 사용되는 구동 파형의 일례 및 방전 상태들을 각각 도시하는 도면이다.
도 30a 및 도 30b는 보조 전극을 행 또는 열별로 연결하도록 구성되는 형태의 2 X 3 면광원 장치의 일례 및 이에 사용되는 구동 파형의 일례를 도시하는 도면이다.
도 31은 다단계 밝기 표현을 위한 서브필드 개념을 도입한 면광원 장치의 구동 방법의 일례를 도시한다.
도 32는 방전기체로서 Xe 4%, 75 Torr에서 플로팅 방법과 그라운딩 방법에 의해 전면 방전 전압 및 방전 수축 전압을 주파수를 가변시키면서 측정한 실험결과를 나타내는 도면이다.
도 33은 방전 기체로서 Xe 18%, 100Torr에서 플로팅 방법과 그라운딩 방법에 의해 보조 방전 전압, 전면 방전 전압 및 방전 수축 전압을 주파수를 가변시키면서 측정한 실험결과를 나타내는 도면이다.
도 34는 보조 전극과 주전극 사이의 거리를 변화시키면서 보조 전극에 기저전압을 인가하는 경우와 보조 전극을 플로팅시키는 경우 각각에 대해 보조 방전 전압, 전면 방전 전압 및 방전 수축 전압을 측정한 실험 결과를 나타내는 도면이다.
도 35는 본 발명에 따라 선택적 온오프를 실행하기 위한 또다른 구동 파형의 일례를 도시하는 도면이다.
도 36은 본 발명의 면광원 장치의 선택적 구동방법의 또다른 일실시예를 도시한다.
도 37a 내지 도 37c는 본 발명의 일실시예에 따른 듀얼 보조 전극을 사용하는 면광원 구조체 및 이에 사용되는 구동 파형들의 일례를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 38 내지 도 40은 상술한 듀얼 보조 전극을 이용하는 경우에 여러 조건하에서 인가 전압, 주파수, 펄스 폭의 마진에 따른 디밍율을 구하기 위한 실험 결과들을 도시하는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 상판 20: 하판
30: 격벽 X, Y: 주 전극
I: 보조 전극 5: 가시 광
16: 유전체 층 118: 상판 형광체 층
22: 반사막 층 24: 하판 형광체 층
본 발명은 무수은 면광원에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마 방전을 이용한 무수은 면광원에 있어서, 균일하고 안정된 방전을 유지하고, 휘도를 향상시키며, 높은 발광 효율을 얻을 수 있고, 휘도조절이 가능한 새로운 구조의 무수은 면광원 구조체, 이를 단위셀로 채택함으로써 휘도 조절 및 선택적 부분발광이 가능한 멀티셀 구조의 대형 면광원 장치 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
면광원은 LCD와 같은 수동형 발광 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(BLU)이나 조명 기구 등에서 다양한 응용 가능성을 갖는다. 그러나 종래에는 충분한 휘도와 광 효율을 갖는 면광원을 적절히 구성하는 것이 어렵기 때문에, 형광등이나 LED 등의 선광원 및/또는 점광원을 여러 개 중첩시키고 확산판, 반사판 등의 부가 광학 장치를 활용하여 면광원으로 변환시킨 후 사용하는 경우가 많았다. 그러나 상술한 바와 같은 변환된 면광원의 경우, 효율은 급격히 감소하며, 면광원으로 변환하기 위한 부대 부품들의 필요에 의해 제조비용이 증가된다. 또한, 상술한 바와 같은 변환된 면광원은 여러 개의 광원을 조립하여 만들어지기 때문에, 2차원 공간에서 선택된 일정 영역의 부분 발광이나 휘도 조절을 수행하기가 어렵다. 따라서 단독으로 전면 발광이 가능하고 TV 영상 신호의 1개 프레임 레벨(일반적으로 16.67.ms) 등과 같은 짧은 시간이내에 휘도 조절 등의 능동적 동작이 가능하고 일정 영역의 부분 발광이 가능한 면광원 장치의 개발이 필요하다.
또한, 전면 발광이 가능한 형광등 등의 종래의 면광원들은 방전 가스로 주로 수은을 포함하는 가스를 사용하여 왔다. 이것은 수은의 방전특성이 우수하고, 안정적인 구동전압 마진을 제공하기 때문이다. 그러나 수은은 환경규제 물질로 조명 등에서 그 사용이 제한될 예정이며, 램프의 온도가 낮으면 구동이 어려워지고 효율이 떨어지는 등의 단점을 가지고 있다. 따라서 무수은의 방전 기체가 사용되는 면광원의 개발 또한 요구된다.
도 1에서는 무수은 방전 기체를 사용하는 종래 기술의 면광원을 개략적으로 나타낸다. 종래 기술의 면광원(100)은, 상판(10), 하판(20) 및 격벽(30)을 포함하여 이루어지고, 이들에 의하여 형성된 방전 공간에 인접한 한 쌍의 전극(X, Y)에 전압을 인가함으로써 방전 공간에 전계를 유기하고, 플라즈마를 발생시킨다. 플라즈마로부터 방출되는 자외선(UV)은 방전 공간 주변에 도포된 형광체(18, 24)를 활성화시켜 가시광선을 방출하도록 한다. 특히, 도시된 바와 같이 방전 공간 내부에 유전체 층으로 덮인 전극(X, Y)을 사용하는 경우를 DBD(Dielectric Barrier Discharge) 방식의 방전기구(discharge mechanism)라고 하며, 통상 극성이 주기적으로 반전되도록 구형파의 전압신호를 양 전극(X, Y)에 인가하여 면광원(100)을 구동한다. 일반적으로 이러한 면광원(100)을 구동하기 위하여 사용되는 구동 파형을 도 2에 도시하였다.
상술한 바와 같은 면광원의 형성을 위해서는, 통상 유리, 실리카 등의 재질로 된 상판(10)과 하판(20) 사이에 격벽(30)을 형성하고, 내부에 방전 가스를 삽입한 다음, 상판(10) 및 하판(20)의 외곽부분을 외기로부터 밀봉시킨다. 전극(X, Y)의 말단은 적절한 방법으로 면광원(100)의 말단부에 돌출되도록 하여 외부의 구동 회로와 전기적 접속이 이루어질 수 있도록 한다.
상판(10)과 하판(20)의 결합 이전에, 적절한 위치에 형광층(18, 24)을 형성한다. 필요에 따라서 광이 한 쪽 면으로 방출될 수 있도록 반사막 층(22)을 형성하기도 한다. 방전 가스는 여기종이 진공 자외선을 방출하는 Xe이 포함된 가스를 사용하며, 필요에 따라, He, Ne, Ar, Kr 등의 불활성 가스를 더 포함하는 혼합 가스를 사용한다.
여기서 방전이 시작되게 하는 인가 펄스의 전압(즉, 방전 개시 전압)은 전극간 거리와 압력에 의하여 주로 결정된다. 글로우 방전에 있어서 효율적인 양광주(positive column) 영역을 충분히 이용할 수 있을 정도로 면광원의 방전 갭(전극 사이거리)이 충분히 길다고 가정하면, 방전 개시 전압은 다음과 같이 가스의 압력과 조성에 의하여 주로 결정된다.
Vf = Bpd / {ln(pd) + ln( A / (ln(1/γ + 1))}
A, B : 가스의 종류에 따른 상수
pd : 방전 기체 압력 x 방전 갭(거리)
γ : 음극면 표면의 이온에 의한 2차전자 방출계수
도 3a 내지 도 3e는 종래 기술의 면광원에 있어서의 방전 상태의 시간에 따른 변화를 도시한다. 유전층으로 보호된 전극 사이에 적정한 전압이 인가되면 도 3a와 같이 부분적인 방전이 시작되고, 상기 전압이 충분한 시간 동안 인가되면, 도 3b에 도시된 바와 같이 두 전극 사이에는 가는 띠 형상의 초기 방전 경 로(discharge path)가 형성된다. 초기 방전 경로가 형성된 이후 인가 전압이 증가되면 방전 경로가 전극사이 공간에서 수직 방향으로 확장되어진다(도 3c 참조). 확장되어진 방전 경로는 인접한 방전경로들과 합쳐지면서 방전 공간을 채워 균일한 전면방전을 형성하게 된다(도 3d 참조).
이러한 방전 과정은, (i) 전극 사이 전압인가로 방전 공간 내 전계 형성, (ii) 전계에 따른 하전입자들의 가속 발생, (iii) 타운젠트 방전 프로세스 진행, (iv) 하전입자 밀도가 높은 영역에서부터 중성가스의 플라즈마화 진행, (v) 전계 방향에 따른 초기 방전경로 형성, (vi) 플라즈마 내부 하전입자의 반대 극성 전극 쪽으로의 가속, (vii) 구동 전압 신호의 1 주기 종료 후 각 하전 입자는 전극 표면 위에 누적되어 벽전위(wall potential) 형성, (viii) 벽전위로 인한 벽전압(wall voltage) 형성, (ix) 이어지는 극성이 반전된 펄스에 의하여 반대편 전극에 전압이 인가, (x) 벽전압과 합쳐진 인가전압에 의하여 고 전계 형성의 단계들로 이루어지는 것으로 이해될 수 있다. 계속적인 인가전압의 극성 반전에 의하여 안정 상태의 전면 방전이 이어지게 된다.
그러나 도 3e에 도시된 바와 같이 종래 기술의 면광원은, 방전 수축 (Filamentation, Contracted state of glow discharge, Contraction)이 일어나기 쉽다는 문제점이 있었다. 즉, 예를 들어 인가 전력이 급격히 증가하거나, 방전기체 조건이 적절하지 않을 경우나, 방전 용기 자체의 구조에 의해 유도되는 불균일성 등에 의하여 도시된 바와 같이 국부적으로 방전이 집중되며, 급격한 방전 전류의 증가를 발생시킨다. 이러한 현상이 발생하면, 방전이 집약된 중심부의 휘도는 급격 히 증가하나, 전면에 걸친 균일한 광을 얻을 수 없다. 이 상태에서 인가전압을 증가시키면, 방전 영역의 폭은 미세하게 증가하나 급격한 방전 전류의 증가를 수반한다. 결국 이는 방전 모드의 변경으로 볼 수 있으며, 이러한 방전의 국부적인 집중은 플라즈마 불안정(Plasma instability) 현상에 의하여 발생되는 것으로 해석된다. 그 원인은 다양하나, 일반적으로 방전 공간상의 불균일한 하전입자 분포와 방전 공간의 국부적인 가열(Thermal instability in local area)을 그 주된 원인으로 볼 수 있다.
이러한 방전 집중 현상은, (i) 전자 밀도의 국부적인 증가, (ii) 전자 밀도가 증가한 부분에서 국부 저항가열 증가, (iii) 저항가열이 증가된 부분의 국부 기체 온도 상승, (iv) 국부 기체 온도 상승 영역에서의 입자 열운동 증가에 의한 중성 입자 수 감소, (v) 해당 영역에서의 E/N(단위 입자 당 전계) 강화에 의한 전자 가속의 증가 및 전자 온도의 상승, (vi) 전자 온도 상승에 의해 유도되는 전자 밀도 증가의 과정에 의해 진행되는 것으로 이해될 수 있다.
이러한 과정의 반복은 결국, 특정 영역의 전기력선을 중심으로 방전이 강하게 집중되는 결과를 가져오게 되고, 방전 수축에 의해 방전 모드가 변경되면, 전류가 급격히 증가하고 방전이 수축된 상태로 유지되어 균일한 전면 방전을 유도 할 수 없게 된다. 현재까지의 연구 결과에 의하면, 방전의 집중에 영향을 미치는 주요 인자는, 방전 개시 전압의 크기, 방전 기체의 조성 및 분압, 인가되는 구동 펄스의 주파수 및 듀티 비, 방전 공간의 단면 형상과 같은 구조적 변수 등이다.
또한 상술한 종래의 면광원에 대해서는, 방전 수축을 피하여, 방전을 패널 전면에 안정적으로 형성시킬 수 있는 아주 작은 범위의 특정 동작 마진 또는 동작 영역이 존재하나, 반복 재현이 힘들다는 문제점이 존재한다. 즉, 전압의 관점에서는 방전 개시 전압보다 크고, 방전 수축 전압 보다는 낮은 전압 범위에서 동작시켜야 하며(Vfiring < 정상구동전압 < Vcontraction), 방전기체의 조성에 있어서도 특정 기체(예를 들어, Xe의 함량)의 함량을 결정함에 있어 허용되는 소정의 범위가 존재하며, 방전 가스 압력, 인가전류, 인가전압의 주파수 및 듀티 비(Ton min < 동작 pulse 폭 < Ton contraction)에 있어서도 안정적인 동작이 가능한 소정의 범위가 존재하는데, 여러 변수가 특정 조건에서 일치될 경우에만 전면방전이 형성된다. 따라서 보다 안정적이고 효율적인 면광원을 얻기 위해서는 이러한 동작 범위를 더욱 넓힐 필요가 있다..
또한, 종래 기술의 면광원은 도 1에 도시된 바와 같이, 하판(20) 및 상판(10)의 표면에 형광체 층(18, 24)이 각각 형성되어 있다. 방전 공간에 형성되는 플라즈마로부터 방출되는 진공 자외선은 전 방향에 걸쳐 방사되므로, 상판(10) 내면에도 형광체 층(18)을 형성함으로써 진공자외선의 이용 효율을 극대화할 수가 있다. 그러나 높은 휘도 및 효율을 얻기 위해서는 상판(10)은 스스로 가시 광을 발생시켜야 할 뿐 아니라, 하판(24) 상면의 형광체 층(24)으로부터 발생된 가시 광을 최대한 투과시켜야한다. 그러므로 휘도와 효율을 고려하여 형광체 층의 두께 및 구조를 최적화하는 것이 필요하게 된다.
또한, 도 1에 도시된 종래 기술의 면광원(100)에서는 플라즈마에 인접하도록 하판(20)의 상면에 전체적으로 도포되는 형광체 층(24)이 열적 기계적 스트레스에 매우 취약하고, 박리되기 쉽다는 문제점이 존재하였다.
본 발명은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안정된 전면 방전을 유도하고 짧은 시간 내에 휘도 조절 등의 능동적 동작을 할 수 있어 구동 효율이 향상된 면광원 구조체 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 넓은 구동 마진 및 동작 조건을 확보하는 것이 가능한 면광원 구조체 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
나아가서, 본 발명은 형광체 층의 구조를 최적화하여 보다 높은 휘도 및 효율을 얻을 수 있는 면광원 구조체를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 형광체 층이 도포되는 하판의 표면 구조를 개선하여 형광체 층이 열 및 기계적 스트레스에 보다 강하고, 잘 박리되지 않도록 한 면광원 구조체를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상술한 면광원 구조체를 단위셀로 하여 하나의 기판위에 종-횡으로 반복 확장 배열로 대형화하는 동시에, 어느 영역이든 선택적인 발광 및 휘도 조절이 가능하도록 제작된 면광원 장치 및 그 구동 방법을 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 특징에 의한 면광원 구조체는, 투광성 재질의 상판; 상기 상판과 소정 간격으로 이격되는 하판; 상기 상판 및 하판 사이를 이격시켜 소정의 방전 가스가 소정 압력으로 채워진 방전 공간을 형성하는 격벽 부재; 상기 방전 공간을 둘러싸는 상기 상판의 내벽 면 및/또는 상기 하판의 내벽 면 중 적어도 일부의 영역에 도포된 형광체; 상기 방전 공간 내에 전계를 발생시켜 형성된 플라즈마에 의해 상기 형광체를 여기시킴으로써 가시 광을 방출하도록 상기 상판 또는 하판의 소정 위치에 패터닝되며, 소정의 구동 전압이 인가되는 한 쌍의 주 전극; 및 상기 상판으로부터 상기 방전 공간을 바라볼 때 상기 한 쌍의 주 전극 중 적어도 하나와 평행한 성분 및 상기 한 쌍의 주 전극을 가로지르는 성분을 갖도록 상기 하판 및/또는 상판의 소정 위치에 패터닝된 보조 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 보조 전극은 상기 상판 또는 하판의 내벽 면 또는 외벽 면에 형성될 수 있으며, 상기 보조 전극이 상기 상판의 내벽 면 또는 외벽 면에 형성되는 경우에는 상기 보조 전극은 광투과물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 보조 전극은 상기 상판을 바라보는 방향에서 관측할 때, 상기 방전 공간을 실질적으로 둘러싸도록 패터닝된 것일 수 있으며, 상기 보조 전극은 전체적으로 사각형, 사각형에 준하는 패턴 또는 원형으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 형광체는 상기 상판의 내벽 면상의 위치에 따라 불균일하게 도포된 것일 수 있으며, 예를 들어 상기 형광체는 상기 상판의 내벽 면상에서 서로 이격된 복수개 섬 구조(island structure)의 배열(arrary)을 이루도록 패터닝되어 도포된 것일 수 있다.
또한, 상기 하판의 내벽 면에는 상기 격벽 부재보다 낮은 높이의 복수 개의 미세 격벽들이 형성되고, 그 표면에 형광체가 도포되도록 함으로써 형광체층의 기계적 강도를 높이고 박리를 방지하며 표면적을 증가시킬 수 있다.
상기 상판 및 하판은 전체적으로 사각형, 변형된 사각형 또는 원형의 형상을 갖는 것일 수 있으며, 상기 방전 가스는 Xe을 포함하며, He, Ne, Ar 및 Kr 으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 가스를 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제2 특징에 따른 상술한 면광원 구조체를 구동하기 위한 방법은, 상기 한 쌍의 주 전극을 구성하는 제1 전극 또는 제2 전극과 상기 보조 전극 사이에 프라이밍 방전을 발생시키는 단계; 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 주 방전을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계에서는 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 상기 보조 전극 사이의 전위차를 두 전극 간의 방전 개시 전압 이상으로 하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 주 방전을 발생시키는 단계에서는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전위차를 방전 개시 전압 이상으로 하는 것을 특징으로 한다.
일례로, 상기 제1 전극에 소정 주파수 및 소정 듀티 비의 반복적 파형의 제1 전압을 인가하고, 상기 제2 전극에 상기 제1 전압의 파형과 최대 전압 구간이 중복되지 않는 반복적 파형의 제2 전압을 인가하며, 상기 보조 전극에 상기 제1 전압 파형 또는 제2 전압 파형과 동기화된 반복적 파형의 제3 전압을 인가할 수 있으며, 여기서 상기 제3 전압 파형의 펄스 전압의 크기는 상기 제1 전압 파형 또는 제2 전 압 파형의 펄스 전압의 크기와 동일한 것이 바람직하다.
대안적으로, 상기 제1 전극에 소정 주파수 및 소정 듀티 비의 반복적 파형의 제1 전압을 인가하고, 상기 제2 전극에 상기 제1 전압의 파형과 최대 전압 구간이 중복되지 않는 반복적 파형의 제2 전압을 인가하며, 상기 제1 전압 파형 및 제2 전압 파형에 의해 상기 보조 전극을 플로팅시킴으로써 상기 제1 전압 파형 및 제2 전압 파형 모두와 동기화된 반복적 파형의 제3 전압이 상기 보조 전극에 유도되는 것일 수도 있으며, 여기서 상기 유도되는 제 3 전압 파형의 펄스 전압의 크기는 상기 제1 전압 파형 및 상기 제2 전압 파형의 펄스 전압의 크기보다 작은 것이 바람직하다.
대안적으로, 상기 제1 전극에 소정 주파수 및 소정 듀티 비의 반복적 파형의 제1 전압을 인가하고, 상기 제2 전극에 상기 제1 전압의 파형과 최대 전압 구간이 중복되지 않는 반복적 파형의 제2 전압을 인가하며, 상기 보조 전극에 기저전압을 인가할 수도 있다.
또한 대안적으로, 상기 제1 전극에 소정 주파수 및 소정 듀티 비의 정극성의 펄스 또는 정극성 및 부극성의 교번적인 펄스를 갖는 파형의 제1 전압을 인가하고, 상기 제2 전극에 상기 제1 전압의 펄스와 동기화되고 반대 극성의 펄스를 갖는 파형의 제2전압을 인가하며, 상기 보조 전극에 상기 제1 전압 파형 및 상기 제2 전압 파형과 동기화된 정극성 또는부극성의 펄스를 갖는 파형의 제3 전압을 인가할 수도 있다.
또한 대안적으로, 상기 제 1 및 제 2 전극에 해당 전압파형들이 인가되기 전 에, 상기 보조 전극에 소정 패턴을 갖는 전압 파형이 인가되고, 상기 제 1 및 제 2 전극에 해당 전압파형들이 인가되는 중에 상기 보조 전극에 기저전압이 인가될 수도 있다.
여기서, 상기 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 펄스의 전압차, 상기 주파수, 및 상기 듀티비 중 어느 하나 이상을 변화시킴으로써 상기 면광원 구조체의 휘도를 조절할 수 있다.
또한 여기서, 상기 제1, 제2 및 제3 전압 파형은 구형파 또는 정현파일 수 있으며 상기 제1, 제2 및 제3 전압 파형은 50kHz 이하의 주파수를 가질 수 있다.
본 발명의 제3 특징에 따른 면광원 구조체는, 투광성 재질의 상판; 상기 상판과 소정 간격으로 이격되는 하판; 상기 상판 및 하판 사이를 이격시켜 소정의 방전 가스가 소정 압력으로 채워진 방전 공간을 형성하는 격벽 부재; 상기 방전 공간을 둘러싸는 상기 상판의 내벽 면 및 상기 하판의 내벽 면 중 적어도 일부의 영역에 도포된 형광체; 및 상기 방전 공간 내에 전계를 발생시켜 형성된 플라즈마에 의해 상기 형광체를 여기시킴으로써 가시 광을 방출하도록 상기 상판 및/또는 하판의 소정 위치에 패터닝되며, 소정의 구동 전압이 인가되는 한 쌍의 주 전극을 포함하며, 여기서, 상기 형광체는 상기 상판의 내벽 면상의 위치에 따라 불균일하게 도포된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제4 특징에 따른 면광원 구조체는, 투광성 재질의 상판; 상기 상 판과 소정 간격으로 이격되는 하판; 상기 상판 및 하판 사이를 이격시켜 소정의 방전 가스가 소정 압력으로 채워진 방전 공간을 형성하는 격벽 부재; 상기 방전 공간을 둘러싸는 상기 상판의 내벽 면 및 상기 하판의 내벽 면 중 적어도 일부의 영역에 도포된 형광체; 및 상기 방전 공간 내에 전계를 발생시켜 형성된 플라즈마에 의해 상기 형광체를 여기시킴으로써 가시 광을 방출하도록 상기 상판 및/또는 하판의 소정 위치에 패터닝되며, 소정의 구동 전압이 인가되는 한 쌍의 주 전극을 포함하며, 여기서, 상기 하판의 내벽 면상에는 상기 격벽 부재보다 낮은 높이의 복수 개의 미세 격벽들이 형성되고, 그 상부에 형광체가 도포된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제5 특징에 따른 면광원 장치는, 투광성 재질의 상판, 상기 상판과 소정 간격으로 이격되는 하판, 상기 상판 및 하판 사이를 이격시켜 소정의 방전 가스가 소정 압력으로 채워진 방전 공간을 형성하는 격벽 부재, 상기 방전 공간을 둘러싸는 상기 상판의 내벽 면 및 상기 하판의 내벽 면 중 적어도 일부의 영역에 도포된 형광체, 그리고 상기 방전 공간 내에 전계를 발생시켜 형성된 플라즈마에 의해 상기 형광체를 여기시킴으로써 가시 광을 방출하도록 상기 상판 및/또는 하판의 소정 위치에 패터닝되며, 소정의 구동 전압이 인가되는 한 쌍의 주 전극을 갖는 면광원 구조체; 및 상기 한 쌍의 주 전극을 구성하는 제1 전극 또는 제2 전극과 상기 보조 전극 사이에 프라이밍 방전을 발생시키고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 주 방전을 발생시키는 구동 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제6 특징에 따른 면광원 구조체는, 투광성 재질의 상판; 상기 상판과 소정 간격으로 이격되는 하판; 상기 상판 및 하판 사이를 이격시켜 소정의 방전 가스가 소정 압력으로 채워진 방전 공간을 형성하는 격벽 부재; 상기 방전 공간을 둘러싸는 상기 상판의 내벽 면 및 상기 하판의 내벽 면 중 적어도 일부의 영역에 도포된 형광체; 및 상기 방전 공간 내에 전계를 발생시켜 형성된 플라즈마에 의해 상기 형광체를 여기시킴으로써 가시 광을 방출하도록 상기 상판 및/또는 하판의 소정 위치에 패터닝되며, 소정의 구동 전압이 인가되는 한 쌍의 주 전극을 포함하며, 여기서, 두 개 이상의 서로 다른 중심 발광 파장을 갖는 형광체의 조합에 의하여 백색을 구현하되, 상기 내벽면상에는 상기 두 개 이상의 다른 색을 발광하는 형광체 중의 적어도 하나가 분리되어 별도로 도포되어 있는 영역이 존재하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제7 특징에 따른 면광원 장치는, 상술한 면광원 구조체를 복수 개 반복 배열한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제8 특징에 따른 면광원 장치는, 상술한 면광원 구조체를 단위셀로 하여 매트릭스 구조로 복수 개 배열시켜 구성되고, 각 단위셀에 형성된 제1 전극 및 제2 전극들은 열 또는 행별로 연결되어 각각 공통된 전극들을 형성하고, 하나의 단위셀의 제1전극은 이웃하는 단위셀의 제2전극보다 상기 이웃하는 단위셀의 제1전극에 가깝게 형성되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 각 단위셀에 형성된 보조전극들은 상기 공통된 전극들과 수직한 방향의 행 또는 열별로 서로 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명의 제9 특징에 따른 상술한 면광원 장치를 구동하기 위한 방법은, 상기 복수의 단위셀 중 선택된 단위셀에 프라이밍 방전을 발생시키는 단계; 및 상기 선택된 단위셀에 대해서 주 방전을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 주방전을 발생시키는 단계는 상기 선택된 단위셀 각각의 제1 전극 및 제2 전극에 소정 주파수와 소정 듀티비의 반복적 패턴을 갖는 전압 파형을 교번적으로 인가함으로써 이루어질 수 있으며, 상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계는 상기 선택된 단위셀의 각 보조 전극에 소정 패턴을 갖는 전압파형을 인가시키는 단계를 포함하는 것일 수 있다.
대안적으로, 상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계는 상기 복수의 단위셀 모두의 제1 전극 및 제 2 전극에 기저 전압을 인가시키는 단계를 포함하는 것일 수도 있다.
대안적으로, 상기 주 방전을 발생시키는 단계는 상기 복수의 단위셀의 제 1 전극 및 제 2 전극에 각각의 소정 주파수 및 소정 듀티비의 반복적 패턴을 갖는 전압파형들을 각각 인가시키는 단계를 포함할 수도 있으며, 여기서 상기 주방전을 발생시키는 단계는 상기 복수의 단위셀의 보조전극들 모두에 기저전압을 인가시키는 것이 바람직하다.
대안적으로, 상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계는, 상기 복수의 단위셀의 보조 전극들에 행별로 또는 열별로 순차적으로 소정 패턴을 갖는 제 1 전압 파형들을 인가시키는 단계를 포함할 수 있으며, 여기서 상기 제1 전압 파형이 인가되는 기간에 상기 제1 전압 파형이 인가되는 행 또는 열 내의 상기 선택된 단위셀의 제 1 전극 또는 제 2 전극에 소정 주파수 및 소정 듀티비의 반복적 패턴을 갖는 제2 전압 파형을 인가시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 소정의 시간 동안 상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계 및 상기 주 방전을 발생시키는 단계는 원하는 휘도레벨에 따라 복수회 수행되는 것일 수 있으며, 여기서 상기 소정의 시간은 1 TV 프레임 시간인 것이 바람직하다.
또한 대안적으로, 상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계는, 상기 선택된 셀의 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 제1 및 제2 전압 파형 모두와 동기화된 반복적 파형의 제3 전압이 상기 선택된 셀의 보조 전극에 인가시키는 단계를 포함하는 것일 수 있으며, 여기서
상기 선택된 단위셀 이외의 단위셀의 보조 전극에 기저전압을 인가시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 제10 특징에 따른 면광원 구조체는, 상기 보조 전극이, 서로 분리되고 상기 한쌍의 주전극을 구성하는 제1전극 및 제2전극과 평행한 성분을 각각 가지는 제1보조 전극 및 제2 보조 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 면광원 구조체는 상기 제1 보조 전극 및 상기 제2 보조 전극을 서로 연결시킴으로써 방전이 발생되고, 대응하는 상기 주전극에 상기 제1 및 제 2 보조 전극을 각각 연결시킴으로써 방전이 발생되지 않는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제11 특징에 따른 면광원 장치의 구동방법은, 상기 면광원 장치가 보조 전극이 분리된 상기 면광원 구조체를 단위셀로 하여 매트릭스 구조로 복수 개 배열시켜 구성되며, 상기 방법은 상기 복수의 단위셀 중 선택된 단위셀에 프라이밍 방전을 발생시키는 단계; 및 상기 선택된 단위셀에 대해서 주 방전을 발생시키는 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 선택된 단위셀 이외의 단위셀의 제1 보조 전극과 제2 보조 전극에는 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 전압 파형과 각각 동일한 형태의 전압 파형이 인가되는 것을 특징으로 한다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 면광원 구조체의 실시예를 설명하기 위한 개략도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예의 면광원 구조체(200)는, 상술한 종래 기술과 마찬가지로 상판(10), 하판(20), 상기 상판(10)의 내벽면에 형성된 한 쌍의 주 전극(X, Y)을 포함하여 이루어지고, 상기 하판(20)의 하면 상에 균일한 전면 방전을 얻기 위한 보조 전극(I)을 더 구비한다. 보조 전극(I)은, 상판(10)의 하면에 형성된 주 전극(X, Y)에 나란한 성분과 함께, 주 전극을 구성하는 제1 전극(X)과 제2 전극(Y) 사이를 가로지르는 성분을 갖는 것을 특징으로 한다. 보조 전극(I)은 하판(20)상 에 소정 패턴으로 형성될 수 있으며, 보조 전극(I)과 주 전극 사이의 거리(diy)는 양 주 전극(X, Y) 사이의 거리(dXY)에 비하여 가깝다.
도 5는 본 발명의 면광원 구조체(200)에서 사용되는 전극들의 평면상 구조를 예시한다. 구조체 외곽에서 소정의 밀봉 부재에 의해 방전 공간이 밀봉되고, 상판(10)에는 상하방향으로 서로 평행한 직선 형상의 주 전극 패턴(X, Y)이 형성되어 있다. 그에 대향하는 하판(20)에는 전체적으로 사각형 형상의 보조 전극(I)이 패터닝되어 있다. 보조 전극(I) 패턴은 방전 공간을 둘러싸도록 되어 있고, 특히, 두 개의 주 전극 패턴(X, Y)과 나란한 성분(P)인 좌변 및 우변 부분 그리고 상기 주 전극 패턴 사이를 가로지르는 성분(C)인 상변 및 하변 부분을 갖는다. 이러한 구조의 보조 전극을 부가함으로써, 면광원 전체에 걸쳐 균일하고 안정적인 방전을 유지하는 것이 가능하고, 방전 수축 현상의 발생을 현저히 억제할 수 있음이 본 발명자에 의해 관측되었다.
도 6은 본 발명의 면광원 구조체를 구동하기 위하여 사용되는 전압 파형의 한 실시예를 도시한다. 이하에서는 도시된 전압 파형의 작동을 설명한다. 보조 전극(I)과 제2 전극(Y) 사이에는 도시된 바와 같은 구동 파형을 이루는 구형파 펄스들에 의하여 방전 개시 전압 보다 높은 전압(Vi>Vfiring)이 인가된다. 면광원의 작동 초기에는 아직 벽전하 및 공간전하가 누적되어 있지 않은 상태이다. 도4에 도시된 바와 같이 보조 전극(I)이 하판(20)의 외측 면에 존재하는 경우라면 보조 전극(I)과 주 전극(Y) 사이의 전계 세기는 상대적으로 낮아질 수 있으나, 보조 전 극(I)과 주 전극(X, Y) 사이의 거리(diy)가 주 전극 사이의 거리(dXY)보다 짧고 고유전층 전압 강하 특성이 상대적으로 크기 때문에 비교적 낮은 전압에서 방전이 쉽게 개시되며, 이와 같이 보조 방전(D1)(또는 국부적 방전)이 개시된 후에는 방전 공간 내에 존재하는 프라이밍 입자에 의하여 주 전극(X, Y) 사이의 주 방전(D2)(또는 롱갭 방전 또는 전면 방전)이 보조 방전이 없는 경우에 비해 낮은 전압에서 효과적으로 유도된다. 본 실시예에 의하면, 이후에 주 전극(X, Y) 사이에 인가된 전압(Vx, Vy)에 의하여 전면 방전이 진행되고, 보조 전극(I)은 주 전극(X, Y) 중 어느 한 쪽의 전극(도면에서는 X 전극)과 동기화된 구형파 펄스(Vi는 Vx와 동일 크기의 전압이어도 무방)가 인가된다. 이러한 경우 초기에 보조 전극(I)과 제2 주 전극(Y) 사이에 보조 방전이 시작되면, 방전공간의 중성기체는 플라즈마화 되고, 이들이 주 전극(X, Y) 사이의 긴 방전 갭 사이로 확산함에 따라 긴 방전갭 사이에 프라이밍 효과를 주게 된다. 따라서, 주 전극(X, Y) 사이에 인가되는 전계를 보조 전극(I) 및 제2 주 전극(Y) 사이의 전계보다 강하게 형성시키면, 방전은 주 전극(X, Y) 사이의 방전으로 전이하게 된다. 즉, 방전 공간을 둘러싸고 그 외곽에 형성되어 있는 보조 전극(I)에 인가되는 구동 전압에 의하여 발생된 하전 입자들이 분포함에 따라 전면 방전이 안정적으로 확장되어, 주 전극(X, Y) 사이의 전계가 국부적으로 수축되지 않고 주전극 사이의 방전이 안정적인 글로우 방전으로 유지되도록 한다. 이와 같이 이러한 보조 전극과 그에 인가되는 구동 전압에 의하여 면광원 전체에 걸쳐 안정적인 방전이 가능한 범위를 넓게 확장시킬 수 있다.
도 7은 크기 80 x 80 ㎟, Ne-Xe 4%, 60Torr 의 테스트 패널에 대하여, 도 6에 도시된 바와 같은 구동 파형 중의 온 타임(Ton)을 1.5 us 로 고정시킨 상태에서 종래 기술의 면광원 구조체 및 본 발명의 면광원 구조체의 동작 특성을 비교한 실험 결과이다. 곡선 A1은 보조 전극이 없는 경우의 방전 수축 전압(V1)의 곡선이고, 곡선 A2는 본 발명의 면광원 구조체의 방전 수축 전압(V2)의 곡선이며, 곡선 A3는 본 발명의 면광원 구조체의 전면 방전 개시 전압(V3)의 곡선이고, A4는 본 발명의 면광원 구조체의 보조 방전 개시 전압(V4)의 곡선이다.
도 7 에 도시된 바와 같이, 종래 기술의 면광원 구조체의 경우에는, 약 15kHz 이하의 주파수 영역에서 약 1080V에서 방전 개시가 일어남과 동시에 바로 방전 수축이 일어나 동작 마진이 거의 없었으며, 주파수가 낮아질수록(즉, Toff가 증가할수록) 그 값이 서서히 상승하였다. 따라서 방전을 개시시키기 위하여 주 전극(X, Y) 사이에 높은 전압을 인가하면, 방전 개시와 동시에 방전 수축 현상이 발생한다. 즉 전면에 걸쳐 균일한 글로우 방전이 형성되지 못하고, 방전 개시와 함께 저 효율, 고 전류(High current) 모드의 방전으로 전이가 된다. 결국, 실험에 사용된 종래 기술의 면광원 구조체에서는 주파수로 환산하여 약 50 kHz 이하의 범위에서 대부분 균일한 전면 방전을 얻을 수 없음이 관측되었다. 이러한 결과는 실험에 사용된 종래 기술의 면광원 구조체의 경우 방전이 개시되는 시점에서부터 방전이 강하게 집약되기 때문이며, 이러한 현상은 방전 개시전압이 방전의 수축 현상을 발생시키는 전압보다 높거나 거의 같기 때문인 것으로 이해된다. 또한 주전극 사이에 교번 전압 파형만을 인가하는 종래 기술에 의하면 특정 압력 조건이나 특정 구동 펄스 조건 등을 변화시켜도 안정적인 글로우 방전을 반복적으로 형성하는 동작 마진영역이 관측되지 않았다.
그러나 도 7 에 도시된 바와 같이, 다른 조건을 위와 동일하게 하고 본 발명의 면광원 구조체를 사용한 경우에는, 주 방전 개시 전압(V3)이 종래 기술의 경우에 비하여 매우 낮아졌으며, 방전 수축이 발생되기 시작하는 전압(V2)과의 차이가 주파수가 감소할수록 커지는 현상이 관측되었다. 즉, V3에서 안정된 전면 방전이 형성되고, 주전극간 방전이 V2에 도달할 때까지 전면방전을 유지하여 V3에서 V2까지의 안정적 동작 마진을 갖게 된다. 따라서 본 발명의 면광원 구조체를 사용할 경우, 안정된 전면 방전이 형성될 수 있는 동작 범위가 크게 증가하였다. 한편 구동펄스의 주파수가 높은 경우(그래프의 좌측)에는 방전 수축 전압이 낮아져, 정상 동작이 가능한 범위가 관측되지 않았다. 대략, 턴 온과 동시에 방전 수축이 발생하는 구간은 1.5㎲ 온 타임의 구동펄스를 인가한 경우(도 7)에는 약 17kHz 이상에서 발생함이 관측되었다. 구동펄스의 폭이 넓은 경우에서는 전류인가 시간이 더 길어지므로 더 많은 전력이 방전 공간에 집중되어 방전 수축 현상이 더 낮은 전압과 더 낮은 주파수에서 시작될 것으로 추정된다.
따라서 본 발명의 면광원 구조체를 사용할 경우, 충분히 낮은 전압에서 방전의 개시를 유도하면서 안정된 전면 방전 효율적으로 유지할 수 있는 동작 조건 범위가 넓어지게 된다. 이는, 방전 공간의 외곽 형상을 따라 방전 공간을 둘러싸고 형성된 보조 전극에 의하여, 방전이 유지되는 기간 동안 방전 공간의 전계 분포를 변화시켜 방전 공간 내에 균일한 전계가 형성되도록 한 결과에 따른 것으로 추정된다. 도 7에 이러한 안정적인 전면 방전이 가능한 면광원 구조체의 동작 범위(AG)를 표시하였다.
도 4에 도시한 본 발명의 실시예에서 더욱 휘도 및 효율을 증가시키기 위하여, 종래 기술과 같이 상판(10) 전면에 균일한 두께로 형광체를 도포하지 않고, 위치에 따라 부분적으로 도포된 형광체 층(118)을 형성하였다.
우선 상판(10)의 형광체 층 두께를 최적화하기 위하여, Ne-Xe 4%, 80Torr 조건으로 제작된 테스트 패널에 대하여 1kV, Ton/Toff: 2/120㎲ 의 구형파 펄스를 인가하고, 상판(10)의 형광체 층의 두께별로 상대적 휘도를 조사하였다. 본 실험에 사용된 형광체는 다음과 같다.
종류 상대효율 잔광시간
(Y,Gd)BO3:Eu 1.8 9ms
Zn2SiO4:Mn 1.0 14ms
BaMgAl14O23:Eu 1.5 1ms 이하
이들의 입경은 대략 2~6 ㎛ 정도이다. 실험 결과, 입경과 유사한 범위인 약 6㎛ 정도에서 휘도가 높게 나타났으며, 이는 형광체 층의 두께가 충분히 얇아 하판에서 형성된 가시 광을 많이 투과시키기 때문인 것으로 이해된다. 결국, 상판(10)에 형성되는 형광체 층은 하판(20) 상의 형광체 층에서 발생된 가시 광을 전면으로 투과시키는 동시에 스스로의 발광도 이루어져야 하므로 지나치게 두꺼우면 오히려 좋지 않고 단일 입자 층을 형성할 정도의 두께가 적당한 것으로 보인다.
상판(10)의 형광체 층 구조의 개선을 통하여 더 높은 휘도 및 효율을 얻기 위하여, 종래 기술과 달리 전면에 균일한 두께의 형광체 층을 도포하지 않고, 두께 6㎛ 정도의 전면 형광층막을 스크린 인쇄방법으로 도 8에 도시된 바와 같은 소정 패턴으로 형성하였다. 스크린 인쇄 공정 진행 시, 작은 사출량을 통하여 최대한 단일 입자 정도의 두께를 갖는 층을 형성하도록 하여 패널을 제작하였다. 아래의 표에서는 도 8에 도시된 패턴에 의하여 상판(10)에 형광체 층(118)을 형성한 결과와 상판(10)에 형광체 층을 형성하지 않은 경우의 실험 결과를 나타낸다.
휘도 (cd/m2) 효율 (lm/W) 전류밀도 (mA/cm2) 전압 마진
상판+하판에 형광체 층을 형성한 경우 2000 40 1.25 60 V
하판에만 형광체 층을 형성한 경우 850 18 1.24 40 V
상기 표에 개시된 바와 같이, 상판(10)의 형광체 층의 두께 및 구조를 최적화한 결과, 상판(10)에 형광체 층을 형성하지 않은 경우에 비하여 2배 이상 높은 휘도 및 효율을 얻을 수 있었다. 이 경우 형광체 층(118)의 패턴은 도 8에 도시된 바와 같은 패턴에 한정되지 않으며, 예를 들어 원 모양의 패턴들이 부분적으로 중첩되는 경우와 같이, 형광체의 기판상의 위치에 따라 불균일하게 형성되어도 무방하다는 점은 당연하다.
도 9는 하판(20) 상의 형광체 층의 열적 기계적 강도를 증가시키고 박리 현상을 방지하기 위해 하판(20) 표면 구조를 개선한 실시예를 도시한다. 실시예에서는, 하판(20) 상에 이미 존재하는 격벽(30) 보다 낮은 높이를 갖는 복수개의 미세 격벽(126)을 하판(20)의 표면에 형성하고, 그 상부에 반사막 층(22) 및 형광체 층(124)을 형성하였다. 그 결과, 형광체 층(124)의 열적 기계적 강도가 보강되었을 뿐 아니라, 표면적이 넓어져 더욱 높은 휘도 및 효율을 얻을 수 있게 되었다.
도 10은 본 발명의 면광원 구조체에 사용되는 주 전극 패턴의 변형례를 예시한다. 주 전극 패턴(X, Y)은 반드시 직선 패턴일 필요는 없으며, 곡선, 구부러진 직선 등 다양한 변형이 가능하며, 상판 및 또는 하판이 조명 기구에서와 같이 원형으로 형성되는 경우라 하더라도 반드시 원형의 패턴을 가질 필요도 없다.
도 11은 본 발명의 면광원 구조체에 사용되는 보조 전극 패턴의 다양한 변형례를 도시한다. 본 발명의 면광원 구조체에 있어 보조 전극(I)의 패턴 형상은 반드시 직선 패턴일 필요가 없으며, 서로 대향하는 주 전극(X, Y) 중 어느 하나와 평행한 성분 및 주 전극(X, Y) 사이를 가로지르는 성분(도 5에서 보조 전극(I)의 수평 방향 패턴 부분에 해당)을 갖고, 주 전극(X, Y) 사이에 형성되는 방전 공간 외곽의 적어도 일부를 둘러싸도록(이 때, 반드시 방전 공간을 완전히 둘러싸서, 폐쇄 루프를 형성하고 있어야 할 필요도 없다) 되어 있으면 족한 것이다. 여기서 주 전극 중 어느 하나와 평행한 성분은 주로 방전 개시 과정에 관여하며, 주 전극 사이를 가로지르는 성분은 주로 방전의 균일화에 기여하여 방전 수축을 억제하는 작용을 한다. 이러한 작용을 할 수 있는 한, 보조 전극(I)은 전체적으로 반드시 사각형의 패턴을 가질 필요도 없으며, 도 11에 도시된 바와 같이, 부분적으로 또는 전체적으로 곡선의 형태를 갖거나, 격자 상으로 형성되거나, 소정의 다각형 형상을 갖거나, 구부러진 성분을 포함하거나, 하판 상의 소정 면적을 차지하도록 내부가 채워진 다각형 형상 등으로 다양하게 변형될 수 있다. 또한, 상기 보조 전극(I)은 후술하는 바와 같이 둘 이상으로 분리되어 형성될 수도 있으며, 이 경우에 분리된 보조 전극들은 서로 대칭적이거나 비대칭적으로 형성될 수도 있다.
도 12 내지 도 15은 본 발명의 주 전극 및 보조 전극 형성 위치의 다양한 변형례를 도시한다. 도 12에 도시된 바와 같이, 주 전극(X, Y)이 하판(20)의 내벽 상에 위치하고, 보조 전극(I)이 상판(10)에 형성될 수도 있으며, 도 13에 도시된 바와 같이, 두 개의 주 전극(X, Y)이 각각 상판 (10) 및 하판(20)에 따로 형성되고, 보조 전극(I)이 상판(10) 또는 하판(20)의 어느 한 쪽에 배치된 구조를 가질 수도 있다. 나아가서 보조 전극(I)의 위치도 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 상판(10) 또는 하판(20)의 외벽이 아닌 내벽 상에 위치하도록 구성될 수 있고, 도시하지는 않았지만, 보조 전극(I)은 상판이나 하판 상이 아닌 측벽 상에 선형의 도체 패턴을 이용하여 적절히 배치될 수 있다. 뿐만 아니라 두 개의 주 전극 (X, Y)이 하나의 방전 공간을 이루는 격벽(30)중 마주보는 두 격벽(30)의 내벽에 각각 형성 되고 동시에 보조전극(I)이 상기 도 12 및 15에서와 같이 상판(10) 및 하판(20)내부 및 외부에 형성될 수 있다. 다만 주 전극이 상기 언급한 바와 같이 격벽 내벽에 형성되는 경우에는 상기 유전체층(16)이 주 전극표면위에 도포됨은 당연하며, 보조 전극(I)이 도 15에 도시된 바와 같이 상판(10)의 내벽 상에 형성되는 경우에는 셀 외부로 방출되는 가시광(5)을 차단하지 않도록 상기 보조 전극(I)은 광투과 물질로 이루어진 투명한 전극인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 면광원 구조체에서는, 내부의 방전 공간에 형성되는 플라즈마에 의하여 내벽의 형광체, 노출된 유리 기판 표면, 전극 표면이나, 전극을 덮고 있는 유전체 층 표면이 손상되는 것을 방지하기 위하여 산화마그네슘(MgO) 등의 재질로 된 보호막을 형성할 수 있다. 이러한 보호막은 상판(10) 및/또는 하판(20)의 방전 공간에 인접할 면에 전면 코팅될 수도 있으며, 필요에 따라서 국부적으로 코팅하여 형성할 수도 있다. 이러한 보호막의 형성에 의하여 면광원 구조체의 수명을 연장시킬 수 있으며, 2차 전자의 방출을 촉진시켜 방전의 안정화에도 기여할 수 있게 된다.
면광원 구조체에 사용되는 형광체는 적색, 청색 및 녹색 등 서로 다른 중심 파장의 발광 특성을 갖는 혼합 형광체로서 고연색성의 백색을 얻도록 한 것이 일반적이나, 각각의 형광체 파우더의 비중과 입자 크기가 상이하여, 후막으로 형성할 경우 침전 및 불균일 혼합 현상에 의하여 좋은 색 순도를 얻지 못하는 문제점이 존재한다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 특히 하판 상에 후막으로 도포되는 형광체 층(24)을 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 형광체 영역으로 각각 분리하여 반복적 패턴으로 도포하고, 이들의 혼색에 의하여 백색을 구현하는 것도 가능하다. 도 16a 및 도 16b는 본 발명의 하판 RGB 형광체 패턴의 다양한 실시예를 도시한다. 이와 같이 형광체 층을 구성할 경우, 기존의 전면 도포된 혼색 형광체 내에서 녹색(G) 형광체의 침전에 의해 발생하는 색 순도 저하 등의 문제점을 개선할 수 있다. 또한 상기 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 형광체 영역의 넓이를 서로 다르게 함으로써 구현되는 백색광의 색온도를 적절히 조절할 수도 있다.
이 경우, 각각의 형광체 영역 사이에, 적당한 높이의 격벽을 형성하는 것도 가능하며, 침전이 문제가 되는 색의 형광체를 제외한 다른 형광체들은 혼합하여 혼색 형광체로 만들어 적절한 패턴에 의하여 도포하고, 제외된 색의 형광체만을 별도의 패턴으로 따로 도포하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 면광원 구조체의 구동 방법으로서는 도 6에 예시된 전압 파형 이외에도 다양한 변형이 가능하다.
도 17 은 본 발명의 면광원 구조체를 구동하기 위하여 사용되는 전압파형의 다른 일 실시예가 도시되는데, 이 경우에는 도 6에 도시된 바와 같은 구형파가 아닌 반파 정류된 정현파의 형태가 예시되어 있으며, 파형 그 자체는 삼각파나 램프파 등 얼마든지 달라져도 무방하다.
도 18 내지 도 21에서는 본 발명의 면광원 구조체를 구동하기 위하여 사용되는 전압파형의 또다른 일 실시예들이 도시된다.
도 18에 도시된 실시예에 따르면, 보조 전극(I)에는 주전극(X, Y)에 교번적으로 인가되는 구형파 모두와 동기되는 형태의 구형파가 인가되고 있다. 본 실시예는 보조 방전을 위한 전압차이를 주 방전 전압 펄스에 의해 유도된 전위차로 인가하는 방식, 즉 보조전극을 플로팅(floating)시켜 전압차를 유도하는 방식(이하, “플로팅 방법”이라고도 한다)에 해당한다. 본 실시예와 같이 보조 전극(I)를 플로팅시킨 다음 주 전극에 소정 패턴의 펄스 전압을 인가하면, 마주보는 보조전극에는 주 전극 중 하나의 펄스 전압에 의한 정전 유도에 의하여 전위차가 유도되고, 이렇게 유도된 전위차로 인하여 주 전극 중 다른 하나와의 사이에 보조 방전(D1)이 발생하게 되는데, 이후에는 동일한 펄스를 인가하더라도 주 전극 사이의 전면 방전(D2)으로 성장하게 된다.
도 19에 도시된 실시예에 따르면, 보조 전극(I)을 그라운드 상태로 유지시키 고 주전극사이에 전압 펄스를 인가하고 있다(이하 “그라운딩 방법“이라고도 한다). 본 실시예에 따르면 마주한 보조 전극의 그라운드 레벨과 주전극 사이에 인가된 전압펄스에 의한 전압차이로 초기에는 보조 방전이 발생하고(D1) 이후에 전압이 증가하면 보조 방전이 전면방전(D2)으로 확장된다.
도 20a 및 도 20b에는 주전극(X, Y) 및 보조 전극(I)에 인가되는 전압파형들이 모두 동기화되는 실시예가 도시되나, 도 20a에 도시된 전압 파형은, 주전극(X) 및 보조 전극(I)에 인가된 전압파형들은 각각 Vx 및 Vi의 크기를 갖는 정극성의 펄스 파형들인 반면, 주전극(Y)에 인가되는 전압파형은 Vy의 크기를 갖는 부극성의 펄스 파형이라는 점이 도 6에 도시된 실시예와 다르다. 또한 도 20b에 도시된 전압 파형은 주전극들에 정극성과 부극성의 펄스 파형들이 교번적으로 인가되는 점이 도 20a에 도시된 전압 파형과 다르다. 도 20a 및 도 20b에 도시된 바와 같은 바이폴라형의 전압 파형들은, 도 6에 도시된 전압 파형 보다 작은 크기를 갖는 펄스를 인가할 수 있다는 장점을 가진다.
또한 도 21에 도시된 실시예에 따르면, 주전극(X, Y)에는 도면에 도시된 바와 같은 펄스들이 교번적으로 인가되기 전에, 보조 전극(I)에는 소정의 전압 파형이 미리 인가된다. 도 21에 도시된 바와 같은 실시예에 따르면, 주전극 사이에 구동펄스들이 인가되기 전에 보조전극과의 사이에 보조방전(D1)이 발생하고 그 이후에는 보조전극은 그라운드 레벨로 유지됨과 동시에 주전극 사이의 구동펄스들에 의한 전면방전(D2)이 발생된다. 이 경우 주전극(X, Y)에는 도 20a 나 도 20b에 도시 된 바와 같은 바이폴라(bipolar) 형태의 전압 파형들이 인가되어도 무방하다.
당업자라면 도 17 내지 도 21에 도시된 바와 같은 전압파형들 이외에도, 보조전극(I)과 주 전극(X 및/또는 Y) 사이에 프라이밍 방전을 발생시켜 주 전극들(X, Y) 사이의 긴 갭에 프라이밍 효과를 줄 수 있다면, 어떠한 전압 파형도 사용할 수 있음을 이해할 것이다.
한편, 본 발명의 면광원 구조체 내에 발생하는 방전의 전압 특성은 상기 실시예들의 보조 전극의 전압 인가/비인가 방식에 따라 변하게 되며, 또한 방전 전압의 값은 방전기체의 조건이나 보조 방전의 갭에 따라서도 달라지게 된다. 본 발명자들의 실험 결과에 의하면 Ne-Xe 4%, 140 Torr 정도의 조건에서는 도 6에 도시된 구동 파형을 사용하는 경우에는 전면방전이 안정적으로 발생하나, Ne-Xe 18%, 100 Torr 정도의 조건에서는 도 17에 도시된 실시예에 의한 구동방법이 보다 안정적이라는 것을 확인하였다. 따라서 당업자라면, 이러한 특성을 적절히 활용하면 주전극 사이에 인가되는 전압의 특정한 영역내에서 보조 방전에 따라 전면방전의 발생유무를 조절할 수 있다는 점을 이해할 수 있을 것이다.
수은을 활용하는 종래의 면광원들은 수은의 증기압으로 인하여 실제 방전 전압 펄스 인가 후 수초 정도의 가시광 생성 지연 시간을 가지며, 또한 초기 기동 후 수은 증기압이 일정해지는 기간까지 예열되어야 하며, 영상 신호를 디스플레이하는데 사용되는 경우에는 그 이후에도 광원 자체를 디스플레이 하고자 하는 영상신호에 따라 짧은 시간(예를 들면 1 TV 프레임, 약 16.67ms) 내에 끄거나 혹은 인가 전력을 가변시키면서 구동하기가 매우 어렵다. 반면, 본 발명에 따른 면광원 구조체 는 Xe를 포함하는 혼합기체의 방전을 활용하기 때문에 방전 전압 펄스의 인가에 따라 수백 나노 초 이내의 가시광을 방출할 수 있는 빠른 응답속도를 갖는다. 도 22는 본 발명에 따른 면광원 구조체를 사용하는 경우 방전 전압 파형(221)과 이에 따라 발생되는 방전 전류(222), IR의 파형(223) 및 가시광의 파형(224)을 나타내는 도면이다. 도 22의 방전 특성을 참조하면, 전압펄스가 인가된 후 약 400나노 초 정도에서, 형광체를 여기시키는 진공 자외선(147nm)의 존재를 증명하는 약 830nm의 IR 파장의 광선(223)을 확인할 수 있으며, 이후 일 마이크로 초 이내에 약 480nm의 블루 파장의 가시광(224)이 방출되어짐을 확인할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 면광원 구조체의 상술한 바와 같은 특성을 활용하면, 예를 들면 TV 영상 신호에 따라 매 TV 프레임 시간별로 인가전력을 가변시켜 휘도 수준을 능동적으로 조절할 수 있게 된다. 또한 백라이트에 이용되는 램프의 휘도를 TV 영상 신호에 따라 낮추고, 대신 액정의 투과율을 높인다면 전면에서 얻어지는 휘도는 동일한 레벨로 유지시키면서 대신 저계조(low gray scale level)의 표현력이 개선될 수 있으며, 암실 콘트라스트 비(dark room contrast ratio)가 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
이하에서는 상술한 바와 같은 인가 전력 변화를 통한 휘도 조절(이하, ‘디밍(dimming)'이라고도 한다)의 방법을 도 23 내지 도 25를 참조하여 자세히 설명한다.
도 23a 및 도 23b는 구동 펄스의 전압을 변화시켜 휘도를 조절하는 방법의 일례를 도시하는 도면이다.
본 발명에 따른 면광원 구조체는, 도 23a에 도시된 바와 같이 단일 주파수와 단일 전압 펄스 폭에서 전압 레벨을 변화시켜 구동시키는 경우에는 휘도 조절이 가능하다. 전압 레벨을 1.9kV에서 2.5kV까지 변화시키며 휘도와 방전 효율을 측정한. 실험 결과를 도 23b의 곡선들(231, 232))로 나타났으며, 이때의 소비 전력은 아래의 표에서 보는 바와 같았다.
비교 휘도(cd/m2) 효율(lm/W) 소비전력(W)
전면휘도 최저 1120 50 0.45
전면휘도 최고 8150 43 3.7
비율(%) 13.7 - 12.2
도 23b 및 위의 표에서 알 수 있듯이 본 발명의 면광원 구조체를 사용하면, 전면 방전의 최저 휘도를 약 14% 이상의 디밍율(최저 휘도 대비 최고 휘도의 비율)로 조절이 가능함을 알 수 있다. 상술한 바와 같은 구동 펄스의 전압차를 이용한 휘도 조절 방법은, TFT-LCD TV에서도 TV 영상에 따라 다르게 능동적으로 계조 표현력을 향상시키는데 사용될 수 있다. 또한 휘도 조절이 가능하게 되면, 액정의 느린 응답속도로 인하여 발생되는 동화상 왜곡이나 누설되는 백라이트에 의한 콘트라스트 비의 저하 등의 문제점도 감소시킬 수 있다. 또한 영상 신호의 밝기 레벨에 따라 발광량을 조절할 수 있으므로 자연히 소비되는 전력을 감소시켜 에너지 효율을 극대화시킬 수 있게 된다.
도 24a 및 도 24b는 구동 펄스의 인가 개수의 조절을 이용한 휘도조절의 일례를 도시한다.
본 발명의 면광원 구조체의 구동간 인가되는 전압 펄스의 주기는 약 40 ~ 200 마이크로 초 이내인 것이 바람직한데, 이러한 주기는, 예를 들어 하나의 TV 영상 신호의 정지 프레임 주기가 16.67ms인 경우라면 이의 약 1/400 내지 1/80 이상 의 짧은 시간에 해당한다. 따라서, 특정 휘도 레벨이 정해지는 하나의 정지 영상 프레임에 대하여, 구동 펄스가 인가되는 숫자를 줄이거나 늘이는 방법을 활용하면 휘도 조절이 가능하게 된다. 도 24a에 도시된 바와 같이 전체 구동 시간에 대하여 고정된 전압레벨과 고정된 펄스폭에 대하여 주파수 변동, 즉 펄스 인가 수를 변화시키며 휘도와 방전 효율을 측정한 실험 결과를 도 24b의 곡선들(241, 242)로 나타났으며, 이때의 소비 전력은 아래의 표에서 보는 바와 같았다.
비교 휘도(cd/m2) 효율(lm/W) 소비전력(W)
전면휘도 최저 2180 60 0.73
전면휘도 최고 8700 22 7.5
비율(%) 25 - 10
도 24b 및 위의 표에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 면광원 구조체를 사용하면 최소 16kHz부터 최대 22kHz까지의 주파수 조정을 통하여 디밍율이 약 25% 정도로 변화될 수 있음을 알 수 있다. 주파수 조정은, 예를 들면 도 24a에 도시된 바와 같이 1 TV 정지 영상 프레임인 16.67ms 동안에, 앞단의 수 밀리 초 동안에는 많은 수의 펄스를 인가하고 후단의 수 밀리 초 동안에는 펄스 수를 줄이는 방법을 사용할 수도 있는데, 이 경우에는 인가되는 펄스의 총 개수로 휘도 레벨을 조정할 수 있음을 알 수 있을 것이다.
또한 만약 TV 영상 신호와 같이 동기화되어 구동된다면, TV 영상 신호내에는 일정 부분에 휴지 기간이 존재하기 때문에 실제 구동 펄스의 개수 조정을 통한 디밍율은 보다 증대될 수 있다. 구동 펄스 개수의 조절을 이용한 휘도 조절 방법 역시 낮은 휘도 레벨의 정지 영상에 대해서는 광원에 인가되는 전력을 감소시켜 소비전력을 획기적으로 감소시키고 또한 TV 영상의 품질을 높일 수 있게 된다.
도 25a 및 도 25b는 구동 펄스의 주파수를 고정한 상태에서의 폭, 즉 듀티 비(duty ratio) 변경을 이용한 휘도조절의 일례를 도시한다.
본 발명의 면광원 구조체의 구동간 인가되는 전압펄스의 폭은 약 1.5.마이크로초에서 수 마이크로 초까지 변경이 가능한데, 정해진 시간 동안에 구동 펄스의 주파수를 고정한 상태에서 폭이 증가되면 1회 기체 방전에 인가되는 전력이 증가하게 되어 방전의 세기가 강해지게 되고, 따라서 이렇게 발생된 방전의 세기의 변화에 따라서 발생되는 휘도를 조절할 수 있게 된다. 도 25a에 도시된 바와 같이 구동 펄스의 폭을 변화시켜 휘도와 효율을 측정한 실험 결과를 도 25b의 곡선들(251, 252)로 나타났으며, 이때의 소비 전력은 아래의 표에서 보는 바와 같았다.
비교 휘도(cd/m2) 효율(lm/W) 소비전력(W)
전면휘도 최저 2450 51 0.96
전면휘도 최고 7960 29 5.3
비율(%) 30 - 18
도 25b 및 위의 표에서 알 수 있듯이, 본 발명의 면광원 구조체를 사용하는 경우 구동 펄스의 주파수를 고정한 상태에서 폭을 1.5.마이크로초에서 2.4.마이크로초까지 변화시키면, 디밍율이 약 30%정도로 변화될 수 있음을 알 수 있다. 상술한 바와 같은 휘도 조절 방법은, 하나의 TV 프레임내에서 혹은 각 TV 프레임마다 펄스 폭을 변경시킴으로써 달성될 수 있기 때문에, 이를 이용하면 광원에 인가되는 전력을 감소시켜 소비전력을 획기적으로 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 저계조 표현 능력을 증대시켜 TV 영상의 품질을 높일 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따른 휘도조절 방법은 상술한 바와 같은 구동 펄스의 전압 변화, 구동 펄스의 인가 개수 및 구동 펄스의 폭의 변화를 이용하는 방식을 모두 사용하거나 부분적으로 혼합하여 하나의 TV 프레임 내 혹은 각 TV 프레임마다 다르도록 변경시킴으로써 휘도 및 소비 전력을 조절할 수도 있음은 자명하다. 또한, 상술한 구동 방법 및 디밍 방법에 대한 실시예들에 사용되는 전압 파형들은 모두 사각 펄스 파형을 예시하였으나, 상술한 바와 같이 정현 펄스형, 반파 정류된 정현 파형, 및 양극과 음극이 교번하는 바이폴라형, 계단형 및 톱니형에 대해서도 동일하게 적용할 수 있다.
상술한 본 발명에 따른 면광원 구조체들은 복수 개 배열되어 용이하게 대형화 될 수 있는데, 대형 면광원을 구현하기 위하여 상술한 면광원 구조체들을 단위 셀 구조로 활용하면 멀티셀 구조의 면광원을 구성할 수 있다. 도 26a 및 도 26b에서는 대형 면광원을 구현하기 위하여 단위 셀 구조의 면광원 구조체를 복수개 배열(2 X 2)한 경우의 상판 및 하판상의 전극 배치를 개략적으로 도시한다. 각각의 단위 셀인 면광원 구조체는 대형의 기판을 사용하여 구획함으로써 동시에 형성될 수도 있으며, 각각이 별개로 제작된 후 결합될 수도 있다. 결합을 위하여 접착제나 수지(resin) 등의 공지된 결합 수단이 다양하게 사용될 수 있음은 자명하다.
도 27는 본 발명의 일실시예 따른 면광원 구조체가 3 X 3 매트릭스(행렬)구조로 구성된 멀티셀 면광원 장치의 구체적 일례를 도시한다.
도 27을 참조하면, 본 발명에 따른 면광원 장치는, 인접한 셀과 세로(또는 가로)로 연결되어 공용되는 방전을 위한 한 쌍의 주 전극(X1, Y1)과, 각 셀마다 형 성되는 동시에 인접한 가로줄(또는 세로줄)로 연결된 보조전극(I)을 포함하여 이루어지며, 주 전극(X2, Y2)의 제 1 전극(X2) 및 제 2 전극(Y2)은 이웃하는 주 전극(X3, Y3)의 제 1 전극(X3) 및 이웃하는 주 전극(X1, Y1)의 제 2 전극(Y1)과 각각 인접한 형태가 바람직하다. 각각의 단위 방전 셀(영역)(271)은 방전 영역을 제한하는 격리벽(스페이서)에 의하여 그 영역이 구분되며, 각 격리벽은 상판을 형성한 기판과 하판을 형성하는 기판 사이에 일정한 방전 공간을 형성하여 방전 공간을 확보한다. 이러한 격리벽은 인접한 방전 영역을 구분하지만 기체 입자 단위의 스케일에서는 공극이 존재하도록 설계하여 진공 가열 배기 처리 및 방전 기체 주입시에는 모든 셀이 동일한 조건의 방전 기체 환경을 갖도록 할 수도 있다. 격리벽의 형상은 단면으로 보았을 때 가시광의 출구 방향은 폭이 좁고 바닥면은 넓은 사다리꼴 구조로 형성하고 형광막을 도포하면 측면 활용도 및 가시광 반사율의 향상이 유도될 수 있다.
상술한 바와 같은 면광원 장치에 따르면, 공통된 주전극이 격리벽 주변에서 주전극 사이의 방전 갭(X-Y사이의 거리)이 커지도록 도시된 바와 같이 굴곡 구조로 형성하거나, 유전층 장벽의 두께를 다르게 하여 방전 간 격리벽으로 발생하는 플라즈마 손실을 감소시켜 효율을 증가시키는 동시에 인접한 방전 영역간 방전 교란의 가능성을 감소시킬 수 있다. 상술한 바와 같은 방전 특성을 갖는 기본 구조를 하나의 단위 셀로 이용하여 도시된 바와 같이 가로-세로(종 및 횡)의 행과 열의 구조로 반복 배치하여 하나의 기판 위에 여러 개의 기본 구조 셀이 반복 배치되어 대형 면 광원을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 멜티셀 구조의 면광원을 구성하는 단위 셀(단위 램프) 각각의 전면 방전은, 상술한 바와 같이, 보조 전극에 의한 방전이 발생한 경우와 그렇지 않은 경우에 대하여 다른 전면 방전 전압 특성을 갖게 된다. 즉, 방전 갭의 거리가 긴 전면 방전의 경우 보조 전극에 의한 보조 방전이 발생하지 않은 경우에는 방전 개시 전압이 높아지게 되나, 보조 방전이 발생한 셀의 경우에는 프라이밍된 하전 입자와 유전층 장벽에 의한 벽전하 등이 존재하여 중성 기체 상태에서의 긴 갭 방전 보다 낮은 방전 개시 전압에서 방전이 시작되게 된다.
도 28은 보조 전극에 인가된 전압이 높아짐에 따른 주전극 사이의 전면 방전이 시작되는 전압의 변동 결과를 측정한 그래프이다. 방전 수축 전압(V281), 전면방전 전압(V282) 및 보조 방전 전압(V283)의 곡선들(281, 282, 283)이 각각 도시되어 있다. 도 28을 참조하면, 보조전극에 방전 신호를 인가하지 않을 경우 상대적으로 높은 전압에서 전면 방전이 발생되거나 방전 교란으로 이어졌으나, 적정한 전압 이상의 보조 방전을 발생시키는 경우 전면 방전의 전압마진 영역(도 28의 빗금친 A 부분)이 발생함을 알 수 있다. 또한 보조 방전에 의한 방전이 높은 전압에서 발생할 수록 주전극 사이의 전면 방전 마진이 더욱 커짐을 알 수 있다. 따라서, 비록 이와 같은 특성이 가스 조성 및 분압에 따라 달라지지만, 이를 이용하면 보조 방전의 발생 유무를 통한 전면 방전을 선택적으로 유도할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 본 발명의 멀티셀 구조의 면광원 장치의 선택적 전면 구동방법의 구체적인 실시예를 이하에서 설명한다.
본 발명에 따른 면광원 장치는 각 단위 셀에 연결된 보조 전극을 독립적으로 동일 시간에 스위칭(턴온 또는 턴오프)하면 면광원 장치 내의 방전영역을 부분적으로 선택할 수 있다. 예를 들면 도 29a에 도시된 바와 같이 각각의 셀의 보조 전극에 독립적으로 전압을 인가하는 형태로 2 X 3 면광원 장치를 구성하는 경우, 보조 방전으로서 I11, I13, I21 및 I22의 보조전극에만 보조 방전 펄스를 인가하고 주 전극 사이에는 모두 주 방전 펄스를 인가하면, 도 29d에 도시되는 바와 같은 전면 방전 상태의 결과가 얻어질 수 있다. 이러한 결과를 얻기 위해 각 전극에 인가되는 구동 파형의 일례를 도 29b에 도시하며, 도 29c는 도 29b에 도시된 구동 파형이 인가되는 경우 선택 방전 상태를 도시한다.
도 29b를 참조하면, 한 개 영상 신호 구간을 선택적 방전 구간(291)과 전면 방전 유지 구간(292)으로 구분하여, 선택적 보조 방전 구간(291)에는 전체 셀에 독립적으로 연결된 스위칭 소자를 통하여 턴온 및 턴오프를 결정하여 보조 방전을 위한 구동 펄스(펄스의 전압(Vi)은 보조 방전 개시 전압보다 큼)를 한 개 이상 인가하여 주전극과 보조 전극 사이에서 보조 방전(D1)을 개시한다(도면에서는 I11, I13, I21 및 I22에 보조 방전 파형 인가). 선택적 보조 방전이 형성된 이후에는 주 전극 사이에 주 방전 펄스(펄스의 전압(Vxy)은 전면 방전 개시 전압보다 큼)를 인가하여 전면 방전(D2)을 형성한다(구간 292). 당업자라면 주전극(X, Y) 사이의 방전 신호 인가가 도시된 바와 같은 파형뿐만이 아니라 도 20에 도시된 바와 같은 바이폴라 형태의 파형이 주전극에 인가될 수도 있으며, 이러한 구동방법을 2 X 3 뿐만 아니 라 임의의 크기의 n X m (여기서, n≥2, m≥2) 매트릭스 구조의 면광원 장치에 적용시킬 수 있음을 이해할 것이다.
또한 본 발명에 의한 면광원은 보조 전극을 행 또는 열별로 연결하여 보조 전극과 주전극 사이의 보조 방전 인가 신호를 순차적으로 선택 방전하여 발광 영역과 비발광 영역을 구분하여 구동할 수도 있다. 예를 들면 도 30a에 도시된 바와 같이 단일 행별로 I1 및 I2 등으로 연결되도록 면광원 장치를 구성하여 (1, 1)과 (2, 3)의 셀만을 방전하고자 하는 경우에는, I1과 Y1 사이 및 I2와 Y3에만 보조 방전 펄스를 인가하면 선택적 방전이 가능하게 된다. 이와 같은 선택적 라인 스캐닝의 결과를 얻기 위한 구동파형의 일례가 도 30b에 도시된다(도 30b는 임의의 n X m 매트릭스 구조의 경우를 예시하고 있다) 도 30b를 참조하면, 선택적 보조 방전 기간(304)를 라인별 선택 기간(301, 302, 303)으로 나누고, 첫라인의 보조 전극(I1)에 신호가 인가되는 라인별 선택 기간(301)에 켜고자 하는 셀의 주전극(도면에서는 Y1)에만 신호를 인가하여 보조 방전(D1)을 일으키고, 다음에 두 번째 보조 전극 라인(I2)에 신호를 인가하는 라인별 선택 기간(302)에 켜고자 하는 셀의 주전극(도면에서는 Y3)에만 신호를 인가하면, 전면 방전 유지 기간(305)에 주전극 사이의 전면 방전(D2) 구동으로 인한 선택적 방전을 실행할 수 있다. 당업자라면 이러한 구동방법을 2 X 3 뿐만 아니라 임의의 크기의 n X m 매트릭스 구조의 면광원 장치에 적용시킬 수 있음을 이해할 것이다.
도 31은 다단계 밝기 표현을 위한 서브필드 개념을 도입한 면광원 장치의 구동 방법의 일례를 도시한다. Xe 혼합 기체의 방전을 이용한 본 발명에 따른 면광원 장치는 상술한 바와 같이 수백 나노초 수준의 빠른 동작 특성을 보이기 때문에, 한개의 정지 영상 신호 구간(TFT- LCD의 경우에는 1회 동작 및 변경각 유지 시간에 해당)을 선택적 보조 방전 기간(311)과 발광을 위한 전면 방전 기간(312)으로 구성되는 다수 개의 서브필드로 나누고, 이를 한 개의 정지 영상 시간 내에 하나 이상 반복하도록 구동시킬 수 있다. 이 때 각 서브필드들의 전면 방전 기간을, 예를 들어 20, 21, 22,…, 2n의 비율로 다르게 설정하면, 서브필드의 조합에 의하여 각 면광원 구조체 혹은 전체 면광원 장치의 밝기를 2n+1 레벨로 표시할 수 있게 된다. 이러한 동작을 하는 경우에는 낮은 휘도레벨의 정지 영상 신호가 요구되는 저계조의 표현력이 극대화 될 수 있을 뿐만 아니라, 보조 방전 시 소모되는 전력이 아주 작으므로 전체적으로 소비 전력을 급격히 줄일 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명에 따른 멀티셀 구조의 면광원의 선택적 구동방법으로서, 도 6, 도 17 내지 도 21과 관련하여 설명된 구동방법을 병행하여 사용할 수도 있다. 그러나, Xe의 농도에 따라 도 18과 관련하여 설명된 플로팅 방법을 사용하는 경우와 도 19와 관련하여 설명된 그라운딩 방법을 사용하는 경우의 전압마진이 서로 다르게 나타난다는 것이 실험을 통해 확인되었다. 도 32는 방전기체로서 Xe 4%, 75 Torr에서 플로팅 방법과 그라운딩 방법에 의해 전면 방전 전압 및 방전 수축 전압을 주 파수를 가변시키면서 측정한 실험결과를 나타낸 도면이다. 전면 방전이 가능한 전압 영역이 저주파수 영역에서 거의 없거나 극히 좁은 전압 마진으로 존재하는 종래 기술에 따른 보조 전극이 없는 면광원과는 달리, 도 32에 도시된 바와 같이 보조 전극에 기저전압을 인가한 상태에서의 동작 전압 마진은 약 400V 내외로 전 주파수 범위에서 고른 특성을 나타내었다. 그러나, 보조전극을 플로팅 시키는 방법에 의하면, 방전 개시를 위한 전압 상승에 있어서 10 ~ 13kHz의 비교적 낮은 주파수 영역에서는 전면 방전으로 전이되어 주파수 가변에 의한 휘도레벨 조절을 가능하였으나, 약 15kHz 이상의 비교적 높은 주파수 영역에서는 전면 방전을 거치지 않고 방전 개시와 동시에 전면 방전 모드를 거치지 않고 방전 수축 모드로 직접 전이되는 것이 관찰되었다. 또한, 낮은 Xe의 경우 일정 주파수에서 인가전압을 증가시켜 방전 모드의 변화를 관찰한 결과 보조 방전이 일어나는 전압범위는 극히 좁거나 조건에 따라 전혀 나타나지 않았으며, 일정 전압을 초과하게 되면 방전 수축 모드의 방전으로 전이하고 전류가 급격히 증가하였으며, 이후에는 전압을 낮추어 주더라도 전면 방전 영역은 나타나지 않고 바로 국부 방전 영역으로 전이하여 방전이 소멸하기 시작하는 것이 관찰되었다.
반면, Xe 18%, 100Torr에서 상술한 방법과 같은 방법으로 보조 방전 전압, 전면 방전 전압 및 방전 수축 전압을 주파수를 가변시키면서 측정한 실험결과를 나타내는 도 33에서 알 수 있듯이, 높은 Xe의 경우에는 보조 방전이 일어나는 범위가 플로팅 방법과 그라운딩 방법 모두에 대해 다소 넓게 분포하는 것이 관찰되었다. 당업자라면 이러한 결과로부터 Xe의 농도가 높아짐에 따라 본 발명에 따른 보조 전 극의 역할이 커짐을 의미하고 보조 전극이 없는 경우에는 실제 높은 전압을 인가해야 된다는 점을 의미함을 이해할 수 있을 것이다.
한편, Xe의 농도가 높은 경우에는 보조 전극과 주 전극 사이의 커패시턴스를 구조적으로 변화시킴으로써 보조 전극에 인가되는 전압 형태에 따라 전압범위를 분리시킬 수 있음이 실험을 통해 관측되었다. 이에 대해서는 보조 전극과 주전극 사이의 거리를 변화시키면서 보조 전극에 기저전압을 인가하는 경우와 보조 전극을 플로팅시키는 경우 각각 에 대해 방전 수축 전압(V342), 전면 방전 전압(V343) 및 보조 방전 전압(V344)을 측정한 도 34의 그래프를 참조하여 설명한다.
도 34에서 알 수 있는 바와 같이, 보조 전극과 주전극 사이의 거리가 멀어짐에 따라 보조 전극에 기저전압을 인가하는 경우와 플로팅시키는 경우 모두 전체적인 전압레벨은 소폭 증가하였으나, 기저전압을 인가하는 경우의 전면 방전의 하한이나 플로팅시키는 경우의 보조 방전이 발생되지 않는 전압(방전 오프)의 상한 사이의 전압 마진도 증가하였다. 이러한 전압 마진을 비교한 결과 도 34의 빗금친 영역(341)과 같이 보조 전극의 전위 조건에 따라 선택적으로 방전셀을 온오프하는 약400V 정도의 범위의 전압 영역이 존재함을 알 수 있다. 이 범위가 바로 본 발명의 면광원 장치의 선택적 구동을 위한 쌍안정(bistable) 영역에 해당하고, 따라서 이 전압 범위에서는 보조 전극을 플로팅시키거나 기저 전압을 인가시키면 면광원의 단위셀의 선택적 온/오프를 안정적으로 수행할 수 있게 된다.
상술한 바와 같은 특성을 이용하여 본 발명의 면광원 장치의 선택적 온오프 를 실행하기 위한 또다른 구동 파형을 도 35에 나타내었다.
도 35를 참조하면, 선택적 보조 방전 기간(351)에서 보조 전극의 전위를 그라운드로 유지시킨 방전셀의 경우에는 주전극들에 인가되는 램핑 전압이 상승함들에 따라 보조 방전을 형성하게 되고 이후에 전면 방전으로 전이되나, 보조 전극을 플로팅시킨 방전셀은 보조 방전이 발생되지 않아 방전셀이 오프된 상태를 유지하게 된다. 상기 도면에서는 선택적 보조 방전 기간(351)에 주전극에 인가되는 전압파형으로서, 전압레벨이 증가하는 램핑 파형을 인가하였으나, 이 경우 램핑에 소요되는 시간은 매우 짧은 것이 바람직하며, 램핑 없이 일정한 유지 전압을 바로 인가하여도 무방하다. 전면 방전 구간(352)의 길이는 해당 서브필드의 목표 휘도레벨을 나타내며, 방전 개시 및 주파수 변화 구간의 발광량을 고려하여 펄스 수가 정해질 수 있다.
도 36은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 선택적 구동방법의 또다른 일실시예를 도시한다.
도 36에는 1TV 필드에 대해 4비트의 가중치를 갖고 선택적 디밍을 수행하기 위하여, 각 서브필드의 선택적 보조 방전 기간(361) 중 보조 전극을 플로팅시키는가 또는 기저 전위가 인가되는가의 여부에 따라 온오프셀을 선택하고 램핑 전압 파형에 의해 전면 방전으로 전이하게 된다. 이 때 램핑 구간은 수백 us이거나 램핑없이 유지 방전 전압레벨과 동등한 전위가 인가될 수도 있다. 이 경우 상술한 바와 같이 이전 서브필드에서 켜진 셀에 대한 오프 시간을 확보하여 다음 서브필드 구간의 어드레싱 동작에 영향을 미치지 않도록 하는 것이 바람직하다(도 35의 도면부호 353 참조). 또한 전체 계조 비트의 증가에 따라 4 비트 이상의 서브필드 구성이 가능하며 각 가중치는 각 목표 휘도레벨을 만족시킬 수 있도록 펄스 폭, 펄스 수, 주파수 가변을 등을 통하여 설정될 수 있다.
상술한 바와 같은 구동 파형으로 본 발명에 따른 면광원 장치를 구동한 결과 디밍율(최대 휘도 대비 최소 휘도 비)는 Xe의 농도가 4% 인 경우에는 14.3%(=300/2100)로, Xe 농도가 18%인 경우에는 6.7%(=360/5400)로 측정되었다 그러나 상기 디밍율은, 오프 상태를 표현하기가 불가능한 종래의 냉음극형광등(CCFL; Cold Cathode Fluorescent Lamp)의 효율을 측정하는 경우에 널리 사용되었던 방법으로서, 본 발명의 경우에는 발광 시간이 매우 빠르기 때문에 온오프 상태를 자유로이 표현할 수 있어 최소 휘도는 0이다. 따라서, 본 발명에 따른 면광원의 디밍율은 Xe 농도에 관계없이 모두 0을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 멀티셀 구조의 면광원 장치에 선택적 구동방법을 실제 사용하는 경우, 높은 방전 전압 레벨을 요구하는 가스 조건의 패널에서는 보조 방전에 의한 선택적 온/오프 기능 이후에도 전면 방전을 위한 전압이 높아지기 때문에 멀티셀 패널에서의 공통 마진이 고전압 영역에서 작아지게 되고, 이로 인하여 고휘도의 구현과 선택적 동작이 어렵게 된다는 문제점이 있을 수 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 보조전극의 구조를 변경하여 도 37a에 도시된 바와 같은 듀얼 보조 전극을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 듀얼 보조 전극은, 도 37a에 도시된 바와 같이 보조 전극을 제1보조 전극(Ix) 및 제 2 보조 전극(Iy)으로 분리시킴과 동시에, 보조전극들과 주전극들을 각각 연결시키는 2개의 스위치들(SWx, SWy)를 포함하여 이루어진다. 방전셀을 온시키는 방전셀 구동파형과 오프시키는 구동파형의 일례가 각각 도 37b 및 도 37c에 도시된다.
먼저 방전셀을 온시키는 방법은, 2개의 보조 전극 스위치들(SW1, SW2)를 닫아서 제1보조 전극(Ix)과 제2보조 전극(Iy)을 연결시켜 도 37b에 도시된 바와 같은 플로팅 전압 파형을 인가함으로써 수행될 수 있다. 즉, 이 경우에는 주전극(Y)에 인가된 전압에 의하여 유도된 전압으로 제1 보조 전극(Ix)과 주전극(X) 사이에 보조 방전(D1)을 발생시키고, 다음 반 주기에는 주전극(X)에 인가된 전압에 의해 제2 보조 전극(Iy)과 주전극(Y) 사이에 보조 방전(D2)을 발생시켜 전면 방전으로 전이하게 됨으로써 방전셀이 켜지게 된다.
한편 방전셀을 오프시키는 방법은, 2개의 보조 전극 스위치들(SW1, SW2)를 열고 2개의 스위치들(SWx, SWy)을 닫아서 제1보조 전극(Ix) 과 제 2 보조 전극(Iy)에 주전극(X, Y)에 인가되는 파형과 동일한 전압 파형을 인가함으로써 수행될 수 있다. 즉, 이 경우에는 주전극(X)과 제1 보조 전극(Ix)이 동일 전위가 되고 주전극(X)와 제2보조 전극(Iy)가 동일 전위가 되기 때문에, 주전극(X, Y) 사이의 방전신호가 인가되더라도 주전극 보조 전극 사이의 방전 교란(D3)에 의해 방전이 발생하지 않게 된다.
도 38 내지 도 39는 상술한 바와 같은 듀얼 보조 전극을 이용하여 선택적 방전을 이용하여 Ne-Xe 18%, 100Torr의 가스 조건에서, 도 29a 및 도 30a에 도시된 바와 같은 2X3 멀티셀 구조의 면광원 장치에 대하여 인가 전압, 주파수, 펄스 폭의 마진에 따른 디밍율을 구하기 위한 실험 결과를 나타낸다.
도 38a 내지 도 38c는 2X3 멀티셀의 모든 셀을 온시키는 경우 구동 전압, 주파수 및 펄스 폭의 변화에 따라 휘도를 각각 측정한 그래프이고, 도 39a는 라인별 선택구동으로 왼쪽 라인의 두 셀을 온시키는 경우 구동 전압, 주파수 및 펄스 폭의 변화에 따라 휘도를 각각 측정한 그래프이며, 도 40a 내지 도 40c은 각각 (1, 1) 셀, (2, 2) 셀 및 이들 양자를 모두 온시키는 경우(도면 참조) 구동 전압의 변화에 따라 휘도를 각각 측정한 그래프이다. 상기 실험 결과 모든 셀을 온시키는 경우에는 디밍율이 구동 전압을 변화시키는 경우 약 26%, 주파수를 변화시키는 경우 약 25%, 펄스 폭을 변화시키는 경우 약 29%로 나타났으며, 라인 별 선택 구동 구동의 경우에는 각각 20%, 7%, 23%로 나타났다. 또한 셀별 선택 구동시 구동 전압 변화에 따른 디밍율은 첫 번째 셀만 온시키는 경우 16%, 네 번째 셀만 온시키는 경우 14%, 첫 번째 셀과 네 번째 셀을 온시키는 경우 22%로 나타났다. 이러한 실험 결과로부터 당업자라면, 상술한 본 발명의 듀얼 보조 전극을 구비한 면광원 장치 및 이의 구동 방법을 사용하면, 멀티셀 내의 방전셀과 비방전 셀 사이의 공통 마진을 확장시킴을 알 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 면광원 구조체, 면광원 장치 및 그 구동 방법은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 형태로 변형, 응용 가능하며 상기 바람직한 실시예에 한정되지 않는다. 또한, 상기 실시예와 도면은 발명의 내용을 상세히 설명하기 위한 목적일 뿐, 발명의 기술적 사상의 범위를 한정하고자 하는 목적이 아니며, 이상에서 설명한 본 발명은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 상기 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것은 아님은 물론이며, 후술하는 청구범위뿐만이 아니라 청구범위와 균등 범위를 포함하여 판단되어야 한다.
본 발명에 의하여, 안정된 방전을 유도함으로써 보다 효율을 향상시킨 면광원 구조체 및 그 구동 방법이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 의하여 면광원 구조체에 있어, 넓은 구동 마진 및 동작 조건을 확보하는 것이 가능하게 된다.
나아가서, 본 발명의 최적화된 형광체 층 구조를 활용하여 보다 높은 휘도 및 효율을 얻을 수 있는 면광원 구조체를 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 개선된 하판의 표면 구조를 응용하여 보다 열 및 기계적 스트레스에 강하고, 잘 박리되지 않는 형광체 층을 갖는 면광원 구조체를 구현할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면, 그 크기의 제한이나 동작 전압의 한계에 무관한 대면적의 무수은 면광원의 제작이 가능하다.
또한 TV 영상 신호에 따른 휘도 조절을 통하여 LCD TV 등의 근본적인 문제인 영상 신호와 무관한 백라이트의 발광 전력 소모를 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하여 최고 휘도 대비 최저 휘도의 비율이 증가하므로 영상 신호의 품질(명암비; contrast ratio)을 극대화시킬 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 백라이트의 발광 기간을 하나의 TV 영상 신호 구간에서 조절이 가능하므로 액정의 느린 응답속도에 의한 화상 왜곡을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 선택적 보조 방전 기간과 발광을 위한 전면 방전 기간을 하나의 TV 영상 신호 기간에 여러 번 반복하는 서브필드 개념을 도입할 수 있으므로 LCD TV 등의 저계조 표현력을 증대시킬 수 있다.
따라서, 본 발명에 의하면 무수은 면광원 장치의 실용화를 앞당길 수 있게 되며, 디스플레이 장치의 백라이트 유닛 및 조명 등의 분야에 있어 폭넓은 활용을 기대할 수 있다.

Claims (48)

  1. 투광성 재질의 상판;
    상기 상판과 일정한 간격으로 이격되는 하판;
    상기 상판 및 하판 사이를 이격시켜, 방전 가스가 원하는 압력으로 채워진 방전 공간을 형성하는 격벽 부재;
    상기 방전 공간을 둘러싸는 상기 상판의 내벽 면 및 상기 하판의 내벽 면 중 적어도 일부의 영역에 도포된 형광체;
    상기 방전 공간 내에 전계를 발생시켜 형성된 플라즈마에 의해 상기 형광체를 여기시킴으로써 가시 광을 방출하도록 상기 상판 또는 하판의 내벽 면에 패터닝되며, 소정의 구동 전압이 각각 인가되는 한 쌍의 주 전극; 및
    상기 상판으로부터 상기 방전 공간을 바라볼 때 상기 한 쌍의 주 전극 중 적어도 하나와 평행한 성분 및 상기 한 쌍의 주 전극을 가로지르는 성분을 갖도록 상기 하판 또는 상판에 패터닝된 보조 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조 전극은 상기 상판 또는 하판의 내벽 면 또는 외벽 면에 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 보조 전극이 상기 상판의 내벽 면 또는 외벽 면에 형성되는 경우에는 상기 보조 전극은 광투과물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보조 전극은 상기 상판을 바라보는 방향에서 관측할 때, 상기 방전 공간을 둘러싸도록 패터닝된 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 보조 전극은 전체적으로 사각형, 다각형 또는 원형으로 형성된 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 형광체는 상기 상판의 내벽 면상의 위치에 따라 불균일하게 도포된 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 형광체는 상기 상판의 내벽 면상에서 서로 이격된 복수개 섬 구조(island structure)의 배열(arrary)을 이루도록 패터닝되어 도포된 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 하판의 내벽 면에는 상기 격벽 부재보다 낮은 높이의 복수 개의 미세 격벽들이 형성되고, 그 상부에 형광체가 도포된 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 상판 및 하판은 전체적으로 사각형 또는 원형의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 방전 가스는, Xe을 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 방전 가스는, He, Ne, Ar 및 Kr 으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 가스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  12. 제1항의 면광원 구조체를 구동하기 위한 방법에 있어서,
    상기 한 쌍의 주 전극을 구성하는 제1 전극 또는 제2 전극과 상기 보조 전극 사이에 프라이밍 방전을 발생시키는 단계; 및
    상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 주 방전을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계에서는 상기 제1 전극 또는 상기 제2 전극과 상기 보조 전극 사이의 전위차를 방전 개시 전압 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 주 방전을 발생시키는 단계에서는 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 전위차를 방전 개시 전압 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극에 일정한 주파수 및 듀티 비의 반복적 파형의 제1 전압을 인가하고,
    상기 제2 전극에 상기 제1 전압의 파형과 최대 전압 구간이 동기화되지 않는 반복적 파형의 제2 전압을 인가하며,
    상기 보조 전극에 상기 제1 전압 파형 또는 제2 전압 파형과 동기화된 반복적 파형의 제3 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 제3 전압 파형의 펄스 전압의 크기는 상기 제1 전압 파형 또는 제2 전압 파형의 펄스 전압의 크기와 동일한 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극에 일정 주파수 및 듀티 비의 반복적 파형의 제1 전압을 인가하고,
    상기 제2 전극에 상기 제1 전압의 파형과 최대 전압 구간이 동기화되지 않는 반복적 파형의 제2 전압을 인가하며,
    상기 제1 전압 파형 및 제2 전압 파형에 의해 상기 보조전극을 플로팅시킴으로써 상기 제1 전압 파형 및 제2 전압 파형 모두와 동기화된 반복적 파형의 제3 전압이 상기 보조 전극에 유도되는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동 방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 유도되는 제 3 전압 파형의 펄스 전압의 크기는 상기 제1 전압 파형 및 상기 제2 전압 파형의 펄스 전압의 크기보다 작은 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동 방법.
  19. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극에 일정한 주파수 및 듀티 비의 반복적 파형의 제1 전압을 인가하고,
    상기 제2 전극에 상기 제1 전압의 파형과 최대 전압 구간이 동기화되지 않는 반복적 파형의 제2 전압을 인가하며,
    상기 보조 전극에 기저전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동 방법.
  20. 제12항에 있어서,
    상기 제1 전극에 일정한 주파수 및 듀티 비의 정극성의 펄스 또는 정극성 및 부극성의 교번적인 펄스를 갖는 파형의 제1 전압을 인가하고,
    상기 제2 전극에 상기 제1 전압의 펄스와 동기화되고 반대 극성의 펄스를 갖는 파형의 제2전압을 인가하며,
    상기 보조 전극에 상기 제1 전압 파형 및 상기 제2 전압 파형과 동기화된 정극성 또는 부극성의 펄스를 갖는 파형의 제3 전압을 인가하는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동 방법.
  21. 제12항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극에 해당 전압파형들이 인가되기 전에, 상기 보조 전극에 일정한 패턴을 갖는 전압 파형이 인가되고, 상기 제 1 및 제 2 전극에 해당 전압파형들이 인가되는 중에 상기 보조 전극에 기저전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동방법.
  22. 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극에 인가되는 펄스의 전압, 상기 주파수, 및 상기 듀티비 중 어느 하나 이상을 변화시킴으로써 상기 면광원 구조체의 휘도를 조절하는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동방법.
  23. 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 전압 파형은 구형파 또는 정현파인 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동 방법.
  24. 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 전압 파형의 주파수는 50kHz 이하인 것을 특징으로 하는 면광원 구조체의 구동 방법.
  25. 투광성 재질의 상판;
    상기 상판과 일정한 간격으로 이격되는 하판;
    상기 상판 및 하판 사이를 이격시켜, Xe를 포함하는 방전 가스가 원하는 압력으로 채워진 방전 공간을 형성하는 격벽 부재;
    상기 방전 공간을 둘러싸는 상기 상판의 내벽 면 및 상기 하판의 내벽 면 중 적어도 일부의 영역에 도포된 형광체; 및
    상기 방전 공간 내에 전계를 발생시켜 형성된 플라즈마에 의해 상기 형광체를 여기시킴으로써 가시 광을 방출하도록 상기 상판 또는 하판의 내벽 면에 패터닝되며, 소정의 구동 전압이 각각 인가되는 한 쌍의 주 전극을 포함하며,
    여기서, 상기 형광체는 상기 상판의 내벽 면상의 위치에 따라 불균일하게 도포된 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  26. 투광성 재질의 상판;
    상기 상판과 일정한 간격으로 이격되는 하판;
    상기 상판 및 하판 사이를 이격시켜, Xe를 포함하는 방전 가스가 원하는 압력으로 채워진 방전 공간을 형성하는 격벽 부재;
    상기 방전 공간을 둘러싸는 상기 상판의 내벽 면 및 상기 하판의 내벽 면 중 적어도 일부의 영역에 도포된 형광체; 및
    상기 방전 공간 내에 전계를 발생시켜 형성된 플라즈마에 의해 상기 형광체를 여기시킴으로써 가시 광을 방출하도록 상기 상판 또는 하판의 내벽 면에 패터닝되며, 소정의 구동 전압이 각각 인가되는 한 쌍의 주 전극을 포함하며,
    여기서, 상기 하판의 내벽 면상에는 상기 격벽 부재보다 낮은 높이의 복수 개의 미세 격벽들이 형성되고, 그 상부에 형광체가 도포된 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  27. 투광성 재질의 상판, 상기 상판과 일정한 간격으로 이격되는 하판, 상기 상판 및 하판 사이를 이격시켜 Xe를 포함하는 방전 가스가 원하는 압력으로 채워진 방전 공간을 형성하는 격벽 부재, 상기 방전 공간을 둘러싸는 상기 상판의 내벽 면 및 상기 하판의 내벽 면 중 적어도 일부의 영역에 도포된 형광체, 그리고 상기 방전 공간 내에 전계를 발생시켜 형성된 플라즈마에 의해 상기 형광체를 여기시킴으로써 가시 광을 방출하도록 상기 상판 또는 하판의 내벽 면에 패터닝되며, 소정의 구동 전압이 각각 인가되는 한 쌍의 주 전극을 갖는 면광원 구조체; 및
    상기 한 쌍의 주 전극을 구성하는 제1 전극 또는 제2 전극과 상기 보조 전극 사이에 프라이밍 방전을 발생시키고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 주 방전을 발생시키는 구동 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 면광원 장치는 그 내부의 방전 공간상에 노출된 영역의 적어도 일부를 플라즈마로부터 보호하고, 높은 2차 전자 방출계수를 갖추어 방전을 효율적으로 일으키도록 하는 MgO 재질의 보호막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  29. 투광성 재질의 상판;
    상기 상판과 일정한 간격으로 이격되는 하판;
    상기 상판 및 하판 사이를 이격시켜, Xe를 포함하는 방전 가스가 원하는 압력으로 채워진 방전 공간을 형성하는 격벽 부재;
    상기 방전 공간을 둘러싸는 상기 상판의 내벽 면 및 상기 하판의 내벽 면 중 적어도 일부의 영역에 도포된 형광체; 및
    상기 방전 공간 내에 전계를 발생시켜 형성된 플라즈마에 의해 상기 형광체를 여기시킴으로써 가시 광을 방출하도록 상기 상판 또는 하판의 내벽 면에 패터닝되며, 소정의 구동 전압이 각각 인가되는 한 쌍의 주 전극을 포함하며,
    여기서, 두 개 이상의 서로 다른 중심 발광 파장을 갖는 형광체의 조합에 의하여 백색을 구현하되, 상기 내벽면상에는 상기 두 개 이상의 다른 색을 발광하는 형광체 중의 적어도 하나가 분리되어 별도로 도포되어 있는 영역이 존재하는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  30. 제 29항에 있어서,
    상기 형광체가 도포되는 영역의 면적은 상기 형광체 별로 상이한 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  31. 제1항의 면광원 구조체를 복수 개 반복 배열한 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  32. 제1항의 면광원 구조체를 단위셀로 하여 매트릭스 구조로 복수 개 배열시켜 구성되는 면광원 장치에 있어서,
    각 단위셀에 형성된 제1 전극 및 제2 전극들은 열 또는 행별로 연결되어 각각 공통된 전극들을 형성하고,
    하나의 단위셀의 제1전극은 이웃하는 단위셀의 제2전극보다 상기 이웃하는 단위셀의 제1전극에 가깝게 형성되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 각 단위셀에 형성된 보조전극들은 상기 공통된 전극들과 수직한 방향의 행 또는 열별로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치.
  34. 제32항에 따른 면광원 장치를 구동하기 위한 방법에 있어서,
    상기 복수의 단위셀 중 선택된 단위셀에 프라이밍 방전을 발생시키는 단계; 및
    상기 선택된 단위셀에 대해서 주 방전을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
  35. 제34항에 있어서,
    상기 주방전을 발생시키는 단계는 상기 선택된 단위셀 각각의 제1 전극 및 제2 전극에 일정한 주파수 및 듀티 비의 반복적 패턴을 갖는 전압 파형을 교번적으로 인가함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
  36. 제 34항에 있어서,
    상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계는 상기 선택된 단위셀의 각 보조 전극에 반복적 패턴을 갖는 전압파형을 인가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
  37. 제34항에 있어서,
    상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계는 상기 복수의 단위셀 모두의 제1 전극 및 제 2 전극에 기저 전압을 인가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
  38. 제 34항에 있어서,
    상기 주 방전을 발생시키는 단계는 상기 복수의 단위셀의 제 1 전극 및 제 2 전극에 일정한 주파수 및 듀티비의 반복적 패턴을 갖는 전압파형들을 각각 인가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
  39. 제 38항에 있어서,
    상기 주방전을 발생시키는 단계는 상기 복수의 단위셀의 보조전극들 모두에 기저전압을 인가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
  40. 제 34항에 있어서,
    상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계는, 상기 복수의 단위셀의 보조 전극들에 행별로 또는 열별로 순차적으로 반복적 패턴을 갖는 제 1 전압 파형들을 인가시키는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
  41. 제 40항에 있어서,
    상기 제1 전압 파형이 인가되는 기간에 상기 제1 전압 파형이 인가되는 행 또는 열 내의 상기 선택된 단위셀의 제 1 전극 또는 제 2 전극에 일정한 주파수 및 듀티비의 반복적 패턴을 갖는 제2 전압 파형을 인가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
  42. 제 34항에 있어서,
    1 TV 프레임 시간 동안 상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계 및 상기 주 방전을 발생시키는 단계는 원하는 휘도레벨에 따라 복수회 수행되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
  43. 삭제
  44. 제34항에 있어서,
    상기 프라이밍 방전을 발생시키는 단계는, 상기 선택된 셀의 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 제1 및 제2 전압 파형 모두와 동기화된 반복적 파형의 제3 전압이 상기 선택된 셀의 보조 전극에 인가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 선택된 단위셀 이외의 단위셀의 보조 전극에 기저전압을 인가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
  46. 제1항에 있어서,
    상기 보조 전극은, 서로 분리되고 상기 한쌍의 주전극을 구성하는 제1전극 및 제2전극과 평행한 성분을 각각 가지는 제1보조 전극 및 제2 보조 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 면광원 구조체.
  47. 제 46항에 있어서,
    상기 면광원 구조체는 상기 제1 보조 전극 및 상기 제2 보조 전극을 서로 연결시킴으로써 방전이 발생되고, 대응하는 상기 주전극에 상기 제1 및 제 2 보조 전극을 각각 연결시킴으로써 방전이 발생되지 않는 것을 특징으로 하는 면광원 구조 체.
  48. 제 46항의 면광원 구조체를 단위셀로 하여 매트릭스 구조로 복수 개 배열시켜 구성되는 면광원 장치를 구동하기 위한 방법에 있어서,
    상기 복수의 단위셀 중 선택된 단위셀에 프라이밍 방전을 발생시키는 단계; 및
    상기 선택된 단위셀에 대해서 주 방전을 발생시키는 단계를 포함하여 이루어지고,
    상기 선택된 단위셀 이외의 단위셀의 제1 보조 전극과 제2 보조 전극에는 제1 전극 및 제2 전극에 인가되는 전압 파형과 각각 동일한 형태의 전압 파형이 인가되는 것을 특징으로 하는 면광원 장치의 구동 방법.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000149869A (ja) 1998-11-09 2000-05-30 Hitachi Ltd 平板型光源、情報機器および液晶表示装置
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000149869A (ja) 1998-11-09 2000-05-30 Hitachi Ltd 平板型光源、情報機器および液晶表示装置
JP2000323100A (ja) 1999-05-17 2000-11-24 Hitachi Ltd 平板型光源およびそれを使用した液晶表示装置
KR20020012096A (ko) * 2000-08-05 2002-02-15 곽이광 평면램프용 교류구동형 플라즈마 소자 및 그 제조방법
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