KR20000000319A - 엘씨디 백라이터용 선형 전극형 평판 형광램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display) 장치에 사용되는 소위 LCD-백라이터의 광원 자체를 평판화 한 것이다. 종래의 백라이터는 직하형 방식과 도광판 방식의 두 종류가 있다. 직하형은 평면에 형광램프를 여러 개 배치한 것이며, 도광판 방식은 평판 외곽에 형광램프를 설치한 것이다. 그 외에 상판과 하판의 평면에 전극을 도포하여 상하판 사이의 평면 전극방전형 백라이터도 연구되고 있다. 그러나 이들은 LCD의 고 휘도와 고 효율의 목적에 부합하지 못하고 있다. 본 발명은 기존의 형광램프를 개조하여 평면화 한 것이다. 이를 위하여 종래의 형광램프 양쪽 끝의 전극은 선형으로 배열하여 길게 하고, 형광관은 평판화 한다. 따라서 평판 광원 자체를 백라이터로 사용하기 때문에 종래의 분리된 광원으로 인한 별도의 도광판이나 확산판 등의 구조가 필요 없다. 또한 평판의 박막형 전극 사이의 방전 방식의 비효율과 달리 본 구조는 고 휘도와 고 효율을 보장한다.

본 발명의 평판 형광램프는 종래 형광램프의 전극과 유사한 구조이며 동일한 점화 방식을 채택한다. 전극 구조는 종래의 형광램프와 마찬가지로 가열형과 냉음극형이 있다. 다만 종래의 개별 형광램프의 전극을 연결하여 선형으로 배열된 구조가 본 발명의 전극 구조의 특징이다. 가열형은 텅스턴코일과 보조 보호 전극을 선형으로 배열하고, 냉음극형은 원통형이나 반원형을 배열한다. 상하판의 평면에 형광체를 도포하고 하판의 형광판은 형광체의 도포면을 넓게 하기 위하여 굴곡면을 채택할 수 있다. 특히, 점화전압을 낮추기 위하여 평면에 방전개시보조전극을 설치할 수도 있다.

Description

엘씨디 백라이터용 선형 전극형 평판 형광램프{Linear Electrode Type Flat Fluorescent Lamp for the LCD Back-Light}

본 발명은 액정디스플레이(Liquid Crystal Display; LCD)의 광원으로 사용되는 소위 LCD-백라이터로서 고 휘도와 고 효율을 위하여 고안되었다. 종래의 LCD용 백라이터는 직하형 방식과 도광판 방식의 두 종류가 있다. 직하형은 평면에 형광램프를 여러 개 배치한다. 그리고 형광램프와 액정패널 사이에 확산판을 설치하며 액정패널과 확산판 사이는 일정한 간격을 유지해야한다. 따라서 직하형은 박형화에 한계가 있으며, 패널 전체의 광도의 균일도에 문제가 있다. 도광판 방식은 평판 외곽에 형광램프를 설치한 것이다. 형광램프로부터 투명한 도광판을 이용하여 액정패널 전체의 면으로 빛이 입사된다. 형광램프가 측면에 설치되고 빛이 도광판을 통하므로 근본적으로 휘도가 낮다. 또한 균일한 광도의 분포를 위하여 도광판에 대한 고도의 광학적 설계기술과 가공기술이 요구된다. 또 다른 구조로서 상판과 하판의 평면에 전극을 도포하여 상하판 사이의 평면 전극방전형 백라이터도 연구되고 있다. 이 구조는 플라스마 디스플레이 패널(PDP)을 응용한 것으로서 전극의 음극 발광부(negative glow)를 주로 사용하기 때문에 방전 플라스마의 특성상 극히 비효율적이며 형광체의 스퍼터링 등의 문제가 많으며, 실용화 가능성이 없다. 따라서 상기한 백라이터들이 LCD의 고 휘도와 고 효율의 목적에 부합하지 못하고 있다.

본 발명은 기본적으로 형광램프의 원리를 그대로 채용하고 있다. 형광램프의 경우 다양한 종류에 대하여 완전한 기술이 확보되어 있다. 다만, 종래의 원통형 형광램프를 평판화 한 것으로서 전극의 구조가 선형 배열된다. 따라서 선형으로 배열된 전극의 구조와 평판의 형광판에서의 방전 기술이 종래와 다소 차이가 있을 수 있다. 즉, 전극의 길이의 변화와 평판의 두께에 대한 방전 관계에 따른 설계상의 기술이 요구되며, 이는 특별히 어려운 문제는 아니다. 그리고 전극의 형태로서 가열형이나 냉음극형의 채택 여부도 용도와 특성을 고려하여 선택하고, 특히 고 전류에 의한 전력의 소모를 감안하여 전극의 크기나 최적 조건의 기체의 압력과 수은 등의 비율을 정한다.

도 1은 선형 다중 전극형 평판 형광램프의 개념도이다. 양쪽 끝에 캡슐내부에 기존의 형광등의 가열형 전극을 다중으로 선형 배열한다. 양끝의 두개의 캡슐이 평판형 형광판과 접합된다.

도 2는 선형 전극의 여러 가지 형태로서 가열형과 냉음극형 전극들이다.

도 3은 배면의 형광판의 개념도 이다. 격벽이나 스페이서를 설치하여 형광면을 굴곡의 형태를 채택한 형광면과 반사판이 부착된다.

도면의 주요부분에 대한 부호는 다음과 같다.

1; 캡슐, 2; 전극 단자, 3; 전극 지지대, 4; 코일형 전극, 5; 보조 보호 전극, 6; 전면 형광판, 7; 배면 형광판, 8; 배면 반사판

본 발명은 액정 디스플레이(LCD; Liquid Crystal Display) 장치에 사용되는 소위 LCD-백라이터의 광원 자체를 평판화 한 것이다. 종래의 백라이터는 직하형 방식과 도광판 방식의 두 종류가 있다. 이들은 액정패널에 균일한 광도의 분포를 위하여 도광판에 대한 고도의 광학적 설계기술과 가공기술이 요구된다. 또 다른 구조로서 상판과 하판의 평면에 전극을 도포하여 상하판 사이의 평면 전극방전형 백라이터도 연구되고 있다. 그러나 이러한 구조의 백라이터들은 LCD의 고 휘도와 고 효율의 목적에 충분하지 않다.

본 발명은 기존의 형광램프를 개조하여 평면화 한 것이다. 이를 위하여 종래의 형광램프 양쪽 끝의 전극을 선형으로 배열하여 길게 하고 형광관은 평판화 한다. 따라서 평판 광원 자체를 백라이터로 사용하기 때문에 종래의 분리된 광원으로 인한 별도의 도광판이나 확산판 등의 구조가 필요 없다. 또한 평판의 박막형 전극 사이의 방전 방식의 비효율과 달리 본 구조는 양광주 발광부를 사용하는 기존의 형광등이 갖는 고 휘도와 고 효율의 특성을 그대로 갖는다. 또한 제조기술도 기존의 형광등의 제조 기법을 그대로 사용할 수 있기 때문에 전극의 구조 변경 이외에는 기술상의 문제도 없다. 본 발명의 평판 형광램프는 종래 형광램프의 전극과 유사한 구조이며 동일한 점화 방식을 채택한다. 전극 구조는 종래의 형광램프와 마찬가지로 가열형과 냉음극형이 있다. 다만 종래의 개별 형광램프의 전극을 연결하여 선형으로 배열된 구조가 본 발명의 전극 구조의 특징이다.

도 1은 본 발명의 LCD용 백라이터의 개념도 이다. 종래의 실린더형 형광등을 평판화 하고 전극을 캡슐(1) 속에 다중으로 선형 배열한다. 캡슐의 재질은 보통의 형광등과 같이 알루미늄을 사용한다. 도 1의 전극은 전형적인 텡스턴 코일을 사용한 가열형 전극으로서 전극 단자(2), 코일 전극지지대(3), 텡스턴 코일(4), 그리고 보조 보호전극(5)으로 구성된다. 일반적으로 가열형은 방전개시전압이 낮은 반면에 전극의 수명이 짧다. 가열형에서 텅스턴은 다중의 코일형에 산화막을 피복한다. 이때 이온이 음극을 손상하고 산화막이 스퍼터되어 흑화 현상 등을 초래한다. 이러한 문제를 보완하기 위하여 보조 보호 전극을 설치한다. 캡슐에 설치되는 전극의 구조물과 배기 가스구 및 형광판과의 접합은 기존의 형광등의 기술과 동일하다.

전극의 구조는 도 2와 같이 다양한 구조를 채택할 수 있다. 가열형에 비하여 수명이 긴 냉음극형의 전극은 원반형(9), 나팔관형(10), 그리고 원통형(11) 등의 다양한 구조를 채택하여 선형으로 배열한다. 상하판(6, 7)의 평면에 형광체를 도포하고 하판의 형광판(7)은 형광체의 도포면을 넓게 하기 위하여 도 3과 같이 굴곡면을 채택할 수 있다. 특히, 점화전압을 낮추기 위하여 하판에 방전개시 보조 전극면(8)을 설치할 수도 있다. 또한 평판의 크기가 대형인 경우는 하판에 격벽을 설치하여 굴곡면을 만들고 동시에 대형판 사이의 간격을 유지하도록 하는 기능을 갖도록 한다.

브라운관을 대신하는 표시장치로서 LCD의 용도가 넓어지고 있다. 노트북 PC 에서 테스크탑 모니터 및 액정TV의 영역으로 확대되고 있는 추세이다. 따라서 백라이터의 크기도 10 인치급에서 20 인치 이상의 대화면 용으로 그 수요가 증대되고 있다. 동시에 고 휘도와 고 효율을 요구하고 있다. 이러한 관점에서 본 발명에서 제안된 평판 형광등은 기존의 형광램프의 휘도와 효율의 특성을 가지고 있으며, 평판 형광등 자체로서 LCD용 백라이터로 사용하기 때문에 고 품위와 저 가격의 백라이터로서 LCD의 기술 증진과 시장 확대에 큰 변화를 가져올 것이다.

Claims (3)

1. 종래의 형광램프를 평면화하고 냉음극형 혹은 가열형 전극 구조를 평면 양쪽의 모서리에 선형의 전극을 채용한 평판 형광램프로서 LCD용 백라이터.
2. 도 1과 같은 선형 배열 전극형 LCD용 백라이터에서 형광판의 형광면적을 넓게 하거나, 난 반사와 평판 사이의 간격을 일정하게 유지할 목적으로 격벽이나 스페이서 등을 설치한 평판 형광램프.
3. LCD용 백라이트로서 평판 형광램프에서 배면에 빛의 반사를 목적으로 반사판을 설치하고 방전개시전압을 낮추기 위하여 금속 재료의 반사판을 보조 전극으로 사용한 도 1과 같은 형식의 선형 전극형 평판 형광램프.