KR20010046569A

KR20010046569A - 방전경로 이동이 가능한 다중전극형 면광원

Info

Publication number: KR20010046569A
Application number: KR1019990050382A
Authority: KR
Inventors: 박기목; 이진우; 김응식
Original assignee: 박기목; 이진우; 김응식
Priority date: 1999-11-12
Filing date: 1999-11-12
Publication date: 2001-06-15
Also published as: WO2001039245A1; AU1558701A

Abstract

본 발명은 방전관내에 복수개의 방전전극쌍을 배치하고 이들 방전전극쌍을 고속의 스위칭방전을 통해 면광원으로 작용할 수 있는 방전등을 개시한다. 본 발명의 방전등은 그 내부에는 방전물질이 봉입되고 방전광을 외부로 투과시키기 위한 밀폐된 방전관과, 방전관 내부의 서로 이격된 영역에 각각 설치되는 복수의 방전전극 군을 구비하며, 각 방전전극군은 복수개의 방전전극들을 포함한다. 또한, 전극선택수단은 방전을 일으킬 방전전극쌍을 선택하여 선택된 상기 방전전극쌍으로 방전전력이 공급되도록 제어하므로써 방전경로가 고주파수로 방전관 전역을 고르게 이동하게 되므로 면광원이 실현된다. 방전관의 형상을 평판형으로 하고 지지부재를 내부에 배치하여 외부 공기압을 견디게 하여 평면형 방전관을 구현한다.

Description

방전경로 이동이 가능한 다중전극형 면광원 {MULTI-ELECTRODES TYPE SURFACE LIGHT SOURCE OF WHICH DISCHARGE PATH IS MOVABLE}

본 발명은 방전등에 관한 것으로서, 특히 방전관내에 복수개의 방전전극쌍을 배치하고 이들 방전전극쌍을 고속의 스위칭방전을 통해 면광원으로 작용할 수 있는 방전등에 관한 것이다.

방전등은 기체방전중 여기상태의 원자가 기저상태로의 천이과정에서 그 준위차에 상당하는 에너지를 광에너지의 형태로 방출하는 현상을 이용하는 조명기구이다. 방전등은 방전시 방전등내의 기체압력의 고저에 따라 고압방전등과 저압방전등으로 구별된다. 형광등은 저압방전등의 대표적 예이고 옥외에 주로 이용되는 메탈할라이드등, 수은등 혹은 크세논 등은 고압방전등의 예이다.

방전등의 응용 예로서, 일반 조명 이외에도 광고판이나 영상기기 등의 백라이트(backlight)로서도 이용되고 있다. 이와 같은 여러 가지 응용분야에 있어서, 방전등이 점광원 혹은 선광원이 아닌 면광원 특히 평면광원이 더욱 적합한 경우가 있다. 평면광원에 의한 조명은 실내분위기를 보다 은은하게 해주는 효과가 있다.

광고판은 그 형상이 일반적으로 평면형이 많다. 따라서, 선광원이나 점광원을 광고판의 백라이트로 이용하면 휘도의 불균일로 인해 광고판에 얼룩이 생기므로, 광고판의 백라이트로는 광고판 전체에 빛을 고르게 조사해주는 평면광원을 채용하는 것이 보다 효과적이다.

또한, 그 특성상 자체 발광이 불가능한 수동발광소자를 이용하여 만들어진 평판형 디스플레이 패널, 예컨대 LCD 패널의 경우에도 백라이트로서 평면광원이 필요하다.

그러나, 램프 그 자체가 균일한 표면 휘도를 발생시켜주는 이른바 평면광원은 지금까지 상용화에 성공한 예가 발견되지 않고 있다. 상용화된 램프들은 그 형상이 원형 내지 타원형인 점광원이나 원통형인 선광원의 형태를 가지는 것들 뿐이고, 이들을 이용하여 균일한 표면휘도를 갖는 평면광원을 얻기 위해서는 도광판이나 확산판을 더 채용하였다. 예컨대, LCD 패널은 가느다란 원통형 형광등을 백라이트로 채용함과 동시에 패널에 균일한 표면휘도를 제공하기 위하여 복잡한 구조의 도광판과 확산판을 더 채용하고 있는 실정이다. 그러나, 도광판과 확산판의 구성이 용이하지 않을 뿐만 아니라 그 비용도 무시할 수 없다. 나아가, 이의 채용은 광전달손실을 유발하여 패널의 고휘도를 얻기 위해서는 전력의 경제적 사용에 역행하게 된다.

원통형 램프를 지그재그형상으로 변형한 것이 있긴 하나 이는 그 면적이 한계가 있어 엄밀한 의미에서의 평면관원으로 볼 수 없다. 또한, 여러 개의 점광원이나 선광원을 하나의 기구에 넣고 방전과 빛을 복잡하게 제어하는 기술도 개시된 바 있긴 하나 이러한 방식은 균일한 평면 휘도를 얻기 힘들 뿐만 아니라 각각의 광원에 시동장치를 별도로 채용하여야 하기 때문에 비용상승을 유발한다.

한편, 종래부터 램프의 형상은 주로 원형, 타원형 혹은 원통형을 취하는데, 이는 이들 형상이 기계적으로 안정적이기 때문이었다. 즉, 효과적인 방전을 위해 방전등의 내부는 고진공 상태로 만드는데 이러한 고진공 상태에서도 외부 공기압에 의한 램프의 파손이 일어나지 않기에는 위 구조가 최적으로 여겨져 왔던 것이다.

그런데, 방전등의 구조를 평면형으로 구성하려는 시도가 전혀 없었던 것은 아니다. "FLAT LIGHT SOURCE"라는 제목의 미국특허번호 제4,945,281에 개시된 기술이 하나의 예이다. 이 특허가 개시하는 방전관의 대표적인 구조가 도 1a와 도 1b에 도시되어 있다.

도 1a에 도시된 방전관(4)은 상하가 평판형 투명유리로 구성하고, 외부의 공기압력에 대항하기 위해 상하의 유리평판 사이에는 스페이서(3)를 설치한다. 스페이서(3)로 구분되는 다수의 방전채널(2) 양쪽에는 여러 쌍의 방전전극(1)을 배치한다. 도 1a의 방전관에 따르면, 다수개의 방전전극쌍에 전원을 동시에 공급하는 방식을 취하게 된다. 그런데, 다수개의 방전전극쌍에 전원을 동시에 공급하면, 모든 방전전극쌍이 방전하는 것이 아니라 양의 방전전극과 음의 방전전극간의 절연내력이 가장 약한 채널에서만 방전이 일어나고 나머지의 방전채널에서는 방전이 일어나지 않는다. 결국, 위 미국특허는 방전관의 구조가 비록 평면형이지만, 방전은 하나의 방전채널에서만 일어나므로 평면광원이 되지 못하고 선광원의 효과만 나타나게 되는 문제점이 있다.

위 미국특허가 제안하는 또 다른 방전관의 예로서, 도 1b의 방전관(8)이다. 이 방전관(8)은 평판형 상하부 유리 사이에 방전채널(7)이 지그재그 형태로 형성되도록 스페이서(6)를 배치하고, 한 쌍의 방전전극(5a, 5b)을 좌상부와 우하부의 모서리에 배치하는 구조를 갖는다. 이와 같은 구조에 따르면, 방전채널의 길이가 매우 길어져서 방전유지전압이 매우 높아야 한다. 나아가, 방전등의 사이즈가 크면 방전채널의 길이 또한 길어져서 더 높은 방전유지전압을 인가해줘야 하는 문제가 있어 실제 제품으로 구현하는 데 많은 어려움이 있다.

결국, 위 미국특허는 방전등의 공기압을 이겨내기 위한 램프의 기계적인 문제점을 해결할 수 있을지언정, 평면전체에서 방전이 골고루 일어날 수 있는 전기적인 방전매커니즘에 대해서는 충분한 해결책을 제시하지 못하고 있다. 평면광원의 궁극적인 목적은 일정한 면적을 갖는 평면에 균일한 휘도를 제공하는 것이다. 따라서, 방전관이 안정적인 구조를 가져야 하는 것은 필요조건의 하나 일 뿐 충분조건은 아니다. 크기에 따른 제약을 받지 않고 평면형 방전등을 만들기 위해서는 안정적인 구조의 방전관이 필요한 동시에 방전전극쌍의 개수를 방전관의 크기에 비례해서 다수개 배치하고, 이들 다수의 방전전극쌍이 골고루 방전될 수 있는 해결책이 더 필요하다.

본 발명은 상기와 같은 점들을 고려하여, 넓은 표면적을 가지면서도 구조적으로 안정한 방전관의 내부에 다수개의 방전전극쌍을 배치하고 이들 방전전극쌍을 골고루 방전시키므로써 그 표면휘도가 균일하게 얻어질 수 있는 면광원을 제공함을 그 목적으로 한다.

도 1a 및 1b는 종래에 알려진 평면형 방전등의 구성을 도시한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 평면형 방전등의 개념도이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 평판형 방전등의 개념도이다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 평판형 방전등의 개념도이다.

도 5a와 5b는 도 2의 방전관을 절단선 A-A'와 B-B'로 각각 자를 때의 단면도이다.

도 6a와 6b는 도 3의 방전관을 절단선 C-C'와 D-D'로 각각 자를 때의 단면도이다.

도 7a와 7b는 도 4의 방전관을 절단선 E-E'와 F-F'로 각각 자를 때의 단면도이다.

도 8a∼8i는 스위칭제어부가 9개의 출력포트를 통해 출력하는 스위칭펄스의 제 1 예이다.

도 9a∼9c는 스위칭제어부가 3개의 출력포트를 통해 출력하는 스위칭펄스의 제 2 예이다.

도 10a∼10d는 스위칭제어부가 4개의 출력포트를 통해 출력하는 스위칭펄스의 제 3 예이다.

도 11은 도 8a∼8i에 도시된 스위칭펄스를 생성하기 위한 9개의 출력포트를 갖는 스위칭제어부의 제 1 실시예의 구성이다.

도 12는 도 9a∼9c에 도시된 스위칭펄스를 생성하기 위한 3개의 출력포트를 갖는 스위칭제어부의 제 2 실시예의 구성이다.

도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 방전등의 개념도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10: 방전관 14, 72, 106: 지지부재

12a, 12b, 32a, 32b, 32c, 52a, 52b: 스위칭소자

16, 40, 54: 스위칭제어부 20, 34a, 34b, 58: 전원부

22, 36a, 36b, 56a, 56a', 56a": 안정기

18: 스타터 74, 98: 상부평판

76, 100: 하부평판 82, 96: 접착밀봉제

78, 80, 102, 104: 형광막층( 혹은 반사막층)

86, 90, 93: 방전전극 88, 92, 95: 베이스핀

84, 94: 베이스캡

상기 목적을 달성하기 위하여, 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원이 제공된다. 면광원은 방전등과 전극선택수단을 구비한다. 방전등은 그 내부에 방전물질이 봉입되고 방전에 의해 생성된 빛을 외부로 투과시키기 위한 밀폐된 방전관과, 상기 방전관 내부의 서로 이격된 영역에 각각 설치되는 복수의 방전전극군을 갖는다. 각 방전전극군은 복수개의 방전전극들을 포함한다. 전극선택수단은 방전을 일으킬 방전전극쌍을 선택하여 선택된 상기 방전전극쌍으로 방전전력이 공급되도록 제어한다.

상기 방전관의 구조는 임의의 형상을 가질 수 있다. 평면광원을 얻기 위해서는 적어도 한쪽 면이 평판형 또는 거의 평판형인 평판형 방전관인 것이 바람직하다.

상기 전극선택수단은, 방전관의 표면상에 균일한 휘도를 만들어내기 위하여, 정해진 스위칭순서에 따라 방전경로가 이동되도록 상기 방전전력의 공급을 제어한다. 이 때, 깜박거림을 사람이 시각적으로 인식할 수 없도록 하기 위해, 방전전극쌍 각각의 방전주파수는 임계융합주파수보다 더 높도록 한다.

한편, 상기 전극선택수단은 스위칭제어신호에 응하여 스위칭하여 상기 스위칭제어신호가 지정하는 방전전극쌍으로만 상기 방전전력이 제공되도록 제어하기 위한 스위칭수단과, 상기 스위칭제어신호를 생성하여 상기 스위칭수단에 제공하는 스위칭제어수단을 구비한다.

상기 스위칭제어수단은 소프트웨어적인 방법으로 구성하는 것과 순수하게 하드웨어적으로 구성하는 방법 모두가 가능하다. 전자의 예로서, 상기 스위칭제어신호를 만들어낼 수 있는 프로그램이 내장된 마이콤을 스위칭제어수단으로 구성한다. 후자의 예로서, 스위칭제어수단을 클럭신호를 입력받아 카운트하기 위한 카운팅수단과, 상기 카운팅수단의 출력값을 입력받아 상기 스위칭제어신호를 출력하기 위한 출력로직수단을 구비한다.

한편, 하나의 실시예에 따르면 상기 방전전극군은 음극과 양극으로 작용할 제1 및 제2 방전전극군을 구비한다. 또한, 상기 스위칭수단은 상기 제1 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결됨과 동시에 상기 방전전력을 공급하는 전원부의 제1극성에 병렬적으로 연결되는 다수개의 스위칭소자를 포함하는 제1 스위칭소자군과, 상기 제2 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결됨과 동시에 안정기회로를 통해 상기 전원부의 제2극성에 병렬적으로 연결되는 다수개의 스위칭소자를 포함하는 제2 스위칭소자군을 구비한다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 방전전극군은 음극과 양극으로 작용할 제1 및 제2 방전전극군으로 구성된다. 또한, 상기 스위칭수단은 상기 제1 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결되는 제1 스위칭소자군과, 상기 제2 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결되는 제2 스위칭소자군을 구비한다. 나아가, 상기 제1 스위칭소자군에 속하는 스위칭소자들은 다시 다수개의 소그룹으로 구분하고, 각 소그룹에 속하는 스위칭소자들은 각 소그룹마다 별도로 제공되는 안정기회로에 병렬적으로 연결되고, 각 안정기회로는 상기 방전전력을 공급하는 전원부의 제1극성에 병렬적으로 연결되고, 상기 제2 스위칭소자군에 속하는 스위칭소자들은 상기 전원부의 제2극성에 병렬적으로 연결된다.

또 다른 실시예에 따르면, 상기 방전전극군은 상기 방전관의 양단부와 중앙부에 배치되는 제1, 제2 및 제3 방전전극군을 구비한다. 또한, 상기 스위칭수단은 상기 제1 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결됨과 동시에 방전전력을 공급하는 제1 전원부의 제1극성에 제1 안정기회로를 통해 병렬적으로 연결되는 다수개의 제1 스위칭소자를 포함하는 제1 스위칭소자군과, 상기 제2 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결됨과 동시에 방전전력을 공급하는 제2 전원부의 제1극성에 제2 안정기회로를 통해 병렬적으로 연결되는 다수개의 제2 스위칭소자를 포함하는 제2 스위칭소자군과, 상기 제3 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결됨과 동시에 상기 제1 및 제2 전원부의 제2극성에 병렬적으로 공통 연결되는 다수개의 제3 스위칭소자를 포함하는 제3 스위칭소자군을 구비한다.

위 3가지 실시예에서, 상기 스위칭제어수단은 마주보는 방전전극쌍에 연결된 스위칭소자쌍으로는 동일한 스위칭제어신호가 인가되도록 상기 제1 내지 제3 스위칭소자군의 각 스위칭소자와 연결된다.

또한, 상기 스위칭제어신호가 지정하는 방전전극쌍은 상기 방전전극군이 구성하는 방전전극쌍의 전부 혹은 일부를 지정하므로써 필요에 따라 전체방전 혹은 국부방전을 일으킨다.

상기 전극선택수단은 방전을 일으키는 방전전극쌍의 위치가 매 방전마다 바로 옆의 방전전극쌍으로 이동하는 순차방전이 되도록 상기 방전전력의 공급을 제어하거나, 또는 방전을 일으키는 방전전극쌍의 위치가 매 방전마다 하나 건너뛴 옆의 방전전극쌍으로 이동하는 인터레이스방전이 되도록 상기 방전전력의 공급을 제어한다.

한편, 상기 방전관은 발광면이 평판형 또는 실질적으로 평판형인 것으로 한다. 하나의 실시예로서, 상기 방전관은 방전으로 인해 발생된 빛을 외부로 투과시키는 투광평판, 상기 투광평판과 일정한 간격으로 이격된 채 대면하고 상기 빛을 상기 투광평판 쪽으로 반사시키기 위한 반사평판, 상기 투광평판과 상기 반사평판사이에 배치되어 지지하는 하나 이상의 지지수단을 구비한다.

다른 예로서, 상기 방전관은 일정한 간격만큼 이격된 채 서로 대면하도록 배치되고 방전에 의해 발생된 빛을 외부로 투과시키기 위한 제1 및 제2 투광평판, 상기 제1 및 제2 투광평판 사이에 배치되어 지지하는 하나 이상의 지지수단을 구비한다.

또한, 한 예로서, 상기 방전전극군은 상기 방전관의 마주보는 제1 및 제2 모서리에 각각 설치되는 제1방전전극군과 제2방전전극군을 포함하며, 각 방전전극군의 다수개의 방전전극들은 등간격으로 배치된다.

다른 예로서, 상기 방전전극군은 상기 방전관의 마주보는 제1 및 제2 모서리와 상기 두 모서리 사이에 각각 배치되는 제1, 제2 및 제3 방전전극군을 포함하며, 각 방전전극군의 다수개의 방전전극들은 등간격으로 배치된다.

한편, 상기 방전관은 한쪽 면 혹은 대면하는 양쪽 면의 내부에는 형광물질이 도포하여 단면 발광형 형광등 혹은 양면 발광형 형광등으로 만든다. 또 다른 방식으로, 상기 방전관은 형광물질이 내면에 도포된 투광면과, 상기 투광면과 마주보게 면의 내면에는 반사층을 도포하여 방전에 의해 생성된 빛을 상기 투광면 쪽으로 반사시키기 위한 반사면을 갖도록 한다. 이는 단면 발광형의 발광효율을 높이기 위함이다.

본 발명의 바람직한 다양한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 기술한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 평면형 방전등의 개념도이다. 이 방전등은 두께가 얇고 가로 세로의 길이가 긴 육면체 형상을 가지며, 서로 마주보는 상부판과 하부판이 다수개의 지지부재(14)에 의해 지지된 구조의 방전관(10)을 갖는다.

한편, 도 5a와 5b는 방전관(10) 구조의 일실시예를 설명하기 위한 것으로서, 도 2의 방전관(10)을 절단선 A-A'와 B-B'로 각각 자를 때의 단면도이다. 방전관(10)은 상부판(74)과 하부판(76)이 다수개의 지지기둥(72)에 의해 평행하게 지지된다. 방전관(10)은 양면발광형인가 혹은 단면발광형인가에 따라 그 재질이나 구성이 다를 수 있다.

양면발광형으로 만들기 위해서는 상부판(74)과 하부판(76) 모두 광투과효율이 좋은 투명재질을 이용하여야 한다. 상부판(74)과 하부판(76)의 제작에 사용되는 물질로는 방전관의 재질로 널리 이용되는 일반적으로 사용되는 소다석회유리(soda lime glass), 연유리(lead glass), 파이렉스 붕규산(pyrex borosilicate)유리, 석영유리 등과 같은 유리조성물이나 투광성 다결정 알루미나(Al₂O₃) 혹은 알루미노 붕산염유리(Al₂O₃-B₂O₃-BaO-CaO계) 등이 될 수 있다. 하지만, 단면발광형으로 만들기 위해서는 상부판(74) 혹은 하부판(76)중 어느 하나만 투명재질로 만들어도 충분하다. 이 경우 나머지 다른 하나는 다른 재질로 만들 수도 있으나 다만, 열팽창계수가 투명재질과 같은 것이 바람직하다. 또한, 상부판(74) 및 하부판(76) 모두 공기압을 이겨내기 위해서 기계적 강도가 우수한 재질을 사용하여 만드는 것이 바람직하다.

양면 발광형의 형광등을 만들기 위해서는 상부판(74)과 하부판(76)의 내벽에 형광물질(78, 80)을 도포한다. 단면발광형의 형광등을 만들 경우에도 양면발광형과 마찬가지로 형광물질을 상하부판(74, 76)의 내벽에 도포하는 것도 하나의 방식이지만, 또 다른 방식은 형광물질은 상부판(74)의 내벽에만 도포하고 하부판(76)의 내벽에는 방전관(10) 내부의 빛을 상부판(74) 쪽으로 반사시키기 위한 반사막(80)을 도포하는 것도 가능하다.

방전관(10)의 내부에는 배기 및 진공환경을 마련한 후, 방전등의 종류에 따라 Ne, He, Kr, Ar, Xe 등과 같은 희유가스와 Hg, Na, Cd 등과 같은 금속증기 등이 선택적으로 봉입된다. 예컨대 형광등의 경우 금속증기로는 수은증기를 약 5x10^{- 3}[torr] 정도 봉입하고 희유가스로는 통상 2∼3[torr] 정도의 Ar가스를 봉입하지만, 목적에 따라서는 Ar+Kr, Kr+Ne, Ar+Ne, Ne+Be 등의 혼합가스를 봉입할 수도 있다.

지지기둥의 개수는 방전관(10) 내부의 진공도, 방전관(10)과 지지기둥의 재질 강도 및 방전관(10)과 지지기둥(72) 간의 접촉면적 등과 같은 여러 가지 변수에 따라 다양하게 정해질 수 있다. 지지기둥은 방전관(10)의 상하부면에 가해지는 공기압을 이겨낼 수 있는 강도를 가지는 것이면 그 재료에 관한 다른 제한을 받지 않으며, 예컨대 스틸, 고강도 플라스틱이나 고강도 유리 등이 될 수 있다.

상부판(74)과 하부판(76)의 방전전극이 배치되는 가장자리에는 곡면형의 스템(stem)(87)이 봉착된다. 방전전극(86)은 텅스텐으로 된 2중 혹은 3중 필라멘트에 전자방사물질(바륨, 스트론듐, 칼슘을 주체로 하는 산화물)을 도포하여 형성된다. 방전전극(86)은 스템(87)을 관통하는 리드선에 의해 지지됨과 동시에 방전관(10) 외부의 베이스핀(88)과 연결된다. 스템(87)의 바깥에는 접착밀봉제(82)로써 마감한 다음 베이스캡(84)을 붙인다.

도2로 다시 돌아와서, 이 방전관(10)의 마주보는 양단에는 두 개의 방전전극군이 배치된다. 제1 방전전극군은 등간격으로 배열된 복수개의 코일형 방전전극(P1, P2, ..., P9)을 가지며, 제2 방전전극군 또한 등간격으로 배열된 같은 수의 코일형 방전전극(P1', P2', ..., P9')을 갖는다.

각 방전전극은 리드선을 통해 방전관(10) 밖의 두 개의 베이스핀(도 5a의 88)과 연결되어 있다. 제1방전전극군의 각 방전전극(P1, P2, ..., P9)의 제1출력단은 베이스핀은 공통으로 연결되고, 제2방전전극군의 각 방전전극(P1', P2', ..., P9')의 제1출력단도 또한 공통으로 연결되며, 양 공통연결점은 스타팅디바이스(18)의 양단에 연결된다.

또한, 제1방전전극군의 각 방전전극(P1, P2, ..., P9)의 제2출력단은 상부스위칭소자(S1, S2, ..., S9)와 일 대 일로 연결되고, 제2방전전극군에 속하는 각 방전전극(P1', P2', ..., P9')의 제2출력단은 하부스위칭소자(R1, R2, ..., R9)와 일대 일로 연결된다. 상부스위칭소자(S1, S2, ..., S9)와 하부스위칭소자(R1, R2, ..., R9)는 전원부(20)의 양측에 각각 공통적으로 연결된다. 여기서, Z는 안정기회로(22)의 등가임피던스를 의미하며, 이 안정기회로(22)는 전원부(20)와 상부스위칭소자(12a) 혹은 하부스위칭소자(12b) 사이에 배치된다.

상부 및 하부 스위칭소자(12a, 12b)는 방전등의 정격전류와 정격전압을 커버할 수 있으며, 응답속도가 빠른 것이 바람직하다. 예컨대, 발광다이오드와 포토트랜지스터로 구성되는 광전스위치(photo electric switch), 전계효과트랜지스터(MOSFET)나 바이폴라트랜지스터 등의 반도체 스위칭소자가 대표적인 예로 들 수 있을 것이다.

한편, 상부 및 하부 스위칭소자(12a, 12b)의 스위칭동작을 제어하기 위한 스위칭제어부(16)를 갖는다. 스위칭제어부(16)는 방전관내에 설치되는 방전전극쌍의 개수에 해당하는 출력포트를 갖는다. 도 2의 방전관(10)은 9개의 방전전극쌍을 포함하므로 스위칭제어부(16)의 출력포트 또한 9개로 구성한다.

스위칭제어부(16)는, 도 8a 내지 도 8i에 예시된 것처럼, 9개의 출력포트를 통해 한 주기 t₀∼ t₁₆동안에 예컨대 16개의 스위칭펄스를 출력한다. 도 13은 도 8a 내지 도 8i와 같은 스위칭펄스를 생성하기 위한 스위칭제어부(16)의 구성예를 보여준다.

도 13에서, 스위칭제어부(16)는 클럭신호(CLK)를 입력받아 0부터 15까지 카운트하는 업카운터(200)와 업카운터(200)의 출력포트(P0, P1, P2, P3)로부터 카운트신호를 입력받아 도 8a∼8i에 도시된 바와 같은 16개의 스위칭신호를 한 주기 t₀~ t₁₆동안에 출력하는 출력로직(210)을 포함한다.

출력로직(210)은 9개의 로직회로(220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300)를 포함한다. 각 로직회로의 입력포토는 공통적으로 업카운터(200)의 4개의 출력포트(P0, P1, P2, P3)에 연결된다.

업카운터(200)의 카운트값이 '0000'일 때에는 제1로직회로(220)만 로직값 '1'을 출력하며, 도 8a의 파형도가 이에 대응된다. 카운트값이 '0001' 또는 '1111'일 때에는 제2로직회로(230)만 로직값 '1'을 출력하고, 도 8b의 파형도가 이에 대응된다. 업카운터(200)가 '0010' 또는 '1110'의 카운트값을 출력할 때에는 제3로직회로(240)만 로직값 '1'을 출력하며, 이에 대응되는 파형도는 도 8c이다. 계속해서, 카운트값이 '0011' 이거나 '1101'일 때에는 제4로직회로(250)만 로직값 '1'을 출력하며, 이에 대응되는 파형도가 도 8d이다. 업카운터(200)의 카운트값이 '0100' 또는 '1100'일 때에는 제5로직회로(260)만 로직값 '1'을 출력하며, 이 경우의 파형도가 도 8e에 도시되어 있다. 카운트값이 '0101' 또는 '1011'일 때에는 제6로직회로(270)만 로직값 '1'을 출력하며, 도 8f의 파형도가 이에 대응된다. 카운트값이 '0110' 또는 '1010'일 때에는 제7로직회로(280)만 로직값 '1'을 출력하며, 도 8g의 파형도가 이에 대응된다. 카운트값이 '0111' 또는 '1001'일 때에는 제8로직회로(290)만 로직값 '1'을 출력하고, 도 8h의 파형도가 이에 대응된다. 끝으로, 카운트값이 '1000'일 때에는 제9로직회로(300)만 로직값 '1'을 출력하며, 도 8i의 파형도가 이에 대응된다.

도2와 같은 구성에 의하면, 매 방전시마다 오직 한 쌍의 방전전극만이 그 방전에 기여한다. 따라서, 스위칭제어부(16)는 지금 방전을 일으킬 한 쌍의 방전전극을 지정하기 위해 제1방전전극군(P1, P2, ..., P9)과 제2방전전극군(P1', P2', ..., P9')으로부터 각각 하나의 방전전극을 선택한다. 선택된 방전전극에는 전원부(20)로부터 방전전원이 동기적으로 인가된다. 방전전극쌍의 선택은 스위칭제어부(16)의 출력신호에 의해 이루어진다.

한 주기 t₀∼ t₁₆동안에 있어서 업카운터(200)의 출력값에 관한 출력로직(210)의 출력값간의 매핑관계를 정리하면 아래의 표 1과 같다.

위 9개의 출력로직은 스위칭제어부(16)의 9개의 출력포트를 구성한다. 스위칭제어부(16)의 출력포트와 상부 및 하부 스위칭소자(12a, 12b)간의 연결방식은 반드시 한가지로 정해져야 하는 것은 아니다. 다만, 이전 방전전극쌍이 만들어낸 방전관(10) 내부의 이온화분위기를 현재 방전전극쌍이 최대한 활용할 수 있도록 연결하면 보다 용이하게 방전을 얻을 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 현재 방전전원이 인가되어야 할 방전전극쌍은 바로 직전에 방전을 일으킨 방전전극쌍과 가능하면 가까운 곳에 위치하는 것이 바람직하다. 이러한 점이 고려된 연결방식이 표 2에 정리되어 있다.

표 2의 제1 연결방식은 이른바 순차스위칭 방전을 위한 연결방식이며, 제2 연결방식은 인터레이싱스위칭 방전을 위한 연결방식이다. 제1 연결방식에 따라 방전경로 스위칭제어부(16)의 출력포트와 스위칭소자(12a, 12b)를 연결하고 스위칭제어부(16)가 도 8a 내지 도 8i의 스위칭펄스를 출력하면, 방전을 일으키는 방전전극쌍(즉, 방전경로)은 매 방전마다 바로 옆의 방전전극쌍으로 순차 이동하며, 이러한 이동은 순방향과 역방향으로 반복된다. 다시 말해, 한 주기 t₀∼ t₁₆동안에 방전경로는 "(P1, P1') -> (P2, P2') -> (P3, P3') -> (P4, P4') -> (P5, P5') -> (P6, P6') -> (P7, P7') -> (P8, P8') -> (P9, P9') -> (P8, P8') -> (P7, P7') -> (P6, P6') -> (P5, P5') -> (P4, P4') -> (P3, P3') -> (P2, P2')"의 순서와 같이 방전관(10)의 맨 좌측에서 맨 우측으로 이동한 다음 다시 맨 우측에서 맨 좌측으로 이동하게 될 것이다.

직전 방전과 현재 방전간에 걸리는 시간을 이온화된 봉입가스가 미처 안정화상태로 복귀하지 못할 정도로 아주 짧게 해주면, 현재 방전을 일으킬 방전전극의 방전경로상에는 이온화된 가스가 잔류하게 된다. 바로 직전에 방전한 방전전극의 바로 옆의 방전전극이 방전을 일으키도록 방전경로를 이동하도록 하는 순차방전방식에 따르면, 현재 방전을 일으키는 방전전극쌍은 인접 방전전극쌍이 바로 직전에 만들어놓은 방전관 내부의 이온화된 가스분위기를 최대한 활용할 수 있기 때문에 방전전극에 고전압의 시동전압을 인가하지 않더라도 용이하게 방전을 일으킬 수 있다는 잇점이 있다. 직전 방전의 가스분위기를 이용한다는 측면에서는 순차방전방식이 인터레이싱방전방식에 비해 더 유리한 측면이 있다. 그러나 인접방전전극간의 거리가 그리 멀지 않으면 인터레이싱방전방식도 위와 같은 효과를 활용할 수 있을 것이다.

스위칭제어부(16)의 출력포트와 스위칭소자(12a, 12b)를 제2 연결방식에 따라 연결하고, 스위칭제어부(16)가 도 8a 내지 도 8i의 스위칭펄스를 출력하면, 한주기동안에 방전을 일으키는 방전전극쌍은 "(P1, P1') -> (P3, P3') -> (P5, P5') -> (P7, P7') -> (P9, P9') -> (P8, P8') -> (P6, P6') -> (P4, P4') -> (P2, P2') -> (P4, P4') -> (P6, P6') -> (P8, P8') -> (P9, P9') -> (P7, P7') -> (P5, P5') -> (P3, P3')"와 같은 순서로 이동한다.

어떤 연결방식에 따르더라도 사람으로 하여금 방전관(10)이 연속적으로 발광하고 있는 것처럼 보이게 하기 위해서는 상기 한 주기 t₀∼ t₁₆는 임계융합주파수(critical fusion frequency: CFF)를 고려하여 충분히 짧은 시간일 필요가 있다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 평판형 방전등의 개념도이다. 이 실시예는 방전전극마다 독자의 스위칭소자를 일대일로 연결하는 점에서는 앞선 예와 같으나, 방전전극쌍을 몇 개 그룹으로 분류하고 각 그룹마다 별도의 안정기회로(Z)를 할당하는 연결방식을 취한다는 데 그 특징이 있다.

먼저 방전관(10)의 구조를 첨부한 도 6a와 6b를 참조하여 설명한다. 도 6a와 6b는 방전관(10) 구조의 다른 실시예로서, 도 3의 방전관(10)을 절단선 C-C'와 D- D'로 각각 자를 때의 단면도이다.

도 5a와 5b의 방전관과 다른 것은 우선, 상부판(98)과 하부판(100)의 지지부재(106)를 기둥형상이 아닌 볼형상으로 하는 것이다. 볼형상의 지지부재(106)는 기둥형상에 비해 상하부판(98, 100)과의 접촉면적을 줄여주어 방전관(10) 표면의 휘도균일성이 더 좋아질 수 있다. 다만, 이 실시예는 지지부재(106)의 형상이 여러 가지로 변형될 수 있음을 보여주기 위한 것일 뿐 반드시 볼형상일 필요는 없으며 기둥형상이나 그외 다른 형상으로의 변형도 가능함은 물론이다.

이 실시예에서는 방전전극(90)을 코일형이 아닌 핀형으로 예시하고 있지만, 이 또한 본 발명이 방전전극의 형상에는 아무런 제한을 받지 않는다는 점을 나타내기 위한 것이다. 다만, 핀형 방전전극의 경우 각 방전전극 마다 하나의 베이스핀이 리드선에 의해 연결된다.

상하부판(98, 100)의 4변의 가장자리를 따라 지지벽(108)이 배치된다. 지지벽(108)과 상하부판(98, 100)의 단부는 접착밀봉재(96)로 밀봉한 후 베이스캡(94)을 덮는다. 또한, 핀 형상의 방전전극(90)이 방전관(10) 내부의 지지벽(108) 근처에 배치되며(물론 앞의 예와 같이 방전전극을 코일 형상으로도 할 수 있다), 방전전극(90)은 지지벽(108)과 접착밀봉재(96)를 관통하는 리드선(97)을 통해 베이스캡(94) 바같쪽의 베이스핀(92)에 연결된다.

도 3으로 돌아와서, 평판형 방전관(10)의 위쪽 단부에는 등간격으로 배열된 다수개의 핀형 방전전극(K1, K2, ..., K9)을 포함하는 제1방전전극군(52a)이 배치되고, 방전관(10)의 아래쪽 단부에도 역시 등간격으로 배열된 다수개의 핀형 방전전극(K1', K2', ..., K9')을 포함하는 제2방전전극군(52b)이 제1방전전극군(52a)과 마주보며 배치되어 있다. 제1방전전극(K1, K2, ..., K9)에는 9개의 제1스위칭소자(E1, E2, ..., E9)가 일대일로 연결된다. 마찬가지로 제2방전전극(K1', K2', ..., K9')에는 9개의 제2스위칭소자(G1, G2, ..., G9)가 역시 일대일로 연결된다.

각 방전전극군에 연결된 9개의 스위칭소자들은 몇 개의 그룹 예컨대 3그룹으로 구분하고 각 그룹에 속하는 스위칭소자들은 서로 공통으로 연결되고 각 그룹은 다시 안정기회로(56a, 56a', 56a")를 통하여 전원부(58)에 병렬로 연결된다. 즉, 전원부(58)와 제1스위칭소자군(E1, E2, E3) 사이에는 제1안정기회로(56a)를 부가하고, 전원부(58)와 제2스위칭소자군(E4, E5, E6) 사이에는 제2안정기회로(56a')를 부가하며, 전원부(58)와 제3스위칭소자군(E7, E8, E9) 사이에는 제3안정기회로(56a")를 부가한다.

이와 같은 구성에 따르면, 동일한 방전전극그룹내에서는 동일시간에 하나의 방전전극쌍만이 방전할 수 있지만, 방전전극그룹간에는 이러한 제한이 없다. 따라서, 도면과 같이 방전전극쌍을 3개의 그룹으로 분류하면, 동일시간에 각 그룹에서 하나의 방전전극쌍이 방전을 일으킬 수 있으므로 전체적으로는 3개의 방전전극쌍이 동시에 방전을 할 수 있다.

3개의 방전전극쌍에 동시에 방전을 하도록 하기 위해서는, 우선 스위칭제어부(54)가 적어도 3개의 출력포트를 가져야 한다. 도 12는 스위칭제어부(54)의 구체적인 구성에 관한 일실시예를 도시하고 있다. 도면을 참조하면, 스위칭제어부(54)는 클럭신호(CLK)를 입력받아 0부터 5까지 카운트하는 업카운터(300)와 업카운터(300)의 3개의 출력포트(P0, P1, P2)로부터 카운트신호를 입력받아 한 주기 t₀∼ t₆동안에 도 9a∼9c에 도시된 바와 같은 스위칭신호를 출력하는 출력로직(310)을 포함한다. 출력로직(310)은 3개의 로직회로(320, 330, 340)를 포함한다. 각 로직회로의 입력포트는 공통적으로 업카운터(300)의 3개의 출력포트(P0, P1, P2)에 연결된다.

업카운터(300)의 카운트값이 '000' 또는 '001'일 때에는 제1로직회로(320)만 로직값 '1'을 출력하며, 도 9a의 파형도가 이에 대응된다. 업카운터(300)의 카운트값이 '010' 또는 '101'일 때에는 제2로직회로(330)만 로직값 '1'을 출력하고, 도 9b의 파형도가 이에 대응된다. 업카운터(300)가 '011' 또는 '100'의 카운트값을 출력할 때에는 제3로직회로(340)만 로직값 '1'을 출력하며, 이에 대응되는 파형도는 도 9c이다.

제1로직회로(320)는 각 스위칭소자군의 첫 번째 스위칭소자(E1, E4, E7, G1, G4, G7)에 연결되며, 제2출력포트(330)는 각 스위칭소자군의 두 번째 스위칭소자(E2, E5, E8, G2, G5, G8)에 연결되며, 제3출력포트(340)는 각 스위칭소자군의 세 번째 스위칭소자(E3, E6, E9, G3, G6, G9)에 연결된다.

이와 같은 구성과 스위칭신호에 따르면, 시간 t₀∼t₂동안에는 3개의 방전전극쌍 (K1, K1'), (K4, K4'), (K7, K7')이 동시에 방전을 일으킨다. 다음 시간 t₂∼t₃동안에는 다른 3개의 방전전극쌍 (K2, K2'), (K5, K5'), (K8, K8')이 동시에 방전을 일으킨다. 그리고 그 다음 시간 t₃∼t₅동안에는 나머지 3개의 방전전극쌍 (K3, K3'), (K6, K6'), (K9, K9')이 동시에 방전을 일으킨다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 평판형 방전등의 개념도이다. 이 실시예는 방전관(10) 내부에는 상단부와 하단부에 각각 9개의 핀형 방전전극(H1, H2, ..., H9)과 (H1", H2", ..., H9") 설치되는 것 외에도 방전관(10)의 중앙부에도 9개의 핀형 방전전극(H1', H2', ..., H9')이 더 배치된다는 점에 그 특징이 있다.

방전관(10)은 평판형으로서 그 구조가 도 7a와 7b에 예시되어 있는데, 이들 도면은 각각 도 4의 방전관(10)을 절단선 E-E'와 F-F'로 각각 자를 때의 단면도이다. 도 6a와 6b에 도시된 방전관(10)과 거의 같은 구조이며 단지 차이가 있는 것은 방전관(10) 중앙부에 방전전극(93)이 추가적으로 배치되고, 추가되는 방전전극(95)은 리드선(99)을 통해 방전관(10) 외부의 베이스핀(95)과 연결된다는 점이다.

도 4에서, 제1방전전극군(H1, H2, ..., H9)의 각 방전전극은 제1 스위칭소자(U1, U2, ..., U9)와 일 대 일로 연결되고, 제1 스위칭소자(U1, U2, ..., U9)는 제1안정기회로(36a)를 통해 제1 전원부(34a)에 병렬로 연결된다. 제2방전전극군(H1', H2', ..., H9')의 각 방전전극은 제2 스위칭소자(C1, C2, ..., C9)와 일 대 일로 연결되고, 제1 스위칭소자(C1, C2, ..., C9)는 제1 전원부(34a)와 제2전원부(34b) 각각에 병렬로 공통 연결된다. 제3방전전극군(H1", H2", ..., H9")의 각 방전전극은 제3 스위칭소자(D1, D2, ..., D9)와 일 대 일로 연결되고, 제3 스위칭소자(D1, D2, ..., D9)는 제2안정기회로(36b)를 통해 제2 전원부(34b)에 병렬로 연결된다.

스위칭제어부(40)는 도 12에 도시된 스위칭제어부의 구성을 그대로 사용할 수 있으며, 9개의 출력포트(220~300)와 상기 제1 내지 제3 스위칭소자(32a, 32b, 32c)간의 연결관계는 아래 표 3과 같다.

방전관(10)의 중앙부에도 방전전극을 설치하는 것은 방전관(10)의 사이즈를 크게 하는 경우에 적용하는 것이 바람직하다. 즉, 방전관(10)이 매우 큰 경우에는 방전관(10)의 양단부에 설치되는 방전전극간의 거리가 너무 멀어 방전을 용이하게 일으키기 어려우므로, 방전관의 중앙에 방전전극을 더 배치하여 방전전극간의 간격을 짧게 하는 것이다.

스위칭제어부(40)의 9개의 출력포트를 통해 도 8의 스위칭펄스를 출력하면, 한 주기 t₀∼t₁₆동안에 방전경로는 방전전극쌍 (H1, H1', H1")에서부터 방전전극쌍 (H9, H9', H")까지 순차적으로 이동한 다음 다시 역방향으로 순차 이동하여 방전전극쌍 (H2, H2', H2")까지 되돌아온다.

한편, 이와 같은 방전전극의 배치에 따르면, 방전관(10)의 상부 혹은 하부만을 선택적으로 방전시키는 것이 가능하다. 즉 방전관(10)의 상부만을 방전시키고자 하는 경우에는 스위칭펄스를 제1스위칭소자(32a)와 제2스위칭소자(32b)에만 제공하고 제3스위칭소자(32c)에는 제공되지 않도록 하면 된다. 방전관(10)의 하부만을 방전시키고자 하는 경우에는 상기 스위칭펄스를 제2스위칭소자(32b)와 제3스위칭소자(32c)에만 제공하면 된다.

한편, 도 7은 방전관 구조의 또 다른 실시예를 보여준다. 상부판(150)은 약간의 곡률을 갖는 형상의 투명판이고 그 내면에는 형광물질(154)이 도포된다. 하부판(152)은 내면에 반사층(156)이 형성되고 양단부에 형성된 홈을 통해 상부판(150)의 양단부와 결합되고 그 결합부분은 접착밀폐물질(152)로 막는다. 또한, 상부판(150)과 하부판(152) 사이에는 다수개의 지지부재(158)가 설치되어 외부의 공기압에 대한 대항력을 제공한다. 앞선 실시예와 마찬가지로, 다수개의 방전전극(160)이 일정한 간격으로 방전관의 양측 단부에 마주보고 배치된다. 이 예는 방전관 내부에 어느 정도의 공간만 주어진다면 방전관의 형상이 반드시 평판형에 한정되지 않고 임의의 형상이더라도 본 발명이 적용될 수 있음을 보여주기 위한 것이다.

한편, 위에서 설명한 여러 가지 실시예의 각 스위칭제어부(16, 54, 40)는 마이콤(비도시)을 이용하여 구성할 수 있다. 마이콤은 방전전극쌍에 해당하는 출력포트를 가지면 되고, 이 마이콤에는 원하는 스위칭신호, 예컨대 도8a∼8i 혹은 도 9a∼9c와 같은 스위칭신호를 각 출력포트를 통해 출력하게 하는 프로그램을 내장시킨다.

원하는 형태의 스위칭신호의 타이밍차트가 결정되면 그러한 신호를 출력하는 프로그램은 당업자가 용이하게 마련할 수 있을 것이므로 여기서는 그 설명을 생략하기로 한다. 만약, 본 발명의 평판형 방전관이 예컨대 컴퓨터용 LCD 패널의 백라이트로 응용되는 경우에는 컴퓨터에 내장되어 있는 마이콤에 위와 같은 프로그램을 내장시키면 될 것이다.

절전, 조명이나 광고효과 등의 필요에 따라서는 방전전극의 일부에만 방전전력을 공급하여 국부방전을 하여야 하는 경우도 있을 것이다. 마이콤을 스위칭제어부로 이용하는 경우 이와 같은 국부방전을 구현하는데 매우 편리한 수단이 된다. 위의 모든 실시예에서 스위칭제어부를 마이콤으로 구현하면 전부방전은 물론 다양한 방식으로 국부방전을 일으키는 것이 가능하다.

본 발명에 의하면, 발광면적에 대한 크기 제한을 받지 않으면서도 균일한 조도 분포를 얻을 수 있는 면광원의 제작이 가능하다.

아울러 이전 방전에 의해 만들어진 방전관내의 가스 분위기를 이용하는 방식으로 방전경로를 이동시키는 방식을 취하므로 방전관내에 재시동이 필요 없어 고효율 광원을 얻을 수 있다.

나아가 본 발명은 평면형 뿐만 아니라 임의의 형상을 갖는 광원의 제작에도 적용될 수 있다.

본 발명은 LCD와 같은 수동소자를 이용한 디스플레이 패널의 백라이트로 채용되면 도광판이나 광확산판과 같은 부가적인 수단의 필요성을 없애준다. 또한, 필요에 따라서 국부발광을 가능하게 하여 절전 등의 효과를 거둘 수 있다. 양면발광형 면광원은 양쪽에서 동시에 패널을 보아야할 필요성이 있는 경우에 그 패널의 백라이트로서 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

또한, 본 발명에 의한 방전관을 면광원의 형태로 제작하여 일반 조명용 광원으로 사용하면, 눈부심의 감소 및 고른 조도 분포를 피사면에 제공하므로써 조명용 광원의 관점에서도 매우 매력적이다.

이상에서는 본 발명의 실시예에 따라 본 발명이 설명되었지만, 본 발명의 사상을 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자라면 명확히 인지할 수 있을 것이다.

Claims

내부에 방전물질이 봉입되고 방전에 의해 생성된 빛을 외부로 발광하기 위한 밀폐된 방전관과, 상기 방전관 내부의 서로 이격된 영역에 각각 설치되는 복수개의 방전전극군을 구비하며, 각 방전전극군은 복수개의 방전전극들을 포함하는 램프; 및

방전을 일으킬 방전전극쌍을 선택하여 선택된 상기 방전전극쌍으로 방전전력이 공급되도록 제어하기 위한 전극선택수단을 구비함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 1항에 있어서, 상기 전극선택수단은 균일한 표면휘도를 얻기 위하여 정해진 스위칭순서에 따라 방전경로가 이동되도록 상기 방전전력의 공급을 제어하고, 각 방전전극쌍이 방전을 일으키는 주파수는 임계융합주파수보다 더 높음을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 1항에 있어서, 상기 방전관의 발광면은 실질적으로 평면형인 것을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 1항에 있어서, 상기 전극선택수단은 상기 방전전극들과 각각 연결되는 다수의 스위칭소자들을 포함하며 상기 다수의 스위칭소자들은 인가되는 스위칭제어신호에 응답하여 스위칭동작을 하여 턴온된 스위칭소자에 연결된 방전전극쌍으로 상기 방전전력이 제공되도록 제어하는 스위칭수단; 및

상기 스위칭제어신호를 생성하여 상기 스위칭수단에 제공하는 스위칭제어수단을 구비함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 4항에 있어서, 상기 방전전극군은 음극과 양극으로 작용할 제1 및 제2 방전전극군을 구비하며, 상기 스위칭수단은 상기 제1 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결됨과 동시에 상기 방전전력을 공급하는 전원부의 제1극성에 병렬적으로 연결되는 다수개의 스위칭소자를 포함하는 제1 스위칭소자군과, 상기 제2 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결됨과 동시에 안정기회로를 통해 상기 전원부의 제2극성에 병렬적으로 연결되는 다수개의 스위칭소자를 포함하는 제2 스위칭소자군을 구비함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 4항에 있어서, 상기 방전전극군은 음극과 양극으로 작용할 제1 및 제2 방전전극군으로 구성되며, 상기 스위칭수단은 상기 제1 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결되는 제1 스위칭소자군과, 상기 제2 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결되는 제2 스위칭소자군을 구비하며, 상기 제1 스위칭소자군에 속하는 스위칭소자들은 다시 다수개의 소그룹으로 구분하고, 각 소그룹에 속하는 스위칭소자들은 각 소그룹마다 별도로 제공되는 안정기회로에 병렬적으로 연결되고, 각 안정기회로는 상기 방전전력을 공급하는 전원부의 제1극성에 병렬적으로 연결되고, 상기 제2 스위칭소자군에 속하는 스위칭소자들은 상기 전원부의 제2 극성에 병렬적으로 연결됨을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 방전전극군의 각 방전전극은 코일형 전극이고, 각 코일형 전극은 한 쌍의 베이스핀과 전기적으로 연결되며, 상기 제1 및 제2 방전전극군에 속하는 각 방전전극은 스타터회로의 양측에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 4항에 있어서, 상기 방전전극군은 상기 방전관의 양단부와 중앙부에 배치되는 제1, 제2 및 제3 방전전극군을 구비하며, 상기 스위칭수단은 상기 제1 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결됨과 동시에 방전전력을 공급하는 제1 전원부의 제1극성에 제1 안정기회로를 통해 병렬적으로 연결되는 다수개의 제1 스위칭소자를 포함하는 제1 스위칭소자군과, 상기 제2 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결됨과 동시에 방전전력을 공급하는 제2 전원부의 제1극성에 제2 안정기회로를 통해 병렬적으로 연결되는 다수개의 제2 스위칭소자를 포함하는 제2 스위칭소자군과, 상기 제3 방전전극군에 속하는 각 방전전극과 일대일로 연결됨과 동시에 상기 제1 및 제2 전원부의 제2극성에 병렬적으로 공통 연결되는 다수개의 제3 스위칭소자를 포함하는 제3 스위칭소자군을 구비함을 특징으로 하는 방전 경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제5항, 제6항 또는 제8항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은 마주보는 방전전극쌍에 연결된 스위칭소자쌍으로는 동일한 스위칭제어신호가 인가되도록 상기 제1 내지 제3 스위칭소자군의 각 스위칭소자와 연결됨을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 4항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은 상기 스위칭제어신호를 생성하여 상기 스위칭수단으로 제공하기 위한 프로그램이 내장된 마이콤을 포함하는 것을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 4항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은 클럭신호를 입력받아 카운트하기 위한 카운팅수단; 및 상기 카운팅수단의 출력값을 입력받아 상기 스위칭제어신호를 출력하기 위한 출력로직수단을 구비함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 4항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은 상기 방전전극군이 구성하는 방전전극쌍 전부를 골고루 방전시키는 전부방전 혹은 상기 방전전극쌍의 일부를 선택적으로 방전시키는 국부방전이 되도록 상기 스위칭제어신호를 생성하여 상기 스위칭수단에 제공하는 것을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 1항에 있어서, 상기 전극선택수단은 방전을 일으키는 방전전극쌍의 위치가 매 방전마다 바로 옆의 방전전극쌍으로 이동하는 순차방전이 되도록 상기 방전전력의 공급을 제어함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 1항에 있어서, 상기 전극선택수단은 방전을 일으키는 방전전극쌍의 위치가 매 방전마다 하나 건너뛴 옆의 방전전극쌍으로 이동하는 인터레이스방전이 되도록 상기 방전전력의 공급을 제어함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 1항에 있어서, 상기 각 방전전극군의 다수개의 방전전극들은 등간격으로 배치되고, 각 방전전극은 리드선에 의해 방전관 외부의 베이스핀에 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 1 항에 있어서, 상기 방전관은 방전으로 인해 발생된 빛을 외부로 투과시기는 투광평판, 상기 투광평판과 일정한 간격으로 이격된 채 대면하고 상기 빛을 상기 투광평판 쪽으로 반사시키기 위한 반사평판, 상기 투광평판과 상기 반사평판사이에 배치되어 지지하는 하나 이상의 지지수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 1 항에 있어서, 상기 방전관은 일정한 간격만큼 이격된 채 서로 대면하도록 배치되고 방전에 의해 발생된 빛을 외부로 투과시키기 위한 제1 및 제2 투광평판, 상기 제1 및 제2 투광평판 사이에 배치되어 지지하는 하나 이상의 지지수단을 구비함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 1 항에 있어서, 상기 방전전극군은 상기 방전관의 마주보는 제1 및 제2 모서리에 각각 설치되는 제1방전전극군과 제2방전전극군을 포함하며, 각 방전전극군의 다수개의 방전전극들은 등간격으로 배치됨을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 1 항에 있어서, 상기 방전관은 그 발광면의 내면이 형광물질로 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 1 항에 있어서, 상기 방전관은 그 내면이 형광물질로 도포되어 있는 발광면과, 상기 발광면과 마주보게 배치되어 방전에 의해 생성된 빛을 상기 발광면 쪽으로 반사시키기 위한 반사층을 구비함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
실질적으로 평면형상인 상부 투광면과 하부 투광면은 소정 거리만큼 이격되어 지지부재에 의해 지지되며, 상기 상부 및/또는 하부 투광면의 내면에는 형광물질이 도포되어 있고, 상기 상부 및 하부 투광면의 제1 단부를 따라 고르게 배치된 복수개의 제1 방전전극들과 상기 상부 및 하부 투광면의 제2 단부를 따라 고르게 배치된 복수개의 제2 방전전극들을 포함하며, 상기 제1 및 제2 방전전극들과 전기적으로 각각 연결된 제1 및 제2 외부접속단자를 가지며, 내부에는 희유가스가 봉입된 채 밀폐되어 있는 평면형 램프; 및

상기 제1 및 제2 방전전극들로부터 방전을 일으킬 방전전극쌍을 선택하여 선택된 상기 방전전극쌍으로 방전전력이 공급되도록 제어하기 위한 전극선택수단을 구비함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 21항에 있어서, 상기 전극선택수단은 균일한 표면휘도를 얻기 위하여 정해진 스위칭순서에 따라 방전경로가 이동되도록 상기 방전전력의 공급을 제어하고, 각 방전전극쌍이 방전을 일으키는 주파수는 임계융합주파수보다 더 높음을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제22항에 있어서, 상기 전극선택수단은 방전을 일으키는 방전전극쌍의 위치가 매 방전마다 바로 옆의 방전전극쌍으로 이동하는 순차방전 또는 방전을 일으키는 방전전극쌍의 위치가 매 방전마다 하나 건너뛴 옆의 방전전극쌍으로 이동하는 인터레이스방전 중 어느 한가지 방식에 따라 상기 방전전력의 공급을 제어함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제21항에 있어서, 상기 상부투광면 또는 하부 투광면의 내면에는 방전에 의해 생성된 빛을 맞은편 투광면으로 반사시키기 위한 반사층이 도포되는 것을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 평면형 방전등.
제21항에 있어서, 상기 전극선택수단은 상기 방전전극들과 각각 연결되는 다수의 스위칭소자들을 포함하며 상기 다수의 스위칭소자들은 인가되는 스위칭제어신호에 응답하여 스위칭동작을 하여 턴온된 스위칭소자에 연결된 방전전극쌍으로 상기 방전전력이 제공되도록 제어하는 스위칭수단; 및

상기 스위칭제어신호를 생성하여 상기 스위칭수단에 제공하는 스위칭제어수단을 구비함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 25항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은 상기 스위칭제어신호를 생성하여 상기 스위칭수단으로 제공하기 위한 프로그램이 내장된 마이콤을 포함하는 것을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 25항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은 클럭신호를 입력받아 카운트하기 위한 카운팅수단; 및 상기 카운팅수단의 출력값을 입력받아 상기 스위칭제어신호를 출력하기 위한 출력로직수단을 구비함을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.
제 25항에 있어서, 상기 스위칭제어수단은 상기 방전전극군이 구성하는 방전전극쌍 전부를 골고루 방전시키는 전부방전 혹은 상기 방전전극쌍의 일부를 선택적으로 방전시키는 국부방전이 되도록 상기 스위칭제어신호를 생성하여 상기 스위칭수단에 제공하는 것을 특징으로 하는 방전경로 절환이 가능한 다중전극형 면광원.