KR20030060909A

KR20030060909A - 가열기 전극을 가지고 있는 ｅｌ 램프

Info

Publication number: KR20030060909A
Application number: KR10-2003-7005137A
Authority: KR
Inventors: 월터 제이. 파시오렉; 윌리엄 에이. 코그흐란; 크리스토퍼 씨. 숄
Original assignee: 듀렐 코포레이션
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2003-07-16
Also published as: CN1471655A; WO2002031589A1; JP2004511881A; EP1410102A1; US6433476B1

Abstract

전자방광램프(30)는 2개의 전극과 적어도 3개의 접속기들(31, 33, 34)를 포함하는데, 제1 접속기(31)는 제1 전극에 연결되며, 제2 접속기(33)과 제3 접속기(34)는 제2 전극에 연결된다. 제1 전류는 상기 제1 접속기(31)과 제2 접속기(33)사이의 상기 램프 사이를 통과하도록 흐르며, 램프로 하여금 빛을 방출하도록 한다. 제2 전류는 상기 제2 접속기(33)와 제3 접속기(34) 사이의 제2 전극을 통과하도록 흐르며, 따라서 상기 제2 전극은 사기 제2 전류의 흐름에 응답하여 온도가 상승한다. 액정 크리스탈 디스플레이를 배경 조명으로 비출 때, 상기 제2 전극은 상기 디스플레이가 적절하게 작동할 수 있도록 가열하기 위해 열을 제공한다. 또한 전극은 가열기로 사용될 수 있다.

Description

가열기 전극을 가지고 있는 ＥＬ 램프{EL LAMP WITH HEATER ELECTRODE}

EL 램프는 본질적으로 2개의 도전 전극들 사이에 존재하는 유전 계층을 가지고 있는 커패시터이며, 상기 도전 전극 중 하나는 투명하다. 상기 유전 계층은 형광 파우더를 포함하거나 또는 상기 유전 계층에 근접하여 분리된 형광 파우더가 존재할 수 있다. 상기 형광 파우더는 아주 작은 전류를 사용하여 강한 전계가 존재하는 경우에 빛을 방출한다.

현존하는 EL 램프는 7.0 밀(0.178mm)의 두께를 가지고 있는 폴리에스테르 또는 폴리카보나이트의 투명 기판을 포함하고 있는 두꺼운 필름 기기이다. 투명 산화 주석 인듐(ITO) 전방 전극 또는 산화 인듐은 1000A°등의 두께를 가지고 있는 기판위에 배치된 진공이다. 형광 계층은 상기 전방(front) 전극상에 스크린 프린트되어 있으며, 유전 계층은 형광 계층 위에 스크린 프린트되어 있다. 후방(rear)전극은 상기 유전 계층 위에 스크린 프린트되어 있다. 예를 들어, 롤 코팅과 같이 EL 램프를 만드는 다른 방법들이 대신 사용될 수 있다.

EL 램프를 만드데 사용되는 상기 잉크는 고결제, 용매 및 필러(filler)를 포함하는데, 상기 필러는 상기 프린트된 계층의 속성을 결정한다. 전형적인 용매는 디메탈아세티미드(dimethylacetimide,DMAC) 또는 에틸부틸아세테이트(ethylbutylacetate,EB acetate)이다. 상기 고결제는 전형적으로 폴리비닐리데네(polyvinylidene) 플루오라이드(fluoride)/헥사플루로프로필네(PVDF/HFP), 폴리에스테르, 비닐 또는 에폭시와 같은 플루로폴리메르(fluoropolymer)이다. 형광 계층은 전형적으로 용매, 고결제 및 아연 설파이드(sulphide) 격자를 포함하고 있는 슬러리(slurry)로부터 침전된다. 유전 계층은 전형적으로 용매, 고결제 및 티타산 바륨(BaTiO₃)격자를 포함하고 있는 슬러리로부터 침전된다. 후방 전극은 전형적으로 용매, 고결제 및 은이나 카본과 같은 도전성 격자들을 포함하고 있는 슬러리로부터 침전된다. 상기 각 계층의 용매와 고결제는 화학적으로 동일하거나 또는 유사하기 때문에, 인접하고 있는 계층 사이에서 화학적인 호환성과 좋은 부착성을 가지고 있다.

자동차의 디스플레이 및 손목 시계, 라디오, 전지구 위치 추적 시스템(GPS) 및 콤팩 디스크 플레이어와 같은 휴대용 기기등의 많은 애플리케이션에서, EL 램프는 액정 크리스탈 디스플레이(LCD)를 배경조명으로 사용된다; 예를 들어, 미국 특허 제4,580,877과 미국 특허 제 5,121,234에 공시되어 있다. 상기 결합은 상기 배경 조명의 균일성과 상기 LCD의 해상도와 콘트라스트 때문에 널리 사용되고 있다. 그러나 상기 액정 크리스탈 물질은 예를 들어 0도 이하의 낮은 온도에서 적절하게 작동하기에는 너무 점성이 강하다는 문제를 가지고 있다. 상기 LCD를 위한 가열기를 제공하는 것이 공지되어 있으나 상기 가열기는 종종 바람직스럽지 않게 상기 디스플레이의 벌크(bulk)를 증가시킨다. 또한 가열기는 전형적으로 열을 균일하지 않게 상기 디스플레이에 적용한다.

두께를 변화시킴으로써 ITO 계층의 저항성을 변화시키는 방법이 당업계에 공지되어 있다. 얇은 필름 전자 발광 기기에 관한 미국 특허 제 4,880,475에 공시되어 있는 것과 같이, 매우 얇은, 높은 저항성의 ITO 계층은 산화 니켈과 같은 또 다른 산화 금속 계층에 의해 보호된다.

LCD의 가열기로서 ITO 계층이 사용되고 있다는 것은 당업계에 공지되어 있다. 미국 특허 제 5,559,614에 공지되어 있는 것과 같이, 상기 가열기 전극은 상기 LCD의 상기 후방 전극으로부터 분리되어 있는 동일 평면상(coplanar)에 있다. 상기 가열기 전극은 ITO와 산화 구리 계층의 결합으로 공시되어 있다. 상기 가열기로의 접속은 단지 일반적으로 설명되어 있지만, 적어도 2개의 추가적인 접속기들이 상기 가열기에 요구된다. 2개 이상의 추가적인 접속은 견본 가열기 전극에 요구된다.

미국 특허 제 4,500,173에 공시되어 있는 것과 같이, LCD와 EL 램프는 공통의 전극을 공유한다는 것은 당업계에 공지되어 있지만, 상기 공통 전극이 가열기이어야 한다는 것은 공지되어 있지 않다.

상기의 관점에서, 본 발명의 목적은 가열기 전극을 가지고 있는 EL 램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 전방 전극과 가열기 전극이 동일한 전극인 EL 램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 후방 전극과 가열기 전극이 동일한 전극인 EL 램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 단일, 추가적인 접속기를 요구하는 내부 가열기를 가지고 있는 EL 램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 배경 조명으로 사용되고, 상기 액정 크리스탈 디스플레이을 가열하기 위한 EL 램프를 가지고 있는 액정 크리스탈 디스플레이를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 투명, 가열, 전방 전극을 가지고 있는 EL 램프에 의해 액정 크리스탈 디스플레이 역광 필름(backlit)을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 디스플레이 전체 영역을 커버링하는 가열기를 가지고 있는 액정 크리스탈 디스플레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전자 발광(EL) 램프에 관한 것이며, 특히 하나의 전극으로서 가열기 구성요소를 가지고 있는 EL 램프에 관한 것이다. 이하 사용되는 것과 같이, EL "판넬"은 하나 이상의 발광 영역을 포함하고 있는 단일 기판인데, 여기서 각 발광 영역이 EL "램프"이다. 판넬의 하나 이상의 램프들은 전극으로서 가열기를 포함할 수 있다.

본 발명은 이하 도면과 결합되어 보다 자세히 설명함으로써 보다 완벽하게 이해될 수 있을 것이다.

도1은 전자발광 램프의 단면도이다.

도2는 본 발명의 바람직한 실시예에 상응하여 구성된 전자발광 램프와 액정 크리스탈 디스플레이의 단면도이다.

도3은 본 발명에 상응하게 구성된 전자발광 램프의 일점 투시도면(plan view)이다.

도4는 본 발명의 대안적인 실시예에 상응하게 구성된 전자발광 램프와 액정 크리스탈 디스플레이의 단면도이다.

도5는 본 발명의 대안적인 실시예에 상응하게 구성된 전자발광 램프와 액정 크리스탈 디스플레이의 단면도이다.

상기 전술한 목적들은 본 발명에 의해 달성되는데, 전자발광 램프는 2개의 전극과 적어도 3개의 접속기, 제1 전극에 연결되어 있는 제1 접속기 및 제2 전극에 접속되어 있는 제2 및 제3 접속기를 포함하고 있다. 제1 전류는 상기 제1 및 제2접속기 사이에서 상기 램프로 흐르며, 상기 램프로 하여금 빛을 방출하게 한다. 제2 전류는 상기 제2 접속기와 제3 접속기 사이에서 상기 제2 전극으로 흐르며, 따라서 상기 제2 전극은 상기 제2 전기 전류에 상응하여 온도가 상승한다. 액정 크리스탈 디스플레이를 배경 조명으로 사용할 때, 상기 제2 전극은 상기 디스플레이가 적절하게 작동하게 하기 위해 열을 생산하여 상기 디스플레이를 가열한다. 또한 전극은 가열기로 사용될 수 있다.

도1은 EL 램프의 단면도이다. 상기 단면도들은 수 개의 계층이 비례하여 도시되어 있지 않다. 램프(10)는 폴리에스테르 또는 폴리카보나이트 물질의 투명 기판(11)을 포함한다. 투명 전극(12)는 기판(11) 위에 놓여 있으며, 산화 주석 인듐 또는 산화 인듐을 포함하고 있다. 형광 계층(16)은 전극(12) 위에 놓여 있으며, 유전 계층(15)은 상기 형광 계층 위해 놓여 있다. 상기 형광 계층과 상기 유전 계층은 도면 부호(13)으로 지시되는 것과 같이 단일 계층으로 결합될 수 있다. 유전 계층 위에 놓여 있는 것은 합성 수지 고결제에 있는 은이나 카본과 같은 도전성 격자를 포함하고 있는 후방 전극(18)이다.

작동하는 동안에, 대안적인 전류가 전극(12, 18)에 적용되며, 이것은 상기 램프를 통과하여 상기 전극 상에서 미세한 전류가 흐르게 하며, 상기 계층(16)에 있는 상기 형광으로 하여금 빛을 방출하게 한다.

본 발명에 상응하여, 작은 전류가 투명 전극(12)의 반대 모서리에 적용되며, 이것은 전류로 하여금 상기 램프를 통과하여 상기 전류에 수직인 상기 전극상에 흐르게 한다. 상기 전류의 양은 상기 전극(12)의 저항과 상기 램프의 영역에 의해 결정된다. 스퀘어 당 50에서 500Ω의 저항이 바람직하다. 상기 적용된 전압은 교류이거나 또는 직류일 수 있다. 대부분의 애플리케이션에서, 상기 적용된 가열기 전압은 DC 3에서 12볼트라고 가정된다.

도2는 액정 크리스탈 디스플레이를 배경 조명으로 사용하기 위한 액정 크리스탈 디스플레이에 부착되어 있는 EL 램프를 도시하고 있다. 램프(10)는 상기 설명된 것과 같이 구성되어 있다. 액정 크리스탈 디스플레이(20)는 투명 전극(21), 액정 크리스탈 물질(22) 및 투명 전극(23)을 포함하고 있다. 예를 들어, 극성화계층과 같은 다른 계층들은 도시되어 있지 않지만, 당업계에 공지되어 있다. 액정 크리스탈 물질은 전형적으로 일정한 점성을 가지고 있으며, 0도 이하의 온도에서 젤이 되는 경향이 있다. 액정 크리스탈 디스플레이은 전계가 적용될 때, 상기 물질의 분자 배열를 변화시킴으로써 작동된다. 낮은 온도에서, 상기 물질의 점성은 크게 증가되며, 상기 물질은 상기 적용된 전계에 반응하지 않을 것이다. 적은 양의 열을 제공함으로써, 상기 액정 크리스탈 물질의 온도는 차가운 온도에서 적절히 작동하기에 충분하게 올라갈 수 있다. 자동차의 기구 판넬과 같은 디스플레이는 열을 방출한다. 따라서, 보통 상기 디스플레이를 일반적으로 작동하기 위해 온도를 충분히 올리기 위해 열이 거의 필요하지 않다.

도3은 본 발명에 상응하게 구성된 전자발광 램프의 일점 투시도면(plan view)이다. EL 램프(30)는 전방 전극에 대한 접속기(31, 32)를 포함하며 후방 전극에 대한 접속기(33, 34)를 포함하고 있다. EL 램프는 전형적으로 상기 전극으로의 낮은 저항 접속을 제공하기 위해 전극 주위에 버스 바를 가지고 있다. 제2 접속이 관찰자로부터 숨겨진 상기 램프의 일부분으로 구성되지 않는다면, 가열기 전극에 의해, 전극 주변를 완전히 둘러쌓는 버스 바는 불가능하다. 버스 바(36)는 EL 램프(30)의 한 모서리를 따라 위치하고 있으며, 전기적으로 접속기(31)에 연결되어 있다. 유사하게, 버스 바(37)는 상기 램프의 반대 모서리를 따라 위치하고 있으며, 상기 램프는 전기적으로 접속기(32)에 연결되어 있다. 따라서, 접속기(31, 32)를 따라 연결된 전압은 전류로 하여금 상기 전방 전극을 흐르게하여 상기 전극을 가열한다. 상기 가열 전류는 교류이거나 또는 직류이다.

사용되는 전력 공급에 의존하여, 단지 단일 , 추가적인 접속기만이 필요하다. 접속기(33, 34) 중에서 하나는 본 발명에 관련되지 않은 이유로 유지되지 않는다면 삭제될 수 있다. 본 발명에 상응하게 구성된 램프는 단일 종단 출력(single-ended output); 즉 출력 터미널과 그라운드 사이에서 교류 전류를 생산하는 드라이브, 1/2-브리지 출력 또는 변환 출력을 가지고 있는 드라이브에 호환된다. 만약 드라이버가 완전 브리지 출력을 가지고 있으면(4개의 스위칭 구성요소), 부동 바이어스는 상기 가열기를 위해 필요하다. 예를 들어, 상기 전압은 상기 변환기에 의해 상기 전방 전극에 연결되어 있다.

종래 기술에서, 상기 EL 램프로부터 균일한 출력을 얻기 위해 많은 노력들이 이루어져 왔다. 상기 가열기 전압은 상기 El 램프를 구동하기 위해 사용되는 피크-대-피크 전압(예를 들어, 3볼트에서 120볼트)에 비해 상대적으로 작기 때문에, 열을 제공하기 위해 사용되는 상기 전압은 EL 램프의 표면에 걸쳐 상당한 비균일성을 제시하지는 않는다.

도4는 상기 EL 램프를 위해 투명 후방 전극이 사용되며 상기 램프는 상기 후방 전극에 의해 상기 액정 크리스탈 디스플레이에 부착되어 있는 본 발명의 대안적인 실시예를 도시하고 있다. 이것은 상기 형광 계층을 상기 액정 크리스탈 디스플레이로 더 근접하게 이동시키며, 도4에 도시되어 있는 것과 같이 빛은 상기 유전 계층을 통과하기 때문에 더 많은 확산 빛 소스가 제공된다.

특히, 램프(41)는 액정 크리스탈 디스플레이(44)의 후방 전극(43)에 접해있는 투명 전극(42)을 포함한다. 형광/유전 계층(46)은 전극(42) 위에 놓여 있으며,후방 전극(47)은 계층(46) 위에 놓여 있다. 기판(48)은 후방 전극(47) 위에 놓여 있다. 계층(49)과 같은 반사 계층은 빛을 관찰자 쪽으로 다시 보내기 위해 제공된다. 전극(42)은 바람직하게 액정 크리스탈 디스플레이(44)를 위한 상기 가열 전극이다.

기판(47)에 구성되는 대신에, 상기 램프 매체, 즉 계층(42, 46, 47)은 예를 들어 롤 코팅에 의해 임시적인 기판에 위치할 수 있으며, 액정 크리스탈 디스플레이(44)의 상기 후방 전극으로 얇게 잘리며, 따라서 기판(48)을 제거한다. 도시되어 있지 않지만, 어느 한 쪽의 전극을 형성하는 것이 바람직한 경우에, 전극(42, 43)은 얇은 절연 계층에 의해 분리될 수 있다. 접착 계층은 접착성과 절연체로 작동할 수 있다.

도5는 액정 크리스탈 디스플레이에 의해 전극이 공유되는 본 발명의 대안적인 실시예를 도시하고 있다. 액정 크리스탈 디스플레이(51)는 상기 EL 램프(53)의 전방 전극과 액정 크리스탈 디스플레이의 후방 전극 모두가 되는 투명 전도성 계층(52)을 포함한다. 형광 계층(54)은 계층(52) 위에 놓여 있으며, 유전 계층(55)은 상기 형광 계층 위에 놓여 있다. 후방 전극(56)은 도전성 잉크로부터 침전되거나 또는 알루미늄과 같은 금속 조각의 계층일 수 있는데, 그것은 반사 기능을 또한 제공한다. 계층(52)는 바람직하게 상기 가열기 계층이다.

상기 후방 전극이 되는 금속 조각 또는 계층(56)에서 시작하는 임시적인 기판에 상기 램프 물질들을 반대 순서로 침전시킴으로써 EL 램프(53)이 만들어진다. 상기 물질들은 액정 크리스탈 디스플레이(51)의 후방으로 잘리며, 상기 임시 기판이 존재한다면 제거된다.

본 발명은 상기 전방 전극, 상기 후방 전극 또는 양 전극으로 가열기 전극을 가진 EL 램프를 제공한다. 상기 램프는 상기 가열기에 대한 최소한의 단일 추가적인 접속기를 요구한다. 액정 크리스탈 디스플레이와 결합되어, 본 발명은 배경 조명으로 사용되고 상기 액정 크리스탈 디스플레이를 가열하기 위해 EL 램프를 제공한다.

본 발명을 설명하였지만, 본 발명의 범위에서 많은 변경이 만들어 질 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 램프(30)의 후방 전극은 상기 전방 전극의 대안으로 또는 상기 전방 전극에 추가하여 가열기 전극이 될 수 있다. 상기 가열기 전극은 형성화될 수 있으며, 전방 또는 후방 전극과 가열기 전극 모두로 작동할 수 있다. 두 가지 금속으로 구성된 스위치 또는 다른 장치는 상기 디스플레이가 충분히 가열되었는지를 감지하기 위해 그리고 가열되었을 때 상기 가열기 회로를 개방하기 위해 상기 디스플레이 근처에 추가될 수 있다.

Claims

산화 메탈 투면 계층과 상기 투면 계층에 연결되어 있는, 제1 전류를 상기 램프에 연결하기 위한 적어도 하나의 접속기를 가지고 있는 전자발광 램프를 포함하고 있는 디스플레이에서, 제2 전류가 상기 투명 계층을 통과하며, 따라서 상기 투명 계층은 상기 제2 전류에 응답하여 온도가 상승하도록 하기 위해 상기 투명 계층에 연결되는 제2 접속기를 포함하고 있는 것을 특징으로 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 투명 계층은 거의 50-500Ω/스퀘어의 저항을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 투명 계층은 적어도 2개의 반대 방향의 모서리를 가지고 있으며, 상기 하나의 접속기는 상기 모서리들 중 제1 모서리에 연결되어 있으며, 상기 제2 접속기는 상기 모서리들 중 제2 모서리에 연결되는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제1항에 있어서, 상기 전자방광의 적어도 부분 위에 놓여 있는 액정 크리스탈 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제1항에 있어서, 투명, 산화 메탈 계층을 포함하고 있는 액정 크리스탈 디스플레이를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제5항에 있어서, 상기 전자방광 램프와 상기 액정 크리스탈 디스플레이는 공통의 산화 메탈 계층을 공유하는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제1항에 있어서, 후방, 도전성 계층을 가지고 있는 액정 크리스탈 디스플레이를 더 포함하며, 여기서 상기 전자발광 램프의 상기 투명 계층은 후방, 도전성 계층 위해 놓여 있는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제7항에 있어서, 상기 투명 계층은 상기 전자방광 램프의 상기 전방 전극인 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제7항에 있어서, 상기 투명 계층은 상기 전자방광 램프의 상기 후방 전극인 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제1 전극;

상기 제1 전극 위에 놓여 있는 형광 계층;

상기 형광 계층 위에 놓여 있는 유전 계층;

상기 유전 계층 위에 놓여 있는 제2 전극;

상기 제1 및 제2 전극 중 하나에 전기적으로 연결되어 있는 제1 접속기;및

상기 제1 및 제2 전극 중 하나에 전기적으로 연결되어 있는 제2 접속기를 포함하며

여기서 상기 제1 및 제2 전극은 제1 전류를 상기 형광 계층과 상기 유전 계층으로 통과하도록 연결하며, 따라서 상기 형광 계층이 빛을 방출하며,

상기 제1 및 제2 접속기는 상기 제2 전류를 상기 하나의 전극을 통과하도록 연결하며, 상기 하나의 전극 온도가 상승하게 되는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제10항에 있어서, 상기 제2 전류가 흐를 때, 상기 제1 및 제2 전극 중 하나에 의해 가열된 액정 크리스탈 디스플레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이.
제11항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극 중 하나는 상기 액정 크리스탈 디스플레이와 공유되는 것을 특징으로 하는 디스플레이.