KR20040009604A - 하이브리드 형광램프 - Google Patents

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KR20040009604A
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구승만
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엘지.필립스 엘시디 주식회사
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Abstract

본 발명은 냉음극 형광램프 및 외부전극 형광램프의 하이브리드 형광램프에 관한 것으로, 본 발명의 형광램프는 발광물질이 밀봉된 유리관과, 상기 유리관의 일측 내부에 형성된 내부전극과, 상기 내부전극이 형성된 상기 유리관의 타측 외부에 형성된 외부전극을 이용하여 상기 내부전극 및 외부전극 양단에 고주파의 고전압을 인가함으로써 고휘도의 빛을 발광시킬 수 있고, 형광램프의 수명을 길도록 할 수 있다.

Description

하이브리드 형광램프{Hybrid Fluorescent Lamp}
본 발명은 백라이트에 사용되는 하이브리드 형광램프에 관한 것으로서, 상세하게는 발광물질이 들어있는 유리관을 가로질러 서로 대향하는 내부전극 및 외부전극을 구비한 하이브리드 형광램프에 관한 것이다.
최근, 정보통신 분야의 급속한 발전으로 말미암아, 원하는 정보를 표시해 주는 디스플레이 산업의 중요성이 날로 증가하고 있으며, 현재까지 정보 디스플레이 장치 중 CRT(cathode ray tube)는 다양한 색을 표시할 수 있고, 화면의 밝기도 우수하다는 장점 때문에 지금까지 꾸준한 인기를 누려왔다.
하지만, 대형, 휴대용, 고해상도 디스플레이에 대한 욕구 때문에 무게와 부피가 큰 CRT 대신에 평판 디스플레이(flat panel display) 개발이 절실히 요구되고 있다. 이러한 평판 디스플레이는 컴퓨터 모니터에서 항공기 및 우주선 등에 사용되는 디스플레이에 이르기까지 응용분야가 넓고 다양하다.
현재 생산 혹은 개발된 평판 디스플레이는 액정 디스플레이(liquid crystal display : LCD), 전계 발광 디스플레이(electro luminescent display : ELD), 전계 방출 디스플레이(field emission display : FED), 플라즈마 디스플레이(plasma display panel : PDP) 등이 있으며, 이상적인 평판 디스플레이가 되기 위해서는 경중량, 고휘도, 고효율, 고해상도, 고속응답특성, 저구동전압, 저소비전력, 저코스트(cost) 및 천연색 디스플레이 특성 등이 요구된다.
이와 같은 평판 디스플레이 중 상기 액정표시장치는 상기 욕구뿐만 아니라내구성 및 휴대가 간편하기 때문에 각광을 받고 있다.
액정표시장치는 액정의 광학적 이방특성을 이용한 화상표시 장치로서, 전압의 인가상태에 따라 분극특성을 보이는 액정에 빛을 조사하게 되면 상기 전압인가에 따른 액정의 배향 상태에 따라 통과되는 빛의 양을 조절하여 이미지를 표현할 수 있는 장치이다.
이와 같이, 상기 액정표시장치를 구성하기 위해서는, 두 기판 사이에 형성된 액정을 포함하는 액정패널과, 상기 액정패널의 주변에 구비되어 상기 액정패널에 신호를 인가하고 이러한 신호를 제어하는 구동회로가 필요하다.
이때, 상기 액정패널은 스스로 빛을 내지 못하기 때문에, 반사형 액정표시장치의 경우 태양광과 같은 외부광을 이용하여 상기 액정패널에서 반사시켜 사용할 경우 어두운 공간에서는 사용할 수 없는 제약을 받는다.
따라서, 투과형 액정표시장치는 상기 액정패널의 하부에 별도의 백라이트를 구비하여 평행광선을 조사함으로서 공간의 제약 문제점을 해결할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 일반적인 투과형 TN 모드의 액정표시장치에 대하여 개략적으로 설명한다.
도 1은 일반적인 투과형 TN 모드의 액정표시장치의 개략적인 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 액정표시장치는 색상을 표현하기 위한 상부 기판(11)과 각 화소마다 신호를 인가하기 위한 하부 기판(12) 및 상기 두 기판사이에 형성된 액정층(13)으로 이루어지는 액정패널(10)과, 상기 액정패널(10) 상하에 서로 직교하도록 배치된 제 1, 제 2 편광판(14,15)을 포함하여 구성된다.
도시하지는 않았지만, 상기 액정패널(10)의 하부에는 형광램프와 같은 광원으로부터 조사된 빛을 투과하기 위한 도광판, 반사판, 확산판 및 프리즘을 포함하여 구성되는 백라이트가 있다.
여기서, 상기 하부기판(12)은 어레이기판이라고도 하며, 스위칭 소자인 박막트랜지스터(도시하지 않음)와 화상을 표시하기 위한 화소 전극(도시하지 않음)이 매트릭스형태(matrix type)로 형성되어 있다.
그리고, 상부기판(11)은 칼러필터기판이라고도 하며, 화소영역 외부로의 빛샘을 방지하기 위한 블랙매트릭스와, 상기 화소전극에 대응하고 R(적색), G(녹색), B(청색)의 색상을 갖는 칼라필터와, 상기 블랙매트릭스 및 칼라필터 상에 공통전극(도시되지 않음)이 형성되어 있다.
상기 하부 기판(12) 및 상부 기판(11)에 각각 형성된 화소전극(도시하지 않음) 및 공통전극(도시하지 않음)은 상기 백라이트로부터 조사된 빛을 투과하기 위해 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide : ITO)와 같은 투명 도전금속으로 이루어져 있다. 이때, IPS모드 액정표시장치의 경우, 상기 공통 전극이 상기 하부 기판에 형성된다.
상기 상부 기판(11) 및 하부 기판(12)사이에 형성된 액정층(13)의 액정분자(18)들은 대향하는 상기 두 기판의 표면상에 각각 형성된 배향막(도시하지 않음)에 의해 상기 하부 기판(12)으로부터 상기 상부 기판(11)에 이르기까지 방위각이 90도 꼬여 배향되어 있다.
또한, 상기 제 1, 제 2 편광판(14,15)은 편광방향이 수직인 특성을 갖고 있다.
즉, 상기 백라이트로부터 조사된 백색의 빛은 상기 제 1 편광판(14)에 의해 일방향으로 편광되고, 상기 제 1 편광판(14)에 편광된 광은 하부 기판(12) 및 액정층(13)에 굴절된다.
이때, 도시된 바와 같이, 상기 액정층(13)에 입사된 광은 상기 액정분자(18)의 꼬임에 의해 방위각이 90도 회전하여 제 1 편광판(14)에 의해 편광된 방향에 직교하도록 굴절된다. 이와 같이, 상기 액정층(13)에서 액정분자(18)의 방위각 또는 극각을 조절하여 투과광의 세기를 조절할 수 있다.
또한, 액정층(13)에 의해 굴절된 백색의 광은 R.G.B 색상을 나타낼 수 있는 칼라필터(도시하지 않음)가 형성된 상부 기판(11)을 투과하고, 상기 상부 기판(11)에 의해 색상을 갖는 빛은 제 2 편광판(15)을 통과하여 화상으로 표현된다.
따라서, 일반적인 액정표시장치는 백라이트로부터 조사된 빛을 평행광선으로 만들고, 상기 평행광선을 편광 및 굴절시킨 후 투과광의 세기를 조절하고, 색상을 표현함으로써 화상을 구현할 수 있다.
한편, 이와 같은 액정표시장치에서 평행광선을 공급하는 백라이트는 형광램프의 위치에 따라 직하형 방식과 에지(Edge)형 방식으로 구분되는 데, 상기 직하형 방식은 액정 패널의 평면에 형광램프를 배치하여 상기 액정 패널에 수직하는 평행광선을 입사하는 것이며, 상기 에지형 방식은 액정패널의 외곽에 형광램프를 배치하여 도광판으로 광경로를 바꾸어 상기 액정패널에 수직하는 평행광선을 입사하는 것이다.
이때, 상기 직하형 방식 또는 에지형 방식에 사용되는 형광램프는 유리관에서 전극의 위치에 따라 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp)과, 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp)로 나눌 수 있다.
도 2a는 종래 기술에 따른 냉음극 형광램프의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, 냉음극 형광램프는 불활성 기체와 같은 혼합가스(도시하지 않음)를 보호하기 위해 밀봉된 유리관(21)과, 상기 유리관(21) 내의 양단에 이격하고 전원(23)으로부터 전원을 인가하기 위한 제 1 전극(25) 및 제 2 전극(27)을 포함하여 구성된다.
도시하지는 않았지만, 상기 유리관 내벽에 형광 물질이 도포되어 있고, 상기 유리관(1) 내부에는 상기 혼합 가스 뿐만 아니라, 수은이 포함되어 있다.
따라서, 냉음극 형광램프는 상기 제 1 내부전극(25)과 제 2 내부전극(27)사이를 저항(R)으로 이해할 경우 도 2b와 같은 등가회로가 된다. 이때, 상기 전원(23)은 구형파 또는 정현파의 교류전압을 인가시킬 수 있다.
이와 같이 구성된 냉음극 형광램프의 구동은 상기 제 1 내부전극(25) 및 제 2 내부전극(27)간에 고전압을 인가하면, 상기 두 전극 중 하나의 전극에서 인가된 전자가 타측 전극에 이끌리어 고속으로 이동하는 과정에서 상기 전자가 상기 수은 분자와 충돌하게 되고 이 과정에서 2차 전자가 방출되고, 상기 수은 분자는 여기 된다.
그 결과, 여기된 상기 수은 분자가 안정된 상태로 환원하는 과정에서 자외선이 발생되고, 상기 자외선은 형광물질에 흡수되고 상기 형광물질을 여기시켜 안정화되면서 가시광선을 발광하게 된다.
따라서, 이와 같은 냉음극 형광램프의 발광효율은 내부의 수은 증기압에 의존하고, 30,000 cd/m2정도의 고휘도의 빛을 발광한다.
하지만, 상기 냉음극 형광램프의 수명은 약 수천 시간정도로 잦은 점등 시 줄어들 수 있다. 왜냐하면, 일정 사용 시간이 경과 할 경우, 상기 수은 증기가 상기 제 1 내부전극(25) 및 제 2 내부전극(27)의 표면에 응결되고 산화되어 상기 제 1 내부전극(25) 및 제 2 내부전극(27) 주위의 상기 유리관(21) 내벽에 붙어버림으로 인하여 휘도를 떨어뜨려 상기 램프의 수명을 단축시키는 결과를 초래하기 때문이다.
도 3a는 외부전극 형광램프의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.
반면, 도 3a에 도시된 바와 같이, 외부전극 형광램프는 상기 냉음극 형광램프와 마찬가지로, 내부에 혼합가스 및 수은 증기가 밀봉된 유리관(21)과, 상기 유리관(21) 외부의 양단 각각의 외곽을 둘러싸고 (23)전원으로부터 교류전원을 인가하기 위한 제 1 외부전극(35) 및 제 2 외부전극(37)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제 1 외부전극(35) 및 제 2 외부전극(37)에 고전압이 걸릴 경우, 상기 유리관(21) 내벽에 유도전기를 발생시켜 상기 냉음극 형광램프와 같은 방법으로 가시광선을 발광시킬 수 있다.
또한, 외부전극 형광램프는 상기 유리관(21)을 사이에 둔 상기 제 1 외부전극(35)과 수은 증기를 제 1 캐패시터(C1), 상기 두 전극간의 수은 증기를 저항(R), 상기 유리관(21)을 사이에 둔 제 2 외부전극(37)과 수은 증기를 제 2 캐패시터(C2)로 이해할 경우, 도 3b와 같은 등가회로가 된다.
이때, 상기 유리관(21) 내부의 상기 수은증기를 대전시키기 위해 상기 제 1 외부전극(35) 및 제 2 외부전극(37)에 각각 서로 위상이 다른 고전압을 인가해야 한다.
따라서, 외부전극 형광램프는 상기 제 1 캐패시터(C1) 및 제 2 캐패시터(C2)를 이용하여 전기용량성 전압 강하를 시키기 위해서는 상기 제 1 외부전극(35) 및 제 2 외부전극(37)에 고주파수의 고전압이 인가된다.
도시되지는 않았지만, 상기 외부전극 형광램프에 고주파를 인가하기 위해 상기 전원의 주파수를 가변시키는 가변 회로와, 상기 교류전원으로부터 정현파 또는 구형파 모양의 고전압을 만들기 위해 공진회로 또는 필터를 더 구비한다.
또한, 상기 유리관(21)의 두께가 작을 경우, 전기용량성 전압강하가 작을 수 있기 때문에 상기 제 1 외부전극(35) 및 제 2 외부전극(37)을 각각 상기 유리관(21)에 직접 접합시키지 않고 중간에 절연물질을 더 삽입할 수도 있다.
이와 같은 외부전극 형광램프는 수 10,000 cd/m2의 고휘도를 발광시킬 수 있으며, 긴 수명을 갖는다. 또한, 고주파 구동에서 유리관(21)의 길이 및 반경의 조건에 따라 상기 유리관(21) 중간에 전극이 형성된 belt형, 유리관 및 전극의 직접 접합형, 그리고 유리관 양끝 공간의 부풀림형 등의 다양한 종류가 있다.
그러나, 외부전극 형광램프는 고주파에 의한 구동을 하기 때문에 상기 고주파에 의한 전자파 간섭(Electro-Magnetic Interference : EMI) 현상이 발생하여 주변 소자의 성능을 저하시킬 수 있고, 고주파의 고전압 전원장치의 소형화가 어렵다.
따라서, 종래 기술의 냉음극 형광램프와 외부전극 형광램프는 형광램프의 수명, 발광에 따른 휘도 제어 및 전원공급장치의 측면에서 서로 보상되어야 할 각각의 장단점을 갖고 있다.
상술한 바와 같이, 종래 기술의 냉음극 형광램프 및 외부전극 형광램프는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 종래 기술의 냉음극 형광램프는 일정 사용 시간이 경과하면 제 1 내부전극 및 제 2 내부전극 표면에서 수은 증기의 응결되고 산화되어 상기 수은증기가 유리관 내벽에 붙어 휘도를 떨어지게 하여 램프의 수명을 단축시킬 수 있다. 더욱이, 이러한 점을 감안한다면, 다수개의 램프를 백라이트로 사용할 경우, 상기 단수명의 램프로 인해 상기 백라이트 전체의 휘도를 불균일하게 만들 수도 있다.
둘째, 종래 기술의 외부전극 형광램프는 고주파에 의한 구동을 하기 때문에 상기 고주파에 의한 전자파 간섭(EMI) 현상이 발생할 수 있고, 고주파의 고전압 전원장치의 소형화가 어렵다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 유리관 내부의 내부전극과 상기 유리관 외부에 외부전극을 형성하여 상기 냉음극 형광램프및 외부전극 형광램프 각각의 장점을 살릴 수 있는 하이브리드(Hybrid) 형광램프를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 투과형 TN 모드의 액정표시장치의 개략적인 사시도이다.
도 2a는 종래 기술에 따른 냉음극 형광램프의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 등가회로를 도시한 도면이다.
도 3a는 종래 기술에 따른 외부전극 형광램프의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 3b는 도 3a의 등가회로를 도시한 도면이다.
도 4a는 본 발명에 따른 하이브리드 형광램프의 개략적인 구조를 도시한 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 등가회로를 도시한 도면이다.
*도면의 주요부분에 대한 설명*
101 : 유리관 103 : 내부전극
105 : 외부전극 107 : 전원
C1 : 제 1 캐패시터 C2 : 제 2 캐패시터
R : 저항
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 형광램프는, 발광물질이 밀봉된 유리관과, 상기 유리관의 일측 내부에 형성된 내부전극과, 상기 내부전극이 형성된 상기 유리관의 타측 외부에 형성된 외부전극을 포함함을 특징으로 한다.
여기서, 상기 내부전극 및 외부전극에 고주파의 고전압을 공급하는 전원을 더 포함한다.
상기 내부전극은 접지 피드백회로를 더 구비한다.
상기 외부전극은 상기 유리관의 일측에 내부전극이 형성된 상기 유리관의 타측 가장자리를 둘러싼다.
상기 내부전극과 외부전극이 형성된 유리관의 양쪽 끝이 대칭 또는 비대칭이 된다.
상기 내부전극과 외부전극이 형성된 유리관의 양쪽 끝이 아령 모양으로 부풀린 형태가 된다.
상기 내부전극과 외부전극사이에 각각 저항과 전기용량에 따른 부하를 갖는다.
상기 내부전극과 외부전극 사이에 가해지는 전력은 교류 전원의 주파수, 상기 전기용량에 비례하고, 상기 두 전극의 양단에 걸리는 전압의 제곱에 비례하고, 저항에 반비례한다.
상기 내부전극 단에 접지 피드백 회로를 더 구비한다.
상기 외부전극은 교류전원으로부터 정현파 또는 구형파의 교류전압이 인가된다.
본 발명의 하이브리드 형광램프는 유리관 내부 및 외부에 각각의 전극을 형성함으로써 냉음극 형광램프 및 외부전극 형광램프 각각의 단점을 보완하여 형광램프의 수명을 늘릴 수 있을 뿐만 아니라 고휘도의 빛을 발광시킬 수 있다.
즉, 본 발명의 하이브리드 형광램프는 가로의 유리관 내부의 일측에 내부전극과, 상기 유리관 타측의 외부에 외부전극을 형성하여 고주파의 고전압 교류전원을 인가함으로써 냉음극 형광램프 및 외부전극 형광램프 각각의 장점을 살려 형광램프의 수명을 늘일 수 있고, 고휘도의 빛을 발광시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 하이브리드 형광램프에 대한 실시예를 들어 상세히 설명한다.
도 4a는 본 발명에 따른 하이브리드 형광램프를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 형광램프는 불활성 기체, 수은 증기 및 형광물질과 같은 발광물질이 밀봉된 유리관(101)과, 상기 유리관(101)의 가로 방향의 일측 내부에 형성된 내부전극(103)과, 상기 내부전극(103)과 마주보는 유리관(101)의 타측 외부에 형성된 외부전극(105)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 내부전극(103) 및 외부전극(105)은 교류전원으로부터 각각 연결되어 있고, 상기 전원(107)의 상기 내부전극(103) 측에 제 1 캐패시터가 있고, 도시하지는 않았지만, 상기 전원(107)으로부터 상기 외부전극(105) 측에 고주파의 교류전압을 인가하기 위한 가변회로가 더 포함되어 있다.
또한, 상기 외부전극(105)은 상기 내부전극(103)의 마주보는 상기 유리관(101) 외벽에 둘러싸도록 형성되어 있고, 상기 내부전극(103)은 상기 외부전극(105)의 마주보는 상기 유리관(101) 내부의 반경 중심에 형성되어 있다.
이때, 상기 내부전극(103)과 외부전극(105)이 형성된 유리관(101)은 어떠한 모양이 되어도 무방하다.
예컨대, 상기 내부전극(103)과 외부전극(105)이 형성된 유리관(101)의 양쪽 끝이 대칭 또는 비대칭이 될 수 있고, 상기 유리관(101)이 아령 모양으로 상기 내부전극(103)과 외부전극(105)이 형성된 양쪽 끝이 부풀린 형태가 될 수도 있다.
한편, 본 발명의 하이브리드 형광램프는 상기 내부전극(103)과 외부전극(105)사이에 각각 저항과 전기용량과 같은 부하 갖는다. 상기 저항은 상기 내부전극(103)과 외부전극(105) 사이의 수은 증기에서 전자의 흐름을 방해하는 작용을 말하며, 상기 전기용량은 상기 내부전극(103)과 외부전극(105) 사이의 수은증기의 거리 및 증기압, 불활성 기체 및 유리관(101)의 유전율, 상기 유리관(101)의 두께에 따라 상기 내부전극(103)과 외부전극(105)사이에 저장되는 전기에너지를 의미한다.
때문에, 상기 내부전극(103)과 상기 수은 증기는 저항을 대신하고, 상기 유리관(101)을 중심으로 상기 수은 증기와 상기 외부전극(105)은 제 2 캐패시터(도 4b의 C2)를 대신할 수 있다.
즉, 도 4b는 도 4a의 등가회로를 도시한 도면으로써, 본 발명의 하이브리드 형광램프는 상기 전원(107)으로부터 제 1 캐패시터(C1), 저항(R) 및 제 2 캐패시터(C2)가 직렬로 연결된 폐회로로 나타낼 수 있다.
여기서, 상기 저항(R) 및 제 2 캐패시터(C2)는 각각 내부전극(103)과 수은증기, 그리고, 상기 수은증기, 유리관(101) 및 외부전극(105)을 나타낸다.
이때, 상기 내부전극(103) 및 외부전극(105) 사이에 가해지는 전력은 다음과 같다.
W = f ×C2V2/2 + V2/R
따라서, 본 발명에 따른 하이브리드 형광램프의 상기 내부전극과 외부전극 사이에 가해지는 전력은 교류 전원의 주파수(f), 제 2 캐패시터(C2)의 전기용량에 비례하고, 상기 두 전극 양단에 걸리는 전압의 제곱에 비례하고, 저항에 반비례한다.
특히, 상기 내부전극(103)에서 상기 수은증기로 전자가 방출될 경우, 작은 면적에서 전자가 입사되기 때문에 휘도가 떨어지고, 상기 형광램프의 수명을 줄일 수 있다.
따라서, 상기 내부전극(103) 단에서의 방전을 줄이고, 상기 외부전극(105)단에서의 방전을 유도하기 위해, 도시하지는 않았지만, 상기 내부전극(103)을 접지 피드백 회로를 사용하여 접지상태로 만들어 주고, 상기 외부전극(105)에 상기 전원(107)에 직접 연결하여 사인파와 같은 정현파 또는 구형파의 교류전압을 인가한다.
또한, 상기 외부전극(105)에 의해 상기 수은 증기가 대전되는 면적이 넓기 때문에 고휘도의 빛을 발광시킬 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 외부전극(105)에 대한 상기 내부전극(103)의 위상을 제어하여 안정된 전압차를 유도하기가 용이하기 때문에 사용자의 선택에 따라 요구되는 휘도의 조절을 자유롭게 할 수 있다.
따라서, 본 발명의 하이브리드 형광램프는 고주파의 교류전압을 이용하여 상기 유리관(101) 내부의 수은 증기의 응결 및 산화에 따른 흑화현상을 막을 수 있기 때문에 수명이 길다.
또한, 다수개의 형광램프를 장시간 구동할 경우, 인접 램프간의 휘도의 떨어짐에 따른 상호 간섭을 억제할 수 있기 때문에 휘도의 제어가 용이하다.
결국, 본 발명의 하이브리드 형광램프는 유리관(101)의 양쪽 끝단의 각각 상기 유리관(101) 내부 및 외부에 서로 다른 전극을 형성하여 장수명의 램프 및 휘도의 제어에 따른 종래 기술의 냉음극 형광램프 및 외부전극 형광램프의 단점을 극복할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 하이브리드 형광램프의 동작은 다음과 같다.
먼저, 상기 외부전극(105)에 양극이 걸릴 경우, 상기 내부전극(103)은 접지 되어 상대적으로 음극이 유도된다. 따라서, 상기 외부전극(105)에 상응하는 유리관(101) 내벽에 전자가 빠른 속도로 밀집하고, 상기 전자의 이동으로 수은 원자 또는 분자와 충돌하여 2차 전자를 만들어 수은 원자를 여기 시킨다.
이때, 상기 내부전극(103)에서는 상기 외부전극(105)에 의해 유도된 만큼의 전자가 방출될 것이다.
또한, 여기 된 수은 원자는 안정화되면서 자외선을 방출하고, 상기 자외선이 상기 유리관(101) 내벽에 형성된 형광물질에 흡수되어 형광물질을 여기 시키고, 여기 된 형광물질의 안정화에 의해 가시광이 발광된다.
마찬가지로, 상기 외부전극(105)에 음극이 걸릴 경우, 상기 외부전극(105)에 상응하는 유리관(101) 내벽에는 양으로 대전된 수은증기가 밀집하게 되고, 상기 전자 및 음으로 대전된 수은증기는 상기 내부전극(103)으로 이동된다.
또한, 상기 내부전극(103) 및 외부전극(105)에 각각 반대 전극이 걸려도 상기 전자와 수은증기의 충돌로 인한 여기 및 안정화과정에서 자외선이 방출되고, 상기 자외선에 의해 형광물질로부터 가시광을 발광시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 하이브리드 형광램프에 상기 내부전극(103) 및 외부전극(105)에 고주파의 교류전압이 공급될 경우, 이와 같은 반응이 연속적으로 일어남에 따라 휘도가 높고, 형광램프의 수명을 길어지도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 하이브리드 형광램프는 상기 외부전극(105)에 인가된 전압을 제어하여 상기 내부전극(103)으로부터의 상대적인 위상차를 유도시킴으로서 상기 유리관(101) 내부에서의 발광 반응을 조절할 수 있기 때문에 휘도를 자유로이 조절할 수 있고, 소모전력을 줄일 수 있다.
이상 상술한 바와 같이, 본 발명의 하이브리드 형광램프는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 본 발명의 하이브리드 형광램프는 내부전극 및 외부전극을 구비하여 수은 증기의 응결 및 산화에 따른 흑화현상을 막을 수 있기 때문에 장수명의 형광램프를 구현할 수 있을 뿐만 아니라, 다수개의 형광램프를 장시간 구동할 경우, 인접 램프간의 휘도의 떨어짐에 따른 상호 간섭을 억제할 수 있기 때문에 휘도의 제어가 용이하다.
둘째, 본 발명의 하이브리드 형광램프는 상기 외부전극에 인가된 전압을 제어하여 상기 내부전극으로부터의 상대적인 위상차를 유도시킴으로서 상기 유리관 내부에서의 발광 반응을 조절할 수 있기 때문에 휘도를 자유로이 조절할 수 있고, 소모전력을 줄일 수 있다.

Claims (10)

  1. 발광물질이 밀봉된 유리관과,
    상기 유리관의 일측 내부에 형성된 내부전극과,
    상기 내부전극이 형성된 상기 유리관의 타측 외부에 형성된 외부전극을 포함함을 특징으로 하는 하이브리드 형광램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부전극 및 외부전극에 고주파의 고전압을 공급하는 전원을 더 포함함을 특징으로 하는 하이브리드 형광램프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부전극은 접지 피드백회로를 더 구비함을 특징으로 하는 하이브리드 형광램프.
  4. 제 1 항에서,
    상기 외부전극은 상기 유리관의 일측에 내부전극이 형성된 상기 유리관의 타측 가장자리를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 하이브리드 형광램프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부전극과 외부전극이 형성된 유리관의 양쪽 끝이 대칭 또는 비대칭이 됨을 특징으로 하는 하이브리드 형광램프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부전극과 외부전극이 형성된 유리관의 양쪽 끝이 아령 모양으로 부풀린 형태가 됨을 특징으로 하는 하이브리드 형광램프.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부전극과 외부전극사이에 각각 저항과 전기용량에 따른 부하 갖는 것을 특징으로 하는 하이브리드 형광램프.
  8. 제 1 항 또는 제 7 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 내부전극과 외부전극 사이에 가해지는 전력은 교류 전원의 주파수, 상기 전기용량에 비례하고, 상기 두 전극의 양단에 걸리는 전압의 제곱에 비례하고, 상기 두 전극 사이의 발광물질의 저항에 반비례함을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 형광램프.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 내부전극 단에 접지 피드백 회로를 더 구비함을 특징으로 하는 하이브리드 형광램프.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 외부전극에는 교류전원으로부터 정현파 또는 구형파의 교류전압이 인가됨을 특징으로 하는 하이브리드 형광램프.
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KR100575112B1 (ko) * 2004-05-12 2006-04-28 주식회사 제이제이텍 외부전극형광램프의 전극구조
KR100729805B1 (ko) * 2005-09-10 2007-06-20 주식회사 우영 복합전극 형광램프 및 이를 구비한 직하발광형 백라이트유닛
KR101044472B1 (ko) * 2004-06-30 2011-06-29 엘지디스플레이 주식회사 다램프 구동을 위한 백라이트 유닛 및 이를 채용한액정표시장치

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