KR20060063159A - 평판형 램프 - Google Patents

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Abstract

평판형 램프를 개시한다. 본 발명은 제 1 기판;과, 제 1 기판의 내면에 대향되게 배치된 제 1 및 제 2 방전 전극;과, 제 1 및 제 2 방전 전극을 매립하는 제 1 유전체층;과, 제 1 기판과 대향되게 배치된 제 2 기판;과, 제 2 기판의 내면에 대향되게 배치된 제 3 및 제 4 방전 전극;과, 제 3 및 제 4 방전 전극을 매립하는 제 2 유전체층;과, 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성된 방전 공간내에 도포되는 형광체층;을 포함하는 것으로서, 제 1 내지 제 4 방전 전극이 서로 엇갈리게 배치되고, 하나의 방전 공간에 4 개의 방전 전극을 설치하여 대향 방전 및 면 방전이 동시에 발생함으로써, 플라즈마가 발생할 확률을 상대적으로 높여서 램프의 발광 효율을 향상시킨다.

Description

평판형 램프{Flat type lamp}
도 1은 종래의 일 예에 따른 백라이트를 도시한 단면도,
도 2는 종래의 다른 예에 따른 평판형 램프를 도시한 평면도,
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 평판형 램프를 일부 절제하여 도시한 분리 사시도,
도 4a는 도 3의 제 1 기판의 방전 전극군이 배치된 구조를 도시한 구성도,
도 4b는 도 3의 제 2 기판의 방전 전극군이 배치된 구조를 도시한 구성도,
도 5는 도 3의 평판형 램프가 방전이 개시되는 상태를 도시한 단면도,
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 평판형 램프를 도시한 단면도,
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 평판형 램프를 도시한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
300...평판형 램프 310...전면 패널
311...제 1 기판 312...제 1 방전 전극
316...제 2 방전 전극 320...제 1 형광체층
360...배면 패널 361...제 2 기판
362...제 3 방전 전극 366...제 4 방전 전극
370...제 2 형광체층
본 발명은 평판형 램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 기판상에 복수의 방전 전극을 설치하고, 수은을 배제한 방전 가스를 주입하여 발광 효율을 개선한 평판형 램프에 관한 것이다.
통상적으로, 평판 표시 장치(flat display device)는 크게 발광형과, 수광형으로 분류하고 있다. 발광형 평판 표시 장치로는 플라즈마 디스플레이 패널(palsma display panel)과, 전계 발광 소자(electro luminescent device)와, 평면 음극선관(flat cathode ray tube)과, 형광 표시 장치(vaccum fluorescent display) 등이 있으며, 수광형 평판 표시 장치로는 액정 디스플레이(liquid crystal display) 등이 있다.
이중에서, 액정 디스플레이는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 빛이 입사되어 화상을 형성하는 수광형 디스플레이므로, 어두운 곳에서는 화상을 관찰할 수 없는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 액정 디스플레이의 후방에는 백라이트(back light)가 설치되어 패널쪽으로 빛을 조사하게 된다. 이에 따라, 어두운 곳에서도 화상을 관찰할 수 있다. 백라이트는 액정 디스플레이와 같은 수광형 평판 표시 장치 이외에도 조명 간판등과 같은 면광원 장치에도 사용되고 있다.
백라이트는 광원이 배치되는 형태에 따라서, 액정 패널의 하방에 설치된 다 수의 광원이 빛을 액정 패널에 직접 조사하는 직하 발광형(direct light type)과, 도광판(light guide)의 측벽에 설치된 광원이 빛을 조사하여 액정 패널에 전달하는 가장자리 발광형(edge light type)으로 분류할 수가 있다. 또한, 백라이트의 광원중 하나인 형광 램프는 전극의 형태에 따라서, 양 단부의 전극이 관내에 설치되는 냉음극 형광 램프(cold cathode fluorescent; 이하, CCFL)와, 양 단부의 전극이 관외에 설치된 관외 전극 형광 램프(external electrode fluorescent lamp; 이하, EEFL) 등으로 구분된다.
이중에서, 직하 발광형 백라이트는 CCFL을 액정 패널의 하부에 장착하고, 그 아랫 부분에 반사판과 확산판을 설치하여서 휘도를 균일하게 하고자 하는 것인데, 이러한 구조는 백라이트의 전체 두께가 두꺼워지고, 균일한 휘도가 본질적으로 보장되지 않는다.
이러한 문제점을 개선하기 위하여, 한국특허 공개번호 제2000-319호에는 양 측면에 전극을 형성하여 빛을 발생시키는 구조를 개시하고 있으며, 한국특허 공개번호 제2000-58697호에는 백라이트 구동의 기본을 개시하고 있다.
도 1은 한국특허 출원번호 제01-9476호에 개시된 가장자리 발광형 백라이트를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 종래의 백라이트는 하면에 레이저빔에 의하여 소정의 패턴을 형성된 복수의 도광 패턴부(103)가 형성된 도광판(101)과, 상기 도광판(101)의 아랫면에 설치된 반사판(102)과, 상기 도광판(101)의 측면에 적어도 하나 이상 설치된 발광 수단(105)을 포함한다. 또한, 상기 도광판(101)의 도광 패턴부(103)의 윗면에는 레이저 빔에 미세한 스크래치가 형성되어 이루어진 광확산부(104)가 형성되어 있다.
이처럼, 가장자리 발광형 백라이트는 액정 패널로 균일한 빛을 보내기 위하여 도광판과, 광확산판 및 프리즘판등을 구비하고 있으며, 광원의 빛이 도광판으로 전달되고, 전달된 빛은 광확산판을 통하여 균일하게 확산하고, 프리즘판에 의하여 통과된 빛을 액정 패널의 시약각에 집합하고 휘도를 향상시킨다. 그러나, 이러한 구조는 구성이 매우 복잡하여서 제조 비용이 상승할 뿐만 아니라, 빛의 반사 및 투과로 인하여 소비 전력에 대한 효율이 낮고, 휘도의 균일성을 보장하기가 어렵다.
최근에는, 평판 표시 장치가 대형화됨에 따라서, 백라이트의 휘도가 떨어지는 단점을 보완하고, EEFL을 이용한 직하 발광형 백라이트의 각 램프간의 휘도 산포를 줄이고, 가장자리 발광형 백라이트의 낮은 휘도를 개선하고, 불필요한 조립 작업을 없애고, 박막의 두께로서 고휘도의 대형 화면을 구현하고, EEFL을 이용한 직하 발광형 백라이트의 경우처럼 다수의 램프중 어느 하나의 램프만이라도 수명이 다할 경우에 이를 전체 교체해야 하는 단점들을 개선하기 위하여 평판형 램프(flat lamp)가 연구개발중이다.
도 2는 한국특허 출원번호 제02-47202호에 개시된 평판형 램프(200)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 평판형 램프(200)는 전면 기판(201)과, 이와 대향되게 배치된 배면 기판(202)을 포함한다. 상기 배면 기판(202)의 윗면에는 소정 간격 이격되게 격벽(208)이 형성되고, 상기 격벽(208)은 상기 배면 기판(202)의 일변측으로 부터 타변측으로 연장되는 스트립형의 제 1 격벽(206)과, 상기 배면 기판(202)의 타변측으로부터 일변측으로 연장되는 스트립형의 제 2 격벽(207)을 포함하고 있다.
상기 격벽(208)의 최외곽으로는 상기 전면 및 배면 기판(201)(202)의 가장자리를 따라 이들을 진공 밀폐하는 실런트(203)가 형성되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 격벽(206)(207) 사이의 방전 공간에는 형광체층(209)이 도포되어 있다. 상기 형광체층(209)이 형성된 방전 공간에는 수은이 함침된 금속판(210)이 설치되어 있다.
한편, 밀폐된 전면 및 배면 기판(201)(202)의 외면에는 상기 격벽(208)과 직교하는 방향으로 스트립형의 제 1 전극(204)과, 제 2 전극(205)이 배치되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 전극(204)(205)은 대향되게 배치되어 있다.
종래의 평판형 램프는 고효율의 발광을 위해서 형광체층내에 희토류 금속을 사용하고, 방전 가스는 아르곤, 네온, 크립톤과 같은 불활성 가스를 단독 또는 혼합해서 수은과 함께 사용하고 있다. 이것은 여기된 수은에서 발생하는 254 나노미터의 자외선을 이용하여 형광체층을 발광시키는 원리이다.
그러나, 최근 유럽 공통체의 주요 환경 관련 규제에 의하면, 2006년 발효가 될 예정인 전기 전자 제품내 유해 물질 제한 지침인 ROHS(reduction of hazardous substances)에 의하면, 납이나, 수은등과 같은 인체에 유해한 물질을 포함하는 전기 전자 제품의 시판을 금지하고 있다.
따라서, 방전 가스로 주로 사용되었던 수은이 가지는 높은 발광 효율을 대체하기 위하여 수은을 사용하지 않고, 이와 동등한 발광 효율을 가지는 구조를 연구 개발중이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 기판 사이에 수은을 배제한 방전 가스를 주입하고, 기판의 대향되는 면에 복수의 방전 전극을 설치하여 면 방전과 대향 방전을 동시에 발생시켜서, 발광 효율을 향상시킨 평판형 램프를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 평판형 램프는,
제 1 기판;
상기 제 1 기판의 내면에 설치된 제 1 방전 전극과, 상기 제 1 방전 전극과 대향되게 배치된 제 2 방전 전극;
상기 제 1 및 제 2 방전 전극을 매립하는 제 1 유전체층;
상기 제 1 기판과 대향되게 배치된 제 2 기판;
상기 제 2 기판의 내면에 설치된 제 3 방전 전극과, 상기 제 3 방전 전극과 대향되게 배치된 제 4 방전 전극;
상기 제 3 및 제 4 방전 전극을 매립하는 제 2 유전체층; 및
상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성된 방전 공간내에 도포되는 형광체층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 방전 전극은 상기 제 1 기판의 일 가장자리를 따라 배치된 스트립형의 제 1 방전 전극 라인과, 상기 제 1 방전 전극 라인으로부터 상기 제 2 방전 전극을 향하여 소정 길이 돌출된 복수의 제 1 리브를 구비하고,
상기 제 2 방전 전극은 상기 제 1 기판의 타 가장자리를 따라 배치된 제 2 방전 전극 라인과, 상기 제 2 방전 전극 라인으로부터 상기 제 1 방전 전극을 향하여 소정 길이 돌출된 복수의 제 2 리브를 구비하는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 제 1 및 제 2 리브는 각각 제 1 및 제 2 방전 전극 라인으로부터 소정 간격 이격되게 복수개 돌출되고, 서로 엇갈리게 배치된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제 3 방전 전극은 상기 제 2 기판의 일 가장자리를 따라 배치된 제 3 방전 전극 라인과, 상기 제 3 방전 전극 라인으로부터 상기 제 4 방전 전극을 향하여 돌출된 복수의 제 3 리브를 구비하고,
상기 제 4 방전 전극은 상기 제 2 기판의 타 가장자리를 따라 배치된 제 4 방전 전극 라인과, 상기 제 4 방전 전극 라인으로부터 상기 제 3 방전 전극을 향하여 돌출된 복수의 제 4 리브를 구비한 것을 특징으로 한다.
나아가, 상기 제 3 및 제 4 리브는 제 3 및 제 4 방전 전극 라인으로부터 소정 간격 이격되게 복수개 돌출되고, 서로 엇갈리게 배치된 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 제 1 방전 전극과 제 3 방전 전극은 서로 대향되는 곳에 배치되며, 상기 제 2 방전 전극과 제 4 방전 전극은 서로 대향되는 곳에 배치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극은 서로 동일한 극성의 전압이 인가되고, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극은 서로 동일한 극성의 전압이 인가되고, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극과, 제 2 및 제 3 방전 전극은 서로 다른 극성의 전압이 인가되는 것을 특징으로 한다.
게다가, 상기 제 1 내지 제 4 방전 전극은 면 방전과 대향 방전이 다같이 발생되는 구조인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 내지 제 4 방전 전극에는 펄스파가 인가되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 내지 제 4 방전 전극에는 RF의 정형파가 인가되는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 방전 공간에는 수은이 배제된 크세논, 네온, 헬륨 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 혼합 가스로 이루어진 방전 가스가 주입된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 평판형 램프는,
제 1 기판;
상기 제 1 기판과 대향되게 배치된 제 2 기판;
상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성된 방전 공간에 배치되며, 동일한 극성을 가지는 제 1 및 제 4 방전 전극과, 이와 다른 극성을 가지는 제 2 및 제 3 방전 전극에 의하여 방전 전압이 인가되는 복수의 방전 전극군; 및
상기 방전 공간내에 도포된 형광체층;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극은 제 1 기판상의 대향되는 양 변을 따라 배치되고, 상기 제 3 방전 전극과 제 4 방전 전극은 제 2 기판상의 대향 되는 양 변을 따라 배치된 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 제 1 및 제 2 방전 전극은 제 1 기판의 대향되는 양 변을 따라 배치된 스트립형의 제 1 및 제 2 방전 전극 라인과, 상기 제 1 및 제 2 방전 전극 라인으로부터 대향되는 방향으로 소정 간격 이격되게 엇갈리게 배치된 복수의 제 1 및 제 2 리브를 구비하고,
상기 제 3 및 제 4 방전 전극은 제 2 기판의 대향되는 양 변을 따라 배치된 스트립형의 제 3 및 제 4 방전 전극 라인과, 상기 제 3 및 제 4 방전 전극 라인으로부터 대향되는 방향으로 소정 간격 이격되게 엇갈리게 배치된 복수의 제 3 및 제 4 리브를 구비한 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제 1 및 제 3 방전 전극은 서로 대향되는 곳에 배치되고, 상기 제 2 및 제 4 방전 전극은 서로 대향되는 곳에 배치되고, 상기 제 1 내지 제 4 방전 전극 사이에는 사중극 형상의 방전 공간이 형성된 것을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 평판형 램프의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 평판형 램프(300)를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 평판형 램프(300)는 제 1 패널(310)과, 상기 제 1 패널(310)과 대향되게 배치된 제 2 패널(360)을 포함하고 있다.
상기 제 1 패널(310)에는 제 1 기판(311)이 마련되어 있다. 상기 제 1 기판 (311)은 투명한 소재, 예컨대 소다 라임 글래스(soda lime glass)로 이루어져 있다. 상기 제 1 기판(311)의 아랫면에는 복수의 제 1 방전 전극(315)과, 복수의 제 2 방전 전극(319)이 형성되어 있다.
상기 제 1 방전 전극(312)은 제 1 유전체층(313)에 의하여 매립되어 있고, 상기 제 2 방전 전극(316)은 제 2 유전체층(317)에 의하여 매립되어 있다. 또한, 상기 제 1 유전체층(313)의 표면에는 마그네슘 옥사이드(MgO)와 같은 제 1 보호막층(314)이 증착되어 있고, 상기 제 2 유전체층(317)의 표면에는 제 2 보호막층(318)이 증착되어 있다.
이에 따라, 상기 제 1 방전 전극(312)의 외면에는 제 1 유전체층(313)과, 제 1 보호막층(314)이 연속적으로 형성되어 있으며, 제 2 방전 전극(316)의 외면에는 제 2 유전체층(317)과, 제 2 보호막층(318)이 연속적으로 형성된 구조이다.
그리고, 상기 제 1 기판(311)의 내표면에는 방전시 백색으로 발광하는 소재로 된 제 1 형광체층(320)이 도포되어 있다. 상기 제 1 형광체층(320)은 상기 제 1 및 제 2 방전 전극(312)(316)이 형성된 부분 이외의 영역에 형성되어 있다.
상기 제 2 패널(360)에는 제 2 기판(361)이 마련되어 있고, 상기 제 2 기판(361)은 상기 제 1 기판(311)과 실질적으로 동일한 소재로 이루어져 있다. 상기 제 2 기판(361)의 윗면에는 복수의 제 3 방전 전극(362)과, 복수의 제 4 방전 전극(366)이 형성되어 있다.
상기 제 3 방전 전극(362)은 제 3 유전체층(363)에 의하여 매립되어 있고, 상기 제 4 방전 전극(366)은 제 4 유전체층(367)에 의하여 매립되어 있다. 또한, 상기 제 3 유전체층(363)의 표면에는 제 3 보호막층(364)이 증착되어 있고, 상기 제 4 유전체층(367)의 표면에는 제 4 보호막층(368)이 증착되어 있다.
이처럼, 상기 제 3 방전 전극(362)의 외면에는 제 3 유전체층(363)과, 제 3 보호막층(364)이 연속적으로 형성되어 있으며, 제 4 방전 전극(366)의 외면에는 제 3 유전체층(367)과, 제 3 보호막층(364)이 연속적으로 형성된 구조이다.
한편, 상기 제 2 기판(361)의 내표면에는 백색으로 발광하는 제 2 형광체층(370)이 도포되어 있다. 상기 제 2 형광체층(370)은 상기 제 3 및 제 4 방전 전극(362)(366)이 형성된 부분 이외의 영역에 형성되어 있다.
이때, 상기 제 1 기판(311)상에 배치된 제 1 방전 전극(312)은 제 2 기판(361)상에 배치된 제 3 방전 전극(362)과 대향되게 배치되며, 상기 제 1 기판(311)상에 배치된 제 2 방전 전극(316)은 제 2 기판(361)상에 배치된 제 4 방전 전극(364)과 대향되게 배치되어 있다.
또한, 이러한 제 1 내지 제 4 방전 전극(312 또는 316)(362 또는 366)은 그 단면 형상을 다양하게 설계할 수 있는데, 본 실시예에서는 사각 단면상에 원형의 단면이 일체로 결합된 형상을 이루고 있다.
도 4a는 도 3의 제 1 및 제 2 방전 전극(312)(316)이 배치된 상태를 도시한 것이다.
도 4a를 참조하면, 상기 제 1 방전 전극(312)은 상기 제 1 기판(311)의 일 가장자리를 따라서 배치된 제 1 방전 전극 라인(312a)을 구비하고 있다. 상기 제 1 방전 전극 라인(312a)은 제 1 기판(311)의 일 방향을 따라서 스트립형으로 배치되 어 있다.
상기 제 1 방전 전극 라인(312a)에는 상기 제 2 방전 전극(316)를 향하여 제 1 리브(312b)가 연결되어 있다. 상기 제 1 리브(312b)는 상기 제 1 방전 전극 라인(312a)의 내측벽으로부터 소정 길이 돌출되며, 돌출된 길이는 상기 제 1 기판(311)의 타 가장자리까지 근접하게 연장되어 있다. 또한, 상기 제 1 리브(312b)는 상기 제 1 방전 전극 라인(312a)의 길이 방향을 따라서 소정 간격 이격되게 복수개 배치되어 있다.
상기 제 2 방전 전극(316)은 상기 제 1 기판(311)의 타 가장자리를 따라 배치된 제 2 방전 전극 라인(316a)을 구비하고 있다. 상기 제 2 방전 전극 라인(316a)은 제 1 기판(311)의 장변부 길이를 따라서 배치된 스트립형이다.
상기 제 2 방전 전극 라인(316a)에는 이로부터 상기 제 1 방전 전극(312)을 향하여 연장된 제 2 리브(316b)가 연결되어 있다. 상기 제 2 리브(316b)는 상기 제 2 방전 전극 라인(316a)의 내측벽으로부터 일체로 연장되며, 상기 제 1 기판(311)의 일 가장자리와 근접한 위치까지 돌출되어 있다. 이러한 제 2 리브(316b)는 상기 제 2 방전 전극 라인(316a)의 길이 방향을 따라서 소정 간격 이격되게 복수개 배치되어 있다.
이때, 상기 제 1 리브(312b)와 제 2 리브(316b)는 서로 교대로 배치되어 있으며, 상기 제 1 기판(311)의 장변부를 따라서 반복적으로 엇갈리게 배치되어 있다. 이에 따라, 상기 제 1 방전 전극(312)과, 제 2 방전 전극(316)은 제 1 기판(311)의 대향되는 양 변으로부터 빗 형상(comb shape)으로 배치되어 있다.
도 4b는 도 3의 제 3 및 제 4 방전 전극(362)(366)이 배치된 상태를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 상기 제 3 방전 전극(362)은 제 2 기판(361)의 일 가장자리를 따라서 배치된 제 3 방전 전극 라인(362a)를 구비하고 있다. 상기 제 3 방전 전극 라인(362a)은 상기 제 1 기판(311)의 제 1 방전 전극 라인(312a)과 대응되는 위치에서, 상기 제 2 기판(361)의 장변 방향으로 배치된 스트립형이다.
상기 제 3 방전 전극 라인(362a)에는 상기 제 4 방전 전극(366)을 향하여 돌출된 제 3 리브(362b)가 연결되어 있다. 상기 제 3 리브(362b)는 상기 제 3 방전 전극 라인(362a)의 내측으로부터 일체로 돌출되어 있으며, 상기 제 2 기판(361)의 타 가장자리와 근접한 위치까지 연장되어 있다. 상기 제 3 리브(362b)도 상기 제 1 기판(311)의 제 1 리브(312b)와 대응되는 위치에 배치되어 있으며, 상기 제 2 기판(361)의 장변 방향을 따라 소정 간격 이격되게 복수개 형성되어 있다.
상기 제 4 방전 전극(366)은 상기 제 2 기판(361)의 타 가장자리를 따라 배치된 제 4 방전 전극 라인(366a)을 구비하고 있다. 상기 제 4 방전 전극 라인(366a)는 제 2 기판(361)의 장변 방향을 따라 배치된 스트립형이다. 상기 제 4 방전 전극 라인(366a)은 제 1 기판(311)의 제 2 방전 전극 라인(316a)과 대응되는 위치에 배치되어 있다.
상기 제 4 방전 전극 라인(366a)에는 이와 일체로 연결되어서 상기 제 3 방전 전극(362)을 향하여 돌출된 복수의 제 4 리브(366b)가 설치되어 있다. 상기 제 4 리브(366b)는 제 1 기판(311)의 제 2 리브(316b)와 대응되는 위치에 배치되며, 상기 제 2 기판(361)의 장변 방향을 따라서 소정 간격 이격되게 복수개 형성되어 있다.
이처럼, 상기 제 3 리브(362b)와 제 4 리브(366b)는 상기 제 2 기판(361)의 장변부를 따라서 서로 엇갈리게 배치되어 있게 되어서, 상기 제 3 방전 전극(361)과, 제 4 방전 전극(366)은 제 2 기판(361)의 대향되는 양 변으로부터 빗 형상(comb shape)으로 배치되어 있다.
여기서, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(313)(366)에는 서로 동일한 극성의 전압이 인가되고, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)에는 서로 동일한 극성의 전압이 인가된다. 또한, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(313)(366)과, 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)은 각각 서로 다른 극성의 전압이 인가된다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 기판(311)(361)이 실런트(sealant)에 의하여 밀폐된 방전 공간에는 수은이 배제된 크세논(Xe), 네온(Ne), 헬륨(He)중에서 선택된 적어도 어느 하나 이상의 혼합 가스가 주입되어 있다.
상기와 같은 구성을 가지는 평판형 램프(300)의 작용을 살펴보면 도 5에 도시된 바와 같다.
먼저, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(312)(366)과, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)에 소정의 전압, 예컨대 교류 또는 펄스 파형의 전압이나, 무선 주파수(radio frequency, 이하, RF)의 정현파를 인가하게 된다. 이때, 인가되는 펄스파는 10 내지 40 kHz 정도이다.
그리고, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(312)(366)에는 동일한 파형의 전압이 인가되고, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)에도 동일한 파형의 전압이 인가된다. 즉, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(312)(366)에는 상대적으로 전압이 높은 “＋” 전압이 인가되고, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)에는 상대적으로 전압이 낮은 “―” 전압이 인가되면서, 방전 공간내에는 전기장이 형성된다.
상기 제 1 및 제 4 방전 전극(312)(366)과, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362) 간에 방전이 발생하기에 충분한 전압이 인가되면, 면 방전과 대향 방전이 동시에 개시된다. 그 후로는 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(312)(366)과, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)간의 방전 전압은 점차적으로 낮아지면서, 방전은 전극간의 거리가 먼쪽으로 확산하게 된다.
만일, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(312)(366)과, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)간의 전압 차이가 방전 전압보다 낮아지면 방전은 더 이상 발생하지 않으며, 공간 전하 및 벽전하가 방전 공간내에 형성하게 된다.
그 후에, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(312)(366)과, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)의 극성을 전환시키면, 다시 방전이 발생된다. 이와 같은 과정을 반복하면서 방전이 안정적으로 발생하게 된다.
이렇게, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(312)(366)과, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)에 교대로 전압이 인가되면, 제 1 및 제 4 방전 전극(312)(366)과, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)의 대응되는 표면에 충전된 벽전하는 전압 차이에 이동하면서, 상기 제 1 및 제 2 기판(311)(361) 사이의 방전 공간내에서 방전 가스와 충돌하여 플라즈마를 생성시키고, 이러한 방전은 상기 제 1 및 제 4 방 전 전극(312)(366)과, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362) 사이로부터 시작되어서 방전 공간 전체로 확대된다.
방전에 의하여 생성된 자외선은 방전 공간에 도포되어 있는 제 1 형광체층(320)과, 제 2 형광체층(370)의 형광 물질을 여기시키게 된다. 이러한 과정을 통하여 가시광을 얻게 된다. 생성된 가시광은 방전 공간으로 방출하게 된다.
한편, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(312)(366)과, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)이 서로 엇갈리게 전압을 인가하면, 2 개의 “＋”와, 2 개의 “―” 사중극 형상의 방전 전극들에 의하여 하나의 방전 공간을 형성하게 된다.
이 하나의 방전 공간내에서는 4 개의 방전과 연관된 전기장이 구성되고, 이에 따라, 방전 공간내에는 플라즈마가 발생하는 확률을 늘리게 되어 빛의 밝기를 증가시키게 된다.
또한, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(312)(366)과, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(316)(362)에는 펄스 전압이나 RF의 정형파를 인가하게 되면, 방전 공간의 중심 부근에서는 플라즈마들이 바깥 부분으로 발산하는 힘이 없어지며, 오히려, 공간 내부로 포커스되는 현상이 발생하게 된다. 이처럼, 사중극 형상의 방전 전극으로 인하여 플라즈마의 손실을 줄일 수가 있어서, 발광 효율을 개선할 수가 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 평판형 램프를 도시한 것이다.
이하, 후술하는 실시예에서는 평판형 램프의 동작은 상술한 제 1 실시예와 동일하므로, 평판형 램프의 구조로 한정하여 설명하기로 한다.
도면을 참조하면, 평판형 램프에는 제 1 기판(611)과, 이와 대향되게 배치된 제 2 기판(661)이 마련되어 있다.
상기 제 1 기판(611)의 아랫면에는 제 1 전극(612)이 배치되고, 상기 제 1 전극(612)의 외면에는 제 1 유전체층(613)과, 제 1 보호막층(614)이 연속적으로 형성되어 있다. 상기 제 1 전극(612)의 인접한 곳에는 제 2 전극(616)이 배치되고, 상기 제 2 전극(616)의 외면에는 제 2 유전체층(617)과, 제 2 보호막층(618)이 연속적으로 형성되어 있다. 상기 제 1 및 제 2 전극(612)(616)은 제 1 기판(611)의 대향되는 변을 따라 서로 엇갈리게 배치된 빗 형상을 이루고 있다.
상기 제 2 기판(661)의 윗면에는 제 3 전극(662)이 배치되고, 상기 제 3 전극(662)의 외면에는 제 3 유전체층(663)과, 제 3 보호막층(664)이 연속적으로 형성되어 있다. 상기 제 3 전극(662)은 상기 제 1 기판(611)의 제 1 전극(612)과 대응되는 곳에 배치되어 있다. 상기 제 3 전극(662)과 인접한 곳에는 제 4 전극(666)이 배치되고, 상기 제 4 전극(666)의 외면에는 제 4 유전체층(667)과, 제 4 보호막층(668)이 연속적으로 형성되어 있다. 상기 제 4 전극(666)은 상기 제 1 기판(611)의 제 2 전극(616)과 대응되는 곳에 배치되어 있다. 상기 제 3 및 제 4 전극(662)(666)은 상기 제 2 기판(661)의 대향되는 변을 따라 서로 엇갈리게 배치된 빗 형상을 이루고 있다.
이때, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(612)(666)에는 서로 동일한 극성의 전압이 인가되고, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극(616)(662)에는 서로 동일한 극성의 전압이 인가된다. 또한, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(612)(666)과, 제 2 및 제 3 방전 전극(616)(662)은 각각 서로 다른 극성의 전압이 인가된다.
또한, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(612)(666)과, 제 2 및 제 3 방전 전극(616)(662)은 단면이 사각형을 이루고 있다. 이렇게, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극(612)(666)과, 제 2 및 제 3 방전 전극(616)(662)이 전면 및 배면 기판(611)(661)상에 얇게 형성된다고 하여도, RF의 정현파를 인가하면, 방전 공간내의 플라즈마의 소실을 줄여주어서 높은 발광 효율을 얻을 수 있다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 방전 전극(612)(666)이 형성된 영역 이외의 제 1 기판(611)의 내표면에는 제 1 형광체층(620)이 도포되어 있고, 상기 제 3 및 제 4 방전 전극(662)(666)이 형성된 영역 이외의 제 2 기판(661)의 내표면에는 제 2 형광체층(670)이 도포되어 있다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 평판형 램프를 도시한 것이다.
도면을 참조하면, 평판형 램프에는 제 1 기판(711)과 이와 평행하게 배치된 제 2 기판(761)을 마련하고 있다.
상기 제 1 기판(711)의 아랫면에는 빗 형상을 이루는 제 1 방전 전극(712)과, 제 2 방전 전극(716)이 서로 엇갈리게 배치되어 있다. 상기 제 1 방전 전극(712)의 외면에는 제 1 유전체층(713)과, 제 1 보호막층(714)이 도포되어 있고, 상기 제 2 방전 전극(716)의 외면에는 제 2 유전체층(717)과, 제 2 보호막층(718)이 도포되어 있다.
이때, 상기 제 1 기판(711)의 내표면에는 백색으로 발광하는 제 1 형광체층(720)이 우선적으로 도포되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 방전 전극(712)(716)은 상기 제 1 형광체층(720)의 표면으로부터 형성되어 있다.
상기 제 2 기판(761)의 윗면에는 빗 형상을 이루며, 상기 제 1 방전 전극(712)과 대응되는 곳에 제 3 방전 전극(762)이 배치되고, 상기 제 2 방전 전극(716)과 대응되는 곳에 제 4 방전 전극(766)이 배치되어 있다. 상기 제 3 방전 전극(762)의 외면에는 제 3 유전체층(763)과, 제 3 보호막층(764)이 도포되어 있고, 상기 제 4 방전 전극(766)의 외면에는 제 4 유전체층(767)과, 제 4 보호막층(768)이 도포되어 있다.
이때, 상기 제 2 기판(761)의 내표면에도 상기 제 1 기판(711)의 경우와 마찬가지로, 제 2 형광체층(770)이 우선적으로 도포되어 있고, 상기 제 3 및 제 4 방전 전극(762)(766)은 상기 제 2 형광체층(770)의 표면으로부터 형성되어 있다.
한편, 상기 제 1 및 제 2 방전 전극(712)(716)과, 제 3 및 제 4 방전 전극(762)(766)의 단면 현상은 상기 제 2 형광체층(770)의 표면에 제 1 사각 형상으로 형성되고, 상기 제 1 사각 형상의 상부에 이와 일체로 이보다 면적을 보다 넓게 한 제 2 사각 형상으로 이루어져 있다.
이상의 설명에서와 같이 본 발명의 평판형 램프는 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 복수의 기판의 내면에 방전 전극을 서로 엇갈리게 배치하고, 하나의 방전 공간에 4 개의 방전 전극을 설치하여 대향 방전 및 면 방전이 동시에 발생함으로써, 플라즈마가 발생할 확률을 상대적으로 높이게 된다. 이에 따라, 액정 디스플레이의 백라이트로 사용되는 램프의 발광 효율을 향상시킨다.
둘째, 특정 주파수의 펄스 전압이나, RF의 정형파를 인가하게 되어서, 방전 공간의 내부로 플라즈마를 집중시키게 됨에 따라서, 플라즈마의 손실을 줄일 수가 있어서 램프의 발광 효율을 향상시킨다.
셋째, 수은을 배제하고, 크세논, 네온, 헬륨과 같은 혼합 가스를 사용하여 방전 가스로 사용한다 하더라도, 높은 발광 효율을 얻을 수 있으며, 친환경적이다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (22)

  1. 제 1 기판;
    상기 제 1 기판의 내면에 설치된 제 1 방전 전극과, 상기 제 1 방전 전극과 대향되게 배치된 제 2 방전 전극;
    상기 제 1 및 제 2 방전 전극을 매립하는 제 1 유전체층;
    상기 제 1 기판과 대향되게 배치된 제 2 기판;
    상기 제 2 기판의 내면에 설치된 제 3 방전 전극과, 상기 제 3 방전 전극과 대향되게 배치된 제 4 방전 전극;
    상기 제 3 및 제 4 방전 전극을 매립하는 제 2 유전체층; 및
    상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성된 방전 공간내에 도포되는 형광체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 방전 전극은 상기 제 1 기판의 일 가장자리를 따라 배치된 스트립형의 제 1 방전 전극 라인과, 상기 제 1 방전 전극 라인으로부터 상기 제 2 방전 전극을 향하여 소정 길이 돌출된 복수의 제 1 리브를 구비하고,
    상기 제 2 방전 전극은 상기 제 1 기판의 타 가장자리를 따라 배치된 제 2 방전 전극 라인과, 상기 제 2 방전 전극 라인으로부터 상기 제 1 방전 전극을 향하여 소정 길이 돌출된 복수의 제 2 리브를 구비하는 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 리브는 각각 제 1 및 제 2 방전 전극 라인으로부터 소정 간격 이격되게 복수개 돌출되고, 서로 엇갈리게 배치된 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극은 기판의 대향되는 양 변으로부터 빗 형상(comb shape)으로 배치된 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 방전 전극은 상기 제 2 기판의 일 가장자리를 따라 배치된 제 3 방전 전극 라인과, 상기 제 3 방전 전극 라인으로부터 상기 제 4 방전 전극을 향하여 돌출된 복수의 제 3 리브를 구비하고,
    상기 제 4 방전 전극은 상기 제 2 기판의 타 가장자리를 따라 배치된 제 4 방전 전극 라인과, 상기 제 4 방전 전극 라인으로부터 상기 제 3 방전 전극을 향하여 돌출된 복수의 제 4 리브를 구비한 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  6. 제 5 항에 있어서
    상기 제 3 및 제 4 리브는 제 3 및 제 4 방전 전극 라인으로부터 소정 간격 이격되게 복수개 돌출되고, 서로 엇갈리게 배치된 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 3 방전 전극과 제 4 방전 전극은 기판의 대향되는 양 변으로부터 빗 형상으로 배치된 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  8. 제 2 항 내지 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 방전 전극과 제 3 방전 전극은 서로 대향되는 곳에 배치되며, 상 기 제 2 방전 전극과 제 4 방전 전극은 서로 대향되는 곳에 배치된 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 4 방전 전극은 서로 동일한 극성의 전압이 인가되고, 상기 제 2 및 제 3 방전 전극은 서로 동일한 극성의 전압이 인가되고, 상기 제 1 및 제 4 방전 전극과, 제 2 및 제 3 방전 전극은 서로 다른 극성의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  10. 제 2 항 내지 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 방전 전극은 면 방전과 대향 방전이 다같이 발생되는 구조인 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  11. 제 2 항 내지 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 방전 전극에는 펄스파가 인가되는 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  12. 제 2 항 내지 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 내지 제 4 방전 전극에는 RF의 정형파가 인가되는 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 방전 공간에는 수은이 배제된 크세논, 네온, 헬륨 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 혼합 가스로 이루어진 방전 가스가 주입된 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 전면 기판 또는 배면 기판중 적어도 어느 하나의 기판의 내면에 형성된 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광체층은 백색으로 발광되는 형광체층인 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  16. 제 1 기판;
    상기 제 1 기판과 대향되게 배치된 제 2 기판;
    상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 형성된 방전 공간에 배치되며, 동일한 극성을 가지는 제 1 및 제 4 방전 전극과, 이와 다른 극성을 가지는 제 2 및 제 3 방전 전극에 의하여 방전 전압이 인가되는 복수의 방전 전극군; 및
    상기 방전 공간내에 도포된 형광체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판 형 램프.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 방전 전극과 제 2 방전 전극은 제 1 기판상의 대향되는 양 변을 따라 배치되고, 상기 제 3 방전 전극과 제 4 방전 전극은 제 2 기판상의 대향되는 양 변을 따라 배치된 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 방전 전극은 제 1 기판의 대향되는 양 변을 따라 배치된 스트립형의 제 1 및 제 2 방전 전극 라인과, 상기 제 1 및 제 2 방전 전극 라인으로부터 대향되는 방향으로 소정 간격 이격되게 엇갈리게 배치된 복수의 제 1 및 제 2 리브를 구비하고,
    상기 제 3 및 제 4 방전 전극은 제 2 기판의 대향되는 양 변을 따라 배치된 스트립형의 제 3 및 제 4 방전 전극 라인과, 상기 제 3 및 제 4 방전 전극 라인으로부터 대향되는 방향으로 소정 간격 이격되게 엇갈리게 배치된 복수의 제 3 및 제 4 리브를 구비한 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 3 방전 전극은 서로 대향되는 곳에 배치되고, 상기 제 2 및 제 4 방전 전극은 서로 대향되는 곳에 배치되고, 상기 제 1 내지 제 4 방전 전극 사이에는 사중극 형상의 방전 공간이 형성된 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  20. 제 16 항에 있어서,
    상기 방전 전극군에는 펄스파가 인가되는 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  21. 제 16 항에 있어서,
    상기 방전 전극군에는 RF의 정형파가 인가되는 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
  22. 제 16항에 있어서,
    상기 방전 공간에는 수은이 배제된 크세논, 네온, 헬륨 중에서 선택된 적어도 하나 이상의 혼합 가스로 이루어진 방전 가스가 주입된 것을 특징으로 하는 평판형 램프.
KR1020040102257A 2004-12-07 2004-12-07 평판형 램프 KR100626047B1 (ko)

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