KR20070017841A

KR20070017841A - 백라이트용 면발광 램프

Info

Publication number: KR20070017841A
Application number: KR1020050072468A
Authority: KR
Inventors: 정병현; 조동수; 현승훈; 최승석
Original assignee: 희성전자 주식회사
Priority date: 2005-08-08
Filing date: 2005-08-08
Publication date: 2007-02-13

Abstract

본 발명은 방전채널 내에서 수평으로 방사되는 광을 수직으로 반사시켜 휘도와 방전효율을 높일 수 있는 면발광 램프에 관한 것으로, 평판형의 제1유리기판으로 구성되는 상부기판과, 상측면에 사다리꼴 형상의 공간이 형성된 제2유리기판, 상기 제2유리기판의 내측면에 형성되는 반사층, 상기 제2유리기판의 상기 반사층 상에 형성되는 형광체층으로 구성되는 하부기판을 포함하여 구성되어, 상기 상부기판과 하부기판이 봉지재에 의한 결합으로 상기 상부기판과 하부기판 사이에 사다리꼴 형상의 방전채널이 형성되고, 외부에서 인가되는 전원에 의해 상기 방전채널에서 방사되는 수평 성분의 빛이 상기 반사층에 의해 수직 성분으로 반사되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구조를 가지는 본 발명의 면발광 램프는 고가의 광확산시트들을 별도로 구비하지 않고도 면발광 램프의 휘도와 휘도의 균일도를 높이고, 방전효율을 향상시킬 수 있으며, 비용이 절감되고 두께가 얇은 면발광 램프를 제조할 수 있다.

백라이트, 면발광, 방전채널, 방전공간, 반사층

Description

백라이트용 면발광 램프{Flat Fluorescent Lamps for Back Light}

도 1은 LCD의 백라이트에 사용되는 종래의 면발광 램프의 구조를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 면발광 램프의 구조를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 면발광 램프의 구조를 나타낸 단면도,

도 4는 도 3의 실시예에 따른 방전채널의 상세 구조를 나타낸 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

110 : 상부기판(제1유리기판)

120 : 하부기판 121 : 제2유리기판

122 : 반사층 123 : 형광체층

130 : 방전채널

140 : 봉지재

150 : 금속전극

본 발명은 백라이트용 면발광 램프에 관한 것으로, 방전채널에서 수평으로 방사되는 광을 수직으로 반사시켜 휘도와 방전효율을 높일 수 있는 면발광 램프에 관한 것이다.

최근 정보화 사회가 발전함에 따라 표시장치에 대한 요구도 다양한 형태로 증가되고 있으며, 이에 따라 LCD(Liquid Crystal Display)나 PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro Luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display) 등의 여러 가지 평판형 표시 장치가 연구 개발되어 활용되고 있다. 여기서 LCD는 화질이 우수하고 경량, 박형, 저소비 전력의 장점으로 인해 이동형 평판 표시 장치로 많이 사용되고 있으며, 특히 노트북이나 컴퓨터 모니터, 텔레비젼 모니터 등으로 다양하게 사용되고 있다. 그러나 LCD는 그 자체에서 빛을 발하지 못하여 고품질의 화상을 실현하기 위해서는 별도의 외부 광원을 필요로 한다. 따라서 이러한 LCD의 구조는 액정표시패널 외에 상기 액정표시패널의 광원으로 백라이트 유닛을 더 포함하여 구성되어, 백라이트 유닛이 액정표시패널로 고휘도의 광원을 균일하게 공급함으로써 고품질의 화상을 구현하게 된다.

일반적으로, 액정표시장치 등의 광원으로 사용되는 백라이트(Back light)는 원통형 램프(CCFL 등)를 배치하는 방식으로 직하형과 에지형이 있다. 직하형 방식(Direct-lighting)은 평면에 형광램프를 배치하는 것으로, 형광램프의 형상이 액정 패널에 나타나므로 램프와 액정 사이의 공간을 충분히 확보하여 유지시켜주어야 하고, 전체적으로 균일한 광량분포를 위해 광산란수단을 별도로 설치해야 하므로 박형화에 한계가 있다. 에지형 방식(Edge-lighting)은 평판의 외곽에 형광램프를 설치한 후 도광판을 이용하여 전체면으로 빛을 분산시키는 것으로, 휘도가 낮은 문제점이 있으며, 도광판에 대한 고도의 광학적 가공기술이 요구된다.

최근에는 종래의 이러한 문제점들을 해결하고 고휘도의 백라이트를 제공하기 위하여 패널의 표시면에 대향하는 평면 전체가 발광하는 면발광 램프(Flat Fluorescent Lamps)가 널리 연구 개발되고 있다. 통상, 면발광 램프는 형광체가 코팅된 상판과 하판 사이에 방전 공간을 형성한 후, 양극과 음극 전극 사이에서 방전가스를 방전시켜 형광체가 발광하도록 되어 있다.

도 1은 LCD의 백라이트로 사용되는 면발광 램프의 구조를 나타내었다. 도 1을 참조하면, 면발광 램프는 2매의 유리기판으로 이루어져 있으며, 제1유리기판에 해당하는 전면 유리기판(11)은 웨이브형을 이루고 제2유리기판에 해당하는 배면 유리기판(12)은 평판형을 이루어, 전면 유리기판(11)과 배면 유리기판(12)이 봉지재(14)에 의해 결합되어 그 사이에 방전채널(13)이 형성되어 있다.

더욱 상세히 설명하면, 전면 유리기판(11)은 방전 공간을 확보하기 위해 웨이브 모양으로 형성되어 있으며, 이러한 형상은 성형법(moulding)이나 식각법(etching), 샌드블라스트법(sand blasting) 등을 이용하여 형성할 수 있다. 전면 유리기판(11)과 배면 유리기판(12)이 봉지재(14)에 의해 합착되면, 이러한 웨이브 형상에 의해 그 사이에 방전채널(13)이 형성될 수 있는 것이다. 전면 유리기판(11) 의 내면에는 방전채널(13)의 자외선에 의해 가시광선으로 여기되기 위한 삼파장 백색 형광체층(15)이 후막 인쇄로 형성되어 있으며, 전면 유리기판(11)과 배면 유리기판(12)은 프리트 글래스를 주성분으로 하는 봉지재(14)에 의해 용융합착되어, 전면 유리기판과 배면 유리기판 사이에서 방전채널(13)이 형성되어 진다. 방전채널(13) 내부에는 배기구(미도시)를 통해 공기를 제거하여, 아르곤(Ar)이나 헬륨(He), 네온(Ne), 크세논(Xe) 등의 혼합가스나 수은(Hg) 등으로 채워지게 되고, 또한 합착된 유리기판의 양쪽 가장자리에는 은(Ag) 등이 후막 인쇄된 금속전극(16)이 형성된다.

상기와 같은 구조를 가지는 면발광 램프의 작용을 살펴보면, 금속전극(16)에 교류 전원이 인가되어 교류 전원에 의해 방전채널(13) 내에서는 방전이 일어나 자외선이 발생하게 되고, 자외선은 다시 유리기판에 형성된 형광체층(15)을 여기시켜 백색의 가시광선을 발생시킨다. 이렇게 발생된 가시광선은 전면 유리기판(11)을 투광하게 되어 LCD의 백라이트로서 기능을 하게 된다.

그러나 이러한 면발광 램프는 전면 유리기판(11)이 타원 형상으로 굴곡된 구조에 의해 방전채널(13)이 형성되므로, 방전채널(13) 내에서 수직방향으로 방출되는 가시광선은 전면 유리기판(11)을 투과하면서 상측의 액정표시패널(미도시)로 나가게 되나, 수평방향으로 방출되는 가시광선은 전면 유리기판(11)을 투과하여 상측으로 나가지 못하고 소멸된다. 따라서 이러한 수평성분의 가시광선은 램프의 휘도 향상에 기여하지 못하게 되고, 결과적으로 램프의 방전효율을 떨어뜨리는 문제점이 발생한다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 종래의 면발광 램프에서는 전면 유리기판(11)의 상측에 광확산시트과 각종 프리즘시트 등의 각종 시트류(18)와 배면 유리기판의 하측에 반사판(17)을 별도로 더 구비하여, 면발광 램프의 휘도와 휘도의 균일도, 방전효율 등의 광특성을 향상시키고 있다.

이 경우 면발광 램프의 휘도와 방전효율 등의 광특성은 어느 정도 높일 수 있으나, 백라이트용 면발광 램프에 사용되는 광확산시트와 프리즘시트는 고가의 필름으로 백라이트의 제조 비용이 상승하게 되고, 상부기판 상에 별도의 시트들이 더 적층되어야 하므로 면발광 램프의 전체적인 두께가 두꺼워지게 된다. 즉 LCD는 점차적으로 경량화, 박형화 및 슬림화되어 가고 있어 두께가 얇으면서도 광특성이 우수한 백라이트 장치가 요구되는 바, 상기와 같은 종래의 백라이트용 면발광 램프는 이러한 요구를 만족시키지 못하게 되는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안 된 것으로, 본 발명의 면발광 램프는 전면 유리기판은 평판형으로 구성되고, 하면 유리기판은 내면에 반사층이 형성된 사다리꼴 형상으로 구성되어, 방전채널 내부에서 방출되는 수평방향의 가시광선이 반사층에 의해 수직 방향으로 반사되도록 함으로써, 면발광 램프의 휘도 및 방전효율을 향상시키고 고가의 광확산시트들의 사용을 최소화하여 제조비용을 절감할 수 있는 면발광 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 위해 본원발명의 면발광 램프는 평판형의 제1유리기판으로 구성되는 상부기판과, 상측면에 방전을 위한 공간이 형성된 제2유리기판, 상기 제2유리기판에 형성된 공간의 내측면에 형성되는 반사층, 상기 제2유리기판의 상기 반사층 상에 형성되는 형광체층으로 구성되는 하부기판을 포함하여 구성되어, 상기 상부기판과 하부기판이 봉지재에 의한 결합으로 상기 상부기판과 하부기판 사이에 상기 제2유리기판의 공간에 의해 방전채널이 형성되고, 금속전극을 통해 외부에서 인가되는 전원에 의해 상기 방전채널에서 방사되는 수평 성분의 빛이 상기 반사층에 의해 수직으로 반사되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제2유리기판의 방전을 위한 공간은 사다리꼴 형상을 이루고, 상기 사다리꼴 형상의 경사면은 수직으로부터 적어도 45도 이상의 각도로 기울어져 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

도 2 및 3은 본 발명의 실시예에 따른 면발광 램프의 구조를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 면발광 램프(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상부와 하부 2매의 유리기판으로 이루어져 있으며, 상부기판인 제1유리기판(110)은 평판형을 이루고, 하부기판(120)은 방전채널(130)을 위해 상측에는 사다리꼴 형상의 공간이 형성된 제2유리기판(121)과, 사다리꼴 형상의 내측면에는 반사층(122)과 형광체층(123)이 적층된 구조를 이룬다. 이러한 구조의 상부기판(110)과 하부기판(120)이 봉지재(140)에 의해 결합됨으로써, 상부기판(110)과 하부기판(120) 사이에는 하부기판의 사다리꼴 형상에 의해 방전채널(130)이 형성된다.

더욱 상세히 설명하면, 제2유리기판(121)은 방전 공간을 확보하기 위해 사다리꼴 형상으로 형성되어 있으며, 이러한 형상은 성형법(Moulding)이나 식각법(Etching), 샌드블라스트법(Sand blasting) 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한 제2유리기판(121)은 도 3에서와 같이 사다리꼴 형상으로 굴곡된 유리기판으로 형성될 수 있다.

제2유리기판(121)에 형성되는 반사층(122)은 방전채널(130) 내에서 방사되는 빛을 상측의 액정표시패널(미도시)로 반사시키기 위한 것으로, 특히 본 발명에서는 사다리꼴 형상의 제2유리기판(121)에 의해 방전채널(130) 내에서 수평 성분으로 방사되는 빛을 수직 성분으로 반사시켜 휘도와 방전효율을 높일 수 있다. 이를 위해 반사층(122)은 티타늄 산화물(TiO₃)이나 알루미늄 산화물(Al₂O₃) 등으로 이루어지며, 사다리꼴 형상의 내측면에서 화학기상증착법(Chemical Vapor Deposition)이나 스퍼터링법(Sputtering) 등에 의해 형성되며, 반사층(122)이 형성된 상측에는 후막 인쇄법이나 분사법에 의해 형광체층(123)이 적층된다. 또한 방전채널(130)에는 아르곤(Ar)이나 헬륨(He), 네온(Ne), 크세논(Xe) 등의 혼합가스나 수은(Hg) 등으로 방전가스가 채워져 있고, 제2유리기판(121)의 양쪽 가장자리에는 알루미늄(Al)이나 크롬(Cr), 은(Ag) 등이 후막 인쇄된 금속전극(150)이 형성된다.

이러한 구조에 의해 금속전극(150)에 전원이 인가되면 방전가스는 자외선을 방출하고, 자외선은 형광체층(123)을 여기시켜 백색의 가시광선을 발생시키게 되며, 가시광선은 반사층(122)에 의해 상측으로 반사되어 백라이트로서의 작용을 하게 된다.

도 4는 도 3의 실시예에 따른 방전채널의 상세한 구조를 나타낸 단면도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 면발광 램프(100)는 제1유리기판(110)과 제2유리기판(120)의 결합되어 사다리꼴 형상의 방전채널(130)을 형성하고 있으며, 방전채널(130)이 형성되는 제2유리기판(121)의 내측면에는 반사층(122)과 형광체층(123)이 차례로 적층되어 형성된다.

방전채널(130) 내에서의 빛은 사방으로 방사되므로 수평방향이나 아랫방향으로 방사되는 빛은 반사층(122)에 의해 수직 방향의 상측으로 반사되도록 한다. 특히 본 발명에서는 수평방향으로 방사되는 빛을 효율적으로 반사시키기 위해 사다리꼴 형상에 따라 반사층(122)이 형성되므로, 수평방향의 빛을 상측으로 효율적으로 반사시킬 수 있다.

또한, 방전채널(130)을 형성하기 위한 제2유리기판의 사다리꼴 형상은 수직으로 반사되는 빛이 방전채널의 상측 특정한 곳으로만 집중되는 것을 방지하고 수직으로 반사시키기 위해 그 경사면이 수직으로부터 적어도 45도 이상의 기울기(θ)를 가지는 것이 바람직하다. 이러한 기울기에 의해 방전채널의 빛이 상측으로 수직 혹은 더 넓게 반사되어 휘도의 균일도를 향상시킬 수 있다.

이상에서 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세히 설명하였으나, 상술한 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상이 허용되는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변경되어 실시될 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 면발광 램프는 전면 유리기판은 평판형으로 구성되고, 하면 유리기판은 내면에 반사층이 형성된 사다리꼴 형상으로 구성되어, 방전채널 내부에서 방출되는 수평 방향의 빛이 반사층에 의해 수직 방향으로 반사되도록 함으로써, 고가의 광확산시트들을 구비하지 않고도 면발광 램프의 휘도와 휘도의 균일도를 높이고 방전효율을 향상시킬 수 있으며, 비용이 절감되고 두께가 얇은 면발광 램프를 제조할 수 있다.

Claims

평판형의 제1유리기판으로 구성되는 상부기판; 과

상측면에 방전을 위한 공간이 형성된 제2유리기판과, 상기 제2유리기판에 형성된 공간의 내측면에 형성되는 반사층, 상기 제2유리기판의 상기 반사층 상에 형성되는 형광체층으로 구성되는 하부기판; 을 포함하여 구성되어,

상기 상부기판과 하부기판이 봉지재에 의한 결합으로 상기 상부기판과 하부기판 사이에 상기 제2유리기판의 공간에 의해 방전채널이 형성되고, 금속전극을 통해 외부에서 인가되는 전원에 의해 상기 방전채널에서 방사되는 빛이 상기 반사층에 의해 수직으로 반사되는 것을 특징으로 하는 면발광 램프.
제1항에 있어서, 상기 제2유리기판의 방전을 위한 공간은 사다리꼴 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 면발광 램프.
제1항에 있어서, 상기 제2유리기판은 사다리꼴 형상으로 굴곡되어 형성된 것을 특징으로 하는 면발광 램프.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제2유리기판의 사다리꼴 형상은 경사면이 수직으로부터 적어도 45도 이상의 각도로 형성되는 것을 특징으로 하는 면발광 램프.