KR20070076621A - 평판형광램프 및 이를 갖는 액정표시장치 - Google Patents

평판형광램프 및 이를 갖는 액정표시장치 Download PDF

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KR20070076621A
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Abstract

전력 효율을 향상시킬 수 있는 평판형광램프 및 이를 갖는 액정표시장치가 개시되어 있다. 평판형광램프는 램프 몸체, 제1 전극, 절연층 및 제2 전극을 포함한다. 램프 몸체는 하부 기판 및 하부 기판과 결합되어 다수의 방전 공간들을 형성하는 상부 기판을 포함한다. 제1 전극은 방전 공간에서 램프 몸체의 외부로 연장되어 형성된다. 절연층은 제1 전극과 연결되어 형성된다. 제2 전극은 절연층을 사이에 개재하면서 제1 전극과 대향하여 형성된다. 따라서, 전력 효율을 향상시키고, 램프의 발열량을 감소시킬 수 있다.

Description

평판형광램프 및 이를 갖는 액정표시장치{FLAT FLUORESCENT LAMP AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY APPARATUS HAVING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형광램프를 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형광램프를 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선과 동일한 방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 평판형광램프 110 : 램프 몸체
120 : 하부 기판 130 : 상부 기판
140 : 방전 공간 150 : 제1 전극
151 : 제1 단자부 152 : 제2 단자부
153 : 제3 단자부 160 : 절연층
170 : 제2 전극 300 : 액정표시장치
310 : 인버터 320 : 액정표시패널
330 : 구동 회로부 340 : 수납 용기
350 : 확산판 360 : 광학 시트
370 : 탑 샤시
본 발명은 평판형광램프 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력 효율을 향상시키고, 램프의 발열량을 감소시킬 수 있는 평판형광램프 및 이를 갖는 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는 액정(Liquid Crystal)의 전기, 광학적 특성을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널 및 액정표시패널에 광을 공급하는 백라이트 어셈블리를 포함한다.
일반적으로, 백라이트 어셈블리는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp ; CCFL)를 이용하여 광을 발생시키지만, 최근 들어, 액정표시장치가 대형화되어 감에 따라, 제조 원가를 낮추고, 조립성을 향상시키기 위하여 평판형광램프에 대한 개발이 진행되고 있다. 평판형광램프는 넓은 면적에 걸쳐 균일한 발광을 하기 위해 하부 기판과 상부 기판이 결합하여 형성된 다수의 방전공간들을 갖는다.
한편, 평판형광램프에는 방전 공간에 방전 전압을 인가하기 위하여 방전 공간의 길이 방향을 따라 양 단부에 방전 공간들과 교차되도록 외부 전극이 형성된 다.
그러나, 이러한 평판형광램프는 내부 전극을 이용한 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp : CCFL)에 비해 전력 효율이 낮아, 높은 소비 전력을 요구하며, 이로 인해 발열량이 증가되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점을 감안한 것으로써, 본 발명은 전력 효율을 향상시키고, 램프의 발열량을 감소시킬 수 있는 평판형광램프를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 평판형광램프를 갖는 액정표시장치를 제공한다.
상술한 본 발명의 일 특징에 따른 평판형광램프는 램프 몸체, 제1 전극, 절연층 및 제2 전극을 포함한다. 상기 램프 몸체는 하부 기판 및 상기 하부 기판과 결합되어 다수의 방전 공간들을 형성하는 상부 기판을 포함한다. 상기 제1 전극은 상기 방전 공간에서 상기 램프 몸체의 외부로 연장되어 형성된다. 상기 절연층은 상기 제1 전극과 연결되어 형성된다. 상기 제2 전극은 상기 절연층을 사이에 개재하면서 상기 제1 전극과 대향하여 형성된다.
상기 제1 전극은 상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이의 상기 방전 공간의 길이 방향에 따른 양 단부에 형성된 제1 단자부, 상기 제1 단자부의 에지로부터 수직으로 연장된 제2 단자부 및 상기 제2 단자부의 끝단으로부터 상기 제1 단자부와 평행하게 형성된 제3 단자부를 포함한다. 여기서, 상기 제3 단자부는 상기 하부 기판의 하부에 형성된다. 이와 달리, 상기 제3 단자부는 상기 상부 기판의 상부에 형성된다.
상기 절연층은 유전체로 이루어진다. 또한, 상기 절연층은 10㎛ 내지 100㎛의 두께로 형성된다.
한편, 상기 상부 기판은 상기 하부 기판과 이격되어 상기 방전 공간들을 형성하는 방전공간부들, 상기 방전공간부들 사이에 위치하며, 상기 하부 기판과 접하여 상기 방전공간들을 분할하는 공간분할부들, 및 상기 방전공간부들 및 상기 공간분할부들의 가장자리에 위치하며, 상기 하부 기판과 결합되는 실링부를 포함한다.
상술한 본 발명의 일 특징에 따른 액정표시장치는 하부 기판 및 상기 하부 기판과 결합되어 다수의 방전 공간들을 형성하는 상부 기판을 포함하는 램프 몸체, 상기 방전 공간에서 상기 램프 몸체의 외부로 연장되어 형성된 제1 전극, 상기 제1 전극과 연결되어 형성된 절연층 및 상기 절연층을 사이에 개재하면서 상기 제1 전극과 대향하여 형성된 제2 전극을 포함하는 평판형광램프, 상기 평판형광램프의 발광을 위한 방전 전압을 발생하는 인버터, 및 상기 평판형광램프로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널을 포함한다.
이러한 평판형광램프 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 방전 공간들로부터 램프 몸체의 외부로 연장된 제1 전극과 이에 대응되는 제2 전극 사이에 매우 얇은 절연층을 형성하여 제1 및 제2 전극 사이의 전하량을 증가시킴으로써, 전력 효율을 향상시키고, 램프의 발열량을 감소시킬 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형광램프를 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 Ⅰ-Ⅰ'선을 따라 절단한 단면도이며, 도 3은 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따라 절단한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형광램프(100)는 램프 몸체(110), 제1 전극(150), 절연층(160) 및 제2 전극(170)을 포함한다.
램프 몸체(110)는 하부 기판(120) 및 하부 기판(120)과 결합되어 다수의 방전 공간(140)들을 형성하는 상부 기판(130)을 포함한다.
하부 기판(120)은 사각형의 플레이트 형상을 갖는다. 하부 기판(120)은 일 예로, 유리 재질로 이루어진다. 하부 기판(120)은 방전 공간(140)들에서 발생된 자외선이 누설되지 않도록 자외선을 차단하는 물질을 포함할 수 있다.
상부 기판(130)은 방전 공간(140)들에서 발생된 가시광이 투과될 수 있는 투명한 재질로 이루어진다. 상부 기판(130)은 일 예로, 하부 기판(120)과 동일한 유리 재질로 이루어진다.
상부 기판(130)은 하부 기판(120)과 이격되어 방전 공간(140)들을 형성하는 방전공간부들(132), 방전공간부들(132) 사이에 위치하며, 하부 기판(120)과 접하여 방전공간들을 분할하는 공간분할부들(134), 및 방전공간부들(132) 및 공간분할부들(134)의 가장자리에 위치하며, 하부 기판(120)과 결합되는 실링부(136)를 포함한다. 여기서, 상부 기판(130)의 실링부(136)에서는 유리보다 낮은 융점을 갖는 유 리와 금속의 혼합물인 프릿(frit) 글라스와 같은 접착 부재(180)에 의해 하부 기판(120)과 결합된다.
이와 같은 하부 기판(120) 및 상부 기판(130)은 0.7mm 내지 1.1mm의 두께를 갖는다. 이는, 하부 기판(120) 및 상부 기판(130)에 제작 과정 중 휨이 발생하거나, 깨지는 문제가 발생되는 것을 방지하기 위해서이다.
제1 전극(150)은 방전 공간(140)에서 램프 몸체(110)의 외부로 연장되어 형성된다. 제1 전극(150)은 외부의 인버터로부터 인가되는 방전 전압을 램프 몸체(110)에 전달하기 위하여 도전성 물질로 이루어진다. 제1 전극(150)은 일 예로, 은(Ag)과 산화실리콘(SiO2)의 혼합물인 실버 페이트스(Ag Paste)의 코팅에 의해 형성된다. 이와 달리, 제1 전극(150)은 금속 또는 금속 혼합물로 이루어진 금속 파우더(Metal Powder)를 스프레이 코팅하는 방식에 의하여 형성될 수 있다.
제1 전극(150)은 하부 기판(120)과 상부 기판(130) 사이의 방전 공간(140)의 길이 방향에 따른 양 단부에 형성된 제1 단자부(151), 제1 단자부(151)의 에지로부터 하부 기판(120)의 측면을 따라 수직으로 연장된 제2 단자부(152) 및 제2 단자부(152)의 끝단으로부터 제1 단자부(151)와 평행하게 형성된 제3 단자부(153)를 포함한다.
제1 단자부(151)는 방전 공간(140)들에 노출되어 방전 공간(140)들 내에 주입된 방전 가스로부터 플라즈마 방전을 통해 자외선이 발생되도록 한다. 이러한 자외선은 하부 기판(120) 및 상부 기판(130)의 내면에 형성될 제1 및 제2 형광막 (182, 184)을 여기시켜 가시광을 발생시키기 위해서이다.
제2 단자부(152)는 방전 공간(140)들의 길이 방향에 따른 하부 기판(120)의 양 측면을 커버한다. 제2 단자부(152)는 제1 단자부(151)와 전기적으로 연결된다.
제3 단자부(153)는 하부 기판(120)의 하부에 형성된다. 제3 단자부(153)는 방전 공간(140)들의 길이 방향에 따른 양 단부로부터 소정의 길이 만큼 연장된다. 예를 들어, 제3 단자부(153)는 방전 공간(140)들의 길이 방향에 따른 양 단부로부터 제1 단자부(151)의 폭 만큼 연장된다. 이와 달리, 제3 단자부(153)는 상부 기판(130)의 실링부(136)의 폭 만큼 연장될 수 있다.
이와 같이, 제1 전극(150)은 방전 공간(140)들의 길이 방향에 따른 하부 기판(120)의 양 단부를 감싸는 구조를 가지면서 방전 공간(140)들 내에 방전 전압을 인가한다.
절연층(160)은 제1 전극(150)과 연결되어 형성된다. 즉, 절연층(160)은 제3 단자부(153)의 하부에 형성된다. 절연층(160)은 10㎛ 내지 100㎛로 매우 얇은 두께를 갖는다. 또한, 절연층(160)은 전기적인 분극 특성을 갖는 유전체로 이루어진다. 절연층(160)은 일 예로, 산화 바륨(Ba) 또는 산화 티타늄(Ti)과 같이 유전율이 높은 물질로 이루어진다.
제2 전극(170)은 절연층(160)을 사이에 개재하면서 제1 전극(150)과 대향하도록 형성된다. 즉, 제2 전극(170)은 절연층(160)의 하부에 형성된다. 제2 전극(170)은 실질적으로 외부의 인버터와 연결되어 방전 전압이 인가된다. 이러한 방전 전압은 절연층(160)을 통해 제1 전극(150)으로 인가된다. 또한, 제2 전극(170) 은 제1 전극(150)과 동일한 재질을 사용하여 동일한 방법을 통해 형성될 수 있다.
이와 같은 제1 전극(150), 절연층(160) 및 제2 전극(170)의 구조는 캐패시터(capacitor)의 구조와 동일하다. 따라서, 제1 및 제2 전극(170)에 방전 전압이 인가되면, 절연층(160)에 전하들이 충전되게 된다.
일반적으로, 캐패시터는 두 전극 사이의 유전층에 일정량 만큼 전하들을 충전하다가 완전히 충전되면 방전을 하는 역할을 한다. 여기서, 충전된 전하량은 일반적으로, 캐패시턴스(capacitance)라고 하며, 단위로는 패럿(farad)이 사용된다.
캐패시턴스는 유전층의 두께가 얇을수록, 넓이가 넓을수록 증가한다. 또한, 캐패시턴스는 유전층의 유전율이 높을수록 증가한다. 이와 같은 방법으로 캐패시턴스가 증가하게 하면, 여기에 소비되는 전력은 감소하게 된다.
즉, 본 발명의 평판형광램프(100)에서 제1 및 제2 전극(150, 170) 사이에 형성된 절연층(160)을 최대한 얇고, 넓게 하면서, 유전율이 높은 물질을 사용한다면, 평판형광램프(100)의 전력 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서, 평판형광램프(100)는 전력 효율을 향상시켜 소비 전력을 감소시킴으로써, 평판형광램프(100)에서의 발열량을 감소시킬 수 있다. 이로써, 평판형광램프(100)의 상부에 배치될 광학 시트의 움 및 황변의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 종래의 평판형광램프에서 외부 전극이 차지하는 면적에 비해 본 발명의 제1 및 제2 전극(150, 170)이 차지하는 면적이 상대적으로 작기 때문에, 최근에 각광 받고 있는 네로우 베젤(Narrow Bazzel) 타입의 액정표시장치에 적합하게 활용할 수 있다.
이러한 구조와는 달리, 외부의 인버터(310)로부터 발생된 방전 전압을 직접적으로 제1 전극(150)에 인가하고, 방전 공간(140)에 노출된 제1 전극(150) 상에 절연층(160)을 형성하여 방전 공간(140)에 형성된 방전 전압과 제1 전극(150) 사이의 캐패시턴스를 증가시킴으로써, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
한편, 평판형광램프(100)는 하부 기판(120)의 내면에 형성되어 가시광을 발생하는 제1 형광막(182), 상부 기판(130)의 내면에 형성되어 가시광을 발생하는 제2 형광막(184), 하부 기판(120)과 제1 형광막(182) 사이에 형성되어 하부 방향으로 향하는 광을 상부 방향으로 반사하는 반사막(190) 및 인접한 방전 공간(140)들을 연결하여 방전 공간(140)에 주입된 방전 가스를 이동시키는 연결 통로(195)를 더 포함한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형광램프를 도 1의 Ⅱ-Ⅱ'선과 동일한 방향을 따라 절단한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 평판형광램프(200)는 방전 공간(220)에서 램프 몸체(210)의 외부로 연장되어 방전 공간(220)의 길이 방향에 따른 상부 기판(214)의 양 단부를 감싸는 구조를 갖는 제1 전극(230)을 포함한다.
제1 전극(230)은 하부 기판(212)과 상부 기판(214) 사이의 방전 공간(220)의 길이 방향에 따른 양 단부에 형성된 제1 단자부(232), 제1 단자부(231)의 에지로부터 상부 기판(214)의 측면을 따라 수직으로 연장된 제2 단자부(232) 및 제2 단자부(232)의 끝단으로부터 제1 단자부(231)와 평행하게 형성된 제3 단자부(233)를 포함한다.
제1 단자부(231)는 방전 공간(220)들에 노출되어 방전 공간(220)들 내에 주입된 방전 가스로부터 플라즈마 방전을 통해 자외선이 발생되도록 한다. 이러한 자외선은 제1 및 제2 형광막(260, 270)을 여기시켜 가시광이 발생된다. 제2 단자부(232)는 방전 공간(220)들의 길이 방향에 따른 상부 기판(214)의 양 측면을 커버한다. 제3 단자부(233)는 상부 기판(214)의 상부에 형성된다.
절연층(240)은 제2 단자부(232)의 상부에 형성된다. 절연층(240)은 10㎛ 내지 100㎛로 매우 얇은 두께를 갖는다. 절연층(240)은 전기적인 분극 특성을 갖는 유전체로 이루어진다.
제2 전극(250)은 절연층(240)을 사이에 개재하면서 제1 전극(230)과 대향하도록 형성된다. 즉, 제2 전극(250)은 절연층(240)의 상부에 형성된다. 제2 전극(250)은 실질적으로 외부의 인버터와 연결되어 방전 전압이 인가된다. 이러한 방전 전압은 절연층(240)을 통해 제1 전극(250)으로 인가된다.
이와 같은 제1 전극(230), 절연층(240) 및 제2 전극(250)의 구조는 위치 관계를 제외하고는 도 3에서 설명한 구조와 동일하므로, 그 효과에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치를 나타낸 사시도이다. 본 실시예에서, 평판형광램프는 도 1 내지 도 4에 도시된 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 평판형광램프에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액정표시장치(300)는 평판형광램프(100), 인버터(310) 및 액정표시패널(320)을 포함한다.
인버터(310)는 평판형광램프(100)의 발광을 위한 방전 전압을 발생시킨다. 인버터(310)로부터 발생된 방전 전압은 제1 및 제2 전원선(312, 314)을 통해 평판형광램프(100)의 제2 전극(도 3의 170)으로 인가된다.
액정표시패널(320)은 제1 기판(322), 제1 기판(322)과 대향하여 결합되는 제2 기판(324) 및 제1 기판(322)과 제2 기판(324) 사이에 개재된 액정층(326)을 포함한다.
제1 기판(322)은 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor : 이하, TFT라 칭함)가 매트릭스 형태로 형성된 TFT 기판이다. 상기 TFT들의 소오스 단자 및 게이트 단자에는 각각 데이터 라인 및 게이트 라인이 연결되고, 드레인 단자에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 화소 전극이 연결된다.
제2 기판(324)은 색을 구현하기 위한 RGB 화소가 박막 형태로 형성된 칼라필터 기판이다. 제2 기판(324)에는 투명한 도전성 재질로 이루어진 공통 전극이 형성된다.
또한, 액정표시장치(300)는 액정표시패널(320)을 구동하기 위한 구동 회로부(330)를 더 포함한다.
구동 회로부(330)는 액정표시패널(320)에 데이터 구동신호를 공급하는 데이터 인쇄회로기판(332), 액정표시패널(320)에 게이트 구동신호를 공급하는 게이트 인쇄회로기판(334), 데이터 인쇄회로기판(332)을 액정표시패널(320)에 연결하는 데이터 구동회로필름(336) 및 게이트 인쇄회로기판(334)을 액정표시패널(320)에 연결하는 게이트 구동회로필름(338)을 포함한다.
한편, 액정표시장치(300)는 평판형광램프(100)를 수납하는 수납 용기(340), 평판형광램프(100)의 상부에 배치되어 평판형광램프(100)로부터 발생된 광을 확산시키는 확산판(350), 확산판(350)의 상부에 배치되어 확산판(350)으로부터 출사된 광의 특성을 향상시키는 광학 시트(360) 및 액정표시패널(320)의 가장자리를 고정하면서 수납 용기(340)와 결합하는 탑 샤시(370)를 더 포함한다.
이와 같은 평판형광램프 및 이를 갖는 액정표시장치에 따르면, 방전 공간들로부터 램프 몸체의 외부로 연장된 제1 전극과 이에 대응되는 제2 전극 사이에 마이크로 단위로 매우 얇게 절연층을 형성하여 제1 및 제2 전극 사이의 전하량을 증가시킴으로써, 전력 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 전력 효율을 향상시켜 소비 전력을 감소시킴으로써, 평판형광램프에서의 발열량을 감소시킬 수 있다. 이로써, 평판형광램프의 상부에 배치될 광학 시트의 움 및 황변의 발생을 방지할 수 있다.
또한, 종래의 평판형광램프에서 외부 전극이 차지하는 면적에 비해 제1 및 제2 전극이 차지하는 면적이 상대적으로 작기 때문에, 최근에 각광 받고 있는 네로우 베젤(Narrow Bazzel) 타입의 액정표시장치에 적합하게 활용할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 하부 기판 및 상기 하부 기판과 결합되어 다수의 방전 공간들을 형성하는 상부 기판을 포함하는 램프 몸체;
    상기 방전 공간에서 상기 램프 몸체의 외부로 연장되어 형성된 제1 전극;
    상기 제1 전극과 연결되어 형성된 절연층; 및
    상기 절연층을 사이에 개재하면서 상기 제1 전극과 대향하여 형성된 제2 전극을 포함하는 평판형광램프.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 전극은
    상기 하부 기판과 상기 상부 기판 사이의 상기 방전 공간의 길이 방향에 따른 양 단부에 형성된 제1 단자부;
    상기 제1 단자부의 에지로부터 수직으로 연장된 제2 단자부; 및
    상기 제2 단자부의 끝단으로부터 상기 제1 단자부와 평행하게 형성된 제3 단자부를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제3 단자부는 상기 하부 기판의 하부에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제3 단자부는 상기 상부 기판의 상부에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
  5. 제1항에 있어서, 상기 절연층은 유전체로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
  6. 제1항에 있어서, 상기 절연층은 10㎛ 내지 100㎛의 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
  7. 제1항에 있어서, 상기 상부 기판은
    상기 하부 기판과 이격되어 상기 방전 공간들을 형성하는 방전공간부들;
    상기 방전공간부들 사이에 위치하며, 상기 하부 기판과 접하여 상기 방전공간들을 분할하는 공간분할부들; 및
    상기 방전공간부들 및 상기 공간분할부들의 가장자리에 위치하며, 상기 하부 기판과 결합되는 실링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형광램프.
  8. 하부 기판 및 상기 하부 기판과 결합되어 다수의 방전 공간들을 형성하는 상부 기판을 포함하는 램프 몸체, 상기 방전 공간에서 상기 램프 몸체의 외부로 연장되어 형성된 제1 전극, 상기 제1 전극과 연결되어 형성된 절연층 및 상기 절연층을 사이에 개재하면서 상기 제1 전극과 대향하여 형성된 제2 전극을 포함하는 평판형광램프;
    상기 제2 전극에 방전 전압을 인가하는 인버터; 및
    상기 평판형광램프로부터 공급되는 광을 이용하여 영상을 표시하는 액정표시패널을 포함하는 액정표시장치.
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