KR20080044265A

KR20080044265A - 열 음극형 방전램프, 램프 유닛 및 표시장치

Info

Publication number: KR20080044265A
Application number: KR1020087005539A
Authority: KR
Inventors: 시로 이이다
Original assignee: 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2008-05-20
Also published as: TW200721233A; WO2007032319A1; US20090160342A1; EP1926124A1; CN101263579A; JPWO2007032319A1

Abstract

열 음극형 방전램프(20)는, 보호막(24), 형광체 층(26)이 내면에 적층되고, 수은(21)과 완충용 희 가스가 봉입된 유리벌브(22)와, 비드 마운트 방식의 전극(30a, 30b)을 구비한다. 열 음극형 방전램프(20)는 백라이트 유닛의 광원으로서 50℃ ~ 70℃의 분위기 중에서 사용된다. 완충용 희 가스로는 크립톤이 20% 이상 포함되어 있다.

열 음극형 방전램프, 희 가스, 크립톤

Description

열 음극형 방전램프, 램프 유닛 및 표시장치{HOT CATHODE DISCHARGE LAMP, LAMP UNIT AND DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 열 음극형 방전램프, 당해 열 음극형 방전램프를 광원으로 구비하는 램프 유닛 및 표시장치에 관한 것이다.

현재, 액정 디스플레이의 백라이트 유닛의 광원으로는 냉 음극형 방전램프(cold cathode discharge lamp)가 주로 채용되고 있다. 냉 음극형 형광램프는 세경화(細徑化)에 적합하므로 박형화(薄型化)가 요구되는 백라이트 유닛의 광원으로 적합하다.

특허문헌 1 : 일본국 특개소56-73855호 공보

그러나 최근 액정 디스플레이의 대형화가 진행되고 있다. 이에 따른 백라이트 유닛의 대형화에 수반하여, 광원으로 냉 음극형 방전램프를 이용하면 점등회로가 복잡해지는 동시에, 소비전력이 높아지는 것이 우려되고 있다.

그래서 냉 음극형 방전램프보다도 고효율이며, 점등회로도 간소화할 수 있는 열 음극 방전램프를 백라이트 유닛의 광원으로 채용하는 것에 대한 검토가 시작되고 있다.

그러나 열 음극형 방전램프는 냉 음극형 방전램프보다 램프의 수명이 짧아 서, 수명의 면에서 백라이트의 광원으로 사용하기가 부적절하다는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 수명이 긴 열 음극형 방전램프, 램프 유닛 및 표시장치를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명자는 백라이트 유닛용 열 음극형 방전램프의 수명을 길게 하기 위해 예의 연구를 거듭하였다. 본 발명자들은 완충용 희 가스(rare gas)로서 크립톤(krypton)의 분압 비(partial pressure rate)를 증대하면 수명이 길어진다는 점에 주목하였다. 그러나 크립톤의 봉입 양을 증대하면 램프 출력이 저하한다는 것이 종래부터 알려져 있고, 그런 이유에서 크립톤의 분압 비는 15% 정도로 하는 것이 한계였다.

그러나 본 발명자는 크립톤의 분압 비를 증대하면 램프의 출력이 저하한다는 문제는 열 음극 방전램프가 상온의 분위기 중에서 점등되는 경우에 발생하는 것이며, 백라이트 유닛의 하우징(housing) 내에 배치되어 50℃ 내지 70℃ 정도의 분위기 중에서 점등되는 경우에는 램프의 출력의 저하 문제가 발생하지 않는다는 사실을 발견하였다.

그래서, 본 발명의 열 음극 방전램프는, 희 가스가 봉입된 외위기(外圍器, envelope)를 구비하며, 하우징 내에 배치되는 열 음극형 방전램프로, 상기 희 가스에는 크립톤이 분압 비로 20% 이상 포함되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성에서는 희 가스로 크립톤이 분압 비로 20% 이상 봉입 되어 있으므로, 종래보다도 램프의 수명이 길어진다는 효과를 얻을 수 있다. 또, 본 발명의 열 음극형 방전램프는 하우징을 갖는 백라이트 유닛의 광원으로 이용되며, 램프가 배치되는 분위기가 실온보다도 고온이므로, 크립톤이 봉입 되어 있어도 램프의 출력이 높다는 효과를 얻을 수 있다. 또, 크립톤의 분압 비가 높아지면 램프 전압이 저하하므로, 시동특성이 향상하는 동시에, 방전 유지가 용이하다는 이점도 있다.

여기서, 크립톤의 분압 비는 60% 이하인 것이 가장 바람직하다. 희 가스 내의 크립톤의 분압 비가 60%를 넘으면 램프의 조광(dimming)을 하기가 어렵게 되기 때문이다. 또, 크립톤은 아르곤에 비해서 원자량이 크므로, 크립톤의 분압 비가 증가할수록 상기 외위기에 봉입 되어 있는 수은이 확산하여 램프 시동시의 광속의 상승특성이 저하하므로, 희 가스 내의 크립톤의 분압 비는 60% 이하인 것이 가장 바람직하다. 또한, 크립톤은 아르곤에 비해서 매우 고가이므로, 필요 이상으로 크립톤을 봉입하는 것은 의미가 없는 비용의 증가로 연결되므로, 희 가스 내의 크립톤의 분압 비는 60% 이하인 것이 가장 바람직하다. 이에 더하여, 희 가스 내의 크립톤의 분압 비가 60%를 넘으면 램프의 조광 점등시에 이른바 이동 줄무늬가 발생하기 때문이다.

또, 상기 크립톤의 분압 비는 45% 이상인 것이 더 바람직하다. 이에 의해, 램프의 전압이 저하하여 램프 전류를 증대시킬 수 있어서, 매우 고효율의 램프를 얻을 수 있기 때문이다.

여기서, 상기 크립톤의 분압 비는 55% 이하인 것이 더 바람직하다. 크립톤의 분압 비가 55%를 넘으면 램프 효율이 저하하기 시작한다는 사실이 실험에 의해 확인되고 있기 때문이다.

본 발명의 램프 유닛은, 하우징과, 당해 하우징 내에 배치되는 상기 어느 하나의 열 음극형 방전램프를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 고효율이면서 수명이 긴 램프 유닛을 얻을 수 있다.

본 발명의 표시장치는 상기 램프 유닛을 광원으로 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 소비전력이 낮고, 고효율이면서 수명이 긴 표시장치를 얻을 수 있다.

본 발명의 다른 표시장치는, 하우징과, 당해 하우징 내에 배치되는 상기 어느 하나의 열 음극형 방전램프를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해, 소비전력이 낮고, 고효율이면서 수명이 긴 표시장치를 얻을 수 있다.

도 1은 본 실시 예의 종횡비 16 : 9의 액정 디스플레이의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.

도 2는 본 실시 예의 액정 디스플레이용 백라이트 유닛의 구성을 나타내는 개략 사시도이다.

도 3은 본 실시 예의 열 음극형 방전램프의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 4는 완충용 희 가스 중의 크립톤의 분압 비와 램프의 수명과의 관계를 나타내는 표이다.

도 5는 램프 조광 점등시에 발생하는 이동 줄무늬를 나타내는 모식도이다.

도 6은 변형 예의 열 음극형 방전램프의 구성을 나타내는 단면도이다.

도 7은 변형 예의 열 음극형 방전램프의 완충용 희 가스 중의 크립톤의 분압 비와 램프의 수명의 관계를 나타내는 표이다.

(부호의 설명)

1 백라이트 유닛

10 하우징

20 열 음극형 방전램프

22 유리벌브

31a, 31b 전극 코일

이하, 본 발명의 실시 예의 열 음극형 형광램프, 백라이트 유닛 및 액정표시장치에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

<액정표시장치의 구성>

먼저, 도 1을 참조하면서 본 실시 예의 액정표시장치의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 액정표시장치를 나타내는 도면이며, 내부의 모습을 알 수 있도록 일부를 절개하고 있다.

액정표시장치(1)는, 예를 들어 액정 컬러텔레비전이며, 액정화면 유닛(3)과 백라이트 유닛(5)이 하우징(4)에 내장되어 이루어진다. 액정화면 유닛(3)은, 예를 들어 컬러필터 기판, 액정, TFT기판, 구동모듈(미 도시) 등을 구비하며, 액정화면 유닛(3) 외부로부터의 화상 신호에 의거하여 컬러 화상을 액정화면 유닛(3)의 화면(6)에 표시한다.

<백라이트 유닛의 구성>

먼저, 도 2를 참조하면서 본 실시 예의 백라이트 유닛의 구성에 대해서 설명한다. 도 2는 본 실시 예의 종횡비(aspect ratio) 16:9의 액정 디스플레이용 백라이트 유닛(5)의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 동 도면에서 내부의 구조를 나타내기 위해 전면 패널(16)의 일부를 절개하여 나타내고 있다.

도 2에 도시하는 바와 같이, 백라이트 유닛(5)은 복수의 열 음극형 방전램프(20)와, 개구부를 가지며 이들 램프(20)를 수납하는 하우징(10)과, 이 하우징의 개구부를 덮는 전면패널(16)을 구비한다.

하우징(10)은, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 수지로 이루어지며, 그 내면(11)에 은 등의 금속이 증착되어 반사 면이 형성되어 있다.

램프(20)는 직관 형상(直管刑狀)을 하고 있고, 본 실시 예에서는 14개의 램프(20)가 하우징(10) 내에 직하 방식(直下方式)으로 배치되며, 전기적으로 병렬로 배치되어 있다. 램프(20)는 도시하지 않은 점등회로에 의해 정전류 제어된다. 또한, 램프(20)의 구성에 대해서는 후술한다.

하우징(10)의 개구부는 확산 판(13), 확산시트(14) 및 렌즈시트(15)를 적층하여 이루어지는 투광성의 전면패널(16)로 덮여 있어서, 내부에 먼지나 티끌 등의 이물이 들어가지 않도록 밀폐되어 있다.

전면패널(16)에서의 확산 판(13) 및 확산시트(14)는 램프(20)에서 나오는 광을 산란 및 확산시키는 것이며, 렌즈시트(15)는 당해 시트(15)의 법선 방향으로 광을 정렬시키는 것으로서, 이들에 의해 램프(20)에서 나오는 광이 전면패널(16)의 표면(발광 면) 전체에 걸쳐서 균일하게 전방을 조사하도록 구성되어 있다.

<열 음극형 방전램프의 구성>

다음에, 본 발명의 실시 예의 열 음극형 방전램프에 대해서 설명한다. 도 3은 본 실시 예의 열 음극형 방전램프(이하, 간단하게 「램프」라고 하는 경우도 있다)(20)의 구성을 나타내는 단면도이다.

램프(20)는 직관형상의 유리벌브(외위기, 22)와, 유리벌브(22) 내의 단면에 배치된 한 쌍의 전극(30a, 30b)을 구비하고 있다. 유리벌브(22)는 바륨·스트론튬 실리케이트 유리(연화점 675℃의 연질 유리)로 만들어진다.

또, 유리벌브(22)의 일단(도면 중에서는 좌측 단부)에는 배기관(28)이 연결되어 있다. 이 배기관(28)은 유리벌브(22) 내를 배기하거나 희 가스(rare gas)를 봉입할 때에 사용되며, 상기 배기·봉입 후에 밀봉된 것이다. 배기관(28)을 유리벌브(22)의 양단이 아닌 일단에 설치함으로써 최 냉점제어(coldest point control)가 쉬워진다. 즉, 양단에 설치하면 최 냉점 개소가 어느 쪽인가를 알 수 없기 때문이다.

배기관(28) 중 외부로 돌출한 부분의 길이 Li는 10㎜로 하고 있다. 여기서, 이 길이 Li는 5㎜ 이상 30㎜ 이하가 바람직하며, 15㎜ 이상 30㎜ 이하가 더 바람직하다. 5㎜ 미만이면 밀봉 및 절단이 곤란해진다. 15㎜ 이상 30㎜ 이하이면 최 냉점 개소의 제어에 의해 효율을 향상시킬 수 있다. 30㎜를 넘으면 길어지는 만큼 깨어지기 쉽고, 또 발광하지 않는 부분이 많아져서 상품 가치가 저하한다. 또, 30㎜를 넘어서 더 길어져도 그 이상의 효율향상은 기대할 수 없기 때문이다.

전극(30a, 30b)은 이른바 유리 비드 마운트(glass bead mounted) 방식이며, 유리벌브(22)에 핀치 실(pinch-sealed, 압괴 밀봉(crush sealed)) 되어 있다. 또, 전극(30a, 30b)은 트리플 코일(triple-coil)로 3회 감은 전극 코일(31a, 31b)과, 이 전극 코일(31a, 31b)을 지지하는 한 쌍의 리드 선(32a, 32b, 33a, 33b)과, 이 리드 선(32a, 32b, 33a, 33b)을 지지하는 비드 유리(bead glass, 34a, 34b)로 이루어진다. 전극 코일(31a, 31b)은 예를 들어 텅스텐으로 이루어지며, 에미터(emitter)로 스트론튬, 칼슘, 바륨의 산화물이 도포 되어 있다.

유리벌브(22)의 내면에는 알루미나로 이루어지는 보호막(24)이 형성되어 있다. 보호막(24) 상에는 형광체 층(26)이 적층되어 있다. 형광체 층(26) 중의 형광체로는 적(Y₂O₃ : Eu), 녹(LaPO₄ : Ce, Tb₃) 및 청(BaMg₂Al₁₆O₂₇ : Eu, Mn)의 각 색을 발광하는 희토류 형광체를 혼합한 것을 이용하고 있다.

유리벌브(22) 내에는 약 5㎎의 수은(21)과, 완충용 희 가스로서 상온에서의 압력이 250㎩의 아르곤(Ar)과, 압력 250㎩의 크립톤(Kr)이 봉입 되어 있다. 즉, 본 실시 예에서는 희 가스로서 크립톤이 분압 비 50%로 봉입 되어 있다.

또한, 유리벌브(22) 내에 봉입 되는 수은(21)은 수은 단체(elemental mercury) 외에, 예를 들어 아연 수은(zinc mercury), 주석 수은(tin mercury), 비스무트 수은(bismuth mercury), 인듐 수은(indium mercury) 등의 아말감(amalgam) 형태로 봉입해도 좋다.

여기서, 45인치 액정 텔레비전용 백라이트 유닛에 사용하는 경우의 램프(20)의 각 치수 등의 사양에 대해서 설명한다.

유리벌브(22)의 관의 외경은 12.0㎜, 관의 내경은 10.0㎜, 전장 L₀는 1010㎜, 전극 간 거리 Le는 950㎜, 관 벽 부하(bulb wall loading) We는 0.05(W/㎝²)이다. 관 벽 부하는 램프 전력을 유리벌브(22) 중 전극 간 거리 Le에 상당하는 부분의 내부 표면적으로 나눈 값이다.

또한, 완충용 희 가스로 상온에서의 압력이 500㎩의 아르곤·크립톤 혼합가스(Ar 50% + Kr 50%)를 봉입한다. 이 완충용 희 가스의 상세에 대해서는 후술한다.

또한, 긴 수명의 램프를 얻기 위해서는 이 램프(20)의 관 벽 부하 We는 0.025~0.07(W/㎝²)의 범위로 규정하는 것이 바람직하다.

관 벽 부하가 0.07(W/㎝²)보다 커지면 단시간에 광속의 열화가 급격해져서 긴 수명을 얻을 수 없다. 또, 0.025(W/㎝²)보다 작아지면, 필요한 광속을 얻기 위해서 램프 전력을 고정한 상태에서는 램프의 관의 직경이 너무 커져서 백라이트 유닛에 사용하기에는 적합하지 않기 때문이다. 또, 형상을 고정한 상태에서 전력을 줄이면 방전 유지가 곤란해진다.

본 발명자는 백라이트 유닛의 광원으로 사용되는 열 음극형 방전램프의 수명을 길게 하기 위해서 예의 연구를 거듭하였다. 본 발명자는 완충용 희 가스로서의 크립톤의 분압 비를 증대시키면 램프의 수명이 길어진다는 점에 주목하였다. 또한, 크립톤의 분압 비를 증대하면 램프의 수명이 길어지는 것은, 통상 아르곤을 주로 사용하던 것을, 아르곤보다도 원자량이 큰 크립톤의 분압 비를 크게 함으로써, 전 극 코일에 도포 되어 있는 에미터가 전극 코일로부터 잘 비산하지 않게 되기 때문이다. 그러나 크립톤의 봉입 양을 증가시키면 램프의 출력(전체 광속)이 저하한다는 사실이 종래부터 알려져 있고, 그런 이유에서 크립톤의 분압 비는 15%로 하는 것이 한계였다.

그러나 본 발명자의 예의 연구에 의해, 크립톤의 분압 비를 증가시키면 램프의 출력이 저하한다고 하는 문제는 열 음극형 방전램프가 상온의 분위기 중에서 점등되는 경우에 발생하는 문제이며, 백라이트 유닛의 하우징 내에 배치되어 점등되면 열에 의해 분위기의 온도가 50℃ 내지 70℃ 정도가 되어, 이와 같은 고온의 분위기 중에서 점등되는 경우에는 램프의 출력이 저하하는 문제가 발생하지 않는다는 사실을 발견하였다.

그래서 본 발명자는 완충용 희 가스 중의 크립톤의 분압 비를 어느 정도로 하면 좋은가에 대해서 검토를 하였다. 도 4는 완충용 희 가스로서의 크립톤의 분압 비와 램프의 수명과의 관계를 나타내는 표이다. 도 4의 「조광 30% 시의 이동 줄무늬(moving stripe)」 난의 「○」은 이동 줄무늬가 발생하고 있지 않은 상태를 나타내고, 「X」는 이동 줄무늬가 발생하고 있는 상태를 나타내고 있다. 또, 「광속 상승특성」 난의 「○」는 양호한 상태를 나타내고, 「△」는 받아들일 수 있는 상태를 나타내며, 「X」는 불량인 상태를 나타내고 있다.

디스플레이로 종래부터 널리 보급되어 있는 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)장치의 수명은 약 20,000시간이므로, 액정 디스플레이의 백라이트 유닛의 광원으로는 적어도 수명이 20,000시간 이상인 것이 바람직하다.

도 4로부터, 완충용 희 가스로서의 크립톤의 분압 비가 20% 이상이면 램프 수명이 20,000시간을 넘으므로, 크립톤의 분압 비는 20% 이상일 것이 필요하다. 또, 크립톤의 분압 비가 높아지면 램프 전압이 저하하므로, 시동특성이 향상하는 동시에, 방전 유지가 용이하게 된다는 장점도 들 수 있다.

또한, 램프(20)는 정격전력을 일정(예를 들어 20W)하게 하고, 크립톤의 분압 비를 증가시킬수록 램프 전압이 저하하여 램프 전류는 증가한다. 램프의 점등시에는 전극 코일(31a, 31b)에 도포 되어 있는 에미터에서 전자를 방출시키기 위해서 전극 코일(31a, 31b)의 온도를 높일 필요가 있으나, 램프 전류만으로는 전극 코일(31a, 31b)의 온도를 충분하게 높일 수 없다. 그래서 종래부터 필라멘트 전류를 전극 코일(31a, 31b)에 별도로 통전시키고 있고, 필라멘트 전류의 통전에 의한 발열에 의해 전극 코일(31a, 31b)의 온도를 높이고 있다. 즉, 램프 전류가 낮을수록 전극 코일(31a, 31b)의 온도를 높이기 위해 필라멘트 전류를 더 많이 흘려야 한다. 필라멘트 전류는 램프 전력에 추가하여 별도로 통전시키고 있으므로, 소비전력을 억제한다는 관점에서는 가능한 한 램프 전류를 증가시켜서, 필요한 필라멘트 전류를 적게 하는 것이 바람직하다. 예의 연구의 결과, 본 발명자는 크립톤의 분압 비를 높임으로써 램프의 전압을 저하시켜서 램프 전류를 증가시킬 수가 있으므로, 필요한 필라멘트 전류를 적게 하여, 에너지의 손실을 억제할 수 있다는 사실을 발견하였다.

그러나 크립톤의 분압 비가 60%를 넘으면 램프를 조광하기가 다소 곤란해진다는 사실이 실험에 의해 판명되었으므로, 크립톤의 분압 비는 60% 이하인 것이 바 람직하다고 할 수 있다. 또한, 크립톤의 분압 비가 60%를 넘으면 램프를 조광을 하기가 다소 곤란해지나, 크립톤의 분압 비가 높아짐에 따라서 수명이 길어지므로, 수명을 길게 하는 것과 양호한 조광특성의 요청을 비교하여 크립톤의 분압 비를 결정하는 것이 바람직하다.

또, 크립톤은 아르곤에 비해서 원자량이 크므로, 크립톤의 분압 비가 증대할수록 유리벌브(22)에 봉입 되어 있는 수은이 잘 확산하지 않게 되므로, 램프의 시동시에서의 광속의 상승특성이 저하하게 되며, 이 점에서도 희 가스 내의 크립톤의 분압 비는 60% 이하인 것이 가장 바람직하다. 또한, 도 4의 광속 상승특성은 눈으로 관찰하여 확인한 것이다.

또한, 크립톤은 아르곤에 비해서 매우 고가이므로, 필요 이상으로 크립톤을 봉입하는 것은 의미 없는 비용상승으로 연결되게 된다. 따라서 희 가스 내의 크립톤의 분압 비는 60% 이하인 것이 가장 바람직하다.

이에 더하여, 희 가스 내의 크립톤의 분압 비가 60%를 넘으면 램프 조광 점등시에 이른바 이동 줄무늬가 발생하게 된다. 도 5는 램프 조광 점등시에 발생하는 이동 줄무늬를 나타내는 모식도이며, 상술한 이동 줄무늬를 설명하기 위한 도면이다.

이동 줄무늬란, 램프(20)를 점등하면 램프(20)의 일부 혹은 전체에 밝은 부분과 어두운 부분이 교호로 나타나서 줄무늬모양이 되며, 이것이 램프(20)의 어느 일방의 관의 끝단 방향으로 이동하는 현상을 말한다. 또 5에 도시한 예에서는 줄무늬모양이 지면 우측에서 좌측방향으로 이동하고 있는 모습을 나타내고 있다.

이동 줄무늬의 발생원인은 현 단계에서는 명확하게 되어 있지는 않으나, 조광을 하거나, 크립톤의 분압 비를 높이면 이동 줄무늬가 발생하는 것이 확인되고 있다. 본 발명자의 예의 연구에 의해 크립톤의 분압 비가 60%를 넘으면 이동 줄무늬의 발생이 현저해진다는 사실이 명확해졌다.

상기에서 특히, 유리벌브(22) 내에 봉입 되는 희 가스로는 크립톤이 45% 이상의 혼합비로 포함되어 있는 것이 더 바람직하다. 이에 의해, 램프 전압이 저하하여 램프 전류를 증가시킬 수 있으므로, 매우 고효율의 램프를 얻을 수 있기 때문이다.

또, 도 4에 도시한 바와 같이, 크립톤의 분압 비가 55%를 넘으면 램프 효율이 다소 저하한다는 것이 실험에 의해 확인되어 있으므로, 크립톤의 분압 비는 55% 이하인 것이 바람직하다. 이는, 크립톤의 분압 비가 45%까지는 램프 전류의 증가에 따라서 필라멘트 전류의 저하에 의한 에너지 손실을 억제할 수 있으나, 크립톤의 분압 비가 55%를 넘으면 램프 전류 자체가 너무 커져서, 전극 코일(31a, 31b)에 통전된 경우에 열로 소비되어 버려서, 오히려 에너지 손실이 증가하기 때문으로 생각된다.

또, 본 실시 예의 열 음극형 방전램프(이하, 크립톤의 분압 비 50%)를 광원으로 하는 백라이트 유닛을 제작하여 시험을 실시한 결과 램프 출력저하의 문제는 확인되지 않았다. 또, 도 4에 도시하는 바와 같이 열 음극형 방전램프의 출력은 약 80lm/W이나, 냉 음극형 방전램프의 출력은 양 50lm/W이므로, 광원으로 열 음극형 방전램프를 채용함으로써 백라이트 유닛의 고효율 화를 도모할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 고효율이면서 수명이 긴 열 음극형 형광램프, 백라이트 유닛 및 액정표시장치를 제공할 수 있다.

<변형 예>

이상, 본 발명을 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 내용이 상기 실시 예에 제시된 구체 예로 한정되지 않음은 물론이며, 예를 들어 이하와 같은 변형 예를 생각할 수 있다.

(1) 상기에서, 전극 코일을 감은 회수를 3회로 하였으나, 그보다도 감은 회수를 많게 하여, 전극 코일에 도포하는 에미터의 양을 증가시킴으로써 수명을 길게 할 수 있다.

여기서, 감은 회수를 증가시키기 위해서는 전극 코일의 폭을 길게 할 필요가 있으며, 이에 수반하여 유리벌브의 직경을 크게 할 것이 요구된다. 이때, 전극 코일의 길이에 맞춰서 유리벌브의 내경이 단면 원형 형상을 유지한 상태에서 크게 하는 것이 아니라, 유리벌브의 단면을 타원 등의 편평한 형상으로 하여, 장경(長徑)과 단경(短涇)을 갖는 형상으로 하는 것이 바람직하다.

도 6은 변형 예의 열 음극형 방전램프의 도면으로, 도 6 (a)는 관 축에 평행한 단면도, 도 6 (b)는 관 축에 수직인 단면도이다.

도 6에 도시하는 바와 같이, 유리벌브(42)의 단면을 편평한 형상으로 하여, 이 편평한 형상의 장경 방향으로 축을 향해서 전극 코일(51a, 51b)을 배치함으로써 전극 코일(51a, 51b)의 감은 회수를 증가시킬 수 있다.

여기서, 전극 코일(51a, 51b)의 관 축과 직교하는 방향에서의 길이를 L, 유 리벌브의 긴 내경의 길이를 L1, 짧은 내경의 길이를 L2로 한 때, L2<L<L1의 관계를 만족하는 것이 가장 바람직하다. 이에 의해, 유리벌브의 두께( 짧은 내경 방향의 두께)에 대해서 긴 수명의 열 음극형 방전램프를 얻을 수 있다.

도 7은 변형 예의 열 음극형 방전램프의 완충용 희 가스 중의 크립톤의 분압 비와 램프의 수명의 관계를 나타내는 표이다. 상술한 것과 동일한 이유에 의해 크립톤의 분압 비는 20% 이상 60% 이하인 것이 가장 바람직하다. 특히, 45% 이상 55% 이하인 것이 바람직하다.

변형 예의 열 음극형 방전램프를 백라이트 유닛의 광원으로 사용함으로써 백라이트유닛의 박형화 및 고효율 화를 도모할 수 있다. 또, 변형 예의 백라이트 유닛을 이용함으로써 액정표시장치의 박형화 및 고효율 화를 도모할 수 있다.

(2) 상기에서는 완충용 희 가스로 아르곤 및 크립톤을 봉입한 것에 대해서 설명하였으나, 이들에 더하여, 네온이나 크세논을 봉입해도 좋다. 크세논은 원자량이 커서 전극 코일에 도포 되어 있는 에미터의 비산을 억제하므로, 크세논을 봉입함으로써 수명을 더 길게 할 수 있다.

(3) 상기에서는 유리벌브는 외관 형상이 직선형상인 것에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되지는 않으며, 예를 들어 유리벌브는 외관 형상이 U자 형상, コ자 형상 등 그 외의 형상을 하고 있어도 좋다.

(4) 상기에서는 보호막이 형성된 것에 대해서 설명하였으나, 보호막이 형성되어 있지 않아도 좋다.

(5) 상기에서는 램프 유닛으로 백라이트 유닛을 예로 들어서 설명하였으나, 이에 한정되지는 않으며, 예를 들어, 하우징과 본 실시 예의 열 음극형 방전램프를 구비하는 일반 조명유닛이라도 좋다.

(6) 상기에서는 표시장치로 액정표시장치를 예로 들어서 설명하였으나, 이에 한정되지는 않으며, 표시장치로는, 예를 들어, 본 실시 예의 열 음극형 방전램프를 구비하는 간판이라도 좋다.

본 발명은 열 음극형 방전램프 및 백라이트 유닛에 넓게 적용할 수 있다. 또, 본 발명은 수명이 긴 열 음극형 방전램프를 제공할 수 있으므로, 그 산업적 이용가치는 매우 높다.

Claims

희 가스(rare gas)가 봉입 된 외위기(envelope)를 구비하며, 램프 유닛의 하우징(housing) 내에 배치되는 열 음극형 방전램프로,

상기 희 가스에는 크립톤(krypton)이 분압 비(partial pressure rate)로 20% 이상 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 열 음극형 방전램프.
청구항 1에 있어서,

상기 크립톤의 분압 비는 60% 이하인 것을 특징으로 하는 열 음극형 방전램프.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 크립톤의 분압 비는 45% 이상인 것을 특징으로 하는 열 음극형 방전램프.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

상기 크립톤의 분압 비는 55% 이하인 것을 특징으로 하는 열 음극형 방전램프.
하우징과,

당해 하우징 내에 배치되는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 열 음극형 방전램프를 구비하는 것을 특징으로 하는 램프 유닛.
청구항 5에 기재된 램프 유닛을 광원으로 구비하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
하우징과,

당해 하우징 내에 배치되는 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 열 음극형 방전램프를 구비하는 것을 특징으로 하는 표시장치.