KR20090041126A

KR20090041126A - 교류 구동형 평면램프

Info

Publication number: KR20090041126A
Application number: KR1020070106668A
Authority: KR
Inventors: 조용; 손상호
Original assignee: 희성전자 주식회사
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-04-28
Also published as: KR100918871B1

Abstract

본 발명은 방전 공간 내부에 FED용 형광체를 형성하여 방전에 의해 발생되는 전자들이 효율적으로 발광을 유도할 수 있도록 하는 교류 구동형 평면램프에 관한 것으로, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 교류 구동형 평면램프는 상부 유리기판과 전극이 형성된 하부 유리기판이 봉지재에 의해 합지되어 방전 공간을 형성하고, 상기 전극에 인가되는 전원에 의해 상기 방전 공간에 주입된 방전 가스가 여기되어 상기 방전 공간 내면에 형성된 형광층이 발광되도록 하는 교류 구동형 평면램프에 있어서, 상기 상부 유리기판은 방전 공간을 형성하는 하면에 FED용 형광체가 형성되고, 상기 하부 유리기판은 하면과 상면에 외부전극과 내부 전극이 각각 형성되고, 상기 내부 전극 상에는 발광되는 빛을 반사시키기 위한 반사막이 형성되며, 상기 반사막의 상면과 상기 홈의 상면에 FED용 형광체가 형성되어, 상기 전극에 인가되는 교류 전원에 의해 가속되는 전자가 상기 형광층을 발광시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

액정표시장치, 백라이트, 플라즈마, PDP형광체, FED형광체

Description

교류 구동형 평면램프{AC DRIVEN FLAT LAMP}

본 발명은 교류 구동형 평면램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방전 공간 내부에 FED용 형광체를 형성하여 방전에 의해 발생되는 전자들이 효율적으로 발광을 유도할 수 있도록 하는 교류 구동형 평면램프에 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 장치를 더 포함하여 구성되어, 백라이트 장치가 액정표시패널로 고휘도의 광원을 균일하게 공급함으로써 고품질의 화상을 구현하게 된다.

일반적으로 사용되는 백라이트 장치로는 광원으로 별도의 형광램프를 이용하거나, 상하부 유리기판 사이에 방전 공간이 형성되는 평면램프가 이용된다. 특히 최근 대형화되어 가고 있는 액정표시장치에는 주로 대면적의 교류 구동형 플라즈마 평면램프가 이용된다.

플라즈마 평면램프는 상하부 유리기판이 합지되면서 그 사이에 방전 공간이 형성되고, 방전 공간 내부에는 크세논(Xe), 네온(Ne) 등의 방전 가스가 주입되며, 방전 공간의 상하부 유리기판의 내면에는 형광층이 형성되는 구조를 이룬다. 이러한 구조에 의해 외부에서 인가되는 전압에 의해 방전 현상이 일어나게 되고, 방전 현상에 의한 자외선이 형광층에 부딪히면서 발광하게 된다. 이와 같은 플라즈마 평면램프는 박형이면서도 대면적의 표시장치 구현이 용이하기 때문에 벽걸이형 TV나 PC 모니터, 대형 광고판, 전광판 등에 널리 사용되고 있다.

이러한 플라즈마 평면램프의 구조를 구체적으로 살펴보면, 도 1에 도시된 바와 같이 상부 유리기판(10a)과 하부 유리기판(10b)이 봉지재(20)에 의해 합지되고 그 내부에 방전 공간(40)이 형성된다. 방전 공간(40)을 이루는 상부 유리기판(10a) 하면과 하부 유리기판(10b)의 상면에는 형광층(70)이 각각 형성되고, 진공 압력에 의해 상하부 유리기판(10a,10b)이 파손되는 것을 방지하기 위하여 방전 공간(40) 내부에는 일정 간격으로 다수개의 간극재(30,spacer)가 배치되며, 형광층(70)에서 발광되는 빛을 상측으로 반사시키기 위한 반사막(60)이 형성되는 구조를 이룬다. 또한 방전을 위한 전극(50a,50b)이 하부 유리기판(10b)의 상면과 하면에 형성되어 교류 전원을 인가하게 된다.

종래의 플라즈마 평면램프의 경우 방전 공간(40) 내부에 인쇄되는 형광층(70)은 PDP용 형광체가 인쇄되어 형성되고, 방전 공간(40) 내부에 주입된 가스는 양전하와 음전하가 비슷한 양으로 섞여 있어 전기적으로 중성을 띄는 상태이다. 이러한 상태에서 전극(50a,50b)에 전원이 인가되는 경우 가속된 전자에 의해 방전 공간(40) 내부에 주입된 가스가 활성화되었다가 시간이 지남에 따라 안정화된 상태로 돌아오게 되고, 이 때 방출되는 자외선이 형광층(70)을 발광시키게 된다.

즉, 방전 가스에 의해 약 147nm의 파장을 가진 진공자외선(Vacuum Ultra Violet)이 PDP용 형광체에 흡수되었을 때 나오는 가시광을 이용하는 것이다. 이 경우 전원에 의해 발생되는 전자는 크세논(Xe) 가스의 여기에 41% 정도의 에너지를 소비하게 되며, 나머지는 확산에 의한 손실이나 여기 중간에 이온화되어 소멸되므로, 실질적으로 형광체의 발광 메커니즘에 관여하지 못하게 된다. 따라서 형광체 발광 메커니즘이 비효율적으로 이루어지고, 이로 인하여 형광체를 발광시키기 위해서는 더욱 큰 전원이 공급되어야 하는 문제점이 발생한다.

종래의 기술에 따른 플라즈마 평면램프의 경우 전원에 의해 발생되는 전자는 일부만이 방전 가스의 여기에 이용되고, 나머지는 소멸되어 발광메커니즘에 이용되지 못하고 있다. 따라서 본 발명에서는 방전 가스의 여기에 직접 관여하지 못하는 전자들이 바로 소멸되지 않고 형광체를 발광시킬 수 있도록 함으로써, 발광 효율을 향상시킬 수 있는 구조의 교류 구동형 평면램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 교류 구동형 평면램프는 상부 유리기판과 전극이 형성된 하부 유리기판이 봉지재에 의해 합지되어 방전 공간을 형성하고, 상기 전극에 인가되는 전원에 의해 상기 방전 공간에 주입된 방전 가스가 여기되어 상기 방전 공간 내면에 형성된 형광층이 발광되도록 하는 교류 구동형 평면램프에 있어서, 상기 상부 유리기판은 방전 공간을 형성하는 하면에 FED용 형광체가 형성되고, 상기 하부 유리기판은 하면과 상면에 외부전극과 내부 전극이 각각 형성되고, 상기 내부 전극 상에는 발광되는 빛을 반사시키기 위한 반사막이 형성되며, 상기 반사막의 상면과 상기 홈의 상면에 FED용 형광체가 형성되어, 상기 전극에 인가되는 교류 전원에 의해 가속되는 전자가 상기 형광층을 발광시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 방전 공간 내부에 형성되는 형광층은 상기 상부 유리기판의 하면 및 상기 하부 유리기판의 상면 어느 한 면에는 PDP용 형광체가 형 성되어, 상기 전극에 인가되는 교류 전원에 의해 가속되는 일부 전자는 상기 방전 가스를 여기시켜 PDP용 형광체를 발광시키도록 하는 동시에, 나머지 전자는 FED용 형광체를 직접 발광시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구조에 의해 전원인가에 의해 발생되는 전자는 일부가 방전 가스의 여기에 관여하여 발생되는 자외선으로 PDP용 형광체를 발광시키고, 나머지는 직접 FED용 형광체를 발광시켜, 소멸되는 전자가 발생되지 않음으로 발광 효율을 향상시킬 수 있으며, 이로 인하여 동일한 전원이 인가되더라도 평면램프의 휘도를 향상시키는 효과를 가진다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 본 발명의 바람직한 실시예들에 의하여 보다 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 교류 구동형 평면램프의 구조를 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면, 평면램프는 상부 유리기판(10a)과 하부 유리기판(10b)이 봉지재(20)에 의해 밀봉 결합되면서 그 사이에 방전 공간(40)이 형성되고, 방전 공간(40) 내부에는 방전 가스가 주입된다. 상부 유리기판(10a)은 평판 형상이며, 하 부 유리기판(10b)은 상면이 엠보싱 형상으로 격벽을 이루며 가공되어 있다. 또한, 가장자리에 밀봉을 위한 봉지재(20)가 이용되고, 내부 격벽의 상측에는 간극재(30)가 배치되어, 상하부 유리기판이 결합되는 구조를 이룬다. 방전 공간(40)을 이루는 상부 유리기판의 하면과 하부 유리기판의 상면에는 발광을 위한 형광층(70)이 각각 형성된다.

이를 구체적으로 살펴보면, 하부 유리기판(10b)의 상면은 방전 공간(40)을 확보하기 위하여 돌기(11)와 홈(12)이 샌드블라스트법이나 식각법을 이용해 엠보싱 형태로 격벽을 이루도록 형성되며, 이러한 돌기(11)와 홈(12)에 의해 다수개의 방전 공간(40)이 각각 구획될 수 있다. 또한, 상부 유리기판(10a)과 하부 유리기판(10b)이 합지되는 경우 상기 돌기 상에는 볼 형상의 간극재(30)가 배치되어, 방전 공간 내부의 공기를 빼내어 진공 상태로 만들 때 압력에 의해 상하부 유리기판(10a,10b)이 파손되는 것을 방지한다. 그리고 하부 유리기판(10b)의 상하면에는 전원이 공급되기 위한 양극과 음극의 전극(50a,50b)이 형성되며, 돌기(11)에 형성된 전극(50b) 상에는 방전 공간(40) 내부에서 발광되는 빛을 상측으로 반사시키기 위하여 반사막(60)이 더 형성된다.

이러한 상하부 유리기판(10a,10b)은 봉지재(20)에 의해 용융 합착되고, 방전 공간(40)의 내부는 공기를 빼내어 진공상태가 된 후 다시 방전 가스가 수십 내지 수백 Torr의 압력을 주입된다. 플라즈마 평면 램프에 사용되는 방전 가스로는 일반적으로 아르곤(Ar)이나 헬륨(He), 네온(Ne), 크세논(Xe), 수은(Hg) 등의 불활성 기체가 이용된다.

상기와 같은 구조에 의해 전극(50a,50b)을 통하여 수십 kHz의 교류 전압이 수백 V로 인가되면 방전 현상에 의해 방전 공간(40) 내부의 방전 가스로부터 자외선과 전자가 발생되고, 이 때 발생된 자외선이 형광층(70)을 발광시키게 되며, 잉여 전자들도 이온화를 통하여 형광층(70)의 발광을 유도시키게 된다.

특히, 본 발명의 실시예에 따른 형광층(70)은 도 2에 도시된 바와 같이 FED용 형광체(70a)가 도포 혹은 인쇄된다.

일반적으로 PDP(Plasma Display Panel) 형광체(도 1참조)가 도포된 교류 구동형 플라즈마 램프는 방전 공간 내부에 주입된 크세논(Xe) 등의 방전 가스가 가속된 전자에 의해 여기되고, 다시 안정된 상태로 돌아오면서 발생하는 147nm의 파장을 가진 진공자외선(Vacuum Ultra Violet)이 PDP 형광체에 흡수되었을 때 나오는 가시광선을 이용하는 발광 메커니즘이다. 즉 이러한 PDP 형광체가 도포된 램프에서는 전자가 크세논 가스를 여기 시키는데 약 41%정도의 에너지만 소비하게 되며, 나머지는 확산에 의한 손실이나 여기 중간의 이온화에 의해 소멸 되어 버린다.

한편, FED(Field Emission Display) 형광체는 CRT(Cathod Ray Tube)처럼 전자총에서 나온 전자를 가속시켜 형광체에 직접 충돌시켰을 때 나오는 가시광선을 이용하는 발광 메커니즘을 이용하는 것으로, 전원에 의해 가속되는 전자와 방전 현상에 의해 생성되는 잉여 전자들을 더 많이 이용할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 평면램프는 도시된 바와 같이 형광층(70)으로 FED용 형광체(70a)가 도포되어 전자들의 손실을 최소로 할 수 있는 것이다.

또한 본 발명의 실시예에 따른 평면램프는 도 3에 도시된 바와 같이 형광 층(70)으로 상하부 유리기판의 일측면에는 PDP용 형광체(70b)가 형성되고, 타측면에는 FED용 형광체(70a)가 도포되도록 구성될 수 있다.

이 경우 인가되는 교류 전원에 의해 가속되는 전자의 일부는 방전 가스를 여기시키고, 방전 가스가 안정된 상태로 돌아오면서 발생되는 진공자외선에 의해 PDP용 형광체(70b)를 발광시키게 되고, 방전 가스의 여기에 관여하지 못하는 전자들과 여기 과정에서 이온화되어 발생되는 잉여 전자들은 직접 FED용 형광체(70a)에 충돌되어 발광을 유도하므로, 전체적인 형광층(70)의 발광 효율을 더욱 높일 수 있다.

즉, 도 3의 실시예에 의한 경우 형광층이 PDP 발광 메커니즘과 FED 발광 메커니즘 모두를 이용할 수 있는 것이다. 이는 전원에 의해 가속되는 전자가 방전 가스의 여기에 기여하고, 또한 방전 가스의 여기에 관여하지 못하는 나머지 전자들과 여기 과정에서 발생되는 잉여 전자들을 모두 형광층을 발광시키는데 이용할 수 있기 때문이다.

여기서 도포되는 형광층(70)의 두께는 10 내지 20㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 상기와 같은 구조에 의해 평면램프의 휘도 특성을 향상시킬 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3의 실시예에서는 하부 유리기판이 방전 공간을 형성하기 위하여 돌기와 홈이 엠보싱 형상으로 형성되는 구성이지만, 본 발명의 실시예에 따른 형광층은 도 4에 도시된 바와 같이 상하부 유리기판이 모두 평판형으로 구성되는 경우에도 적용될 수 있다.

즉, 도시된 바와 같이 평판형의 상하부 유리기판(10a,10b)이 간극재(30)에 의해 방전 공간(40)이 구획될 수도 있으며, 또한 도시되지는 않았지만 상하부 유리 기판(10a,10b) 사이에 별도의 격벽이 배치되어 방전 공간(40)이 구획되도록 구성될 수도 있다. 이러한 경우에도 방전 공간(40) 내부의 상하부 유리기판(10a,10b) 모든 내면에 FED용 형광체(70a)가 도포되거나, 일측에 PDP용 형광체(70b)가 도포되고 타측에 FED용 형광체(70a)가 도포될 수 있다.

이상에서 본 발명에 있어서 실시예를 참고로 설명되었으나, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

도 1은 종래의 기술에 따른 교류 구동형 평면램프의 구조를 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 교류 구동형 평면램프의 구조를 나타낸 단면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 교류 구동형 평면램프의 구조를 나타낸 단면도,

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 교류 구동형 평면램프의 구조를 나타낸 단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10a : 상부 유리기판 10b : 하부 유리기판

20 : 봉지재 30 : 간극재(볼 스페이서)

40 : 방전 공간 50a,b : 전극

60 : 반사막 70 : 형광층

70a : FED 형광체 70b : PDP 형광체

Claims

상부 유리기판과 전극이 형성된 하부 유리기판이 봉지재에 의해 합지되어 방전 공간을 형성하고, 상기 전극에 인가되는 전원에 의해 상기 방전 공간에 주입된 방전 가스가 여기되어 상기 방전 공간 내면에 형성된 형광층이 발광되도록 하는 교류 구동형 평면램프에 있어서,

상기 상부 유리기판은 방전 공간을 형성하는 하면에 FED용 형광체가 형성되고,

상기 하부 유리기판은 하면과 상면에 외부전극과 내부 전극이 각각 형성되고, 상기 내부 전극 상에는 발광되는 빛을 반사시키기 위한 반사막이 형성되며, 상기 반사막의 상면과 상기 홈의 상면에 FED용 형광체가 형성되어,

상기 전극에 인가되는 교류 전원에 의해 가속되는 전자가 상기 형광층을 발광시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 교류 구동형 평면램프.
제1항에 있어서, 상기 방전 공간 내부에 형성되는 형광층은 상기 상부 유리기판의 하면 및 상기 하부 유리기판의 상면 어느 한 면에는 PDP용 형광체가 형성되어,

상기 전극에 인가되는 교류 전원에 의해 가속되는 일부 전자는 상기 방전 가스를 여기시켜 PDP용 형광체를 발광시키도록 하는 동시에, 나머지 전자는 FED용 형광체를 직접 발광시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 교류 구동형 평면램프.