KR20090069829A - 열음극형광램프 및 이를 포함하는 액정표시장치용 백라이트유닛 - Google Patents

열음극형광램프 및 이를 포함하는 액정표시장치용 백라이트유닛 Download PDF

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김승현
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Abstract

본 발명은 액정표시장치용 백라이트 유닛에 관한 것으로 특히, 백라이트 유닛의 광원으로 사용되는 열음극형광램프에 관한 것이다.
본 발명의 특징은 열음극형광램프를 전극부에 비해 발광영역부의 관경을 줄이는 것이다.
이로 인하여, WCG 형광물질을 사용함에도 불구하고 높은 색재현율과 고휘도를 갖게 되며, 이와 동시에 램프의 수명 또한 길어지게 된다. 그리고 램프의 소비전력도 감소할 수 있다.
또한, 램프의 관경이 줄어듬으로써 액정표시장치의 박형화를 가져올 수 있으며, 고휘도로 인하여 램프의 수를 줄일 수 있어 액정표시장치의 경량화를 가져올 수 있다.
열음극형광램프, WCG 형광물질, 백라이트 유닛, 액정표시장치

Description

열음극형광램프 및 이를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛{Hot cathode fluorescent lamp and backlight unit for liquid crystal display module including the same}
본 발명은 액정표시장치용 백라이트 유닛에 관한 것으로 특히, 백라이트 유닛의 광원으로 사용되는 열음극형광램프에 관한 것이다.
동화상 표시에 유리하고 콘트라스트비(contrast ratio)가 큰 특징을 보여 TV, 모니터 등에 활발하게 이용되는 액정표시장치(liquid crystal display device : LCD)는 액정의 광학적이방성(optical anisotropy)과 분극성질(polarization)에 의한 화상구현원리를 나타낸다.
이러한 액정표시장치는 나란한 두 기판(substrate) 사이로 액정층을 개재하여 합착시킨 액정패널(liquid crystal panel)을 필수 구성요소로 하며, 액정패널 내의 전기장으로 액정분자의 배열방향을 변화시켜 투과율 차이를 구현한다.
하지만 액정패널은 자체 발광요소를 갖추지 못한 관계로 투과율 차이를 화상 으로 표시하기 위해서 별도의 광원을 요구하고, 이를 위해 액정패널 배면에는 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp : CCFL)나 외부전극형광램프(external electrode fluorescent lamps : EEFL) 등의 광원(光源)이 내장된 백라이트(back light)가 배치된다.
도 1은 일반적인 액정표시장치모듈의 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 일반적인 액정표시장치모듈은 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20), 그리고 서포트메인(30)과 커버버툼(50), 탑커버(40)로 구성된다.
액정패널(10)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로써 액정층을 사이에 두고 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(12, 14)으로 구성된다. 이러한 액정패널(10)의 서로 인접한 두 가장자리를 따라서는 연결부재(16)를 매개로 인쇄회로기판(18)이 각각 연결된다.
이의, 액정패널(10) 후방으로는 백라이트 유닛(20)이 구비된다.
백라이트 유닛(20)은 서포트메인(30)의 적어도 일측 가장자리 길이방향을 따라 배열되는 램프(24)와, 커버버툼(50) 상에 안착되는 백색 또는 은색의 반사판(22)과, 이러한 반사판(22) 상에 안착되는 도광판(26) 그리고 이의 상부로 개재되는 다수의 광학시트(29)를 포함한다.
이때, 램프가이드(25)가 더욱 구비되어 램프(24)를 가이드한다.
이러한 액정패널(10)과 백라이트 유닛(20)은 가장자리가 사각테 형상의 서포트메인(30)으로 둘려진 상태로 액정패널(10) 상면 가장자리를 두르는 탑커버(40) 그리고 백라이트 유닛(20) 배면을 덮는 커버버툼(50)이 각각 전후방에서 결합되어 서포트메인(30)을 매개로 일체화된다.
이에 따라 램프(24)로부터 발한 빛은 램프가이드(25)에 의해 도광판(26)으로 입사된 후 액정패널(10) 방향으로 굴절되고, 다수의 광학시트(29)를 통과하는 동안 균일 휘도의 고품위로 가공되어 액정패널(10)에 입사되어, 이로써 액정패널(10)은 외부로 화상을 표시하게 된다.
한편, 이와 같이 도광판(26)이 구비되며 도광판(26)의 일측면에 램프(24)가 위치하는 백라이트 유닛(20)은 일명 측광형방식(side light type)이라 불리는데, 주로 노트북 및 데스크탑 컴퓨터 모니터와 같이 비교적 크기가 작은 액정표시장치에 적용된다.
그러나, 최근 소비자의 요구에 따라 액정표시장치의 크기가 대면적화 되면서, 측광형 방식에 비해 고휘도의 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
본 발명은 광효율이 향상된 고휘도의 대면적화 액정표시장치를 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다.
또한, 긴 수명을 갖는 램프를 제공하고자 하는 것을 제 2 목적으로 한다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 제 1 관경을 갖는 양단의 전극부와, 상기 제 1 관경 보다 작은 제 2 관경을 갖는 발광부로 이루어진 유리관과; 상기 전극부 유리관 내부에 구성되는 제 1 및 제 2 전극과; 상기 발광부 유리관 내면에 형성된 형광물질과; 상기 유리관 내부에 충진된 불활성방전가스를 포함하는 열음극형광램프를 제공한다.
상기 제 1 관경은 3.0 ~ 15.7mm인 것을 특징으로 하며, 상기 제 2 관경은 2.0 ~ 10.0mm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 전극에는 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 네오듐(Nb) 등의 금속분말 등의 방사물질이 중 하나가 도포되어 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 형광물질은 WCG(wide color gamut) 형광물질인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유리관 내면과 상기 형광물질 사이에는 보호층이 더욱 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 반사판과; 상기 반사판 상에 다수개가 나란하게 배열되며, 양단 전극부의 관경에 비해 발광부의 관경이 작은 열음극형광램프와; 상기 다수의 열음극형광램프 상부에 안착되는 확산판과 다수의 광학시트를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛을 제공한다.
상기 전극부의 관경은 3.0 ~ 15.7mm 이며, 상기 발광부의 관경은 0.2 ~ 10.0mm인 것을 특징으로 하며, 상기 열음극형광램프의 전극부에 구성된 제 1 및 제 2 전극에는 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 네오듐(Nb) 등의 금속분말 등의 방사물질이 중 하나가 도포되어 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 열음극형광램프는 유리관 내면에 WCG(wide color gamut) 형광물질이 형성되는 것을 특징으로 한다.
위에 상술한 바와 같이, 본 발명에 따라 백라이트 유닛의 광원으로 열음극형광램프를 사용하며, 열음극형광램프를 전극부에 비해 발광영역의 관경을 줄임으로써, 높은 색재현율과 고휘도를 갖게 되며, 이와 동시에 램프의 수명 또한 길어지게 되는 효과가 있다. 그리고 램프의 소비전력도 감소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 램프의 관경이 줄어듬으로써, 액정표시장치의 박형화를 가져올 수 있으며, 고휘도로 인하여 램프의 수를 줄일 수 있어 액정표시장치의 경량화를 가져올 수 있는 효과가 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도이다.
도시한 바와 같이, 액정표시장치는 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120), 그리고 서포트메인(130)과 커버버툼(150), 탑커버(140)로 구성된다.
먼저 액정패널(110)은 화상표현의 핵심적인 역할을 담당하는 부분으로서, 액정층을 사이에 두고 서로 대면 합착된 제 1 및 제 2 기판(112, 114)을 포함한다.
이때, 능동행렬 방식이라는 전제 하에 비록 도면상에 명확하게 나타내지는 않았지만 통상 하부기판 또는 어레이기판이라 불리는 제 1 기판(112) 내면에는 다수의 게이트라인과 데이터라인이 교차하여 화소(pixel)가 정의되고, 각각의 교차점마다 박막트랜지스터(thin film transistor : TFT)가 구비되어 각 화소에 형성된 투명 화소전극과 일대일 대응 연결되어 있다.
그리고 상부기판 또는 컬러필터기판이라 불리는 제 2 기판(114) 내면으로는 각 화소에 대응되는 일례로 적(R), 녹(G), 청(B) 컬러의 컬러필터(color filter) 및 이들 각각을 두르며 게이트라인과 데이터라인 그리고 박막트랜지스터 등의 비표시요소를 가리는 블랙매트릭스(black matrix)가 구비된다. 또한, 이들을 덮는 투명 공통전극이 마련되어 있다.
이 같은 액정패널(110) 적어도 일 가장자리를 따라서는 연성회로기판 같은 연결부재(116)를 매개로 인쇄회로기판(118)이 연결되어 모듈화 과정에서 서포트메인(130)의 측면 내지는 커버버툼(150) 배면으로 젖혀 밀착된다.
아울러 비록 도면상에 명확하게 나타나지는 않았지만 액정패널(110)의 두 기판(112, 114)과 액정층의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 상, 하부 배향막이 개재되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 양 기판(112, 114)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern)이 형성된다.
이때, 제 1 및 제 2 기판(112, 114)의 외면으로는 각각 상,하부 편광판(미도시)이 부착된다.
이러한 액정패널(110)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에는 빛을 공급하는 백라이트 유닛(120)이 구비된다.
백라이트 유닛(120)은 반사판(122)과, 다수의 램프(200) 그리고 확산판(126)과 다수의 광학시트(129)로 이뤄진다.
그리고 다수의 램프(200)를 고정/지지하기 위한 한쌍의 사이드서포트(128)가 구비되어 상기 커버버툼(150)과 체결된다.
여기서, 램프(200)는 광원으로서, 일반 음극전극형광램프나 외부전극형광램프에 비해 휘도가 3배 이상 높고, 동영상 구현 시 화상의 잔상 제거에 탁원한 열음극형광램프(hot cathode fluorescent lamp : HCFL)를 사용하는 것을 특징으로 한다.
그리고 다수의 광학시트(129)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하는데, 이러한 확산시트와 집광시트를 통해 램프(200)로부터 발산된 빛을 확산 또는 집광하여 액정패널(110)로 보다 균일한 면광원을 입사시키게 된다.
또한, 반사판(122)은 다수의 램프(200) 배면에 위치하여, 램프(200)의 하부측으로 발산되는 일부 빛을 액정패널(110) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다.
따라서, 다수의 램프(200)로부터 출사된 빛은 확산판(126)과 다수의 광학시트(129)를 통과하게 되는 동안 균일한 고품위로 가공된 후 액정패널(110)로 입사되고, 이를 이용하여 액정패널(110)은 비로소 고휘도의 화상을 표시할 수 있다.
이러한 액정패널(110)과 백라이트 유닛(120)은 탑커버(140)와 서포트메인(130) 그리고 커버버툼(150)을 통해 모듈화 되는데, 탑커버(140)는 액정패 널(110)의 상면 및 측면 가장자리를 덮도록 구성한다.
또한, 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)이 안착하는 커버버툼(150)은 사각모양의 하나의 판 형상으로 이의 길이방향 양측 가장자리를 소정높이 비스듬히 절곡하여 구성한다.
이러한 커버버툼(150) 상에 안착되며 액정패널(110) 및 백라이트 유닛(120)의 가장자리를 두르는 사각테 형상의 서포트메인(130)이 탑커버(140) 및 커버버툼(150)과 결합된다.
한편, 탑커버(140)는 케이스탑 또는 탑케이스라 일컬어지기도 하고, 서포트메인(130)은 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 커버버툼(150)은 버텀커버 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다.
전술한 바와 같이, 액정패널(110) 배면에서 고휘도의 광원을 대면 배치하여 액정패널(110)로 직접적으로 빛을 공급할 수 있어 고휘도를 갖는 대면적화 액정표시장치를 제공할 수 있다.
특히, 본 발명의 광원으로 사용되는 열음극형광램프(200)는 기존의 음극형광램프 및 외부전극형광램프에 비해 고휘도와 고효율을 갖는 동시에 장수명과 경량화 그리고 색재현율이 더욱 향상된 것을 특징으로 한다. 이에 대하여 도 3a ~ 3b를 참조하여 좀더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 열음극형광램프의 구조를 개략적으로 도시한 도면이며, 도 3b는 도 3a의 A영역을 확대 도시한 도면이다.
도시한 바와 같이, 열음극형광램프(200)는 혼합된 불활성기체나 수은(Hg)분 자 등으로 이루어진 불활성방전가스(discharge gas : 211)가 충진된 유리관(201)과, 유리관(201) 내의 양단에 제 1 및 제 2 전극(203a, 203b)을 포함한다.
이때, 유리관(201) 안쪽 내벽을 따라서는 보호층(207)과 형광물질(209)이 도포되어 있다.
따라서, 제 1 전극(203a)으로 전압을 인가하면 제 1 전극(203a)은 열을 발생시키게 되고, 이 열을 통해 제 1 전극(203a)에서 열전자가 방출된다. 이러한 열전자는 제 2 전극(203b)을 향해 이동하던 중 유리관(201) 내부에 충진된 불활성방전가스(211)들과 부딪혀 여기 (excitation)되고, 여기된 전자들은 안정상태로 돌아오면서 자외선을 방출하게 된다.
이러한 자외선은 형광물질(209)과 부딪혀 산란하여 가시광선을 발산함으로써 열음극형광램프(200)는 빛을 발산하게 된다.
이때, 제 1 및 제 2 전극(203a, 203b)에는 제 1 및 제 2 전극(203a, 203b)의 손실을 저감하여 램프(200)의 고효율을 도모하기 위한 방사(emitter)물질(213)이 도포되어 있다. 이는 램프(200)의 수명을 길어지게 한다. 이에 대하여 차후 좀 더 자세히 설명하도록 하겠다.
또한, 형광물질(209)은 WCG(wide color gamut) 형광물질이다.
여기서, 형광물질(209)은 크게 WCG 형광물질과 NCG(narrow color gamut) 형광물질로 구분될 수 있는데, WCG 형광물질은 NCG 형광물질에 비해 색재현율은 높으나 휘도가 낮다.
아래 표(1)은 WCG 형광물질과 NCG 형광물질의 휘도와 색재현율을 비교하여 정리한 표이다.
NCG 형광물질 WCG 형광물질
색재현율 70% 100%
휘도 90% 80%
표 (1)
여기서, 색재현율은 국제 조명 위원회인 CIE에서 정한 컬러TV의 방송 방식으로 채택하고 있는 NTSC(national television system committee) 방식의 규격에서 사용되는 색재현율을 100%이라 하였을 때, 각각의 NCG 형광물질과 WCG 형광물질의 색재현율을 나타낸 것이다.
표(1)을 통해, WCG의 형광물질이 색재현율은 NCG 형광물질에 비해 높으나, 휘도가 낮은 것을 확인 할 수 있다.
그러나, 본 발명에서는 WCG 형광물질(209)을 사용함에도 불구하고, 램프(200)의 휘도가 NCG 형광물질과 동일한 휘도를 갖게 되는데, 이는 램프(200)의 관경을 작게 함으로써 가능하다.
즉, 본 발명의 열음극형광램프(200)는 양단부와 램프(200)의 발광영역(B)의 관경(觀經)이 다르게 구성한다.
이에 대해 좀더 자세히 살펴보면, 램프(200)를 양단의 제 1 및 제 2 전극(203a, 203b)이 구성된 전극부(E)와 빛이 발산되는 발광부(B)로 나누어 정의하면, 램프(200)의 발광부(B)에 해당하는 유리관(201)의 관경(d2)은 유리관(201) 양단의 전극부(E)의 관경(d1)에 비해 작게 형성한다.
이렇게, 램프(200)의 발광부(B)의 관경(d2)을 작게 함으로써, 램프(200)의 휘도가 향상된다.
이는, 램프(200)의 관경(d1, d2)이 램프(200)의 휘도와 관계되기 때문인데, 관경(d1, d2)이 작을수록 휘도가 커지게 된다.
이에 대해 좀 더 자세히 살펴보면, 램프(200)의 발광부(B)의 관경(d2)이 작아짐에 따라 전자들이 여기되어 안정상태로 돌아오는 공간이 기존에 비해 좁아진 반면, 한정된 공간 내에서 발생되는 전자의 양은 기존과 동일하기 때문이다. 즉, 기존에 비해 상대적으로 좁은 공간에서 기존과 동일한 양의 전자들이 여기됨에 따라 공간에 비해 여기되는 전자들이 많아지게 되는 것이다.
따라서, 램프(200)의 휘도가 상승되는 것이다.
이때, 램프(200)의 휘도는 약 10 ~ 30% 정도 향상될 수 있다.
도 4는 램프(200)의 관경(d1, d2)에 따른 휘도를 나타낸 그래프로, 그래프를 보면 관경이 3.0mm 일 때 보다 2.0mm 일 때의 램프(200)의 휘도가 더욱 높은 것을 확인 할 수 있다.
이때, 램프(200)의 발광부(B)의 관경(d2)은 전극부(E)의 관경(d1) 보다 작은 범위내에서 사용하고자 하는 액정표시장치의 모델 및 원하는 휘도 등에 따라 다양하게 조절가능한데, 전극부(E)의 관경(d1)이 3.0 ~ 15.7mm일 때, 발광부(B)의 관경(d2)은 2.0 ~ 10.0mm 로 구성하는 것이 바람직하다.
이는, 일반적인 램프(200)의 관경이 15.7mm 이므로, 전극부(E)의 관경(d1)이 15.7mm 일 경우 이 보다 작은 관경(d2)을 가져야 하며, 2.0mm이하의 관경을 가질 경우 램프(200)의 광량이 너무 작아지기 때문이다.
따라서, 본 발명의 열음극형광램프(200)는 WCG 형광물질(209)을 사용함에도, 높은 색재현율과 고휘도 모두를 충족시킬 수 있다.
한편, 램프(200)는 전극(203a, 203b)의 면적에 의해 램프(200)의 수명이 결정되는데, 램프(200)의 수명은 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다.
아래의 식(1)은 램프(200)의 수명을 계산하기 위한 식이다.
L ∝
Figure 112007093325070-PAT00001
........식(1)
여기서, L은 램프(200)의 수명시간이며,
Figure 112007093325070-PAT00002
는 램프(200)로 공급되는 전류의 세기,
Figure 112007093325070-PAT00003
는 전극(203a, 203b)의 면적을 나타내며 그리고,
Figure 112007093325070-PAT00004
는 램프(200) 내부로 주입되는 가스의 일정한 계수,
Figure 112007093325070-PAT00005
는 완충가스의 압력값으로 램프(200) 내부로 주입되는 가스의 종류나 혼합비에 따라 다른 값을 가지므로, ｅ는 상수값을 나타낸다.
따라서, 전류의 세기와 상수값이 일정할 경우, 램프(200)의 수명은 전극(203a, 203b)의 면적(
Figure 112007093325070-PAT00006
)의 제곱에 비례하기 때문에, 제 1 및 제 2 전극(203a, 203b)의 표면적을 넓게 할수록 램프(200)의 수명이 늘어나게 되는 것을 알 수 있다.
따라서, 램프(200)의 양단 전극부(E)의 관경(d1)은 발광부(B)의 관경(d2)에 비해 크게 함으로써, 전극부(E)의 제 1 및 제 2 전극(203a, 203b)의 면적이 크며, 특히 제 1 및 제 2 전극(203a, 203b)에는 방사물질(213)이 도포되어 있어, 램프(200)는 수명이 길어지게 된다.
여기서, 방사물질(213)은 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 네오듐(Nb) 등의 금속분말로써, 램프(200) 구동 시 전극(203a, 203b)의 스퍼터링이 억제되어 램프(200) 내의 수은(Hg)의 소모량을 적어지게 함으로써, 램프(200)의 수명을 길어지게 한다.
또한, 제 1 및 제 2 전극(203a, 203b)의 면적이 크므로 제 1 및 제 2 전극(203a, 203b)에서 방출되는 전자의 양이 많다. 이에 따라 유리관(201) 내부에 존재하는 불활성방전가스(211)들과 충돌하는 경우가 많으므로 방출되는 자외선의 양도 많다.
따라서, 형광물질(209)과 충돌하는 자외선의 양도 많아 외부로 방출되는 가시광선의 양 역시 많아 결과적으로, 램프(200)에서 발생되는 광량이 커 휘도가 높다.
또한, 제 1 및 제 2 전극(203a, 203b)에서 방출되는 전자의 양이 많아, 이는 램프(200)의 정전용량을 증가시켜 램프(200)를 구동하는데 소비되는 소비 전력을 감소시키는 효과까지 가져오게 된다.
이로 인하여, 본 발명의 실시예에 따른 열음극형광램프(200)는 기존의 음극형광램프 및 외부전극형광램프에 비해 수명이 길어지며, 높은 색재현율 및 고휘도 그리고 소비전력 감소의 효과가 있다.
또한, 램프(200)의 관경(d2)이 줄어듬으로써 램프(200)와 다수의 광학시트(129) 사이의 간격을 줄일 수 있어 액정표시장치의 박형화를 가져올 수 있으며, 고휘도로 인하여 램프(200) 수를 줄일 수 있어 경량화 또한 가져올 수 있다.
여기서, 도 5를 참조하여 열음극형광램프의 제조방법을 설명하면서, 이의 구조에 대해 좀 더 자세히 살펴보도록 하겠다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열음극형광램프의 제조방법을 제조순서에 따라 나타낸 흐름도이다.
도시한 바와 같이, 제 1 단계(st1)는 먼저 양끝이 개구된 투명한 제 1 유리관과, 내부에 각각 전극이 형성된 제 2 및 제 3 유리관을 준비한다.
이때, 전극에는 방사물질이 도포되어 있으며, 투명한 제 1 유리관은 램프의 발광부에 해당하는 부분으로, 2.0 ~ 10.0mm의 관경을 갖는다.
그리고, 제 2 및 제 3 유리관은 각각 일단이 밀봉된 컵(cup) 형태이며, 제 1 유리관의 관경에 비해 큰 것을 특징으로 한다.
다음은 제 2 단계(st2)로, 제 1 내지 제 3 유리관 내부에 절연물질을 코팅하여 보호층을 형성한다. 보호층은 제 1 내지 제 3 유리관의 이온 및 불순물이 내부로 침입하는 것을 막는다.
다음은 제 3 단계(st3)로, 보호층이 형성된 제 1 내지 제 3 유리관을 1차 베이킹(baking)하여, 액체상태인 보호층을 경화시키며 불순물 및 이물질 등을 제거한다.
다음 제 4 단계(st4)는, 제 1 유리관 내부에 형광층을 형성하는데, 형광층은 진공상태의 제 1 유리관의 한쪽을 형광물질에 담궈, 모세관현상에 의해 상기 형광물질이 제 1 유리관 내부를 타고 올라가게 하여 형성한다.
여기서, 형광물질은 WCG 형광물질이다.
제 5 단계(st5)는, 형광층이 형성된 제 1 유리관을 진공상태로 유지하고, 제 1 유리관을 2차 베이킹공정을 진행하여 형광층을 제 1 유리관 내부와 밀착 시키며 액체상태의 형광층을 경화시킨다.
이때, 제 1 유리관 내부의 불순물 및 기타 이물질 등이 타 없어지면서 진공도 역시 높아지게 된다.
다음 제 6 단계(st6)는, 가스주입 및 제 1 내지 제 3 유리관 접합 단계로 먼저, 제 1 유리관의 일측 단에 제 2 유리관을 접합하여, 제 1 유리관의 일단을 밀봉한다.
여기서, 제 1 유리관과 제 2 유리관의 접합과정은 진공의 분위기에서 이루어지며, 제 1 유리관의 일측 타단에 제 3 유리관을 접합하기 전에 혼합된 불활성기체 및 수은(Hg)분자 등으로 이루어진 불활성방전가스를 제 1 유리관 내부에 충진시킨 다음, 나머지 일측 타단에 제 3 유리관을 접합한다.
다음은 제 7 단계(st7)로, 제 1 내지 제 3 유리관의 응력을 제거하기 위해 약 400 ~ 500℃의 분위기에서 어닐링공정(annealing)을 진행한다.
다음은 제 8 단계(st8)로, 제 1 내지 제 3 유리관 내부의 불활성방전가스를 균일하게 확산시키기 위해 오븐에서 일정온도 가열하여 스캐터링(scattering)하면, 열음극형광램프가 완성된다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 열음극형광램프(도 3a의 200)는 발광부(도 3a의 B)의 유리관 관경(도 3a의 d2)을 줄임으로써, WCG 형광물질(도 3a의 209)을 사용함에도 불구하고 높은 색재현율과 고휘도를 갖게 되며, 이와 동시에 수명 또한 길어지게 된다.
그리고 소비전력도 감소할 수 있다.
또한, 램프(도 3a의 200)의 관경(도 3a의 d2)이 줄어듬으로써, 액정표시장치의 박형화 및 경량화를 가져올 수 있다.
본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.
도 1은 일반적인 액정표시장치모듈의 분해사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치를 도시한 분해사시도.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 열음극형광램프의 구조를 개략적으로 도시한 도면.
도 3b는 도 3a의 A영역을 확대 도시한 도면.
도 4는 열음극형광램프의 관경에 따른 휘도를 나타낸 그래프.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열음극형광램프의 제조방법을 제조순서에 따라 나타낸 흐름도.

Claims (10)

  1. 제 1 관경을 갖는 양단의 전극부와, 상기 제 1 관경 보다 작은 제 2 관경을 갖는 발광부로 이루어진 유리관과;
    상기 전극부 유리관 내부에 구성되는 제 1 및 제 2 전극과;
    상기 발광부 유리관 내면에 형성된 형광물질과;
    상기 유리관 내부에 충진된 불활성방전가스
    를 포함하는 열음극형광램프.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 관경은 3.0 ~ 15.7mm인 것을 특징으로 하는 열음극형광램프.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 관경은 2.0 ~ 10.0mm인 것을 특징으로 하는 열음극형광램프.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전극에는 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 탄탈 륨(Ta), 네오듐(Nb) 등의 금속분말 등의 방사물질이 중 하나가 도포되어 구성되는 것을 특징으로 하는 열음극형광램프.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 형광물질은 WCG(wide color gamut) 형광물질인 것을 특징으로 하는 열음극형광램프.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리관 내면과 상기 형광물질 사이에는 보호층이 더욱 형성되는 것을 특징으로 하는 열음극형광램프.
  7. 반사판과;
    상기 반사판 상에 다수개가 나란하게 배열되며, 양단 전극부의 관경에 비해 발광부의 관경이 작은 열음극형광램프와;
    상기 다수의 열음극형광램프 상부에 안착되는 확산판과 다수의 광학시트
    를 포함하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전극부의 관경은 3.0 ~ 15.7mm 이며, 상기 발광부의 관경은 0.2 ~ 10.0mm인 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 열음극형광램프의 전극부에 구성된 제 1 및 제 2 전극에는 바륨(Ba), 스트론튬(Sr), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 네오듐(Nb) 등의 금속분말 등의 방사물질이 중 하나가 도포되어 구성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 열음극형광램프는 유리관 내면에 WCG(wide color gamut) 형광물질이 형성되는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 백라이트 유닛.
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