KR20090128109A - 형광램프 및 이를 구비하는 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

액정표시장치의 형광램프에 있어서, 저소비 전력을 요구하며 휘도를 향상시키 위해, 발광부 및 상기 발광부의 양단에 각각 배치된 비발광부들을 구비하는 유리관, 상기 유리관 내부면에 배치된 형광체층, 상기 유리관 내부의 상기 비발광부들에 각각 배치된 전극들, 및 상기 전극들과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 유리관의 외부로 인출된 리드선들을 포함하며, 상기 비발광부의 직경은 상기 발광부의 직경에 비해 큰 것을 특징으로 하는 형광 램프를 제공한다.

액정표시장치, 형광램프, 냉음극, 직경, 휘도, 소비전력

Description

형광램프 및 이를 구비하는 액정표시장치{FLUIRESCENT LAMP AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 휘도 변화없이 또는 휘도를 향상시키며 소비전력을 낮출 수 있는 형광램프 및 이를 구비하는 액정표시장치에 관한 것이다.

액정표시장치는 소형, 경량화 및 저소비전력 등의 장점으로 노트북 PC 및 모니터 시장은 물론 여러 분야에서 다양하게 사용되고 있다.

상기 액정표시장치는 액정패널 및 백라이트 유닛(backlight unit)을 포함한다. 상기 백라이트 유닛은 상기 액정패널에 광을 제공하고, 상기 광은 상기 액정패널을 투과하게 된다. 이때, 상기 액정패널은 상기 광의 투과율을 조절하여 영상을 표시하게 된다.

최근, 액정표시장치는 더욱 낮은 소비전력을 요구하고 있는 추세이다. 상기 액정표시장치의 소비 전력의 대부분은 상기 백라이트 유닛, 특히 램프에서 소비되 고 있다. 이로써, 상기 램프의 소비전력을 낮춤으로써, 상기 액정표시장치의 소비 전력을 낮출 수 있다.

이때, 상기 램프는 유리관과 상기 유리관의 양끝단에 배치된 전극들을 구비하고 있는데, 상기 램프의 구동전압을 낮추기 위해, 상기 전극의 단면적을 증가시킬 수 있다. 그러나, 종래의 유리관이 동일한 직경을 가지고, 상기 전극은 상기 유리관의 내부에 배치되므로, 상기 전극의 단면적을 증가시킬 경우, 상기 유리관의 직경도 함께 증가된다. 이로 인해, 상기 램프의 발광 단면적이 증가하게 되고, 결국 상기 램프의 휘도 특성이 저하되는 문제점이 있었다.

따라서, 종래 액정표시장치의 소비 전력을 낮추기 위해, 상기 램프의 구동전압을 낮추고자 하였으나, 상기 램프의 휘도 특성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명의 과제는 휘도 변화없이 또는 휘도를 향상시키며 소비전력을 낮출 수 있는 형광램프 및 이를 구비하는 액정표시장치를 제공하는데 있다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 형광램프를 제공한다. 상기 형광램프는 발광부 및 상기 발광부의 양단에 각각 배치된 비발광부들을 구비하는 유리관, 적어도 상기 발광부와 대응된 상기 유리관 내부면에 도포된 형광 체층, 상기 비발광부들과 각각 대응된 상기 유리관 내부면에 배치된 전극들, 및 상기 전극들과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 유리관의 외부로 인출된 리드선들을 포함하며,

상기 비발광부의 직경은 상기 발광부의 직경에 비해 큰 것을 특징으로 한다.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 일 측면은 상기 형광램프를 구비하는 액정표시장치를 제공한다.

본 발명의 형광램프는 서로 다른 직경을 구비하는 유리관, 특히 전극이 형성되는 영역의 직경만을 증가시켜, 휘도는 유지 또는 향상시킴과 동시에 소비전력을 낮출 수 있다.

이와 더불어, 상기 전극의 일함수를 낮추어, 형광램프의 소비전력을 더욱 낮출 수 있다.

또한, 상기 형광램프의 소비전력이 낮아짐에 따라, 이를 구비하는 액정표시장치의 구동전압을 낮출 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예들은 액정표시장치의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되 어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 전체적인 사시도이다.

도 1을 참조하면, 액정표시장치는 영상을 표시하는 액정패널(110), 상기 액정패널(110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(120), 상기 액정패널(110)의 측면부를 덮는 탑 케이스(160)를 포함한다.

상기 액정패널(110)은 다수개의 화소들이 매트릭스 형태로 형성된 어레이 기판과 적어도 3 색의 컬러필터가 매트릭스 형태로 형성된 컬러필터 기판이 서로 일정간격을 둔 채로 합착되어 있다. 이때, 두 기판 사이에는 액정이 개재되어 있다. 또한, 상기 액정패널(110)의 일 측에는 상기 액정패널(110)에 구비된 게이트 패드부와 연결되어 구동 신호를 인가하는 게이트 인쇄 회로 기판(gate printed circuit board)이 TCP(tape carrier package)방식에 의해 부착될 수 있다.

상기 백라이트 유닛(120)은 수납공간을 구비하는 바텀케이스(140)와 상기 바텀케이스에 수납된 다수의 형광램프(150)들과 상기 다수의 형광램프(150)들의 상부에 배치된 확산판(121), 광학시트(122) 및 반사판(125)를 포함한다.

상기 바텀케이스(140)는 상기 탑케이스(160)와 체결되어, 상기 액정패널(110)과 상기 백라이트 유닛(120)을 서로 고정하며 보호하는 역할을 한다.

상기 확산판(121)은 다수의 선광을 면광으로 변환시키는 역할을 한다. 상기 광학시트(122)는 상기 액정패널(110)로 균일하게 광을 입사시키는 역할을 한다. 예 컨대, 상기 광학시트(122)는 확산시트(122a), 프리즘시트(122b) 및 보호시트(122c)를 포함할 수 있다.

상기 반사판(125)은 상기 다수의 형광램프(150)의 하부면으로 누설되는 광을 재반사하여 광효율을 향상시킨다.

도면에는 도시되지 않았으나, 상기 바텀케이스(140)의 배면에 상기 형광램프에 구동전압을 인가하기 위한 램프 인쇄회로기판이 배치될 수 있다.

상기 형광램프(150)는 상기 액정패널(110)에 제공하기 위한 광을 형성한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 형광램프의 단면을 도시한 단면도이다.

도 2을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 형광램프(150)를 더욱 상세하게 설명하면, 형광램프(150)는 유리관(151), 형광체층(152), 전극(153)들 및 리드선(154)들을 포함한다.

상기 유리관(151)은 광을 형성하는 발광부(EL) 및 상기 발광부(EL)의 양단에 각각 배치된 비발광부(NEL)들을 포함한다. 상기 유리관(151)의 양끝단은 각각 개구되어 있으며, 상기 개구에는 비드 글라스(155)에 의해 막혀있다. 즉, 상기 비드 글라스(155)는 상기 유리관(151)의 내부를 밀봉하게 된다.

상기 유리관(151)은 방전가스등이 채워질 수 있는 방전공간(156)을 구비한다. 상기 방전가스는 방전에 의해 자외선을 발생시킨다. 상기 방전가스는 예컨대, 상기 방전공간(156)에서 이동하는 전자(electron)와 충돌하여 자외선을 발생하는 수은(mercury)과, 패닝 효과(penning effect)에 의하여 형광램프(150)의 구동전압을 보다 낮추기 위한 미량의 아르곤(argon), 네온(nein), 크세논(xenon) 및 크립 톤(krypton) 등을 포함할 수 있다.

상기 형광체층(152)은 적어도 상기 발광부(EL)와 대응된 상기 유리관(151)의 내부면에 도포된다. 상기 형광체층(152)은 자외선(ultraviolet ray)에 의해 여기되어 가시광선을 형성하는 형광물질로부터 형성된다. 예컨대, 상기 형광물질은 할로인산염 형광체 및 희토류 형광체등일 수 있다.

상기 전극(153)들은 상기 비발광부(NEL)들에 각각 배치된다. 상기 전극(153)들에 각각 고전압을 인가할 경우, 상기 전극(153)들에 상기 방전공간(156)에 존재하던 전자들이 충돌하게 되어 2차 전자를 방출하고, 상기 2차 전자는 상기 수은과 충돌하여 자외선을 형성하게 된다.

상기 전극(153)들은 프레스 성형에 의해 형성된 컵 형상을 가질 수 있다.

상기 전극(153)들은 니켈(Ni) 및 상기 니켈에 비해 낮은 일함수를 갖는 도전물질의 합금으로 형성될 수 있다. 상기 도전물질은 상기 니켈에 비해 일함수가 낮기 때문에 2차 전자 방출이 더욱 용이하므로, 상기 형광램프(150)의 구동전압을 낮출 수 있다. 예컨대, 상기 도전물질은 니오브(Nb), 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 철(Fe), 납(Pb), 수은(Hg), 은(Ag) 및 아연(Zn) 중 어느 하나일 수 있다.

상기 전극(153)들과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 유리관(151)의 외부로 인출된 리드선(154)들을 포함한다. 상기 리드선(154)들은 램프 인쇄회로기판과 전기적으로 연결되어, 상기 전극(153)들에 구동전압을 인가한다.

여기서, 상기 형광램프(150)는 휘도 향상을 위해 상기 유리관(151)의 직경을 감소시킨다. 이때, 상기 유리관(151)의 직경이 감소될 경우, 상기 유리관(151)의 내부에 삽입되는 상기 전극(153)들의 직경도 감소하게 된다. 이와 더불어, 상기 유리관(151) 내부의 가스밀도가 증가하게 되어, 결국 형광램프(150)의 소비전력은 상승하게 된다.

다른 방안으로, 상기 형광램프(150)의 구동전압을 낮추기 위해, 상기 유리관(151)의 직경과 상기 전극(153)들의 직경을 증가시킬 수 있으나, 발광면적이 증가하게 되어, 단위 면적당 빛의 밝기, 즉 휘도는 감소하게 된다.

이로써, 종래에 대해 휘도는 유지 또는 향상시키고, 소비전력을 낮추기 위해, 상기 비발광부(NEL)의 직경(r2)은 상기 발광부(EL)의 직경(r1)에 비해 크게 형성한다. 이에 따라, 형광램프(150)의 소비전력을 낮추기 위해 상기 전극(153)들의 직경이 증가될 지라도, 상기 비발광부(NEL)의 직경(r2)만을 증가시키고, 상기 발광부(EL)의 직경은 종래와 같이 유지하거나 작게 형성할 수 있으므로, 상기 형광램프(150)의 휘도는 유지되거나 향상될 수 있다. 다시 말해, 상기 비발광부(NEL)와 상기 발광부(EL)의 직경을 서로 다르게 형성함에 따라, 상기 발광부(EL)의 직경은 상기 전극(153)의 직경에 대한 영향을 받지 않게 되므로, 소비자의 요구에 따라 형광램프(150)의 휘도 및 소비전력을 동시에 제어할 수 있다.

도 3은 비교예 1에 따른 백라이트 유닛의 휘도 시뮬레이션이다.

도 4는 비교예 2에 따른 백라이트 유닛의 휘도 시뮬레이션이다.

도 5는 본 발명의 실험예에 따른 백라이트 유닛의 휘도 시뮬레이션이다.

여기서, 비교예 1, 비교예 및 실험예에 있어서, 형광램프의 유리관의 직경 및 비발광부 직경의 형태를 변화시키는 것을 제외하고, 재질 및 구성은 동일하다.

비교예 1 및 2의 형광램프들에 있어서, 발광부와 비발광부의 직경은 동일하다. 그러나, 비교예 1에 있어서, 유리관의 직경은 3.4mm이었고, 전극의 직경은 2.1mm이었다. 또한, 비교예 2에 있어서, 유리관의 직경은 4.0mm이었고, 전극의 직경은 2.7mm이었다.

실험예의 형광램프에 있어서, 발광부의 직경은 3.4mm이었고, 비발광부의 직경은 4mm이었으며, 전극의 직경은 2.7mm이었다.

비교예 1 및 2에서와 같이, 비교예 1의 휘도는 24,500(cd/m2)였고, 비교예 2의 휘도는 16,000(cd/m2)이었다. 즉, 유리관의 직경과 전극의 직경이 증가할수록, 휘도는 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

반면, 비교예 1의 소비전력은 1,500Vrms이었고, 비교예 2의 소비전력은 1,400Vrms이었다. 즉, 유리관의 직경과 전극의 직경이 증가할수록, 소비전력은 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

그러나, 실험예의 휘도는 24,000(cd/m2)이었으며, 소비전력은 14,200Vrms였다. 다시말해, 실험예는 비교예 1의 휘도의 휘도를 유지하며, 비교예 2와 유사한 소비전력을 요구함을 확인하였다. 이로써, 실험예는 휘도 및 소비전력을 동시에 만족할 수 있었다.

따라서, 본 발명의 실시예에서 유리관의 형상을 변경하여, 휘도를 유지 또는 향상시킴과 동시에 소비전력을 낮출 수 있는 형광램프를 제공할 수 있었다.

이에 따라, 액정표시장치에 소비 전력을 낮출 수 있는 형광램프를 제공함에 따라, 액정표시장치의 소비전력을 낮출 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 액정표시장치의 전체적인 사시도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 형광램프의 단면을 도시한 단면도이다.

도 3은 비교예 1에 따른 백라이트 유닛의 휘도 시뮬레이션이다.

도 4는 비교예 2에 따른 백라이트 유닛의 휘도 시뮬레이션이다.

도 5는 본 발명의 실험예에 따른 백라이트 유닛의 휘도 시뮬레이션이다.

(도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명)

110 : 액정패널 120 : 백라이트 유닛

150 : 형광램프 151 : 유리관

152 : 형광체층 153 : 전극

154 : 리드선

Claims (5)

1. 발광부 및 상기 발광부의 양단에 각각 배치된 비발광부들을 구비하는 유리관;

   적어도 상기 발광부와 대응된 상기 유리관 내부면에 도포된 형광체층;

   상기 비발광부들과 각각 대응된 상기 유리관 내부면에 배치된 전극들; 및

   상기 전극들과 각각 전기적으로 연결되며, 상기 유리관의 외부로 인출된 리드선들을 포함하며,

   상기 비발광부의 직경은 상기 발광부의 직경에 비해 큰 것을 특징으로 하는 형광 램프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 전극들은 니켈(Ni) 및 상기 니켈에 비해 낮은 일함수를 갖는 도전물질의 합금으로 형성된 것을 특징으로 하는 형광램프.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 도전물질은 니오브(Nb), 카드뮴(Cd), 구리(Cu), 철(Fe), 납(Pb), 수은(Hg), 은(Ag) 및 아연(Zn) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 형광램프.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 발광부의 직경은 3.4mm이고, 상기 비발광부의 직경은 4mm이며, 상기 전극의 직경은 2.7mm인 것을 특징으로 하는 형광램프.
5. 제 1 내지 제 5항 중 어느 하나의 형광램프를 구비하는 액정표시장치.

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