KR20100126970A - 초기 발광 특성을 개선시키기 위한 백라이트 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부전극 형광램프의 방전 개시 전압을 낮추고 방전 시간을 단축시켜 초기 발광 특성을 개선시킬 수 있는 외부전극 형광램프를 이용한 백라이트 장치에 관한 것으로, 커버버텀; 상기 커버버텀 내에 안착되는 다수개의 외부전극 형광램프; 상기 커버버텀에 체결되는 서포터 사이드; 및 상기 형광램프 내부에 빛을 조사하여 형광램프 내부의 전자를 활성화시키기 위하여 인광체가 도포된 보조 발광부;를 포함하여, 상기 보조 발광부의 빛에 의하여 초기 발광 특성을 개선시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 형광램프 혹은 백라이트 장치의 내부 일측에 인광체 물질이 도포되어 형광램프가 소등된 후의 암흑 상태에서도 상기 인광체 물질에서는 소정의 시간 동안 지속적으로 빛이 출사되어 형광램프 내부의 전자들에게 조사함으로써, 인광체 물질의 빛에 의해 전자들이 기저 상태로 떨어지는 것을 지연 또는 방지할 수 있으며, 이 후에 다시 점등시 낮은 방전 개시 전압으로 점등시키고 방전 개시 시간을 단축시킬 수 있다.

백라이트, 형광램프, 초기발광, 방전전압, 방전시간

Description

초기 발광 특성을 개선시키기 위한 백라이트 장치{Backlight unit for improving initial luminescent properties}

본 발명은 백라이트 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부전극 형광램프의 방전 개시 전압을 낮추고 방전 시간을 단축시켜 초기 발광 특성을 개선시킬 수 있는 외부전극 형광램프를 이용한 백라이트 장치에 관한 것이다.

액정표시장치(Liquid Crystal Display, 이하 'LCD'라 함)는 저전력을 이용하여 구동이 가능하고 선명한 색 재현 능력을 가지는 장점이 있어 평판표시장치로 널리 사용되고 있다. 그러나 LCD는 CRT나 PDP와는 달리 패널 자체가 직접 빛을 발하지 못하는 비발광 소자로서 LCD 패널의 배면에서 빛을 패널로 조사(照射)하기 위해 형광램프 등을 광원으로 하는 백라이트 장치(Backlight unit)가 별도로 요구된다.

백라이트 장치의 광원으로 사용되는 형광램프는 램프의 형태에 따라 원통형의 유리관 내부가 방전 공간을 이루고 그 내면에 형광층이 형성되어 발광되는 세관형 형광램프와 평판형의 상하부 유리기판이 합지되어 방전 공간을 이루고 그 내면에 형광층이 형성되는 평판형 형광램프로 구분될 수 있다. 또한, 세관형 형광램프는 전극의 위치에 따라 형광램프의 내부에 전극이 내장되어 있는 내부전극 형광램 프와 외부에 전극이 설치되어 있는 외부전극 형광램프로 구분된다.

여기서 내부전극 또는 외부전극 형광램프는 일반적으로 세관형의 유리관 내벽에 형광체가 도포되고, 그 내부에는 아르곤이나 네온 등을 첨가한 불활성 방전 가스가 충입되며, 유리관 양단의 내벽 또는 외벽에는 전계를 발생시키기 위한 전극이 형성되는 구조를 이룬다.

상기와 같은 구조의 형광램프는 유리관 양단의 전극에 전압이 인가되면, 상기 전극으로부터 전자가 방출되어 상기 불활성 기체와 충돌하여 자외선이 방출되고, 상기 자외선은 유리관 내벽에 도포된 형광체와 충돌하여 가시광선을 방출시킨다.

한편, 형광램프는 빛이 존재하지 않는 암흑 상태와 상온 이하인 저온 상태, 예를 들어 0.1럭스(lux) 이하의 조도에서 장시간 방치되는 경우 램프 내부의 방전 가스들이 기저 상태가 되어, 이들을 다시 활성화시키기 위해서는 소정의 시간이 요구된다.

이러한 상태의 형광램프를 점등시키기 위하여 방전 개시 전압을 상승시킬 수 있는데, 높은 방전 개시 전압은 에너지의 비효율성과 함께 인버터 트랜스의 수명을 단축시키고 파손의 위험을 초래할 수 있다. 따라서, 일반적으로 방전에 필요한 소정의 개시 전압을 적어도 2초 이상 인가하여 점등을 유도하고 있다.

즉, 종래의 기술에 따른 형광램프를 이용한 백라이트 장치는 전원이 차단되어 저온 암흑 상태에서 장시간 방치되거나 방전가스가 기저 상태에 있는 경우, 전원을 인가하더라도 형광램프는 즉시 점등되지 못하고 점등이 지연되거나 심지어 점 등이 되지 않는 현상과 같은 초기 발광 특성에 문제점이 존재한다.

종래의 기술에 따른 형광램프를 이용한 백라이트 장치는 암흑 상태에 장시간 방치되는 경우 형광램프의 특성상 초기 점등이 지연되는 문제점이 있으며, 특히 외부전극 형광램프를 채용한 백라이트 장치의 경우 이러한 문제점이 크게 나타나고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 다수개의 외부전극 형광램프가 배열되는 백라이트 장치에 있어서, 형광램프 혹은 백라이트 장치의 내부 일측에 인광체 물질을 도포하여 형광램프 소등 후의 암흑 상태에서도 형광램프 내부의 전자들에게 빛을 조사함으로써, 전자들이 기저 상태로 떨어지는 것을 방지하여 전원 인가시 낮은 방전 개시 전압으로 점등시킬 수 있으며, 방전 개시 시간을 단축시킬 수 있는 외부전극을 이용한 백라이트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백라이트 장치는 커버버텀; 상기 커버버텀 내에 안착되는 다수개의 외부전극 형광램프; 상기 커버버텀에 체결되는 서포터 사이드; 및 상기 형광램프 내부에 빛을 조사하여 형광램프 내부의 전자를 활성화시키기 위하여 인광체가 도포된 보조 발광부;를 포함하여, 상기 보조 발광부의 빛에 의하여 초기 발광 특성을 개선시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 보조 발광부는 상기 외부전극 형광램프의 전극 부 표면에 인광체가 도포되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 보조 발광부는 상기 외부전극 형광램프의 유리관 양단부 표면에 인광체가 도포되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 보조 발광부는 상기 커버버텀 또는 상기 서포터 사이드 내면에 인광체가 도포되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 보조 발광부는 인광체가 도포된 패드가 상기 커버버텀 또는 상기 서포터 사이드 내면에 부착되어 구성되는 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에 있어서, 상기 인광체는 칼슘알루미네이트(CaAl2O4) 또는 스트론튬알루미네이트(SrAl2O4)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 다수개의 외부전극 형광램프가 배열되는 백라이트 장치에 있어서, 형광램프 혹은 백라이트 장치의 내부 일측에 인광체 물질이 도포되어 형광램프가 소등된 후의 암흑 상태에서도 상기 인광체 물질에서는 소정의 시간 동안 지속적으로 빛이 출사되어 형광램프 내부의 전자들에게 빛을 조사하게 된다.

상기 인광체 물질의 빛에 의해 전자들이 기저 상태로 떨어지는 것을 지연 또는 방지할 수 있으며, 이 후에 다시 점등시 낮은 방전 개시 전압으로 점등시키고 방전 개시 시간을 단축시킬 수 있다.

본 발명과 본 발명의 실시에 의해 달성되는 기술적 과제는 다음에서 설명하는 바람직한 실시예들에 의해 명확해질 것이다. 다음의 실시예들은 단지 본 발명을 설명하기 위하여 예시된 것에 불과하며, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것을 아니다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 살펴보기로 한다.

도 1은 외부전극 형광램프의 방전 개시 전압과 방전 개시 시간의 일반적인 관계를 나타낸 그래프이다.

외부전극 형광램프는 원통형의 유리관 내부가 방전 공간을 이루고 그 내벽에는 형광층이 도포되며, 내부에는 아르곤이나 네온 등의 불활성 가스가 첨부된 방전 가스가 충입되며, 유리관 양단의 외벽에 외부전극이 형성된다.

상기 외부전극으로 인가되는 전원에 의하여 전계가 발생하고, 이로 인하여 불활성 가스의 전자가 여기 되었다가 안정된 상태로 돌아오면서 방출되는 자외선이 형광체와 충돌하여 발광하게 된다.

이때, 형광램프가 암흑이나 저온 상태에서 장시간 방치되는 경우 방전 가스의 전이들은 기저 상태에 도달하게 되고, 이러한 기저 상태의 전자들을 여기시키기 위해서는 높은 초기 전압이 요구된다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 형광램프를 점등시키기 위해서는 어느 정도 높은 수준의 방전 개시 전압(A)이 요구되며, 이러한 방전 개시 전압(A)이 소정의 시간 동안 공급되어야 점등이 이루어지며, 점등 후에는 초기 방전 개시 전압보다 낮은 방전 유지 전압(B)에서도 점등 상태가 유지될 수 있다. 이러한 형광램프의 점등 특성은 이온화된 방전 가스 전자의 에너지 상태에 따른 것으로 전자가 충분한 에너지를 가지는 경우 이러한 방전 개시 전압은 낮아, 방전 시간은 단축되어 우수한 초기 발광 특성을 나타낼 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 외부전극 형광램프를 이용한 백라이트 장치는 유리관 내부로 빛을 조사하여 전자가 소정의 에너지 레벨을 유지하여 기저 상태로 떨어지지 않도록 함으로써, 초기 발광 특성을 개선시킬 수 있다.

도 2 및 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 외부전극 형광램프를 나타낸 측면도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 외부전극 형광램프(10)는 유리관(11)의 양 단부에 전원공급을 위한 전극부(12)가 형성되고, 상기 전극부(12)에는 보조 발광부(20)가 형성된다. 본 발명의 상세한 설명에 있어서, 상기 보조 발광부(20)를 제외한 형광램프 및 백라이트 장치의 구성은 일반적인 공지의 구성으로 상세한 설명은 생략한다.

전술한 보조 발광부(20)는 형광램프(10)에서 방출되는 빛 에너지를 흡수하여, 빛 에너지가 소멸된 후에도 오랜 시간 동안 발광되어 다시 형광램프(10) 내부의 전자에 빛 에너지를 공급하기 위한 구성이다. 즉, 상기 보조 발광부(20)는 형광램프(10)가 소등이 된 후에도 소정의 시간 동안 발광 상태를 유지하게 된다.

여기서 상기 보조 발광부(20)는 인광체(22)가 도포되어 형성되는 것으로, 인광체는 빛을 흡수할 때 빛을 발하게 되며, 빛을 제거하더라도 이러한 발광 상태를 유지한다. 즉 인광체가 빛을 흡수하면, 이를 구성하는 물질의 전자가 들뜬 상태가 되고, 들뜬 상태의 전자는 빛이 제거되더라도 바로 바닥 상태로 떨어지지 않고 중 간 상태로 옮겨간 후 다시 서서히 바닥 상태로 돌아가면서 빛을 방출하는 특성을 가진다. 본 발명의 실시예에 따른 인광체는 칼슘알루미네이트(CaAl2O4)나 스트론튬알루미네이트(SrAl2O4)으로 구성된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 보조 발광부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 형광램프(10)의 양단 전극부(12) 표면에 인광체(22)가 도포되어 형성될 수 있으며, 도 3에 도시된 바와 같이 형광램프(10)의 유리관(11) 양단에 직접 도포되어 형성될 수도 있다.

이러한 보조 발광부(20)는 형광램프(10)가 발광되어 출사되는 빛 에너지를 흡수하여 자체적으로 빛을 발하게 되며, 형광램프(10)가 소등되어 빛이 제거되는 상태에서도 오랜 시간 동안 빛을 방출하게 된다. 인광체(22)에서 방출되는 빛은 다시 형광램프(10) 내부의 전자를 자극하여 기저 상태로 떨어지는 것을 방지하게 되고, 이 후에 다시 전원이 인가되는 경우 형광램프(10)는 낮은 방전 개시 전압과 짧은 방전 개시 시간으로 점등될 수 있도록 한다.

본 발명의 실시예에 따라 인광체가 도포된 외부전극 형광램프의 경우 인광체가 도포되지 않은 외부전극 형광램프에 비하여 방전 개시 전압을 약 10% 정도 감소시킬 수 있었으며, 방전 개시 시간도 약 100ms에서 점등이 시작되는 효과를 나타내었다. 또한 본 발명의 실시예에 따른 상기 보조 발광부는 외부전극 형광램프뿐만 아니라 내부전극 형광램프에도 적용될 수 있다.

도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 외부전극 형광램프를 이용한 백라이트 장치를 나타낸 측단면도와 평면도로서, 본 발명의 실시예에 따른 보조 발광 부는 도시된 바와 같이 백라이트 장치에 직접 형성될 수 있다.

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치는 커버버텀(cover bottom) 내부에 다수개의 외부전극 형광램프가 평행하게 배치되며, 형광램프(10)의 양측에는 형광램프(10)가 커버버텀(30)에 안정적으로 고정될 있도록 서포터 사이드(support side)가 상기 커버버텀(30)에 체결된다. 또한 도시되지는 않았지만, 형광램프(10)의 상측에는 출사되는 빛의 휘도와 균일도를 향상시키기 위한 각종 광학 시트들이 적층된다.

특히 본 발명의 실시예에 따른 백라이트 장치의 보조 발광부(20)는 커버버텀(30)의 내부 상면에 형성될 수 있다. 이러한 구조에서 외부전극 형광램프에서 빛이 발생되는 경우 보조 발광부(20)의 인광체(22)는 빛을 발생시키게 되고, 형광램프(10)의 소등 후에도 보조 발광부(20)는 소정의 시간 동안 지속적으로 발광하게 된다. 한편, 백라이트장치의 보조 발광부(20)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 커버버텀(30)의 내부 상면이나 서포터 사이드(40)의 하면에 형성될 수도 있다.

특히, 보조 발광부(20)가 커버버텀(30)이나 서포터 사이드(40)에 형성되는 경우 인광체(22)가 내열성의 시트나 필름 등과 같은 패드(21)에 도포되어, 상기 패드(21)가 커버버텀(30)이나 서포터 사이드(40)의 적절한 위치에 부착될 수 있다.

상기와 같은 구조에 의해 인광체가 도포된 보조 발광부(20)는 형광램프(10)의 빛에 의해 발광이 시작되고, 형광램프(10)가 소등되더라도 장시간 동안 빛을 발하여 형광램프(10) 내부의 전자를 자극하여 이 후에 형광램프(10)에 전원을 인가하는 경우 낮은 방전 개시 전압과 짧은 방전 개시 시간으로 형광램프(10)를 구동시킬 수 있게 된다.

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 외부전극 형광램프의 방전 개시 전압과 방전 개시 시간의 관계를 나타낸 그래프,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 외부전극 형광램프를 나타낸 측면도,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외부전극 형광램프를 나타낸 측면도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 외부전극 형광램프를 이용한 백라이트 장치를 나타낸 평면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 외부전극 형광램프를 이용한 백라이트 장치를 나타낸 측단면도,

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 외부전극 형광램프를 이용한 백라이트 장치를 나타낸 측단면도.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10 : 형광램프 11 : 유리관

12 : 전극부 20 : 보조 발광부

21 : 패드 22 : 인광체

30 : 커버버텀 40 : 서포터 사이드

Claims (6)

1. 커버버텀;

   상기 커버버텀 내에 안착되는 다수개의 외부전극 형광램프;

   상기 커버버텀에 체결되는 서포터 사이드; 및,

   상기 형광램프 내부에 빛을 조사하여 형광램프 내부의 전자를 활성화시키기 위하여 인광체가 도포된 보조 발광부;를 포함하여, 상기 보조 발광부의 빛에 의하여 초기 발광 특성을 개선시키기 위한 백라이트 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 보조 발광부는 상기 외부전극 형광램프의 전극부 표면에 인광체가 도포되어 구성되는 것을 특징으로 하는 초기 발광 특성을 개선시키기 위한 백라이트 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 보조 발광부는 상기 외부전극 형광램프의 유리관 양단부 표면에 인광체가 도포되어 구성되는 것을 특징으로 하는 초기 발광 특성을 개선시키기 위한 백라이트 장치.
4. 제1항에 있어서,

   상기 보조 발광부는 상기 커버버텀 또는 상기 서포터 사이드 내면에 인광체가 도포되어 구성되는 것을 특징으로 하는 초기 발광 특성을 개선시키기 위한 백라이트 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 보조 발광부는 인광체가 도포된 패드가 상기 커버버텀 또는 상기 서포터 사이드 내면에 부착되어 구성되는 것을 특징으로 하는 초기 발광 특성을 개선시키기 위한 백라이트 장치.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 인광체는 칼슘알루미네이트(CaAl2O4) 또는 스트론튬알루미네이트(SrAl2O4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초기 발광 특성을 개선시키기 위한 백라이트 장치.

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