KR980013533A - 면 광원장치 (Flat lamp type light source) - Google Patents

Abstract

본 발명은 투명한 밀폐용기, 상기 밀폐용기 내부의 상,하면에 각각 형성되어 있는 상부 패널과 하부 패널 및 상기 상부 패널과 하부 패널사이의 공간에 주입된 가스 혼합물을 포함하여 이루어진 면 광원장치에 있어서, 상기 상부 패널상에는 형광체층이 형성되어 있고, 상기 하부 패널상에는 소정 간격으로 평행하게 배열되어 있는 전극층과 유전체층이 차례로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면 광원장치를 제공한다. 본 발명에 따르면, 구동전압이 낮고 광효율이 높을 뿐만 아니라, 수명이 향상된 면 광원장치를 얻을 수 있다.

Description

면 광원장치(Flat lamp type light source)

본 발명은 면 광원장치에 관한 것으로서, 상세하기로는 구동전압이 낮아지고 광효울이 향상될 뿐만 아니라. 수명이 연장된 면 광원장치에 관한 것이다.

평판형 면 광원장치는 일반적으로 조명용 광원이나 액정표시장치의 후방 광원으로 사용된다. 최근 화상 기술이 점차적으로 진보됨에 따라, 전면적에 걸쳐 높은 휘도와 휘도 균일도를 갖는 광원장치가 요구되고 있다.

통상적으로 사용되고 있는 면 광원장치는 램프면 전체에 걸쳐 균일한 휘도를 나타내지 못하므로 액정표시 장치의 후방 광원으로서 사용하는 경우 여러가지 문제점이 초래된다. 이러한 문제는 전극간의 방전 경로가 적절하게 설계되어 있지 않기 때문에 발생된다. 일반적으로 방전은 전자의 방출과 이동을 일으켜 수은 원자와 충돌하게 하는 수단으로 필요한 것으로서, 전자의 방출과 흐름이 전반적으로 균일하게 이루어져야 바람직한 발광이 이루어질 수 있다.

도 1은 일반적인 면 광원장치의 개략적인 사시도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 통상적인 면 광원장치는 투명한 재료로 이루어진 밀폐 용기(1), 그 내부의 상하면에 형성되어 있는 상부 패널(2)과 하부 패널(3) 및 상기 두 패널 사이의 내부 공간에 주입되는 가스 혼합물을 포함하여 구성된다.

도 2는 종래의 면 광원장치의 단면도이다.

상부 패널(2) 위에는 ITO 전극층(4)이 형성되어 있고, 이 패널(2)의 하부에는 형광체층(5)이 형성되어 있다. 하부 패널(3)의 상부에는 전극층(7)이 형성되어 있고, 그 상부에는 유전체층(6)과 형광체층(5)이 순차적으로 형성되어 있다. 상부 패널(2)과 하부 패널(3)사이의 공간(8)에는 가스 혼합물이 주입된다. 상기 면 광원장치의 발광원리는 다음과 같다.

전극층에 고주파 또는 펄스 전압을 인가하여 전계가 형성되며, 가스 혼합물내에 존재하는 전자가 전계에 의해 가속되고 이동하면서 가스 혼합물 속의 네온 또는 크세논 원자와 충돌하게 된다. 이 때 네온 또는 크세논 원자들은 이온화되어 전자를 방출한다. 이러한 과정의 반복으로 방출된 전자들의 갯수가 증가되면 네온 또는 크세논 원자와 수은 원자가 여기된다. 이 때 네온이나 크세논 원자에서는 광자가 방출되며 수은 원자에서는 자외선이 방출된다. 이 방출된 자외선에 의하여 형광체가 여기되며, 여기된 형광체는 가시광선을 방출한다. 이와 같이 면 광원장치는 가스 방전에 의한 전자 방출의 원리와 형광 물질에 의한 발광 원리를 결합한 것이다.

그런데 상기 면 광원장치에서는, 형광체층(5)이 방전경로상에 위치해 있기 때문에 열화되기가 용이하여 램프의 수명이 단축된다. 또한 두 개의 전극층(4) 및 (7)으로 넓은 공간을 방전하므로 상대적으로 높은 인가전압이 필요하게 되어 소비전력이 상승되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기 문제점을 해결하여 소비전력이 감소되고 수명이 향상될 뿐만 아니라, 광효율이 개선된 면 광원장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 면 광원장치의 개략적인 사시도이다.

도 2는 종래의 면 광원장치의 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 면 광원장치의 단면도이다.

도 4는 도3의 전극층의 배선을 도시한 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 밀폐용기 2 : 상부 패널

3 : 하부 패널 4 : ITO 전극층

5 : 형광체층 6 : 유전체층

7, 7' : 전극층 8 : 가스 방전 공간

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 투명한 밀폐용기, 상기 밀폐용기 내부의 상,하면에 각각 형성되어 있는 상부 패널과 하부 패널 및 상기 상부 패널과 하부 패널사이의 공간에 주입된 가스 혼합물을 포함하여 이루어진 면 광원장치에 있어서, 상기 상부 패널상에는 형광체층이 형성되어 있고, 상기 하부 패널상에는 소정 간격으로 평행하게 배열되어 있는 전극층과 유전체층이 차례로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면 광원장치를 제공한다.

이하, 제3도와 제4도를 참조하여 본 발명의 면 광원장치를 설명하기로 한다.

상부 패널(2)상에는 형광체층(5)이 형성되어 있고, 하부 패널(2)에는 일정한 두께와 길이를 갖는 전극(7')들이 소정 간격으로 형성되어 있으며, 그 위에는 상기 전극(7')을 절연시키는 역할을 하는 투명재료된 유전체층(3)이 형성되어 있다. 상부 및 하부 패널 사이의 내부 공간(8)에는 가스 혼합물이 주입된다. 이 때 가스 혼합물로는 크세논, 네온 등과 같은 비활성가스와 수은 가스를 사용한다.

상기 전극층(7')에 교류 또는 펄스전압을 인가하면 가스 방전이 일어난다. 방전은 소정 간격으로 배열된 전극들사이에서 발생되며, 이로 인하여 크세논, 네온 등과 같은 비활성기체 또는 수은이 여기되어 자외선이 방출된다. 이 때 방출된 자외선에 의하여 형광체가 여기되고, 여기된 형광체는 가시광선을 방출한다. 이는 형광체가 높은 에너지, 단파장의 빛을 흡수하고, 낮은 에너지, 장파장의 빛을 방출하는 성질에 의한 것이다.

상기 전극층(7')상에 유전체층(6)을 형성하고 전압을 인가하면, 전극층면에 균일한 전류가 흐르게 된다. 이렇게 형성된 캐퍼시터에는 Q=CV(단, C는 커패시턴스, V는 인가전압을 나타냄)로 표시되는 전기량이 저장된다. 평판형 커패시터의 커패시턴스는 C=S/d(단,는 유전율, S는 도체판의 면적, d는 유전체의 두께를 나타냄)로 나타내고, 소비에너지는 P=1/2CV²로 나타낼 수 있다.

상기 식으로부터, 커패시턴스의 크기는 전극간의 거리 및 면적에 따라 달라지므로 결국 소비전력은 전극간의 거리 및 면적을 조절함으로써 제어될 수 있음을 알 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 면 광원장치는 형광체층(5)이 방전경로에서 벗어나 형성되어 있으므로 형광체의 열화가 방지된다. 또한 종래의 면 광원장치에서 통상적으로 형성시키던 상부 패널상의 ITO 전극층을 제거함으로써 형광체층으로부터 방출되는 가시광선의 광흡수가 최소화된다. 그 결과 면 광원장치의 광효율이 매우 향상된다.

이 밖에도 본 발명에서는 유전체층의 두께, 가스 혼합비 및 압력을 조절하여 종래보다 구동전압과 소비전력을 보다 저하시킬 수 있다. 특히 방전가스의 압력을 대기압으로 유지시킴으로써 램프의 기계적 강도를 보다 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 소비전력과 구동전압이 감소될 뿐만 아니라, 높은 광효율을 갖는 면 광원장치를 얻을 수 있다. 또한 형광체의 열화가 방지되어 면 광원장치의 수명도 연장된다. 본 발명의 면 광원장치는 액정표시장치의 후방 광원으로 사용되어 고휘도의 화면 표시가 가능하다.

Claims (1)

1. 투명한 밀폐용기, 상기 밀폐용기 내부의 상,하면에 각각 형성되어 있는 상부 패널과 하부 패널 및 상기 상부 패널과 하부 패널사이의 공간에 주입된 가스 혼합물을 포함하여 이루어진 면 광원장치에 있어서, 상기 상부 패널상에는 형광체층이 형성되어 있고, 상기 하부 패널상에는 소정 간격으로 평행하게 배열되어 있는 전극층과 유전체층이 차례로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 면 광원장치.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.