KR20030062797A

KR20030062797A - 수평 대향 방전형 평판램프

Info

Publication number: KR20030062797A
Application number: KR1020020003193A
Authority: KR
Inventors: 김기영; 박형빈; 임승재; 홍지현; 이윤정
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-01-19
Filing date: 2002-01-19
Publication date: 2003-07-28
Also published as: EP1329945A2; US20030137237A1; JP2003229094A; EP1329945A3; US6885151B2

Abstract

본 발명은 수평 대향 방전형 평판램프에 관하여 개시한다. 개시된 수평 대향 방전형 평판램프는 일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판; 상기 전면기판 및 배면기판 사이에 설치되어 방전가스가 채워지는 밀폐된 방전공간을 형성하는 벽체들; 상기 전면기판 및 배면기판의 대향면에 각각 마련되는 다수의 전극들;을 구비하며, 상기 전면전극들 및 배면전극들은 서로 어긋나게 배치되는 스트라이프 상의 전극인 것을 특징으로 한다. 이에 따르면, 방전 전극 사이의 거리가 길어지며, 아울러 스트라이프 상의 측면에서 연장된 팁 전극들과 그에 대응하는 전극의 팁 전극이 형성되지 않은 부분과의 수많은 미소 방전이 일어나서 전류의 집중현상이 방지되어 균일한 방전현상이 일어나고 또한, 휘도도 향상되는 이점이 있다.

Description

수평 대향 방전형 평판램프{Flat lamp with horizontal facing electrodes}

본 발명은 수평 대향 방전형 평판램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전면기판 및 배면기판에 전극이 서로 어긋나게 배치되어 안정된 방전을 일으키며, 휘도를 향상시킨 수평 대향 방전형 평판램프에 관한 것이다.

주로 액정 디스플레이(liquid crystal display: LCD)의 백라이트(backlight)로 개발된 평판 램프는 과거의 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp)를 이용한 에지 라이트(edge-light) 또는 다이렉트 라이트(direct-light) 방식으로부터 발광효율, 발광 휘도의 균일도(uniformity) 등을 고려하여 발광면 하부 전체가 방전공간이 되는 면방전형 또는 대향 방전형 플라즈마 램프의 형태로 발전되었다.

면방전형 플라즈마 램프는 대향 방전형에 비해 방전 특성이 안정된 잇점이 있지만 전체적인 휘도는 떨어지는 것이 일반적이다. 종래 면방전형 평판 램프의 일례로서 방전의 국부적 집중을 막기 위해 전체 방전 공간을 수많은 미소 방전 영역으로 분리한 램프가 있는데, 이러한 램프는 안정된 방전이 가능하지만 미소 방전 영역간의 발광 휘도 차이와 영역간의 갭에 의해 전체적인 발광휘도의 균일성이 좋지 않기 때문에 광을 고르게 확산시키기 위한 확산 시트(diffuser sheet)를 적용해야 한다. (M. Ilmer et al., Society for Information Display International Symposium Digest of Technical Papers 31, 931(2000))

도 1은 종래 면 방전형 평판 램프의 다른 예를 보인다. 벽체(7)에 의해 상호 이격되어 있는 전면기판(1)과 배면기판(2) 사이에 방전가스가 채워지는 방전공간이형성된다. 배면기판(2) 내면의 양측에 방전용 양 전극(3, 4)이 형성되고 이들의 상면에 유전체층(5)이 형성되어 있다. 그리고 전면기판(1)과 배면기판(2)의 내면에는 형광체층(6)이 형성되어 있다. 이러한 구조의 면 방전형 평판 램프는 방전 특성상 휘도가 낮다는 것이 알려져 있다.(Y. Ikeda et al., Society for Information Display International Symposium Digest of Technical Papers 31,938(2000)).

도 2는 종래 대향 방전형 평판램프의 한 예를 보인다. 벽체(7a)에 의해 전면기판(1a)과 배면기판(2a)이 소정 간격 이격되어 있고, 그들의 사이에 방전공간이 마련된다. 전면기판(1a)의 외면과 배면기판(2a)의 내면에 방전을 위한 전극(3a, 4a)이 상호 마주보도록 형성되고 전면기판(1a)의 내면 및 배면기판 위에 형광체층(6a)이 형성되어 있다. 이러한 구조의 대향 방전형 평판램프는 전술한 도 1의 면방전형 평판 램프에 비해 휘도는 높으나, 과다한 전류에 의해 방전효율이 낮고, 방전이 불안정한 결점을 가진다. (J. Y. Choi et al., Proceedings of the 1st International Display Manufacturing Conference, 231(2000))

도 3은 종래 대향 방전형 평판램프의 다른 예를 보인다. 서로 마주보는 벽체(7b)의 내면에 상호 마주보는 전극(3b, 4b)이 형성되어 있다. 각 전극(3b, 4b)은 유전체층(5b)에 의해 보호된다. 역시 벽체(7b)에 의해 전면기판(1b)과 배면기판(2b)이 이격되어 상기 전극(3b, 4b) 간의 방전이 유도되는 방전공간을 마련한다. 상기 전면기판(1b)과 배면기판(2b)의 내면에는 형광체층(6b)이 형성되어 있다. 이러한 구조의 벽체 대향 전극 평판램프는 과전류를 방지할 수 있으나, 역시 방전이 불안정하고 특히 방전이 국부적으로 집중되는 경향이 크다.

이상에서 설명한 바와 같이, 종래 평판 램프들은 방전이 안정된 대신에 휘도가 낮거나, 또는 휘도가 높은 대신에 방전이 불안정한 결점을 가지고 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 안정된 방전과 높은 휘도를 가지는 수평 대향 방전형 평판램프를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 면방전형 평판 램프의 개략적 단면도,

도 2는 종래 전면 및 배면기판 대향 방전형 평판 램프의 단면도,

도 3은 종래 벽체 대향 방전형 평판 램프의 개략적 단면도,

도 4는 본발명의 제1실시예에 따른 수평대향 방전형 평판램프의 부분단면도,

도 5는 도 4의 전극들의 개략적 배치 구조를 보여주는 투시 평면도,

도 6은 본발명의 제2실시예에 따른 수평대향 방전형 평판램프의 부분단면도,

도 7은 도 6의 전극들의 개략적 배치 구조를 보여주는 투시 평면도,

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 수평 대향 방전형 평판램프의 부분 단면도,

도 9는 도 8의 전극들의 개략적 배치 구조를 보여주는 투시 평면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호설명*

100,200,300: 평판램프 110,210,310: 전면기판

112,212,312: 전면전극 120,220,320: 배면기판

122,222,322: 배면전극 130,230,330: 유전체층

140,240,340: 벽체 150,250,350: 형광체층

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 수평 대향 방전형 평판램프는,

일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판;

상기 전면기판 및 배면기판 사이에 설치되어 방전가스가 채워지는 밀폐된 방전공간을 형성하는 벽체들;

상기 전면기판 및 배면기판의 대향면에 각각 마련되는 다수의 전면전극들 및 배면전극들;을 구비하며,

상기 전면전극 및 배면전극은 각 전면기판 및 배면기판의 내면에서 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 전면전극 또는 배면전극의 양 가장자리에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁 전극이 소정 간격으로 상호 어긋나게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전면 및 배면전극의 양 가장자리에 각각 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁 전극이 소정 간격으로 형성되며, 상기 각 전극에 형성된 팁전극은 인접한 다른 전극의 팁전극과 상호 어긋나게 배치되는 것도 바람직하다.

본 발명의 수평 대향 방전형 평판램프의 다른 실시예에 따르면, 상기 전극들은, 각각 나란히 배치되는 두 개의 단위전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 수평 대향 방전형 평판램프의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 전면기판 및 배면전극 중 선택된 어느 하나의 전극은 두 개의 단위전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 수평 대향 방전형 평판램프에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 수평 대향 방전형 평판램프(100)의 부분 단면도를 나타낸 것이고, 도 5는 도 4의 방전전극들의 개략적 배치구조를 보여주는 투시평면도로서, 전면기판(110) 상의 전극이 후면기판(120) 상에 점선으로 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 벽체(140)에 의해 상호 이격되어 있는 전면기판(110) 및 배면기판(120) 사이에 방전가스가 채워지는 방전공간이 형성된다. 상기 기판들(110, 120)의 대향면에는 서로 어긋나게 배치된 전극들(112, 122)이 소정 간격으로 스트라이프 상으로 형성되고, 이들의 상면에는 유전체층(130)이 형성되어 있다. 이 유전체층(130)은 전극들(112, 122)을 방전개스로부터 비접촉상태로 유지한다. 상기 전면전극(112)은 투명한 인디움 틴 옥사이드(indium tin oxide: ITO) 전극으로 만들어진다. 상기 전극들(112, 122)은 외부 전원(미도시)에 연결되어 있다. 그리고 상기 전면기판(110), 배면기판(120) 및 벽체(140)의 내면에는유전체층(130)을 덮는 형광체층(150)이 형성되어 있다. 상기 배면기판(120) 및 배면전극(122) 사이에는 반사판(미도시)이 배치된다. 상기 전면기판(110) 및 배면기판(120) 사이에는 평판램프(100) 내부와 외부 사이의 압력차에 의해서 평판램프(100)가 파손되는 것을 방지하도록 일정한 갭을 유지하는 다수의 스페이서(spacer)(160)가 설치된다. 또한, 전면기판(110)의 상부에는 미소 방전 영역간의 발광휘도 차가 보이는 것을 방지하는 확산시트(diffuser sheet)가 설치될 수 있다.

상기 전극들(112, 122)의 형상은 스트라이프 상이며, 양 가장자리에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁전극(112a, 122a)이 상호 어긋나게 소정 간격으로 형성되어 있다. 또한, 각 전극(112, 122)에 형성된 팁전극(112a, 122a)은 도 5에 도시된 바와 같이 인접한 다른 전극의 팁전극과 서로 어긋나게 배치된다. 예컨대, 상기 하나의 팁전극(112a)은 대응되는 배면전극(122) 중 도 5의 점선으로 표시된 가장 가까운 부분인 팁 전극(122a)이 형성되지 않은 부분과 방전을 일으키도록 배치된다.

본 발명의 평판램프의 동작은 알려진 구동방식에 따른다. 방전가스가 충전된 방전공간에서 전극들(112, 122) 사이에 인가되는 전압에 의해 플라즈마 방전이 야기된 후 지속되고, 이때에 중성 가스 원자 및 분자들을 여기시키는 고온의 전자가 발생된다. 이 전자들에 의해 여기된 원자 및 분자들이 기저상태로 떨어지면서 내는 자외선이, 방전공간내에 도포된 형광체층(150)을 여기해 가시광을 발생시킨다. 관찰자에게 전면기판(110)에 도포된 전극(112)이 보이는 것을 방지하기 위해 전면전극(112) 및 유전체층(130)은 광투과도가 높은 물질로 형성되며, 전면기판(110) 위에 확산판(diffuser sheet)(114)이 부가될 수도 있다.

이 때, 하나의 전극, 예컨대 하나의 전면전극(112)은 그 하방에 대응하는 두 개의 배면전극(122)과 방전을 하되, 전면기판(110)의 일측의 팁 전극(112a)이 그에 대응하는 배면기판(120)의 가장 가까운 팁전극(122a)이 형성되지 않은 부분과 안정된 플라즈마 방전을 일으키며, 다른 측의 팁 전극(112a)도 도 5의 점선으로 표시된 바와 같이 그에 대응하는 배면기판(120)의 가장 가까운 팁전극(122a)이 형성되지 않은 부분과 안정된 방전을 일으킨다. 따라서 팁전극(112a, 122a)들에 의해 수많은 미소방전이 일어나므로 전류의 집중이 방지되고 평판 램프 전체에 대해 고르게 방전되며 휘도도 향상된다.

또한, 상기 반사판은 평판램프(100) 내에서 하방으로 향하는 광을 상방으로 반사시킴으로써 휘도를 증가시킨다.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 수평 대향 방전형 평판램프(200)의 부분 단면도를 나타낸 것이며, 도 7은 도 6의 방전전극들의 개략적 배치구조를 보여주는 투시평면도이고, 제1실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 자세한 설명을 생략한 다.

도면을 참조하면, 벽체(240)에 의해 상호 이격되어 있는 전면기판(210) 및 배면기판(220) 사이에 방전가스가 채워지는 방전공간이 형성된다. 상기 기판들(210, 120)의 대향면에는 각각 나란히 배치되는 두 개의 단위전극(212a, 212b, 222a, 222b)이 하나의 쌍을 이루는 스트라이프 상의 전극들(212, 222)이 소정 간격으로 서로 어긋나게 배치되고, 이들의 상면에는 유전체층(230)이 형성되어 있다. 그리고 상기 전면기판(210), 배면기판(220) 및 벽체(240)의 내면에는 형광체층(250)이 형성되어 있다.

상기 단위전극(212a, 212b, 222a, 222b)의 형상은 스트라이프 상이며, 그 바깥쪽 가장자리에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁전극(212c, 222c)이 상호 어긋나게 소정 간격을 두고 형성되어 있다. 각 전극(212, 222)에 형성된 팁전극(212c, 222c)은 인접한 다른 전극의 팁전극과 상호 어긋나게 배치된다.

상기 구조의 평판램프(200)의 전극들(212, 222)에 전원이 인가되면, 한 쌍의 단위전극(212a 및 212b, 222a 및 222b), 예컨대 전면전극(212)의 단위전극들(212a, 212b)은 각각 하방의 인접한 배면전극(222)의 단위전극들(222a, 222b)과 방전을 하되, 전면전극(212)의 팁 전극(212c)이 인접한 배면전극(222)의 가장 가까운 팁전극(222c)이 형성되지 않은 부분과 안정된 플라즈마 방전을 일으킨다.

도 8은 본 발명의 제3실시예에 따른 수평 대향 방전형 평판램프(300)의 부분 단면도를 나타낸 것이며, 도 9는 도 8의 방전전극들의 개략적 배치구조를 보여주는 투시평면도이고, 상기 실시예와 동일한 구성요소에 대해서는 자세한 설명을 생략한 다.

도면을 참조하면, 벽체(340)에 의해 상호 이격되어 있는 전면기판(310) 및 배면기판(320) 사이에 방전가스가 채워지는 방전공간이 형성된다. 상기 기판들(310, 320)의 대향면 중 하나의 기판 예컨대 전면기판(310) 상에는 소정 간격으로 스트라이프 상의 전극(312)이 형성되며 상기 전극(312)의 하방의배면기판(320) 상에는 두 개의 단위전극(322a, 322b)이 하나의 쌍을 이루는 스트라이프 상의 전극(322)이 소정 간격으로 배치되며, 상기 전면전극(312) 및 배면전극(322)은 서로 어긋나게 배치된다. 이들의 상면에는 유전체층(330)이 형성되어 있다. 그리고 상기 전면기판(310), 배면기판(320) 및 벽체(340)의 내면에는 형광체층(350)이 형성되어 있다.

상기 단위전극(322a, 322b))은 스트라이프 형상이며, 그 바깥쪽 가장자리에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁전극(322c)이 서로 어긋나게 형성되어 있다.

상기 전면전극(312)은 스트라이프 형상이며, 양 가장자리에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁전극(312c)이 형성되어 있다. 상기 각 전극(312, 322)에 형성된 팁전극(312c, 322c)은 인접한 다른 전극(312, 322)에 형성된 팁전극(312c, 322c)과 상호 어긋나게 배치된다.

상기 구조의 평판램프(300)의 전극들(312, 322)에 전원이 인가되면, 하나의 전면전극(312)은 각각 그와 대응하는 하방의 양측의 두 개의 단위전극(322b, 322a)과 방전을 하되, 전면전극(312)의 팁 전극(312c)이 인접한 단위전극(322a, 322b)의 가장 가까운 팁전극(322c)이 형성되지 않은 부분과 안정된 플라즈마 방전을 일으킨다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 수평 대향 방전형 평판램프는 두 개의 기판의 대향면에 형성된 전극들이 서로 어긋나게 형성되어 방전 전극 사이의 거리가 길어지며, 아울러 스트라이프 상의 측면에서 연장된 팁 전극들과 그에 대응하는 전극의 팁 전극이 형성되지 않은 부분과의 수많은 미소 방전이 일어나서 전류의 집중현상이 방지되어 균일한 방전현상이 일어나고 휘도도 향상되는 이점이 있다. 또한, 방전이 안정되어서 넓은 휘도영역을 선택적으로 얻을 수 있다.

본 발명은 도면을 참조하여 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 한해서 정해져야 할 것이다.

Claims

일정한 간격을 두고 서로 대향되게 배치된 전면기판 및 배면기판;

상기 전면기판 및 배면기판 사이에 설치되어 방전가스가 채워지는 밀폐된 방전공간을 형성하는 벽체들;

상기 전면기판 및 배면기판의 대향면에 각각 마련되는 다수의 전면전극들 및 배면전극들;을 구비하며,

상기 전면전극 및 배면전극은 각 전면기판 및 배면기판의 내면에서 서로 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 1 항에 있어서,

상기 전면전극 또는 배면전극에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁 전극이 소정 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 2 항에 있어서,

상기 팁전극은 해당 전면전극 또는 배면전극의 양 가장자리를 따라 상호 어긋나게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 1 항에 있어서,

상기 전면 및 배면전극에 각각 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁 전극이 소정 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 4 항에 있어서,

상기 팁전극은 해당 전면전극 및 배면전극의 양 가장자리를 따라 상호 어긋나게 형성되며, 상기 각 전극에 형성된 팁전극은 인접한 다른 전극의 팁전극과 상호 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 1 항에 있어서,

상기 전극들은, 각각 나란히 배치되는 두 개의 단위전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 6 항에 있어서,

상기 전면전극 또는 배면전극의 단위전극들의 바깥쪽 가장자리에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁전극이 상호 어긋나게 소정 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 6 항에 있어서,

상기 각 전극의 단위전극들의 바깥쪽 가장자리에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁전극이 상호 어긋나게 소정 간격을 두고 형성되고, 상기 각 전극에 형성된 팁전극은 인접한 다른 전극의 팁전극과 상호 어긋나게 배치된 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 1 항에 있어서,

상기 전면기판 및 배면전극 중 선택된 어느 하나의 전극은 두 개의 단위전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 9 항에 있어서,

상기 선택된 단위전극들의 바깥쪽 가장자리에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁전극이 상호 어긋나게 소정 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 9 항에 있어서,

상기 선택되지 않은 전극의 양 가장자리에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의팁전극이 상호 어긋나게 소정 간격을 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 9 항에 있어서,

상기 선택된 단위전극들의 바깥쪽 가장자리에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁전극이 상호 어긋나게 소정 간격을 두고 형성되며,

상기 선택되지 않은 전극의 양 가장자리에 뾰족한 선단부를 가지는 다수의 팁전극이 상호 어긋나게 소정 간격을 두고 형성되며,

상기 각 전극에 형성된 팁전극은 인접한 다른 전극의 팁전극과 상호 어긋나게 배치되는 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 1 항에 있어서,

상기 전극 상에는 유전체층이 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.
제 1 항에 있어서,

상기 배면기판 및 배면전극 사이에 반사층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 수평 대향 방전형 평판램프.