KR100838855B1 - 다수의 무성 가스 방전 램프들을 포함하는 영상 표시 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바람직하게는 다수의 개별 무성 가스 방전 램프들로 형성된 대형 영상 표시 장치에 관한 것이다. 상기 영상 표시 장치는 가스 충전부에 의해 충전된 각각 하나의 방전관, 적어도 두 개의 전극(4, 5, 6), 적어도 하나의 전극(4)과 가스 충전부 간의 유전층, 그리고 발광 부분면(2, 3, 9, 10, 11)을 포함하는 다수의 가스 방전 램프(15)를 갖는다. 상기 가스 방전 램프(15)은 평탄하게 나란히 배치되어 하나의 평면 스크린 벽(14)을 형성하고, 상기 영상 표시 장치(12)는 컬러이며, 상기 가스 방전 램프(15)는 상이한 색을 방출할 수 있다.

Description

다수의 무성 가스 방전 램프들을 포함하는 영상 표시 장치 {IMAGE DISPLAY DEVICE CONSISTING OF A PLURALITY OF SILENT GAS DISCHARGE LAMPS}

본 발명은 무성 가스 방전 램프로 형성된 영상 표시 장치에 관한 것이다. 무성 가스 방전 램프 자체는 공지되어 있고 바이폴러의 경우에는 모든 전극들이 유전 배리어를 갖지만, 정의에 의해 적어도 양극(들)과 방전 매체 사이에 하나의 유전층을 가진다.

무성 방전 램프 자체는 공지되어 있다. 상기 무성 방전 램프는 상이한 적용예에서, 특히 평면 스크린 등의 디스플레이의 배경 조명을 위해 사용되기에 적합하다. 상기와 같은 적용예에서 소위 평면 패널 램프로서의 형태가 공지되어 있으며, 이때 램프는 필수적으로는 두 개의 평행한 평면 플레이트들로 이루어지며, 상기 두 개의 플레이트는 하나의 프레임을 통해 연결될 수 있고 그들 사이에 방전 매체를 동봉한다. 이러한 경우 상기 두 개의 플레이트 중 하나가 평면 패널 램프의 발광면으로서 사용된다.

상기와 같은 무성 가스 방전 램프는 바람직하게는 펄스 동작 방법에 의해 동작되며, 상기 방법에 의해 매우 높은 광(UV 광선 또는 바람직하게는 발광 재료들이 사용될 경우의 가시 광선) 방출 효율이 달성될 수 있다. 또한 이러한 동작 방법의 세부사항이 종래기술이며 당업자에게 공지되어 있으므로, 여기서는 자세히 설명하지 않겠다.

또한 무성 가스 방전 램프 내에 몇몇의 그룹으로 분할된 하나의 전극 장치가 사용된다는 사실이 공지되어 있으며, 이때 상기 그룹들은 독립적으로 동작될 수 있다. 이러한 방식으로 장치의 상이한 영역들이 독립적으로 조명될 수 있고 이와 같은 조명이 상이한 영역들에서 온-오프될 수 있는데, 이러한 경우 전체적으로 단지 하나의 램프만이 사용된다. 여기서 장치 조명의 상이한 영역들이 서로 상이한 색을 가질 수 있다, 즉 상이한 색들의 발광체들 또는 혼합 발광체들이 사용될 수 있다. 이는 EP 97 122 799.6에 공지되어 있다.

본 발명의 목적은 무성 방전 램프에 대한 새로운 적용 가능성을 제공하는데 있다.

상기 목적은 가스 충전물로 충전된 방전관, 적어도 두 개의 전극들, 적어도 하나의 전극과 가스 충전물 사이의 유전층, 그리고 발광층을 각각 갖는 다수의 가스 방전 램프들을 포함하는 영상 표시 장치에 의해 달성되는데, 상기 가스 방전 램프들은 평탄하게 나란히 배치되어 하나의 평면을 형성하며, 상기 영상 표시 장치는 컬러이고 상기 가스 방전 램프들은 상이한 색을 방출할 수 있다.

바람직한 실시예들은 종속항들에 제시된다.

본 발명의 기본 이념은 종래기술에서와 같이 개별적인 무성 방전 램프가 디스플레이용 배경 조명 램프로서 사용되는 것이 아니라, 방전 램프 자체로부터 실제의 영상 표시의 요소가 만들어진다는데 있다. 이를 위해서 영상 표시 장치, 즉 디스플레이가 평탄하게 나란히 배치된 다수의 무성 가스 방전 램프로 형성되고, 상기 무성 방전 램프들의 색 동작에 의해 단색의 영상 정보뿐만 아니라 적어도 두 개의, 바람직하게는 세 개의 원색으로 형성된 색 영상이 표시될 수 있다. 이러한 경우 한편으로는 개별적인 방전 램프들이 각각 단색 픽셀들을 형성하고 서로 나란히 배치된 상이한 색의 픽셀 한 세트에 의해 전체적으로 다색의 영상 디스플레이가 달성될 수도 있다.

그러나, 개별 가스 방전 램프가 이미 디스플레이의 색 스펙트럼을 표시할 수 있음으로써 풀-컬러 픽셀(두 개 또는 세 개의 원색들)로서 작용하는 것이 바람직하다. 따라서 디스플레이의 공간 해상도는 개별 방전 램프의 범위 내에 있거나 더 좋다. 다시 말해서 상기 개별 방전 램프는 하나뿐만 아니라 다수의 풀-컬러 픽셀들을 형성할 수도 있는데, 이때 상기 개별 방전 램프들은 공간적으로 분할되고 나란히 놓인 상이한 부분 평면 내에서 각각 풀-컬러 픽셀들을 포함한다. 이러한 경우 상기 방전 램프의 부분 영역들이 독립적으로 동작될 수 있는지가 문제가 되고, 상응하는 다수의 소형 램프들로 제조하는 것보다 대형 무성 방전 램프들로 제조하는 것이 더 경제적일 수 있다.

개별적인 방전 램프에 관련하여, 우선 동일한 출원인이 동일한 날짜에 동시출원한 "Stille Entladungslampe mit steuerbarer Farbe"[silent discharge lamp with controllable color]를 참조하면 된다. 상기 출원은 짧게 요약해보면, 방전 램프 내에서 전극 세트의 분할에 의해 독립적으로 동작가능한 전극 그룹들이 어떻게 생성될 수 있는가에 관한 것인데, 상기 전극 그룹들은 상이한 색의 발광 부분면들에 각각 할당된다. 따라서 상이한 전극 그룹들의 선택적인, 또는 단계적인 동시 동작에 의해 발광 부분면들의 발광색의 색 스팩트럼, 그리고 상기 색 스팩트럼으로부터 발생가능한 혼합색들이 방출될 수 있다. 이러한 경우에 상기 발광 부분면은 전체적으로 매우 균일한 광방출을 달성할 수 있도록 인터리빙되어야만 한다, 즉 실질적으로 개별 픽셀의 전체 발광면이 조명되어야만 한다. 그러나 이러한 픽셀은 램프의 전체 발광면의 부분 영역에 상응하며, 상응하는 발광 부분면들 및 전극 그룹들은 단지 상기 부분 영역 내에서만 인터리빙되어야만 한다.

전체적으로 독립된 픽셀들로서 작용할 수 있도록 하기 위해서, 하나의 동일한 램프 내에 있는 두 개 또는 다수의 픽셀은 독립적으로 동작되어야만 하기 때문에, 한편으로는 원색 할당에 의해, 다른 한편으로는 다수의 픽셀들에 의해 램프 내부에 복잡한 그룹 구조가 생성될 수 있다. 또한, 이에 상응하는 동시출원에 더 자세히 설명된 바와 같이, 연속적인 혼합색들을 생성하기 위해 필수적인 개별 그룹들의 조도 조절 동작(dimming operation)에 의해, 매우 작은 파워들로 동작시키기 위해서는 각각의 개별 그룹 내에서 상이한 방전 갭(gap)을 갖는 전극 서브 그룹들이 제공되는 것이 중요하다.

따라서 전체적으로 볼 때 시간에 따라 변하는 다색 동작(하나의 램프 또는 인접 램프들의 한 세트의 다색 동작)에 의해 개별 가스 방전 램프를 갖는 색 디스플레이가 만들어질 수도 있다. 본 발명의 또 다른 변형예에서는, 개별 픽셀 내부에서의 다색 생성이 이전의 미공개 특허 출원 D 199 27 791.5(PCT/DE 00/01823)에서 LCD 디스플레이의 배경 조명에 관련하여 기술되었던 원리에 따라 이루어질 수도 있다. 상기 특허 출원에 따르면 가스 방전 램프는 시간에 따라 순차적으로 연속하는 색에 의해 동작될 수 있으며, 이러한 색 생성 주파수는 인간의 눈이 실제로 상응하는 혼합색을 인지할 정도로 높다. 이를 위해서 관련 출원에서 더욱 자세히 설명된 바와 같이 가스 방전 램프 내부에는 다수의 전극 그룹들이 제공될 수도 있으며, 상기 전극 그룹은 순차적으로 동작되거나, 또는 개별 색들에 할당된, 전체적으로 순차적으로 동작하는 다수의 방전 램프들이 제공될 수도 있다.

이러한 경우 상기와 같은 다수의 방전 램프들을 갖는 대형 영상 표시 장치의 범주에 있는 전술한 적용예에서는, 인용된 출원에 기술된 앞에 배열된 LCD 디스플레이가 필요없을 수도 있는데, 왜냐하면 순차적인 동작에 의해서는 기본적으로 영상 픽셀의 색도만이 생성되기 때문이다. 이는 단지 개별 원색의 파워를 제어하는 것에 의해서만 달성될 수 있는데, 이때 LCD 디스플레이 또는 다른 명도 필터가 추가적으로 제공될 필요는 없다. 그러나, 상기와 같은 디스플레이를 이용하여 동작함으로써 공간 해상도가 매우 높아질 수도 있지만, 비용이 너무 많이 든다. 이와 관련하여 본 발명에 따른 영상 표시 장치는 관련 특허 출원 199 27 791.5에 따른 개별 LCD 디스플레이의 병렬 연결로 이루어질 수도 있다.

본 발명은 도면에 도시된 하기 실시예에 의해 더 자세히 설명된다. 앞에서, 그리고 하기에 기술된 내용들에서 공개된 특징들은 장치 카테고리 및 방법 카테고리로서 이해될 수 있다.

도 1은 원색들에 각각 상응하는 두 개의 발광 부분면들을 포함하는 무성 방전 램프의 발광면의 구조에 대한 개략도;

도 2는 상기 무성 방전 램프용으로 적합한 전극 구조에 대한 개략도;

도 3은 도 1에 대한 변형예의 구조, 즉 원색들에 각각 상응하는 3개의 발광면들의 인터리빙에 대한 설명도, 및

도 4는 도 1 내지 도 3에 따른 무성 방전 램프들로 형성되는 본 발명에 따른 영상 표시 장치에 대한 개략도.

도 1은 무성 가스 방전 램프의 발광면(1)의 표면 구조를 개략적으로 도시한 것이다. 여기서 상기 발광면(1)은 실질적으로 종래의 무성 평면 패널 램프(하기에 설명되는 세부사항은 제외함)의 광투과성 커버 플레이트에 상응한다. 상기 발광면(1)은 체커판 무늬 형태로 두 개의 발광 부분면들(2 및 3)로 분할된다. 여기서 상기 발광 부분면들(2 및 3)은 라이트 스퀘어와 다크 스퀘어들을 합한 것으로 볼 수 있고, 따라서 각각의 발광 부분면(2 및 3)이 전체 발광면의 절반을 형성하며 단독으로 작동될 경우라도 상기 발광면(1)은 실질적으로 완전히 조명할 수 있다. 상기 발광 부분면들(2 및 3) 사이의 비교적 세밀한 체커판 무늬의 인터리빙에 의해, 눈으로 볼 수 있는 정도의 관찰 거리 내에서는 상기 발광 부분면(2 또는 3) 중 어떤 것이 광방출을 위해 작동하는지를 더 이상 구별할 수 없다. 이는 물론 발광면들(2 및 3)의 발광체들 또는 혼합 발광체에 의해 주어진 상이한 색상들에만 적용되는 것은 아니다. 상기와 같은 예에서 상기 발광 부분면(2)은 파랑색을 방출하고 발광 부분면(3)은 노랑색을 방출해야만 한다. 따라서 노랑과 파랑이라는 색상 이외에도 상기 두 개의 원색들을 혼합해서 생기는 연속적인 초록 스팩트럼의 색상도 표시될 수 있다.

또한 스크린 배경 조명 시스템의 경우 균일한 광밀도 분포를 위해 자체 공지된 확산 소자, 예컨대 프리즘 필름 또는 매트 시트가 방전 램프 앞에 추가적으로 삽입됨으로써 균일성이 더욱 높아질 수 있다.

도 2는 도 1에 적합한 전극 구조에 대한 예를 도시한다. 여기서 두 개의 중간 수평 라인들은 두 개의 양극(4)들이고, 상기 양극(4)을 중심으로 직각으로 휘어지는 소위 전극 스트립들은 독립적으로 작동될 수 있는 음극들(5 및 6)이며, 상기 음극은 개별적인 방전 구조들(8)의 위치를 정하기 위한 개별 돌출부(7)를 갖는다. 상기 음극(5)은 음극(6)과 구분되기 위해서 파선으로 도시되는데, 실제로는 연속적으로 형성된다.

상기 음극들(5 및 6)이 서로 독립적으로 동작될 수 있기 때문에 두 개의 전극 그룹들(4, 5 및 4, 6)(공통의 양극들을 가짐)이 제공되는데, 상기 전극 그룹에는 삼각형들로서 개략적으로 도시된 각각의 방전 구조가 할당된다. 따라서 상기 도면에서는 두 개의 전극 그룹들의 동시 동작이 전제가 된다.

물론 상기 전극들(4, 5, 6)(전극 스트립들)은 교차점들에서, 그리고 비교적 서로 매우 인접하게 연장되는 영역들에서 상호 절연될 필요가 있다. 이를 위해서 특히 인접한 영역들 내에 음극들(5 및 6) 사이의 적합한 안전 거리(도 2에 도시되지 않음)가 제공될 수 있다.

상기 음극들(5 및 6), 그리고 양극들(4) 사이에 각각 형성된 스퀘어들-개별 방전 구조들(8)이 내부에 제공됨-은 램프 내에서 당연히 발광 부분면들(2 및 3)의 개별 스퀘어들 바로 아래에 배치된다. 이러한 방식으로, 상기 전극 그룹들(4, 5 및 4, 6)은 상기 두 개의 발광 부분면들(2 및 3) 중 하나에 각각 할당된다. 개별 스퀘어가 각각 연장됨에 따라서, 그리고 방전 구조들(8)과 발광 부분면들(도면들에 도시된 바와 같이 도면 평면에서 수직 방향) 간의 간격에 따라서, 두 개의 전극 그룹들(4, 5 및 4, 6) 중 하나가 동작할 때 실제로는 상기 전극 그룹에 할당되지 않은 다른 발광 부분면도 물론 어느정도 동작하게 된다. 이로 인해 상기 두 개의 전극 그룹들(4, 5 및 4, 6) 중 단지 하나만이 동작할 때 원색들의 순도가 약간 손상될 수 있지만, 표시가능한 원색들 간에 이루어질 수 있는 모든 혼합색들의 표시에 대한 기본원리가 근본적으로 바뀌지는 않는다.

도 3은 세 개의 원색들로 구성된 도 1의 무늬에 대한 변형예이다. 여기서 발광 부분면들은 도면부호 9, 10 및 11로 표시되고 원색의 파랑(9), 초록(10) 및 빨강(11)에 상응한다. 이를 위해, 적합하게 형성된 가스 방전 램프는 기본적으로 풀-컬러 스펙트럼을 표시할 수 있다. 다른 관점들에 있어서, 도 1에 대한 실시예가 적용된다. 도 3에 도시된 변형예에서 필요한 전극 구조는 물론 도 2에 도시된 전극 구조보다 약간 더 복잡할 뿐이지 근본적으로 새로운 것은 없으므로 여기서는 자세히 설명되지 않는다.

도 4는 스탠드(13)를 갖는 대형 영상 표시 장치(12)를 개략적으로 도시하며, 상기 스탠드(13)는 그 위에 직사각형의 대형 평면 스크린 벽(14)을 설치하기 위해서 지면 위로 솟아있다. 상기와 같은 영상 표시 장치(12)는 예컨대 대형 경기장에서 전광판으로서 사용되거나, 또는 예컨대 건물 외벽에 광고판으로서 설치될 수 있으며, 물론 후자의 경우에는 여기에 도시된 스탠드(13)가 없다.

평면 스크린 벽(14)은 실질적으로는 평탄하게 나란히 설치된 다수의 개별 가스 방전 램프들(15)로 이루어지며, 상기 가스 방전 램프(15)는 도 1 및 도 2, 또는 도 3에 상응하도록 형성된다. 이러한 방식으로, 상기 가스 방전 램프(15)는 두 개 또는 세 개의 원색들을 갖는 색상 표시를 위한 풀-컬러 픽셀들을 각각 형성한다. 여기서 그래픽 이미지 정보(라이트 정보/다크 정보)는 개별 가스 방전 램프들(15)의 크기에 상응하는 공간 해상도를 갖는다. 또한 상기 평면 스크린 벽(14)은 보는 사람이 수용가능한 관찰 거리에 있을 경우 하나의 이미지를 전체적으로 볼 수 있고 바람직하게는 더 이상 개별 램프 자체를 인지할 수 없도록 설계되어야만 한다.

이에 대한 대안으로서 상기 도 4의 영상 표시 장치(12)는 단색이지만, 서로 다른 색의 개별 가스 방전 램프들(15)로 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 체커판 무늬의 배열에서, 상기 무늬는 도 1에 도시된 원색들의 무늬에 상응하지만, 이제 개별 스퀘어 또는 직사각형은 더 이상 매우 작은 발광점이 아니라, 완전한 가스 방전 램프에 상응한다. 물론 도 3에서와 같은 세 개의 원색들에 적합한 배열이 사용될 수도 있는데, 이때 개별 가스 방전 램프들(15)은 직사각형이 아닌 다른 형태를 가질 수도 있다(도 3에서는 60°내지 120°의 각도를 갖는 평행사변형임). 또한 개별 램프(15)에 의해 각각 전체적으로(그리고 시간 평균값으로서) 풀-컬러 표시를 달성하기 위해서, 도 4의 개별 가스 방전 램프들(15)은 시간에 따라 순차적으로 동작될 수 있다. 이러한 경우에 그래픽 이미지 정보는 개별 램프들(15)의 파워를 제어하는 것에 의해서나 LCD 필터의 추가 사용에 의해 달성될 수 있긴 하지만, 비용이 매우 높아진다.

또한 서두에 이미 언급했듯이, 개별 램프들의 분할에 의해, 개별 램프 크기에 상응하는 것보다 훨씬 높은 공간 해상도를 갖는 그래픽 표시 및 색상 표시가 달성될 수 있다. 이는 실질적으로는 경제적인 측면의 문제이다, 즉 작은 램프 한 세트가 더 저가로 제조되는지, 아니면 풀세트로 구성되지만 분할된 큰 램프가 더 저가로 제조되는지에 관한 문제이다.

도 4에 도시된 바와 같은 영상 표시 장치들(12)을 위한 무성 방전 램프들을 사용할 경우의 실질적인 장점은, 상기 무성 방전 램프들에 의해서는 허용가능한 파워 사용시 매우 높은 광밀도가 달성될 수 있다는데 있다. 또한 상기 무성 방전 램프들은 매우 전환(전용)에 강하다, 즉 시간에 따라 변하는 연속 사용에 매우 적합하다. 또한 상기 무성 방전 램프는 실질적으로는 가동 특성이나 발광 파워의 온도 종속성을 갖지 않는다. 상기 영상 표시 장치의 이러한 장점은 경기장, 콘서트 방송, 광고, 교통 통제 시스템, 그리고 대형 영상 표시가 사용되는 모든 다른 적용예에 사용되기에 매우 적합하다.

Claims (9)

1. 가스 충전물로 충전된 하나의 방전관, 적어도 두 개의 전극들(4, 5, 6), 상기 전극들 중 적어도 하나의 전극(4)과 가스 충전물 사이에 있는 유전층, 그리고 발광 부분면(2, 3, 9, 10, 11)을 각각 포함하는 다수의 가스 방전 램프들(15)로 이루어진 영상 표시 장치(12)에 있어서,

   상기 가스 방전 램프들(15)이 평탄하게 나란히 배치되어 하나의 평면 스크린 벽(14)을 형성하고,

   상기 영상 표시 장치(12)가 컬러이고, 각각의 가스 방전 램프들(15)이 풀-컬러(full-color) 픽셀을 형성하며,

   상기 전극(4, 5, 6)이 독립적으로 동작가능한 전극 그룹들(4, 5; 4, 6)로 분할되고,

   상기 발광 부분면(2, 3, 9, 10, 11)이 상이한 색의 발광 부분면들(2, 3; 9, 10, 11)로 분할되며,

   상기 상이한 색의 발광 부분면(2, 3; 9, 10, 11)이 상기 독립적으로 동작가능한 전극 그룹들(4, 5; 4, 6)에 할당되는,

   영상 표시 장치로서,

   각각의 전극 그룹에 의해 상기 개별 가스 방전 램프의 실제로 모든 발광면이 전체적으로 조명될 수 있도록, 상기 발광 부분면들 및 전극 그룹들이 인터리빙되는 것을 특징으로 하는, 영상 표시 장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 가스 방전 램프들(15)은 연속하는 색들이 시간에 따라 순차적으로 동작하도록 각각 설계된, 영상 표시 장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가스 방전 램프들(15)은 각각의 색들이 동시에 동작하도록 각각 설계된, 영상 표시 장치.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 각각의 가스 방전 램프들(15)이 다수의 풀-컬러 픽셀을 형성하는, 영상 표시 장치.
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 영상 표시 장치의 라이트/다크 이미지 정보가 상기 가스 방전 램프들(15) 자체의 개별 색 방출 파워에 의해서 형성되는, 영상 표시 장치.
6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 가스 방전 램프 앞에 명도 필터가 배치된, 영상 표시 장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 명도 필터가 LCD-소자들을 갖는, 영상 표시 장치.
8. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 영상 표시 장치(12)가 다수의 디스플레이 장치들의 평탄 배열로 이루어지며, 상기 디스플레이 장치는 각각 하나의 LCD 디스플레이, 및 시간에 따라 순차적으로 연속으로 색을 방출하는 가스 방전 램프(15)를 갖는, 영상 표시 장치.
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