KR20060083897A - 조명 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 곡관식 유전체 배리어 방전 램프(EEFL)를 다수 구비하여 동시 점등시키는 조명 장치이며, 램프 만곡부의 전극과 관단부의 전극과의 온도차를 적게 하여 램프관 내의 수은의 치우침을 막고, 또한 발광면 상의 휘도 불균일을 저감시키는 것이다.

만곡부(1A)를 갖는 곡관식 EEFL(1)을 복수개 병설한 조명 장치에 있어서, 곡관식 EEFL 각각의 양단부와 만곡부에 외부 전극(3, 5)을 형성하고, 양단부의 외부 전극(3)에 각각 역상의 직사각형파 전압 혹은 정현파 전압을 인가하여 만곡부의 외부 전극(5)을 GND에 접속하였다.

만곡부, 램프관, EEFL, 프레임, 고무 홀더, 트랜스, 인버터

Description

조명 장치 {LIGHTING DEVICE}

도1은 본 발명의 제1 실시 형태의 백라이트의 평면도.

도2는 상기 실시 형태의 백라이트의 온도 분포 그래프.

도3은 상기 실시 형태의 백라이트의 휘도 분포 그래프.

도4는 본 발명의 제2 실시 형태의 백라이트의 평면도.

도5는 상기 실시 형태의 백라이트의 바닥면도.

도6은 본 발명의 제3 실시 형태의 백라이트의 평면도.

도7은 본 발명의 제4 실시 형태의 백라이트에 사용하는 C형 곡관식 EEFL의 평면도 및 측면도.

도8은 본 발명의 제4 실시 형태의 백라이트에 사용하는 U형 곡관식 EEFL의 평면도 및 측면도.

도9는 상기 제4 실시 형태의 백라이트의 일부 생략시키는 평면도.

도10은 종래예의 백라이트의 평면도.

도11은 종래예의 백라이트의 온도 분포 그래프.

도12는 종래예의 백라이트의 휘도 분포 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : EEFL

1A : 만곡부

2 : 프레임

3 : 전극

4 : 고무 홀더

5 : 전극

6 : 트랜스

7 : 인버터

[문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-82327호 공보

[문헌 2] 일본 특허 공표 공보 제2001-507824호 공보

본 발명은 액정용 디스플레이, 액정 TV, 계기용 표시 패널 등에 이용되는 형광 램프를 다수 구비하는 조명 장치에 관한 것이다.

최근, 액정용 디스플레이, 액정 TV, 계기용 표시 패널용의 백라이트로서, 저소비 전력화 및 비용 삭감의 목적으로, 내벽에 형광체를 도포하고, 양단부를 밀봉한 투명한 유리관의 내부에 수은을 포함하는 네온ㆍ아르곤 등의 혼합 가스를 방전 매체로서 봉입하고, 유리관 양단부의 외벽에 금속 등을 박막 코팅하여 외부 전극을 형성한 유전체 배리어 방전 램프(「EEFL」이라 함)의 단피치 U관 또는 C관을 다수 사용한 백라이트가 주류가 되고 있다. 이와 같은 U관 EEFL 또는 C관 EEFL을 이용한 백라이트의 구조를 도10에 도시하고 있지만, 단피치 U관 형상 또는 C관 형상으로 벤딩된 유리관의 양단부 외부에만 전극(3)이 배치된 외부 전극식 EEFL(1)을 백라이트 프레임(2) 내에 구비한 구성이다. 또, 백라이트 프레임(2) 내에는 램프의 발광광을 반사시키기 위한 반사판(2')이 설치되어 있다.

현재, 램프 개수의 저감을 위해, 직관 형상의 유리관을 중앙에서 절곡한 구조의 U관 또는 C관의 사용이 주가 되어 왔다. 또한, 대형 백라이트에 있어서는, EEFL의 관 길이가 길어지고, 관전압도 2000 V(한쪽 1000 Vrms) 이상에서 점등시킬 필요가 있다. 그러나, 관전압을 2000 V 이상에서 점등시키면 오존이 발생하므로 사용할 수 없다. 또한, U관 및 C관을 다수 사용한 백라이트의 설계에 있어서, 램프의 만곡부(1A)를 반사판(2')이 설치되어 있는 유효 발광부 외부에 설치한 경우, 도11에 도시한 바와 같이 전극(3)측에 비해 만곡부(1A)측의 관벽 온도가 낮아지므로, 이 부분에 수은이 치우쳐 램프 전체의 수은 가스량이 감소하는 결과, 휘도가 낮은 이른바 핑크 방전이 되어 버린다. 또한, 도12에 도시한 바와 같이, 전극(3)측에 비해 만곡부(1A)측 쪽이 발광 면적이 크기 때문에 램프 광량이 많아지고, 백라이트의 판면 상의 휘도 불균일이 발생한다. 또한, 램프의 관전압이 높아짐으로써 전류 누설도 커지고, 그 결과, 램프의 관축 방향의 휘도가 전극측으로부터 만곡부측을 향해 서서히 저하됨에 따른 휘도 불균일도 발생한다.

[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2002-82327호 공보

[특허문헌 2] 일본 특허 공표 공보 제2001-507824호 공보

본 발명은 이와 같은 종래의 기술적 과제에 비추어 이루어진 것으로, C관 또는 U관과 같은 곡관식(曲管式) 유전체 배리어 방전 램프(EEFL)를 다수 구비하여 동시 점등시키는 조명 장치에 있어서, 램프 만곡부의 전극과 관단부의 전극과의 온도차를 적게 함으로써 램프관 내의 수은의 치우침을 방지할 수 있고, 램프 만곡부의 휘도를 저하시켜 발광면 상의 휘도 불균일을 저감시킬 수 있는 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 조명 장치는, 유리관의 내벽에 형광체 피막이 형성되고, 상기 유리관의 내부 방전 공간에 1종류 이상의 희가스, 또는 수은 및 1종류 이상의 희가스가 봉입되어 상기 유리관의 양단부가 폐색되고, 또한 상기 유리관의 중간부에 만곡부가 형성되어 있는 곡관식 형광 램프를 복수개 병설한 조명 장치에 있어서, 상기 곡관식 형광 램프의 양단부와 만곡부에 외부 전극을 형성하고, 상기 양단부의 외부 전극에 각각 역상(inverse phase)의 직사각형파(square wave) 전압 혹은 정현파 전압을 인가하여 상기 만곡부의 외부 전극을 GND에 접속한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 조명 장치는, 유리관의 내벽에 형광체 피막이 형성되고, 상기 유리관의 내부 방전 공간에 1종류 이상의 희가스, 또는 수은 및 1종류 이상의 희가스가 봉입되어 상기 유리관의 양단부가 폐색되고, 또한 상기 유리관의 중간부에 만곡부가 형성되어 있는 곡관식 형광 램프를 복수개 병설한 조명 장치에 있어 서, 상기 곡관식 형광 램프의 양단부와 만곡부에 외부 전극을 형성하고, 상기 양단부의 외부 전극에 각각 동상(in-phase)의 직사각형파 전압 혹은 정현파 전압을 인가하여 상기 만곡부의 외부 전극을 GND에 접속한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 조명 장치에 있어서는, 상기 조명 장치에 있어서 상기 곡관식 형광 램프는 C관 형상 또는 U관 형상인 것을 특징으로 하는 것이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다.

(제1 실시 형태)

도1은 본 발명의 조명 장치의 제1 실시 형태로서의 곡관식 다등식(多燈式)의 백라이트를 도시하고 있다. 본 실시 형태의 백라이트는, 복수개의 C관 EEFL(1)을 프레임(2)에 병설하고 있다. 프레임(2)은 반사막을 구성하는 용기 형상의 반사 케이스(2')와, 도시하지 않지만 그 상면을 막도록 설치된 확산판에 의해 구성되고, 그 내부에 복수개의 C관 EEFL(1)이 병설되어 있다. 각 EEFL(1)의 양단부는 반사 케이스의 외부에 있어서, 외부 전극(3)을 내장하거나 혹은 도전성의 고무 홀더(4)에 삽입된다. 또한 각 EEFL(1)의 만곡부(1A)에는 외부 전극(5)이 설치되고, 각각 GND에 접속되어 있다. 각 EEFL(1)의 만곡부(1A)는 유효 발광 영역, 즉 프레임(2) 내에 설치된 반사막 케이스(2') 내에 배치되어 있다. 또, 각 EEFL(1)의 양단부의 고무 홀더(4)에는 인버터(7)로부터 트랜스(6, 6)를 통해 역상의 직사각형파 전압 혹은 정현파 전압을 인가하도록 전원 회로를 구성하고 있다. 도면 중 원(10) 내에는 인가 전압 파형을 나타내고 있다.

상기 구성의 백라이트의 점등시의 휘도 분포를 도2에 도시하고, 온도 분포를 도3에 도시하고 있다. 상술한 바와 같이 각 C관 EEFL(1)의 만곡부(1A)에 외부 전극(5)을 설치하고, 이를 접지하여 GND 전위로 하고, 각 EEFL(1)의 양단부의 전극(3)에 역위상의 직사각형파 전압 혹은 정현파 전압을 인가함으로써 관전압을 저감시킬 수 있다. 즉, C관 EEFL(1)의 양단부에 설치된 한 쌍의 외부 전극(3) 사이에 2000 Vrms의 전압을 인가한 경우에도, 각 외부 전극(3)의 GND 전위에 대한 전위는 관전압의 절반인 1000 Vrms로 저감시킬 수 있다. 이 결과, 전술한 바와 같은 관축 방향의 휘도 불균일을 방지하여 대략 균일한 휘도 분포를 얻을 수 있다.

또한, 만곡부(1A)를 도시하지 않지만, 프레임(2)의 내면에 설치된 반사 케이스 내, 즉 유효 발광 영역에 설치함으로써, 도2의 그래프에 나타낸 바와 같이 각 EEFL(1)에 있어서의 만곡부(1A)측과 전극(3)측의 온도차가 적어져 수은의 치우침을 막을 수 있고, 결과적으로 핑크 방전의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 각 C관 EEFL(1)의 만곡부(1A)에 전극(5)을 형성함으로써 만곡부(1A)의 광을 차단할 수 있으므로, 도3에 도시한 바와 같이 각 EEFL(1)의 만곡부(1A)의 휘도를 저하시켜 백라이트 판면 상의 휘도 불균일을 저감시킬 수 있다.

또, 상기 실시 형태에서는 C관 EEFL을 채용하였지만, 이 대신에 U관 EEFL을 채용할 수도 있고, 또한 그들 C관, U관의 곡관식으로 램프관의 관 단면이 원형뿐만 아니라 타원형의 편평관을 채용할 수도 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 C관 EEFL을 채용하였으므로 그 구부러진 부분을「만곡부」라 하였지만, U관 EEFL에 있어서는「짧은 변부」라 하는 연결 부분에 대해 마찬가지로 공통의 명칭「만곡부」라 하는 것으로 한다. 이들은 이하의 다른 실시 형태에서도 마찬가지이다.

(제2 실시 형태)

도4, 도5는 본 발명의 제2 실시 형태의 백라이트를 도시하고 있다. 본 실시 형태는 복수개의 C관 EEFL(1) 각각을 만곡부(1A)와 외부 전극(3)을 내장하는 고무 홀더(4)로 장착하는 관단부가 서로 다르게 위치하는 배열로 하고, 또한 프레임(2)의 이면측에 있어서 인버터(7)를 2대 양측에 배치하고, 각 단부의 외부 전극(3)에 대해 역위상의 직사각형파 전압 혹은 정현파 전압을 인가하는 트랜스(6)를 각각의 외부 전극(3)에 근접하는 위치에 설치한 구조를 특징으로 한다. 또, 도4, 도5에 있어서, 도1에 도시한 제1 실시 형태와 공통된 요소에는 동일한 부호를 붙여 나타내고 있다. 이에 의해, 제2 실시 형태에 있어서는, 복수개의 C관 EEFL(1)이 서로 반대 방향으로 배치되므로, 만곡부(1A)에 대해 온도 및 휘도가 높아지는 외부 전극(3)부의 위치가 서로 바뀌므로, 램프축 방향 온도차, 판면 휘도차를 저감시킬 수 있다.

(제3 실시 형태)

다음에, 본 발명의 제3 실시 형태의 백라이트에 대해 도6을 이용하여 설명한다. 제3 실시 형태의 특징은, 도1에 도시한 제1 실시 형태에 대해, 각 C관 EEFL(1)의 양단부측 고무 홀더(4)에 인가하는 직사각형파 전압 혹은 정현파 전압을 동상으로 한 점에 있다.

즉, 본 실시 형태의 백라이트는 복수개의 C관 EEFL(1)을 프레임(2)에 병설하고, 각 EEFL(1)의 양단부 각각의 외부 전극(3)을 전극 내장의, 혹은 도전성의 고무 홀더(4)에 장착하고, 또한 각 EEFL(1)의 만곡부(1A)에 외부 전극(5)을 설치하여 GND에 접속하고 있다. 각 EEFL(1)의 만곡부(1A)는 유효 발광 영역에 위치하도록 한다. 또, 각 EEFL(1)의 양단부의 고무 홀더(4)에는 인버터(7)로부터 공통의 트랜스(6)를 통해 동상의 직사각형파 전압 혹은 정현파 전압을 인가하도록 전원 회로를 구성하고 있다. 도면 중 사이클(11) 내에는 인가 전압 파형을 도시하고 있다.

상기 구성의 백라이트에 있어서는, 램프 양단부의 외부 전극(3)에 동상의 교번 전압을 인가하고 있으므로, 양 전극 사이에는 전위차가 생기지 않는다. 이로 인해, 양 전극에 다른 위상의 교번 전압을 인가하는 경우에 생기는 전극간의 전류 누설은 발생하지 않는다. 따라서, 점등시의 휘도 분포, 온도 분포는 제1 실시 형태와 거의 마찬가지로, 결과적으로 핑크 방전의 발생을 억제할 수 있고, 또한 백라이트 판면 상의 휘도 불균일을 저감시킬 수 있다. 게다가, 도1에 도시한 제1 실시 형태의 경우에는 역상의 전압을 인가하기 위해 적어도 2대의 트랜스(6)를 필요로 하지만, 이에 대해 이 제2 실시 형태의 경우에는 최저 1대의 트랜스(6)를 공통으로 이용할 수 있는 이점이 있다.

또, 상기 실시 형태에서도 C관 EEFL을 채용하였지만, 이 대신에 U관 EEFL을 채용할 수도 있고, 또한 그들 C관, U관의 곡관식으로 램프관의 관단면이 원형뿐만 아니라 타원형의 편평관을 채용할 수도 있다.

(제4 실시 형태)

본 발명의 제4 실시 형태의 백라이트를 도7 내지 도9를 이용하여 설명한다. 본 실시 형태의 특징은, 다등의 곡관식 EEFL(1)의 간헐 점등 기능에 있다. 도7에 도시한 바와 같이, EEFL(1)은 유리관의 내벽에 형광체가 도포되어 있어, 유리관의 내부를 부압 상태로 한 후에 소량의 Ar 가스, Ne 가스와 수은을 봉입하여 이 유리관의 양단부를 밀봉하고, 또한 상기 유리관의 양단부에 전극(3)으로서 Sn, Ag 등의 금속으로 구성되는 길이 20 ㎜ 정도의 땜납층을 형성한 구조이다. 전극(3)의 막 두께는 0.5 ㎛ 내지 2 ㎛의 두께로 설정되어 있고, 램프 자체의 형상은 C형이다. 유리관의 외경 치수는 φ2.4 ㎜ 내지 φ4 ㎜까지 대응 가능하다. 또한 본 실시 형태에서 사용하는 곡관식 EEFL(1)은 그 만곡부(1A)의 관 외벽에 양단부의 외부 전극(3)의 전극재와 같이 외부 전극(5)을 형성하고 있다. 이 만곡부(1A)의 외부 전극(5)은 관 양단부의 외부 전극(3)의 2배의 전극 길이를 갖고 있다. 만곡부(1A)에 흐르는 전류는 관 양단부에 흐르는 전류의 2배가 되므로, 그 내구 성능을 향상시킬 필요가 있어, 전극 길이를 2배로 하여 표면적을 늘리고 있는 것이다.

본 실시 형태에서 채용하는 EEFL(1)의 구동 방법은, 램프 양단부의 외부 전극(3)에는 40 ㎑ 내지 수백 ㎑까지의 동위상의 정현파 전압을 인가시키고, 만곡부(1A)의 전극(5)에는 관 양단부로 인가하는 같은 주파수로 역위상의 정현파 전압을 인가한다. 이 방법이면 전기적으로 안전하면서, 또한 지금까지 불가능하게 되어 있던 램프 길이 800 ㎜ 이상의 관 길이, 외경 치수가 φ4 ㎜ 이하에서 코로나 방전, 오존 발생도 없는 EEFL을 실현할 수 있기 때문이다. 또, C형 곡관식 EEFL(1) 대신에, 도8에 도시한 U형 곡관식 EEFL(1)을 채용할 수 있다. 이 경우, 사이즈, 전극 길이, 두께 등은 도7의 것과 동등이다.

다음에, 상기 곡관식 EEFL(1)을 다등, 간헐적으로 점등시키는 백라이트의 구성을 도9를 이용하여 설명한다. 본 실시 형태의 백라이트에서는, 다등의 곡관식 EEFL(1) 각각의 양단부 전극(3)과 만곡부(1A)의 전극(5)에 트랜스(6)로 구형파 또는 정현파 전압을 인가하여 방전 점등시킨다.

설명의 편의를 위해, 다등의 EEFL(1)을 구별하기 위해 부호는 차례로 1-1, 1-2,…로 하고, 각 EEFL(1)의 직관 부분을 구별하기 위해 EEFL(1-1) 양측의 직관 부분은 각각 1-11, 1-12로 부호를 붙여 나타내고 있다. 또한 각 직관부를 점등시키기 위해 각각 전극(3)에 전압을 인가하는 트랜스도 6-11, 6-12, 6-13,…로 구별하고 있다. 또한, 각 EEPL(1)의 만곡부(1A)의 전극에 전압을 인가하는 트랜스에 대해서도 6-21, 6-22, 6-23,…로 구별한다.

상기 실시 형태의 백라이트에 있어서의 구동 방법을 설명한다. 각 EEFL(1)의 만곡부(1A)에 형성한 외부 전극(5)에는 관 양단부의 외부 전극(3, 3)과 동일 전압, 동일 주파수(수십 ㎑ 내지 수백 ㎑)를 역위상에서 인가한다. 관 양단부의 전극(3)에 인가하는 전압은 전기적으로 안전한 설계로 하고 파형은 동위상으로 한다. 그래서, 회로 내에 배치된 IC 등에 의해 출력 전기 신호를 가변시켜 양단부 전극(3)에 차례로 전압을 인가한다. 이에 의해, 각 EEFL(1)의 직관 부분(1-11, 1-12, 1-21, 1-22,…)을 차례로 발광시키는 간헐 구동이 가능해진다.

또, 백라이트 자신의 휘도를 바꾸기 위해서는, 직관 부분의 간헐 구동이 아닌 모든 등(燈)의 EEFL(1)을 간헐 구동하는 것도 필요해지지만, 그 경우의 구동 방법으로서는, 만곡부(1A)의 외부 전극(5)에 상기와 마찬가지로 관 양단부의 외부 전극(3)에의 인가 전압과 같은 전압을 인가하고, 또한 관 양단부의 외부 전극(3)에 전압을 가함으로써 모든 등을 한번에 간헐 구동시키는 것도 가능해진다.

또, 상기에서 본 발명의 실시 형태로서 백라이트에 대해 예시하였지만, 본 발명은 같은 구성이고 용도가 다른 조명 장치에 널리 적용할 수 있다.

본 발명의 조명 장치에 따르면, C관 또는 U관과 같은 곡관식 EEFL의 다수를 동시 점등시키는 데 있어서, 램프 만곡부의 외부 전극과 관단부의 외부 전극과의 온도차를 적게 하여 램프관 내의 수은의 치우침을 막을 수 있고, 램프 만곡부의 휘도를 저하시켜 발광면 상의 휘도를 불균일 없이 균일화할 수 있다.

Claims (7)

1. 유리관의 내벽에 형광체 피막이 형성되고, 상기 유리관의 내부 방전 공간에 1종류 이상의 희가스, 또는 수은 및 1종류 이상의 희가스가 봉입되어 상기 유리관의 양단부가 폐색되고, 또한 상기 유리관의 중간부에 만곡부가 형성되어 있는 곡관식 형광 램프를 복수개 병설한 조명 장치에 있어서,

   상기 곡관식 형광 램프의 양단부와 만곡부에 외부 전극을 형성하고,

   상기 양단부의 외부 전극에 각각 역상의 직사각형파 전압 혹은 정현파 전압을 인가하여 상기 만곡부의 외부 전극을 GND에 접속한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수개의 곡관식 형광 램프는 프레임을 형성하는 반사 케이스 내에 병설되고, 상기 만곡부는 상기 반사 케이스 내인 유효 발광 영역 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 복수개의 곡관식 형광 램프는 상기 양단부의 외부 전극과 만곡부의 외부 전극의 위치가 서로 반대측이 되도록 배치되고, 이들 복수개의 곡관식 형광 램프에 상기 직사각형파 전압 혹은 정현파 전압을 인가하기 위한 인버터 회로는 상기 프레임의 이면측 양변부에 분산 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 곡관식 형광 램프는 C관 형상 또는 U관 형상인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
5. 유리관의 내벽에 형광체 피막이 형성되고, 상기 유리관의 내부 방전 공간에 1종류 이상의 희가스, 또는 수은 및 1종류 이상의 희가스가 봉입되어 상기 유리관의 양단부가 폐색되고, 또한 상기 유리관의 중간부에 만곡부가 형성되어 있는 곡관식 형광 램프를 복수개 병설한 조명 장치에 있어서,

   상기 곡관식 형광 램프의 양단부와 만곡부에 외부 전극을 형성하고,

   상기 양단부의 외부 전극에 각각 동상의 직사각형파 전압 혹은 정현파 전압을 인가하여 상기 만곡부의 외부 전극을 GND에 접속한 조명 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 복수개의 곡관식 형광 램프는 내부에 반사판이 형성된 프레임 내에 병설되고, 상기 만곡부는 상기 반사판이 설치된 영역인 유효 발광 영역 내에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
7. 제6항에 있어서, 상기 곡관식 형광 램프는 C관 형상 또는 U관 형상인 것을 특징으로 하는 조명 장치.

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