説明

平板蛍光ランプとこれを含む表示装置

【課題】ピンホールの発生が抑制される平板蛍光ランプ及びこれを含む表示装置を提供する。
【解決手段】本発明による平板蛍光ランプは、上部ガラス基板411と、上部ガラス基板411と対向接合されている下部ガラス基板421と、上部ガラス基板411と下部ガラス基板421の外部面に形成されている電極414、424と、上部ガラス基板411と電極414との間に形成されている誘電層413とを含むことを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は平板蛍光ランプとこれを含む表示装置に係わり、より詳しくは、ガラス基板と電極との間に誘電層を形成することによってピンホールの発生を減少させた平板蛍光ランプとこれを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、従来のCRTの代わりに、液晶表示装置(LCD)、PDP(plasma display panel)、OLED(organic light emitting diode)などの平板表示装置が多く開発されている。
【0003】
このうちの液晶表示装置は、薄膜トランジスター基板、カラーフィルター基板、そして両基板の間に液晶が注入されている液晶表示パネルを含む。液晶表示パネルは非発光素子であるため、薄膜トランジスター基板の後面には光を供給するためのバックライトユニットが位置する。バックライトユニットから照射された光は液晶の配列状態によって透過量が調整される。液晶表示パネルとバックライトユニットはシャーシー内に収容されている。
【0004】
バックライトユニットは、大きく、エッジタイプ(edge type)と直下タイプ(direct type)とに分けられる。このうちのエッジタイプは、冷陰極蛍光ランプ(CCFL)などの光源を導光板の側面に配置し、集光/拡散シートを上面に配置する方式である。直下タイプは、複数の光源を液晶表示パネルの下側に配置し、光源と液晶表示パネルとの間に集光/拡散フィルムを配置する方式である。しかし、このような方式はノートブックやモニターなど中小型大きさの液晶表示装置には適するが、テレビなど大型液晶表示装置には重量、厚さ、消費電力などの問題によって適しない。
【0005】
大型液晶表示装置に適した光源として平板蛍光ランプが開発されている。平板蛍光ランプのうちの外部電極平板蛍光ランプは、外部電極蛍光ランプ(EEFL)の原理を平面的に適用したものである。外部電極平板蛍光ランプは発光空間を形成する上部板及び下部板で構成されており、上部板及び下部板の外部面には電極が形成されている。上部板と下部板は各々ガラス基板を含んでおり、上部板のガラス基板は工程の単純化、真空維持、放電空間確保、及び重量減少のために下部板のガラス基板より厚さが薄く備えられる。
【0006】
外部電極平板蛍光ランプを駆動すると、上部板は下部板より容量が大きく形成され、これは上部板のガラス基板が下部板のガラス基板に比べて厚さが薄いためである。このように容量が大きく形成された上部板には下部板に比べて多くの電流が流れるようになって、ジュール加熱(joule heating)が集中的に発生する。
【0007】
上部板に集中されたジュール加熱は上部板の温度を増加させて、電極と上部板のガラス基板にピンホール(pinhole)を発生させる問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的は、ピンホールの発生が減少する平板蛍光ランプを提供することにある。
【0009】
本発明の他の目的は、ピンホールの発生が減少する平板蛍光ランプを含む表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
前記本発明の目的は、第1ガラス基板と、前記第1ガラス基板と対向して接合されている第2ガラス基板と、前記第1ガラス基板と前記第2ガラス基板の外部面に形成されている電極と、少なくとも前記第1ガラス基板とその外部面に形成されている前記電極との間に形成されている誘電層とを含む平板蛍光ランプによって達成される。
【0011】
前記第1ガラス基板は前記第2ガラス基板より厚く、前記誘電層は前記第1ガラス基板と前記電極との間に形成されているのが好ましい。
【0012】
前記誘電層はアルミナ、シリカ、及びフリットからなる群より選択されるいずれか一つで形成されるのが好ましい。
【0013】
前記誘電層の厚さは15μm〜40μmの範囲内であるのが好ましい。
【0014】
前記第1ガラス基板は複数の半円筒が並んで配置された形状であるのが好ましい。
【0015】
前記第1ガラス基板は長方形形状であり、前記電極は前記第1ガラス基板の対向する両辺に沿って形成されているのが好ましい。
【0016】
前記電極は前記第1ガラス基板の短辺に沿って形成されているのが好ましい。
【0017】
前記誘電層は前記電極の端部から前記電極長さの20〜40%まで延長されているのが好ましい。
【0018】
前記誘電層はスプレー法で形成されているのが好ましい。
【0019】
前記第1ガラス基板と前記第2ガラス基板は平板形態であり、前記第1ガラス基板と前記第2ガラス基板の間隔を維持させる隔壁をさらに含むのが好ましい。
【0020】
前記第1ガラス基板と前記第2ガラス基板との間に密封されている発光ガスをさらに含むのが好ましい。
【0021】
前記本発明の他の目的は、表示パネルと、前記表示パネルに向かっている第1ガラス基板と、前記第1ガラス基板と対向して接合されている第2ガラス基板と、前記第1ガラス基板と前記第2ガラス基板の外部面に形成されている電極と、少なくとも前記第1ガラス基板とその外部面に形成されている前記電極との間に形成されている誘電層とを有する平板蛍光ランプとを含む表示装置によって達成される。
【0022】
前記第1ガラス基板は前記第2ガラス基板より厚く、前記誘電層は前記第1ガラス基板と前記電極との間に形成されているのが好ましい。
【0023】
前記誘電層はアルミナ、シリカ、及びフリットからなる群より選択されるいずれか一つで形成されるのが好ましい。
【0024】
前記誘電層の厚さは15μm〜40μmの範囲内であるのが好ましい。
【0025】
前記第1ガラス基板は複数の半円筒が並んで配置された形状であるのが好ましい。
【0026】
前記第1ガラス基板は長方形形状であり、前記電極は前記第1ガラス基板の対向する両辺に沿って形成されているのが好ましい。
【0027】
前記液晶表示パネルの一側に付着されている駆動回路基板をさらに含み、前記誘電層は前記駆動回路基板に隣接した前記電極の端部から前記電極の長さの20〜40%まで延長されているのが好ましい。
【発明の効果】
【0028】
本発明によれば、ピンホールの発生が減少する平板蛍光ランプが提供される。
【0029】
また、ピンホールの発生が減少する平板蛍光ランプを含む液晶表示装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【0030】
以下、添付図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
【0031】
いろいろな実施形態において同一な構成要素に対しては同一な参照番号を付与し、同一な構成要素については第1実施形態で代表的に説明し、他の実施形態では省略することができる。
【0032】
また、以下の実施形態では表示装置として液晶表示装置を例に上げるが、本発明の平板蛍光ランプはこれに限定されず、他の表示装置の光源として用いられることができる。
【0033】
本発明の第1実施形態による平板蛍光ランプとこれを含む液晶表示装置を図1乃至図3を参照して説明する。
【0034】
図1は本発明の第1実施形態による平板蛍光ランプを含む液晶表示装置の分解斜視図である。図2は図1のII−II線による平板蛍光ランプの断面図であり、図3は図1のIII−III線による平板蛍光ランプの断面図である。
【0035】
液晶表示装置1は液晶表示パネル20、液晶表示パネル20の背面に位置した光学フィルム30、光学フィルム30に光を提供する平板蛍光ランプ40を含む。液晶表示パネル20、光学フィルム30、平板蛍光ランプ40は上部シャーシー10と下部シャーシー50に収容されている。
【0036】
液晶表示パネル20は、薄膜トランジスターが形成されている薄膜トランジスター基板21と、薄膜トランジスター基板21と対面しているカラーフィルター基板22とを含む。
【0037】
液晶表示パネル20は非発光素子であるため、背面に位置した平板蛍光ランプ40から光の供給を受けなければならない。薄膜トランジスター基板21の一側には駆動信号印加のための駆動部25が備えられている。駆動部25は軟性印刷回路基板(FPC)26、軟性印刷回路基板26に装着されている駆動チップ27、軟性印刷回路基板26の他側に連結されている駆動回路基板(driving PCB)28を含む。図示された駆動部25はCOF(chip on film)方式を示したものであり、TCP(tape carrier package)、COG(chip on glass)など公知の他の方式も可能である。
【0038】
液晶表示パネル20の背面に位置する光学フィルム30は、ベースフィルムと、ベースフィルム層の上にコーティングされているビード層とを含む。光学フィルム30は平板蛍光ランプ40からの光を拡散させて液晶表示パネル20に供給する。平板蛍光ランプ40は発光ガスが存在しなくて光が発生しない部分(B)が存在するため、光学フィルム30がない場合、画面に暗線が形成されることがある。
【0039】
光学フィルム30はその他にプリズムフィルム、反射偏光フィルム、保護フィルムなどをさらに含むことができる。
【0040】
平板蛍光ランプ40は、互いに密封されて発光空間440を形成する上部板410と下部板420とを含む。発光空間440には水銀/ネオンなどで構成される発光ガスが満たされている。
【0041】
上部板410は、上部ガラス基板(第1ガラス基板)411、上部ガラス基板411の内部面に形成されている上部発光層412、上部ガラス基板411の外部面に形成されている誘電層413、及び上部電極414を含む。
【0042】
上部ガラス基板411は構造化された(formed glass)形態であって、全体的に複数の半円筒が並んで配置されている波形状を有している。上部ガラス基板410は、発光空間440を形成するために上部に膨らんだ部分(A)と、真空維持と下部板420との接合のために陥没した部分(B)とを有している。
【0043】
上部発光層412は上部ガラス基板411の内部面全体にわたって形成されており、発光ガスから発生した紫外線を可視光線に変換させる。
【0044】
誘電層413は上部ガラス基板410の外部面の一部にのみ形成されている。上部ガラス基板410はほぼ長方形形態であり、誘電層413は上部ガラス基板410の両短辺に沿って形成されている。誘電層413はアルミナ、シリカ、またはフリットからなることができ、厚さd3は15μm〜40μmの範囲内であることができる。誘電層413はスプレー法、化学気相蒸着法などを利用して形成されることができる。
【0045】
誘電層413の上部には上部電極414が形成されている。上部電極414は誘電体413を覆っているが、実施形態とは異なって誘電体413中の一部は上部電極414に覆われていないこともある。上部電極414はアルミニウム、ニッケル、銀のように電気伝導度が優れた物質からなることができる。上部電極414も上部ガラス基板410の両短辺に沿って形成されている。上部電極414は不透過性であるので、上部電極414が形成された部分では光が供給されず、液晶表示パネル20の非表示領域に対応する。
【0046】
下部板420は、下部ガラス基板(第2ガラス基板)421、上部ガラス基板411の内部面に形成されている反射層422及び下部蛍光層423、下部ガラス基板421の外部面に形成されている下部電極424を含む。
【0047】
下部ガラス基板421は上部ガラス基板411と異なって平板形状を有している。下部ガラス基板421の厚さd2は、上部ガラス基板411の厚さd1より大きい。例えば、下部ガラス基板421の厚さd2は約1.1mm程度であり、上部ガラス基板411の厚さd1は約0.7mm程度であることができる。
【0048】
反射層422は発光空間で発生した光を反射させて、液晶表示パネル20に向かうようにする。下部蛍光層423は反射層422の上に形成されている。
【0049】
下部電極424は下部ガラス基板421の外部面の一部にのみ形成されている。下部電極424は上部電極414に対応するように形成されている。
【0050】
上部板410と下部板420は接合部430を通じて互いに接合されている。接合部430はフリットで形成されることができる。フリット(frit)は接着用粉末ガラスであって、SiO、TiO、PbO、PbTiO、Alなどからなる。
【0051】
以下、上部板410に備えられている誘電層413の機能について説明する。
【0052】
説明したように、上部ガラス基板411の厚さd1は下部ガラス基板421の厚さd2より小さい。これは、上部ガラス基板411はガラス成形(glass forming)を通じて製造され、成形の容易性及び効率向上のために薄い厚さのガラスを使用しなければならないためである。一方、上部ガラス基板411の厚さd1が大きくなると、液晶表示装置1が重くなる問題も発生する。
【0053】
容量(C)は次の通り定義される。
【0054】
【数1】

【0055】
ここで、εは誘電率、Aは面積、dは厚さを示す。
【0056】
上部ガラス基板411は下部ガラス基板421に比べて薄いながらも波形状によって面積は広いため、上部板410は下部板420に比べて容量が大きく形成される。
【0057】
一方、インピーダンス(Z)は次の通り定義される。
【0058】
【数2】

【0059】
ここで、Rは抵抗、fは電源の周波数を示す。
【0060】
式2はインピーダンスが容量に反比例することを示す。したがって、容量の大きい上部板410は下部板420に比べてインピーダンスが小さくなって、同じ電圧が印加される場合、さらに多くの電流が流れるようになる。これによって、上部板410にジュール加熱が集中して、上部ガラス基板411及び/または上部電極414にピンホールが発生する。
【0061】
本発明の第1実施形態によれば、上部ガラス基板411と上部電極414との間に誘電層413が形成されている。
【0062】
二つのキャパシタC1、C2が直列に連結されている場合、総容量Ctotalは以下の式で示される。
【0063】
【数3】

【0064】
これから、上部ガラス基板411と誘電層413を考慮した上部板410の容量は、上部ガラス基板411の容量または誘電層413の容量より小さくなることが分かる。つまり、上部板410の容量が減少し、インピーダンスが増加する。これによって、上部板410に集中した電流は下部板420に分散され、上部板410のピンホールの発生が減少する。下部板420は下部ガラス基板421の厚さd2の大きくてピンホールの発生が効果的に抑制される。また、下部板420は別途の放熱板を設置することによって温度上昇を抑制することが容易である。
【0065】
以下、実験データを参照して説明する。
【0066】
表1は誘電層413のない場合の上部板410と下部板420の電流及び電流密度を示したものであり、表2は誘電層413が形成された場合の上部板410と下部板420の電流及び電流密度を示したものである。誘電層413はAlをコーティングし、厚さは20μmであった。上部ガラス基板411の厚さは0.7mmであり、下部ガラス基板412の厚さは1.1mmであった。電流密度は電流値を電極の面積で割って得たものであり、上部電極414の面積は1.6cmであり、下部電極424の面積は1.3cmであった。
【0067】
【表1】

【0068】
【表2】

【0069】
表1と表2から、誘電層413の形成により、上部板410に集中した電流が下部板420に相当部分分散され、上部板410のジュール加熱も減少したことが分かる。
【0070】
平板蛍光ランプ1の初期駆動時、輝度飽和時間を短縮するために通常の駆動電流より大きな電流を印加する。このためには、上部板410でピンホールが発生する電流値が大きくなければならない。つまり、上部板410に印加可能な電流値が大きくなければならない。上部ガラス基板411と上部電極414との間に誘電層413を形成すれば、ピンホールが発生する電流値を増加させることができる。
【0071】
以下、図4及び図5を参照して本発明の第2実施形態による平板蛍光ランプを説明する。図4は本発明の第2実施形態による平板蛍光ランプの平面図であり、図5Aは図4のV−V線による平板蛍光ランプの断面図である。また、図5Bは、液晶表示装置1を立てたときの温度分布を示す図面である。
【0072】
第2実施形態による平板蛍光ランプ40の誘電体413は、上部ガラス基板411と上部電極414との間の一部にのみ形成されている。さらに詳しくは、上部電極414の上部端部から下部端部に向かって延長されている。ここで、上部電極414の上部端部は駆動回路基板28に隣接した端部、即ち、液晶表示装置1を立てて設置した時に上側に位置する方向をいう。誘電体413の延長長さl2は上部電極414の長さl1の20〜40%程度である。
【0073】
液晶表示装置1はほとんど立てられた状態で使用し、このとき、長方形形状である上部ガラス基板411の長辺が水平になる。
【0074】
液晶表示装置1を駆動すると平板蛍光ランプ40で熱が発生し、この熱は対流によって上部に移動して図5Bのように上部から約1/3位置で最も温度が高くなる。したがって、この地点で上部板410の温度が最も高く上昇するようになり、この部分に誘電層413を形成すればピンホールの発生を効果的に抑制することができる。
【0075】
図6は本発明の第3実施形態による平板蛍光ランプ40の断面図である。下部ガラス基板421と下部電極424との間にも誘電層425が形成されている。しかし、下部板420の誘電層425は上部板410の誘電層413に比べて厚さが薄く形成している。したがって、第1実施形態と同様の効果を期待することができる。
【0076】
図7は本発明の第4実施形態による平板蛍光ランプ40の分解斜視図であり、図8は本発明の第4実施形態による平板蛍光ランプ40の断面図である。
【0077】
第4実施形態による上部ガラス基板411は下部ガラス基板421のように平板形態である。但し、上部ガラス基板411の厚さd5は下部ガラス基板421の厚さd4より小さい。
【0078】
上部板410と下部板420との間には発光空間440の形成のための隔壁450が備えられている。隔壁450はフリットで形成されることができる。
【0079】
上部ガラス基板411と上部電極414との間に誘電層413が形成されていて、第1実施形態のような効果を期待することができる。第4実施形態によれば、上部電極414の面積と下部電極424の面積が同一であるため、上部板410への電流集中はさらに緩和される。
【0080】
以上本発明のいくつかの実施形態が図示されて説明されたが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する当業者であれば本発明の原則や精神から外れずに本実施形態を変形できることが分かる。本発明の範囲は添付された請求項とその均等物によって決められる。
【図面の簡単な説明】
【0081】
【図1】本発明の第1実施形態による平板蛍光ランプを含む液晶表示装置の分解斜視図である。
【図2】図1のII−II線による平板蛍光ランプの断面図である。
【図3】図1のIII−III線による平板蛍光ランプの断面図である。
【図4】本発明の第2実施形態による平板蛍光ランプの平面図である。
【図5A】図4のV−V線による平板蛍光ランプの断面図である。
【図5B】液晶表示装置の温度分布を示す図面である。
【図6】本発明の第3実施形態による平板蛍光ランプの断面図である。
【図7】本発明の第4実施形態による平板蛍光ランプの分解斜視図である。
【図8】本発明の第4実施形態による平板蛍光ランプの断面図である。
【符号の説明】
【0082】
1…液晶表示装置、
10…上部シャーシー、
20…液晶表示パネル、
21…薄膜トランジスター基板、
22…カラーフィルター基板、
25…駆動部、
26…軟性印刷回路基板、
27…駆動チップ、
28…駆動回路基板、
30…光学フィルム、
40…平板蛍光ランプ、
50…下部シャーシー、
410…上部板、
411…上部ガラス基板(第1ガラス基板)、
412…上部発光層、
413…誘電層、
414…上部電極、
420…下部板、
421…下部ガラス基板(第2ガラス基板)、
422…反射層、
423…下部蛍光層、
424…下部電極、
430…接合部、
440…発光空間。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
第1ガラス基板と、
前記第1ガラス基板と対向して接合されている第2ガラス基板と、
前記第1ガラス基板と前記第2ガラス基板の外部面に形成されている電極と、
少なくとも前記第1ガラス基板とその外部面に形成されている前記電極との間に形成されている誘電層と、
を含むことを特徴とする平板蛍光ランプ。
【請求項2】
前記第1ガラス基板は前記第2ガラス基板より厚く、
前記誘電層は前記第1ガラス基板と前記電極との間に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の平板蛍光ランプ。
【請求項3】
前記誘電層は、アルミナ、シリカ及びフリットからなる群より選択されるいずれか一つで形成されることを特徴とする請求項1に記載の平板蛍光ランプ。
【請求項4】
前記誘電層の厚さは、15μm〜40μmの範囲内であることを特徴とする請求項1に記載の平板蛍光ランプ。
【請求項5】
前記第1ガラス基板は、複数の半円筒が並んで配置された形状であることを特徴とする請求項1に記載の平板蛍光ランプ。
【請求項6】
前記第1ガラス基板は長方形形状であり、
前記電極は前記第1ガラス基板の対向する両辺に沿って形成されていることを特徴とする請求項1に記載の平板蛍光ランプ。
【請求項7】
前記電極は、前記第1ガラス基板の短辺に沿って形成されていることを特徴とする請求項6に記載の平板蛍光ランプ。
【請求項8】
前記誘電層は、前記電極の端部から前記電極長さの20〜40%まで延長されていることを特徴とする請求項6に記載の平板蛍光ランプ。
【請求項9】
前記誘電層は、スプレー法で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の平板蛍光ランプ。
【請求項10】
前記第1ガラス基板と前記第2ガラス基板は平板形態であり、
前記第1ガラス基板と前記第2ガラス基板の間隔を維持させる隔壁をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の平板蛍光ランプ。
【請求項11】
前記第1ガラス基板と前記第2ガラス基板との間に密封されている発光ガスをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の平板蛍光ランプ。
【請求項12】
表示パネルと、
前記表示パネルに向かっている第1ガラス基板と、前記第1ガラス基板と対向接合されている第2ガラス基板と、前記第1ガラス基板と前記第2ガラス基板の外部面に形成されている電極と、少なくとも前記第1ガラス基板とその外部面に形成されている前記電極との間に形成されている誘電層とを有する平板蛍光ランプと
を含むことを特徴とする表示装置。
【請求項13】
前記第1ガラス基板は前記第2ガラス基板より厚く、
前記誘電層は前記第1ガラス基板と前記電極との間に形成されていることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
【請求項14】
前記誘電層は、アルミナ、シリカ及びフリットからなる群より選択されるいずれか一つで形成されることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
【請求項15】
前記誘電層の厚さは、15μm〜40μmの範囲内であることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
【請求項16】
前記第1ガラス基板は、複数の半円筒が並んで配置された形状であることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
【請求項17】
前記第1ガラス基板は長方形形状であり、
前記電極は前記第1ガラス基板の対向する両辺に沿って形成されていることを特徴とする請求項12に記載の表示装置。
【請求項18】
前記液晶表示パネルの一側に付着されている駆動回路基板をさらに含み、
前記誘電層は前記駆動回路基板に隣接した前記電極の端部から前記電極の長さの20〜40%まで延長されていることを特徴とする請求項17に記載の表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5A】
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【図5B】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2007−12601(P2007−12601A)
【公開日】平成19年1月18日(2007.1.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−152340(P2006−152340)
【出願日】平成18年5月31日(2006.5.31)
【出願人】(390019839)三星電子株式会社 (8,520)
【氏名又は名称原語表記】Samsung Electronics Co.,Ltd.
【Fターム(参考)】