(19)대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)

(51) 。Int. Cl.
H01J 61/04 (2006.01)
H01J 61/067 (2006.01)
H01J 61/02 (2006.01)
(11) 공개번호
(43) 공개일자
10-2007-0033348
2007년03월26일
(21) 출원번호 10-2006-7025863
(22) 출원일자 2006년12월08일
심사청구일자 없음
번역문 제출일자 2006년12월08일
(86) 국제출원번호 PCT/IB2005/051458 (87) 국제공개번호 WO 2005/109468
국제출원일자 2005년05월04일 국제공개일자 2005년11월17일
(30) 우선권주장 04102020.7 2004년05월11일 유럽특허청(EPO)(EP)
(71) 출원인 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
네덜란드 엔엘-5621 베에이 아인드호펜 그로네보드세베그 1
(72) 발명자 드 만, 롤프, 이.
네덜란드 엔엘-5656 에이에이 아인드호펜 프로프. 홀스트란 6 내
(74) 대리인 주성민
백만기
이중희
전체 청구항 수 : 총 10 항
(54) 저압 수은 증기 방전 램프 및 디스플레이 장치
(57) 요약
저압 수은 증기 방전 램프는 제1 또는 제2 동작 모드로 동작할 수 있다. 방전 램프는 방전 공간(8)을 둘러싼 방전 용기(1)
를 갖는다. 방전 용기(1)의 제1 단부에는 제1 전극(12) 및 제1 애노드(13)가 서로 인접하여 제공된다. 방전 용기의 제2 단
부(21)에는 제2 전극(22) 및 제2 애노드(23)가 서로 인접하여 제공된다. 방전 램프가 제1 동작 모드로 동작하는 동안, 방
전은 제1 전극과 제2 애노드 간, 및제2 전극과 제1 애노드 간에서 교대하여 유지된다. 방전 램프가 제2 동작 모드로 동작
하는 동안, 방전은 제1 전극과 제1 애노드 간, 및 제2 전극과 제2 애노드 간에서 교대하여 유지된다.
대표도
도 2a
특허청구의 범위
공개특허 10-2007-0033348
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청구항 1.
제1 또는 제2 동작 모드로 동작할 수 있는 저압 수은 증기 방전 램프로서,
비활성 기체 혼합물 및 수은이 제공된 방전 공간(8)을 기밀(gastight)하게 둘러싸고 있는 투광형 방전 용기(1)를 포함하고,
상기 방전 용기(1)의 제1 단부(11)에는 상기 방전 공간(8)에 배치된 제1 전극(12)이 제공되고,
제1 애노드(13)가 상기 제1 전극(12) 부근의 상기 방전 공간(8)에 배치되고,
상기 방전 용기(1)의 제2 단부(21)에는 상기 방전 공간(8)에 배치된 제2 애노드(23)가 제공되고,
상기 방전 램프가 상기 제1 동작 모드로 동작하는 동안, 방전은 상기 제1 전극(12)과 상기 제2 애노드(23) 간에 유지되고,
상기 방전 램프가 상기 제2 동작 모드로 동작하는 동안, 방전은 상기 제1 전극(12)과 상기 제1 애노드(13) 간에 유지되는
저압 수은 증기 방전 램프.
청구항 2.
제1항에 있어서, 상기 제1 애노드(13)는 제1 다이오드(16)를 통해 상기 제1 전극(12)에 접속되는 저압 수은 증기 방전 램
프.
청구항 3.
제1항에 있어서, 상기 제2 단부(21)에는 상기 방전 공간(8)에 배치된 제2 전극(22)이 제공되고,
상기 제2 전극(22)은 상기 제2 애노드(23) 부근에 배치되고,
상기 방전 램프가 상기 제1 동작 모드로 동작하는 동안, 방전은 상기 제1 전극(12)과 상기 제2 애노드(23) 간과, 상기 제2
전극(22)과 상기 제1 애노드(13) 간에서 교대하여 유지되고,
상기 방전 램프가 상기 제2 동작 모드로 동작하는 동안, 방전은 상기 제1 전극(12)과 상기 제1 애노드(13) 간과, 상기 제2
전극(22)과 상기 제2 애노드(23) 간에서 교대하여 유지되는 저압 수은 증기 방전 램프.
청구항 4.
제3항에 있어서, 상기 제1 애노드(13)는 제1 다이오드(16)를 통하여 상기 제1 전극(12)에 접속되고, 상기 제2 애노드(23)
는 제2 다이오드(26)를 통하여 상기 제2 전극(22)에 접속되는 저압 수은 증기 방전 램프.
청구항 5.
제3항에 있어서, 상기 제1 단부(11) 및 상기 제2 단부(21) 부근에서의 상기 방전 용기(1)에는 발광 재료가 없는 저압 수은
증기 방전 램프.
청구항 6.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 방전 용기(1)는 관형(tubular) 주요부(2), 제1 관형 부가부(3) 및 제2 관형
부가부(4)를 포함하고,
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상기 제1 관형 부가부(3) 및 상기 제2 관형 부가부(4)는 상기 관형 주요부(2)의 각 끝에 인접하여 배치되고,
상기 제1 관형 부가부(3) 및 상기 제2 관형 부가부(4)는 각각 제1 관형 상호접속 수단(5) 및 제2 관형 상호접속 수단(6)을
통해 상기 관형 주요부(2)에 접속되고,
상기 방전 용기(1)의 상기 제1 단부(11) 및 상기 제2 단부(21)는 상기 제1 관형 부가부(3) 및 상기 제2 관형 부가부(4) 내
에 배치되는 저압 수은 증기 방전 램프.
청구항 7.
제6항에 있어서, 상기 제1 관형 부가부(3) 및 제2 관형 부가부(4)에는 발광 재료가 없는 저압 수은 증기 방전 램프.
청구항 8.
제6항에 있어서, 상기 제1 관형 상호접속 수단(5) 및 제2 관형 상호접속 수단(6)은 브리지부(bridge portion) 또는 벤트부
(bent portion)를 포함하는 저압 수은 증기 방전 램프.
청구항 9.
복수의 디스플레이 라인을 포함하며, 관련 그룹의 디스플레이 라인들을 조명하기 위하여 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항
에 기재된 적어도 하나의 저압 수은 증기 방전 램프, 및 제어 유닛을 포함하는 디스플레이 장치로서,
상기 제어 유닛은 상기 디스플레이 장치의 주사 주파수에 대응하는 전환 주파수로, 상기 저압 수은 증기 방전 램프를 제1
동작 모드와 제2 동작 모드 간에서 전환시키도록 동작하고,
상기 저압 수은 증기 방전 램프는 상기 관련 그룹의 디스플레이 라인들의 주사 동안 상기 제2 동작 모드에 있는 디스플레
이 장치.
청구항 10.
제9항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 저압 수은 증기 방전 램프를, 상기 디스플레이 라인의 주사보다 소정의 제1 기간만
큼 전에 상기 제2 동작 모드로 전환시키고, 상기 디스플레이 라인의 주사보다 소정의 제2 기간만큼 후에 상기 제1 동작 모
드로 전환시키는 디스플레이 장치.
명세서
기술분야
본 발명은 제1 또는 제2 동작 모드로 동작할 수 있는 저압 수은 증기 방전 램프에 관한 것이다.
본 발명은 또한 디스플레이 장치를 조명하기 위한 적어도 하나의 저압 수은 증기 방전 램프를 포함하는 디스플레이 장치에
관한 것이다.
배경기술
수은 증기 방전 램프에서, 수은은 자외선(UV) 광의 (효율적인) 발생을 위한 주된 구성요소를 이룬다. UV를 다른 파장, 예
를 들어 태닝 목적(썬 패널 램프)을 위한 UV-A 및 UV-B, 또는 일반적인 조명 목적이나 조명 디스플레이 장치를 위한 가
시광으로 변환하기 위하여, 발광 재료를 포함하는 발광층이 방전 용기(discharge vessel)의 내벽에 존재할 수 있다. 그러
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므로, 그러한 방전 램프는 형광 램프라고도 칭해진다. 저압 수은 증기 방전 램프의 방전 용기는 통상적으로 원형이며, 길고
컴팩트한 통합체들을 포함한다. 일반적으로, 컴팩트한 형광 램프의 관형(tubular) 방전 용기는 비교적 작은 직경을 갖는 비
교적 짧고 곧은 부분들의 집합을 포함하며, 그 곧은 부분들은 소위 브리지부에 의해, 또는 소위 벤트부(bent part)를 통해
함께 연결되어 있다. 일반적으로, 방전 공간 내에 방전을 유지하기 위한 수단은, 그 방전 공간 내에 배치된 전극이다.
저압 수은 증기 방전 램프는 복수의 디스플레이 라인을 포함하는 디스플레이 장치들에서 백라이트로서 자주 사용된다. 그
러한 디스플레이 장치의 예로는, 액정 디스플레이(LCD) 장치가 있다. 그러한 디스플레이 장치는 랩탑 및 텔레비젼 수상기
와 같은 다양한 응용분야에서 사용된다.
특허 출원 US-A 2002/0130830호는 광원으로서 (냉음극) 형광 램프를 이용하고 적응적 휘도 강화 기능을 갖는 액정 디스
플레이(LCD) 장치 및 그 구동 방법을 개시하고 있다. 타이밍 제어기는 외부로부터 제공되는 화상 데이터의 특징들을 조사
하여, 그것이 동영상인 것으로 밝혀진 경우에는, 그 화상 데이터로부터 요구되는 휘도 레벨을 결정하고, 휘도 레벨 제어 신
호를 출력하며, 정지 화상인 것으로 밝혀진 경우에는, 소정의 휘도 신호를 출력한다. 백라이트 구동기는, 타이밍 제어기에
의해 고휘도 레벨 구동의 휘도 제어 신호가 제공되는 경우에는 고전위의 백라이트 구동 전압을 백라이트 유닛에 출력하고,
일정한 휘도 신호가 입력되는 경우에는 일정한 레벨의 휘도 신호를 출력한다. 그 결과, 디스플레이되는 화면 중에서 복수
의 부분을 선택하고, 화상 데이터의 변화를 추적 및 감시하는 것에 의하여, 화상의 특징이 정의되며, 백라이트의 휘도 레벨
및 감마 전압 레벨의 출력을 제어하기 위하여 휘도 강화 기능의 적용 조건이 결정된다. 따라서, 디스플레이 화면의 컨트라
스트가 향상되고, 전력 소비가 감소된다.
공지된 디스플레이 장치의 단점은, 저압 수은 증기 방전 램프가 한정된 수명을 갖는다는 것이다.
발명의 상세한 설명
본 발명은 상기의 단점을 완전히 또는 부분적으로 해소하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따르면, 제1 또는 제2 동작 모
드로 동작할 수 있는 컴팩트한 저압 수은 증기 방전 램프는,
비활성 기체 혼합물과 수은이 제공된 방전 공간을 기밀(airtight)하게 둘러싸고 있는 투광형 방전 용기를 포함하며,
방전 용기의 제1 단부에는 방전 공간 내에 배치된 제1 전극이 제공되고,
제1 전극 부근의 방전 공간 내에 제1 애노드가 배치되고,
방전 용기의 제2 단부에는 방전 공간 내에 배치된 제2 애노드가 제공되며,
방전 램프가 제1 동작 모드로 동작하고 있는 동안에는 제1 전극과 제2 애노드 간에서 방전이 유지되고,
방전 램프가 제2 동작 모드로 동작하고 있는 동안에는 제1 전극과 제1 애노드 간에서 방전이 유지된다.
본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프는, 동작 시에, 제1 동작 모드이거나 제2 동작 모드이다. 제1 동작 모드에서, 방전
용기 내에서의 방전은 제1 전극과 제2 애노드 간에 유지된다. 제1 동작 모드에서, 방전 용기 내의 방전은 방전 용기의 제1
부분과 제2 부분 간에서 연장되고, 이것은 실질적으로 방전 용기의 전체 길이에 걸친 방전에 대응한다. 제2 동작 모드에서,
방전은 제1 전극과 제1 애노드 간에서 유지된다. 제1 전극과 제1 애노드 둘다가 방전 용기의 제1 단부에 배치되므로, 방전
램프가 제2 동작 모드로 동작할 때, 방전 용기 내에서의 방전은 방전 용기의 제1 단부에 위치된다. 제2 동작 모드에서는,
실질적으로 방전 용기의 전체 길이에 걸친 방전이 존재하지 않는다. 본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프에서는, 제1
또는 제2 동작 모드에서 방전 램프 내의 전극의 세팅에 변화가 없다.
공지된 저압 수은 증기 방전 램프에서, 방전 램프가 제1 동작 모드로 동작하는 동안에는 방전 용기 내의 방전이 온되고, 방
전 램프가 제2 동작 모드로 동작하는 동안에는 방전이 오프된다. 방전 램프가 소정 기간 동안(일반적으로 약 2-4ms보다
길게) 완전히 오프되면, 방전 램프가 다시 온될 때에 방전이 재점화되어야만 한다. 저압 수은 증기 방전 램프의 온/오프는,
방사체 공핍(emitter depletion)의 증가로 인해 전극에 해가 된다. 방사체 공핍은 공지된 저압 수은 증기 방전 램프의 수명
을 단축시킨다. 이러한 문제를 극복하기 위한 한 방법은, 제2 동작 모드에서 방전 램프 내의 방전을 완전히 오프시키지 않
되, 전극의 가열 상태를 유지하면서, 제2 동작 모드 동안의 소위 "킵-얼라이브(keep-alive)" 전류를 비교적 작게 유지하는
것이다. 그러나, 이것은 제1 동작 모드로 동작하는 방전 램프와 제2 동작 모드로 동작하는 방전 램프 간의 컨트라스트 비를
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감소시킨다 ("온"과 "오프" 간의 컨트라스트를 저하시킨다). 또한, 전극은 상대적으로 극단적인 2가지의 전류 세팅에서, 즉
방전 램프가 제1 동작 모드로 동작하는 동안의 상대적으로 매우 높은 전류와, 방전 램프가 제2 동작 모드로 동작하는 동안
의 상대적으로 매우 낮은 전류("킵-얼라이브" 전압)에서, 수명과 관련하여 최적으로 동작할 수 있어야만 한다.
본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프에서, 전극은 방전 램프가 제1 동작 모드로 동작하고 있는지, 또는 방전 램프가 제
2 동작 모드로 동작하고 있는지에 상관없이, 실질적으로 동일한 조건하에서 동작한다.
본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 바람직한 실시예는, 제1 애노드가 제1 다이오드를 통해 제1 전극에 접속되는
것을 특징으로 한다. 이러한 바람직한 실시예에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 전극은 음극으로서 기능하며, 이 기능을
위해 최적으로 설계될 수 있다.
정상적으로, 방전 용기에는 2개의 전극이 제공되며, 전극들 각각은 방전 용기의 각 단부에 배치된다. 이 때문에, 본 발명에
따른 저압 수은 증기 방전 램프의 다른 실시예는, 방전 공간 내에 배치된 제2 전극이 제2 단부에 제공되며, 제2 전극은 제2
애노드의 부근에 배치되고, 방전 램프가 제1 동작 모드로 동작하는 동안에는 제1 전극과 제2 애노드 간, 및 제2 전극과 제
1 애노드 간에서 교대하여 방전이 유지되고, 방전 램프가 제2 동작 모드로 동작하는 동안에는 제1 전극과 제1 애노드 간,
및 제2 전극과 제2 애노드 간에서 겨대하여 방전이 유지되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 바람직한 실시예는, 제1 애노드가 제1 다이오드를 통해 제1 전극에 접속되고,
제2 애노드가 제2 다이오드를 통해 제2 전극에 접속되는 것을 특징으로 한다.
방전 램프가 제1 동작 모드로 동작하는 동안, 방전 램프 내의 전류는 제1 전류 위상 동안 제1 다이오드 및 제1 애노드를 통
해 제2 전극으로 흐른다. 다른 전류 위상 동안, 방전 램프 내의 전류는 제2 다이오드 및 제2 애노드를 통해 제1 전극으로
흐른다. 이 경우, 제1 애노드와 제2 애노드 간의 방전 용기 내에 AC 방전이 존재한다. 또한, 방전 용기의 제2 단부에서의
제1 전류 위상 동안에는 제2 애노드와 제2 전극 간의 방전 용기 내에서 의사(quasi) DC 방전이 존재하고, 방전 용기의 제1
단부에서의 다른 전류 위상 동안에는 제1 애노드와 제1 전극 간의 방전 용기 내에서 의사 DC 방전이 존재한다. 방전 램프
가 제1 동작 모드로 동작하는 동안, 전체 방전 램프가 광을 방출한다.
방전 램프가 제2 동작 모드로 동작하는 동안, 방전 램프 내의 전류는 제1 전류 위상 동안 제1 다이오드 및 제2 애노드를 통
하여 제2 전극으로 흐른다. 다른 전류 위상 동안, 방전 램프 내의 전류는 제2 다이오드 및 제1 다이오드를 통해 제1 전극으
로 흐른다. 이 경우, 제1 애노드와 제2 애노드 간에는 방전 용기 내의 방전이 존재하지 않는다. 그러나, 방전 용기의 제2 단
부에서는 제1 전류 위상 동안 제2 애노드와 제2 전극 간의 방전 용기 내에서 의사 DC 방전이 여전히 존재하고, 방전 용기
의 제1 단부에서는 다른 전류 위상 동안 제1 애노드와 제1 전극 간의 방전 용기 내에서 의사 DC 방전이 여전히 존재한다.
방전 램프가 제2 동작 모드로 동작할 때, 방전 램프는 제1 전극과 제2 전극 간에서 광을 방출하지 않는다. 방전 램프가 제2
동작 모드로 동작할 때, 방전 램프의 대부분은 광을 방출하지 않는다.
제1 동작 모드 또는 제2 동작 모드로 동작하는 방전 램프 간에서, 전극 세팅에는 변화가 없다. 본 발명에 따른 방전 램프에
서, 방전 램프가 제1 동작 모드로 동작하든 제2 동작 모드로 동작하든 간에, 전극은 고정된 체제로 동작한다. 제1 및 제2
다이오드를 제공하는 것의 다른 이점은, 제1 및 제2 전극이 음극으로 기능하며, 이러한 기능을 위하여 최적으로 설계될 수
있다는 것이다.
본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 바람직한 실시예는, 제1 및 제2 단부 부근의 방전 용기에는 발광 재료가 없는
것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 바람직한 실시예는, 방전 용기가 관형 주요부와, 제1 및 제2 관형 부가부를 포
함하며, 제1 및 제2 관형 부가부가 관형 주요부의 각 끝에 인접하여 배치되고, 제1 및 제2 관형 부가부가 각각 제1 및 제2
관형 상호접속 수단을 통해 관형 주요부에 접속되며, 방전 용기의 제1 및 제2 단부가 제1 및 제2 관형 부가부에 배치되는
것을 특징으로 한다. 이 실시예는 저압 수은 증기 방전 램프가 디스플레이 장치를 조명하기 위해 사용되고, 그 디스플레이
장치 상의 화상의 균일한 조명이 요구되는 경우에 특히 바람직하다. 일반적으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 복수
의 저압 수은 증기 방전 램프는 소위 백라이트 조명 시스템에서 사용된다. 제1 및 제2 관형 부가부는 디스플레이 장치 상에
디스플레이된 화상의 반대쪽을 향하는 디스플레이 장치의 면에서 백라이트 조명 시스템 내에 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 바람직한 실시예는, 제1 및 제2 관형 부가부에는 발광 재료가 없는 것을 특징
으로 한다. 저압 수은 증기 방전 램프가 제2 동작 모드일 때, 제1 및 제2 관형 부가부는 실질적으로 광을 방출하지 않는다.
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바람직하게는, 제1 및 제2 관형 상호접속 수단은 브리지부 또는 벤트부를 포함한다.
또한, 본 발명은 디스플레이 장치를 조명하기 위하여 적어도 하나의 저압 수은 증기 방전 램프를 포함하는 디스플레이 장
치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 디스플레이 장치는 복수의 디스플레이 라인을 포함하고, 관련 그룹의 디스플레이 라
인들을 조명하기 위하여 상기에서 설명된 대로의 적어도 하나의 저압 수은 증기 방전 램프, 및 제어 유닛을 포함하고, 제어
유닛은 디스플레이 장치의 주사 주파수에 대응하는 전환 주파수로, 저압 수은 증기 방전 램프를 제1 동작 모드와 제2 동작
모드 간에서 전환시키도록 동작할 수 있고, 저압 수은 증기 방전 램프는 관련 그룹의 디스플레이 라인들의 주사 동안 제2
동작 모드에 있는 것을 특징으로 한다. 저압 수은 증기 방전 램프를, 디스플레이 장치의 주사 주파수에 대응하는 전환 주파
수로 제1 동작 모드와 제2 동작 모드 간에서 전환시키는 것의 이점은, 특히 액정 디스플레이 장치에서, 디스플레이 장치의
모션 아티팩트(motion artifact)가 실질적으로 감소된다는 것이다. 디스플레이 장치가 관련 그룹의 디스플레이 라인들을
주사할 때, 저압 수은 증기 방전 램프는 제2 동작 모드에 있다. 저압 수은 증기 방전 램프의 이와 같은 전환은 "주사 백라이
트(scanning backlight)"로도 알려져 있다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치의 바람직한 실시예는, 제어 유닛이 저압 수은 증기 방전 램프를, 디스플레이 라인의 주사
보다 소정의 제1 기간 tb만큼 전에 제2 동작 모드로 전환시키고, 디스플레이 라인의 주사보다 소정의 제2 기간 ta 만큼 전
에 제1 동작 모드로 전환시키도록 동작하는 것을 특징으로 한다.
여기에 개시된 것과 그 이외의 본 발명의 양태들은 이하에 설명된 실시예들을 참조하여 분명하고 명확해질 것이다.
실시예
도 1a 및 도 1b는 제1 동작 모드(도 1a) 또는 제2 동작 모드(도 1b)로 동작할 수 있는 저압 수은 증기 방전 램프의 제1 실
시예를 개략적으로 도시한 것이다. 방전 램프는 비활성 기체 혼합물과 수은이 제공된 방전 공간(8)을 기밀하게 둘러싸고
있는 투광형 방전 용기(1)를 포함한다.
도 1a 및 도 1b의 예에서, 방전 용기(1)의 내측 표면의 일부가 형광 재료를 갖는 층(30)으로 코팅된다. 더 상세하게는, 제1
단부(11)와 제2 단부(21) 부근에서의 방전 용기(1)에는 발광 재료가 없다. 저압 수은 증기 방전 램프가 제2 동작 모드로 동
작할 때, 방전 램프에 의한 가시광 출력은 거의 존재하지 않을 것이다.
방전 용기(1)는 방전 공간(8) 내에 배치된 (제1) 전극(12)이 제공된 제1 단부(11)를 갖는다. 전극(12)에 접속된 전류-공급
도선은 제1 단부(11)를 통해 방전 용기(1)의 외부로 나온다. 또한, 제1 애노드(13)는 방전 공간(8) 내에서 (제1) 전극(12)
의 부근에 배치된다. 제1 애노드(13)로부터 방전 용기의 외부로의 다른 전류-공급 도선은, 바람직하게는 그 다른 전류-공
급 도선 둘레에 유리관(도시되지 않음)을 제공함으로써 전기적으로 고립되는 것이 바람직하다. 애노드는 금속으로 이루어
지며, 막대기, 금속 시트, 금속 링, 또는 방사체 재료를 갖거나 갖지 않는 "통상의" 전극의 형상을 가질 수 있다. 방전 용기
(1)의 반대쪽 끝은 방전 공간(8) 내에 배치된 제2 애노드(23)가 제공된 제2 단부(21)를 갖는다. 제1 동작 모드로 동작 중인
방전 램프를 도시하고 있는 도 1a의 예에서, 방전은 제1 전극(12)과 제2 애노드(23) 간에서 유지된다. 제2 동작 모드의 방
전 램프를 도시하고 있는 도 1b의 예에서, 방전은 제1 전극(12)과 제1 애노드(13) 간에서 유지된다.
도 1a 및 도 1b에 도시된 저압 수은 증기 방전 램프의 실시예에서는, 단 하나의 전극(참조 번호 12)만이 존재한다. 또한, 도
1a 및 도 1b는 저압 수은 증기 방전 램프의 동작을 매우 개략적으로만 도시하고 있다. 저압 수은 증기 방전 램프가 도 1a
및 도 1b에 도시된 것과 같이 동작하면, DC 방전이 발생한다. 전원(17)은 제1 전극(12)에 전력을 공급한다. 제1 전극(12)
을 제2 애노드(23)에 접속시키는 안정기(35)가 제공된다. 바람직하게는, 저항(36)은 방전 램프의 회로 내에 배치된다. 제1
애노드(13)는 스위치 S를 통해 제2 애노드(23)에 접속된다. 스위치 S는 방전 램프가 제1 동작 모드로 동작 중일 때 개방되
고(도 1a), 방전 램프가 제2 동작 모드로 동작 중일 때 폐쇄된다(도 1b).
방전 램프가 제1 동작 모드로 동작할 때, 방전은 (제1) 전극(12)과 제2 애노드(23) 간에 위치된다. 도 1a에서, 이것은 제1
전극(12)과 제2 애노드(23) 간의 굵은 양방향 화살표로 표시되어 있다. 단 하나의 전극만이 존재하는 경우, 방전 램프는 방
전이 항상 제2 애노드(23)로부터 (제1) 전극(12)으로 발생하도록 하는 DC 조건하에서 동작되는 것이 바람직하다. 이러한
방식으로, 제1 전극의 수명이 개선된다.
(제1) 전극(12)과 제1 애노드(13) 둘다가 방전 용기(1)의 제1 단부(11)에 배치되므로, 방전 램프가 제2 동작 모드로 동작
할 때(도 1b)의 방전 용기(1) 내에서의 방전은 방전 용기(1)의 제1 단부(11)에 위치된다. 도 1b에서, 이것은 제1 애노드
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(13)와 (제1) 전극(12) 간에 굵은 화살표로 표시되어 있다. 제2 동작 모드에서, 실질적으로 방전 용기의 전체 길이에 걸친
방전은 존재하지 않는다. 본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프에서, 방전 램프가 제1 동작 모드에서 동작하든 제2 동
작 모드에서 동작하든 간에, (제1) 전극(12)의 세팅은 변화하지 않는다.
본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 높은 광 출력을 얻기 위하여, 공지된 저압 수은 증기 방전 램프의 소위 "냉음극
" 전극을 대신하여, 가열된 음극(heated cathode)이 전극으로서 사용된다.
도 2a 및 도 2b는 제1 동작 모드(도 2a) 또는 제2 동작 모드(도 2b)로 동작할 수 있는 저압 수은 증기 방전 램프의 제2 실
시예의 단면도를 개략적으로 도시한 것이다. 저압 수은 증기 방전 램프가 도 2a 및 도 2b에 도시된 것과 같이 동작하면,
AC 방전이 발생한다. 도 2a 및 도 2b에 도시된 상황에서는, 방전 용기 내에 2개의 전극이 존재한다. 더 상세하게는, 제2
전극(22)이 제2 단부(21)에서 방전 공간(8) 내에 배치된다. 제2 전극(22)은 제2 애노드(23)의 부근에 배치된다. 바람직하
게는, 제1 애노드(13)는 제1 다이오드(16)를 통하여 제1 전극(12)에 접속되고, 제2 애노드(23)는 제2 다이오드(26)를 통
하여 제2 전극(22)에 접속된다.
방전 램프가 제1 동작 모드로 동작하는 동안(도 2a, 스위치 S가 개방됨), 방전은 제2 애노드(23)와 제1 전극(12) 간[도 2a
에서 제1 전극(12)을 향하는 굵은 화살표로 표시되어 있음]과, 제1 애노드(13)와 제2 전극(22) 간[도 2a에서 제2 전극
(22)을 향하는 굵은 화살표로 표시되어 있음]에서 교대하여 유지된다. 방전 램프가 제2 동작 모드로 동작하는 동안(도 2b,
스위치 S가 폐쇄됨), 방전은 제1 애노드(13)와 제1 전극(12) 간(도 2b에서 제1 전극(12)을 향하는 굵은 화살표로 표시되
어 있음]과, 제2 애노드(23)와 제2 전극(22) 간[도 2b에서 제2 전극(22)을 향하는 굵은 화살표로 표시되어 있음]에서 교
대하여 유지된다.
제1 전극(12)과 제1 애노드(13) 둘다가 방전 용기(1)의 제1 단부(11)에 배치되고, 또한 제2 전극(22)과 제2 애노드(23) 둘
다가 제2 단부(21)에 배치되므로, 방전 램프가 제2 동작 모드로 동작할 때(도 2b)의 방전 용기(1) 내에서의 방전은, 방전
용기(1)의 제1 단부(11)와 제2 단부(21)에서 교대하여 위치된다. 본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프에서, 방전 램프
가 제1 동작 모드로 동작하든 아니면 제2 동작 모드로 동작하든 간에, 제1 전극(12)의 세팅과 제2 전극(22)의 세팅에는 변
화가 없다. 이러한 방식으로, 전극들(12, 22)의 수명이 상당히 개선된다. 제2 동작 모드에서, 제1 전극(12)과 제1 애노드
(13) 간의 방전과, 제2 전극(2)과 제2 애노드(23) 간의 방전은 준 DC 방전이다.
도 2a 및 도 2b의 예에서, 방전 용기(1)의 내측 표면의 일부는 형광 재료의 층(30)으로 코팅된다. 더 상세하게는, 제1 단부
(11) 및 제2 단부(21) 부근의 방전 용기(1)에는 발광 재료가 없다. 저압 수은 증기 방전 램프가 제2 동작 모드로 동작할 때,
방전 램프에 의한 가시광 출력은 거의 존재하지 않을 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 제3 실시예의 단면도를 제1 동작 모드(스위치 S가 개방됨)에서 개략적
으로 도시한 것이다. 도 3의 예에서, 방전 용기(1)는 관형 주요부(2)와 제1 및 제2 관형 부가부(3, 4)를 포함한다. 관형 주
요부(2)에는 발광 재료의 층(30)이 제공된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 관형 부가부(3, 4)에는 발광 재료가 없다. 다른 실
시예에서, 제1 및 제2 관형 부가부(3, 4)는 불투명 코팅으로 덮여진다. 상기 코팅은 바람직하게는 불투명하고, 보호 성질을
갖는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 관형 부가부(3, 4)는 관형 주요부(2)의 각 끝에 인접하여 배치된다. 바람직하게는, 제1 및 제2 관형 부가부(3,
4)는 관형 주요부(2)에 평행하게 배치된다. 또한, 제1 및 제2 관형 부가부(3, 4)는 각각 제1 및 제2 관형 상호접속 수단(5,
6)을 통해 관형 주요부(2)에 접속된다. 도 3의 예에서, 제1 및 제2 관형 상호접속 수단(5, 6)은 브리지부를 포함한다. 다른
실시예에서는, 제1 및 제2 관형 부가부를 관형 주요부에 상호접속시키기 위하여 벤트부가 이용된다.
도 3의 예에서, 제1 전극(12) 및 제1 애노드(13)는 제1 관형 부가부(3)에 배치되고, 제2 전극(22) 및 제2 애노드(23)는 제
2 관형 부가부(4)에 배치된다. 제1 동작 모드에서(스위치 S가 개방됨), 방전은 제2 애노드(23)와 제1 전극(12) 간과, 제1
애노드(13)와 제2 전극(22) 간에서 교대하여 유지된다. 제1 동작 모드에서, 방전 램프는 관형 주요부(2)의 전체 길이에 걸
쳐서 가시광을 방출한다. 방전 램프가 제2 동작 모드로 동작하는 동안(스위치 S가 폐쇄됨, 도 3에는 도시되어 있지 않음),
방전은 제1 애노드(13)와 제1 전극(12) 간과, 제2 애노드(23)와 제2 전극(22) 간에서 교대하여 유지된다. 제2 동작 모드에
서, 방전은 제1 및 제2 관형 상호접속 수단(5, 6)에서만 존재하며, 방전 램프는 광을 방출하지 않는다.
도 3에 도시된 것과 같은 저압 수은 증기 방전 램프에서는, 방전 램프가 제1 동작 모드로 동작하든 제2 동작 모드로 동작하
든 간에, 제1 전극(12)의 세팅과 제2 전극(22)의 세팅에는 변화가 없다. 이러한 방식으로, 전극(12, 22)의 수명이 상당히
개선된다. 제2 동작 모드에서, 제1 전극(12)과 제1 애노드(13) 간의 방전, 및 제2 전극(22)과 제2 애노드(23) 간의 방전은
준 DC 방전이다.
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도 4a는 본 발명에 따른 복수의 저압 수은 증기 방전 램프(101, 101',...)가 제공된, 본 발명에 따른 디스플레이 장치(110)
의 단면도를 매우 개략적으로 도시한 것이다. 하우징(115)은 복수의 저압 수은 증기 방전 램프(101, 101',...), 및 예를 들
어 액정 디스플레이(LCD)와 같은 디스플레이 장치(110)를 수납하고 있다. 디스플레이 장치(110)는 제어 유닛(도 4a에는
도시되지 않음)을 포함한다. 도 1 내지 3에 도시된 예에서, 제어 유닛은 스위치 S를 조작한다. 디스플레이 라인들은 디스플
레이 유닛(110)에서, 디스플레이 유닛(110)의 주사 주파수에 따라 쓰여진다. 복수의 저압 수은 증기 방전 램프(101,
101',...)는 관련 그룹의 디스플레이 라인들을 조명한다. 제어 유닛은 디스플레이 장치(110)의 주사 주파수에 대응하는 전
환 주파수로, 저압 수은 증기 방전 램프(101, 101',...)를 제1 동작 모드와 제2 동작 모드 간에서 전환시키도록 동작한다.
관련 그룹의 디스플레이 라인들의 주사 동안, 저압 수은 증기 방전 램프(101, 101',...)는 제2 동작 모드이다.
바람직하게는, 제어 유닛은 저압 수은 증기 방전 램프를, 디스플레이 라인의 주사보다 소정의 제1 기간 tb만큼 전에 제2 동
작 모드로 전환하고, 디스플레이 라인의 주사보다 소정의 제2 기간 ta만큼 후에 제1 동작 모드로 전환한다. 도 4b는 디스플
레이 장치의 주사 시간 ts에 대응하여 제1 동작 모드(도 4b에서 로마숫자 "Ⅰ"로 표시됨)와 제2 동작 모드(도 4b에서 로마
숫자 "Ⅱ"로 표시됨) 간에서 전환하는 것을 개략적으로 도시한 것이다. 주사 시간 ts는 디스플레이 장치(110)의 주사 주파
수의 역수이다. 바람직하게는, 다음과 같다.
tb ta ≤ ts
디스플레이 라인들의 주사 동안, 관련된 저압 수은 증기 방전 램프 또는 램프들이 제2 동작 모드로 동작하면, 디스플레이
장치의 모션 아티팩트가 상당히 감소된다.
상기 언급된 실시예들은 본 발명을 제한하는 것이 아니며, 당업자라면 첨부된 특허청구범위의 범위를 벗어나지 않는 다른
많은 실시예들을 설계할 수 있음에 주목해야 한다. 청구항들에서, 괄호 안의 임의의 참조 부호들이 해당 청구항을 한정하
는 것으로 해석되어서는 안 된다. "포함한다"라는 동사 및 그 활용형의 사용은 청구항에 기재된 것 이외의 구성요소 또는
단계의 존재를 배제하지 않는다. 구성요소 앞에 특정한 수사가 없더라도, 그러한 구성요소가 복수개 존재하는 경우를 배제
하는 것은 아니다. 본 발명은 수개의 구별되는 구성요소들을 포함하는 하드웨어에 의해, 또는 적절하게 프로그래밍된 컴퓨
터에 의해 구현될 수 있다. 수개의 수단을 열거한 장치 청구항에서, 그러한 수단 중 몇몇은 하나의 동일한 하드웨어 품목에
의해 구현될 수 있다. 소정의 수단들이 서로 다른 독립 청구항들에 기재되어 있다는 단순한 사실이, 그러한 수단들의 조합
이 유리하게 사용될 수 없음을 나타내는 것은 아니다.
도면의 간단한 설명
도 1a는 본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 제1 실시예의 제1 동작 모드에서의 단면도.
도 1b는 본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 제1 실시예의 제2 동작 모드에서의 단면도.
도 2a는 본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 제2 실시예의 제1 동작 모드에서의 단면도.
도 2b는 본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 제2 실시예의 제2 동작 모드에서의 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 저압 수은 증기 방전 램프의 제3 실시예의 제1 동작 모드에서의 단면도.
도 4a는 본 발명에 따른 복수의 저압 수은 증기 방전 램프가 제공된, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 단면도.
도 4b는 디스플레이 장치의 주사 시간에 대응하는 제1 동작 모드와 제2 동작 모드 간에서의 전환을 나타낸 도면.
도면들은 단순히 도해적인 것일 뿐이며 비율에 맞게 그려진 것이 아니다. 일부 치수들은 명확함을 위하여 크게 확장된 형
태로 도시되어 있음에 유의해야 한다. 도면들에서의 유사한 구성요소들은 가능한 한 동일한 참조 번호로 표기되어 있다.
도면
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도면1a
도면1b
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도면2a
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도면2b
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도면3
도면4a
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도면4b
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