Light Emission and Plasma Property in the External Electrode Fluorescent Lamps

A new diagnostics of plasma electron temperature and plasma density is introduced with the observation of the light emission along the tube of external electrode fluorescent lamps. With two different methods operating an external electrode fluorescent lamp of outer diameter 4.0 mm and length 860 mm for the back-light source of 37-inch LCD-TVs, the lighting modes and the plasma properties are investigated. In the center balance operation, the light-emission propagates simultaneously from both sides of the high voltage electrodes to the center of the lamp, while in conventional operation the light-emission propagates from the one end of a high voltage to the other ground electrode. In the operation value of luminance $10,000{\sim}15,000cd/m^2$, the electron plasma thermal energy $(kT_e)$ is about $1.3{\sim}2.7eV$ with the electron density $(n_e)$ is about $(1.6{\sim}3.6){\times}10^{16}m^{-3}$.

외부전극 형광램프의 발광 및 플라즈마 특성

외부전극 형광램프(EEFL)에서 빛의 방출 전파 신호의 관측법에 의하여 플라즈마의 전자 온도와 밀도를 진단하는 새로운 방법을 소개한다. 직경 4.0 mm이고 램프 길이 860 mm인 37인치 LCD-TV용 외부전극 형광램프에 대하여, 전압 인가 방식에 따른 두 가지의 구동법에 의한 발광 형태와 플라즈마의 특성을 조사한다. 램프 양단에 고전압을 인가하는 구동 방식에서, 빛은 고전압이 인가된 램프 양 끝에서 중앙으로 빛의 방출이 전파되며, 램프 길이 전체에 대하여 휘도가 균일하다. 램프 한쪽에 고전압을 인가하고 다른 한쪽은 접지한 구동에서, 빛의 방출은 고전압이 인가된 전극에서 접지된 전극 방향으로 전파되며, 고전압 쪽의 휘도가 높고 접지 쪽의 휘도가 낮아 램프 길이 방향으로 휘도가 불균일하다. 이러한 발광 전파 신호로부터 전자의 표류 속도를 계산하여, 전자의 온도와 밀도를 얻는다. 외부전극 형광램프의 사용 휘도의 영역인 $10,000{\sim}15,000cd/m^2$에 대하여, 전자 온도 $(kT_e)$는 $1.3{\sim}2.7eV$, 플라즈마의 밀도 $(n_e)$는 $(1.6{\sim}3.6){\times}10^{16}m^{-3}$를 얻었다.