• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제15권2호
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• pp.31-38
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• 2001

LCD는 비발광형 소자이므로 배면광이 필요하다. 현재의 LCD 배면광용 냉음극 형광램프는 전기-광학적 특성을 좋게 하기 위하여 수은방전을 사용한다. 그러나 수은의 이용은 외부 온도에 따라 특성이 변하는 결점과 환경 문제가 있다. 이 결점을 보완하기 위하여 원통방전형, 미세방전형 그리고 평면방전형 등 세가지 방식의 무수은 램프가 개발되어 왔다. 원통 방전형 무수은 램프는 수은 대신 Xe을 사용한다. Xe 방전이 수축되는 것을 막기 위하여 한쪽 전극은 외벽에 코일형태로 감아서 사용한다. 그리고 코일형태의 전극의 권선 간격을 조절하여 균일한 방전을 얻는다. 이 형태는 무수은 냉음극 형광램프의 두배의 광속을 얻을 수가 있다. 미세방전형 무수은 램프는 두 개의 절연체로 절연되 금속 전극사이의 방전공간에 수많은 미세방전을 일으켜 발광시킨다. 이 방식은 대향 방전구조와 면 방전구조의 두가지가 있다. 이 방식은 전극이 유전체로 둘러쌓여 있으므로 수명이 높다. 새로운 평면방전형 무수은 램프를 개발하였다. 이 램프는 두 개의 유리평판 사이에 방전공간을 만들고 한쪽 유리면의 양쪽 가장자리에 두 개의 전극을 설치하여 면방전을 유도한다. 양쪽 유리면에는 삼원색 형광체를 도포하고 Xe을 봉입하여 Xe의 진공자외선으로 형광체를 발광시킨다. 이 램프는 전극이 유전체로 덮혀있어 수명이 길다. 실험결과 기체압력 6.7[kPa], 구동전압 1,130[V]에서 최대휘도 9,200[$cd/m^2$], 광효율 20.4[lm/W]을 었었고, 기체 압력 2.7[kPa] 구동전압 1,120[V]에서 최대효율 34.1[lm/W], 휘도 1,080[$cd/m^2$]을 얻었다. 현재 무수은 램프는 수은 램프에 비해서 광학적 특성이 좋지 못하다. 무수은 램프에서 좋은 광학적 특성을 얻기 위해 가장 중요한 것은 수축이 없이 방전을 확산시키는 것이다. 이를 위해서 램프구조와 구동법을 최적화하는 것이 필요하다. 또한 기체압력을 높임으로서 Xe의 여기복사를 얻을 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.624-627
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• 2004

본 논문은 LCD Backlight로 사용되고 있는 CCFL의 문제점을 해결하기 위해 간단한 구조를 가지는 mercury-free, Xe 평판형 형광램프에 대한 연구를 하였다. 일반적으로, 수은을 포함한 형광램프는 낮은 온도에서의 휘도문제와 상대적으로 긴 점등시간, 수명과 특히, 환경 문제가 있다. 본 논문에는 화학적으로 안정한 불활성 가스인 Xe을 사용함으로써 기존의 백라이트가 가지고 있는 문제점을 해결하였다. 제작된 8인치$(200{\times}156{\times}10mm)$ 램프는 AC 펄스 전압에 의해 높은 균일도, 안정한 방전, 우수한 전기적 및 광학적 특성을 가진다. 또한 본 연구에서, 무수은 Xe 평판형 형광램프의 전극폭에 대한 전기적 및 광학적 실험을 통하여 90[%]의 균일도에서 $7,000[cd/m^2]$의 휘도와 30[lm/W]의 효율을 얻었다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제6권12호
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• pp.163-168
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• 2006

LCD의 배면광원으로 활용될 무수은 형광램프를 제작한 다음, 전기 광학적 특성을 평가하였다. PDP 형광체, nitro-cellulose 및 n-butyl acetate를 혼합하여 유리관 내부에 얼룩 없이 균일하게 코팅하였다. 또 $550^{\circ}C$에서 20 분 동안 소성하였고, 가스혼합장치를 이용하여 $10^{-6}$ torr까지 배기시킨 다음 방전가스를 주입하여 형광램프를 완성시켰다. 형광체 두께 및 유리관 직경 등을 변화시켜 제작, 평가한 결과 이들 변수들에 대하여 최적의 값을 찾아 낼 수 있었다. 또한 Ne+Xe 방전가스를 주입하여 제작된 형광램프에 75 kHz의 정현파 전압을 공급시킨 결과 휘도 $6,270cd/m^2$, 발광효율 13 lm/W를 얻었다.

• 한국진공학회지
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• 제17권4호
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• pp.322-330
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• 2008

유리관의 관경이 4 mm인 형광램프에서 종단방전과 횡단방전의 방전 특성, 발광 특성, 그리고 분광 특성을 상호 비교 분석하였다. 제작된 형광램프의 주입 기체는 3 종류이며, 수은 혼합 기체인 Ne(95%)+Ar(5%)+Hg(2 mg), 무수은의 순수 Xe 100% 및 Ne(96%)+Xe(4%)의 혼합 기체이다. 각 형광램프 샘플들의 기체 압력은 8 종으로 압력 범위는 $5{\sim}300\;Torr$이다. 상기 램프의 특성을 조사하기 위하여 제작된 샘플 램프의 전체 수는 주입 기체 3 가지와 각 압력 8 가지로서 총 24 개이다. 수은 형광램프는 양광주 발광을 특징으로 하는 종단방전에서 발광 휘도 및 효율이 매우 높고, 횡단방전에서는 거의 발광하지 않는다. 무수은 제논 형광램프는 횡단방전에서 비교적 높은 휘도 특성을 보이며, 종단 방전에서는 방전 전압이 높고 발광 효율도 매우 낮다. 제논 형광램프의 횡단방전은 Ne+Xe(4%)인 혼합 가스보다 압력($\sim$수 100 Torr)이 높은 순수 제논 가스의 발광 효율이 더 높다. 본 실험을 통하여 수은 램프와 무수은 제논 램프의 방전 방식의 차이를 확인하였다. 수은 형광램프는 양광주를 활용하는 종단방전의 형태로서 종래의 튜브형이 바람직하다. 무수은의 제논 형광램프는 높은 압력($\sim$수 100 Torr)의 순수 제논 기체에 대하여 방전 경로가 짧은 횡단방전을 특징으로 하는 평판형이 바람직하다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.351-353
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• 2008

최근에 환경친화적인 관점에서 많은 형태의 무수은을 이용한 형광램프가 연구되어오고 있다. 그 중에서도 제논을 이용한 형광램프는 수은을 대체하는 방전기체의 조건을 만족하고 있다. 따라서 제논을 이용한 면광원의 구동 시 지금의 수은이 들어간 광원의 구동에 있어서 안정기요건이 차이가 있으므로, 본 논문에서 제논을 이용한 면광원을 위한 안정기를 제안한다. 제안된 면광원 안정기는 크게 AC입력 측의 PFC (power factor correction)부분과 면광원을 구동하는 인버터 부분으로 구성되어있다. 특히, 인버터 부분에서는 제논 면광원의 특성에 대응하기 위해서 정전력회로, 아크 방지 기동회로 등이 포함되어 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2075-2078
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• 2005

본 논문은 무수은 평판 형광램프의 구동원리를 해석하기 위하여 주파수 변화에 따른 벽전하와 벽전압 특성이 방전특성에 미치는 영향을 연구하였다. 펄스폭 $9[{\mu}s]$, 300[ns]의 전압 상승 시간을 갖는 펄스파로 방전시켰다. 벽전하, 정전용량, 벽전압의 전기적 특성은 인가된 전압, 전류 파형으로부터 계산하였다. 이때 구동 주파수는 20[kHz]에서 40[kHz]까지 변화시키면서 방전 전후의 정전용량 및 Q-V특성 곡선을 해석하였다. 주파수가 증가하면서 전극간의 정전용량 $C_p$ 방전공간상의 정전용량 $C_o$는 변화를 보이지 않았으나 방전공간과 전극사이의 정전용량 $2C_g$는 증가하는 경향을 보였다. 또한 주파수가 증가하면서 방전개시 전압은 감소하였으며 효율은 감소하는 경향을 보였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.725-729
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• 2003

본 논문에서는 LCD 후면 광원용 한 쌍의 형광층, 방전용기 및 대향전극을 갖는 무수은 평판형광램프에 대하여 연구하였다. 구동 전압이 인가되면 균일한 방전이 램프 전체에 걸쳐서 발생한다. 방전개시전압은 가스 압력에 따라 증가한다. 이와 같은 경향은 방전 가스 압력의 증가에 의한 평균자유행정의 감소에 기인된 것으로 생각된다. 녹색 발광 평판형광램프에서 최대 2700[cd/m2]의 휘도를 얻었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.237-240
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• 2000

It is expected that there will be the regulation for limiting the amount of Hg content in cold cathode fluorescent lamp (CCFL) for LCD backlight system. Now it is necessary to develop mercury-free backlight system. The mercury-free CCFL coated with PDP phosphors was fabricated and evaluated. The CCFL filled with Xe and Ne showed 4500 ㏅/$m^2$ with efficiency of 13 lm/W.

• 한국진공학회지
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• 제17권6호
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• pp.481-486
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• 2008

나트륨(Na) 함유량이 다른 세 종류의 유리관인 Borosilicate($Na_2O$ 4%), Soda-Lime($Na_2O$ 14%), 그리고 Aluminosilicate($Na_2O$ 0.06%) 유리관의 방전 실험을 통하여 유리관 내벽의 흑화를 관측하였다. 수은 혼합기체(Ne+Ar+Hg)의 방전에서 나트륨 함유량이 많은 유리관일수록 흑화가 심하게 나타난다. 무수은 가스(Ne+Ar)의 방전에서는 흑화가 나타나지 않는다. 나트륨 함유량이 많은 수은 방전 램프에서 봉입 기체의 압력이 작을수록 흑화의 정도가 커진다. 흑화 방지재를 도포한 유리관은 흑화가 미약하게 나타난다. 이 실험을 통하여 흑화는 유리재의 나트륨 성분과 수은 이온의 결합에 의한 아말감($NaHg_2$)이 유리관 내벽에 형성된 것으로 분석된다.