스크랩 백라이트로 사용되는 CCFL 과 EEFL 램프의 원리!

[가을이야기]

◎ CCFL/EEFL 의 비교

 

▷ CCFL
냉음극형광램프(Cold Cathode Florecent Lamp)의 약자로서 초자관과 이의 양 끝에 적극이 붙어 있으며, 내부에는

 일정량의 수은과 Ar과 Ne의 혼합 가스가 들어 있다. 또한 초자관 내부 표면은 형광체로 도포되어 있다.
초기 시동 개선을 위해 형광체에 소량의 알루미나를 첨가하기도 한다. 즉, 초자관이 가늘고 전극이 다른 점 빼고는

FL과 동일한 구조와 원리를 가진다. 램프의 양 전극이 고전압을 인가하면, 전극으로부터 전계에 의한 전자 방출이

일어난다.
FL의 필라멘트를 데워서 옥사이드를 방출하고, 이 옥사이드로부터 전자가 방출되는 것과는 차이가 있다.
냉음극이라 칭하는 이유가 여기에 있다. 열에 의한 전자 방출이 아니고 전계에 의한 전자 방출방식이므로 열이

불필요하여 붙여진 것이다.

CCFL의 동작원리는 정규 글로우 방전 영역에서 동작하는 형광램프이고, 내면에 형광체를 도포한 유리관 내 희토가스와

미량(수mg)의 수은을 봉압하고 있다. 램프양단의 전극간에 고전계(고주파)를 가해 저압의 수은 증기 중에서 글로우

방전을 시켜, 방전에 의해 여기괸 수은이 자외서(253.7 mm)을 발생해, 그 자외선이 형광체를 여기한다. 여기된 형광체

원자가 저에너지 준위에 돌아올 때 에너지 차이에 상당하는 파장의 빛이 방출되어 형광체 원자 고유의 빛을 발한다.

(파장은 형광체의 조성에 의해 정해짐)

□ 특징
ㅇ 고효율, 저전력 소비와 장수명으로 넓고 다양한 요구를 충족
ㅇ LCD 시장을 겨냥한 얇은 소형의 백라이트 유닛
ㅇ 스캐너, 자동차 응용기구 등에 최적화된 튼튼하고 훌룡한 발광 특성
ㅇ 저온에서 빠른 점등
ㅇ 열음극 형광램프와 비교하여 저열
ㅇ 쉬운 밝기 조절과 간결한 전원부 살계 가능
ㅇ 색상이 자유로운 선택 가능
ㅇ 고휘도·고연색성(삼파장 형광채 사용)
ㅇ 진동 및 충격에 뛰어남
ㅇ 낮은 열 생성
ㅇ 초슬림 및 초경량

□ 적용분야
ㅇ LCD 백라이트 : 고휘도 및 고연색성 램프로써 LCD용 백라이트 전원에 적합
ㅇ 광고용 라이트 패널 : 라이트 패널의 두께를 획기적으로 줄여 고품격 이미지 창출
ㅇ 시험 및 검사장비
ㅇ 기타 표시장치

▷ EEFL
외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp)로 밀폐된 유리관에 가스를 봉입한 뒤 램프 양 끝에 전극을

형성하여 적극이 가스 방전 공간에 노출되지 않고도 가스 방전 동작을 실시 프라즈마(Plasma)를 형성시키는 구조를

가지는 형광램프로서 관 내부에서 일어나는 가스방전 현상은 일반 램프와 같으나 유리관 자체가 유전체로 작용하기

때문에 방전을 유도하기 위해 인가하는 외부 전압에 앞선 방전으로 인하여 발생하는 공간전하들의 축적에 의한

벽전하가 더해져 전압이득이 발생하게 된다.

□ 특징
ㅇ 다양한 어플리케이션
ㅇ 관경이 8mm인 슬림형으로서 협소한 공간, 동선 확보가 중요한 지하철역사 등에 최적 프레임 두께를 50mm

    이내로 제작 가능
ㅇ 조립 후 무게가 가볍기 때문에 활용도가 매우 다양하며 설치 작업이 용이

□ 효율성 및 경제성
ㅇ 램프들에 비하여 낮은 열 발생
ㅇ 고유의 벽전하를 적절히 이용하는 회수회로를 채택함으로써 고효율 구동이 가능
ㅇ 기존 제품의 내부전극에서의 스퍼터링(Suppering)현상이 일어나지 않아 흑화현상이 발생하지 않음
ㅇ 내부전극이 형성시 유리와 금속간의 접촉이 없으므로 미세한 접촉결합에 따른 수명저하 방지
ㅇ 긴수명(일반 형광램프 수명의 5배이상, 기타 램프의 3배이상, 유지보수 필요없음)
ㅇ 고효율성 및 경제성(전력 소모 기타 램프대비 60% 이하)

□ 냉열관
ㅇ 관 자체에서 열이 발생되지 않기 때문에 사진, 필름, 기타 상품에 손상을 입히지 않음

□ 병렬구동 방식
ㅇ 형광등과 같은 내부 전극형 방전시 전압강하가 커서 여려개의 관을 한 개의 구동 장치로 동시에 구동시키기가

    대단히 어려우나 EEFL은 근본적으로 전압강하가 매우 적으므로 다수의 관을 한 개의 구동장치로 동시 동작시키는

   것이 가능함
ㅇ 고전압, 화재의 위험으로부터의 해방 및 충격 또는 부주의로 인한 램프 손상시 해당 램프만 OFF됨
ㅇ 밝고 균일한 조도 실현으로 광고 및 홍보 효과 극대화

□ EEFL 램프의 시장성
ㅇ 국내외의 광고 및 BLU(Back light unit) 시장에 있어 Lamp의 사용현황은 기존의 FL(형광램프)에서 기능성, 효율,

원가적인 측면을 고려하여 다양한 변화를 보여 오고 있다. 대부분의 광고용 lamp 시장의 경우 CCFL을 이용한 작하형

BLU나 도광판을 이용한 Edge lighting 형태의 제품이 주류를 보였으나 (1)제품 휘도의 한계성, (2)대형화의 불가능,

(3)유지보수의 용이성, (4)도광판의 장시간 사용시 아크릴판의 변색 등의 이유로 많은 개선의 NEED를 가져온 것이

사실이다.
이에 대한 특별한 대안으로 떠오른 소재의 발견이 없는 상태에서 도광판의 개선 및 직하형으로 전환을 모색하고 있으나,

직하형의 경우 많은 열이 발생하여 이 또한 확실한 시장성을 확보하지 못하였다. 최근 EL(유기 EL)을 이용한 다양한

Application이 선보이고 있으나 다양한 제품의 구현 가능성 이외에 낮은 휘도, 짧은 수명(2,000hr 이내) 등의 문제로

한계적인 시장성은 확보할 수 있으나 근본적인 광고 시장에 도입하기에는 많은 문제점이 있어 상당한 시일이 요구할

것으라 판단된다. EEFL을 이용한 제품의 경우 상기의 문제점이 해결되었고, 특히 직하형의 경우 기존의 CCFL이 한

개의 LAMP에 한 개의 INVERTER를 사용함에 따라 시스템이 복잡해지고, 가격이 올라가는 문제점을 가지고 있었는데

EEFL의 경우 1 INVERTER에 여러개의 LAMP를 사용할 수 있도록 개발됨으로 인해 이 또한 문제점이 해결되었다.