KR100347310B1 - 단일 방전경로를 갖도록 구성된 평면형 조명장치의방전튜브 및 그 제조방법 - Google Patents

단일 방전경로를 갖도록 구성된 평면형 조명장치의방전튜브 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 동일 평면상에서 다수의 방전튜브가 일체로 형성되어 그 다수의 튜브가 단일 방전경로를 갖도록 구성된 평면형 조명장치의 방전램프 및 이를 연속적으로 제조하기 위한 제조방법에 관한 것으로서, 이 방전튜브는, 소정의 두께를 갖는 사각형 형상의 평평한 유리판위에 소정의 폭 및 높이를 갖는 유리질로된 다수의 격벽이 평평한 유리판에 대해서 수직 방향으로 형성되는 방전튜브의 하부로서, 상기 격벽은 방전튜브의 하부에 후술되는 방전튜브의 상부 및 밀봉부재가 접합될 때 방전튜브 내부 영역을 다수의 작은 영역으로 구분하며 이 구분된 작은 영역이 모두 단일 방전경로를 이루도록 형성되며, 상기 다수의 격벽중 일부는 평평한 사각형 유리판의 세 변 단부를 따라서 "ㄷ" 형상으로 형성되며 사각형 유리판의 나머지 한 변에서는 그 단부를 따라서 격벽이 형성되지 않고 개방부를 형성하여 격벽들 위에 후술되는 방전튜브의 상부가 접합될 때 이 변에 형성된 개방부를 통해서 방전튜브 내부의 기체가 외부로 유출되도록 형성되는, 방전튜브의 하부와; 유리질로 된 방전튜브의 상부로서, 상기 방전튜브의 하부의 평평한 유리판과 대체로 같은 크기 및 형상을 갖으며 상기 다수의 격벽 위에 안착될 때 모든 격벽의 상면과 접촉되도록 형성된 방전튜브의 상부와; 상기 평평한 유리판의 일변 단부에 형성된 기체 유출 개방부를 통해서 방전램프 내부의 기체를 유출시킨 후 방전튜브를 밀봉시키기 위해서 상기 개방부를 폐쇄시키기 위한 밀봉부재를 포함하여 구성된다.

Description

단일 방전경로를 갖도록 구성된 평면형 조명장치의 방전튜브 및 그 제조방법{DISCHARGING TUBE OF FLAT LIGHTING APPARATUS HAVING UNIQUE DISCHARGING PATH AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR}
본 발명은 평면형 조명장치의 방전튜브 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 사출 및/또는 인발등의 방법에 의해서 동일 평면상에서 다수의 방전튜브가 일체로 형성되어 그 다수의 튜브가 단일 방전경로를 갖도록 구성된 평면형 조명장치의 방전튜브와 이를 연속적으로 제조하기 위한 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 자발광 표시장치와 다르게 수광형 표시장치이기 때문에 외부 조명이 필요하며 뒷면에 조명광원을 설치하는 경우가 많다. 도 1은 TFT LCD의 1 칼라 화소의 단면의 일례를 도시한 것으로서, 도면의 하부에 백 라이트가 배치되어 있음을 알 수 있다. 광원에서 발광된 광은 도광판으로 유입되고 도광판은 유입된 광을 면광원으로 변환하며, 이 변환된 광은 적(R), 녹(G), 청(B) 각 서브 화소에 유입되고, 칼라 필터는 이를 분광하여 착색하게 된다.
근년에, LCD의 백 라이트로서 사용되는 광원으로는 냉음극 형광램프가 흔히 사용되는데, 냉음극 형광램프는 수명이 길며, 소비전력이 낮으며, 발열량이 적을 뿐 아니라, 풀 칼라(full color) 및 슬림(slim)형의 구현이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 따라서 이러한 냉음극 형광램프는 직하형 LCD 백 라이트로서 사용이 가능하다.
하지만, 이러한 냉음극 형광램프를 직하형 LCD 백 라이트로 사용하는데는 다음과 같은 단점이 있다. 즉, 개개의 냉음극 형광램프를 면광원으로 사용하기 위해서는 다수의 램프를 어레이(array)로서 평평하게 배치하여 사용하게 되는데, 이때 양광주의 길이 손실로 인해서 막대한 광손실이 발생하게 될 뿐만 아니라, 개개의 램프에 광원을 연결해서 사용하게 되므로 전력의 소모량이 커지게 된다.
이러한 문제에 대한 해결책으로서, 튜브가 하나의 평면위에서 지그재그식으로 구부러져서 편평형 면광원을 이루는 형상을 만들고 관의 양단에 전극을 형성하는 방법을 생각해 낼 수 있으나, 이러한 방법에서는 관을 지그재그로 형성하는 공정 및 관내의 구부러진 부분에 형광막을 도포하는 공정이 난해하게 되며, 또한 관의 내벽에 전체적으로 균일한 형광막을 도포하는 것이 곤란하므로 서로 상이하게 형광막이 도포된 부분에서는 휘도의 불균일을 야기시키게 된다.
뿐만 아니라, 이러한 방법은 관을 구부려서 면광원을 형성하기 때문에 이웃하는 두 관 사이의 거리가 비교적 멀어져서 결국 휘도의 불균일을 초래하게 된다.
따라서, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 백 라이트 등의 광원으로 사용되는 다수의 튜브를 일체형으로 제조하고 그 다수의 튜브가 단일 방전경로를 이루도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 평면형 조명장치에서 단일 방전경로를 갖도록 일체형으로 형성되는 방전램프의 방전튜브를 연속해서 생산할 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 평면형 조명장치에서 단일 방전경로를 갖도록 일체형으로 형성되는 방전램프의 방전튜브 내부형상을 원통형 패턴롤을 사용하여 성형할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 또 다른 목적은 평면형 조명장치에서 단일 방전경로를 갖도록 일체형으로 형성된 방전램프 제조를 위한 일부 후속 처리공정, 즉, 배기, 방전가스 충전 및 밀봉 단계가 진공챔버내의 진공분위기내에서 연속하여 수행되도록 하는 것이다.
도 1은 TFT LCD의 1 칼라 화소의 단면의 일례를 도시한 도면.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따라 단일 방전경로를 갖도록 구성된 평면형 조명장치의 방전튜브의 구성을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 방전램프를 제조하기 위한 과정의 일부로서 방전램프의 하부를 연속적으로 제조하기 위한 장치 및 그 제조 과정을 도시한 도면.
도 4는 도 3의 실시예에 따라서 제조된 방전램프의 상부 및 하부가 접합되어 하나의 방전경로를 형성하게 되는 것을 도시한 도면.
도 5에는 종래의 기술에 따라서 방전튜브로 부터 기체를 배기시키는 과정을 도시한 도면.
도 6에 종래의 기술에 따라서 방전튜브에서 배기후 배기관을 절단하여 밀봉시키는 과정을 도시한 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라서 진공챔버내에서 방전튜브로 부터 기체를 유출시키는 하나의 실시예를 도시한 도면.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 설명*
200 : 방전튜브 하부 201∼213 : 격벽
230 : 밀봉부재 250 : 방전튜브 상부
270 : 유리판 300 : 유리용해로
310 : 원통형 성형도구 320 : 받침롤
330 : 히터 340 : 냉각 라인
350 : 제품분리용 날개 360 : 분리부
400 : 상판가열체 410 : 하판가열체
420 : 진공챔버 500 : 가열로
510 : 히터 520 : 배기장치
540 : 배기관 800 : 방전튜브
본 발명에 따라서, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브는, 소정의 두께를 갖는 사각형 형상의 평평한 유리판위에 소정의 폭및 높이를 갖는 유리질로된 다수의 격벽이 평평한 유리판에 대해서 수직 방향으로 형성되는 방전튜브의 하부로서, 상기 격벽은 방전튜브의 하부에 후술되는 방전튜브의 상부 및 밀봉부재가 접합될 때 방전튜브 내부 영역을 다수의 작은 영역으로 구분하며 이 구분된 작은 영역이 모두 단일 방전경로를 이루도록 형성되며, 상기 다수의 격벽중 일부는 평평한 사각형 유리판의 세 변 단부를 따라서 "ㄷ" 형상으로 형성되며 사각형 유리판의 나머지 한 변에서는 그 단부를 따라서 격벽이 형성되지 않고 개방부를 형성하여 격벽들 위에 후술되는 방전튜브의 상부가 접합될 때 이 변에 형성된 개방부를 통해서 방전튜브 내부의 기체가 외부로 유출되도록 형성되는, 방전튜브의 하부와; 유리질로 된 방전튜브의 상부로서, 상기 방전튜브의 하부의 평평한 유리판과 대체로 같은 크기 및 형상을 갖으며 상기 다수의 격벽 위에 안착될 때 모든 격벽의 상면과 접촉되도록 형성된 방전튜브의 상부와; 및 상기 평평한 유리판의 일변 단부에 형성된 기체 유출 개방부를 통해서 방전램프 내부의 기체를 유출시킨 후 방전튜브를 밀봉시키기 위해서 상기 개방부를 폐쇄시키기 위한 밀봉부재를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브에서, 상기 방전튜브의 상부, 하부 및 밀봉부재는 접착제에 의해서 접합되는 것을 특징으로 한다.
또한, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브에서, 상기 방전튜브의 상부, 하부 및 밀봉부재는 가열에 의해서 접합되며, 상기 가열온도는 300℃ 내지 800℃ 사이인 것을 특징으로 한다.
또한, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브에서, 상기 접착은 진공환경에서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브에서, 상기 배기 및 밀봉은 진공환경에서 이루어지며 진공환경의 기압은 10-2내지 10-6Torr 사이인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따라서, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브 제조장치는, 유리를 용융시켜서 후술되는 원통형 성형도구로 유입시키는 유리용해로와; 외부 표면에 패턴이 형성된 원통형 성형도구로서, 근접 배치된 받침롤과 상호작용하여 이들 사이에 유입되는 용해된 유리를 상기 패턴에 의해서 성형시켜서 소정 두께의 평평한 유리판상에 그 판에 대해서 수직방향으로 소정의 폭과 높이를 갖는 다수의 격벽을 형성하거나, 또는 평평한 유리판에 소정의 홈을 형성하는 원통형 성형도구와; 받침롤로서, 상기 원통형 성형도구와 평행한 회전축을 갖으며 상기 성형도구와 일정 거리를 두고 근접 배치되어 그 사이에 용해된 유리가 통과할 때 상기 방전튜브의 상부 또는 하부의 유리판에 격벽 또는 홈이 형성되는 과정에서 원통형 성형도구의 반대편에서 지지하는 역할을 하며, 상기 격벽 또는 홈이 형성되지 않은 평평한 유리판의 일면을 형성하기 위한 받침롤을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브 제조장치에서, 방전튜브의 하부를 성형하기 위한 원통형 성형도구의 패턴 형상은, 상기 패턴에 의해서 성형되는 방전튜브의 하부가, 소정의 두께를 갖는 사각형 형상의 평평한 유리판위에 소정의 폭 및 높이를 갖는 유리질로된 다수의 격벽이 상기 유리판에 대해서 수직 방향으로 형성되며, 상기 격벽은 방전튜브의 하부에 상기 유리판과 유사하게 판으로 된 방전튜브의 상부 및 밀봉부재가 접합될 때 방전튜브 내부 영역을 다수의 작은 영역으로 구분하며 이 구분된 작은 영역이 모두 단일 방전경로를 이루도록 형성되며, 상기 다수의 격벽중 일부는 평평한 사각형 유리판의 세 변 단부를 따라서 "ㄷ" 형상으로 형성되며 사각형 유리판의 나머지 한 변에서는 그 단부를 따라서 격벽이 형성되지 않고 개방부를 형성하여 격벽들 상에 방전튜브의 상부가 접합될 때 이 변에 형성된 개방부를 통해서 방전튜브 내부의 기체가 외부로 유출되도록 하는, 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브 제조장치에서, 방전튜브의 상부를 성형하기 위한 원통형 성형도구의 패턴 형상은, 상기 패턴에 의해서 성형되는 방전튜브의 상부가, 소정의 두께를 갖고 상기 방전튜브의 하부의 유리판과 크기가 대체로 같은 사각형 형상의 평평한 유리판이 되도록 하는, 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브 제조장치에서, 상기 원통형 성형도구의 외부 표면 패턴에는 일렬로 성형되는 유리 제품 각각을 작은 힘으로도 분리시킬 수 있도록 각각의 성형된 유리제품 사이에 홈을 형성하기 위한 제품 분리용 날개가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브 제조장치에서, 상기 원통형 성형도구내에는 초기 기동시 성형도구의 온도를 일정 온도 이상으로 상승시키기 위한 히터와 상기 성형도구의 동작중에 성형도구가 일정온도 이상으로 상승되지 않도록 하기 위한 냉각 라인이 장착되는 것을 특징으로한다.
또한, 본 발명에 따라서, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브 배기 및 밀봉 방법은, 소정의 두께를 갖는 사각형 형상의 평평한 유리판위에 소정의 폭 및 높이를 갖는 유리질로된 다수의 격벽이 평평한 유리판에 대해서 수직 방향으로 형성되는 방전튜브의 하부로서, 상기 격벽은 방전튜브의 하부에 방전튜브의 상부 및 밀봉부재가 접합될 때 방전튜브 내부 영역을 다수의 작은 영역으로 구분하며 이 구분된 작은 영역이 모두 단일 방전경로를 이루도록 형성되며, 상기 다수의 격벽중 일부는 평평한 사각형 유리판의 세 변 단부를 따라서 "ㄷ" 형상으로 형성되며 사각형 유리판의 나머지 한 변에서는 그 단부를 따라서 격벽이 형성되지 않고 개방부를 형성하여 격벽들 위에 후술되는 방전튜브의 상부가 접합될 때 이 변에 형성된 개방부를 통해서 방전튜브 내부의 기체가 외부로 유출되도록 형성되는, 방전튜브의 하부와, 상기 방전튜브의 하부의 평평한 유리판과 대체로 같은 크기 및 형상을 갖으며 상기 다수의 격벽 위에 안착될 때 모든 격벽의 상면과 접촉되도록 형성된 방전튜브의 상부가 서로 접착되는 단계와; 진공환경에서 방전튜브내의 기체가 추출되는 단계와; 상기 추출후에 방전튜브내에 소정의 가스를 주입한 후 상기 개방부가 밀봉부재로 밀봉되는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브 배기 및 밀봉 방법에서,상기 진공환경의 기압은 10-2내지 10-6Torr 사이인 것을 특징으로 한다.
[실시예]
이하 본 발명에 따른 단일 방전경로를 갖도록 일체형으로 형성되는 방전튜브의 구성, 그 제조방법 및 후속되는 방전튜브 제조공정에 대해서 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면 및 실시예는 설명의 편의를 위한 것이지 그것에 발명을 한정하기 위한 것이 아니며, 후술되는 실시예 외에도 청구범위에 기술된 발명의 범위내에서 다양한 실시예가 도출될 수 있음을 알 수 있다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따라 단일 방전경로를 갖도록 일체형으로 형성되는 평면형 조명장치의 방전튜브의 구성을 도시한 도면이다. 도면에서 볼 수 있드시, 방전튜브는 세개의 부분 즉, 방전튜브 상부(250), 방전튜브 하부(200) 및 밀봉부재(230)로 이루어진다. 상기 방전튜브의 하부(200)는 일정 두께의 평평한 유리판위에 동일 유리질로 된 다수의 좁고 긴 돌출부 즉, 격벽을 형성하여 이루어진다. 상기 격벽은 동일한 높이를 가지고 있다. 상기 방전튜브 하부위에는 방전튜브의 상부 즉, 하부 유리판과 대체로 크기가 같고 평평한 유리판으로 형성된 방전튜브의 상부(250)를 씌워서 상기 격벽들과 상부(250)의 판을 접착시키므로 상기 격벽들이 한쪽 단부가 개방된 터널 형상을 가지게 된다. 이러한 다수의 터널 형상이 형성된 방전튜브의 개방부로 즉, 화살표 방향으로 밀봉부재(230)를 접착시키므로 단일 방전경로를 갖는 밀봉된 방전튜브를 형성하도록 하였다. 이를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 2에서 평평한 유리판(270) 상에는 가로측(도면에서는 장변) 격벽(201-209)이 일정한 높이로 서로 평행하게 소정 거리를 유지하면서 형성되며, 세로측(도면에서는 단변) 격벽(211,212) 또한 일정거리를 두고 서로 평행하게 형성되어있다. 평평한 유리판의 세로측 일변, 즉 도면에서 세로측 격벽(211)의 반대측에 있는 세로측에는 격벽이 형성되지 않은채 개방되어 있다. 후에 설명되겠지만 이 세로측 개방부에 밀봉부재가 접합되게 된다.
또한 가로측 격벽중에는 최외각의 "ㄷ"자형 방전경로를 그 중앙에서 분리시키기 위한 격벽(213)이 형성되어 있다. 상기 최외각의 격벽(201,207)은 개방된 단부 즉, 격벽(211)과 접속되지 않는 단부의 단면이 그 하부의 평평한 유리판의 일측 단부끝까지 형성되어 있어서, 후에 화살표 방향으로 밀봉 부재를 사용하여 방전튜브의 개방부를 밀봉시킬때 격벽(201,207)의 개방단부에 밀봉부재가 밀착되게 된다. 따라서 상기 최외각 격벽(201,207)은 밀봉부재가 접착될 때 방전튜브의 내부와 외부를 차단하는 역할을 한다.
한편, 방전튜브의 내부의 방전경로는 격벽(202,212,208)으로 형성된 "ㄷ"자형 영역내에 격벽(203,204,205,206,207)을 격벽(202,208)에 평행하게 일정 간격으로 배열하여 구성하였다. 상기 격벽(202,208)의 일단부는 가로측 격벽(212)의 양단부에 접속되어 있으며 그 타단부들은 도면에서 볼 수 있드시 개방부 즉, 평평한 유리판의 끝단부에서 약간 내측으로 들어온 상태로 형성되어 있다. 즉, 방전튜브의 최외각을 형성하는 격벽(201,209)의 개방단부가 평평한 유리판의 일측 끝단부 끝까지 형성되어 있어서 밀봉부재(230)가 부착될 때 그것에 밀착되는 것에 반해서 격벽(202, 208)의 상기 단부는 밀봉부재(230)가 부착될 때 그것과 밀착되지 않고 어느정도의 간격을 유지하게 된다. 그리하여 후에 방전튜브의 상부가 씌워지고 밀봉부재가 부착되었을 때 방전경로(a,a')을 방전경로(b,b')과 연통시켜서 단일 방전경로를 형성하게 된다.
또한, 내부의 방전경로를 형성하는 격벽(202,208)의 내측에는 격벽(203,204,205,206,207)이 서로간에 일정거리로 평행하게 형성되는데, 격벽(203)은 일단부가 상기 평평한 유리판의 개방부의 일측 끝단부까지 형성되며 그 타단부는 세로측 격벽(212)과 약간의 거리를 두고 형성된다. 따라서 후에 밀봉부재가 화살표방향으로 부착될 때 격벽(203)의 일단부는 밀봉부재와 밀착되어 이 부분에서는 방전경로를 차단하고, 격벽(203)의 타단이 세로측 격벽(212)와 약간 거리를 두고 있어서 이 부분에서 이웃하는 방전경로와 연통되게 된다. 즉, 방전경로(b)는 방전경로(c)와 연통된다. 이와같은 방법으로 나머지 격벽(204-207)도 이웃하는 격벽과 반대로 즉, 이웃하는 격벽의 일단부가 평형한 유리판의 개방부 즉, 일측 끝단부까지 형성되며 그 타단이 세로측 격벽(212)와 이격된 채로 형성되었으면, 당해 격벽은 일단부가 평행한 유리판의 일측 끝단부에서 약간 내측으로 들어온 상태로 형성되며 그 타단부는 세로측 격벽(212)와 접속되도록 형성하게 된다. 이웃하는 격벽이 그와 반대로 형성되면 당해 격벽의 형상도 그에 따라서 달라진다. 이와같은 방식으로 내부 격벽을 형성하므로서 내부의 전체 영역이 하나의 방전경로를 형성하게 되며, 내부 방전경로는 외부의 방전경로와 연통되어 방전튜브 전체가 하나의 방전경로를 형성하게 된다.
도 3은 본 발명의 방전램프를 제조하기 위한 과정의 일부로서 방전튜브의 하부를 연속적으로 제조하기 위한 장치 및 그 제조 과정을 도시한 도면이다. 도면에서 볼 수 있드시, 방전튜브 제조장치는 유리 용해로(300)에서 용융된 유리가 부어질 때 이를 경화되기 전에 하나의 몰드에서 압출에 의해 성형되도록 하였다. 상기 몰드는 연속적인 제조를 용이하게 하기 위해서 원통형상으로 하였으며 상기 원통형 성형도구(310) 및 그와 함께 사용하는 받침롤(320) 사이에 용융된 유리를 붓고 원통형 성형도구를 회전시키므로 성형된 방전튜브의 하부가 연속적으로 제조되도록 하였다. 이와같은 과정에 의해서 제조되는 방전튜브의 하부 구조는 도 2의 실시예에 도시된 방전튜브의 하부 구조와 동일하게 제조된다. 이는 상기 원통형 성형도구(310)의 외측에 형성된 패턴에 의한 것으로서 상기 패턴의 형상을 변형시키므로서 방전튜브의 하부 구조의 형상을 변경시킬 수 있게된다.
상기 원통형 성형도구의 내측에는 히터(330) 및 냉각 라인(340)이 형성되어 방전튜브의 하부를 압출성형할 때 필요로 하는 온도 조건을 만족시킬 수 있게 된다.
한편, 상기 원통형 성형도구에 의해서 제조되는 방전튜브의 하부 구조물은 다수개가 일렬로 연결되어 있는데 제품의 완성을 위해서 이를 개별적으로 분리하는 것이 필요하다. 이때 만일 부주의하게 분리시키게 되면 제품의 파손이나 변형등이 일어날 수 있게된다. 제품이 변형되어 규격에서 벗어나게 되면, 후속되는 공정에서 방전튜브의 상부를 씌워서 밀착 고정시킬 때 필요한 부분의 접착이 불량하게 되어 단일 방전경로를 형성하는데 어려움이 발생될 수 있다. 따라서 일렬로 연결된 방전램프의 하부 구조물을 개별적으로 정교하게 분리시키는 것이 필요한데, 본 발명의 원통형 성형도구의 외측에는 제품 분리용 날개(350)를 형성하여 제품 제조과정에서 개개의 제품 사이에 제품 분리부(360)가 형성되게 하였다. 즉, 도면에는 상기 제품 분리용 날개를 확대한 형상이 도시되어 있다. 이와같은 제품 분리기에 의해서 개개의 제품 사이에는 제품 분리부가 형성되는데, 그 부분에 대한 더 자세한 형상이 확대되어 도시되어 있다. 이와같이 개개의 제품 사이에는 제품 분리부가 형성되어 있어서, 제품이 성형되고 냉각되면 손으로 또는 도구를 이용하여 간단히 제품을 분리시키게 된다.
도 3에는 도시되지 않았지만, 방전튜브의 상부에 해당하는 평평한 유리판도 원통형 성형도구를 사용하여 제조하는 것이 가능하다. 본 장치를 통해서 방전튜브의 상부를 제조하기 위해서는 원통형 성형도구의 패턴 형상을 변경시켜야 한다. 즉, 표면에 패턴이 형성되지 않은 원통형 성형도구를 사용하며 상기 성형도구를 받침롤과 일정한 거리를 갖도록 조정하여 그 사이에 용융된 유리를 통과시키므로써 방전튜브의 상부를 연속적으로 제조할 수 있다. 이러한 상부판도 일정 길이로 편리하게 절단이 가능하도록 원통형 성형도구의 일정부분에 패턴으로서 제품 분리용 날개가 형성될 수 있다.
도 4는 이와같이 각각 제조된 방전튜브의 상부 및 하부가 접합되어 하나의 방전경로를 형성하게 되는 것을 도시한다. 도면에서 방전튜브의 상부(250) 및 하부(200)는 임의의 접착재를 통해서 접착될 수도 있으며, 바람직하게는 접착재없이 상하부에 열을 가하여 서로 접착되도록 하는 방법이 있다. 도 4에는 방전튜브의 상하부가 서로 맞닿아 있는 상태에서 상부 가열체(400) 및 하부 가열체(410)를 통해서 상하방향에서 열을 가하여 방전튜브의 상부 및 하부를 서로 접착시키는 것을 도시하고 있다. 이러한 접합과정은 대기에서도 가능하며 진공챔버(420)내에서도 수행될 수 있다. 도 4의 실시예에서는 진공중에서 접합되는 것을 도시한다. 가열에 의해서 상하부 방전튜브를 접착시키는 경우에는 유리가 연화되는 점까지 온도를 높여주게 된다. 이때 방전튜브의 상부 및 하부의 접촉부가 녹아서 자연스럽게 접촉부가 접합된다.
이어서 상하부가 접합되어 외형이 완성된 방전튜브에서 가스 즉, 공기를 배기시키고 필요한 가스를 주입한 후 밀봉시키는 공정이 이어진다. 도 5에는 종래의 기술에서 방전튜브로 부터 기체를 배기시키는 과정이 도시된다. 도면에서 볼 수 있드시 방전튜브의 소정부분에 배기관(540)을 형성하고 그 배기관을 진공펌프와 같은 배기 장치(520)에 연결하여 튜브내의 공기를 배기시키게 된다. 이때 배기 속도를 높이기 위해서 방전튜브를 가열로에 의해서 가열시키게 된다. 도면에서는 상하 좌우, 사방에 히터가 배치된 가열로(500)에 방전튜브를 배치하여 가열시키는 상태에서 진공 펌프와 같은 배기장치를 작동시키므로 배기시간을 줄이게 된다.
그후 배기에 의해서 방전튜부내의 기압이 일정수준까지 낮아지면, 필요한 가스를 주입하게 된다. 이어서 도 6에 도시된 바와같이 배기관(540)을 절단하여 밀봉시키게 된다. 상기 절단은 도면에 도시된 바와같이 불꽃을 사용하여 배기관(540)의 일정 부분을 잘라내고 나머지 부분의 배기구를 용융시켜서 밀봉하게 된다.
이러한 종래의 밀봉 방법에서는 다음과 같은 문제점이 발생된다. 즉, 방전튜브내부의 기체를 배기시키기위해서 패넬 평면중 소정부에 구멍을 뚫고 배기관을 별도로 융착시켜야 한다. 이 과정에서 별도의 공정이 필요하며 이를 위해서 시간을 소모하게 된다. 또한 배기관의 흔적을 줄이기 위해서 배기관의 직경은 매우 작게 형성하게 되는데 이로 인해서 배기관이 형성된 후에 제품을 이동시키는 과정에서 파손의 우려가 있으며, 배기관을 배기장치의 배기헤드에 연결하는 중에도 파손될 가능성이 있다.
뿐만아니라 배기관의 직경이 매우 가늘어서, 즉, 그 직경이 통상적으로 2 내지 4 mm 밖에 않되므로, 이를 통해서 방전튜브내의 기체를 빼내는 데는 장시간이소요된다. 특히 본 발명의 방전튜브의 경우에는 튜브내부 공간을 좁은 단일 방전경로로 이루게 되므로 배기시키는데 더 시간이 소요될 수 있다. 종래에는 이 배기시간을 단축시키기 위해서 방전튜브를 장시간 가열하게 되는데 이에 따라서 큰 가열로가 필요하게 되며 가열을 위한 전력 등의 에너지가 소모된다.
또한, 배기관을 불꽃에 의해서 절단한 후에도 방전튜브의 표면에는 돌기가 남게되어 양쪽 발광면을 활용하지 못하고 일측만을 사용하게 되는 적용의 한계가 있어서, 제품적용시에 활용가능한 발광면적이 줄어든다는 단점이 있다.
따라서 본 발명에서는, 배기 및 밀봉 공정을 수행함에 있어서, 종래와 같이 배기관을 사용하는 것이 아니고, 진공환경에서 배기공정을 수행하고 또한 밀봉공정도 진공환경에서 수행하여 이러한 문제를 해결하였다.
도 7 및 도 8은 진공챔버내에서 상하부가 접합된 방전튜브(800)로 부터 기체를 유출시키는 하나의 실시예를 도시한 도면이다. 도 7에서 볼 수 있드시, 진공챔버내에 본 발명의 방법에 따라서 제조된 상하부가 접합된 방전튜브를 넣고 챔버에 연계된 진공펌프(520)를 가동하여 챔버(420)내의 압력을 낮춘다. 이때 진공챔버내의 기압은 바람직하게는 10-2내지 10-6Torr 정도로 낮추게 된다. 챔버내의 기압이 낮아짐에 따라서 도 8에 도시된 바와같이 상하부가 접합된 방전튜브로 부터 기체가 유출되기 시작한다. 도면에 도시된 방전튜브는 상하부가 소정의 방법으로 접합된 상태이며, 그 일측면은 개방된 상태이다. 상기 개방된 일측면에 후에 밀봉부재(230)가 접합되어 방전튜브를 외부로 부터 완전히 차단 즉, 밀봉시키게 되며, 이때 방전튜브는 단일 방전경로를 갖게된다.
현재의 방전튜브는 밀봉부재가 접합되지 않아서 아직 단일의 방전경로가 설정되지 않은 상태이므로 도 8에 도시된 바와같이, 개방부 단면 전체를 통해서 쉽게 기체가 유출되는 것을 알 수 있다. 따라서 방전튜브로 부터 가스를 배출시키는 시간을 상당히 줄이는 것이 가능하게 된다. 이어서 방전튜브내에 필요한 가스를 주입하고 유리질로 된 밀봉부재를 방전튜브의 개방부에 접합시키게 된다. 이때 접합시키는 방법은 방전튜브의 상하부를 접합시키는 방법과 동일하다. 즉, 접착재를 사용할 수 도 있으며, 상기 밀봉부재를 방전튜브의 개방부에 접촉시킨 후 이 접촉부의 온도를 유리 연화점 이상으로 상승시켜서 접합되도록 하는 방법도 있다. 이때 온도는 바람직하게는 300℃ 내지 800℃로 할 수 있다. 이와같이 밀봉부재를 접합하게 되면 방전램프가 완성되는데, 이 완성된 방전램프는 종래의 방법에 의해서 제조된 방전램프와는 달리 배기관을 사용하지 않게 되어 배기관 절단 돌기가 없으며 따라서 양쪽 발광면을 활용할 수 있게 되는 잇점이 있다.
이와같이 본 발명에 따른 제조방법에 따라서 단일 방전경로를 갖는 반전램프를 제조함으로써, 균일한 제품을 대량으로 생산하는 것이 가능하며, 또한 진공환경에서 여러 공정들을 수행하므로써 배기 시간을 줄이게 되는 것은 물론이고, 배기관이 필요치 않게 되어 방전램프의 양쪽 발광면을 사용하는 것이 가능하며 발광면적을 훨씬 넓히게 되는 등의 효과를 기대할 수 있게 된다.

Claims (12)

  1. 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브에 있어서,
    소정의 두께를 갖는 사각형 형상의 평평한 유리판위에 소정의 폭 및 높이를 갖는 유리질로된 다수의 격벽이 평평한 유리판에 대해서 수직 방향으로 형성되는 방전튜브의 하부로서, 상기 격벽은 방전튜브의 하부에 후술되는 방전튜브의 상부 및 밀봉부재가 접합될 때 방전튜브 내부 영역을 다수의 작은 영역으로 구분하며 이 구분된 작은 영역이 모두 단일 방전경로를 이루도록 형성되며, 상기 다수의 격벽중 일부는 평평한 사각형 유리판의 세 변 단부를 따라서 "ㄷ" 형상으로 형성되며 사각형 유리판의 나머지 한 변에서는 그 단부를 따라서 격벽이 형성되지 않고 개방부를 형성하여 격벽들 위에 후술되는 방전튜브의 상부가 접합될 때 이 변에 형성된 개방부를 통해서 방전튜브 내부의 기체가 외부로 유출되도록 형성되는, 방전튜브의 하부와,
    유리질로 된 방전튜브의 상부로서, 상기 방전튜브의 하부의 평평한 유리판과 대체로 같은 크기 및 형상을 갖으며 상기 다수의 격벽 위에 안착될 때 모든 격벽의 상면과 접촉되도록 형성된 방전튜브의 상부와, 및
    상기 평평한 유리판의 일변 단부에 형성된 기체 유출 개방부를 통해서 방전램프 내부의 기체를 유출시킨 후 방전튜브를 밀봉시키기 위해서 상기 개방부를 폐쇄시키기 위한 밀봉부재를 포함하여 구성되는, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브.
  2. 제1항에 있어서, 상기 방전튜브의 상부, 하부 및 밀봉부재는 접착제에 의해서 접합되는 것을 특징으로 하는 평면형 조명장치의 방전튜브.
  3. 제1항에 있어서, 상기 방전튜브의 상부, 하부 및 밀봉부재는 가열에 의해서 접합되며, 상기 가열온도는 300℃ 내지 800℃ 인 것을 특징으로 하는 평면형 조명장치의 방전튜브.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 접착은 진공환경에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 평면형 조명장치의 방전튜브.
  5. 제1항에 있어서, 상기 배기 및 밀봉은 진공환경에서 이루어지며 진공환경의 기압은 10-2내지 10-6Torr인 것을 특징으로 하는 평면형 조명장치의 방전튜브.
  6. 청구항 제1항에 기술된, 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브 제조장치에 있어서,
    유리를 용융시켜서 후술되는 원통형 성형도구로 유입시키는 유리용해로와,
    외부 표면에 패턴이 형성된 원통형 성형도구(들)로서, 근접 배치된 받침롤과 상호작용하여 이들 사이에 유입되는 용해된 유리를 상기 패턴에 의해서 성형시켜서 소정 두께의 평평한 유리판상에 그 판에 대해서 수직방향으로 소정의 폭과 높이를 갖는 다수의 격벽을 성형하거나, 또는 소정 두께의 평평한 유리판을 성형하는 원통형 성형도구(들)와,
    외부 표면에 패턴이 형성되지 않은 받침롤로서, 상기 원통형 성형도구와 평행한 회전축을 갖으며 상기 성형도구와 일정 거리를 두고 근접 배치되어 그 사이에 용해된 유리가 통과할 때 상기 방전튜브의 상부 또는 하부의 유리판에 격벽 또는 홈이 형성되는 과정에서 원통형 성형도구의 반대편에서 지지하는 역할을 하며, 상기 격벽 또는 홈이 형성되지 않은 평평한 유리판의 일면을 형성하기 위한 받침롤을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브 제조장치.
  7. 제6항에 있어서, 방전튜브의 하부를 성형하기 위한 원통형 성형도구의 패턴 형상은,
    상기 패턴에 의해서 성형되는 방전튜브의 하부가, 소정의 두께를 갖는 사각형 형상의 평평한 유리판위에 소정의 폭 및 높이를 갖는 유리질로된 다수의 격벽이상기 유리판에 대해서 수직 방향으로 형성되며, 상기 격벽은 방전튜브의 하부에 상기 유리판과 유사하게 판으로 된 방전튜브의 상부 및 밀봉부재가 접합될 때 방전튜브 내부 영역을 다수의 작은 영역으로 구분하며 이 구분된 작은 영역이 모두 단일 방전경로를 이루도록 형성되며, 상기 다수의 격벽중 일부는 평평한 사각형 유리판의 세 변 단부를 따라서 "ㄷ" 형상으로 형성되며 사각형 유리판의 나머지 한 변에서는 그 단부를 따라서 격벽이 형성되지 않고 개방부를 형성하여 격벽들 상에 방전튜브의 상부가 접합될 때 이 변에 형성된 개방부를 통해서 방전튜브 내부의 기체가 외부로 유출되도록 하는, 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 평면형 조명장치의 방전튜브 제조장치 .
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 방전튜브의 상부를 성형하기 위한 원통형 성형도구의 패턴 형상은,
    상기 패턴에 의해서 성형되는 방전튜브의 상부가, 소정의 두께를 갖고 상기 방전튜브의 하부의 유리판과 크기가 대체로 같은 사각형 형상의 평평한 유리판이 되도록 하는, 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 평면형 조명장치의 방전튜브 제조장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 원통형 성형도구의 외부 표면 패턴에는 일렬로 성형되는 유리 제품 각각을 작은 힘으로도 분리시킬 수 있도록 각각의 성형된 유리제품 사이에 홈을 형성하기 위한 제품 분리용 날개가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 평면형 조명장치의 방전튜브 제조장치.
  10. 제6항에 있어서, 상기 성형도구내에는 초기 기동시 성형도구의 온도를 일정 온도 이상으로 상승시키기 위한 히터와 상기 성형도구의 동작중에 성형도구가 일정온도 이상으로 상승되지 않도록 하기 위한 냉각 라인이 장착되는 것을 특징으로 하는 평면형 조명장치의 방전튜브 제조장치.
  11. 방전튜브의 내부를 다수의 격벽을 사용하여 구분하고 격벽에 의해서 형성된 내부공간들이 단일 방전경로를 갖도록 형성된 평면형 조명장치의 방전튜브 배기 및 밀봉 방법에 있어서,
    소정의 두께를 갖는 사각형 형상의 평평한 유리판위에 소정의 폭 및 높이를 갖는 유리질로된 다수의 격벽이 평평한 유리판에 대해서 수직 방향으로 형성되는 방전튜브의 하부로서, 상기 격벽은 방전튜브의 하부에 방전튜브의 상부 및 밀봉부재가 접합될 때 방전튜브 내부 영역을 다수의 작은 영역으로 구분하며 이 구분된 작은 영역이 모두 단일 방전경로를 이루도록 형성되며, 상기 다수의 격벽중 일부는 평평한 사각형 유리판의 세 변 단부를 따라서 "ㄷ" 형상으로 형성되며 사각형 유리판의 나머지 한 변에서는 그 단부를 따라서 격벽이 형성되지 않고 개방부를 형성하여 격벽들 위에 후술되는 방전튜브의 상부가 접합될 때 이 변에 형성된 개방부를 통해서 방전튜브 내부의 기체가 외부로 유출되도록 형성되는, 방전튜브의 하부와, 상기 방전튜브의 하부의 평평한 유리판과 대체로 같은 크기 및 형상을 갖으며 상기다수의 격벽 위에 안착될 때 모든 격벽의 상면과 접촉되도록 형성된 방전튜브의 상부가 서로 접착되는 단계와, 진공환경에서 방전튜브내의 기체가 추출되는 단계와, 상기 추출후에 방전튜브내에 소정의 가스를 주입한 후 상기 개방부가 밀봉부재로 밀봉되는 단계를 포함하여 이루어지는 평면형 조명장치의 방전튜브 배기 및 밀봉 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 진공환경의 기압은 10-2내지 10-6Torr 사이인 것을 특징으로 하는 평면형 조명장치의 방전튜브 배기 및 밀봉 방법.
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