KR100463610B1 - 백 라이트용 외부전극 형광램프 및 이의 외부전극 형성방법 - Google Patents

백 라이트용 외부전극 형광램프 및 이의 외부전극 형성방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백 라이트용 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp : EEFL)및 이의 외부전극 형성방법에 관한 것으로, 형광 램프의 양 끝단에 외부전극을 형성하는데 있어 유리관의 표면에 에칭(etching)에 의한 요철을 주어 외부전극과 유리관의 밀착성을 향상시키고, 특히 에칭면의 요철 깊이를 일정한도 이하로 제한하여 유리관 표면에 구멍(pinhole)이 생기는 현상을 막고 램프의 수명을 연장시키게 된다.
이를 위해 본 발명은 방전가스가 채워지고 표면에 에칭에 의한 요철이 형성되어진 유리관과, 상기 유리관의 양단에 형성되어진 외부전극과, 상기 외부전극과 연결되어 외부전원을 인가하는 전극 연결선과, 상기 외부전극과 전극 연결선을 감싸서 상호연결시키는 절연체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트용 외부전극 형광램프 및 이의 외부전극 형성방법을 제공한다.

Description

백 라이트용 외부전극 형광램프 및 이의 외부전극 형성방법{External Electrode Fluorescent Lamp for Back Light and the Manufacturing Technique of External Electrode in the same}
본 발명은 백 라이트(Back Light)용 외부전극 형광램프(External ElectrodeFluorescent Lamp : EEFL)및 이의 외부전극 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 형광 램프의 양 끝단에 외부전극을 형성하는데 있어 유리관의 표면에 에칭에 의한 요철을 주어 외부전극과 유리관과의 밀착성을 향상시킨 백 라이트용 외부전극 형광램프 및 이의 외부전극 형성방법에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 텔레비젼(TV)을 비롯하여 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체무게와 크기로 인해 전자제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다.
따라서, 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에 따라 CRT를 대체하기 위해, 전계광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display Device), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP: Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD: Electro Luminescence Display)등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이중 액정표시장치는 CRT에 비해 화질이 우수하고 평균 소비전력도 같은 화면 크기의 CRT에 비해 작을 뿐만 아니라 발열량도 작기 때문에 가장 활발히 연구되고 있다. 하지만, 상기와 같은 액정표시장치는 자체가 발광하지 않는 특징을 가지므로 별도의 광원이 필요하다. 따라서, 주변의 자연광을 이용하는 반사형 액정표시장치도 있지만, 주변 환경에 의한 사용상의 제약을 많이 받으므로 자체의 독립적인 광원을 가지게 된다. 이러한, 독립적인 광원을 백 라이트라고 하는데, 광원으로는 EL(Electro Luminescence), LED(Light Emitting Diode), 냉음극 형광램프(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp), 열음극 형광램프(HCFL: Hot Cathode Fluorescent Lamp)등이 사용되고 있다. 이중, 특히 소비전력이 작으며 얇게 형성할 수 있는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 많이 사용되고 있다.
그리고, 상기 백 라이트는 광원으로 사용되는 형광램프가 설치되는 위치에 따라 사이드 라이트(Side light)형 백 라이트와 직하형(Direct type) 백 라이트로 구분된다.
이중, 사이트 라이트형 백 라이트는 액정패널의 측면에 형광 램프등의 관형상의 선광원을 설치하고, 투명한 도광판을 이용하여 램프로부터의 광을 액정패널 화면 전체에 투사시키는 방식이다.
그리고, 직하형 백 라이트는 액정표시장치의 크기가 20인치 이상으로 대형화되기 시작하면서 중점적으로 개발되기 시작한 것으로, 확산판의 하부면에 복수개의 형광램프를 일렬로 배열시켜 액정표시장치 패널의 전면으로 빛을 직접 조사하는 방식이다. 이러한, 직하형 백라이트는 사이드 라이트 백 라이트에 비해 광의 이용 효율이 높기 때문에 고휘도를 요구하는 대화면 액정표시장치에 주로 사용된다.
이하, 종래 기술에 따른 액정표시장치용 백 라이트에 대하여 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 직하형 백 라이트의 개략적인 구조를 나타내는 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 형광 램프를 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 직하형 백 라이트는 복수개의 형광 램프(1)들과, 상기 형광 램프(1)들을 고정시키고 지지하는 외곽 케이스(3)와,상기 형광 램프(1)의 상부에 배치된 광 산란수단(5)으로 구성된다.
상기 광 산란수단(5)은 형광 램프(1)의 형상이 액정 패널(미도시)의 표시면에 나타나는 것을 방지하고 전체적으로 균일한 밝기 분포를 갖는 광원을 제공하기 위해 배치되는 것으로, 광 산란 효과를 증진시키기 위해 다수의 확산 시트(Diffusion Sheet) 및 확산 플레이트(Diffusion Plate)등을 구비한다.
또한, 상기 외곽 케이스(3)의 내면에는 형광 램프(1)에서 발생된 광이 액정 패널의 표시부로 집중 조사될 수 있도록 반사판(7)이 배치되어 광의 이용 효율을 높이게 된다.
그리고, 상기 외곽 케이스(3)의 양쪽면에 형성된 홈에 고정되어 있는 형광 램프(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉음극관 형광 램프(1)로서 방전가스가 채워져 있는 유리관 내부의 양단에 외부전원(미도시)의 인가를 위한 전극(2)이 배치되고, 상기 전극(2)에는 와이어(9)가 연결되어져 있다.
상기 와이어(9)는 별도의 인버터(미도시)에 연결되어 구동회로와 접속하게 된다. 따라서, 각 형광 램프(1)마다 별도의 인버터가 필요하게 된다.
하지만, 이와 같은 종래의 직하형 백 라이트에서는 냉음극 형광 램프의 형상이 액정패널에 나타나기 때문에, 냉음극 형광 램프와 액정패널 사이의 간격을 일정수준 유지해야 하므로 박형화에 한계가 있으며, 종래의 형광 램프는 유리관 내부의 양 끝단에 열음극이나 냉음극형의 전극이 설치되는데, 이와 같이 형광 램프 내부에 전극을 설치하는 공정은 어렵고 형광 램프의 수명도 단축되는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 백 라이트용 형광 램프의 양 끝단에 외부전극을 형성하여 램프의 수명 연장 및 공정의 단순화등을 이루고, 특히 외부전극의 형성에 있어서 유리관의 표면에 에칭에 의한 요철을 주어 외부전극과 유리관과의 밀착성을 향상시킨 백 라이트용 외부전극 형광 램프및 이의 외부전극 형성방법을 제공하는데 목적이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 직하형 백 라이트의 개략적인 구조를 나타내는 사시도이다.
도 2는 종래 기술에 따른 형광 램프를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 백 라이트용 외부전극 형광램프의 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3의 A부분의 확대 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 설명 *
21 : 방전가스 22: 외부전극
23 : 전극 연결선 24 : 절연체
25 : 유리관 26 : 요철
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 백 라이트용 외부전극 형광램프는 방전가스가 채워지고 표면에 에칭에 의한 요철이 형성되어진 유리관과, 상기 유리관의 양단에 형성되어진 외부전극과, 상기 외부전극과 연결되어 외부전원을 인가하는 전극 연결선과, 상기 외부전극과 전극 연결선을 감싸서 상호연결시키는 절연체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 백 라이트용 외부전극 형광 램프의 형성방법은 내부에 방전가스가 채워진 유리관을 준비하는 단계와, 상기 유리관 양단의 일부분을 상부 표면으로 부터 30%까지 선택적으로 에칭하여 요철을 형성하는 단계와, 상기 요철을 포함한 유리관 양단에 외부전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하, 상기와 같은 특징들을 갖는 본 발명에 따른 백 라이트용 외부전극 형광램프 및 이의 외부전극 형성방법을 첨부된 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 백 라이트용 외부전극 형광 램프의 구조를 나타내는단면도이고, 도 4는 도 3의 A부분의 확대 단면도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 백 라이트용 외부전극 형광 램프는 내부에 방전가스(21)가 채워져 있는 유리관(25)의 양단에 전기적 연결을 위한 외부전극(22)이 형성된다. 상기 외부전극(22)에는 외부전원(미도시)을 인가하기 위한 전극 연결선(23)이 연결되어 있으며, 이와 같이, 연결된 외부전극(22)과 전극 연결선(23)을 일체화시키기 위해 절연체(24)가 상기 외부전극(22)과 전극 연결선(23)를 감싸고 있다.
상기 절연체(24)는 수축 가능한 튜브로 형성되어 있어 열이 가해지면 상기 전극 연결선(23)을 고정시킴과 동시에 외부전극(22)에 밀착시키게 된다.
그리고, 상기 외부전극(22)이 형성되는 유리관(25)의 표면에는 도 4에 도시된 바와 같이, 요철(26)이 형성되어져 있는데, 상기 요철(26)은 외부전극(22)이 유리관(25)양단의 표면에 형성되기 전에 미리 형성되어져 유리관(25)에 외부전극(22)이 도포될 때 유리관(25)과 외부전극(22)과의 밀착성을 좋게 해 준다.
상기와 같은 구조의 백 라이트용 외부전극(22) 형광 램프의 외부전극 형성방법에 대해 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선, 내부에 방전가스(21)가 채워진 유리관(25)을 준비하게 된다. 다음으로, 상기 유리관(25) 양단의 일부분에 요철(26)을 형성하기 위해 에칭을 하게 되는데, 이러한 에칭에 의해 유리관(25) 표면에는 일정 깊이를 갖는 불규칙한 요철(26)면이 형성되어지게 된다. 이후, 상기 요철(26)이 형성된 유리관(25) 양단에 외부전극이 형성된다.
상기와 같은 단계에 의해 형성되는 외부전극의 구체적인 형성방법에는 도금법과 소결법이 있으며, 이중 도금법은 외부 전극(22)으로 니켈(Ni)등의 금속재료를 사용하는 방법으로, 외부전극(22)을 형성하기전에 밀착성을 향상시키기 위하여 유리관(25) 표면에 물리적, 화학적 에칭(Etching)을 가한 뒤, 에칭에 의한 요철(26)이 형성된 유리관(25)의 양 끝단 외부 표면에 무전해 니켈 도금등과 같은 금속으로 얇게 도금하여 외부전극(22)을 형성하는 방법이다.
즉, 형광 램프의 유리관(25)의 양 끝단 표면은 상기 에칭에 의해 불규칙한 요철(26)면이 형성되어지고, 이에 의해 외부전극(22)은 유리관(25)과 더욱 쉽게 밀착되게 된다. 이렇게 형성된 외부전극(22)은 전극 연결선(23)과 전기적으로 접속되게 되고, 전극 연결선(23)에 걸리는 전압은 형광 램프의 외부전극(22)을 거쳐 형광램프 내에 전기장을 형성시킴으로써 형광램프를 발광시킨다.
그리고, 소결법은 은(Ag)등의 금속분말을 열가소성 바인더(미도시)에 분산하여 형성한 용융된 상태의 도전성 페이스트를 외부전극(22)을 형성하기 위해 제작된 소켓(미도시)에 소량 주입한 후, 주입된 도전성 페이스트를 포함하는 소켓(미도시)에 형광램프의 외부전극(22) 형성부위를 넣었다 꺼낸(dipping)후 고온 상태에서 소성을 시켜 외부전극(22)을 형성하게 된다. 이때, 소성을 위한 온도는 도전성 페이스트의 종류에 따라 다르지만 형광램프에 사용하기 위해서는 150도 이내에서 사용하는 것이 적절하다.
이러한, 외부전극(22) 형성방법인 소결법은 외부전극(22) 재료로 은(Ag)등의 도전성 페이스트(Paste)를 사용하며, 상기 도금법과 같이 외부전극(22)을 형성하기전에 밀착성을 향상시키기 위하여 유리관(25) 표면에 물리적, 화학적 에칭을 가하여 유리관(25) 표면에 요철(26)면을 형성한 뒤 외부전극(22)을 형성하게 된다.
이와 같은 도금법, 소결법외에도 외부전극 형광램프 형성방법에는 다양한 방법이 있는데, 일 예로 테이핑(Taping) 법은 외부전극(22) 재료로 알루미늄(Al), 구리(Cu)재질의 테이프(Tape)를 사용하는 방법으로, 유리관(25)에 에칭을 하지않고 상기 테이프로 유리관(25)을 감싸서 외부전극(22)을 형성하는 방법이며, 유리관(25) 양단에 금속 캡슐(미도시)을 쒸워 외부전극(22)을 형성하는 방법등 도 있다.
상기 외부전극(22)의 형성방법중 유리관(25) 표면에 에칭을 하는 외부전극(22) 형성방법에 있어서는 상기한 바와 같이, 유리관(25)의 표면에 에칭에 의한 요철(26)을 형성하여 외부전극(22)과의 밀착성을 좋게 해준다. 따라서, 유리관(25)의 표면에는 에칭에 의한 일정깊이의 불규칙한 거칠기를 가지는 요철면(26)이 형성되게 된다.
하지만, 상기와 같은 에칭에 의해 유리관(25)에 요철을 형성하는 경우, 에칭 에 의한 요철(26) 깊이가 너무 깊을 경우에는 외부전극(22)에 고전압이 인가될 때에는 형광램프의 유리관(25) 표면에 구멍(Pinhole)이 생기는 문제가 발생할 수 있다.
따라서, 상기 유리관(25)에 에칭에 의한 요철(26)을 형성하는 경우에 최대 요철(26) 깊이가 유리관(25) 두께의 0.3배 이하로 형성됨을 추가로 제시한다. 즉, 에칭에 의해 요철(26)면이 형성되는 유리관(25)의 두께(27)는 최소한 처음 두께의0.7배 이상이어야 한다.
상기와 같은 에칭 두께의 제한에 의해 유리관(25)과 외부전극(22)과의 밀착성을 유지함과 동시에, 외부전극(22)에 고전압 인가시 유리관(25) 표면에 구멍이 생기는 현상을 막을 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 백 라이트용 외부전극 형광램프 및 이의 외부전극 형성방법은 외부전극을 형성하는 과정중 유리관 표면에 에칭에 의한 요철을 주어 외부전극과 유리관의 밀착성을 향상시키고, 특히 에칭면의 요철 깊이를 일정한도 이하로 제한함으로써, 외부 전극에 고전압 인가시 유리관 표면에 구멍이 생기는 현상을 막고 램프의 수명을 연장시키는 효과를 얻을 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여 져야만 할 것이다.

Claims (7)

  1. 방전가스가 채워지고 표면에 에칭에 의한 요철이 형성되어진 유리관과,
    상기 유리관의 양단에 형성되어진 외부전극과,
    상기 외부전극과 연결되어 외부전원을 인가하는 전극 연결선과,
    상기 외부전극과 전극 연결선을 감싸서 일체화시키는 절연체를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트용 외부전극 형광램프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 유리관의 요철 깊이는 전체 유리관 두께의 30%이내로 형성함을 특징으로 하는 백 라이트용 외부전극 형광램프.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 절연체는 수축가능한 튜브로 형성되는 것을 특징으로 하는 백 라이트용 외부전극 형광램프.
  4. 내부에 방전가스가 채워진 유리관을 준비하는 단계;
    상기 유리관 양단의 일부분을 상부 표면으로 부터 30%까지 선택적으로 에칭하여 요철을 형성하는 단계;
    상기 요철을 포함한 유리관 양단에 외부전극을 형성하는 단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 백 라이트용 외부전극 형광램프의 외부전극 형성방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 외부전극은 니켈등의 금속재질로 형성됨을 특징으로 하는 백 라이트용 외부전극 형광램프의 외부전극 형성방법.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 외부전극은 용융된 상태의 도전성 페이스트를 150도 이내에서 소성을 시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 백 라이트용 외부전극 형광램프의 외부 전극 형성방법.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 외부전극은 상기 유리관의 양단에 금속재료를 도금하여 형성하는 것을 특징으로 하는 백 라이트용 외부전극 형광램프의 외부전극 형성방법.
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