KR100604078B1

KR100604078B1 - 평판형 형광램프

Info

Publication number: KR100604078B1
Application number: KR1020040009041A
Authority: KR
Inventors: 박성목; 함훈
Original assignee: 금호전기주식회사
Priority date: 2004-02-11
Filing date: 2004-02-11
Publication date: 2006-07-25
Also published as: KR20050080876A

Abstract

본 발명은 물결모양으로 형성된 단일 스페이서를 사용함으로써 제조공정을 간소화하고 휘도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 평판형 형광램프에 관한 것으로써, 평판 표시장치의 패널 전면으로 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛(BLU)용 평판형 형광램프에 있어서, 상기 평판형 형광램프는 상기 패널로 빛이 조사되도록 내면에 형광체가 도포되는 상판과; 상기 상판과 대향되는 전면에 반사막 및 형광체 코팅막이 인쇄되는 하판과; 물결모양으로 형성되어 상기 상판 및 하판과 맞닿아 다수의 직선형 방전통로를 형성하도록 하는 스페이서를 포함하여 구성되고, 상기 스페이서는 상기 다수의 방전통로가 상호 연통되도록 상기 스페이서의 중앙부에 통과공이 형성되어, 상부 및 하부의 동시 발광에 의해 비발광 면적을 감소시켜 광균일도 및 휘도를 크게 향상시키는 효과가 있으며 또한, 상기 스페이서에 의해 형성되는 반원 또는 타원 모양의 방전통로 방식은 판유리를 가열 성형함으로써 간단히 제조할 수 있어 제조비용이 절감될 뿐만 아니라 충격에 강하므로 제품의 내구성이 크게 증가되는 효과가 있다.

상판, 하판, 스페이서, 굴곡유리, 평판형 형광램프

Description

평판형 형광램프{Flat fluorescent lamp}

도 1 은 본 발명에 따른 평판형 형광램프를 도시한 단면도,

도 2 는 본 발명에 따른 평판형 형광램프의 제 2실시예를 도시한 단면도,

도 3 은 본 발명에 따른 평판형 형광램프에 배기관이 설치되는 형상를 도시한 전면도,

도 4 는 본 발명에 따른 평판형 형광램프에 있어서, 연통통로가 형성되는 형태를 도시한 전면도,

도 5 는 본 발명에 따른 평판형 형광램프의 바람직한 실시예가 도시된 전면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10: 상판 20: 하판

30: 스페이서 40: 프레임

50: 배기관 60: 외부전극

70: 방전통로

본 발명은 평판 표시장치의 패널 전면으로 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛(BLU)용 평판형 형광램프에 관한 것으로써, 특히 물결모양으로 형성된 단일 스페이서를 사용함으로써 제조공정을 간소화하고 휘도를 크게 향상시킬 수 있는 평판형 형광램프에 관한 것이다.

현재 노트북용 LCD나 대형 프로젝션 TV, 칼라 휴대폰, PDA 등의 디스플레이부를 가지는 기기에서는 배면광원으로 백라이트 유닛(BLU, Back Light Unit)이 이용된다. 소형기기에는 발광다이오드(LED)가 주로 이용되며, 대형 평판 표시장치에는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)로 이루어진 BLU가 주로 이용되었다.

이때, 영상이 디스플레이되는 액정패널 정면을 향해 균일한 광이 조사되도록 하기 위하여 CCFL과 액정패널 사이 또는 액정패널의 측면에 확산판 또는 도광판을 별도로 장착하고 있다.

그러나, 상기와 같은 디스플레이부의 생산공정은 조립을 위한 인력 및 시간이 다수 소요될 뿐만 아니라, 상기 도광판 사용의 경우 균일도는 뛰어나지만 빛의 손실이 크고, 휘도가 낮으며 대형 평판표시장치에는 적용하기 힘들다는 문제점이 있다.

따라서, 최근에는 이러한 문제점을 보완하기 위하여 기존의 CCFL이 이용된 BLU와 달리 하나의 램프로 구성되어 있어 제조공정이 간소화될 수 있는 평판형 형광램프가 차세대 BLU로 이용될 수 있도록 개발되고 있다.

상기 평판형 형광램프의 기본적인 발광원리는 일반적인 형광등의 발광원리와 유사하여, 전계에 의해 가속된 전자가 불활성 가스 및 수은이 내장된 방전공간에서 유동하면서 수은과 충돌하게 되는데 이때 253.7㎜의 자외선이 방출하게 되며, 방출된 자외선이 유리관 내벽에 코팅되어 있는 형광체를 여기시켜 가시광선을 방출하는 것이다.

이때, 상기 평판형 형광램프는 종래 형광램프의 시동방법인 열음극 시동방식과 냉음극 시동방식의 적용이 모두 가능하나 일반적으로는 냉음극 시동방식을 채택하고 있다.

상기 열음극 시동방식은 필라멘트에 예열전류를 흘려 전기방사물질을 방사함으로써 초기전자를 충분히 발생시킨 후 시동전압을 인가하여 점등시키는 방법이며, 상기 냉음극 시동방식은 관 내부에 존재하는 1차 전자에 고압의 전계를 인가하여 전극에 충돌시켜 2차 전자를 발생시키고 상기 2차 전자가 다시 유동하면서 수은과 충돌하여 발생되는 자외선을 형광체를 통하여 가시광선으로 변환시키는 원리이다.

한편, 일반적인 평판형 형광램프의 형태는 크게 사행모양의 굴곡진 성형유리를 상판으로 사용하고 패널유리를 하판으로 사용하여 봉합함으로써 방전통로를 이루는 방식과, 두 개의 패널유리 사이에 막대모양의 스페이서를 삽입함으로써 방전통로를 확보하는 방식으로 나뉠 수 있다.

사행형태의 상판 성형 유리방식은 긴 관을 S자 모양으로 연속적으로 구부려 사각의 면형상을 이루는 방법으로 일반적으로 방전관의 양 끝단에 전극이 설치된다. 상기와 같은 방식은 긴 방전길이로 인하여 높은 시동 및 방전전압이 요구되므로 열발생이 크고 관벽저항이 높아 효율이 낮으며, 휘도 균일성 또한 낮다. 또한, 상판의 굴곡 성형유리와 하판의 평면유리의 불균일한 결합형태에 의해 충격에 약하며 등기구와의 결합이 어려운 문제점이 있다.

또한, 상하판 패널유리 방식의 경우에는 상기 상판 성형유리 방식보다는 휘도 균일성이 향상되며, 정육면체를 형성하기 때문에 등기구와의 결합이 간편하지만, 방전통로가 다수의 긴 스페이서로 형성되므로 그 제조공정이 복잡하며, 상기 방전통로가 사각형 또는 마름모 형태를 이루기 때문에 방전을 위한 플라즈마 형성이 원통형보다 불리하며 제조시 열 충격에 의한 크랙(crack)발생이 증가하고, 단면의 가장자리에서의 발광이 약화되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 물결모양으로 형성되며 상판 및 하판과 맞닿아 다수의 직선형 방전통로를 형성하도록 하는 스페이서를 포함하여 구성되어 제조공정을 단순화시키고 상부 및 하부의 이중 발광을 통해 광 균일도 및 휘도를 크게 향상시킬 수 있도록 하는 평판형 형광램프를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 평판형 형광램프는 평판 표시장치의 패널 전면으로 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛(BLU)용 평판형 형광램프에 있어서, 상기 평판형 형광램프는 상기 패널로 빛이 조사되도록 내면에 형광체가 도포되는 상판과; 상기 상판과 대향되는 전면에 반사막 및 형광체 코팅막이 인쇄되는 하판과; 물결모양으로 형성되어 상기 상판 및 하판과 맞닿아 다수의 직선형 방전통로를 형성하도록 하는 스페이서를 포함하여 구성되고, 상기 스페이서는 상기 다수의 방전통로가 상호 연통되도록 상기 스페이서의 중앙부에 통과공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에 따른 평판형 형광램프를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 평판형 형광램프의 제 2실시예를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 평판형 형광램프에 배기관이 설치되는 형상를 도시한 전면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 평판형 형광램프에 있어서 연통통로가 형성되는 형태를 도시한 전면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 평판형 형광램프의 바람직한 실시예가 도시된 전면도이다.

본 발명에 따른 평판형 형광램프는 냉음극 방식 및 외부전극 방식 모두에 적용될 수 있으며, 본 명세서에서는 외부전극 방식을 사용하는 평판형 형광램프를 일례로 하여 설명하도록 한다.

본 발명에 따른 평판형 형광램프는 도 1에 도시된 바와 같이, 상판(10) 및 하판(20)과, 상기 상하판의 사이에 삽입되어 다수 방전통로를 형성하는 스페이서(30)와, 상기 상하판 바깥쪽의 테두리를 구성하는 프레임(40)을 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 평판형 형광램프는 상기 평판형 형광램프의 단면을 확대 도시한 A부분에 도시된 바와 같이, 빛이 조사되도록 하는 형광체 코팅막(11)이 상기 상판(10)의 내면에 인쇄되며, 상기 상판(10)과 대향되는 상기 하판(20)의 내면에는 빛의 전면반사를 위한 반사막(22) 및 형광체 코팅막(11)이 인쇄된다.

상기 스페이서(30)는 물결모양으로 형성되는 굴곡유리가 사용되는데 상기 굴곡유리는 양면에 형광체(31)가 인쇄되어 상기 상판(10) 및 하판(20)에서 방출되는 자외선을 가시광선으로 여기시키는 기능을 한다.

이때, 상기 상하판의 형광체 코팅막은 스크린 인쇄기를 이용한 인쇄방식으로 도포하는 것이 바람직하며, 상기 스페이서의 경우에는 Deeping, Spray, Dispensing 방법 등을 적용할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 평판형 형광램프는 상기 스페이서(30')가 자외선의 투과가 가능한 재질의 유리로 형성되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하판(20') 및 상기 스페이서(30')에 의해 형성되는 하측 발광부에서 빛이 방출되면 상기 방출된 빛은 상기 스페이서(30')를 투과하여 상기 상판의 형광체(11')를 직접 여기시킬 수 있으므로 상기 스페이서의 양면(31')에 상기 형광체 코팅막을 인쇄하는 공정이 요구되지 않는다.

한편, 상기 상하판(10, 20)의 내면과 상기 스페이서(30)가 맞닿는 부분에는 상기 상하판(10, 20) 및 스페이서(30)가 분리되지 않도록 하기 위하여 줄무늬(stripe)형태로 Frit Glass와 같은 유리 봉합재가 인쇄되는 봉합부(23)를 포함하여 구성된다.

따라서, 상기 스페이서(30)가 상기 봉합부(23)에 의해 상기 상하판(10, 20)과 봉합됨에 따라 상기 평판형 형광램프는 다수의 직선형 방전통로를 형성하게 되며, 그 단면은 반원 또는 반타원의 형태를 이루게 된다.

상기와 같은 반원 또는 반타원의 형태는 상기 방전통로의 중앙을 중심으로 둥근형태로 형성되는 플라즈마 방전의 특성을 최대한 사용하고자 적용되는 것으로 상기 타원 또는 반타원 형태는 물결모양으로 형성되는 굴곡유리(30)와 상기 상하판(10, 20)이 맞닿아 형성되는 형태이므로 상기 굴곡유리(30)의 굴곡형태 및 상기 상하판(10, 20)과 상기 굴곡유리(30)가 맞닿는 형태에 따라 그 형태가 가변될 수 있다.

또한, 상기 상하판(10, 20)과 상기 스페이서(30)가 맞닿아 봉합되는 상기 봉합부(23)는 봉합부위의 하부에서도 발광현상이 발생하기는 하지만 상기 봉합부에 인쇄되는 봉합재가 완전한 투명이 되지는 않아 광손실의 발생이 불가피하기 때문에, 현재 기술수준에서 가능한 최소한의 폭을 유지하는 것이 바람직하며, 본 명세서는 상기 봉합부(23)의 폭이 5㎜이내인 것으로 설명하나, 상기 폭은 기술수준에 따라 상이하게 조정될 수 있다.

본 발명에 따른 평판형 형광램프는 상기 평판형 형광램프의 상하판(10, 20)과 스페이서(30) 및 봉합부(23)가 서로 비슷한 열팽창계수 값을 갖는 특징을 가지며, 상기 봉합부(23)의 봉합재의 경우에는 투명도가 높은 재질일 수록 바람직하다.

또한, 상기 스페이서(30)의 양면에 도포된 형광체 코팅막(31)의 두께는 상기 상하판의 내면에 도포된 형광체 코팅막(11, 21)의 두께보다 얇도록 형성되는 것이 바람직한데, 이는 상기 스페이서(30)를 통해 조사되는 빛이 두세차례 형광체를 투과하기 때문에 상기 형광체의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 상기 형광체가 흡수하는 빛의 양이 크게 증가하게 되어 상기 형광램프의 효율이 저하될 수 있기 때문이다.

한편, 상기 평판형 형광램프의 봉합작업을 마치면 배기를 실시하게 된다. 상기 평판형 램프는 Ar, Ne, Kr 등과 같은 불활성 가스와 소량의 수은으로 채워지는데 이때 충분한 진공상태(10^-5 Torr 이상)에서 가스 및 수은을 주입하는 것이 바람직하며, 상기 평판형 형광램프에서의 최적 가스압과 수은량은 상기 형광램프의 관길이, 관두께 및 형상에 따라 조금씩 달라진다.

상기 평판형 형광램프는 배기작업을 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 세로방향의 끝단에 배기관(50)을 설치하며, 상기 램프의 상하측 보다는 측면에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 형광램프의 상하측에 상기 배기관(50)을 설치하는 경우 상기 배기관(50)을 절단 및 봉합하는 공정인 Tip-off 공정시 상기 배기관(50)의 잔여높이로 인하여 상기 형광램프의 두께가 증가하게 되는 문제점이 발생할 수 있으므로 Tip-off 공정을 거칠 때 상기 램프의 측면에 최소한의 길이로 거치도록 해야 한다.

이때, 배기작업을 위한 배기통로는 통과공(hole, 도 4의 100)의 형태로 구성될 수 있다. 이를 보다 상세하게 설명하자면, 상기 스페이서를 상기 형광램프의 양단에 설치되는 전극 프레임과 맞닿게 하는 대신에 상기 각각의 방전채널 사이에 미세한 통과공(100)을 가공하여 배기통로의 역할을 하도록 하는 것이다.

이러한 통과공(100) 형태의 연통통로는 막대형의 개별 스페이서를 사용하는 평판형 램프에서도 적용이 가능하고, 상기 스페이서를 측면 프레임과 이격시켜 연통하는 방법에 비해 전자의 불균일 현상을 더욱 방지할 수 있으며, 이때 상기 통과공(100)은 직경이 5㎜이내의 범위를 갖도록 형성되는 것이 바람직하나, 상기 평판형 형광램프의 크기 또는 제조공정상의 기술수준 등에 따라 조정될 수 있다.

특히, 상기 통과공(100) 형태의 연통통로는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 형광램프의 중앙부에 형성될 수 있으며, 상기 중앙부를 확대 도시한 B부분에 도시된 바와 같이, 상기 중앙부에 상기 연통통로가 형성되면 상기 형광램프 양단에 배치되는 외부전극(60)은 'l'형태의 전극으로 그 구성이 가능하므로 'ㄷ'자 또는 'ㄴ'자 형태의 전극보다 상기 외부전극으로 인한 비발광부분을 감소시킬 수 있으며 상기 연통통로를 통해 상기 방전통로에 배기되는 배기가스가 균일하게 분포될 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 평판형 형광램프는 도 5에 도시된 바와 같이 구성되어, 상하판 사이에 물결모양으로 성형된 스페이서 굴곡유리(30)를 삽입함으로써 상하부의 발광부가 동시에 발광됨으로써 비 발광면적을 최소화하고, 상기 형광램프의 중앙부에 배기를 위한 연통통로를 형성할 수 있으며, 상기 평판형 형광램프 주위의 가장자리는 일정 두께를 가진 판유리를 가공하여 중앙부가 빈 직사각형 형태의 일체형 유리 프레임(40)을 사용하며 상기 프레임(40) 역시 Frit glass와 같은 유리 봉합재를 인쇄하여 부착후 소성시킴으로써 결합이 가능하다.

또한, 상기 스페이서(30)가 형성하는 각각의 방전통로(70)를 한번에 배기하기 위하여 상기 스페이서의 세로방향 끝단은 상기 프레임(40)과 약 1㎜ 정도의 이격거리를 균일하게 유지하는 것이 바람직하며, 이로 인해 상기 방전통로(70)들이 서로 연통하게 되어 가스 및 수은증기가 상기 형광램프 전체에 균일하게 분포하게 됨으로써 전면 발광형태를 구성할 수 있어 광균일도를 크게 향상시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 의한 평판형 형광램프을 예시된 도면을 참조로 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명은 한정되지 않고, 기술사상이 보호되는 범위 이내에서 응용될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 평판형 형광램프는 두 개의 판유리 사이에 삽입되는 스페이서로 물결모양으로 형성된 굴곡유리를 사용함으로써, 상부 및 하부의 동시 발광을 통해 비발광 면적을 감소시켜 광균일도 및 휘도를 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 상기 스페이서에 의해 형성되는 반원 또는 타원 모양의 방전통로 방식은 판유리를 가열 성형함으로써 간단히 제조할 수 있어, 제조비용이 절감되며, 충격에 강하여 제품의 내구성이 크게 증가되는 효과가 있다.

Claims

평판 표시장치의 패널 전면으로 빛을 조사하기 위한 백라이트 유닛(BLU)용 평판형 형광램프에 있어서,

상기 평판형 형광램프는 상기 패널로 빛이 조사되도록 내면에 형광체가 도포되는 상판과; 상기 상판과 대향되는 전면에 반사막 및 형광체 코팅막이 인쇄되는 하판과; 물결모양으로 형성되어 상기 상판 및 하판과 맞닿아 다수의 직선형 방전통로를 형성하도록 하는 스페이서를 포함하여 구성되고,

상기 스페이서는 상기 다수의 방전통로가 상호 연통되도록 상기 스페이서의 중앙부에 통과공이 형성되는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
제 1항에 있어서,

상기 스페이서는 상기 상판 및 하판으로부터 발생하는 자외선을 가시광선으로 여기시키기 위하여 양면에 형광체 코팅막이 인쇄되고 물결모양으로 성형된 굴곡유리인 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
제 1항에 있어서,

상기 스페이서는 상기 상하판으로부터 발생하는 자외선을 가시광선으로 여기시키기 위하여 자외선 투과가 가능한 재질로 물결모양으로 성형되며 양면에 형광체 코팅막이 인쇄되지 않는 굴곡유리인 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
삭제
제 1항에 있어서,

상기 평판형 형광램프는 상기 상판 및 하판과 상기 스페이서가 맞닿도록 봉합되는 부분의 폭이 5㎜ 이내인 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
제 1항에 있어서,

상기 평판형 형광램프는 상기 방전통로 내부를 진공 배기시키기 위한 배기관이 측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.