KR100702280B1 - 냉음극 형광 램프 - Google Patents

Abstract

냉음극 형광 램프는 형광체가 도포된 내벽면과 희가스 및 수은이 봉입된 내부를 갖는 유리 튜브와, 상기 유리 튜브의 양 단에 설치된 전극을 구비하며, 상기 형광체는 두개의 전극(7)의 대향 선단면에 대해 내측 영역위로만 도포되는 것을 특징으로 한다.

냉음극 형광 램프

Description

냉음극 형광 램프{COLD-CATHODOFLUORESCENT LAMP}

도 1은 본 발명에 따른 냉음극 형광 램프의 실시예의 예를 나타내는 개략 단면도.

도 2는 도 1에 도시된 전극 조립체를 도시하는 개략 확대 투시도.

발명의 배경

발명의 분야

본 발명은 냉음극 형광 램프에 관한 것이다.

종래의 기술

냉음극 형광 램프는 내면에 형광체가 도포되고, 희가스와 수은이 밀봉된 유리 튜브와 유리 튜브의 양 단부에 마련된 전극을 구비하는 형광 램프이다. 전극에 전압을 인가하면 전극으로부터 전자가 방출되고, 높은 전계에 의해 방출된 전자가 가속되고 수은의 원자와 충돌하며, 이로인해 이들 원자가 여기된다. 여기로 인해 불안정한 상태가 된 수은 원자가 안정된 상태로 돌아올 때 과잉 에너지를 자외선(약 253.7㎚)으로 방출한다. 방출된 자외선은 유리 튜브의 내면에 도포된 형광체를 차례로 여기하여 가시광을 방사한다. 냉음극 형광 램프는 액정 디스플레이의 백라이트용 광원으로서 널리 사용되고 있다 .

광원뿐만 아니라 냉음극 형광 램프의 수명을 연장시키는 방법이 필요하다. 냉음극 형광 램프의 수명은 다양한 요소들의 영향을 받지만, 주요 원인은 유리 튜브에 밀봉된 수은의 소모 때문이다. 상기 이유로 인해, 램프의 수명을 늘리기 위해서는 수은 소모를 최소화 하는 것이 중요하다. 그러나, 냉음극 형광 램프 점등시 전극의 표면에 이온이 충돌할 때, 충돌의 영향으로 인해 전극 부근의 형광체의 표면 상에 부착된 전극 재료(금속 재료)가 흩어진다. 형광체 표면 상에 부착된 전극 재료가 유리 튜브의 수은과 반응하여, 아말감(수은과 다른 금속의 합금) 등을 형성한다. 그 결과, 유리 튜브의 수은이 감소된다.

JP2002-289138은 아크형 튜브(상기 유리 튜브에 대응)의 내면과 실린더형 전극의 외면 사이의 거리가 짧은 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프에 관해 기재하고 있다. JP2002-289138은 방전이 실린더형 전극 내부에서 주로 생성되어, 전극의 외면상에서의 비산(sputtering)이 억제되며, 전극 재료의 비산이 억제된다. 따라서, 전극 재료의 비산을 억제한 결과, 아말감의 형성이 감소되고 수은의 소모율이 감소한다.

JP2002-289138에 기재된 기술의 요지는 실린더형 전극의 외면으로부터 전극 재료의 비산을 억제하는 것이다. 따라서, 상기 기술은 전극이 튜브형상 또는 컵형상일 때만 적용 가능하다. 예를 들어, 전극이 막대형 등일 때는 전극의 외면상에만 방전이 발생하므로 JP2002-289138호에 기재된 기술을 적용하는 것이 불가능하다. 또한, JP2002-289138에 기재된 기술은 아크형 튜브의 내면과 전극의 외면 사이의 거리를 소정 값 이하로 제한할 필요가 있다. 그 결과, 아크형 튜브의 내부 직경 또는 전극의 외부 직경중 어느 하나가 변경되면 다른 하나도 변경해야 한다.

본 발명의 목적은 전극 재료의 비산을 억제하는 것이 아니라 비산된 전극 재료가 형광체 상에 피착되는 것을 방지하기 위한 새로운 접근 방법에 의해, 냉음극 형광 램프의 수명을 연장시키기 위해 유리 튜브의 수은의 소모를 제어하는 것이다.

본 발명에 따른 냉음극 형광 램프는 형광체가 도포된 내벽면과 희가스 및 수은이 봉입되어 있는 내부를 갖는 유리 튜브와 유리 튜브의 양 단에 설치된 전극을 구비하며, 형광체가 서로 대향된 두개의 전극의 선단면에 대해 유리 튜브의 유리 튜브의 축선 방향 내측의 영역에만 도포되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 냉음극 형광 램프는 형광체가 도포되지 않은 유리 튜브의 내면의 영역 상에 전극 재료가 피착될 수 있더라도, 전극 상으로의 이온 충격에 의해 전극으로부터 비산된 전극 재료(금속 재료)가 형광체가 도포된 영역에 피착되지 않도록 할 수 있다.

본 발명의 상기 목적 및 특징등은 본 발명의 실시예를 설명하는 도면을 참조하여 다음 설명을 통해 명확하게 된다.

도 1은 본 실시예의 냉음극 형광 램프의 구성 개관을 도시하는 개략적 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 냉음극 형광 램프(1)는 전극 조립 체(3)에 의해 양 단이 용접 밀폐된 가늘고 긴 유리 튜브(2)를 갖는다. 유리 튜브(2)의 외경은 1.5 내지 6.0㎜이고, 1.5 내지 3.0㎜인 것이 바람직하다. 유리 튜브(2)는 붕규산염 유리, 플린트 유리, 소다 유리, 저-납 유리(low lead glass) 등으로 이루어진다.

용접 밀폐된 유리 튜브(2)의 내부(5)에, 아르곤, 네온, 크세논 등과 같은 희가스, 또는 아르곤, 네온, 크세논 등을 포함하는 혼합 가스과 수은이 소정량 포함되고, 내압은 대기압의 1/10으로 감소된다.

유리 튜브(2)의 양 단이 용접 밀폐된 각 전극 조립체(3)는 도 2에 도시된 바와 같이, 실린더형 밀봉 부재(6), 전기적 또는 기계적 수단에 의해 각 밀봉 부재(6)의 한 단면에 접합된 전극(7), 및 전기적 또는 기계적 수단에 의해 각 밀봉 부재(6)의 다른 단면에 접합된 리드선(8)을 포함한다. 각 전극(7)은 도전성 금속판(예를들어, 니켈 판)을 컵형상을 갖는 속이 빈 실린더형상으로 프레스 몰딩하여 형성된다. 전극(7)의 저면은 밀봉 부재(6)의 한 단에 저항 용접되고, 리드선(8)의 한 단은 밀봉 부재(6)의 다른 단(전극(7)이 용접된 단면에 대향하는 단면)에 저항 용접된다. 이와 같이 구성된 전극 조립체(3)는 도 1에 도시된 바와 같이, 비드 유리(13)를 사이에 두고 유리 튜브(2)의 단에 고정된 밀봉 부재(6), 유리 튜브(2)의 내부(5)에 배치된 전극(7) 및 유리 튜브(2)로부터 도출된 리드선(8)과 함께 유리 튜브(2)에 배치된다. 예를 들어, 전극(7)의 형상은 도면에 도시된 것에 한정되는 것이 아니라 막대 형성 또는 판 형상일 수도 있다. 형광체(10)는 유리 튜브(2)의 내면(4)의 미리 설정된 영역에 도포된다. 특히, 형광체(10)는 두개의 전극(7)의 대향 선단면(9)보다 유리 튜브(2)의 축방향에서 보여지는 유리 튜브(2)의 중앙에 가깝게 배치된 영역에만 도포된다. 즉, 형광체(10)는 전극(7)의 선단면(9)의 외부에 배치된 영역(유리 튜브(2)의 단부에 가까운 영역)에는 도포되지 않는다. 즉, 형광체가 도포된 영역(11)과 유리 튜브(2)의 내면(4)상에 형광체가 도포되지 않은 영역(12)이 있으며, 영역(11)은 두개의 영역(12) 사이에 배치된다. 상기 구조에서, 전극(7)과 형광체(10) 사이의 거리가 너무 가까우면, 방전중(점등중) 전극(7)으로부터 비산된 전극 재료(금속 재료)가 형광체(10)의 표면에 피착되는 것을 효과적으로 방지할 수 없다. 한편, 전극(7)과 형광체(10) 사이의 거리가 너무 멀면, 유효 발광 파장이 감소된다. 이러한 관점에서, 전극(7)의 선단면(9)으로부터 형광체(10)까지의 최단 거리(d[㎜]), 즉 영역(11)의 길이는 1.0≤d≤10.0인 것이 양호하며, 1.0≤d≤8.0인 것이 더 바람직하다.

유리 튜브(2) 또는 전극(7)의 형상 및/또는 크기가 변하는 경우에는, 영역(11)의 폭(w)의 확장 및 축소하여 거리(d)를 설정값으로 할 수 있다. 예를 들어, 전극(7)의 길이가 길어지면, 영역(11)의 폭(w)을 유리 튜브(2)의 축선 방향 내측으로 하여 축소함으로써, 새로운 전극(7)의 선단면(9)으로부터 영역(11)의 단부까지의 거리(d)를 소망의 거리로 설정할 수 있다. 또한, 전극(7)이 더 작은 직경을 갖는 것으로 교체되거나, 유리 튜브(2)가 더 큰 직경을 갖는 유리 튜브로 변경되면, 전극(7)의 외주와 유리 튜브(2)의 내면(4) 사이의 거리가 증가되고, 그 결과 상기 거리(d)가 증가된다. 이러한 경우, 유리 튜브(2)의 축방향으로 영역(11)의 폭(w)이 확대하여 상기 거리(d)를 소망하는 길이로 한다. 또는, 유리 튜브(2)의 축방향 외측으로 전극(7)을 후퇴시켜, 상기 거리(d)를 소망하는 길이로 한다. 전극(7)의 선단면(9)과 형광체(10)가 떨어져 있으므로, 전극(7)으로의 이온 충격으로 인해 전극(7)으로부터 비산된 전극 재료가 형광체(10)의 표면에 피착되지 않는다 (비산된 전극 재료가 형광체(10)의 표면에 도달하지 않는다).

영역(11)의 형상 또는 면적에 관계없이, 할로인산염 형광체나 희토류 형광체 등 기존 또는 새로운 형광체 중에서, 목적이나 용도에 따라 임의의 형광체를 선택할 수가 있다. 또한, 두개 이상의 형광체를 혼합하여 합성된 형광체를 사용할 수도 있다.

상기 구성에 의하면, 전극 재료가 형광체가 도포되지 않은 유리 튜브(2)의 내면의 영역에 피착될 수 있더라도, 전극으로의 이온 충격에 의해 전극의 외면과 내면으로부터 비산된 전극 재료(금속 재료)가 형광체가 도포된 영역에 피착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이에 대한 과학적 근거는 충분히 해명되어 있지 않지만, 유리 튜브의 내면상에 피착된 전극 재료는 형광체에 피착된 전극 재료에 비하여 아말감 등을 형성하기 어려운 것이 경험상 확인되어 있다.

따라서, 본 발명의 냉음극 형광 램프는 아말감의 형성 등으로 인해 수은의 소모(낭비)를 줄일 수 있고, 종래의 냉음극 형광 램프에 비해 램프의 수명을 길게할 수 있다. 본 실시예의 냉음극 형광 램프와, 유리관의 내벽면 전체에 형광체가 도포되어 있다는 것을 제외하고는 본 예의 냉음극 형광 램프와 동일 구성을 갖는 다른 냉음극 형광 램프를 동일 조건하에서 연속 점등시키고, 그 수명을 비교하였다. 상기 비교 결과, 본 예의 냉음극 형광 램프가 3배 내지 10배의 수명을 갖는 것 이 본건 발명자에 의해 행해진 시험에 의해 확인되었다.

본 발명의 양호한 실시예는 특정 어구에 의해 기술되었으나, 상기 기술은 설명을 위해 사용된 것으로, 본 발명의 변경예 또는 변형예가 이하 청구항의 목적 및 범주에서 벗어나지 않는 범위내에서 이루어질 수 있다.

본 발명은 비산된 전극 재료가 형광체 상에 피착되는 것을 방지하기 위한 새로운 접근 방법에 의해, 냉음극 형광 램프의 수명을 연장시키기 위해 유리 튜브의 수은의 소모를 제어할 수 있다.

Claims (2)

1. 삭제
2. 형광체가 도포된 내면과 희가스와 수은이 밀봉입된 내부를 갖는 유리 튜브 및 상기 유리 튜브의 양 단에 설치된 전극을 가지며, 상기 형광체는 서로 대향하는 두개의 전극의 선단면에 대해 상기 유리 튜브의 축선 방향 내측 영역에만 도포되고,

   상기 각 전극으로부터 상기 형광체까지의 최소 거리(d[㎜])는 1.0≤d≤10.0인 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프.

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