KR100702890B1 - 냉음극형광램프의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)의 제조방법에 관한 것으로, 종래의 냉음극형광램프의 제조방법은 코팅공정의 베이킹단계에서 수직상태인 유리관(Bulb)을 가열시켜 내부에 코팅된 보호막 및 형광체 도포막에 포함된 유기물 바인더를 제거하고, 형광체를 유리관의 내벽에 부착시키게 되는데, 이 과정에서 유리관에 가해지는 열에 의해 유리관이 변형되어 불량률이 높아지는 문제점과, 공정의 이송과정에서 유리관이 90°각도로 이동하게 되어 진동이 발생되며, 특히 하나의 유리관이 90°각도로 이동해야 함으로 그 만큼 이송시간이 지연됨으로 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 코팅공정의 코팅단계에서 수직으로 입설된 유리관을 일정각의 기울기를 갖고 회전하도록 하고, 상기 넥크리닝 단계에서 유리관의 일측에 자력을 발생시켜 금속브러시가 내벽에 밀착된 상태로 회전하도록 하며, 유리관을 고온에 강한 석영재의 석영튜브에 다수 개 투입하여 수평상태에서 석영튜브를 회전시켜 베이킹 단계를 거치게 함으로서, 코팅단계에서 유리관의 내벽에 형광체가 균일하게 코팅할 수 있고, 유리관의 일측에 금속브러시가 삽입되어 내벽에 밀착된 상태로 유리관과 금속브러시가 서로 역방향으로 회전하여 넥크리닝시간을 단축시킬 수 있으며, 베이킹 단계의 유기물 바인더산화과정에서 유리관의 변형을 방지할 수 있고, 또한 각각의 공정으로 이송되는 유리관이 90°각도 이동하던 것을 이동각을 분할하여 45°각도 이동하고 그 상태에서 180°각도 회전하여 다시 45°각도 이동하도록 함으로서, 각 공정의 이송과정에서 발생되는 유리관의 진동을 최소화함과 동시에 이송시간을 단축시켜 작업성과 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

형광램프, 형광체, 수은가스, 금속브러시, 석영튜브. 유리관(Bulb)

Description

냉음극형광램프의 제조방법{Manufacturing method for cold Cathode Fluorescent Lamp}

본 발명은 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp:CCFL)의 제조방법에 관한 것으로서, 이를 보다 구체적으로 설명하면 유리관의 길이에 관계없이 형광체 코팅을 균일하게 할 수 있고, 유기물 바인더 산화과정에서 유리관의 변형을 방지할 수 있도록 하며, 각 공정의 이송과정에서 발생하는 유리관의 진동을 최소화하여 작업성과 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 냉음극형광램프의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 냉음극형광램프는 유리관의 내부 표면에 보호막 및 형광체를 도포하고, 고온에서 베이킹 한 후 유리관의 양단에 전극을 설치하여 진공배기과정을 거쳐 밀폐시키고, 내부 공간에는 일정량의 수은과 아르곤(Ar)및 네온(Ne)등의 혼합가스를 충진시켜 양단에 설치된 전극에 고전압을 인가하면, 전극으로부터 전계에 의한 전자방출로 인해 수은이 여기되면서 자외선이 발산되며, 이렇게 발산된 자외선은 형광체에 의해 가시광선으로 변환되어 빛이 조사되는 것으로서 열에 의해 전자가 방출되는 것이 아니라 전계에 의한 전자방출방식이므로 열이 불필요하여 냉음 극형광램프라 칭하고 있다.

상기와 같은 냉음극형광램프의 일반적인 제조방법을 설명하면, 코팅공정과 전극실링공정과 배기공정과 수은확산공정과 검수공정으로 구분되며, 상기 코팅공정에는 유리관을 일정 길이로 절단하여 세정과 건조과정을 반복하는 크리닝단계와, 상기 크리닝단계를 거친 유리관의 내면에 보호막과 형광층을 입히는 코팅단계와, 유리관의 일측 하부를 전극을 실링하기 위하여 유리관과 브러시가 서로 역방향으로 회전하며 코팅된 형광체를 제거하는 넥크리닝단계와, 상기 넥크리닝단계를 거친 유리관을 가열하여 유리관 내부에 코팅된 보호막 및 형광체 막에 포함된 유기물 바인더를 제거하면서 형광체가 결착제에 의해서 유리관 내벽에 부착되도록 하는 베이킹단계로 이루어져 있다.

상기 전극실링공정은 코팅공정을 거친 유리관의 일단에 전극을 끼워 넣고 전극이 떨어지지 않도록 핀칭하는 A전극가실링단계와, 유리관의 다른 일단에 전극을 끼워 넣고 봉입하는 B전극실링단계와, A전극이 설치된 유리관의 단부에 게터(Getter)를 삽입할 수 있는 공간을 형성하는 게터룸성형단계로 이루어져 있다.

상기 배기공정은 A전극측에 형성된 게터룸에 게터를 삽입하고, 내부공간을 진공상태로 하는 배기과정과 진공상태인 내부 공간에 세정용가스(아르곤 가스)를 주입하는 세정과정을 수회 반복하여 불순가스를 제거하면서 고진공상태를 이루게 하는 가열배기단계와, 가열배기단계를 거친 램프의 내부 공간에 일정량의 방전용 가스로서 불활성기체인 아르곤(Ar)및 네온(Ne)등의 혼합가스를 충진하고 게터룸을 밀봉하는 단계로 이루어져 있다.

상기 수은확산 공정은 램프 내부에 삽입되어있는 게터에 고주파를 가하여 게터에 함유되어 있던 수은을 석출 및 확산시키는 수은1차확산단계와, 게터룸이 성형된 가실링상태인 A전극을 완전실링하면서 게터룸을 포함한 단부를 절단하는 실링및 컷팅단계와, 양단에 A전극과 B전극이 설치되어 밀봉된 상태에서 유리관을 전체적으로 가열시켜 유리관 내에 1차 확산되었던 수은가스를 유리관 전체에 골고루 확산되도록 하는 수은2차 확산단계로 이루어져 있다.

상기 검수공정은 유리관의 양단을 밀봉 절단하는 과정에서 검게 그을린 A전극과 B전극의 리스선을 환원처리하는 리드선산처리단계와, 상기 리드선에 납을 입히는 디핑단계와, 유리관의 양단에 봉입된 A·B전극에 전원을 인가하여 점등상태를 안정화 시키는 에이징단계와, 에이징단계를 거친 완성된 램프의 전극 리드선을 사용 규격에 맞도록 절단하는 컷팅단계로 이루어져 있다.

상기와 같이 여러공정을 거치는 냉음극형광램프의 제조방법에서 유리관은 그 직경이 3㎜에서 4㎜정도이나 그 길이는 직경에 비해 길어 여러 가지 문제점을 안고 있는데, 이를 구체적으로 설명하면 첫째, 코팅공정의 코팅단계에서 유리관은 수직상태에서 코팅됨으로 유리관의 내부에 코팅되는 형광층의 상하부 두께가 일정하지 않아 점등시 색단차에 의해 발광특성 및 휘도의 균일도가 저하되는 문제점이 있었다.

둘째, 코팅공정의 베이킹단계에서 수직상태인 유리관을 가열시켜 형광층 내부의 유기물 바인더를 제거하여 형광체를 유리관의 내벽에 부착시키는 과정에서 유 리관의 휨, 뒤틀림등 변형으로 인해 불량률이 증가하는 문제점이 있었다.

셋째, 공정의 이송과정에서 유리관이 90°각도로 이동하게 되어 진동이 발생되며, 특히 하나의 유리관이 90°각도로 이동해야 함으로 그 만큼 이송시간이 지연됨으로 생산성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 냉음극형광램프의 제조방법이 지닌 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, 유리관의 길이에 관계없이 형광체 코팅을 균일하게 할 수 있고, 유기물 바인더 제거과정인 베이킹단계에서 유리관의 변형을 방지할 수 있도록 하며, 각 공정의 이송과정에서 발생되는 유리관의 진동을 최소화함과 동시에 이송시간을 단축시켜 작업성과 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 냉음극형광램프의 제조방법을 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 코팅공정의 코팅단계에서 수직으로 입설된 유리관을 일정각의 기울기를 갖고 회전하도록 하고, 상기 넥크리닝단계에서 유리관의 일측에 자력을 발생시킨 상태에서 유리관의 내벽을 닦아주는 금속브러시가 내벽에 밀착된 상태로 회전하도록 하여 크리닝 시간을 단축시키고, 코팅공정의 베이킹단계에서 수직상태이던 유리관을 고온에 강한 석영재를 이용한 회전하는 석영튜브에 다수개의 유리관을 투입하여 수평상태에서 베이킹단계를 거치게 하여 유기물 바인더 제거과정에서 발생할 수 있는 유리관의 변형을 방지할 수 있도록 하며, 특히 코팅단계에서 유리관을 일정한 기울기를 갖춘 상태로 회전시켜 유리관의 길이에 관계없이 보호막 또는 형광체의 코팅을 균일하게 할 수 있게 하고, 각각의 공정으로 이송되는 유리관이 90°각도 이동하던 것을 이동각을 분할하여 45° 각도 이동하고 그 상태에서 180°각도 회전하여 다시 45°각도 이동하도록 함으로서, 각 공정의 이송과정에서 발생되는 유리관의 진동을 최소화함과 동시에 이송시간을 단축시켜 작업성과 생산성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

상기와 같은 본 발명은 크리닝단계와 코팅단계와 넥크리닝단계와 베이킹단계를 포함한 코팅공정과; A전극가실링단계와 B전극실링단계와 게터룸성형단계를 포함한 전극실링공정과; 배기단계와 방전가스충진및 밀봉단계를 포함한 배기공정과; 수은1차확산단계와 실링및 컷팅단계와 수은2차확산단계를 포함한 수은확산공정과; 리드선산처리단계와 디핑단계와 에이징단계와 컷팅단계를 포함한 검수공정으로 이루어진 냉음극형광램프의 제조방법에 있어서,

상기 코팅공정의 코팅단계에서 수직으로 입설된 유리관을 일정각의 기울기를 갖고 회전하도록 하여 유리관의 내벽에 액상으로 도포된 형광체가 기울기를 갖고 회전하는 유리관의 내벽을 따라 흐르게 되어 유리관의 내벽에 형광체가 균일한 두께를 이룰 수 있다.

즉, 유리관의 내벽으로 액상의 형광체가 도포된 상태에서 일정각 기울기로 유리관을 기울여 회전시키면 도포된 형광체는 유리관의 내벽을 따라 회전하며 흐르게 되어 결과적으로 유리관의 내벽에 도포되는 형광체의 두께는 균일하게 되는 것이다.

여기서, 유리관의 기울기는 수직선을 기준으로 4°내지 10°가 바람직하며, 도포되는 형광체의 점도와 유리관의 직경에 따라 기울기는 조정된다.

상기 넥크리닝단계에서 유리관의 일측에 자력을 발생시킨 상태에서 유리관의 내벽을 닦아주는 금속브러시가 유리관의 내벽에 밀착된 상태로 회전하도록 하면, 종래와 같이 단순히 유리관과 일반브러시(수지제의 브러시)가 서로 역방향으로 회전하며 코팅된 형광체를 제거하던 것보다 금속브러시가 유리관의 외벽에 설치한 자석에 의해 금속브러시는 유리관의 내벽에 밀착된 상태로 회전하게 됨으로 코팅된 형광체를 보다 효과적으로 제거해 낼 수 있다.

특히, 유리관의 일측 단부 내벽을 닦아주는 금속브러시가 일부 마모되더라도 유리관의 외벽에서 발생되는 자력에 의해 삽입된 금속제브러시는 유리관의 내벽에 밀착되어 코팅된 형광체를 제거할 수 있으며, 또한 유리관에 밀착된 상태로 회전하게 됨으로 형광체를 제거하는 작업시간이 단축된다.

상기 유리관의 외벽에서 작용하는 자력은 어느 일측 방향에서 작용하는 것이 바람직하며, 유리관의 외벽에서 작용하는 자력원은 가우스가 높은 자성체로 하는 것이 바람직하고, 유리관의 내부에 삽입되어 내벽에 밀착되는 금속브러시는 유동성을 갖추게 하여 자력에 의해 금속제 브러시가 움직일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 코팅공정의 베이킹단계에서 수직상태이던 유리관을 고온에 강한 석영관을 이용한 석영튜브에 다수개 투입하여 수평상태에서 회전시키면서 베이킹단계를 수행함으로서, 종래와 같이 수직상태인 유리관을 고온으로 가열시켜 유기물 바인더를 제거하고, 형광체를 유리관의 내벽에 부착시키는 베이킹단계에서 유리관이 휘거나 변형되는 것을 방지할 수 있다.

즉, 열에 강한 석영재로 이루어진 수평상태의 석영튜브 내부에 코팅단계를 거친 유리관을 다수개 투입시키고, 석영튜브를 회전시키면서 열을 가하면 투입된 다수의 유리관은 석영튜브를 통해 간접 가열됨으로 직접가열에 의한 유리관의 변형을 방지할 수 있고, 일측면 에서 적당한 온도의 핫 에어를 공급하여 베이킹시 유기물 바인더를 효과적으로 제거시키고, 또한 불순가스의 재 흡착을 방지하여 램프의 특성 및 수명을 향상 시킬 수 있다.

특히, 기타 공정 예를 들어 전극실링공정의 게터룸성형단계와 배기공정의 방전가스충진및 밀봉단계등에서 유리관에 국부적으로 고온의 열을 가하게 되는데, 이때 부분적으로 휨현상이 발생했더라도 회전하는 석영튜브에서 유리관을 가열시키게 되면 석영튜브와 유리관은 길이방향으로 접한 상태에서 수평으로 회전됨으로 부분적으로 휘어졌던 유리관이 펴지게 된다.

여기서, 수평으로 설치된 석영튜브에 투입되는 유리관은 적층되지 않게 투입되는 상태, 즉 투입되는 유리관은 석영튜브의 내면과 각각 접하도록 투입하는 것이 공정의 효율성을 높일 수 있으며, 석영튜브를 이용하여 각각의 공정을 수행할 경우 500㎜이상 길이의 유리관도 각각의 공정을 수행할 수 있어 제품의 다양화 및 우수한 특성의 냉음극형광램프를 제공할 수 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면 석영튜브의 단면적상 수직선을 기준으로 좌우 15°각도의 섹타내에 유리관을 투입하면 석영튜브가 회전할 때 유리관도 석영튜브의 내면을 따라 수평상태로 회전 또는 이동하게 되어 변형되었던 유리관은 펴지게 되는 것이다.

또한, 각각의 공정으로 이송되는 유리관의 90°각도 이동하던 것을 이동각을 분할하여 45°각도 이동하고 그 상태에서 180°각도 회전하여 다시 45°각도 이동하도록 함으로서, 각 공정의 이송과정에서 발생되는 유리관의 진동을 최소화함과 동시에 이송시간을 단축시킬 수 있다.

이를 보다 구체적으로 설명하면 각 공정의 각 단계를 거친 유리관은 수직상태에서 수평상태로 이동하여 다음 단계에서는 수직상태로 이송되는데, 이때 수평상태인 유리관과 수직상태인 유리관을 동시에 잡을 수 있게 하여 45°이동시켜 180°회전시키고, 이어서 45°이동시키면 결과적으로 하나의 유리관은 공정을 끝내고 다음 공정으로 이송되기 위해 수평상태를 이루는 것이고, 다른 하나의 유리관은 공정을 하기위해 이송되어 수직상태를 이루게 되는 것이다.

즉, 각각의 공정을 위해 수직상태와 수평상태를 이루고 있는 유리관이 동시에 이송되는 결과를 얻을 수 있어 유리관의 이송이 종래의 이송과정과 비교해 볼 때, 시간적으로 1/2이 줄어드는 결과를 얻을 수 있어 작업성과 생산성을 향상된다.

이상과 같이 본 발명은 코팅공정의 코팅단계에서 수직으로 입설된 유리관을 일정각의 기울기를 갖고 회전하도록 하고, 상기 넥크리닝단계에서 유리관의 일측에 자력을 발생시켜 금속제 브러시가 내벽에 밀착된 상태로 회전하도록 하며, 유리관을 고온에 강한 석영재의 석영튜브에 다수개 투입하여 수평상태에서 베이킹단계와 수은2차확산단계가 이뤄지게 하고, 각각의 공정으로 이송되는 유리관이 90°각도 이동하던 것을 이동각을 분할하여 45°각도 이동하고 그 상태에서 180°각도 회전 하여 다시 45°각도 이동하도록 함으로서, 유리관의 길이에 관계없이 형광체 코팅을 균일하게 할 수 있고, 유리관의 일측부의 크리닝 시간을 단축시킬 수 있으며, 유기물 바인더 제거과정에서 유리관의 변형을 방지할 수 있으며, 각 공정의 이송과정에서 발생되는 유리관의 진동을 최소화함과 동시에 이송시간을 단축시켜 작업성과 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 유리관 크리닝단계와 코팅단계와 넥크리닝단계와 베이킹단계를 포함한 코팅공정과; A전극가실링단계와 B전극실링단계와 게터룸성형단계를 포함한 전극실링공정과; 배기단계와 방전가스충진및 밀봉단계를 포함한 배기공정과; 수은1차확산단계와 실링및 컷팅단계와 수은2차확산단계를 포함한 수은확산공정과; 리드선산처리단계와 디핑단계와 에이징단계와 컷팅단계를 포함한 검수공정으로 이루어진 냉음극형광램프의 제조방법에 있어서,

   코팅공정의 코팅단계에서 수직으로 입설된 유리관을 일정각의 기울기를 갖고 회전하도록 하고, 상기 넥크리닝단계에서 유리관의 일측에 자력을 발생시킨 상태에서 유리관의 내벽을 닦아주는 금속브러시가 내벽에 밀착된 상태로 회전하도록 하며, 코팅공정의 베이킹단계에서 수직상태이던 유리관을 고온에 강한 석영재의 석영튜브에 다수개 투입하여 수평상태에서 회전시켜 베이킹단계가 이뤄지게 하고, 각각의 공정으로 이송되는 유리관이 90°각도 이동하던 것을 이동각을 분할하여 45°각도 이동하고 그 상태에서 180°각도 회전하여 다시 45°각도 이동하도록 한 냉음극형광램프의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 코팅단계의 유리관 기울기는 수직선을 기준으로 4°내지 10°인 것을 특징으로 하는 냉음극형광램프의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 유리관의 외벽에서 작용하는 자력은 일측방향에서 자성체에 의해 작용하는 것을 특징으로 하는 냉음극형광램프의 제조방법.
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