KR100843619B1 - 수은 기체의 아말감화 전극이 구비된 형광램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수은 기체의 아말감화 전극이 구비된 형광램프에 대한 것으로, 발명의 주된 목적은 램프 소등시에 과포화된 수은 기체를 전극에서 아말감 상태로 흡착되도록 함으로 써 수은 기체의 과포화에 의한 암부 발생 및 수명 단축의 단점을 해소할 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적하는 바를 이루기 위한 본 발명의 특징적인 구성 수단은 방전을 위해 수은 가스가 채워진 유리 관체와, 이 관체의 내측 단부에 마련하여 전자를 방출하기 위한 전극과, 이 전극의 전자 방출에 의해 관체 내벽의 형광체를 여기시켜 발광하는 형광램프에 있어서, 상기한 전극은 전극 컵(16a)과, 이 전극 컵으로부터 연결된 리드 선(14)과, 이 리드 선에 마련된 글래스비드(18)로 형성하되, 램프 소등시 수은 기체를 흡착하여 아말감화 시킬 수 있도록 상기 전극 컵(16a)에 수은 흡착성 물질(20)을 묻혀 형성한 것이다.

램프, 전극, 수은, 아말감

Description

수은 기체의 아말감화 전극이 구비된 형광램프{FLUORESCENT LAMP HAVING AMALGAM ELECTRODE STRUCTUER}

도 1은 종래의 형광램프 구조를 보인 구성도

도 2는 종래 백라이트유닛을 사용한 모니터의 예시도

도 3은 본 발명에 따른 형광램프를 보인 구성도

도 4a는 본 발명 형광램프의 수은 분포 그래프

도 4b는 종래 형광램프의 수은 분포 그래프

도 5는 본 발명의 형광램프가 갖는 수명 대비 휘도유지율을 종래의 형광램프와 비교한 그래프

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: 관체

12: 봉착부

14: 리드 선

16: 전극

16a: 전극 컵

18: 글래스비드

20: 수은 흡착성 물질

본 발명은 수은 기체의 아말감화 전극이 구비된 형광램프에 대한 것으로, 더 상세하게는 램프의 점등 방전시 램프 속으로 확산 되는 수은 기체가 램프 소등시 전극으로 흡착되게 하여 아말감(Amalgam) 전극이 되도록 함으로 써, 수은 기체의 과포화로 인한 암부 발생을 방지하고, 램프의 수명을 연장할 수 있도록 하는데 특징이 있는 것이다.

일반적으로 LCD(LCD; Liquid Crystal Display)는 자체적으로 발광하지 못하기 때문에 LCD의 시인성 확보를 위해 LCD의 배면에는 백라이트유닛(BLC; Back Light Unit)이 마련된다.

이 LCD의 백라이트유닛으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp) 또는 EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)이 널리 사용되고 있으며, 근래에 들어서는 HCFL(Hot Cathode Fluorescent Lamp)을 사용하려는 연구, 개발이 이루어지고 있다.

그리고 이러한 형광램프들은 대부분 도 1과 같은 구조를 갖는다.

즉, 유리로 제작된 관체(10) 내부에 수은 등의 방전 가스가 봉입되며, 관 체(10)의 단부에는 관체(10) 내부를 밀봉하는 봉착부(12)가 마련된다.

또, 봉착부(12)를 관통하여 외부에서 글래스비드(18)를 구비한 리드 선(14)이 인입되며, 상기 관체(10) 내부의 리드 선(14) 단부에는 전극(16)이 형성된다.

이러한 형광램프는 인버터에서 공급되는 고주파 전원에 의해 전극(16)에서 전자를 방출하면, 상기 관체(10) 내의 수은 가스가 유동하면서 그 내벽에 도포된 형광체를 여기시켜 발광한다.

이와 같은 구성의 형광램프들은 램프가 점등될 때, 전극(16)에서의 전자 방출에 반응하여 관체 내부에서 수은 기체가 확산된다. 그리고 램프가 소등될 때는 수은 기체가 순간적으로 과포화 상태로 변하면서 상기 관체(10) 내벽에 수은이 흡착되거나, 전극(16)의 후반부에 수은 뭉침 현상이 발생된다.

상기 관체(10) 내벽에 수은이 흡착되면 램프의 휘도가 저하되거나 수은 기체가 수명이 다하기 전에 소진되며, 이에 따라 램프의 수명 대비 휘도유지율이 크게 저하되고 램프의 수명이 단축되는 문제점이 발생된다.

또 전극 후반부에 수은이 뭉침에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이 백라이트유닛의 가장자리에서 원형 표시된 것과 같은 암부가 발생되어, LCD의 디스플레이 창에 암영대가 발생되는 등의 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결 보완하기 위해 제안하는 것으로, 발명의 주된 목적은 램프 소등시에 과포화된 수은 기체를 전극에서 아 말감 상태로 흡착되도록 함으로 써 수은 기체의 과포화에 의한 암부 발생 및 수명 단축의 단점을 해소할 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적하는 바를 이루기 위한 본 발명의 특징적인 구성 수단은 방전을 위해 수은 가스가 채워진 유리 관체와, 이 관체의 내측 단부에 마련하여 전자를 방출하기 위한 전극과, 이 전극의 전자 방출에 의해 관체 내벽의 형광체를 여기시켜 발광하는 형광램프에 있어서, 상기한 전극은 전극 컵과, 이 전극 컵으로부터 연결된 리드 선과, 이 리드 선에 마련된 글래스비드로 형성하되, 램프 소등시 수은 기체를 흡착하여 아말감화 시킬 수 있도록 상기 전극 컵에 수은 흡착성 물질을 묻혀 형성한 것이다.

이때, 상기한 수은 흡착성 물질은 인듐(In), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 철(Fe) 중에서 어느 하나를 선택하여 사용한 것이다.

또, 상기한 전극의 전극 컵은 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 니오브(Nb), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 토륨합금(ThW) 중 어느 하나의 금속으로 제조하여서 된 것이다.

또, 상기한 전극의 리드 선은 코발트합금(Kov), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 듀멧(Dumet) 중 어느 하나의 금속으로 제조하여서 된 것이다.

또, 상기한 수은 흡착성 물질을 상기한 전극 컵에 묻힐 때는 그 전극 컵의 외주면 및 내주면에 묻히는 것이다.

또, 상기한 수은 흡착성 물질을 상기한 전극 컵에 묻힐 때는 도금의 방법으 로 묻히는 것이다.

또, 상기한 수은 흡착성 물질을 상기한 전극 컵에 묻힐 때는 코팅의 방법으로 묻히는 것이다.

또 한, 상기한 수은 흡착성 물질을 상기한 전극 컵에 묻힐 때는 스퍼터링의 방법으로 묻히는 것이다.

또, 상기한 수은 흡착성 물질을 상기한 전극 컵에 묻힐 때는 그물 망의 형태로 묻히는 것이다.

이하 본 발명의 상세한 구성을 첨부 도면에 따라 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 형광램프를 보인 구성도와 전극의 부분 확대도면이다.

그리고 도 4a는 본 발명 형광램프의 수은 분포 그래프, 도 4b는 종래 형광램프의 수은 분포 그래프, 도 5는 본 발명의 형광램프가 갖는 수명 대비 휘도유지율을 종래의 형광램프와 비교한 그래프이다.

상기 도면에서 보듯이 램프는 백라이트유닛으로 사용되는 CCFL을 보인 것으로, 관체(10)의 양단에 그 관체를 밀봉하기 위한 봉착부(12)가 마련된다.

이 봉착부(12)에는 속으로 이어지는 리드 선(14)이 있고, 리드 선(14)의 내측 끝단에는 전극(16)이 마련되는데 이 전극은 전극 컵(16a)과, 상기 관체(10)의 내부에서 리드 선(14)의 지지를 위해 전극(16) 후방 위치에 마련한 글래스비드(18) 까지를 포함하며, 이러한 구성은 종래와 대동소이하다.

본 발명에서는 상기한 전극 컵(16a)에 수은 흡착성 물질(20)을 더 묻혀 가공하는 것이 특징이다.

이때, 상기한 수은 흡착성 물질(20)로 사용하기에 적당한 것은 인듐(In), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 철(Fe) 등이 있으며, 이들 중에서 어느 하나를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 상기한 전극의 전극 컵(16a)은 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 니오브(Nb), 텅스텐(W), 탄탈(Ta), 토륨합금(ThW) 중 어느 하나의 금속으로 제조하고, 상기한 전극의 리드 선(14)은 코발트합금(Kov), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 듀멧(Dumet) 중 어느 하나의 금속으로 제조하는 것이다.

상기한 듀멧(Dumet)은 선재(線材)로 만들어 전구나 전자관의 도입선으로 널리 사용되는바, 철-니켈 합금을 사용하는 것은 봉착시키는 유리와 열팽창계수를 같게 하기 위해서이고, 구리를 피복하는 것은 유리와의 밀착성을 증가시키기 위해서이다.

특히, 상기한 수은 흡착성 물질(20)을 상기한 전극 컵(16a)에 묻힐 때는 도 3에서 보는 바와 같이 그 전극 컵(16a)의 외주면은 물론 내주면에도 묻힐 수 있으며, 외주면과 내주면 모두 묻힐 수도 있다.

또, 상기한 수은 흡착성 물질(20)을 상기한 전극 컵(16a)에 묻힐 때는 도금 의 방법, 코팅의 방법, 스퍼터링(Sputtering)의 방법 등을 사용할 수 있으며, 그 묻히는 모양을 평면형으로 도포하거나 혹은 그물 망의 형태로 묻힐 수 있다.

이와 같이 수은 흡착성 물질(20)이 묻혀진 본 발명의 전극(16)에 따르면 램프 방전시 관체(10) 내부 온도 상승에 의해 흡착된 수은을 기체 상태로 기화한다.

그리고 전극 컵(16a)에 그물 망의 형태로 형성되어 있기 때문에 흡착된 수은이 수은 기체로 기화되는 현상이 보다 용이하게 이루어진다.

또 한, 램프 소등시 관체(10) 내부에서 과포화된 수은 기체를 흡착하여 아말감 상태를 유지하게 되며, 이에 따라서 관체(10) 내벽에 수은이 흡착되는 문제점이 방지되고, 이로써 수은이 뭉쳐 야기되는 백라이트유닛에서의 암부 발생 현상도 방지된다.

도 4a, 도 4b는 램프 소등시 본 발명의 형광램프와 종래의 형광램프가 갖는 수은 분포를 비교한 그래프로서, 도 4a는 Ni-Kov 전극 표면에 본 발명의 수은 흡착성 물질(20)이 도포된 상태에서의 관 길이 대비 수은 분포도이고, 도 4b는 단순히 Ni-Kov 전극을 갖는 램프의 관 길이 대비 수은 분포도이다.

도 4a에 도시된 바와 같이 본 발명의 램프에서는 관체(10)의 양 끝단에 수은 흡착성 물질(20)이 도포된 전극(16) 측에 수은의 분포가 집중된 것에 반해 도 4b에 도시된 종래의 형광램프는 관체(10) 전반에 걸쳐 고르게 수은이 분포된 것을 볼 수 있다.

즉, 종래 형광램프에서는 램프 방전시에 수은 기체가 확산되고, 램프 소등시 과포화된 수은 기체가 관체(10) 내벽면에서 수은 금속 성분으로 흡착되는 현상이 일어난 것이며, 본 발명의 형광램프에서는 과포화된 수은 기체가 램프 소등시 수은 흡착성 물질(20)에 흡착되어 아말감화 된 것이다.

또 한, 도 5는 본 발명의 형광램프와 종래의 형광램프가 갖는 휘도 유지율을 비교한 그래프로서, 여기에서 비교되는 종래의 형광램프는 단순히 Ni-Kov 전극이고, 본 발명의 형광램프는 Ni-Kov 전극 표면에 수은 흡착성 물질(20)을 도포하여 이루어진 전극(16)이다.

그래프에서 도시된 바와 같이 제품이 생산된 초기에는 양쪽 램프가 동일하게 100%의 휘도 유지율을 갖는데, 시간이 경과 됨에 따라 종래의 형광램프에서는 관체(10) 내벽에 수은이 흡착되어 소모되기 때문에 휘도 유지율이 급격히 저하되고 있고, 반면에 본 발명에 따른 램프는 수은 흡착성 물질(20)이 수은 기체를 흡착하여 아말감화 시키기 때문에 시간이 경과 되어도 휘도 유지율이 급격히 떨어지지 않고 완만하게 떨어지는 것을 볼 수 있다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 수은 기체를 아말감화 시키는 수은 흡착성 물질을 포함하여 전극을 제조하였기 때문에 램프 방전시 과포화된 수은 기체를 램프 소등시 마다 아말감화 시켜 흡착해 두기 때문에 관체 내벽에 수은 입 자가 흡착되는 일이 예방되는 장점이 있으며, 아울러 수은 기체의 소진이 방지되기 때문에 램프의 휘도가 저하되는 일이 완만하여 램프의 수명이 오래가고, 특히 전극 후방에 수은 기체가 아말감화 되어 흡착되기 때문에 백라이트유닛에서의 가장자리 암부 발생이 방지되는 장점이 있다.

또, 본 발명에서의 전극은 전극의 일 함수가 낮아져 과전압 및 소비전력이 낮아지며, 점등시간이 단축되어 램프의 효율이 증대됨은 물론 암흑시동 특성의 향상 효과를 기대할 수 있게 된다.

Claims (9)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 방전을 위해 수은 가스가 채워진 유리 관체와, 상기 관체의 내측 단부에 마련되어 전자를 방출할 수 있도록 전극 컵(16a)과 상기 전극 컵으로부터 연결된 리드 선(14)과 상기 리드 선에 마련된 글래스비드(18)로 이루어진 전극을 포함하며, 상기 전극의 전자 방출에 의해 관체 내벽의 형광체를 여기시켜 발광하는 형광램프에 있어서,

   상기 전극 컵의 외주면 및 내주면에는 상기 형광램프의 소등시 수은 기체를 흡착하여 아말감화시킬 수 있도록 수은 흡착성 물질(20)이 각각 묻혀져 있는 것을 특징으로 하는 수은 기체의 아말감화 전극이 구비된 형광램프.
6. 제5항에 있어서,

   상기한 수은 흡착성 물질(20)을 상기한 전극 컵(16a)에 묻힐 때는 도금의 방법으로 묻히는 것을 특징으로 하는 수은 기체의 아말감화 전극이 구비된 형광램프.
7. 제5항에 있어서,

   상기한 수은 흡착성 물질(20)을 상기한 전극 컵(16a)에 묻힐 때는 코팅의 방법으로 묻히는 것을 특징으로 하는 수은 기체의 아말감화 전극이 구비된 형광램프.
8. 제5항에 있어서,

   상기한 수은 흡착성 물질(20)을 상기한 전극 컵(16a)에 묻힐 때는 스퍼터링의 방법으로 묻히는 것을 특징으로 하는 수은 기체의 아말감화 전극이 구비된 형광램프.
9. 제5항에 있어서,

   상기한 수은 흡착성 물질(20)을 상기한 전극 컵(16a)에 묻힐 때는 그물 망의 형태로 묻히는 것을 특징으로 하는 수은 기체의 아말감화 전극이 구비된 형광램프.

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