KR100911665B1 - 냉음극 형광램프용 전극체 - Google Patents

냉음극 형광램프용 전극체 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 냉음극 형광램프용 전극체는, 유리재질의 본체 연결부재(121)와, 본체 연결부재(121)에 관통되게 삽입되어 밀봉 고정되는 봉착선(122), 전자방출 공간(123a)을 갖추고서 봉착선(122)의 내측 선단에 연결되어 유리관(110) 내부에 배치되는 전극(123) 및 봉착선(122)의 외측 선단에 연결되어 유리관(110) 외부에 배치되는 외부 와이어(124)를 갖춘 냉음극 형광램프용 전극체에 있어서, 상기 봉착선(122)은 중심부(125)와 중심부(125)의 외주면을 감싸는 외주부(126)를 갖추되, 중심부(125)의 재질로 전기 전도율과 열 전도율이 외주부(126)의 재질보다 상대적으로 높은 재질인 은(Ag)이 사용되고, 외주부(126)의 재질로 몰리브덴(Mo)이 사용되어, 냉음극 형광램프에서의 전극체의 온도를 높여 수은 쏠림 현상을 미연에 방지하고, 방전에 필요한 충분한 수은량을 확보하여 냉음극 형광램프의 수명을 연장시키고, 수은 쏠림 현상으로 인한 암부 발생을 억제하여 발광 영역의 균일도를 향상시키는 효과가 있다.

Description

냉음극 형광램프용 전극체{Electrode assembly for a cold cathode fluorescent lamp}
본 발명은 냉음극 형광램프용 전극체로, 보다 상세하게는 발광량이 많고, 휘도가 균일한 냉음극 형광램프용 전극체에 관한 것이다.
냉음극 형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp)는 필라멘트의 가열 없이 저온에서 점등되는 형광등이다. 유리관 양끝에 전극이 있고, 내부에는 일정량의 수은과 아르곤, 네온 등의 혼합 가스가 들어 있으며, 유리관 내부 표면은 형광체가 도포된 일반 형광등과 동일한 구조와 원리를 갖는다. 일반 형광등은 가열에 의해 전자 방출이 시작되는 데 반해 냉음극 형광 램프는 두 전극에 가해진 고전압 전계에 의해 전자 방출이 일어난다. 전자 방출이 시작되면 수은이 여기되어 자외선이 발산되며, 이 자외선이 유리관 벽의 형광체와 충돌하면서 가시광선을 발산시킨다. 액정 표시 장치(LCD) 디스플레이의 후면광(Back Light), 팩스, 스캐너, 복사기, 패널 디스플레이, 장식용 광원으로 활용된다.
냉음극 형광램프는 크기와 길이에 따라 수 백~ 수 천 볼트 이상의 통전 전압이 필요하므로 인버터라 불리우는 장치를 통해 점등한다. 낮은 직류 전압을 높은 교류 전압으로 승압하기 위해서 20KHz 이상의 높은 주파수로 냉음극 형광램프 관을 구동하게 되는데 이에 따라 냉음극 형광램프가 빛을 발하기 시작한다.
냉음극 형광램프의 양 끝단에는 전극체가 위치하여 전자를 방출하는데 냉음극 형광램프가 구동하지 않을 때 수은의 쏠림 현상이 냉음극 형광램프의 양 끝단에서 발생하여 암부를 형성하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수은의 쏠림 현상을 방지하여 냉음극 형광램프의 양 끝단에 암부가 형성되는 것을 방지하는 냉음극 형광램프용 전극체를 제공하는 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명은, 유리재질의 본체 연결부재와, 본체 연결부재에 관통되게 삽입되어 밀봉 고정되는 봉착선, 전자방출 공간을 갖추고서 봉착선의 내측 선단에 연결되어 유리관 내부에 배치되는 전극 및 봉착선의 외측 선단에 연결되어 유리관 외부에 배치되는 외부 와이어를 갖춘 냉음극 형광램프용 전극체에 있어서, 상기 봉착선은 중심부와 중심부의 외주면을 감싸는 외주부를 갖추되, 중심부의 재질로 전기 전도율과 열 전도율이 외주부의 재질보다 상대적으로 높은 재질인 은이 사용되고, 외주부의 재질로 몰리브덴이 사용된다.
본 발명에 의하면, 냉음극 형광램프에서의 전극체의 온도를 높여 수은 쏠림 현상을 미연에 방지하고, 방전에 필요한 충분한 수은량을 확보하여 냉음극 형광램프의 장수명화를 가져오고, 수은 쏠림 현상으로 인한 암부 발생을 억제하여 발광 영역의 균일도를 향상시키는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.
그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전극체를 갖춘 냉음극 형광램프를 도시한 예시도이다.
냉음극 형광램프는 내면에 형광체(110a)가 도포된 유리관(110)과, 유리관(110)의 양쪽 선단에 각각 융착되어 유리관(110)을 밀봉하는 한 쌍의 전극체(120) 및 유리관(110)과 한 쌍의 전극체(120)에 의해 형성되어진 내부 공간(100a)에 충진되는 혼합가스로 이루어진다.
한 쌍의 전극체(120)는 전자를 방출하여 내부 공간(100a)에 충진된 혼합가스 중 수은을 여기시켜 자외선을 발생시키고 자외선은 유리관(110) 벽면에 도포된 형광체와 충돌하면서 빛을 발광시킨다. 혼합가스는 일정량의 수은과 아르곤, 네온을 포함한다.
도 2는 도 1의 요부 확대도로서 본 발명의 실시예에 따른 전극체를 확대 도시한 단면도이다.
상기 전극체는 유리재질의 본체 연결부재(121)와, 본체 연결부재(121)에 관통되게 삽입되어 밀봉 고정되는 봉착선(122), 전자방출 공간(123a)을 갖추고서 봉 착선(122)의 내측 선단에 접합되어 유리관(110) 내부에 배치되는 전극(123), 봉착선(122)의 외측 선단에 접합되어 유리관(110) 외부에 배치되는 외부 와이어(124)로 이루어진다.
봉착선(122)은 중심부와 외주부가 다른 재질로 이루어져 중심부의 전기 특성과 외주부의 팽창 특성이 냉음극 형광램프에 좋은 특성을 갖도록 지원한다.
도 3은 도 2의 전극체에 있어서 A에서 바라 본 봉착선의 단면도이다.
상기 전극체를 A에서 바라 본 봉착선의 단면도를 살펴보면, 봉착선(122)의 중심부(125)는 전기 전도율 및 열 전도율이 높은 재질을 사용하고, 상기 봉착선(122)의 외주부(126)는 중심부(125)에 비해 전기 전도율 및 열 전도율이 상대적으로 낮은 재질을 사용한다. 또한, 봉착선(122)의 외주부(126)는 연질 글라스의 팽창 계수에 부합되는 조성을 갖는 재질을 사용한다. 연질 글라스의 팽창 계수가 낮은 재질에는 니켈(Ni)-철(Fe) 합금 또는 코발트(Kov) 또는 몰리브덴(Mo)이 있다. 봉착선(122)의 외주부(126)가 연질 글라스의 팽창 계수에 부합하는 조성을 갖도록 하여 유리관(110)이 융착된 본체 연결부재(121)와의 접합이 안전하게 유지되도록 한다.
본 발명의 실시예에서는 봉착선(122)의 중심부(125)에 구리 재질을 사용하고, 봉착선(122)의 외주부(126)는 니켈(Ni)-철(Fe) 합금을 사용한다.
본 발명의 실시예에서 봉착선(122)의 중심부(125)의 구리 매체의 면적을 봉착선(122)의 면적의 5~70퍼센트의 범위에 놓고 열팽창율을 대폭 개선한 외주 부(126)를 니켈(Ni)-철(Fe) 합금을 사용하여 팽창계수가 70~120*10-7으로 같은 팽창계수를 가지는 연질 글라스의 팽창 계수에 부합되는 조성을 갖도록 한다. 외주부(126)의 팽창계수가 연질 글라스의 팽창 계수를 갖도록 하여 온도 변화에 따른 봉착선(122)의 팽창이 유리관에 충격을 주지 않도록 한다.
봉착선(122)의 중심부(125)에 구리 매체를 사용하여 봉착선(122)의 전기 전도율을 높여 전극(123)에 보다 많은 전기가 공급되도록 하여 전자 방출 효율을 높일 수 있도록 한다. 전극(123)의 전자 방출 효율이 높아지면 냉음극 형광램프의 온도가 올라간다. 냉음극 형광램프의 온도가 올라가면 전극(123)의 전자 방출 효율도 높아지므로 유리관(110) 내의 수은을 여기시켜 자외선 방출도 높아져 자외선이 유리관(110) 내의 형광체(110a)를 보다 많이 충돌하므로 발광 효율도 증가한다. 또한, 전극(123)의 전자 방출 효율이 높아지면 방출된 전자가 수은과 충돌하는 횟수가 증가하여 유리관(110) 내의 수은이 유리관(110)의 중심부로 이동한다.
도 4는 본 발명 냉음극 형광램프와 기존 냉음극 형광램프의 온도 특성을 보인 예시도이다.
기존의 냉음극 형광램프의 온도 특성에 견주어 본 발명의 실시예에 따른 냉음극 형광램프의 온도 특성을 살펴보면 냉음극 형광램프의 전극체(120) 부근의 온도가 상대적으로 높게 나타나고 있다. 냉음극 형광램프의 전극체(120) 부근의 온도가 상대적으로 높게 나타남에 따라 여러 좋은 특성을 나타낸다.
이는 전극체(120)에 전기를 공급하는 봉착선(122)의 중심부(125)가 기존의 봉착선에 비해 전기 전도율이 높아 기존에 비해 전기를 상대적으로 전극(123)에 많이 공급하는 것이다. 봉착선(122)이 전기를 전극(123)에 상대적으로 기존에 비해 많이 공급하면 전극의 전자 방출 효율을 높일 수 있다. 전자 방출 효율이 증가하면 전극체(120)의 온도가 기존에 비해 상대적으로 높아져 냉음극 형광램프의 가동 시간 동안 높은 온도를 유지할 수 있게 된다.
본 발명의 냉음극 형광램프의 온도 특성에서 보듯이 기존의 냉음극 형광램프에 비해 높은 온도를 유지하면 유리관(110)의 내부 공간(100a)에 밀봉되어 있는 수은이 냉음극 형광램프의 중심에 위치하게 된다. 수은이 냉음극 형광램프의 중심에 위치하게 되는 것은 온도가 높은 쪽에서 온도가 낮은 쪽으로 대류 현상이 발생하여 수은을 유리관(110)의 중심으로 이동시키기 때문이다.
수은이 유리관(110)의 중심으로 이동하면 냉음극 형광램프의 양 끝단으로 수은의 쏠림 현상을 방지하여 방전에 필요한 충분한 수은량을 확보하여 냉음극 형광램프의 수명을 연장시키는 특성을 가져올 수 있다. 또한 백라이트 유닛의 경우 냉음극 형광램프의 수은 쏠림으로 인한 냉음극 형광램프의 양 끝단에서 암부 발생을 억제하여 백라이트 유닛의 휘도 균일도를 향상시킬 수 있다.
형광램프가 꺼졌을 때 본 발명에 따른 냉음극 형광램프의 온도 특성이 기존의 냉음극 형광램프에 비해 유리관(110)의 양 끝단의 온도가 상대적으로 높게 나타남을 보여준다. 유리관(110)의 양 끝단의 온도가 높으면 온도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 대류 현상이 발생하여 수은을 유리관(110)의 중심부로 이동시킨다. 수은이 유리관(110)의 중심부로 이동하면 유리관(110)의 양 끝단에 발생할 수 있는 암부 발생을 낮추어 냉음극 형광램프의 수명을 연장시킨다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사항에 의해 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전극체를 갖춘 냉음극 형광램프를 도시한 예시도.
도 2는 도 1의 요부 확대도로서 본 발명의 실시예에 따른 전극체를 확대 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 전극체에 있어서 A에서 바라 본 봉착선의 단면도.
도 4는 본 발명 냉음극 형광램프와 기존 냉음극 형광램프의 온도 특성을 보인 예시도.
-첨부도면의 주요 부분에 대한 용어 설명-
100 : 냉음극 형광램프 100a : 내부 공간
110 : 유리관 110a : 형광체
120 : 전극체 121 : 본체 연결부재
122 : 봉착선 123 : 전극
124 : 외부 와이어

Claims (3)

  1. 유리재질의 본체 연결부재(121)와, 본체 연결부재(121)에 관통되게 삽입되어 밀봉 고정되는 봉착선(122), 전자방출 공간(123a)을 갖추고서 봉착선(122)의 내측 선단에 연결되어 유리관(110) 내부에 배치되는 전극(123) 및 봉착선(122)의 외측 선단에 연결되어 유리관(110) 외부에 배치되는 외부 와이어(124)를 갖춘 냉음극 형광램프용 전극체에 있어서,
    상기 봉착선(122)은 중심부(125)와 중심부(125)의 외주면을 감싸는 외주부(126)를 갖추되, 중심부(125)의 재질로 전기 전도율과 열 전도율이 외주부(126)의 재질보다 상대적으로 높은 재질인 은(Ag)이 사용되고, 외주부(126)의 재질로 몰리브덴(Mo)이 사용되는 것을 특징으로 하는 냉음극 형광램프용 전극체.
  2. 삭제
  3. 삭제
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