KR20010004689A - 유리관 접합형 평판 형광램프 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 다수의 유리관을 접합하여 형성시킨 평판 형광램프 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 소성가공이 가능하도록 성형된 다수의 방전유리관을 평행하게 배열되고, 이 방전유리관들의 단부 일측면을 가열하여 두개씩 융착 접착되어 전체 방전유리관에 방전 연결통로가 형성되고, 이 전체의 방전유리관 중 시작되는 위치의 방전유리관의 단부에는 음극전극이 형성되고, 끝나는 위치의 방전유리관의 단부에는 대향전극을 형성되며, 이 전체 방전유리관의 내부 벽면은 형광체로 도포되고, 밀봉하여 진공 배기된 상태에서 방전용 희가스가 충진되어 고주파 인가시 발광하게 되는 유리관 접합형 평판 형광램프 및 그 제조방법을 제공한다.

본 발명의 평판 형광램프는 고휘도와 안정된 발광특성을 제공하고 램프의 두께를 최소화하여 박형, 경량, 단순화하여 액정표시장치의 장점을 최대한 살릴 뿐만 아니라 소비전력을 저감하여 고효율의 우수한 평면광원을 제공한다. 그리고, 본 발명의 평판형 형광램프는 다양한 크기로 제작 될 수 있어 요구되는 사양에 모두 적용될 수 있는 바, 크게는 LCD의 백라이트용과 조명용 램프에 사용될 수 있으며, 기타 평면광원을 필요로 하는 많은 분야에도 다양하게 응용될 수 있다.

Description

유리관 접합형 평판 형광램프 및 그 제조방법{flat type fluorescent lamps made by joining glass pipe and the method therefor}

본 발명은 액정표시장치(LCD)의 백라이트 또는 평면광원으로 사용하기에 적합한 평판 형광램프 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다수의 유리관을 접합하여 형성하는 유리관 접합형 평판 형광램프 및 그 제조방법에 관한 것이다.

액정표시장치 즉, LCD는 PDP(Plasma Display Panel), FED(Field Emission Display) 등과는 달리 비발광성(수광소자)이기 때문에 빛이 없는 곳에서는 사용이 불가능하며, 이 때문에 이러한 비발광성 소자를 어두운 곳에서 사용하기 위해서는 정보 표시면을 균일하게 조사하는 별도의 광원인 백라이트(Back Light)가 필요하게 된다.

종래에는 LCD용 백라이트로서 냉음극 형광등(Cold Cathode Fluorescent Lamp)을 관 형태로 만들어 필요에 따라 직선형, L자형, U자형, W자형 등으로 구부려서 발광원으로 사용하였다. 종래, 이러한 발광원으로 LCD 백라이트를 설치함에 있어서는, 형광램프를 액정패널 밑에 장착하고 형광램프와 액정패널 사이에 확산판을 설치하는 직하형 방식과, 투명한 도광판을 이용하여 액정패널의 측면에 설치하는 형광램프로부터 광을 LCD 화면전체에 분포되도록 하는 에지라이트(Edge Light)방식을 사용하여 왔다.

그러나, 이러한 종래의 백라이트는 빛의 반사와 투과에 의하여 소비전력에 대한 효율이 낮고, 구조가 복잡하여 생산비가 높을 뿐만 아니라 휘도의 균일성을 보장하기가 어려웠다. 또한 종래의 백라이트 구조의 복잡성은 LCD의 장점인 경량, 박형화의 중요한 장애요인이 되었다.

본 발명은 종래 백라이트 형광판의 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로서, 다수의 유리관을 융착 접합시켜 일체의 방전통로로 제작하여 발광효율을 증가시킨 평판 형광램프를 제공함을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 유리관을 소성가공이 가능한 일정온도로 가열하여 유리관의 단면 형상을 사각형, 반 타원형 또는 반원형 등으로 제작하여 두께를 최소화한 방전통로를 형성함으로써 광 이용 효율이 높고, 발광특성이 안정되고 또한 고 휘도인 평판 형광램프를 제공하는 것이다.

도 1a는 본 발명에 따른 유리관 접합형 평판 형광램프의 일 실시 예를 나타낸 분해 사시도

도 1b는 도 1a에 대한 조립 평면도

도 2는 도 1에서 평판 형광램프만을 발췌하여 나타낸 정면도

도 3은 도 2의 D-D선에 대한 단면도

도 4a 내지 도 4d는 도 1b의 A-A선에 대한 단면도로 본 발명의 다양한 형상의 실시 예들을 나타낸 참고도

도 5a는 도 1b의 "B"부분에 대한 확대 단면도

도 5b는 도 1b의 "C"부분에 대한확대 단면도

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 유리관 접합형 평판 형광램프의 다른 실시 예들을 나타낸 평면도

도 8a 및 도 8b는 본 발명의 형광램프에 적용되는 전극지지관의 평면도

**도면의 주요부분에 대한 부호설명**

1: 방전유리관 2: 방전통로

3: 형광체 4: 방전연결통로

5: 전극지지관(음극) 6: 전극지지관(양극)

7: 방전전극 8: 수은게터

9: 진공배기관 10: 방전구멍

본 발명의 형광램프는, 소성가공이 가능하도록 성형된 다수의 방전유리관을 평행하게 배열하고, 이 방전유리관들의 일측단부를 가열하여 두개씩 융착 접착시켜 전체 방전유리관이 연결되도록 방전연결통로를 형성하고, 상기 방전유리관이 시작되는 단부에 음극전극을 형성시키고, 방전유리관이 끝나는 다른측 단부에는 대향전극을 형성시키며, 이 방전유리관의 내부 벽면을 형광체로 도포한 후, 밀봉하여 진공 배기하고, 이에 방전용 희가스를 충진하여 양극 통전 시(고주파인가 시)에 발광하게 한 것이다.

상기 방전유리관의 내부에 형성된 방전통로의 단면이 사각형, 반타원형 또는 반원형 등 다양한 모양으로 형성하여 유리관의 두께를 얇게 하면 발광특성이 안정되고 고휘도를 확보할 수 있다.

본 발명에 의하여 제조되는 평판형 형광램프는 평면발광체를 필요로 하는 곳에 다양하게 사용될 수 있지만 LCD의 백라이트용으로 사용되는 것에 특히 적합하다. 본 발명에 사용되는 음극전극 및 대향전극은 냉음극 또는 열음극 전극이 모두 사용될 수 있다.

이하 본 발명을 도면에 의하여 상세히 설명한다.

도 1a와 도 1b는 본 발명에 따른 유리관 접합형 평판 형광램프의 일 실시 예를 나타낸 분해 사시도면과 그 평면도이다. 방전유리관(1)은 내부에 방전통로(2)를 갖도록 일정두께로 제작한다. 이러한 방전유리관(1)의 제작은 먼저 유리관을 소성가공이 가능한 온도로 가열하고 금형을 사용하여 방전유리관(1)의 단면형상을 사각형, 반 타원형, 반원형 등의 형상으로 성형시킨다. 이때, 성형시 발생한 내부응력을 제거하고 제품의 변형을 방지하기 위하여 서냉로에서 열처리 공정을 거쳐 제작하여 균일한 제품을 제조할 수 있다.

또한 상기 방전유리관(1)은 서로 이웃하는 이들을 평행하게 일정간격으로 유지시키면서 서로 유통되도록 방전연결통로(4)로 연결시킨다. 이 방전연결통로(4)를 형성하는 방법은 성형가공이 완성된 방전유리관(1)을 평행하게 일정간격으로 유지되도록 방전연결통로(4) 가공부위를 서로 밀착시킨 후 국부적으로 가열하여 융착 접합시킨다.

상기 방전유리관(1)의 내부에 도포된 형광체(3)의 형성은 슬러리(Slurry) 상태의 형광체(3)을 분사노즐을 이용하여 방전유리관(1)의 내부에 분사시키되, 내부에 균일하게 도포하기 위하여 자유 낙하시키거나 진동(Vibration)테이블 위에 설치하여 진동시켜 내부에 형광체(3)를 균일하게 도포한다.

상기 방전유리관(1)의 내부에 삽입된 전극지지관(5,6)에는 방전전극(7) 및 수은게터(8)가 설치되어 있다.

도 2는 도 1a에서 평판 형광램프만을 발췌하여 나타낸 정면도이고, 도 3은 도 2의 D-D선에 대한 단면도로서 방전유리관(1)이 일정한 간격으로 융착 접합시킨 방전연결통로(4)로 연결되어 있고, 방전유리관(1)의 시작단과 끝단에 방전구멍(10)이 형성되어져 있음을 보여준다. 한편, 방전유리관(1)의 크기가 대형화 될 경우에는, 중간부분의 방전유리관(1)에 방전구멍(10)을 추가적으로 설치하여 진공 배기의 효율을 극대화시킬 수 있다.

도 4a 내지 도 4d는 도 1b의 A-A선에 대한 단면도로 본 발명의 다양한 형상의 실시 예들을 나타낸 참고도로서 본 발명의 실시 예들의 다양한 형상의 방전 통로의 단면도를 보여주는 것이다.

즉, 각 실시예의 방전통로(2)의 단면형상을 사각형, 타원형, 반타원형, 반원형 등 다양한 모양으로 설계한 것은 광 이용효율을 최대한 높여 발광효율을 증가시키고 광 손실을 최소한으로 억제하여 안정된 광원을 제공하기 위하여 형광램프의 두께를 최소한으로 얇게 한 것이다.

도 5a는 도 1b의 "B"부분 확대 단면도로서 방전통로(2) 및 방전연결통로(4) 내부 및 벽면에 형광체(3)가 균일하게 도포되어져 있음을 보여준다. 그리고, 도 5b는 도 1b의 "C"부분에 대한 확대 단면도로서 방전통로(2) 내부에 전극지지관(5)이 삽입되어 있으며, 상기 전극지지관(5)에는 방전전극(7) 및 수은게터(8)가 설치되어 있고 또한 진공배기관(9)이 설치되어져 있음을 보여준다. 상기 전극지지관(5) 및 전극지지관(6)은 규소성분의 유리질 봉지제를 사용하여 소성로를 이용하여 방전유리관(1)과 접합되거나 또는 가열하여 융착 접합될 수 있다.

상기 방전유리관(1)은 이에 부착 결합된 전극지지관(5)의 진공배기관(9)을 통하여 그 내부가 진공상태로 되도록 진공 배기 공정을 거친 후 방전통로(2) 내부에 방전용 희가스(GAS)를 진공배기관(9)을 통하여 충진하고 상기 진공배기관(9)을 가열 밀봉한다.

상기 방전전극(7)은 방전통로(2)의 양단에 평행하게 삽입 설치되어 있다. 상기 방전전극(7)은 냉음극 전극 혹은 열음극 전극으로 선택적인 적용이 가능하여 다양하게 제작할 수 있다.

도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 평판형 형광램프의 다른 실시 예들을 나타낸 평면도이다. 방전유리관(1)을 밴딩 가공하여 U형 또는 W형 등 기타형상으로 제작하고, 이들 유리관을 상기에서 설명한 것과 같은 방법으로 가열하여 융착 접합시켜 방전연결통로 (4)를 가공하여 평판형 형광램프를 제작하는 것이다.

수은게터(8)는 수은가스 확산 및 수분과 불순가스를 제거하여 발광의 안정에 기여한다. 수은가스 사용의 또 다른 방법으로는 액상수은을 일정량 주입하여 사용할 수도 있다. 방전전극(7)은 냉음극 전극 혹은 열음극 전극을 선택적으로 설치할 수 있다.

방전유리관(1) 내부의 전극지지관(5,6)에 설치된 수은게터(8)의 활성화는 고주파 가열기를 사용하여 방전유리관(1)의 내부에 형성되는 다수의 방전통로(2) 전체에 활성화시키고, 램프의 방전은 방전유리관(1)의 양단에 부착된 방전전극(7)에 고주파를 인가하여 점등하면 전계로 가속된 전자가, 활성화된 방전유리관(1)내의 방전용 희가스 원자 및 수은원자를 이온화하고, 이 방전용 희가스 이온 및 수은이온이 에너지를 자외선 형태로 방출한다. 이때 발생하는 자외선이 방전통로(2)의 내부 및 벽면에 도포된 형광체(3)를 여기하여 가시광으로 발광한다.

이상에서 상술한 바와 같은 본 발명의 평판 형광램프는 고휘도와 안정된 발광특성을 제공하고 램프의 두께를 최소화하여 박형, 경량, 단순화하여 액정표시장치의 장점을 최대한 살릴 뿐만 아니라 소비전력을 저감하여 고효율의 우수한 평면광원을 얻을 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 평판형 형광램프는 다양한 크기로 제작 될 수 있어 요구되는 사양에 모두 적용될 수 있는 바, 크게는 LCD의 백라이트용과 조명용 램프에 사용될 수 있으며, 기타 평면광원을 필요로 하는 많은 분야에도 다양하게 응용될 수 있다.

Claims (4)

1. 소성가공이 가능하도록 성형된 다수의 방전유리관을 평행하게 배열되고, 전기 방전유리관들이 두개씩 그 단부의 일측면이 가열에 의하여 융착 접착되어 전체 방전유리관이 연결되도록 방전연결통로가 형성되고, 전체의 방전유리관 중 시작되는 방전유리관의 단부에 음극전극이 형성되고, 끝나는 방전유리관의 단부에는 대향전극을 형성되며, 이 전체 방전유리관의 내부벽면은 형광체로 도포되고, 밀봉하여 진공 배기된 상태에서 방전용 희가스가 충진되어 고주파인가 시 발광하는 것을 특징으로 하는 유리관 접합형 평판 형광램프.
2. 제1항에 있어서, 상기 방전유리관의 단면형상이 사각형, 타원형, 반타원형, 또는 반원형인 것을 특징으로 하는 유리관 접합형 평판 형광램프.
3. 제1항에 있어서, 상기 방전유리관이 U자형 또는 W자형인 것을 특징으로 하는 유리관 접합형 평판 형광램프.
4. 소성가공이 가능하도록 성형된 다수의 방전유리관을 평행하게 배열하고 그 단부의 일측면을 가열하여 유리관들을 두개씩 융착 접착시켜 전체의 방전유리관이 연결되도록 방전연결통로를 형성하는 단계; 전체 방전유리관 중 시작되는 방전유리관의 단부에 음극전극을 형성하고, 끝나는 방전유리관의 단부에는 대향전극을 형성하는 단계; 전기 공정의 전체 방전유리관의 내부벽면을 형광체로 도포하는 단계; 및 전기 공정의 전체 방전 유리관을 밀봉하여 진공 배기된 상태에서 방전용 희가스를 충진하는 단계;를 포함하는 유리관 접합형 평판 형광램프 제조방법.