KR20010070838A - 평판전극을 이용한 네온사인장치 및 하판구조 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평판전극을 이용한 네온사인장치 및 하판구조에 관한 것이다. 본 발명은, 상판과 하판으로 구성되는 두 장의 절연체 중 어느 한개 또는 양쪽 모두에 표시하고자 하는 광고패턴을 음각 성형한 것에 의하여 방전공간을 형성한 것을 특징으로 한다. 따라서 상기 방전공간은 상판 또는(및) 하판과 일체로 형성되어진다. 그리고 상기 상판과 하판에 형성되는 방전을 위한 전극은 평판전극을 이용하여, 상기 방전공간 내부의 형광체를 여기시켜 외부로 가시광을 방출시킨다. 따라서 본 발명은 방전전압의 저하와 휘도 상승 효과 더불어 제조의 간편화를 도모할 수 있는 잇점이 있다.

Description

평판전극을 이용한 네온사인장치 및 하판구조{Flat neon sign device using flat electrode and lower plate structure}
본 발명은 평판전극을 이용한 네온사인장치 및 하판구조에 관한 것이다.
일반적으로 광고 목적을 가지고 사용되는 문자 또는 그림(이하에서는 광고를 위한 문자 또는 로고 등과 같은 디자인을 모두 포함하는 의미로 광고패턴이라는 용어를 사용하기로 한다)을 표시하기 위한 발광장치로써 네온사인을 들 수 있다.
지금까지 사용되고 있는 네온사인은, 선광원을 이용한 네온사인이다.
상기 선광원을 이용한 네온사인은, 표시하고자 하는 광고패턴이 선으로 형성된 경우에는 광고패턴을 따라서 전극이 형성되지만, 표시하고자 하는 광고패턴이 임의의 도형 형상을 하고 있는 경우에는 광고패턴의 테두리를 따라서 전극이 형성된다. 그리고 상기 전극에 고압을 인가하여 방전을 유도하게 된다. 따라서 상기 전극이 형성되고 있는 부분에서 방전이 유도되면서 표시하고자 하는 광고패턴의 테두리가 형광체의 색깔에 따라서 표시되어진다.
이와 같은 선광원을 이용한 종래의 네온사인은, 광고패턴의 테두리만을 표시하는 형태로 광고패턴을 표시하기 때문에, 사용자가 원하는 광고패턴을 정확히 표시하는 것은 매우 어렵다. 더군다나 일부분의 전극이 방전을 야기시키지 못한 경우, 원하는 형상의 광고패턴이 표시되지 못하게 된다.
또한, 선광원을 이용한 네온사인의 경우, 표시하고자 하는 광고패턴의 테두리를 따라서 전극이 형성되고 있기 때문에, 전극 전체적으로 방전이 발생되어야만, 원하는 형상이 표시되게 된다.
이를 위해서는 상기 광고패턴의 테두리에 형성되는 서로 다른 극성을 갖는 전극은 방전을 위해서 최소경로를 갖어야 한다는 조건을 만족시켜야만 한다. 이것은 광고패턴의 표시를 위해 방전을 수행하는 네온가스는 서로 다른 극성을 갖는 전극사이의 최소경로에서 방전을 일으키려는 성질을 가지고 있기 때문이다. 따라서 광고패턴 전체적으로 방전을 유도하기 위해서는 광고패턴의 테두리에 형성되는 전극을 분리하여, 최소경로에 따른 방전경로를 여러개 구비해야만 하는 것이다.
이와 같이 종래의 네온사인은 광고패턴의 테두리를 분리시켜서 각기 다른 방전경로를 형성하고, 방전을 유도해야만 하였다. 이러한 점은 전극의 형성구조를 복잡하게 할 뿐 만 아니라, 매우 고압의 방전전압을 필요로 하고, 더불어 표시 가능한 광고패턴을 한정시켰다.
즉, 종래의 네온사인은, 선광원을 이용한 네온사인이므로, 표시할 수 있는 광고패턴이 한정되고 제조비용이 높은 문제점이 있었다.
이러한 문제점으로부터 본 발명에서는 네온사인에 하나의 면 전체에서 빛을발생시키는 면(面)광원을 이용하고자 한다.
상기 면광원은, 광원을 구성하는 하나의 면 전체에서 빛이 비치는 것이다. 따라서 면광원의 경우, 표면 그림자, 투영 그림자가 거의 눈에 띄지 않을 정도로 엷게 나타나고, 색상 왜곡이 비교적 적다. 즉, 면광원은 전체를 고르게 조명하고, 색상의 왜곡이 적으며, 전체적으로 밝은 느낌을 주기 때문에, 이러한 면광원을 이용하여 네온사인을 구현하는 경우, 보다 효과적인 네온사인을 얻는 것이 가능하게 될 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 면(面)광원을 이용하여 광고패턴을 표시할 수 있는 평판전극을 이용한 네온사인장치 및 하판구조를 제공함에 있다.
도 1은 본 발명에 따른 평판전극을 이용한 네온사인장치의 평면도,
도 2a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 네온사인장치의 단면도,
도 2b는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 네온사인장치의 상판 단면도,
도 2c는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 네온사인장치의 하판 단면도,
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 네온사인장치의 단면도,
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 네온사인장치의 단면도,
도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 네온사인장치의 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 평판전극을 이용한 네온사인장치의 제조 공정도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1,101,201,301 : 상부전극 2,102,202,302 : 상부기판
3,103,203,303 : 보호층 4,104,204,304 : 실링재
5,105,205,305 : 하부기판 6,106,206,306 : 하부전극
7,107,207,307 : 형광체 8,108,208,308 : 방전공간
9,109,209,309 : 배기구 10,110,210,310 : 배기튜브 부착용 실링재
11,111,211,311 : 배기튜브 12,112,212,312 : 캐비티
13, : 하부기판의 상면 15,115,215,315 : 상판
25,125,225,325 : 하판 221,321,324 : 절연층
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 평판전극을 이용한 네온사인장치는, 어느 일면에 표시하고자 하는 광고패턴을 음각 성형하여 방전공간을 구비하고, 상기 방전공간 내에서의 방전을 위한 제 1 평판전극을 형성하고 있는 제 1 플레이트와; 상기 제 1 평판전극과 방전을 유도하기 위한 제 2 평판전극을 형성하고, 상기 제 1 플레이트의 광고패턴 형성 면에 밀착되는 제 2 플레이트를 포함하여 구성된다.
상기 제 2 플레이트는, 상기 제 1 플레이트와 동일한 형상으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 즉, 제 2 플레이트에도 제 1 플레이트와 동일하게 방전공간을형성할 수 있는 것이다.
상기 제 1 플레이트 및(또는) 제 2 플레이트는, 투명한 재질인 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 평판전극 및(또는) 제 2 평판전극은, 투명한 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 방전공간의 내부에는 형광체가 도포된 것을 특징으로 한다.
또는, 본 발명은 상기 방전공간과 대응되는 제 2 플레이트 면에 형광체를 도포한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 평판전극은, 제 1 플레이트의 바깥면에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또는 본 발명은, 상기 제 1 평판전극은, 방전공간의 내부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 방전공간 내부에 형성된 상기 제 1 평판전극의 상부에 절연층을 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 플레이트의 바깥면 또는 방전공간 내부에 형성되고 있는 상기 제 1 평판전극은, 상기 제 1 플레이트의 방전공간 면적에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 평판전극 및(또는) 제 2 평판전극은, ITO전극인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제 1 플레이트의 바깥면에 형성되고 있는 상기 제 1평판전극을, 상기 제 1 플레이트의 전면적에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제 2 평판전극은, 상기 제 2 플레이트의 바깥면에 형성되는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 제 2 플레이트의 하면에는 보호층이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
또는, 본 발명의 상기 제 2 평판전극은, 상기 제 2 플레이트의 내측면에 형성되는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 제 2 평판전극의 하면에 절연층이 더 형성되는 것을 특징으로 한다. 그리고 상기 절연층의 하면에 보호층이 더 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 평판전극을 이용한 네온사인장치의 하판구조는, 어느 일면에 표시하고자 하는 광고패턴을 음각 성형하여 방전공간을 구비한 하부그래스와; 상기 하부그래스의 광고패턴 형성면과 대응면에 방전을 유도하기 위해 형성되는 평판전극과; 상기 방전공간 내부에 형성된 형광체를 포함하여 구성된다.
상기 하판구조에서, 상기 평판전극은, 광고패턴의 면적에 대응되는 부분에만 형성되는 것을 특징으로 한다.
또는, 상기 하판구조에서 상기 평판전극은, 하부그래스의 전면적에 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 평판전극을 이용한 네온사인장치의 하판구조는, 상면에 표시하고자 하는 광고패턴을 음각 성형하여 방전공간을 구비한 하부그래스와; 상기 방전공간 내부에 방전을 유도하기 위해 형성되는 평판전극과; 상기 평판전극의 상부에 형성된 절연층과; 상기 절연층의 상부에 형성된 형광체를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명에 따른 평판전극을 이용한 네온사인장치의 하판구조는, 표시하고자 하는 광고패턴을 음각 성형하여, 방전공간을 구비하고 있는 어느 일측 기판 구조를 나타낸다. 따라서 본 발명에서 설명되고 있는 하판구조를 상판구조로 이용하여도 동일한 효과가 나타남은 물론이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 평판전극을 이용한 네온사인 장치에 대해서 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 평판전극을 이용한 네온사인장치의 평면도이다. 도시되고 있는 바와 같이, 본 발명에서 표시되는 광고패턴은 서로 다른 크기를 갖는 세개의 사각형이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 평판전극을 이용한 네온사인장치의 단면도를 도시하고 있다.
도2a에 도시되고 있는 본 발명에 의한 평판전극을 이용한 네온사인장치는, 상판(15)과 하판(25)을 실링(4) 시킨 상태를 보여주고 있다. 따라서 상기 실링(4)되기 전의 상판(15)과 하판(25)은 서로 분리되어 공정이 이루어진다. 그리고 상기 상판(15)과 하판(25) 각각에 필요한 구성이 완전히 형성된 다음에 상기 상판(15)과 하판(25)을 실링시키는 과정에 의해서 하나의 완전한 평판전극을 이용한 네온사인장치가 이루어질 것이다.
본 발명의 설명에서, 상판과 하판은, 도면에 도시된 실시예 상태로서 설명의 편이상 이용하는 것일 뿐이며, 상판과 하판의 구성을 역으로 구성시켜서 사용할 수도 있다. 그리고 실시예에서의 하판의 구조를 상판에 동일하게 구성시켜서 이용할 수도 있다. 즉, 본 발명의 상판과 하판은 그냥 두개의 플레이트 구조를 쉽게 이해할 수 있도록 정의하고 있는 것 뿐이다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 특징은, 상기 상판(15)의 하면과 하판(25)의 상면이 완전히 밀착되는 구조를 갖는다는 것이다. 따라서 상기 상판(15)과 하판(25) 사이에 형성되야 하는 방전공간(8)은 하부기판의 상면에 음각으로 성형된 캐비티가 된다.
그렇기 때문에 본 발명에서는 상기 상판(15)과 하판(25) 사이에 방전공간의 형성을 위한 별도의 부재가 필요없다. 예를 들면, 스페이스나, 볼 형상의 부재가 상판(15)과 하판(25) 사이에 놓일 필요가 없게 된다. 따라서 상기 상판(15)과 하판(15)을 실링시킬 때, 어느 일면에 실링액을 도포한 후, 밀착시키는 구성만으로 간편하고 쉽게 이룰 수 있다.
또한, 본 발명의 특징은 상기 상판(15)과 하판(25)에 방전을 발생시키기 위해 구성되어지는 전극이 평판전극(flat electrode)의 형태를 갖는다는 것이다. 즉, 지지기판의 전면적에 걸쳐서 전극이 형성되어지거나, 또는 광고패턴이 형성된 부분 전체에 전극이 형성되어져, 실질적으로 무한대의 전극을 갖는 구조가 이루어진다.
상기 평판전극은 본 발명의 네온사인장치를 구성하고 있는 전면 또는 광고패턴의 전체부분에서 빛을 발생시키게 되기 때문에, 보다 밝고 선명한 광원의 역할을 수행하게 된다.
그리고 본 발명에서는 상기 방전공간을 형성함에 있어서 표시하고자 하는 광고패턴과 동일 또는 유사한 형상으로 형성시킬 필요가 있다. 즉, 표시하고자 하는 광고패턴 내에서만 방전이 발생되도록 조성하므로서, 방전효율을 높이고, 방전이 발생되는 부분과 그렇지 않은 부분 사이에서의 선명한 차이가 나타나도록 유도하는 것도 부가적으로 얻게 된다.
다음은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 평판전극을 이용한 네온사인장치의 전공정에 따라서 형성되는 평판전극을 이용한 네온사인장치의 구조에 대해서 설명한다.
도 2b에 도시되고 있는 상판(15)은, 상부전극(1)을 최상부에 구성시키고 있다. 그리고 상기 상부전극(1)의 하부에 상부기판(2)를 구성시키고, 상기 상부기판(2)의 하부에 보호층(3)으로 구성되고 있다.
상기 상부전극(1)은 상부기판(2)의 상면 전면적에 걸쳐서 구성되는 평판전극의 형태를 갖게 된다. 상기 상부전극(1)은, 상부기판(2)의 상부에 형성되어지므로, 상판(15)과 하판(25)을 실링시킨 후, 최후의 공정으로 형성하는 것도 물론 가능할 것이다.
또한, 상기 보호층(3)도 상기 상부기판(2)의 하면 전면적에 걸쳐서 구성되어진다.
따라서 상기 상부기판(2)의 상부에 형성되는 상부전극(1)과 하부에 형성되는 보호층(3)은 전면적에 걸쳐서 형성되기 때문에, 패턴 마스크와 같은 것을 구비할 필요없이 형성 가능하므로, 전극의 형성을 간편하게 수행할 수 있다.
도 2c에 도시되고 있는 하판(25)은, 하부기판(5)가 구성되고, 상기 하부기판(5)의 하면에 하부전극(6)이 구성되고 있다.
상기 하부기판(5)에는 평평한 상면(13)의 일부를 음각으로 성형하는 것에 의해서 방전을 위한 캐비티(12)가 형성된다. 즉, 상기 하부기판(5)의 상면(13)에서 캐비티(12)에 해당하는 부분을 제거하는 것에 의하여 상기 캐비티(12)를 형성하고 있으며, 상기 캐비티(12)가 본 발명에서는 방전공간이 된다. 상기 방전을 위한 캐비티(12)는, 실질적으로 상기 상판(15)과 하판(25)이 밀착되었을 경우, 그 사이에서 일정한 방전공간을 형성할 수 있도록 구성되는 부분이다. 따라서 방전용 캐비티(12)는, 실질적으로 네온사인에 의하여 광고하고자 하는 문자 또는 디자인 등과 같은 광고패턴을 이루도록 구성된다. 예를 들면 상기 캐비티(12)는, 도 1에 도시된 세개의 서로 다른 사각형으로 형성되어진다.
그리고 상기 캐비티(12) 내측면에는 형광체(7)가 도포되어진다. 상기 형광체(7)에 의하여 광산란, 광반사 효과가 방전에 의한 발광에 더해져서 매우 선명하면서도, 색대비가 높은 그림 또는 문자와 같은 광고패턴이 표현될 수 있게 될 것이다.
상기 상판(15)과 하판(25)에서 지지기판의 역할은 상기 상부기판(2)과 하부기판(5)이 하고 있다.
상기 기판으로 사용되는 절연체는 유리나 알루미나 등의 세라믹 재료 또는 플라스틱 재료가 될 수 있다. 상기 기판은 양쪽 모두를 투명한 물질로 형성하거나 한쪽만을 투명한 물질로 구성시킬 수 있다. 즉, 사람에게 보여지는 측은 투명한재료가 사용되어지며, 반대쪽 면의 기판은 거울과 같이 반사율이 높은 재료가 사용될 수도 있다.
상기 기판은, 평판으로 이루어져야 하고, 양쪽 기판을 마주보게 붙인 경우, 내부 공간이 수백 마이크로 이하로 되어, 최대 1mm 이상 간격이 발생하지 않아야 좋다. 즉, 상기 기판은 평탄도가 높은 재료를 사용하거나 기계적 가공을 통하여 표면 평탄도를 높여서 사용하는 것이 좋다.
상기 간격은, 두 기판 사이의 캐비티 공간을 제외하고, 마주하는 상부기판과 하부기판의 사이 간격을 의미한다. 통상 상기 캐비티는 수백 마이크로에서 수 밀리미터의 크기로 형성된다. 따라서 상기 두 기판 사이의 간격과 비교해서 상기 캐비티는 수십배에서 수천배에 이르게 된다.
또한, 상기 기판은 전기적 절연내력이 높아서 고압이 인가되는 경우에도 절연내력에 손상이 발생하지 않아야 한다. 즉, 재료의 밀도가 높아서 방전이나 온도 상승 또는 진공 배기를 통하여 재료로부터 가스나 기타 이물질이 방출되지 않도록 해야 한다. 그리고 방전가스의 주입시 가스 흡착이나 공기를 흡착하는 능력이 매우 낮아야 한다.
특히, 광학적으로 전면 기판으로 사용되는 절연체의 경우, 가시광에 대한 투과율이 높아야 한다. 그리고 투과율과 굴절율이 균일하여 내부에서 발생된 광경로가 왜곡되거나 복굴절 등의 현상이 발생하지 않아야 좋다.
또한, 자외선 흡수력이나 전자선 등의 흡수 능력이 커서 외부로 인체에 유해한 광이 방출되지 않도록 하는 재료가 기판으로서 좋다. 상기 기판 재료의 열팽창계수는 실링하는 물질과 가능한 동일한 크기를 가지는 것이 좋으며, 개략적으로 열팽창 계수의 차이가 10% 이하로 되는 것이 좋다.
다음, 상기 상판(15)과 하판(25)에서 방전전극의 역할은, 상기 상부전극(1)과 하부전극(6)이 수행한다.
상기 상부전극(1)은 상부기판(2)의 바깥면으로 형성되고, 상기 하부전극(6)은 하부기판(5)의 바깥면으로 형성되어진다. 따라서 상기 전극은 방전공간인 캐비티(12)의 바깥면에 형성되어진다. 상기 전극은 전기적으로 도체에 해당하는 물질을 균일하게 전면 도포하거나 또는 도포되어진 절연기판을 사용하는 것도 가능하다.
상기 전기적으로 도체에 해당하는 물질로서 본 발명의 전극에 이용되는 재료는 알루미늄, 구리, 은, 금 등의 대부분의 금속 도체와 도전성 폴리머 등의 유기물 도체가 사용될 수 있다.
상기 전극은 스파트링(sputtering), 진공증착 등의 저압 또는 진공 분위기를 이용한 각종 증착기법을 이용하여 형성할 수 있으며, 딥핑(dipping)이나 스프레이(spray) 또는 다양한 인쇄공법을 활용하여 형성할 수 있다. 또한, 전극의 부착력을 상승시키기 위하여 광학적 열적 화학적 기법을 활용할 수 있다.
상기 전극의 방전동작으로부터 발생된 광은 상판(15) 또는 하판(25)을 통해서 방출될 수 있으며, 필요에 의해서는 양면에서 방출되도록 구성할 수도 있다. 즉, 어느 일면에서 방출되는 경우는 일측 면 광원의 형태를 갖지만, 양면에서 방출되는 경우는 양면광원의 형태를 갖게 된다. 이때, 어느 경우든지 광이 방출되는면의 기판은 투명한 또는 반투명한 재료를 사용해야 하며, 전극 또한 투명한 재료나 반투명한 재료를 사용해야 한다.
상기 광이 방출되는 면의 전극으로서는 주로 도체에 해당하는 물질 중에서 투명한 도전체인 ITO(산화인듐틴옥사이드) 또는 In2O3(산화인듐), SnO2(산화주석), ZnO(산화아연) 등의 투명한 도전체를 사용한다.
상기 투명도전체의 경우 도전율이 높은 재료(은, 금, 구리 등)에 비하여 전기저항이 높고, 외부전극의 직접적인 접촉이 용이하지 않기 때문에, 투명 도전체의 내부 또는 주변에 전력 인입용 전극을 더 형성할 수도 있다. 상기 전력 인입용 전극은, 실버 페이스트(silver paste)나 카본 페이스트(carbone paste) 등의 도전성 페이스트를 이용하여 형성할 수 있다.
한편, 상기 하부기판(5)의 상면에 캐비티(12)로 형성된 방전공간(8)은, 상판(15)과 하판(25)을 합착하는 매질 즉, 실링재(4)를 이용하여, 상판(15)의 하면과 하판(25)의 상면을 영구적으로 합착한다. 따라서 상기 방전공간(8)은 외부 분위기와 완전히 차단되어 독립된 물리적(전기적) 공간을 확보하게 된다.
상기 방전공간(8)에 해당하는 부위에 형성된 표면물은 방전가스의 자체 발광을 이용하여 표현하거나 방전공간의 한쪽면 또는 양면(방전공간 내측과 그에 대응되는 상대 기판의 면) 또는 상기 방전공간에 대응되는 상대 기판의 면에 미리 도포되어진 형광체(7)에 의하여 원하는 색상을 표현하게 된다. 만일, 방전가스 자체의 발광을 이용할 경우에는 형과체(7)를 도포할 필요가 없다.
상기 형광체(7)는 기계적, 화학적 방법에 의하여 일정한 깊이로 파여져 만들어진 방전공간 바닥에 스프레이(spray), 인쇄(printing), 노광 등이 기법을 이용하여 도포한다. 이 경우 부착력을 증가시키기 위하여 수지나 솔벤트 등을 첨가할 수도 있다.
상기 보호층(3)은 절연체인 기판 표면을 그대로 이용하거나 또는 방전에 용이한 물질(MgO, AIN, Al2O3, TiO2, SiO2등)을 코팅하여 형성할 수 있다. 상기 물질은 주로 절연체를 방전으로부터 보호하고, 방전효율을 높일 수 있도록 전자방출계수를 증대시키는 역할을 한다. 또한, 상기 물질은 플라스틱 종류의 유기물 재료로부터 방출되는 가스를 차단하는 역할을 하거나 절연체로부터 방전공간에 방출되는 물질(각종 lon, 잔류 Gas, Pb, 석출 금속 또는 산화물 등)을 차단하는 역할을 하기도 한다.
이상과 같이, 상기 평판전극을 이용한 네온사인장치의 전공정에 의해서 완료된 상판(15)과 하판(25)은 상하판을 합착하는 매질, 즉 실링재(4)를 이용하여 영구적으로 합착되어진다.
상기 합착 매질로서는 저융점 글래스나 접합용 메탈(코바 등) 또는 에폭시 등의 수지를 이용하거나 매질 자체의 용융특성을 이용한 레이저 융착, 초음파 융착, 정전접합 등을 이용할 수도 있다.
이러한 합착 과정을 통해서 도 2a와 같은 평판전극을 이용한 네온사인장치가 완성되어진다.
이때, 방전공간(8)은, 대기로부터 완전히 차단되어진다. 따라서 진공장치 등을 이용하여 공간 내 공기를 배출시키후, 방전가스(아르곤, 제논, 크세논 등)이주입되어지면, 네온사인장치의 후공정이 완료되어진다.
상기 방전공간(8) 내 공기는 도 2a에 도시된 배기구(9) 및 배기튜브(11)를 통해서 배출되어지고, 방전가스 또한 상기 배기구(9) 및 배기튜브(11)를 통해서 주입되어진 후, 배기튜브 부착용 실링재(10)에 의해서 밀봉되어진다. 그리고 상기 배기구(9)는 방전공간(8) 내 공기를 배출하고, 방전가스를 주입하기 위하여 상기 방전공간(8)과 연결된 상태를 갖게 된다.
상기 방전가스는 방전전압을 낮추고 방전 효율이 높은 압력과 조성을 잘 맞추어야 한다. 따라서 주로 단일가스보다는 이원/삼원/사원의 혼합가스가 사용되어진다. 일반적으로 전체 압력을 유지하는 버퍼(buffer) 가스로서는 아르곤, 네온, 헬륨 등이 사용되며, 자외선을 방출하는 용도로 제논 또는 크세논을 이용한다. 특히, 가스의 자발광을 이용하는 경우, 네온이나 질소가스를 사용할 수도 있다. 그리고 방전효율을 높이기 위해 수은 등의 메탈이나 할로겐 물질을 주입할 수도 있다.
이상과 같이 완성된 평판전극을 이용한 네온사인장치의 상부전극(1)과 하부전극(6)에 별도의 커넥터 등을 통하여 전압을 인가하면, 두 전극 사이의 전위차가 발생하면서, 방전공간(8) 내 방전이 유기된다. 이때, 방전공간(8) 내 형광체(7)가 방전에 의하여 발생된 자외선에 의하여 여기되고, 이렇게 해서 발생된 가시광에 의하여 원하는 광고패턴을 볼 수 있게 되는 것이다.
상기 전극의 방전전압은 사인파(sine wave) 또는 삼각파 또는 사각파 등의 교류 파형을 이용하며, 100볼트에서 10,000볼트 사이의 전압을 이용한다. 그리고인가하는 전압의 주파수의 범위는 수십 Hz에서 수십MHz까지 가능하다.
도 6은 본 발명에 따른 평판전극을 이용한 네온사인장치의 전체적인 공정과정을 보여주는 순서도이다.
우선, 하부기판으로 사용될 그래스를 필요한 크기로 자른다(S1). 그리고 한쪽에 접착제가 도포되어 있는 일반적인 시트지에 원하는 패턴을 형성한다(S2). 그 다음에 상기 S1에서 형성한 기판에 S2에서 형성한 패턴 형성된 시트지를 부착시킨다(S3). 그리고 S3의 기판에 샌드 블라스트 공정을 수행한다(S4).
상기 S4의 샌드 블라스트 공정으로 시트지가 부착된 부분의 기판은 그대로 유지되고, 시트지가 부착되지 않은 부분의 기판은 절삭되어진다. 이렇게 해서 원하는 형상의 캐비티와 방전공간이 형성되어진다.
다음, 상기 샌드 블라스트 공정된 기판에 붙어있는 이물질을 제거하기 위해 세척을 하고, 건조시킨다(S5). 그리고 건조된 기판의 캐비티 부분에 적절한 형광체를 도포한 후, 건조한다(S6). 그리고 시트지를 제거하면(S7), 방전공간이 형성된 하부기판이 형성되어진다.
상기와 같은 과정이 수행된 하부기판의 일면(캐비티가 성형되지 않은 부분)에 전극을 부착한다(S8). 만일, 상기 기판 자체가 이미 투명전극을 부착한 구성에서는 상기 S8 과정은 수행되지 않는다. 또한, 상기 S8 과정을 상부기판과 합착한 후에 수행하는 것도 가능하다. 그리고 상기 S8 과정에서는 전극 외에 필요로 하는 하판의 구성을 더 구비한다. 만일, 보호층이 필요하다면, 보호층을 더 형성시킨다.
한편, 상부기판도 필요한 크기의 그래스를 자름으로서 얻어진다(S9). 그리고 상기 상부기판에 투명전극을 부착한다(S10). 상기 S10 과정은 상기 S8 과정과 동일한 특징을 갖는다. 즉, 상기 S10 단계는 상기 투명전극의 상부에 보호층을 형성하는 과정도 포함한다.
이렇게 해서 상판과 하판이 구성되어지면, 상판과 하판의 합착을 위해서 일측 기판에 실링재를 도포한 후, 건조시킨다(S11). 물론, 상기 실링재는 상판의 하면 또는 하판의 상면(캐비티가 형성된 부분)이 되야 할 것이다.
상기 S11 과정 수행 후, 하판의 일측에 배기팁을 형성하고(S12), 상판과 하판을 합착시키는 소성이 수행되어진다(S13). 상기 S13 과정에 의해서 소성이 이루어지면, 상판과 하판은 외부와 밀봉된 하나의 네온사인장치가 되어진다.
그리고 상기 배기팁 부분을 이용하여 방전공간 내부의 공기를 배기시키고, 방전을 위한 가스를 주입한 후, 팁 오프시키면, 장치는 이제 외부와 완전히 차단된 상태가 된다(S14). 그리고 마지막으로 방전전극의 전도율을 높이기 위해서 버스전극을 형성하는 과정으로 모든 네온사인 공정이 완료된다(S15).
다음, 도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 평판전극을 이용한 네온사인장치의 단면도이다.
본 발명의 제 2 실시예는, 제1 실시예와 동일한 특성을 갖는다. 즉, 하부기판에 음각으로 성형되는 캐비티 및 평면광원은 동일하게 적용되어진다. 또한, 상판과 하판에 형성된 각 구성이 갖는 특징은 동일하다.
그러나 본 발명의 제 2 실시예는, 그 구조면에서 제 1 실시예와 상이하다.이하 설명되는 제 3 실시예 및 제 4 실시예도 그 구조면에서 제 1 실시예와 상이할 뿐이다.
본 발명의 제 2 실시예는, 상판(115)은 제 1 실시예와 동일하게 구성시킨다. 그러나 하판(125)에 구성되는 전극을 형성함에 있어서, 광고패턴과 동일 또는 유사하게 형성된 캐비티(112) 또는 방전공간(108)의 부분에만 전극(106)을 형성하는 구조이다.
즉, 상기 전극(106)은 도시된 실시예에서 사각형의 부분이고, 하부기판(105)의 바깥부분에 형성되고 있다. 도시된 실시예에서 패턴 형상이 서로 다른 크기의 분리된 사각형으로 이루어져 있기 때문에, 상기 사각형의 부분에만 전극이 형성되어진다. 물론, 사각형 전체부분에 걸쳐서 전극은 형성되어진다.
이러한 경우, 상기 전극은 서로 분리된 상태를 갖게 된다. 따라서 각 전극에 전압을 인가하기 위한 커넥터도 별도 구비해야 하며, 더불어 각 전극을 개별 구동하는 것이 가능하게 된다. 이를 테면, 어느 하나의 사각형만을 또는 두개의 사각형만을 표시하고 싶을 때, 표시하고 싶은 부분의 전극만을 구동하는 것이 가능한 것이다.
다음, 도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 평판전극을 이용한 네온사인장치의 단면도이다.
도시된 실시예에서는 하판(225)은 제 1 실시예와 동일한 구성을 갖는다. 그러나 상판(215)은 다음과 같이 구성되어진다.
상판(215)의 최상부가 상부기판(202)으로 구성되고, 상기 상부기판(202)의하면에 전체에 상부전극(201)이 형성되고 있다. 그리고 상기 상부전극(201)의 하면에 절연층(221)이 구성되어지고, 상기 절연층(221)의 하면에 보호층(203)이 구성되고 있다.
즉, 본 발명의 제 3 실시예는, 상판(215)에 구성되는 전극(201)을 기판의 아래로 구성한 구조이다. 그리고 상기 전극(201)을 절연시키기 위하여 절연층(221)을 더 구성시키고 있다.
일 예로, 상기 상부전극(201)을 ITO 투명전극으로 이용하고, 그 하면에 SiO2등의 절연층(221)을 형성하는 것이 가능하게 된다. 이러한 구조는 방전전압을 저하시키면서 휘도를 상승시키는 효과를 더 얻을 수 있다.
다음, 도 5는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 평판전극을 이용한 네온사인장치의 단면도이다.
도시된 제 4 실시예에서는, 상판(315)은 제 3 실시예와 동일하게 구성시키고 있다. 그리고 하판(325)은 다음과 같이 구성되어진다.
즉, 도시되고 있는 바와 같이, 방전공간(308) 내에 하부전극(306)과 하부전극 절연층(324), 그리고 형광체(307)를 형성시킨 구조이다. 상기 절연층(324)은 하부전극을 절연시키기 위한 것이다.
따라서 상기 하부전극(306)은 캐비티의 바닥면에 형성되어지고, 그 상부에 절연층(324)이 형성되어진 후, 상기 절연층(324)의 상부로 형광체(307)가 형성되어진다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명은, 상판과 하판으로 구성되는 두 장의절연체 중 어느 한개 또는 양쪽 모두에 표시하고자 하는 광고패턴을 음각 성형한 것에 의하여 방전공간을 형성한 것을 특징으로 한다. 따라서 상기 방전공간은 상판 또는(및) 하판과 일체로 형성되어진다. 그리고 상기 상판과 하판에 형성되는 방전을 위한 전극은 평판전극을 이용하는 것을 기본적인 기술적 사상으로 하고 있음을 알 수 있다.
그리고 이와 같은 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다양한 변형이 가능함은 물론이다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 의한 평판전극을 이용한 네온사인장치는 평판전극을 이용하기 때문에, 종래의 줄 네온사인이 구현하지 못했던 다양한 형상의 광고패턴 등을 쉽고, 정확히 표현하는 것이 가능한 잇점이 있다. 즉, 미세한 영상을 포함한 모든 이미지를 표현 가능하며, 영상 표현에서 수작업 필요없이 자동화 공정을 도입하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 평판전극을 이용한 네온사인장치는, 기판 자체에 방전공간 위한 캐비티를 음각 성형하고 있기 때문에, 방전공간의 형성을 위한 별도의 스페이서 등을 필요로 하지 않으며, 더불어 상판과 하판의 합착을 쉽게 할 수 있도록 하는 잇점이 있다.
그리고 본 발명은 패턴에 의한 대량생산이 가능하는 등 제조를 쉽게 하기 때문에, 제조 비용 및 생산성의 측면에서 매우 효과적인 잇점이 있다.
또한, 본 발명은 방전공간이 캐비티에 한정되어 구성되기 때문에, 방전공간 양이 절대적으로 작으며, 필요한 면적에서만 발광을 수행하기 때문에 방전효율이 높은 등, 종래 방전전력에 비해서 약 1/2 내지 1/10을 감소시킬 수 있는 전력소비량 감소의 효과도 얻을 수 있다.
그리고 본 발명의 네온사인장치는 액자형태로 형상이 구현되기 때문에 이송 및 설치가 편리하여 물류에 도움을 줄 수 있는 부가적인 효과도 기대할 수 있다.

Claims (21)

  1. 어느 일면에 표시하고자 하는 광고패턴을 음각 성형하여 방전공간을 구비하고, 상기 방전공간 내에서의 방전을 위한 제 1 평판전극을 형성하고 있는 제 1 플레이트와;
    상기 제 1 평판전극과 방전을 유도하기 위한 제 2 평판전극을 형성하고, 상기 제 1 플레이트의 광고패턴 형성 면에 밀착되는 제 2 플레이트를 포함하여 구성되는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 플레이트 및(또는) 제 2 플레이트는, 투명한 재질인 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 평판전극 및(또는) 제 2 평판전극은, 투명한 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 방전공간의 내부에는 형광체가 도포된 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 방전공간과 대응되는 제 2 플레이트 면에 형광체를 도포한 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 평판전극은, 제 1 플레이트의 바깥면에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 평판전극은, 방전공간의 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 평판전극의 상부에 절연층을 더 포함하여 구성되는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 평판전극은, 상기 제 1 플레이트의 방전공간 면적에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 평판전극 및(또는) 제 2 평판전극은, ITO전극인 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 평판전극은, 상기 제 1 플레이트의 전면적에 대응하여 형성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 평판전극은, 상기 제 2 플레이트의 바깥면에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트의 하면에는 보호층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  14. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 평판전극은, 상기 제 2 플레이트의 내측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 2 평판전극의 하면에 절연층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 절연층의 하면에 보호층이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 플레이트는, 상기 제 1 플레이트와 동일한 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치.
  18. 어느 일면에 표시하고자 하는 광고패턴을 음각 성형하여 방전공간을 구비한 하부그래스와;
    상기 하부그래스의 광고패턴 형성면과 대응면에 방전을 유도하기 위해 형성되는 평판전극과;
    상기 방전공간 내부에 형성된 형광체를 포함하여 구성되는 평판전극을 이용한 네온사인장치의 하판구조.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 평판전극은, 광고패턴의 면적에 대응되는 부분에만 형성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치의 하판구조.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 평판전극은, 하부그래스의 전면적에 형성되는 것을 특징으로 하는 평판전극을 이용한 네온사인장치의 하판구조.
  21. 상면에 표시하고자 하는 광고패턴을 음각 성형하여 방전공간을 구비한 하부그래스와;
    상기 방전공간 내부에 방전을 유도하기 위해 형성되는 평판전극과;
    상기 평판전극의 상부에 형성된 절연층과;
    상기 절연층의 상부에 형성된 형광체를 포함하여 구성되는 평판전극을 이용한 네온사인장치의 하판구조.
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