KR200351390Y1 - 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치에 관한 것으로, 특히, 상대적으로 저온에서 봉착하고 배기하는 것으로서, 내측에 배기구(12a)를 가지는 평판형 형광램프(10)가 놓이며, 상측면에 외부히터(21)가 부착되고, 하측면에는 연결구(22)가 형성되는 상측챔버(20)와; 상기 상측챔버(20)의 연결구(22)에 연결되며, 진공펌프(31, 32)와 가스주입부(33)가 설치되는 배기덕트(30)와; 상기 배기덕트(30)의 연결구(22) 하측에 구성되며, 그 위에 상기 배기구(12a)를 덮는 기판(14)이 놓이는 상하이송장치(40)와; 상기 상하이송장치(40)의 상측에 설치되는 내부히터(50)와; 상기 내부히터(50)의 일측에 설치되는 온도센서(51)를 포함하여 구성함으로써, 형광체의 열화가 기존의 방식에 비해 감소하여 휘도가 우수하고, 진공도가 우수하며, 공정이 간단하고, 두께가 보다 얇은 평판형 형광램프의 제작이 가능한 것이다.

Description

평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치 {Apparatus for sealing and exhausting flat fluorescent lamp}

본 고안은 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치에 관한 것으로, 특히, 상대적으로 저온에서 봉착하고 배기하는 것으로, 형광체의 열화가 기존의 방식에 비해 감소하여 휘도가 우수하고, 진공도가 우수하며, 공정이 간단하고, 두께가 보다 얇은 평판형 형광램프의 제작이 가능한 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치에 관한 것이다.

평면 형광 램프는 평판 디스플레이 패널의 배경 조명을 위한 것으로, 통상의평면 형광 램프는, 도 1 및 도 2에서 도시하는 바와 같이, 하측면에 형광층(2)이 구비되는 평면 형상의 전면유리(1)와, 상측면에 형광층(4), 유전체층(5), 및 전극부(6)가 차례로 구비된 후면유리(3)와, 상기 전면유리(1) 및 후면유리(3)의 테두리와 기밀 유지를 위해 유리 땜납으로 고정되는 지지대(7)와, 상기 전면유리(1) 및 후면유리(3)를 지지하기 구비되는 다수의 스페이서(미도시)로 구성된다.

현재까지 평판형 형광램프의 제작시 상기 전면유리(1)와 후면유리(3) 및 지지대(7)를 부착하고, 이 전면유리(1)와 후면유리(3) 및 지지대(7)로 이루어지는 램프의 내부 공간을 진공 배기하고 다시 접합하는 진공 실장 기술이 기본적으로 이용되고 있다.

이와 같은 진공 실장 기술의 일례는 피디피(PDP: plasma display panel)에 이용되는 기술을 이용하는 것인데, 이는 도 3에서 도시하는 바와 같이, 후면유리(3)의 구멍(3a)에 배기를 위한 배기용 관(8)을 심고 이 배기용 관(8)을 진공장비에 물려 배기를 한 후, 이를 통하여 가스를 주입하고, 상기 배기용 관(8)을 절단하여 실링을 하게 된다.

그러나 이와 같은 방법은, 램프의 특성상 두께가 얇아야 하는데 배기용 관(8)을 절단하고 남는 부분이 있기 때문에 적용하기 어렵다. 또한 이 방법을 사용할 경우에는 상기 배기용 관(8)을 일단 고체 또는 액체 상태에서 녹이면서 실링을 해야 하므로 이때 배출되는 가스로 인해 진공도에 문제가 될 수 있다.

진공 실장 기술의 다른 예는, 일본의 H사의 기술을 들 수 있으며, 이는 도 4에서 도시하는 바와 같이, 전면유리(1)와 후면유리(3)를 지지하는 지지대(7)의 옆부분에 구멍(7a)과 배기부(9)를 형성하고, 이 배기부(9)를 이용하여 배기한 후, 가스를 주입하고 실링을 하는 방법을 사용하고 있는데, 이 방법 또한, 제작시 공정이 복잡하고 가스 손실이 많다는 단점이 있다.

한편, 오스람(Osram)사에서는 구멍을 사용하지 않고 전면유리(1)와 후면유리(3)의 지지대(7) 사이에서 배기를 한 후 가스를 집어넣고 실링하는 방법으로, 구멍이 없으므로 깨끗하게 실링이 되는 장점이 있다.

그러나 이 방법은 공정이 복잡하고 가스 손실이 많고, 전면유리와 후면유리를 정확히 맞추어야 하므로 고가의 장비가 요구된다. 또한 전면유리와 후면유리의 봉착을 위해 사용되는 재료의 온도가 400℃ 이상이 요구되기 때문에 형광체의 열화가 발생하는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 형광체의 열화가 기존의 방식에 비해 감소하여 휘도가 우수하고, 진공도가 우수하며, 공정이 간단하고, 두께가 보다 얇은 평판형 형광램프의 제작이 가능한 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치를 제공하고자 한다.

이러한 본 고안은, 내측에 평판형 형광램프가 놓이며, 상측면에 외부히터가 부착되고, 하측면에는 연결구가 형성되는 상측챔버와; 상기 상측챔버의 연결구에 연결되며, 진공펌프와 가스주입부가 설치되는 배기덕트와; 상기 배기덕트의 연결구하측에 구성되는 상하이송장치와; 상기 상하이송장치의 상측에 설치되는 내부히터와; 상기 내부히터의 일측에 설치되는 온도센서를 포함하여 구성함으로써 달성된다.

도 1은 종래의 평판형 형광램프의 일례를 나타내는 단면도,

도 2는 종래의 평판형 형광램프의 일례를 나타내는 분해사시도,

도 3은 종래의 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 방법의 일 실시예를

나타내는 개략도,

도 4는 종래의 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 방법의 다른 실시예를

나타내는 개략도,

도 5 및 도 6은 본 고안의 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치의

일 실시예를 나타내는 개략도,

도 7은 본 고안의 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치에 의하여 제작되는

평판형 형광램프의 일례를 나타내는 측면도,

도 8은 본 고안의 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치를 이용하는 단계를

나타내는 단계도,

도 9 및 도 10은 각각 본 고안의 평판형 형광램프의 기판의 실시예를

나타내는 개략도,

도 11은 본 고안에 의해 제조되는 평판형 형광램프를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 형광램프 12a : 배기구

14 : 기판 20 : 상측챔버

22 : 연결구 30 : 배기덕트

40 : 상하이송장치 50 : 내부히터

60 : 하측챔버

본 고안의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 및 도 6은 본 고안의 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치의 일 실시예를 나타내는 개략도이고, 도 7은 본 고안의 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치에 의하여 제작되는 평판형 형광램프의 일례를 나타내는 측면도로서, 본 고안은, 내측에 배기구(12a)를 가지는 평판형 형광램프(10)가 놓이며, 상측면에 외부히터(21)가 부착되고, 하측면에는 연결구(22)가 형성되는 상측챔버(20)와; 상기 상측챔버(20)의 연결구(22)에 연결되며, 진공펌프(31, 32)와 가스주입부(33)가 설치되는 배기덕트(30)와; 상기 배기덕트(30)의 연결구(22) 하측에 구성되며, 그 위에 상기 배기구(12a)를 덮는 기판(14)이 놓이는 상하이송장치(40)와; 상기 상하이송장치(40)의 상측에 설치되는 내부히터(50)와; 상기 내부히터(50)의 일측에 설치되는 온도센서(51)를 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

도 5에서 도시하는 바와 같이, 상기 상측챔버(20)의 하측에는 상기 배기덕트(30)를 감싸는 구조로 형성되는 하측챔버(60)가 추가 구성되어, 그 실링 및 전체 구조를 안정시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 진공펌프(31, 32)는, 저진공을 위한 로터리 펌프(31)와; 고진공을 위한 터보 펌프 또는 크라이오 펌프(32)를 사용되는 것이 바람직하나, 경우에 따라서는 다른 어떤 종류의 진공펌프도 사용이 가능하다.

도 8은 본 고안의 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치를 이용하는 방법을 나타내는 단계도로서, 도 5와 함께, 본 고안의 장치를 이용하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

이는 후면유리(12)에 하나 또는 그 이상의 배기구(12a)가 형성되거나 또는 공정 중에 형성되는 평판형 형광램프(10)를 상기 봉착 및 배기장치에 위치시킨 후, 봉착 및 배기시키는 방법에 관한 것으로, 먼저, 상기 상측챔버(20)에 상기 형광램프(10)의 배기구(12a)가 상기 연결구(22) 측에 놓이도록 배치된 상태에서, 실리콘 계열의 접합재(15)를 이용하여, 상기 배기구(12a)의 주변 또는 상기 배기구(12a)를 덮게되는 기판(14)에 스크린 또는 토출방식으로 인쇄하는 제 1단계(S10)가 행하여진다.

이때, 상기 기판(14)을 외부열원에서 50 ~ 150℃에서 불순물을 제거한 후 상기 상하이송장치(40) 위의 내부히터(50) 위에 위치시키거나, 또는 상기 기판(14)을 상하이송장치(40) 위의 내부히터(50) 위에 위치시킨 후 내부히터(50)를 이용하여 50 ~ 150℃에서 불순물을 제거하는 제 2단계(S20)가 행하여진다.

이후, 상기 외부히터(21)에서 열을 가하여 250 ~ 300℃에서 진공배기를 행하여 패널 내부의 불순물을 제거하는 제 3단계(S30)가 행하여진다. 이때, 저진공과 고진공을 위한 진공펌프(31, 32)가 함께 작동이 된다.

그런 후, 상기 가스주입부(33)를 이용하여 상기 형광램프(10)에 불활성 가스를 충전하는 제 4단계(S40)를 수행하게 된다.

그리고 나면, 상기 상하이송장치(40)를 이용하여 상기 기판(14)을 상승시켜, 상기 기판(14)을 배기구(12a)측으로 압력을 가한 후에, 상기 내부히터(50)를 작동하여 150 ~ 250℃의 온도에서 소성 및 경화시키는 제 5단계(S50)를 수행하는 것이다.

상기 배기구(12a)는 상기 후면유리(12)에 1 내지 4개를 제작하며, 그 크기는 직경이 1mm ~ 5mm로 이루어지는 것이 바람직하고, 상기 배기구(12a)를 덮는 기판(14)은 유리 또는 소다라임 글라스로 이루어지며, 그 직경은 10mm ~ 30mm로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기판(14)은 도 9 및 도 10에서 도시하는 바와 같이, 원형이나 정사각형 등의 다양한 형태가 가능하다.

이하, 상기 도 5 내지 도 10을 참고하여 본 고안의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 전면유리(11)와 지지대(13), 후면유리(12)와 지지대(13)를 실리콘 수지를 이용해서 저온 봉착하는 기술과, 이와 동일 재료를 사용하여 배기구(12a)를 통하여 진공 고온 배기하고 가스를 주입한 후, 이 배기구(12a)를 기판(14)을 사용하여 접합하는 장치에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 고안에 의한 평판형 형광램프(10)는전면유리(11)에 형광체층(16)을 배치하여 구성하고, 후면유리(12)에는 백색반사판(17)을 도포시키고, 그 위에 침상전극(19)을 평면 배치하고, 전극간의 절연을 위해 유전체층(18)을 그 위에 도포한 후, 상기 유전체층(18) 위에 후면 형광체층(16)을 배치하여 구성한다.

상기 전면유리(11)와 후면유리(12)를 지지대(13)를 사이에 두고 접합하는데, 이 때 지지대(13)에 배기구(12a)를 설치하여, 상기 지지대(12a)와 전면유리(11) 및 후면유리(12)로 둘러싸인 방전공간에 불활성 가스를 충전한 후 가열하여 봉입한다.

이로써, 전극(19)을 평면에 배치하면서도 형광체층(16)은 전면유리(11)와 후면유리(12)의 양면에 배치하여 수명이 길면서 휘도 균일성도 향상되고, 침상전극(19)을 사용함으로서 점등전압과 소비전력이 저감된 평판형 형광램프를 제공할 수 있다.

봉착방법으로는 액상 또는 고체상태인 실리콘 재료(Si-O-C)를 토출기 또는 그와 동일한 역할을 하는 장비를 이용하여 지지대(13)의 하단부와 상단부에 각각 일정한 간격으로 토출하여 인쇄를 한 다음, 약 50℃에서 150℃에서 열을 가하여 재료 내부에 잔존해있는 불순물을 제거한다.

이때 공정순서 변경, 즉, 지지대(13)에 실리콘 수지를 바로 접합시키지 않고 전면유리(11) 후면유리(12)에 실리콘 재료를 토출기를 이용하여 접합시키는 것도 가능하다.

이와 같이, 미리 준비된 지지대(13), 전면유리(11) 및 후면유리(12)의 위치를 정확히 맞추고 일정한 접합 강도를 이용해 압력을 가해주어, 150℃∼250℃, 적합하게는 200℃∼220℃로 경화시켜준다. 이때 중요한 것은 경화조건시 불순물이 완전히 제거가 될 수 있는 경화의 온도이다.

이와 같은 봉착방법은 기존의 방식에 비해 낮은 온도에서, 즉 기존의 방식에 비해 약 200℃ 이상 낮으며, 높은 온도로 유리를 가열하여 봉착하는 방식에 비해 시간이 적게 소요되며, 장비의 제작도 낮은 온도의 제어만이 필요하므로 간단한 제작이 될 수 있다.

또한, 저온의 봉착에 의해 형광체가 가지는 고온에서의 열화가 거의 없었다. 현재 피디피 또는 삼파장 형광체의 청색 형광체는 형광체를 소성하는 과정뿐만 아니라 봉착의 높은 온도에 의해서도 열화가 되는 것으로 알려져 있다.

이를 위해 분위기를 일반 분위기가 아닌 네온 또는 아르곤 분위기에서 소성을 하거나 코팅방법에 의해 열에 의한 손상을 방지하는 방법을 채택하고 있으나 이 방법들에게도 휘도의 감소 등의 열화가 완전히 제거되지는 않는다.

상기의 저온의 봉착방법에 의해 제작된 평판형 형광램프는 청색형광체가 열화되지 않는 범위인 250℃ 이하에서 봉착이 가능하기 때문에 이와 같은 봉착에 의한 열화가 거의 나타나지 않는다. 또는 청색에 한정되지 않고 녹색과 적색의 형광체 열화도 동일한 설명으로 열화가 방지됨을 알 수 있다.

동일한 효과로 설명될 수 있는데 이와 같은 청색 형광체의 열화를 줄임으로서 평판형 형광램프에서 녹색과 적색, 청색을 혼합하여 백색을 재현하는데 있어 광량이 적은 청색을 줄이고 녹색과 적색의 첨가를 더 많이 할 수 있기 때문에 휘도가 증가하는 효과를 얻을 수 있다.

이후, 상기 제작된 평판형 형광램프(10)를 본 고안의 봉착 및 배기 장치에 장입하여, 진공배기를 행하고, 가스를 주입한 후에, 봉착하게 된다.

진공배기 이후, 봉착시에는 상기의 봉착용 재료와 동일한 실리콘 수지(Si-O-C) 재료를 이용하여 봉착을 행하는 것을 특징으로 한다. 상기에 설명된 방법에 의해 제작된 전면유리(11)와 후면유리(12), 및 지지대(13)가 실리콘 수지를 매개로 접합되어 있는 평판형 형광램프(10)에 미리 배기구(12a)를 형성하거나, 상기 장치 내에서 배기구(12a)를 형성한 상태에서 이 배기구(12a)에 관 형태가 아닌 실리콘 수지를 바른 기판(14)을 열을 가하여 막는 것이다.

상기 상하이송장치(40) 위에 올려지는 내부히터(50) 위에 0.5mm∼2mm, 적절하게는 1mm∼1.5mm, 직경 10mm∼30mm, 적절하게는 15mm의 얇은 두께의 기판(14)을 실리콘 수지(15)를 이용해 도포하고 올려놓는다.

이때 기판(14) 위에 실리콘 수지(15)를 올려놓을 때 미리 불순물을 충분히 제거하는 공정이 필요하게 된다. 이때 충분히 불순물을 제거하지 않으면 평판 등을 동작시킬 때 구동시의 열에 의해 실리콘 수지(15)에서 불순물이 배출되어 휘도와 수명이 감소하게 된다. 이렇게 불순물을 제거한 실리콘 수지(15)를 기판(14)에 도포하고 상기 내부히터(50) 위에 올려놓은 다음 고온 배기를 행한다.

배기시 10^-6∼10^-7Torr의 진공도를 유지한 후 온도를 하강하면서 내부히터(50)의 온도를 올려 점도가 높았던 기판(14) 위의 실리콘 수지(15)를 낮은 점도로 제어한 다음 가스를 일정 압력 주입한 후 기판(14)을 올려 배기구(12a)를막는다.

이러한 방법에 의해 제작된 패널은 기존의 관에 의하여 제작된 패널에 비해 관을 절단할 때 생기는 잔여물이 없으므로 패널을 얇게 제작될 수 있고, 길이가 긴 관을 이용할 경우 컨덕턴스가 높아 진공 시간이 많이 소요되고 진공도가 낮아지는 단점을 해결할 수 있다.

또한 패널의 전체 두께를 낮추는 장점을 가지고 있는 인라인식 배기방법은 본 고안에 비해 구멍을 막기 위한 유리기판이 없기 때문에 더욱 박형으로 제작될 수 있으나, 가스의 손실이 많고 패널 전체를 진공으로 유지시키면서 공정이 진행이 되어야 하므로 장비가 대형화가 되며 진공을 잡기 위한 시간이 많이 소요되는 단점이 있는데, 본 고안은 이러한 단점을 보완하면서 박형화를 실현할 수 있다는 장점을 가지고 있다.

따라서 이와 같이 제작된 평판형 형광램프(10)는 얇은 두께를 요구하는 조명용이나 LCD의 백라이트에도 적용 가능한 두께를 실현하는 것이 가능하다.

상기 실시예는 본 고안의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 고안의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

이상과 같은 본 고안은 실리콘 수지(Si-O-C)를 이용함으로써 봉착을 약 250℃에서 소성 및 경화를 행할 수 있으며, 이는 기존의 방식에 비해 봉착 온도가 약200℃ 이상 낮으며, 높은 온도로 유리를 가열하여 봉착하는 방식에 비해 시간이 적게 소요되며, 장비의 제작도 낮은 온도의 제어만이 필요하므로 간단한 제작이 될 수 있고, 또한 저온의 봉착에 의해 형광체가 가지는 고온에서의 열화가 거의 없다.

또한 배기를 동일한 재료인 실리콘 수지를 이용함으로서 기존의 관에 의해 제작된 패널에 비해 관을 절단할 때 생기는 잔여물이 없으므로 패널을 얇게 제작될 수 있고 길이가 긴 관을 이용할 경우 컨덕턴스가 높아 진공 시간이 많이 소요되고 진공도가 낮아지는 단점을 해결할 수 있고, 본 고안은 이러한 단점을 보완하면서 박형화를 실현할 수 있는 효과가 있는 고안인 것이다..

Claims (5)

1. 내측에 배기구를 가지는 평판형 형광램프가 놓이며, 상측면에 외부히터가 부착되고, 하측면에는 연결구가 형성되는 상측챔버와;

   상기 상측챔버의 연결구에 연결되며, 진공펌프와 가스주입부가 설치되는 배기덕트와;

   상기 배기덕트의 연결구 하측에 구성되며, 그 위에 상기 배기구를 덮는 기판이 놓이는 상하이송장치와;

   상기 상하이송장치의 상측에 설치되는 내부히터와;

   상기 내부히터의 일측에 설치되는 온도센서를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 상측챔버의 하측에는 상기 배기덕트를 감싸는 구조로 형성되는 하측챔버가 추가 구성되는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 진공펌프는,

   저진공을 위한 로터리 펌프와;

   고진공을 위한 터보 펌프 또는 크라이오 펌프를 사용하는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 배기구는 상기 후면유리에 1 내지 4개를 제작하며, 그 크기는 직경이 1mm ~ 5mm로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 기판은 유리 또는 소다라임 글라스로 이루어지며, 그 직경은 10mm ~ 30mm로 이루어지는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프의 봉착 및 배기 장치.