KR20040051005A - 외부전극 형광램프 및 그 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 형광램프의 양단을 완전 대칭인 형태로 형성함으로써 램프 내부의 전계 치우침 현상을 미연에 방지하여 램프의 신뢰성을 향상시키도록 한 외부전극 형광램프 및 그 형성방법에 관한 것으로서, 양끝단이 서로 대칭적 및 라운딩 형태로 봉입되고 내벽에 형광체가 코팅되어 빛을 발광하는 복수개의 형광램프와, 상기 형광램프의 양단에 전기적으로 도통시키기 위해 형성되는 외부전극을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

Description

외부전극 형광램프 및 그 형성방법{external electrode fluorescent lamp and method for forming the same}

본 발명은 액정표시장치(LCD)의 백 라이트(back light)에 관한 것으로, 특히 램프(lamp)의 양끝단을 대칭적으로 형성함으로써 램프의 신뢰성을 향상시키는데 적당한 외부전극 형광램프 및 그 형성방법에 관한 것이다.

일반적으로 사용되고 있는 표시장치들 중의 하나인 CRT(Cathode Ray Tube)는 텔레비전(TV)을 비롯해서 계측기기, 정보 단말기기 등의 모니터에 주로 이용되고 있으나, CRT의 자체 무게와 크기로 인해 전자 제품의 소형화, 경량화의 요구에 적극적으로 대응할 수 없었다.

따라서 각종 전자제품의 소형, 경량화되는 추세에서 CRT는 무게나 크기 등에 있어서 일정한 한계를 가지고 있으며 이를 대체할 것으로 예상되는 것으로, 전계 광학적인 효과를 이용한 액정표시장치(LCD ; Liquid Crystal Display device), 가스방전을 이용한 플라즈마 표시소자(PDP ; Plasma Display Panel) 및 전계 발광 효과를 이용한 EL 표시소자(ELD ; Electro Luminescence Display) 등이 있으며, 그 중에서 액정표시장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

이러한, CRT를 대체하기 위해서 소형, 경량화 및 저소비전력 등의 장점을 갖는 액정표시장치는, 최근에 평판 표시장치로서의 역할을 충분히 수행할 수 있을 정도로 개발되어 랩탑형 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라 데스크탑형 컴퓨터의 모니터 및 대형정보 표시장치 등에 사용되고 있어 액정표시장치의 수요는 계속적으로 증가되고 있는 실정이다.

이와 같은 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광원의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 장치이기 때문에 LCD 패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백 라이트가 반드시 필요하며, 이러한 백 라이트는 램프 유닛이 설치되는 위치에 따라 에지방식과 직하방식으로 구분된다.

한편, 액정표시장치에 사용되는 형광램프는 전극의 위치에 따라 구분되는데, 전극이 형광램프 내부에 있는 냉음극 형광램프(CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp)와 열음극 형광램프(HCFL : Hot Cathode Fluorescent Lamp)가 있고, 전극이 외부에 있는 외부전극 형광램프(EEFL : External Electrode Fluorescent Lamp)가 있다. 보통의 일반 형광등은 열음극 형광램프이고 노트북이나 모니터에 사용되는 백 라이트는 열이 적고 수명이 긴 냉음극 형광램프를 사용하고 있다.

그러나 최근 LCD-TV나 광고판처럼 고휘도를 요구하는 경우, 많은 형광램프를 사용해야 하는데 외부전극 형광램프가 수명이나 제작 비용면에서 유리하여 대안으로 떠오르고 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 종래에 제안된 외부전극 형광램프를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 직하방식의 백 라이트를 나타낸 사시도이고, 도 2는 일반적인 형광램프와 커넥터에 연결된 전극 연결선을 나타낸 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 내면에 형광체가 코팅되어 빛을 발산하는 복수개의 형광램프(1)들과, 상기 형광램프(1)들을 고정시키고 지지하는 외곽 케이스(3)와, 상기 형광램프(1)와 액정 패널(도시되지 않음) 사이에 배치된 광 산란수단(5a,5b,5c)으로 구성된다.

여기서 상기 광 산란수단(5a,5b,5c)은 형광램프(1)의 형상이 액정 패널의 표시면에 나타나는 것을 방지하고 전체적으로 균일한 밝기 분포를 갖는 광원을 제공하기 위한 것으로, 광 산란 효과를 증진시키기 위해 액정 패널과의 사이에 다수의 확산 시트(diffusion sheet) 및 확산 플레이트(diffusion plate) 등이 배치되어 있다.

그리고 상기 외곽 케이스(3)의 내면에는 형광램프(1)에서 발생된 광이 액정 패널의 표시부로 집중 조사될 수 있도록 램프 반사판(7)이 배치되어 있으며, 이는 광의 이용 효율을 증대시키기 위해 구성한다.

한편, 형광램프(1)는 도 2에서와 같이, 냉음극관 램프로서, 관(Tube) 내부의 양단에 전기적으로 도통시키기 위한 전극(2,2a)이 배치되고, 상기 전극(2,2a)에 전원을 인가하면 발광하고, 상기 형광램프(1)의 양단은 도 1과 같이, 외곽 케이스(3)의 양쪽면에 형성된 홈에 끼워져 있다.

상기 형광램프(1)의 양쪽 전극(2,2a)에는 램프 구동을 위한 외부 전원을 인가되는 전극 연결선(9,9a)이 구성되어 있고, 상기 전극 연결선(9,9a)은 별도의 커넥터(11)에 연결되어 구동회로와 접속된다. 따라서 각 형광램프(1)마다 별도의 커넥터(11)가 필요하다.

즉, 형광램프(1)의 일측 전극(2)에 연결된 전극 연결선(9)과 타측 전극(2a)에 연결된 전극 연결선(9a)이 하나의 커넥터(11)에 연결되며, 상기 전극 연결선(9,9a) 중 어느 하나는 외곽 케이스(3)의 하부로 구부러져서 커넥터(11)와 연결된다.

도 3은 종래의 외부전극 형광램프의 외부전극 부위 형상을 나타낸 도면이며,도 4는 종래의 외부전극 형광램프에 비드 삽입한 후의 봉입부 형상을 나타낸 도면이다.

도 3에 도시한 바와 같이, 내벽에 형광체가 코팅되어 빛을 발광하는 복수개의 형광램프(21)와, 상기 형광램프(21)의 양단에 전기적으로 도통시키기 위해 도전체로 형성되는 외부전극(22)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 형광램프(21)의 양단에 형성된 외부전극(22)을 전선단자(도시되지 않음)에 삽입하여 전기적 연결을 한다. 이를 통해, 전선에 걸리는 전압은 형광램프(21)의 양단에 형성된 외부전극(22)을 거쳐 형광램프(21) 내의 전기장을 형성시킴으로써 형광램프(21)를 발광시킨다.

여기서, 상기 형광램프(21) 양단의 봉입 형상이 서로 다른 비대칭적 구조이며, 상기 형광램프(21)의 일측 단에 비드(bead)(23)를 삽입한 부분의 봉입 형상은 물리적, 전기적으로 매우 취약한 구조를 보이고 있다.

즉, 일반적으로 형광램프(21)는 양측단에 홀을 갖는 투명관의 일측단에 열을 가하여 봉입하고, 상기 봉입이 되지 않는 홀을 통해 투명관의 내부에 불활성 기체(예를 들면, Ar 또는 Ne) 주입, 수은 투입, 형광체 도포 작업 등을 실시한다.

이어, 상기와 작업이 완료되면 홀이 형성된 일측의 투명관내에 비드(23)를 삽입한 후 열을 가하여 봉입하고 있다.

상기와 같은 외부전극 형광램프의 봉입 형상이 서로 다른 비대칭적 구조의 문제점을 설명하면 다음과 같다.

외부전극 형광램프의 가장 큰 특징은 도 3에서와 같이, 외부전극(22)을 형광램프(21)의 양측 끝단의 외부에 형성한다는 점인데, 겉보기에 외부전극(22)의 길이를 똑같이 형성하였다 하더라도 실제 램프 구동에 영향을 주는 부위의 길이는 서로 달라지게 된다.

즉, 도 3의 X1과 X2가 서로 다르게 된다. 이는 형광램프(21) 양단의 캐패시턴스(capacitance) 크기가 다름을 뜻하며 궁극적으로 램프 양단 관전압 및 인버터의 정상 구동에 악 영향을 끼칠 수 있다.

또한, 기존의 실린더 혹은 봉 타입의 비드(23)를 사용하여 램프 끝단을 봉입할 경우 도 4에서와 같이, 물리적, 전기적으로 매우 취약한 구조가 될 수 있다.

즉, 램프 끝 단 봉입시 마지막으로 비드(23)를 삽입한 후 열을 가하여 형광램프(21)와 비드(23)를 녹여 서로 빈 공간을 채우면서 램프가 봉입되는데, 이때 열처리 시간을 무한히 길게 할 수 없으므로 비드(23)와 형광램프(21)의 유리가 서로 녹아 만나는 경계 부위(A)에는 기계적 및 열적 스트레스가 남게 된다.

이러한 부위는 전기적, 물리적 충격에 매우 취약하므로 램프의 신뢰성에 악영향을 끼칠 수 있다.

그리고 도 4의 첨점 부위(B) 또는 크랙 발생의 원인이 될 수 있으므로 램프 신뢰성에 악영향을 줄 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로 형광램프의 양단을 완전 대칭인 형태로 형성함으로써 램프 내부의 전계 치우침 현상을 미연에 방지하여 램프의 신뢰성을 향상시키도록 한 외부전극 형광램프 및 그 형성방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 직하방식의 백 라이트를 나타낸 사시도

도 2는 일반적인 형광램프와 커넥터에 연결된 전극 연결선을 나타낸 도면

도 3은 종래의 외부전극 형광램프의 외부전극 부위 형상을 나타낸 도면

도 4는 종래의 외부전극 형광램프에 비드 삽입한 후의 봉입부 형상을 나타낸 도면

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 외부전극 형광램프의 형상을 나타낸 도면

도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 외부전극 형광램프의 형상을 나타낸 도면

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

31 : 형광램프 32 : 외부전극

33 : 비드

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 외부전극 형광램프는 양끝단이 서로 대칭적 및 라운딩 형태로 봉입되고 내벽에 형광체가 코팅되어 빛을 발광하는 복수개의 형광램프와, 상기 형광램프의 양단에 전기적으로 도통시키기 위해 형성되는 외부전극을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

여기서, 상기 형광램프의 양끝단에 삽입되는 비드를 더 포함하여 구성되어 있다.

또한, 상 비드는 실린더형, 봉형, 구슬형 중에서 어느 하나로 이루어져 있다.

또한, 본 발명에 의한 외부전극 형광램프의 형성방법은 양측단에 개구홀을 갖는 투명관을 준비하는 단계, 상기 투명관 일측의 개구홀내에 비드를 삽입하고 열을 가하여 봉입하는 단계, 상기 투명관 타측의 개구홀을 통해 상기 투명관내에 방전가스 및 형광 물질을 도포하는 단계, 상기 투명관 타측의 개구홀내에 비드를 삽입하고 열을 가하여 봉입하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 비드는 실린더형, 봉형, 구슬형 중에서 어느 하나를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 외부전극 형광램프의 형성방법은 양측단에 개구홀을 갖는 투명관을 준비하는 단계, 상기 투명관 일측의 개구홀에 열을 가하여 봉입하는 단계, 상기 투명관 타측의 개구홀을 통해 상기 투명관내에 방전가스 및 형광 물질을 도포하는 단계, 상기 투명관 타측의 개구홀내에 비드를 삽입하고 열을 가하여 봉입하는 단계, 상기 비드가 삽입된 봉입된 투명관 타측을 연마하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 한다.

여기서, 상기 비드는 실린더형, 봉형, 구슬형 중에서 어느 하나를 사용할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 외부전극 형광램프 및 그 형성방법을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 외부전극 형광램프의 형상을 나타낸 도면이다.

도 5에 도시한 바와 같이, 양끝단이 서로 대칭적 및 라운딩 형태로 봉입되고 내벽에 형광체가 코팅되어 빛을 발광하는 복수개의 형광램프(31)와, 상기 형광램프(31)의 양단에 전기적으로 도통시키기 위해 도전체로 형성되는 외부전극(32)으로 구성되어 있다.

상기와 같이 형광램프(31)의 양단에 형성된 외부전극(32)을 전선단자(도시되지 않음)에 삽입하여 전기적 연결을 한다. 이를 통해, 전선에 걸리는 전압은 형광램프(31)의 양단에 형성된 외부전극(32)을 거쳐 형광램프(31) 내의 전기장을 형성시킴으로써 형광램프(31)를 발광시킨다.

여기서, 상기 형광램프(31) 양단의 봉입 형상이 서로 동일한 대칭적 구조 및 라운딩 형태를 갖고 있다.

따라서 본 발명은 형광램프(31)의 양끝단이 서로 동일한 대칭을 갖음으로써동일한 길이의 외부전극(32)을 형성하면, 램프 내부의 전계 치우침 현상을 방지하여 램프의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 형광램프(31)의 양끝단을 종래와 같이 첨점 부위가 없이 라운딩 형태로 형성함으로써 비드(33)와 형광램프(31)의 유리가 서로 녹아 만나는 경계부위에서 기계적 및 열적 스트레스를 방지하여 전기적, 물리적 충격에 강한 램프를 제공할 수 있다.

뿐만 아니라, 종래와 같이 첨점 부위에서 발생하는 크랙 발생을 방지함으로써 램프의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 형광램프(31) 양단의 봉입 형상이 서로 동일한 대칭적 구조를 갖기 위한 외부전극 형광램프의 형성방법은 형광램프(31) 일측과 타측의 양끝단에 비드(bead)(33)를 삽입한 후 봉입 공정을 실시한다.

즉, 양끝단에 홀을 갖는 투명관의 일측단에 비드(33)를 삽입한 후 열을 가하여 봉입하고, 상기 봉입이 되지 않는 홀을 통해 투명관의 내부에 불활성 기체(예를 들면, Ar 또는 Ne) 주입, 수은 투입, 형광체 도포 작업 등을 실시한다.

이어, 상기와 작업이 완료되면 홀이 형성된 타측의 투명관내에 비드(33)를 삽입한 후 열을 가하여 봉입함으로써 형광램프(31) 양끝단의 형상을 동일 구조 및 라운딩 형태로 형성할 수 있다.

여기서, 상기 비드(33)는 실린더형, 봉형, 구슬형 등을 사용할 수 있다.

그리고 상기 형광램프(31)의 양끝단에 도전물질을 코팅하여 외부전극(32)을 형성한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로 종래와 같이 일측에만 비드(33)를 삽입한 후, 열을 가하여 봉입하고, 상기 비드(33)가 삽입하여 봉입된 부분을 연마 공정을 통해 소정부분을 연마함으로써 양끝단이 서로 대칭구조 및 라운딩 형태를 갖도록 할 수도 있다.

즉, 도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 의한 외부전극 형광램프의 형상을 나타낸 도면이다.

도 6에서와 같이, 형광램프(31) 양단의 봉입 형상이 서로 동일한 대칭적 구조를 갖기 위한 외부전극 형광램프의 형성방법은 양끝단에 홀을 갖는 투명관의 일측단에 열을 가하여 봉입하고, 상기 봉입이 되지 않는 홀을 통해 투명관의 내부에 불활성 기체(예를 들면, Ar 또는 Ne) 주입, 수은 투입, 형광체 도포 작업 등을 실시한다.

이어, 상기와 작업이 완료되면 홀이 형성된 타측의 투명관내에 비드(도시되지 않음)를 삽입한 후 열을 가하여 봉입하고, 상기 비드가 삽입되어 봉입된 부분을 연마 공정을 통해 소정두께만큼 연마함으로써 양끝단이 서로 대칭적 및 라운딩 형태를 갖는 형광램프(31)를 형성할 수 있다.

여기서, 상기 비드(33)는 실린더형, 봉형, 구슬형 등을 사용할 수 있다.

그리고 상기 형광램프(31)의 양측 끝단에 도전 물질을 코팅하여 외부전극(32)을 형성한다.

본 발명은 비드(33)를 형광램프(31)의 양끝단에 동일하게 사용하면 종래에서 보이는 형광램프와 비드 경계면과 같은 취약 부위를 제거할 수 있고, 열처리 개선을 통하여 비드(33) 부위의 첨점 발생을 억제함으로써 물리적, 전기적으로 취약한 부위를 예방할 수 있어 램프의 신뢰성 향상시킬 수 있다.

따라서 본 발명의 외부전극 형광램프는 형광램프(31) 양단의 모양을 동일하게 하면 실제 램프 구동에 영향을 주는 부위인 X1과 X2의 길이가 동일해 지므로 캐패시턴스의 불균형 문제를 해결할 수 있다.

한편, 이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 외부전극 형광램프 및 그 형성방법은 다음과 같은 효과가 있다.

즉, 램프 양단 봉입부의 형상을 완전 대칭 구조로 형성함으로써 양단의 캐패시턴스 불균형을 방지할 수 있다.

또한, 램프의 양끝단을 라운딩 형태로 형성하여 첨점 부위를 제거함으로써 기존의 램프에서 발생하는 핑크(pink) 방전 등의 현상을 미연에 방지함으로써 램프의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (7)

1. 양끝단이 서로 대칭적 및 라운딩 형태로 봉입되고 내벽에 형광체가 코팅되어 빛을 발광하는 복수개의 형광램프와,

   상기 형광램프의 양단에 전기적으로 도통시키기 위해 형성되는 외부전극을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 외부전극 형광램프.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 형광램프의 양끝단에 삽입되는 비드를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 외부전극 형광램프.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 비드는 실린더형, 봉형, 구슬형 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프.
4. 양측단에 개구홀을 갖는 투명관을 준비하는 단계;

   상기 투명관 일측의 개구홀내에 비드를 삽입하고 열을 가하여 봉입하는 단계;

   상기 투명관 타측의 개구홀을 통해 상기 투명관내에 방전가스 및 형광 물질을 도포하는 단계;

   상기 투명관 타측의 개구홀내에 비드를 삽입하고 열을 가하여 봉입하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 하는 외부전극 형광램프의 형성방법.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 비드는 실린더형, 봉형, 구슬형 중에서 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프의 형성방법.
6. 양측단에 개구홀을 갖는 투명관을 준비하는 단계;

   상기 투명관 일측의 개구홀에 열을 가하여 봉입하는 단계;

   상기 투명관 타측의 개구홀을 통해 상기 투명관내에 방전가스 및 형광 물질을 도포하는 단계;

   상기 투명관 타측의 개구홀내에 비드를 삽입하고 열을 가하여 봉입하는 단계;

   상기 비드가 삽입된 봉입된 투명관 타측을 연마하는 단계를 포함하여 형성함을 특징으로 하는 외부전극 형광램프의 형성방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 비드는 실린더형, 봉형, 구슬형 중에서 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 외부전극 형광램프의 형성방법.