KR20050050294A - 외부전극램프의 전극형성방법과 홀더 구성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 TFT-LCD 패널이나 광고용 액자, 일반 조명기구 등에 사용되는 외부전극램프인 EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)의 제작방법과 이를 사용한 백라이트와 가정용 및 산업용 조명기구 홀더의 구조, 형성 방법 등에 관한 것이다. 기존 TFT-LCD 패널이나 광고용 액자 등에 장착되는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)의 단점을 보완하여 전극을 외부로 노출시켜 만든 램프가 EEFL이다. LCD 패널, 광고용 액자 등 패널의 면적이 점차 대면적화 됨에 따라 기존의 CCFL로는 부적절한 부분이 생기게 되고 백라이트의 가격, 램프의 수명, 효율 개선 등 보다 나은 제품을 만들기 위해 EEFL의 필요성이 대두되었다.

본 발명은 외부전극램프의 병렬 연결과 외부전극에 의한 비발광영역을 최소화하고 박형의 백라이트를 구현하기 위한 것이다.

본인은 EEFL을 안정적으로 구동할 수 있는 백라이트 인버터를 이미 개발하여 특허 출원한 바 있으며 여기에서는 EEFL이 채용된 패널에서 발생할 수 있는 문제점을 개선하고 기존 EEFL이 갖고 있는 문제점을 개선하여 패널의 비효율 면적을 줄이고 박형의 램프와 백라이트 패널 모듈을 제작할 수 있다.

Description

외부전극램프의 전극형성방법과 홀더 구성방법{EEFL AND HOLDER}

외부 전극 램프는 양단이 밀봉된 관 형상의 유리 램프 용기의 내부에 희유가스의 혼합 가스와 같은 이온화와 상용화가 가능한 충전제를 봉입하고 유리 램프 용기의 내주면에 형광층체를 도포한 후 유리 램프 용기의 양 끝단에 전극을 형성하여 제작된다. 기존 외부전극램프 (EEFL:External Electrode Fluorescent Lamp)의 전극 구조를 보면 일자형 혹은 다양한 형태를 가진 램프의 끝단에 도전성을 갖는 전극을 형성하여 제작하는 경우가 대부분이며 전극을 ㄱ자나 ㄷ자 등으로 구부려 외부전극과 램프의 접촉 면적을 넓히는 등 다양한 형태와 구조로 제작을 시도하고 있다. 외부전극과 내부에 방전 매체를 봉입한 관 형상의 유리 램프 용기와의 접촉면적과 도전성이 좋을수록 램프의 수명과 효율을 향상시킬 수 있다. 이를 위해 외부전극의 길이를 길게 하는데 이렇게 제작 할 수록 패널의 크기가 커지게 되고 이에 따라 불필요한 면적이 넓어지게 된다. 위에서 언급한 관 형상의 유리 램프 용기 끝단을 ㄱ자 모양이나 ㄷ자 모양 등으로 처리했을 경우 해당하는 모양대로 전극을 형성하기가 쉽지 않은 단점이 있다. 또한, 보통 램프의 단가 등을 고려하여 지면과 수평하게 외부전극램프를 배치하게 되는데 이는 패널 등의 크기가 커지면 커질수록 적용이 곤란해진다. 램프의 외경과 내경이 커지게 되어 박형의 패널의 제작이 곤란해지며 충격에 약해지고 중간에 지지대를 따로 설치해야 하는 등 제작에 어려움을 겪게 된다. TV 등 박형을 중요시하는 부분에서는 개선되어야 할 부분으로 여기에서는 이를 개선하기 위해 지면과 수직하게도 외부전극램프를 장착할 수 있도록 하였으며 전극 끝단의 파손을 방지와 전극부의 접촉을 향상시키기 위한 방법에 관하여 설명하였다.

여기에서는 위에서 언급한 기존의 외부전극램프의 단점을 보완하기 위하여 전극이 형성되는 양쪽 끝 부분을 구부려 밀착시키거나 최대한 밀착시킨 후 이 구부린 전체 부위에 전극캡(Electric Cap)을 씌우게 되는데 여기에는 응고하였을 때 일정량의 볼륨과 접착력을 갖는 전도성 페이스트를 소량 삽입시켜 공기중이나 열을 가하여 응고시킨다. 램프 전극 형성부의 끝단에 사용되는 전극캡은 전도성을 갖고 있는 금속 혹은 합금 등의 재질로서 자체 강도를 갖고 있어 외부전극 램프를 램프홀더에 고정하였을 때 발생할 수 있는 외부 충격 등에서 램프를 보호해 준다. 전도성 페이스트는 완전히 응고되면 일정한 부피와 강도를 지니며 전극캡과 유리 용기의 표면을 완전히 밀착시켜 준다. 따라서 전극의 파손을 방지하고 홀더에 단단히 고정시켜 줄 수 있게 된다.

기존 홀더의 단점을 보완하고 외부전극램프의 배치를 원하는 형태로 하기 위해서 램프 전극캡의 형태에 적합한 형태로 적당한 회수를 번갈아 양쪽으로 폴더암을 형성한다. 이렇게 하여 램프를 확실히 고정시킴과 동시에 여러 부분에 접촉점이 생기게 되어 전원 공급이 원활해지는 장점이 생기게 된다. 램프를 지면과 수직으로 설치하기 위해 고무 혹은 유사한 재질의 지지대를 부착하여 램프를 중력과 외부충격 등으로부터 보호할 수 있게 한다. 위의 방법을 적용하여 제작이 용이하고 안정적이며 박형의 백라이트와 조명기구 등을 생산할 수 있다.

외부 전극 램프는 양단이 밀봉된 관 형상의 유리 램프 용기의 내부에 희유가스의 혼합 가스와 같은 이온화와 상용화가 가능한 충전제를 봉입하고 유리 램프 용기의 내주면에 형광층체를 도포한 후 유리 램프 용기의 양끝단에 전극을 형성하여 제작된다. 여기에서는 외부전극의 형성방법에 대해 설명한다. 유리용기의 내부에 충전제를 봉입하여 발광이 가능한 유리용기를 만드는 단계에서 도1, 도2와 같이 유리 용기(1)의 양쪽 끝단을 구부려 밀착시키거나 최대한 밀착시킨 후 이 부위에 전극캡(2)을 씌우거나 전체를 호일 등과 같은 도전성을 갖는 전극테이프(3)로 감게 되는데 유리 용기와 전극캡, 전극테이프의 사이에는 응고하였을 때 일정량의 볼륨을 갖는 전도성 페이스트(4)를 소량 삽입시켜 공기중이나 열을 가하여 응고시켜 완전히 접합시킨다. 이렇게 끝단을 구부린 후 전체에 전극캡이나 전극테이프를 씌움으로써 전극과 유리 용기의 접합면적을 늘려 램프의 효율과 수명을 향상시키게 된다. 램프의 외부전극에 사용되는 전극캡은 전도성을 갖고 있는 재질로서 자체 강도를 갖고 있어 유리 램프를 램프홀더에 고정하였을 때 발생할 수 있는 충격에서 견딜 수 있게 해 준다. 전극캡의 모양은 램프 끝단의 모양과 일치하게 제작되며 램프 끝단이 전극캡 안으로 삽입될 때에 전도성 페이스트가 밖으로 새어 나올 수 있도록 끝 부분이 아닌 적당한 부분에 작은 홀(5)을 뚫어 놓는다. 이 위치에 홀을 뚫는 이유는 지면과 수직하게 램프를 배치할 경우 중력이나 외부충격에서 램프를 보호하기 위해 전극캡의 끝단 부위의 유리관의 노출을 방지하여 외부충격에 의한 유리 용기의 파손을 방지하기 위함이다. 전도성 페이스트는 전도성의 금속 가루와 융제를 혼합하여 제작되며 완전히 응고되면 일정한 부피와 강도를 지니게 되어 전극캡과 램프의 표면을 완전히 밀착시켜 준다. 따라서, 전극의 파손을 방지하고 홀더에 단단히 고정시켜 줄 수 있게 된다.

기존 홀더의 단점과 램프 배치를 원하는 형태로 제작하기 위해 도3과 같이 홀더(6)에 램프 전극캡의 형태에 적합한 형태로 적당한 회수를 번갈아 양쪽으로 홀더암(7:Holder Arm)을 형성한다. 이렇게 제작하면 끝 부분이 램프 관경의 2배 정도의 부피를 갖게 되어 홀더에 고정시킬 때 좀더 확실하고 단단하게 고정시킬 수가 있게 됨과 동시에 여러 부분에 접촉점이 생기게 되어 전원 공급이 원활해지는 장점이 생기게 된다. 홀더 암은 전극의 모양을 효율적으로 거치 할 수 있도록 제작되며 좁은 방향으로 삽입 후 90도를 회전시키면 정 위치에 고정될 수 있는 형태로 제작된다. 홀더암의 암의 개수에는 제한이 없으며 생산에 적합하게 암의 수를 결정하게 된다.

또한, 보통 지면과 수평 하게 램프를 설치하는 경우가 대부분이다. 이러한 경우 램프의 길이가 길어질수록 램프 중간을 고정하는 보조 고정부가 포함되어야 하고 이는 단가 상승과 구조의 복잡화, 작업능률의 저하를 가져온다. 이러한 부분을 보완하기 위해 램프를 지면과 수직으로 설치하는 방법을 사용하게 되며 이를 가능하게 하기 위해 도3에서처럼 홀더에 위치하는 램프 전극캡 끝단의 위치에 고무 혹은 유사한 재질의 지지대(8)를 부착하여 램프를 중력과 외부충격으로부터 보호한다. 지지대를 홀더에 고정하는 방법은 접착제를 사용하거나 홀더에 고정 홀을 뚫어 이 부분에 끼워 넣는 방법을 사용한다. 도4는 EEFL이 지면과 수직으로 장착된 백라이트를 개략적으로 표시한 도면으로 중력방향으로 힘을 받을 경우 고무 지지대가 아래쪽에서 램프를 받쳐 주며 배열된 램프를 적당한 수로 구분하여 전원 공급 케이블(9)에 의해 백라이트 인버터(10)로부터 전원을 공급받게 된다. 백라이트 인버터는 후면 혹은 상하, 측면 등 사용자의 편의에 따라 배치가 결정되며 케이블은 가장 적절한 위치에서 홀더와 연결된다.

위와 같은 방법으로 외부 전극 램프와 백라이트의 구조를 형성할 경우 유리관과 외부전극 사이의 접촉면적을 높여 램프의 효율과 수명을 향상시키고 불필요한 면적을 없애 유효 면적을 높일 수 있으며 램프의 관경을 줄여 박형의 백라이트 및 조명 기구를 제작할 수 있다.

점점 대면적화 되어 가는 PANEL의 추세에 맞춰 EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp)의 필요성이 날로 늘어가고 있다. 많은 업체와 인력들이 EEFL의 제작 방법 등에 특허를 출원, 등록하고 있다. 기존에 사용되고 있는 램프에 비하여 보다 안정적이고 효율적인 램프를 개발, 제작하고 램프를 원하는 형태로 배치할 수 있도록 하여 백라이트를 슬림화 하고 기구 적인 안정성을 향상시켰다. 따라서, 백라이트 및 조명기구 등이 대면적화 될수록 복잡해지고 불안정해 지는 구조를 단순화하고 안정화시켜 생산효율을 높이고 생산단가를 낮추며 유지 보수비용과 인력을 절감시켜 타제품에 비해 보다 경쟁력 있고 안정적인 제품을 생산할 수 있다.

위와 같은 방법으로 외부전극램프와 백라이트의 구조를 형성할 경우 유리관과 외부전극 사이의 접촉면적을 높여 램프의 효율과 수명을 향상시키고 불필요한 면적을 없애 유효 면적을 높일 수 있으며 램프의 관경을 줄여 박형의 백라이트 및 조명 기구를 제작할 수 있다.

도1, 도2는 EEFL의 전극형성방법에 대한 설명이고

도3은 홀더, 홀더암에 관한 설명이며

도4는 EEFL을 지면과 수직하게 설치한 패널의 형태를 개략적으로 나타내었다.

Claims (2)

1. EEFL의 제작에서 전극의 형성 방법에 있어 도1, 도2와 같이 램프 끝단을 구부려 접촉시킨 후 전체에 도전성 페이스트를 바르고 그 전체를 전극캡이나 도전테이프 등으로 감싸 램프 유리 용기와 전극캡 사이의 도전성과 강도를 향상시킨 램프와 이를 사용한 조명기구.
2. EEFL을 사용함에 있어 EEFL을 제품에 고정하는 홀더의 형태가 도3에서처럼 엇갈린 홀더암을 가지고 있으며 지면과 수직으로 램프를 배치할 경우 램프를 보호하기 위하여 고무 지지대 혹은 이와 유사한 재질의 지지대를 사용한 램프 홀더 및 지지대와 이를 사용한 조명기구.