KR20060132883A - 외부 전극형 방전램프, 외부 전극형 방전램프의 제조방법및 백라이트 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 휘도 편차를 억제할 수 있는 외부 전극형 방전램프, 이 램프의 제조방법 및 백라이트 유닛을 제공함을 목적으로 한다. 본 발명의 램프(10)는, 양단이 밀봉된 유리관(11)과, 이 유리관(11)에서의 축 방향의 양단의 외주에 설치된 전극(18, 19)을 구비한다. 점등 중의 램프(10)는, 각 전극(18, 19)과, 당해 전극(18, 19)과 방전공간(14) 사이에 개재하는 유리관(11)이 등가 적으로 제 1 콘덴서와 제 2 콘덴서로 기능을 하며, 이들 콘덴서의 정전용량이 실질적으로 동일하게 되어 있다.

방전램프, 전극, 유리관, 콘덴서, 정전용량, 동일

Description

외부 전극형 방전램프, 외부 전극형 방전램프의 제조방법 및 백라이트 유닛{EXTERNAL-ELECTRODE DISCHARGE LAMP, EXTERNAL-ELECTRODE DISCHARGE LAMP MANUFACTURING METHOD, AND BACK LIGHT UNIT}

본 발명은, 유리관의 양단이 밀봉되어 형성된 방전공간에 방전매체가 봉입 되어 있는 동시에, 당해 유리관의 양단 측의 외주에 전극을 구비하는 외부 전극형 방전램프, 그 제조방법 및 백라이트 유닛에 관한 것이다.

최근, 액정 디스플레이 화면의 대형화의 진행에 따라, 화면의 이면에 복수의 램프를 배열시킨 직하 방식의 백라이트 유닛(direct-type back light unit)이 채용되고 있다. 이와 같은 직하 방식의 백라이트 유닛에는, 유리관 내에 전극을 갖는 내부 전극형 방전램프에 비해서 복수 개의 램프 각각의 휘도의 제어가 용이하다는 이유에서, 외부 전극형 방전램프가 사용되고 있는 경우가 있다.

이 외부 전극형 방전램프는, 유리관의 양단이 밀봉되어 형성된 방전공간에 방전매체가 봉입 되어 이루어지는 유리벌브(glass bulb)와, 당해 유리벌브의 양단의 외주에 설치된 전극을 구비하고 있다. 방전매체는 유리관 내에 부압(negative pressure) 상태로 봉입 되며, 전극은 도전체 층과 이 도전체 층의 내주 면에 형성된 점착 층으로 구성되어 있다(특허문헌 1).

또한, 액정 디스플레이 화면에 대해서는, 특히 박형 경량화의 요구가 강하고, 외부 전극형 방전램프에 사용되는 유리관의 외경은 4.0㎜ 이하인 것이 많으며, 유리관의 양단의 밀봉은 통상 팁 오프(tip-off) 밀봉에 의해 이루어진다.

특허문헌 1: 일본국 특개 2003-229092호 공보

그러나 본 발명의 발명자들이 상기 구성의 외부 전극형 방전램프를 제작하여 본 결과, 램프의 축 방향의 양측에서 휘도의 편차(luminance variation)가 커진다는 문제가 발생함을 알았다. 이와 같은 휘도의 편차는, 특히, 직하 방식의 백라이트 유닛을 이용한 액정 디스플레이에서 화면의 휘도의 편차를 야기시켜서 상품의 가치를 현저하게 저하시켰다.

본 발명은 휘도의 편차를 사실상 느끼지 못할 정도로까지 억제할 수 있는 외부 전극형 방전램프, 이 방전램프의 제조방법 및 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 특허문헌 1에 기재된 외부 전극형 방전램프를 제작하여 점등시켜 본 결과, 램프의 축 방향의 양측에서 휘도의 편차가 크다는 것을 알았다. 그래서 본 발명자들은 여러 가지 검토를 한 결과, 유리관의 양단을 팁 오프 밀봉하면, 밀봉 부분에서 방전공간에 면하는 부분의 형상이 양측에서 달라서, 유리관의 양측에 구성되는 제 1 콘덴서(capacitor)와 제 2 콘덴서의 정전용량의 차가 커지는 것에 기인하고 있다는 사실을 알았다(상세한 설명은 후술한다). 그래서 본 발명은 이와같은 식견을 기초로 하여 이루어진 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 외부 전극형 방전램프는, 유리관의 양단이 밀봉되어 형성된 방전공간에 방전매체가 봉입 되는 동시에 당해 유리관의 양단 측의 외주에 전극을 구비하며, 점등 중에는, 각 전극과, 당해 각 전극과 방전공간 사이에 개재하는 유리관이 등가 적으로 제 1 콘덴서와 제 2 콘덴서로서 기능을 하는 유전체 배리어 방전형(dielectric barrier discharge type)으로서, 상기 제 1 콘덴서와 상기 제 2 콘덴서의 정전용량이 실질적으로 동일해지도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하고 있다. 이에 의해 휘도의 편차를 조정할 수 있다.

또한, 여기서 말하는 「정전용량이 실질적으로 동일해지도록 조정되어 있다」는 것은, 예를 들어, 유리관에서 전극이 설치되는 부분의 두께를 조정하거나, 유리관에서 전극이 설치되는 부분에 다른 부재를 설치하여 유전율을 조정하거나, 전극과 유리관의 접촉면적을 조정하는 등을 말하며, 이들을 포함한 개념이다.

또, 양 정전용량의 차가, 작은 쪽의 정전용량에 대해서 20% 이내인 것을 특징으로 하며, 상기 유리관의 단부의 내주 면에서의 상기 전극에 대응하는 각 부분의 형상이 실질적으로 일치하고 있는 것을 특징으로 하고 있다. 또한, 여기서 말하는 「형상이 실질적으로 일치하고 있다」는 것은, 각 부분의 형상이 다르더라도, 각 전극에서의 정전용량의 차가, 작은 쪽의 정전용량에 대해서 20% 이내이면 일치하고 있는 것으로 하고 있다.

한편, 본 발명의 제조방법은, 유리관의 제 1 부위와 제 2 부위를 밀봉함으로써 유리관 내의 방전공간에 감압상태로 방전매체가 충전되어서 이루어지는 외부 전극형 방전램프의 제조방법으로, 상기 제 1 부위의 밀봉은, 상기 제 2 부위를 밀봉한 때의 상기 방전공간에 면하는 부분과 대략 동일한 형상을 갖는 단면을 구비하는 인서트(insert)를, 상기 단면이 상기 방전공간에 면하는 자세로, 유리관의 내부와 외부를 연통시킨 상태에서 상기 제 1 부위의 내주 면에 고착하는 고착공정과, 상기 유리관 내를 감압하여 방전매체를 충전하는 감압/충전공정과, 상기 고착공정에서 유리관의 내부와 외부를 연통시키고 있던 부분을 폐쇄하는 폐쇄공정을 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 제조방법으로 제조한 외부 전극형 방전램프는 제 1 부위 및 제 2 부위의 각각의 밀봉부위위에서의 방전공간에 면하는 부분의 형상을 개략 동일하게 할 수 있다.

또한, 본 발명의 백라이트 유닛은 상기 구성의 외부 전극형 방전램프를 광원으로 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 구성의 백라이트 유닛에서는 외부 전극형 방전램프의 휘도의 편차를 억제할 수 있다. 특히, 외부 전극형 방전램프에서의 정전용량의 차가, 작은 쪽의 정전용량에 대해서 20% 이내로 함으로써, 그 휘도의 편차를 실질적으로 느끼지 못할 정도로까지 억제할 수 있다.

본 발명의 외부 전극형 방전램프는 정전용량이 실질적으로 같으므로 휘도의 편차를 억제할 수 있다. 특히, 정전용량의 차가, 작은 쪽의 정전용량에 대해서 20% 이내이면, 예를 들어, 백라이트 유닛에 사용하는 경우, 그 휘도의 편차를 실질적으로 느끼지 않을 정도로까지 억제할 수 있다.

또, 상기 유리관의 내주 면에서의 상기 전극에 대응하는 각 부분의 형상을 실질적으로 일치시킴으로써, 양 전극에서의 정전용량을 실질적으로 같게 할 수 있다.

한편, 본 발명의 제조방법으로 제조한 외부 전극형 방전램프는 제 1 부위 및 제 2 부위의 각각의 밀봉부위분에서의 방전공간에 면하는 부분의 형상을 대략 동일하게 할 수 있다. 따라서 이 제조방법에 의해 제조된 외부 전극형 방전램프를 점등시킨 때에, 각 전극과, 당해 각 전극과 방전공간 사이에 개재하는 유리관이 등가 적으로 제 1 콘덴서와 제 2 콘덴서로 기능을 할 때, 양 콘덴서의 정전용량이 실질적으로 같아질 수 있어서, 휘도의 편차를 느끼지 못할 정도까지 억제할 수 있다.

한편, 본 발명의 백라이트 유닛은, 상기 구성의 외부 전극형 방전램프를 구비하고 있으므로, 휘도의 편차를 느끼지 못할 정도까지 억제할 수 있다.

도 1은 본 실시 예의 백라이트 유닛의 개략 사시도이다.

도 2는 본 실시 예의 램프의 종단면도이다.

도 3은 유리벌브의 제조공정의 개략을 나타내는 도면이다.

도 4는 유리벌브의 제조공정의 개략을 나타내는 도면이다.

도 5는 전압 값을 측정한 실험의 개략을 나타내는 도면이다.

도 6은 전압의 크기가 대략 동일한 램프를 점등시킨 때의 실험결과와, 그때의 전위의 분포를 나타내는 도면이다.

도 7은 전압의 크기가 다른 램프를 점등시킨 때의 실험결과와, 그때의 전위의 분포를 나타내는 도면이다.

도 8은 제 2 실시 예의 유리벌브의 제조공정의 개략을 나타내는 도면이다.

도 9는 변형 예의 비드 유리를 유리관에 고착한 상태를 나타내는 도면이며, (a)는 비드 유리를 고착한 부분의 종단면도, (b)는 비드 유리를 고착한 부분의 횡단면도이다.

도 10은 밀봉부위의 종단면도이다.

도 11은 전극의 콘덴서 용량의 편차와 휘도의 편차와의 관계를 측정한 실험결과를 나타내는 도면이다.

(부호의 설명)

1 백라이트 유닛 10 램프

11 유리관 14 방전공간

15 유리벌브 18, 19 전극

100 유리관 102, 112 밀봉부위

200 비드 유리 210 관통구멍

212 단면 500 유리관

552, 556 밀봉부위 522, 524 비드 유리

523, 525 관통구멍

이하, 본 발명의 외부 전극형 방전램프(이하, 간단하게 「램프」라고 한다)를 이용한 백라이트 유닛에 대해서 설명하고, 그 후, 램프 및 램프의 제조방법에 대해서 설명한다. 또한, 이하에서 설명하는 램프의 규격, 예를 들어, 치수, 콘덴서 용량 등은 일례이며, 본 발명은 이와 같은 규격에 한정되는 것은 아니다.

1. 백라이트 유닛의 개략적인 구성에 대해서

도 1은 백라이트 유닛의 개략 사시도이며, 내부의 모습을 알 수 있도록 표면 측의 일부를 절개하고 있다. 여기서 말하는 「표면」은 백라이트 유닛이 디스플레이에 내장될 때의 화면 측을 가리킨다.

백라이트 유닛은, 도 1에 도시한 바와 같이, 소정 방향(여기에서는 상하방향)으로 간격을 두고 복수 열로 배열된 직관 형상의 램프(10)와, 케이스(20)와, 이 케이스(20)의 개구부를 덮는 확산 판(30)을 구비한다.

케이스(20)는 바닥 판(21)과 바닥 판(21)의 주변부에서 수직으로 설치된 측면 판(22)으로 이루어지며, 예를 들어 금속재료(철)에 의해 구성되어 있다. 또한, 바닥 판(21)은 램프(10)의 뒷면에서 발산되는 광을 전면으로 반사시키도록, 예를 들어 거울 면 처리가 되어 있다.

램프(10)는 유전체 배리어 방전을 이용한 것으로서, 본 실시 예에서는 수평방향으로 배열된 상태에서 전기적으로 병렬로 접속되어 있다. 또한, 여기에서는, 램프(10)는 그 축 심이 수평방향이 되도록 배열되어 있으나, 그 축 심을 상하방향으로 배열해도 좋다.

확산 판(30)은 배열된 각 램프(10)로부터의 광을 확산시켜서 디스플레이의 면 상에서의 휘도 편차를 감소시키기 위한 것으로서, 예를 들어, 아크릴이 이용되고 있다.

2. 램프의 구성에 대해서

이 램프(10)는, 유리관(11)의 양단이 밀봉되어 이루어지는 유리벌브(15)와, 이 유리벌브(15)에서의 축 방향의 양단 측의 외주에 설치된 전극(18, 19)을 구비한다. 유리관(11)은 그 횡단면 형상이 원형이고, 유리관(11)의 내주 면에는 형광체 층(12, 예를 들어, 3 파장형의 형광체를 포함한다)이 형성되어 있다.

또, 양단이 밀봉된 유리관(11) 내부에 형성된 방전공간(14)에는, 예를 들어 수은이나 희 가스(rare gas)(예를 들어, 아르곤, 네온) 등의 방전매체가 소정의 봉입 압력으로 봉입 되어 있다. 또한, 방전매체는, 상술한 바와 같이, 감압상태로 방전공간 내, 즉, 유리관(11) 내에 충전되어 있다.

유리관(11)의 양단이 밀봉되고 내부의 방전공간(14)에 방전매체가 충전된 것을 유리벌브(15)로 하고 있다. 또, 밀봉된 부분을 밀봉부위(16, 17)라고 한다.

유리관(11)에는, 예를 들어, 붕 규산 유리관(borosilicate glass tube)이 이용되고 있고, 그 외경이 약 4㎜, 내경이 약 3㎜이다. 또한, 램프(10)의 전체 길이는 720㎜이다. 이 유리관(11)의 밀봉은, 예를 들어 가스버너에 의해 단부를 가열 용융시켜서 하고 있다.

밀봉 후의 유리관(11)은 그 단부의 내주 면의 형상이 대략 동일하게 되어 있다. 정확하게 말해서, 밀봉부위 16에서 방전공간(14)에 면하는 부분 16a에는 유리벌브(15)의 끝단 측으로 오목하게 들어간 오복부(16b)가 있다. 역으로, 밀봉부위 16에서 방전공간(14)에 면하는 부분 16a에 방전공간(14) 측으로 돌출하는 부분이 있으면 방전공간의 손실을 초래하게 되나, 방전공간(14)과 반대 측(유리벌브(15)의 끝단 측)이 오목하게 들어간 오목부(16b)인 경우에는 방전공간의 손실을 초래할 우 려가 없으며, 밀봉부위(16, 17)에서 방전공간(14)에 면하는 부분 16a, 17a의 형상이 대략 동일한 것으로 간주할 수 있다. 또한, 유리관(11)의 단부의 밀봉방법 등에 대해서는 후술한다.

전극(18, 19)은, 예를 들어 은 페이스트가 유리벌브(15)의 전극형성부분의 전체 둘레에 도포 되어 구성되어 있다. 본 실시 예에서는 전극(18, 19)의 폭 L1은 21㎜이다.

이때의 전극(18, 19)에서의 유리벌브(15)의 중앙 측(전극(18, 19)의 내측 면)의 단면 18a, 19a와 유리벌브(15)의 단면과의 거리 L2가 23㎜, 또, 전극(18, 19)의 내측 면 18a, 19a와 밀봉부위(16, 17)가 방전공간(14)에 면하고 있는 부분 16a, 17a와의 거리 L3가 20㎜로 되어 있다.

한편, 점등 중의 램프(10)는, 각 전극(18, 19)과, 당해 전극(18, 19)과 방전공간(14) 사이에 개재하는 유리관(11)이 등가 적으로 제 1 콘덴서와 제 2 콘덴서로 기능을 한다(일본국 특개 2003-229092호 공보 참조).

각 전극(18, 19)에 대응하는 콘덴서의 정전용량(이하, 이 정전용량을 「전극의 콘덴서 용량」이라고 한다)을 「C」, 유리관(11)의 유전율을 「ε」, 11의 두께를 「d」, 전극의 실효면적을 「S」라고 하면,

C=ε*S/d

의 관계에 있다(도 2 참조).

또한, 여기서 말하는 「전극의 실효면적」은, 유리벌브(15)의 방전공간(14)과 각 전극(18, 19)과의 직경 방향으로 중첩되어 접촉하는 부분의 면적이며, 도 2 에서 설명하면,

S=π*D1*L3

가 된다.

본 발명의 램프(10)는, 상술한 바와 같이, 유리벌브(15)의 단부의 내주 면(유리관(11)의 내주 면과 밀봉부위(16, 17)에서 방전공간(14)에 면하는 부분 16a, 17a)의 형상이 대략 동일하므로, 전극(18, 19)의 실효면적 S가 같으며, 결과적으로 전극(18, 19)의 콘덴서 용량 C를 같게 할 수 있다.

이에 대해, 종래의 제조방법에서는, 일 측의 단부를 먼저 밀봉한 후, 유리관 내를 부압으로 한 상태에서, 타 측의 단부를 팁 오프 방식으로 밀봉하고 있다. 따라서, 일 측 단부를 밀봉할 때는 타 측 단부가 개방되어 있으므로, 일 측의 단부 측의 밀봉부위위를 원하는 형상으로 할 수 있으나, 타 측의 단부를 밀봉할 때는 유리관 내부가 부압으로 되어 있으므로, 연화한 유리관 단부의 관 벽이 흡인되어, 예를 들어, 방전공간의 단면에 상당하는 부분이 유리관의 관 축에 따라서, 예를 들어, 일본국 특개 평 5-114387호 공보의 도 3의 유리벌브의 단부의 형상과 같이, 불규칙하게 오목하게 들어간다. 이에 의해, 종래의 유리벌브에서는 밀봉부위의 형상 및 유리관의 두께가 양측에서 달라진다.

이런 이유에서, 유리벌브 양측의 전극의 실효면적 및 전극이 있는 부분에서의 유리관의 두께의 차가 커지며, 결과적으로 양 전극의 콘덴서 용량의 차도 커진다. 본 발명자들은, 유리관의 단부를 팁 오프 밀봉해서 양측의 밀봉부위의 형상을 대략 동일하게 하려고 하였으나, 양측의 밀봉부위의 형상을 대략 동일하게 할 수가 없었다. 또한, 전극을 유리벌브의 중앙 쪽에 설치하면, 밀봉부위의 형상 등이 정전용량에 미치는 영향이 작아져서, 양 전극의 콘덴서 용량을 대략 동일하게 할 수 있으나, 소정의 전극 간 거리를 확보하도록 하면 램프가 길어지게 된다.

여기서, 양 전극에 대해서 구체적으로 설명하면, 유리벌브(15)(유리관(11))의 두께 d는 약 5㎜, 유리관(11)의 유전율 ε(여기에서의 유전율은 진공상태의 유전율에 대한 비율이다)이 약 6.9이며, 전극(18, 19)의 표면적 S가 251㎟이고, 그 용량은 약 30.5㎊이다. 또한, 양 전극의 콘덴서 용량 C의 차는 약 3㎊이었다.

전극(18, 19)의 폭, 위치 등은 유리관(11)(유리벌브(15))의 치수, 발광량 등에 의해 적절하게 결정되나, 전극(18, 19)에서의 유리벌브(15)의 단부 측(외 측)의 단면(단부 둘레) 18b, 19b가, 밀봉부위(16, 17)가 방전공간(14)에 면하고 있는 부분 16a, 17a보다도 외 측에 있는 것이 바람직하다.

이는, 길이가 동일한 램프에서 동일한 폭의 전극을 이용하는 경우, 전극의 외 측 단부가 밀봉부위의 방전공간 측 단부보다 램프의 내 측에 있으면, 그만큼 전극 사이의 거리가 짧아져서, 즉, 램프의 유효 발광 길이가 짧아져서, 램프에서 발산되는 광속(luminous flux)이 감소하기 때문이다.

또, 형광체 층에서 변환된 광이 램프의 외부로 방사될 때 전극에서 차단되어 버리는 광의 양은 전극이 램프의 내부 측에 있는 양만큼 증가한다. 역으로, 방전공간에서의 전극보다도 외부 측에 위치하는 공간으로부터도 광이 외부로 방사되나, 이 공간은 백라이트 유닛 혹은 조명장치 등에 부착되는 부분으로, 이 공간에서 방사되는 광은 통상 이용되는 것이 아니나, 결과적으로 램프 전체에서의 발광 광속은 감소한다.

따라서 유리벌브에서의 전극부분에서 램프의 외부 측은 상술한 바와 같이 램프의 발광에 기여하지 않는 부분으로, 이 부분까지 전극의 외 측의 단부를 연장해도 발광특성에 미치는 영향은 적으며, 이와 같이 전극의 폭을 유리벌브의 단부 측으로 길게 한 경우, 당해 램프를 백라이트 유닛에 장착한 때에, 램프에 전력을 공급하는 공급단자와의 접촉면적을 넓게 할 수 있어서, 공급단자와의 전기적인 접속성을 향상시킬 수 있는 등의 효과를 얻을 수 있다.

상기와 같이 전극(18, 19)의 콘덴서 용량이 대략 일정하게 되면 점등 시의 램프(10)에서 양단 측의 휘도가 같아져서 휘도의 편차를 억제하도록 할 수 있다(상기 구성의 램프(10)에서도 점등시험에 의해 확인되었다).

그 이유에 대해서는 후술하나, 본 발명자들이 각종 검토를 한 결과, 휘도의 편차가 커지는 이유는 유리벌브 내의 수은의 편중(캐터퍼리시스 현상(cataphoresis effect))에 기인하며, 이 캐터퍼리시스 현상은 최종적으로는 양 전극의 콘덴서 용량의 편차에 의해 발생한다고 생각한 것이다.

3. 램프의 제조방법

다음에, 램프(10)의 제조방법, 특히 유리벌브(15)의 제조방법에 대해서 설명한다. 또한, 유리벌브(15)의 양단 외주에 설치되는 전극(18, 19)에 대해서는 종래 기술과 동일하므로 여기에서는 설명을 생략한다.

상기 구성의 유리벌브는, 유리벌브를 구성하는 유리관의 일 측 단부를 팁 오프 밀봉하는 밀봉방법과, 관통구멍을 갖는 비드 유리 (bead glass)를 유리관의 타 측의 밀봉 예정위치에 고착하는 비드 유리 고착공정과, 비드 유리의 관통구멍을 이용하여 유리관 내를 감압하고 방전매체를 충전하는 배기/충전공정과, 방전매체를 충전한 상태에서 유리관에서의 비드 유리의 고착위치보다도 외 측 부위를 팁 오프 밀봉에 의해 가 밀봉하는 가 밀봉공정과, 상기 비드 유리의 관통구멍을 폐쇄하는 폐쇄공정을 거쳐서 제조된다.

그러면 각 공정에 대해서 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다. 또한, 여기에서는, 상기 램프(10)의 구성에 대한 설명에서 제시한 치수의 유리벌브(15)를 유리관(100)을 이용하여 제조하는 경우에 대해서 설명한다.

(1) 밀봉공정

먼저, 소정의 치수, 예를 들어, 외경 4㎜, 내경 3㎜, 길이 800㎜의 유리관(100)을 준비한다. 이 유리관(100)에서의 내주 면의 소정 범위에는, 도시하고 있지는 않으나, 형광체(12)가 도포 되어 있다.

그리고 이 유리관(100)을 대략 수직으로 세워서, 도 3의 (a)에 도시한 바와 같이, 유리관(100)의 하단보다 다소 위쪽 부분(본 발명의 제 2 부위에 상당한다), 여기에서는 하단에서 2㎜ 위쪽으로 이동한 부분을, 예를 들어 가스버너에 의해 가열하여, 도 3의 (b)에 도시한 바와 같이, 유리관(100)의 하단부를 팁 오프 밀봉한다. 이 밀봉한 부분을 밀봉부위(102)라고 하며, 도 2에 도시한 완성된 유리벌브(15)의 밀봉부위(17)에 상당한다.

팁 오프 밀봉할 때에는, 유리관(100)의 밀봉부위(102)에서의 내주 측의 단면(104)을 평탄하게 하고, 그 외주 면을 각각 반구 형상으로 하기 위해, 그 관 축 을 회전축으로 하여 유리관(100)을 회전(도 3의 (a)의 화살표 A 방향)시키고 있다.

밀봉부위(102)의 단면의 평탄화는 이하와 같이 하고 있다. 즉, 팁 오프 밀봉을 하는 동안, 유리관(100)의 상단의 개구에서, 예를 들어 질소가스를 유리관(100)의 내부에 흘려서 유리관(100)의 내부를 다소 감압상태로 하며, 밀봉부위(102)의 단면이 평탄하게 된 시점에서 가스버너에 의한 가열을 멈춤으로써 평탄한 단면이 얻어진다.

또, 밀봉시에, 가열에 의해 연화한 유리관(100)의 관 벽 끼리 결합한 상태에서, 결합부분보다도 유리관의 끝단 측으로 이동한 위치에서 잔여부분을 잘라내고 있다. 이와 같이 잔여부분을 잘라냄으로써 제조 후의 유리벌브(15)의 밀봉부위(17)에서의 누설의 발생을 억제할 수 있다. 참고로, 밀봉부위(17)에서 누설이 발생하면, 방전공간(14)에 충전되어 있는 방전매체가 누출하여 발광 광속이 저하하고, 이어서 램프의 불량을 초래한다.

또한, 밀봉부위의 누설의 발생을 억제하기 위해서는, 상기 방법 이외에도, 예를 들어 밀봉부위를 가열하는 시간을 길게 하거나, 연화상태의 유리관의 관 벽 끼리 결합한 상태에서 이 결합부분에 다른 유리관을 접촉시킨 후 약간 끌어당기는 방법 등도 있다.

(2) 비드 유리 고착방법

이어서, 유리관(100) 내에 삽입될 수 있는 비드 유리(200, 본 발명의 인서트(insert)에 상당한다)를 준비한다. 이 비드 유리(200)는, 유리관(100)과 동일한 재료(붕규산유리)이며, 원주 형상을 하는 동시에, 대략 중앙의 위치에 관 축 방향 으로 연장하는 관통구멍(210)을 구비하고 있다. 또, 비드 유리(200)의 단면(212)은 평탄한 형상을 하고 있다. 또한, 비드 유리(200)의 치수는, 외경 2.7㎜, 외경 1.05㎜, 길이 2.0㎜이다.

이 비드 유리(200)를, 도 3의 (c)에 도시한 바와 같이, 관통구멍(210)이 유리관(100)의 관 축과 대략 평행이 되도록, 유리관(100)의 소정 위치(본 발명의 제 1 부위에 상당한다)에 삽입하여 고착한다. 여기서, 소정 위치는 도 2에서의 유리관(11)의 밀봉위치이며, 유리관(100)의 상단에서 80㎜ 아래쪽으로 이동한 위치이다.

비드 유리(200)의 고착은, 도시하고 있지는 않으나, 예를 들어, 유리관(100)을 수평으로 한 상태에서 유리관(100)의 내부에 비드 유리(200)를 삽입하고, 이 상태에서 유리관(100)에서 비드 유리(200)가 삽입되어 있는 주변을 가열하여, 비드 유리(200)의 외주 면과 유리관(100)의 내주 면을 전체 둘레에 걸쳐서 융착함으로써 행하고 있다.

또한, 비드 유리(200)의 고착공정에서는 유리관(100) 내를 감압상태로 하고 있지 않으므로, 유리관(100)의 일부를 가열해도 그 연화부분이 과도하게 오목하게 들어가는 문제는 발생하지 않는다.

(3) 감압/충전공정

이어서, 아말감 상태의 수은 체(amalgamate mercury body, 250)를 유리관(100) 내에서, 비드 유리(200)의 관통구멍(210)을 폐쇄하지 않도록, 비드 유리(200)의 상면에 배치한다. 그리고 도 3의 (d)에 도시한 바와 같이, 유리관(100) 의 내부를 배기하여 감압한 후 희 가스 등을 충전한다.

이에 의해, 비드 유리(200)와 밀봉부위(102) 사이의 공간(106, 이 공간은 완성 후의 유리벌브(15)의 방전공간(14)에 상당하며, 「밀봉 전의 방전공간」이라고 한다) 내에 충전되는 희 가스 및 수은(정확하게는 아말감 형태의 수은 체)이 유리관(11) 내에 밀봉된 것이 된다.

또한, 충전되는 희 가스(아르곤 및 네온)는 약 8kPa이다. 또, 유리관(100) 내부는 대기에 대해서 부압으로 되어 있다.

(4) 가 밀봉공정(tentative sealing step)

배기/충전공정이 완료하면, 방전매체를 상기 밀봉 전의 방전공간(106)에 충전한 상태로 유지하고, 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 유리관(100)에서의 비드 유리(200)의 고착부분보다 상측 부분(밀봉부위(102)와 반대의 단부 측에 위치하는 부분)을, 여기에서는 비드 유리(200)의 상단에서 30㎜ 위쪽으로 이동한 부분을 가스버너로 가열하여 팁 오프 밀봉에 의해 가 밀봉한다.

가 밀봉시에는 유리관(100)의 내부가 감압상태로 되어 있으므로, 가스버너로 가 밀봉 예정부위를 가열하여 연화시키면, 유리관(100)의 관 벽이 내부로 흡인되어, 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 가 밀봉부위(108)의 단면이 내측으로 오목해지는 상태가 된다.

이어서, 유리관(100)에서의 수은 체(250)의 주변을 가열하여 수은 체(250)에서 수은을 증발시켜서, 이 수은을 비드 유리(200)의 관통구멍(210)으로부터 밀봉 전의 방전공간(106) 내로 충전시킨다. 이에 의해, 밀봉 전의 방전공간(106) 내에 희 가스 및 수은의 충전이 완료한다. 또한, 여기서, 밀봉 전의 방전공간(106)에 충전하는 수은의 양은 약 2㎎이다.

(5) 폐쇄공정

가 밀봉공정이 종료하면, 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 유리관(100)의 상하를 반전시켜서, 유리관(100)에서의 비드 유리(200)의 하측 부분 주변을 가스버너로 가열하여 유리관(100)의 대응하는 부분의 관 벽을 연화시킨다.

그리고 도 4의 (d)에 도시한 바와 같이, 유리관(100)의 가 밀봉부위분(108)을 제거(이 제거한 부분을 도 4의 (e)에서 부호 100a로 표시하고 있다)하면, 비드 유리(200)의 관통구멍(210)을 덮고 있던 용융상태의 유리재료가 관통구멍(210)을 통해서 유리관(100) 내로 흡인되어, 비드 유리(200)의 관통구멍(210)이 폐쇄된다.

이때, 유리재료가 관통구멍(210)의 도중까지 흡입되면 도 2에서 도시한 오목부(16b)가 되고, 관통구멍(210)의 최후(비드 유리(200)의 단면)까지 도달하면 오목부는 형성되지 않는다.

이에 의해, 유리관(100)에서의 밀봉부위(102)와 반대 측의 밀봉부위(110)도 형성되어 유리벌브(15)의 제조가 완료된다. 비드 유리(200)는 밀봉부위(110)에서 유리관(100)의 단부와 일체화하고 있으나, 도 4의 (e)에서는 비드 유리(200)를 구별할 수 있도록 점선으로 표시하고 있다.

또한, 폐쇄공정에서는 유리관(100)의 비드 유리(200)의 하단 주변부가 그 둘레방향을 따라서 균등하게 용융하도록 유리관(100)을 회전시키고 있다.

상기 공정에 의해 제조된 유리벌브(15)는 유리관(100) 내부가 감압상태가 아 닐 때에 비드 유리(200)를 고착하고 있으므로, 비드 유리(200)의 고착 시에 용융한 유리 등이 변형되는 일은 없다.

또, 도 4의 (e)에 도시한 바와 같이, 밀봉부위(102, 110)에서의 유리관(100)의 내측 단면 104, 112(도 2에서의 유리벌브(15)의 밀봉부위(16, 17)가 방전공간(14)에 면하는 부분 16a, 17a에 상당한다)는 서로 평탄한 형상으로서 대략 동일한 형상이 된다. 당연히, 유리관(100)의 관의 직경은 약간 차이가 있으나, 밀봉부위(102, 110)에서의 내주 면의 형상 및 치수는 대략 동일하게 된다.

4. 휘도 편차의 발생에 대해서

본 발명자들은, 종래의 램프를 이용한 경우에, 램프의 양측에서 휘도 편차가 커지는 이유에 대해서 여러 가지 조사를 한 결과, 램프의 점등 중에 양측의 전극의 콘덴서 용량이 다른 경우에, 램프의 길이방향의 중앙을 기준으로 하여 그 양측에서 전위의 분포가 달라져서 발생한다는 것을 알았다.

이것은, 양측의 단부 형상이 동일한 유리벌브를 이용하여, 당해 유리벌브에 설치하는 전극의 크기를 변화시킨 램프를 실제로 제작하여 점등을 시켜서, 전극의 전압 값을 측정하는 실험을 행한 결과 알 수 있었다.

도 5는 전압 값을 측정한 실험의 개략을 나타내는 도면이다. 또, 도 6은 전극의 크기가 대략 동일한 램프를 점등시킨 때의 실험결과와 그때의 전위의 분포를 나타내는 도면이며, 도 7은 전극의 크기가 다른 램프를 점등시킨 때의 실험결과와 그때의 전위의 분포를 나타내는 도면이다.

먼저, 램프를 점등할 때의 조건에 대해서 설명한다.

램프(300)는, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 각 전극(E, F)이 교류전압 원(Va, Vb)에 접속되고, 또, 양 교류전압 원(Va, Vb)은 GND에 접속되어 있다.

실험에 사용한 램프는 본 발명의 제조방법에 의해 얻은 유리벌브에 의해 구성되어 있다. 즉, 유리벌브의 양단에서 방전공간에 접하는 내면의 형상이 동일하고, 양측의 전극의 크기가 동일한 것(본 발명의 램프이며, 부호 301로 표시한다)과, 양측의 전극의 크기가 다른 것(종래의 램프에 상당하며, 부호 302로 표시한다)을 사용하고 있다. 또한, 유리벌브의 두께는 양자 모두 동일하다.

그리고 양 전극(E, F)에 인가하는 교류전압은, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 동일 진폭(도면 중에서 V로 표시함), 동일 주파수이며, 위상이 180도 시프트되어 있다. 또, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 램프(300)를 점등시킨 때의 전극(E, F)에서의 램프의 길이방향의 내부 측 단(이하, 「내측 단」이라 한다) X, Y에서의 전압을 측정하였다.

(1) 전극이 동일한 크기인 경우

램프 301을 점등시킨 때의 전극 E1, F1에서의 길이방향의 내측 단 X1, Y1에서의 전압을 측정한 결과를 도 6의 (a)에 도시한다.

이 도면에서, 각 전극 E1, F1에서의 내측 단 X1, Y1에서의 전압은, 역 위상이나, 진폭이 A1으로 동일하고, 주파수도 동일하다는 것을 알 수 있다. 이로부터, 램프 301에 작용하고 있는 전위는, 도 6의 (b)에 도시한 바와 같이, 램프 301의 길이방향의 중앙위치 C1에서 0V가 되고, 당해 중앙위치 C1의 양측의 전위가 중앙위치 C1에 대해서 점 대칭이 되어 있는 것으로 추측할 수 있다. 도 6의 (b)는, 종축이 전위(V)이고, 횡축은 전극 E에서의 램프의 길이방향의 외부방향 측 단(이하, 「외 측 단」이라 함)에서부터 전극 F1의 외 측 단까지의 거리이다.

(2) 전극이 다른 크기인 경우

램프 302를 점등시킨 때의 전극 E2, F2에서의 램프의 길이방향의 내측 단 X2, Y2에서 전압을 측정한 결과를 도 7의 (a)에 도시한다. 또한, 램프 302는, 도 7의 (b)로부터 명백한 바와 같이, 전극 E2가 전극 F2보다 크고, 전극 E2, F2의 콘덴서 용량도 전극 E2 측이 전극 F2 측보다 크게 되어 있다.

이 도면에서, 각 전극 E2, F2의 내측 단 X2, Y2에서의 전압은, 상기 램프 301을 점등시킨 경우와 마찬가지로, 역 위상으로 주파수가 동일하나, 진폭이 다르다는 것을 알 수 있다. 즉, 전극 E2에 가까운 단 X2에서의 전압의 진폭을 A2, 전극 F2에 가까운 단 Y2에서의 전압의 진폭을 A3라고 한 경우,

A3<A2

인 관계에 있다. 이로부터, 램프 302에 작용하고 있는 전위는, 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 램프 302의 길이방향의 중앙위치 C1보다도 전극 F2 측으로 벗어난 위치 D2에서 0V가 되어 있는 것으로 추측할 수 있다.

(3) 정리

일반적으로, 램프 내의 온도는 램프의 각 부위에서의 전위와 관계가 있고, 전위가 0V가 되는 개소의 온도가 낮아지는 경향에 있다. 전극이 동일한 크기인 램프 301에서는 전위가 0V가 되는 개소가 램프 301의 대략 중앙위치 C1이 된다. 한편, 전극이 다른 크기인 램프 302에서는 전위가 0V가 되는 개소가 램프 302의 중앙 위치 C1으로부터 전극의 콘덴서 용량이 작은 전극 측(여기에서는 전극 F2에 상당한다)으로 벗어난 위치 D2가 된다.

또, 전극 부근의 온도는 콘덴서 용량과 관계가 있다. 전극이 동일한 크기인 램프 301에서는 양측의 콘덴서 용량이 동일하므로, 양측의 전극 부근의 온도가 대략 일정해지고, 램프 301 내에서의 온도가 낮아지는 위치가 대략 중앙위치 C1이며, 램프 301의 온도분포는 중앙위치 C1에 대해서 양측에서 대략 대칭이 된다. 한편, 전극이 다른 크기인 램프 302에서는 양측의 콘덴서 용량이 다르므로, 양측의 전극 부근의 온도가 동일하지 않고, 램프 302 내에서 온도가 낮아지는 위치가 중앙위치 C1으로부터 벗어난 곳이 되며, 램프 302의 온도분포는 중앙위치 C1에 대해서 양측에서 대칭이 되지 않는다.

한편, 수은은 온도가 낮은 곳으로 모이는 특성이 있다. 이로부터, 전극이 동일한 크기인 램프 301에서는 램프 301의 대략 중앙위치 C1에 수은이 모여서, 램프 301 내의 수은의 분포는 중앙위치 C1에 대해서 대략 양측에서 대칭(동일)이 된다. 이에 대해, 전극이 다른 크기인 램프 302에서는 램프 302의 대략 중앙위치 C1으로부터 벗어난 위치에 수은이 모여서, 램프 302 내의 수은의 분포는 중앙위치 C1에 대해서 그 양측에서 비 대칭(다른)이 된다. 즉, 램프 내에 캐터퍼리시스 현상이 발생하고 있는 것이다.

여기서, 본 발명자들은, 램프의 길이방향의 대략 중앙위치 C1에 수은이 모이는 램프 301, 즉, 양 전극의 콘덴서 용량이 동일한 램프(301)에서는 수은의 분포가 중앙위치 C1을 기준으로 하여 그 양측에서 대략 동일해져서, 휘도 편차의 발생을 억제할 수 있다고 생각하고, 한편, 중앙위치 C1으로부터 일방의 전극(여기에서는 전극 F2) 측으로 벗어난 위치 D2에 수은이 모이는 램프 302, 즉, 양 전극 E2, F2의 콘덴서 용량이 다른 램프에서는 수은의 분포가 중앙위치 C1을 기준으로 하여 그 양측에서 달라서, 캐터퍼리시스 현상이 발생하여 휘도 편차가 커진다고 생각한 것이다.

즉, 본 발명자들은, 휘도의 편차가 커지는 것은 램프의 양측에 있는 양 전극 A, B의 콘덴서 용량의 차이(편차)에 기인하고 있다고 하는 결론에 도달한 것이다. 또한, 도 6의 (b) 및 도 7의 (b)에 도시하는 전위의 분포는 개념 도이며, 콘덴서에서의 위상 차 등은 고려하고 있지 않다.

(제 2 실시 예)

상기 제 1 실시 예에서의 램프(10)는 유리관(100)의 일단(본 발명의 제 1 부위에 상당한다)을 밀봉한 후에 타단 측(본 발명의 제 1 부위에 상당한다)을 밀봉하는 경우에 대하여 설명하였으나, 본 실시 예에서는 유리관의 양단 측(제 1 부위 및 제 2 부위)의 2개소를 대략 동시에 밀봉하는 경우에 대해서 설명한다.

도 8은 제 2 실시 예의 유리벌브의 제조방법을 나타내는 도면이다.

본 실시 예에서는, 먼저, 유리관(500)은 그 유리벌브(15)의 밀봉부위(16, 17)에 대응하는 위치(본 발명의 제 1 부위 및 제 2 부위에 상당한다)에, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이, 비드 유리(522, 524)가 고착되어 있다.

또한, 이 비드 유리(522, 524)는 제 1 실시 예에서 설명한 비드 유리 200과 동일한 것으로, 각각 관통구멍(523, 525)을 구비하며, 예를 들어, 제 1 실시 예에 서 설명한 방법에 의해 고착되어 있다.

이어서, 유리관(500)에서의 밀봉 전의 방전공간(502) 내를 배기하여 감압한 후, 방전매체를 충전하고, 그 상태를 유지한 상태에서, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 유리관(500)에서 비드 유리(522, 524)가 고착된 위치보다 외 측 부분을 가스버너로 팁 오프 밀봉한다. 이에 의해, 도 8의 (c)에 도시한 바와 같이, 유리관(500)의 양단이 가 밀봉되게 된다. 이 가 밀봉된 부분을 가 밀봉부위(504, 506)라 한다.

그리고 각 비드 유리(522, 524)의 관통구멍(523, 525)을, 예를 들어 제 1 실시 예의 폐쇄공정에서 설명한 방법과 동일한 방법으로 가 밀봉부위(504, 506)를 제거하여 관통구멍(523, 525)을 폐쇄한다. 이에 의해, 도 8의 (e)에 도시한 바와 같이, 밀봉부위(552, 556)를 형성하는 동시에 유리벌브(550)가 완성된다.

본 실시 예와 같이, 유리관(500)의 양측을 밀봉하기 위해 비드 유리(522, 524)를 이용하면, 비드 유리(522, 524)의 대향하는 면 사이의 형상이 동일하면, 유리벌브(550)의 단부(552, 556)에서의 내주의 단면(554, 558)의 형상을 정밀도 높게 일치시킬 수 있다.

(변형 예)

이상, 본 발명을 각 실시 예에 의해서 설명하였으나, 본 발명의 내용이 상기 각 실시 예에 제시된 구체 예에 한정되지 않음은 물론이며, 예를 들어, 이하와 같은 변형 예를 실시할 수 있다.

1. 휘도 편차의 억제방법에 대해서

본 발명자들은, 각종 검토에 의해 램프의 양단에서 휘도의 편차가 발생하는 원인이 양 전극의 콘덴서 용량의 차이에 의한 것이라는 사실을 발견하고, 먼저, 콘덴서의 정전용량에 비례하는 전극의 실효면적을 대략 일정하게 하기 위해, 유리벌브에서의 단부의 내주 면의 형상을 대략 일정하게 하는 것을 검토하여, 상기 실시 예에서 설명한 제조방법을 발명하였다.

그러나 실시 예에서 설명한 방법 이외의 방법에 의해서도 전극의 콘덴서용량을 일정하게 하여 휘도 편차를 억제할 수 있다는 사실을 본 발명자들은 알았다.

(1) 전극에 대해서

예를 들어, 전극의 폭을 유리관의 내주 면의 형상에 맞춰서 적절하게 결정하도록 하여, 전극의 실효면적을 대략 일정하게 하도록 해도 된다. 보다 구체적으로는, 도 2에 도시한 바와 같이, 전극의 폭 L1, 혹은 전극의 유리관 단면으로부터의 거리 L2를 변경하면 된다.

또한, 전극의 폭 L1을 변경하는 경우에는, 전극의 폭 L1을 미리 조금 길게 해 두고, 전극에서의 유리벌브의 단면 측에 가까운 부분을 제거하면, 램프의 발광에 영향을 주지 않고 실시할 수 있다.

(2) 유전율에 대해서

실시 예에서는, 유리벌브의 외주 면에 전극을 직접 설치하고 있으나, 예를 들어, 유리관과 전극 사이에 절연 층을 형성하여 유전율을 변경시켜서, 전극의 콘덴서 용량을 대략 일정하게 해도 된다. 이와 같은 절연 층으로는 수지재료가 있으며, 예를 들어, 경화 전의 수지를 도포하거나, 수지에 유리관의 단부를 침적시키거 나, 혹은 반경화상태의 수지필름을 부착함으로써 실시할 수 있다.

2. 램프에 대해서

본 발명의 램프를 적용한 예로 직하 방식의 백라이트 유닛에 대해서 설명을 하였으나, 당연히 도광판 방식의 백라이트 유닛에도 적용할 수 있다. 이 경우, 유리관은 U자 형상 또는 L자 형상으로 만곡한 형상이라도 좋다. 본 발명의 램프는 일반 조명장치의 광원으로도 이용할 수 있다.

3. 전극에 대해서

실시 예에서는, 전극은 도전성의 은 페이스트를 도포하여 구성하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도전성 테이프에 의해 전극을 구성할 수도 있다.

또, 전극은 유리관의 외주 전체에 걸쳐서, 즉, 둘레방향으로 연속하여 형성되어 있으나, 단속적으로 형성함으로써 전극의 실효면적으로 조정해도 된다. 다만, 이 경우에는 전극의 콘덴서용량은 전극이 있는 부분을 대상으로 해야 한다.

또한, 실시 예에서는 각각의 전극은 하나의 전극부로 구성되어 있었으나, 예를 들어, 2 이상의 전극부로 구성해도 된다. 즉, 전극은 2 이상의 전극부를 가지며, 이들 전극부를 유리관의 관 축 방향으로 병렬 형상으로 배치해도 된다. 그리고 하나의 전극부와 유리관의 접촉면적을 조정하여 정전용량이 실질적으로 같아지도록 해도 된다.

또한, 각각의 전극은 하나의 재료(구체적으로는 은 페이스트)에 의해 구성하고 있으나, 2 이상의 재료로 구성해도 된다. 예를 들어, 전극은 제 1 재료로 이루 어지는 제 1 전극부와 제 2 재료로 이루어지는 제 2 전극부를 가지며, 이들 제 1 전극부와 제 2 전극부를 유리관의 관 축 방향으로 병렬로 배치해도 된다. 그리고 일 측의 전극부와 유리관과의 접촉면적을 조정하여 정전용량이 실질적으로 동일하게 해도 된다.

4. 비드 유리에 대해서

(1) 전체 형상

상기 실시 예에서는, 비드 유리는 대략 중앙에 관통구멍을 갖는 원주형상을 하고 있었으나 다른 형상이라도 좋다. 예를 들어, 실시 예에서의 비드 유리의 일 측 단면이 반구 형상을 하고 있어도 좋다. 이 경우, 관통구멍을 폐쇄한 후에 비드 유리의 외부 측 단면의 형상을 용이하게 반구 형상으로 할 수 있다.

(2) 관통구멍에 대해서

실시 예에서는, 비드 유리(200)의 외주 면과 유리관(100)의 내주 면을 전체 둘레에 걸쳐서 융착하고 있다. 그러나 예를 들어, 비드 유리(200)와 유리관(100)을 부분적으로 융착하여, 유리관(100)에서의 비드 유리(200)보다도 내측의 공간과 비드 유리(200)보다도 외 측에 위치하는 공간이 연통되도록(이 부분을 연통부라고 한다) 하면, 비드 유리(200)가 관통구멍을 구비하고 있지 않아도 유리관(100)에서 비드 유리(200)보다 내측 공간에 방전매체를 충전할 수 있고, 실시 예와 마찬가지로, 유리벌브(15)에서의 단부의 내주면 형상을 대략 동일하게 할 수 있다.

도 9는 변형 예에서의 비드 유리를 유리관에 고착한 상태를 나타내는 도면이며, (a)는 비드 유리를 고착한 부분의 종단면도, (b)는 비드 유리를 고착한 부분의 횡단면도이다. 또, 도 10은 변형 예의 밀봉부위의 종단면도이다.

비드 유리(710)는 축 심 방향으로 연장하는 홈(712)을 외주 면에 구비하며, 이 홈(712)이 폐쇄되지 않도록 유리관(700)에 고착되어 있다. 그리고 유리관(700)에서 비드 유리(710)보다 외 측 부분이 가 밀봉된 후에 홈(712)을 폐쇄하면, 도 10에 도시한 바와 같이, 유리관(700)의 단부(720)를 밀봉할 수 있다. 또한, 홈(712)을 완전하게 메우기 위해서는 비드 유리(710)의 방전공간 측의 단부 가장자리 측도 가열할 필요가 있다.

(3) 재료

상기 실시 예에서는 인서트로 유리관(100, 500)과 동일한 재질의 비드 유리(200, 522, 524)를 사용하였으나, 본 발명의 인서트는 비드 유리에 한정되는 것은 아니며, 열팽창계수가 유리관과 동일한 정도의 유리재료이면 된다. 이 경우, 밀봉부위의 누설에 대한 신뢰성 등에 문제는 없다.

상기 실시 예에서는 백라이트 유닛의 케이스를 금속재료로 구성하고 있었으나 다른 재료를 이용하여 구성해도 된다. 다른 재료로는, 예를 들어, 폴리에틸렌 텔리프탈레이트(PET) 등의 수지재료를 사용해도 된다. 다른 수지재료를 사용해도 됨은 당연하다.

5. 휘도 편차에 대해서

상기 제 1 실시 예에서는 유리벌브(15)의 양측 전극의 콘덴서 용량의 편차가 약 9.8%이었으나, 이 편차는 양 콘덴서의 용량이 작은 쪽의 값에 대해서 10% 이내이면 된다. 이는, 콘덴서 용량의 편차가 10% 이내에서 발생하는 휘도 편차(이때의 휘도 편차는, 후술하는 도 11에서는 7.5% 이내가 된다)에서는 인간의 눈으로 확인할 수 없기 때문이다.

또한, 예를 들어, 백라이트 유닛에 사용되는 램프에서는 확산 판과 함께 사용되는 경우가 많으며, 이 경우, 램프의 휘도 편차가 10% 정도까지이면 실용상 문제가 없다. 이와 같이 휘도 편차가 10% 이내가 되는 것은, 후술하지만, 콘덴서 용량의 편차가 20% 이내이다.

이하, 20% 이내이면 좋은 이유에 대해서 설명한다.

도 11은 전극의 콘덴서 용량의 편차와 휘도 편차의 관계를 측정한 실험결과를 나타내는 도면이다. 또한, 도면에서는 전극의 콘덴서 용량의 편차를 「콘덴서 용량 편차」로 표시하고 있다.

동 도면 중의 콘덴서 용량 편차는 양측 전극의 콘덴서 용량 중 큰 쪽의 최대 콘덴서 용량 C1과 작은 쪽의 최소 콘덴서용량 C2로부터 이하와 같이 산출하고 있다.

콘덴서 용량 편차=(최대 콘덴서 용량 C1-최소 콘덴서용량 C2)/최소 콘덴서 용량 C2

마찬가지로, 휘도 편차는 램프 점등시에 가장 밝은 개소 부근의 최대 휘도 l1과 가장 어두운 개소 부근의 최소 휘도 l2로부터 이하와 같이 산출하고 있다.

휘도 편차=(최대 휘도 l1-최소 휘도 l2)/최소 휘도 l2

램프의 휘도 편차와 콘덴서 용량의 편차는, 도 11에 도시한 바와 같이, 대략 선형인 관계에 있으며, 램프의 휘도 편차를 Y, 콘덴서 용량 편차를 X라고 하면, 양 자는,

Y=0.2562*X+4.97

의 관계에 있다.

그래서 램프의 휘도 편차가 10% 이내가 되는 콘덴서 용량의 편차는 20% 이하라는 것을 도 11로부터 알 수 있다. 또한, 예를 들어, 콘덴서 용량의 편차를 10% 이하로 하면 램프의 휘도 편차를 7.5% 이내로 억제할 수 있어서, 백라이트 유닛으로서 훨씬 고품질화를 도모할 수 있다.

6. 감압/충전공정

상기 실시 예에서는, 감압공정의 최초, 즉, 유리관(100, 500)의 내부를 감압하기 전에 수은 체(250)를 유리관(100, 500)의 내부에 배치하고, 밀봉 전의 방전공간(106, 502)에 대한 수은의 충전은 비드 유리(200, 522, 524)의 관통구멍(210, 523, 525)을 폐쇄하기 전에 하고 있다.

그러나 밀봉 전의 방전공간에 대한 수은의 충전을 유리관의 단부를 가 밀봉하기 전에 행하고, 이 상태에서 가 밀봉 및 비드 유리의 관통구멍의 폐쇄를 해도 좋다. 혹은, 밀봉 전의 방전공간에 대한 수은의 충전은 유리관에서 비드 유리가 고착되어 있는 측의 단부의 가 밀봉시에 대략 동시에 해도 좋다.

이와 같이, 밀봉 전의 방전공간에 대한 수은의 충전은, 비드 유리가 관통구멍을 폐쇄할 때에, 밀봉 전의 방전공간 내에 수은이 충전되면 되며, 그 충전 타이밍은 유리관의 가 밀봉시의 전후를 불문한다.

또한, 본 발명에서 말하는 「감압/충전공정」은, 유리관 내를 감압하여, 방 전공간 내에 봉입하기 위한 수은(실시 예에서는 수은 체)과 희 가스를 충전하는 공정을 의미하는 것으로 한다.

7. 가 밀봉공정에 대해서

상기 실시 예에서는, 비드 유리(200, 522, 524)의 관통구멍(210, 523, 525)을 폐쇄하는 폐쇄공정 전에 하고 있었으나, 가 밀봉공정을 생략하고, 감압/충전공정 후에 폐쇄공정을 행하도록 해도 램프의 제조는 가능하다. 다만, 이 경우, 수은의 밀봉 전의 방전공간에 대한 수은의 충전은 당연히 비드 유리의 관통구멍을 폐쇄하기 전에 행할 필요가 있다.

8. 폐쇄공정에 대하여

상기 실시 예에서는, 폐쇄공정에서 가 밀봉부위를 제거하고 있으나, 비드 유리의 관통구멍을(본 발명의 고착공정에서 유리관의 내부와 외부를 연통시키고 있던 부분에 상당한다) 폐쇄할 수 있으면 제거하지 않아도 된다. 다만, 제거한 쪽이 램프의 전체 길이가 짧아지는 것은 말할 필요도 없다.

본 발명은 캐터퍼리시스 현상이 발생하기 어려운 외부 전극형 방전램프로 이용할 수 있다.

Claims (10)

1. 유리관의 양단이 밀봉되어 형성된 방전공간에 방전매체가 봉입 되는 동시에 당해 유리관의 양단 측의 외주에 전극을 구비하며, 점등 중에는, 각 전극과, 당해 각 전극과 방전공간 사이에 개재하는 유리관이 등가 적으로 제 1 콘덴서와 제 2 콘덴서로서 기능을 하는 유전체 배리어 방전형(dielectric barrier discharge type)의 외부 전극형 방전램프에 있어서,

   상기 제 1 콘덴서와 상기 제 2 콘덴서의 정전용량이 실질적으로 동일해지도록 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 외부 전극형 방전램프.
2. 청구항 1에 있어서,

   양 정전용량의 차가, 작은 쪽의 정전용량에 대해서 20% 이내인 것을 특징으로 하는 외부 전극형 방전램프.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

   상기 유리관의 단부의 내주 면에서의 상기 전극에 대응하는 각 부분의 형상이 실질적으로 일치하고 있는 것을 특징으로 하는 외부 전극형 방전램프.
4. 유리관의 제 1 부위와 제 2 부위를 밀봉함으로써 유리관 내의 방전공간에 감압상태로 방전매체가 충전되어 이루어지는 외부 전극형 방전램프의 제조방법으로,

   상기 제 1 부위의 밀봉은,

   상기 제 2 부위를 밀봉한 때의 상기 방전공간에 면하는 부분과 대략 동일한 형상을 갖는 단면을 구비하는 인서트(insert)를, 상기 단면이 상기 방전공간에 면하는 자세로, 유리관의 내부와 외부를 연통시킨 상태에서 상기 제 1 부위의 내주 면에 고착하는 고착공정과,

   상기 유리관 내를 감압하여 방전매체를 충전하는 감압/충전공정과,

   상기 고착공정에서 유리관의 내부와 외부를 연통시키고 있던 부분을 폐쇄하는 폐쇄공정을 거쳐서 이루어지는 것을 특징으로 하는 외부 전극형 방전램프의 제조방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 충전공정과 상기 폐쇄공정 사이에, 인서트(insert)가 고착된 유리관에서의 당해 인서트의 외부 측 부위를 가 밀봉(tentatively sealing)하는 가 밀봉공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 전극형 방전램프의 제조방법.
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 인서트는 당해 인서트의 단면 사이를 관통하는 관통구멍을 구비하며, 상기 고착공정에서 인서트의 외주 면과 유리관의 내주 면을 전체 둘레에 걸쳐서 용착하고,

   폐쇄공정에서는 상기 관통구멍을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 외부 전극형 방전램프의 제조방법.
7. 청구항 4에 있어서,

   상기 인서트는 상기 유리관과 대략 동일한 성분을 포함하는 유리에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 외부 전극형 방전램프의 제조방법.
8. 청구항 4 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제 2 부위는 팁 오프 밀봉(tip-off sealing)되어 있고, 상기 제 1 부위의 밀봉은 상기 제 2 부위가 밀봉된 후에 이루어지는 것을 특징으로 하는 외부 전극형 방전램프의 제조방법.
9. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 기재된 외부 전극형 방전램프를 광원으로 구비하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
10. 청구항 9에 있어서,

    복수의 상기 외부 전극형 방전램프를 이용한 직하 방식(direct-type)인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.

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