KR20070084116A - Cold cathode fluorescent lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 내부가 형광 재료로 코팅되며 자외선을 발광하는 충전 가스 성분을 포함하는 방전 용기(discharge vessel)와; Mo, W, Nb, Ta 및 이들의 합금으로 구성되는 집합으로부터 선택된 재료를 포함하는 2개 또는 그 이상의 중공 음극(hollow cathode)과; Mo, W 및 이들의 합금으로 구성되는 집합으로부터 선택된 재료를 포함하는 2개 또는 그 이상의 전류 리드스루 핀(current leadthrough pin)을 필수적으로 포함하는 냉음극 형광램프(cold-cathode fluorescent lamp)에 대한 것이다. The present invention includes a discharge vessel coated with a fluorescent material therein and comprising a charge gas component for emitting ultraviolet light; Two or more hollow cathodes comprising a material selected from the group consisting of Mo, W, Nb, Ta and alloys thereof; For a cold-cathode fluorescent lamp comprising essentially two or more current leadthrough pins comprising a material selected from the group consisting of Mo, W and alloys thereof. .
냉음극 형광램프는 액정 표시장치를 위한 백라이팅(backlighting)으로서 사용된다. 이 경우에, 저압 수은 방전은 자외선을 생성하며, 자외선은 방전 용기의 내부에 도포된 형광층에 의해 가시광선으로 변환된다. 방전 용기는 예를 들어 보로실리케이트 유리(borosilicate glass)와 같은 경질유리를 일반적으로 포함하며 통상 튜브형이다. 램프 종류에 따라 다양한 형상을 갖는 전극은 튜브 단부의 영역에 배치된다. 예를 들어 Ba, Sr, 희토류 금속 또는 이트륨(yttrium)을 포함하고 전극 표면에 도포되는 발광 증진 물질(emission-promoting substance)을 사용함으로 인하여, 전자 일함수(electron work function)가 감소될 수 있다. 전극과의 접촉은 전류 리드스루 핀에 의하여 이루어진다. 이들 전류 리드스루 핀들은 압착 밀봉 공정(pinch-sealing process) 또는 용융 밀봉 공정(fuse-sealing process)에 의하여 진공 기밀 방식으로 방전 용기에 접합된다. 이러한 영역은 유리/금속 압착 밀봉부(glass/metal pinch seal)로 언급된다. 일반적으로, 제1 단계에서 전류 리드스루 핀은 용융된 유리 링에 의해 제조되는 유리비드(glass bead)를 구비한다. 이러한 공정은 글레이징(glazing)으로 언급된다. 이후 단계로서, 유리비드는 압착 밀봉 공정 또는 용융 밀봉 공정에 의해 방전 용기에 접합된다. 유리와 조화되는 낮은 열팽창 계수를 갖는 Fe-Ni-Co (Kovar) 재료, 몰리브덴, 텅스텐은 전도를 위한 재료로서 사용된다. Cold cathode fluorescent lamps are used as backlighting for liquid crystal displays. In this case, the low pressure mercury discharge generates ultraviolet light, which is converted into visible light by a fluorescent layer applied inside the discharge vessel. The discharge vessel generally comprises hard glass, for example borosilicate glass, and is usually tubular. Depending on the lamp type, electrodes having various shapes are arranged in the region of the tube end. For example, by using an emission-promoting substance comprising Ba, Sr, rare earth metal or yttrium and applied to the electrode surface, the electron work function can be reduced. Contact with the electrode is made by a current leadthrough pin. These current lead-through pins are joined to the discharge vessel in a vacuum tight manner by a pinch-sealing process or a fuse-sealing process. This area is referred to as a glass / metal pinch seal. In general, in the first step, the current lead-through pins have glass beads made by molten glass rings. This process is referred to as glazing. As a subsequent step, the glass beads are bonded to the discharge vessel by a press sealing process or a melt sealing process. Fe-Ni-Co (Kovar) materials, molybdenum and tungsten with low coefficients of thermal expansion compatible with glass are used as materials for conduction.
냉음극 형광램프의 소형화는 액정 표시장치의 소형화와 관련된다. 이는 일본 특허 공보 JP 1-51148호에 개시된 바와 같이 중공 음극의 도입으로 이어진다. 니켈은 중공 음극을 위한 재료로서 일반적으로 사용된다. 니켈 중공 음극은 Kovar 을 포함하는 전류 리드스루(current leadthrough)에 용접된다. 하지만, 니켈의 스퍼터링 저항은 추가적인 소형화에 부적합하다. 이러한 이유로 인하여, 니오븀, 탄탈륨(tantalum), 텅스텐 또는 몰리브덴과 같이 스퍼터링에 대해 보다 큰 저항을 갖는 재료가 중공 음극으로 제안된다. 이들 재료는 몰리브덴, 텅스텐 또는 Kovar 을 포함하는 전류 리드스루 핀에 접합된다. 몰리브덴과 텅스텐은 높은 수준의 열전도율로 인해 이러한 경우에 바람직하다. 텅스텐과 몰리브덴의 높은 용융점과 고유 취성으로 인하여, 직접 용접은 매우 난해하고 상당한 정도의 복잡함을 갖고만 가능하다. 아울러, 포트(pot)의 재결정(recrystallization)화와 이와 관련된 취 화(embrittlement)는 피할 필요가 있다. 따라서, 열 입력의 양은 최대한 낮게 유지될 필요가 있다. 아울러, 개별 부재의 정확한 위치는 접합 공정 중에 매우 중요한데, 왜냐하면 이러한 방식에 의해서만 부재의 좁은 허용오차가 달성될 수 있기 때문이다. Miniaturization of cold cathode fluorescent lamps is associated with miniaturization of liquid crystal displays. This leads to the introduction of a hollow cathode as disclosed in Japanese Patent Publication JP 1-51148. Nickel is commonly used as a material for hollow cathodes. Nickel hollow cathodes are welded to current leadthroughs including Kovar. However, the sputtering resistance of nickel is unsuitable for further miniaturization. For this reason, materials having higher resistance to sputtering, such as niobium, tantalum, tungsten or molybdenum, are proposed as hollow cathodes. These materials are bonded to current leadthrough pins that include molybdenum, tungsten or Kovar. Molybdenum and tungsten are preferred in this case because of their high level of thermal conductivity. Due to the high melting point and inherent brittleness of tungsten and molybdenum, direct welding is very difficult and only possible with considerable complexity. In addition, recrystallization of the pot and its associated embrittlement need to be avoided. Therefore, the amount of heat input needs to be kept as low as possible. In addition, the exact position of the individual members is very important during the joining process, because only in this way narrow tolerances of the members can be achieved.
따라서, 본 발명의 목적은 냉음극 형광램프를 제공하는 것으로서, 상기 냉음극 형광램프는 높은 수준의 스퍼터링 저항을 갖는 중공 음극과 전류 리드스루 핀을 구비하며, 상기 중공 음극과 전류 리드스루(current leadthrough) 사이의 접합이 비용 효율적이고 신뢰 가능한 방식으로 수행되는 것이 가능하다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a cold cathode fluorescent lamp, the cold cathode fluorescent lamp having a hollow cathode and a current lead-through pin having a high level of sputtering resistance, the hollow cathode and current leadthrough (current leadthrough) It is possible that the joining between the two) is performed in a cost effective and reliable manner.
상기 목적은 특허청구범위 제1항의 특징부에 의해 달성된다. 이러한 경우에 있어서, 중공 음극은 전류 리드스루 핀에 직접적으로 접합되지 않으며, 포트 또는 슬리브를 통해 접합이 일어난다. 이러한 경우에 있어서, 포트는 전류 리드스루 핀의 직경에 비해 약간 큰 내경을 갖는다. 포트의 높이는 0.5 × 포트의 직경과 4 × 포트의 직경 사이에서 변동한다. This object is achieved by the features of claim 1. In this case, the hollow cathode is not directly bonded to the current leadthrough pin, but bonding occurs through a port or sleeve. In this case, the port has a slightly larger inner diameter than the diameter of the current leadthrough pin. The height of the pot fluctuates between 0.5 × port diameter and 4 × port diameter.
제1 공정 단계에 있어서, 포트는 중공 음극 또는 전류 리드스루 핀에 접합된다. 포트와 중공 음극은 각각 원통형 영역과 바닥 영역을 갖는다. 포트와 중공 음극 사이의 접합은 바닥 측면 상에서 각각의 경우에 발생한다. 포트는 중공 음극과 비교시 상당히 낮은 용융점을 갖는 재료를 바람직하게 포함한다. 열의 도입은 중공 음극이 몰리브덴 또는 텅스텐을 포함하는 경우에 예를 들어 레이저 또는 저항 용접에 의해 발생할 수 있으며, 열의 도입 수준이 낮아서 중공 음극의 용융 및 재결정화가 방지될 수 있다. 하지만, 접합 공정 중에, 열의 입력이 발생하는 포트의 영역은 부분적으로 용융할 수 있다. In a first process step, the port is bonded to a hollow cathode or current leadthrough pin. The port and the hollow cathode each have a cylindrical region and a bottom region. Bonding between the port and the hollow cathode occurs in each case on the bottom side. The pot preferably comprises a material having a significantly lower melting point compared to the hollow cathode. The introduction of heat can occur by, for example, laser or resistance welding when the hollow cathode comprises molybdenum or tungsten, and the level of heat introduction can be low to prevent melting and recrystallization of the hollow cathode. However, during the joining process, the area of the port where heat input occurs may partially melt.
포트는 전류 리드스루 핀에 먼저 접합될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 포트는 전류 리드스루 핀의 일 단부 상으로 회전된다. 예를 들어 레이저 또는 저항 용접에 의한 열의 도입은 포트의 원통부 또는 바닥 측면부 상에서 발생할 수 있다. 이러한 제1 접합 공정 이후에, 제1 접합 단계에 의해 발생되는 중공 음극 또는 전류 리드스루 핀으로의 부재의 제2 접합 공정은 유사한 방식으로 일어난다. The port may be first bonded to the current leadthrough pin. In this case, the port is rotated on one end of the current leadthrough pin. The introduction of heat, for example by laser or resistance welding, can occur on the cylindrical or bottom side of the port. After this first joining process, the second joining process of the member to the hollow cathode or current lead-through pin generated by the first joining step takes place in a similar manner.
이러한 방식으로 제조된 부재에 따르면, 열의 입력은 취화를 방지하기 위해 매우 낮게 유지될 수 있다. 아울러, 포트 내의 전류 리드스루 핀의 위치 배치 역시 간단하다. 따라서, 본 발명에 따른 부재를 구비한 냉음극 형광램프는 진동이 발생하는 경우에도 사용 수명의 감소가 일어나지 않는다. According to the member manufactured in this way, the heat input can be kept very low to prevent embrittlement. In addition, the positioning of the current lead-through pins in the port is simple. Therefore, the cold cathode fluorescent lamp with the member according to the present invention does not reduce the service life even when vibration occurs.
이러한 장점들은 슬리브를 사용하는 경우에 발생될 수도 있다. 이러한 경우에 있어서, 슬리브는 예를 들어 다양한 직경을 갖는 플랜지 또는 영역을 구비할 수 있는 양 단부가 개방된 소형 튜브인 것으로 이해된다. 전류 리드스루 핀과 중공 음극 사이에서 간단한 방식으로 생성되는 접합은 원통형 영역과 플랜지 영역을 구비하는 슬리브에 의해 달성될 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 전류 리드스루 핀은 상기 슬리브의 원통형 영역에 삽입된다. 접합 공정을 위한 열의 입력은 레이저 또는 저항 용접 기술에 의하여 바람직하게 발생한다. 이러한 경우에 있어서, 원통형 영역의 내벽은 전류 리드스루 핀에 접합된다. 슬리브의 플랜지는 이후 가공 단계에서 중공 음극의 바닥에 접합된다. These advantages may arise when using a sleeve. In this case, it is understood that the sleeve is a small tube which is open at both ends, for example, which may have flanges or regions with various diameters. The junction created in a simple manner between the current leadthrough pin and the hollow cathode can be achieved by a sleeve having a cylindrical region and a flange region. In this case, the current leadthrough pin is inserted into the cylindrical region of the sleeve. The input of heat for the joining process is preferably generated by laser or resistance welding techniques. In this case, the inner wall of the cylindrical region is joined to the current leadthrough pin. The flange of the sleeve is then joined to the bottom of the hollow cathode in the processing step.
슬리브는 서로 다른 직경을 갖는 2개의 영역을 바람직하게 구비할 수도 있다. 이러한 경우에 있어서, 제1 영역은 전류 리드스루 핀의 직경에 비해 약간 큰 직경을 갖는다. 이어서, 이러한 영역은 전류 리드스루 핀에 유사하게 접합된다. 제2 영역은 중공 음극의 직경에 비해 약간 큰 직경을 갖는다. 이러한 영역은 바닥부에 인접한 중공 음극의 원통형 영역에 접합된다. 예를 들어, 접합 공정은 레이저 또는 저항 용접 기술에 따른 열 입력에 인한 중공 음극의 용융 및 재결정화가 방지되도록 차례로 수행된다.The sleeve may preferably comprise two regions having different diameters. In this case, the first region has a diameter slightly larger than the diameter of the current leadthrough pin. This region is then similarly bonded to the current leadthrough pin. The second region has a diameter slightly larger than the diameter of the hollow cathode. This region is joined to the cylindrical region of the hollow cathode adjacent the bottom. For example, the joining process is performed in order to prevent melting and recrystallization of the hollow cathode due to heat input according to laser or resistance welding techniques.
전류 리드스루 핀은 전력 공급 핀에 종래 방식대로 접합된다. 다만, 전류 리드스루 핀의 경우 핀과 유리의 열팽창률에 대한 요구 사항이 재료의 선택을 유사하게 상당히 제한하지만, 이것은 램프의 외부에 위치한 전력 공급 핀에는 적용되지 않는다. 일반적으로, 구리-클래드 와이어(copper-clad wire)(Dumet)는 전력 공급 핀을 위해 사용된다. 이러한 구리-클래드 와이어는 이른바 콤비네이션 핀(combination pin)을 형성하기 위해 전력 리드스루 핀과 같은 높이로 용접된다. 공정 기술의 측면에서는, 전류 리드스루 핀과 중공 음극 사이의 접합 전에 전류 리드스루 핀과 전력 공급 핀 사이의 접합을 수행하는 것이 보다 바람직하며, 다시 말해서 전술한 공정을 위한 콤비네이션 핀을 사용하는 것이 보다 바람직하다. Ni, Fe, Co 및 이들의 합금은 포트 또는 슬리브용으로 특히 바람직한 재료인 것으로 입증되었다. The current leadthrough pin is bonded in a conventional manner to the power supply pin. However, in the case of current lead-through fins, the requirements for thermal expansion coefficients of the fins and glass similarly limit the choice of materials, but this does not apply to power supply fins located outside the lamp. In general, copper-clad wire (Dumet) is used for the power supply pins. These copper-clad wires are welded to the same height as the power lead-through pins to form the so-called combination pins. In terms of process technology, it is more desirable to perform the junction between the current leadthrough pin and the power supply pin prior to the junction between the current leadthrough pin and the hollow cathode, that is to say using a combination pin for the process described above. desirable. Ni, Fe, Co and their alloys have proven to be particularly preferred materials for pots or sleeves.
본 발명은 도면을 참조로 하여 아래에 보다 자세하게 설명된다.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.
도 1은 냉음극 형광램프의 개략도를 도시하며,1 shows a schematic diagram of a cold cathode fluorescent lamp,
도 2는 전류 리드스루 핀과 중공 음극 사이의 본 발명에 따른 접합을 단면도로 도시하며,2 shows, in cross section, a junction according to the invention between a current leadthrough pin and a hollow cathode,
도 3은 전류 리드스루 핀과 중공 음극 사이의 본 발명에 따른 접합을 단면도로 도시하며,3 shows, in cross section, a junction according to the invention between a current leadthrough pin and a hollow cathode,
도 4는 전류 리드스루 핀과 중공 음극 사이의 본 발명에 따른 접합을 단면도로 도시한다.4 shows, in cross section, a junction according to the invention between a current leadthrough pin and a hollow cathode.
도 1은 냉음극 형광램프(1)의 필수 부재들을 도시하는 도면으로서, 다시 말해서 내부가 형광 물질(2)로 코팅된 방전 용기(3), 중공 음극(4), 전류 리드스루 핀(current leadthrough pin)(5) 및 전력 공급 핀(20)을 도시한다.FIG. 1 is a view showing essential members of a cold cathode fluorescent lamp 1, that is, a
포트(6)와 슬리브(7)는 디프 드로잉 가공(deep-drawing)에 의해 다양하게 제조된다. The
도 2에 도시된 바와 같은 부재의 제조:Preparation of the member as shown in FIG. 2:
포트(6)와 중공 음극(4) 사이의 접합은 바닥면(10)의 중공 음극(4)의 외부 바닥면(11)에 레이저 용접함으로써 수행된다. 이후 포트(6) 내부로 도입되는 전력 공급 핀(5)은 레이저 용접에 의해 상기 포트(6)의 원통형 벽(8)에 접합된다. 대안으로, 이것은 전력 공급 핀을 포트의 내부 바닥면(10)에 접합함으로써도 발생한다. 또 다른 제조 방식은 먼저 포트(6)가 레이저 용접에 의하여 전력 공급 핀(5)에 접합됨으로써 일어난다. 이어서, 중공 음극(4)이 레이저 용접에 의하여 유사한 방식 으로 포트(6)에 접합되고, 포트(6)의 바닥면(10)이 중공 음극(4)의 외부 바닥면(11)에 접합된다. Bonding between the
도 3에 도시된 바와 같은 부재의 제조:Preparation of the member as shown in FIG. 3:
슬리브(7)와 중공 음극(4) 사이의 접합은 레이저 용접에 의해 수행되며, 플랜지(13)는 중공 음극(4)의 바닥면(11)에 접합된다. 이후 원통형 영역(12)으로 도입되는 전류 리드스루 핀(5)은 슬리브(7)의 원통형 영역(12)에 접합된다. The joining between the
도 4에 도시된 바와 같은 부재의 제조:Preparation of the member as shown in FIG. 4:
또 다른 변형예에 있어서, 슬리브(7)는 레이저 용접에 의하여 전류 리드스루 핀(5)에 접합되고, 상기 슬리브(7)의 원통형 영역(15)은 전력 공급 핀(5)에 접합된다. 이후, 슬리브(7)로의 중공 음극(4)의 접합이 레이저 용접에 의해 수행되며, 전이 영역(17)은 중공 음극(4)의 외부 바닥면(11)에 접합된다. 또 다른 변형예에 있어서, 슬리브(7)의 원통형 영역(16)의 내부 원통형 벽(19)은 레이저 용접에 의하여 중공 음극(4)에 접합된다. In a further variant, the
본 발명은 냉음극 형광램프에 이용될 수 있다.The present invention can be used in cold cathode fluorescent lamps.
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