KR100682313B1 - Electrode of cold cathode fluorescent lamp and method for thereof - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 냉음극 형광램프의 전극을 설명하기 위해 도시한 도면.1 is a view showing for explaining the electrode of the cold cathode fluorescent lamp of the present invention.
도 2는 본 발명의 냉음극 형광램프의 전극을 도시한 도면.2 is a view showing an electrode of a cold cathode fluorescent lamp of the present invention.
도 3은 본 발명의 냉음극 형광램프의 전극의 일부의 단면도.3 is a cross-sectional view of a part of an electrode of a cold cathode fluorescent lamp of the present invention.
도 4은 본 발명의 냉음극 형광램프의 전극 제조방법의 플로우를 나타내는 챠트.4 is a chart showing a flow of an electrode manufacturing method of a cold cathode fluorescent lamp of the present invention.
본 발명은 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp;CCFL)의 전극에 관한 것으로, 특히 몰리브덴 재질로 소결 성형되는 냉음극 형광램프의 전극 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode of a cold cathode fluorescent lamp (CCFL), and more particularly to an electrode of a cold cathode fluorescent lamp sintered and molded of molybdenum material and a method of manufacturing the same.
냉음극 형광램프는 액정표시 장치 등의 백라이트 유닛(back light unit)으로 널리 사용된다. 냉음극 형광램프는 내면에 형광물질이 도포된 유리 튜브와 그 양단에 전극이 각각 고정 배치되고, 튜브 내부에는 전극의 방전에 여기되는 수은이 봉입되어 있는 구조를 갖는다.Cold cathode fluorescent lamps are widely used as a backlight unit (back light unit), such as a liquid crystal display device. The cold cathode fluorescent lamp has a structure in which a glass tube coated with a fluorescent material on its inner surface and electrodes are fixedly disposed at both ends thereof, and a mercury excited to discharge the electrode is enclosed in the tube.
이와 같은 냉음극 형광램프는 유리 튜브 양단에 배치된 전극 간의 방전에 의해 수은이 여기되고, 여기된 수은 전자에 의해 발생된 자외선이 튜브 내면에 도포된 형광물질과 충돌하여 가시광선을 발생시키게 된다. 이러한 냉음극 형광램프는 특히 액정표시 장치의 백라이트 유닛으로 사용되기 위해서는 아주 작은 직경이어야 한다. 따라서 높은 정밀도가 요구되어 제조가 매우 까다롭다.In such a cold cathode fluorescent lamp, mercury is excited by the discharge between the electrodes disposed at both ends of the glass tube, and ultraviolet rays generated by the excited mercury electrons collide with the fluorescent material coated on the inner surface of the tube to generate visible light. Such cold cathode fluorescent lamps have to be of very small diameter, in particular to be used as backlight units of liquid crystal displays. Therefore, high precision is required and manufacturing is very demanding.
그런가 하면, 냉음극 형광램프는 그 전극의 조건에 의해 많은 영향을 받는다. 이를테면, 냉음극 형광램프의 전극은 가능한한 단면적을 크게 하여야 한다. 단면적이 작으면 수은 소모량이 크게 되어 수명이 그만큼 짧아지기 때문이다.In addition, the cold cathode fluorescent lamp is greatly affected by the conditions of the electrode. For example, the electrodes of cold cathode fluorescent lamps should be as large as possible in cross-sectional area. If the cross-sectional area is small, the mercury consumption is large, and the life is shortened.
또한, 전극의 재료 역시 중요한 요소이다. 전극 재료로서 알루미나와 텅스텐이 사용되기도 하지만, 지금 시점에서 이들 재료는 적합한 재료라고 할 수 없다. 알루미나는 수은 소모량이 너무 많고, 텅스텐은 그 재질 특성상 기계적인 가공성이 떨어져서 단면적을 크게 하기가 어렵기 때문이다. 그런 맥락에서 상술한 알루미나및 텅스텐 보다 좋은 조건을 가지고 있는 니켈이 냉음극 형광램프의 전극에 많이 이용되어 왔다. 그러나, 니켈은 융점이 대략 1500℃ 이하로 낮고, 가속된 전자의 충돌에 의해 니켈 입자들이 떨어져 나오게 되어 수명이 저하되는 단점이 있다.In addition, the material of the electrode is also an important factor. Alumina and tungsten are also used as electrode materials, but these materials are not suitable materials at this time. This is because alumina consumes too much mercury, and tungsten is difficult to increase its cross-sectional area due to its poor mechanical processability due to its material properties. In that context, nickel, which has better conditions than the above-mentioned alumina and tungsten, has been widely used for the electrodes of cold cathode fluorescent lamps. However, nickel has a disadvantage that the melting point is lower than approximately 1500 ° C. or lower, and the nickel particles fall off due to accelerated collision of electrons, thereby degrading the service life.
이러한 문제들을 해결하는 재료로서 몰리브덴이 많이 사용되고 있다. 그러나, 몰리브덴은 양호한 일함수(4.3eV)와 충돌에 대한 저항성이 높음으로써 냉음극 형광램프용으로 적합하지만, 대략 2610℃의 고융점을 가짐으로써 형상 가공에 상당히 어려움이 따르고 있다. 몰리브덴을 채용하는 기존의 방식은 대개 플라즈마 도금법 등을 이용하여 몰리브덴을 단지 표면에 도금하거나, 몰리브덴계 합금판을 딥드 로잉하는 기계적인 형상 가공을 행하는 것이 주류였다. 전자의 도금 방식은 표면에만 몰리브덴이 입혀지기 때문에, 그 특성상 수명이 길지못하고, 후자의 기계적인 형상 가공은 파단 등이 발생하는 등의 가공상의 문제점이 있다. 더욱이, 딥드로잉 가공은 프레싱되는 몰리브덴 판재에 있어서 전극 부위 외의 나머지 부분들이 소모적으로 남겨지게 되는 문제점도 있다.Molybdenum is widely used as a material to solve these problems. However, molybdenum is suitable for cold cathode fluorescent lamps due to its good work function (4.3 eV) and high resistance to collisions, but has a high melting point of approximately 2610 ° C., which leads to considerable difficulty in shape processing. In the conventional method of adopting molybdenum, it has been mainly used to perform mechanical shape processing by simply plating molybdenum on the surface or by deep drawing molybdenum-based alloy plates by using a plasma plating method or the like. In the former plating method, since molybdenum is coated only on the surface, its life is not long, and the latter mechanical shape machining has problems in processing such as breaking or the like. Moreover, the deep drawing process also has a problem in that the remaining portions other than the electrode portions in the molybdenum sheet to be pressed are consumed.
본 발명은 세경 구조를 갖는 냉음극 형광램프에 적합하도록 몰리브덴 재료로 소결 성형된 전극을 제공하는 데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an electrode sintered and formed of molybdenum material to be suitable for a cold cathode fluorescent lamp having a narrow diameter structure.
본 발명은 다른 목적은, 상술한 개선된 냉음극 형광램프의 전극을 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing the electrode of the above-described improved cold cathode fluorescent lamp.
상술한 목적에 따른 본 발명의 냉음극 형광램프의 전극은, 컵 형상의 몸체, 몸체의 바닥면 부위에 연결되는 리드부, 리드부의 일부분을 감싸도록 형성되는 비드글라스를 포함하는 냉음극 형광 램프의 전극으로서, 컵 형상의 몸체는 몰리브덴 재료로 소결 성형된 것을 특징으로 한다.Electrode of the cold cathode fluorescent lamp of the present invention according to the above object, the cup-shaped body, a lead portion connected to the bottom portion of the body, the cold cathode fluorescent lamp comprising a bead glass formed to surround a portion of the lead portion As an electrode, the cup-shaped body is characterized by being sintered and molded of molybdenum material.
여기에서 컵 형상의 몸체는 바람직하게 99%의 순도를 가지는 몰리브덴 재료인 것을 특징으로 한다.The cup-shaped body here is characterized in that it is a molybdenum material having a purity of 99%.
또한, 리드부는 전극이 형광튜브의 양단에 장착될 때, 형광튜브의 내부에 위 치하는 이너 리드와, 형광튜브의 외부에 위치하는 아웃 리드로 이루어지고, 이너 리드는 표면에 많은 요철이 형성된 몰리브덴 선인 것을 특징으로 한다.In addition, when the electrode is mounted on both ends of the fluorescent tube, the lead portion is composed of an inner lead positioned inside the fluorescent tube and an out lead positioned outside the fluorescent tube, and the inner lead has molybdenum having many irregularities formed on its surface. It is characterized by being a line.
또한, 본 발명의 다른 목적에 따른 냉음극 형광 램프의 전극의 제조방법은, 몰리브덴 분말을 준비하는 단계; 몰리브덴 분말로 컵 형상의 몸체를 소결 성형하는 단계; 및 몸체의 바닥면에 이너 리드를 부착하는 단계를 포함한다.In addition, the manufacturing method of the electrode of the cold cathode fluorescent lamp according to another object of the present invention, preparing a molybdenum powder; Sintering the cup-shaped body with molybdenum powder; And attaching the inner lead to the bottom surface of the body.
여기에서 몸체를 소결 성형하는 단계는, 몰리브덴 분말을 컵 형상물로 가압 성형하는 단계; 및 가압 성형된 컵 형상물을 소정 온도로 가열하는 단계를 포함한다. 이때 전극의 컵 형태는, 전자 방출로 인한 몰리브덴의 침식으로부터 전극의 안전한 수명을 유지하기 위하여 컵형상 전극의 하부면 부위의 두께를 컵전극 측면보다 두껍게 한다. 이때의 하부면 부위는 하부면 자체와 하부면의 모서리 부분의 측면 부위까지 포함하는 것이다. 또한, 하부면 외부에 반구형 돌출부를 형성하여 리드선 용접을 용이하게 하며 용접으로 인한 형상의 변형과 불량을 방지하도록 한다.Here, the sintering molding of the body may include pressing the molybdenum powder into a cup-shaped material; And heating the press-formed cup-shaped article to a predetermined temperature. In this case, the cup shape of the electrode makes the thickness of the lower surface portion of the cup-shaped electrode thicker than the cup electrode side in order to maintain a safe life of the electrode from erosion of molybdenum due to electron emission. The lower surface portion at this time includes the lower surface itself and side portions of the corner portion of the lower surface. In addition, a hemispherical protrusion is formed outside the lower surface to facilitate welding of the lead wire and to prevent deformation and defects of the shape due to the welding.
또한, 몰리브덴은 99% 이상의 순도를 갖는다. 즉 불순물이 1%이하로 포함된 순수한 몰리브덴을 사용한다.Molybdenum also has a purity of at least 99%. That is, pure molybdenum containing 1% or less of impurities is used.
또한, 가열하는 단계는, 수소 분위기에서 1800℃ 이상의 온도로 행해지는 것을 특징으로 한다.The heating may be performed at a temperature of 1800 ° C. or higher in a hydrogen atmosphere.
이하, 첨부한 도 1 내지 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 도1에서 원으로 표시된 확대부는 유리 튜브의 도시를 생략하고 전극부분만 확대한 것이다. Hereinafter, with reference to the accompanying Figures 1 to 3 will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. The enlarged portion indicated by the circle in FIG. 1 omits the illustration of the glass tube and enlarges only the electrode portion.
본 발명의 냉음극 형광램프(1)의 전극(2)은, 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 몰리브덴 재질로 성형된 컵 형상의 몸체(21)와, 몸체(21)의 바닥면 부위에 연결되는 리드부(22 및 23) 및 리드부의 일부분을 감싸도록 형성되는 비드글라스(24)를 포함한다. 참고적으로 도 1에서 확대도면은 본 발명의 전극을 나타내는 것으로서 전극외에 형광램프의 튜브 부분은 생략하였다.The
몸체(21)는 바람직하게는 99% 이상, 더 바람직하게는 99.95% 이상 순도의 몰리브덴을 소결 성형한 것이다. 몰리브덴은 일함수(4.3eV)가 양호하여 니켈 등에 비해 낮은 전압으로도 많은 전자의 방출량을 얻을 수 있으며, 충돌에 대한 저항성이 높아 수명이 길다. 몰리브덴의 불순물은 사용 중에 증발되거나 전극으로부터 분리되어 형광등의 수명을 단축시키는 요인이 될 수 있으므로 가능한 한 몰리브덴의 순도를 최대로 높이는 것이 좋다. The
리드는 형광 튜브 내에 위치될 이너리드(inner lead:22)와 그 밖에 위치될 아웃리드(outer lead:23)로 이루어지며, 바람직하게는 이너리드(22)를 몰리브덴, 몰리브덴을 포함하는 금속 또는 텅스텐으로 형성한다.The lead consists of an
본 발명의 전극(2)은 이너리드(22)의 일부를 감싸도록 형성된 비드글라스(24)를 포함한다. 비드글라스(24)는 전극이 튜브에 결합될 때 튜브 끝단의 내측면에 부착되어 봉입된 가스가 누출되는 것을 방지한다. 또한 바람직하게는 이너리드(22)의 표면에는 다수의 요철(도시안함)이 형성될 수 있는데, 이는 비드글라스(24)의 고착을 돕고, 밀봉상태를 높히게 된다.The
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 냉음극 형광램프의 전극 제조방법의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the electrode manufacturing method of the cold cathode fluorescent lamp of the present invention.
도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 전극 제조방법은 99% 이상의 순도를 갖는 고순도의 몰리브덴 분말(즉 불순물이 1%미만으로 포함된 것)을 준비하는 단계를 포함한다.As can be seen in Figure 4, the electrode manufacturing method of the present invention comprises the step of preparing a high-purity molybdenum powder (that is less than 1% impurity) having a purity of 99% or more.
이어, 그 분말로 컵 형상의 몸체를 소결 성형한다. 소결 성형은 몰리브덴 분말을 금형 프레스에서 가압하여 컵 형상물로 형성한 다음, 대략 1기압의 수소 분위기에서 대략 1800℃ 이상의 온도로 가열하는 과정을 포함한다.Subsequently, the cup-shaped body is sintered from the powder. Sintering molding includes pressing molybdenum powder in a mold press to form a cup-like material, and then heating the molybdenum powder to a temperature of about 1800 ° C. or more in a hydrogen atmosphere of about 1 atmosphere.
이렇게 소결 성형된 몸체(21)는 바람직하게는 바렐연마 및 가공절삭과 같은 기계적 후가공을 거친다.The sintered molded
전극의 컵 형태는, 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 전자 방출로 인한 몰리브덴의 침식으로부터 전극의 안전한 수명을 유지하기 위하여 컵형상 전극의 하부 부위(211)의 두께를 컵전극 측면(212)보다 두껍게 한다. 이때의 하부 부위(211)는 하부면 자체와 하부면의 모서리 부분의 측면 부위까지 포함하는 것이다. 또한, 하부면 외부에 반구형 돌출부(213)를 형성하여 리드선 용접을 용이하게 하며 용접으로 인한 형상의 변형과 불량을 방지하도록 한다. 이와 같이 하부부위(211)의 두께를 더 두껍게 하는 것은 내면 바닥 부위를 반구형으로 형성하고, 몸체의 외면 하부부위를 내면 바닥 부위의 반구형 보다 상대적으로 덜 라운드지게 함으로써 자연스럽게 형성될 수 있다.As can be seen in FIG. 3, the cup form of the electrode has a thickness of the
이 후, 몸체의 바닥면에 바람직하게는 이너리드(22)를 점용접하여 부착한다.Thereafter, the
이너리드(22)로는 몸체와 같은 재질의 몰리브덴이 바람직하지만, 몰리브덴을 포함하는 합금이나, 텅스텐 등이 사용될 수 있다. 이들은 열팽창계수가 유리와 대 략 같은 정도이다.The
이어, 이너리드(22)를 감싸도록 비드글라스(24)를 형성한 후, 이너리드(22)의 단부에 아웃리드(23)를 연결한다. 아웃리드(23)로는 니켈선과 같이 몰리브덴이나 텅스텐에 납땜성이 좋은 도선이 선택된다.Subsequently, after the
이상의 방법으로 제조된 본 발명의 냉음극 형광램프 전극은 고순도의 몰리브덴으로 소결 성형함으로써 전류밀도가 높고 고압 방전에서도 수명이 길게 된다. 니켈 전극이 대략 4만 시간의 수명을 갖는데 반해, 본 발명의 소결 성형된 몰리브덴 전극은 대략 6만 시간 정도의 수명을 실현할 수 있다. 또한, 본 발명의 고순도의 몰리브덴을 소결성형하는 전극 제조방법은 딥드로잉에서 빈번히 발생하는 파단(fracture) 등이 발생하지 않음으로서 수율이 매우 높다. 더욱이 몰리브덴 판재(Sheet)를 딥드로잉 가공에서 보다 몰리브덴 원자재의 활용도가 높아서 제조원가가 낮아진다.The cold-cathode fluorescent lamp electrode of the present invention manufactured by the above method is sintered from high-purity molybdenum to have high current density and long life even under high pressure discharge. While the nickel electrode has a life of about 40,000 hours, the sintered molybdenum electrode of the present invention can realize a life of about 60,000 hours. In addition, the electrode manufacturing method of sintering the high-purity molybdenum of the present invention yields a very high yield because no fractures, etc., which frequently occur in deep drawing do not occur. Furthermore, the molybdenum sheet is more utilized in deep drawing processing, resulting in lower production costs.
본 발명의 방법에 의해 아래와 같이 도 2에 표시된 전극의 각 부위 치수를 갖는 전극이 다양하게 제조되었다.By the method of the present invention, an electrode having various site dimensions of the electrode shown in FIG. 2 was produced as follows.
표에서도 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 냉음극 형광램프의 전극 제조방법은 다양한 사이즈를 가지는 전극이 고순도의 몰리브덴 분말을 이용한 소결성형으로 제조되었다. 표에 나타낸 것들 외에도 간단한 금형교체에 의하여 다양한 모양의 전극이 제조가능함은 물론이다.As can be seen from the table, in the electrode manufacturing method of the cold cathode fluorescent lamp of the present invention, electrodes having various sizes were manufactured by sintering molding using high purity molybdenum powder. In addition to those shown in the table, a variety of shapes can be manufactured by simple mold replacement.
본 발명은 고순도의 몰리브덴으로 소결 성형함으로써, 전류밀도가 높고 수명이 긴 전극이 제공하는 효과가 있다. 몰리브덴은 비교적 낮은 일함수를 갖기 때문에, 쉽게 전자방출이 이루어지 때문이다. 또한, 본 발명의 소결성형은 딥드로잉 방식이 가지는 가공 중의 문제를 해결하여 수율이 매우 높게 된다. 즉, 딥드로잉 가공 중에 발생하는 파단 등이 발생하지 않고, 고가의 몰리브덴을 낭비됨없이 효율적으로 사용될 수 있어서, 높은 가격경쟁력을 가질 수 있게 된다.The present invention has the effect of providing an electrode having a high current density and a long service life by sintering molding with high purity molybdenum. Because molybdenum has a relatively low work function, it is easy to emit electrons. In addition, the sintering molding of the present invention solves the problem during processing of the deep drawing method, the yield is very high. That is, no breakage or the like that occurs during deep drawing processing occurs, and expensive molybdenum can be efficiently used without wasting, resulting in high price competitiveness.
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