KR100706184B1 - 형광램프 및 이의 제조방법 - Google Patents

형광램프 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 형광램프 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 졸-겔 프로세스에 의해 제조된 금속 산화물 전구체가 분산된 졸을 이용하여 상기 형광층과 유리 기재 사이, 형광층 상부, 또는 형광층과 동일층에 보호막을 형성하는 형광램프의 제조방법 및 이로써 제조된 형광램프에 관한 것이다.
상기 졸-겔 프로세스에 의해 제조된 졸은 미세관 타입을 비롯한 다양한 형태의 유리 기재에 용이하게 도입할 수 있으며 균일한 보호막의 제조를 가능케 하여, 형광램프 구동시 발생하는 흑화 현상을 방지 또는 억제할 뿐만 아니라 이차 전자 방출율을 증가시켜, 형광램프의 수명 및 휘도를 증가시킨다.
외부 전극 형광램프, 평판램프, 금속 산화막, MgO, 이차전자 방출계수

Description

형광램프 및 이의 제조방법{FLUORESCENT LAMP AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
도 1은 본 발명의 제1구현 예에 따른 외부 전극 형광램프를 보여주는 측단면도.
도 2는 상기 제1구현 예에 따른 외부 전극 형광램프의 제조단계를 보여주는 블록도.
도 3은 본 발명의 제2구현 예에 따른 외부 전극 형광램프를 보여주는 횡단면도.
도 4는 상기 제2구현 예에 따른 외부 전극 형광램프의 제조단계를 보여주는 블록도.
도 5는 본 발명의 제3구현 예에 따른 외부 전극 형광램프를 보여주는 측단면도.
도 6은 상기 제3구현 예에 따른 외부 전극 형광램프의 제조단계를 보여주는 블록도.
도 7은 본 발명의 제4구현 예에 따른 외부 전극 형광램프를 보여주는 측단면도.
도 8은 제4구현 예에 따른 외부 전극 형광램프의 제조단계를 보여주는 블록 도.
도 9는 본 발명의 제5구현 예에 따른 외부 전극 형광램프를 보여주는 측단면도.
도 10은 상기 제5구현 예에 따른 외부 전극 형광램프의 제조단계를 보여주는 블록도.
본 발명은 형광램프 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미세관 타입을 비롯한 다양한 형태의 유리 기재에 용이하게 도입할 수 있으며 균일한 보호막의 제조를 가능케 하여, 형광램프 구동시 발생하는 흑화 현상을 방지 또는 억제할 뿐만 아니라 이차 전자 방출율을 증가시켜, 형광램프의 수명 및 휘도를 증가시킬 수 있는 형광램프 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
형광램프는 램프용 유리 기재의 내부에 전극이 배치된 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)와 전극이 램프용 유리 기재의 외부에 배치된 외부 전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL)가 있다.
상기 형광램프는 유리 기재 내벽 면에 형광물질이 코팅된 형광층이 구비되고, 유리 기재 내부에 발광 구동을 위한 일정량의 가스와 수은으로 이루어진 방전가스를 구비한다. 특히 그 중 외부 전극 형광램프는 전극이 유리 기재 내부에 존재하지 않고 유리 기재 외벽에 구비되는 것으로, 미세관 형태의 램프로 제작된다.
일반적으로 형광램프의 구동은 전극에 고전압을 인가하여, 유리 기재 내부에 존재하는 전자가 전극(양극)측으로 이동되면서 중성 기체 원자와 충돌하여 중성 원자를 이온화한다. 상기 중성 원자의 이온화에 따라서 생성된 이온들이 전극(음극)측에 와서 음극에서 2차 전자가 방출되어 방전이 이루어진다. 이와 같은 방전 현상에 의해 램프용 유리 기재 내부에서 전자와 수은 원자의 충돌로 대략 253.7 nm의 자외선이 방출되며, 이 자외선에 의해 형광물질이 여기 되면서 가시광선이 발광한다.
그러나 장기간 사용하게 되면 형광램프에 봉입된 수은과 유리 기재 중의 알칼리 성분이 반응하여 아말감을 형성하거나, 형광체에 잔류해 있던 불순물들이 튀어나와 유리 기재에 봉입된 순수 방전가스를 불순 가스로 만들어 흑화 현상이 발생하는 문제가 있다.
이에 상기 흑화 현상을 억제하기 위한 방법이 다양하게 시도되고 있다.
대한민국특허공개 제2001-0074017호는 외부 전극 형광램프에 관한 것으로, 명세서 내 램프의 수명을 증가시키고 이차 전자의 방출을 증가시킬 목적으로, 유리 기재 내부에 MgO 또는 CaO와 같은 금속 산화물의 강유전체층을 도포한다고 언급하고 있다. 그러나 상기 특허에서는 금속 산화물의 사용에 따른 효과만을 예측하고 있을 뿐 그 효과를 입증하고 있지 않고, 강유전체층의 형성방법 또한 제시하고 있지 않다.
대한민국특허공개 제1999-0083535호는 유리 기재와 형광층 사이에 금속 산화물로 이루어지는 보호막을 구비하여, 유리 기재의 흑화가 억제되고 광속 유지율이 높게 유지되는 형광램프를 개시하고 있다. 구체적으로, γ-Al2O3를 물에 분산시켜 얻어지는 서스펜젼 형태의 콜로이드를 제조하고, 상기 콜로이드를 유리 기판에 코팅한 후 600 ℃에서 소성하여 보호막을 제조함을 언급하고 있다.
상기 제1999-0083535호에서는 미세관 형태의 형광램프용 유리 기재가 아닌 유리기판에 코팅하여 보호막을 형성하고 있어, 실제로 관경이 작은 유리 기재가 구비된 외부 전극 형광램프에 적용하는 데 어려움이 있었다. 또한 보호막 재질인 γ-Al2O3가 입자간 응집이 발생하여 콜로이드 안정성이 저하되어 결국 균일한 보호막을 얻기가 어려운 문제가 있다.
이에 균일한 보호막을 얻기 위해 증착 또는 스퍼터링과 같은 건식 코팅 방법이 도입될 수 있으나, 이러한 방법은 미세관 형태의 형광램프용 유리 기재 내 코팅 자체가 불가능하다.
따라서 본 발명의 목적은 졸-겔 프로세스에 의해 금속 산화물 전구체가 분산된 졸을 이용하여 습식 코팅 및 소성에 의해 금속 산화물로 이루어진 보호막을 형성하는 단계를 포함하는 형광램프의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 제조에 의해 보호막이 구비되어 형광램프 구동시 발생하는 흑화 현상을 방지 또는 억제할 뿐만 아니라 이차 전자 방출율을 증가시켜, 형광램프의 수명 및 휘도를 증가시킬 수 있는 형광램프를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은
a) 일측 이상의 영역이 개방된 유리 기재에 졸-겔 프로세스에 의해 제조된 금속 산화물 전구체가 분산된 졸 또는 형광체 슬러리를 코팅하는 제1코팅 공정과,
b) 상기 제1코팅 공정에서 미 코팅된 금속 산화물 전구체 졸 또는 형광체 슬러리를 코팅하는 제2코팅 공정과,
c) 상기 a) 및 b) 단계에서 코팅된 코팅막을 소성하여 보호막 및 형광층을 동시에 형성하는 공정과,
d) 유리 기재의 내부 기체를 배기하는 진공 배기 공정과,
e) 가스 주입 후 봉합하는 공정을 포함하는 형광램프의 제조방법을 제공한다.
이때 상기 금속 산화물 전구체는 소성을 통해 MgO, CaO, SrO, 및 BaO로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 산화물로 전환된다.
또한 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 형광램프를 제공한다. 이때 상기 형광램프는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), 외부 전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL), 또는 평판 형광램프(Flat Fluorescent Lamp, FFL)가 바람직하다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에서는 졸-겔 프로세스에 의해 제조된 금속 산화물 전구체가 분산된 졸을 이용하여 형광램프의 유리 기재 상에 접착력이 우수하고 균일한 보호막을 용이하게 도입할 수 있다.
졸-겔 프로세스에 의해 제조된 금속 산화물 전구체 졸은 소성에 의해 금속 산화물로 전환 가능한 전구체가 균일한 분산액을 이루며, 다양한 형태의 유리 기재에 대한 부착력이 우수하고 소성을 통해 투명하고 균일한 막을 형성할 수 있다. 특히 종래 관 형태의 유리 기재의 경우 코팅이 거의 불가능하였으나, 본 발명에 따른 금속 산화물 졸을 이용함으로써 모세관 현상에 의해 습식 코팅이 가능해졌다.
상기 금속 산화물 졸의 제조는 이 분야에서 공지된 졸-겔 프로세스를 따르며, 대표적으로 반응기에 졸-겔 전구체와 용매를 주입하여 가수분해반응(hydrolysis) 및 축합반응(condensation)을 수행하여 금속 산화물 전구체가 분산된 졸을 제조한다.
상기 졸-겔 전구체는 졸-겔 프로세스에 의해 금속 산화물 전구체를 형성하는 화합물로, 알칼리 토금속 계열의 금속인 Mg, Ca, Sr, 및 Ba로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 알콕사이드(alcoxide: -OCH3), 나이트라이드(-(NO3)2 6H2O) 등이 가능하다.
상기 용매는 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 노말프로판올, 노말부탄올, sec-부탄올, t-부탄올, 메틸셀루솔브, 에틸셀루솔브, 부틸셀루솔브, 에틸아세테이트, 메틸아세테이트, 자이렌, 및 톨루엔으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 사용하며, 바람직하기로 물과 저급 알코올의 혼합용매를 사용한다.
이때 가수분해를 촉진하고, 소성 과정에서 열처리 온도를 낮추기 위하여 산 또는 염기를 첨가할 수 있다. 예로는 아세트산, 인산, 황산, 염산, 질산, 클로로 설포닉산, p-톨루엔설포닉산, 트리클로로 아세틱산, 폴리포스포릭산, 아이오딕산, 요오드산 무수물, 퍼크로릭산 등과 같은 산 촉매 계열 가성소다, 포타슘하이드록사이드, n-부틸아민, 디-n-부틸아민, 이미다졸, 암모늄 퍼클로레이트 등과 같은 염기 촉매 계열이 있다. 바람직하기로 가수분해 초기에 액-액간 상 분리를 막고 액상재의 농도를 조절하기 위하여 알코올 계열의 용매를 아세트산을 사용한다.
상기 금속 산화물 전구체가 분산된 졸은 습식 코팅이 가능한 정도로 0.01 내지 70% 농도, 바람직하기로 0.05 내지 50% 농도를 가진다.
필요에 따라 상기 금속 산화물 전구체가 분산된 졸은 수은 저감 방지제와 암흑 특성 향상제를 더욱 포함한다.
상기 수은 저감 방지제는 고전압에 의해 가속된 이온 및 전자로 인해 유리 기재의 열화가 발생하고, 이러한 열화에 의해 수은 가스의 소모량이 크게 증가하는 것을 방지하기 위한 것으로, Y2O3, CeO2, Al2O3로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 산화물이 가능하다. 이러한 수은 저감 방지제는 본 발명의 알칼리 토금속 계열의 금속 산화물 전구체의 고형분의 함량 100 중량부에 대하여 1.0 내지 90 중량부로 사용한다.
또한 상기 암흑 특성 향상제는 암흑 상태에서 신속하게 시동을 수행하여 암흑특성을 개량할 수 있는 것으로, Cs 화합물이 사용된다. 구체적으로 이러한 Cs 화합물로는 Cs 단독 또는 CsO2, Cs2O, Cs2O2, Cs2SO4, 및 Cs(OH)2로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하며, 본 발명의 알칼리 토금속 계열의 금속 산화물 전구체 의 고형분의 함량 100 중량부에 대하여 1.0 내지 90 중량부로 사용한다.
특히 본 발명에서는 상기 금속 산화물 전구체가 분산된 졸을 형광램프에 습식 코팅 후 소성 공정을 통해 금속 산화물로 이루어진 보호막을 형성할 수 있다.
상기 습식 코팅은 이 분야에서 통상적으로 사용되는 방법이 가능하며, 대표적으로 딥 코팅, 롤 코팅, 블레이드 코팅, 슬릿 코팅, 및 스프레이 코팅 등이 가능하다. 일예로 관 형태의 유리 기재에 금속 산화물 전구체가 분산된 졸의 습식 코팅은, 상기 졸이 담겨진 침지조 내로 유리 기재를 일정 길이만큼 침지시켜 모세관 현상에 의해 유리 기재 내벽에 졸을 코팅시킬 수 있다. 또한 평판 형태의 습식 코팅은 딥 코팅 및 스프레이 코팅 등 모두 가능하다.
이때 소성은 유리 기재의 변형 온도 이하, 및 소성에 의해 유기물을 모두 산화시킬 수 있는 온도 이상에서 수행하며, 바람직하기로 350 내지 600 ℃에서 수행한다.
그 결과 제조된 보호막은 MgO, CaO, SrO, BaO 등의 금속 산화물이 치밀하게 존재하는 구조를 가진다. 또한 상기 보호막 내 금속 산화물은 입자 크기가 1.0 nm 내지 100 ㎛, 바람직하기로 10 nm 내지 50 ㎛의 크기를 가진다. 이때 보호막의 두께는 형광층과 유사하도록 0.1 내지 10 ㎛ 의 두께가 적당하다. 그 두께가 얇으면, 수명에 문제가 발생하고, 이와 반대로 본 발명에서는 졸 상태의 금속 산화물로부터 상기 범위를 초과하여 형성되지는 않는다.
전술한 바의 금속 산화물 전구체가 분산된 졸로 제조된 보호막은 형광램프에 도입되어, 형광램프 구동시 방전 공간에 바로 노출되어 고전압에 의해 가속화된 이 온 및 전자에 의한 유리 기재 또는 형광층의 열화를 방지하고, 수은 가스의 소모량의 증가를 억제하여 형광램프의 수명 및 휘도를 크게 증가시킨다.
본 발명에 따른 형광램프에 보호막의 도입은,
a) 일측 이상의 영역이 개방된 유리 기재에 졸-겔 프로세스에 의해 제조된 금속 산화물 전구체 졸 또는 형광체 슬러리를 코팅하는 제1코팅 공정과,
b) 상기 제1코팅 공정에서 미 코팅된 금속 산화물 전구체 졸 또는 형광체 슬러리를 코팅하는 제2코팅 공정과,
c) 상기 a) 및 b) 단계에서 코팅된 코팅막을 소성하여 보호막 및 형광층을 동시에 형성하는 공정과,
d) 유리 기재의 내부 기체를 배기하는 진공 배기 공정과,
e) 가스 주입 후 봉합하는 공정을 거침으로써 제조된다.
이때 형광램프는 냉음극 형광램프, 외부 전극 형광램프 또는 평판 형광램프에 적용되며 상기 a) 내지 e)의 공정을 거쳐 제조된다.
상기 냉음극 형광램프는 내부에 방전 공간을 가지는 관 형태의 유리 기재와, 상기 유리 기재 내벽에 형광층이 형성되고, 상기 유리 기재 내부의 양 말단에 한 쌍의 내부전극을 구비한 구조를 갖는다.
또한 외부 전극 형광램프는 내부에 방전 공간을 가지는 관 형태의 유리 기재와, 상기 유리 기재 내벽에 형광층이 형성되고, 상기 유리 기재 외부의 양 말단에 한 쌍의 외부 전극을 구비한 구조를 갖는다.
상기 평판 형광램프는 상호 평행하게 유지되고 서로 대향하는 판 형태의 한 쌍의 유리 기재와, 상기 유리 기재 내부에 봉입된 방전가스와, 상기 유리 기재의 양 말단의 외부에 위치하는 한 쌍의 외부 전극을 구비하고, 상기 한 쌍의 유리 기재 중 어느 하나의 유리 기재 상에 형광층이 형성된다.
이때 형광램프는 다양한 형태 및 위치로 보호막을 도입할 수 있으며, 이하 이해를 돕기 위해 외부 전극 형광램프를 이용하여 보호막의 적용을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1구현 예에 따른 외부 전극 형광램프를 보여주는 측단면도이고, 도 2는 제조방법을 보여주는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 외부 전극 형광램프(100a)는 내부에 방전가스가 봉입된 유리 기재(10a), 상기 유리 기재(10a)의 양측 말단의 외부에 위치한 한 쌍의 외부 전극(16a), 상기 유리 기재(10a)의 내벽에 형성된 형광층(14a)을 구비한다.
이때 보호막(12a)은 유리 기재(10a)과 형광층(14a) 사이에 위치하며, 보호막(12a) 및 형광층(14a) 모두 유리 기재(10a) 내벽 전면에 걸쳐 형성된다.
상기 보호막(12a)은 알칼리 토금속 계열의 금속 산화물로서, MgO, CaO, SrO, BaO, 등이며, 이들 중 단일 종 혹은 복수 종의 금속 산화물이 가능하다.
유리 기재(10a)은 투명관으로, 소다석회유리, 납유리 등 연질 유리, 또는 붕규산 유리 등의 경질 유리, 반경질 유리를 사용할 수 있다. 상기 유리 기재(10a)은 도 1에서와 같이 튜브 형태(tube-type)로 적용될 수 있으나, 그 사용목적에 따라 벌브형, 직관형, 평판형 및 기타 임의의 단면 형상으로 제작될 수 있다.
방전가스는 유리 기재(10a) 내부에 봉입되며, 수은에 아르곤 또는 네온 등의 가스가 혼합된 혼합가스가 사용된다.
외부 전극(16a)은 외부 전극 형광램프(100a)를 발광시킬 수 있도록 외부 전류에 의해 전기장을 형성할 수 있는 금속이 가능하며, 본 발명에서 특별히 그 재질을 한정하지는 않으며, 통상의 전극 재료가 가능하다. 바람직하기로 상기 외부 전극(16a)의 재질로는 전기저항이 적은 도전성 재료를 사용하는 것이 바람직하다.
이때 외부 전극(16a)은 유리 기재(10a)의 양측 말단을 완전히 감싸는 형태로 제작된다. 상기 외부 전극(16a)은 금속재로 된 캡 형태 또는 금속 테이프를 부착하는 방식이나, 상기 유리 기재(11)의 양측 말단을 금속 용액에 디핑하는 방식 등 여러 가지 방식이 가능하며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.
형광층(12a)은 통상의 형광램프에서 사용되는 형광체 물질로 이루어지며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 상기 형광층(12a)은 1.0 내지 20 ㎛, 바람직하기로 5.0 내지 10 ㎛의 두께를 가진다.
상기한 구조의 외부 전극 형광램프(100a)는 외부 전극(16a)에 연속적인 교류 전압이나 펄스적 전압을 인가하여 발광 및 점등된다. 즉, 한 쌍의 외부 전극(16a)에 인가되는 고주파 전압에 의해 전계에 의해 유리 기재(10a) 내부 공간에서 방전이 일어나고, 이러한 방전으로 인해 발생된 자외선에 의해 유리 기재(10a)의 내벽에 도포된 형광층(14a)의 형광체가 발광되어 가시광선을 발광한다.
도 1의 구현 예에 따른 외부 전극 형광램프(100a)는 보호막(12a)에 의해 유리 기재(10a) 재질 중 알칼리 성분 및 형광체에 잔류하던 불순물이 방전 영역으로 이송되는 것을 방지하여 흑화현상을 방지 또는 억제하고, 이차 전자방출을 증가시 켜 외부 전극 형광램프(100a)의 수명 및 휘도를 증가시킨다.
도 2를 참조하면, 제1구현 예에 따른 외부 전극 형광램프는 유리 기재 내벽 전면에 걸쳐 금속 산화물이 분산된 졸을 습식 코팅한 후(제1 코팅공정), 그 상부로 유리 기재 전면에 걸쳐 형광체 슬러리를 습식 코팅하고(제2 코팅공정), 소성 공정을 거쳐 보호막 및 형광층을 동시에 형성한다. 이어, 유리 기재의 내부 기체를 진공 배기하는 진공 배기 공정과, 방전가스를 주입 후 봉합하는 공정을 거쳐 제조된다.
상기 금속 산화물이 분산된 졸 및 형광체 슬러리의 코팅은 딥 코팅, 롤 코팅, 블레이드 코팅, 슬릿 코팅, 및 스프레이 코팅 등이 가능하다.
도 3은 본 발명의 제2구현 예에 따른 외부 전극 형광램프를 보여주는 횡단면이고, 도 4는 이의 제조방법을 보여주는 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 제2구현 예에 따른 외부 전극 형광램프(100b)는 유리 기재(10b) 내벽 전면에 걸쳐 형광층(14b)이 형성되고, 상기 형광층(14b) 상에 보호막(12b)이 형성되고, 이때 상기 보호막(12b)은 유리 기재(10b) 내벽 전면에 걸쳐 형성된다.
그 외 외부 전극 형광램프의 구성요소에 대한 자세한 설명한 상기 제1구현 예에서 언급한 바를 따른다.
도 4를 참조하면, 제2구현 예의 외부 전극 형광램프는 유리 기재 내벽 전면에 걸쳐 형광체 슬러리를 코팅한 후(제1 코팅공정), 그 상부로 유리 기재 전면에 걸쳐 금속산화물 졸을 코팅하고(제2 코팅공정), 소성 공정을 거쳐 형광층 및 보호 막을 형성한다. 이어, 유리 기재의 내부 기체를 진공 배기하는 진공 배기 공정과, 방전가스를 주입 후 봉합하는 공정을 거쳐 제조된다.
도 5는 본 발명의 제3구현 예에 따른 외부 전극 형광램프를 보여주는 측단면도이고, 도 6은 이의 제조방법을 보여주는 블록도이다.
도 5를 참조하면, 제3구현 예에 따른 외부 전극 형광램프(100c)는 외부 전극(16c) 길이에 해당하는 영역(L, L')에 보호막(12c)이 형성되고, 상기 보호막(12c)을 포함하도록 유리 기재 내벽 전면에 걸쳐 형광층(14c)이 형성된다.
그 외 외부 전극 형광램프(100c)의 구성요소에 대한 자세한 설명한 상기 구현 예 1에서 언급한 바를 따른다.
도 6을 참조하면, 제3구현 예의 외부 전극 형광램프는 유리 기재의 양측 끝단에 외부 전극 길이에 해당하는 영역(L, L')만 금속산화물 졸을 코팅하고(제1 코팅공정), 이를 포함하도록 그 상부로 유리 기재 전면에 걸쳐 형광체 슬러리를 코팅하고(제2 코팅공정),, 소성 공정을 거쳐 보호막 및 형광층을 형성한다. 이때 금속산화물 졸의 코팅은 금속산화물 졸이 담긴 침지조에 유리 기재의 양측 끝단을 침지시켜 모세관 현상에 의해 소정 높이까지 코팅이 가능해진다. 이어, 유리 기재의 내부 기체를 진공 배기하는 진공 배기 공정과, 방전가스를 주입 후 봉합하는 공정을 거쳐 제조된다.
도 7은 본 발명의 제4구현 예에 따른 외부 전극 형광램프를 보여주는 측단면도이다.
도 7을 참조하면, 제4구현 예에 따른 외부 전극 형광램프(100d)는 도 3에 도 시된 외부 전극 형광램프(100c)의 구조와 달리, 먼저 형광층(14d)이 유리 기재(10a) 내벽 전면에 걸쳐 형성된 후, 상기 형광층(14d) 상에 외부 전극(16a) 길이에 해당하는 영역(L, L')에 보호막(12d)이 형성된 구조를 갖는다.
그 외 외부 전극 형광램프(100d)의 구성요소에 대한 자세한 설명한 상기 구현 예 1에서 언급한 바를 따른다.
도 8을 참조하면, 제4구현 예의 외부 전극 형광램프는 유리 기재 내벽 전면에 걸쳐 형광층을 코팅한 후(제1 코팅공정), 유리 기재의 양측 끝단에 외부 전극 길이에 해당하는 영역만 금속산화물 졸을 코팅하고(제2 코팅공정),, 소성 공정을 거쳐 형광층 및 보호막을 형성한다. 이어, 유리 기재의 내부 기체를 진공 배기하는 진공 배기 공정과, 방전가스를 주입 후 봉합하는 공정을 거쳐 제조된다.
도 9는 본 발명의 제5구현 예에 따른 외부 전극 형광램프를 보여주는 측단면도이다.
도 9를 참조하면, 제5구현 예에 따른 외부 전극 형광램프(100e)는 유리 기재(10e) 내벽에 외부 전극(16e) 길이에 해당하는 영역(L, L')에 보호막(12e)이 형성되고, 이를 제외한 영역(M)에 형광층(14e)이 형성된다.
그 외 외부 전극 형광램프(100e)의 구성요소에 대한 자세한 설명한 상기 구현 예 1에서 언급한 바를 따른다.
상기 구현 예 2 내지 5에서 제시된 구조의 외부 전극 형광램프(100b, 100c, 100d, 100e) 또한 보호막(12b, 12c, 12d, 12e)의 도입으로 인해 흑화 현상이 방지 또는 억제되어 외부 전극 형광램프(100b, 100c, 100d, 100e)의 수명 및 휘도가 증 가되는 효과를 얻는다.
도 10을 참조하면, 제5구현 예의 외부 전극 형광램프는 유리 기재 내벽 전면에 걸쳐 형광층을 코팅한 후(제1 코팅공정), 유리 기재의 양측 끝단에 외부 전극 길이에 해당하는 영역을 브러싱(blushing)하여 제거하고, 동일 영역에 금속산화물 졸을 코팅한 후(제2 코팅공정), 소성 공정을 거쳐 형광층 및 보호막을 형성한다. 이어, 유리 기재의 내부 기체를 진공 배기하는 진공 배기 공정과, 방전가스를 주입 후 봉합하는 공정을 거쳐 제조된다.
전술한 바와 같은 본 발명의 외부 전극 형광램프는 특히 보호막의 형성을 통상의 콜로이드법이 아닌 졸-겔 프로세스를 이용하여 금속 산화물 전구체가 분산된 졸을 이용하여 코팅막을 형성 후 소성하는 단계를 거쳐 보호막을 제조하는 공정을 포함한다. 그 결과 형광램프 구동시 방전 공간에 바로 노출되어 고전압에 의해 가속화된 이온 및 전자에 의한 유리 기재 또는 형광층의 열화가 방지될 뿐만 아니라, 수은 가스의 소모량의 증가를 억제하여 형광램프의 수명 및 휘도가 크게 증가시킨다. 또한 상기 형광램프는 액정디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD)와 같은 평판 디스플레이의 백라이트, 조명용 램프 또는 싸인용 광원 등으로 적용되어, 이들의 수명 및 신뢰도를 향상시킨다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의해 금속 산화막으로 이루어진 보호막이 구비된 외부 전극 형광램프를 제조할 수 있다. 이러한 외부 전극 형광램프는 내벽에 구비된 보호막에 의해 장기간 사용시 발생하던 흑화 현상이 억제 또는 방지되고, 이차 전자 방출을 증가되어 수명 및 휘도가 증가된다.

Claims (16)

  1. a) 일측 이상의 영역이 개방된 유리 기재에 졸-겔 프로세스에 의해 제조된 금속 산화물이 분산된 전구체 졸 또는 통상의 형광체 슬러리를 코팅하는 제1코팅 공정과,
    b) 상기 제1코팅 공정에서 미 코팅된 금속 산화물이 분산된 전구체 졸 또는 통상의 형광체 슬러리를 코팅하는 제2코팅 공정과,
    c) 상기 a) 및 b) 단계에서 코팅된 코팅막을 소성하여 보호막 및 형광층을 동시에 형성하는 공정과,
    d) 유리 기재의 내부 기체를 배기하는 진공 배기 공정과,
    e) 가스 주입 후 봉합하는 공정을 포함하는 형광램프의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속 산화물 전구체는 Mg, Ca, Sr, 및 Ba로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 알콕사이드 또는 나이트라이드인 것인 형광램프의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 금속 산화물이 분산된 전구체 졸은 농도가 0.1 내지 70%인 것인 형광램프의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 1코팅 및 제2코팅공정은 딥 코팅, 롤 코팅, 블레이드 코팅, 슬릿 코팅, 및 스프레이 코팅으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 방법으로 수행하는 것인 형광램프의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소성은 350 내지 600 ℃에서 수행하는 것인 형광램프의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속 산화물 전구체가 분산된 졸은 유리관 내벽 전면에 걸쳐 도포하거나, 전극 길이에 해당하는 영역에 선택적으로 도포하는 것인 형광램프의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속 산화물이 분산된 전구체는 수은 저감 방지제 및 암흑 특성 향상제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 더욱 포함하는 것인 형광램프의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수은 저감 방지제는 Y2O3, CeO2, Al2O3로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 산화물인 것인 형광램프의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 암흑 특성 향상제는 Cs 단독 또는 CsO2, Cs2O, Cs2O2, Cs2SO4, 및 Cs(OH)2로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 산화물인 것인 형광램프의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 첨가제의 함량은 상기 금속 산화물 전구체의 고형분의 함량 100 중량부에 대하여 1.0 내지 90 중량부인 것인 형광램프의 제조방법.
  11. 제1항의 제조방법으로 제조되며, 보호막이 구비된 형광램프.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보호막은 형광층과 유리 기재 사이, 형광층 상부, 또는 형광층과 동일층에 전극 영역에 형성되는 것인 형광램프.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 보호막은 MgO, CaO, SrO, 및 BaO로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 금속 산화물을 포함하는 것인 형광램프.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 보호막은 결정립의 크기가 1.0 nm 내지 100 ㎛인 금속 산화물을 포함하는 것인 형광램프.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 보호막은 두께가 0.1 내지 10 ㎛인 것인 형광램프.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 형광램프는 냉음극 형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL), 외부 전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL), 또는 평판 형광램프(Flat Fluorescent Lamp, FFL)인 것인 형광램프.
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