KR100825440B1 - 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프 - Google Patents

자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프에 관한 것으로서, 자발 분극 작용을 포함하고 유전율이 10인 유리에 비해 상대적으로 월등히 높은 900∼2000의 유전율을 나타내고 300∼350℃ 범위의 상전이온도를 나타내며, 전자나 이온들의 충격에너지에 견딜 수 있는 고밀도 특성을 나타내면서 내전압 값이 큰 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 전극부가 유리관의 양단에 연결되어 있거나 유리관의 양단 내부에 삽입되어 있다.
본 발명에 따르면, 유전율이 10인 유리에 비하여 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료의 유전율이 월등히 높아지므로, 동일한 유전체 면적일 경우, 유리관 내부에서 더 많은 벽전하를 유도할 수 있고, 이들 전하들을 이동시킴으로써 램프의 휘도를 월등하게 증대시킬 수 있다. 또한, 휘도를 고려하여 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조하는 전극부의 크기 및 형상을 임의로 제어함으로써 램프를 구동하기 위한 인가전압 및 출력을 용이하게 제어할 수 있다.
외부전극, 형광램프, 휘도, 자발 분극, 유전체 전극

Description

자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프{High brightness fluorescent lamp having electrode parts prepared by dielectric materials including spontaneous polarization}
도 1은 종래의 외부전극 형광램프의 단면도.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 형광램프의 단면도.
도 3은 도 2에 나타낸 형광램프의 제조 과정을 나타낸 공정도.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 형광램프의 단면도.
도 5는 도 4에 나타낸 형광램프의 제조 과정을 나타낸 공정도.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 형광램프의 단면도.
도 7은 도 6에 나타낸 형광램프의 제조 과정을 나타낸 공정도.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 형광램프의 단면도.
도 9는 도 8에 나타낸 형광램프의 제조 과정을 나타낸 공정도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100,200,300,400,500: 형광램프 110,210,211,310,311,410,510: 유리관
120: 메탈 캡 220,320,420,520: 전극부
121,221,324,423,523: 도전층 222,321,421,524: 몸체
223,325,326,424: 실링 유리 322: 플랜지
323: 환형 돌기 421a: 내경부
421b: 외경부 421c: 요부
422,522: 리드 와이어 425: 밀봉 유리판재
426: 스템 유리 521: 비드 글라스
본 발명은 형광램프(Fluorescent Lamp)에 관한 것이며, 더욱 상세히는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 전극부를 구비한 고휘도 형광램프에 관한 것이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 외부전극 형광램프(100)는 양단이 밀봉된 유리관(110) 내면에 형광체가 도포되어 있고, 상기 유리관(110)의 내부에 아르곤(Ar)이나 네온(Ne) 등과 같은 불활성가스와 수은(Hg) 가스를 혼합한 충전 가스가 봉입되어 있으며, 상기 유리관(110)의 양단에 실버 혹은 카본과 같은 도전층(121)을 도포한 다양한 형상의 외부전극이 형성되어 있으며 메탈 캡(120)이 끼워져 있다.
상기 외부전극 형광램프(100)는 상기 도전층(121)으로 고전압의 교류 전 원(AC)을 인가시키면 상기 도전층(121)과 접촉하는 유리관(110)의 양단 부분이 유전체 역할을 하면서 강한 유도 전계를 형성한다.
더욱 상세히 설명하면, 외부전극에 인가된 전압의 극성이 + 이면 전자가 도전층(121)이 도포된 유리관(110) 내부에 축적되고, - 인 경우 양이온이 축적된다. 교류 전계에 의한 연속적인 극성의 반전에 의하여 축적된 벽 전하는 유리관(110) 양단에 왕복운동을 일으키고, 이때 불활성가스와 함께 봉입된 수은 가스와 충돌에 의하여 수은 가스의 여기 발광과정을 유도하고, 이 발광과정 중에 유기된 자외선이 유리관(110) 내벽에 도포된 형광체를 여기하여 발광시키며, 이에 따라서 유리관(110) 내부가 발광하면서 외부로 빛이 방사된다.
상기와 같은 종래의 외부전극 형광램프(110)는 유전체 역할을 하는 유리관(110)의 상기 도전층(121) 도포 면적을 넓힐수록 벽 전하량을 증가시켜 램프의 휘도를 증가시킬 수 있으나, 상기 도전층(121)의 길이를 길게 하는데 제한이 따를 뿐만 아니라, 상기 도전층(121)의 길이를 길게 하는 경우 실용상의 많은 문제점을 나타내는 단점이 있다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 자발 분극 작용을 포함하고 유전율이 10인 유리에 비해 상대적으로 월등히 높은 900∼2000의 유전율을 나타내고 300∼350℃ 범위의 상전이온도를 나타내며, 전자나 이온들의 충격에너지에 견딜 수 있는 고밀도 특성을 나타내면서 내전압 값이 큰 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 전극부가 유리관의 양단에 연결되어 있거나 유리관의 양단 내부에 삽입되어 있는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프를 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프는, 양단이 밀봉된 유리관 내면에 형광체가 도포되어 있고, 상기 유리관의 내부에 불활성가스와 수은 가스를 혼합한 충전 가스가 봉입되어 있으며, 상기 유리관의 양단에 형성되어 있는 전극부가 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 몸체를 구비하며, 상기 몸체는 상전이온도가 300∼350℃의 범위에서 유전율 900∼2000의 조건을 만족하고 상온에서 내전압이 1500∼2000Vrms(root mean squared)/mm의 조건을 만족한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 상기 전극부는 몸체가 중공형으로, 상기 몸체의 외면에 도전층이 형성되어 있고, 양단이 실링용 유리 페이스트에 의해 상기 유리관에 접합되어 상기 유리관과 연결되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프는, 양단이 밀봉된 유리관 내면에 형광체가 도포되어 있고, 상기 유리관의 내부에 불활성가스와 수은 가스를 혼합한 충전 가스가 봉입되어 있으며, 상기 유리관의 양단에 형성되어 있는 전극부가 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 몸체를 구비하며, 상기 몸체는 상전이온도가 300∼350℃의 범위에서 유전율 900∼2000의 조건을 만족하고 상온에서 내전압이 1500∼2000Vrms/mm의 조건을 만족한다.
본 발명의 제2실시예에 따른 상기 전극부는 상기 몸체가 중공형으로, 상기 몸체의 양단에 상기 유리관의 내부에 끼워져 고정되는 플랜지가 형성되어 있고, 상기 몸체의 외면 중앙에 환형 돌기가 형성되어 있으며, 상기 몸체의 외면에 도전층이 형성되어 있고, 상기 몸체와 플랜지 및 환형 돌기의 일부분이 상기 유리관의 내부에 삽입되어 실링용 유리 페이스트에 의해 절연되어 있으며, 상기 환형 돌기의 나머지 일부분이 상기 유리관의 외부로 돌출되어 실링용 유리 페이스트에 의해 유리관과 고정되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프는, 양단이 밀봉된 유리관 내면에 형광체가 도포되어 있고, 상기 유리관의 내부에 불활성가스와 수은 가스를 혼합한 충전 가스가 봉입되어 있으며, 상기 유리관의 양단에 형성되어 있는 전극부가 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 몸체를 구비하며, 상기 몸체는 상전이온도가 300∼350℃의 범위에서 유전율 900∼2000의 조건을 만족하고 상온에서 내전압이 1500∼2000Vrms/mm의 조건을 만족한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 상기 전극부는 상기 몸체가 중공형으로, 상기 몸체의 내경부와 외경부 사이에 형성된 요부에 리드 와이어가 고정되어 있는 도전층이 형성되어 있으며, 상기 리드 와이어가 관통하여 외면에서 실링용 유리 페이스트에 의해 고정되어 있고 상기 몸체의 내경부와 외경부가 내면에 접합되어 있는 밀봉 유리판재가 상기 유리관의 양단에 용융 접합되어 상기 유리관의 양단을 밀봉하고 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제4실시예에 따른 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프는, 양단이 밀봉된 유리관 내면에 형광체가 도포되어 있고, 상기 유리관의 내부에 불활성가스와 수은 가스를 혼합한 충전 가스가 봉입되어 있으며, 상기 유리관의 양단에 형성되어 있는 전극부가 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 몸체를 구비하며, 상기 몸체는 상전이온도가 300∼350℃의 범위에서 유전율 900∼2000의 조건을 만족하고 상온에서 내전압이 1500∼2000Vrms/mm의 조건을 만족한다.
본 발명의 제4실시예에 따른 상기 전극부는 실링용 비드 글라스가 형성되어 있는 리드 와이어의 일측 외면에 도전층이 형성되어 있고, 상기 도전층이 형성되어 있는 부분이 상기 몸체의 중공부에 삽입되어 있으며, 상기 몸체가 상기 유리관의 양단 내부에 삽입된 상태에서 상기 비드 글라스에 의해 밀봉되어 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 내지 제4실시예에 따른 상기 몸체는 하기의 화학식 1에 의해 조성되는 조성물에 Y2O3, CeO2, Cr2O3, Fe2O3 중에서 어느 하나 이상을 포함하는 첨가제를, 상기 조성물 기준으로 0∼10wt%의 조건을 만족하도록 첨가하여 생성한 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 것이다.
상기 Y2O3, CeO2, Cr2O3, Fe2O3 중에서 어느 하나 이상을 포함하는 첨가제는 2가, 3가, 5가 등의 원자가를 가지는 다른 산화물(예컨대, La2O3 등) 첨가제로 대체할 수 있다.
Figure 112006059736112-pat00001
상기 화학식 1에 있어서, A는 0≤A≤1mol, B는 0≤B≤1mol, x는 0≤x≤1mol의 조건을 만족한다.
상기 화학식 1에 있어서, A{Pb(Sb0 .5Nb0 .5)O3}의 조성에는 Sb 자리에 Sb+3 및 이 Sb+3과 동일한 3가의 원자가를 가지는 다른 산화물(예컨대, Cr2O3, Sc2O3, Er2O3, Yb2O3 등)이 대체될 수 있고, Nb 자리에 Nb+5 및 이 Nb+5과 동일한 5가의 원자가를 가지는 다른 산화물(예컨대, Ta2O5 등)이 대체될 수 있다.
상기 화학식 1에 있어서, B{Pb(Mn1 /3Sb2 /3)O3}의 조성에는 Mn 자리에 Mn+2 및 이 Mn+2과 동일한 2가의 원자가를 가지는 다른 산화물(예컨대, MgO, CdO, NiO 등)이 대체될 수 있고, Sb 자리에Sb+ 5및 이 Sb+5과 동일한 5가의 원자가를 가지는 다른 산화물(예컨대, Nb2O5, Ta2O5 등)이 대체될 수 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 내지 제4실시예에 따른 상기 몸체는 하기의 화학식 2로 나타낸 조성물에 SiO2로 된 첨가제를, 상기 조성물 기준으로 0∼25wt%의 조건을 만족하도록 첨가하여 생성한 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 것이다.
Figure 112006059736112-pat00002
상기 화학식 2에 있어서, x는 0mol≤x≤0.2mol, y는 0.09mol≤y≤0.14mol, z 는 0mol≤z≤0.1mol을 범위로 한다.
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이하, 본 발명의 제1실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 제1실시예에 따른 형광램프(200)는 유리관(210,211)과 외부전극 역할을 하는 전극부(220)로 구성된다. 도 2에 있어서, 식별번호 210은 메인 유리관(210)이고 식별번호 211은 밀봉용 유리관(211)이다. 상기 밀봉용 유리관(211)은 가스 배기 및 주입을 완료한 후 용융 밀봉된다(도 3의 C 참조).
상기 전극부(220)는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 몸체(222)가 중공형으로, 상기 몸체(222)의 외면에 실버 페이스트나 카본 페이스트로 된 도전층(221)이 형성되어 있고, 양단이 실링용 유리 페이스트로 된 실링 유리(223)에 의해 상기 유리관(210,211)에 접합되어 상기 유리관(210,211)과 연결되어 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제1실시예에 따른 형광램프(200)는 다음과 같이 제조된다.
도 3을 참조하면, 가장 먼저 양단이 개방되고 내면에 형광체가 도포 및 건조된 후, 소성 공정을 거쳐 내면에 잔류하는 용제 및 유기 바인더 등이 완전히 제거된 특정 길이의 메인 유리관(210)과 밀봉 유리관(211)을 준비한다(도 3의 A 참조).
이어서, 상기한 화학식 1에 의해 조성되는 조성물 중 하기의 화학식 4와 같이 조성되는 조성물에 Y2O3를 포함한 희토류 산화물 첨가제 10wt%를 첨가하여 생성한 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 특정 두께(예컨대, 대략 1mm)로 제조된 상기 중공형 몸체(222)를 준비한다. 상기 몸체(222)는 사출 성형 후 소결한 다음 그 외면에 실버 페이스트를 600℃ 정도에서 소부하여 도전층(221)을 형성하거나 상기 몸체(222)의 외면에 카본 페이스트를 도포하여 도전층(221)을 형성한 것이다.
Figure 112006059736112-pat00004
상기 몸체(222)가 준비되면, 먼저 하나의 몸체(222)의 일단과 상기 메인 유리관(210)의 양단 중 어느 일단을 실링용 유리 페이스트를 사용하여 열처리함으로써 접합하고, 연이어서 나머지 하나의 몸체(222)의 일단과 상기 메인 유리관(210)의 양단 중 다른 일단을 실링용 유리 페이스트를 사용하여 열처리함으로써 접합하 고, 이때 실링 유리(223)가 형성된다(도 3의 B 참조).
끝으로, 상기 유리관(210)의 양단에 각각 접합된 한 쌍의 몸체(222)의 각 일단을 상기한 방법과 동일하게 실링용 유리 페이스트를 사용하여 상기 밀봉 유리관(211)에 접합한 후, 상기 몸체(222)가 연결된 유리관(210,211)에 가스 배기 및 주입을 완료한 다음 상기 유리관(211)을 봉입함으로써 형광램프(200) 제조 공정이 완료된다(도 3의 C 참조).
다른 한편, 상기와 같이 제조되는 상기 몸체(222)를 상기한 화학식 4에 의해 조성되는 조성물에 Y2O3를 포함한 희토류 산화물 첨가제 10wt%를 첨가하여 생성한 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료 대신, 상기한 화학식 2에서 x는 0.15mol, y는 0.09mol≤y≤0.14mol, z는 0.06mol을 범위로 하는 하기의 화학식 5와 같은 조성물에 SiO2로 된 첨가제를, 상기 조성물 기준으로 0∼25wt% 범위에서 적당량 첨가하여 생성한 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료로 분말 사출 성형하여 제조할 수 있다.
Figure 112006059736112-pat00005
삭제
삭제
이하, 본 발명의 제2실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 4를 참조하면, 제2실시예에 따른 형광램프(300)는 유리관(310,311)과 외부전극 역할을 하는 전극부(320)으로 구성된다. 도 4에 있어서, 식별번호 310은 메인 유리관(310)이고 식별번호 311은 밀봉용 유리관(311)이다. 상기 밀봉용 유리관(311)은 가스 배기 및 주입을 완료한 후 용융 밀봉된다(도 5의 D 참조).
상기 전극부(320)는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 몸체(321)가 중공형으로, 상기 몸체(321)의 양단에 상기 유리관(310,311)의 내부에 끼워져 고정되는 플랜지(322)가 형성되어 있고, 상기 몸체(321)의 외면 중앙에 환형 돌기(323)가 형성되어 있으며, 상기 몸체(321)의 외면에 실버 페이스트나 카본 페이스트로 된 도전층(324)이 형성되어 있다.
상기 몸체(321)와 플랜지(322) 및 환형 돌기(323)의 일부분이 상기 유리관(310,311)의 내부에 삽입되어 실링용 유리 페이스트로 된 내부 실링 유리(325)에 의해 절연되어 있으며, 상기 환형 돌기(323)의 나머지 일부분이 상기 유리관(310,311)의 외부로 돌출되어 실링용 유리 페이스트로 된 외부 실링 유리(326)에 의해 고정되어 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제2실시예에 따른 형광램프(300)는 다음과 같이 제조된다.
도 5를 참조하면, 가장 먼저 양단이 개방되고 내면에 형광체가 도포 및 건조된 후, 소성 공정을 거쳐 내면에 잔류하는 용제 및 유기 바인더 등이 완전히 제거된 특정 길이의 유리관(310,311)을 준비한다(도 5의 A 참조).
이어서, 상기한 화학식 1 또는 화학식 4와 같이 조성되는 조성물을 포함하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조된 한 쌍의 몸체(321)를 준비한다. 상기 몸체(321)는 사출 성형 후 소결된 다음 그 외면에 실버 페이스트를 600℃ 정도에서 소부하여 도전층(324)을 형성하거나 상기 튜브 몸체(321)의 외면에 카본 페이스트를 도포하여 도전층(324)을 형성한 것이다.
상기와 같이 한 쌍의 몸체(321)가 준비되면, 먼저 하나의 몸체(321)의 상기 플랜지(322)와 환형 돌기(323) 사이의 외면에 실링용 유리 페이스트를 도포한 후, 상기 하나의 몸체(321)와 플랜지(322) 및 환형 돌기(323)의 일부분을 상기 메인 유 리관(310)의 일단과 상기 밀봉 유리관(311)의 일단에 삽입하여 고정한 후 소성 처리하고, 연이어서 나머지 하나의 몸체(321)와 플랜지(322) 및 환형 돌기(323)의 일부분도 상기한 방법과 동일하게 상기 메인 유리관(310)의 다른 일단과 또 다른 밀봉용 유리관(311)의 일단에 삽입하여 고정한 후 소성 처리한다.
이때, 상기 메인 유리관(310)의 일단과 상기 밀봉용 유리관(311)의 일단은 상기 환형 돌기(323)를 사이에 두고 상기 환형 돌기(323)에 밀착된 상태를 유지하므로 상기 환형 돌기(323)의 나머지 일부분이 상기 유리관(310,311)의 외부, 즉 상기 메인 유리관(310)의 일단과 상기 밀봉용 유리관(311)의 일단 사이로 돌출된다. 또한, 상기 플랜지(322)와 환형 돌기(323) 사이의 외면에 도포된 실링용 유리 페이스트가 경화되어 내부 실링 유리(325)를 형성하고, 상기 플랜지(322)는 도포된 실링용 유리 페이스트가 소성 처리되는 동안 상기 유리관(310,311) 내부로 흘러들어가는 것을 방지한다(도 5의 B 참조).
상기와 같이 한 쌍의 몸체(321)와 플랜지(322) 및 환형 돌기(323)의 일부분이 모두 상기 메인 유리관(310)의 일단과 상기 밀봉용 유리관(311)의 일단에 삽입되어 고정되고 나면, 상기 유리관(310,311)의 외부로 돌출된 상기 환형 돌기(323)의 나머지 일부분을 실링용 유리 페이스트를 사용하여 고정함으로써 상기 환형 돌기(323)의 돌출 부분 중 측면과 상기 유리관(310,311)의 틈새를 밀봉한다(도 5의 C 참조).
끝으로, 상기와 같이 한 쌍의 몸체(322)가 삽입되어 고정된 유리관(310,311)에 가스 배기 및 주입을 완료한 다음 상기 유리관(311)을 봉입함으로써 형광램 프(300) 제조 공정이 완료된다(도 5의 D 참조).
다른 한편, 상기와 같이 제조되는 상기 몸체(321)를 상기한 화학식 1 또는 화학식 4에 의해 조성되는 조성물을 포함하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료 대신, 상기한 화학식 2 또는 화학식 5와 같은 조성물을 포함하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료로 분말 사출 성형하여 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 제3실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6와 도 7을 참조하면, 제3실시예에 따른 형광램프(400)는 유리관(410)과 외부전극 역할을 하는 전극부(420)로 구성된다.
상기 전극부(420)는 몸체(421)가 중공형으로, 상기 몸체(421)의 내경부(421a)와 외경부(421b) 사이에 형성된 요부(421c)에 선팽창률이 유리와 동일한 니켈(Ni) 강에 구리(Cu)를 씌워 만든 듀밋(dumet) 선 등의 리드 와이어(422)가 고정되어 있는 도전층(423)이 형성되어 있으며, 상기 리드 와이어(422)가 관통하여 외면에서 실링용 유리 페이스트로 된 절연 실링 유리(424)에 의해 고정되어 있고 상기 몸체(421)의 내경부(421a)와 외경부(421b)가 내면에 접합되어 있는 밀봉 유리판재(425)가 상기 유리관(410)의 양단에 용융 접합되어 상기 유리관(410)의 양단을 밀봉하고 있다.
상기 밀봉 유리판재(425)의 외면 중앙에는 가스 배기 및 주입를 위한 관 역할을 하는 스템 유리(426)가 연장되어 있다가 상기 유리관(410)에 가스 배기 및 주 입를 완료한 후 유리관(410)의 양단이 밀봉될 때 제거된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제3실시예에 따른 형광램프(400)는 다음과 같이 제조된다.
도 7을 참조하면, 가장 먼저 상기한 화학식 1 또는 화학식 4와 같이 조성되는 조성물을 포함하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조된 상기 몸체(421)를 준비한 다음, 상기 몸체(421)의 요부(421c)에 실버 페이스트를 도포한 후, 상기 리드 와이어(422)를 상기 실버 페이스트에 끼워 넣고 600℃ 정도에서 소성 처리된다(도 7의 A 참조). 이에 따라서, 상기 도전층(423)이 형성된다.
상기와 같이 몸체(421)에 리드 와이어(422)가 고정된 도전층(423)이 형성되고 나면, 다음으로 외면 중앙에 상기 스템 유리(426)가 연장 형성되어 있는 상기 밀봉 유리판재(425)에 형성된 구멍에 상기 몸체(421)의 도전층(423)에 고정된 리드 와이어(422)를 끼워 넣으면서 상기 밀봉 유리판재(425)의 내면에 상기 몸체(421)의 내경부(421a)와 외경부(421b)을 접합하여 반제품 상태의 전극부(420)를 제조한다(도 7의 B 참조). 이때, 상기 실링용 유리 페이스가 경화되어 상기 밀봉 유리판재(425)의 외면에서 상기 리드 와이어(422)를 고정함에 따라 상기 절연 실링 유리(423a)가 형성된다.
상기 반제품 상태의 전극부(420)가 제조 완료되면, 연이어서 양단이 개방되고 내면에 형광체가 도포 및 건조된 후, 소성 공정을 거쳐 내면에 잔류하는 용제 및 유기 바인더 등이 완전히 제거된 특정 길이의 유리관(410)을 준비한 다음, 상기 반제품 상태의 전극부(420) 몸체(421)를 상기 유리관(410)의 양단에 삽입한 후 상기 밀봉 유리판재(425)의 가장자리 부분을 상기 유리관(410)의 양단에 용융 접합한다(도 7의 C 참조).
끝으로, 상기와 같이 한 쌍의 전극부(420)의 밀봉 유리판재(425)의 가장자리 부분을 상기 유리관(410)의 양단에 접합한 후, 상기 스템 유리(426)를 통하여 가스를 배기 및 주입한 다음 상기 스템 유리(426)를 제거하면서 상기 유리관(410)을 봉입함으로써 형광램프(400) 제조 공정이 완료된다(도 7의 D 참조).
다른 한편, 상기와 같이 제조되는 상기 몸체(421)를 상기한 화학식 1 또는 화학식 4에 의해 조성되는 조성물을 포함하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료 대신, 상기한 화학식 2 또는 화학식 5와 같은 조성물을 포함하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료로 분말 사출 성형하여 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 제4실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 8과 도 9를 참조하면, 제4실시예에 따른 형광램프(500)는 유리관(510)과 외부전극 역할을 하는 전극부(520)로 구성된다.
상기 전극부(520)는 실링용 비드 글라스(521)가 형성되어 있고 선팽창률이 유리와 동일한 니켈(Ni) 강에 구리(Cu)를 씌워 만든 듀밋(dumet) 선 등의 리드 와이어(522)의 일측 외면에 도전층(523)이 형성되어 있고, 상기 도전층(523)이 형성되어 있는 부분이 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료로 분말 사출 성형하여 제조한 몸체(524)의 중공부에 삽입되어 있으며, 상기 몸체(524)가 상기 유리관(510)의 양단 내부에 삽입된 상태에서 상기 비드 글라스(521)에 의해 밀봉되어 있다.
상기 몸체(524)는 일단이 막혀 있는 통형인 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제4실시예에 따른 형광램프(500)는 다음과 같이 제조된다.
도 9를 참조하면, 가장 먼저 상기한 화학식 1 또는 화학식 4와 같이 조성되는 조성물을 포함하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조된 몸체(524)를 준비한다(도 9의 A 참조). 상기 몸체(524)는 직경 5mm 이하의 일단이 막혀 있는 통형으로 제작하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 몸체(524)가 준비되면, 다음으로 상기 리드 와이어(522)의 중앙에 실링용 비드 글라스(521)를 성형한 다음, 상기 리드 와이어(522)의 일측 외면에, 예컨대 상기 몸체(524)의 중공부에 삽입되는 길이만큼 실버 페이스트를 도포한 후, 상기 리드 와이어(522)의 실버 페이스트가 도포된 부분을 상기 튜브 몸체(524)에 삽입한 다음, 400℃ 정도에서 소성 처리한다(도 9의 B, C 참조). 이에 따라서, 상기 도전층(523)이 형성된 반제품 상태의 전극부(520)가 제조된다.
끝으로, 상기 반제품 상태의 전극부(520)가 제조되면, 연이어서 양단이 개방되고 내면에 형광체가 도포 및 건조된 후, 소성 공정을 거쳐 내면에 잔류하는 용제 및 유기 바인더 등이 완전히 제거된 특정 길이의 유리관(510)을 준비한 다음, 상기 반제품 상태의 전극부(520)의 상기 몸체(524)를 상기 유리관(510)의 양단에 삽입한 후 가스 배기 및 주입을 완료한 다음 상기 유리관(510)을 봉입함으로써 형광램프(500) 제조 공정이 완료된다(도 9의 D 참조).
다른 한편, 상기와 같이 제조되는 상기 몸체(524)를 상기한 화학식 1 또는 화학식 4에 의해 조성되는 조성물을 포함하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료 대신, 상기한 화학식 2 또는 화학식 5와 같은 조성물을 포함하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료로 분말 사출 성형하여 제조할 수 있다.
상기한 제1실시예 내지 제4실시예에 따른 본 발명의 형광램프는 유리보다 높은 유전율을 나타내는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 사용하므로, 종래의 형광램프에 비해 상대적으로 낮은 전압으로도 고밀도의 벽 전하를 유도하여 램프의 전류 밀도를 향상시킴으로써 고휘도 특성을 기대할 수 있다.
실제로, 본 출원인이 실험한 결과에 의하면, 기존의 직경 8mm에 길이 880mm인 외부전극 형광램프에 구동전압 800Vrms를 인가하는 경우, 평균 소비전력은 4W, 평균 밝기는 2000cd/m2를 나타내었고, 동일한 사양으로 제작된 본 발명의 형광램프는 구동전압 500Vrms에서 평균 소비전력은 20W, 평균 밝기는 12000cd/m2를 나타내었다.
따라서, 램프 구동전압을 800Vrms에서 500Vrms으로 대폭 낮추면서 소비전력 대비 광 효율이 20% 정도 향상됨을 알 수 있었다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 유전율이 10인 유리에 비하여 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료의 유전율이 월등히 높아지므로, 동일한 유전체 면적일 경우, 유리관 내부에서 더 많은 벽전하를 유도할 수 있고, 이들 전하들을 이동시킴으로써 램프의 휘도를 월등하게 증대시킬 수 있다. 또한, 휘도를 고려하여 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조하는 전극부의 크기 및 형상을 임의로 제어함으로써 램프를 구동하기 위한 인가전압 및 출력을 용이하게 제어할 수 있다.

Claims (8)

  1. 양단이 밀봉된 유리관 내면에 형광체가 도포되어 있고, 상기 유리관의 내부에 불활성가스와 수은 가스를 혼합한 충전 가스가 봉입되어 있으며, 상기 유리관의 양단에 전극부가 형성되어 있는 형광램프에 있어서,
    상기 전극부는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 몸체를 구비하며, 상기 몸체는 상전이온도가 300∼350℃의 범위에서 유전율 900∼2000의 조건을 만족하고 상온에서 내전압이 1500∼2000Vrms/mm의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전극부는 상기 몸체가 중공형으로, 상기 몸체의 외면에 도전층이 형성되어 있고, 양단이 실링용 유리 페이스트에 의해 상기 유리관에 접합되어 상기 유리관과 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 전극부는 상기 몸체가 중공형으로, 상기 몸체의 양단에 상기 유리관의 내부에 끼워져 고정되는 플랜지가 형성되어 있고, 상기 몸체의 외면 중앙에 환형 돌기가 형성되어 있으며, 상기 몸체의 외면에 도전층이 형성되어 있고, 상기 몸체와 플랜지 및 환형 돌기의 일부분이 상기 유리관의 내부에 삽입되어 실링용 유리 페이스트에 의해 절연되어 있으며, 상기 환형 돌기의 나머지 일부분이 상기 유리관의 외부로 돌출되어 실링용 유리 페이스트에 의해 유리관과 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전극부는 상기 몸체가 중공형으로, 상기 몸체의 내경부와 외경부 사이에 형성된 요부에 리드 와이어가 고정되어 있는 도전층이 형성되어 있으며, 상기 리드 와이어가 관통하여 외면에서 실링용 유리 페이스트에 의해 고정되어 있고 상기 몸체의 내경부와 외경부가 내면에 접합되어 있는 밀봉 유리판재가 상기 유리관의 양단에 용융 접합되어 상기 유리관의 양단을 밀봉하고 있는 것을 특징으로 하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 전극부는 실링용 비드 글라스가 형성되어 있는 리드 와이어의 일측 외면에 도전층이 형성되어 있고, 상기 도전층이 형성되어 있는 부분이 상기 몸체의 중공부에 삽입되어 있으며, 상기 몸체가 상기 유리관의 양단 내부에 삽입된 상태에서 상기 비드 글라스에 의해 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극부의 몸체는
    다음의 화학식,
    Figure 112007071084999-pat00007
    (여기서, A는 0≤A≤1mol, B는 0≤B≤1mol, x는 0≤x≤1mol의 조건을 만족한)에 의해 조성되는 조성물에 Y2O3, CeO2, Cr2O3, Fe2O3 중에서 어느 하나 이상을 포함하는 첨가제를, 상기 조성물 기준으로 0∼10wt%의 조건을 만족하도록 첨가하여 생성한 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 것을 특징으로 하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극부의 몸체는
    다음의 화학식,
    Figure 112007071084999-pat00008
    에서 x는 0mol≤x≤0.2mol, y는 0.09mol≤y≤0.14mol, z는 0mol≤z≤0.1mol을 범위로 하는 조성물에 SiO2로 된 첨가제를, 상기 조성물 기준으로 0∼25wt%의 조건을 만족하도록 첨가하여 생성한 자발 분극을 갖는 강유전체 전극재료를 분말 사출 성형하여 제조한 것을 특징으로 하는 자발 분극을 갖는 강유전체 전극부를 구비한 고휘도 형광램프.
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