KR100930646B1 - External electrode fluorescent lamp and liquid crystal display device using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 외부 전극 형광램프에 관한 것으로, 특히 램프의 휘도 및 수명을 향상시킬 수 있는 외부 전극 형광램프와 이를 이용한 액정표시장치에 관한 것이다. The present invention relates to an external electrode fluorescent lamp, and more particularly to an external electrode fluorescent lamp that can improve the brightness and life of the lamp and a liquid crystal display device using the same.
최근의 정보화 사회에서 표시소자는 시각정보 전달매체로서 그 중요성이 어느 때보다 강조되고 많은 종류의 평판표시소자(Flat Panel Display)가 개발되고 있다.In recent information society, display devices are more important than ever as visual information transmission media, and many kinds of flat panel displays have been developed.
평판표시소자에는 액정표시장치(Liquid Crystal Display : LCD), 전계 방출 표시소자(Field Emission Display : FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : PDP) 및 일렉트로루미네센스(Electroluminescence : EL) 등이 있다.The flat panel display device includes a liquid crystal display (LCD), a field emission display (FED), a plasma display panel (PDP), and an electroluminescence (EL). .
이러한 평판표시소자 중 액정표시장치(Liquid Crystal Display)는 경량, 박형, 저소비 전력구동 등의 특징으로 인해 그 응용범위가 점차 넓어지고 있는 추세에 있다. 이러한 추세에 따라, 액정표시장치는 노트북 PC와 같은 휴대용 컴퓨터, 사무 자동화 기기, 오디오/비디오 기기, 옥내외 광고 표시장치 등으로 이용되고 있 으며 최근의 양산기술 확보와 연구개발의 성과로 대형화와 고해상도화로 급속히 발전하고 있다. Among such flat panel display devices, liquid crystal displays have a wide range of applications due to their light weight, thinness, and low power consumption. In line with this trend, liquid crystal displays are being used as portable computers such as notebook PCs, office automation equipment, audio / video equipment, indoor and outdoor advertising display devices, etc. It is rapidly developing into anger.
이러한 액정표시장치는 매트릭스 형태로 배열되어진 복수의 제어용 스위치들에 인가되는 영상신호에 따라 표시패널에 입사되는 광의 투과량을 조절하여 화면에 원하는 화상을 표시하게 된다.Such a liquid crystal display device displays a desired image on a screen by adjusting a transmission amount of light incident on the display panel according to an image signal applied to a plurality of control switches arranged in a matrix form.
일반적인 액정표시장치는 액정표시모듈과 이 액정표시모듈을 구동하기 위한 구동회로부로 구성된다.A general liquid crystal display device is composed of a liquid crystal display module and a driving circuit portion for driving the liquid crystal display module.
액정표시모듈은 두 장의 유리기판의 사이에 액정셀들이 매트릭스 형태로 배열 되어진 액정 표시패널과, 이 액정 표시패널에 광을 조사하는 백라이트 유닛(Back Light Unit)로 구성되게 된다. The liquid crystal display module includes a liquid crystal display panel in which liquid crystal cells are arranged in a matrix form between two glass substrates, and a backlight unit that irradiates light to the liquid crystal display panel.
이와 같은 액정표시장치의 대부분은 외부에서 들어오는 광원의 양을 조절하여 화상을 표시하는 수광성 소자이기 때문에 액정패널에 광을 조사하기 위한 별도의 광원, 즉 백 라이트 유닛이 반드시 필요하며, 이러한 백 라이트 유닛은 램프 유닛이 설치되는 위치에 따라 에지방식과 직하방식으로 구분된다. Since most of the liquid crystal display devices are light-receiving elements that display images by controlling the amount of light source coming from the outside, a separate light source for illuminating the liquid crystal panel, that is, a backlight unit, is necessary. The unit is divided into the edge method and the direct method according to the position where the lamp unit is installed.
종래의 광원으로는 램프 몸체의 내부에 내부 전극을 갖는 냉음극 형광램프(CCFL : Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 주로 사용되었으나 최근 들어 액정표시장치가 대형화되어 감에 따라, 요구되어지는 냉음극 형광램프의 개수 또한 증가되고 있다. 그러나, 내부 전극형 형광램프는 구동을 위한 개별의 인버터를 필요로 하므로, 램프의 개수가 증가할수록 인버터의 개수가 증가되어 제조 비용이 증가되는 단점을 갖는다. As a conventional light source, a Cold Cathode Fluorescent Lamp (CCFL) having an internal electrode inside the lamp body is mainly used. However, as a liquid crystal display device is enlarged in recent years, a cold cathode fluorescent lamp is required. The number is also increasing. However, since the internal electrode type fluorescent lamp requires a separate inverter for driving, as the number of lamps increases, the number of inverters increases, which increases the manufacturing cost.
따라서, 최근에는 원가 절감 및 구동 안정성을 위하여 하나의 인버터로 복수의 램프를 병렬 구동시킬 수 있는 외부 전극 형광램프(EEFL : External Electrode Fluorescent Lamp)가 개발되고 있다.Therefore, recently, an external electrode fluorescent lamp (EEFL) capable of driving a plurality of lamps in parallel with one inverter has been developed for cost reduction and driving stability.
이하, 첨부 도면을 참조하여 종래의 외부 전극 형광램프에 대하여 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a conventional external electrode fluorescent lamp will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 종래의 외부 전극 형광램프를 나타내는 사시도이고, 도 2는 전압 인가시 외부 전극 형광램프를 나타내는 사시도이다. 1 is a perspective view showing a conventional external electrode fluorescent lamp, Figure 2 is a perspective view showing an external electrode fluorescent lamp when a voltage is applied.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 외부 전극 형광램프(10)는 내부에 불활성 기체가 봉입된 유리관과, 유리관의 양측 끝단을 감싸고 형성되는 외부 전극과, 유리관(14)의 내벽에는 유리관(14)을 보호하기 위한 보호막과, 방전에 의해 형성되는 자외선에 자극되어 가시광을 발생시키는 형광층(25)이 형성된다. 1 and 2, the conventional external electrode
이러한, 유리관(14)의 내부 공간에는 외부 전극 형광램프(10)의 발광을 위한 방전 가스가 충진되어 있다. 방전 가스는 네온(Ne), 아르곤(Ar)으로 이루어지는 방전 가스와, 수은(Hg)이 충진되어 있다. The inner space of the
이러한 종래의 외부 전극 형광램프의 발광원리는 다음과 같다. 램프의 양단의 외부 전극(16)에 교류 전압을 인가하여 구동하면, 외부 전극(16)을 통하여 램프 내부에 전기장이 형성된다. 이에 따라, 램프 내부 공간에는 전기장에 의해 플라즈마가 생성된다. 이때 생성된 플라즈마에 의해 유리관(14) 내부에는 전도성 플라즈마 환경이 조성되고, 이때 발생되는 자외선이 형광층(25)의 형광 물질을 자극하여 가시광이 생성된다. 이러한 원리에 의해 외부 전극 형광램프(10)가 발광하게 된 다.The light emission principle of the conventional external electrode fluorescent lamp is as follows. When an AC voltage is applied to the
도 2과 같이, 외부 전극 형광램프(10)에 전압을 인가하게 되면 외부 전극부(Ι)에서 도 3a와 같이 보호막(20) 형성시 소성 조건에 의해 보호막(20)의 전기 저항이 낮아져 고전압 인가시 보호막(20)이 대전되어 벽전하들이 외부 전극(16)을 기점으로 램프 중앙부를 향하도록 형성되며, 이에 따라 소비 전력 증대 및 점등 지연 현상이 발생된다. 또한, 도 3b와 같이 보호막(20) 및 형광층(25) 부분(Ⅱ)에서 대전된 보호막은 수은 이온과의 쿨롱 힘이 작용하여 형광층(25) 공극 사이로 수은을 침투시켜 램프의 수명을 단축시키는 문제점을 갖는다. As shown in FIG. 2, when a voltage is applied to the external electrode
또한, 이러한 외부 전극 형광램프(10)는 최근 들어 외부 전극 형광램프(10)를 채용한 LCD의 상용화와 더불어 화면의 크기가 대형화됨에 따라 이에 사용되는 외부 전극 형광램프의 길이도 길어짐으로 인하여 보다 고전압이 인가되어야 하고, 그에 따라 장시간 점등에 의하여 외부 전극 형광램프(10)의 내부에 주입된 수은이 소모되면서 휘도가 저하되어 수명이 감소하는 문제점을 갖는다. In addition, as the external electrode
또한, 전극의 표면적을 확대하여 수명을 향상시킬 수도 있지만 전극의 표면적을 확대시키는 데는 제한이 있다. 즉, 전극의 길이를 길게 하면 전극의 표면적이 확대되어 수명이 길어지지만 전극부는 비발광부이기 때문에 램프의 유효발광 길이가 짧아져 표시 화면 상의 휘도 균일도가 떨어지는 문제점을 갖는다. In addition, although it is possible to increase the surface area of the electrode to improve the lifetime, there is a limitation in expanding the surface area of the electrode. In other words, when the length of the electrode is increased, the surface area of the electrode is extended and its life is long. However, since the electrode part is a non-light emitting part, the effective light emitting length of the lamp is shortened, resulting in a decrease in luminance uniformity on the display screen.
따라서, 충분한 광량을 얻기 위해서는 램프의 수가 증가시키거나, 램프의 전극간 전위차가 높아야 하는데, 램프 수에 따른 비용 증가 및 고전압에 따른 전극내부의 국소부위에서 유리관 핀홀이 발생하게 된다.Therefore, in order to obtain a sufficient amount of light, the number of lamps must be increased or the potential difference between the electrodes of the lamp must be high. However, the cost increases according to the number of lamps and the glass tube pinholes are generated at the local part inside the electrode due to the high voltage.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 외부 전극 형광램프에 있어서 램프의 휘도 및 수명을 향상시킬 수 있는 외부 전극 형광램프와 이를 이용한 액정표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다. In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide an external electrode fluorescent lamp that can improve the brightness and life of the lamp in the external electrode fluorescent lamp and a liquid crystal display device using the same.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 액정 패널에 광을 공급하기 위한 외부 전극 형광램프에 있어서, 내측에 형광층 및 보호막이 형성되어 봉입된 유리관과, 상기 유리관 양 단부의 외주면을 감싸도록 형성되는 외부 전극을 포함하며, 상기 유리관은 SiO2, B203, Al2O3, Na2O, K2O, Li2O, CaO, MgO, BaO, SrO, ZnO 및 CeO2로 이루어지며, B203는 0∼5%, Na2O는 5∼12%, K2O는 0∼10%, BaO는 0∼10% 또는 5∼15%, CeO2는 0.1∼3%(a∼b : a초과∼b미만)의 조성비를 포함하는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above technical problem, in an external electrode fluorescent lamp for supplying light to a liquid crystal panel, a fluorescent tube and a protective film is formed on the inner side of the glass tube and the outer electrode formed to surround the outer peripheral surface of both ends of the glass tube The glass tube includes SiO 2 , B 2 0 3 , Al 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, CaO, MgO, BaO, SrO, ZnO and CeO 2 , and B 2 0 3 is 0 to 5%, Na 2 O is 5 to 12%, K 2 O is 0 to 10%, BaO is 0 to 10% or 5 to 15%, CeO 2 is 0.1 to 3% (a to b: and a composition ratio of more than a to less than b).
본 발명에 따른 외부전극 형광램프는 다음과 같은 효과가 있다. The external electrode fluorescent lamp according to the present invention has the following effects.
첫째, 외부 전극 형광램프의 유리관의 성분을 조절함으로써 소비 전력을 감소 시킬 수 있으며, 동일 전류에서 휘도를 향상시킬 수 있다. 또한, CeO2물질을 추가로 첨가시킴으로써 불필요한 자외선을 차단시킬 수 있다. First, power consumption can be reduced by adjusting the components of the glass tube of the external electrode fluorescent lamp, and the luminance can be improved at the same current. In addition, it is possible to block unnecessary ultraviolet rays by further adding CeO 2 material.
둘째, 전극의 면적 확대를 위해 내부 전극을 삽입함에 있어 유리관과 접합하는 비드글라스를 제외한 내부 전극의 유전체 코팅층은 성분이 조절된 유리 및 유전 특성 향상을 위한 첨가물을 첨가함으로써 전력 효율, 발광 효율 및 수명을 극대화할 수 있다. 유전특성 향상을 위한 첨가물은 유리관과 같이 빛 투과성을 고려하지 않아도 되며, 금속 도입선과의 접합성을 유지하는 한도 내에서 충분히 첨가하여 내부 전극에 형성되는 유전체 코팅층의 유전 특성을 극대화할 수 있다.Second, in inserting the internal electrode to enlarge the area of the electrode, the dielectric coating layer of the internal electrode, except for the bead glass, which is bonded to the glass tube, is added with additives for improving the glass and the dielectric properties of the component is adjusted, power efficiency, luminous efficiency and lifetime Can be maximized. Additives for improving dielectric properties do not have to consider light transmittance like glass tubes, and can be sufficiently added within the limit of maintaining adhesion to metal lead lines to maximize the dielectric properties of the dielectric coating layer formed on the internal electrode.
셋째, 외부 전극 끝단부로부터 보호막을 이격되도록 형성함으로써, 보호막이 대전되어 벽전하들이 외부 전극을 기점으로 램프 중앙부를 향하도록 형성되는 현상을 줄일 수 있다. 또한, 이에 따라 발생하는 소비 전력 증대 및 점등 지연 현상 등의 문제점을 해결할 수 있다. Third, by forming the protective film spaced apart from the external electrode end portion, it is possible to reduce the phenomenon that the protective film is charged so that the wall charges are formed toward the center of the lamp from the external electrode. In addition, it is possible to solve problems such as power consumption increase and lighting delay occurring.
넷째, 외부 전극을 열전도도가 우수한 구리(Cu), 구리 합금(Cu Alloy), 철(Fe), 철 합금(Fe Alloy), 은(Ag) 중 어느 하나로 형성하게 되면 유리관 국소부위의 온도 상승을 막아 유리관의 핀홀 현상을 지연시킬 수 있다. 이에 따른 핀홀 현상으로 인한 전극 오픈 현상이 발생되어 방전 효율 및 수명이 저하되는 문제점을 해결할 수 있다. Fourth, when the external electrode is formed of any one of copper (Cu), copper alloy (Cu Alloy), iron (Fe), iron alloy (Fe Alloy), silver (Ag) excellent in thermal conductivity, the temperature rise of the local portion of the glass tube is increased. This can delay the pinhole phenomenon of the glass tube. As a result, an electrode opening phenomenon may be generated due to the pinhole phenomenon, thereby reducing the discharge efficiency and lifespan.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 외부전극 형광램프를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, an external electrode fluorescent lamp according to an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings in detail as follows.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 외부 전극 형광램프(100)를 나타내는 사시도이다. 4 is a perspective view showing an external electrode
도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 외부 전극 형광램프(100)는 방전 공간(122)이 형성된 유리관(114)과, 유리관(114)의 양 단부의 외주면을 감싸도록 형 성되어 유리관에 전압을 인가시키기 위한 외부 전극(116)이 형성된다. Referring to FIG. 4, the external electrode
이러한, 유리관(114)은 광 투과율이 높은 투명 재질로, 내부에 방전을 위한 공간이 형성된다. 유리관(114)의 내부의 방전 공간(122)에는 발광을 위해 방전 가스가 충진되어 있다. 유리관(114)의 내부에 충진되는 방전 가스는 수은(Hg), 네온(Ne), 크립돈(Kr), 아르곤(Ar), 제논(Xe) 등의 불활성 기체가 사용된다. The
또한, 유리관(114)의 내벽에는 유리관(114)을 보호하기 위한 보호막(120) 및 방전에 의해 형성되는 자외선에 자극되어 가시광을 발생시키는 형광층(125)이 형성된다. 보호막(120)은 유리관 내벽에 Y2O3, ZnO, Al2O3 중 어느 하나 물질로 습식 코팅한 후, 소성 공정을 거쳐 형성한다.In addition, the inner wall of the
이러한 외부 전극 형광램프(100)는 램프의 양단의 외부 전극(116)에 교류 전압을 인가하여 구동하면, 외부 전극(116)을 통하여 램프 내부에 전기장이 형성된다. 이에 따라, 램프 내부 공간에는 전기장에 의해 플라즈마가 생성된다. 이때 생성된 플라즈마에 의해 유리관(114) 내부에는 전도성 플라즈마 환경이 조성되고, 이때 발생되는 자외선이 형광층(125)을 여기하여 액정표시장치의 백라이트 광으로 사용되는 가시광이 외부로 조사하게 된다. When the external electrode
여기서, 유리관(114)의 각 성분 조성비는 표 1과 같다. 표 1은 유리관(114)의 각 물질들의 성분 조성량(wt%)을 나타낸다. A 조건은 도 1의 외부 전극 형광램프(10)에서의 유리관(도 1의 14)의 성분비를 말하며 이때, 유리관(도 1의 14)의 성분은 SiO2, B203, Al2O3, ZnO, 1족 원소인 알칼리 금속 산화물인 Na2O, K2O, Li2O, 2 족 원소인 CaO, MgO, BaO, SrO로 이루어진다. 각 물질의 조성비에서 a∼b의 조건은 a초과∼b미만을 나타낸다. Here, each component composition ratio of the
A 조건에서의 유리관의 각 물질의 조성비는 SiO2는 65∼75%, B203는 15∼25%, Al2O3는 0∼5%, Na2O는 1∼5%, K2O는 5∼10%, Li2O, CaO, MgO, BaO, SrO, ZnO는 각각 0∼5%이다. The composition ratio of each material of the glass tube under A condition is 65 to 75% for SiO 2 , 15 to 25% for B 2 0 3 , 0 to 5% for Al 2 O 3 , 1 to 5% for Na 2 O, and K 2 O is 5 to 10%, Li 2 O, CaO, MgO, BaO, SrO, and ZnO are each 0 to 5%.
B 조건은 본 발명의 제 1 실시예에 대응되는 것으로써, 도 1과 동일한 구조의 외부 전극 형광램프(도 1의 10)에서 유리관(도 1의 14)의 성분 및 조성량만 달리한 경우를 나타낸다. 이때, 유리관(도 1의 14)의 성분은 SiO2, B203, Al2O3, Na2O, K2O, Li2O, CaO, MgO, BaO, SrO, ZnO 및 CeO2로 이루어진다. 이들 중 각 물질의 조성비는 SiO2는 65∼75%, B203는 0∼5%, Al2O3는 0∼5%, Na2O는 5∼12%, K2O는 0∼10%, Li2O는 0∼10%, CaO는 0∼15%, MgO는 0∼15%, BaO는 0∼10%, SrO와 ZnO는 각각 0∼5%이며, CeO2는 0.1∼3%이다. The condition B corresponds to the first embodiment of the present invention, in which only the components and the composition amounts of the glass tube (14 of FIG. 1) are different from the external electrode fluorescent lamp (10 of FIG. 1) having the same structure as that of FIG. 1. Indicates. At this time, the components of the glass tube (14 in FIG. 1) are SiO 2 , B 2 0 3 , Al 2 O 3 , Na 2 O, K 2 O, Li 2 O, CaO, MgO, BaO, SrO, ZnO and CeO 2 Is done. Among them, the composition ratio of each material is 65 to 75% for SiO 2 , 0 to 5% for B 2 0 3 , 0 to 5% for Al 2 O 3 , 5 to 12% for Na 2 O, and 0 to 0 for K 2 O. 10%, Li 2 O 0-10%, CaO 0-15%, MgO 0-15%, BaO 0-10%, SrO and ZnO 0-5%, CeO 2 0.1-3 %to be.
도 5a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 외부 전극 형광램프(100)를 나타내는 사시도이고, 도 5b는 전압 인가시 외부 전극 형광램프(100)를 나타내는 사시도이다. 5A is a perspective view of the external
도 5a 및 도 5b에 도시된 외부 전극 형광램프는 제 1 실시예와 대비하여 중복된 구성 요소들에 대한 설명은 생략하기로 한다. In the external electrode fluorescent lamps shown in FIGS. 5A and 5B, descriptions of overlapping components will be omitted in comparison with the first embodiment.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 보호막(120) 형성시 소성 조건에 의해 보호 막(120)의 전기 저항이 낮아져 고전압 인가시 보호막(120)이 대전되어 벽전하들이 외부 전극(116)을 기점으로 램프 중앙부를 향하도록 형성되므로 유리관(114) 양 단부 각각의 외부 전극(116) 끝단부를 기준으로 1∼3㎜ 이격되도록 보호막(120)을 형성한다. 5A and 5B, when the
이와 같이 보호막(120)을 외부 전극(116) 끝단부와 이격하여 형성함으로써 도 6a와 같이 외부 전극의 단부(Ⅲ)에서 보호막(120) 형성시 소성 조건에 의해 보호막(120)의 전기 저항이 낮아져 고전압 인가시 보호막(120)이 대전되어 벽전하들이 외부 전극(116)을 기점으로 램프 중앙부를 향하도록 형성되는 현상을 줄일 수 있다. 또한, 이에 따라 발생하는 소비 전력 증대 및 점등 지연 현상 등의 문제점을 해결할 수 있다. As described above, since the
형광층(125)은 보호막(120) 상에서 보호막(120) 양 끝단을 덮도록 형성된다. The
도 6a에서 보호막(120) 및 형광층(125)을 확대하여 보면 도 6b와 같다. 6A, the
도 6b에서 외부 전극(116)과 가까운 보호막(120) 및 형광층(125) 일부분(Ⅳ)에서 보호막(120)이 외부 전극(116) 끝단부와 이격되어 형성됨으로써, 보호막(120)이 대전되지 않으며 이에 따라 형광층(125) 공극 사이로 수은을 침투시켜 램프의 수명을 단축시키는 문제점을 해결할 수 있다. 이때 수은(Hg)들은 외부 전극(116) 쪽으로 이동하게 된다. In FIG. 6B, the
여기서, 유리관(114)의 성분은 표 1의 C 조건으로 형성된다. 이때, 유리관(114)의 성분은 B조건과 동일하며, 각 물질의 조성비는 SiO2는 65∼75%, B203는 0 ∼5%, Al2O3는 0∼5%, Na2O는 5∼12%, K2O는 0∼10%, Li2O는 0∼5%, CaO는 0∼5%, MgO는 5∼15%, BaO는 0∼10%, SrO와 ZnO는 각각 0∼5%, CeO2는 0.1∼3%로 이루어진다. Here, the components of the
제 1 및 제 2 실시예에서의 유리관(114) 성분인 표 1의 B 및 C 조건에서의 B203, Al2O3, K2O, Li2O, CaO, MgO, BaO, SrO, ZnO의 성분비 중 0의 하한값은 전혀 포함되지 않는다는 의미가 아니라 바람직하게 10- 6을 의미한다. B 2 O 3 , Al 2 O 3 , K 2 O, Li 2 O, CaO, MgO, BaO, SrO, in the B and C conditions of Table 1 which are the components of the
여기서, 유리관(114)의 성분들 중 B203물질은 유리의 내화학성 및 내열충격성을 강화하기 위해 사용하게 되며, A 조건에서의 B203의 성분비보다 B 및 C 조건에서 B203의 성분비가 줄어들었음을 알 수 있다. Here, B 2 0 3 of the components of the
알칼리 금속인 Na2O, K2O은 A 조건에서 비해 B 및 C 조건에서의 성분비가 증가하였음을 알 수 있다. 이와 같이, 유리관(114)에 알칼리 금속을 첨가할 경우, 유전율을 증가시킬 수 있으며 전기 전도도 및 광 효율을 높일 수 있다. It can be seen that the alkali metal Na 2 O, K 2 O increased the component ratio in the B and C conditions compared to the A conditions. As such, when alkali metal is added to the
또한, MgO, CaO, BaO, SrO, ZnO, Al2O3와 같은 물질들을 첨가할 경우, 점도가 높아져 유리관(114)의 강도를 향상시킬 수 있다. 하지만, ZnO, Al2O3의 경우 10% 이상 첨가하게 되면 유리의 변형점(Softening Point) 및 작업 온도가 높아지게 되어 제조상 어려운 문제점이 있다. In addition, when materials such as MgO, CaO, BaO, SrO, ZnO, and Al 2 O 3 are added, the viscosity may be increased to improve the strength of the
Na2O 물질을 과다한 양을 첨가하게 되면 외부 전극(116)부위의 유리관(114) 내의 Na이온 석출에 따른 유리관(114) 내부의 공극 발생 및 밀도 저하로 유리관(114)의 핀홀 저항이 낮아지게 되므로, 표 1과 같이 Na2O을 5∼12%미만으로 첨가하도록 한다. When an excessive amount of Na 2 O material is added, the pinhole resistance of the
CeO2은 불필요한 자외선을 차단하는 효과를 가진다. CeO 2 has the effect of blocking unnecessary ultraviolet rays.
이와 같이, 유리관(114)의 각 물질들의 성분 조성을 조절하는 외부 전극 형광램프(100)는 다음과 같은 효과가 있다.As such, the external
표 1과 같이 유리관(114)의 각 물질들의 성분 조성량에 따른 A 조건 내지 C 조건에서의 외부 전극 형광램프(100)의 각 소비 전력은 도 7과 같다. As shown in Table 1, each power consumption of the external
종래의 외부 전극 형광램프를 나타내는 A 조건의 경우보다 본 발명의 B와 C 조건에서의 외부 전극 형광램프가 소비 전력이 더 낮음을 알 수 있다. 구체적으로, 전류 7mA에서의 본 발명의 형광램프 B와 C 조건에서 A 조건과 비교하여 램프의 전압이 17% 이상 절감되는 것을 볼 수 있다. 또한, 동일 전압일 경우 예를 들어, 약 1900Vrms에서 A 조건일 때 전류값은 5mA이고, B 및 C 조건일 때 전류값은 7mA이며 이에 따른 해당 휘도값은 도 8과 같다. 도 8 을 참조하면, 전류값 5mA일 때 A 조건의 경우에 비해 전류값이 7mA일 때 B 및 C 조건의 경우 휘도가 30% 이상 향상됨을 알 수 있다. It can be seen that the external electrode fluorescent lamps in the B and C conditions of the present invention have lower power consumption than the A condition representing the conventional external electrode fluorescent lamps. Specifically, in the fluorescent lamps B and C conditions of the present invention at a current of 7mA, it can be seen that the voltage of the lamp is reduced by 17% or more. In addition, for the same voltage, for example, at about 1900 Vrms, the current value is 5 mA under the A condition, the current value is 7 mA under the B and C conditions, and the corresponding luminance value is shown in FIG. 8. Referring to FIG. 8, it can be seen that the luminance is improved by 30% or more in the B and C conditions when the current value is 7 mA compared to the A condition when the current value is 5 mA.
또한, 도 8과 같이, 동일 전류값에서 광량 비교시 A 조건의 경부보다 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예인 경우 즉, B 및 C 조건에서의 외부 전극 형광램프(100)의 휘도가 3% 이상 증가됨을 알 수 있다. In addition, as shown in FIG. 8, when the amount of light is compared at the same current value, the luminance of the external
B 및 C 조건에서 유리관(114)에 CeO2를 첨가할 경우, 도 9a 및 도 9b와 같이 자외선 영역(Ⅴ)에서 구체적으로 300∼320㎚ 영역에서 자외선이 차단됨을 알 수 있다. 반면, CeO2가 첨가되지 않은 A 조건의 경우는 자외선을 차단하지 못함을 알 수 있다. When CeO 2 is added to the
이와 같은, 유리관(114)의 양 단부의 외주면을 감싸도록 형성되어 유리관(114)에 전압을 인가시키기 위한 외부 전극(116)은 열전도도가 좋은 구리(Cu), 구리 합금(Cu Alloy), 철(Fe), 철 합금(Fe Alloy), 은(Ag) 중 어느 하나로 형성한다. 외부 전극(116)을 열전도도가 좋은 금속으로 형성함으로써 형광램프의 핀홀 현상을 방지할 수 있다. As such, the
일반적으로 외부 전극 형광램프에서의 핀홀 현상은 두 가지 유형으로 발생된다. 외부 전극간 전위차가 2000Vrms 이상시 전극부 끝단에서 코로나 방전에 의해 핀홀이 발생되거나, 전극 부위의 유리관 내의 플라즈마 밀도가 높은 곳에서 집중적으로 핀홀이 발생하게 된다. 전자의 경우 램프 전극간 전위차를 2000Vrms 미만 사용시 안정적인 구동이 가능할 수 있으나, 후자의 경우는 램프의 구동 시간이 지남에 따라 누적되어 발생되는 것으로 외부 전극 형광램프에서는 피할 수 없는 경우이다. 따라서, 전하가 집중적으로 유리관 국소부위에 충돌하게 되면 유리관 국소부위의 온도가 상승하게 되어 핀홀 현상이 발생하게 된다. In general, the pinhole phenomenon in the external electrode fluorescent lamp occurs in two types. When the potential difference between the external electrodes is 2000 Vrms or more, pinholes are generated by corona discharge at the electrode end, or pinholes are concentrated at the place where the plasma density in the glass tube of the electrode is high. In the former case, when the potential difference between the lamp electrodes is less than 2000 Vrms, stable driving may be possible. In the latter case, the driving time of the lamp may accumulate as time passes and may not be avoided in the external electrode fluorescent lamp. Therefore, when the charge intensively collides with the localized glass tube, the temperature of the localized glass tube is raised, resulting in a pinhole phenomenon.
도 10a 및 도 10b은 외부 전극(116)의 형성 물질 및 외부 전극(116)의 각 위치별에 따른 온도 편차를 나타낸 것이다. 외부 전극(116)을 구리(Cu)와 철(Fe)과 같은 금속으로 형성할 경우, 외부 전극(116)을 다른 금속 즉, 니켈 합금(Ni Alloy), 주석 합금(Sn Alloy)과 같은 금속으로 형성할 경우에 비해 외부 전극(116)의 위치별에 따라 온도 편차가 심하지 않음을 알 수 있다. 10A and 10B illustrate temperature variations according to materials of forming the
따라서, 본 발명과 같이 외부 전극(116)을 열전도도가 구리(Cu), 구리 합금(Cu Alloy), 철(Fe), 철 합금(Fe Alloy), 은(Ag) 중 어느 하나로 형성하게 되면 유리관 국소부위의 온도 상승을 막아 유리관(114)의 핀홀 현상을 지연시킬 수 있다. 이에 따른 핀홀 현상으로 인한 전극 오픈 현상이 발생되어 방전 효율 및 수명이 저하되는 문제점을 해결할 수 있다. Accordingly, when the
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 외부 전극 형광램프(100)를 나타내는 사시도이고, 도 12는 전압 인가시 외부 전극 형광램프(100)를 나타내는 사시도이다. 11 is a perspective view illustrating the external
도 11 및 도 12에 도시된 외부 전극 형광램프는 제 1 및 제 2 실시예와 대비하여 중복된 구성 요소들에 대한 설명은 생략하기로 한다. In the external electrode fluorescent lamps shown in FIGS. 11 and 12, the description of the overlapping elements will be omitted in contrast to the first and second embodiments.
도 11 및 도 12를 참조하면, 유리관(114) 끝단 내부에 형성된 내부 전극(140)과, 외부 전극(116)과 내부 전극의 전원 연결을 위해 유리관(114) 외측으로 인출된 리드선(130)이 형성된다. 11 and 12, an
내부 전극은 전극의 면적 확대를 위해 형성하며, 리드선(130)과 연결된 금속 도입선(140)과, 금속 도입선(140) 표면을 둘러싼 유전체 코팅층(142)으로 구성된다. 도시하지 않았지만, 금속 도입선(140)은 리드선(130)을 연장하여 형성할 수도 있다. The internal electrode is formed to enlarge an area of the electrode, and is formed of a
여기서, 유리관(114) 양단을 밀봉하기 위해 내부 전극의 금속 도입선(140)의 일측에 비드 글라스(150)를 형성한다. Here, the
리드선(130) 및 금속 도입선(140)은 비드 글라스(150)와 선팽창 계수가 유사하여 유리와의 접합성이 우수하고, 열 응력을 최소화할 수 있도록 열 전도성이 우수한 니켈(Ni), 니켈(Ni)의 합금 또는 철(Fe)과 니켈(Ni)에 구리(Cu)가 코팅된 듀멧(Dumet)으로 이루어진다. 유전체 코팅층(142)은 금속 도입선(140)과 선팽창 계수가 유사하여 접합성이 우수하고, 열응력을 최소화할 수 있으며, 유전 특성을 향상시킬 수 있는 표 1의 B 조건 및 C 조건으로 형성된 유리 또는 알루미나에 유전 특성을 극대화할 수 있는 바륨티타네이트(BaTiO3)계의 강유전체를 첨가하며 이때, 유전체 코팅층(142)에서의 바륨티타네이트(BaTiO3)계 물질에 대한 무게 비율은 35wt%∼45wt% 또는 Owt%이다. 여기서, 0의 값은 전혀 포함되지 않는다는 의미가 아니라 바람직하게 10-6을 의미한다. The
여기서, 바륨티타네이트(BaTiO3)는 ABO3구조인 페로브스카이트 구조이며, 파우더의 첨가제를 혼합하여 유전 특성을 조절할 수 있게 되는데, 첨가제로써는 상전이 온도를 조절하는 BaZrO3, SrTiO3, BaSnO3, CaSnO3, PbTiO3와, 유전율의 온도 특성을 작게 하는 MgO, MgTiO3, NiSnO3, CaTiO3, Bi2(SnO3)3 등을 사용한다. Here, barium titanate (BaTiO 3) are ABO 3 structure in which Fe Grove is Sky tree structure, a mixture of additives of the powder there is able to adjust the dielectric properties, BaZrO 3 to control the additive rosseoneun phase transition temperature, SrTiO 3, BaSnO 3 , CaSnO 3 , PbTiO 3, and MgO, MgTiO 3 , NiSnO 3 , CaTiO 3 , Bi 2 (SnO 3 ) 3, etc., which reduce the temperature characteristic of dielectric constant, are used.
바륨티타네이트(BaTiO3)계 물질에 상기 물질들의 첨가제를 혼합하게 되면, 바륨티타네이트(BaTiO3)계의 바륨(Ba) 이온의 자리에 스칸듐(Sr), 칼슘(Ca), 마그네슘(Mg) 이온 등이 복합되어 치환되게 된다. 이때, 바륨(Ba) 이온에 대한 몰 비율은 최대 1/4 미만이다. 또한, 티타늄(Ti) 이온 자리에는 지르코늄(Zn), 주석(Sn) 이온 등이 복합되어 치환되게 되는데, 티타늄(Ti) 이온에 대한 몰 비율은 최대 1/3 미만이다. 여기서, 각 이온에 대한 몰 비율을 초과하게 되면 유전 손실이 커지고, 상전이 온도가 낮아져 램프의 고온조건 사용에서의 전력감소효율이 떨어지게 된다. Barium titanate (BaTiO 3) If the mixing of the additive of the material in the base material, barium titanate scandium (Sr), calcium (Ca), magnesium (Mg) in place of barium (Ba) ions (BaTiO 3) based Ions etc. are compounded and substituted. At this time, the molar ratio for the barium (Ba) ions is less than 1/4 maximum. In addition, zirconium (Zn), tin (Sn) ions, etc. are combined and replaced in the titanium (Ti) ion site, and the molar ratio for the titanium (Ti) ions is less than 1/3. Here, when the molar ratio for each ion is exceeded, the dielectric loss is increased, and the phase transition temperature is lowered, thereby reducing the power reduction efficiency in the use of the high temperature condition of the lamp.
이와 같이, 전극의 면적 확대를 위해 내부 전극을 삽입함에 있어 유리관(114)과 접합하는 비드 글라스(150)를 제외한 내부 전극의 유전체 코팅층은 성분이 조절된 유리 및 유전특성 향상을 위한 첨가물을 첨가함으로써 전력 효율, 발광 효율 및 수명을 극대화할 수 있다. 유전특성 향상을 위한 첨가물은 유리관(114)과 같이 빛 투과성을 고려하지 않아도 되며, 금속 도입선(140)과의 접합성을 유지하는 한도 내에서 충분히 첨가하여 내부 전극에 형성되는 유전체 코팅층(142)의 유전 특성을 극대화할 수 있다.As such, the dielectric coating layer of the inner electrode except for the
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have knowledge.
도 1은 종래의 외부 전극 형광램프를 나타내는 사시도이다. 1 is a perspective view showing a conventional external electrode fluorescent lamp.
도 2는 전압 인가시 외부 전극 형광램프를 나타내는 사시도이다. 2 is a perspective view illustrating an external electrode fluorescent lamp when voltage is applied.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 Ι영역을 나타내는 도면이다. 3A and 3B are views showing the region of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 외부 전극 형광램프를 나타내는 사시도이다.4 is a perspective view showing an external electrode fluorescent lamp according to a first embodiment of the present invention.
도 5a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 외부 전극 형광램프를 나타내는 사시도이다. 5A is a perspective view illustrating an external electrode fluorescent lamp according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 5b는 전압 인가시 외부 전극 형광램프를 나타내는 사시도이다.5B is a perspective view illustrating an external electrode fluorescent lamp when voltage is applied.
도 6a 및 도 6b는 도 5b의 Ⅲ영역을 나타내는 도면이다. 6A and 6B are views showing region III of FIG. 5B.
도 7은 유리관의 각 물질들의 성분 조성량에 따른 A 조건 내지 C 조건에서의 외부 전극 형광램프의 각 소비 전력을 나타내는 그래프이다. FIG. 7 is a graph showing the power consumption of the external electrode fluorescent lamps in the A condition to the C condition according to the component composition of each material of the glass tube.
도 8은 유리관의 각 물질들의 성분 조성량에 따른 A 조건 내지 C 조건에서의 외부 전극 형광램프의 각 휘도를 나타내는 그래프이다. FIG. 8 is a graph showing the luminance of the external electrode fluorescent lamps in the A condition to the C condition according to the component composition of each material of the glass tube.
도 9a 및 도 9b는 유리관의 각 물질들의 성분 조성량에 따른 A 조건 내지 C 조건에서의 외부 전극 형광램프의 자외선 차단 효과를 나타내는 그래프이다. 9A and 9B are graphs showing the ultraviolet ray blocking effect of the external electrode fluorescent lamps under the A condition to the C condition according to the component composition of each material of the glass tube.
도 10a 및 도 10b는 외부 전극 형성 물질에 따른 핀홀 저항성을 나타내는 그래프이다.10A and 10B are graphs illustrating pinhole resistance according to an external electrode forming material.
도 11은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 외부 전극 형광램프를 나타내는 사시도이다 11 is a perspective view illustrating an external electrode fluorescent lamp according to a third embodiment of the present invention.
도 12는 전압 인가시 외부 전극 형광램프를 나타내는 사시도이다. 12 is a perspective view illustrating an external electrode fluorescent lamp when voltage is applied.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
100 : 외부 전극 형광램프 114 : 유리관100: external electrode fluorescent lamp 114: glass tube
116 : 외부 전극 120 : 보호막116: external electrode 120: protective film
122 : 방전 공간 125 : 형광층 122: discharge space 125: fluorescent layer
130 : 리드선 140 : 금속 도입선130: lead wire 140: metal lead wire
142 : 유전체 코팅층 150 : 비드 글라스142: dielectric coating layer 150: bead glass
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