KR101496448B1 - Medium-permittivity dielectrics with excellent temperature stability and plasma light source using the same - Google Patents
Medium-permittivity dielectrics with excellent temperature stability and plasma light source using the same Download PDFInfo
- Publication number
- KR101496448B1 KR101496448B1 KR20140071661A KR20140071661A KR101496448B1 KR 101496448 B1 KR101496448 B1 KR 101496448B1 KR 20140071661 A KR20140071661 A KR 20140071661A KR 20140071661 A KR20140071661 A KR 20140071661A KR 101496448 B1 KR101496448 B1 KR 101496448B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- dielectric
- dielectric constant
- electrode
- temperature
- light source
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/02—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
- H01B3/12—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3217—Aluminum oxide or oxide forming salts thereof, e.g. bauxite, alpha-alumina
- C04B2235/3222—Aluminates other than alumino-silicates, e.g. spinel (MgAl2O4)
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 PDP(Plasma Display Panel)와 같은 플라즈마 현상을 이용한 광원에 사용할 수 있는 비유전율(이하, 유전율)이 대략 150~200 정도인 중유전율을 가지며, 온도안정성이 구비된 중유전율 유전체 및 이를 이용한 플라즈마 광원에 관한 것이다.
The present invention relates to a medium-to-high dielectric constant dielectric constant having a relative dielectric constant (hereinafter, referred to as dielectric constant) of approximately 150 to 200 that can be used for a light source using a plasma phenomenon such as a plasma display panel (PDP) To a plasma light source.
종래, 플라즈마 광원용으로 사용되는 유전체 재료는 주로 유리나 이차전자 방출계수가 큰 MgO 단결정을 사용하였다. 그러나, 이들 재료는 10 정도의 낮은 유전율로 인하여, 방전관 내에 위치한 유전체 표면에 벽전하(wall charge)를 크게 할 수 없다. 따라서, 이들 재료를 사용할 경우, 방전 공간 내에 존재하는 플라즈마 이온이나 전자들을 수은이나 제논 가스에 충돌시키는 개수에 제한이 있으며, 그 결과 광효율를 증가시키는 데 제약을 갖고 있다. Conventionally, a dielectric material used for a plasma light source mainly uses a glass or MgO single crystal having a large secondary electron emission coefficient. However, due to the low dielectric constant of about 10, these materials can not increase the wall charge on the dielectric surface located in the discharge vessel. Therefore, when these materials are used, there are restrictions on the number of colliding plasma ions or electrons present in the discharge space with mercury or xenon gas, and as a result, there is a limitation in increasing the light efficiency.
도 1은 일반적인 플라즈마 광원을 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically shows a general plasma light source.
도 1을 참조하면 일반적으로 사용되는 플라즈마 광원은 다음과 같은 구조로 되어 있다. 우선, 양단이 밀봉된 유리관(110) 내면에 형광체가 도포되어 있다. 그리고, 상기 유리관(110)의 내부에는 아르곤(Ar)이나 네온(Ne) 등과 같은 불활성 가스(120), 씨앗전자(seed electrons)(130) 및 수은(Hg) (140)가스가 혼합된 충전 가스가 봉입되어 있다. 그리고, 상기 유리관(110)의 양단에는 실버 혹은 카본과 같은 도전층을 도포한 다양한 형상의 외부전극(150)이 형성되어 있다. 이와 같이 유리관의 양끝단 외부에 형성된 외부 전극(150)의 도전층에 고전압의 교류 전원(AC)을 인가시키면 상기 전극(150)과 접촉하는 유리관(110)의 양단 부분이 유전체 역할을 하면서 강한 유도 전계를 형성한다.1, a generally used plasma light source has the following structure. First, phosphors are coated on the inner surface of the
더욱 상세히 설명하면, 전극이 도포된 유리관 양단의 좌측단에 인가된 전압의 극성이 + 이면, 씨앗전자(130)가 전극(150)이 도포된 좌측 유리관 내부(160)에 축적되고, 반대로, 우측은 - 극성이므로 우측 유리관 내부(161)에 양이온이 축적된다. 이때, 축적되는 양이온은 봉입된 불활성 가스가 강한 외부 전계에 의하여 가속된 씨앗전자(130)에 의하여 불안정한 상태의 양이온이나 준안정상태의 +극성을 갖는 이온화된 가스로 천이되면서 생성된다. 교류 전계에 의한 연속적인 극성의 반전에 의하여 좌측 및 우측 유리관 내부(160, 161)에 축적된 벽 전하는 유리관(110) 양단에 왕복운동을 일으킨다. 이때, 왕복 운동하는 벽 전하가 불활성 가스와 함께 봉입된 수은 가스(140)가 충돌하면서 수은 가스의 여기 발광과정을 유도하고, 이 발광과정 중에 유기된 자외선이 유리관(110) 내벽에 도포된 형광체를 여기시켜 가시광선으로 바뀌어, 외부로 가시광선이 방사된다. More specifically, when the polarity of the voltage applied to the left end of the glass tube to which the electrode is applied is positive, the
이때, 종래의 플라즈마 광원의 휘도를 증가시키기 위하여 전극이 도포된 양단 유리관의 전극 도포 면적을 증가시켜 벽전하의 양을 증가시키는 방법이 있다. 그러나, 이러한 전극 도포 면적의 증대는 발광영역을 감소시키므로 실용상의 한계를 갖고 있다.
In this case, in order to increase the brightness of the conventional plasma light source, there is a method of increasing the amount of wall charge by increasing the electrode application area of the both end glass tubes coated with the electrodes. However, such an increase in electrode coating area has practical limitations because it reduces the light emitting area.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0005432호(2010.01.15. 공개)에 개시된 플라즈마 디스플레이 패널 유전체용 조성물, 이를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널이 있다.
Background art related to the present invention is a composition for a plasma display panel dielectric disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2010-0005432 (published on January 15, 2010), and a plasma display panel comprising the same.
본 발명의 하나의 목적은 유전율이 높은 유전체를 이용하여 플라즈마의 광원의 효율을 증가시키고자 하였으며, 광원에 전력을 인가하여 실제 구동시 유전체 전극에 발생하는 물리적 현상을 분석하여, 유전율과 유전손실의 안정성을 유지할 수 있는 중(medium)유전율을 갖는 유전체를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to increase the efficiency of a plasma light source by using a dielectric material having a high dielectric constant. By analyzing the physical phenomenon occurring in a dielectric electrode when power is applied to a light source, dielectric constant and dielectric loss And to provide a dielectric material having a medium dielectric constant capable of maintaining stability.
본 발명의 다른 목적은 상기의 유전체를 적용한 플라즈마 광원을 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a plasma light source to which the above dielectric is applied.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 유전체는 하기 식 1로 표현된다. In order to achieve the above object, a dielectric according to an embodiment of the present invention is represented by the following equation (1).
[식 1][Formula 1]
X(CaTiO3)+Y(MgTiO3)+Z(BiAlO3) (X>0, Y>0, Z>0, X+Y+Z=1) X (CaTiO 3) + Y ( MgTiO 3) + Z (BiAlO 3) (X> 0, Y> 0, Z> 0, X + Y + Z = 1)
이때, X: 0.5~0.6, Y: 0.15~0.25, Z: 0.2~0.3인 것이 보다 바람직하다. In this case, it is more preferable that X: 0.5 to 0.6, Y: 0.15 to 0.25, and Z: 0.2 to 0.3.
상기 유전체는 20~100℃에서 유전율이 144~155이고, 20℃ 유전율 대비 100℃ 유전율 감소율이 10% 이하를 나타낼 수 있다.
The dielectric may have a dielectric constant of 144 to 155 at 20 to 100 ° C and a dielectric constant reduction rate of less than 10% at a temperature of 100 ° C relative to a dielectric constant of 20 ° C.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체는 하기 식 2로 표현된다. In order to achieve the above object, a dielectric according to another embodiment of the present invention is expressed by the following equation (2).
[식 2][Formula 2]
W(CaTiO3)+X(MgTiO3)+Y(BiAlO3)+Z(LaAlO3) (W>0 X>0, Y>0, Z>0, W+X+Y+Z=1) W (CaTiO 3) + X ( MgTiO 3) + Y (BiAlO 3) + Z (LaAlO 3) (W> 0 X> 0, Y> 0, Z> 0, W + X + Y + Z = 1)
이때, W: 0.5~0.6, X: 0.15~0.25, Y: 0.15~0.25, Z=0.01~0.1인 것이 보다 바람직하다. In this case, it is more preferable that W: 0.5 to 0.6, X: 0.15 to 0.25, Y: 0.15 to 0.25, and Z = 0.01 to 0.1.
또한, 상기 유전체는 20~100℃에서 유전율이 144~155이고, 20℃ 유전율 대비 100℃ 유전율 감소율이 10% 이하를 나타낼 수 있다.
The dielectric may have a dielectric constant of 144 to 155 at 20 to 100 ° C and a dielectric constant reduction rate of less than 10% at a temperature of 100 ° C relative to a dielectric constant of 20 ° C.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체는 하기 식 3으로 표현된다. In order to achieve the above object, a dielectric according to another embodiment of the present invention is expressed by the following equation (3).
[식 3][Formula 3]
V(CaTiO3)+W(SrTiO3)+X(MgTiO3)+Y(BiAlO3)+Z(LaAlO3) (V>0, W>0 X>0, Y>0, Z>0, V+W+X+Y+Z=1) V (CaTiO 3) + W ( SrTiO 3) + X (MgTiO 3) + Y (BiAlO 3) + Z (LaAlO 3) (V> 0, W> 0 X> 0, Y> 0, Z> 0, V + W + X + Y + Z = 1)
이때, V: 0.15~0.4, W: 0.15~0.4, X: 0.15~0.25, Y: 0.1~0.2, Z: 0.05~0.15인 것이 보다 바람직하다. 또한, 상기 유전체는 상기 SrTiO3의 몰 분율(W)이 0.36 이상에서, 단면이 5각형 이상의 다각형의 입자 형태를 가지며, 입자들이 서로 정합할 수 있다. It is more preferable that V is 0.15 to 0.4, W is 0.15 to 0.4, X is 0.15 to 0.25, Y is 0.1 to 0.2, and Z is 0.05 to 0.15. In addition, the dielectric material has a polygonal particle shape with a cross-section of a pentagonal shape or more at a mole fraction (W) of SrTiO 3 of 0.36 or more, and the particles can be matched with each other.
또한, 상기 유전체는 20~100℃에서 유전율이 160~185이고, 20℃ 유전율 대비 100℃ 유전율 감소율이 10% 이하를 나타낼 수 있다.
In addition, the dielectric may have a dielectric constant of 160 to 185 at 20 to 100 ° C and a dielectric constant reduction rate of less than 10% at 100 ° C relative to a dielectric constant of 20 ° C.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 광원은 내주면에 형광체가 도포되고, 내부에 불활성 가스와 금속 증기가 혼합 충전되는 유리관; 및 일단이 상기 유리관에 결합되고, 타단이 밀봉되는 중공형 전극;을 포함하고, 상기 중공형 전극은 유전체 전극과, 상기 유전체 전극 표면에 형성되는 금속 전극을 포함하며, 상기 유전체 전극이 전술한 어느 하나의 유전체를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a plasma light source comprising: a glass tube coated with a fluorescent material on an inner peripheral surface thereof and filled with an inert gas and a metal vapor; And a hollow electrode having one end coupled to the glass tube and the other end sealed, wherein the hollow electrode includes a dielectric electrode and a metal electrode formed on a surface of the dielectric electrode, And one dielectric.
본 발명에 따른 유전체의 경우, 대략 150~190 정도의 중유전율을 나타내며, 유전손실이 낮고, 또한 100℃ 부근의 고온에서도 유전율 감소가 크지 않아 온도 안정성이 확보될 수 있다. In the case of the dielectric according to the present invention, the dielectric constant is about 150 to about 190, the dielectric loss is low, and the dielectric constant is not greatly reduced even at a high temperature of about 100 DEG C, so that the temperature stability can be secured.
또한, 본 발명에 따른 유전체의 경우, 2차전자 방출계수가 높은 성분으로 이루어져 있어, 유전율이 10 근처인 MgO 단결정이나 유리 유전체를 사용하는 경우에 비하여 동일한 유전체 면적일 경우, 유리관 내부에서 더 많은 전자와 플라즈마 이온들을 이동시킴으로써 수은가스와의 충돌을 증가시켜, 단위전력당 램프의 휘도 효율을 월등하게 증대시킬 수 있다. In addition, the dielectric according to the present invention has a high secondary electron emission coefficient, and when the same dielectric area is used as compared with the case of using a MgO single crystal or a glass dielectric having a dielectric constant near 10, And the collision with the mercury gas is increased by moving the plasma ions, so that the luminance efficiency of the lamp per unit power can be greatly increased.
또한, 또한 본 발명에 따른 유전체의 경우, 구동전압이 700~900Vrms의 값을 가지며, 최적화된 조성에서 19watt 구동시 770Vrms의 비교적 낮은 전압에서 고휘도를 나타내므로, 고전압 규제사항으로 되어있는 1000Vrms 이하에서 안정적인 방전램프로 사용될 수 있는 장점이 있다.
Further, in the case of the dielectric according to the present invention, since the driving voltage has a value of 700 to 900 Vrms and high brightness is obtained at a relatively low voltage of 770 Vrms at 19 Watt driving in an optimized composition, There is an advantage that it can be used as a discharge lamp.
도 1은 일반적인 플라즈마 광원을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 유전체를 제조하기 위한 공정 예를 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1에 따른 유전체의 온도변화에 따른 유전율 및 유전손실의 변화를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 2에 따른 유전체의 온도변화에 따른 유전율 및 유전손실의 변화를 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 3에 따른 유전체의 온도변화에 따른 유전율 및 유전손실의 변화를 나타낸 것이다.
도 6은 실시예 4에 따른 유전체의 온도변화에 따른 유전율 및 유전손실의 변화를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 적용된 플라즈마 광원 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 유전체를 도 7에 도시된 플라즈마 광원의 유전체 전극으로 사용하기 위하여 원통형으로 제조한 사진을 나타낸 것이다.
도 9는 소결된 실시예 1~4의 미세구조를 나타낸 것이다.
1 schematically shows a general plasma light source.
2 shows an example of a process for producing the dielectric of the present invention.
FIG. 3 shows the change in dielectric constant and dielectric loss according to the temperature change of the dielectric according to Example 1. FIG.
FIG. 4 shows changes in dielectric constant and dielectric loss according to the temperature change of the dielectric according to Example 2. FIG.
5 shows the change of the dielectric constant and dielectric loss according to the temperature change of the dielectric according to the third embodiment.
6 shows the change of the dielectric constant and the dielectric loss according to the temperature change of the dielectric according to the fourth embodiment.
7 schematically shows a structure of a plasma light source applied to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a photograph of a dielectric according to the present invention manufactured in a cylindrical shape for use as a dielectric electrode of the plasma light source shown in FIG.
Fig. 9 shows the microstructure of the sintered examples 1 to 4. Fig.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들과 도면을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니며, 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하에서 개시되는 실시예들은 단지 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and how to achieve them, will be apparent from the following detailed description of embodiments and drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and may be embodied in various other forms. The embodiments disclosed below are merely provided to fully disclose the scope of the invention to a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. The invention is only defined by the scope of the claims.
이하, 본 발명에 따른 온도 안정성이 우수한 중유전율 유전체 및 이를 이용한 플라즈마 광원에 대하여 상세히 설명한다.
Hereinafter, the medium-dielectric constant dielectric excellent in temperature stability according to the present invention and a plasma light source using the same will be described in detail.
고전압 인가에 의하여 유리관 내에서 방전이 개시될 때 발생하는 방전공간 내에 노출된 유전체 표면에 이온이나 전자들이 고속으로 충돌하며, 고전압이 인가되는 유전체에 유전손실에 의한 발열 현상으로 인하여 유전체의 온도는 상승하게 된다. 따라서, 상온에서의 유전율이 고온에서 유지되지 못할 경우 광원의 효율이 온도변화에 따라 변하게 되는 현상을 피할 수 없으므로, 이를 방지하기 위하여 유전율의 온도안정성과 실제 구동온도에서 유전손실을 작게 하기 위한 대책이 필요하다. Ions or electrons collide at a high speed on a surface of a dielectric exposed in a discharge space generated when a discharge is initiated in a glass tube due to application of a high voltage and the temperature of the dielectric increases due to a heat generation due to dielectric loss in a dielectric to which a high voltage is applied . Therefore, if the dielectric constant at room temperature can not be maintained at a high temperature, the efficiency of the light source is changed in accordance with the temperature change. In order to prevent this, the temperature stability of the dielectric constant and the measures for reducing the dielectric loss at the actual driving temperature need.
그러나, 통상적인 유전체 재료들은 유전율이 상승하게 되면 유전율의 온도안정성이 급격히 저하되며, 유전손실 역시 증가하여, 실제 구동시 안정한 광효율을 유지하기 어려웠다. 또한, 금속전극을 사용하는 열전자 방출형 형광램프나 냉음극램프들은 열유기 혹은 전계유기에 의한 전자방출을 이용하여 수은이나 제논과의 충돌양을 증가시켜 광효율을 높일 수 있으나, PDP와 같은 플라즈마 광원은 유전체와 같은 절연체를 사용하므로 이차전자방출 계수가 낮아 광효율을 높이는데 한계가 있다. However, as the dielectric constant of conventional dielectric materials increases, the temperature stability of the dielectric constant rapidly decreases, and the dielectric loss also increases, making it difficult to maintain a stable optical efficiency in actual operation. In addition, a thermoelectronic emission type fluorescent lamp or a cold cathode lamp using a metal electrode can increase the light efficiency by increasing the amount of collision with mercury or xenon by using electron emission by thermal organic or electric field organic. However, Since the secondary electron emission coefficient is low due to the use of an insulator such as a dielectric, there is a limit to increase the light efficiency.
이에, 본 발명에서는 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고유전율에서도 온도안정성이 우수하고, 고온에서 유전손실이 감소하는 유전체를 제조하였으며, 또한 이차전자 방출계수가 높은 성분을 선택하여 광효율을 높이고자 하였다.
Accordingly, in order to solve the above problems, the present invention has been made to produce a dielectric having a high temperature stability at a high temperature and a dielectric loss at a high temperature, and also to increase the light efficiency by selecting a component having a high secondary electron emission coefficient.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 구성물질을 기존의 자료를 토대로 새로운 조성의 유전체를 설계하여 제조한 후 유전특성을 측정하였으며, 제조된 유전체 재료의 플라즈마광원의 전극으로 사용시 발광 효율특성을 조사하여 그 적합성을 확인하였다. In order to achieve the object of the present invention as described above, a dielectric material having a new composition is designed and manufactured based on existing data on the constituent materials, and dielectric properties are measured. When the electrode is used as a plasma light source of the dielectric material, And their suitability was confirmed.
통상적으로, MgO, Bi2O3, TiO2 등의 재료는 밴드 갭 에너지가 낮아 2차전자를 방출하기 용이하여, PDP용이나 산화믈 반도체 혹은 광촉매 등으로 사용되는 대표적인 물질이다. 따라서, 이들 재료를 이용하여 화합물을 제조할 경우 다른 재료에 비하여 플라즈마 광원의 전극으로 사용할 경우 용이하게 2차전자를 방전공간내에 유기하여 광원의 효율을 증가시키는 역할을 할 것으로 판단되어 이들 성분이 포함된 유전체를 설계하였다. Generally, materials such as MgO, Bi 2 O 3 and TiO 2 have low band gap energy and are easy to emit secondary electrons and are typical materials used for PDP, oxide semiconductor or photocatalyst. Therefore, when a compound is manufactured using these materials, secondary electrons can be easily induced in the discharge space when used as an electrode of a plasma light source, as compared with other materials, thereby increasing the efficiency of the light source. The dielectric was designed.
유전율이나 유전손실의 고온 안정성을 확보하기 위하여 음의 온도안정성(온도가 증가할수록 유전율이 감소하는 현상)을 갖는 유전체 재료와 양의 온도안정성(온도가 증가할수록 유전율이 증가하는 현상)을 갖는 유전체 재료를 적절히 조절하여 원하는 유전율과 온도 안정성을 구비한 조성이 가능하도록 하였다.
A dielectric material having negative temperature stability (a phenomenon in which the dielectric constant decreases with increasing temperature) and a dielectric material having a positive temperature stability (a phenomenon in which the dielectric constant increases with increasing temperature) in order to secure the high temperature stability of the dielectric constant or dielectric loss So that a composition having desired dielectric constant and temperature stability is made possible.
일반적으로 유전체재료에 따른 상온에서의 유전율(εr)과 유전율의 온도에 따른 온도계수에 관한 데이터를 다음 표 1에 정리하였다. 일반적으로 유전율의 온도계수(Temperature coefficient of capacitance) 는 다음 식에 의하여 결정된다Generally, the dielectric constant (epsilon r) at room temperature and the temperature coefficient according to the dielectric constant depending on the dielectric material are summarized in Table 1 below. In general, the temperature coefficient of capacitance is determined by the following equation
Cε : 유전율의 온도계수C ε : Temperature coefficient of permittivity
αL : 선 팽창계수α L : coefficient of linear expansion
[표 1][Table 1]
표 1에서와 같이 같이 페로브스카이트 구조를 갖는 SrTiO3, CaTiO3는 유전율이 온도의 증가에 따라 감소하는 부특성을 나타내며, 비교적 높은 유전율을 나타내며, MgTiO3와 Al2O3는 유전율이 온도에 따라 증가하는 정특성을 나타내고 있다. 또한, 밴드겝 에너지가 작아 2차전자방출이 용이할 것으로 예측되는 Bi2O3나 La2O3와 같은 성분은 Al2O3와 함께 BiAlO3나 LaAlO3와 같은 페로브스카이트의 결정구조를 형성하므로, 주재료인 SrTiO3, CaTiO3 등과 고용체를 형성하기 용이하므로, 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 조성에 포함시켰으며. 부특성을 갖는 유전체의 온도 계수를 완화하기 위하여, 정특성을 갖는 유전체 재료인 imenite의 결정구조를 나타내는 MgTiO3를 소량 첨가하였다. MgTiO3는 정특성의 유전특성을 갖으나 유전율이 낮아 첨가량을 높일 경우 전체적인 유전율의 감소를 가져오게 되므로, 최적의 소량이 첨가되도록 예비실험을 통하여 그 양을 결정하였다. As shown in Table 1, SrTiO 3 and CaTiO 3 having a perovskite structure exhibit a negative property that their dielectric constant decreases with increasing temperature. They exhibit a relatively high dielectric constant, and MgTiO 3 and Al 2 O 3 have a dielectric constant of And the other is the same. In addition, the band Negev energy is small, the secondary components such as Bi 2 O 3 or La 2 O 3 that is an electron emission is expected to facilitate the Al 2 O 3 and with BiAlO 3 or Fe lobe determination of the Sky agent, such as LaAlO 3 structure Therefore, it is easy to form a solid solution with SrTiO 3 , CaTiO 3 and the like as the main materials, and thus it is included in the composition to achieve the object of the present invention. A small amount of MgTiO 3 , which represents a crystal structure of imenite as a dielectric material having a positive characteristic, was added to alleviate the temperature coefficient of the dielectric having negative characteristics. MgTiO 3 has a dielectric property of positive characteristics, but its permittivity is low. Therefore, when the amount of MgTiO 3 is increased, the total permittivity is decreased. Therefore, the amount of MgTiO 3 is determined through a preliminary experiment so that an optimum amount of MgTiO 3 is added.
상기와 같은 연구 결과, 하기 식 1 내지 식 3으로 표현되는 유전체를 발명하였다. As a result of the above-described study, inventors of the present invention have invented the dielectrics represented by the following formulas 1 to 3.
[식 1][Formula 1]
X(CaTiO3)+Y(MgTiO3)+Z(BiAlO3) (X>0, Y>0, Z>0, X+Y+Z=1) X (CaTiO 3) + Y ( MgTiO 3) + Z (BiAlO 3) (X> 0, Y> 0, Z> 0, X + Y + Z = 1)
[식 2][Formula 2]
W(CaTiO3)+X(MgTiO3)+Y(BiAlO3)+Z(LaAlO3) (W>0 X>0, Y>0, Z>0, W+X+Y+Z=1) W (CaTiO 3) + X ( MgTiO 3) + Y (BiAlO 3) + Z (LaAlO 3) (W> 0 X> 0, Y> 0, Z> 0, W + X + Y + Z = 1)
[식 3][Formula 3]
V(CaTiO3)+W(SrTiO3)+X(MgTiO3)+Y(BiAlO3)+Z(LaAlO3) (V>0, W>0 X>0, Y>0, Z>0, V+W+X+Y+Z=1) V (CaTiO 3) + W ( SrTiO 3) + X (MgTiO 3) + Y (BiAlO 3) + Z (LaAlO 3) (V> 0, W> 0 X> 0, Y> 0, Z> 0, V + W + X + Y + Z = 1)
이때, 식 1에서 X: 0.5~0.6, Y: 0.15~0.25, Z: 0.2~0.3인 것이 보다 바람직하고, 식 2에서 W: 0.5~0.6, X: 0.15~0.25, Y: 0.15~0.25, Z=0.01~0.1인 것이 보다 바람직하며, 식 3에서 V: 0.15~0.4, W: 0.15~0.4, X: 0.15~0.25, Y: 0.1~0.2, Z: 0.05~0.15인 것이 보다 바람직하다. 각 식에서, 몰 분율을 의미하는 V, W, X, Y, Z가 상기 범위에서 있을 때, 유전손실이 적으면서 100℃까지의 온도에서도 유전율 감소율이 10% 이하가 될 수 있어 온도 안정성이 우수하다. It is more preferable that X: 0.5 to 0.6, Y: 0.15 to 0.25 and Z: 0.2 to 0.3 in the formula 1, W: 0.5 to 0.6, X: 0.15 to 0.25, Y: 0.15 to 0.25, and Z More preferably 0.1 to 0.4, W: 0.15 to 0.25, Y: 0.1 to 0.2, and Z: 0.05 to 0.15 in Formula 3, When the values of V, W, X, Y, and Z, which are the molar fractions, fall within the above range, the dielectric loss can be reduced to 10% or less even at a temperature of up to 100 캜 while the dielectric loss is small, .
식 1로 표현되는 유전체의 경우, 20~100℃에서 비유전율(이하, 유전율)이 144~155이고, 20℃ 유전율 대비 100℃ 유전율 감소율이 10% 이하이면서 또한 유전손실이 대략 0.05% 정도로 매우 낮을 수 있다. In the case of the dielectric material represented by the formula 1, the relative dielectric constant (hereinafter, referred to as dielectric constant) is from 144 to 155 at 20 to 100 ° C., the dielectric constant reduction rate at 100 ° C. is less than 10% .
또한, 식 2로 표현되는 유전체의 경우, 20~100℃에서 유전율이 144~155이고, 20℃ 유전율 대비 100℃ 유전율 감소율이 10% 이하이면서 또한 유전손실이 대략 0.05% 정도로 매우 낮을 수 있다. In the case of the dielectric material represented by the formula 2, the dielectric constant is from 144 to 155 at 20 to 100 ° C, the dielectric constant reduction rate at 100 ° C is less than 10% relative to the dielectric constant at 20 ° C, and the dielectric loss is as low as about 0.05%.
또한, 식 3으로 표현되는 유전체의 경우, 20~100℃에서 유전율이 160~185이고, 20℃ 유전율 대비 100℃ 유전율 감소율이 10% 이하 이면서 또한 유전손실이 대략 0.05% 정도로 매우 낮을 수 있다. In the case of the dielectric represented by Formula 3, the dielectric constant is 160 to 185 at 20 to 100 ° C, the dielectric constant reduction rate at 100 ° C is less than 10% relative to the dielectric constant at 20 ° C, and the dielectric loss is as low as about 0.05%.
한편, 식 1 내지 식 3으로 표현되는 유전체의 경우, 주로 사각형 단면의 입자 형태를 가질 수 있다. On the other hand, in the case of the dielectrics represented by the formulas 1 to 3, they may have mainly a rectangular cross-sectional particle shape.
다만, 식 3으로 표현되는 유전체에서 SrTiO3의 몰 분율(W)이 0.36 이상으로 증가하면서 5각형 이상의 원형에 가까운 다각형 형태의 입자 형태로 변형된다. 이를 통하여 입자와 입자 간의 공간이 거의 존재하지 않고 입자들이 정합(matching)할 수 있다. 이와 같이, 미세한 입자가 정합하여 존재함으로써 방전 공간 내에 위치한 유전체 전극의 충방전 효과를 증가시킬 수 있다.
However, it is transformed into a particle form of a polygonal shape close to a circle more than a pentagon and the mole fraction (W) of SrTiO 3 in the dielectric is increased to more than 0.36, which is represented by the equation (3). Through this, there is almost no space between the particles and the particles, and the particles can be matched. As described above, by the existence of the fine particles being matched, the charge / discharge effect of the dielectric electrode located in the discharge space can be increased.
도 2는 본 발명의 유전체를 제조하기 위한 공정 예를 나타낸 것이다. 2 shows an example of a process for producing the dielectric of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유전체를 제조하기 위하여, 우선, 조성식에 맞도록, CaCO3, MgCO3, Bi2O3, TiO2, α-Al2O3 등의 원료를 사용하여 평량한다(S210). 다음, 평량된 원료들을 용기에 투입한 후, 습식 볼밀 등의 방법으로 혼합 및 분쇄를 수행한다(S220). 이후, 혼합된 분말을 건조한다(S230). 그 다음으로, 대략 1100~1150℃에서 2~4시간 하소를 수행한다(S240). 이후, 하소된 분말을 분쇄하기 위하여 재차 습식 볼밀 등의 방법으로 볼밀을 행한다(S250). 이 과정에서 PVA와 같은 바인더를 투입하여 혼합한다(S260). 이후, 건조된 분말을 채가름 하고(S270), 원판형과 같은 정해진 형상으로 성형한다(S280). 이후, 성형체를 가열하여 바인더를 제거하고, 대략 1150~1300℃ 온도 구간에서 2시간 정도 소결한 후, 로냉 등의 방식으로 냉각한다(S290).Referring to FIG. 2, in order to manufacture the dielectric material according to the present invention, first, a raw material such as CaCO 3 , MgCO 3 , Bi 2 O 3 , TiO 2 , and α-Al 2 O 3 , (S210). Next, the weighed raw materials are put into a container, followed by mixing and grinding by a wet ball mill or the like (S220). Thereafter, the mixed powder is dried (S230). Next, calcination is performed at approximately 1100 to 1150 캜 for 2 to 4 hours (S240). Thereafter, a ball mill is performed again by a wet ball mill or the like in order to crush the calcined powder (S250). In this process, a binder such as PVA is added and mixed (S260). Thereafter, the dried powder is squeezed (S270) and formed into a predetermined shape such as a disk (S280). Thereafter, the formed body is heated to remove the binder, sintered at about 1150 to 1300 ° C for about 2 hours, and then cooled by a method such as low-temperature cooling (S290).
도 2는 유전체를 제조하기 위한 밥법의 하나의 예일 뿐, 원료로부터 유전체를 제조하는 공지된 다양한 방법이 이용될 수 있다. Fig. 2 is only one example of a rice process for making dielectrics, and a variety of known methods for making dielectrics from raw materials can be used.
상기의 유전체를 플라즈마 광원의 유전체 전극 등으로 활용하기 위하여, 제조된 유전체의 양면을 연마한 후(S300), 전극 소부 과정을 수행할 수 있다(S310).
In order to utilize the dielectric material as a dielectric electrode or the like of the plasma light source, both surfaces of the dielectric material may be polished (S300), and the electrode firing process may be performed (S310).
본 발명에 따른 유전체가 유전체 전극의 소재로 사용되는 플라즈마 광원은 유리관, 중공형 전극을 포함한다. A plasma light source in which a dielectric according to the present invention is used as a material of a dielectric electrode includes a glass tube and a hollow electrode.
유리관은 U자형, 또는 각형의 형태를 가질 수 있으며, 보로실리케이트나, 비납유리, 석영유리 재질로 형성될 수 있다. 유지관의 내주면에는 형광체가 도포된다. 유리관 내부에는 아르곤(Ar)이나 네온(Ne) 등과 같은 불활성 가스와, 수은(Hg) 가스 혹은 크세논(Xe) 가스가 혼합 충전된다. The glass tube may have a U-shape or a square shape, and may be formed of borosilicate, non-lead glass, or quartz glass. Phosphors are coated on the inner peripheral surface of the holding tube. An inert gas such as argon (Ar) or neon (Ne) is mixed with mercury (Hg) gas or xenon (Xe) gas in the glass tube.
중공형 전극은 유리관 양단에 결합되며, 일단이 상기 유리관에 결합되고, 타단이 밀봉된다. 중공형 전극은 유전체 전극과, 그 표면에 형성되는 외부 전극을 포함한다. 외부 전극은 전기적 안정성이 우수한 은(Ag)으로 형성될 수 있다. 그리고, 유전체 전극은 전술한 본 발명에 따른 유전체로 형성될 수 있다.
The hollow electrode is bonded to both ends of the glass tube, one end is coupled to the glass tube, and the other end is sealed. The hollow electrode includes a dielectric electrode and an external electrode formed on the surface of the dielectric electrode. The external electrode may be formed of silver (Ag) excellent in electrical stability. And, the dielectric electrode can be formed of the dielectric according to the present invention described above.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
실시예 1Example 1
X(CaTiO3)+Y(MgTiO3)+Z(BiAlO3): X=0.56, Y=0.19, Z=0.25 X (CaTiO 3) + Y ( MgTiO 3) + Z (BiAlO 3): X = 0.56, Y = 0.19, Z = 0.25
비교적 높은 상온에서의 유전율을 갖는 CaTiO3를 주성분으로 하여 위와 같이 설계된 조성식에 맞도록, CaCO3, MgCO3, Bi2O3, TiO2, α- Al2O3 원료를 사용하여 평량한 후, Y2O3로 안정화된 ZrO2 볼을 이용하여, 초순수를 사용하여 볼밀로 혼합 및 분쇄를 24시간 수행하였다. 혼합된 분말을 건조한 후 알루미나 도가니를 이용하여 1120℃에서 3시간 하소하였다. 하소된 분말을 분쇄하기 위하여 초순수를 사용하여 72시간 볼밀을 행하고, 볼밀 공정이 완료되기 3시간 전에 초 순수에 용해한 PVA(Poly Vinyl Acetate)를 투입하여 3시간 동안 혼합한 후 건조하였으며, 건조된 분말을 80메쉬의 채로 채가름을 하여 원판형으로 프레스에 의하여 성형하였다. 성형체를 알루미나 기판 위에서 소결하였다. Designed to fit into a relatively composition formula as the CaTiO 3 having a dielectric constant at high temperature to above as the main component, CaCO 3, MgCO 3, Bi 2 O 3, TiO 2, and then the basis weight by using Al 2 O 3 raw material α-, Using a ZrO 2 ball stabilized with Y 2 O 3 , mixing and grinding were carried out for 24 hours using a ball mill using ultra pure water. The mixed powders were dried and then calcined at 1120 ° C. for 3 hours using an alumina crucible. To crush the calcined powder, ball milling was performed for 72 hours using ultrapure water. Polyvinyl acetate (PVA) dissolved in ultrapure water was added 3 hours before completion of the ball milling process, and the mixture was mixed for 3 hours and dried. Was cut into 80 mesh pieces and molded into a disc shape by a press. The compact was sintered on an alumina substrate.
최적의 소결온도를 구하기 위하여 1150~1300℃ 온도 구간에서 2시간 동안 유지한 후 로냉하였다. The optimum sintering temperature was maintained at 1150 ~ 1300 ℃ for 2 hours and then cooled down.
이후, 소결된 시편을 꺼내어 양면연마를 행한 후 은전극을 도포하여 590℃에서 전극을 소부한 후 상온에서의 유전 특성 및 온도변화에 따른 유전상수와 유전손실변화를 측정하였다.After the sintered specimens were taken out and polished on both sides, the electrode was coated and electrodes were baked at 590 ° C. Then dielectric constant and dielectric loss were measured according to the dielectric properties and temperature changes at room temperature.
실시예 1의 조성에 대하여 측정결과를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 제작된 시편의 소결온도변화에 따른 상온에서의 유전율(유전상수, dielectric constant) 및 유전손실 값의 변화를 표2에 정리하였다. The composition of Example 1 will be described below using measurement results. Table 2 shows the change of dielectric constant (dielectric constant) and dielectric loss value at room temperature according to sintering temperature change of fabricated specimen.
[표 2][Table 2]
표 2의 결과에 따라 미세구조의 균일도가 높고, 유전율과 유전손실계수가 비교적 우수한 1150℃에서 2시간 소결한 시편에 대하여 온도변화에 따른 유전율의 변화와 유전손실의 변화를 측정한 결과를 도3에 나타내었다.As shown in Table 2, the change in permittivity and the dielectric loss according to the temperature change were measured for a specimen sintered at 1150 ° C for 2 hours with a high uniformity of the microstructure and a relatively high dielectric constant and dielectric loss coefficient. Respectively.
도 3의 측정된 결과에서와 같이 상온에서 온도가 증가함에 따라 유전율은 감소하였으며, 150℃에서 유전손실이 증가하는 것을 알 수 있다. 그러나, 플라즈마 광원의 유전체 전극으로 사용시 유전체 전극의 표면온도는 대략 100℃까지 상승하므로 100℃에서 144의 유전율과 0.05%의 유전손실 값이 유지되므로, 유리를 사용한 기존의 유리 유전체 전극(유전율 대략 10)에 비하여 높은 충방전 효율을 기대할 수 있는 것을 알 수 있다.
As shown in FIG. 3, the dielectric constant decreases with increasing temperature at room temperature, and the dielectric loss increases at 150 ° C. However, when used as a dielectric electrode of a plasma light source, the surface temperature of the dielectric electrode rises to about 100 ° C., so that a dielectric constant of 144 at 100 ° C. and a dielectric loss of 0.05% are maintained. Therefore, It can be seen that a high charge / discharge efficiency can be expected.
실시예 2Example 2
W(CaTiO3)+X(MgTiO3)+Y(BiAlO3)+Z(LaAlO3): W=0.56, X=0.19, Y=0.2, Z=0.05 W (CaTiO 3) + X ( MgTiO 3) + Y (BiAlO 3) + Z (LaAlO 3): W = 0.56, X = 0.19, Y = 0.2, Z = 0.05
실시예 2에서는 2차 전자 방출계수가 높아 주사전자 현미경의 전극재료로 사용하는 La화합물의 영향을 살펴보기 위하여 LaAlO3 형태의 조성을 BiAlO3와 함께 첨가하였으며, 위와 같이 설계된 조성식에 맞도록 CaCO3, MgCO3, Bi2O3, TiO2, α- Al2O3, La2O3 원료를 사용하여 평량한 후 Y2O3로 안정화된 ZrO2 볼을 이용하여, 초순수를 사용하여 볼밀로 혼합 및 분쇄를 24시간 수행하였다. 혼합된 분말을 건조한 후 알루미나 도가니를 이용하여 1120℃에서 3시간 하소하였다. 하소된 분말을 분쇄하기 위하여 초순수를 사용하여 72시간 볼밀을 행하고, 볼밀 공정이 완료되기 3시간 전에 초 순수에 용해한 PVA를 투입하여 3시간 동안 혼합한 후 건조하였으며, 건조된 분말을 80메쉬의 채로 채가름을 하여 원판형으로 프레스에 의하여 성형하였다. 성형체를 알루미나 기판 위에서 소결하였다. 최적의 소결온도를 구하기 위하여 1150~1300℃ 온도 구간에서 2시간 동안 유지한 후 로냉하였다. Example 2 In order to examine the influence of the La compound which increases the secondary electron emission coefficient used as the electrode material of the scanning electron microscope was added with LaAlO composition of the third aspect BiAlO 3, to meet the composition formula is designed as above, CaCO 3, Weighed using a raw material of MgCO 3 , Bi 2 O 3 , TiO 2 , α-Al 2 O 3 and La 2 O 3 and then mixed with a ball mill using ultra pure water using a Y 2 O 3 stabilized ZrO 2 ball And grinding were carried out for 24 hours. The mixed powders were dried and then calcined at 1120 ° C. for 3 hours using an alumina crucible. In order to crush the calcined powder, ball milling was performed for 72 hours using ultrapure water. PVA dissolved in ultrapure water was added 3 hours before completion of the ball milling process, mixed for 3 hours and dried. The dried powder was kept in 80 mesh And then formed into a disc shape by a press. The compact was sintered on an alumina substrate. The optimum sintering temperature was maintained at 1150 ~ 1300 ℃ for 2 hours and then cooled down.
소결된 시편을 꺼내어 양면연마를 행한 후 은전극을 도포하여 590℃에서 전극을 소부한 후 상온에서의 유전 특성 및 온도변화에 따른 유전상수와 유전손실변화를 측정하였다.The sintered specimens were taken out and polished on both sides. The electrode was coated on the electrodes at 590 ℃, and dielectric constant and dielectric loss were measured at room temperature.
실시예 2의 조성에 대하여 측정결과를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 제작된 시편의 소결온도변화에 따른 상온에서의 유전율 및 유전손실 값의 변화를 표3에 정리하였다. The composition of Example 2 will be described below using measurement results. Table 3 shows the change of dielectric constant and dielectric loss at room temperature according to sintering temperature of fabricated specimens.
[표 3][Table 3]
표 3의 결과에 따라 미세구조의 균일도가 높고, 유전율과 유전손실계수가 비교적 우수한 1180℃에서 2시간 소결한 시편에 대하여 온도변화에 따른 유전율의 변화와 유전손실의 변화를 측정한 결과를 도4에 나타내었다.As shown in Table 3, the change of the dielectric constant and the dielectric loss according to the temperature change of the specimen sintered at 1180 ° C for 2 hours, which has a high uniformity of the microstructure and a comparatively good dielectric constant and dielectric loss coefficient, Respectively.
도 4를 참조하면, 상온에서 온도가 증가함에 따라 유전율은 감소하였으며, 150℃에서 유전손실이 증가하는 현상이 소멸되는 것을 알 수 있다. 따라서, La의 첨가는 유전율을 감소시키나, 유전율과 유전손실의 온도안정성을 증가시키는 것을 알 수 있다. 또한, 플라즈마 광원의 유전체 전극으로 사용 시 유전체 전극의 표면온도는 온도상승이 100℃까지 상승하므로 100℃에서 128의 유전율과 0.05%의 유전손실 값이 유지되므로 유리를 사용한 기존의 유리 유전체 전극(유전율 10)에 비하여 높은 충방전 효율을 기대할 수 있는 것을 알 수 있다.
Referring to FIG. 4, the dielectric constant decreases with increasing temperature at room temperature, and the phenomenon of increase in dielectric loss at 150 ° C. disappears. Therefore, it can be seen that the addition of La reduces the dielectric constant but increases the dielectric constant and the temperature stability of the dielectric loss. In addition, when used as a dielectric electrode of a plasma light source, the surface temperature of the dielectric electrode rises up to 100 ° C., so that a dielectric constant of 128 and a dielectric loss value of 0.05% are maintained at 100 ° C. Therefore, 10) can be expected.
실시예 3Example 3
V(CaTiO3)+W(SrTiO3)+X(MgTiO3)+Y(BiAlO3)+Z(LaAlO3): V=0.28, W=0.28, X=0.19, Y=0.15, Z=0.10 V (CaTiO 3) + W ( SrTiO 3) + X (MgTiO 3) + Y (BiAlO 3) + Z (LaAlO 3): V = 0.28, W = 0.28, X = 0.19, Y = 0.15, Z = 0.10
La이 첨가됨에 따라 유전율이 감소하는 현상과 더불어 유전손실의 안정성이 증가되는 실시예 2의 결과를 기초로 하여, 유전율 값을 증가시키고 고온에서의 유전손실 특성을 안정화시키기 위하여 LaAlO3의 양을 소폭 상승시키고, 표1에서 고유전율 특성을 나타내는 SrTiO3를 CaTiO3에 일부 대체하여 첨가시켰다. 위와 같이 설계된 조성식에 맞도록 SrCO3, CaCO3, MgCO3, Bi2O3, TiO2, α- Al2O3, La2O3 원료를 사용하여 평량한 후 Y2O3로 안정화된 ZrO2 볼을 이용하여, 초순수를 사용하여 볼밀로 혼합 및 분쇄를 24시간 수행하였다. 혼합된 분말을 건조한 후 알루미나 도가니를 이용하여 1120℃에서 3시간 하소하였다. 하소된 분말을 분쇄하기 위하여 초순수를 사용하여 72시간 볼밀을 행하고 볼밀 공정이 완료되기 3시간 전에 초 순수에 용해한 PVA를 투입하여 3시간 동안 혼합한 후 건조하였으며, 건조된 분말을 80메쉬의 채로 채가름을 하여 원판형으로 프레스에 의하여 성형하였다. 성형체를 알루미나 기판 위에서 소결하였다. 최적의 소결온도를 구하기 위하여 1150~1300℃ 온도 구간에서 2시간 동안 유지한 후 로냉하였다. 소결된 시편을 꺼내어 양면연마를 행한 후 은전극을 도포하여 590℃에서 전극을 소부한 후 상온에서의 유전 특성 및 온도변화에 따른 유전상수와 유전손실변화를 측정하였다.In addition to developing the dielectric constant is reduced as La is added on the basis of the results of Example 2 that the stability of the dielectric loss increases, a slight amount of LaAlO 3 in order to increase the dielectric constant value and to stabilize the dielectric loss properties at high temperatures a SrTiO 3 showing a high dielectric constant characteristics at the rising and Table 1 was added to some of the alternate CaTiO 3. In order to conform to the composition formula as described above, it is weighed using SrCO 3 , CaCO 3 , MgCO 3 , Bi 2 O 3 , TiO 2 , α-Al 2 O 3 and La 2 O 3 raw materials and then stabilized with Y 2 O 3 2 ball, using ultra pure water, and mixing and grinding were carried out for 24 hours using a ball mill. The mixed powders were dried and then calcined at 1120 ° C. for 3 hours using an alumina crucible. For pulverizing the calcined powder, ball milling was performed for 72 hours using ultrapure water. PVA dissolved in ultrapure water was added 3 hours before the completion of the ball milling process. The powder was mixed for 3 hours and dried. The dried powder was kept in 80 mesh And formed into a disc shape by a press. The compact was sintered on an alumina substrate. The optimum sintering temperature was maintained at 1150 ~ 1300 ℃ for 2 hours and then cooled down. The sintered specimens were taken out and polished on both sides. The electrode was coated on the electrodes at 590 ℃, and dielectric constant and dielectric loss were measured at room temperature.
실시예 3의 조성에 대하여 측정결과를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 제작된 시편의 소결온도 변화에 따른 상온에서의 유전율 및 유전손실 값의 변화를 표3에 정리하였다. The composition of Example 3 will be described below using measurement results. Table 3 shows the change of dielectric constant and dielectric loss at room temperature according to sintering temperature of fabricated specimens.
[표 4][Table 4]
표 4의 결과에 따라 미세구조의 균일도가 높고, 유전율과 유전손실계수가 비교적 우수한 1290℃에서 2시간 소결한 시편에 대하여 온도변화에 따른 유전율의 변화와 유전손실의 변화를 측정한 결과를 도 4에 나타내었다.According to the result of Table 4, the change of the dielectric constant and the dielectric loss according to the temperature change of the specimen sintered at 1290 ° C for 2 hours, which has a high uniformity of the microstructure and a relatively good dielectric constant and dielectric loss coefficient, Respectively.
도 4를 참조하면, 상온에서 온도가 증가함에 따라 유전율이 감소하였으며, 유전손실은 온도가 증가함에 따라 감소하는 것을 알 수 있다. 플라즈마 광원의 유전체 전극으로 사용 시 유전체 전극의 표면온도는 온도상승이 100℃까지 상승하므로 100℃에서 175의 유전율과 0.09%의 유전손실 값이 유지되므로 유리를 사용한 기존의 유리 유전체 전극(유전율~10)에 비하여 높은 충방전 효율을 기대할 수 있는 것을 알 수 있다.
Referring to FIG. 4, the dielectric constant decreases as the temperature increases at room temperature, and the dielectric loss decreases as the temperature increases. When used as a dielectric electrode of a plasma light source, the surface temperature of the dielectric electrode rises to 100 ° C., so that a dielectric constant of 175 and a dielectric loss of 0.09% at 100 ° C. are maintained. Therefore, It can be seen that a high charge / discharge efficiency can be expected.
실시예 4Example 4
V(CaTiO3)+W(SrTiO3)+X(MgTiO3)+Y(BiAlO3)+Z(LaAlO3): V=0.20, W=0.36, X=0.19, Y=0.125, Z=0.125
V (CaTiO 3) + W ( SrTiO 3) + X (MgTiO 3) + Y (BiAlO 3) + Z (LaAlO 3): V = 0.20, W = 0.36, X = 0.19, Y = 0.125, Z = 0.125
La이 첨가됨에 따라 유전율이 감소하는 현상과 더불어 유전손실의 안정성이 증가되는 실시예 2의 결과와 SrTiO3의 첨가가 유전율을 상승시키는 실시예 3의 결과를 기초로 하여, 고온에서의 유전손실 특성을 안정화시키기 위하여 LaAlO3의 양을 소폭 상승시키고, LaAlO3양의 증가에 따른 유전율 감소를 보상하기 위하여, 표1에서 가장 높은 유전율 특성을 나타내는 SrTiO3의 첨가량을 소폭 증가 시켰다. 위와 같이 설계된 조성식에 맞도록 SrCO3, CaCO3, MgCO3, Bi2O3, TiO2, α- Al2O3, La2O3 원료를 사용하여 평량한 후 Y2O3로 안정화된 ZrO2 볼을 이용하여, 초순수를 사용하여 볼밀로 혼합 및 분쇄를 24시간 수행하였다. 혼합된 분말을 건조한 후 알루미나 도가니를 이용하여 1120℃에서 3시간 하소하였다. 하소된 분말을 분쇄하기 위하여 초순수를 사용하여 72시간 볼밀을 행하고 볼밀 공정이 완료되기 3시간 전에 초 순수에 용해한 PVA를 투입하여 3시간 동안 혼합한 후 건조하였으며, 건조된 분말을 80메쉬의 채로 채가름을 하여 원판형으로 프레스에 의하여 성형하였다. 성형체를 알루미나 기판 위에서 소결하였다. Based on the results of Example 2 in which the dielectric constant decreases as the La is added and the stability of the dielectric loss is increased and the dielectric loss is increased in Example 3 where the addition of SrTiO 3 increases the dielectric constant, It was allowed, a slight increase in the amount of addition of SrTiO 3 has the highest dielectric constant characteristics in Table 1, and to slightly increase the amount of LaAlO 3 in order to stabilize, to compensate for the dielectric constant decreases with increasing amount of LaAlO 3. In order to conform to the composition formula as described above, it is weighed using SrCO 3 , CaCO 3 , MgCO 3 , Bi 2 O 3 , TiO 2 , α-Al 2 O 3 and La 2 O 3 raw materials and then stabilized with Y 2 O 3 2 ball, using ultra pure water, and mixing and grinding were carried out for 24 hours using a ball mill. The mixed powders were dried and then calcined at 1120 ° C. for 3 hours using an alumina crucible. For pulverizing the calcined powder, ball milling was performed for 72 hours using ultrapure water. PVA dissolved in ultrapure water was added 3 hours before the completion of the ball milling process. The powder was mixed for 3 hours and dried. The dried powder was kept in 80 mesh And formed into a disc shape by a press. The compact was sintered on an alumina substrate.
최적의 소결온도를 구하기 위하여 1150~1300℃ 온도 구간에서 2시간 동안 유지한 후 로냉하였다. 소결된 시편을 꺼내어 양면연마를 행한 후 은전극을 도포하여 590℃에서 전극을 소부한 후 상온에서의 유전 특성 및 온도변화에 따른 유전상수와 유전손실변화를 측정하였다.The optimum sintering temperature was maintained at 1150 ~ 1300 ℃ for 2 hours and then cooled down. The sintered specimens were taken out and polished on both sides. The electrode was coated on the electrodes at 590 ℃, and dielectric constant and dielectric loss were measured at room temperature.
실시예 4의 조성에 대하여 측정결과를 이용하여 설명하면 다음과 같다. 제작된 시편의 소결온도변화에 따른 상온에서의 유전율 및 유전손실 값의 변화를 표5에 정리하였다. The composition of Example 4 will be described using measurement results. Table 5 shows the change of dielectric constant and dielectric loss value at room temperature according to sintering temperature change of fabricated specimens.
[표 5][Table 5]
표 5에서 보는 바와 같이 실시예 3에 비하여 유전율은 소폭 감소하나 유전손실은 크게 감소하여 안정되는 것을 알 수 있다.As shown in Table 5, the dielectric constant is slightly reduced, but the dielectric loss is greatly reduced and stabilized as compared with Example 3.
표 5의 결과에 따라 미세구조의 균일도가 높고, 유전율과 유전손실계수가 비교적 우수한 1240℃에서 2시간 소결한 시편에 대하여 온도변화에 따른 유전율의 변화와 유전손실의 변화를 측정한 결과를 도 5에 나타내었다.The results of measurement of the change of the dielectric constant and the dielectric loss according to the temperature change for the sample sintered at 1240 ° C for 2 hours with a high uniformity of the microstructure and relatively good dielectric constant and dielectric loss factor according to the results of Table 5 are shown in FIG. Respectively.
도 5를 참조하면, 상온에서 온도가 증가함에 따라 유전율은 감소하였으며, 유전손실은 온도가 증가함에 따라 감소하는 것을 알 수 있다. 플라즈마 광원의 유전체 전극으로 사용시 온도상승이 100℃까지 상승하는데, 100℃에서 161의 유전율과 0.04%의 유전손실 값이 유지되므로 유리를 사용한 기존의 유리 유전체 전극(유전율~10)에 비하여 높은 충방전 효율을 기대할 수 있는 것을 알 수 있다.
Referring to FIG. 5, the dielectric constant decreases as the temperature increases at room temperature, and the dielectric loss decreases as the temperature increases. As the dielectric electrode of the plasma light source, the temperature rise rises up to 100 ° C., and the dielectric constant of 161 and the dielectric loss value of 0.04% at 100 ° C. are maintained. Therefore, compared with the conventional glass dielectric electrode (dielectric constant ~ 10) It can be seen that the efficiency can be expected.
실시예 5Example 5
상기에 실시예 1~4에서 제조된 유전체를 이용하여 플라즈마 광원의 전극재료로 사용시 광원의 효율에 미치는 영향을 조사하기 위하여 도 7과 같은 장치를 구성하여 인가된 전력에 따른 휘도 변화를 측정하였다. 도 7의 장치를 설명하면 다음과 같다. 내벽에 형광체(710)가 도포된 1100mm길이에 8.0mm외경의 치수를 갖는 유리관(720)의 양단에 원통형의 유전체 전극(730)을 삽입하여 고정하기 위한 플랜지(740)이 램프외벽 양단에 성형되어 있고 진공배기와 가스 및 수은 가스 주입을 위하여 유전체 전극(730)의 상하 끝단에 배기 및 네온/아르곤가스와 수은 가스 충전을 위한 배기관(750, 751)이 설치된 유리판(760) 설치되어 있다. 중공형의 유전체 전극(730) 외벽은 전기를 인가하기 위하여, Ag 전극(770)이 도포되어 있다. 유전체 전극(730) 상하는 실링용 유리 프릿(frit)에 의해 상기 유리관(720)과 배기관(750, 751)이 설치된 유리판(760)과 접합되어 있다. 위쪽에 설치된 배기관(750)에 의하여 유리관(720)내부의 공기가 진공펌프에 의하여 10-5 torr로 배기된 후 진공펌프와 연결된 밸브가 닫혀 진공이 유지된 상태에서 하부에 설치된 배기관(751)을 통하여 네온과 아르곤 가스가 97:3의 비율로 혼합되어 유리관 내가 20torr가 되도록 주입된 후 수은 가스가 2mg 주입된다. 이과정이 끝나게 되면 배기관(750, 751) 양 끝단은 토치버너에 의하여 밀봉되어 플라즈마 방전관으로 완성된다. 이해를 돕기 위하여 양단에 설치된 실시예 1~4의 조성을 이용하여 제작된 원통형 유전체 전극의 실물 사진을 도 8에 나타내었다. 이때 유전체 전극(810)은 길이 18mm 내경 8.3mm, 외경 10mm의 치수로 각 조성 모두 동일한 치수가 되도록 제작되었으며 외벽은 Ag 전극(820)이 도포되어 있다.In order to investigate the effect of the dielectric materials prepared in Examples 1 to 4 on the efficiency of the light source when used as an electrode material of a plasma light source, the apparatus as shown in FIG. 7 was used to measure the luminance change according to the applied electric power. The apparatus of FIG. 7 will be described as follows. A
플라즈마 방전을 위하여 고전압발생장치(NF corporation)를 이용하여 상하 유전체 전극(2)에 도포된 실버전극과 도선으로 연결한 후 60~70kHz에서 700~900Vrms 사이의 전압을 인가하면서 휘도계(Topcon, BM-7A)에 의하여 휘도를 측정하여 입력 전력 당 휘도를 측정하여 그 값을 비교하였다.For the plasma discharge, a high voltage generator (NF corporation) was connected to the silver electrode coated on the upper and lower dielectric electrodes 2, and a voltage of 700 to 900 V rms was applied at 60 to 70 kHz, -7A) to measure the luminance per input power and compare the values.
실시예 1의 조성을 이용하여 플라즈마 방전관을 제작한 경우 각 입력 전력에 따른 휘도값의 변화를 표 6에 나타내었다.Table 6 shows the change of the luminance value according to each input power when the plasma discharge tube was manufactured using the composition of Example 1. [
[표 6][Table 6]
표 6을 참조하면, 전력증가와 더불어 휘도가 증가하였으며 39watt에서 28000Lv의 고휘도가 얻어졌다. 한편 상용화된 유리 유전체로 제작된 방전 램프의 경우 외경 8mm에 길이 1100mm의 플라즈마 방전램프의 경우 8watt 입력시 5000Lv의 휘도가 얻어지는 것에 비하여 실시예 1로 제작된 조성의 유전체 전극은 7452 Lv의 휘도가 얻어진다. 이는 유리유전체 전극에 비하여 고유전율의 유전체 전극을 사용함으로서 49%의 광효율이 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 17Watt입력시 단위전력당 휘도가 944(Lv/W)로 최대값을 나타내고 있다.
Referring to Table 6, the luminance increased with the power increase, and a high brightness of 28000 Lv was obtained at 39 watts. On the other hand, in the case of a discharge lamp made of a commercially available glass dielectric, a plasma discharge lamp having an outer diameter of 8 mm and a length of 1100 mm has a luminance of 5000 Lv when an 8 Watt input is obtained, while a dielectric electrode having a composition of Example 1 has a luminance of 7452 Lv Loses. It can be seen that the optical efficiency is increased by 49% by using the high dielectric constant dielectric electrode as compared with the glass dielectric electrode. Also, the maximum value is shown at a power of 944 (Lv / W) per unit power when 17 Watt is input.
실시예 2의 조성을 이용하여 플라즈마 방전관을 제작한 경우 각 입력 전력에 따른 휘도값의 변화를 표 7에 나타내었다. Table 7 shows the change of the luminance value according to each input power when the plasma discharge tube was manufactured using the composition of Example 2. [
[표 7][Table 7]
표 7을 참조하면, 전력증가와 더불어 휘도가 증가하였으며 34watt에서 26360Lv의 고휘도가 얻어졌다. 한편 상용화된 유리 유전체로 제작된 방전 램프의 경우 외경 8mm에 길이 1100mm의 플라즈마 방전램프의 경우 8watt 입력시 5000Lv의 휘도가 얻어지는 것에 비하여 실시예 2로 제작된 조성의 유전체 전극은 6875Lv의 휘도가 얻어진다. 이는 유리유전체 전극에 비하여 고유전율의 유전체 전극을 사용함으로서 37.5%의 광효율이 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 18Watt입력시 단위전력당 휘도가 901(Lv/W)로 최대값을 나타내고 있다. Referring to Table 7, the brightness increased with the power increase, and a high brightness of 26360 Lv was obtained at 34 watts. On the other hand, in the case of a discharge lamp made of a commercially available glass dielectric, a plasma discharge lamp having an outer diameter of 8 mm and a length of 1100 mm has a luminance of 5000 Lv when an 8 Watt input is obtained, while a dielectric electrode having a composition of Example 2 has a luminance of 6875 Lv . It can be seen that the optical efficiency is increased by 37.5% by using the high dielectric constant dielectric electrode as compared with the glass dielectric electrode. Also, the maximum value is 901 (Lv / W) per unit power when 18 Watt is input.
실시예 1의 결과와 비교하여 볼 때 실시예 1조성의 유전율은 155이며 실시예 2의 유전율은 138~9정도로 실시예 1에 따른 유전체에 비하여 유전율이 저하되었으며, 이러한 유전율의 저하는 충방전 효율감소를 발생 시켜 방전공간내의 수은가스와의 충돌 횟수를 저하시켜 광 효율을 감소시키는 것을 알 수 있다.Compared with the results of Example 1, the dielectric constant of the composition of Example 1 was 155, and the dielectric constant of Example 2 was about 138 to 9, which was lower than that of the dielectric of Example 1, And the number of collisions with the mercury gas in the discharge space is reduced, thereby decreasing the light efficiency.
실시예 3의 조성을 이용하여 플라즈마 방전관을 제작한 경우 각 입력 전력에 따른 휘도값의 변화를 표 8에 나타내었다. Table 8 shows the change of the luminance value according to each input power when the plasma discharge tube was manufactured using the composition of Example 3. [
[표 8][Table 8]
표 8에서 살펴본 바와 같이 전력증가와 더불어 휘도가 증가하였으며 32watt에서 27010Lv의 고휘도가 얻어졌다. 이는 실시예 1의 33watt에서 25875Lv과 실시예 2의 31watt에서 24680Lv의 휘도에 비하여 증가된 값을 나타내고 있다. 한편 상용화된 유리 유전체로 제작된 방전 램프의 경우 외경 8mm에 길이 1100mm의 플라즈마 방전램프의 경우 8watt 입력시 5000Lv의 휘도가 얻어지는 것에 비하여 실시예 1로 제작된 조성의 유전체 전극은 6950Lv의 휘도가 얻어진다. 이는 유리유전체 전극에 비하여 고유전율의 유전체 전극을 사용함으로서 39%의 광효율이 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 12Watt입력시 단위전력당 휘도가 958(Lv/W)로 최대값을 나타내고 있다. As shown in Table 8, the brightness increased with the power increase, and a high brightness of 27010 Lv was obtained at 32 watts. This shows an increased value in comparison with the luminance of 25875 Lv at 33 watts in Example 1 and 24680 Lv at 31 watts in Example 2. [ On the other hand, in the case of a discharge lamp made of a commercially available glass dielectric, a plasma discharge lamp having an outer diameter of 8 mm and a length of 1100 mm has a luminance of 5000 Lv when an 8 Watt input is obtained, whereas a dielectric electrode having a composition of Example 1 has a luminance of 6950 Lv . It can be seen that the optical efficiency is increased by 39% by using the high dielectric constant dielectric electrode as compared with the glass dielectric electrode. Also, the maximum value is 958 (Lv / W) per 12 Watt input power per unit power.
실시예 1, 2에 비하여 유전율은 180으로 가장 높으므로 증가된 유전율 만큼 최대효율은 증가하나, 상온과 100℃ 이하에서 비교적 높은 유전손실 때문에 실시예 1에 비하여 낮은 입력전력에서의 효율이 실시예 1에 비하여 낮게 나타나고 있으나, 유전체 전극의 온도가 상승하는 20watt이상의 높은 입력전력에서는 낮은 유전손실계수로 인하여 높은 입력전력당 휘도가 얻어지는 것을 알 수 있다.
Since the dielectric constant is the highest at 180 in Examples 1 and 2, the maximum efficiency is increased by the increased dielectric constant, but the efficiency at low input power is higher than that in Example 1 due to the relatively high dielectric loss at room temperature and below 100 ° C. However, it can be seen that, at a high input power of 20 watt or more at which the temperature of the dielectric electrode rises, the luminance per input power is obtained due to the low dielectric loss coefficient.
실시예 4의 조성을 이용하여 플라즈마 방전관을 제작한 경우 각 입력 전력에 따른 휘도값의 변화를 표 9에 나타내었다. Table 9 shows the change of the luminance value according to each input power when the plasma discharge tube was manufactured using the composition of Example 4. [
[표 9][Table 9]
표 9에서 살펴본 바와 같이 전력증가와 더불어 휘도가 증가하였으며 32watt에서 26850Lv의 고휘도가 얻어졌다. 한편 상용화된 유리 유전체로 제작된 방전 램프의 경우 외경 8mm에 길이 1100mm의 플라즈마 방전램프의 경우 8watt 입력시 5000Lv의 휘도가 얻어지는 것에 비하여 실시예 4로 제작된 조성의 유전체 전극은 7058Lv의 휘도가 얻어진다. 이는 유리유전체 전극에 비하여 고유전율의 유전체 전극을 사용함으로써 41%의 광효율이 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 19Watt입력시 단위전력당 휘도가 982(Lv/W)로 최대값을 나타내고 있다. As shown in Table 9, the luminance increased with the power increase, and a high luminance of 26850 Lv was obtained at 32 watts. On the other hand, in the case of a discharge lamp made of a commercially available glass dielectric, a plasma discharge lamp having an outer diameter of 8 mm and a length of 1100 mm has a luminance of 5000 Lv when an 8 Watt input is obtained, while a dielectric electrode having a composition of Example 4 has a luminance of 7058 Lv . It can be seen that the optical efficiency is increased by 41% by using the dielectric electrode having high dielectric constant as compared with the glass dielectric electrode. Also, the maximum value of the luminance per unit power at the input of 19 Watt is 982 (Lv / W).
실시예 1과 3의 중간의 유전율 값 (유전율 168)을 갖는 재료로서 상온과 100℃에서의 유전손실이 실시예 3에 비하여 크게 감소하는 것을 알 수 있다. 따라서, 저전력에서의 단위전력당 휘도가 실시예 3에 비하여 증가하는 현상을 나타내고, 또한, 최대효율이 실시예 1~3에 비하여 높은 전력(19watt)에서 나타나는 것을 알 수 있다. 이러한 현상은 상온과 고온에서 낮은 유전손실과 더불어, 미세구조의 변화에도 관계가 있는 것으로 판단된다.
As a material having a dielectric constant value (dielectric constant of 168) intermediate between Examples 1 and 3, it can be seen that the dielectric loss at room temperature and 100 deg. C is greatly reduced as compared with Example 3. Therefore, it can be seen that the luminance per unit electric power at the low electric power is increased as compared with the Embodiment 3, and the maximum efficiency is shown at the high electric power (19 watts) as compared with Examples 1 to 3. This phenomenon is considered to be related to the change of the microstructure as well as the low dielectric loss at room temperature and high temperature.
최적 소결온도에서 소결된 실시예 1~4까지의 미세구조변화를 도 9에 나타내었다. Fig. 9 shows changes in the microstructure of Examples 1 to 4 sintered at the optimum sintering temperature.
도 9의 (a)~(d)의 미세조직은 실시예 1~4의 조성으로 이루어진 것에 대응한다. 도 9로부터 확연히 구별되는 차이점은 실시예 1~3까지의 조성에서 사각형 단면의 입자형태를 갖는 재료가 실시예 4의 조성에서 5각형 이상의 원형에 가까운 다각형 형태의 입자형태로 변형되며 입자와 입자 간의 공간이 실시예 1~3에 비하여 거의 존재하지 않고 입자들이 정합(matching)하고 있는 것을 알 수 있다. 이러한, 1㎛ 내외의 미세한 입자가 정합하여 존재함으로써 방전공간 내에 위치한 유전체 전극의 충방전 효과를 증가시키므로 이와 같은 최대효율이 얻어지는 것을 알 수 있다. The microstructure of Figs. 9 (a) to 9 (d) corresponds to those of the compositions of Examples 1 to 4. The difference from FIG. 9 is that the material having a rectangular cross-sectional particle shape in the compositions of Examples 1 to 3 is deformed into a polygonal-like particle shape having a pentagonal shape or more in the composition of Example 4, It can be seen that the particles are almost not present in comparison with the examples 1 to 3 and the particles are matched. It can be seen that such a maximum efficiency is obtained because the charge / discharge effect of the dielectric electrode located in the discharge space is increased by the presence of the fine particles of about 1 mu m in matched state.
본 발명에 의하여 제조된 실시예 4에 해당하는 조성을 갖는 유전체의 19watt에서 입력전압은 770Vrms 로 8watt에서 1200Vrms의 고전압이 인가되는 유리유전체로 제작된 플라즈마 방전램프에 비하여 안정한 전압 하에서 구동이 용이하다는 장점을 나타내고 있다.
The plasma display panel is advantageous in that it can be easily driven under a stable voltage as compared with a plasma discharge lamp manufactured from a glass dielectric with a high voltage of 8 Watt to 1200 Vrms at an input voltage of 770 Vrms at 19 watts of a dielectric having a composition according to Example 4 manufactured by the present invention Respectively.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that the invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
110 : 유리관 120 : 불활성 가스
130 : 씨앗전자 140: 수은 가스
150 : 외부 전극 160 : 좌측 유리관 내부
161 : 우측 유리관 내부
710 : 형광체 720 : 유리관
730 : 유전체 전극 740 : 플랜지
750, 751 : 배기관 760 : 유리판
770 : Ag전극
810 : 유전체 전극 820 : Ag 전극110: Glass tube 120: Inert gas
130: Seed Electronics 140: Mercury Gas
150: external electrode 160: left glass tube inner
161: inside right glass tube
710: Phosphor 720: Glass tube
730: dielectric electrode 740: flange
750, 751: Exhaust pipe 760: Glass plate
770: Ag electrode
810: Dielectric electrode 820: Ag electrode
Claims (11)
[식 1]
X(CaTiO3)+Y(MgTiO3)+Z(BiAlO3) (X: 0.5~0.6, Y: 0.15~0.25, Z: 0.2~0.3, X+Y+Z=1)
A dielectric represented by the following formula (1).
[Formula 1]
X (CaTiO 3) + Y ( MgTiO 3) + Z (BiAlO 3) (X: 0.5 ~ 0.6, Y: 0.15 ~ 0.25, Z: 0.2 ~ 0.3, X + Y + Z = 1)
상기 유전체는
20~100℃에서 비유전율(이하, 유전율)이 144~155이고,
20℃ 유전율 대비 100℃ 유전율 감소율이 10% 이하인 것을 특징으로 하는 유전체.
3. The method of claim 2,
The dielectric
(Dielectric constant) of from 144 to 155 at 20 to 100 占 폚,
Wherein the dielectric constant reduction rate at 100 占 폚 relative to the dielectric constant at 20 占 폚 is 10% or less.
[식 2]
W(CaTiO3)+X(MgTiO3)+Y(BiAlO3)+Z(LaAlO3) (W: 0.5~0.6, X: 0.15~0.25, Y: 0.15~0.25, Z: 0.01~0.1, W+X+Y+Z=1)
(2).
[Formula 2]
W (CaTiO 3) + X ( MgTiO 3) + Y (BiAlO 3) + Z (LaAlO 3) (W: 0.5 ~ 0.6, X: 0.15 ~ 0.25, Y: 0.15 ~ 0.25, Z: 0.01 ~ 0.1, W + X + Y + Z = 1)
상기 유전체는
20~100℃에서 유전율이 144~155이고,
20℃ 유전율 대비 100℃ 유전율 감소율이 10% 이하인 것을 특징으로 하는 유전체.
6. The method of claim 5,
The dielectric
A dielectric constant of 144 to 155 at 20 to 100 DEG C,
Wherein the dielectric constant reduction rate at 100 占 폚 relative to the dielectric constant at 20 占 폚 is 10% or less.
[식 3]
V(CaTiO3)+W(SrTiO3)+X(MgTiO3)+Y(BiAlO3)+Z(LaAlO3) (V: 0.15~0.4, W: 0.15~0.4, X: 0.15~0.25, Y: 0.1~0.2, Z: 0.05~0.15, V+W+X+Y+Z=1)
(3).
[Formula 3]
V (CaTiO 3) + W ( SrTiO 3) + X (MgTiO 3) + Y (BiAlO 3) + Z (LaAlO 3) (V: 0.15 ~ 0.4, W: 0.15 ~ 0.4, X: 0.15 ~ 0.25, Y: 0.1 to 0.2, Z: 0.05 to 0.15, V + W + X + Y + Z = 1)
상기 유전체는 상기 SrTiO3의 몰 분율(W)이 0.36 이상에서, 단면이 5각형 이상의 다각형의 입자 형태를 가지며, 입자들이 서로 정합하는 것을 특징으로 하는 유전체.
9. The method of claim 8,
Said dielectric is in the molar fraction (W) of said SrTiO 3 0.36 or more, the cross section has the form of particles of at least 5 square polygon, a dielectric characterized in that the particles are matched with each other.
상기 유전체는
20~100℃에서 유전율이 160~185이고,
20℃ 유전율 대비 100℃ 유전율 감소율이 10% 이하인 것을 특징으로 하는 유전체.
9. The method of claim 8,
The dielectric
A dielectric constant of 160 to 185 at 20 to 100 占 폚,
Wherein the dielectric constant reduction rate at 100 占 폚 relative to the dielectric constant at 20 占 폚 is 10% or less.
일단이 상기 유리관에 결합되고, 타단이 밀봉되는 중공형 전극;을 포함하고,
상기 중공형 전극은 유전체 전극과, 상기 유전체 전극 표면에 형성되는 금속 전극을 포함하며,
상기 유전체 전극이 제2항 내지 제3항, 제5항 내지 제6항, 제8항 내지 제10항 중 어느 하나의 유전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 광원.A glass tube to which a phosphor is applied on an inner peripheral surface, and an inert gas and a metal vapor are mixed and filled in the glass tube; And
And a hollow electrode, one end of which is coupled to the glass tube and the other end of which is sealed,
Wherein the hollow electrode includes a dielectric electrode and a metal electrode formed on a surface of the dielectric electrode,
Wherein said dielectric electrode comprises a dielectric of any one of claims 2 to 3, 5 to 6, and 8 to 10.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20140071661A KR101496448B1 (en) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | Medium-permittivity dielectrics with excellent temperature stability and plasma light source using the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20140071661A KR101496448B1 (en) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | Medium-permittivity dielectrics with excellent temperature stability and plasma light source using the same |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101496448B1 true KR101496448B1 (en) | 2015-03-03 |
Family
ID=53025749
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR20140071661A KR101496448B1 (en) | 2014-06-12 | 2014-06-12 | Medium-permittivity dielectrics with excellent temperature stability and plasma light source using the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101496448B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4485181A (en) * | 1982-07-08 | 1984-11-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition |
KR20110050794A (en) * | 2009-11-09 | 2011-05-17 | 준 최 | Electrode of discharge lamp with enamel thin film layer |
KR20110114947A (en) * | 2010-04-14 | 2011-10-20 | 호서대학교 산학협력단 | Dielectric ceramic composition |
-
2014
- 2014-06-12 KR KR20140071661A patent/KR101496448B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4485181A (en) * | 1982-07-08 | 1984-11-27 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric ceramic composition |
KR20110050794A (en) * | 2009-11-09 | 2011-05-17 | 준 최 | Electrode of discharge lamp with enamel thin film layer |
KR20110114947A (en) * | 2010-04-14 | 2011-10-20 | 호서대학교 산학협력단 | Dielectric ceramic composition |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Jpn. J. Appl. Phys, 2002 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8304974B2 (en) | Fluorescent lamp | |
US7633226B2 (en) | Electrode materials for electric lamps and methods of manufacture thereof | |
JP5290193B2 (en) | Fluorescent lamp with ceramic glass composite electrode | |
WO2011024824A1 (en) | Electrode for discharge lamp, process for production of electrode for discharge lamp, and discharge lamp | |
JP2003142004A (en) | Luminous device and display device using the same | |
KR101496448B1 (en) | Medium-permittivity dielectrics with excellent temperature stability and plasma light source using the same | |
JPWO2011152185A1 (en) | Electrode for hot cathode fluorescent lamp, and hot cathode fluorescent lamp | |
KR100988362B1 (en) | Protective materials of low firing voltage and their method of manufacturing for pdp | |
CN100461332C (en) | High photosynthetic efficiency external electrode porcelain tube cathode fluorescent lamp and its making method | |
CN103210465B (en) | Electron source method for generation, electronic generator and manufacture method thereof | |
JPH06267404A (en) | Electrode material, manufacture thereof, and electrode | |
CN103210472B (en) | Luminaire | |
KR101055434B1 (en) | Method for producing CaO-based nanopowder for PD protective film | |
JP2013045528A (en) | Hot cathode fluorescent lamp | |
JP2005002149A (en) | Aluminate phosphor and method for producing the same | |
KR101080439B1 (en) | Method for preparing MgO based nano-sized powders for protective layer of PDP application | |
CN102568982B (en) | Duplexer and otide containing lighium magnesium dust | |
JP2010027270A (en) | Coating material, coating film using same, method for forming coating film, and fluorescent lamp | |
CN101123167A (en) | External electrode fluorescent lamp (EEFL) with optimized operating efficiency | |
KR20110126736A (en) | Plasma display panel | |
JP2000100383A (en) | Fluorescent lamp and light source device using the same | |
Mayr | J uestel et al. | |
JP2014013669A (en) | Hot cathode fluorescent lamp |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GRNT | Written decision to grant |