KR20080026445A - 평판형 형광램프 - Google Patents

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KR20080026445A
KR20080026445A KR1020060091484A KR20060091484A KR20080026445A KR 20080026445 A KR20080026445 A KR 20080026445A KR 1020060091484 A KR1020060091484 A KR 1020060091484A KR 20060091484 A KR20060091484 A KR 20060091484A KR 20080026445 A KR20080026445 A KR 20080026445A
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flat fluorescent
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박기원
채경훈
조용상
이효영
이은곤
손형민
박충식
김홍중
김윤석
김영묵
김병수
김민성
고성광
강구삼
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엘지마이크론 주식회사
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Abstract

평판형 형광램프가 제공된다.
본 발명에 따른 평판형 형광램프는 하부기판; 상기 하부기판의 상면에 방전공간을 형성하는 격벽들; 상기 하부기판과 그 가장자리가 실재에 의하여 접합되는 상부기판; 상기 상부기판 및 하부기판의 외부 또는 내부에 형성되어 있는 방전전극; 및 상기 방전공간의 표면에 도포된 형광막을 포함하며, 상기 격벽은 Bi2O3 20∼60중량%, ZnO 15∼35중량%, B2O3 10∼35중량%; Al2O3, SiO2, ZrO2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 1∼16중량%; 및 MgO, CaO, BaO, RaO, BeO, SrO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 토금속 산화물 또는 MgF, CaF, BaF, RaF, BeF, SrF 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 토금속 불화물중 어느 하나 이상 0.1∼10중량% 포함하는 유리분말을 함유하는 것을 특징으로 하는데, 격벽의 형상을 다양하게 조절함으로써 반사율 등을 향상시킬 수 있고, 제조가 간단하다는 장점이 있다.

Description

평판형 형광램프{Flat type fluorescent lamp}
도 1은 종래기술에 따라 별도의 격벽을 포함하는 평판형 형광램프의 개략도이다.
도 2는 종래기술에 따라 격벽이 기판과 일체형으로 형성되어 채널을 이루고 있는 평판형 형광램프의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 형광램프의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 형광램프의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 평판형 형광램프의 단면도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1...평판형 형광램프 2...하판
3...상판 4...채널
11,34...상부기판 12,31...하부기판
13...유전체 5,14,40...방전전극
15, 42...형광체층 16,32...격벽
32a...제1격벽부 32b...제2격벽부
33...방전공간 35...실재
36...제1전극 37...제2전극
38...유전체층 41...테두리부
본 발명은 평판형 형광램프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 형상을 가질 수 있기 때문에 물성을 향상시킬 수 있고 제조가 간단한 격벽을 포함하는 평판형 형광램프에 관한 것이다.
표시장치로서 사용되는 액정디스플레이장치(LCD : Liquid Crystal Display)는 종래 CRT형 표시장치에 비하여 눈의 피로를 덜 초래하며, 소형, 경량화, 및 저전력화 할 수 있기 때문에 휴대폰이나 텔레비전의 차세대 표시장치로서 매우 각광받고 있으며 다양한 크기의 제품이 개발되고 있다. 이러한 액정디스플레이장치는 패널 스스로 발광하지 못하는 수광형 디스플레이이기 때문에, 액정표시판의 측면
또는 후면에서 램프(백라이트)를 이용하여 빛을 조사함으로써 영상을 디스플레이하도록 되어 있다. 이러한 백라이트 시스템은 빛을 투사하는 램프의 위치에 따라서 크게 에지(edge)형 백라이트와 직하형 백라이트로 구분된다. 에지(edge)형 백라이트는 패널의 양측면 하부에 광원이 위치하여 광원으로부터 입사된 빛이 도광판 및 반사판에 의하여 면광원을 생성하여 엘시디 패널의 셀(cell)을 비추는 방식이다. 이러한 에지방식은, 광원으로부터 방사되는 광을 간접적으로 유도하기 때문에 휘도 균일도가 높은 이점이 있지만 이에 반하여 휘도가 상대적으로 떨어지는 문 제점이 있다. 또한 직하형 백라이트는 광원이 엘시디 패널의 바로 밑쪽에 위치하며 광원전면에 확산판을 배치하고 배면에 반사판을 배치하여 광원으로부터 발산된 빛을 반사 및 확산시켜서 엘시디패널의 쉘(cell)을 조광하는 방식이다. 이러한 직하방식은, 반사판과 확산판을 이용하여 빛을 효율적으로 이용하기 때문에, 높은 휘도를 얻을 수 있으므로 고휘도가 요구되는 백라이트용에 적합하다. 그러나 점차 대면적화되어 가는 엘시디패널의 크기에 따라서 충분한 휘도를 제공하는데 한계와, 휘도 균일도가 낮은 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결할 수 있는 것으로서, 최근에는 평판형 형광램프가 이용되고 있다. 도 1에는 종래의 평판형 형광램프의 개략도를 도시하였다.
도시된 바와 같이 가장자리가 상호 접합되어 방전공간을 형성하는 상하부 기판(11)(12)과, 방전공간 내의 하부기판(12)의 상면에 소정의 패턴으로 형성되며 유전체(13)에 의해 매립되는 방전전극(14)들과, 상기 상부기판(11)의 내면에 형성된 형광체층(15)과 상하부 기판(11)(12)에 의해 형성되는 방전공간에 상기 기판 사이의 간격을 균일하게 유지시키며 방전 경로를 형성하여 방전 휘도를 균일하게 하기 위한 부재로서 격벽(스페이서)(16)을 포함한다. 상기 격벽은 일측 단부가 짧게 형성되어 측판과의 개구 즉, 방전경로를 형성하며, 인접하는 격벽은 반대쪽 단부가 짧게 형성되고, 이에 따라 상기 방전경로는 램드 바디 전체적으로 지그재그의 형태(서펜틴 타입)를 이루게 된다.
상기 격벽은 통상 판형 형태인 것이 일반적이지만, 관형 스페이서를 사용함으로써 스페이서의 내부에도 서브 방전공간을 구비하는 형태도 존재한다. 그러나, 상기 별도의 격벽을 사용하는 경우에는 격벽은 물론 밀봉부재도 별도로 필요로 하기 때문에 부품수가 증가한다는 문제점이 있으며, 제조공정 또한 복잡하다는 단점이 있었다. 따라서, 근래에는 부품수를 감소시키기 위하여 유리성형(glass forming)법을 이용함으로써 상부 기판 자체를 성형하여 채널을 형성함으로써 별도의 격벽을 필요로 하지 않는 평판형 형광램프가 도입되었는데, 도 2에는 이처럼 격벽을 일체로 구비하는 채널형상의 평판형 형광램프를 도시하였다. 도 2를 참조하면, 상기 편판형 형광램프는 소정의 크기를 갖는 하판(2)과, 그 하판(2)의 상면에 부착되는 상판(3)으로 구성되어 있으며, 상기 상판(3)에는 방전공간이 형성되도록 상부로 돌출되게 채널(4)이 형성되어 있고, 상기 채널(4)의 내측 표면에는 형광체가 도포되며, 채널(4)의 내부에는 방전가스(수은 등)이 충진되어 있으며, 상기 채널(4)의 양단부에는 전원을 공급하기 위한 방전전극(5)들이 설치되어 있다.
그러나, 상기 유리성형법은 진공 성형공정에 의하기 때문에 취출공정에서 유리 기판이 뒤틀리는 현상이 자주 발생하게 되는데, 이러한 유리 기판의 뒤틀림 현상은 방전 공간의 높이가 높을 수록 빈번해지고 특히 유리 기판이 대형화될 수록 더욱 심해진다. 또한, 상기 방전공간의 형상을 다양하게 구현하기가 어렵기 때문에 반사율 등을 향상시키기 곤란할 뿐만 아니라, 상판과 하판의 열처리 온도의 차에 의하여 물성 변화가 야기되는 등의 문제점이 있었다.
한편, 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel : 이하 "PDP"라 함)은 가스방전에 의해 발생되는 자외선이 형광체를 여기시킬 때 형광체로부터 가시광선이 발생되는 것을 이용한 표시장치이다. PDP는 지금까지 표시수단의 주종을 이루 어왔던 음극선관(Cathode Ray Tube : CRT)에 비해 두께가 얇고 가벼우며, 고선명 대형화면의 구현이 가능하다는 점 등의 장점이 있다. PDP는 매트릭스 형태로 배열된 다수의 방전셀들로 구성되며, 하나의 방전셀은 화면의 한 화소를 이루게 된다.
종래의 3전극 교류 면방전형 PDP의 방전셀은 상부기판 상에 형성된 스캔전극과 서스테인전극, 상기 스캔전극 및 서스테인전극 상에 형성된 상부 유전체층, 상부 유전체층 상에 형성된 보호층을 포함하는 상판과, 하부기판 상에 서스테인전극쌍과 교차되게 형성되는 어드레스전극, 어드레스전극 상에 형성된 하부 유전체층을 포함하는 하판과, 상판과 하판 사이의 방전공간을 마련하는 격벽과, 격벽과 하부 유전체층 상에 형성되는 형광체층을 구비한다.
이러한 구조의 PDP는 어드레스전극과 서스테인전극 간의 대향방전에 의해 선택된 후 서스테인전극쌍간의 면방전에 의해 방전을 유지하게 된다. 유지방전시 발생되는 자외선에 의해 형광체가 발광함으로써 가시광이 셀 외부로 방출되게 된다. 이 결과, 방전셀들은 방전이 유지되는 기간을 조절하여 계조를 구현하게 되고, 그 방전셀들이 매트릭스 형태로 배열된 PDP는 화상을 표시하게 된다.
상기 격벽은 일반적으로 저융점유리로 구성되고, 요구되는 특성으로는 소성온도가 저온일 것, 충분한 내전압성을 가질 것 및 방전시 소비 전류량을 감소시키기 위하여 유전율이 낮을 것 등을 들 수 있다.
이처럼 PDP 후면판용 격벽은 다양한 방법 및 다양한 조성물에 의하여 형성되는데, 상기 격벽 형성 방법은 스크린 프린트법과 샌드블라스트법, 화학적 에칭법 및 UV 몰드법 등으로 대별할 수 있으며, 상기 격벽형성용 조성물은 PbO를 주성분으 로 하는 물질, 즉, PbO-SiO2-B2O3계 유리가 주로 사용되어 왔으나 이와 같은 PbO계 물질이 인체 및 환경적으로 매우 유해하다는 단점이 있었기 때문에 납을 포함하지 않은 물질에 대한 연구가 계속되고 있다. 이러한 납불함유 유리로서는 P2O5-ZnO계, Bi2O3-SiO2계, ZnO-B2O3-SiO2계 및 BaO-B2O3-Al2O3계 등이 제안되어 오고 있다.
이들 중, UV 몰드법에 관해서는 일본 특허공개공보 제1997-283035호에는 유리분말과 감광성 고분자 등을 사용하여 감광성 페이스트를 제조하고 UV를 조사함으로써 경화시켜 격벽을 형성할 수 있는 기술이 개시되어 있으나, 상기 감광성 페이스트는 수십 마이크로 미터의 높이를 갖는 PDP 후면판용 격벽의 제조에 사용되는 것임에 반해, 평판형 형광램프의 격벽은 수 밀리미터의 높이를 필요로 하기 때문에 상기 조성물을 그대로 사용해서는 수 밀리미터의 높이를 갖는 격벽을 형성할 수 없다는 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 종래기술의 문제점을 해결하여, 다양한 형상을 가질 수 있기 때문에 물성을 향상시킬 수 있고 제조가 간단한 격벽을 포함하는 평판형 형광램프를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여,
하부기판;,
상기 하부기판의 상면에 방전공간을 형성하는 격벽들;
상기 하부기판과 그 가장자리가 실재에 의하여 접합되는 상부기판;
상기 상부기판 및 하부기판의 외부 또는 내부에 형성되어 있는 방전전극; 및
상기 방전공간의 표면에 도포된 형광막을 포함하며,
상기 격벽은
Bi2O3 20∼60중량%,
ZnO 15∼35중량%,
B2O3 10∼35중량%; 및
Al2O3, SiO2, ZrO2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 1∼16중량%; 및
MgO, CaO, BaO, RaO, BeO, SrO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 토금속 산화물 또는 MgF, CaF, BaF, RaF, BeF, SrF 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 토금속 불화물 중 어느 하나 0.1∼10중량% 포함하는 유리분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 유리분말은 평균입경이 0.5∼17㎛이고, 굴절률이 1.5∼2인 것일 수 있다.
또한, 상기 유리분말의 연화온도는 400∼510℃이고, 열팽창계수는 60∼100 x 10-7/℃인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 유리분말은 Li2O, Na2O, K2O, Cs2O, Fr2O, Rb2O 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리금속 산화물 또는 LiF, NaF, KF, CsF, FrF, RbF 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리금속 불화물 0.1∼4중량%를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 격벽은 TiO2, ZrO2, ZnO, MgO, SiO2, Al2O3, 코디어라이트, 뮬라이트 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 필러를 상기 유리분말 100중량부에 대하여 10 내지 200중량부 더 포함하는 것일 수 있다.
또한, 상기 필러는 굴절률이 1.5∼2이고, 평균입경이 0.1∼10㎛인 것일 수 있다.
본 발명에 따른 평판형 형광램프에 구비되는 상기 격벽은 상기 유리분말 및 감광성 수지를 포함하는 페이스트를 광경화시킨 후 소성함으로써 제조되는 것을 특징으로 하며, 상기 감광성 수지는 감광성 모노머, 감광성 올리고머, 감광성 폴리머 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 광반응성 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 격벽 내의 잔탄(residual carbon)의 양은 0.05중량% 이하일 수 있다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 평판형 형광램프는 서펜틴 타입일 수도 있고, 스트라이프 타입일 수도 있으며, 당업계에서 통상적으로 사용되는 형태인한 특별히 제한되지 않는 것은 물론이다.
도 3에는 본 발명의 일 실시예에 따른 서펜틴 타입의 평판형 형광램프의 분해 사시도를 도시하였고 도 4에는 상기 평판형 형광램프의 단면도를 도시하였다. 본 도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 평판형 형광램프는 하부기판(31)과, 상기 하부기판(31)의 상면에 교호적으로 형성되어 방전공간(33)을 사행 형상으로 형성하는 격벽(32)들을 포함하는데, 상기 격벽의 형상은 반드시 사행 형상에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 다양한 형상을 가질 수 있다. 상기 격벽(32)은 방전공간의 가장자리를 따라 형성되어 방전공간의 영역을 구획하는 제1격벽부(32a)와, 상기 제1격벽부(32a)의 대응되는 측으로부터 상호 교호적으로 제2격벽부(32b)에 의해 채널부를 형성하며 이들이 연결되어 사행형상의 방전공간(33)을 이루게 된다. 그리고 상기 하부기판(31)은 상부기판(34)과 결합되어 상기 방전공간(33)을 밀봉하게 되는데, 이때에 상기 제1,2격벽부(32a)(32b)의 상면 또는 테두리부의 상면에는 실재(35)가 도포되어 상부기판(34)의 하면과 접합된다. 한편, 상기 상부기판(34)의 하면에는 각각 제1,2전극(36)(37)이 형성된다. 여기에서 상기 제1,2전극(36)(37)의 상면에는 장벽방전을 일으키기 위하여 유전체층(38)에 의해 매립되어 있다. 상기 유전체층(38)은 상부기판의 전면에 형성될 수 있으며, 상기 제1,2전극(36)(37)은 적어도 두 개 이상으로 분할될 수도 있다. 한편, 상기 방전공간(33)에는 아르곤 또는 네온 등의 불활성 기체 또는 수은가스 등이 주입되며, 상기 방전공간(33)의 내면에는 형광체층(42)이 형성되는데, 상기 형광체층(42)는 자외선에 의해 여기 발광되는 R, G, B의 3파장 형광체로 이루어져 있다. 도 3 및 4는 방전 전극이 내부에 구비되어 있는 형태의 실시예에 관한 것이지만 본 발명에 따른 평판형 형광램프는 이에 한정되는 것은 아니며, 전극이 외부에 구비되어 있을 수도 있다.
한편, 도 5에는 본 발명의 일 실시예에 따른 스트라이프 타입의 평판형 형광램프의 단면도를 도시하였다. 상기에서 살펴본 서펜틴 타입과는 격벽의 구조가 스트라이프 타입이라는 점에서 차이가 있을 뿐 나머지 구성요소는 대동소이하며, 전극(40)이 하부기판의 양측에 위치하고 기판의 좌우측 맨 가장자리의 격벽은 테두리부(41)로서 그 상면에 실재가 도포되어 상부기판(34)의 하면과 접합되도록 되어 있다. 그 이외의 나머지 구조에 대한 설명은 상기 서펜틴 타입과 동일하기 때문에 생략한다.
본 발명에 따른 평판형 형광램프는 종래의 평판형 형광램프와 달리, 격벽이 UV 몰드법에 의하여 제조되기 때문에 제조가 간편할 뿐만 아니라, 다양한 형상의 격벽을 용이하게 제조할 수 있으며, 필요에 따라 형상을 변경함으로써 반사율 등의 물성을 최적화할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 사용되는 유리분말의 조성은 PbO를 사용하지 않아 환경친화적이면서도 연화온도를 낮추는 성분을 적절이 사용함으로써 저온소성이 가능한 한편, 유리분말과 감광성 수지의 굴절률을 유사하게 조절함으로써 높이가 수 mm인 평판형 형광램프용 격벽을 형성하는데 적합하도록 구성되어 있는데,
Bi2O3는 유리의 골격을 구성하는 주요성분으로서 유리를 저융점화하는 역할을 하는데, 상기 성분이 20중량% 미만인 때에는 연화점이 높아지는 문제가 있고, 60%를 초과하는 때에는 유전율이 높아지고 연화점이 극도로 저하되어 소성이후 크랙이 발생할 염려가 있다.
ZnO는 열팽창계수를 조절하는 역할을 하는데, 상기 ZnO가 15중량% 미만인 때에는 열팽창계수가 떨어지고 유리제조시 용해성이 떨어지며, 35중량%를 초과하는 때에는 열팽창계수 및 유전율이 높아지기 때문에 바람직하지 않다.
B2O3는 유리의 골격을 형성하고 저융점 유리를 안정적인 유리질로 만들며 열팽창계수를 낮추는 역할을 한다. 상기 성분이 10중량% 미만인 때에는 유리 형성이 불안정하게 되고, 연화점이 낮아져서 소성 이후에 크랙이 발생하는 등의 문제가 있고, 35중량%를 초과하는 때에는 연화점이 높아져서 유동성이 떨어질 염려가 있다.
한편, Al2O3 또는 ZrO2은 유리분말의 화학적 내구성을 향상시키는 역할을 하는데, 특히 Al2O3는 유리분말의 재가열시에 결정화를 억제하는 역할을 한다. 만일 격벽 내부에서 결정화가 일어나게 되면, 그 결정의 크기에 따라 소성 프로파일이 변화하여 공정제어가 어려워지며 유전율 등의 특성이 변할 염려가 있다. 또한, SiO2는 유리의 골격을 형성하는 역할을 하는데, 상기 Al2O3, SiO2 또는 ZrO2의 사용량이 1중량% 미만인 때에는 첨가효과가 미약하고 16중량%를 초과하는 경우에는 연화점이 상승될 우려가 있다.
또한, MgO, CaO, BaO, RaO, BeO, SrO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 토금속 산화물 또는 MgF, CaF, BaF, RaF, BeF, SrF 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 토금속 불화물은 유리 분말의 연화온도를 낮추고 유동성을 증가시키는 역할을 하며, 특히 알칼리 토금속 불화물의 경우에는 F이온의 존재때문에 내전압성의 저하를 억제시키는 작용을 한다. 상기 성분이 0.1중량% 미만인 때에는 첨가효과가 미약하고 상기 성분 중 알칼리 토금속 산화물이 10중량%를 초과하게 되면 유리 분말의 결정화가 일어날 염려가 있으며 알칼리 토금속 불화물이 10중량%를 초과하면 화학적 내구성 및 전기 절연성이 저하되고 열팽창 계수가 커져 알칼리 토금속 산화물보다 더 쉽게 결정화가 일어날 염려가 있다.
본 발명에 사용되는 유리분말은 평균입경이 0.5∼17㎛이고, 굴절률이 1.5∼2인 것이 바람직한데, 상기 유리분말의 평균입경을 조절함으로써 소성온도를 낮출 수 있으며, 평균입경이 작아질수록 소성온도가 저하되는 경향이 있다. 상기 유리분말의 평균입경이 0.5㎛ 미만인 때에는 페이스트 제조시 원하는 점도를 얻기 위해서 다량의 용매를 투입하여야 하고 상기 다량의 용매로 인하여, 소성시 수축이 과도해 질 우려가 있고 17㎛를 초과하는 때에는 소성온도가 너무 높아질 우려가 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 유리분말의 굴절률이 중요한 역할을 하는데, 그 이유는 상기 격벽형성용 유리분말을 이용하여 제조되는 격벽의 높이는 통상 수 mm 높이를 갖기 때문에 상기 유리분말의 굴절률이 후술하는 감광성 수지의 굴절률과 차이가 많이 나게되면 광경화가 제대로 되지 않을 우려가 있기 때문에 통상적인 감광성 수지의 굴절률과 유사한 굴절률을 갖도록 조절할 필요가 있다. 통상적인 감광성 수지는 대개 1.6 내외의 굴절률을 가지기 때문에 본 발명에 사용되는 유리분말의 굴절률은 1.5 내지 2 정도의 값을 갖도록 조절하는 것이 바람직하며, 1.5 내지 1.8인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 유리분말의 연화온도는 400∼510℃인 것이 바람직한데, 연화온도가 400℃ 미만인 때에는 후술하는 바와 같이 잔탄의 양이 증가할 염려가 있고 510℃를 초과하는 경우에는 격벽의 소성온도가 높아져서 기판의 치수 제어가 어려워질 염려가 있다. 한편 상기 유리분말의 열팽창계수는 60∼100 x 10-7/℃인 것이 바람직한데, 열팽창계수가 60 x 10-7/℃미만이면 기판이 볼록(convex)하게 휨이 발생하고, 100 x 10-7/℃을 초과하는 경우에는 기판이 오목(concave)하게 휨이 발생할 염려가 있기 때문에 바람직하지 않다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 유리분말은 Li2O, Na2O, K2O, Cs2O, Fr2O, Rb2O 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리금속 산화물 또는 LiF, NaF, KF, CsF, FrF, RbF 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리금속 불화물 0.1∼4중량%를 더 포함하는 것일 수 있는데, 상 기 알칼리금속 산화물 또는 알칼리금속 불화물은 연화점을 획기적으로 낮추고 유동성을 증가시키는 역할을 한다. 상기 알칼리금속 산화물 또는 알칼리금속 불화물이 0.1중량% 미만인 때에는 첨가효과가 미약하고 4중량%를 초과하는 때에는 램프내에 들어가는 수은과 격벽재 간의 반응으로 전체 수은량인 지속적으로 감소하여 램프특성을 저하시키는 경향이 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 상기 격벽은 TiO2, ZrO2, ZnO, MgO, SiO2, Al2O3, 코디어라이트, 뮬라이트 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 필러를 상기 유리분말 100중량부에 대하여 10 내지 200중량부 더 포함하는 것일 수 있다. 상기 필러의 역할은 유리분말을 지지하는 역할을 하는 것인데, 상기 필러는 당업계에서 통상적으로 사용되는 것이면 특별한 제한없이 사용될 수 있다. 다만, 상기 필러의 사용량이 증가될수록 상기 필러의 굴절률이 중요해지는데, 그 이유는 이미 설명한 바와 같이, 감광성 수지의 굴절률과 유사한 범위에 있어야 광경화 효율을 떨어뜨리지 않을 수 있기 때문이다. 따라서, 상기 필러의 굴절률은 1.5∼2인 것이 바람직하다. 한편, 상기 필러의 입경은 소성온도와 관련이 있는데, 필러의 경우에는 상기 유리분말의 경우와 달리, 입경이 커질수록 소성온도는 감소하는 경향이 있다. 상기 필러의 평균입경은 0.1∼10㎛인 것이 바람직한데, 상기 입경이 0.1㎛ 미만인 때에는 소성온도가 너무 높아질 염려가 있고 10㎛를 초과하는 때에는 소성체의 표면조도가 높아져 방전시 격벽손상이 우려되며, 표면과 방전 플라즈마의 간섭으로 인해 방전 불균일 현상이 일어날 염려가 있기 때문에 바람직하 지 않다.
한편, 상기 열거된 필러의 굴절률을 살펴보면, ZnO의 경우 약 2.00이고, MgO는 1.74, SiO2는 1.54, Al2O3는 1.76, 코디어라이트는 1.54로서 1.5 내지 2의 범위에 속한다. ZnO의 경우에는 굴절률이 약간 높은 편에 속하지만, 황변현상을 방지하고 백색도를 향상시키는 역할을 할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명에 따른 평판형 형광램프에 구비되는 상기 격벽은 상기 유리분말, 감광성 수지 및 필러 등을 혼합하여 페이스트를 제조한 후에 자외선 등을 조사하여 광경화시킨 다음 소성함으로써 제조되는 것을 특징으로 하며, 상기 감광성 수지는 감광성 모노머, 감광성 올리고머, 감광성 폴리머 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 광반응성 성분을 포함하는 것이 바람직하다.
감광성 수지에는 감광성 모노머, 감광성 올리고머, 감광성 폴리머 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 광반응성 성분이 포함되며, 상기 광반응성 성분은 포지티브 형태 또는 네커티브 형태 모두 가능하다.
상기 감광성 모노머로는, 단관능성 아크릴레이트는 물론 다관능성 아크릴레이트가 사용될 수 있다. 단관능성 아크릴레이트로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, n-펜틸 (메타)아크릴레이트, 알릴 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 부톡시 에틸 아크릴레이트, 부톡시 트 리에틸렌글리콜 아크릴레이트, 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸 헥실아크릴레이트, 히드록시 에틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시펜틸 (메타)아크릴레이트, 히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 글리세롤 아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 2-메톡시 에틸아크릴레이트, 메톡시 에틸렌글리콜 아크릴레이트, 메톡시 디에틸렌글리콜 아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸 아크릴레이트, 페녹시 에틸아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 트리플루오로에틸 아크릴레이트, 1,4-부탄디올 아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 아크릴레이트, 테트라히드로퍼퓨릴 (메타)아크릴레이트 등을 하나 또는 그 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 다관능성 아크릴레이트로는 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 글리세롤 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 트리페닐글리콜 디아크릴레이트, 부탄디올 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 메톡시레이티드네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트 등의 2관능성 아크릴레이트와 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 에톡시레이티드트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 프로필레이티드트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 글 리세릴프로필레이티드 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트 트리(메타)아크릴레이트 등의 3관능성 아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 히드록시펜타(메타)아크릴레이트 등의 다관능성 아크릴레이트를 하나 또는 그 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.
한편, 감광성 올리고머 및 감광성 폴리머는 전술한 아크릴레이트 화합물, 스티렌, 비닐 나프탈렌 등을 올리고머 상태 또는 폴리머 상태로 중합한 화합물이거나, 에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 및 우레탄 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 단관능성 또는 다관능성 아크릴레이트 올리고머일 수 있다.
본 발명에 사용되는 광 개시제(photo initiator)는 라디칼을 생성하여 중합을 촉진시키거나, 라디칼중합의 개시제로서 첨가되어 중합속도를 증가시키는 역할을 한다. 본 발명에 따른 수지 조성물은 광 개시제가 없더라도 경화가 가능하지만 경화 시간이 오래 걸리기 때문에 광개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용되는 광 개시제는 2-하이드록시 1,2-디페닐에타논, 2-에톡시 1,2-디페닐에타논, 2,2-디메톡시 1,2-디페닐에타논, 2-이소프로필 1,2-페닐에타논, 2-부톡시 1,2- 디페닐에타논, 2-이소부톡시 1,2-디페닐에타논, 2,2-디메톡시 1,2-디페닐에타논, 2,2-디부톡시 1-페닐 에타논, 1-히드록시사이클로헥실페닐케톤, 디메톡시히드록시아세토페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시 2-메틸프로파논, 2-메틸 1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로파논, 2-벤질 2-디메틸아미노 1-(4-모르폴리노페 닐) 부타논 및 3,6-비스[2-메틸]-2-모르폴리노(프로타노닐) -부틸카바졸로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상을 사용할 수 있으며, 이 이외에도 자외선에 의해 활성을 띠는 통상의 중합개시제이면 특별히 제한되지는 않는다.
상기 유리분말, 필러 및 감광성 수지를 혼합하여 격벽용 페이스트를 제조한 후에 격벽을 형성하는 공정은 통상의 UV 몰드법과 차이가 없다. 따라서, 소정의 형상을 갖는 몰드에 상기 페이스트를 채운 후 기판과 밀착시킨 다음, 자외선 등을 조사하여 광경화시키고 소성하여 제조할 수 있다. 이처럼 격벽을 제조하는 경우에 중요한 특성들은 페이스트 상태, 광경화 상태 및 소성후의 상태로 나누어 판단할 수 있는데, 페이스트 상태에서는 적절한 점도를 가져야 하고, 광경화 상태에서는 경화도, 기판의 휨여부(glass bending), 몰드 이형성 등이 중요하며, 소성후의 상태에는 크랙의 존재여부, 잔탄(residual carbon) 존재여부, 기판의 휨여부, 압축강도, 반사율 및 기공도 등이 중요한 변수가 된다.
특히, 잔탄이라 함은 최종 소성 후에 감광성 수지 성분이 격벽에서 빠져나가지 못하고 남아 있는 것을 의미하는데, 잔탄이 존재하는 경우에는 평판형 형광램프의 작동시, 시간이 지남에 따라 상기 잔탄이 기화되어 방출되기 때문에 수명이 단축된다는 문제점이 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 상기 격벽 내의 잔탄의 양은 0.05중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 잔탄의 양은 유리분말의 소성온도와 감광성 수지의 분해온도와의 차이에 의존하며 차이가 작을수록 잔탄의 양이 증가하게 된다. 따라서 소성온도가 높을수록 잔탄의 양은 감소하지만, 소성온도가 너무 높아지면 기판의 치수제어가 어려워지고, 제조비용이 상승한다는 문제점이 있다. 통상 적으로 감광성 수지의 분해온도는 약 450℃ 내외이기 때문에 소성온도는 상기 450℃보다는 높은 것이 바람직하다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만 본 발명이 이에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1∼6
하기 표 1에 나타나 있는 바와 같은 유리분말 조성(중량%)이 되도록 각 배치원료를 혼합하고 1100∼1200℃로 용융시킨 다음 급냉시켜 플레이크 상의 유리를 제조하였다. 뒤이어, 상기 유리를 볼밀을 이용하여 분쇄한 후, 기류식 분급장치를 이용하여 분급함으로써 평균 입경 3㎛의 유리분말을 얻었다. 다음으로, 광반응 성분으로서 아크릴화 에폭시 올리고머, 2-히드록시에틸 아크릴레이트 및 테트라히드로퍼퓨릴 메타크릴레이트, 광개시제로서 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐 포스핀 및 분산제를 각각 30 : 35 : 20 : 5 : 10의 부피비로 혼합하여 감광성 수지를 제조한 후에 상기 유리분말과 상기 감광성 수지를 82:18의 중량비로 혼합하여 페이스트를 제조하였다. 준비된 성형 몰드에 상기 페이스트를 채운 후 하부 기판을 상기 페이스트위에 밀착시킨 다음 UV를 조사하여 경화시켰다. 그 다음 상기 경화체 의 표면에 R, G, B 형광체를 균일하게 도포한 후 550℃의 소성로에서 60분간 소성하고, 한쌍의 방전전극 및 유전체층이 그 하면에 적층되어 있는 상부기판을 상기 하부기판과, 실재를 이용하여 밀봉시킴으로써 방전공간을 형성하고 상기 방전공간에 아르곤과 수은기체를 주입함으로써 평판형 형광램프를 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
Bi2O3 45.50 45.60 56.50 21.60 51.70 37.10
ZnO 30.70 30.10 18.10 31.50 21.60 17.50
B2O3 19.30 14.60 17.20 31.90 16.20 27.10
BaO 3.00 5.60 - 6.70 3.50 3.20
MgF - 1.20 0.40 - - -
Al2O3 - 2.90 - 4.60 2.50 4.10
SiO2 1.50 - 0.80 - 2.40 8.50
Li2O - - - 3.70 - 2.50
ZrO2 - - 7.00 - 2.10 -
실시예 7
실시예 1에 의해 제조된 유리분말에 필러로서 Al2O3 와 ZnO을 각각 44 : 50 : 6의 부피비로 혼합한 후 감광성 수지와 혼합하여 페이스트를 제조했다는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 평판형 형광램프를 제조하였다.
시험예 1
연화온도 측정
상기 표 1의 실시예 1∼6에 나타나 있는 바와 같은 유리분말 조성이 되도록 각 배치원료를 혼합하고 1100∼1200℃로 용융시킨 다음 급냉시켜 플레이크 상의 유리를 제조하였다. 이후, 상기 유리를 건식 밀링을 이용하여 분쇄한 후, 기류식 분급장치를 이용하여 분급함으로써 평균 입경 3㎛의 유리분말을 얻고, 상기 유리분말을 DSC 열분석 장비를 사용하여 연화온도를 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험예 2
열팽창계수의 측정
상기 표 1의 실시예 1∼6에 나타나 있는 바와 같은 유리분말 조성이 되도록 각 배치원료를 혼합하고 1100∼1200℃로 용융시킨 다음 급냉시켜 플레이크 상의 유리를 제조하였다. 상기 플레이크 상의 유리를 직사각형의 일정 크기로 가공한 다음, 350℃까지 승온시키면서 분당 증가되는 길이변화를 측정하여 열팽창계수를 구하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
시험예 3
굴절률의 측정
상기 표 1의 실시예 1∼6에 나타나 있는 바와 같은 유리분말 조성이 되도록 각 배치원료를 혼합하고 1100∼1200℃로 용융시킨 다음 급냉시켜 플레이크 상의 유리를 제조하였다. 상기 플레이크 상의 유리를 12x12x5mm의 블록으로 가공한 후, Abbe 굴절률측정기를 사용하여 굴절률을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 도시하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
연화온도(℃) 467 469 475 486 472 503
열팽창계수 (*10-7/℃) 73 74.3 74.3 73.8 74.3 73.7
굴절률 1.8416 1.86 1.65 1.68 1.88 1.88
시험예 4
광경화도의 측정
상기 실시예 7에서 사용된 페이스트를 UV 경화시키고 난 후 격벽의 상하에서 일정압력을 가해주며 상기 격벽의 크랙 발생시점을 통해 강도를 측정한 결과 1.3MPa의 강도를 가진 것으로 나타났으며 광경화도가 우수하다는 것을 확인할 수 있었다.
시험예 5
잔탄량의 측정
상기 실시예 7에서 격벽을 소성한 후에 상기 격벽을 분쇄하여 벌크 내부에 존재하는 잔류 카본의 양을 C/S 분석기를 통해 측정한 결과 0.03중량%인 것으로 나타났으며 따라서, 잔탄량이 매우 적어서 본 발명에 따른 평판형 형광램프의 수명 열화 등이 없다는 것을 유추할 수 있다.
시험예 6
기판 휨여부의 측정
상기 실시예 7에서 격벽을 소성한 후에 두께 게이지를 사용하여 휨높이/유리장축길이 값을 측정한 결과 0.03%로서 격벽의 높이가 높음에도 불구하고 기판의 휨현상이 거의 없다는 것을 확인할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 평판형 형광램프는 격벽의 형상을 다양하게 조절함으로써 반사율 등을 향상시킬 수 있으며, 제조가 간단하다는 장점이 있다.

Claims (9)

  1. 하부기판;,
    상기 하부기판의 상면에 방전공간을 형성하는 격벽들;
    상기 하부기판과 그 가장자리가 실재에 의하여 접합되는 상부기판;
    상기 상부기판 및 하부기판의 외부 또는 내부에 형성되어 있는 방전전극; 및
    상기 방전공간의 표면에 도포된 형광막을 포함하며,
    상기 격벽은
    Bi2O3 20∼60중량%,
    ZnO 15∼35중량%,
    B2O3 10∼35중량%;
    Al2O3, SiO2, ZrO2 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 1∼16중량%; 및
    MgO, CaO, BaO, RaO, BeO, SrO 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 토금속 산화물 또는 MgF, CaF, BaF, RaF, BeF, SrF 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리 토금속 불화물 중 어느 하나 0.1∼10중량%를 포함하는 유리분말을 함유하는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유리분말의 평균입경은 0.5∼17㎛이고, 굴절률이 1.5∼2인 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 유리분말의 연화온도는 400∼510℃이고, 열팽창계수는 60∼100 x 10-7/℃인 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 유리분말은 Li2O, Na2O, K2O, Cs2O, Fr2O, Rb2O 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리금속 산화물 또는 LiF, NaF, KF, CsF, FrF, RbF 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 알칼리금속 불화물 0.1∼4중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 격벽은 TiO2, ZrO2, ZnO, MgO, SiO2, Al2O3, 코디어라이트, 뮬라이트 및 마그네시아로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 필러를 상기 유리분말 100중량부에 대하여 10 내지 200중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 필러는 굴절률이 1.5∼2이고, 평균입경이 0.1∼10㎛ 인 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 격벽은 상기 유리분말 및 감광성 수지를 포함하는 페이스트를 광경화시킨 후 소성한 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 감광성 수지는 감광성 모노머, 감광성 올리고머, 감광성 폴리머 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 광반응성 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 격벽 내의 잔탄의 양은 0.05중량% 이하인 것을 특징으로 하는 평판형 형광램프.
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