KR20110017682A - 램프의 제조방법 - Google Patents

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KR20110017682A
KR20110017682A KR1020090075273A KR20090075273A KR20110017682A KR 20110017682 A KR20110017682 A KR 20110017682A KR 1020090075273 A KR1020090075273 A KR 1020090075273A KR 20090075273 A KR20090075273 A KR 20090075273A KR 20110017682 A KR20110017682 A KR 20110017682A
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윤상혁
류소진
양병춘
신명주
이재욱
송혁수
이민규
정세훈
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삼성전자주식회사
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Abstract

램프 전극을 갖는 램프의 제조방법이 개시된다. 램프는 내부에 방전공간 및 형광물질을 갖는 램프 몸체 내부에 램프 전극을 배치하여 형성된다. 램프 전극은 베이스 도전체를 형성하고, 베이스 도전체의 표면에 제 1 도전층을 형성하고, 용매 및 금속염을 포함하는 반응용액과 제 1 도전층을 반응시켜 제 1 도전층의 표면에 제 2 도전층을 형성하여 제조된다.

Description

램프의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING LAMP}
본 발명은 램프의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 발광효율 및 수명이 향상된 램프의 제조방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 광을 제공받아 영상을 표시하는 표시장치로, 주로 모니터, 텔레비젼, 모바일폰, 및 휴대용 멀티미디어 장치에 광원으로 사용되고 있다. 일반적으로, 액정표시장치는 액정표시패널 및 상기 액정표시패널에 광을 제공하는 백라이트 어셈블리를 포함하며, 상기 백라이트 어셈블리에는 광원으로서 다수의 형광램프들을 포함할 수 있다.
액정표시장치에 있어서, 백라이트 어셈블리는 필수적인 구성요소이지만, 백라이트 어셈블리의 형광램프들이 소비하는 소비전력은 액정표시장치의 전체 소비 전력 중에서 많은 비중을 차지한다. 예컨대, 하나의 백라이트 어셈블리에는 8개 내지 30개의 형광램프들이 구비될 수 있고, 액정표시장치의 전체 소비전력중에서 형광램프들의 소비전력이 차지하는 비율은 90%이상 일 수 있다.
본 발명의 목적은 발광 효율 및 수명이 향상된 램프의 제조방법을 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 램프의 제조방법은 다음과 같다.
내부에 방전공간 및 형광물질을 갖는 램프 몸체를 준비하고, 외부로부터 제공되는 전압을 이용하여 상기 방전공간 측으로 전자를 방출시키는 램프전극들을 형성하고, 그리고, 상기 램프전극들을 상기 램프몸체 내부에 배치한다.
상기 램프전극들을 형성하는 방법은 다음과 같다. 베이스 도전체를 형성하고, 상기 베이스 도전체의 표면에 제 1 도전층을 형성하고, 용매 및 금속염(metallic salt)을 포함하는 반응용액과 상기 제 1 도전층을 반응시켜 상기 제 1 도전층의 표면에 제 2 도전층을 형성한다.
상기 용매는 R-OH을 포함하는 알콜, R-O-R'을 포함하는 에테르, 벤젠, 벤젠유도체, 및 R-COOH을 포함하는 카르복실산 중 어느 하나를 포함한다.
본 발명에 따른 램프의 제조 방법에 따르면, 램프의 제조공정 중에 램프 몸체 내부에 물이 생성되는 것을 방지하여 램프의 발광 기능을 향상시킬 수 있다. 또한, 램프 전극을 구성하는 베이스 도전체의 표면을 코팅하는 도전층들은, 램프 전극으로부터 방출되는 전자의 양을 증가시켜 램프의 발광효율을 향상시킬 뿐만 아니라, 베이스 도전체를 전자 또는 이온들로부터 보호하여 램프의 수명을 향상시킬 수 있다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 살펴보기로 한다. 상기한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 첨부된 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 것이다. 다만 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 아래의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 함께 제시된 도면은 명확한 설명을 위해서 다소 간략화되거나 과장된 것이며, 도면상에 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 램프의 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I'을 따라 절취한 부분을 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 램프(100)는 램프 몸체(5), 램프 전극(80), 반응가스(30), 형광부재(20) 및 리드단자(10)를 포함한다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 램프(100)는 어느 하나의 방향으로 연장된 관 형상의 냉음극형광램프(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL)일 수 있다.
상기 램프 몸체(5)는 내부에 방전공간을 갖는 투명한 유리관(20)일 수 있고, 상기 램프 몸체(5)의 내부의 서로 마주보는 양단부들 각각에는 상기 램프전극(80) 이 수납된다. 상기 램프 전극(80)은 상기 리드단자(10)와 전기적으로 연결된다. 따라서, 외부로부터 제공되는 전원은 상기 리드단자(10)를 통해 상기 램프전극(80) 측으로 제공되어 상기 램프(100)가 발광하는 데 사용될 수 있다.
상기 방전공간은 상기 반응가스(30)로 채워진다. 상기 반응가스(30)는 수은(Hg), 네온(Ne), 크립돈(Kr), 아르곤(Ar), 제논(Xe)을 포함하는 불활성 가스일 수 있다. 또한, 상기 램프 몸체(5) 내벽 위에는 형광부재(20)가 구비된다.
상기와 같은 구성요소들을 갖는 램프(100)에 있어서, 외부로부터 상기 리드전극(10)을 통해 상기 램프 전극(80) 측으로 전원이 제공되면, 상기 램프 몸체(5) 내부의 양단부들 각각에 구비되는 램프전극(80) 간에 전위차가 발생되고, 그 결과, 상기 램프전극(80)으로부터 전자가 방출된다. 상기 방출된 전자는 상기 반응가스(30)를 구성하는 원자에 흡수되어 상기 원자는 높은 에너지 상태가 된다. 그 이후에, 높은 에너지 상태의 상기 원자는 다시 안정한 상태로 되돌아 가기 위해서 흡수한 에너지에 상응하는 에너지를 자외선으로 방출하고, 상기 자외선은 상기 형광부재(20)에 의해 가시광선으로 변환되어 상기 램프몸체(5)를 통해 외부로 출사된다.
한편, 상기 램프전극(80)은 베이스도전체(40), 상기 베이스도전체(40)의 표면에 형성된 제 1 도전층(50), 및 상기 제 1 도전층(50)의 표면에 형성된 제 2 도전층(60)을 포함한다. 즉, 상기 램프전극(80)은 상기 베이스 도전체(40)가 상기 제 1 도전층(50) 및 상기 제 2 도전층(60)으로 순차적으로 코팅된 형상을 갖는다.
본 발명의 실시예에서는, 상기 베이스 도전체(40)는 원기둥 형상을 가질 수 있다. 상기 베이스 도전체(40)는 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크로뮴(Cr), 금(Au), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)을 포함할 수 있고, 또한, 상기 베이스 도전체(40)는 상기한 금속들을 적어도 두 개 이상 포함하는 합금일 수도 있다.
상기 제 1 도전층(50)은 상기 베이스 도전체(40)의 표면 상에 형성된다. 램프 구동중에 발생되는 열에 의해 그 형상이 변하지 않도록 상기 제 1 도전층(50)에 사용되는 금속은 용융점이 높은 금속을 포함할 수 있다. 또한, 상기 베이스도전체(40) 및 상기 제 1 도전층(50)을 통해 방출되는 전자의 양이 증가될 수 있도록 상기 제 1 도전층(50)은 낮은 일함수(work function)을 갖는 금속 또는 그 산화물을 포함할 수 있다.
상기 제 1 도전층(50)은 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 세슘(Cs) 및 라듐(Ra) 중 어느 하나를 포함하거나, 그를 포함하는 산화물, 예컨대, 산화마그네슘(MgO)을 포함할 수 있다.
상기 제 2 도전층(60)은 상기 제 1 도전층(50)의 표면 상에 구비된다. 상기 제 2 도전층(60)은 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 세슘(Cs) 및 라듐(Ra) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제 2 도전층(60)은 상기한 금속을 포함하는 산화물, 예컨대, 산화세슘(Cs2O3)을 포함할 수 있다.
상기 제 2 도전층(60)은 상기 램프(100)의 시동시간을 감소시킨다. 보다 상세하게는, 상기 램프(100) 측으로 전원이 제공되는 시점으로부터 실제로 상기 램 프(100)가 가시광선을 발생시키는 시점까지의 시간을 구동시간으로 정의하면, 본 발명의 실시예와 달리, 상기 램프전극(80)에 상기 제 2 도전층(60)을 적용하지 않고 상기 램프(100)가 어두운 장소에 장시간 방치되는 경우에, 상기 램프(100) 내부의 전자는 소멸되어 상기 시동시간이 길어질 수 있다.
하지만, 본 발명의 실시예와 같이, 상기 램프전극(80)에 상기 제 2 도전층(60)을 적용하는 경우에, 상기 램프(100)의 상기 시동시간이 상당히 감소될 수 있고, 이를 입증하는 실험결과과 도 6에 도시되어 있다.
도 6은 램프 전극에 제 2 도전층의 형성 여부에 따른 램프의 시동시간을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 6을 참조하면, 램프전극(80)이 제 2 도전층(60)을 포함 여부에 따라, 15개의 시료들 각각에 대해서 램프(100)의 시동시간을 측정한 결과가 나타난다. 보다 상세하게는, 램프전극(80)이 제 2 도전층(60)을 포함하는 경우에, 램프(100)의 시동시간은 13ms 내지 25ms로, 평균적으로 13ms 정도이다. 반면에, 램프전극(80)이 제 2 도전층(60)을 포함하지 않는 경우에, 램프(100)의 시동시간은 800ms 내지 2960ms로, 평균적으로 1660ms 정도이다. 일반적으로, 현재 적용되고 있는 램프의 시동시간의 기준이 500ms 정도이고, 램프(100)가 주로 액정표시장치의 광원으로서 사용되는 것을 감안하면, 상기 램프전극(80)에 상기 제 2 도전층(60)을 적용하는 것은 필수적일 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 램프의 제조방법의 수순을 나타내는 공정순서도이고, 도 4a 및 도 4b는 램프 전극을 제조하는 중간 단계에서의 램프 전극을 나타낸 도면들이고, 도 4c는 완성된 램프 전극을 나타내는 도면이다.
도 2, 도 3 및 도 4a를 참조하면, 램프(100)를 제조하는 방법은 다음과 같다. 램프 몸체(5)를 준비한다(S10). 상기 램프 몸체(5)는, 앞서 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 얇은 유리관으로 그 내벽에는 형광부재(20)가 형성된다.
그 이후에, 베이스 도전체를 형성한다(S20). 상기 베이스 도전체(40)는 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크로뮴(Cr), 금(Au), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)을 포함하거나, 상기한 금속들의 합금을 포함하는 원자재를 원기둥 형상으로 가공하여 형성될 수 있다.
그 이후에, 상기 베이스 도전체(40) 상에 제 1 도전층(50)을 형성한다. 본 발명의 실시예에서는, 전자빔 증착법(e-beam evaporation), 이온플레이팅법(ion plating), 또는 스퍼터링법(sputtering) 중 어느 하나를 이용하여 상기 베이스 도전체(40) 상에 상기 제 1 도전층(50)을 증착하여 형성될 수 있다. 상기 제 1 도전층(50)이 상기 베이스 도전체(40) 상에 증착되는 두께는 1 마이크로미터 내지 6 마이크로미터일 수 있다.
전자빔 증착법을 이용하여 상기 제 1 도전층(50)을 상기 베이스 도전체(40) 상에 형성하는 경우에, 전자빔 증착장치 챔버 내에 상기 베이스 도전체(40) 및 상기 베이스 도전체(40)와 마주하도록 타겟 금속을 배치하고, 전자빔을 이용하여 상기 타겟 금속으로부터 금속 입자들을 발생시켜 상기 베이스 도전체(40) 상에 상기 금속 입자를 증착시킨다.
한편, 전자빔 증착장치 챔버 내에서 상기 베이스 도전체(40) 상에 상기 금속 입자들이 적층되는 방향이 약 45도 이하로 비스듬한 경우에, 실험 결과에 따르면 상기 베이스 도전체(40) 상에 증착된 상기 제 1 도전층(50)의 두께의 균일성 및 강도가 향상될 수 있다. 또한, 산소 분위기 내에서 전자빔 증착법을 이용하여 금속산화물을 포함하는 상기 제 1 도전층(50)을 상기 베이스 도전체(40) 상에 형성할 수 도 있다.
그 이후에, 용매 및 금속염을 포함하는 반응용액에 제 1 도전층이 형성된 베이스 도전체를 침지시켜 제 1 도전층 상에 제 2 도전층을 형성한다(S40). 상기한 제 2 도전층의 형성방법은 도 5를 참조하여 보다 상세히 설명된다.
도 5는 제 2 도전층을 제 1 도전층 상에 형성하는 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 5를 참조하면, 용기(91)는 반응용액(95)으로 채워진다. 상기 반응용액(95)은 금속염(metallic salt) 및 용매를 포함한다. 상기 금속염은 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 세슘(Cs) 및 라듐(Ra) 중 어느 하나를 포함하는 화합물로서, 예컨대, 상기 금속염은 황산세슘(CsS04)일 수 있다.
상기 용매는 R-OH을 포함하는 알콜, R-O-R'을 포함하는 에테르, 벤젠, 벤젠유도체, 및 R-COOH을 포함하는 카르복실산 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 상기 R 및 R'은 탄소수가 15개 이하인 알킬기일 수 있다.
상기 반응용액(95)이 황산세슘 및 에탄올을 포함하는 경우에, 상기 반응용액(95)에서 세슘의 중량%는 1% 내지 3%일 수 있다.
일반적으로, 에탄올(C2H5OH)은 이온화되어 수산화이온(OH-)을 생성하는 경향은 물(H2O)이 이온화되어 수산화이온을 생성하는 경향보다 훨씬 작다. 예를들어, 산화마그네슘(MgO)을 포함하는 상기 제 1 도전층(50)으로 코팅된 베이스 도전체(40)를 상기 반응용액(95)에 침지시키는 경우에, 상기 제 1 도전층(50)의 표면에서 상기 산화마그네슘으로부터 이온화되어 생성된 마그네슘이온(MG2+)은 용매가 이온화되어 생성된 음이온과 반응을 잘 일으키지 않는다.
하지만, 본 발명의 실시예와 달리, 상기 반응용액(95)이 황산세슘 및 물을 포함하는 경우에, 물은, 에탄올과 달리, 금속 양이온들과 쉽게 화학반응을 일으키는 수산화이온을 생성하여 상기 반응용액(95) 내에 다수의 수산화이온들이 존재하게 된다. 이 경우에, 산화마그네슘을 포함하는 상기 제 1 도전층(50)으로 코팅된 베이스 도전체(40)를 상기 반응용액(95) 내에 침지시키는 경우에, 상기 제 1 도전층(50)의 표면에서, 마그네슘 이온들은 상기 수산화이온들과 반응하여 수산화마그네슘(MgOH2)을 형성할 수 있다. 상기 수산화마그네슘은 램프 구동에 따라 발생되는 열에 의해 다시 분해되어 산화마그네슘(MgO) 및 물로 분해되고, 그 결과, 상기 물은 램프 내부에 잔존하게 되어 램프의 발광 기능을 방해하는 요소로 작용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예와 같이, 상기 반응용액(95)에서 에탄올을 용매로 사용하는 경우에, 램프 내에서 물을 발생시킬 수 있는 수산화마그네슘이 생성되지 않으므로, 수산화마그네슘의 열분해에 따라 생성된 물에 의해 램프의 발광 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 제 1 도전층(50)으로 코팅된 베이스도전체(40)를 제 2 도전층(60)으로 다시 코팅한 이후에, 제 1 및 제 2 도전층들(50,60)으로 코팅된 베이스도전체(40)를 100℃ 내지 400℃ 정도로 열처리하여 표면에 잔존한 용매를 제거하여 램프 전극(80)을 완성한다(S50). 그 이후에, 램프 몸체(5) 내부에 램프전극(80)을 배치하고(S60), 램프 몸체(5) 내부에 반응가스(30)을 채워 램프의 제조가 완성된다.
도 7은 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따른 램프의 시동전압을 나타내는 도면이고, 도 8은 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따른 램프 전압 대비 램프 전류를 나타내는 그래프이고, 도 9는 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따른 램프 전극부의 온도 대비 램프 전류를 나타내는 그래프이다.
도 7 내지 도 9들을 설명함에 있어서, 편의상, 제 1 램프(미도시)를 제 1 도전층(도 2의 50)을 갖지 않는 램프전극을 가지며 30 Torr의 내부압력을 갖는 램프로 정의하고, 제 2 램프(미도시)를 제 1 도전층(도 2의 50)을 갖지 않는 램프전극을 가지며 20 Torr의 내부압력을 갖는 램프로 정의하고, 제 3 램프(미도시)를 제 1 도전층(도 2의 50)을 갖는 램프전극을 가지며 30 Torr의 내부압력을 갖는 램프로 정의하고, 제 4 램프(미도시)를 제 1 도전층(도 2의 50)을 가지며 20 Torr의 내부압력을 갖는 램프로 정의한다. 하지만, 상기 제 1 내지 제 4 램프들의 길이 및 직경은 서로 동일하다.
도 7을 참조하면, 제 1 포인트(P1)는 상기 제 1 램프의 시동 전압을 나타내고, 제 3 포인트(P3)는 상기 제 3 램프의 시동전압을 나타낸다. 상기 제 1 및 제 3 포인트들(P1,P3)을 참조하면, 상기 제 1 램프의 시동전압은 대략적으로 1480V이고, 상기 제 3 램프의 시동전압은 대략적으로 1430V이다. 즉, 상기 제 1 및 제 3 램프들이 서로 동일한 직경, 길이, 및 내부압력을 갖더라도, 램프전극(80)에 제 1 도전층(40)을 적용하여 램프의 시동전압을 감소시킬 수 있다.
또한, 제 2 포인트(P2)는 상기 제 2 램프의 시동 전압을 나타내고, 제 4 포인트(P4)는 상기 제 4 램프의 시동전압을 나타낸다. 상기 제 2 및 제 4 포인트들(P2,P4)을 참조하면, 상기 제 2 램프의 시동전압은 대략적으로 1420V이고, 상기 제 4 램프의 시동전압은 대략적으로 1330V이다. 전반적으로 램프의 내부 전압을 감소시킴에 따라 램프의 시동전압은 감소하고, 또한, 앞서 상술한 제 1 및 제 3 램프들의 경우와 마찬가지로, 상기 제 2 및 제 4 램프들이 서로 동일한 직경, 길이, 및 내부압력을 갖더라도, 램프전극(80)에 제 1 도전층(40)을 적용하여 램프의 시동전압을 감소시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 제 1 내지 제 4 그래프들(G1,G2,G3,G4) 각각은 램프전류에 따른 램프전압을 나타내는 그래프이고, 제 1 내지 제 4 그래프들(G1,G2,G3,G4)는 상기 제 1 내지 제 4 램프들과 일대일 대응한다. 여기서, 상기 램프전압은 램프가 발광하는 것을 유지하기 위한 램프 내부의 전압을 의미한다.
상기 제 1 그래프(G1) 및 상기 제 3 그래프(G3)을 참조하면, 상기 제 1 및 제 3 램프들에 동일한 전류가 인가되더라도, 상기 제 1 램프의 발광 작용을 유지하는 데 필요한 램프 전압은 상기 제 3 램프의 램프 전압보다 크다. 따라서, 어떤 소정의 휘도를 갖는 광을 발생하기 위한 상기 제 3 램프의 램프 전압은 상기 제 1 램 프의 램프 전압보다 작기 때문에, 상기 소정의 휘도를 갖는 광을 발생시키기 위해서 상기 제 1 램프가 소비하는 전력은 상기 제 3 램프가 소비하는 전력보다 작다.
상기 제 1 그래프(G1) 및 상기 제 3 그래프(G3)가 나타내는 것과 마찬가지로, 상기 제 2 그래프(G2) 및 상기 제 4 그래프(G4)을 참조하면, 동일한 휘도를 갖는 광을 발생시키기 위해서 상기 제 2 램프가 소비하는 전력은 상기 제 3 램프가 소비하는 전력보다 작다. 따라서, 램프전극에 제 1 도전층(도 2의 50)을 적용함으로서, 램프를 구동하는 데 사용되는 소비전력을 절감할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제 1 내지 제 4 그래프들(G1,G2,G3,G4) 각각은 램프전류에 따른 램프 전극의 온도를 나타내는 그래프이고, 제 1 내지 제 4 그래프들(G1,G2,G3,G4)는 상기 제 1 내지 제 4 램프들과 일대일 대응한다.
제 1 내지 제 4 그래프들(G1,G2,G3,G4)을 참조하면, 상기 제 1 내지 제 4 램프들 각각에 동일한 전류가 인가되더라도, 상기 제 2 및 제 4 램프들 램프전극의 온도는 상기 제 1 및 제 3 램프들의 램프전극의 온도보다 대략적으로 30℃ 내지 60℃ 낮다. 따라서, 상기 제 2 및 제 4 램프들과 같이, 베이스 도전체(40)를 제 1 도전층(50)으로 코팅함에 따라, 램프의 전극의 온도를 감소시킬 수 있다. 그 결과, 램프를 광원으로 갖는 액정표시장치의 전체 온도를 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 램프를 액정표시장치 내에 고정시키는 몰드프레임이 램프 전극으로로부터 발생되는 열에 의해 그 형상이 변경되는 것을 방지할 수 있다.
도 10은 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따른 램프 효율 대비 램프 전류를 나타내는 그래프이고, 도 11은 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따 른 램프의 휘도 유지율 대비 가속수명을 나타내는 그래프이다.
도 10은 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따른 램프 전류 대비 램프 효율을 나타내는 그래프이고, 도 11은 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따른 램프의 휘도 유지율 대비 수명을 나타내는 그래프이다. 상기 램프 효율은 램프에 가해진 전력(Watt)을 램프의 휘도(Nit)로 나눈 값으로 정의되고, 상기 가속수명은 테스트를 위해 설정된 램프의 수명으로, 상기 가속수명은 실제 램프 수명보다 훨씬 짧다.
또한, 도 10 및 도 11을 설명함에 있어서, 편의상, 제 5 램프를 본 발명의 실시예에 따른 램프(도 1의 100)으로 정의하고, 제 6 램프를 본 발명의 비교예에로서 제1 도전층(도 2의 50)이 생략된 램프 전극을 갖는 램프로 정의한다.
도 10을 참조하면, 상기 제 5 그래프(G5)는 상기 제 5 램프의 램프전류에 따른 램프 효율을 나타내고, 상기 제 6 그래프(G6)는 상기 제 6 램프의 램프전류에 따른 램프 효율을 나타낸다.
상기 제 5 및 제 6 그래프들(G5,G6)을 참조하면, 상기 제 5 및 제 6 램프들 각각에 서로 동일한 전류가 인가되더라도, 램프의 발광효율은 상기 제 6 램프보다 대략 7% 정도 상기 제 5 램프가 우수하다. 이는 곧, 본 발명의 실시예와 같이, 램프전극(도 2의 80)에 제 1 도전층(도 2의 50)을 적용하는 경우에, 낮은 일함수를 갖는 금속을 포함하는 상기 제 1 도전층은 램프 전극(도 2의 80)으로부터 방출되는 전자의 양을 증가시키므로 램프의 발광 효율을 향상시킨다.
도 11을 참조하면, 제 7 그래프(G7)는 상기 제 5 램프의 가속수명에 따른 램 프의 휘도 유지율을 나타내는 그래프이고, 제 8 그래프(G8)는 상기 제 6 램프의 가속수명에 따른 램프의 휘도 유지율을 나타내는 그래프이다.
상기 제 7 그래프(G7) 및 제 8 그래프(G8)을 참조하면, 상기 제 5 램프가 소정의 휘도를 유지하는 가속수명은 상기 제 6 램프가 소정의 휘도를 유지하는 가속수명보다 길다. 예컨대, 상기 제 7 그래프(G7)를 참조하면, 상기 제 5 램프가 83%의 휘도를 유지할 수 있는 가속수명은 대략적으로 2000 시간이고, 상기 제 8 그래프(G8)를 참조하면, 상기 제 6 램프가 83%의 휘도를 유지할 수 있는 가속수명은 대략적으로 2500시간이다.
이와 같이, 램프전극(도 2의 80)에 제 1 도전층(도 2의 50)을 적용함에 따라 램프의 가속수명이 증가되는 이유는, 램프를 구동하는 동안에, 상기 제 1 도전층은 베이스 도전층(도 2의 40)을 램프 몸체 내부에 존재하는 활성화된 이온들로부터 보호하기 때문이다. 따라서, 본 발명의 실시예와 같이, 램프전극(도 2의 80)에 제 1 도전층(도 2의 50)을 적용함에 따라 램프의 가속수명이 증가될 수 있어 실제 램프의 수명도 증가될 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 램프의 사시도이다.
도 2는 도 1의 I-I'을 따라 절취한 부분을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 램프의 제조방법의 수순을 나타내는 공정순서도이다.
도 4a 및 도 4b는 램프 전극을 제조하는 중간 단계에서의 램프 전극을 나타낸 도면들이고, 도 4c는 완성된 램프 전극을 나타내는 도면이다.
도 5는 제 2 도전층을 제 1 도전층 상에 형성하는 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 6은 램프 전극에 제 2 도전층의 형성 여부에 따른 램프의 시동시간을 나타내는 도면이다.
도 7은 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따른 램프의 시동전압을 나타내는 도면이다.
도 8은 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따른 램프 전압 대비 램프 전류를 나타내는 그래프이다.
도 9는 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따른 램프 전극부의 온도 대비 램프 전류를 나타내는 그래프이다.
도 10은 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따른 램프 효율 대비 램프 전류를 나타내는 그래프이다.
도 11은 램프 전극에 제 1 도전층의 형성 여부에 따른 램프의 휘도 유지율 대비 가속수명을 나타내는 그래프이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
5 -- 램프몸체 10 -- 리드단자
20 -- 형광부재 30 -- 반응가스
40 -- 베이스 도전체 50 -- 제 1 도전층
60 -- 제 2 도전층 80 -- 램프전극
95 -- 반응용액 100 -- 램프

Claims (14)

  1. 내부에 방전공간 및 형광물질을 갖는 램프 몸체를 준비하는 단계;
    외부로부터 제공되는 전압을 이용하여 상기 방전공간 측으로 전자를 방출시키는 램프전극들을 형성하는 단계; 및
    상기 램프전극들을 상기 램프몸체 내부에 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 램프전극들을 형성하는 단계는,
    베이스 도전체를 형성하는 단계;
    상기 베이스 도전체의 표면에 제 1 도전층을 형성하는 단계;
    용매 및 금속염(metallic salt)을 포함하는 반응용액과 상기 제 1 도전층을 반응시켜 상기 제 1 도전층의 표면에 제 2 도전층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 용매는 R-OH을 포함하는 알콜, R-O-R'을 포함하는 에테르, 벤젠, 벤젠유도체, 및 R-COOH을 포함하는 카르복실산 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스 도전체는 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 니오브(Nb), 몰리브덴(Mo), 탄탈륨(Ta), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크로뮴(Cr), 금(Au), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 도전층은 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 세슘(Cs) 및 라듐(Ra) 중 어느 하나 또는 그 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 도전층은 산화마그네슘(MgO)을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 제 1 도전층은 전자빔 증착법(e-beam evaportion), 이온플레이팅법(ion plating), 및 스퍼터링법(sputtering) 중 어느 하나를 이용하여 상기 베이스 도전체의 표면에 증착되는 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 1 도전층은 산소 분위기 내에서 전자빔 증착법에 의해 상기 베이스 도전체의 표면에 증착되는 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 증착된 제 1 도전층의 두께는 1 마이크로미터 내지 6 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 금속염은 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 세슘(Cs) 및 라듐(Ra) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징 으로 하는 램프의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 제 2 도전층은 베릴륨, 마그네슘, 칼슘, 스트론튬, 바륨, 세슘 및 라듐 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 금속염은 황산세슘(CsSO4)을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 용매는 에탄올을 포함하는 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 반응용액은 세슘 및 에탄올을 포함하고, 상기 반응용액에서 상기 세슘의 중량%는 1% 내지 3%인 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 램프 전극들을 형성하는 단계는,
    상기 램프전극들을 열처리하여 상기 램프전극들 표면에 잔존한 상기 용매를 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 R 및 R'은 탄소수가 15개 이하인 알킬기인 것을 특징으로 하는 램프의 제조방법.
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