KR20130124361A - Ceramic-glass composite electrode and fluorescent lamp using the same - Google Patents

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KR20130124361A
KR20130124361A KR1020137020815A KR20137020815A KR20130124361A KR 20130124361 A KR20130124361 A KR 20130124361A KR 1020137020815 A KR1020137020815 A KR 1020137020815A KR 20137020815 A KR20137020815 A KR 20137020815A KR 20130124361 A KR20130124361 A KR 20130124361A
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산토마 리미티드
웬페이 린
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Abstract

세라믹-유리 복합체 전극과 이를 사용하는 형광 램프가 제공된다. 세라믹-유리 복합체로 만들어진 세라믹-유리 복합체 전극(430)은 형광 램프(400)의 유리 튜브(412)의 단부에 배치된다. 유리 튜브(412)의 단부에 배치된 블록킹 부재(414)는 세라믹-유리 복합체 전극(430)에 대항하여 배치되어, 유리 튜브에 달린 세라믹-유리 복합체 전극의 위치를 제한하고, 유리 튜브와 세라믹-유리 복합체 전극이 접착될 때 유리 튜브 내로 접착제(440)가 흐르는 것을 방지함으로써, 형광 램프의 서비스 수명을 연장할 수 있다.A ceramic-glass composite electrode and a fluorescent lamp using the same are provided. The ceramic-glass composite electrode 430 made of ceramic-glass composite is disposed at the end of the glass tube 412 of the fluorescent lamp 400. The blocking member 414 disposed at the end of the glass tube 412 is disposed against the ceramic-glass composite electrode 430 to limit the position of the ceramic-glass composite electrode on the glass tube, and the glass tube and ceramic- By preventing the adhesive 440 from flowing into the glass tube when the glass composite electrode is bonded, the service life of the fluorescent lamp can be extended.

Figure P1020137020815
Figure P1020137020815

Description

세라믹-유리 복합체 전극과 이를 이용한 형광 램프{CERAMIC-GLASS COMPOSITE ELECTRODE AND FLUORESCENT LAMP USING THE SAME}CERAMIC-GLASS COMPOSITE ELECTRODE AND FLUORESCENT LAMP USING THE SAME

본 발명은 전극 및 형광 램프, 특히 형광 램프의 유리 튜브에 접착제가 들어가는 것을 방지하고, 따라서 수명을 연장할 수 있는 세라믹-유리 복합체 전극과 이를 갖는 형광 램프에 관한 것이다.The present invention relates to ceramic-glass composite electrodes and fluorescent lamps having the same which can prevent adhesives from entering the electrodes and glass tubes of fluorescent lamps, in particular fluorescent lamps, and thus prolong life.

도 1은 종래 기술에 따른 백라이트 모듈의 냉음극 형광 램프의 단면도를 도시한다. 형광 램프(100)는 유리 튜브(120)를 포함하는데, 이는 양단에 삽입된 한 쌍의 컵 모양의 금속 전극(110)과 이들 2개의 금속 전극(110)의 단부에 연결된 2개의 리드(130)를 포함한다. 형광 램프(100)를 제조하면서, 형광 램프(100)가 특정 진공 수준으로 펌핑되더라도, 1차 전자는 여전히 자연스럽게 우주선(cosmic rays)의 모양에 따라 내부에 나타난다. 형광 램프(100)의 제조 공정에서, 진공 처리 후, 형광 램프(100)는 50 토르 초과의 압력에서 네온-아르곤(Ne-Ar) 가스(150)로 채워진다. 높은 AC 전압이 형광 램프(100)의 양단에 있는 금속 전극(110)에 인가되면, 1차 전자는 전계에 의해 가속되고 따라서 Ne-Ar 가스(150)를 이온화한다. 이온화가 지속하면, 스파크 플라즈마가 형성되는데, 여기서 양이온(160)과 음극 전자(140)가 공존한다. 양이온(160)과 전자(140)가 2개의 금속 전극(110)을 산란시키고 이에 의해 중화된다. 이러한 상황에서, 2차 전자가 산란에 의해 2개의 금속 전극(110)으로부터 생성되므로 지속적인 방전을 가능케 한다. 따라서, 2차 전자의 생성은 지속적으로 발광을 구현하기 위한 중요한 요소이다. 2차 전자의 방출이 지지되는 경우, 높은 밝기가 유지된다.1 shows a cross-sectional view of a cold cathode fluorescent lamp of a backlight module according to the prior art. The fluorescent lamp 100 includes a glass tube 120, which has a pair of cup-shaped metal electrodes 110 inserted at both ends and two leads 130 connected to the ends of these two metal electrodes 110. It includes. In manufacturing the fluorescent lamp 100, even if the fluorescent lamp 100 is pumped to a certain vacuum level, primary electrons still appear naturally in the shape of cosmic rays. In the manufacturing process of the fluorescent lamp 100, after vacuum treatment, the fluorescent lamp 100 is filled with neon-argon (Ne-Ar) gas 150 at a pressure greater than 50 Torr. When a high AC voltage is applied to the metal electrode 110 across the fluorescent lamp 100, the primary electrons are accelerated by the electric field and thus ionize the Ne-Ar gas 150. If ionization continues, a spark plasma is formed, where the cations 160 and the cathode electrons 140 coexist. The cation 160 and the electron 140 scatter two metal electrodes 110 and are neutralized thereby. In this situation, secondary electrons are generated from the two metal electrodes 110 by scattering, thereby allowing for continuous discharge. Therefore, the generation of secondary electrons is an important factor for achieving continuous light emission. If the emission of secondary electrons is supported, high brightness is maintained.

전자(140)가 중립 수은 원자(170)를 산란시키면, 수은 원자(170)는 여기된다. 여기된 수은 원자(170)가 바닥 상태로 돌아가면, UV 광(180)을 방출할 수 있다. UV 광(180)은 유리 튜브(120)의 내부 측벽에 코팅된 인(190)에 방출되고, 따라서 가시광(181)으로 변환된다. 따라서, 전자(140) 또는 양이온(160)은 금속 전극(110)에 충돌되고 그곳을 스퍼터링한다. 스퍼터링 후 산란된 금속 전극 재료는 수은 원자(170)에 부착되어 착물(complex)을 형성한다. 착물이 금속 전극(110)의 주위에 피착되면, 어두워지는 현상이 발생하는데, 이는 형광 램프(100)의 수명을 단축하게 하고 형광 램프(100)에 큰 문제를 가지고 온다.When electrons 140 scatter neutral mercury atoms 170, mercury atoms 170 are excited. When the excited mercury atom 170 returns to the ground state, it may emit UV light 180. UV light 180 is emitted to phosphorus 190 coated on the inner sidewall of glass tube 120 and thus converted to visible light 181. Thus, electrons 140 or cations 160 impinge on and sputter thereon metal electrode 110. Scattered metal electrode material after sputtering attaches to mercury atoms 170 to form a complex. When the complex is deposited around the metal electrode 110, a darkening phenomenon occurs, which shortens the life of the fluorescent lamp 100 and brings a big problem to the fluorescent lamp 100.

이 문제를 극복하기 위해 여러 가지 방법이 제안된다. (1) 형광 램프(100)에 채워진 Ne-Ar 가스(150)의 자극 및 이온화에 따라 페닝 효과를 사용하여 초기 방전 전압을 줄이기 위한 방법. 따라서, 금속 전극(110)에 대한 전자(140) 또는 양이온(160)의 충돌을 줄일 수 있고, 따라서 스퍼터링을 약화시킨다. (2) 가능한 가장 낮게 공기 압력을 낮춤으로써 초기 방전 전압을 줄이기 위한 방법. 그럼에도 불구하고, 초기 방전 전압이 매우 낮으면, 금속 전극(110)에 충돌하는 양이온(160) 또는 전자(140)의 운동 에너지는 감소하고 따라서 금속 전극(110)으로부터의 2차 전자의 방출을 줄인다. 따라서, 형광 램프(100)의 밝기가 약화된다.Several methods are proposed to overcome this problem. (1) A method for reducing the initial discharge voltage by using the penning effect in accordance with the stimulation and ionization of the Ne-Ar gas 150 filled in the fluorescent lamp 100. Thus, collision of electrons 140 or cations 160 against the metal electrode 110 can be reduced, thus weakening sputtering. (2) A method for reducing the initial discharge voltage by lowering the air pressure as low as possible. Nevertheless, if the initial discharge voltage is very low, the kinetic energy of the cations 160 or electrons 140 impinging on the metal electrode 110 is reduced and thus reduces the emission of secondary electrons from the metal electrode 110. . Thus, the brightness of the fluorescent lamp 100 is weakened.

이러한 문제를 극복하기 위해, 다른 방법을 제안한다. 이 방법은 전자 공급 촉진을 위한 금속 전극(110)으로서 낮은 일 함수를 갖는 재료를 선택적으로 채택한다. 그럼에도 불구하고, 이 방법은 비싼 재료 비용 때문에 제조 비용을 증가시킨다. 또한, 이 방법은 유리 튜브(120)와 리드(130)의 열 팽창 계수를 조정하기 위해 유리 튜브(120)의 재료로서 고가의 붕 규산염을 사용할 필요가 있다. 또한, 형광 램프(100)는 낮은 저항률을 갖고, 따라서 그 저항 요소는 분명히 높게 된다. 따라서, 하나의 변압기는 단일 형광 램프(100)만을 구동할 수 있어, 전체 제조 비용을 증가시킨다. 게다가, 유리 튜브(120)의 직경이 증가하기 때문에, 밝기가 대폭 감소하할 것이며 형광 램프(100)의 기계적 강도가 상대적으로 더 약해진다. 따라서, 위에서 설명한 형광 램프(100)는 백라이트로서 큰 직경의 형광 램프(4 mm보다 큰 직경)를 필요로 하는 대형 텔레비전에 적용하는 것이 쉽지 않다.To overcome this problem, we propose another method. This method selectively employs a material having a low work function as the metal electrode 110 for promoting electron supply. Nevertheless, this method increases the manufacturing cost because of the expensive material cost. This method also requires the use of expensive borosilicates as the material of the glass tube 120 to adjust the coefficient of thermal expansion of the glass tube 120 and the lid 130. In addition, the fluorescent lamp 100 has a low resistivity, so that the resistive element is clearly high. Thus, one transformer can drive only a single fluorescent lamp 100, increasing the overall manufacturing cost. In addition, as the diameter of the glass tube 120 increases, the brightness will decrease significantly and the mechanical strength of the fluorescent lamp 100 becomes relatively weaker. Therefore, the fluorescent lamp 100 described above is not easy to apply to a large television which requires a large diameter fluorescent lamp (diameter larger than 4 mm) as the backlight.

상기 문제를 해결하기 위해, 외부 전극을 갖는 형광 램프가 개발되고 있다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 도전층(221)은 유리 튜브(210)의 양단의 외부 표면에 각각 배치된다. 대안적으로, 유리 튜브(210)의 양단은 각각 금속 캡(220)에 의해 씌워지며 이와 접촉한다. 도 2에 도시된 외부 전극을 갖는 형광 램프(200)에 따르면, 인은 유리 튜브(210)의 내부면에 코팅되고 그 양단은 밀봉되어 있다. 유리 튜브(210)의 내부 공간은 예를 들어, Ar 또는 Ne 및 수은(Hg) 가스와 같은 불활성 가스를 포함하는, 혼합물 함유 충전 가스로 채워진다. 도전층(221)은 다양한 모양을 갖고 있으며 유리 튜브의 양단의 외부 표면에 배치된다. 이들은 은 또는 탄소로 만들어질 수 있다. 그 외에, 금속 캡(220)은 유리 튜브(210)의 양단에 각각 배치된다.In order to solve the above problem, a fluorescent lamp having an external electrode has been developed. As shown in FIG. 2, conductive layers 221 are disposed on outer surfaces of both ends of the glass tube 210, respectively. Alternatively, both ends of the glass tube 210 are each covered by and in contact with a metal cap 220. According to the fluorescent lamp 200 with the external electrode shown in FIG. 2, phosphorus is coated on the inner surface of the glass tube 210 and both ends thereof are sealed. The interior space of the glass tube 210 is filled with a mixture containing fill gas, including, for example, an inert gas such as Ar or Ne and mercury (Hg) gas. The conductive layer 221 has various shapes and is disposed on the outer surfaces of both ends of the glass tube. They can be made of silver or carbon. In addition, the metal caps 220 are disposed at both ends of the glass tube 210, respectively.

높은 AC 전압이 도전층(221)에 인가되면, 금속 캡(220)과 접촉하는 유리 튜브(210)의 양단은 강력한 유도 전계를 생성하기 위한 유전 재료로서 작용한다. 더 구체적으로, 금속 캡(220)에 인가된 전압의 극성이 양이면, 전자는 도전층(221)과 접촉하는 유리 튜브(210) 내에 축적된다. 반면에, 전압이 음이면, 양이온은 도전층(221)과 접촉하는 유리 튜브(210) 내에 축적된다. AC 전계의 극성이 지속적으로 변하기 때문에, 유리 튜브(210)의 양단의 측벽에 축적된 전하가 상호 교환된다. 따라서, 측벽 위의 전하가 불활성 가스와 함께 공급된 Hg 가스에 충돌하면, Hg 원자가 여기된다. 그 다음, 이러한 여기 과정에서 생성된 UV 광은 유리 튜브(210)의 내부 측벽 위에 코팅된 인을 여기시킬 수 있고, 따라서 가시 광을 발광시킨다.When a high AC voltage is applied to the conductive layer 221, both ends of the glass tube 210 in contact with the metal cap 220 act as a dielectric material to create a strong induction field. More specifically, if the polarity of the voltage applied to the metal cap 220 is positive, electrons are accumulated in the glass tube 210 in contact with the conductive layer 221. On the other hand, if the voltage is negative, cations accumulate in the glass tube 210 in contact with the conductive layer 221. Since the polarity of the AC electric field is constantly changing, the charges accumulated on the side walls of both ends of the glass tube 210 are interchanged. Thus, when the charge on the sidewall collides with the Hg gas supplied with the inert gas, Hg atoms are excited. The UV light generated in this excitation process can then excite the coated phosphor on the inner sidewall of the glass tube 210, thus emitting visible light.

외부 전극을 갖춘 종래의 형광 램프(200)에 있어서, 유리 튜브(210)의 양단에 있는 영역이 유전 재료로서의 역할을 하고 도전층(221)을 갖고 있기 때문에, 단부 영역이 확대되고, 따라서 측벽 전하량을 증가시키며, 차례대로, 형광 램프(200)의 밝기를 증가시킨다. 그럼에도 불구하고, 도전층(221)은 종 방향으로 연장하면서 제한된다. 따라서, 도전층(221)의 방사 광이 종 방향으로 감소하여, 발광 효율의 감소를 야기한다.In the conventional fluorescent lamp 200 with external electrodes, since the regions at both ends of the glass tube 210 serve as dielectric materials and have the conductive layer 221, the end region is enlarged, and thus the sidewall charge amount is increased. In turn, the brightness of the fluorescent lamp 200 is increased. Nevertheless, the conductive layer 221 is limited while extending in the longitudinal direction. Therefore, the emission light of the conductive layer 221 decreases in the longitudinal direction, causing a decrease in luminous efficiency.

상기 단점으로 인하여, "세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프"라는 제목의 대만 특허 공개 번호 제200842928호는 유전 상수가 더 높고 2차 전자 발광 효율이 더 나은 세라믹과 유리의 합성인 세라믹-유리 복합체 전극을 공개한다. 또한, 세라믹-유리 복합체 전극은 동일한 전계 하에서 높은 극성을 소유함으로써, 더 많은 전자와 양이온이 이동할 수 있어, 형광 램프의 밝기를 향상시킨다. 도 3에서 도시된 바와 같이, 세라믹-유리 복합체 전극(300)은 유리 튜브의 양단에 배치될 수 있는 중공 실린더형 형상을 나타낸다. 세라믹-유리 복합체 전극(300)은 2개의 서로 다른 내부 반경(310, 313)을 갖는데, 여기서 내부 반경(310)은 내부 반경(313)보다 작다. 따라서, 세라믹-유리 복합체 전극(300)의 내부면은 사다리 모양이다. 내부 반경(313)은 세라믹-유리 복합체 전극(300)이 유리 튜브의 단부 위에서 슬립핑될 수 있도록 유리 튜브의 외경보다 약간 크다. 게다가, 내부 반경(310)은 유리 튜브의 외부 반경보다 작다.Due to this drawback, Taiwan Patent Publication No. 200842928 entitled "Fluorescent Lamp with Ceramic-Glass Composite Electrode" is a ceramic-glass composite, which is a composite of ceramic and glass with a higher dielectric constant and better secondary electroluminescence efficiency. Reveal the electrode. In addition, the ceramic-glass composite electrode possesses high polarity under the same electric field, thereby allowing more electrons and cations to move, thereby improving the brightness of the fluorescent lamp. As shown in FIG. 3, the ceramic-glass composite electrode 300 exhibits a hollow cylindrical shape that may be disposed at both ends of the glass tube. The ceramic-glass composite electrode 300 has two different inner radii 310, 313, where the inner radius 310 is smaller than the inner radius 313. Thus, the inner surface of the ceramic-glass composite electrode 300 is ladder shaped. The inner radius 313 is slightly larger than the outer diameter of the glass tube so that the ceramic-glass composite electrode 300 can slip over the end of the glass tube. In addition, the inner radius 310 is smaller than the outer radius of the glass tube.

세라믹-유리 복합체 전극(300)이 유리 튜브 위에서 슬립핑되기 전에, 유리 튜브의 단부에 있는 외부 표면은 접착제로 코팅되어야 하고 세라믹-유리 복합체 전극(300)이 배치된다. 그럼에도 불구하고, 유리 튜브의 외부 표면에 코팅 접착제의 도우즈(dose)는 제어하기가 어렵다. 따라서, 과잉 또는 부족한 접착제가 도포되는 경향이 있다. 접착제가 부족한 경우, 세라믹-유리 복합체 전극(300)은 세라믹-유리 복합체 전극(300)의 단부에 단단히 고정할 수 없으며; 초과 접착제가 도포되는 경우, 유리 튜브 내로 유출되어, 유리 튜브 내의 가스 혼합물을 오염시키고 형광 램프의 발광 효율과 수명에 영향을 미친다. 또한, 세라믹-유리 복합체 전극(300)의 내부 반경이 서로 다르기 때문에, 제조하기가 어려운데, 이는 그 과정의 복잡성 및 비용의 증가를 의미한다. 따라서, 유리 튜브의 단부 위에서 세라믹-유리 복합체 전극(300)을 슬립핑하는 동안에 유리 튜브 내로 접착제가 흐르는 것을 방지하는 방법이 현재의 주요한 문제가 되고 있다.Before the ceramic-glass composite electrode 300 slips over the glass tube, the outer surface at the end of the glass tube must be coated with an adhesive and the ceramic-glass composite electrode 300 is placed. Nevertheless, the dose of coating adhesive on the outer surface of the glass tube is difficult to control. Thus, excessive or insufficient adhesive tends to be applied. When the adhesive is lacking, the ceramic-glass composite electrode 300 cannot be firmly fixed to the end of the ceramic-glass composite electrode 300; If excess adhesive is applied, it spills into the glass tube, contaminating the gas mixture in the glass tube and affecting the luminous efficiency and lifetime of the fluorescent lamp. In addition, because the inner radius of the ceramic-glass composite electrode 300 is different from each other, it is difficult to manufacture, which means an increase in the complexity and cost of the process. Thus, a method of preventing adhesive from flowing into the glass tube while slipping the ceramic-glass composite electrode 300 on the end of the glass tube is a major problem at present.

따라서, 본 발명은 상기 문제 해결을 위한 세라믹-유리 복합체 전극과 이를 갖는 형광 램프를 제공한다. 본 발명은 종래 기술에서 나타난 상기 단점을 개선할 뿐만 아니라 형광 램프의 수명도 연장한다.Accordingly, the present invention provides a ceramic-glass composite electrode and a fluorescent lamp having the same for solving the above problems. The present invention not only ameliorates the above disadvantages seen in the prior art but also extends the life of the fluorescent lamp.

본 발명의 목적은 동일한 내부 반경의 중공 실린더형인 세라믹-유리 복합체 전극을 제공하는 것이다. 따라서, 그 구조는 편리한 제조의 목적을 달성하고 비용을 줄이기 위한 간단한 구조로 되어 있다.It is an object of the present invention to provide a ceramic-glass composite electrode of hollow cylindrical shape of the same inner radius. Therefore, the structure is a simple structure for achieving the purpose of convenient manufacturing and reducing the cost.

본 발명의 또 다른 목적은 세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프를 제공하는 것인데, 이는 세라믹-유리 복합체 전극이 유리 튜브의 단부 위에서 슬립핑될 때 세라믹-유리 복합체 전극에 대하여 푸시하여 그 위치를 유리 튜브 내에 제한하기 위해 유리 튜브의 단부에 스토퍼를 포함한다. 따라서, 접착제가 유리 튜브와 세라믹-유리 복합체 전극을 접착하는데 사용될 때 형광 램프의 수명에 영향을 줄 수 있는, 유리 튜브 내로의 접착제의 유입은 방지된다.It is another object of the present invention to provide a fluorescent lamp having a ceramic-glass composite electrode, which pushes against the ceramic-glass composite electrode when the ceramic-glass composite electrode slips over the end of the glass tube to position the glass. Include a stopper at the end of the glass tube to limit within the tube. Thus, the introduction of adhesive into the glass tube is prevented, which can affect the life of the fluorescent lamp when the adhesive is used to bond the glass tube and the ceramic-glass composite electrode.

본 발명에 따른 세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프는 유리 튜브, 적어도 하나의 스토퍼, 및 복수의 세라믹-유리 복합체 전극을 포함한다. 스토퍼는 유리 튜브의 적어도 한 단부에 배치된다. 복수의 세라믹-유리 복합체 전극은 각각 유리 튜브의 양단에 배치되고, 유리 튜브 내에 세라믹-유리 복합체 전극의 위치를 제한하여 접착제가 유리 튜브 내로 흐르는 것을 방지하기 위해 유리 튜브의 스토퍼에 대해 푸시한다.A fluorescent lamp having a ceramic-glass composite electrode according to the present invention comprises a glass tube, at least one stopper, and a plurality of ceramic-glass composite electrodes. The stopper is disposed at at least one end of the glass tube. A plurality of ceramic-glass composite electrodes are each disposed at both ends of the glass tube and push against the stopper of the glass tube to limit the position of the ceramic-glass composite electrode in the glass tube to prevent adhesive from flowing into the glass tube.

따라서, 형광 램프의 수명을 연장할 수 있다. 본 발명에 따른 세라믹-유리 복합체 전극은 실린더형이고 세라믹-유리 복합체이다. 실린더는 하나의 내부 반경만을 가지고 있어, 그 구조가 간단하고 제조가 편리하므로, 제조 비용을 절감한다.Thus, the life of the fluorescent lamp can be extended. The ceramic-glass composite electrode according to the invention is cylindrical and ceramic-glass composite. The cylinder has only one inner radius, so the structure is simple and convenient to manufacture, thus reducing the manufacturing cost.

도 1은 종래 기술에 따른 백라이트 모듈의 냉음극 형광 램프의 단면도를 도시한다.
도 2는 종래 기술에 따른 외부 전극을 갖는 형광 램프의 단면도를 도시한다.
도 3은 종래 기술에 따른 세라믹-유리 복합체 전극의 단면도를 도시한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프의 단면도를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 세라믹-유리 복합체 전극의 상면도를 도시한다.
도 5b는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 세라믹-유리 복합체 전극의 단면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 제2 바람직한 실시 형태에 따른 세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 온도 대 유전 상수 곡선을 도시한다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 유전 상수 대 밝기 곡선을 도시한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 전계 대 극성 곡선을 도시한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 전계 대 극성 곡선을 도시한다.1 shows a cross-sectional view of a cold cathode fluorescent lamp of a backlight module according to the prior art.
2 shows a cross-sectional view of a fluorescent lamp with external electrodes according to the prior art.
3 shows a cross-sectional view of a ceramic-glass composite electrode according to the prior art.
4A and 4B show cross-sectional views of fluorescent lamps with ceramic-glass composite electrodes in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
5A shows a top view of a ceramic-glass composite electrode according to a preferred embodiment of the present invention.
5B illustrates a cross-sectional view of a ceramic-glass composite electrode in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
6 shows a cross-sectional view of a fluorescent lamp having a ceramic-glass composite electrode according to a second preferred embodiment of the present invention.
7 shows a temperature versus dielectric constant curve in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
8 shows a dielectric constant versus brightness curve in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
9 shows an electric field versus polar curve in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
10 shows an electric field versus polarity curve in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 구조 및 특성뿐만 아니라 그 효과를 더 이해하고 인식할 수 있게 하기 위해, 본 발명의 상세한 설명은 실시 형태 및 첨부된 도면과 함께 다음과 같이 제공된다.BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS To enable a better understanding and appreciation of the structure and properties of the present invention as well as the effects thereof, the detailed description of the present invention is provided as follows in conjunction with the embodiments and the accompanying drawings.

도 4a 및 4b는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프의 단면도를 도시한다. 도면에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 형광 램프(400)는 유리 튜브(412), 복수의 밀봉 어셈블리(420), 및 복수의 전극(430)을 포함한다. 유리 튜브(412)는 불활성 가스와 금속 증기(도면에 표시되지 않음)의 혼합물을 수용하기 위한 내부 공간을 갖는다. 또한, 유리 튜브(412)의 내부 표면은 인으로 코팅되어 있다. 유리 튜브(412)는 파이프-, U-, 또는 사각형-모양일 수 있다. 도 4a 및 4b에서, 유리 튜브(412)는 파이프 모양이다. 유리 튜브(412)는 붕규산염, 무연 유리 또는 석영으로 구성될 수 있다. 게다가, 유리 튜브(412)의 양단에는 스토퍼(414)가 있다. 본 발명의 실시 형태에 따르면, 스토퍼(414)는 돌출 부재이고 환상 형태이다.4A and 4B show cross-sectional views of fluorescent lamps with ceramic-glass composite electrodes in accordance with a preferred embodiment of the present invention. As shown in the figure, the fluorescent lamp 400 according to the present invention includes a glass tube 412, a plurality of sealing assemblies 420, and a plurality of electrodes 430. Glass tube 412 has an interior space for receiving a mixture of inert gas and metal vapor (not shown). In addition, the inner surface of the glass tube 412 is coated with phosphorus. Glass tube 412 may be pipe-, U-, or square-shaped. 4A and 4B, the glass tube 412 is pipe shaped. Glass tube 412 may be comprised of borosilicate, lead free glass, or quartz. In addition, there is a stopper 414 at both ends of the glass tube 412. According to the embodiment of the present invention, the stopper 414 is a protruding member and is annular.

복수의 전극(430)은 높은 유전 상수와 높은 2차 전자 방출 효율의 특성을 가진 세라믹-유리 복합체를 포함하는 세라믹-유리 복합체 전극이다. 복수의 전극(430)은 각각 유리 튜브(412)의 양단에서 슬립핑된다. 복수의 전극(430)의 단부는 각각 유리 튜브(412)의 양단에 있는 2개의 스토퍼(414)에 대해 푸시한다. 따라서, 복수의 스토퍼(414)는 복수의 전극이 유리 튜브(412)에 위치하는 위치를 제한하는데, 즉 복수의 전극(430) 내로 연장하는 유리 튜브의 길이를 제한하는데 사용된다. 복수의 밀봉 어셈블리(420)는 각각 복수의 전극(430)의 다른 쪽 단부에 배치된다. 복수의 밀봉 어셈블리(420)의 한쪽 단부는 복수의 전극(430)의 단부에 대해 각각 푸시하고, 따라서 복수의 밀봉 어셈블리(420)에 위치한 복수의 전극(430)의 위치를 제한하기 위한, 즉 복수의 전극(430) 내로 연장하는 복수의 밀봉 어셈블리(420)의 길이를 제한하기 위한 스토퍼(423)를 갖는다. 본 발명의 실시 형태에 따르면, 복수의 스토퍼(423)는 돌출 부재이고 환상 형태이다. 도 4b에서 도시된 바와 같이, 유리 튜브(412) 내에 혼합물을 채운 후, 가열 공정은 복수의 밀봉 어셈블리(420)의 원래 개구부를 밀봉하기 위해 복수의 밀봉 어셈블리(420)에 대해 수행된다. 복수의 밀봉 어셈블리(420)의 관점에서 복수의 전극(430)의 개구부를 밀봉함으로써, 유리 튜브(412)의 양단이 밀봉된다.The plurality of electrodes 430 are ceramic-glass composite electrodes including ceramic-glass composites having characteristics of high dielectric constant and high secondary electron emission efficiency. The plurality of electrodes 430 are each slipped at both ends of the glass tube 412. Ends of the plurality of electrodes 430 push against two stoppers 414 at each end of the glass tube 412. Accordingly, the plurality of stoppers 414 are used to limit the position where the plurality of electrodes are located in the glass tube 412, that is to limit the length of the glass tube extending into the plurality of electrodes 430. The plurality of sealing assemblies 420 are each disposed at the other end of the plurality of electrodes 430. One end of the plurality of sealing assemblies 420 respectively pushes against the ends of the plurality of electrodes 430, thus limiting the position of the plurality of electrodes 430 located in the plurality of sealing assemblies 420, i. Has a stopper 423 for limiting the length of the plurality of sealing assemblies 420 extending into the electrode 430. According to the embodiment of the present invention, the plurality of stoppers 423 are protruding members and have an annular shape. As shown in FIG. 4B, after filling the mixture in the glass tube 412, a heating process is performed on the plurality of sealing assemblies 420 to seal the original openings of the plurality of sealing assemblies 420. By sealing the openings of the plurality of electrodes 430 in terms of the plurality of sealing assemblies 420, both ends of the glass tube 412 are sealed.

또한 유리 튜브(412)의 양단에 복수의 전극(430)을 더 안전하게 유지하기 위해, 복수의 전극(430)이 유리 튜브(412)의 양단에서 슬립핑된 후, 접착제(440)가 유리 튜브(412)와 복수의 전극(430) 사이의 접합부에 코팅되어, 복수의 전극(430)을 유리 튜브(412)의 양단에 고정하고, 유리 튜브(412) 내에 나중에 채워진 가스의 누출을 방지한다. 접착제(440)는 유리 튜브(412)와 복수의 전극(430)의 외부 표면에 코팅된다. 또한, 접착제(440)는 복수의 밀봉 어셈블리(420)를 복수의 전극(430) 위에 안전하게 유지하기 위해, 복수의 전극(430)과 복수의 밀봉 어셈블리(420) 사이의 접합부에 더 코팅된다. 접착제(440)는 복수의 전극(430)과 복수의 밀봉 어셈블리(420)의 외부 표면에 코팅된다. 접착제(440)의 열 팽창 계수는 유리 튜브(412)의 열 팽창 계수와 복수의 전극(430)의 열 팽창 계수 사이에 있다. 유리 튜브(412), 복수의 전극(430) 및 복수의 밀봉 어셈블리(420) 위에 접착제(440)를 코팅하면, 가열 공정은 유리 튜브(412)의 연화점보다 더 높지 않은 온도에서 수행되어야 한다. 게다가, 가열 공정은 유리 튜브(412)를 진공 처리하고 유리 튜브(412) 내에 혼합물을 채우기 전에 수행된다.In addition, in order to more securely hold the plurality of electrodes 430 at both ends of the glass tube 412, after the plurality of electrodes 430 are slipped at both ends of the glass tube 412, the adhesive 440 is applied to the glass tube ( Coated at the junction between 412 and the plurality of electrodes 430 secures the plurality of electrodes 430 to both ends of the glass tube 412 and prevents the leakage of gas later filled in the glass tube 412. The adhesive 440 is coated on the outer surface of the glass tube 412 and the plurality of electrodes 430. In addition, the adhesive 440 is further coated at the junction between the plurality of electrodes 430 and the plurality of sealing assemblies 420 to securely hold the plurality of sealing assemblies 420 over the plurality of electrodes 430. Adhesive 440 is coated on the outer surfaces of the plurality of electrodes 430 and the plurality of sealing assemblies 420. The coefficient of thermal expansion of the adhesive 440 is between the coefficient of thermal expansion of the glass tube 412 and the coefficient of thermal expansion of the plurality of electrodes 430. Coating the adhesive 440 over the glass tube 412, the plurality of electrodes 430, and the plurality of sealing assemblies 420, the heating process should be performed at a temperature no higher than the softening point of the glass tube 412. In addition, the heating process is performed before vacuuming the glass tube 412 and filling the mixture in the glass tube 412.

전극(430)의 양단부가 유리 튜브(412)의 스토퍼(414)와 밀봉 어셈블리(420)의 스토퍼에 대해 푸시하기 때문에, 접착제는 전극(430)과 유리 튜브(412) 내로 유입되지 않는다. 따라서, 유리 튜브(412) 내의 혼합물은 오염되지 않고 형광 램프(400)의 수명은 영향을 받지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 형광 램프(400)는 각각 복수의 전극(430)의 외부 표면에 배치된 복수의 도전층(450)을 더 포함한다. 본 발명의 실시 형태에 따르면, 복수의 도전층(450)의 재료는 은 또는 탄소일 수 있다.Since both ends of the electrode 430 push against the stopper 414 of the glass tube 412 and the stopper of the sealing assembly 420, the adhesive does not flow into the electrode 430 and the glass tube 412. Thus, the mixture in the glass tube 412 is not contaminated and the lifetime of the fluorescent lamp 400 is not affected. In addition, the fluorescent lamp 400 according to the present invention further includes a plurality of conductive layers 450 disposed on outer surfaces of the plurality of electrodes 430, respectively. According to an embodiment of the present invention, the material of the plurality of conductive layers 450 may be silver or carbon.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시 형태에 따른 세라믹-유리 복합체 전극의 상면도와 단면도를 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 전극(430)은 세라믹-유리 복합체이고 실린더형인 전극 본체(435)를 갖는다. 게다가, 전극(430)은 중공(hollow) 형태이고 형광 램프(400)의 유리 튜브(412)의 단부에 배치되기 위한 홀딩 공간(holding space)을 포함한다(도 4a와 같이). 또한, 전극(430)은 하나의 내부 반경만을 가짐으로써, 전극(430)의 내부를 스트레이트 튜브 모양으로 만들고; 전극(430)의 내부 반경은 유리 튜브(412)의 외경보다 약간 커서, 유리 튜브(412)의 단부에서의 슬립핑을 용이하게 한다. 따라서, 본 발명에 따른 전극(430)은 제조하기 쉽고, 따라서 차례대로 생산 효율성을 개선하고 제조 비용을 줄일 수 있는 간단한 구조를 갖는다. 전극 본체(435)가 유리 튜브(412)의 단부와 밀봉 어셈블리(420) 위에서 슬립핑될 때, 전극 본체(435)의 양단은 밀봉 어셈블리(420)의 스토퍼(423)와 마찬가지로 유리 튜브(412)의 스토퍼(414)에 대해 푸시한다(도 4a 참조). 도 4a에서, 도전층(450)은 전극 본체(435)의 외부 표면에 배치된다. 본 발명에 따른 전극(430)의 재료는 유전 상수가 보다 나은 온도 안정성을 갖는 인 세라믹-유리 복합체일 수 있다. 대안적으로, 재료는 -30℃ 이상에서는 상 전이점(phase transition point)이 없는 세라믹-유리 복합체일 수 있다. 전극(430)은 분말 사출 성형 공정 또는 건조 스탬핑 공정을 사용하여 세라믹-유리 복합체에 의해 형성된다.5A and 5B show top and cross-sectional views of a ceramic-glass composite electrode according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in the figure, the electrode 430 is a ceramic-glass composite and has an electrode body 435 that is cylindrical. In addition, the electrode 430 is hollow and includes a holding space for placement at the end of the glass tube 412 of the fluorescent lamp 400 (as in FIG. 4A). In addition, the electrode 430 has only one inner radius, thereby making the inside of the electrode 430 a straight tube shape; The inner radius of the electrode 430 is slightly larger than the outer diameter of the glass tube 412 to facilitate slipping at the ends of the glass tube 412. Therefore, the electrode 430 according to the present invention is easy to manufacture, and thus has a simple structure that can in turn improve production efficiency and reduce manufacturing cost. When the electrode body 435 slips over the end of the glass tube 412 and the sealing assembly 420, both ends of the electrode body 435 are similar to the stopper 423 of the sealing assembly 420. Push against the stopper 414 (see FIG. 4A). In FIG. 4A, the conductive layer 450 is disposed on the outer surface of the electrode body 435. The material of electrode 430 according to the present invention may be a ceramic-glass composite whose dielectric constant has better temperature stability. Alternatively, the material may be a ceramic-glass composite without phase transition points above −30 ° C. Electrode 430 is formed by a ceramic-glass composite using a powder injection molding process or a dry stamping process.

복수의 전극(430)을 제외하고, 형광 램프(400)의 유리 튜브(412)와 복수의 밀봉 어셈블리(420)의 모든 내부 측벽은 인으로 코팅된다. 형광 램프(400)에 채워진 가스는 Ne, Ar 및 Hg를 포함한다. Hg를 사용하지 않는 경우, 크세논(Xe)이 대신 사용될 수 있다. 유리 튜브(412) 내에 가스를 채우기 전에, 유리 튜브(412)는 먼저 진공 처리되어야 하는데, 이는 유리 튜브(412) 내의 공기를 흡입에 의해 제거하기 위해 유리 튜브(412)의 양단에 진공 펌프를 연결하는 것이다. 그 후, 유리 튜브(412) 내에 Ne, Ar 및 Hg를 포함하는 가스를 채운다. 다음, 복수의 밀봉 어셈블리(420)의 원래 개구부를 밀봉하고 그에 따라 유리 튜브(412)의 양단을 밀봉하기 위해 복수의 밀봉 어셈블리(420)에 대해 가열 공정을 수행한다.Except for the plurality of electrodes 430, all inner sidewalls of the glass tube 412 of the fluorescent lamp 400 and the plurality of sealing assemblies 420 are coated with phosphorus. The gas filled in the fluorescent lamp 400 includes Ne, Ar, and Hg. If no Hg is used, xenon (Xe) may be used instead. Before filling gas into the glass tube 412, the glass tube 412 must first be vacuumed, which connects a vacuum pump to both ends of the glass tube 412 to remove the air in the glass tube 412 by suction. It is. Thereafter, the glass tube 412 is filled with a gas containing Ne, Ar, and Hg. Next, a heating process is performed on the plurality of sealing assemblies 420 to seal the original openings of the plurality of sealing assemblies 420 and thus seal both ends of the glass tube 412.

복수의 전극(430)의 세라믹-유리 복합체의 바람직한 실시 형태는 유리 프릿(glass frits)과 같이 스퍼터 저항이 높은 파운딩 유리(founding glass)를 포함한다. 스퍼터링은 형광 램프(400)의 복수의 전극(430) 내부에 부분 손상을 일으키는 현상이다. 손상은 이러한 복수의 전극(430)의 내부 측벽에 Ar 양이온, Hg 이온 또는 전자 등의 불활성 성분의 충돌의 결과이다. 본 발명의 실시 형태에 따르면, 유리 튜브(412)는 세라믹-유리 복합체의 열 팽창계수와 유사한 열 팽창 계수를 가진 무연 유리로 구성되어 있다.Preferred embodiments of the ceramic-glass composite of the plurality of electrodes 430 include founding glass with high sputter resistance, such as glass frits. Sputtering is a phenomenon causing partial damage inside the plurality of electrodes 430 of the fluorescent lamp 400. The damage is the result of collision of inert components such as Ar cations, Hg ions or electrons on the inner sidewalls of the plurality of electrodes 430. According to an embodiment of the invention, the glass tube 412 is comprised of lead-free glass with a coefficient of thermal expansion similar to that of the ceramic-glass composite.

도 6은 본 발명의 제2 양호한 실시 형태에 따른 세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프의 단면도를 도시한다. 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 형광 램프(400)의 전극(460)은 컵 모양이며, 세라믹-유리 복합체 전극이기도 하다. 실린더형 전극(430)과 같이, 전극(460)은 하나의 내부 반경만을 가지고 있으며, 스트레이트 튜브 모양의 내부를 나타낸다. 전극(460)은 유리 튜브(412)의 단부에서 슬립핑되고 유리 튜브(412)의 스토퍼(414)에 대해 푸시한다. 접착제(440)는 전극(460)과 유리 튜브(412) 사이의 접합부에 코팅되어, 유리 튜브(412)의 단부에 전극(460)을 고정하고 유리 튜브 내의 가스 누출을 방지하며, 유리 튜브(400)의 수명에 영향을 미친다. 본 실시 형태에 따른 전극(460)이 컵 모양이기 때문에, 밀봉 어셈블리(420)를 사용할 필요없이 직접 유리 튜브(412)의 한쪽 단부를 밀봉할 수 있다.6 shows a cross-sectional view of a fluorescent lamp with a ceramic-glass composite electrode according to a second preferred embodiment of the invention. As shown in the figure, the electrode 460 of the fluorescent lamp 400 according to the present embodiment is cup-shaped, and is also a ceramic-glass composite electrode. Like the cylindrical electrode 430, the electrode 460 has only one inner radius and represents a straight tube-shaped interior. Electrode 460 slips at the end of glass tube 412 and pushes against stopper 414 of glass tube 412. Adhesive 440 is coated at the junction between electrode 460 and glass tube 412 to secure electrode 460 at the end of glass tube 412 and to prevent gas leakage in the glass tube, glass tube 400 Affects the lifespan). Since the electrode 460 according to the present embodiment is cup-shaped, one end of the glass tube 412 can be sealed directly without using the sealing assembly 420.

본 발명의 제 1 실시 형태에 따르면, 전극(430, 460)의 재료는 다음과 같은 조성을 포함한다.According to the first embodiment of the present invention, the material of the electrodes 430 and 460 includes the following composition.

<화학식 1>&Lt; Formula 1 >

(CaO-MgO-SrO-ZrO2-TiO2) + 유리 프릿 A(CaO-MgO-SrO-ZrO 2 -TiO 2 ) + glass frit A

화학식 1의 재료 조성(샘플 EC1 내지 EC6)의 비율은 표 1에 도시되고; 그들의 유전 상수 및 손실은 실온에서 측정된다. 그 결과는 다음과 같이 표 1에 도시된다.The ratio of the material composition (samples EC1 to EC6) of Formula 1 is shown in Table 1; Their dielectric constants and losses are measured at room temperature. The results are shown in Table 1 as follows.

Figure pct00001
Figure pct00001

채택된 유리 프릿 첨가물은 유리 튜브에 사용되는 무연 유리 SF-44이다. 열 팽창 계수가 95×10-7/K이므로, 열 팽창 계수는 1 mol의 SiO2에 0.6 mol의 BaO 및 0.4 mol의 CaO을 추가함으로써 조정될 수 있다. 대안적으로, 샘플의 총량에 따라, 무연 유리와 동일한 조성을 갖는, 0.3 ~ 10 중량 %의 유리 프릿을 추가한다. 다음으로, 1,000℃에서 조성물을 합성한다. 그 다음, 3 중량 %의 MnO와 Al2O3을 더 추가한다.The glass frit additive employed is lead-free glass SF-44 used in glass tubes. Since the coefficient of thermal expansion is 95 × 10 −7 / K, the coefficient of thermal expansion can be adjusted by adding 0.6 mol of BaO and 0.4 mol of CaO to 1 mol of SiO 2 . Alternatively, add 0.3-10% by weight of glass frit, having the same composition as the lead-free glass, depending on the total amount of the sample. Next, the composition is synthesized at 1,000 ° C. Then, 3% by weight of MnO and Al 2 O 3 are further added.

표 1에서, TiO2의 양이 증가하면 유전 상수가 상승되는 것이 분명히 나타난다. 형광 램프를 제조하고 전극에 의해 채택된 조성을 갖는 세라믹-유리 복합체에 1,000 Vrms 초과의 AC 전압을 인가하는 동안, 열 발생의 감소는 유전 손실의 감소에 비례한다. 이러한 상황에서, 유전 손실은 MnO와 Al2O3의 첨가에 의해 약 0.1 %로 감소할 수 있다. 게다가, 온도가 변할 때 형광 램프의 안정성을 향상시키기 위해, 세라믹-유리 복합체의 유전 상수는 높은 온도에서 안정성을 가져야 한다. 개별 조성에 대한 유전 상수의 안정성은 도 7에 도시된다. 도 7에 따르면, 전극의 모든 조성은 -30℃ 내지 250℃의 온도 범위 내에서 유전 상수의 안정적인 변화를 갖는 것으로 도시된다. 따라서, 유전 상수가 낮은 경우, 온도 안정성이 향상되는 것이 관측된다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 전극의 조성은 일반 유리보다 유전 상수가 높고; 합성의 유전 상수 또한 더 나은 온도 안정성을 나타내는 것이 확인된다.In Table 1, it is evident that the dielectric constant increases as the amount of TiO 2 increases. While fabricating a fluorescent lamp and applying an AC voltage greater than 1,000 V rms to a ceramic-glass composite having a composition adopted by the electrode, the reduction in heat generation is proportional to the reduction in dielectric loss. In this situation, the dielectric loss can be reduced to about 0.1% by the addition of MnO and Al 2 O 3 . In addition, in order to improve the stability of the fluorescent lamp when the temperature changes, the dielectric constant of the ceramic-glass composite must be stable at high temperatures. The stability of the dielectric constant for the individual compositions is shown in FIG. According to FIG. 7, all compositions of the electrode are shown to have a stable change in the dielectric constant within the temperature range of −30 ° C. to 250 ° C. FIG. Therefore, when the dielectric constant is low, it is observed that the temperature stability is improved. Therefore, the composition of the electrode according to the first embodiment of the present invention is higher in dielectric constant than ordinary glass; It is confirmed that the dielectric constant of the synthesis also shows better temperature stability.

세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프의 성능은 외부 전극을 갖는 형광 램프에 비해 우수하다. 그 비교는 표 2에 나타내었다. 표는 동일한 직경과 길이를 갖는 종래 기술에 따른 형광 램프와 본 발명에 따른 형광 램프를 비교한다. 텍트로닉스사의 고전압 프로브와 전류 센서는 형광 램프의 양단을 통해 흐르는 전류와 양단에 걸린 전압을 측정하는 데 사용된다. 그 다음, 휘도계 BM-7A는 밝기를 측정하는 데 사용된다. 그 결과는 아래 표 2에 나타내었다.The performance of fluorescent lamps with ceramic-glass composite electrodes is superior to fluorescent lamps with external electrodes. The comparison is shown in Table 2. The table compares fluorescent lamps according to the invention with fluorescent lamps according to the prior art having the same diameter and length. Tektronix high voltage probes and current sensors are used to measure the current flowing through the fluorescent lamp and the voltage across it. Then, the luminance meter BM-7A is used to measure the brightness. The results are shown in Table 2 below.

Figure pct00002
Figure pct00002

표 2에 의하면, 본 발명에 따른 형광 램프가 제 1 실시 형태에서 가장 낮은 유전 상수를 갖는 EC1 전극을 채택하는 것으로 알려져 있다. 본 발명에 따른 형광 램프의 길이는 종래 기술에 따른 형광 램프의 길이와 동일하다. 종래 기술에 따른 형광 램프의 입력 전력은 9 와트이며; 본 발명에 따른 형광 램프의 입력 전력은 16 와트인데, 이는 약 0.7 배 높다. 또한, 인버터가 2개의 형광 램프를 구동하는 데 사용되기 때문에, 형광 램프의 병렬 구동이 구현될 수 있다.According to Table 2, it is known that the fluorescent lamp according to the present invention adopts the EC1 electrode having the lowest dielectric constant in the first embodiment. The length of the fluorescent lamp according to the invention is equal to the length of the fluorescent lamp according to the prior art. The input power of the fluorescent lamp according to the prior art is 9 watts; The input power of the fluorescent lamp according to the invention is 16 watts, which is about 0.7 times higher. In addition, since an inverter is used to drive two fluorescent lamps, parallel driving of the fluorescent lamps can be realized.

다른 세라믹-유리 복합체 전극을 사용함으로써, 다양한 유전 상수의 밝기를 결정할 수 있다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.By using other ceramic-glass composite electrodes, the brightness of various dielectric constants can be determined. The results are shown in Table 3.

Figure pct00003
Figure pct00003

표 3에 도시된 바와 같이, 입력 전력이 동일할 때, 밝기는 유전 상수에 비례한다. 이러한 관계를 간단한 방법으로 설명하기 위해, 도 8은 밝기와 유전 상수 사이의 관계를 도시한다.As shown in Table 3, when the input power is the same, the brightness is proportional to the dielectric constant. To illustrate this relationship in a simple way, Figure 8 shows the relationship between brightness and dielectric constant.

또한, 외부 전극을 갖는 형광 램프와 제 1 실시 형태에 따른 전극을 갖는 형광 램프의 성능을 비교하기 위해, 32-인치 TFT-LCD TV에서의 외부 전극을 갖는 형광 램프의 특성이 본 발명에 따른 형광 램프의 특성과 비교될 수 있다. 그 결과는 다음과 같이 표 4에 요약되어 있다.In addition, in order to compare the performance of the fluorescent lamp with an external electrode and the fluorescent lamp with an electrode according to the first embodiment, the characteristics of the fluorescent lamp with an external electrode in a 32-inch TFT-LCD TV are characterized by the fluorescence according to the present invention. It can be compared with the characteristics of the lamp. The results are summarized in Table 4 as follows.

Figure pct00004
Figure pct00004

표 4에서, 본 발명에 따른 형광 램프의 밝기는 종래 기술에 따른 외부 전극을 갖는 형광 램프의 밝기보다 높은 것으로 알려져 있다.In Table 4, the brightness of the fluorescent lamp according to the invention is known to be higher than the brightness of the fluorescent lamp with external electrodes according to the prior art.

상술한 바와 같이, 종래 기술에 따른 외부 전극을 갖는 형광 램프에 비해, 본 발명에 따른 세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프는 병렬 구동 조건에서는 3배 이상까지 높은 밝기에 도달할 수 있다.As described above, compared to the fluorescent lamp having the external electrode according to the prior art, the fluorescent lamp having the ceramic-glass composite electrode according to the present invention can reach a high brightness up to three times or more under parallel driving conditions.

본 발명의 제2 실시 형태에 따르면, 세라믹-유리 복합체 전극의 재료는 다음과 같은 조성을 포함한다.According to the second embodiment of the present invention, the material of the ceramic-glass composite electrode includes the following composition.

<화학식 2>(2)

(CaO-MgO-SrO-ZrO2-TiO2) + 유리 프릿 B(CaO-MgO-SrO-ZrO 2 -TiO 2 ) + glass frit B

화학식 2의 재료 조성의 비율은 표 5에 도시되고; 그들의 유전 상수 및 손실은 실온에서 측정된다. 그 결과는 다음과 같이 표 5에 도시된다.The proportion of the material composition of formula 2 is shown in Table 5; Their dielectric constants and losses are measured at room temperature. The results are shown in Table 5 as follows.

Figure pct00005
Figure pct00005

채택된 유리 프릿 첨가물은 유리 튜브에 사용된 붕규산염이다. 열 팽창 계수가 33×10-7/K이므로, 열 팽창 계수는 75 중량 %의 SiO2, 18 중량 %의 B2O3, 4 중량 %의 Na2O, 2 중량 %의 K2O, 및 1 중량 %의 Al2O3을 추가함으로써 조정될 수 있다. 1,100℃에서 유리 프릿을 합성한 다음, 이 합성 재료를 표 5에 도시된 조성의 총량의 0.3 ~ 10 중량 %에 추가할 수 있다. 게다가, MnO와 Al2O3는 3 중량 %의 양의 첨가물로서 사용될 수 있다.The glass frit additive employed is the borosilicate used in glass tubes. Since the coefficient of thermal expansion is 33 × 10 −7 / K, the coefficient of thermal expansion is 75 wt% SiO 2 , 18 wt% B 2 O 3 , 4 wt% Na 2 O, 2 wt% K 2 O, and It can be adjusted by adding 1% by weight of Al 2 O 3 . After synthesizing the glass frit at 1,100 ° C., this synthetic material can be added to 0.3-10% by weight of the total amount of the composition shown in Table 5. In addition, MnO and Al 2 O 3 can be used as additives in an amount of 3% by weight.

세라믹-유리 복합체 전극의 열팽창 계수는 36 ~ 60 × 10-7/K이고, 이것은 유리 첨가제의 양이 증가함에 따라 감소한다. 또한, 유리 프릿의 조성의 유형에 따라, 본 실시 형태에 따른 유전 상수는 화학식 1에 따른 것과는 다르다. 표 5는 유리 프릿 B가 5 중량 %만큼 증가할 때의 유전 상수와 손실을 도시한다. 표 5에서, TiO2의 양이 증가하면 유전 상수가 증가하는 것으로 분명히 도시된다. 형광 램프를 제조하고 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 전극에 의해 채택된 조성을 갖는 세라믹-유리 복합체에 1,000 Vrms 초과의 AC 전압을 인가하는 동안, 열 발생의 감소는 유전 손실의 감소에 비례한다. 이러한 상황에서, 유전 손실은 MnO와 Al2O3의 첨가에 의해 약 0.1 %로 감소할 수 있다.The coefficient of thermal expansion of the ceramic-glass composite electrode is 36 to 60 × 10 −7 / K, which decreases with increasing amount of glass additive. In addition, depending on the type of composition of the glass frit, the dielectric constant according to the present embodiment is different from that according to the formula (1). Table 5 shows the dielectric constants and losses as glass frit B increases by 5% by weight. In Table 5, it is clearly shown that increasing the amount of TiO 2 increases the dielectric constant. While producing a fluorescent lamp and applying an AC voltage of more than 1,000 V rms to a ceramic-glass composite having a composition adopted by the electrode according to the second embodiment of the invention, the reduction in heat generation is proportional to the reduction in dielectric loss. . In this situation, the dielectric loss can be reduced to about 0.1% by the addition of MnO and Al 2 O 3 .

제 1 실시 형태에 따른 방법을 사용하여 제조된 상기 조성의 세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프의 성능은 종래 기술에 따른 외부 전극을 갖는 형광 램프와 비교된다. 그 결과는 표 6에 나와 있다.The performance of fluorescent lamps having ceramic-glass composite electrodes of the composition prepared using the method according to the first embodiment is compared with fluorescent lamps having external electrodes according to the prior art. The results are shown in Table 6.

Figure pct00006
Figure pct00006

표 6에 따르면, 제2 실시 형태에 따른 세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프의 밝기는 종래 기술에 따른 외부 전극을 갖는 형광 램프의 밝기의 적어도 3 배이며; 병렬 구동 공정도 구현될 수 있다. 형광 램프의 유리 튜브로서 붕규산염을 사용함으로써, 세라믹-유리 복합체의 조성은 열 팽창 계수를 조정하기 위해 제어될 수 있다. 따라서, 가열 공정을 통해 유리 밀봉 재료를 사용하여 유리 튜브 및 형광 램프를 밀봉하는 동안, 열 팽창 계수의 차이로 인한 실패는 방지될 수 있으며, 밝기 또한 더욱 향상될 수 있다.According to Table 6, the brightness of the fluorescent lamp with the ceramic-glass composite electrode according to the second embodiment is at least three times the brightness of the fluorescent lamp with the external electrode according to the prior art; Parallel drive processes can also be implemented. By using borosilicate as the glass tube of the fluorescent lamp, the composition of the ceramic-glass composite can be controlled to adjust the coefficient of thermal expansion. Thus, while sealing the glass tube and the fluorescent lamp using the glass sealing material through the heating process, failure due to the difference in the coefficient of thermal expansion can be prevented, and the brightness can be further improved.

본 발명에 따른 형광 램프의 밝기가 상승하는 이유를 좀 더 상세하게 이해하기 위해서, 극성 측정은 표 1에 도시된 전극에 대한 각각의 조성에 대해 수행된다. 극성은 전극 양단에 인가된 전계에 따라 좌우된다. 그 결과는 도 9에 도시된다. 도 9는 극성과 전계 사이의 관계를 나타내는 히스테리시스 곡선을 도시한다. 도 9에 도시된 히스테리시스 곡선에 따르면, 히스테리시스 손실이 결정될 수 있다. 히스테리시스 손실이 증가하는 경우, 열 손실은 AC 전계 하에서 증가한다. 따라서, 안정적인 구동 공정은 더 낮은 히스테리시스 손실에서 구현될 수 있다. 본 발명은 히스테리시스 손실을 결정하기 위해 다음 식을 사용한다.In order to understand in more detail why the brightness of the fluorescent lamp according to the invention rises, the polarity measurement is carried out for each composition for the electrodes shown in Table 1. The polarity depends on the electric field applied across the electrodes. The result is shown in FIG. 9 shows a hysteresis curve showing the relationship between polarity and electric field. According to the hysteresis curve shown in FIG. 9, the hysteresis loss can be determined. If the hysteresis losses increase, the heat losses increase under AC field. Thus, a stable drive process can be realized at lower hysteresis losses. The present invention uses the following equation to determine hysteresis loss.

도 10에 도시된 바와 같이, 10 kV/mm에서 발생한 최대 극성은 Pmax로서 표시되고; 0 kVmm에서의 극성 차이는 △P로 표시된다. 그 다음, 히스테리시스 손실은 다음과 같이 표현될 수 있다:As shown in FIG. 10, the maximum polarity occurring at 10 kV / mm is denoted as P max ; The polarity difference at 0 kVmm is represented by ΔP. The hysteresis loss can then be expressed as:

<수학식 1>&Quot; (1) &quot;

히스테리시스 손실(%) = ΔP/Pmax × 100Hysteresis Loss (%) = ΔP / P max × 100

위의 수학식에 따르면, 도 10에서의 데이터는 히스테리시스 손실을 결정하는 데 사용된다. 그 결과는 표 7에 나와 있다.According to the above equation, the data in FIG. 10 is used to determine hysteresis loss. The results are shown in Table 7.

Figure pct00007
Figure pct00007

종래 기술에 따른 유리 전극에 비해, 본 발명에 따른 형광은 10 kV/mm의 높은 전계에서 상대적으로 안정적인 히스테리시스 손실을 나타낸다는 것을 결과로부터 알 수 있다.It can be seen from the results that the fluorescence according to the present invention shows a relatively stable hysteresis loss at a high electric field of 10 kV / mm compared to the glass electrode according to the prior art.

따라서, 종래 기술에 따른 유리만으로 구성된 외부 전극을 갖는 형광 램프에 비해, 본 발명에 따른 세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프의 특징은, 동일한 전계를 인가하는 동안, 본 발명에 따른 형광 램프에서 나타나는 이온 또는 전자의 양이 종래 기술에 따른 형광 램프에서 나타나는 양의 최소한 2배라는 것이다. 또한, 종래 기술에 따른 유리에 의해 간단하게 구성된 외부 전극을 갖는 형광 램프에 비해, 낮은 히스테리시스 손실을 갖는 형광 램프는 고압 하에서 안정된 온도에서 광을 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 세라믹-유리 복합체는 유리의 극성보다 높은 극성을 갖는다. 10 kV/mm 전계 하에서 유리의 최대 극성은 0.031 μC/cm2이며; 극성은 전계의 함수로서 선형적으로 변한다.Thus, in contrast to fluorescent lamps having external electrodes composed solely of glass according to the prior art, the characteristic of fluorescent lamps with ceramic-glass composite electrodes according to the invention is that they appear in fluorescent lamps according to the invention while applying the same electric field. The amount of ions or electrons is at least twice the amount seen in fluorescent lamps according to the prior art. Further, compared to fluorescent lamps having external electrodes simply constructed by glass according to the prior art, fluorescent lamps with low hysteresis losses can provide light at stable temperatures under high pressure. The ceramic-glass composite according to the invention has a polarity higher than that of glass. The maximum polarity of the glass under a 10 kV / mm electric field is 0.031 μC / cm 2 ; The polarity changes linearly as a function of the electric field.

상기 실시 형태에서, MgO-SrO 조성은 15 % 이하의 이온 반경의 차이를 갖는 산화물로 대체할 수 있다. 교체가능 산화물의 예는 아래 표 8에 나타내었다.In this embodiment, the MgO-SrO composition can be replaced with an oxide having a difference in ionic radius of 15% or less. Examples of replaceable oxides are shown in Table 8 below.

Figure pct00008
Figure pct00008

요약하면, 본 발명은 세라믹-유리 복합체 전극과 이를 갖는 형광 램프를 제공한다. 본 발명에 따른 세라믹-유리 복합체 전극은 형광 램프의 유리 튜브의 단부에 배치된 세라믹-유리 복합체이다. 스토퍼는 세라믹-유리 복합체 전극에 대해 푸시하여 유리 튜브 위에 슬립핑된 세라믹-유리 복합체 전극의 위치를 제한하기 위해 유리 튜브의 단부에 배치된다. 따라서, 접착제가 유리 튜브와 세라믹-유리 복합체 전극을 접착하는데 사용되는 경우, 유리 튜브 내로 접착제가 흐르는 것을 방지할 수 있고, 따라서 형광 램프의 수명을 연장할 수 있다. 본 발명에 따른 세라믹-유리 복합체 전극은 형광 램프의 유리 튜브의 단부에 배치되고 하나의 내부 반경만을 갖는 실린더형인 전극 본체를 포함한다.In summary, the present invention provides a ceramic-glass composite electrode and a fluorescent lamp having the same. The ceramic-glass composite electrode according to the invention is a ceramic-glass composite disposed at the end of the glass tube of the fluorescent lamp. A stopper is disposed at the end of the glass tube to push against the ceramic-glass composite electrode to limit the position of the slipped ceramic-glass composite electrode over the glass tube. Thus, when the adhesive is used to bond the glass tube and the ceramic-glass composite electrode, it is possible to prevent the adhesive from flowing into the glass tube, thus extending the life of the fluorescent lamp. The ceramic-glass composite electrode according to the invention comprises a cylindrical electrode body disposed at the end of the glass tube of the fluorescent lamp and having only one inner radius.

따라서, 본 발명은 신규성, 진보성 및 실용성 때문에 법적 요구 사항을 준수한다. 그러나, 상술한 설명은 본 발명의 실시 형태일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하는 데 사용되지 않는다. 본 발명의 청구 범위에 기술된 형태, 구조, 특징 또는 정신에 따른 그 등가의 변경 또는 수정이 본 발명의 특허 청구 범위에 포함된다.Accordingly, the present invention complies with legal requirements for its novelty, inventiveness and practicality. However, the foregoing descriptions are merely embodiments of the present invention and are not used to limit the scope of the present invention. The equivalent changes or modifications according to the form, structure, features or spirit described in the claims of the present invention are included in the claims of the present invention.

Claims (10)

세라믹-유리 복합체 전극을 갖는 형광 램프로서,
유리 튜브;
상기 유리 튜브의 적어도 한 단부에 배치된 적어도 하나의 스토퍼(stopper); 및
상기 유리 튜브의 양단에 각각 배치되어, 상기 유리 튜브의 상기 스토퍼에 대해 푸시하고, 세라믹-유리 복합체로 되어 있는 복수의 세라믹-유리 복합체 전극
을 포함하는, 형광 램프.A fluorescent lamp having a ceramic-glass composite electrode,
Glass tubes;
At least one stopper disposed at at least one end of the glass tube; And
A plurality of ceramic-glass composite electrodes respectively disposed at both ends of the glass tube, pushing against the stopper of the glass tube, and being of a ceramic-glass composite
Containing, fluorescent lamp. 제1항에 있어서,
상기 세라믹-유리 복합체 전극은 하나의 내부 반경만을 갖는 실린더이고, 또한 그 내부가 스트레이트 튜브 형상을 갖는, 형광 램프.The method of claim 1,
The ceramic-glass composite electrode is a cylinder having only one inner radius, and the inside thereof has a straight tube shape. 제1항에 있어서,
상기 복수의 세라믹-유리 복합체 전극의 외부 표면에 각각 배치된 복수의 도전층을 더 포함하는 형광 램프.The method of claim 1,
And a plurality of conductive layers each disposed on an outer surface of the plurality of ceramic-glass composite electrodes. 제1항에 있어서,
상기 복수의 세라믹-유리 복합체 전극의 단부들에 각각 배치된 복수의 밀봉 어셈블리를 더 포함하는 형광 램프.The method of claim 1,
And a plurality of sealing assemblies disposed at ends of the plurality of ceramic-glass composite electrodes, respectively. 제4항에 있어서,
상기 복수의 밀봉 어셈블리는 상기 복수의 세라믹-유리 복합체 전극의 상기 단부들에 대해 푸시하기 위한 각각의 스토퍼를 갖는, 형광 램프.5. The method of claim 4,
Wherein the plurality of sealing assemblies have respective stoppers for pushing against the ends of the plurality of ceramic-glass composite electrodes. 제1항에 있어서,
상기 스토퍼는 돌출되고 환상 형태를 갖는, 형광 램프.The method of claim 1,
The stopper protruding and having an annular shape. 세라믹-유리 복합체 전극으로서,
형광 램프의 유리 튜브의 단부에 배치되며, 실린더이고 또한 세라믹-유리 복합체로 되어 있는 전극 본체
를 포함하고,
상기 실린더는 하나의 내부 반경만을 갖는, 세라믹-유리 복합체 전극.As a ceramic-glass composite electrode,
An electrode body disposed at the end of the glass tube of the fluorescent lamp, which is a cylinder and also of a ceramic-glass composite
Lt; / RTI &gt;
And the cylinder has only one inner radius. 제7항에 있어서,
상기 전극 본체의 외부 표면에 배치된 도전층을 더 포함하는 세라믹-유리 복합체 전극.The method of claim 7, wherein
And a conductive layer disposed on an outer surface of the electrode body. 제7항에 있어서,
상기 전극 본체는 그 내부가 스트레이트 튜브 형상을 갖는, 세라믹-유리 복합체 전극.The method of claim 7, wherein
And the electrode body has a straight tube shape inside thereof. 제7항에 있어서,
상기 전극 본체는 상기 유리 튜브의 상기 단부에 위치한 스토퍼에 대해 푸시하는, 세라믹-유리 복합체 전극.The method of claim 7, wherein
And the electrode body pushes against a stopper located at the end of the glass tube.
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