KR100937909B1 - Plasma lamp comprising protective layer and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외주면에 도전층이 형성된 도파관을 구비한 플라즈마 램프 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 외주면에 구비된 도전층이 균일하게 형성되지 않은 경우 발생될 수 있는 고열, 방전 등의 문제점을 해결하기 위한 것이다. The present invention relates to a plasma lamp having a waveguide having a conductive layer formed on the outer circumferential surface thereof, and to a method of manufacturing the same. More specifically, the present invention relates to high heat, discharge, and the like, which may occur when the conductive layer provided on the outer circumferential surface is not formed uniformly. It is to solve the problem.
본 발명에 따른 플라즈마 램프는 유전체로 이루어져 전자기에너지원과 연결된 도파관; 상기 도파관에 연결되어 도파관을 통해서 전자기에너지를 받으면 빛을 방출하는 불활성가스 및 발광체가 충전된 전구; 상기 도파관의 표면에 도포된 도전층; 및 상기 도전층의 표면에 도포된 보호층을 포함한다.Plasma lamp according to the present invention comprises a waveguide made of a dielectric and connected to the electromagnetic energy source; A light bulb filled with an inert gas and a light emitter connected to the waveguide and emitting light when receiving electromagnetic energy through the waveguide; A conductive layer applied to the surface of the waveguide; And a protective layer applied to the surface of the conductive layer.
플라즈마 램프, 도파관, 도포막, 마이크로파 에너지 Plasma lamp, waveguide, coating film, microwave energy
Description
본 발명은 유전체 도파관을 구비한 플라즈마 램프 및 그의 제조방법에 관한 것으로, 구체적으로는 유전체 재질로 이루어진 도파관을 통해서 전달되는 전자기파를 전구 내에 충진된 희가스 및 발광체와 반응시켜 빛을 방출하는 플라즈마 램프의 개량된 구조 및 그의 제조방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a plasma lamp having a dielectric waveguide and a method of manufacturing the same. Specifically, an improvement of a plasma lamp that emits light by reacting electromagnetic waves transmitted through a waveguide made of a dielectric material with a rare gas and a light emitter filled in a light bulb. And a method for producing the same.
널리 주지된 바와 같이, 플라즈마 램프는 밝은 백색의 점광원을 제공하는 무전극 램프로서, 전극램프와 비교하여 긴 유효수명을 가지며 안정한 스펙트럼을 갖는 밝은 광원을 제공할 수 있다는 특징 때문에, 가로등에서부터 고해상도 모니터, 프로젝션 TV 등에 이르기까지 그 적용범위가 광범위하다.As is well known, plasma lamps are electrodeless lamps that provide a bright white point light source, and can provide a bright light source with a long effective lifetime and a stable spectrum compared to electrode lamps. The scope of application is wide ranging from TV to projection TV.
종래의 무전극 플라즈마 램프는 내부에 발광체 및 희가스를 구비한 전구를 캐비티 공진기(cavity resonator) 내에 위치시켜, 전구 내의 발광체 및 희가스가 전자기파와 반응하여 발광하도록 구성된다. 이러한 무전극 플라즈마 램프는 예를 들면, 미국 특허 No.4,954,755호(린치 등), No.4,975,625호(린치 등), No.4,978,891호(우리 등), No.5,021,704호(월터 등), No.5,448,135호(심슨), No.5,594,303호(심슨), No.5,841,242호(심슨), No.5,910,710(심슨) 및 No.6,031,333호(심슨) 등에 개시되어 있다. 그러나 이러한 형태의 플라즈마 램프는 그 크기에 있어서 최소 한계(lower limit)를 가지게 되고, 이러한 최소 한계 때문에 고해상도 모니터, 밝은 램프, 프로젝트 TV 등과 같은 응용제품에 적용되는데 있어 많은 제약이 따르는 점, 그 구조가 복잡하며, 그 제조단가가 매우 높다는 점, 플라즈마를 만들고 유지하기 위해 사용되는 에너지의 반 이상은 열로 소실되는 열발산의 문제점 등의 문제점이 있었다. The conventional electrodeless plasma lamp is configured to place a light bulb having a light emitter and a rare gas therein in a cavity resonator so that the light emitter and the rare gas in the light bulb react with electromagnetic waves to emit light. Such an electrodeless plasma lamp is described in, for example, US Patent Nos. 4,954,755 (Linch et al.), No. 4,975,625 (Linch et al.), No. 4,978,891 (Wolf et al.), No. 5,021,704 (Walter et al.), No. 5,448,135 (Simpson), No. 5,594,303 (Simpson), No. 5,841,242 (Simpson), No. 5,910,710 (Simpson) and No. 6,031,333 (Simpson). However, these types of plasma lamps have a lower limit on their size, and because of these limitations, there are many limitations in applying them to applications such as high resolution monitors, bright lamps, and project TVs. It is complicated, the manufacturing cost is very high, more than half of the energy used to create and maintain the plasma has a problem such as heat dissipation is lost by heat.
이러한 종래의 캐비티 공진기를 적용한 플라즈마 램프의 단점을 극복하기 위하여 유전체 도파관(dielectric waveguide)을 구비한 플라즈마 램프가 미국 특허출원 제09/809,718 호에 개시되어 있으며, 이 플라즈마 램프 또한 더 적은 에너지를 이용하여 플라즈마를 발화시키고 램프 작동 시 발생되는 열을 효과적으로 방출하도록 구성되어 있으나, 이러한 플라즈마 램프의 경우, 실링부분의 밀봉기능이 충분하지 못하다는 등의 문제점이 발견되었으며, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 플라즈마 램프 및 그의 제조방법이 본 발명자에 의하여 2004년에 기 출원(대한민국 특허공개 제2005-0018587호)된 바 있다. In order to overcome the disadvantages of plasma lamps employing such conventional cavity resonators, a plasma lamp with a dielectric waveguide is disclosed in US Patent Application Serial No. 09 / 809,718, which also uses less energy. Although it is configured to ignite the plasma and effectively emit heat generated when the lamp is operating, such a plasma lamp has been found to have problems such as insufficient sealing function of the sealing portion, plasma lamp and Its manufacturing method was previously filed by the inventor in 2004 (Korean Patent Publication No. 2005-0018587).
이러한 선출원 공개 제2005-0018587호에 따른 다양한 구조의 플라즈마 램프는 전구 내의 기체 충진이 용이하며, 고온의 램프 작동온도에서도 그 충진된 기체가 대기로 누출됨을 방지할 수 있는 등의 효과를 보여, 기존의 문제점을 모두 해결할 수 있었다. Plasma lamps of various structures according to the prior application No. 2005-0018587 have the effect of easily filling the gas in the bulb, and prevents the filled gas from leaking into the atmosphere even at a high temperature lamp operating temperature. Could solve all of the problems.
한편, 종래의 플라즈마 램프는 그 도파관의 외주면에 은 등과 같은 금속재질 이 도포된 도전층이 형성된 제품이 있다. 이와 도파관의 외표면에 도전층이 형성된 경우 동작시 발생되는 고열(약 850℃)로 인하여 도전층 내의 Ag 등의 원소가 대기중의 황 등의 성분에 의하여 쉽게 반응하기 때문에 부식되는 문제점이 발생한다는 것을 알게 되었다. 또한 도전층의 도포시, 플라즈마 램프의 엣지 부분의 미도포 상황이 발생하고, 이러한 미도포된 엣지(edge) 부분에 제품 동작시 전기력선이 집중되어 아크가 발생하는 문제점이 발생하였다. On the other hand, the conventional plasma lamp has a product formed with a conductive layer coated with a metal material such as silver on the outer peripheral surface of the waveguide. In the case where the conductive layer is formed on the outer surface of the waveguide, the high temperature (about 850 ° C.) generated during the operation causes corrosion problems because elements such as Ag in the conductive layer easily react with sulfur and other components in the atmosphere. I found out. In addition, when the conductive layer is applied, an uncoated state of an edge portion of the plasma lamp occurs, and a problem occurs in that an arc occurs due to concentration of electric force lines during operation of the product on the uncoated edge portion.
본 발명자들은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 연구하던 중 본 발명을 완성하게 되었다. The present inventors have completed the present invention while studying to solve these problems.
본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결할 수 있도록, 플라즈마 램프의 도파관 외주면에 형성된 도전층 내 금속 성분이 산화 및 부식되지 않도록 개량된 구조의 플라즈마 램프 및 그의 제조방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다. The present invention has been made in an effort to provide a plasma lamp having an improved structure and a method of manufacturing the same so that metal components in the conductive layer formed on the outer circumferential surface of the waveguide of the plasma lamp are not oxidized and corroded so as to solve the problems as described above. have.
또한 본 발명은, 플라즈마 램프의 도파관 외주면에 도전층을 도포할 경우 도파관의 엣지(edge) 부분 등에서 미도포되는 영역이 빈번하게 발생됨을 방지할 수 있는 부분에 의하여 발생되는 문제점을 해결할 수 있는 구조 및 방법을 제공하는 데에 또 다른 목적이 있다. In another aspect, the present invention, when applying a conductive layer to the outer surface of the waveguide of the plasma lamp, a structure that can solve the problem caused by the portion that can prevent the unapplied area is frequently generated at the edge (edge) of the waveguide, and Another purpose is to provide a method.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,
유전체로 이루어져 전자기에너지원과 연결된 도파관;A waveguide made of a dielectric and connected to an electromagnetic energy source;
상기 도파관에 연결되어 도파관을 통해서 전자기에너지를 받으면 빛을 방출하는 불활성가스 및 발광체가 충전된 전구;A light bulb filled with an inert gas and a light emitter connected to the waveguide and emitting light when receiving electromagnetic energy through the waveguide;
상기 도파관의 표면에 도포되는 도전층; 및 A conductive layer applied to the surface of the waveguide; And
상기 도전층이 도포된 도파관의 일부 또는 전체 표면에 도포되는 보호층을 포함한다. And a protective layer applied to a part or the entire surface of the waveguide to which the conductive layer is applied.
상기 보호층은 상기 전구에 인접한 일부영역에 도포되는 것을 특징으로 한다. The protective layer is applied to a partial region adjacent to the bulb.
상기 보호층은 상기 전구에 인접한 영역 및 상기 도전층의 전체 표면을 덮도 록 도포되는 것을 특징으로 한다. The protective layer is applied to cover the entire surface of the conductive layer and the region adjacent to the bulb.
상기 보호층은 무기계 유리 조성물인 것을 특징으로 한다. The protective layer is characterized in that the inorganic glass composition.
상기 무기계 유리 조성물은, 무기계 유리, 용제, 바인더를 포함한다. The said inorganic glass composition contains an inorganic glass, a solvent, and a binder.
상기 무기계 유리는, SiO2, B2O3, Al2O3, ZnO, Li2O, K2O, Na2O, BaO, CaO, MgO, SrO 로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어진다. The inorganic glass is one or more mixtures selected from the group consisting of SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 , ZnO, Li 2 O, K 2 O, Na 2 O, BaO, CaO, MgO, SrO Is done.
상기 바인더는, 폴리비닐 알코올 또는 전분인 것을 특징으로 한다. The binder is characterized in that the polyvinyl alcohol or starch.
상기 보호층은, 유기계 수지 조성물인 것을 특징으로 한다. The protective layer is characterized in that the organic resin composition.
상기 유기계 수지 조성물은, 액상 또는 증기상인 것을 특징으로 한다. The organic resin composition is characterized by being liquid or vapor phase.
상기 유기계 수지 조성물은, 폴리 파라 자일렌, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 및 폴리이미드 중 선택된 것으로 이루어진 것을 특징으로 한다. The organic resin composition is selected from poly para xylene, poly tetra fluoro ethylene and polyimide.
상기 보호층은 금속층인 것을 특징으로 한다. The protective layer is characterized in that the metal layer.
상기 금속층은 Ni 또는 Cu를 포함하는 것을 특징으로 한다. The metal layer is characterized in that it comprises Ni or Cu.
본 발명에 의한 플라즈마 램프의 제조방법은, Method for manufacturing a plasma lamp according to the present invention,
유전체로 이루어져 전자기에너지원과 연결된 도파관과, 상기 도파관에 연결되어 도파관을 통해서 전자기에너지를 받으면 빛을 방출하는 불활성가스 및 발광체가 충전된 전구를 구비하고, 상기 도파관의 외주면에 도전층이 구비된 플라즈마 램프의 제조방법으로서, A waveguide made of a dielectric material and connected to an electromagnetic energy source, and a bulb filled with an inert gas and a light emitter connected to the waveguide to emit light when receiving electromagnetic energy through the waveguide, and having a conductive layer on an outer circumferential surface of the waveguide. As a manufacturing method of the lamp,
도파관을 형성하는 제I 단계와, 상기 도파관의 표면에 도전층을 형성하는 제 II 단계와, 상기 도전층의 표면에 보호층을 형성하는 제III단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. A first step of forming a waveguide, a second step of forming a conductive layer on the surface of the waveguide, and a third step of forming a protective layer on the surface of the conductive layer.
상기 도전층 보호용 도포막은, 무기계 유리 조성물인 것을 특징으로 한다.The said conductive film protective coating film is an inorganic glass composition, It is characterized by the above-mentioned.
상기 무기계 유리 조성물은, 무기계 유리, 용제, 바인더를 포함하는 것을 특징으로 한다. The said inorganic glass composition is characterized by including an inorganic glass, a solvent, and a binder.
상기 무기계 유리(A)는, SiO2, B2O3, Al2O3, ZnO, Li2O, K2O, Na2O, BaO, CaO, MgO, SrO 로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 혼합물로 이루어진다. The inorganic glass (A) is one or two selected from the group consisting of SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 , ZnO, Li 2 O, K 2 O, Na 2 O, BaO, CaO, MgO, SrO It consists of a mixture of the above.
상기 바인더는, 폴리비닐 알코올 또는 전분인 것을 특징으로 한다. The binder is characterized in that the polyvinyl alcohol or starch.
상기 보호층은, 유기계 수지 조성물인 것을 특징으로 한다. The protective layer is characterized in that the organic resin composition.
상기 유기계 수지 조성물은, 액상 또는 증기상인 것을 특징으로 한다. The organic resin composition is characterized by being liquid or vapor phase.
상기 유기계 수지 조성물은 폴리 파라 자일렌, 폴리 테트라 플루오로 에틸렌 및 폴리이미드 중 선택된 것으로 이루어진다. The organic resin composition is selected from poly para xylene, poly tetra fluoro ethylene, and polyimide.
상기 보호층은, 금속층인 것을 특징으로 한다. The protective layer is characterized in that the metal layer.
상기 금속층은 Ni 또는 Cu를 포함하여 이루어진다. The metal layer comprises Ni or Cu.
상기 제III단계는, 상기 도전층이 형성된 도파관 전체 표면에 제1보호층을 도포하는 제III-1단계와, 제III-1단계에서 제1보호층이 형성된 도파관의 전체 표면 또는 일부 표면에 제2보호층을 재도포하는 제III-2단계로 이루어진 것을 특징으로 한다. In the third step, the first protective layer is coated on the entire surface of the waveguide on which the conductive layer is formed, and the third or third surface of the waveguide on which the first protective layer is formed on the third waveguide is formed on the entire surface or part of the waveguide. It is characterized by consisting of the III-III step of re-coating the protective layer.
상기 제1 및 제2 보호층은 동일한 성분인 것을 특징으로 한다. The first and second protective layers are the same component.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 플라즈마 램프는 도파관의 도전층에 보호층을 형성함으로써, 도전층의 산화, 부식 문제를 해결하고, 도전층의 미도포 영역에서 발생하는 아크 등과 같은 방전을 차단할 수 있다. As described above, the plasma lamp according to the present invention forms a protective layer on the conductive layer of the waveguide, thereby solving the problem of oxidation and corrosion of the conductive layer and blocking discharge such as an arc generated in the uncoated region of the conductive layer. have.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명자들은 예의 연구를 거듭한 결과, 도파관의 도전층의 상부에 보호층을 추가적으로 형성하는 경우 이러한 문제를 해결할 수 있다는 데에 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다. In order to achieve the above object, the present inventors have intensively studied, and have completed the present invention by focusing on solving such a problem when additionally forming a protective layer on the conductive layer of the waveguide.
본 발명에 따른 플라즈마 램프(100)의 예시적인 구조 및 형상들이 도 1 내지 도 9에 다양하게 도시되어 있다. Exemplary structures and shapes of the
도 1 및 도 2에 도시된 플라즈마 램프(100)는 전자기에너지원과 연결된 유전체 재질의 도파관(101) 및 상기 도파관(101)에 연결되어 전자기에너지원을 받으면 빛을 방출하는 불활성가스 및 발광체가 충전된 전구(102)를 포함한다. The
상기 전구(102)는 도파관(101)의 공동(106) 내에 삽입되며, 전구(102)의 일단에는 전구공동부(102a)가 형성되고, 이 전구공동부(102a)에 불활성가스 및 발광체가 충전된 후에 전구커버(103)에 의해 밀봉처리된다. 전구커버(103)는 도파관(101)의 표면과 동일면 상에 위치함으로써 도파관(101)의 외측으로 돌출되지 않도록 설치된다. 그외에도 도파관(101)에는 부착물이 설치될 수 있다. 이러한 부착물은 전자기에너지원(미도시)으로부터 마이크로파 에너지를 도파관(101)으로 전달 하기 위한 피드(feed, 미도시), 피드백(feedback, 미도시) 및 유전체의 유전율 변화를 감지하는 센서(미도시) 등을 포함한다. The
그리고, 도파관(101)의 표면에 은(Ag) 등과 같은 금속재질로 이루어진 도전층(104)이 도포되고, 이 도전층(104) 표면에는 무기계 유리조성물, 유기계 수지조성물, 금속 조성물 등으로 이루어진 보호층(105)이 도포된다. 이 보호층(105)은 도전층(104)의 열화 또는 전구커버(103) 주변에서 발생하는 아크(arc) 등의 발생을 방지할 수 있다. A
보호층(105)은 도 1에 예시된 바와 같이 도전층(104)의 전표면에 걸쳐 도포될 수도 있고, 도 2에 예시된 바와 같이 전구커버(103)에 인접한 일부영역에만 부분적으로 도포될 수도 있다. 또한, 보호층(105)은 도 3에 예시된 바와 같이 도전층(104)의 전표면 뿐만 아니라 전구커버(103)의 표면까지 도포될 수 있다. The
도 4 내지 도 7에 예시된 플라즈마 램프(200)는 전자기에너지원과 연결된 유전체 재질의 도파관(201) 및 상기 도파관(201)에 연결되어 전자기에너지원을 받으면 빛을 방출하는 불활성가스 및 발광체가 충전된 전구(202)를 포함한다. 그외에도 도파관(201)에는 피드(feed, 미도시), 피드백(feedback, 미도시) 및 센서(미도시) 등과 같은 부착물이 설치될 수 있다. The
도파관(201)은 그 내부에 전구(204)가 수용되는 제1공동(206)이 형성되고, 이 제1공동(206)의 직경보다 큰 제2공동(207)이 형성되어 있다. 제 1 및 제2 공동(206, 207)은 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이 서로 소통할 수도 있고, 또한 도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이 유전체 재질의 분리층(208)에 의해 서로 분리될 수 도 있다. 그리고, 제1공동(206)에는 전구(204)가 수용되고, 이 전구(204)는 도파관(201)의 표면과 동일면에 위치하거나 도파관(201)의 표면에서 돌출될 수 있다. 제2공동(207)에는 알루미나 등과 같은 세라믹 재질의 유전체가 충전될 수도 있다. The
도파관(201)의 표면 및 제2공동(207)의 내주면에는 도전층(204)이 도포되고, 도전층(204)의 표면 및 제1공동(206)의 내주면에는 보호층(205)이 도포된다. A
보호층(205)은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 전구(204)에 근접한 도전층(204)의 일부 영역에만 부분적으로 도포될 수도 있고, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 도전층(204)의 전체 표면을 덮을수 있도록 도포될 수도 있다. 또한, 보호층(205)은 전구(204)의 표면을 덮도록 도포될 수도 있다. The
도 8 및 도 9에 예시된 플라즈마 램프(300)는 전자기에너지원과 연결된 유전체 재질의 도파관(301) 및 상기 도파관(301)에 연결되어 전자기에너지원을 받으면 빛을 방출하는 불활성가스 및 발광체가 충전된 전구(302)를 포함한다. 그외에도 도파관(301)에는 피드(feed, 미도시), 피드백(feedback, 미도시) 및 센서(미도시) 등이 설치된다. The plasma lamp 300 illustrated in FIGS. 8 and 9 is filled with a
도파관(301)은 그 일측에 반구형의 전구수용홈(306)을 가지고, 이 전구수용홈(306)에는 계란형 전구(302)의 일부가 수용된다. 전구수용홈(306)에 대해 직교하는 방향으로 공진주파수를 맞추기 위한 제1 및 제2 공동(307, 308)이 형성되고, 이 제1 및 제2 공동(307, 308)은 유전체 재질의 분리막(309)에 의해 서로 분리될 수 있다. The
도파관(301)의 표면 및 제1 및 제2 공동(307, 308)의 내주면에는 외부 도전 층(304)이 도포되고, 도파관(301)의 내부에는 내부 도전층(304a)이 형성될 수 있다. 외부 도전층(304)의 표면에는 보호층(305)이 도포된다. 그리고, 전구수용홈(306)의 내부에는 절연층(306a)이 형성되고, 이 절연층(306a)은 전구(302)와 내부 도전층(304a)을 전기적으로 분리시킨다. 그리고, 절연층(306a)은 도파관(301)과 연결되도록 형성되어 있며, 이에 의해 전구(302) 주위에서 발생될 수 있는 방전 또는 아크 등을 방지할 수 있다. An outer
보호층(305)은 도 8에 도시된 바와 같이 전구(302)에 인접한 절연층(306a) 및 외부 도전층(304)의 일부 영역에만 부분적으로 도포될 수도 있고, 도 9에 도시된 바와 같이 외부 도전층(304)의 전체 표면을 덮을 수 있도록 도포될 수도 있다. 또한, 보호층(305)은 전구(302)의 표면을 덮도록 도포될 수도 있다. The
이와 같은 플라즈마 램프의 도파관은 원통형, 육면체, 프리즘 형태 등과 같이 다양한 입체구조로 이루어질 수 있고, 전구 및 부착물(피드, 피드백, 센서 등) 등이 설치되는 복수의 공동을 가진다. 이러한 공동들은 주로 마이크로파의 공진 주파수의 최대 전기장에 대응하는 지점에 위치한다. The waveguide of the plasma lamp may be formed in various three-dimensional structures such as cylindrical, hexahedral, prismatic, etc., and has a plurality of cavities in which bulbs and attachments (feeds, feedback, sensors, etc.) are installed. These cavities are mainly located at points corresponding to the maximum electric field of the resonant frequency of the microwaves.
한편, 본 발명의 플라즈마 램프는 상술한 도 1 내지 도 9의 도파관에 한정되지 않고, 그외 다양한 구조의 도파관에도 적용가능할 것이다. Meanwhile, the plasma lamp of the present invention is not limited to the waveguides of FIGS. 1 to 9 described above, and may be applicable to waveguides having various structures.
플라즈마 램프의 도파관(101, 201, 301) 외주면에 코팅되는 도전층(104, 204, 304)은 주로 Ag 층인데, 제품의 동작시 약 850℃의 고열로 인하여 도전층 상의 Ag가 대기중의 황 등의 성분에 의하여 쉽게 반응하며, 이로 인해 부도체화 되어버리는 경우가 있었다. 이에 따라 본 발명은 보호층(105, 205, 305)이 도전층(104, 204, 304)의 표면에 부분적으로 또는 전체적으로 코팅되기 때문에, Ag 층이 직접 대기에 접촉되는 것을 방지하여 산화가 일어나지 않도록 할 수 있고, 특히 전구(102, 202, 302) 주변에서 발생하는 아크 등과 같은 외부 방전의 발생을 방지할 수 있다. The
또한, 종래의 도전층 도포시 에지(edge) 부분 등에서 일부 영역이 도포되지 않는 경우가 발생되고 이 경우 제품 동작시 미도포된 에지 부분에 전기력선이 집중되어 아크(arc) 등과 같은 방전이 발생되는 문제가 종종 발생하였다. 이에, 본 발명은 특정 조성의 조성물로서 도전층 표면을 코팅함으로써, 방전을 차단할 수 있다. In addition, when a conventional conductive layer is applied, some areas may not be applied at edges, and in this case, electric lines may be concentrated at uncoated edges during operation of the product, such that arcs may cause discharge. Often occurred. Accordingly, the present invention can block the discharge by coating the surface of the conductive layer with a composition of a specific composition.
본 발명에서의 도전층 표면에 도포되는 보호층은 무기계 유리 조성물, 유기계 수지 조성물 또는 금속층일 수 있다.The protective layer applied to the surface of the conductive layer in the present invention may be an inorganic glass composition, an organic resin composition or a metal layer.
보호층이 무기계 유리 조성물인 경우에는, 무기계 유리, 용제, 바인더를 5~65중량% : 30~70중량% : 1~20중량%의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다. 무기계 유리 조성물에 포함되는 용제(B)로서는 물, 에탄올, 부틸 카비톨(Butyl Carbitor)등을 사용하는 것이 바람직하며, 바인더(C)로서는 PVA(poly vinyl alcohol) 또는 에틸 셀룰로스(Ethyl Cellulose)등을 사용할 수 있다. When a protective layer is an inorganic glass composition, it can mix and use an inorganic type glass, a solvent, and a binder in the ratio of 5-65 weight%: 30-70 weight%: 1-20 weight%. As a solvent (B) contained in the inorganic glass composition, water, ethanol, butyl carbitor (Butyl Carbitor) and the like are preferably used. As the binder (C), polyvinyl alcohol (PVA) or ethyl cellulose (Ethyl Cellulose) is used. Can be used.
무기계 유리 조성물에 있어서, 무기계 유리 또는 물의 함량이 범위를 초과하거나 미만인 경우에는, 도포하기에 적당한 점도가 형성되지 않거나 도포 후에 적당 한 두께의 보호용 도포막을 형성하기 어렵다. 또한 바인더의 범위가 상기 범위 미만이면 보호용 도포막의 건조 강도가 약하여 작은 부주의시 쉽게 막이 파손되고, 상기 범위를 초과하여 혼합되면 점도가 높게 되어 건조시간이 오래 걸리고, 높은 점도로 인해 작업성이 떨어지고, 도포 후의 도막두께가 지나치게 두껍게 될 우려가 있다.In the inorganic glass composition, when the content of the inorganic glass or water is above or below the range, a viscosity suitable for coating is not formed or it is difficult to form a protective coating film having a suitable thickness after application. In addition, when the range of the binder is less than the above range, the dry coating strength of the protective coating is weak, so that the film is easily broken in small carelessness, and when mixed beyond the above range, the viscosity becomes high, the drying time is long, and the workability decreases due to the high viscosity. There exists a possibility that the coating film thickness after application | coating may become too thick.
무기계 유리에는, 유리를 안정화시키는 효과가 있는 네트워크포머로(network former) SiO2, 유동성을 증가시키는 효과가 있는 B2O3, 유리를 안정화시키고 화학적으로 내구성을 증가시키는 Al2O3, 연화온도를 내리고 실투를 억제하는 ZnO, 유리의 연화온도를 낮추고 유동성을 증가시키는 효과가 있는 Li2O, K2O, Na2O, 유리의 안정화에 효과가 있는 BaO, CaO, MgO, SrO 등을 유리의 특성과 목적에 맞게 구현하도록 적절히 배합하여 사용할 수 있으며, 배합되는 성분과 양에 따라 B2O3-SiO2계 유리, ZnO-B2O3-SiO2계 유리 등 다양한 조성이 있다. Inorganic glass has a network former SiO 2 , which stabilizes the glass, B 2 O 3 , which increases the fluidity, Al 2 O 3 , which stabilizes the glass and increases chemical durability, and a softening temperature. ZnO to lower the devitrification and suppress the devitrification, Li 2 O, K 2 O, Na 2 O, which has the effect of lowering the softening temperature of the glass and increase the fluidity, BaO, CaO, MgO, SrO, etc., which is effective for stabilizing the glass It can be used in combination suitably to implement according to the properties and purposes of the, there are various compositions such as B 2 O 3 -SiO 2 -based glass, ZnO-B 2 O 3 -SiO 2 -based glass according to the component and the amount to be blended.
이 중, Al2O3, SiO2, ZrO2, TiO2, ZnO 등의 단일성분계; Al2O-S2O2, ZrO2-Y2O3 등의 이성분계; PbO-SiO2-B2O3 등의 삼성분계를 사용하는 것이 바람직하며, 특히, 유리를 안정화시키는 효과가 있는 네트워크포머(network former), 유동성을 증가시키고, 안정화, 화학적 내구성을 증가시키며, 연화온도, 실투를 억제한다는 점을 고려하여 SiO2, B2O3, Al2O3, ZnO, Li2O, K2O, Na2O, BaO, CaO, MgO, SrO 로 이루어진 그룹에서 선택된 것을 사용하는 것이 바람직하다. Among these, monocomponent systems such as Al 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , TiO 2 , ZnO; Binary systems such as Al 2 OS 2 O 2 and ZrO 2- Y 2 O 3 ; It is preferable to use a ternary system such as PbO-SiO 2 -B 2 O 3 , in particular, a network former having an effect of stabilizing glass, increasing fluidity, increasing stabilization, chemical durability, and softening. In consideration of temperature and devitrification, it is selected from the group consisting of SiO 2 , B 2 O 3 , Al 2 O 3 , ZnO, Li 2 O, K 2 O, Na 2 O, BaO, CaO, MgO, SrO It is preferable to use.
보호층이 유기계 수지 조성물인 경우에는, 유기계 원료, 용제 및 바인더를 5~65중량% : 30~70중량% : 1~20중량%의 비율로 혼합하여 사용할 수 있다. 유기계 수지 조성물에 사용되는 용제로서는 물, 에탄올, 부틸 부틸 카비톨 등을 사용할 수 있으며, 바인더로서는 PVB(Poly Vinyl Buthyral)을 사용하는 것이 바람직하다. 이때 각 성분의 배합비는 작업하고자하는 방법, 즉 실크스크린 프린팅법 또는 함침(Dipping)등의 방법에 사용온도, 도포횟수 등을 고려하여 적절하게 점도를 조절하여 제조한다. When a protective layer is an organic resin composition, it can mix and use an organic type raw material, a solvent, and a binder in the ratio of 5-65 weight%: 30-70 weight%: 1-20 weight%. Water, ethanol, butyl butyl carbitol, etc. can be used as a solvent used for an organic resin composition, It is preferable to use PVB (Poly Vinyl Buthyral) as a binder. At this time, the blending ratio of each component is prepared by adjusting the viscosity appropriately in consideration of the use temperature, the number of times of application, etc. in the method to work, that is, silk screen printing method or dipping method.
유기계 원료로서는 에폭시계 화합물, 폴리이미드, 폴리테트라 플루오로 에틸렌(PTFE), 폴리 파라 자일렌(poly p-xylene)을 액상 또는 증기상으로 사용할 수 있다. As the organic raw material, an epoxy compound, polyimide, polytetrafluoroethylene (PTFE), and poly para xylene (poly p-xylene) may be used in the liquid or vapor phase.
보호층이 금속층인 경우, 금속층은 내산화성을 고려할 경우에는 Ni를 사용하며, 다소간의 산화를 감안하더라도 도전성을 고려할 경우에는 Cu를 포함하는 것이 바람직하다. In the case where the protective layer is a metal layer, the metal layer uses Ni when considering oxidation resistance, and it is preferable to include Cu when considering conductivity, even in view of some oxidation.
본 발명은 또한 유전체로 이루어져 전자기에너지원과 연결된 도파관(101, 201, 301)과, 상기 도파관(101, 201, 301)에 연결되어 전자기에너지를 받으면 빛을 방출하는 불활성가스 및 발광체가 충전된 전구(102, 202, 302)를 포함하고, 상기 도파관(101, 201, 301)의 외주면에 도전층(104, 204, 304)이 구비된 플라즈마 램프의 제조방법으로서, 도파관(101, 201, 301)을 형성하는 제I단계와, 상기 도파관(101, 201, 301)의 외주면에 도전층(104, 204, 304)을 형성하는 제II단계와, 상기 도전층(104, 204, 304)의 외주면에 보호층(105, 205, 305)을 형성하는 제III단 계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 램프의 제조방법을 제공한다. The present invention also comprises a waveguide (101, 201, 301) made of a dielectric and connected to the electromagnetic energy source, and a light bulb filled with an inert gas and a light emitter connected to the waveguide (101, 201, 301) to emit light when receiving electromagnetic energy A method of manufacturing a plasma lamp including (102, 202, 302) and having conductive layers (104, 204, 304) on the outer circumferential surface of the waveguides (101, 201, 301), the waveguides (101, 201, 301). A first step of forming a second step, a second step of forming a conductive layer (104, 204, 304) on the outer peripheral surface of the waveguides (101, 201, 301), and an outer peripheral surface of the conductive layer (104, 204, 304) It provides a plasma lamp manufacturing method comprising the third step of forming the protective layer (105, 205, 305).
제I단계는, 도파관(101, 201, 301)에 전구(102, 202, 302) 및 그외 부착물(피드, 피드백, 센서) 등을 설치하는 공동(106, 206, 207, 306)을 형성하고, 공동(106, 206, 207, 306)에 전구(102, 202, 302) 및 그외 부착물을 설치한다. The first step forms the
제II단계는, 도파관(101, 201, 301)의 표면에 도전층(104, 204, 304)을 도포한다. In the second step, the
제III단계는, 도전층(104, 204, 304)의 표면에 보호층(105, 205, 305)을 부분적으로 또는 전체적으로 도포한다. 이 보호층(105, 205, 305)은 전구(102, 202, 302) 및 그외 부착물을 설치하기 이전에 형성하는 것도 가능하고, 전구(102, 202, 302) 및 그외 부착물를 설치한 후 전체에 형성하는 것도 가능하다. In step III, the
무기계 유리 조성물의 경우, 약 0.1마이크론에서 수십마이크론의 원료를 슬러리(slurry)상으로 만들고 도포하고자 하는 제품을 슬러리에 함침(dipping) 후 건조하고, 해당 무기계 유리 조성물이 융착될 수 있는 온도에서 열처리함으로써 무기계 유리 조성물로 이루어진 보호층을 형성한다. In the case of the inorganic glass composition, a raw material of several tens of microns at about 0.1 micron is made into a slurry, the product to be applied is dipped into the slurry, dried, and heat-treated at a temperature at which the inorganic glass composition can be fused. A protective layer made of an inorganic glass composition is formed.
유기계 수지 조성물을 사용하는 경우에는 용액 상태 혹은 고체 상태의 재료를 증기상태에서 증착 방법에 의해 도포하고 필요에 따라 큐어링(Curing)을 할 수도 있다. 보호층의 두께는 1회당 대략 0.1∼5마이크론 정도로 형성하며, 필요에 따라 두께를 조절하기 위하여 보호층의 도포 횟수를 반복할 수 있으며, 반복시 동일한 성분으로 하는 것이 바람직하다. 1회 도포시 도파관 전체를 도포한 후, 반복 도포시 도파관 전체 또는 일부를 도포하는 것이 바람직하다. When using an organic resin composition, the material of a solution state or a solid state may be apply | coated by vapor deposition method in vapor state, and it may be cured as needed. The thickness of the protective layer is formed about 0.1 to 5 microns per time, and if necessary, the number of coating of the protective layer can be repeated to adjust the thickness, if necessary, it is preferable to use the same component. It is preferable to apply the whole waveguide at the time of one application, and then apply all or part of the waveguide at the time of repeated application.
이하에서 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the present invention is not limited only to the above-described embodiments, and those skilled in the art may vary without departing from the spirit of the technical idea of the present invention described in the claims below. Can be changed.
(비교예 1) (Comparative Example 1)
원주형의 도파관 중앙부를 관통하는 공동을 형성하고, 공동의 일측단부에 전구수용체를 설치하고 공동의 타측단부에 전구 커버를 삽입한 후, 전구 커버와 공동 사이를 실링하였다. Ag 페이스트를 도파관의 외주면에 실크스크린 프린팅 방법으로 Ag 도전층을 형성하였다. After forming the cavity penetrating the cylindrical waveguide center portion, the bulb receptor was installed at one end of the cavity and the bulb cover was inserted at the other end of the cavity, and then the bulb cover and the cavity were sealed. Ag paste was formed on the outer circumferential surface of the waveguide by the silk screen printing method.
(비교예 2) (Comparative Example 2)
원주형의 도파관 중앙부를 관통하는 공동을 형성하고, 공동의 일측단부에 전구수용체를 설치하고 공동의 타측단부에 전구 커버를 삽입한 후, 전구 커버와 공동 사이를 실링하였다. Ag 페이스트를 도파관의 외주면에 함침(Dipping)방법을 이용하여 Ag 도전층을 형성하였다. After forming the cavity penetrating the cylindrical waveguide center portion, the bulb receptor was installed at one end of the cavity and the bulb cover was inserted at the other end of the cavity, and then the bulb cover and the cavity were sealed. The Ag conductive layer was formed by dipping Ag paste on the outer circumferential surface of the waveguide.
(실시예 1)(Example 1)
비교예 1과 동일한 방법으로 도파관의 외주면에 Ag 도전층을 형성하였다.An Ag conductive layer was formed on the outer circumferential surface of the waveguide in the same manner as in Comparative Example 1.
SiO2 48g, PbO 31g, B2O3 21g, 물 50g, 폴리비닐알콜 3g 을 혼합하여 슬러리 상을 제조한 후, 외주면에 Ag 도전층이 형성된 도파관을 준비된 슬러리에 함침(Dipping)한 후 150℃에서 30분간 건조하고, 850℃에서 20분 동안 열처리하여 무기계 유리 조성물로 이루어진 보호층을 형성하였다. After preparing 48 g of SiO 2 , 31 g of PbO, 21 g of B 2 O 3 , 50 g of water, and 3 g of polyvinyl alcohol, a slurry phase was prepared. After dipping the waveguide having an Ag conductive layer on the outer circumferential surface into the prepared slurry, 150 ° C. was used. Dried for 30 minutes and heat-treated at 850 ° C. for 20 minutes to form a protective layer made of an inorganic glass composition.
(실시예 2) (Example 2)
비교예 2와 동일한 방법으로 도파관의 외주면에 Ag 도전층을 형성하였다. 액상의 폴리테트라 플루오로 에틸렌(PTFE)에, 외주면에 Ag 도전층이 형성된 도파관을 함침(Dipping)한 후 150±10℃에서 15∼20분간, 혹은 85±5℃ 건조 및 경화하여 보호층을 형성하였다. An Ag conductive layer was formed on the outer circumferential surface of the waveguide in the same manner as in Comparative Example 2. Form a protective layer by dipping a waveguide having an Ag conductive layer formed on the outer circumferential surface of the liquid polytetrafluoroethylene (PTFE) and drying and curing at 150 ± 10 ° C. for 15 to 20 minutes or 85 ± 5 ° C. It was.
(시험예) 산화방지 효과Test Example Antioxidant Effect
보호층을 형성하지 않은 비교예1 및 비교예2와, 무기계 유리 조성물의 보호층을 형성한 실시예 1, 유리계 수지 조성물의 보호층을 형성한 실시예2에 따라 제조된 도파관을 장시간 공기중에 방치하였다. 비교예 1 및 비교예 2의 사진을 각각 도 10, 도 11에, 실시예 1 및 실시예 2의 사진을 각각 도 12, 도 13에 나타내었다. 보호층이 형성되지 않은 비교예 1 및 비교예 2에 따른 도파관의 외주면에 산화가 일어나 검게 색깔이 변한 것(화살표 A 부분 참조)을 확인할 수 있다. 이에 반하여, 본 발명의 실시예 1 및 실시예 2에 따라 외주면에 보호층이 형성된 도파관은 산화가 일어나지 않아 매끄럽고 깨끗한 표면을 가지고 있음이 확인되었다.The waveguides prepared according to Comparative Examples 1 and 2 without forming a protective layer, Example 1 with a protective layer of an inorganic glass composition, and Example 2 with a protective layer of a glass-based resin composition were formed in air for a long time. It was left to stand. The photographs of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are shown in Figs. 10 and 11, respectively, and the photographs of Example 1 and Example 2 are shown in Figs. 12 and 13, respectively. It can be seen that oxidation occurred on the outer circumferential surfaces of the waveguides according to Comparative Example 1 and Comparative Example 2, in which the protective layer was not formed, and the color changed black (see arrow A). On the contrary, according to the first and second embodiments of the present invention, it was confirmed that the waveguide in which the protective layer was formed on the outer circumferential surface did not oxidize and had a smooth and clean surface.
도 1은 본 발명에 의한 플라즈마 램프의 제1예시구조를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a first exemplary structure of a plasma lamp according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 플라즈마 램프의 제2예시구조를 나타낸 도면이다. 2 is a view showing a second exemplary structure of a plasma lamp according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 플라즈마 램프의 제3예시구조를 나타낸 도면이다. 3 is a view showing a third exemplary structure of the plasma lamp according to the present invention.
도 4는 본 발명에 의한 플라즈마 램프의 제4예시구조를 나타낸 도면이다. 4 is a view showing a fourth exemplary structure of a plasma lamp according to the present invention.
도 5는 본 발명에 의한 플라즈마 램프의 제5예시구조를 나타낸 도면이다. 5 is a view showing a fifth exemplary structure of a plasma lamp according to the present invention.
도 6은 본 발명에 의한 플라즈마 램프의 제6예시구조를 나타낸 도면이다. 6 is a view showing a sixth example structure of the plasma lamp according to the present invention.
도 7은 본 발명에 의한 플라즈마 램프의 제7예시구조를 나타낸 도면이다. 7 is a view showing a seventh example structure of the plasma lamp according to the present invention.
도 8은 본 발명에 의한 플라즈마 램프의 제8예시구조를 나타낸 도면이다.8 is a view showing an eighth example structure of a plasma lamp according to the present invention.
도 9는 본 발명에 의한 플라즈마 램프의 제9예시구조를 나타낸 도면이다. 9 is a view showing a ninth example structure of the plasma lamp according to the present invention.
도 10 및 도 11은 보호층이 형성되지 않은 종래기술의 비교예 1 및 비교예 2의 사진이다. 10 and 11 are photographs of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 of the prior art in which the protective layer is not formed.
도 12 및 도 13은, 본 발명에 따라 보호층이 형성된 실시예 1 및 실시예 2의 사진이다. 12 and 13 are photographs of Examples 1 and 2 in which a protective layer is formed according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * Explanation of symbols on the main parts of the drawings
100: 플라즈마 램프 101: 도파관100: plasma lamp 101: waveguide
102: 전구 104: 도전층102: light bulb 104: conductive layer
105: 보호층105: protective layer
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