유리관의 유전 특성이 외부전극 형광램프에 미치는 영향

Abstract

유전 장벽 방전이 특징인 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL)에서 유리재의 유전 특성인 유전상수 K와 유전손실 tan <TEX>${\delta}$</TEX>가 램프에 미치는 영향을 조사하기 위하여 4 종류의 유리관을 사용하였다. 종래 일반적으로 사용되는 Borosilicate 유리재는 유전상수 <TEX>$K=5.6{\sim}5.9$</TEX>이고 유전 손실 tan <TEX>${\delta}=5.0{\times}10^{-3}{\sim}6.0{\times}10^{-3}$</TEX>이다. Aluminosilicatae는 K=6.6이고 유전손실이 작은 tan <TEX>${\delta}=1{\times}10^{-4}$</TEX>이다. Soda-lime 유리관은 유전상수가 큰 K=7.7이고, 유전 손실이 매우 큰 tan <TEX>${\delta}=1.37{\times}10^{-2}$</TEX>이다. 유전 상수 K가 크면 외부전극 자체의 캐패시터를 크게 하여 방전 효율이 증가한다. 그러나 유전 손실이 크면 외부전극 자체의 전력 소모로 인하여 효율 저하와 핀홀 발생의 원인이 된다. 높은 유전상수 및 낮은 유전손실의 Aluminosilicate 외부전극 형광램프는 종래의 Borosilicate 외부전극 형광램프에 비하여 휘도와 효율이 <TEX>$12{\sim}20%$</TEX> 증가하고, 핀홀에 매우 강하다. 유전상수와 유전손실이 큰 Soda-lime 외부전극 형광램프는 효율이 다소 낮고, 핀홀에도 매우 취약하다. 따라서 외부전극 형광램프는 유전상수 K가 크고 유전손실 tan <TEX>${\delta}$</TEX>가 작은 유리관이 최적이다. Influence of glass dielectric property (dielectric constant K, dielectric loss) on the external electrode fluorescent lamps of the dielectric barrier discharge has been investigated with 4-different glasses. Conventional borosilicate glass tubes with <TEX>$K=5.6{\sim}5.9$</TEX> and tan <TEX>${\delta}=5.0{\times}10^{-3}{\sim}6.0{\times}10^{-3}$</TEX> and aluminosilicate glass tubes with high K=6.6 and low tan <TEX>${\delta}=1{\times}10^{-4}$</TEX> and soda-lime glass tribes with K=7.7 and tan <TEX>${\delta}=1.37{\times}10^{-2}$</TEX> have been compared. The high value of dielectric constant K makes the capacitance of external electrode fluorescent lamps intensity and enhances the discharge efficiency. The dielectric loss of tan <TEX>${\delta}$</TEX> shows the factor of power consumption in the external electrode to induce heats and to be weak in pinhole stability. The aluminosilicate glass tubes of high K and low tan <TEX>${\delta}$</TEX> have been enhanced by <TEX>$14{\sim}18%$</TEX> in luminance and efficiency in comparison with the conventional borosilicate glass tubes and the aluminosilicate external electrode fluorescent lamps are strong against the pinhole formation. Soda-lime glass tubes with high K and high tan <TEX>${\delta}$</TEX> are a little favorable in luminance and efficiency and they are very weak in pinhole occurrence.