KR910004741B1 - 방전램프 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

방전램프

제 1 도 내지 제 4 도는 본 발명의 한 실시예를 나타낸 것으로서,

제 1 도는 램프 전체의 구성을 나타낸 단면도.

제 2 도는 제 1 도중 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도.

제 3 도는 외관을 나타낸 사시도.

제 4 도는 특성도.

제 5 도는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 특성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 벌브 2 : 형광체피막

3 : 내부전극 5 : 외부전극

6 : 차광피막 7 : 슬릿부

8 : 고주파 인버어터 9 : 전원

본 발명은 벌브 내부에 설치한 내부전극과 바깥면에 축방향을 따라 피형상으로 형성된 외부전극 사이에 전압을 인가하여 벌브 내부에서 방전을 발생시키도록 한 방전램프에 관한 것이다.

희(希)가스 방전등에 있어서 본 출원인은 일본 특원소 61-166020호에 나타낸 바와 같이 한쪽 극성이 되는 전극을 내부에 설치하는 동시에 다른쪽 극성이 되는 전극을 벌브 바깥면에 피형상으로 밀착 형성하여 이들 외부전극과 내부전극에 고주파 전력을 인가하므로서 벌브 내부에서 글로우 방전을 발생시키게 한 램프를 제안하고 있다.

이와 같은 램프는 외부전극이 시동보조전극이 되므로 시동성이 향상되어 시동전압을 낮출 수 있는 잇점이 있으며 또한 외부전극은 벌브에 봉하여 막을 필요가 없으므로 구조가 간소화 되며 특히 관지름이 가는 벌브등에서는 봉하여 설치하는 수고가 줄어든다는 잇점도 있다.

그러나 이와 같은 종래의 형광체피막은 벌브 내면에 전체적으로 균등한 막의 두께가 되도록 형성되어 있었다.

형광체피막의 두께가 균일하면 관의 축방향을 따른 휘도 분포가 불균일해질 경우가 있다.

그 원인은 정확하진 않지만 다음과 같은 사항도 한 원인이라고 추측된다.

즉 점등중에는 외부전극과 내부전극 사이에서 방전이 이루어 진다.

관의 축방향을 따라 피형상으로 형성된 외부전극은 내부전극에 대하여 가까운 곳과 먼 곳이 존재하며 거리가 먼 곳에서는 방전밀도가 낮아지며 이로 인해 형광체가 여기되는 비율이 적어져서 휘도가 낮아진다.

또한 외부전극과 내부전극의 거리가 가까운 곳은 전류밀도는 높지만 전자가 가속되기에 충분한 거리가 아니므로 형광체의 여기 능력이 적어져서 이 부분에서도 휘도가 낮아진다.

따라서 벌브 중앙부에서는 휘도가 높아지는데 양단부에서는 상대적으로 휘도가 낮아지는 현상이 발생하는 경우가 있다.

본 발명은 벌브 표면의 휘도가 전체적으로 대략 균등해지도록 한 방전램프를 제공하고자 하는 것이다.

본 발명에 있어서, 벌브 내면에 형성한 형광체피막은 벌브표면의 휘도가 전체적으로 대략 균등해지도록 관의 축방향 위치에서 막의 두께를 다르게 한 것을 특징으로 한다.

통상 형광체피막은 투과율이 25-40%가 되는 영역에서 휘도가 최대라는 것은 알려져 있으며 투과율이 25% 미만이거나 40%를 초과하면 휘도가 저하된다.

그리고 형광체피막의 투과율은 막의 두께에 의존하므로 형광체피막의 두께를 크게하면 투과율이 25-40%범위에서는 여기가 촉진되어 발광량이 늘어나고 투과율이 25% 미만이 되면 반대로 광흡수량이 늘어나 발광량이 줄어드는 경우가 있으므로 형광치 피막의 두께를 관의 축방향을 따라 다르게 하여 휘도분포를 벌브의 축방향을 따라 대략 균등하게 할 수 있다.

이하 본 발명에 대하여 제 1 도 내지 제 4 도에 나타낸 아파츄어(aperture)형 희가스 방전등에 적용 한 실시예에 의거하여 설명하면 다음과 같다.

"1"은 가늘고 긴 막대형상의 벌브로 석영 또는 경질 혹은 연질 글라스로 형성되어 있다.

이 벌브(1) 내면에는 형광체피막(2)이 형성되어 있으며 또한 벌브(1) 안에는 크세논을 주체로하며 기타 크립톤, 알곤, 네온, 헬륨중 적어도 한가지로 이루어진 희가스가 50Torr 이상 봉입되어 있다.

벌브(1)안에는 한쪽 끝에 위치하여 한쪽 극성이 되는 내부전극(3)이 설치되어 있다.

이 내부전극(3)은 예를들면 니켈로 이루어지며 리이드선(4)에 접속되어 있다.

이 리이드선(4)은 벌브(1)의 단부벽을 밀봉 상태로 관통하고 있다.

그리고 벌브(1)의 측부 바깥면에는 다른쪽 극성이 되는 외부전극(5)이 밀착되어 설치되어 있다.

외부전극(5)은 벌브(1)의 양끝 사이의 전길이에 형성되어 있으며 축방향을 따라 거의 균일한 폭의 피형상을 이루고 있다.

또한 외부전극(5)은 도전성 도포막으로 되어 있으며 예를들면 동과 카아본을 페이스트 상태로 도포하여 이것을 소성하여 형성되어 있다.

또한 벌브(1)의 바깥면에는 차광피막(6)이 형성되어 있다.

차광피막(6)은 피형상의 외부전극(5)과 반대쪽에 빛을 투과시키는 개구부 즉 슬릿부(7)를 남기고 벌브(1) 전체에 형성되어 있으며, 외부전극(5)의 바깥면도 덮고 있다.

또한 본 실시예의 슬릿부(7)는 전길이에 걸쳐 거의 균일한 개구폭으로 형성되어 있다.

내부전극(3)과 외부전극(5)은 제 1 도에 나타낸 바와 같이 고주파 전력발생장치로서의 고주파 인버어터(8)에 급전선(10)을 통하여 접속되어 있으며 이 고주파 인버어터(8)는 직류전원(9)에 접속되어 있다.

이와 같은 구성의 희가스 방전등에 있어서는 고주파 인버어터(8)를 통하여 내부전극(3)과 외부전극(5) 사이에 고주파 전력을 인가하면 벌브(1) 내부에서 램프 전류 20mA 이하인 글로우 방전이 발생한다.

이 글로우 방전으로 벌브(1)안의 희가스 공명선이 벌브(1) 내면에 형성한 형광체피막(2)을 여기하여 가시광선을 발한다.

이 가시광선은 벌브(1) 외부로 방사된다.

이 경우 벌브(1)의 바깥면에는 차광피막(6)을 형성하고 이 차광피막(6)에 슬릿부(7)를 형성하고 있으므로 형광체피막(2)에서 발한 빛은 슬릿부(7)를 통과하여 외부로 방출된다.

따라서 이것은 슬릿부(7)를 통해서만 빛이 방출되어 빛의 방출방향에 지향성이 있으므로 슬릿부(7)의 방향만을 조사하게 된다.

그리고 이와 같은 실시예에 있어서는 벌브(1) 내면에 형성된 형광체피막(2)의 두께를 관의 축방향을 따라 변화시키고 있다.

즉, 예를들면 바깥지름 2.5mm, 벌브길이 70mm인 벌브안에 크세논 가스를 50-100Torr 봉입시킨 아파츄어형 램프인 경우, 형광체피막(2)의 두께를 전체적으로 균등하게 형성시킨 경우는 50KHz의 고주파로 점등시키면 제 4 도에 특성 a로 나타낸 바와 같은 휘도 분포가 발생하여 내부전극(3)으로부터 벌브 전길이의 약 2/3부분에서 휘도가 높으며 각각의 양단부에 가까워질수록 휘도가 낮아진다.

이에 대하여 본 실시예에서는 벌브의 양단부에 가까워질수록 형광체피막의 두께를 투과율이 25-40%가 되도록 설정하는 동시에 내부전극(3)에서 벌브 전길이의 대략 2/3부분의 형광체피막의 두께를 작게하여 투과율이 40%를 넘도록 설정하고 있다.

이 피막의 변화 비율을 제 4 도에 T로 나타내고 있다.

이와 같이 하면 벌브 전체의 휘도분포는 제 4 도 b에 나타낸 바와 같이 양단부의 휘도가 향상되는 동시에 벌브 전길이의 대략 2/3 부분에서 휘도가 억제되므로서 상대 휘도분포는 균등화된다.

즉 점등중에는 외부전극(5)과 내부전극(3) 사이에서 방전이 이루어지는데 외부전극(5)과 내부전극(3)의 거리가 먼 곳에서는 전류 밀도가 낮아져도 형광체피막의 두께가 투과율이 25-40%가 되도록 설정되어 있으므로 휘도가 증가한다.

또한 외부전극(5)과 내부전극(3)의 거리가 가까운 곳에서도 전자가 가속되는데 충분한 거리가 아니여도 형광체피막의 두께를 투과율이 25-40%가 되도록 설정되어 있으므로 휘도가 증가한다.

그리고 벌브 전길이의 대략 2/3부분에서는 투과율이 40%를 넘도록 형광체피막의 두께를 작게 했으므로 휘도는 저하 한다.

그 결과 벌브 양단부의 휘도가 상대적으로 증가되어 대략 2/3부분에서 휘도가 감소되게 되어 벌브(1)의 휘도분포는 전체적으로 균등하게 수정되게 된다.

또한 본 실시예의 희가스 방전등은 크세논을 주체로하는 희가스의 양광주가 발하는 자외선으로 형광체를 여기하여 가시광을 방출하는 것이므로 수은을 사용하지 않는다.

그러므로 수은의 온도 의존성 즉 벌브의 온도로 수은 증기압이 좌우되어 램프 효율에 영향을 미치지 않는다는 잇점도 있다.

또한 본 발명은 전술한 실시예에 제약되지 않는다.

즉, 전술한 실시예에서는 벌브 전길이의 대략 2/3부분의 투과율이 40%를 넘도록 형광체피막의 두께를 작게 했는데 이와 같이 벌브 중앙부의 막의 두께를 얇게 하고 양단부의 막의 두께를 두껍게 하기 위해서는 벌브의 양끝에서 형광체 용액을 번갈아 흘러보내서 도포할 수 있다.

그러나 벌브 전길이의 대략 2/3부분의 휘도를 낮추는데 이 부분의 투과율이 25% 미만이 되도록 형광체피막의 두께를 반대로 두껍게 하여 광흡수량을 많게 하므로서 휘도를 저하시켜도 된다.

또한 형광체 용액을 벌브 내면에 도포시킬 경우에는 벌브를 세운 상태로 유지시켜 한쪽끝에서 다른쪽끝으로 용액을 흘려 보낸다.

이때 용액의 점성과 건조속도에 의해 일반적으로는 위쪽부분보다는 아래쪽부분의 벌브 내면의 막의 두께가 두꺼워지게 된다.

상기 막의 두께는 건조속도에 따라 다른데 건조속도가 빠르면 두께의 차이가 작아지게 되고, 건조속도가 늦으면 늦을수록 두께의 차이가 커지게 된다.

이때 한쪽끝의 막의 두께의 투과율이 25-40%이면 다른쪽끝은 투과율이 40%를 넘게 도포 건조시키고, 그리고 한쪽끝의 막의 두께의 투과율이 25% 미만이면 다른쪽끝은 투과율이 25-40%가 되도록 도포 건조시킨다.

이와 같은 벌브(1)를 이용할 때 여기 에너지가 약한 부분에 투과율이 25-40%인 부분을 대응시키고 여기 에너지가 강한 부분에 투과율이 40%를 넘거나 또는 25%미만이 되는 부분을 대응시키도록 벌브의 사용방향을 적절하게 설정하면 된다.

또한 벌브(1) 내면에 형성된 형광체피막(2)의 두께를 관의 축방향을 따라 변화시키는 동시에 제 5 도에 다른 실시예로 나타낸 바와 같이 슬릿(7)의 개구폭을 벌브(1) 중앙부에 비해 단부쪽을 넓게 하는 등의 방법을 동시에 채용해도 된다.

이와 같은 경우는 제 5 도의 특성 c로 나타낸 바와 같이 휘도 분포는 한층 균등해지는 잇점이 있다.

또한 내부전극은 벌브의 양단부에 서로 동극성이 되는 전극을 봉하여 설치해도 된다.

본 발명은 아파추어형 희가스 방전등에 한하지 않고 차광피막(6)이 없는 방전등 이어도 된다.

또한 벌브(1)안에 봉입시키는 물질로서는 크세논, 크립톤, 알곤, 네온, 헬륨중 적어도 한 종류로 된 희가스에 첨가하여 수은을 봉입시키고, 수은과 크세논이 발하는 자외선으로 형광체를 여기하도록 해도 되고, 또한 수은만이 발하는 자외선으로 형광체를 여기(형광램프 타입) 하게 해도 된다.

그리고 외부전극(5)은 동과 카아본으로 형성하는데 한하지 않고 금속박이나 투광성 도전막 이어도 된다.

또한 축방향의 휘도분포를 균등화시킬 경우 휘도가 높은쪽으로 균등화시키는 경우와, 휘도가 낮은쪽으로 균등화시키는 경우 또는 이들 중간부의 휘도로 균등화시키는 경우 등 다양한 방법이 있다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 벌브 내면에 형성시키는 형광체피막의 두께를 관의 축방향위치에서 변화시키므로서 발광량을 늘리거나 줄여서 전체의 휘도분포를 거의 균등하게 할 수 있다.

Claims (3)

1. 내면에 형광체피막을 형성한 관형 벌브(1)와, 이 관형 벌브 내부에 봉입된 형광체피막을 여기하는 자외선 발광물질과, 관형 벌브의 내부에 설치된 내부전극(3)과, 관형벌브의 바깥면에 관의 축방향을 따라 피형상으로 밀착하여 설치된 외부전극(5)과, 이들 내부전극과 외부전극 사이에 전압을 인가하여 벌브 내부에서 방전을 발생시키는 방전램프에 있어서, 벌브내면에 형성한 형광체피막은 벌브 표면에 휘도가 전체적으로 균일화 되도록 관의 축방향 위치에서 자외선의 여기가 약한 부분에서 형광체피막의 투과율이 25-40%가 되며, 여기가 강한 부분에서는 형광체피막의 투과율이 25%미만이나 40%를 초과하도록 막의 두께를 변화시키는 것을 특징으로 하는 방전램프.
2. 제 1 항에 있어서, 형광체피막의 두께는 관형 벌브의 한쪽끝에서 다른쪽끝을 향하여 점진적으로 증가 또는 점진적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 방전램프.
3. 제 2 항에 있어서, 외부전극(5)과 급전선(10)의 접속부가 설치된 관형 벌브의 한쪽끝에는 내부전극이 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 방전램프.

Images