KR100541299B1

KR100541299B1 - 조명 장치

Info

Publication number: KR100541299B1
Application number: KR1020030093499A
Authority: KR
Inventors: 다께다유우지; 다까기마사미; 나까노히로끼; 구리따다까요시; 히라오도모마사
Original assignee: 하리손 도시바 라이팅구 가부시키가이샤
Priority date: 2002-12-20
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2006-01-10
Also published as: US20040125599A1; CN1276690C; CN1510488A; US6914391B2; JP2004200127A; TWI247949B; KR20040055663A; TW200413791A

Abstract

본 발명의 과제는 수은 봉입의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(EEFL)를 최적의 조건에서 점등 구동하는 것이다.

양단부 외주면에 전류 도체층이 전극(21, 26)으로서 배치되어 수은 및 희박 가스가 충전제로서 봉입된 관형 유리 램프 용기(10)로 이루어지는 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)의 양단부의 전극 사이에 고주파 전압을 고주파 전원(81, 82)으로 인가하여 램프를 방전 점등시키기 위해, 고주파, 정현파 전압을 플로팅 방식(양 고압 방식)으로 인가함으로써 구형파 전압을 인가하는 경우보다도 저주파수의 정현파 전압으로 효율적으로 방전 램프를 점등시킨다.

저압 방전 램프, 고주파 전원, 인버터 트랜스, 트랜지스터, 인덕터

Description

조명 장치{LIGHTING DEVICE}

도1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 조명 장치의 구성을 도시하는 블럭도.

도2는 상기 실시예에서 사용하는 고주파 전원을 이루는 인버터 회로의 회로도.

도3은 상기 제1 실시예의 조명 장치에 있어서, 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 점등 전압 파형과 램프 효율의 관계를 조사한 실험 결과를 나타내는 그래프.

도4는 상기 제1 실시예의 조명 장치에 있어서, 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프에 공급하는 정현파 전압의 주파수와 램프 전압의 관계를 조사한 실험 결과를 나타내는 그래프.

도5는 본 발명의 제2 실시예에 관한 조명 장치의 분해 사시도.

도6은 본 발명의 제3 실시예에 관한 조명 장치의 분해 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프

10 : 유리 램프 용기

21, 26 : 외부 전극

70 : 형광체층

81, 82 : 고주파 전원

86 : 인버터

90 : 인버터 회로

92 : 직류 전원 단자

97 : 인버터 트랜스

99, 910 : 트랜지스터

본 발명은, 고휘도 액정 표시 장치용 후방 라이트 등에 적합한 조명 장치에 관한 것이다.

고휘도 및 고효율이 요구되는 퍼스널 컴퓨터용 액정 모니터용 혹은 액정 텔레비전용 후방 라이트 광원으로서는 수은 봉입의 냉음극 저압 방전 램프가 일반적으로 이용되고 있다. 이 냉음극 저압 방전 램프는 관벽에 형광체층을 형성한 관형 유리 램프 용기에 방전 매체로서 수은 및 희박 가스를 봉입하고, 또한 램프 용기 내의 양단부에 냉음극을 설치한 것이다. 이와 같은 냉음극 저압 방전 램프의 점등방식은 정현파 전압 출력의 고주파 전원을 이용하여 고주파의 정현파 전압을 양 냉음극 사이에 인가하는 것이다.

그러나 액정 텔레비전용 후방 라이트 광원에는 450 ㏅/m 이상의 고휘도가 요구된다. 이 요구에 따르기 위해, 도광판의 바로 아래에 수십 개의 램프를 구비하 는 직하형 후방 라이트가 이용된다. 이 후방 라이트 장치용 램프로서 상술한 냉음극 저압 방전 램프를 이용한 경우, 고주파 전원인 인버터 1대에서 1개의 램프밖에 점등할 수 없다. 이로 인해, 램프 개수와 동일한 개수의 인버터가 필요해져 인버터의 비용이 높아진다.

이 문제를 해결하기 위해, 유리 램프 용기의 양단부 외주에 전류 도체층으로 이루어지는 외부 전극을 설치한 구조의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 구비한 저비용의 액정 텔레비전용 후방 라이트 광원이 개발되고 있다.

이 수은 봉입의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프는 관형 유리 램프 용기의 내벽에 형광체층을 형성하여 내부에 수은 및 희박 가스를 봉입하고, 유리 램프 용기의 양단부 외주에 전류 도체층으로 이루어지는 외부 전극을 설치한 구조를 구비하고 있다.

이와 같은 수은 봉입의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프는 주파수 50 ㎐의 정현파 전압이 출력 단자 사이에 발생하여 출력 단자의 일단부가 접지된 인버터에서 점등된다. 이 방전 램프는 1대의 인버터에서 동시에 복수개가 점등되므로, 후방 라이트 장치에 있어서의 인버터의 비용을 낮출 수 있다.

그러나, 이와 같은 수은 봉입의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 점등시에는 램프 전압이 2000 Vrms를 초과하므로, 인버터의 고전압측 출력 단자와 접속되어 있는 램프의 외부 전극으로부터 코로나 방전이 발생하고, 이 결과 오존이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

또한, 이와 같은 수은 봉입의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 수은을 포함하지 않는 크세논 봉입의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 점등용 고주파 전원과 마찬가지로 구형파 전압으로 점등한 경우, 정현파 전압에 의한 점등에 비해 효율이 나빠지는 문제점이 있었다.

한편, 최근, 액정 표시 장치에 대해서는 표시 패널에 있어서의 표시 화면의 면적을 극대로 하기 위해 표시 화면 주위의 표시 패널 모서리부의 면적을 좁게 하는, 이른바 협폭 프레임화가 요구되고 있다. 이와 같은 요구에 대응하는 후방 라이트 조명 장치용 방전 램프의 구조는 유리관 양단부의 전극 길이를 짧게 하여 방전 램프의 유효 길이를 길게 하는 것이 요구된다.

일반적으로, 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 외부 전극 길이를 짧게 하면 관 전류가 저하되어 휘도가 저하된다. 따라서, 외부 전극 길이를 짧게 해도 충분한 관 전류를 얻는 것이 필요하지만, 이로 인해 두 가지의 대책을 취할 수 있다. 그 하나는 관 전압을 상승시키는 것이고, 다른 하나는 인버터의 발진 주파수를 높게 하는 것이다. 이 대책 중 후자는 변환기의 제한에 의해 실현하기 곤란하다. 그로 인해, 종래에는 관 전압을 상승시키는 전자의 대책이 취해지고 있다.

그러나, 이 경우, 예를 들어 전극 길이를 10 ㎜로 짧게 한 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프에 있어서 4 ㎃의 관 전류를 얻기 위해서는, 전극 길이를 20 ㎜의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프에 있어서 4 ㎃의 관 전류를 얻는 데 필요한 전압의 1.7배 정도의 전압을 인가할 필요가 있다. 그 결과, 관 전압이 2000 Vrms를 초과하여, 전술한 바와 같이 코로나 방전에 의해 전극부로부터 오존이 발생 하는 문제점이 발생한다.

또한, 방전 램프의 한층 고휘도화에 대해서도 트랜스의 특성적인 제한으로부터 발진 주파수를 높게 할 수 없으므로 관 전압을 상승시킬 필요가 있지만, 이에 의해 오존 발생이 더 활발해진다.

이와 같이, 종래에 있어서는 후방 라이트 조명 장치를 고휘도화하기 위해 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 전극 길이를 길게 함으로써 관 전류를 증가시키는 것 이외에 대응할 수 없고, 그 경우 유효 발광 길이가 짧아져서 협폭 프레임화에 충분히 대응할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 기술적 과제에 비추어 이루어진 것으로, 수은 봉입의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 최적의 조건에서 점등 구동할 수 있는 조명 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 조명 장치는 양단부 외주면에 전류 도체층이 전극으로서 배치되어 수은 및 희박 가스가 충전제로서 봉입된 관형 유리 램프 용기의 양단부 외주면에 제1 및 제2 전극이 설치된 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프와, 이 방전 램프의 상기 제1 및 제2 전극 사이에 정현파 전압을 공급하는 동시에, 이 정현파 전압의 중성점이 접지된 고주파 전원으로 이루어지고, 이 고주파 전원은 주파수가 40 ㎑ 내지 100 ㎑의 범위인 고주파 정현파 전압을 출력하는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 조명 장치에 있어서는, 상기 고주파 전원에 복수개의 유전 체 배리어 방전형 저압 방전 램프가 병렬 접속되는 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 본 발명의 조명 장치에 있어서는, 상기 고주파 전원은 발진 주파수가 70 내지 100 ㎐인 플로팅 출력형의 정현파 출력 인버터이고, 또한 상기 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프는 관 전압이 2000 Vrms 이하에서 구동되는 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 조명 장치에 따르면, 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 2000 Vrms 이하의 인가 전압으로 점등할 수 있으므로, 전극부에 있어서 코로나 방전에 의한 오존 발생을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명의 조명 장치에 따르면, 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 정현파 고주파 전압에 의해 점등시킴으로써 구형파 교류 전압에 비교하여 저주파수에서 효율적으로 점등시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 조명 장치에 있어서는, 상기 정현파 전압 발생원의 출력 전압은 도전성 실리콘 고무제 전극을 거쳐서 상기 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프에 병렬로 공급되는 것을 특징으로 하는 것이다.

이러한 본 발명의 조명 장치에 따르면, 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 점등 장치의 급전 전극에 대한 접속이 용이하고, 조립이 용이하고, 또한 전극 부분에 발생하는 열을 분산시켜 국소적으로 고열이 되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 조명 장치의 구조를 도시하고 있다. 도1에 있어서, 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)는 관형 유리 램프 용기(10)의 관벽에 형광 체층(70)이 형성되고, 내부에 수은 및 희박 가스(60)가 봉입되어 있다. 유리 램프 용기(10)의 양단부 외주에는 도체층으로 이루어지는 외부 전극(21, 26)이 설치되어 있다. 이와 같은 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)의 보다 구체적인 구조는 이하와 같다.

<관형 유리 램프 용기>

재질 : 붕규산 유리.

치수 : 외경 2.6 ㎜, 내경 2.0 ㎜, 전체 길이 397 ㎜.

<외부 전극>

재료 : 알루미늄박 ＋ 도전성 실리콘 점착제층. 외부 전극 길이 : 17 ㎜.

<형광체층>

재질 : 삼파장 형광체. 두께 : 20 ㎛.

<충전제>

봉입 가스 : 네온과 아르곤의 혼합 가스(조성비 : 네온/아르곤 ＝ 90 몰％/10 몰％). 봉입압 : 8 kPa. 수은 : 봉입량 3 ㎎.

이 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)의 외부 전극(21, 26)에는 각각 서로 180도 위상이 다른 정현파 전압을 출력하는 고주파 전원(81, 82)이 접속되어 있다. 고주파 전원(81, 82)은 각각 일단부가 접지되고, 타단부에 위상이 서로 180도 다른 고전압이 출력되는 플로팅 출력형 전원이다.

이 고주파 전원(81, 82)으로서 바람직한 회로 구성을 도2에 나타내고 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 이용하는 전원은 이 회로에 한정되는 것은 아니고, 다른 형태의 전원도 이용할 수 있는 것은 물론이다. 고주파 전원(81, 82)은 1대의 공진 및 로이어형 인버터 회로(90)에 의해 구성된다. 이 인버터 회로(90)는 입력측의 1차 권취선(93), 출력측의 제1 및 제2 2차 권취선(94, 95) 및 입력측의 3차 권취선(96)을 갖는 인버터 트랜스(97)를 포함하고 있다. 이 인버터 트랜스(97)의 1차 권취선(93)에는 이 권취선의 인덕턴스 성분과 LC 공진 회로를 구성하는 공진용 콘덴서(98)가 접속되어 있다. 또한, 인버터 트랜스(97)의 1차 권취선(93)에는 에미터가 공통으로 접지된 한 쌍의 트랜지스터(99, 910)의 컬렉터가 각각 접속되어 있다. 한편, 인버터 트랜스(97)의 제1 및 제2 2차 권취선(94, 95)의 일단부는 공통으로 접지되고, 타단부는 각각 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)의 외부 전극(21, 26)에 접속되어 있다.

직류 전원 단자(92)에는 교류 전원을 정류하여 얻게 된 직류 전압이 공급된다. 이 직류 전원 단자(92)에는 인버터 회로(90)의 입력측 트랜지스터(99)의 베이스 전극이 직렬 저항(912)을 거쳐서 접속되어 있다. 또한, 직류 전원 단자(92)에는 인버터 트랜스(97)의 1차 권취선(93)의 중간 탭이 인덕터(913)를 직렬로 거쳐서 접속되어 있다. 인덕터(913)는 인버터 회로(90)로의 입력 전류를 정전류화하기 위한 초크 코일이다. 인버터 트랜스(97)의 제1 및 제2 2차 권취선(94, 95)은 1차 권취선(93)보다도 큰 권취선 비를 갖고, 1차측의 전압을 승압한다.

인버터 트랜스(97)의 제1 및 제2 2차 권취선(94, 95)은 권취 방향이 서로 반대로 되어 있고, 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)의 외부 전극(21, 26)에는 위상이 180도 어긋난 고주파 정현파 전압이 공급되도록 되어 있다. 따라서, 유 전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)는 위상이 180도 어긋난 고주파 전압에 의해 점등 구동된다.

인버터 트랜스(97)에 설치한 3차 권취선(96)의 일단부는 트랜지스터(99)의 베이스측에, 타단부는 트랜지스터(910)의 베이스측에 각각 접속되어 있다. 이에 의해, 3차 권취선(96)에 발생한 전압을 트랜지스터(99, 910)의 베이스로 귀환하고 있다.

이와 같이 구성된 인버터 회로(90)의 동작에 대해 설명한다. 직류 전원 단자(92)에 직류 전압이 공급되면, 인덕터(913)를 통해 인버터 트랜스(97)의 1차 권취선(93)에 전류가 흐른다. 이 직류 전압은 동시에 직류 전원 단자(92)로부터 저항(912)을 거쳐서 트랜지스터(99)의 베이스에 인가된다. 인버터 트랜스(97)의 1차측에는 1차 권취선(93)의 리액턴스, 3차 권취선(96)의 리액턴스 및 2차측으로부터 반환되는 리액턴스의 합성 리액턴스와 공진용 콘덴서(98)의 용량으로 공진 회로가 형성된다. 이 공진 회로 내에서 공진이 발생하면, 인버터 트랜스(97)의 3차 권취선(96)의 단자 사이에는 인버터 트랜스(97)의 1차 권취선(93)과 3차 권취선(96)의 권취수 비에 따른 전압이 유기된다. 그리고, 인버터 트랜스(97)의 3차 권취선(96)에는 1차 권취선(93)에 흐르는 전류와 동일 방향으로 전류가 흐르고, 이 전류는 한 쌍의 트랜지스터(99, 910)의 입력측에 정귀환되어 자여 발진이 행해진다. 이 때, 트랜지스터(99, 910)는 상기 공진 회로의 공진 주파수에서 교대로 도통되게 된다.

이 때의 발진 주파수는 상기 공진 회로의 공진 주파수와 동일하다. 그리고 이 공진 주파수는, 상술한 바와 같이 인버터 트랜스(97)의 1차 권취선(93)의 리액 턴스, 3차 권취선(96)의 리액턴스 및 2차측으로부터 반환되는 리액턴스의 합성 리액턴스와 공진용 콘덴서(98)의 용량으로 결정된다. 또한, 이 때의 인버터 회로(90)의 출력측에는 인버터 트랜스(97)의 1차 권취선(93)과 2차 권취선(94, 95)의 권취수 비만큼 승압된 고주파 전압이 발생한다.

이와 같은 구성의 인버터 회로(90)를 이용하여 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)의 양측 외부 전극(21, 26)에 대해 180도 위상이 다른 고주파, 정현파 전압을 인가하여 저압 방전 램프(1)를 플로팅 상태에서 점등시킬 수 있다.

다음에, 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)가 구형파 전압으로 점등되는 경우와 정현파 전압으로 점등되는 경우의 램프의 효율을 측정하였다. 여기서, 램프 효율은 다음 식

램프 효율[㏅/(mㆍW)] ＝ 램프의 휘도[㏅/m] ÷ 램프 소비 전력[W]

으로 구하였다. 램프 효율의 측정 결과는 도3에 나타낸 표 1과 같았다.

도3의 표 1에 나타낸 결과로부터 고주파, 구형파 전압으로 점등하는 경우에 비해 고주파, 정현파 전압으로 점등하는 경우의 쪽이 램프 효율이 높아지는 것이 확인되었다. 단, 점등 주파수가 200 ㎑, 램프 소비 전력이 4 W인 경우에는, 구형파 전압 점등시의 램프 효율과 정현파 전압 점등시의 램프 효율은 대략 같게 되었다. 이 이유는 다음과 같이 추측된다.

유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)에 구형파 전압을 인가하면 주기적인 인펄스 전류가 흐르고, 그 후 전류가 흐르지 않는 방전 휴지 기간이 존재한다. 또한, 크세논 봉입의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 경우에는 인펄스 전 류 직후의 방전 휴지 기간 중에도 애프터그로우의 발광이 있으므로, 구형파 전압 점등시에 고효율이 된다. 그러나, 본 발명의 실시예와 같이 수은 봉입형의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프에서는, 방전 휴지 기간 중에는 거의 발광하지 않으므로, 구형파 전압 점등시에는 정현파 전압 점등 시간보다도 램프 효율이 나빠진다.

구형파 전압 점등시에 있어서도 주파수를 높게 하면 방전 중지의 절대 시간이 짧아지므로 램프 효율이 정현파 전압 점등시에 가까운 값이 된다. 그러나, 구형파 전압 점등에서 램프 효율을 좋게 하기 위해 전압 주파수를 지나치게 높게 하면, 점등 장치의 설계가 곤란해진다. 그래서, 저주파라도 효율이 높은 정현파 전압 점등 쪽이 점등 전압 파형으로서 바람직하다.

다음에, 수은 봉입의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)의 관 전류를 일정하게 유지하면서 그 외부 전극(21, 26) 사이에 인가하는 정현파 전압의 주파수를 변화시킨 경우의 램프 전압의 변화를 측정하였다.

결과는 도4에 나타낸 바와 같이 되었다. 이 도4의 그래프로부터, 본 실시예의 수은을 봉입한 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)는 그 점등 주파수를 높게 함에 따라서 램프 전압이 저하되어, 냉음극 저압 방전 램프의 램프 전압에 가까이 가는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 의한 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)는 점등 주파수를 높게 하면 램프 전압이 낮아도 소요의 관 전류를 얻을 수 있으므로, 발광량을 유지하면서도 코로나 방전의 발생을 억제할 수 있고, 따라서 오존 발생을 방지할 수 있다.

그러나, 점등 주파수를 100 ㎑ 이상으로 하면, 상기 램프를 후방 라이트 조명 장치에 조립한 경우에, 주위의 부재에 전류가 누설되기 쉬워진다. 그로 인해, 점등 주파수는 100 ㎑ 이하로 할 필요가 있다.

또한 도4의 실험 결과에 의해, 램프 전류가 3 ㎃인 경우에는 점등 주파수를 40 ㎑ 이상으로 하면 램프 전압이 2000 Vrms 이하가 되는 것을 알 수 있었다. 램프 전압이 2000 Vrms 이하가 되면, 전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 있어서와 같이 플로팅 출력형의 인버터의 경우, 외부 전극(21, 26)과 접지 전위의 전위차를 1000 Vrms 이하로 할 수 있으므로, 코로나 방전의 발생을 억제 할 수 있어 오존 발생을 방지할 수 있다.

한편, 점등 주파수를 30 ㎑ 이하로 하면 수은 봉입형의 냉음극 저압 방전 램프의 경우와 마찬가지로 수은 고갈 현상이 발생하는 경우가 있으므로, 점등 주파수는 40 ㎑ 이상이 바람직하다. 즉, 점등 주파수를 30 ㎑ 이하로 하면, 고주파 전원인 인버터 회로(90)의 발진이 불안정해져 정현파의 정부의 파형에 왜곡이 생겨 비대칭이 된다. 이로 인해, 방전관 내의 전극 사이에 있어서의 수은 이온의 이동량이 정부의 기간에서 달라져, 이동량이 적은 전극측에 수은 고갈 현상이 발생한다.

이상의 3점을 가미하여 고주파의 악영향을 주위에 미치지 않고, 오존 발생을 방지하여 램프의 장기 수명화가 도모되는 조명 장치로서는 점등 장치인 고주파 전원(81, 82)의 점등 주파수를 40 ㎑ 내지 100 ㎑로 설정하는 것이 바람직하다.

다음에, 도5는 본 발명의 제2 실시예인 조명 장치의 구성을 도시하는 분해 사시도이다. 이 조명 장치는 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프(1)를 동시 점등시켜 액정 패널을 배면으로부터 조명하는 후방 라이트 조명 장치이고, 즉 이 장치는 병설된 12개의 유전 배리어 방전형 저압 방전 램프(이하 EEFL이라 함)(1), 이들 EEFL(1)의 각 단부를 누르는 측판(101), EEFL(1) 각각의 외부 전극을 병렬로 접속하는 한 쌍의 중계 기판(102)을 포함하고 있다. 또한, 이 장치는 고주파 전원인 인버터(86), 인버터(86)로부터 양측의 중계 기판(102)으로 고주파 전압을 급전하는 하네스(103), 양측의 측판(101)과 중계 기판(102)을 소정 위치에 고정하는 하부 프레임(104), 복수개의 EEFL(1)의 빛을 소정 방향으로 반사시키는 반사판(105), 복수개의 EEFL(1)로부터의 빛을 균일하게 확산시키는 확산판(106) 및 확산 시트(107, 108) 및 상부 프레임(109)을 포함하고 있다. 그리고 이들 부품이 도시한 바와 같이 배치되어 일체로 조립되어 있다. 그리고, 각 EEFL(1)의 양단부에 설치된 외부 전극(21, 26)에는 도체 스프링(110)이 피착되어 있다. 이들 도체 스프링(110)은 측판(101)에 의해 중계 기판(102)으로 압접되어 있다. 이 결과, 각 EEFL(1)의 전극 부분인 정전 용량을 대략 동일하게 할 수 있다.

인버터(86)는 도2에 도시한 회로 구성을 갖고 있고, 양측의 중계 기판(102)에 플로팅 방식에 의해 고주파의 정현파 전압을 인가한다. 이 인가 전압은 각 EEFL(1)의 관 전압이 2000 Vrms 이하인 전압치이고, 필요 충분한 관 전류를 흐르게 할 수 있고, 이에 의해 필요 충분한 휘도 특성을 얻을 수 있다.

예를 들어, 화면 사이즈가 18 인치인 후방 라이트 조명 장치의 경우, 양단부 전극 길이가 모두 10 ㎜인 EEFL에 대해 관 전류 5 ㎃가 필요하다. 이와 같은 설계치를 달성하기 위해서는, 정현파 출력 인버터(86)를 후방 라이트 구조 및 EEFL(1) 의 전극 길이에 의해 생기는 리액턴스분을 고려하여 정현파 출력 인버터(86)의 발진 주파수를 85 ㎑, 관 전압 2000 Vrms에서 램프를 점등 구동시킴으로써 관 전류 5 ㎃를 실현한다.

본 실시예의 후방 라이트 조명 장치의 설계에서는 목표 반면 휘도에 대해 필요 충분한 관 전류치를 설정한다. 그리고 이 설정치에 맞추어 후방 라이트 구조, 인버터, 방전 램프의 전극 길이를 구동 주파수가 40 내지 100 ㎑, 바람직하게는 70 내지 100 ㎑의 범위 내가 되도록 선택, 결정한다. 이 때, 관 전압이 2000 Vrms를 초과하지 않는 범위가 되도록 구동 주파수를 조정하는 동시에, 관 전류의 증감도 구동 주파수의 조정에 의해 행한다.

또한, 본 실시 형태의 조명 장치에 채용하는 정현파 출력 인버터(86)는 트랜스기의 1차측과 2차측의 결합도를 성기게 하여 누설 인덕턴스를 증가시키고, 1차측으로 귀환되는 후방 라이트 유닛을 포함하는 2차측의 리액턴스분을 감소시킴으로써, 통상의 트랜스보다도 고주파에서 동작시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같은 본 실시예의 조명 장치에 따르면, 정현파 출력 인버터(86)를 이용하여 플로팅 방식에 의한 2000 Vrms 이하의 관 전압에서 복수개의 EEFL(1) 각각을 점등 구동할 수 있다. 이 결과, 오존 발생을 억제하여 목표의 관 전류, 따라서 소요의 휘도를 얻을 수 있다.

또한, 정현파 인버터(86)의 발진 주파수가 70 내지 100 ㎐의 범위가 특히 바람직한 것은 이 범위에서 EEFL의 구동 효율 상승이 특히 크기 때문이다.

다음에, 도6을 이용하여 본 발명의 제3 실시인 후방 라이트 조명 장치에 대 해 설명한다.

본 실시예에 있어서는, 도5에 도시한 조명 장치에 대해 전원 공급용 전극부를 변경하고, 또한 도5의 후방 라이트 유닛의 측판(101), 중계 기판(102) 대신에 도전성 실리콘 고무제 전극(111)과 이를 보유 지지하는 측판(112)을 이용한 것을 특징으로 한다.

즉, 이 병설된 복수개의 유전 배리어 방전형 저압 방전 램프(EEFL, 1), 도전성 실리콘 고무제 전극(111), 이를 보유 지지하여 보강하는 측판(112), 고주파의 정현파 전압을 출력하는 인버터(86)를 포함하고 있다. 또한 이 후방 라이트 조명 장치는 병설된 복수개의 유전 배리어 방전형 저압 방전 램프(EEFL, 1)의 양단부측에 배치된 한 쌍의 도전성 실리콘 고무제 전극(111), 이들에 인버터(86)로부터 고주파 전압을 급전하는 하네스(103), 양측의 측판(112)을 소정 위치에 고정하는 하부 프레임(104), 복수개의 EEFL(1)로부터의 방사광을 소정 방향(도6에 있어서 상방)에 반사시키는 반사판(105), EEFL(1)로부터의 방사광을 균일하게 확산시키는 확산판(106), 마찬가지로 EEFL(1)로부터의 방사광을 균일하게 확산시키는 확산 시트(107, 108)를 포함하고 있다. 그리고 적층된 이들 각 부품의 상부에 상부 프레임(109)을 배치하여 전체를 일체로 조립한 것이다.

도전성 실리콘 고무제 전극(111)은 실리콘 고무에 적당한 비율로 카본 입자를 혼합하여 성형함으로써 얻을 수 있고, 유연한 고무 탄성을 갖는다. 이 도전성 실리콘 고무제 전극(111)에는 길이 방향에 일정한 간격을 두고 복수의 램프 삽입 구멍이 뚫려 있다. 이들 램프 삽입 구멍의 각각에 각 EEFL(1)의 단부에 설치된 외 부 전극(21, 26)이 압입되어 있다. 이 결과, 외부 전극(21, 26)이 도전성 실리콘 고무제 전극(111)에 전기적으로 접촉하는 동시에 기계적으로 보유 지지된다.

이 구조에 의해, 도전성 실리콘 고무제 전극(111)에 의해 복수개의 EEFL(1)을 병렬로 접속하고, 도5의 조명 장치와 같은 원리로 점등 구동시킨다. 인버터(86)는 도2에 도시한 바와 같은 플로팅 방식으로 되어 있다.

본 실시예에서는 급전 전극으로서 도전성 실리콘 고무제 전극(111)을 이용함으로써 복수개의 EEFL(1)의 위치 결정 및 조립을 용이하게 하는 동시에, 전극부로부터 발생하는 열을 도전성 실리콘 고무제 전극(111)의 길이 방향에 있어서 균일하게 분산킬 수 있다. 이 결과, 전극부의 전류 집중에 의해 EEFL(1)의 외부 전극(21, 26)의 내측 유리에 구멍이 뚫리는 현상을 억제할 수 있다.

이상과 같이 본 발명에 따르면, 수은 봉입의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 최적의 조건에서 점등 구동할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 1대의 점등 장치에서 복수개의 병렬 접속된 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 고주파, 정현파 전압 전원에 의해 효율적으로 점등 구동할 수 있다.

본 발명에 따르면, 방전 램프에 고주파 전압을 인가하는 점등 장치를 구비하여 수은 봉입의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 최적의 조건에서 점등 구동할 수 있는 조명 장치를 제공할 수 있다.

Claims

양단부 외주면에 전류 도체층이 전극으로서 배치되어 수은 및 희박 가스가 충전제로서 봉입된 관형 유리 램프 용기로 이루어지는 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프와, 상기 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 양단부의 전극 사이에 고주파 전압을 인가하는 점등 장치를 구비하고, 이 점등 장치는 고주파 출력 전압의 중성점이 접지되는 동시에, 그 출력 주파수가 40 ㎑ 내지 100 ㎑의 범위인 플로팅 출력형 고주파 전원을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항에 있어서, 상기 점등 장치는 병렬 접속된 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 점등하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제2항에 있어서, 상기 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프는 수은 및 희박 가스를 방전 매체로서 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제3항에 있어서, 상기 점등 장치는 상기 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 관 전압 2000 Vrms 이하에서 구동하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제4항에 있어서, 상기 고주파 전원은 입력측에 설치된 1차 권취선, 출력측에 설치되어 일단부가 공통으로 접지된 제1, 제2 2차 권취선 및 입력측에 설치된 3차 권취선을 갖는 인버터 트랜스와, 이 인버터 트랜스의 상기 1차 권취선에 설치되어 이 1차 권취선의 인덕턴스 성분과 LC 공진 회로를 구성하는 공진용 콘덴서와, 이 공진용 콘덴서가 접속된 상기 인버터 트랜스의 1차 권취선(93)에 접속된 에미터가 공통으로 접지된 한 쌍의 트랜지스터를 구비하고, 상기 인버터 트랜스의 제1, 제2 2차 권취선의 타단부는 상기 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 외부 전극에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제5항에 있어서, 상기 고주파 전원의 발진 주파수는 상기 인버터 트랜스의 1차 권취선의 리액턴스, 상기 3차 권취선의 리액턴스 및 상기 2차 권취선측으로부터 반환되는 리액턴스의 합성 리액턴스와 상기 공진용 콘덴서의 용량으로 결정되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제6항에 있어서, 상기 고주파 전원의 발진 주파수는, 또한 상기 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 외부 전극에 의해 생기는 리액턴스분에 의해서 결정되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제7항에 있어서, 상기 고주파 전원의 발진 주파수는 상기 인버터 트랜스의 누설 인덕턴스를 증가시킴으로써, 상기 인버터 트랜스의 2차측으로부터 1차측으로 귀환되는 리액턴스분을 감소시킴으로써 고주파 동작시키는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제5항에 있어서, 상기 점등 장치는 상기 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 각 단부를 병렬 접속하여 상기 점등 장치로부터의 고주파 전압을 인가하기 위한 급전 전극으로서 도전성 실리콘 고무제 전극을 구비한 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제1항에 있어서, 상기 점등 장치에 포함되는 고주파 전원의 주파수는 바람직하게는 70 내지 100 ㎐의 범위인 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제10항에 있어서, 상기 점등 장치는 병렬 접속된 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 점등하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제11항에 있어서, 상기 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프는 수은 및 희박 가스를 방전 매체로서 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제12항에 있어서, 상기 점등 장치는 상기 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프를 관 전압 2000 Vrms 이하에서 구동하는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제13항에 있어서, 상기 고주파 전원은 입력측에 설치되어 1차 권취선, 출력측에 설치되어 일단부가 공통으로 접지된 제1, 제2 2차 권취선 및 입력측에 설치된 3차 권취선을 갖는 인버터 트랜스와, 이 인버터 트랜스의 상기 1차 권취선에 설치되어 이 1차 권취선의 인덕턴스 성분과 LC 공진 회로를 구성하는 공진용 콘덴서와, 이 공진용 콘덴서가 접속된 상기 인버터 트랜스의 1차 권취선(93)에 접속된 에미터가 공통으로 접지된 한 쌍의 트랜지스터를 구비하고, 상기 인버터 트랜스의 제1, 제2 2차 권취선의 타단부는 상기 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 외부 전극에 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제14항에 있어서, 상기 고주파 전원의 발진 주파수는 상기 인버터 트랜스의 1차 권취선의 리액턴스, 상기 3차 권취선의 리액턴스 및 상기 2차 권취선측으로부터 반환되는 리액턴스의 합성 리액턴스와 상기 공진용 콘덴서의 용량으로 결정되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제15항에 있어서, 상기 고주파 전원의 발진 주파수는, 또한 상기 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 외부 전극에 의해 생기는 리액턴스분에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제16항에 있어서, 상기 고주파 전원의 발진 주파수는 상기 인버터 트랜스의 누설 인덕턴스를 증가시킴으로써, 상기 인버터 트랜스의 2차측으로부터 1차측으로 귀환되는 리액턴스분을 감소시킴으로써 고주파 동작시키는 것을 특징으로 하는 조명 장치.
제14항에 있어서, 상기 점등 장치는 상기 복수개의 유전체 배리어 방전형 저압 방전 램프의 각 단부를 병렬 접속하여 상기 점등 장치로부터의 고주파 전압을 인가하기 위한 급전 전극으로서, 도전성 실리콘 고무제 전극을 구비한 것을 특징으로 하는 조명 장치.