KR100745958B1

KR100745958B1 - 외부 전극 방전 램프

Info

Publication number: KR100745958B1
Application number: KR1020037002776A
Authority: KR
Inventors: 다께다유우지; 다까기마사미
Original assignee: 하리손 도시바 라이팅구 가부시키가이샤
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2002-06-25
Publication date: 2007-08-02
Also published as: EP1408533A4; KR20040014945A; JP2003017005A; CN1465090A; US20040178731A1; TW554368B; EP1408533A1; WO2003003408A1

Abstract

관형 유리 용기(20) 단부의 외면에 유전체 배리어 방전형 전극(30, 40)을 가지는 외부 전극 방전 램프(11)에 있어서, 적어도 전극 배치 부분의 관형 유리 용기의 내벽면을 상기 용기(20)의 내부 공간에 대하여 노출하지 않도록 금속 산화물층과 같은 보호층(70, 90)에 의해 피복했다. 이로써 관형 유리 용기의 특정 부위에 구멍이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 장수명화가 도모되는 외부 전극 방전 램프를 제공하는 것을 과제로 한다.

관형 유리 램프 용기, 금속도체, 방전 매체, 금속 산화물층, 보호층

Description

외부 전극 방전 램프 {Outside Electrode Discharge Lamp}

본 발명은, 유전체 배리어 방전형 전극을 갖는 저압 방전 램프에 관한 것으로, 특히 내부에 방전 매체를 봉입한 관형 유리 용기의 양단부 외주부에 전극이 설치된 외부 전극 방전 램프에 관한 것이다.

종래, 유전체 배리어 방전형 전극을 갖는 저압 방전 램프로서, 일본 실용신안 공개 소61-126559호 공보에 기재된 것이 알려져 있다. 도1은 종래 저압 방전 램프를 도시하는 단면도이며, 도2는 제1도의 A-A선에 따른 단면도이다. 저압 방전 램프(10)는 도1에 도시된 바와 같이, 관형 유리 램프 용기(1)의 내부에 희 가스 또는 수은과 희 가스를 주성분으로 하는 이온화 가능한 방전 매체(4)가 기밀하게 밀봉되어 있다. 이 관형 유리 램프 용기(1)의 양단부의 외주면에는 전극(2, 3)이 설치되어 있다. 전극(2, 3)의 부착 구조는 도2에 도시된 바와 같이, 스프링 탄성을 갖는 C형상의 금속도체(2A, 3A)를 관형 유리 램프 용기(1)의 양단부 외주에 끼워 넣은 것이다. 이와 같이 전극(2, 3)이 관형 유리 램프 용기(1)의 양단부의 외주면에 설치되어 있는 방전 램프는 외부 전극 방전 램프라고 불리우고 있다. 이와 같은 외부 전극(2, 3)으로서는, 또 알루미늄 테이프와 같은 금속도체 박을 이용하고, 예를 들어 아크릴계 점착제를 거쳐서 유리 용기의 외주면에 권취 부착하여 접착하고, 전극과 유리 용기를 밀착시키는 구조도 알려져 있다.

일반적으로, 외부 전극 방전 램프는 도3에 도시하는 등가 회로와 같이 콘덴서로 간주할 수 있다. 그리고 콘덴서의 경우, 그 용량 C는 다음 식과 같이 표현된다.

C = εS/d

다만, ε는 유리 용기(1)의 유전률, S는 외부 전극(2, 3)의 실효 면적, d는 유리 용기(1)의 두께이다.

이 식에서, 유리 용기(1)의 사양이 일정하면 용량 C는 외부 전극의 면적 S에 대략 비례한다.

또한, 종래 관형 유리 램프 용기(1)의 내벽면에 형광체 층이 형성된 저압 방전 램프도 알려져 있다. 이 저압 방전 램프는 형광 램프로서 사용되는 것이다. 도1에 도시한 종래 저압 방전 램프(10)에서는 전극(2, 3) 사이에 고주파 전압을 공급하면 전극(2, 3) 내측의 유리 부분이 유전체로서 동작함으로써 관형 램프 용기(1) 내에 전력이 공급된다. 이로써, 방전 매체(4)가 이온화되어 발광한다. 또, 형광 램프로서 사용되는 저압 방전 램프(10)에서는 방전 매체(4)에서 발광한 빛이 관형 유리 램프 용기(1)의 내주면에 형성되어 있는 형광체층에 조사(照射)되어 형광을 발광한다.

이와 같은 외부 전극형의 저압 방전 램프는, 램프의 전류-전압 특성이 정특성을 가지기 때문에 1개의 점등 장치에 대하여 복수의 램프를 병렬 접속하여 점등시킬 수 있고, 점등 장치의 설계가 용이해지는 특징이 있다.

또한, 전극(2, 3)의 부착 구조로서 스프링 탄성을 갖는 C형상의 금속도체(2A, 3A)를 그 스프링 탄성을 이용하여 끼워 넣으므로, 전극의 부착이 용이한 특징이 있다.

그러나, 종래의 외부 전극 방전 램프에서는 다음과 같은 문제점이 있었다. 그 하나는, 외부 전극 방전 램프의 점등 중에 유리제의 관형 용기(1)에, 예를 들어 직경이 0.1 ㎜ 정도의 구멍이 형성되고, 점등 불능에 빠져버리는 일이 있는 점이다. 그리고 이 구멍이 형성되는 장소는 램프 용기(1)에 있어서의 전극 배치 부분의 내측에 위치하는 부분이다. 또, 형광 램프로서 사용되는 저압 방전 램프에서도 구멍 형성이 발생하는데, 그 장소는 마찬가지로 램프 용기(1)에 있어서의 전극 배치부의 내측에 있어서의 유리 부분이다. 이와 같이 관형 유리 용기(1)에 구멍 형성이 발생하는 이유를 검토한 결과, 방전 매체(4)에 포함되는 수은 가스가 관형 유리 용기(1)의 내벽에 적하되어 응집하면 이 부분에 방전이 집중되고, 부분적인 가열에 의해 유리가 용융되기 때문인 것이 판명됐다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 관형 유리 용기의 특정 부위에 구멍이 형성되는 것을 방지할 수 있고, 장수명화를 도모할 수 있는 외부 전극 방전 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 관형 유리 용기의 단부의 외주면에 유전체 배리어 방전형 전극을 갖는 외부 전극 방전 램프이며, 적어도 상기 전극의 배치 부분의 내측에 위치하는 관형 유리 램프 용기의 내벽면에 보호층을 형성하여, 상기 내벽면의 상기 부분이 상기 램프 용기의 내부 공간에 대하여 노출되지 않도록 한 것이다.

상기 보호층은 금속 산화물층이다. 또, 이 보호층은 형광체층과 금속 산화물층을 적층한 2층 구조, 혹은 금속 산화물층과 형광체층을 번갈아 적층한 3층 이상의 구조로 하는 것도 가능하다.

또한, 상기 보호층은 형광체와 금속 산화물의 혼합물에 의해 형성할 수 있다. 상기 보호층에 이용하는 금속 산화물로서는 산화 티탄, 산화 알루미늄, 산화 이트륨, 산화 아연 중에서 선택한 하나의 재료 또는 복수의 재료의 혼합물을 이용할 수 있다.

도1은 종래의 외부 전극 방전 램프의 단면도이다.

도2는 도1에 있어서의 전극 부분의 A-A선에 따른 단면도이다.

도3은 종래의 외부 전극 방전 램프의 등가 회로도이다.

도4는 본 발명의 제1 실시예의 저압 방전 램프의 단면도이다.

도5는 본 발명의 제2 실시예의 저압 방전 램프의 단면도이다.

도6는 본 발명의 제3 실시예의 저압 방전 램프의 단면도이다.

도7는 본 발명의 제4 실시예의 저압 방전 램프의 단면도이다.

도8는 본 발명의 제5 실시예의 저압 방전 램프의 단면도이다.

도9는 본 발명의 제6 실시예의 저압 방전 램프의 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 기초로 하여 설명한다. 도4는 본 발명의 제1 실시예인 유전체 배리어 방전형 전극을 갖는 외부 전극 방전 램프의 구조를 도시하고 있다. 도4에 있어서, 외부 전극 방전 램프(12)는 관형 유리 용기(20)를 가지고 있다. 이 관형 유리 용기(20)는 양단부가 밀봉되고 수은과 희 가스를 포함하는 이온화 가능한 방전 매체(80)가 봉입되어 있다. 관형 유리 용기(20)의 관축 방향 양단부의 외주에는 종래와 마찬가지 전극(30, 40)이 각각 설치되어 있다.

관형 유리 용기(20)의 양단부의 내벽에는 금속 산화물층(90)이 형성되고, 이로써, 유리 용기(20)의 내벽을 보호하고 있다. 즉, 전극(30, 40)이 위치하는 관형 유리 용기(20) 단부의 내벽면을 금속 산화물층(90)에 의해 덮음으로써, 관형 유리 용기(20)의 내면이 방전 매체(80)와 접촉하지 않도록 하고 있다. 이 금속 산화물에는 산화 티탄, 산화 알루미늄, 산화 이트륨, 산화 아연 중에서 선택한 하나의 재료 또는 이들 재료에서 선택되는 복수의 재료의 혼합물을 이용할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 관형 유리 용기(1)에 구멍 형성이 발생하는 이유는, 방전 매체(80)에 포함되는 수은 가스가 관형 유리 용기(1)의 내벽에 적하되어 응집되고, 이 부분에 방전이 집중되어 부분적인 가열에 의해 유리가 용융되기 때문이다. 이 때문에, 본 발명은 적어도 전극(30, 40)이 배치된 부분의 관형 유리 용기(20)의 내벽을 용기(20)의 내벽 공간에 대하여 노출하지 않도록 금속 산화물층(90)과 같은 보호층에 의해 피복함으로써, 이 부분의 유리재를 보호하고, 용기(20)의 구멍 형성을 방지하는 것이다.

여기서, 도4에 도시한 외부 전극 방전 램프(12)의 구체적인 사양은 다음과 같다. 관형 유리 용기(20)는 붕규산 가스로 외경이 2.6 ㎜, 내경이 2.0 ㎜, 전장: 350 ㎜로 했다. 전극(30, 40)은 알루미늄 테이프로 형성하고, 두께는 0.1 ㎜, 배치부의 길이는 20 ㎜로 했다. 또, 방전 매체(80)는 네온과 아르곤의 혼합 가스로 조성비는 네온/아르곤 = 90 몰% / 10 몰%, 봉입압 : 60 Torr로 했다. 수은의 봉입량은 3 ㎎으로 했다.

이와 같이 구성된 외부 전극 방전 램프(12)를 연결 점등한 결과, 10,000시간의 연속 점등에 대해서도 유리에 구멍이 형성되는 일은 없었다.

또한, 이 경우 자외선 흡수 효과가 있는 산화 티탄을 금속 산화물층(90)에 이용함으로써, 유리, 전극 등의 자외선에 의한 열화를 제어할 수 있다. 또, 자외선 반사 효과가 높은 산화 알루미늄을 이용한 경우에도 유리, 전극 등의 자외선에 의한 열화를 제어할 수 있다. 또, 수은을 흡착하기 어려운 물질인 산화 이트륨을 금속 산화물층(90)에 이용할 경우, 유리 용기로의 수은 흡착에 의한 수은 소모를 억제할 수 있다.

도5는 본 발명의 제2 실시예를 도시하는 단면도이다. 이 외부 전극 방전 램프(13)는 도4에 도시한 외부 전극 방전 램프(12)에 대하여 보호층인 금속 산화물층(9)을 관형 유리 용기(20)의 내벽 전면에 형성한 것이다.

이 실시예에 의해서도, 제1 실시예와 마찬가지로 전극(30, 40)이 설치되어 있는 유리 램프 용기(20)의 단부에 있어서의 유리 내벽을 보호하고, 구멍 형성을 방지할 수 있다. 또, 금속 산화물 재료에는 제1 실시예에 열거한 어느 재료도 이용할 수 있다.

도6은 본 발명의 제3 실시예를 도시하는 단면도이다. 이 외부 전극 방전 램프(14)는 관형 유리 용기(20)의 내벽면 전체를 적, 청, 녹의 삼파장 가시광을 발광하는 형광체층(70)과 제2 실시예에 도시한 금속 산화물층(90)의 2층 구조로 한 것을 특징으로 한다. 즉, 관형 유리 용기(20)의 내벽면에 형광체층(70)을 형성하고, 그 표면에 금속 산화물층(90)을 보호막으로 하여 적층 형성한 것이다. 이 경우, 금속 산화물층(90)은 램프 용기(20)의 단부에만 부분적으로 형성해도 좋다.

이 경우, 금속 산화물층(90)으로서 적외선 흡수 효과가 있는 산화 티탄을 이용함으로써 현광체 층의 적외선에 의한 열화를 억제할 수 있다. 또, 적외선 반사 효과가 높은 산화 알루미늄을 이용한 경우에도 형광체층의 적외선에 의한 열화를 억제할 수 있다. 또, 수은을 흡착하기 어려운 물질인 산화 이트륨을 금속 산화물층(90)에 이용함으로써, 형광체층으로의 수은 흡착에 의한 수은 소모를 억제할 수 있다.

도7은 본 발명의 제4 실시예를 도시하는 단면도이다. 이 외부 전극 방전 램프(15)는 도6에 도시한 외부 전극 방전 램프(14)에 대하여, 관형 유리 용기(20)의 내벽면에 금속 산화물층(90)을 형성하고, 그 표면을 금속 산화물층(90) 전체를 덮도록 형광체층(70)을 형성한 것을 특징으로 하고 있다. 이 경우에도 금속 산화물층(90)은 램프 용기(20)의 단부에만 부분적으로 설치해도 좋다.

도8은 본 발명의 제5 실시예를 도시하는 단면도이다. 이 외부 전극 방전 램프(16)는 도5에 도시한 제2 실시예와 마찬가지로 관형 유리 용기(20)의 내벽면 전체를 금속 산화물층(91)으로 피복하고, 그 표면 전체에 형광체층(70)을 형성하고, 또 형광체층(70)의 표면 전체를 또 1층 금속 산화물층(92)으로 피복하여 3층 구조로 한 것을 특징으로 한다. 이 경우에도, 금속 산화물층(91, 92)은 램프 용기(20)의 단부에만 부분적으로 설치해도 좋다.

이들 제3 내지 제5 실시예에 의하면, 전극(30, 40)의 배치 부분 내측에 상당하는 관형 유리 용기(20)의 내벽에 금속 산화물층과 형광체층을 적층한 구조의 보호층을 형성하여, 용기(20) 내부 공간에 대하여 유리 부분이 노출되지 않도록 했으므로, 전극(30, 40) 내측의 유리 부분의 구멍 형성 방지 효과를 한층 높일 수 있다.

도9는 본 발명의 제6 실시예를 도시한 도면이다. 이 외부 전극 방전 램프(17)는 보호층의 재료로서 상기에서 설명한 형광체 재료와 금속 산화물 재료의 혼합물을 이용하고, 이 혼합물의 보호층(93)을 적어도 전극(30, 40)의 배치 부분의 내측에 상당하는 관형 유리 용기(20)의 내벽면에 형성하여, 유리 용기(20)의 내부 공간에 대하여 유리 표면이 노출되지 않도록 하고 있다. 이 때문에, 전극(30, 40) 부분의 유리 용기(20)의 구멍 형성을 효과적으로 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 외부 전극 방전 램프에 의하면, 적어도 전극의 배치 부분의 내측에 상당하는 관형 유리 용기의 내벽면에 보호층을 형성하여 상기 부분이 유리 용기의 공간에 대하여 노출되지 않도록 했으므로, 방전 램프의 사용 중에 램프 용기에 구멍이 형성되는 일이 없고, 램프 수명을 길게 할 수 있다.

Claims

방전 매체가 봉입된 관형 유리 램프 용기 단부의 외면에 유전체 배리어 방전형 전극을 갖는 외부 전극 방전 램프에 있어서, 적어도 상기 전극의 배치 부분의 내측에 위치하는 관형 유리 램프 용기의 내벽면에 산화 이트륨층을 형성하여, 상기 내벽면의 상기 부분이 상기 램프 용기의 내부 공간에 대하여 노출하지 않도록 한 것을 특징으로 하는 외부 전극 방전 램프.
제1항에 있어서, 상기 산화 이트륨층은 관형 유리 램프 용기의 관축 방향의 전장에 걸쳐 내벽면에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 외부 전극 방전 램프.
제2항에 있어서, 상기 방전 매체는 수은을 포함하는 희 가스인 것을 특징으로 하는 외부 전극 방전 램프.
제3항에 있어서, 상기 전극은 스프링 탄성을 갖는 C형상을 가지고, 상기 유리 용기의 외주에 탄성적으로 감합되는 것을 특징으로 하는 외부 전극 방전 램프.
제4항에 있어서, 상기 전극은 상기 유리 용기의 양단부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 외부 전극 방전 램프.
제1항에 있어서, 상기 산화 이트륨층은 상기 관형 유리 램프 용기의 내벽면에 형성된 형광체층 상에 적층 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 외부 전극 방전 램프.
제1항에 있어서, 형광체층이 상기 관형 유리 램프 용기의 관축 방향의 전장에 걸쳐 그 내벽면에 형성된 상기 산화 이트륨층 상에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 외부 전극 방전 램프.
제7항에 있어서, 상기 전극은 스프링 탄성을 갖는 C형상을 가지고, 상기 유리 용기의 외주에 탄성적으로 감합되는 것을 특징으로 하는 외부 전극 방전 램프.
제8항에 있어서, 상기 전극은 상기 유리 용기의 양단부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 외부 전극 방전 램프.
제9항에 있어서, 상기 방전 매체는 수은을 포함하는 희 가스인 것을 특징으로 하는 외부 전극 방전 램프.
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