KR100859858B1 - 이중관 형광램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2개의 실린더형 유리관이 동축으로 이중으로 구성되고 상기 2개의 유리관 사이에 격벽이 형성되어 고휘도 및 고효율로 구현될 수 있는 이중관 형광램프에 관한 것이다.

본 발명에 따른 이중관 형광램프는 외부 유리관; 상기 외부 유리관의 내부에 동축으로 평행하게 제공되어 상기 외부 유리관과의 사이에 방전공간이 생기도록 배치된 내부 유리관; 상기 외부 유리관의 내부면 및 내부 유리관의 외부면에 각각 도포된 형광체; 상기 외부 및 내부 유리관 사이에 길이방향으로 형성된 다수의 격벽부재; 상기 외부 및 내부 유리관의 양 끝단부에 각각 형성된 한 쌍의 외부전극; 및 상기 한 쌍의 외부전극에 방전을 위한 전압을 인가하는 전원을 포함한다.

본 발명에 의하면 방전공간이 적어져서 동일한 구동전압에 의해서도 고휘도 및 고효율의 이중관 형광램프를 구현할 수 있다.

이중관 형광램프, 유리관, 외부전극, 형광램프, 형광체, 격벽

Description

이중관 형광램프{Double Tube Fluorescent Lamp}

도 1a는 종래의 일반적인 이중관 형광램프를 개략적으로 도시한 사시도.

도 1b는 도 1a에 도시된 종래의 일반적인 이중관 형광램프를 길이방향 및 길이방향에 수직인 방향으로 자른 단면도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 이중관 형광램프의 사시도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 이중관 형광램프를 길이방향에 수직인 방향 및 길이방향으로 자른 단면도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 이중관 형광램프의 사시도.

도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 이중관 형광램프를 길이방향에 수직인 방향 및 길이방향으로 자른 단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

21,41 : 외부 유리관 22, 42 : 내부 유리관

23,43 : 방전공간 24,44 : 형광체

25,45 : 격벽부재 26,46 : 외부전극

27,47 : 전원 40 : 봉합부재

48 : 도전성 페이스트 49 : 유전체

본 발명은 이중관 형광램프에 관한 것으로서, 특히 2개의 실린더형 유리관이 동축으로 이중으로 구성되고 상기 2개의 유리관 사이에 격벽이 형성되어 고휘도 및 고효율로 구현될 수 있는 이중관 형광램프에 관한 것이다.

통상 형광램프는 전극 구조 및 방전 방식에 따라 열음극 형광램프(HCFL: Hot Cathode Fluorescent Lamp)와, 냉음극 형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 및 외부전극 형광램프(EEFL: External Electrode Fluorescent Lamp)로 분류된다.

열음극 형광램프와 냉음극 형광램프는 유리관 내부의 방전 공간 양단부에 전극을 설치하고 상기 전극에 고전압을 인가하여 방전에 의한 형광 발광으로 빛을 발생시키는 구조로서 램프의 수명이 짧다는 단점이 있고, 반면에 외부전극 형광램프는 유리관을 봉합한 후 유리관 양 단부의 외벽에 외부 전극을 설치하고 상기 외부 전극이 유리관 벽과 전기용량성 결합(capacitive coupling)에 의해 유리관 내에 전기장을 형성하고 기체 방전에 의하여 빛을 발생시킴으로써 상기 열음극 형광램프나 냉음극 형광램프에 비해 램프의 수명이 길다는 장점이 있다.

일반적으로 형광램프의 관경은 휘도와 전력용량에 따른 광량과 관계된다. 형광램프의 관경이 작을수록 고휘도를 낼 수 있지만, 형광램프의 발광 면적이 작으므로 광량이 적다. 반대로 관경이 클수록 휘도는 낮으나 발광 면적의 증가로 광량이 많은 고전력용의 램프에 적용된다. 특히 외부전극 형광램프(EEFL)의 경우는 고휘도를 얻기 위하여 관경이 수 mm인 세관은 사용하는데, 이 경우 고휘도를 얻을 수 있으나 광량이 적다는 단점을 가진다.

이러한 외부전극 형광램프(EEFL)의 고휘도 문제를 해결하기 위해 본 발명자는 2개의 실린더형 유리관으로 구성된 이중관의 외부전극 형광램프를 제안한 바 있다(한국공개특허 제2004-22376호(2004.03.12. 공개) 참조). 이러한 이중관 외부전극 형광램프는 동축으로 이중관을 구성하는 2개의 실린더형 유리관의 외부에 전극을 형성하고 방전에 의해 빛을 발생시켜 고휘도의 발광을 구현할 수 있다.

도 1a는 종래의 이중관 형광램프를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 1b는 도 1a에 도시된 이중관 형광램프를 길이방향 및 길이방향에 수직인 방향으로 자른 단면도이다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 종래의 이중관 형광램프(10)는 외부에 형성되는 외부 유리관(1)과, 상기 외부 유리관(1)의 내부 공간에 동축으로 나란히 형성되는 내부 유리관(2)으로 구성되며 상기 외부 유리관(10)과 내부 유리관(2)의 양 끝단부를 봉합하여 제작된다.

도 1b를 참조하면, 내부 유리관(2)의 내벽 안쪽 공간은 실린더 형태의 빈 공간(5)이 형성되고, 외부 유리관(1)의 내벽과 내부 유리관(2)의 외벽 사이에는 방전공간(3)이 형성된다. 이때, 상기 방전공간(3)의 단면은 원환형이 된다. 상기 방전 공간(3)을 형성하는 외부 유리관(1)의 내부면과 상기 내부 유리관(2)의 외부면에는 형광물질(4)이 각각 도포되어 있으며 상기 방전공간(3) 내에는 방전 기체가 충진되 어 있다.

이러한 이중관 형광램프는 이중관을 구성하는 유리관들의 외부에 전극을 형성하고, 상기 외부 전극에 고전압을 인가하여 방전 공간 내에 충진되어 있는 방전 기체로부터 플라즈마(plasma)를 발생시키고, 이러한 플라즈마로부터 발생되는 자외선이 유리관 벽에 도포된 형광물질을 여기시킴으로써 빛을 발생시킨다.

그러나, 상기와 같은 종래의 이중관 형광램프는 외부 유리관(1)과 내부 유리관(2) 사이에 형성된 방전 공간이 넓어지는 경우 방전 통로가 길어지므로 방전 전압이 상승하여 형광램프를 구동하는데 고전압을 필요로 하게 된다. 이러한 형광램프의 방전전압의 상승은 저효율의 원인이 될 뿐 아니라 구동 방법에도 많은 제약을 초래하기 때문에 결과적으로 방전 전압이 높으면 고휘도와 고효율의 실현이 어렵게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 외부 유리관과 내부 유리관으로 구성된 이중관 형광램프에서 상기 외부 유리관과 내부 유리관 사이에 형성된 방전공간 내부에 다수의 격벽을 형성하여 각 격벽 사이의 방전 통로에 플라즈마를 발생시킴으로써 방전 전압을 낮추어 고휘도와 고효율의 방전을 실현할 수 있도록 구성된 내부 격벽구조를 갖는 이중관 형광램프를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 이중관 형광램프는, 외부 유리관; 상기 외부 유리관의 내부에 동축으로 평행하게 제공되어 상기 외부 유리관과의 사이에 방전공간이 생기도록 배치된 내부 유리관; 상기 외부 유리관의 내부면 및 내부 유리관의 외부면에 각각 도포된 형광체; 상기 외부 및 내부 유리관 사이에 길이방향으로 형성된 다수의 격벽부재; 상기 외부 및 내부 유리관의 양 끝단부에 각각 형성된 한 쌍의 외부전극; 및 상기 한 쌍의 외부전극에 방전을 위한 전압을 인가하는 전원을 포함하여 구성된다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 격벽은 서로 동일 간격으로 형성되는 것이 바람직하고, 세라믹 또는 유리로 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시 예에서, 상기 한 쌍의 외부전극은 상기 방전공간을 봉합하도록 상기 외부 유리관 및 내부 유리관의 양 끝단부에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 이중관 형관램프는, 외부 유리관; 상기 외부 유리관의 내부에 동축으로 평행하게 제공되어 상기 외부 유리관과의 사이에 방전공간이 생기도록 배치된 내부 유리관; 상기 외부 유리관의 내부면 및 내부 유리관의 외부면에 각각 도포된 형광체; 상기 외부 및 내부 유리관 사이에 길이방향으로 형성된 다수의 격벽부재; 상기 내부 유리관의 양 끝단부의 외부면 상에 상기 다수의 격벽부재 사이에 각각 형성된 다수의 도전성 페 이스트(conductive paste); 상기 다수의 실버 페이스트를 포함하도록 적층된 다수의 유전체; 상기 외부 유리관 및 내부 유리관의 양 단부에서 상기 두 유리관을 봉합하기 위한 봉합부재; 상기 외부 및 내부 유리관의 양 끝단부에 각각 형성된 한 쌍의 외부전극; 및 상기 한 쌍의 외부전극에 방전을 위한 전압을 인가하는 전원을 포함하여 구성된다.

본 발명의 다른 실시 예에서, 상기 격벽은 서로 동일 간격으로 형성되고, 세라믹 또는 유리로 구현되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 한 쌍의 외부전극은 상기 외부 유리관 및 내부 유리관의 양 끝단부를 동시에 포함하도록 형성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 봉합부재는 상기 외부 유리관 및 내부 유리관에 동시에 접합되는 것이 바람직하고, 유리링, 오링, 고무링, 세라믹재 및 테프론재로 이루어진 그룹 중 선택되는 하나인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시 예에서, 상기 도전성 페이스트(conductive paste)는 실버 페이스트(silver paste)인 것이 바람직하다.

이하에서, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 그에 대한 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 이중관 형광램프의 사시도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 이중관 형광램프(200)는 실린더형 외부 유리관(21), 상기 외부 유리관(21)의 내부에 동축으로 평행하게 제공되어 상기 외부 유리관(21)과의 사이에 방전공간(23)이 생기도록 배치된 실린더형 내부 유리관(22), 상기 외부 유리관(21)의 내부면 및 내부 유리관(22)의 외부면에 각각 도포된 형광체(24), 상기 외부 및 내부 유리관(21,22) 사이에 길이방향으로 형성된 다수의 격벽부재(25), 상기 외부 및 내부 유리관(21,22)의 양 끝단부에 각각 형성된 한 쌍의 외부전극(도 3의 26 참조) 및 상기 한 쌍의 외부전극(26)에 방전을 위한 전압을 인가하는 전원(27)을 포함하여 구성된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 내부 유리관(22)은 외부 유리관(21)의 내부에 서로 동축으로 평행하게 배치된다. 상기 두 유리관(21,22)은 일정한 직선길이를 갖는 실린더형으로 제공되며 바람직하게는 두 유리관(21,22)의 길이는 동일하다. 이로써 상기 외부 유리관(21) 및 내부 유리관(22) 사이에는 방전공간(23)이 형성되며, 상기 방전공간(23)에는 소정의 방전기체가 충진되어 있다. 상기 외부 유리관(21)의 내부면과 상기 내부 유리관(22)의 외부면에는 형광체(24)가 각각 도포되어 있고, 상기 방전공간(23)에서 전압인가에 따른 방전이 발생되면 플라즈마가 발생하게 되고 형광체(24)에 의한 형광 빛을 발생하도록 한다.

상기 외부 유리관(21) 및 내부 유리관(22) 사이에 형성된 방전공간(23)에는 상기 유리관(21,22)의 길이방향으로 다수의 격벽부재(25)가 형성되어 있다. 이러한 격벽부재(25)를 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 이중관 형광램프를 길이방향에 수직인 방향 및 길이방향으로 자른 단면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 이중관 형광램프(200)에서 내부 유리관(22)의 외부면 상에서 상기 내부 유리관(22)의 길이방향으로 다수의 격벽부재(25)가 형성되고, 상기 각 격벽부재(25)의 높이는 상기 내부 유리관(22)에서 상기 외부 유리관(21)의 내부면 방향으로 형성된다. 바람직하게는 상기 내부 유리관(22)의 외부면과 상기 외부 유리관(21)의 내부면에 접촉된다. 또한, 상기 각 격벽부재(25)는 서로 동일한 간격으로 형성되는 것이 바람직하다. 이로써 상기 두 유리관(21,22) 사이에 형성된 방전공간(23)은 상기 각 격벽부재(25)에 의해 다수의 방전공간들로 분할된다. 본 발명의 일 실시 예에서 상기 격벽부재(25)는 세라믹 또는 유리를 포함하여 구현될 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 외부 유리관(21) 및 내부 유리관(22)의 양 끝단부에는 한 쌍의 외부전극(26)이 형성된다. 상기 외부전극(26)은 상기 외부 유리관(21) 및 내부 유리관(22) 사이에 형성된 방전공간(23)을 상기 외부 유리관(21) 및 내부 유리관(22)의 양쪽 끝단부에서 봉합하도록 형성된다. 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에서 상기 외부전극(26)은 상기 외부 유리관(21)의 외부면과 상기 내부 유리관(22)의 내부면을 연결하도록 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 다른 실시 예에서는 상기 외부전극(26)은 상기 두 유리관(21,22)을 포함하 도록 상기 두 유리관(21,22)의 양 끝단부에 형성될 수도 있다.

상기 한 쌍의 외부전극(26)에는 전원(27)이 연결되고 상기 전원(27)에 의해 상기 외부전극(26)에 전압이 인가되면 이중관 형광램프(200)의 길이방향으로 전기장이 형성되고 이에 따라 상기 이중관 형광램프(200)의 길이방향으로 상기 방전공간(23) 내에 플라즈마가 발생하게 된다. 본 발명에서는 외부 유리관(21) 및 내부 유리관(22) 사이에 형성된 방전공간(23)이 다수의 격벽부재(25)로 인해 그 내부공간이 적어져서 낮은 구동전압으로 이중관 형광램프(200)를 구동할 수 있게 되고, 이로써 플라즈마 발생 및 유지 측면에서 수월성을 제고하며, 동일한 구동 전압으로도 고휘도 및 고효율의 형광램프를 구현할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 이중관 형광램프의 사시도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 이중관 형광램프(400)는 실린더형 외부 유리관(41), 상기 외부 유리관(41)의 내부에 동축으로 평행하게 제공되어 상기 외부 유리관(41)과의 사이에 방전공간(43)이 생기도록 배치된 실린더형 내부 유리관(42), 상기 외부 유리관(41)의 내부면 및 내부 유리관(42)의 외부면에 각각 도포된 형광체(44), 상기 외부 및 내부 유리관(41,42) 사이에 길이방향으로 형성된 다수의 격벽부재(45), 상기 내부 유리관(41) 양 끝단부의 외부면 상에서 상기 다수의 격벽부재(45) 사이에 각각 형성된 다수의 도전성 페이스트(conductive paste)(48), 상기 다수의 도전성 페이스트(48)를 포함하도록 적층된 다수의 유전체(49), 상기 외부 유리관(41) 및 내부 유리관(42)의 양 끝단부에 접합되어 상기 방전공간(45)을 봉합하기 위한 봉합부재(도 5의 40을 참조), 상기 외부 및 내부 유리관(41,42)의 양 끝단부에 형성된 한 쌍의 외부전극(도 5의 46 참조) 및 상기 한 쌍의 외부전극(46)에 방전을 위한 전압을 인가하는 전원(47)을 포함하여 구성된다.

도 4에 도시된 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 이중관 형광램프(400)는 도전성 페이스트(conductive paste)(48), 유전체(49) 및 봉합부재(40)를 제외하고는 도 2 및 도 3에 도시된 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 이중관 형광램프(200)에서 동일하므로 이에 대한 중복된 설명은 생략한다. 이하에서 도 5를 참조하여 상기 도전성 페이스트(48), 유전체(49) 및 봉합부재(40)에 대해 보다 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 이중관 형광램프를 길이방향에 수직인 방향 및 길이방향으로 자른 단면도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 이중관 형광램프(400)에서 내부 유리관(42)의 외부면 상에서 상기 내부 유리관(42)의 길이방향으로 다수의 격벽부재(45)가 형성된다. 상기 각 격벽부재(45) 사이에는 상기 내부 유리관(42)의 외부면 상에 도전성 페이스트(48)가 형성된다. 여기서, 본 발명의 일 실시 예에서 상기 도전성 페이스트(48)는 복합계 도전성 페이스트 중에서 가장 화학적으로 안정하고 고도전성인 실버 페이스트(silver paste)인 것이 바람직하다. 상기 실버 페이스트는 미립 실버 분말(silver powder)을 제조한 후 적당한 희석제와 에폭시 수지를 이용하여 제조할 수 있다. 이때, 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 도전성 페이스트(48)는 상기 각 격벽부재(45)에 접하여 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같이 상기 내부 유리관(42)의 외부면 상에서 상기 각 격벽부재(45) 사이에 형성된 도전성 페이스트(48)의 상부에 유전체(dielectric substance)(49)가 각각 적층된다. 이때, 상기 유전체(49)는 각 도전성 페이스트(48)를 포함하도록 적층된다. 또한 상기 유전체(49)는 상기 외부 유리관(41)의 내부면에 접촉되지 않도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 외부 유리관(41) 및 내부 유리관(42)의 양 끝단부에는 상기 외부 유리관(41) 및 내부 유리관(42)에 동시에 접합되어 상기 외부 유리관(41) 및 내부 유리관(42) 사이에 형성된 방전공간(43)을 봉합하기 위한 봉합부재(40)가 형성된다. 상기 봉합부재(40)에 의해 상기 방전공간(43)은 완전히 봉합(sealed)된다. 상기 봉합부재(40)는 바람직하게는 상기 방전공간(43)이 밀봉되도록 상기 외부 유리관(41) 및 내부 유리관(42) 사이에 끼워질 수 있는 소정의 재료로 링(ring) 형상으로 제조된다. 본 발명의 일 실시 예에서 이러한 봉합부재(40)는 유리링, 오링, 고무링, 세라믹재 및 테프론재로 이루어진 그룹 중 선택되는 하나일 수 있다.

상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

본 발명에 따른 내부 격벽구조를 갖는 이중관 형광램프에서는 외부 유리관과 내부 유리관 사이에 형성된 다수의 격벽으로 인해 상기 외부 및 내부 유리관 사이에 존재하는 방전공간이 작아지므로 방전 전압을 낮출 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 이중관 형광램프에서 외부 유리관과 내부 유리관 사이에 형성된 방전 공간이 작아져 동일한 구동 전압을 사용하여도 보다 고휘도 및 고효율의 방전을 구현할 수 있다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 외부 유리관;

   상기 외부 유리관의 내부에 동축으로 평행하게 제공되어 상기 외부 유리관과의 사이에 방전공간이 생기도록 배치된 내부 유리관;

   상기 외부 유리관의 내부면 및 내부 유리관의 외부면에 각각 도포된 형광체;

   상기 외부 및 내부 유리관 사이에 길이방향으로 형성된 다수의 격벽부재;

   상기 내부 유리관의 양 끝단부의 외부면 상에 상기 다수의 격벽부재 사이에 각각 형성된 다수의 도전성 페이스트(conductive paste);

   상기 다수의 도전성 페이스트를 포함하도록 적층된 다수의 유전체;

   상기 외부 유리관 및 내부 유리관의 양 단부에서 상기 두 유리관을 봉합하기 위한 봉합부재;

   상기 외부 및 내부 유리관의 양 끝단부에 각각 형성된 한 쌍의 외부전극; 및

   상기 한 쌍의 외부전극에 방전을 위한 전압을 인가하는 전원; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 이중관 형광램프.
6. 제5항에 있어서,

   상기 격벽부재는 서로 동일 간격으로 형성됨을 특징으로 하는 이중관 형광램프.
7. 제5항에 있어서,

   상기 격벽부재는 세라믹 또는 유리로 구현됨을 특징으로 하는 이중관 형광램프.
8. 제5항에 있어서,

   상기 한 쌍의 외부전극은 상기 외부 유리관 및 내부 유리관의 양 끝단부를 동시에 포함하도록 형성됨을 특징으로 하는 이중관 형광램프.
9. 제5항에 있어서,

   상기 봉합부재는 상기 외부 유리관 및 내부 유리관에 동시에 접합된 것을 특징으로 하는 이중관 형광램프.
10. 제5항에 있어서,

    상기 봉합부재는 유리링, 오링, 고무링, 세라믹재 및 테프론재로 이루어진 그룹 중 선택되는 하나인 것을 특징으로 하는 이중관 형광램프.
11. 제5항에 있어서,

    상기 도전성 페이스트는 실버 페이스트(silver paste)인 것을 특징으로 하는 이중관 형광램프.

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