KR20000022412A - 형광 램프 - Google Patents

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프랑크 폴콤머
로타르 히취케
시몬 예레빅
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타실로 다우너;랄프 프레준;요아힘 베르너
파텐트-트로이한트-게젤샤프트 퓌어 엘렉트리쉐 글뤼람펜 엠베하
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Abstract

본 발명은 불활성 가스로 충전된 관식 방전관(2), 및 형광 재료층(6)을 가지며, 관식 방전관(2)의 길이 방향 축에 평행하게 배치된 긴 전극(3; 4; 12; 14a-14d)을 포함하는 방전 램프(1)에 관한 것이다. 적어도 하나의 전극(3; 4; 12; 14a-14d)은 방전관(2)의 내부 벽상에 배치된다. 상기 관식 방전관(2)은 스톱퍼(8) 및 접속부(9)에 의해 한쪽 또는 양쪽 단부가 밀봉되어, 밀폐된다. 적어도 하나의 내부 벽 전극(4)은 밀봉 방식으로 상기 접속부를 통하여 외부로 인도된다. 선택적으로 또는 부가적으로, 적어도 하나의 전극(16)은 방전관(2)의 벽 내부에 배치된다. 전체 내부 직경 최대는 대응하는 카운터 전극을 배치함에 따라 방전 거리로서 사용될 수 있다. 높은 광속 레벨은 방전 튜브의 길이를 통하여 크고 일정한 방전 거리의 결과로서 달성된다. 램프는 펄스 유전체 억제 방전에 적당하다.

Description

형광 램프
하나의 극성의 전극 또는 모든 전극(즉 어느 한쪽 극성의 전극을 가진)이 유전체 층(한쪽 측면 또는 양쪽 측면 유전체적 저항 방전)에 의해 방전으로부터 분리되는 형광 램프가 이하에 설명된다. 상기 전극은 단락용 "유전체 전극"으로서 하기에 기재된다.
유전체층은 방전관 외측, 예를들어 외부 벽상에 전극을 배열함으로써 방전관 그 자체 벽에 의해 형성될 수 있다. 외부 전극을 가지는 이런 설계의 한가지 장점은 밀qhd된 전기 피드쓰로우(feedthrough)가 방전관 벽을 통해 인도될 필요가 없다는 것이다. 그러나, 유전체층의 두께(특히 방전 시작 전압 및 작동 전압에 영향을 미치는 중요한 파라미터임)는 방전관 상에서 요구되는 조건, 특히 기계적 강도에 의해 결정된다. 요구된 공급 전압의 레벨이 유전체 층의 두께에 따라 증가하기 때문에, 특히 다음과 같은 단점이 있다. 첫째, 편평한 방사기를 동작시키기 위해 요구된 전압 공급기는 보다 높은 전압에 대해 만족시키도록 설계되야 한다. 통상적으로, 이것은 추가 비용 및 보다 큰 외부 직경을 요구한다. 게다가, 보다 엄격한 안전성이 쇼크 보호를 위하여 요구된다. 마지막으로, 바람직하지 않게 높은 전자기 방사선이 문제가 된다.
다른 한편, 유전체층은 방전관 내부에 배열된 적어도 하나의 전극 층 또는 최소한 부분적 커버 형태로 제공될 수 있다. 이것은 유전체층의 두께가 방전 특성에 대해 최적화될 수 있다는 장점을 가진다. 그러나, 내부 전극은 밀폐된 전기 피드쓰로우를 요구한다. 결과적으로 부가적인 생산 단계가 요구되고 이것은 일반적으로 보다 비싼 제조를 의미한다.
여기에서 특별한 관심 사항은 양쪽 단부가 밀봉되고 내부 벽이 적어도 부분적으로 형광 재료로 코팅되는 관식 방전관을 가지는 형광 램프이다.
상기 램프는 칼라 복사기 및 칼라 스캐너같은 사무 자동화(OA)를 위한 장치, 자동차에서 브레이크 지시등 및 방향 지시등같은 신호 조명을 위한 장치, 자동차 내부 조명을 위한 장치, 및 소위 에지 형태 배경으로서 액정 디스플레이같은 배경 디스플레이 조명을 위한 장치에 사용된다.
본 출원의 이들 기술적 분야는 짧은 시작 단계와 가능한 온도와 무관한 광속을 요구한다. 그러므로 이들 램프는 수은을 포함하지 않고, 오히려 불활성 가스(바람직하게 크세논) 또는 불활성 가스의 혼합물로 채워진다.
상기 출원은 램프의 길이에 걸쳐 균일하고 높은 광속 밀도를 요구한다. 광속 밀도를 증가시키기 위하여, OA에 사용하기 위한 램프는 길이방향 축을 따라 틈(aperture)이 제공된다. 광속 밀도를 증가시키기 위하여 이전 시스템에 전력 입력을 더 증가시키는 것은 불충분하다. 왜냐하면, 영구적이고 신뢰적인 동작을 위하여 임의로 램프의 로딩을 증가시키는 것이 불가능하기 때문이다. 다른 문제는 방전 효율성이 전력 입력 증가에 따라 복사기 및 스캐너에 이전에 사용된 시스템에서 감소한다는 것이다.
OA 장치용 불활성 가스 방전 램프는 US 5,117,160에 이미 공지되었다. 두 개의 스트립 모양 전극은 관식 방전관 벽의 외부 표면상에 램프 길이 방향 축을 따라 배열된다. 램프는 20㎑ 및 100㎑ 사이의 주파수에서 AC 전압을 사용하여 동작된다. 147㎚ 크세논 라인은 동작시 여기된다. 단점은 특히 쇼크 보호를 위해 요구되고, 전극 스트립 및 나머지 램프 표면 양쪽을 커버하는 불투명한 보호 층이다. 고전압 전위(예를들어, 대략 1600 V)의 전극은 이런 보호층없이 자유롭게 액세스 가능하다. 게다가, 보호 층은 기생 표면 크리핑(creeping) 방전을 억제하는 기능을 가진다. 다른 단점은 외부 전극으로 동작시키기 위하여 요구된 비교적 높은 동작 전압에서 발생한다. 한편으로 바람직하지 않게 높은 전자 방사선은 상기 단점과 관련된다. 다른 한편으로, 전자 안정기는 램프를 동작시키기 위하여 요구된 비교적 높은 동작 전압으로 설계되고, 이것은 일반적으로 상기 안정기를 제조하는 비용을 증가시킨다. 마지막으로, 동작 모드로 달성할 수 있는 유용한 방사선 효율이 사용되고, 그래서 결과적인 광속 밀도는 비교적 낮다.
게다가 유전체적 저항 방전 효율성이 특정 조건(스트라이킹 거리, 전극 구조, 전극 기하학 구조 및 충전 압력)에 적용된 펄스 제어 동작(펄스 유전체적 저항 방전)의 도움으로 AC 전압(US-A 5,117,160)에 의해 여기된 유전체적 저항 방전과 대조하여 실질적으로 상승되는 것이 US-A 5,604,410로부터 공지된다.
게다가, US-A 5,604,410은 스트립 모양 외부 전극 및 바-모양 내부 전극을 가지는 원형 단면을 가진 관식 방전 램프를 개시한다. 두 개의 활 모양 공급 리드의 도움으로, 바 모양 내부 전극은 내부 벽 근처에서 중심을 달리하고 방전관의 길이 방향 축에 평행하게 배열된다. 두 개의 공급 리드는 판 밀봉에 의해 방전관에 밀봉 방식으로 접속된 하나의 핀치를 통하여 외부로 인도된다. 외부 전극은 외부 벽상에 대각선 반대편에 고정된다. 램프 내부에 금속 전극 바를 고정하기 위한 비교적 복잡하고 비싼 구조 및 두 개의 핀치는 바람직하지 않다. 게다가, 금속 내부 전극 바는 요구된 견고성을 보장하기 위하여 비교적 두껍다. 다른 한편, 내부 전극 바가 휘어져서, 전극을 따라 충분히 일정하지 않은 스트라이킹 거리 위험성이 있다. 내부 전극같은 연장된 와이어는 상기 문제점을 해결하지 못한다. 왜냐하면, 상기 와이어는 램프 동작동안 가열되고 그러므로 적당하게 휘어지기 때문이다. 이런 이유로 인해, 상기 램프는 비교적 큰 직경을 요구하지만, 이것은 특정 목적, 특히 사무 자동화 및 자동차에서 신호 조명을 위한 요구와 상충한다.
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 형광 램프에 관한 것이다. 게다가, 본 발명은 청구항 제 17 항에 따른 형광 램프를 가지는 조명 시스템에 관한 것이다.
도 1a는 틈과 외부 벽 전극 및 내부 벽 전극을 가지는 본 발명에 따른 형광 램프를 통한 길이 방향 단면을 도시한다.
도 1b는 도 1a로부터 형광 램프를 통한 단면을 도시한다.
도 2는 두 개의 내부 벽 전극을 가지는 형광 램프를 통한 단면을 도시한다.
도 3은 내부 벽 전극 및 두 개의 외부 벽 전극을 가지는 형광 램프를 통한 단면을 도시한다.
도 4는 4개의 내부 벽 전극을 가지는 형광 램프를 통한 단면을 도시한다.
도 5는 방전관 벽 전극 및 두 개의 외부 벽 전극을 가지는 형광 램프를 통한 단면을 도시한다.
도 6은 틈 형광 램프 및 펄스 전압 소스를 가지는 조명 시스템을 도시한다.
도 7은 도 1 및 도 3으로부터 램프의 측정 곡선을 도시한다.
본 발명의 목적은 상기 단점을 제거하고 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 개선된 광속을 가지는 형광 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제 1 항의 특징부에 의해 달성된다. 특히 바람직한 고안은 종속항에 기재된다.
게다가, 상기 목적은 청구항 제 4 항의 특징부에 의해 달성된다. 특히 바람직한 고안은 종속항에 기재된다.
본 발명의 기본적인 생각은 한편으로, 펄스화된 유전체 저항 방전의 스트라이킹 거리가 고전력 입력을 위해 가능한한 커야한다는 것을 바탕으로 한다. 다른 한편, 방전관의 외부벽상 모든 전극의 배열은 상기된 단점과 관련이 없어야 한다. 게다가, 가능한한 방전 튜브를 따라 일정한 스트라이킹 거리가 펄스화된 유전체 저항 방전을 위해 목표된다. 이것은 전극을 따라 모든 개별적인 방전(US-A 5,604,410) 동작 동안 동일한 시작 조건을 보장하기 위해 중요하다. 특히, 각각의 방전이 전체 전극 길이(적당한 입력 전력을 가정)를 따라 로우에 형성되고, 결과적으로, 기본적인 사전 조건이 램프의 높고 균일한 광속 밀도를 달성하기 위하여 취해진다는 것이 보장된다.
이런 문제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 제 1 방법은 방전관 내부 벽에 적어도 하나 또는 모든 전극을 배열하는 것이다. 상기 전극은 단락용 "내부 벽 전극"으로 표시된다. 관련된 카운터 전극의 배치에 따라, 많아야 전체 내부 직경 까지가 상기 개념을 통하여 스트라이킹 거리로서 사용될 수 있다. 한가지 장점은 방전관 재료를 통해 외부로 전극의 우수한 열 결합이다. 내부 벽 전극은 연속적인 동작에서 조차 내부 벽으로부터 분리되지 않는 것이 보장된다. 그러므로 스트라이킹 거리는 일정하게 유지된다.
내부 벽 전극은 전기적으로 전도성인, 가능한한 "선형" 스트립(전기 전도체 트랙과 유사함)으로서 구성되고 관식 방전관의 길이 방향 축에 평행하다. 상기 스트립은 예를들어 유동성 전도성 은과 같은 형태로 내부 벽에 적용된다. 스트립은 예를들어 버닝(burning)에 의해 응고된다. 내부 벽 전극은 부가적으로 외부 공급 리드를 포함하는 피드쓰로우로서 전개된다. 이런 목적을 위하여, 관식 방전관은 스톱퍼(stopper)에 의해 두 개의 단부중 적어도 하나가 밀봉되고, 상기 스톱퍼는 접합 예를들어 가스 접합에 의해 방전관 단부의 내부 벽에 밀봉 방식으로 접합된다. 내부 벽 전극은 접합을 통하여 밀봉 방식으로 외부에 인도되고, 즉 내부 벽 전극은 접합 지역에서 피드쓰로우에 결합되고, 마지막으로, 방전관 외부의 외부 공급 리드에 결합된다. 이런 방식에서, 내부 벽 전극, 관련된 피드쓰로우 및 관련된 외부 공급 리드는 전도체 트랙과 유사한 일측면 공통 구조지만 기능적으로 다른 서브지역으로서 구성된다. 이런 구조는 내부 벽 전극을 실행하기 위한 열쇠를 나타낸다. 특히, 이런 개념은 비교적 간단한 방식으로 그리고 비교적 작은 구성요소로 실행되고 효과적으로 자동화된다.
낮은 다수의 열팽창으로 인한 기계적 스트레스를 유지하고, 연속적인 동작동안 조차 밀봉을 보장하기 위하여, 가스 접합 및 방전관에 대한 재료는 서로에 대해 맞추어진다. 게다가, 전도체 트랙(전극, 피드쓰로우, 공급 리드)의 두께는 한편으로, 열 스트레스가 낮게 유지되고, 다른 한편으로, 동작동안 요구된 전류 세기가 실현되도록 얇게 선택된다.
이런 경우, 전도체 트랙의 충분히 높은 전류 운반 용량은 상기 램프를 위한 높은 광속이 높은 전류 세기를 요구하기 때문에 특히 중요하다. 이런 문제점은 특히 높은 전류가 효과적인 전력의 반복적인 인입 동안 비교적 짧게 전도체 트랙으로 흐르기 때문에, 방전 동작의 바람직한 펄스 모드의 경우에 더 증가된다. 단지 이런 방식에서만 충분히 높고 효율적인 평균 전력을 주입하여 시간에 걸쳐 평균적으로 목표된 높은 광속 밀도를 달성하는 것이 가능하다.
비교적 두꺼운 전도체 트랙은 상기된 높은 전류 운송 능력을 보장하기 위하여 적어도 하나의 내부 벽 전극을 위하여 사용된다. 특히, 과도하게 작은 전도체 트랙 두께는 전도체 트랙의 국부적 과열로 인해 크랙(crack) 형성 위험성을 나타낸다. 전도체 트랙 전류의 오움 성분에 의한 전도체 트랙의 가열이 커질수록 전도체 트랙의 단면은 작아진다. 공간 설정은 비교적 작은 직경을 가지는 매우 얇은 램프의 경우 전도체 트랙의 폭에서만 제한한다.
결과적으로, 전도체 트랙이 얇은 것이 목적이지만, 이런 이유때문에 전도체 트랙은 전도체 트랙의 높은 전류 세기에 의한 열의 전개로 인한 크랙 형성 문제점을 해결하기 위하여 보다 두꺼워진다. 전도성 은 스트립에 대한 통상적인 두께는 상기 지역에서 대략 5㎛ 내지 대략 50㎛, 바람직하게 대략 5.5㎛ 내지 대략 30㎛, 특히 바람직하게 대략 6㎛ 내지 대략 15㎛이다.
게다가, 본 발명에 따라 하나 이상의 다른 전극은 외부 벽 또는 이와 마찬가지로 내부 벽상에 배열된다. 게다가, 적어도 일부분의 내부 벽은 형광층을 가진다. 스트립 모양 틈은 OA 응용을 위해 코팅되지 않는다. 게다가, 예를들어 Al2O3및/또는 TiO2로 만들어진 가시 광선에 대한 하나 이상의 반사 층은 형광층 아래에 적용된다. 만약 적당하다면, 상기 반사층은 형광층에 의해 방사된 광의 일부가 방전관 벽을 통하여 전달되는 것을 막는다. 게다가, 광은 반사 또는 다중 반사에 의해 틈으로 향해지고 광속은 결과적으로 그 부분에서 증가한다. 선택적으로, 형광 층은 적당한 두께를 가지는 형광층을 적용함으로써 반사층으로서 공동으로 사용된다.
제 1 간단한 설계에서, 형광 램프는 두 개의 전극을 가지며, 하나의 스트립 모양 전극 각각은 외부 및 내부 벽상에 배열된다. 만약 램프가 이극 전압 펄스를 사용하여 동작하기 위하여 제공되면, 내부 벽 전극은 유전체층에 의해 완전히 커버된다. 이런 양쪽 측면 유전체 저항은 단극 전극 펄스를 사용하여 동작하기 위하여 필수적이지 않다(US-A-5,604,410): 쇼크 보호를 보장하기 위하여, 추후의 경우 내부 벽 전극은 고전압 전위에 접속된다.
한가지 변형에서, 양쪽 전극은 방전관의 내부벽상에 배열되고, 두 개의 전극중 적어도 하나는 유전체 층에 의해 완전히 커버된다. 램프가 이극 전압 펄스로 동작되면, 양쪽 전극은 대응하여 유전체적으로 코팅된다.
두 개의 전극 때문에, 양쪽 변형에서 하나의 방전 평면 각각은 형성되고 방전관 내부의 두 개의 전극 사이로 연장한다. 전극을 따라 서로 인접한 평면의 로우에 배열된 것은 커튼 모양 방전 구조 형태로 제한하는 경우를 통합한 다수의 개별 방전관이다. 램프의 광속을 증가시키기 위하여, 다른 방전 평면이 방전관 내부에 형성된다. 램프는 이런 목적을 위하여 3개 이상의 전극을 가진다. 3개의 전극은 공통 전극을 가지는 두 개의 방전 평면을 형성하기에 충분하다. 이것은 바람직하게 단극 전압 펄스의 경우에 캐소드이고, 두 개의 다른 전극은 애노드로서 접속된다. 4개의 전극을 사용하여 4개의 전극이 두 개의 캐소드 및 두 개의 애노드 또는 하나의 캐소드 및 3개의 애노드로서 접속되는지에 따라 두 개의 독립적인 방전 평면 또는 공통 전극을 가지는 3개의 방전 평면을 실행하는 것이 가능하다. 이런 방식에서 3개 이상의 방전 평면을 생성하는 것이 가능하다. 그러나, 실제적으로 공간 설정 이유는 전극 스트립의 요구된 수로 제한한다.
만약 램프가 OA 응용을 위하여 제공되고 결과적으로 틈이 제공되면, 전극은 단면으로 도시된, 각각의 방전 평면의 중간 정점이 형광층과 교차하도록 방향을 이룬다. 이것은 방전 평면의 최대 UV(자외선) 방사선이 형광층에 떨어지는 것을 보장한다.
상기된 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 따른 제 2 방법은 방전관의 벽내부에 적어도 하나의 전극을 배열하는 것을 제안한다. 상기 전극은 단락을 위하여 "방전 벽 전극"으로서 나타낸다. 여기서, 관련된 카운터-전극의 배치에 따라 스트라이킹 거리로서 전체 내부 직경의 최대까지 사용하는 것이 가능하다. 이런 해결책의 장점은 양극 전압 펄스를 사용하는 동작에서 조차 부가적인 유전체가 필요 없다는 것이다. 특히, 방전을 위해 동작하는 유전체 층은 방전벽 부분 그 자체, 더 상세히는 방전관의 내부쪽 방향으로 전극을 커버하는 벽의 부분에 의해 형성된다. 활성 유전체 층의 두께는 전극이 방전벽쪽으로 리세스되는 깊이에 의해 고정된다. 그러나, 결과적으로 전극이 직선 와이어의 형태로 방전관 벽쪽으로 매우 균일하게 리세스될 필요가 있다. 그래서, 방전관 재료(유전체)에 의해 전극을 커버하는 두께는 튜브의 길이에 걸쳐 가능한한 일정하게 이루어져야 한다. 그렇지 않으면, 내부 벽 전극을 따라 다른 층 두께의 활성 유전체가 존재하고, 그러므로 유용한 방사선을 생성하기 위하여 보다 낮은 효율성의 목표되지 않고 비균일한 방전 구조가 존재한다. 제 2 해결책에 따른 형광 램프는 제 1 해결책에 따른 형광 램프와 같은 특징을 가진다. 특히, 모든 상상할 수 있는 변형이 존재하고, 내부 벽 전극은 방전관 벽 전극에 의해 대체된다.
마지막으로, 적어도 하나의 전극 각각은 내부 벽 및 방전관 벽안에 배열된다. 게다가, 이 경우 하나 이상의 전극이 방전관의 외부벽상에 배열되는 것이 가능하다.
관식 방전관은 직선이지만, 구부러진다. 방전 방향이 램프 길이 방향 축에 수직으로 연장하기 때문에, 실질적으로 임의의 모양(특히 원형)이 방전을 방해하지 않고 실현될 수 있다.
방전관 내부에 배치된 것은 불활성 가스, 특히 크세논, 또는 불활성 가스 혼합물로 구성된 가스 충전물이다.
본 발명은 다수의 실시예의 도움으로 하기에 더 상세히 기술된다.
도 1a 및 도 1b는 개략적 표현으로 OA 응용을 위한 형광 램프(1)의 길이방향 단면 및 틈 단면을 도시한다. 램프(1)는 원형 단면을 가지는 관식 방전관(2)과, 제 1 및 제 2 스트립 모양 전극(3, 4)을 포함한다. 직사각형 틈(5)을 제외하고, 방전관(2)의 내부 벽은 형광층(6)을 가진다. 방전관(2)은 방전관으로부터 형성된 돔(7)에 의한 제 1 단부, 및 스톱퍼(8)에 의한 제 2 단부에서 밀봉 방식으로 밀봉된다. 스톱퍼(8)는 방전관 단부의 내부 벽에 유리 접합물(9)에 의해 밀봉 방식으로 접속된다. 방전관(2)의 내부에는 160 토르 충전 압력의 크세논이 있다.
애노드로서 제공된 제 1 전극(3)은 길이 방향 튜브 축에 평행한 방전관(2)의 외부 벽상에 배열된 금속 포일 스트립으로서 구성된다. 캐소드로서 제공된 외부 전극(4)은 애노드에 관련하여 직경 방향으로 배열되고 캐뉼라(cannular) 및 추후 버언(내부 벽 전극)의 도움으로 유동성 상태로 적용된 전도성 은 스트립을 포함한다. 층의 두께는 대략 10㎛이다. 스톱퍼(8) 및 방전관(2)의 제 2 단부의 내부벽 사이의 피드쓰로우 지역(10)에서, 캐소드(4)는 밀봉 방식으로 외부로 통하여 인도되고 외부 공급 리드(11)와 결합한다. 이런 방식에서, 캐소드(4), 그것과 관련된 피드쓰로우(10) 및 관련된 외부 공급 리드는 전도체 트랙과 유사한 일측면의 공통 구조중 각각 기능적으로 다른 서브지역으로 구성된다. 유리 접합부(9)는 캐소드(4)가 피드쓰로우 지역(10)에서 밀봉 방식으로 공급되게 한다.
애노드 및 캐소드 스트립의 각각의 폭은 각각 0.9㎜ 및 0.8㎜이다. 유리로 구성된 관식 방전관(2)의 외부 직경은 대략 0.5㎜의 벽 두께와 관련하여 대략 9㎜이다. 틈(5)의 폭 및 길이는 각각 6.5㎜ 및 255㎜이다. 형광층(6)은 3가지 밴드의 형광 잴이다. 그것은 청색 성분 BaMgAl10017:Eu, 녹색 성분 LaPO4:Ce,Tb 및 적색 성분 (Y,Gd)BO3:Eu의 혼합물로 구성된다. 결과적인 색 좌표는 x=0.395 및 y=0.383이고, 결과적으로 하얀색이 생성된다.
도 2 내지 도 5에 개략적으로 도시된 것은 틈을 가지는 및 가지지 않는 도 1a에 도시된 램프와 유사한 본 발명에 따른 형광 램프의 다른 단면이다. 그것들은 전극 구조에 의해 필수적으로 서로 다르다. 이런 경우, 동일한 특징부는 동일 참조 번호에 의해 표시된다.
도 2의 램프는 제 1 및 제 2 내부 벽 전극(12, 4)을 가진다. 양쪽 전극이 방전관(2) 내부에 배치되기 때문에, 제 1 전극(12)은 유전체층(13)(일측면적으로 유전체적 저항 방전)에 의해 커버된다. 상기 층은 US-A 5,604,410에 따른 단극 펄스 동작의 애노드로서 제공된다.
도 3의 램프는 두 개의 외부 벽 전극(3a, 3b) 및 내부 벽 전극(4)을 가진다. 외부 벽 전극(3a, 3b)은 애노드로서 제공되고, 내부 벽 전극(4)은 캐소드로서 제공된다. 결과적으로, US-A 5,604,410에 따른 펄스 동작 동안 일측면적으로 유전체적 저항 개별 방전을 가지는 두 개의 평면(도시되지 않음)이 형성된다. 제 1 방전 평면은 캐소드 스트립(4) 및 제 1 애노드 스트립(3a) 사이로 연장한다. 외부 방전 평면은 캐소드 스트립(4) 및 제 2 애노드 스트립(3b) 사이로 연장한다. 단면으로 도시된 바와같이, 전극(3a, 3b, 4)은 가상의 등변 삼각형의 모서리에 배열된다.
도 4의 램프는 4개의 내부 벽 전극(14a-14d)을 가진다. 각각의 내부 벽 전극(14a-14d)은 유전체 층(15a-15d)에 의해 커버된다. 4개의 전극(14a-14d)의 제 1 부분(14a)은 공급 전압의 제 1 극성을 위하여 제공되고, 반면 3개의 다른 전극(14b-14d)은 제 2 극성을 위해 제공된다. 결과적으로, 펄스 동작시 총 3개의 방전 평면이 제 1 전극(14a) 및 3개의 유사한 전극(14b-14d)의 각가 하나 사이에 정밀하게 형성된다. 방전이 양측면적으로 유전체적 저항 방전이기 때문에, 단극 전압 펄스뿐 아니라 양극 전압 펄스를 동작하는 것이 가능하다. 틈(5)을 제외하고, 방전관(2)의 내부 벽에는 Al2O3및 TiO2로 만들어진 이중 반사 층(16)이 제공된다. 형광층(6)은 이중 반사층(16)위에 적용된다. 이중 반사층(16)은 형광층(6)에 의해 형성된 빛을 반사한다. 틈(5)의 광속은 이런 방식으로 증가된다.
도 5의 램프는 두 개의 외부 벽 전극(3a, 3b) 및 하나의 방전관 벽 전극(4)을 가진다. 방전관 벽 전극(4)은 방전관 벽으로 밀봉되는 대략 100㎛ 직경을 가지는 배코비트(Vacovit)(Vakuumschmelze GmbH)로 만들어진 와이어를 포함한다. 도 4에서 처럼, 모든 전극이 유전체적으로 커버되기 때문에, 단극 펄스 동작외에 이극 펄스 동작을 가지는 것이 가능하다. 방전관(2)의 내부 벽은 형광층(17) 전체 둘레상에 제공된다. 즉, 이전 램프와 비교하여 틈을 가지지 않는다. 도 5의 램프는 형광 재료에 따르는 자동 조명, 특히 브레이크 조명 또는 플래시 조명을 위하여 제공된다.
도 6은 OA 장치에 대한 조명 시스템을 도시한다. 도 1로부터의 형광 램프(1)는 캡(18)외에 제 2 단부에 틈을 가진다. 캡(18)은 캡 폿(19)(pot) 및 두 개의 접속 핀(20a, 20b)을 포함한다. 캡 폿(19)은 램프(1)를 고정하기 위하여 사용한다. 게다가, 외부 벽 전극(3) 및 내부 벽 전극(4) 또는 다른 공급 리드 단면(11)(도 1과 비교하여)은 캡 폿(19)(도시되지 않음)의 내부에서 두 개의 접속 핀(20a, 20b)과 접속된다. 접속 핀(20a, 20b)은 전기 라인(21a, 21b)을 통하여 펄스 전압 소스(23)의 두 개의 극(22a, 22b)에 접속된다.
펄스 전압 소스(23)는 66㎑의 반복 주파수를 사용하여 일련의 단극 전압 펄스를 공급한다. 펄스 기간은 각각의 경우에 대략 1.1μs이다.
cd/m2인 틈을 통하여 측정된 광속(L)은 W인 평균 시간 전력(P)의 함수로서 도 7에 도시된다. 도시될 바와같이, 대략 40,000 cd/m2은 20 w의 전력으로 달성된다. 대조하여, US-A 5,117,160에 따른 비교 가능한 통상적인 램프는 동일한 전력과 관련하여 단지 20,000 cd/m2을 제공한다. 그러므로 본 발명에 따른 램프는 동일한 전력에 대해 두배의 광속 밀도를 생성한다; 이것은 종래 기술과 비교하여 100%의 신장이다.
측정 곡선(25)은 도 1에 따른 램프를 도 3에 따른 램프로 대체함으로써 형성된다. 즉 하나 대신 두 개의 애노드 스트립을 가지는 램프를 사용한다. 그러므로 두 개의 방전 평면은 동작동안(도 3과 관련된 설명을 참조) 생성된다. 도시된 바와같이, 대략 10W의 전력부터, 측정 곡선(24)보다 높은 광속 밀도가 얻어진다. 20W의 전력에서, 50,000 cd/m2이 달성된다. 이것은 종래 기술과 비교하여 2.5 배의 광속 밀도, 또는 150%의 증가에 대응한다.
이들 결과는 본 발명의 바람직한 효과를 나타낸다.
본 발명은 특정한 예시적인 실시예로 제한되지 않는다. 특히, 여러 실시예의 특정 결합이 포함된다.

Claims (18)

  1. 가스 충전물로 채워지고 전기적으로 비전도성 재료로 만들어지는 적어도 부분적으로 투명한 밀봉된 관식 방전관(2)을 가지며, 상기 방전관이 내부 벽상에 적어도 부분적으로 형광 재료 또는 형광 재료(6)의 혼합물 층, 및 상기 관식 방전관(2)의 길이 방향 축에 평행하게 배열된 연장되는 전극(3; 4; 12; 14a-14d)을 가지며, 하나의 극성의 전극이 유전체(2; 13; 15a-15d)에 의해 상기 방전관의 내부로부터 분리되는 형광 램프(1)에 있어서,
    적어도 하나의 전극(4; 12; 14a-14d)은 방전관(2)의 내부 벽상에 배열되고,
    적어도 하나의 내부 벽 전극(4; 12; 14a-14d)은 피드쓰로우(10)로서 구성되고, 차례로 상기 피드쓰로우는 외부 공급 리드(11)로서 구성되고, 즉 각각의 내부 벽 전극(4), 관련된 피드쓰로우(10) 및 관련된 외부 공급 리드(11)는 전도체 트랙과 유사한 일측면 공통 구조(4, 10, 11)이지만 기능적으로 다른 서브지역으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 관식 방전관(2)은 스톱퍼(8) 및 접합물(9)에 의해 한쪽 또는 양쪽 단부에서 밀봉 방식으로 밀봉되고, 적어도 하나의 내부 벽 전극(4)은 접합물(9)을 통하여 밀봉 방식으로 외부에 인도되고, 상기 내부 벽 전극(4)은 접합물(9) 지역에서 피드쓰로우(10), 및 방전관(2) 외측의 외부 공급 리드(11)에 접속되는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 벽 전극(12; 14a-14d)은 유전체 층(13; 15a-15d)으로 부가적으로 커버되는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  4. 가스 충전물로 채워지고 전기적으로 비전도성 재료로 만들어진 적어도 부분적으로 투명한 밀봉된 관식 방전관(2)을 가지며, 상기 방전관(2)이 그 내벽에 적어도 부분적으로 형광 재료(17) 또는 형광 재료 혼합물 층, 및 상기 관식 방전관(2)의 길이 방향 축에 평행하게 배열된 연장되는 전극(3a; 3b; 16)을 가지며, 하나의 극성의 전극이 유전체(2)에 의해 방전관의 내부로부터 분리되는 형광 램프(1)에 있어서,
    적어도 하나의 전극(16)은 방전관(2)의 벽 안에 배열되는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  5. 제 1 항 및 제 4 항의 특징을 가지는 형광 램프.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 하나의 극성의 전극(4; 14a; 16)의 수는 다른 극성(3a, 3b; 14b-14d)의 전극의 수와 다른 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 충전물은 불활성 가스 또는 불활성 가스 혼합물로 구성되는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 충전 압력은 100 토르 이상인 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 가스 충전물은 크세논을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 방전관(2)의 내부 벽은 형광 층(6) 및 반사층(16)이 없는 틈(5)을 가지는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 전극은 틈(5)과 관련하여 비대칭적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  12. 제 11 항에 있어서, 다른 극성의 상기 적어도 하나의 전극쌍(3,5; 4,12; 3a,4; 14a,14d)은 단면으로 도시된 전극 쌍(3,5; 4,12; 3a,4; 14a,14d)의 접속 라인상 중간 정점이 형광층(6)과 교차하는, 즉 틈(5) 외측의 내부 벽과 만나도록 배열되는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  13. 제 10 항에 있어서, 가시 광선에 대한 적어도 하나의 반사층(16)은 내부 벽과 형광 층(6) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  14. 제 13 항에 있어서, 적어도 하나의 반사 층(16)은 Al2O3및/또는 TiO2로 만들어진 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 관식 방전관(2)의 내부 직경은 20㎜, 특히 15㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 전극의 폭은 2㎜, 특히 1㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 형광 램프.
  17. 형광 램프(1)와, 펄스에 의해 서로 분리되는 동작 전압 펄스동안 공급하기에 적당한 전기 펄스 전압 소스(23)를 가지는 조명 시스템에 있어서,
    상기 형광 램프(1)는 청구항 제 1 항 내지 제 16 항중 어느 한 항의 특징을 가지며, 상기 펄스 전압 소스(23)는 형광 램프(1)의 두 개의 외부 공급 리드에 전기 전도 방식으로 접속되는 것을 특징으로 하는 조명 시스템.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 조명 시스템은 60㎑ 이상의 전압 펄스의 반복 주파수, 및 2μs 이하의 전압 펄스의 펄스 기간을 포함하는 동작 파라미터를 특징으로 하는 조명 시스템.
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