KR20010110145A - 방전램프, 램프 유닛 및 화상표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 봉함부에 있어서 접속부의 온도상승을 억제하여 신뢰성을 향상시킨 방전램프를 제공하기 위한 것이다.

발광물질(18)이 봉입되는 관내(15)에 한 쌍의 전극(12 및 12')이 대향 배치된 발광관(10)과, 전극(12 및 12') 각각에 전기적으로 접속된 금속박(24)을 봉함하는 봉함부(20)를 구비하며, 금속박(24)에는 외부리드(30)가 접속되고, 적어도 한 쪽 봉함부(20)에는 접속부(32)를 봉함하는 개소의 봉함부 표면에 반사막(40)이 설치되는 방전램프(100)이다.

Description

방전램프, 램프 유닛 및 화상표시장치{DISCHARGE LAMP, LAMP UNIT AND IMAGE DISPLAY APPARATUS}

본 발명은 방전램프 및 램프유닛에 관한다. 특히 DMD(digital micro mirror device)를 이용한 프로젝터용 광원이나 액정프로젝터용 광원으로서 사용되는 방전램프 및 램프유닛에 관한다. 본 발명은 또, 그와 같은 방전램프 또는 램프유닛을구비한 화상표시장치에 관한다.

최근 대형화면 영상을 실현하는 시스템으로서, DMD를 이용한 프로젝터(DLP(digital light processing)프로젝터)나 액정프로젝터 등의 화상투영장치가 널리 이용되고 있다. 이와 같은 화상투영장치에는 높은 휘도를 갖는 고압방전램프가 일반적으로 널리 사용된다. 화상투영장치에 사용하는 광원은, 프로젝터의 광학계에 포함되는 화상소자(DMD패널이나 액정패널 등)로 광을 집광시킬 필요가 있으므로 고휘도와 더불어 점 광원에 가까운 점도 요구된다. 이 때문에 고압방전램프 중에서도, 보다 점 광원에 가깝고 고휘도의 특징을 갖는 쇼트아크형 초고압수은램프가 유망한 광원으로서 주목되고 있다.

도 5를 참조하면서 종래의 쇼트아크형 초고압수은램프(1000)를 설명하기로 한다. 도 5는 초고압수은램프(1000)를 모식적으로 나타낸다. 램프(1000)는, 석영유리로 구성되며 거의 구형의 발광관(밸브)(110)과, 같은 석영유리로 구성되며 발광관(110)에 연결된 한 쌍의 봉함부(실부)(120 및 120')를 갖는다.

발광관(110) 내부에는 방전공간(115)이 있으며, 방전공간(115)에는 발광물질로서 수은(118)(수은 봉입량: 예를 들어 150~250㎎/㎤)과, 희가스(예를 들어 수십 ㎪의 아르곤)와, 소량의 할로겐이 봉입된다. 방전공간(115)에는 한 쌍의 텅스텐전극(W전극)(112 및 112')이 일정 간격(D)(예를 들어 약 1.5㎜)을 두고 서로 대향 배치된다. W전극(112 및 112')은 각각 전극봉(W봉)(116)과, 전극봉(116)의 선단영역에 감긴 코일(114)을 가지며, 코일(114)은 전극선단 온도를 저하시키는 기능을 갖는다.

W전극(112)의 전극봉(116)은 봉함부(120) 내의 몰리브덴박(Mo박)(124)과 용접되며, 양자가 용접된 용접부(117)에 의하여 W전극(112)과 Mo박(124)은 전기적으로 접속된다. 봉함부(120)는 발광관(110)으로부터 연장된 유리부(122)와 Mo박(124)을 가지며, 유리부(122)와 Mo박(124)을 압착시킴으로써 발광관(110) 내 방전공간(115)의 기밀함을 유지한다. 즉 Mo박(124)과 유리부(122)의 압착에 따른 박 봉함에 의하여 봉함부(120)의 실링이 행해진다. 봉함부(120)의 단면형상은 모두 원형이며, 봉함부(120) 내부 중심에 장방형의 Mo박(124)이 배치된다.

봉함부(120) 내의 Mo박(124)은, 용접부(117) 쪽의 반대쪽에 몰리브덴으로 구성된 외부리드(Mo봉)(130)를 갖는다. Mo박(124)과 외부리드(130)는 서로 용접되며, 용접부(132)에서 양자는 전기적으로 접속된다. 여기서 W전극(112') 및 봉함부(120')의 구성에 대해서는, W전극(112) 및 봉함부(120)와 마찬가지이므로 그 설명을 생략한다.

다음으로 램프(1000)의 동작원리를 간단하게 설명한다. 외부리드(130) 및 Mo박(124)을 거쳐 W전극(112 및 112')에 시동전압이 인가되면 아르곤(Ar)의 방전이 일어나고, 이 방전에 의하여 발광관(110)의 방전공간(115) 내 온도가 상승하며 이로써 수은(118)이 가열, 기화된다. 그 후 W전극(112 및 112') 사이의 아크 중심부에서 수은원자가 여기 되어 발광된다. 램프(1000)의 수은 증기압이 높을수록 발광효율도 증가되므로, 수은 증기압이 높을수록 화상투영장치의 광원으로서 적합하지만, 발광관(110)의 물리적 내압강도의 관점에서, 15~25㎫ 범위의 수은 증기압에서 램프(1000)는 사용된다.

도 6에 도시한 바와 같이 램프(1000)는, 반사거울(60)과 조합시켜 램프유닛(1200)으로 할 수 있다. 도 6은 램프유닛(1200)의 단면을 모식적으로 나타낸다. 램프유닛(1200)은 예를 들어 DLP프로젝터나 액정프로젝터 등의 광원으로서 사용할 수 있다.

램프유닛(1200)은 방전램프(1000)와, 방전램프(1000)로부터 출사된 광을 반사시키는 반사거울(60)을 구비하며, 방전램프(1000)로부터 출사된 광은 반사거울(60)에서 반사되어 출사방향(50)을 향하여 출사되게 된다. 반사거울(60)은 출사방향(50) 쪽에 앞면 개구부(60a)를 가지며, 앞면 개구부(60a)에는 램프 파손 시의 비산방지를 위해 앞면 유리(도시생략)가 장착되게 된다. 앞면 개구부(60a) 쪽에 위치하는 봉함부(120)의 외부리드(130)에는 리드선(65)이 전기적으로 접속되며, 리드선(65)은 외부리드(130)로부터 반사거울(60)의 리드선용 개구부(62)를 통하여 반사거울(60) 외부로까지 연장된다. 방전램프(1000)의 한쪽 봉함부(120')에는 마우스피스(55)가 장착되며, 마우스피스(55)가 장착된 봉함부(120')는 반사거울(60)에 장착된다.

반사거울(60)의 앞면 개구부(60a)에 앞면 유리가 설치되므로 램프유닛(1200)은 밀폐구조로 되며, 그 때문에 램프동작 시에 램프(1000)가 발열되면 램프유닛(1200) 내는 매우 고온으로 된다. 따라서 램프동작을 보증하기 위하여, 램프유닛(1200) 내의 램프(1000) 온도를 예측한 위에 램프(1000)의 설계, 제조가 행해지게 된다.

그러나 본원발명자는, DLP프로젝터의 광원으로서 종래의 램프유닛(1200)을 사용할 경우에 출사방향(50) 쪽에 위치하는 봉함부(120)의 용접부(132) 온도가 설계 시에 예측한 온도보다 높아지고, 그 결과 용접부(132)가 산화되어 램프(1000)가 동작하지 않게 되는 문제가 발생함을 발견했다. 즉 외부리드(130)와 Mo박(124)을 구성하는 몰리브덴은 350℃ 이상이 되면 산화된다는 성질을 갖고 있으므로, 봉함부(120) 단부에 위치하여 외기와 접하는 것과 더불어, 접촉저항에 의하여 다른 부분보다 고온으로 되기 쉬운 용접부(132)의 온도가 약 350℃ 이상 되면 용접부(132)가 산화(몰리브덴의 산화)되고, 그 결과 용접부(132)의 도전성을 잃게 되어 램프(1000)는 동작하지 않게 된다.

용접부(132)의 온도가 설계 시의 예측온도보다 높아지는 원인을 본원 발명자가 연구한 바, 도 7에 도시한 바와 같이, 램프유닛(1200)의 출사방향(50) 앞쪽에 배치되는 DLP프로젝터 광학계(90)로부터의 반사광(52)이 램프유닛(1200)의 반사거울(60) 내로 입사되어, 출사방향(50) 쪽에 위치하는 봉함부(120)의 용접부(132)를 조사하는 것이 원인임을 알아냈다. 예를 들어 단판식 DLP프로젝터 광학계(90)의 경우, 램프유닛(1200)의 출사방향(50) 전방에 배치된 3 원색(R, G, B)의 컬러 휠(70)과, 컬러 휠(70)을 투과한 광을 반사시키는 DMD패널(80)(복수의 DMD(82)로 구성됨)을 포함한다. 램프유닛(1200)으로부터의 출사광(51)은, 예를 들어 매초 120 회전하는 컬러 휠(70)을 투과하여, 예를 들어 적색(R) 광(54)으로 되며, 집광렌즈(도시생략)를 거쳐 DMD패널(80)에 투영되게 된다. 이 때 램프유닛(1200)으로부터의 출사광(51) 중 컬러 휠(70)을 투과하지 않은 광은, 컬러 횔(70)의반사광(52)으로서 다시 램프유닛(1200)의 반사거울(60) 내로 입사되게 된다.

반사거울(60) 내에 입사된 반사광(52)은 반사거울(60)로 반사되어, 도 8의 (a)에 도시한 바와 같이 반사거울(60)에 의한 반사광(53)이 출사방향(50) 쪽 봉함부(120)의 용접부(132)를 조사하게 된다. 이 때문에 용접부(132)를 조사하는 광(53)의 영향으로, 광학계(90)와 조합시킴이 없이 램프유닛 단체만으로 온도예측한 경우의 온도보다 봉함부(120) 용접부(132)의 온도가 높아져버린다는 결과를 낳는다. 예를 들어 설계 시에 예측한 온도보다 50℃ 정도 이상 높아질 경우가 있다.

DLP프로젝터의 성능을 향상시키기 위하여 더욱 고휘도 광원이 요구되는 상황하에서, 램프동작 시에 용접부(132)의 온도가 약 350℃를 초과하지 않도록 하는 것을 목적으로 방전램프(1000)의 출력을 저하시키는 것(휘도를 저하시킴)은 바람직하지 못하다. 또 몰리브덴의 물성을 고려하면, 약 350℃를 초과해도 산화되지 않은 구성의 용접부(132)로 하는 것도 어렵다.

또한 본원 발명자는, 도 7에 도시한 구성에서의 동작 시에 있어서, 도 8의 (b)에 도시한 바와 같이, 봉함부(120)의 온도가 동일하게 오르는 것이 아니라 봉함부(120) 내 소정개소(예를 들어 용접부(132)를 봉함한 개소(A))의 온도가 국소적으로 높아짐을 발견했다. 즉 반사거울(60)에 의한 반사광(53)이 봉함부(120)를 균일하게 조사하지 않고, 봉함부(120)의 온도가 극대로 되는 영역(온도초점영역)(45)이 형성됨을 발견했다. 따라서 온도초점영역(45) 내에 용접부(132)가 위치하는 등의 경우에는, 램프유닛 단체만으로 온도예측 했을 때의 온도에 비해 용접부(132)의 온도가 더욱 높아지게 된다.

본 발명은 이러한 여러 가지 점에 감안하여 이루어진 것으로 그 주된 목적은 봉함부에 있어서 접속부(용접부)의 온도상승을 억제하여 신뢰성을 향상시킨 방전램프 및 램프유닛을 제공하는 데에 있다.

도 1의 (a)는 제 1 실시예에 관한 방전램프(100)의 구성을 모식적으로 나타낸 상면도이고, (b)는 방전램프(100)의 구성을 모식적으로 나타낸 측면도이며, (c)는 (a)의 c-c'선을 따른 단면을 나타낸 단면도.

도 2는 제 1 실시예에 관한 램프유닛(500)의 구성을 모식적으로 나타낸 단면도.

도 3은 램프유닛(500)과 광학계(90)의 구성을 모식적으로 나타낸 도면.

도 4의 (a)는 제 2 실시예의 방전램프(200)의 구성을 모식적으로 나타낸 부분확대 단면도이며, (b)는 봉함부(20)의 소정개소(A, B, C)에서의 온도상태를 모식적으로 나타낸 그래프.

도 5는 종래의 방전램프(1000) 구성을 모식적으로 나타낸 도면.

도 6은 종래의 램프유닛(1200) 구성을 모식적으로 나타낸 단면도.

도 7은 램프유닛(1200)과 광학계(90)의 구성을 모식적으로 나타낸 도면.

도 8의 (a)는 방전램프(1000)의 구성을 모식적으로 나타낸 부분확대 단면도이며, (b)는 봉함부(20) 소정개소에서의 온도상태를 모식적으로 나타낸 그래프.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 110 : 발광관 12, 12', 112, 112' : 전극(W전극)

14, 114 : 코일 15 , 115 : 방전공간(관내)

16, 116 : 전극봉 17 : Mo봉

18, 118 : 발광물질(수은) 20, 20', 120, 120' : 봉함부

22, 122 : 유리부 24, 124 : 금속박(Mo박)

30, 130 : 외부리드 32 : 접속부(용접부)

40 : 반사막 45 : 온도초점영역

55 : 마우스피스 60 : 반사거울

62 : 리드선용 개구부 65 : 리드선

70 : 컬러 휠 80 : DMD 패널

82 : DMD 84 : 투사렌즈

86 : 화면 90 : 광학계

100, 200 : 방전램프 500, 1200 : 램프유닛

1000 : 초고압수은램프

본 발명에 의한 방전램프는, 발광물질이 봉입되는 관내에 한 쌍의 전극이 대향 배치된 발광관과, 상기 한 쌍의 전극 각각에 전기적으로 접속된 한 쌍의 금속박 각각을 봉함하는 한 쌍의 봉함부를 구비하며, 상기 한 쌍의 금속박 각각에는, 상기 한 쌍의 전극 각각과 전기적으로 접속되는 쪽의 반대쪽에 외부리드가 접속되고, 상기 한 쌍의 봉함부 중 적어도 한쪽의 봉함부에는, 상기 외부리드와 상기 금속박이 접속된 접속부를 봉함하는 개소의 봉함부 표면에, 상기 봉함부를 구성하는 재료보다 반사율이 큰 재료를 포함하는 반사막이 형성된다.

상기 반사막은, 상기 봉함부를 구성하는 상기 재료보다 열 복사율이 큰 재료를 구성되는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 접속부는, 몰리브덴으로 구성된 상기 외부리드와, 몰리브덴으로 구성된 금속박이 용접에 의하여 접속된 용접부이다.

본 발명에 의한 램프유닛은 방전램프와, 상기 방전램프로부터 출사되는 광을 반사시키는 반사거울을 구비한 램프유닛으로, 상기 방전램프는, 발광물질이 봉입되는 관내에 한 쌍의 전극이 대향 배치된 발광관과, 상기 한 쌍의 전극 각각에 전기적으로 접속된 한 쌍의 금속박 각각을 봉함하는 한 쌍의 봉함부를 구비하며, 상기 한 쌍의 금속박 각각에는, 상기 한 쌍의 전극 각각과 전기적으로 접속되는 쪽과 반대쪽에 외부리드가 접속되고, 상기 한 쌍의 봉함부 중의 한쪽 봉함부는, 상기 반사거울 내 출사방향 쪽에 배치되며, 상기 출사방향 쪽에 배치된 상기 한쪽의 봉함부에는, 상기 외부리드와 상기 금속박이 접속된 접속부를 봉함하는 개소의 봉함부 표면에, 상기 봉함부를 구성하는 재료보다 반사율이 큰 재료를 포함하는 반사막이 형성되고, 상기 반사막은, 상기 출사방향의 전방에 배치되는 광학계로부터 상기 반사거울로 입사되어 상기 접속부를 조사하는 광을 반사시키고, 이로써 상기 접속부의 온도상승을 억제한다.

상기 반사막은, 상기 봉함부를 구성하는 상기 재료보다 열 복사율이 큰 재료를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의한 다른 램프유닛은 방전램프와, 상기 방전램프로부터 출사되는 광을 반사시키는 반사거울을 구비한 램프유닛으로서, 상기 방전램프는 발광물질이 봉입되는 관내에 한 쌍의 전극이 대향 배치된 발광관과, 상기 한 쌍의 전극 각각에 전기적으로 접속된 한 쌍의 금속박 각각을 봉함하는 한 쌍의 봉함부를 구비하며, 상기 한 쌍의 금속박 각각에는, 상기 한 쌍의 전극 각각과 전기적으로 접속되는 쪽의 반대쪽에 외부리드가 접속되고, 상기 한 쌍의 봉함부 중의 한쪽 봉함부는, 상기 반사거울 내 출사방향 쪽에 배치되며, 상기 출사방향 쪽에 배치된 상기 한쪽의 봉함부는, 상기 출사방향의 전방에 배치되는 광학계로부터 상기 반사거울로 입사되어 상기 접속부를 조사하는 광에 기인하여 생성되며 또 당해 봉함부의 온도가 극대로 되는 온도초점영역을 가지고, 상기 한쪽 봉함부에서 상기 외부리드와 상기 금속박이 접속된 접속부는, 상기 온도초점영역으로부터 떨어진 위치에 형성되며, 이로써상기 접속부의 온도상승을 억제한다.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 접속부는, 몰리브덴으로 구성된 상기 외부리드와, 몰리브덴으로 구성된 상기 금속박이 용접에 의하여 접속된 용접부이다.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 광학계는, 반사형 화상소자와, 상기 반사형 화상소자에 대하여 상기 반사거울로부터의 출사광을 투사하는 컬러 휠을 가지며, 상기 접속부를 조사하는 광은, 상기 반사거울로부터 상기 광학계를 향하여 출사된 광의 일부가 상기 컬러 휠에 의하여 반사되어 상기 반사거울로 입사되는 광을 적어도 포함한다.

본 발명에 의한 화상표시장치는 상기 램프유닛을 광원으로 하는 광학계를 구비한다.

본 발명의 실시예에 있어서 상기 광학계는, DMD(digital micromirror device)를 구비한다.

본 발명의 방전램프에는 봉함부 내 접속부를 봉함하는 개소의 표면에 반사막이 형성된다. 이 때문에 접속부를 조사하는 광을 반사막에 의하여 반사시킬 수 있으므로, 접속부의 온도상승을 억제할 수 있다. 반사막이 열 복사율이 큰 재료를 포함할 경우, 반사막의 복사에 의해서도 접속부의 온도상승을 억제하는 것이 가능해진다.

또, 이와 같은 방전램프를 반사거울과 조합시키면, 출사방향 전방에 배치되는 광학계로부터 반사거울로 입사되어 접속부를 조사하는 광을 반사거울에 의하여 반사시킬 수 있다. 그 결과 접속부의 온도상승을 억제할 수 있는 램프유닛을 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 다른 램프유닛에서는 봉함부의 온도초점영역에서 떨어진 위치에 접속부가 형성되므로, 온도초점영역 내에 접속부가 형성된 경우에 비해 접속부의 온도상승을 억제할 수 있다. 접속부는, 예를 들어 몰리브덴으로 구성된 외부리드와, 몰리브덴으로 구성된 금속박이 용접에 의하여 접속된 용접부이다. 광학계가 반사형 화상소자와 컬러 휠을 갖는 경우, 접속부를 조사하는 광에는, 적어도 컬러 휠에 의하여 반사되어 반사거울로 입사되는 광이 포함된다. 또, 이와 같은 램프유닛을 광원으로 하여, 광학계(예를 들어 DMD를 구성요소로서 포함하는 광학계)와 조합시키면 화상표시장치를 제공할 수 있다.

상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해 질 것이다.

(실시예)

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다. 이하의 도면에서는 설명을 간략화하기 위하여, 실질적으로 동일 기능을 갖는 구성요소를 동일 참조부호로 나타낸다.

(제 1 실시예)

도 1에서 도 3을 참조하면서 본 발명에 의한 제 1 실시예를 설명한다.

먼저 도 1을 참조한다. 도 1의 (a)는 본 실시예에 관한 방전램프(100)의 상면을 모식적으로 나타내며, 도 1의 (b)는 방전램프(100)의 측면을 모식적으로 나타낸다. 도 1의 (c)는 도 1의 (a)의 c-c'선을 따른 단면을 나타낸다. 여기서 도면 중의 화살표(X, Y 및 Z)는 좌표축을 나타낸다.

제 1 실시예의 방전램프(100)는 발광관(밸브)(10)과, 발광관(10)에 연결된 한 쌍의 봉함부(20 및 20')를 갖는다. 발광관(10)의 관내에는 발광물질(18)이 봉입되는 방전공간(15)이 있으며, 방전공간(15)에는 한 쌍의 전극(12 및 12')이 대향 배치된다. 발광관(10)은 석영유리로 구성되며 거의 구형이다. 발광관(10)의 외경은 예를 들어 5㎜~20㎜ 정도이며, 발광관(10)의 유리 두께는 예를 들어 1㎜~5㎜ 정도이다. 발광관(10) 내 방전공간(15)의 용적은 예를 들어 0.01~1㏄정도이다. 본 실시예에서는 외경 13㎜ 정도, 유리 두께 3㎜ 정도, 방전공간(15)의 용량 0.3㏄정도의 발광관(10)이 이용되며, 발광물질(18)로서 수은을 사용하고, 예를 들어 150~200㎎/㎤정도의 수은과, 5~20㎪의 희가스(예를 들어 아르곤)와, 소량의 할로겐이 방전공간(15)에 봉입된다. 여기서, 도 1의 (a 및 b)에서는 발광관(10)의 내벽에 부착된 상태의 수은(18)을 모식적으로 나타낸다.

방전공간(15) 내 한 쌍의 전극(12 및 12')은, 예를 들어 1~5㎜ 정도의 간격(아크 길이)으로 배치된다. 전극(12 및 12')으로는, 예를 들어 텅스텐전극(W전극)이 사용된다. 본 실시예에서는 1.5㎜ 정도의 간격으로 W전극(12 및 12')이 배치된다. 전극(12 및 12') 선단에는 각각 코일(14)이 감긴다. 코일(14)은 전극선단온도를 저하시키는 기능을 갖는다. 전극(12)의 전극축(W봉)(16)은 봉함부(20) 내 금속박(24)에 전기적으로 접속된다. 마찬가지로 전극(12')의 전극축(16)은 봉함부(20') 내 금속박(24)에 전기적으로 접속된다.

봉함부(20)는 전극(12)에 전기적으로 접속된 금속박(24)과, 발광관(10)으로부터 연장된 유리부(22)를 가지며, 금속박(24)과 유리부(22)와의 박 봉함에 의하여발광관(10) 방전공간(15)의 기밀을 유지한다. 금속박(24)은 예를 들어 몰리브덴박(Mo박)이며, 예를 들어 장방형 형상을 갖는다. 유리부(22)는, 예를 들어 석영유리로 구성된다. 여기서 이들 봉함부(20)의 구성은, 봉함부(20')에 대해서도 마찬가지이므로 그 설명을 생략한다.

봉함부(20 또는 20') 내의 금속박(24)은 용접에 의하여 전극(12)과 접합되며, 금속박(24)은 전극(12)이 접합된 쪽의 반대쪽에 외부리드(30)를 갖는다. 외부리드(30)는 예를 들어 몰리브덴으로 구성되며, 금속박(24)과 예를 들어 용접에 의하여 접속된다. 한 쌍의 봉함부 내의 적어도 한쪽의 봉함부(20)는, 외부리드(30)와 급속박(24)이 접속된 접속부(용접부)(32)를 봉함하는 개소의 표면에 반사막(40)을 갖는다. 반사막(40)은, 봉함부(20)를 구성하는 재료(석영유리)보다 반사율이 큰 재료를 포함하며, 전형적으로 그와 같은 재료로 구성된다. 반사막(40)이 포함하는 재료로는, 예를 들어 질화알루미늄, 알루미늄, 알루미나, 지르코니아 등을 들 수 있다. 반사막(40)은 봉함부의 접속부를 조사하는 광을 반사시키는 기능을 가지므로, 램프동작 시 접속부(32)의 온도상승을 억제할 수 있다. 반사막(40)은 램프 특성을 열화시키는 일없이 양호하게 반사를 행하므로 전형적으로, 거울면의 막(예를 들어 금속박막), 또는 하얀색의 막인 것이 바람직하다. 반사막(40)의 두께는 예를 들어 수천 옹스트롬∼1㎜ 정도이다.

반사막(40)이 석영유리보다 열 복사율이 큰 재료(예를 들어 질화알루미늄 등)를 포함할 경우, 바람직하게는 그와 같은 재료로 구성되는 경우에는 반사막(40)의 복사에 의해서도 접속부(32)의 온도상승을 억제할 수 있다. 질화알루미늄의 반사율 및 열 복사율을 예시적으로 나타내면, 각각 약 90% 정도 및 약 90% 정도이다.

반사막(40)은 예를 들어 적어도, 램프의 출사방향 쪽에 배치되는 봉함부(20)의 접속부(32)를 봉함하는 개소 표면에 형성되면 되지만, 봉함부(20) 전체의 온도상승을 억제할 목적으로 봉함부(20) 전체에 반사막(40)을 형성하는 것도 가능하다. 또, 다른 쪽 봉함부(20')의 접속부(32)를 봉함하는 개소 또는 봉함부(20') 전체에 반사막(40)을 형성하는 것도 적합하다. 반사막(40)의 형성방법은, 특히 한정되지는 않지만, 예를 들어 도포, 담그기, 붓칠하기 등으로 실시할 수 있다.

도 2에 도시한 바와 같이 반사막(40)이 형성된 방전램프(100)는, 반사거울(60)과 조합시킨 램프유닛(500)으로 할 수 있다. 도 2는 방전램프(100)를 구비한 램프유닛(500)의 단면을 모식적으로 나타낸다.

램프유닛(500)은 반사막(40)이 형성된 봉함부(20)를 갖는 방전램프(100)와, 방전램프(100)로부터 출사된 광을 반사시키는 반사거울(60)을 구비한다. 반사막(40)이 형성된 봉함부(20)는, 반사거울(60)의 앞면 개구부(60a) 쪽(출사방향(50 쪽))에 형성되며, 또 한쪽 봉함부(20')는 반사거울(60)에 고정된다. 봉함부(20)에 형성된 반사막(40)은, 접속부(32)를 봉함하는 개소의 봉함부(20) 표면에 형성된다. 봉함부(20')와 고정된 반사거울(60)은, 예를 들어 평행광속, 소정의 미소영역에 수속되는 집광광속, 또는 소정의 미소영역으로부터 발산된 것과 마찬가지의 발산광속이 되도록 방전램프(100)로부터의 방사광을 반사시키도록 구성된다. 반사거울(60)로는, 예를 들어 포물면 거울이나 타원면 거울을 이용할 수 있다.

방전램프(100)의 한쪽 봉함부(20')에 마우스피스(55)가 장착되고, 봉함부(20')로부터 연장된 외부리드(도시생략)와 마우스피스(55)는 전기적으로 접속된다. 마우스피스(55)가 장착된 쪽 봉함부(20')와 반사거울(60)은, 예를 들어 무기계 접착제(예를 들어 시멘트 등)로 고착되어 일체화된다. 반사거울(60)의 앞면 개구부 쪽에 위치하는 봉함부(20)의 외부리드(30)에는 리드선(65)이 전기적으로 접속되며, 리드선(65)은 외부리드(30)로부터 반사거울(60)의 리드선용 개구부(62)를 통하여 반사거울(60)의 밖에까지 연장된다. 반사거울(60)의 앞면 개구부에는, 예를 들어 앞면유리를 장착시킬 수 있다.

램프유닛(500)은 도 3에 도시한 바와 같이 DLP 프로젝터용 광원으로서 사용할 수 있다. 도 3은 단판식 DLP 프로젝터의 구성을 모식적으로 나타내며, 도 3에 도시한 DLP 프로젝터는 램프유닛(500)과 광학계(90)를 구비한다. 광학계(90)는 램프유닛(500)의 출사방향(50) 전압에 배치된 컬러 휠(70)과, 컬러 휠(70)을 투과한 광(54)을 반사시키는 DMD패널(80)(복수의 DMD(82)로 구성됨)과, DMD패널(80)로부터 투사된 광(56)을 투사광(58)으로 변환시켜 화면(86)에 영사하는 투사렌즈(84)를 구비한다.

램프유닛(500)으로부터 출사된 광(51)은, 예를 들어 매초 120 회전하는 컬러 휠(70)의 3 원색(R, G, B) 중 1 색(예를 들어 R)을 통과한 후, 집광렌즈(도시생략)를 거쳐 DMD패널(80)로 투사됨에 이어서 화면(86)에 영사된다. 단판식 DLP 프로젝터의 경우, DMD패널(80)의 DMD(82)가 매초 수천에서 수만 회라는 속도로 온 오프를 반복함으로써, 컬러 휠(70)을 통과한 R, G, B 각각의 색을 순식간에 중복시켜사람 눈의 잔상효과를 이용하여 화면(86) 상에서 하나의 그림으로 한다.

램프유닛(1200)으로부터의 출사광(51) 중 컬러 휠(70)을 투과하지 않은 광은 반사광(52)으로서 다시 램프유닛(1200)의 반사거울(60) 내로 입사되게 되지만, 도 2에 도시한 바와 같이 봉함부(20)의 접속부(32)는 반사막(40)으로 보호되므로 반사광(52)이 반사거울(60) 내로 입사돼도, 접속부(32)로 조사하는 광(53)을 반사시킬 수 있다. 이 때문에 접속부(32)의 온도상승을 억제할 수 있고, 그 결과 램프유닛(500)의 램프동작 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 접속부(32)를 반사막(40)으로 보호함으로써, 램프유닛(500)의 출사방향(50) 전방에 배치되는 광학계로부터의, 반사거울(60) 내로 입사되는 광(52)에 의한 접속부의 온도상승을 억제할 수 있으므로, 본 실시예에서 설명한 단판식 DLP 프로젝터의 광학계(90)로부터의 광(52)의 경우에 한정되지 않고, DMD패널(80)을 3 장 사용한 3 판식 DLP 프로젝터의, 광학계로부터 반사거울(60) 내로 입사되는 광이나, 액정패널을 이용한 액정프로젝터의, 광학계로부터 반사거울(60) 내로 입사되는 광에 의하여 발생하는 접속부의 온도상승도 억제할 수 있다.

(제 2 실시예)

도 4를 참조하면서 본 발명에 의한 제 2 실시예를 설명한다. 본 실시예는 접속부(32)가 온도초점영역(45)에서 떨어진 위치에 형성되는 점에서, 접속부(32)를 봉함하는 봉함부(20)에 반사막(40)이 형성된 상기 제 1 실시예과 다르다. 여기서, 본 실시예의 설명을 간단하게 하기 위하여 이하, 제 1 실시예와 다른 점을 주로 설명하고, 제 1 실시예와 마찬가지 점의 설명은 생략 또는 간략화한다.

도 4의 (a)는 반사거울(60)과 조합되는 방전램프(200)의 부분확대 단면을 모식적으로 나타내며, 도 4의 (b)는 봉함부(20)의 소정개소(A, B, C)에서의 온도상태를 모식적으로 나타낸다.

예를 들어 도 3에 도시한 광학계(90)로부터의 반사광(52)에 의하여, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이, 동작 시에 봉함부(20)의 온도가 극대로 되는 영역(온도초점영역)(45)이 형성된다. 본 실시예의 방전램프(200)에서는 접속부(32)가 온도초점영역(45)에서 떨어진 위치에 형성되며, 이로써 접속부(32)의 온도상승을 억제한다. 온도초점영역(45)이 봉함부(20)의 어느 부분에 형성될지는, 예를 들어 열전쌍(thrmocouple)을 이용하여 미리 봉함부(32) 소정개소의 온도를 측정하여 봉함부(20)의 온도가 극대로 될 영역을 찾아내 두면 된다. 그리고, 그 온도초점영역(45) 내에 접속부(32)가 위치하지 않도록 방전램프를 설계, 제조하면 방전램프(200)가 얻어지게 된다. 또, 봉함부(20)의 접속부(32)가 온도초점영역(45) 내에 위치하지 않도록 반사거울(60)을 설계하여, 접속부(32)가 온도초점영역(45)에서 떨어진 위치에 형성되도록 하는 것도 가능하다.

본 실시예에서는 봉함부(20)의 온도초점영역(45)으로부터 떨어진 위치에 접속부(32)가 형성되므로 접속부(32)의 온도상승을 억제하여 신뢰성의 향상을 도모할 수 있다. 또 본 실시예와 상기 제 1 실시예를 조합시키는 것도 효과적이다. 즉 온도초점영역(45)으로부터 떨어진 위치에 접속부(32)를 형성하고, 그 접속부(32)를 봉함하는 봉함부(20)의 부분에 반사막(40)을 형성하면, 접속부(32)의 온도상승을 더욱 억제할 수 있다.

(다른 실시예)

상기 실시예에서는, 발광물질로서 수은을 사용하는 수은램프를 방전램프의 일례로서 설명했지만, 본 발명은 금속박(24)을 봉함부(실부)에 의하여 봉함하는 방전램프에도 적용 가능하다. 예를 들어 금속 할로겐화물을 봉입한 메탈할라이드 램프 등의 방전램프에도 적용할 수 있다.

그리고 상기 실시예에서는 수은 증기압이 20㎫정도의 경우(이른바 초고압수은램프의 경우)에 대하여 설명했지만, 수은 증기압이 1㎫정도의 고압수은램프나, 수은 증기압이 1㎪정도의 저압수은램프에도 적용 가능하다. 또 한 쌍의 전극(12 및 12')간 간격(아크 길이)은 쇼트아크형이라도 되고, 그보다 긴 간격이라도 된다. 상기 실시예의 방전램프는, 교류점등형 및 직류점등형 중 어느 쪽의 점등방식에서도 사용 가능하다.

본 발명에 의하면, 봉함부에 있어서 접속부의 온도상승을 억제하여 신뢰성을 향상시킨 방전램프 및 램프유닛을 제공할 수 있다. 또 이와 같은 램프유닛과 광학계를 조합시켜 화상표시장치를 제공하는 것도 가능하다.

Claims (10)

1. 발광물질이 봉입되는 관내에 한 쌍의 전극이 대향 배치된 발광관과,

   상기 한 쌍의 전극 각각에 전기적으로 접속된 한 쌍의 금속박 각각을 봉함하는 한 쌍의 봉함부를 구비하며,

   상기 한 쌍의 금속박 각각에는, 상기 한 쌍의 전극 각각과 전기적으로 접속되는 쪽의 반대쪽에 외부리드가 접속되고,

   상기 한 쌍의 봉함부 중 적어도 한쪽의 봉함부에는, 상기 외부리드와 상기 금속박이 접속된 접속부를 봉함하는 개소의 봉함부 표면에, 상기 봉함부를 구성하는 재료보다 반사율이 큰 재료를 포함하는 반사막이 형성되는 방전램프.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 반사막은, 상기 봉함부를 구성하는 상기 재료보다 열 복사율이 큰 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전램프.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 접속부는, 몰리브덴으로 구성된 상기 외부리드와, 몰리브덴으로 구성된 금속박이 용접에 의하여 접속된 용접부인 것을 특징으로 하는 방전램프.
4. 방전램프와, 상기 방전램프로부터 출사되는 광을 반사시키는 반사거울을 구비하는 램프유닛에 있어서,

   상기 방전램프는,

   발광물질이 봉입되는 관내에 한 쌍의 전극이 대향 배치된 발광관과,

   상기 한 쌍의 전극 각각에 전기적으로 접속된 한 쌍의 금속박 각각을 봉함하는 한 쌍의 봉함부를 구비하며,

   상기 한 쌍의 금속박 각각에는, 상기 한 쌍의 전극 각각과 전기적으로 접속되는 쪽의 반대쪽에 외부리드가 접속되고,

   상기 한 쌍의 봉함부 중의 한쪽 봉함부는, 상기 반사거울 내 출사방향 쪽에 배치되며,

   상기 출사방향 쪽에 배치된 상기 한쪽의 봉함부에는, 상기 외부리드와 상기 금속박이 접속된 접속부를 봉함하는 개소의 봉함부 표면에, 상기 봉함부를 구성하는 재료보다 반사율이 큰 재료를 포함하는 반사막이 형성되고,

   상기 반사막은, 상기 출사방향의 전방에 배치되는 광학계로부터 상기 반사거울로 입사되어 상기 접속부를 조사하는 광을 반사시키고, 이로써 상기 접속부의 온도상승을 억제하는 램프유닛.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 반사막은, 상기 봉함부를 구성하는 상기 재료보다 열 복사율이 큰 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 방전램프.
6. 방전램프와, 상기 방전램프로부터 출사되는 광을 반사시키는 반사거울을 구비하는 램프유닛에 있어서,

   상기 방전램프는,

   발광물질이 봉입되는 관내에 한 쌍의 전극이 대향 배치된 발광관과,

   상기 한 쌍의 전극 각각에 전기적으로 접속된 한 쌍의 금속박 각각을 봉함하는 한 쌍의 봉함부를 구비하며,

   상기 한 쌍의 금속박 각각에는, 상기 한 쌍의 전극 각각과 전기적으로 접속되는 쪽의 반대쪽에 외부리드가 접속되고,

   상기 한 쌍의 봉함부 중의 한쪽 봉함부는, 상기 반사거울 내 출사방향 쪽에 배치되며,

   상기 출사방향 쪽에 배치된 상기 한쪽의 봉함부는, 상기 출사방향의 전방에 배치되는 광학계로부터 상기 반사거울로 입사되어 상기 접속부를 조사하는 광에 기인하여 생성되며 또 당해 봉함부의 온도가 극대로 되는 온도초점영역을 가지고,

   상기 한쪽의 봉함부에 있어서 상기 외부리드와 상기 금속박이 접속된 접속부는, 상기 온도초점영역으로부터 떨어진 위치에 형성되며, 이로써 상기 접속부의 온도상승을 억제하는 램프유닛.
7. 제 4 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 접속부는, 몰리브덴으로 구성된 상기 외부리드와,

   몰리브덴으로 구성된 상기 금속박이 용접에 의하여 접속된 용접부인 것을 특징으로 하는 램프유닛.
8. 제 4 항~제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 광학계는, 반사형 화상소자와, 상기 반사형 화상소자에 대하여 상기 반사거울로부터의 출사광을 투사하는 컬러 휠을 가지며,

   상기 접속부를 조사하는 광은, 상기 반사거울로부터 상기 광학계를 향하여 출사된 광의 일부가 상기 컬러 휠에 의하여 반사되어 상기 반사거울로 입사되는 광을 적어도 포함하는 것을 특징으로 하는 램프유닛.
9. 제 6 항에서 제 8 항 중 어느 한 항 기재의 램프유닛과,

   상기 램프유닛을 광원으로 하는 광학계를 구비하는 화상표시장치.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 광학계는, 디지털 마이크로미러 디바이스(digital micromirror device)를 구비하는 화상표시장치.