KR20020006533A - 간격판 요소를 구비한 평면 가스 방전 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 방전 관 및 전극을 구비한 평면형 가스 방전 램프에 관한 것으로, 상기 방전 관은 하부 플레이트(1) 및 상부 플레이트(7)를 포함하고, 하부 플레이트(1) 및 상부 플레이트(7) 사이에 하나 또는 그 이상의 간격판 요소를 구비한다. 일반적으로 간격판 요소는 상부 플레이트(7) 상의 휘광 분포의 균일성을 파손시킨다. 이를 피하기 위하여, 간격판 요소(8)는 추가적으로 유전적으로 방해된 전극으로 형성된다. 이러한 목적을 위하여, 각 간격판 요소(8)는 전극 또는 전류 공급기에 연결되며 전기적으로 전도성있는 요소(9)를 구비한다. 결과적으로, 간격판 요소(8)는 방전 및 수반되는 빛의 생성을 포함한다.

Description

간격판 요소를 구비한 평면 가스 방전 램프{FLAT GAS DISCHARGE LAMP WITH SPACER ELEMENTS}

일반적인 형태의 평면 가스 방전 램프는 통상적으로 두 개의 방전 관 벽(discharge vessel wall)을 구비하는데, 이들은 적어도 일정한 영역에서 그리고 대체로, 평면형이고 상호 간에 인접하며 평행하다.

이하 간략하게 상부 플레이트 및 하부 플레이트로 언급되는 이들 두 개의 관 벽(vessel walls)은, 일반적으로 프레임에 의하여 기밀(gastight)되는 방식으로 상호 간에 연결되어 있으며, 이러한 방식으로 방전 관을 형성한다. 대안적으로, 이들이 함께 결합하는 경우에 방전 관이 이미 형성되는 방식으로 하부 플레이트 및/또는 상부 플레이트가 형성될 수 있다. 예를 들어, 하부 플레이트 및/또는 상부 플레이트는 예컨대 평면 유리 플레이트의 디프 드로잉(deep-drawing)을 통하여 도랑형태(trough-like form)로 형성될 수도 있다. 매우 큰 영역의 평면 램프의 경우에, 형태를 갖춘 하부 플레이트 및 상부 플레이트 각각의 주된 부분은 이 경우에 적어도 거의 평면이다. 어떠한 경우에서도, 이러한 유형의 램프는 안정을 위한 목적으로 하나 또는 그 이상의 지지 점을 필요로 하는데, 이하에서는 이를 간격판 요소(spacer elements)라고 명명한다.

이는 더 한층 그러한데, 방전 램프에는 충진 압력(filling pressure)으로 정해진 성분의 가스가 충진되므로 충진되기 전에 비워져야 하기 때문이다. 결과적으로, 방전 관은 영구적으로 진공-특별하게는 램프를 생산하는 동안-을 유지하고, 그리고 이러한 유형의 램프의 경우에 예를 들어 10 ㎪ 내지 20 ㎪ 사이의 일반적으로 대기압보다 낮은, 후속의 충진 압력이 유지되어야 한다. 이는 상기 언급된 간격판요소에 의하여 달성되는데, 상기 간격판 요소는 하부 플레이트와 방전 관의 전방 플레이트 사이에서 충분한 개수로 적당한 위치에 배치된다. 이 경우에 각각의 간격판 요소는 두 개의 플레이트 상의 두 개의 상호 대향되는 지지 표면과 접촉하여, 이러한 방식으로 상호 지지된다.

간격판 요소를 위치시키는 경우에, 배치의 안정성이 일차적으로 고려되어야 한다. 더불어, 방전은 영향을 받지 않거나, 또는 거의 약간의 영향을 받는 정도로 주의할 필요가 있다. 각각에 대하여 WO 99/54916 호의 명세서를 통하여 참조된다. 여기서 사용된 간격판 요소는 예를 들어 연성 유리 또는 세라믹과 같은 유전체 물질로 구성된다.

발광하는 램프의 전방 플레이트에서 상기 간격판 요소가 상대적으로 어두운 지점으로 이미지화된다는 점이 단점이다. 결과적으로, 램프의 휘광(luminance)의 균일성(homogeneity)이 손상된다. 이는 특히 액정 표시기 배경 조명의 경우에 용납될 수 없다. 이러한 이유로, 일반적으로 평면 램프와 액정 표시기 사이에, 예를 들어 디퓨져 필름과 같은 광학 디퓨져(optical diffuser)가 사용된다. 하지만, 이러한 유형의 디퓨져 필름은 전달 손실이 있어, 결과적으로 유효 휘광(effective luminance)이 감소한다. 그러므로, 상기 목적은 가능한 한 적은 수의 디퓨져 필름으로 다루거나, 또는 이상적으로는 디퓨져를 완전히 필요없게 하는 것이다.

본 발명은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 평면 가스 방전 램프(flat gas discharge lamp)에 기초하고 있다.

특히, 종래 기술로서는 유전적으로 방해받는 전극(dielectrically impeded electrode)을 구비한 평면 가스 방전 램프(이하 간략하게 평면 램프로 언급함)가 있다. 이 경우에 유전적으로 방해받는 전극은, 통상적으로 방전 관(discharge vessel)의 외벽 및/또는 내벽 상에 배치되는 얇은 금속 전극 트랙(thin metallic electrode tracks)의 형태로 실행된다. 모든 전극이 내벽 상에 배치된다면, 적어도 수 개의 전극은 방전 관의 내부에 대하여 유전체 층으로 완전히 덮혀야만 한다.

이러한 유형의 평면 램프는 예를 들어 액정 표시기(liquid crystal displays, LCD)의 배경을 조명하는데 사용되거나, 또는 일반적인 조명, 장식 및 광고 목적으로 사용된다.

그런데 유전적으로 방해받는 방전을 위한 평면 가스 방전 램프의 기술은 여기에서 종래 기술로서 간주된다. 예를 들어, 명세서 WO98/43277 호를 통하여 추가적으로 참조되는데, 유전적으로 방해받는 방전을 위한 평면 가스 방전 램프의 램프 기술에 관하여 이 명세서의 내용은 본원에서 참조된다.

다음 기술되는 설명에 의하여, 본 발명은 수 개의 실시예를 통하여 더욱 상세하게 설명될 것이다. 설명되는 각각의 특징은 다른 부분과의 조합을 통하여 본 발명에서 명확할 수도 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 전극 트랙과 간격판 요소를 구비한 평면형 램프의 하부 플레이트를 도시하고,

도 2a는 본 발명에 따른 제 1 실시예의 측면도를 도시하고,

도 2b는 도 2a의 실시예의 선 AB에 따른 도면을 도시하고,

도 3a는 본 발명에 따른 제 2 실시예의 측면도를 도시하고,

도 3b는 도 3a의 실시예의 선 CD를 따른 도면을 도시하고,

도 4는 도 2a, 도 2b의 실시예의 본 발명에 따른 변형예를 도시한다.

도 1은 종래 기술에 따른, 전극 트랙(2, 3) 및 간격판 요소(4)를 구비한 평면 램프의 하부 플레이트(1)를 도시한다. 사용된 간격판 요소(4)는 연질 유리(soft glass)로 된 지름이 5 ㎜인 구(balls, 4)이다. 이들은 하부 플레이트 상에 일정하고 넓게 분포되며, 전극 트랙(2, 3) 사이에 배치된다.

추가적으로, 하부 플레이트에 연결된 방전 관의 프레임(5)이 나타난다. 상부 플레이트(도시 안됨)는 마찬가지로 프레임(5)에 연결되고, 이러한 방식으로 평면 방전 관을 완성한다.

유리 구(4)는, 조립하는 동안 이들을 고정시키기 위하여 유리 접합(glass solder)에 의해 하부 플레이트(1) 상에 접합되어 있다. 이들은 단지 상부 플레이트(WO 99/54916 호의 도면 부호 '2', 본원에는 도시 안됨) 상에 놓여 있다. 보다 자세하게는, 이미 인용된 WO 99/54916 호의 명세서를 통하여, 특히 관련 상세한 설명과 도 1을 통하여 참조할 수 있다.

이중 전극 트랙(double electrode tracks, 2)은 양극으로 제공되고, 코형상의 구조(nose-like structure)로 제공되는 전극 트랙(3)은 음극으로서 제공된다. 전극 트랙에 관하여 보다 자세하게는, WO 98/43276호의 명세서를 통하여 참조된다. 추가적으로, 전류 공급부(도시 안됨)가 전극 트랙(2, 3)을 위하여 제공되기도 한다.

본 발명에 따른 다음 실시예는 바람직하게도 WO 94/23442호의 명세서 상에 기술된 펄스 방식(pulsed mode)의 작동으로 제공된다. 이에 관하여 상기 명세서에서 제시된 내용은 이하에서 참조로서 사용된다.

추가적으로, 방전 관 벽의 내측부에는 인광 층이 제공되는데, 간결함을 위하여 아래에서는 이 인광 층에 대하여 설명하지 않는다. 인광 층은 통상적으로 가스 방전에 의하여 생성된 UV 방사(UV radiation)를 가시 광선으로 변환한다; 제논(xenon)의 방전의 경우, 이러한 방사는 약 172 ㎚의 방사 대역(emission band)에서 최대 강도를 가진 제논 엑시머 방사이다.

도 2a, 2b는 상세하게는 대략적인 설명으로 본 발명에 따른 실시예의 측면도와 선 AB를 따른 단면도를 나타낸다. 기본 유형은, 간격판 요소(8)가 하부 플레이트(1)와 상부 플레이트(7) 사이에서 연장되는 것을 제외한다면, 도 1의 것에 대응된다. 이들 각각은 금속 와이어(metal wire, 9)를 구비하며, 금속 와이어는 간격판 요소(8)의 수직 길이의 반을 거의 넘게 연장된다. 금속 와이어(9)는 원형 실린더 유리 칼럼(10)에 의하여 둘러 쌓여 있다. 유리 덮개(glass sheathing, 10)는 유전체 요소로서 사용되는데, 이는 전기적으로 전도성이 있는 제 2 요소인 금속 와이어(9)를 방전 관의 내부로부터 분리시킨다. 각 간격판 요소(8)는, 각각의 경우에 금속 와이어(9)가 전기적으로 전도성있게 대응되는 전극 트랙(11 또는 12)에 연결되는 방식으로, 전극 트랙(11 또는 12) 위에 배치된다.

두 개의 극성이 상이한 금속 와이어(9)의 상호 간격은 연계된 전극 트랙(11 및 12)의 상호 간격보다 작다. 이는 원하는 바와 같이, 유리 덮개(10)에 의하여 유전적으로 방해받는 방전이 예를 들어 두 전극 트랙(11, 12) 사이에서만이 아니라, 와이어(9)들 사이에서 일어나는 것을 보장한다. 그런데, 전극 트랙(11, 12)은 각각 얇은 유리 층(13)에 의하여 덮여 있고, 이 유리 층은 유전적 방해물(dielectric impediment)로 작용한다. 추가적으로 이들 전극 트랙(11, 12) 사이의 특정한 지점에서 특정한 방식으로 방전을 형성하는 것을 보조하기 위하여, 전극 트랙(11, 12)은 도 1에서의 코형상 구조를 구비할 수도 있다.

물론, 간격판 요소(8)의 실제 개수는 주로 평면 램프의 이차원적 너비와 적합한 기계적인 안정성의 범위에 비례한다.

도 3a, 3b는 상세하게는 측면도 및 대략적인 설명으로서 제 2 실시예의 선 AB를 따른 단면도를 도시한다. 하부 플레이트(1) 및 상부 플레이트(7) 사이에 배치된 간격판 요소(14, 16)는 원형 실린더 유리 로드(circularly cylindrical glass rods, 20)로 만들어 진다. 이러한 간격판 요소(14)의 제 1 부분은 부가적으로 전극 요소들을 구비하는데, 이 전극 요소들은 스트립 형상 금속 호일(strip-like metal foils, 15)로 형성된다. 이러한 것들은 각각의 경우에 어느 하나의 유리 로드(20)에 융합되고, 한쪽 단부에서 시작하여 거의 개개의 간격판 요소(14)의 중심까지 연장된다. 간격판 요소(16)의 제 2 부분은 전기적인 요소를 구비하는데, 이는 금속와이어(17)로 형성된다. 이들은 각각의 경우에 유리 로드(20)의 어느 하나에 융합된 것과 같은 것이 있고, 한 단부에서 시작하여 거의 개개의 간격판 요소(16)의 중심까지 연장된다. 제 1극의 전극 트랙(18)은 하부 플레이트(1)의 내측부 상에 상호 이격되며 상호 간에 평행하게 배치된다. 다른 극의 전극 트랙(19)은 상부 플레이트(7)의 내측 상에 배치되고(도 3b에 도시될 수 없다.), 각각의 경우에 대안적으로 제 1 극의 전극 트랙(18)에 평행하며 오프셋된다. 금속 호일(15)은 하부 플레이트(1)의 전극 트랙(18)에 연결되고, 금속 와이어(17)는 상부 플레이트(7)의 전극 트랙(19)에 연결된다. 이러한 방식으로, 펄스 작동시에 유전적으로 방해된 방전은 이미 인용된 WO 94/23442호의 명세서에서 설명된 방식으로 각 경우에 상이한 극의 간격판 요소(15, 16) 사이에서 일어난다.

도 4는 상세하게는, 도 2a, 2b의 다양한 실시예를 도시한다. 여기서, 상이한 길이의 금속 와이어(25, 26)는 극성이 상이한 간격판 요소(23, 24)의 유리 로드(21, 22)에 융합된다. 추가적으로, 긴 금속 와이어(25)를 구비한 유리 로드(21)는 원통형이고, 반대로 짧은 금속 와이어(26)를 구비한 유리 로드(22)는 원뿔형이다. 결과적으로 각각의 경우에 상이한 극의 간격판 요소들 사이에서 일어나는 개개의 방전(27)은 예를 들어 그 형상 및 위치와 같은 특성의 항목에 영향을 미칠 수 있다.

본 발명의 목적은 청구항 제 1항의 전제부에 따른 간격판 요소를 구비한 평면 가스 방전 램프를 제공하는 것인데, 상기 간격판 요소는 램프의 휘광 균일성이손상받는 것을 가능한 한 적게 하는 것이다.

제 1항의 전제부의 특성을 구비한 램프에 있어서, 본 목적은 제 1항의 특징부의 특성에 의하여 달성된다.

종속항에 특별하게 이로운 개선 사항들이 기술된다.

본 발명에 있어서, 평면 램프 방전 관의 하부 플레이트 및 상부 플레이트 사이에 배치되는 하나 또는 그 이상의 간격판 요소는, 부가적으로 유전적인 방해를 받는 전극으로서 구성된다. 달리 말하자면, 이러한 유형의 간격판 요소는 종래 기술에서와 같이 지지 기능을 수행할 뿐만 아니라 부가적으로 전극 기능도 수행한다.

이러한 방식으로 램프가 작동하는 동안, 간격판 요소와 인접한 반대 극성의 전극 사이에서 방전이 일어난다. 또한 이 전극은 본 발명에 따른 부가적인 전극 기능을 갖는 이와 같은 다른 간격판 요소일 수도 있다. 본 발명에 따라 목표로 삼은 작동을 위하여, 필수적으로 필요한 것은 방전이 직접 간격판 요소에서 또는 각각의 간격판 요소에서 발생하는 것이다. 결과적으로, 말하자면 관련된 간격판 요소는 특히 빛의 생성에 활발하게 기여한다. 이 경우에 있어서, 이와 같은 방식으로 개조된 간격판 요소는 일정한 방식으로 자신들을 발광시키고, 각각의 경우에 통상적으로 간격판 요소에 의하여 발생되는 휘광의 비균일성(inhomogeneity)을 본질적으로 완전하게 피할 수 있거나 또는 적어도 상당하게 감소시킬 수 있다.

본 발명에 따른 간격판 요소는 유전성의 제 1요소와 전기적으로 전도성이 있는 제 2 요소 모두를 구비한다. 이 경우에 있어 제 2요소는 간격판 요소의 종방향 전체 길이를 따라 연장될 수도 있으나, 반드시 그럴 필요는 없고, 대신 단지 일부분에 한정될 수도 있다. 유전적으로 방해받는 전극으로서의 추가적인 기능을 위해서는, 즉 전기적으로 전도성이 있는 제 2 요소를 유전성의 제 1 요소에 의하여 방전 관의 내부로부터 분리시키는 것이 필수적이다. 지지점으로서의 기능을 위해서는, 추가적으로 간격판 요소, 적어도 유전성의 요소가 하부 플레이트로부터 상부 플레이트까지 연장되는 것이 필요하다.

전기 전도성의 제 2 요소에 관하여는, 원형 또는 평면형 와이어, 스트립과 유사한 필름(strip-like film) 또는 이와 유사한 것이 적합하다. 이 경우에 있어서, 제 1 요소는 예를 들어 유리 덮개(glass sheath)와 같은 절연 재료로 구성되고, 와이어는 절연 재료로 둘러 쌓인다. 유전성의 제 1 요소는 반드시 일체형(one piece)일 필요는 없으며, 또는 단일 재료로 구성될 필요도 없다. 지지 기능에 관하여는, 간격판 요소가 상이한 경도(hardness)를 지닌 두 개 또는 그 이상의 재료로 구성되는 것이 장점일 수도 있다. 이러한 점에서, 명세서 DE 198 17 478 A1가 참조되며, 이 상세한 설명의 내용은 이에 의하여 참조된다.

대안적으로는, 상기 두 개의 요소가 금속/유리 성분으로 구성될 수도 있다. 이 경우에, 금속 분말(powder metal)의 집중은 외측으로부터 내측으로 증가한다.

본 발명에 따라 개조된 간격판 요소는 실제 전극을 보조하는데, 즉 실제 전극에 추가적으로 배치되거나, 또는 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 이를 대체할 수 있다. 추가적으로, 개조된 간격판 요소는 자체로 사용되거나 통상적인 간격판과 함께 사용될 수 있다.

개조된 간격판 요소들, 즉 전기적으로 전도성이 있는 제 2 요소들은 평면 램프로의 전류 공급단(feeds) 또는 실제 전극에 전기적으로 전도성있게 연결된다. 물론 각 간격판 요소는 원하는 추가적인 전극 기능을 달성하기 위하여, 단지 하나의 전기 전극에 연결되어야 한다.

만약 평면 램프의 전극이 둘 중 하나 또는 그 이상의 관 플레이트의 내부 표면 상에 배치되는 전극 트랙으로서 구성된다면, 개조된 간격판 요소를 직접 전극 트랙 상에 배치하는 것이 이롭다는 것이 증명된다.

본 발명에 따라 개조된 극성이 상이한 간격판 요소 사이에서의 방전 점화를 용이하게 하거나 또는 이를 허용하기 위하여, 전기적으로 전도성이 있는 요소의 상호 간격은 대응되는 전극 트랙의 상호 간격보다 작은 것이 바람직하다.

본 발명에 다른 방법은 개선된 균일성의 장점을 가지고 있는데, 이는 비용을 절감하고 전체적인 높이를 낮춘다는 점과 연계되어 광학 디퓨져를 생략하는 것을 허용하기도 한다. 추가적으로, 상부 플레이트의 내측부 상에 배치된 전극 트랙을 구비한 통상적인 평면 램프의 경우보다, 본 발명에 따른 개조된 간격판 요소들 사이의 방전이 하부 플레이트로부터 상당히 더 감소된다. 결과적으로 방전 관은 덜 가열되고, 하부 플레이트에 적용될 수도 있는 인광물질 층(phosphor layer)이 덜 손상된다.

Claims (10)

1. 방전 관 및 전극을 구비한 평면 가스 방전 램프로서, 상기 방전 관은 하부 플레이트(10) 및 상부 플레이트(7)를 포함하고, 또한 하부 플레이트(1)와 상부 플레이트(7) 사이에서 하나 또는 그 이상의 간격판 요소(8)를 구비하는 평면 가스 방전 램프에 있어서, 상기 간격판 요소(8) 또는 적합하게는 상기 간격판 요소(8)의 적어도 일부분이 추가적으로 유전적으로 방해된 전극으로서 구성되는 것을 특징으로 하는 평면 가스 방전 램프.
2. 제 1항에 있어서, 상기 간격판 요소(8) 또는 가능하게는 각각의 개조된 간격판 요소(8)는 유전성 제 1 요소(10) 및 전기적으로 전도성이 있는 제 2 요소(9)를 구비하는 평면 가스 방전 램프.
3. 제 2항에 있어서, 상기 제 2 요소(9)가 단지 상기 간격판 요소(8)의 종방향 길이의 부분을 따라 연장되는 평면 가스 방전 램프.
4. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 제 2 요소(9)가 상기 제 1 요소(10)에 의하여 상기 방전 관의 내부로부터 분리되는 평면 가스 방전 램프.
5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 요소는 와이어(9)를포함하고, 상기 제 1 요소는 유리 덮개(10)를 포함하는 평면 가스 방전 램프.
6. 제 2항 및 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 두 요소는 금속/유리 복합 재료로 구성되는 평면형 가스 방전 램프.
7. 제 6항에 있어서, 플레이트의 평면에 평행한 단면에서 고려해 볼 때, 상기 금속 분말의 집중이 외측으로부터 내측으로 증가하는 평면 가스 방전 램프.
8. 제 1항 내지 제 7항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 전극이 두 관 플레이트(1) 중 하나 또는 그 이상의 플레이트 내부 표면 상에 배치되는 전극 트랙(11; 12)으로 형성되고, 상기 간격판 요소(8) 또는 적합하게는 적어도 수 개의 상기 간격판 요소가 상기 전극 트랙(11; 12) 상에 배치되는 평면 방전 램프.
9. 제 2항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 간격판 요소(8)의 또는 적합하게는 적어도 상기 간격판 요소의 일부에서의 제 2 요소는, 각 경우에 상기 제 2 요소가 극성이 하나인 상기 전극(11; 12)에 전기적으로 전도성있게 연결되는 평면 가스 방전 램프.
10. 상기 항들 중 어느 한 항에 있어서, 극성이 상이한 두 개의 간격판 요소(8)의 전기적으로 전도성 있는 요소(9)간의 상호 간격이, 대응되는 전극(11, 12)의 상호간 간격보다 작은 평면 방전 램프.