KR20020062672A

KR20020062672A - 고압 방전 램프

Info

Publication number: KR20020062672A
Application number: KR1020027008726A
Authority: KR
Inventors: 구벨스헨리쿠스피엠
Original assignee: 코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
Priority date: 2000-11-06
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2002-07-26
Also published as: EP1332514A1; US20020105273A1; CN1394353A; US6750611B2; WO2002037531A1; CN1322541C; JP2008124037A; AU2002221763A1; EP1332514B1; DE60140883D1; JP2004513480A

Abstract

본 발명은 돌출 플러그에 의해 한쪽 단부에서 차폐되는 세라믹 벽을 가지는 방전 용기를 구비한 고압 방전 램프에 관한 것이다. 돌출 플러그 내의 리드 쓰루 구조는 방전 용기 내의 전극을 초래한다. 리드 쓰루 구조의 일부는 서멧에 의해 형성되는데, 이는 리드 쓰루 요소의 내부로 완전히 연장한다. 본 발명에 따라, 서멧은 소결 접합에 의해 돌출 플러그에 직접적으로 고정된다.

Description

고압 방전 램프{HIGH-PRESSURE DISCHARGE LAMP}

서문에서 언급된 종류의 램프는 국제특허 제 96/28839 호로부터 공지된다. 공지된 램프는 금속 할로겐화물 램프(a metal halide lamp)이다. 그러한 램프는 실제로 널리 사용되고 바람직한 컬러 특성과 결합된 높은 발광 효율(a high luminous efficacy)을 가진다. 램프의 방전 용기는 Hg에 더하여 하나 이상의 금속 할로겐화물을 포함한다. 공지된 램프 내의 리드 쓰루 구조는 용해 유리 용융 접합(a melting glass fusion joint)에 의해 돌출 플로그에 대한 가스 무(無)누출 접속(a gastight connection)을 달성한다. 가스 무누출 접속은, 돌출 플러그의 단부와, 서멧에 접속되고 단부로부터 외부까지 연장하는, 전기 도전체 사이에서 주로실현된다. Nb는 돌출 플러그의 세라믹 벽의 확장 계수와 아주 조금만 차이가 나는 확장 계수를 갖기 때문에 실제로 가스 무누출 용해 유리 용융 접합의 영역 내의 도전체로서 사용된다. Nb의 또 다른 이점은 연성(ductility property)이다. 그러나, Nb는 할로겐화물에 대해 저항력이 없다. Nb에 대한 공격(attacks)을 막기 위해, 용해 유리 용융 접합은 공지된 리드 쓰루 구조 내의 서멧의 일부를 따라 연장한다. 바람직하다고 알려진 서멧을 따라 용해 유리 용융 접합의 연속 길이(continuation length)를 얻기 위해, 돌출 플러그는 바깥쪽의 일부를 비추는 광에 대해 불침투성(impermeable)이 된다. 이로써 서멧으로부터 돌출 플러그 내로 확장하는 전기 도전체가 방전 용기 내의 충진 재료(filling ingredients)와 직접적인 접속을 하지 않아도 된다.

본 설명과 청구항에서의 세라믹 벽은 다음과 같은 물질, 즉 단결정 금속 산화물(mono crystalline metal oxide)(예컨대, 사파이어), 고밀도 소결 다결정 금속 산화물(densely sintered polycrystalline metal oxide)(예컨대, Al₂O₃, YAG) 및 고밀도 소결 다결정 금속 질화물(densely sintered polycrystalline metal nitride)(예컨대, AlN) 중 하나로부터 이루어진 벽인 것으로 이해된다.

용해 유리 용융 접합 자체는 램프 수명 동안 방전 용기로부터의 충진 성분에 의한 공격에 대해 상하기 쉽다는 것이 공지된 램프의 단점으로 밝혀졌다. 이는 때가 되면 누설(leaks)을 일으키는데, 이는 램프의 수명의 끝을 초래한다.

발명의 개요

본 발명의 목적은 전술한 단점을 보상하는 수단을 제공하는 것이다. 본 발명에 따라, 서문에 언급한 종류의 램프는 이를 위해 서멧이 소결 접합(sintered joint)에 의한 돌출 플러그에 대해 직접적으로 고정되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 램프의 이점은 용해 유리를 사용하지 않아도 된다는 것이다. 이미 공지된 적절한 소결 공정에 의해 돌출 플러그와 서멧 사이에 소결 접합을 형성하여 밀폐하듯이 차폐된 밀봉(seal)을 형성하는 것이 실제로 가능하다. 또 다른 이점은 돌출 플러그가 외부 표면의 일부를 비추를 광에 대해 불침투성이 될 필요가 없다는 것이다. 이는 램프 제조의 단순화를 의미하는데, 이는 산업 규모에 관해 대량 생산에 있어서 상당한 개선이다. 더욱이, 전기 도전체는 더이상 리드 쓰루 구조의 필수 요소가 아닌데, 이는 이러한 도전체의 재료에 대해 더 큰 선택의 자유를 제공한다.

본 발명에 따른 램프의 유리한 실시예에서, 돌출 플러그는 길이 L 이상으로 연장하고, 소결 접합은 기껏해야 0.8L을 가진다. 본 발명자는 돌출 플러그 내에서 발생하는 손상 및 파손의 위험이 이러한 방법으로 매우 크게 줄어든다는 것을 알게 되었다. 이는 소결 프로세스 동안 특히 열적 스트레스로 인한 손상 및 파손의 형성 위험과 관련된다. 소결 접합이 단부로부터 단부에서 기껏해야 0.5mm 이격된 거리로의 방향으로 돌출 플러그 내로 연장하는 경우 또 다른 개선이 실현될 수 있다. 본 발명의 램프의 또 다른 이로운 실시예에서, 서멧은 단부에 근처에서 점차 줄어드는 형상(tapered shape)을 가지고 좁아진 부분이 제공된다. 이는 한정된 길이의소결된 접합의 바람직한 특성을 유지하는 동안, 서멧이 좁아진 부분을 가지고 돌출 플러그 밖으로 연장하게 하는 것을 가능하게 한다. 전기적 도전체의 보다 단순한 고정이 가능하여 생산 손실의 위험이 보다 줄어들기 때문에, 돌출 플러그 밖으로 연장하는 서멧은 램프의 효율적인 대량 생산에 유리하다.

본 발명은 특히 비교적 높은 예컨대 100W 이상의 전력 정격을 갖는 램프에 바람직하다.

본 발명은, 돌출 플러그에 의해 단부(end)에서 차폐된 세라믹 벽(ceramic wall)을 구비한 방전 용기가 제공된 고압 방전 램프(high-pressure discharge lamp)에 관한 것으로, 돌출 플러그를 관통하여, 일부가 서멧(cermet)인 리드 쓰루 구조(a lead-through construction)가 돌출 플러그(a projecting plug)의 단부로부터 방전 용기(discharge vessel) 내에 배치된 전극까지 연장한다.

본 발명의 전술한 측면 및 다른 측면은 도면을 참조하여 보다 상세히 기술될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 램프의 개략도,

도 2는 도 1의 램프의 방전 용기.

도 1은 돌출 플러그(a projecting plug)(34, 35)에 의해 단부에서 차페된 세라믹 벽(ceramic wall)을 갖는 방전 용기(3)가 제공된 고압 방전 램프를 도시한 것으로, 돌출 플러그를 관통하여, 일부가 서멧(cermet)(45, 55)(도 2)인 리드 쓰루 구조(lead-through construction)(40, 50)는 돌출 플러그의 단부(340, 350)로부터 방전 용기 내에 위치한 전극(4, 5)까지 연장한다. 돌출 플러그도 세라믹 벽을 가진다. 램프의 실질적인 실시예에서, 방전 용기는 Hg 및 불활성 가스(rare gas)에부가하여 적어도 하나의 금속 할로겐화물을 포함한다.

방전 용기는 단부의 램프 캡(a lamp cap)(2)에 의해 제공되는 외부 엔벨로프(an outer envelope)(1)로 에워싸인다. 램프의 동작 상태에서, 방전은 전극(4, 5) 사이에서 확장된다. 전극(4)은 전류 도전체(8)를 통해 램프 캡(2)의 일부를 형성하는 제 1 전기 컨택트 포인트에 접속된다. 유사하게, 전극(5)은 전류 도전체(9)를 통해 램프 캡(2)의 제 2 전기 컨택트 포인트에 접속된다.

도 2에서 실축적 그대로 도시된 것이 아닌 방전 용기는 세라믹 벽(31)을 가지며, 방전 스페이스(11)를 둘러싼다. 벽(31)은 원통형이고, 소결 접합에 의해 가스가 새지 않는 방식으로 벽(31)에 접속된 각각의 세라믹 돌출 플러그(34, 35)에 의해 어느 한쪽 단부에서 차페된다. 리드 스루 구조는 서멧(45, 55) 및 소결 접합(41, 51)에 의해 형성되는데, 소결 접합에 의해, 서멧은 돌출 플러그(34, 35)에 직접 고정된다. 도면에서 W로 이루어진 전극(4, 5)은 방전 스페이스 쪽으로 대향하는 서멧(44, 45)의 단부에서 전극 로드(4a, 5a)에 고정된다. 전극에는 램프가 동작 상태일 때, 방전이 집중되는 전극 팁(electrode tip)(4b, 5b)이 제공된다.

돌출 플러그는 길이 L이상으로 연장한다. 서멧(45, 45)의 소결 접합(41, 51)은 적어도 0.8L의 길이를 가지고 단부(340, 350)로부터 단부에서 적어도 0.5mm의 거리까지의 방향으로 돌출부 내로 연장한다. 도시된 실시예에서, 서멧은 단부 근처에서 좁아지고, 돌출부(34, 35) 밖으로 연장하는 좁아진 부분(42, 52)이 제공된다. 전기적 도전체(8, 9)는 공지된 방식으로 서멧의 좁아진 부분에 고정된다.

기술된 램프의 실질적 실시예에서, 램프는 150W의 전력 정격(power rating)을 갖는다. 방전 용기는 Hg 0.6mg, Na, Ce 및 Li 및 Ar의 요오드 화물 1.5mg 및 Ar로 이루어진 충진물을 가지며 충진 압력은 25kPa이다. 방전 용기 및 돌출 플러그 각각은 반투명의 고밀도 소결 Al₂O₃로 이루어진 세라믹 벽을 갖는다. 각각의 돌출 플러그는 9mm의 길이를 가진다. 리드 쓰루 구조의 서멧은 Al₂O₃(체적의 70%) 및 Mo(체적의 30%)로 이루어지고, 각각 13mm의 길이를 가지며, 길이가 7mm인 소결 접합에 의해 관련 돌출 플러그에 접속된다. 소결 접합은 관련 돌출 플러그의 인접 단부로부터 1mm까지 연장된다. 서멧은 관련 돌출 플러그의 인접 단부에서 좁아지며 6mm의 길이를 가지고 돌출 플러그 밖으로 연장하는 좁아진 부분이 제공된다.

램프 제조 동안, 소결 접합은 서멧이 제공된 돌출 플러그가 1450K의 온도에서 수소 분위기에서 2시간 동안 연소되는 소결 공정을 통해 서멧과 돌출 플러그 사이에 생성된다. 그에 의하여, 밀폐하여 봉합된 차폐가 형성된다.

본 발명의 보호의 범위는 본 명세서에서 예로써 주어진 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명은 각각의 신규 특성 및 모든 특성의 조합에 의해 규정된다. 참조 번호는 청구항 내의 본 발명의 보호 범위를 한정하지 않는다. "포함한다"라는 동사의 사용은 청구항 내에 언급된 것 외에 다른 요소의 존재를 배제하지 않는다는 의미이다. 요소 앞에 선행하는 부정 관사의 사용은 복수개의 그러한 요소가 존재할 가능성을 배제하지 않는다는 의미이다.

Claims

고압 방전 램프로서,

돌출 플러그에 의해 단부에서 차폐된 세라믹 벽(ceramic wall)을 갖는 방전 용기를 구비하되,

상기 돌출 플러그를 관통하여 그 일부가 서멧(cermet)인 리드 쓰루 구조(lead-through construction)가 상기 돌출 플러그(projecting plug)의 단부(end)로부터 상기 방전 용기(discharge vessel) 내에 배치된 전극(electrode)까지 연장하고,

상기 서멧은 소결 접합(a sintered joint)에 의해 상기 돌출 플러그에 직접적으로 고정되는

고압 방전 램프.
제 1 항에 있어서,

상기 돌출 플러그는 길이 L이상으로 연장하고, 상기 소결 접합은 기껏해야 0.8L의 길이를 가지는

고압 방전 램프.
제 2 항에 있어서,

상기 소결 접합은 상기 단부로부터 단부에서 기껏해야 0.5mm 이격된 거리로의 방향으로 상기 돌출 플러그 내로 연장하는 것을 특징으로 하는

고압 방전 램프.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 서멧은 상기 단부 근처에서 가늘어지는 형상을 가지고, 좁아진 부분이 제공되는 것을 특징으로 하는

고압 방전 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 램프는 금속 할로겐화물 램프인 것을 특징으로 하는

고압 방전 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 램프는 적어도 100W의 전력 정격(a power rating)을 갖는 것을 특징으로 하는

고압 방전 램프.