KR20060100060A

KR20060100060A - Cylindrical dbd electrodeless lamp

Info

Publication number: KR20060100060A
Application number: KR1020050021695A
Authority: KR
Inventors: 양종경; 이종찬; 최기승; 박대희
Original assignee: 양종경; 이종찬; 박대희; 최기승
Priority date: 2005-03-16
Filing date: 2005-03-16
Publication date: 2006-09-20

Abstract

본 발명은 방전관의 길이방향으로 넓게 전극을 분포시킴으로써 전체 플라즈마 방전의 균일성을 유지할 수 있고 전체적인 휘도가 균일하게 유지할 수 있으며, 용량성 결합에 의한 플라즈마가 형성되어 낮은 저주파로 안정적으로 구동되는 직관형 DBD 무전극 램프에 관한 것이다. The present invention can maintain the uniformity of the entire plasma discharge by maintaining a uniform distribution of the electrode in the longitudinal direction of the discharge tube, the overall luminance can be maintained uniformly, the straight-type that is stably driven at low low frequency by forming a plasma by capacitive coupling DBD electrodeless lamp.

본 발명의 주요구성은 전원에 연결된 전극, 그 내면에 형광체가 도포된 방전관, 상기 방전관 내부에 충전되며, 전원이 인가되면 플라즈마가 형성되는 방전가스, 일측이 상기 전극과 연결되어 있으며 상기 방전관의 외부표면에서 길이방향으로 설치된 유전체층 및 외부에서 수 kHz 전원을 인가하는 안정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The main configuration of the present invention is an electrode connected to a power source, a discharge tube coated with a phosphor on its inner surface, is charged inside the discharge tube, the discharge gas to form a plasma when the power is applied, one side is connected to the electrode and the outside of the discharge tube And a ballast for applying a power source of several kHz from the outside and a dielectric layer installed longitudinally on the surface.

무전극 램프, DBD, 직관형 램프, 플라즈마 Induction lamps, DBDs, straight-type lamps, plasma

Description

Straight tube type DVD electrodeless lamp {Cylindrical DBD electrodeless lamp}

도 1은 일반적인 직관형 형광램프의 사시도.1 is a perspective view of a typical straight fluorescent lamp.

도 2는 본 발명에 따른 직관형 DBD 무전극 램프의 사시도.2 is a perspective view of a straight DBD electrodeless lamp according to the present invention;

도 3은 도 1의 III-III'부분의 횡절단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line III-III 'of FIG.

도 4는 도 1의 IV-IV'부분의 종절단면도.Figure 4 is a longitudinal cross-sectional view of the IV-IV 'portion of FIG.

<도면의 주요구성에 대한 부호 설명><Description of Signs for Major Configurations of Drawings>

11 : 전극 12 : 유전체층11 electrode 12 dielectric layer

13 : 방전관 14 : 형광체13: discharge tube 14: phosphor

15 : 안정기15: ballast

본 발명은 방전관의 길이방향으로 넓게 전극을 분포시킴으로써 전체 플라즈마 방전의 균일성을 유지할 수 있고 전체적인 휘도가 균일하게 유지할 수 있는 직관형 DBD(dielectric barrier discharge) 무전극 램프에 관한 것이다. The present invention relates to a straight tube type DBD (electrode barrier discharge) electrodeless lamp capable of maintaining the uniformity of the entire plasma discharge by uniformly distributing the electrodes in the longitudinal direction of the discharge tube and maintaining the overall brightness uniformly.

최근 무전극 형광램프는 Philips의 QL Lamp, OSRAM의 Endura 램프등 여러형 태의 램프가 개발되고 있다. 그러나 수은(Hg)을 사용하고 있기 때문에 환경문제를 야기 시킬 뿐만 아니라 용량성 결합에 의해 고주파를 사용하여 열적 손실과 안정기 설계에 있어 많은 비용을 사용하고 있다. Recently, many types of lamps have been developed, such as QL Lamp of Philips and Endura Lamp of OSRAM. However, the use of mercury (Hg) not only causes environmental problems, but also uses high frequency due to capacitive coupling, resulting in high heat loss and ballast design.

따라서 최근 평판 램프나 EEFL(External electrode fluorescent lamp)과 같은 다른 형태의 램프가 개발되어 저주파 구동과 에너지 효율 향상과 더불어 고휘도의 램프를 구현할 수 있게 되었다. Accordingly, other types of lamps such as flat lamps and external electrode fluorescent lamps (EEFLs) have been recently developed to enable high-brightness lamps with low frequency driving and energy efficiency.

도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 직관형 형광램프로서 방전 공간 내부에 전극이 없으며 방전관(2)의 양측면에 전극(2)이 설치되고, 안정기(3)를 통해 전원을 공급받게 된다.As shown in FIG. 1, generally, a straight fluorescent lamp has no electrodes inside the discharge space, and electrodes 2 are installed on both sides of the discharge tube 2, and power is supplied through the ballast 3.

그러나, 이러한 직관형 형광램프는 방전관의 양 끝에 전극이 형성되기 때문에 방전관의 크기가 한정되어 있는 문제가 있다.However, such a straight tube fluorescent lamp has a problem that the size of the discharge tube is limited because electrodes are formed at both ends of the discharge tube.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 본 발명의 목적은 방전관의 길이방향으로 넓게 전극을 분포시킴으로써 전체 플라즈마 방전의 균일성을 유지할 수 있고 전체적인 휘도가 균일하게 유지할 수 있는 직관형 DBD 무전극 램프를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the object of the present invention is to distribute the electrodes in the longitudinal direction of the discharge tube to maintain the uniformity of the overall plasma discharge and to maintain the overall luminance uniformly To provide a straight DBD electrodeless lamp.

본 발명의 다른 목적은 유전체층을 전극 밑에 코팅함으로써 유리와 유전체층에 의해 벽전압 형성되어 낮은 전압으로 플라즈마를 유지할 수 있는 직관형 DBD 무전극 램프를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a straight DBD electrodeless lamp capable of maintaining a plasma at a low voltage by forming a wall voltage by glass and a dielectric layer by coating a dielectric layer under an electrode.

본 발명의 또다른 목적은 방전관의 길이방향으로 넓은 전극을 형성하여 용량성 결합에 의한 플라즈마가 형성되어 낮은 저주파로 안정적으로 구동되는 직관형 DBD 무전극 램프를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a straight tube type DBD electrodeless lamp in which a plasma formed by capacitive coupling is formed to form a wide electrode in the longitudinal direction of the discharge tube and is stably driven at low and low frequencies.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 직관형 DBD 무전극 램프는, 전원에 연결된 전극, 그 내면에 형광체가 도포된 방전관, 상기 방전관 내부에 충전되며, 전원이 인가되면 플라즈마가 형성되는 방전가스, 일측이 상기 전극과 연결되어 있으며 상기 방전관의 외부표면에서 길이방향으로 설치된 유전체층 및 외부에서 수 kHz 전원을 인가하는 안정기를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the straight DBD electrodeless lamp of the present invention includes an electrode connected to a power source, a discharge tube coated with a phosphor on an inner surface thereof, a discharge gas charged inside the discharge tube, and a plasma is formed when the power is applied, One side is connected to the electrode, characterized in that it comprises a dielectric layer installed in the longitudinal direction from the outer surface of the discharge tube and a ballast for applying a power of several kHz from the outside.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명에 따른 직관형 DBD 무전극 램프의 사시도이고, 도 3은 도 1의 III-III'부분의 횡절단면도이며, 도 4는 도 1의 IV-IV'부분의 종절단면도이다.Figure 2 is a perspective view of a straight DBD electrodeless lamp according to the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the section III-III 'of Figure 1, Figure 4 is a longitudinal section view of the section IV-IV' of FIG.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 직관형 DBD 무전극 램프는 전원에 연결된 전극(11)과, 형광체(14)가 내면 도포된 방전관(13), 방전관(13)의 내부에 충전된 방전가스, 일측이 상기 전극(11)과 연결되어 있으며 방전관의 외부표면에서 길이방향으로 양측면에 설치된 유전체층(12) 및 안정기(15)로 이루어진다.As shown in FIG. 2, the straight DBD electrodeless lamp of the present invention includes an electrode 11 connected to a power source, a discharge tube 13 coated inside the phosphor 14, and a discharge charged inside the discharge tube 13. A gas, one side of which is connected to the electrode 11 and consists of a dielectric layer 12 and a ballast 15 provided on both sides in the longitudinal direction from the outer surface of the discharge tube.

한편, 플라즈마의 기본원리를 설명하면, 플라즈마는 전자가 가속되어 중성(제논) 기체등과 충돌하였을 경우 중성기체는 양이온과 전자로 나누어지는데 이를 전리현상이라고 한다. 또 전자가 중성기체와 충돌하여 중성기체의 전자가 더 높은 에너지 준위에 다다르게 하는 것을 "여기" 현상이라고 한다. On the other hand, when explaining the basic principle of the plasma, when the electron is accelerated and collided with a neutral (xenon) gas, the neutral gas is divided into cations and electrons, which is called ionization phenomenon. In addition, the electrons collide with the neutral gas to bring the electrons of the neutral gas to a higher energy level.

플라즈마에 있어 높은 에너지 준위에 있던 전자가 낮은 에너지 준위로 떨어질 때 에너지를 방출하는데 높은 에너지의 준위에 따라 여러 파장의 에너지를 방출한다. When the electrons in the high energy level in the plasma fall to the low energy level, it emits energy. According to the high energy level, it emits energy of various wavelengths.

따라서 그 에너지 준위에 따라 가시광선이 될 수 있고 자외선이 될 수도 있다. 그러므로 형광체는 이 자외선에 의해 받은 에너지로 가시광선을 방출하게 된다.Therefore, depending on the energy level can be visible light or ultraviolet light. Therefore, the phosphor emits visible light with the energy received by this ultraviolet light.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 직관형 DBD 무전극 램프의 전극(11)에 전원이 인가되면, 전극(11)에 연결된 유전체층(12) 및 유전체층에 밀착되어 있는 방전관(13)의 유리 표면에 하전 입자가 쌓여서 여기된 방전가스가 플라즈마 전류로서 방전관내에 교차적으로 흐르게 되어 방전을 발생시키고, 플라즈마에 의해 생성된 UV가 형광체(14)에 에너지를 인가하여 볼 수 있는(visible) 영역의 가시광선을 방출한다.3 and 4, when power is applied to the electrode 11 of the straight DBD electrodeless lamp of the present invention, the dielectric layer 12 connected to the electrode 11 and the discharge tube 13 in close contact with the dielectric layer. Charged particles accumulate on the glass surface of the C) and the excited discharge gas flows in the discharge tube as a plasma current to generate a discharge, and the UV generated by the plasma is visible by applying energy to the phosphor 14. ) Emits visible light in the area.

한편, 방전관(13)의 외부표면에서 길이방향으로 상·하부면에 밀착된 유전체층(12)에 전원이 인가되어 유전체층 전체가 전극으로 작동하면 전극이 넓게 분포되므로 전체 플라즈마 방전의 균일성을 유지할 수 있다. 이때, 유전체층(12)은 방전관의 표면에 가장 넓게 분포되도록 설치되지만, 대로 대응되는 유전체층(12)은 전원이 인가될 때 방전되는 것을 방지하기 위하여 일정한 거리를 유지하도록 장착한다.On the other hand, when power is applied to the dielectric layer 12 which is in close contact with the upper and lower surfaces in the longitudinal direction from the outer surface of the discharge tube 13 and the entire dielectric layer acts as an electrode, the electrodes are widely distributed, thereby maintaining uniformity of the entire plasma discharge. have. At this time, the dielectric layer 12 is installed to be most widely distributed on the surface of the discharge tube, but the corresponding dielectric layer 12 is mounted so as to maintain a constant distance to prevent the discharge when the power is applied.

또한, 유전체층이 전극 밑에 코팅되어 유전체층(12)와 방전관(13)의 유리에 의해 벽전압 형성되어 낮은 전압으로 플라즈마가 유지될 수 있으며, 또한 유전체층(12)에 의한 용량성 결합에 의한 플라즈마로 수십 kHz의 낮은 구동 주파수로서 동작된다. 따라서, 수 kHz 전원을 인가하는 안정기를 사용할 수 있어 제작에 있어 단가를 절감할 수 있다.In addition, the dielectric layer is coated under the electrode to form a wall voltage by the glass of the dielectric layer 12 and the discharge tube 13 so that the plasma can be maintained at a low voltage, and also dozens of plasmas by capacitive coupling by the dielectric layer 12. It is operated as a low drive frequency of kHz. Therefore, the ballast to which several kHz power is applied can be used, and the unit price in manufacture can be reduced.

이때, 방전가스로써 제논을 사용하는 경우에 가스압력은 온도에 영향이 적으므로 열적인 손실이 적어 높은 효율을 가지고 외부에 전극과 유전체층을 코팅하기 때문에 구조적 변형이 용이하다.In this case, when xenon is used as the discharge gas, since the gas pressure has little influence on the temperature, there is little thermal loss, and thus the structural deformation is easy because the electrode and the dielectric layer are coated on the outside with high efficiency.

당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명은 상기 설명한 실시예에만 한정되지 않고 본 발명은 발명의 기술사상으로부터 벗어나지 않는 범위내에서 다른 형태로 실시될 수 있다. 특허청구범위와 균등한 기술 범위내에서 이루어지는 모든 설계 변경은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 간주된다. To those skilled in the art, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the present invention may be embodied in other forms without departing from the spirit of the invention. All design changes made within the technical scope equivalent to the claims are considered to be included within the scope of the present invention.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 직관형 DBD 무전극 램프는 방전관의 길이방향으로 넓게 전극을 분포함으로써 전체 플라즈마 방전의 균일성을 유지할 수 있어 전체적인 휘도가 균일하게 유지할 수 있는 장점이 있다.As described above, the straight DBD electrodeless lamp of the present invention can maintain the uniformity of the entire plasma discharge by distributing the electrodes in the longitudinal direction of the discharge tube, thereby maintaining the overall luminance uniformly.

또한, 넓은 전극으로 용량성 결합에 의한 플라즈마가 형성되어 저주파 구동으로 인해 안정기 제작에 있어 단가를 절감할 수 있다. In addition, the plasma is formed by the capacitive coupling with a wide electrode can reduce the unit cost in manufacturing the ballast due to the low frequency driving.

또한, 방전관의 길이방향으로 전극을 분포시킬 수 있어 구조적 변형의 용이함으로 인해 협소한 장소나 실내의 조명등을 대체하여 사용할 수 있는 장점이 있다.In addition, the electrode can be distributed in the longitudinal direction of the discharge tube has the advantage that can be used to replace the lighting in a narrow place or room due to the ease of structural deformation.

또한 방전가스로써 제논을 사용하여 다른 무전극 램프와는 달리 열적이 손실이 적기 때문에 고효율의 에너지 절약형 램프로서 시장 확대의 큰 변화를 가져올 수 있다. In addition, since xenon is used as the discharge gas, unlike other electrodeless lamps, thermal loss is low, and thus, a high-efficiency energy-saving lamp can bring about a big change in the market.

Claims

In the straight DBD electrodeless lamp,

An electrode connected to a power source,

A discharge tube coated with a phosphor on an inner surface thereof,

A discharge gas that is charged inside the discharge tube and forms plasma when power is applied;

Two dielectric layers having one side connected to the electrode and correspondingly applied to each other on the surface of the discharge tube,

Straight DBD electrodeless lamp, characterized in that it comprises a ballast for applying a power source of several kHz from the outside.

The straight tube type DBD electrodeless lamp of claim 1, wherein the dielectric layer is disposed in a length direction of the discharge tube.

The straight tube type DBD electrodeless lamp according to claim 1, wherein the discharge gas inside the discharge tube is xenon.