KR940008037B1 - 저압방전등 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

저압방전등

제1도 내지 제6도는 본 발명의 한 실시예를 나타내고,

제1도는 크세논 글로우 방전등을 계기의 지침으로서 이용한 경우를 분해해서 나타내는 사시도.

제2도는 크세논 글로우 방전등의 평면도.

제3도는 외부전극의 형성범위를 나타내는 벌브 칩오프부(선단부)의 측면도.

제4도는 제2도의 IV-IV선에 따른 단면도.

제5도는 제2도의 V-V선에 따른 단면도.

제6도는 제2도중 VI-VI선에 따른 단면도.

제7도 내지 제9도는 각각 외부전극의 형성범위와 휘도분포의 변화를 나타내는 설명도.

제10도, 제11도는 본 발명의 크세논 글로우 방전등에 응용한 제 2 실시예를 나타내고,

제10도는 제3도와 같은 외부전극의 형성범위를 나타내는 램프 선단의 측면도.

제11도는 제 4 도와 같은 부분확대 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 크세논 글로우 방전등 23 : 벌브

25 : 방전공간 27 : 내부전극

35 : 칩오프(chip off)부 37 : 형광체피막

39 : 외부전극 45 : 슬릿부

47 : 차광피막 51 : 램프홀더

53,55 : 급전단자 352 : 두께부

392 : 띠모양부 394 : 고리모양부

396 : 뚜껑모양부 398 : 폭넓은 부분.

본 발명은 가늘고 중앙부가 빈 벌브로 형성된 냉음극 방전등, 특히 계기판의 지시용 바늘로 이용하기에매우 적절한 저압방전등에 관한 것이다.

최근 자동차용 계기와 전기기기등의 계기판에 지시바늘로 저압가스방전등을 직접 사용하는 계측기가 제안되고 있다. 이와 같은 지시바늘은 예를들어 크세논 글로우 방전관과 같은 저압방전등을, 벌브안쪽 직경이 3mm 이하로 매우 가는 중앙이 빈 막대형상으로 만들어, 이 방전등의 한쪽끝을 미터의 회전축에 설치하고,이 회전축이 회전하면 방전등도 일체적으로 선회되도록 하고 있다.

따라서 가느다란 방전등은 지시바늘로서 가능하게 되며, 또한 이 방전등을 점등시키면 이것 자신이 발광하는 동시에 이 방전등이 계기판의 표시부분을 비추기 때문에 각별한 조명이 불필요하게 된다.

이와 같은 계측기의 바늘로서 사용되는 방전등은 가늘고 길며, 중앙부가 빈 막대형상의 벌브내부에 내부전극을 설치함과 동시에 이 벌브의 외표면에 축방향을 따라 띠모양의 외부전극을 설치하여 이들 내부전극과외부전극과의 사이에 고주파전력을 주어서 벌브내에서 글로우 방전을 발생시키도록 구성되어 있다.

또한 벌브의 외표면에 합성수지로 이루어지는 차광피막을 형성하며, 이 차광피막은 벌브의 축방향으로 길게 가느다란 띠모양으로 된 광투과용 슬릿부분을 제외하고 다른 부분에 형성된다. 따라서 이 가늘고 긴 띠모양의 광투과용 슬릿을 통해 빛을 방출하게 되어 있다. 이 종류의 방전등을 개구형(apertrure형)의 램프라고 하며, 벌브가 가느다란 것과 함께 발광영역이 또한 가늘기 때문에 지시부가 매우 가는 바늘형으로 된다. 그런데 이와 같은 구성의 방전등은 한쪽끝에 내부전극을 봉해 넣고 있기 때문에 벌브내부를 배기시키고 크세논 가스를 봉입하는 일은 벌브의 다른쪽 끝에서 실시하지 않으면 안된다. 따라서 이 다른쪽 끝이 최종적으로 잘라서 봉한 부분이 된다.

그러나 종래의 경우 이 벌브선단의 봉한 부분 근처에서는 빛을 발하는 기둥이 벌브 한쪽으로 치우치는 경향을 볼 수 있고 이 결과 벌브 선단부에서 밝기가 저하하고 밝기가 희미해지는 불합리가 있다. 본 발명에 있어서는 벌브를 봉한 부분 선단부에서 밝기의 저하를 방지하고, 선명하게 보이도록 한 저압방전등을 제공하려고 하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에서는 벌브의 외표면에 축방향을 따라 띠모양으로 형성되는 외부전극을 상기 벌브의 봉한부분 선단부까지 연장하고 이 선단부에서 방전공간과 벌브벽의 경계부분 주위 둘레방향 전체를 덮도록 한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 외부전극이 벌브를 봉한 선단부까지 연장되어 이 선단부의 방전공간과 벌브벽의 경계부분에 있어서의 주위 둘레방향으로 전체둘레를 덮기 때문에 빛을 발하는 기둥의 구부러짐이 발생하지 않고 밝기가 저하하지 않게 되기 때문에 희미해짐이 방지된다.

이하 본 발명에 대해서 도면에 나타낸 한 실시예에 따라 설명한다.

도면에서 "21"은 계기의 표시바늘에 사용되는 냉음극 크세논 글로우 방전등을 나타내고 이 방전등(21)은내부에 가늘고 긴 방전공간(25)을 형성한 벌브(23)를 구비하고 있다. 이 벌브(23)는 유리튜브로 이루어지고, 예를들어 바깥직경 2.5mm, 안쪽직경 1.5mm, 전체길이 60mm 정도로 형성되어 바늘형상을 이루고 있다.

벌브(23)의 한쪽끝(29)은 핀치시일(pinch seal)구조(33)로 되어 있고 다른쪽 끝은 제3도 및 제5도에 나타내는 바와 같이 칩오프 구조(chip off)(35)로 되어 있다.

상기 벌브(23)의 한쪽끝(29)에 형성한 펀치시일부(33)에는 리드선(31)이 공기를 통하지 않게 하여 관통되어 있다. 이 리드선(31)은 0.3mm 정도의 듀멧(dumet)선으로 이루어지고 방전공간(25)내에 연장된 단부에 내부전극(27)을 고정하고 있다. 이 내부전극(27)은 냉음극에 의해 형성되어 있고 이 냉음극(27)은 니켈관으로 이루어지고 내부에는 도시하지 않은 전자방사물질(에이터)을 충진하고 있다.

한편 상기 칩오프부(35)는 제3도 및 제4도에 나타낸 바와 같은 형상을 갖고 있다. 즉 칩오프부(35)는외면 및 내면(354)이 각각 바깥 및 안쪽을 향하여 돌출하는 형상으로 되어 있다. 이 때문에 이들 외면과 내면(354)사이에는 치수(L1)로 나타내는 바와 같이 다른 부분보다 두께가 큰 두께부(352)가 형성되어 있다.

이와 같은 두께부(352)를 형성하면, 이 벌브(23)의 칩오프부(35)는 다른 부분보다도 기계적 강도가 높아지고 이 칩오프부(35)가 무언가에 접촉해도 파손될 비율이 낮아진다. 또 이와 같이 벌브(23)의 다른쪽 끝을 칩오프구조(35)로 하면 이 단부에서 방전공간(25)내부의 공기의 배기를 실시할 수 있기 때문에 벌브(23)의 도중에 각별한 배기튜브를 접속할 필요가 없어진다. 이 때문에 벌브(23)의 단면적이 상기 칩오프부(35)의내면에 이르기까지 거의 변하지 않기 때문에 내부에 발생하는 글로우방전의 빛을 발하는 기둥의 크기도 선단까지 변화하지 않는다. 또한 벌브(23)의 내면에 형성한 후술하는 형광체 피막(37)은 칩오프부(35)의 내면(354)보다도 한층 선단측에 치우친 위치까지 도포할 수 있다. 이 때문에 벌브(23)는 선단까지 충분히 발광하고, 지침으로서 눈금을 가리키는 경우에 유리해지고, 발광길이를 길게할 수 있다.

전술한 벌브(23)의 상기 방전공간(25)에 접한 내면에는 형광체피막(37)이 형성되어 있고, 또한 이 벌브(23)내에는 크세논 가스가 5∼40Torr, 바람직한 범위는 20∼40Torr정도 충진되어 있다. 벌브(23)의 외표면에는 축방향을 따라 띠모양을 이루는 외부전극(39)이 설치되어 있다. 이 외부전극(39)은 카본페놀 또는 은에폭시등의 페이스트를 벌브(23)의 축방향을 따라 띠모양으로 칠하고 이것을 소성하여 구성한 것이다.

이 외부전극(39)는 그 한쪽끝이 내부전극(27)과 대향하는 부부에 위치하고 다른쪽 끝은 벌브(23)의 칩오프부(35)에 선단면까지 연장된 띠모양부(392)를 갖고 있다.

이 경우 외부전극(39)의 띠모양부(392)의 폭은 제5도에 나타낸 바와 같이 벌브(23)의 둘레방향 길이의1/3이상의 범위, 결국 도포각도(A1)가 120。이상을 이룬 영역에 띠모양으로 형성되어 있고, 칩오프부(35)에서는 이 칩오프부(35)를 외부전극(39)의 고리모양(394), 뚜껑모양부(396)가 완전히 덮고 있다. 결국 외부전극(39)의 외면에서 상기 두께부(352)의 두께치수(L1)보다도 큰 치수(L2)의 범위에 걸쳐서 이 칩오프부(35)를 덮고 있고, 이 때문에 외부전극(39)은 제3도에 있어서 외부전극(39)만을 사선영역에서 나타낸 바와같이 칩오프부(35)의 방전공간(25)과 벌브벽의 경계부분에 있어서의 두레방향으로 전체둘레에 연속해서 형성되어 있는 것이다. 또한 경계부분에 있어서의 둘레방향으로 전체둘레를 덮는 고리모양부(394)는 필수적이지만, 뚜껑모양부(396)는 반드시 필요하지는 않다.

상기 벌브(23)에는 제1도 및 제2도에 나타낸 바와 같이 내부의 냉음극(27)을 넣고 봉한 단부에 외측표면에 제1의 수전단자(41)가 형성되어 있다. 이 제1의 수전단자(41)는 피막상으로 형성되어 있고 상기 리드선(31)에 접속되어 있다. 따라서 이 제1의 수전단자(41)는 냉음극(27)에 접속되어 있다.

또 벌브(23)의 외표면에는 상기 제1의 수전단자(41)에 대하여 축방향으로 떨어진 위치에 제1의 수전단자(43)가 형성되어 있다. 제2의 수전단자(43)도 은에폭시등의 도전성 페이스트를 도포하고 이것을 소성한 것이고, 소정의 폭을 갖고 둘레방향으로 연장되어 있다. 이 제2의 수전단자(43)는 상기 외부전극(39)에 접속되어 있다. 또한 제2의 수전단자(43)는 후술하는 차광피막(47)의 슬릿부(45)를 피해서 형성되어 있다.

또한 벌브(23)의 외표면에는 차광피막(47)이 형성되어 있다. 차광피막(47)은 카본, 에폭시수지 및 접착제의 성분을 갖고 있으며, 벌브(23)의 상기 외부전극(39)을 설치한 면에 이 외부전극(39)을 덮어서 도포되고 이 도포막을 소성해서 형성되어 있다.

차광피막(47)은 이 외부전극(39)을 설치한 면과 반대측면에 위치하여 방향으로 연장되는 광투과용 슬릿부(45)를 형성하고 있다. 즉 광투과용 슬릿부(45)는 차광피막(47)을 형성하지 않는 투명부분으로 형성되어 있다.

다시 설명하면 벌브(23)의 외표면에는 제5도에 단면으로 나타낸 바와 같이 한쪽면에 외부전극(39)의 띠모양부(392)가 설치되어 있고 이 외부전극(39)의 띠모양부(392)를 차광피막(47)이 덮고 있고 이 외부전극(39)에 대하여 180도 대향한 다른면에 차광피막(47)을 형성하지 않은 광투과용 슬릿부(45)가 형성되어 있는 것이다.

광투과용 슬릿부(45)의 폭, 즉 개구각도(A2)는 외부전극(39)의 각도(Al)보다 작게 형성되어 있다. 벌브(23)내의 빛은 상기 광투과용 슬릿부(45)만을 통해서 외부로 방출되고, 이 때문에 이 방전등(21)은 개구형을 이루고 있는 것이다.

또한 제2의 수전단자(43)는 제6도에 나타낸 바와 같이 각도(A3)를 갖고 차광피막(47)으로 덮여 있지않고, 램프(21)의 외표면에 노출되어 있는 것이다. 또 칩오프부(35)에서 상기 차광피막(47)은 칩오프부(35)의 외면에서 상기 외부전극(35)으로 덮은 범위의 치수(L2)보다도 큰 치수(L3)의 범위에 걸쳐서 이 칩오프부(35)를 덮고 있고, 이 때문에 차광피막(47)은 칩오프부(35)에서 외부전극(39)(고리모양부 394, 뚜껑모양부 396)을 완전히 덮어 감추고 있는 것이다.

이와 같이 구성한 크세논 방전등(21)은 램프홀더(51)에 설치된다. 램프홀더(51)는 합성수지등과 같은 전기절연재료에 의해 단면 U형상으로 형성되어 있고, 긴쪽 방향으로 떨어져서 제1 및 제2의 급전단자(53)(55)를 유지하고 있다. 이들 급전단자(53)(55)는 링청동등과 같은 전도성 평면스프링을 대략 U자형으로 굴곡해서 이루어지고, 제6도에 나타낸 바와 같이 서로 대향하는 끼우개(552)(554)에 의해 벌브(23)를 끼워맞추는 것이다.

상기 램프홀더(51)는 제1도에 나타낸 바와 같이 계기의 회전축(57)에 고정되어 있고, 이 회전축(57)이 회전하면 일체적으로 선회되게 되어 있다. 또한 본 실시예의 회전축(57)은 도시하지는 않았지만 파이프형축으로 구성되고, 이 회전축(57)내에 도시하지 않은 2개의 피복코드가 끼워통해지고, 이들 피복코드의 한쪽끝은 각각 전술한 제1및 제2의 급전단자(53)(55)에 접속되어 있는 것과 동시에 다른쪽 끝은 도시하지 않은 고주파 전원에 접속되어 있다.

상기 방전등(21)은 그 내부전극(27)을 핀치 시일측의 단부가 상기 램프홀더(51)에 설치되게 되어 있다.

즉 벌브(23)의 외표면에 형성한 제1의 수전단자(41) 및 제2의 수전단자(43)는 램프홀더(51)측의 제1의 급전단자(53) 및 제2의 급전단자(55)에 대향해 있고, 이 램프(21)를 램프홀더(5l)의 개구부측에서 밀어 넣으면 제1 및 제2의 급전단자(53)(55)에 끼우개(552)(554) 각각이 제1수전단자(4l) 및 제2의 수전단자(43)를 맞물고 벌브(23)를 지지한다. 따라서 방전등(21)은 램프홀더(51)에 고정된다.

이 경우 제1및 제2의 급전단자(53)(55)는 각각 제1수전단자(41) 및 제2수전단자(43)와 전기적으로 접촉하기 때문에 내부전극(27) 및 외부전극(39)은 고주파전원에 접속된다.

이와 같은 구성의 실시예에 대하여 작용을 설명한다. 방전등(21)의 내부전극(27)과 외부전극(39)사이에 고주파 전력을 공급하면 방전공간(25)내에 있어서 내부전극(27)과 외부전극(39)의 사이에서 글로우 방전이 발생한다.

이 글로우 방전은 방전공간(25)내에 충진한 크세논 가스를 유도방출하고 크세논 가스 특유의 스펙트럼 자외선을 방출시킨다. 이 단파장광선은 형광체피막(37)을 여기시키고 이 형광체피막(37)이 가시광을 발생한다.

형광체피막(37)에서 나오는 빛은 슬릿부(45)에서 외부로 방출된다. 이 때문에 원래 벌브(23)가 가느다란것에 더하여 폭이 좁은 슬릿부(45)가 또한 빛의 띠를 규제하기 때문에 이 방전등(21)은 바늘같은 가느다란 띠형태로 빛을 발한다. 따라서 이 방전등(21)으로 표시눈금을 가리키고, 이것이 빛나기 때문에 달리 각별한 광원은 불필요하게 된다. 상기 램프홀더(51)는 회전축(57)에 고정되고 이 회전축(57)이 회전하면 램프홀더(51)도 일체적으로 회전된다. 따라서 램프홀더(5l)에 설치된 방전등(21)도 함께 선회되고 표시눈금을 가리킬 수 있다.

상기 실시예의 외부전극(39)의 고리모양부(394)와 뚜껑모양부(396)는 칩오프부(35)의 외면에서 상기 두께부(352)의 두께치수(Ll)보다도 큰치수(L2)의 범위에 걸쳐서 이 칩오프부(35)를 덮고 있고, 특히 외부전극(39)의 고리모양부(394)는 칩오프부(35)의 방전공간(25)과 벌브벽의 경계부분에서 둘레방향으로 전체둘레에 연속해서 형성되어 있기 때문에 방전공간(25)에서 빛을 발하는 기둥이 치우치는 일은 없다. 즉 양광(陽光)기둥은 내부전극(27)과 외부전극(39)과의 사이에 발생하지만 외부전극(39)을 벌브(23)의 선단부에서 방전공간(25)과 벌브벽의 경계부분에 둘레방향으로 전체둘레에 연속해서 형성하고 있기 때문에 내부전극(27)에 대한 방전조건이 둘레방향에 동일조건으로 되고, 빛을 발하는 기둥이 한쪽으로 휘어지는 일은 없고 벌브(23)의 중심에 위치한다. 이 때문에 벌브(23) 선단부에서 밝기가 저하하거나 희미해지는 등의 현상이 없어지고선단까지 선명하게 빛나게 된다.

제7도 내지 제9도에서는 외부전극의 형성범위와 밝기의 상태를 조사한 결과를 나타내고 있고, 이것을 참고하여 설명한다. 제7도의 경우는 외부전극(39)의 폭을 벌브(23)의 선단까지 균일폭으로 연장해서 형성한 상태를 나타내고, 이 경우는 빛을 발하는 기둥의 선단이 밑을 향해 휘어지고, 벌브(23) 선단부의 휘도가 저하한다. 이 때문에 선단부의 밝기가 희미해진다. 제8도의 경우는 외부전극(39)의 폭을 벌브(2)의 선단까지 균일폭으로 연장하는 동시에 선단부에서는 선단 돌출면을 덮은 상태를 나타내고 있다. 이 경우에는 빛을발하는 기둥의 선단에 약간 밑을 향해 휘어지고 벌브(2) 선단부의 휘도가 약간 저하한다. 이 때문에 선단부의 밝기가 약간 희미해진다.

제9도는 상기 실시예의 경우이고, 외부전극(39)의 폭을 벌브(23)의 선단까지 균일폭으로 연장하는 동시에 선단부의 두께부(352)를 완전히 덮은 상태를 나타내고, 이 경우에는 빛을 발하는 기둥의 치우침이 인정되지 않고 벌브(23)선단부의 휘도가 향상해서 선단부가 뚜렷이 밝아지고 슬릿부(45)의 선단형상을 선명한 밝기에서 볼 수 있다.

이것에서 상기 실시예와 같이 외부전극(39)을 칩오프부(35)의 둘레방향으로 전체둘레에 고리모양으로 연속해서 형성하면 선단부의 밝기가 향상하는 것이 확인된다.

다음에 제10도, 제11도를 참조하여 제2실시예를 설명한다. 여기서는 외부전극(39)의 형상이 제1실시예와 다를뿐, 다른 부분에 대해서는 제1실시예와 같은 구성으로 되어 있다. 따라서 제1실시예와 동일한 구성부분에 대해서는 동일한 참조번호를 붙였다. 제2실시예의 외부전극(39)은 띠모양부(392)의 일부, 구체적으로 칩오프부(35)에 가까운 위치에 폭넓은 부분(398)을 형성하고 있다. 또 칩오프부(35)의 선단에는 방전공간(25)과 칩오프부(35) 벌브벽의 경계가 위치되어 있지 않고, 경계부분은 외부전극(39)의 고리모양부가위치해 있기 때문에 외부전극(39)에 뚜껑모양부를 형성하고 있지 않아도 빛을 발하는 기둥이 벌브(23)의 중심축에서 떼어지는 일은 없다. 또 띠모양부분의 칩오프부(35)에 가까운 위치에 폭넓은 부분(398)이 형성되어 있기 때문에 이 부분에서의 전류밀도가 커지고, 이 부분에서의 휘도는 한층 향상된다. 따라서 휘도분포는 제1실시예보다도 한층 균일한 것이 된다.

또한 본 발명은 상기 실시예의 구성에 제약되는 것은 아니다. 즉, 상기 실시예에서는 내부전극을 냉음극으로 했지만, 본 발명은 내부전극이 냉음극으로 구성되는 것에 한하지 않고 열음극이어도 좋다. 또 벌브내에 봉입되는 방전가스는 크세논만으로 제약되는 것은 아니고 크세논에 더하여 네온, 아르곤, 크립톤의 적어도 한 종류를 혼합한 혼합가스를 봉입해도 좋다. 그리고 벌브내부에 수은을 봉입해도 좋다.

또한 상기 실시예에서는 본 발명의 방전등을 계기의 표시바늘로서 사용하는 경우에 대하여 설명했지만 본발명은 전술한 바와 같이 액정표시장치의 백라이트등에 사용되는 방전등이어도 좋다. 그리고 벌브는 직선형상에 한하지 않고 굴곡형상의 것이어도 좋다. 이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 외부전극이 벌브의 봉지선단부까지 연장되어 이 선단부의 방전공간과 벌브벽과의 경계부분을 둘레방향으로 전체둘레에 걸쳐서 덮기 때문에 빛을 발하는 기둥의 휘어짐이 발생하지 않고, 따라서 선단부의 밝기의 저하가 방지되고, 희미해짐이 방지된다.

Claims (1)

1. 가늘게 속이 빈 벌브(23)의 한쪽끝에 내부전극(27)을 설치하는 동시에 상기 벌브(23)의 표면에 상기한쪽끝으로부터 다른쪽끝으로 연장되는 벌브외경보다 가는 띠상의 외부전극(39)을 축방향으로 설치하고 벌브의 상기 다른쪽끝을 잘라 막고, 상기 내부전극(27)과 외부전극(39)의 단자를 모두 상기 한쪽끝에 형성한 저압방전등에 있어서, 상기 외부전극(39)이 상기 벌브의 칩오프부(선단부)(35)에서 상기 칩오프부(35)의 방전공간(25)과 벌브(23)벽의 경계부분에 대응하는 둘레전체를 덮는 것을 특징으로 하는 저압방전등.

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