KR100281343B1 - 평면형 라디에이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유전성 방해 방전에 적합한 평면형 광 에미터(4)에 관한 것이다. 본 발명에 따른 장치는 자신의 내벽에 배치되는 스트립형 전극(6, 7)과 조립되며 비-도전 재료로 구성된 방전관(5)을 포함한다. 캐소드(6)와 애노드(7a)는 상호 교번하여 인접 배치된다. 적어도 애노드는 유전체 재료(10)에 의해 방전관(5) 내벽으로부터 분리된다. 추가의 애노드(7b)는 각각의 인접 캐소드 사이에 위치한다 즉, 애노드쌍(7a, 7b)이 인접하는 캐소드(6) 사이에 위치한다. 이러한 설계는 방전관의 최적의 사용과 더불어 균일한 방전 구조를 가능케 한다.

Description

평면형 라디에이터

EP 0 363 832에는 고-전력 소스용 두 개의 단자에 쌍으로 접속되는 가늘고 긴 전극을 가지는 UV 고-전력 라디에이터에 관해 개시된다. 이 경우, 전극은 유전체 재료에 의해 서로에 대해 그리고 라디에이터의 방전 챔버로부터 분리된다. 게다가, 가늘고 긴 전극은 다른 극성(애노드와 캐소드)을 가지고 상호 교번하여 인접 배치되고, 이러한 방법으로 비교적 평면형인 방전관을 가지고 평탄화된 방전 형상을 구현하는 것이 가능하다.

WO 94/23442에는 유전성 임피디드 방전(dielectrically impded discharge)에 의해 비간섭성 방사 라디에이터 소스 특히, 방전 램프를 구동시키는 방법에 관해 개시되어 있다. 구동 방법은 일련의 유효 전력 펄스를 제공하고, 개별 유효 전력 펄스는 부동 시간동안 상호 분리된다. 여기서, 단극자 펄스의 경우에는 가늘고 긴 전극을 따라 정렬한 다수의 개별 델타형 방전이 형성된다. 동작시 이러한 펄스 모드의 장점은 고효율의 방사선을 발생시킨다는 것이다.

예를 들면, WO 94/23442의 방법이 EP 0 363 832의 평면형 라디에이터에 -이미 DE-A 195 26 211에서 개시된 바와 같이- 제공된다면, 개별 방전은 애노드과 각각의 두 직접 인접 캐소드중 하나 사이에서만 형성된다. 이러한 두 인접 캐소드에 의해 방전이 각각 형성될 것이라고 예상되지 않는다. 인접 캐소드로부터 발생된 방전이 하나의 애노드상에서는 발견되지 않는다. 평면형 라디에이터를 참조하면 대체로 이는 불-균일 방전 구조를 야기한다. 추가의 문제점은 전력 밀도가 개략적으로 설명된 현상에 의해 제한된다는 것이다.

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른 평면형 라디에이터에 관한 것이다.

여기서 설명될 평면형 라디에이터는 예를 들면, EP 0 363 832와 DE-A 195 26 211에 개시되어 잇다. 이러한 라디에이터는 유전체 재료에 의해 라디에이터의 방전 챔버로부터 분리되는 적어도 하나의 전극을 가진다. 이러한 전극은 또한 이하에서 간략하게 "유전 전극"이라고 명명된다.

여기서 "평면형 라디에이터"는 평면적 기하학적 구성을 가지며 광 다시 말해, 가시광 전자기 방사선 또는 자외선(UV), 진공 자외선(VUV) 방사선을 방출하는 라디에이터를 의미한다.

방출된 방사선의 스펙트럼에 따라, 이러한 방사선 소스는 예를 들면, 가정용 및 사무용 조명과 같은 일반적인 조명 또는 보조 조명, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display : LCD)와 같은 디스플레이의 백그라운드 조명, 교통 신호와 암호 신호 또는 살균 혹은 광분해와 같은 UV 조사에 적합하다.

도 1은 본 발명의 원리를 도시하는 개략도이다.

도 2는 종래 기술의 원리를 도시하는 개략도이다.

도 3a는 본 발명에 따른 평면형 라디에이터의 실시예를 도시하는 개략 평면도이다.

도 3b는 도 3a의 평면형 라디에이터를 도시하는 개략 단면도이다.

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하고 청구항 1의 전제부에 따른 증가된 전력 밀도와 개선된 휘도 분포를 가진 평면형 라디에이터를 제공하는 것이다.

이러한 목적은 청구항 1의 특징부에 의해 구현된다. 특히 바람직한 실시예는 종속항에서 설명될 것이다.

종래 기술로부터 시작하여, 본 발명은 각각의 경우 두 애노드 사이에 인접부로서 균등 간격의 캐소드를 가지는 애노드를 제공한다. 다시 말해, 추가의 애노드는 각각 이러한 캐소드쌍 사이에 배치된다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 원리가 예시되어 있다. 예시를 위하여, 본 발명에 따른 평면형 라디에이터와 통상적인 평면형 라디에이터가 개략적으로 도시되어 있다. 간략함과 명확성을 위하여, 전극의 길이는 대략 델타형 개별 방전의 길이로 제한된다. 평면형 라디에이터의 구체적인 설계에서, 전극은 전형적으로 훨씬 더 길고, 그 결과 동작시 다수의 개별 방전이 전극을 따라 발생한다. 하지만, 전극의 길이가 본 발명에 있어서 결정적인 역할을 하는 것은 아니다. 도 1과 도 2는 대체로 소위 전극의 단위 길이당 조건을 도시한다.

본 발명에 따르면, 애노드쌍 A_i, A_i'이 적어도 하나 바람직하게는 각각의 캐소드쌍 K_i, K_i+1(i=1, 2,…,n) 사이에 배치되고, 여기서 n은 캐소드의 수를 나타낸다(도 1과 도 2에서는 예를 들면, n=4가 선택되었다). 이러한 배치의 결과, 각각의 애노드 A_i, A_i'는 직접 인접부로서 최대 하나의 캐소드 K_i또는 K_i+1을 각각 가진다.

결과적으로 -충분한 입력 전력이 인가된다는 가정하에서- 동작시 각각의 애노드 A_i, A_i'로부터 각각의 직접 인접 캐소드 K_i, K_i+1로 개별 방전 i, i'가 각각 발생한다. 종래 기술의 문제점 특히, 개별 방전이 두 직접 인접 캐소드중 하나로만 발생하는 문제점(도 2와 비교)이 방지된다.

반면에 네 개의 캐소드 K₁-K₄를 가진 도 1의 예에서는 본 발명에 따르면 -적절한 입력 전력이 인가된다는 가정하에서- 전극의 단위 길이당 총 6 개의 개별 방전 1, 1'-3, 3'이 얻어지고, 종래 기술에 따른 비교 예로서의 배치의 경우(도 2 참조)에는 오로지 4 개의 개별 방전 1-4만이 발생되는 것으로 도시된다. 더욱이, 도 2에 따른 배치는 앞에서 언급한 문제점 즉, 인접 캐소드 K_i, K_i+1중 어느 캐소드로 개별 방전 i가 점화될지 예상할 수 없다는 문제점을 가진다. 따라서 도 2는 가능한 다수의 방전 구조중 하나만을 도시한다.

각각의 애노드쌍 A_i, A_i'의 상호 이격 거리는 각각의 애노드 A_i또는 A_i'와 직접 인접하는 캐소드 K_i또는 K_i+1사이의 거리보다 짧다. 방전에 사용될 수 없는 애노드쌍 사이의 영역은 이로써 비교적 작게 유지된다. 상호 이격 거리로 적절한 값은 대략 애노드 스트립의 폭이다.

일실시예에서, 두 개의 애노드 A_i, A_i'는 포크형 이중 애노드 구조를 가진다. 이러한 목적을 위하여, 이중 애노드는 각각 가늘고 긴 제 1 및 제 2 영역을 가지며, 이들 영역은 서로에 대해 미리 설정된 이격 거리를 두고 배치된다. 제 1 및 제 2 영역은 제 3 영역에 의해 상호 연결되어 하나의 유니트를 형성한다.

본 발명은 이하의 실시예를 통해 상세히 설명될 것이다.

도 3a와 도 3b는 각각 UV 또는 VUV 방사선을 효율적으로 방출하도록 설계된 UV/VUV 평면형 라디에이터(4) 즉, 평면형 "방전 램프"의 평면도와 BB선을 따라 자른 단면도를 도시한다. 평면형 라디에이터(4)는 직사각 하부면을 가진 방전관(5), 네 개의 스트립형 금속 캐소드(6)(-) 및 세 개의 가늘고 긴 포크형 이중 애노드(7)(+)를 포함한다. 방전관(5)은 부품으로서의 직사각 하부 플레이트(8)와 홈형 덮개(9)(도 3a에는 도시 안됨)를 포함하고, 이들은 유리로 구성된다. 하부 플레이트(8)와 덮개(9)는 기밀 방식으로 상호 결합되고, 따라서 평면형 라디에이터(4)의 가스 충진제를 봉입한다. 가스 충진제는 10kPa의 충진 압력을 가진 제논으로 구성된다. 이중 애노드(7)는 각각 상호 평행 스트립(7a, 7b)을 포함하는데, 이들은 자신의 단부중 한 곳에서 결합하여 공통의 넓은 스트립(7c)을 형성한다. 캐소드(6)와 이중 애노드(7)는 하부 플레이트(8) 내벽상에 상호 평행하게 장착된다. 이중 애노드(7)의 넓은 단부 스트립(7c)과 캐소드(6)의 단부는 방전관(5)으로부터 기밀 방식으로 외부로 안내되고 그곳에서 전압 소스에 대한 단자와 같은 역할을 한다. 캐소드(6)와 비교할 때, 이중 애노드(7)는 각각 두께가 대략 150㎛인 유리층(10)에 의해 방전관(5) 내부에서 완전하게 덮인다. 캐소드(6)와 이중 애노드(7)의 직접 인접하는 스트립(7a, 7b) 사이의 개별 이격 거리 d는 대략 10mm이다. 두 평행 스트립(7a, 7b)의 상호 이격 거리 g는 대략 3mm이다. 다수의 개별 방전(도 3a와 도 3b에는 도시 안됨)이 동작시 형성된다. 이러한 개별 방전은 개별 애노드(6)와 관련 이중 애노드의 관련 직접 인접 스트립(7a, 7b) 사이에서 발생한다. 이전에 사용되었던 이중 애노드(및 방전관의 동일한 기하학적 구성)를 가지지 않은 배치와 비교하여, 인가된 전력 밀도로부터 얻어지는 수율은 대략 75%이다.

본 발명에 대한 변형(도시 안됨)은 애노드뿐만 아니라 캐소드 또한 유전체층에 의해 방전관 내벽으로부터 분리된다는 점(양 단부에서의 유전성 임피디드 방전)만이 도 3a와 도 3b에 도시된 평면형 라디에이터와 다르다.

추가의 변형(도시 안됨)에서, 방전관의 내벽은 형광 재료 또는 형광 재료 혼합물로 완전하게 코팅되고, 이러한 재료는 방전에 의해 발생된 UV/VUV 방사선을 가시광선으로 변환시킨다. 게다가, 각각이 Al₂O₃또는 TiO₂로 구성된 광반사층이 하부 플레이트의 내벽에 제공된다. 이들은 라디에이터의 최상부상의 발광 밀도를 증가시키기 위해 제공된다. 이러한 변형은 일반적인 조명 또는 예를 들면, LCD(액정 디스플레이)와 같은 디스플레이의 백라이트에 적합한 평면형 형광 램프이다.

Claims (9)

1. 가스 충진제로 충진되어 봉입되거나 개방되어 가스 또는 가스 혼합물이 유입되며, 비-도전 재료로 구성되는 적어도 부분적으로 투과성을 가진 방전관(5); 및

   상기 방전관(5) 내벽에 배치되는 가늘고 긴 전극(6, 7)을 포함하는데, 상기 캐소드(6)와 애노드(7a)는 상호 교번하여 인접 배치되고, 적어도 상기 애노드(6)는 유전체 재료(10)에 의해 상기 방전관(5)의 상기 내벽으로부터 분리되는 평면형 라디에이터(4)에 있어서,

   하나의 추가의 애노드(7b)가 상기 인접 캐소드(6) 사이에 배치되어 하나의 애노드쌍(7a, 7b)이 상기 인접 캐소드(6) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 평면형 라디에이터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 애노드쌍(7a, 7b)의 개별 애노드간의 상호 이격 거리(g)는 상기 애노드(7a, 7b)와 상기 인접 캐소드(6) 사이의 이격 거리(d)보다 짧은 것을 특징으로 하는 평면형 라디에이터.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 애노드쌍(7a, 7b)의 개별 애노드간의 상호 이격 거리(g)는 상기 애노드 폭의 1/2배 내지 2배 사이의 범위에 놓이는 것을 특징으로 하는 평면형 라디에이터.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 애노드쌍(7a, 7b)의 상기 개별 애노드간의 상기 상호 이격 거리(g)는 상기 애노드의 폭과 일치하는 것을 특징으로 하는 평면형 라디에이터.
5. 제 1 항 있어서, 상기 인접 캐소드(6) 사이에 배치된 상기 두 애노드는 각각 가늘고 긴 제 1 영역(7a) 및 제 2 영역(7b)을 가지는 포크형 이중 애노드 구조를 가지고, 상기 이중 애노드(7)의 상기 제 1 영역(7a) 및 제 2 영역(7b)은 상호 미리 설정된 이격 거리로 배치되며 제 3 영역(7c)에 의해 상호 결합되어 하나의 유니트를 형성하는 것을 특징으로 하는 평면형 라디에이터.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 제 3 영역(7c)의 길이는 상기 제 1 영역(7a) 또는 상기 제 2 영역(7b) 길이의 1/10보다 더 짧은 것을 특징으로 하는 평면형 라디에이터.
7. 제 5 항에 있어서, 상기 이중 애노드(7)는 부분적으로 상기 방전관(5)으로부터 기밀 방식으로 외부로 안내되고, 상기 각각의 이중 애노드(7)의 상기 제 3 영역(7c)은 전력 공급용 단자로서 사용되는 것을 특징으로 하는 평면형 라디에이터.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 전극(6, 7)은 상기 방전관(5)의 상기 내벽에 장착되고, 상기 방전관(5)의 내부로 연장하는 상기 애노드쌍(7)중 적어도 일부는 상기 유전체층(10)에 의해 완전히 덮이는 것을 특징으로 하는 평면형 라디에이터.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 방전관(5)의 상기 내벽은 적어도 일부에는 형광 재료층이 제공되는 것을 특징으로 하는 평면형 라디에이터.