초록

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본 논문은 일반조명용과 LCD Backlight에 적용 가능한 제논 유전체 장벽형 평판형광램프에 대한 연구이다. 일반적으로, 수은을 포함한 형광램프는 낮은 온도에서의 휘도문제와 상대적으로 긴 점등시간, 수명, 그리고 환경 문제가 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 제논 유전체 장벽형 평판형광램프가 연구되었다. 100(W)급($384{\times}321{\times}10mm$)으로 제작된 램프는 AC 펄스 전압에 의해 균일도, 안정한 방전, 우수한 전기적 및 광학적 특성을 가진다. 더 높아진 효율은 빠른 상승시간을 가진 AC 펄스전압, 주파수와 듀티의 구동 최적화, 전극의 형상, 압력 최적화 등에서 얻어진다. 이 연구에서 제논 유전체 장벽형 평판형광램프는 90(%)의 균일 도에서 7,600(cd/$m^2$)의 휘도와 32[1m/W] 이상의 효율을 얻었다.

본 논문은 일반조명용과 LCD Backlight에 적용 가능한 제논 유전체 장벽형 평판형광램프에 대한 연구이다. 일반적으로, 수은을 포함한 형광램프는 낮은 온도에서의 휘도문제와 상대적으로 긴 점등시간, 수명, 그리고 환경 문제가 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 제논 유전체 장벽형 평판형광램프가 연구되었다. 100(W)급($384{\times}321{\times}10mm$)으로 제작된 램프는 AC 펄스 전압에 의해 균일도, 안정한 방전, 우수한 전기적 및 광학적 특성을 가진다. 더 높아진 효율은 빠른 상승시간을 가진 AC 펄스전압, 주파수와 듀티의 구동 최적화, 전극의 형상, 압력 최적화 등에서 얻어진다. 이 연구에서 제논 유전체 장벽형 평판형광램프는 90(%)의 균일 도에서 7,600(cd/$m^2$)의 휘도와 32[1m/W] 이상의 효율을 얻었다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 그러나 많은 장점에도 불구하고 발열량이 비교적 높고 효율이 낮다는 문제가 있다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하고 고성능 제논 평판형광램프를 설계하기 위해 진행되었다. 효율에 영향을 미치는 요소는 전극 기하학적 형상, 각 사용재료의 특성, 가스압, 구동조건 등 여러가지 요소가 있으며 이러한 요소의 최적화 조건이 함께 고려돼야 더욱 높은 효율의 제논 평판형 광램프를 얻을 수 있다.
• 일반조명에 제논 평판형 광램프를 적용하기 위해서는 효율을 높이기 위한 전극설계, 구동조건, 램프재료 선정 등에서의 최적화가 필요하며 높은 효율과 90[%] 이상의 휘도균일도(Luminance uniformity), 7, 600 [cd/H]이상의 고휘도, 고명암비, 넓은 온도범위 하에서도 안정된 광 출력을 가져야 하는 것 등이 강조되고 있다. 본연구에서는 기존의 조명이 내포하고 있는 환경문제 와 기술적 문제를 해결하고자 Xe을 사용한 평판형 형광램프를 제작하고 효율을 중가시키기 위한 방안에 대해 논하고자 한다.

제안 방법

• 결과이다. 본 논문에서는 20, 000시간까지의 연속점등을 통한 dsta를근거로 지수 함수적으로 감소하는 휘도를 예측하여 70, 000시간의 수명을 예측하였다. 일반적으로 수명을 측정하는데 시간이 많이 소요되기 때문에 단기간 내의 수명을 예측할 수 있는 가속수명시험방법을 통해 휘도가감소되는 열화 경향을 모델링하여 짧은 시간동안 열화된 데이터만 가지고도 수명을 추정할 수 있는 방법이 있으나 본 논문에서는 일정시간의 휘도 감소 데이터에 의해 수명을 예측하는 외삽법으로 수명을 산출하였다.
• 이러한 점등 빠르기는 기존 수은 램프의 수은 확산과정이 없기 때문이다. 이러한 점등빠르기는 구동전압의 Rising time에 의해 차이가 있으며 본 실험에서는 300[ns]의 Rising time에서의 특성 측정하였다.
• 본 논문에서는 20, 000시간까지의 연속점등을 통한 dsta를근거로 지수 함수적으로 감소하는 휘도를 예측하여 70, 000시간의 수명을 예측하였다. 일반적으로 수명을 측정하는데 시간이 많이 소요되기 때문에 단기간 내의 수명을 예측할 수 있는 가속수명시험방법을 통해 휘도가감소되는 열화 경향을 모델링하여 짧은 시간동안 열화된 데이터만 가지고도 수명을 추정할 수 있는 방법이 있으나 본 논문에서는 일정시간의 휘도 감소 데이터에 의해 수명을 예측하는 외삽법으로 수명을 산출하였다.
• 제작되었다. 전면유리판에 형광체층을 배치하여 전면부를 구성하고, . 후면유리판에는 전극을 인쇄하고, 전극 간의 절연을 위해 유전체층을 그 위에 도포한 후, 상기 유전체층 위에 형광체층을 배치하여 후면부를 구성한다.

대상 데이터

• 본 연구에 의한 제논 평판형광램프는 100[W]급(3也mmx 321mmxl0mm)로 제작되었다. 전면유리판에 형광체층을 배치하여 전면부를 구성하고, .

성능/효과

• 배광곡선이다. 본 배광곡선은 둥기구를 사용하지 않고 램프자체만을 측정한 데이터이며 등기구를 사용하지 않고도 이상적인 배광곡선을 나타냈다.
• 본 논문에서는 전극간격 및 구동 조건만을 예로 들어 전기적 및 광학적 특성에 대해 논하였으나 최적화된 램프를 위해서는 이 외의 특성도 함께 고려해야 한다. 본 연구에 의해서 제작된 100[W]급 제논 평판형광램프는 우수한 방전 안정성을 가지며 90[%]의 균일도에서 7, 600[cd/m2] 의 휘도와 32[WW] 이상의 효율을 얻었으며 이러한 특성 외에도 주위온도에 의한 상대 광출력, 점등 빠르기 등이 일반조명에 적용하기에 적합하다는 결론을 내렸으며 또한 유전체 장벽방전을 사용해 수명이 기존 램프에 비해 장수명의 특성을 보임으로써 다양한 활용 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 램프는 성능이나 가격 면에서 볼 때 일반 조명이나 대면적 LCD-TV 백라이트 광원으로써 충분히 활용 가능할 것으로 보이며 사용 범위가 넓어 타 광원을 사용하기 힘든 실외조명, 특수 조명등에 활용 가능할 것으로 생각된다.

후속연구

• 효율에 영향을 미치는 요소는 전극 기하학적 형상, 각 사용재료의 특성, 가스압, 구동조건 등 여러가지 요소가 있으며 이러한 요소의 최적화 조건이 함께 고려돼야 더욱 높은 효율의 제논 평판형 광램프를 얻을 수 있다. 본 논문에서는 전극간격 및 구동 조건만을 예로 들어 전기적 및 광학적 특성에 대해 논하였으나 최적화된 램프를 위해서는 이 외의 특성도 함께 고려해야 한다. 본 연구에 의해서 제작된 100[W]급 제논 평판형광램프는 우수한 방전 안정성을 가지며 90[%]의 균일도에서 7, 600[cd/m2] 의 휘도와 32[WW] 이상의 효율을 얻었으며 이러한 특성 외에도 주위온도에 의한 상대 광출력, 점등 빠르기 등이 일반조명에 적용하기에 적합하다는 결론을 내렸으며 또한 유전체 장벽방전을 사용해 수명이 기존 램프에 비해 장수명의 특성을 보임으로써 다양한 활용 가능성을 확인하였다.
• 본 연구에 의해서 제작된 100[W]급 제논 평판형광램프는 우수한 방전 안정성을 가지며 90[%]의 균일도에서 7, 600[cd/m2] 의 휘도와 32[WW] 이상의 효율을 얻었으며 이러한 특성 외에도 주위온도에 의한 상대 광출력, 점등 빠르기 등이 일반조명에 적용하기에 적합하다는 결론을 내렸으며 또한 유전체 장벽방전을 사용해 수명이 기존 램프에 비해 장수명의 특성을 보임으로써 다양한 활용 가능성을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 램프는 성능이나 가격 면에서 볼 때 일반 조명이나 대면적 LCD-TV 백라이트 광원으로써 충분히 활용 가능할 것으로 보이며 사용 범위가 넓어 타 광원을 사용하기 힘든 실외조명, 특수 조명등에 활용 가능할 것으로 생각된다. 앞으로도 램프의 고성능화를 위한 백색 형광체에 대한 연구와 램프의 성능을 최대한 발휘할 수 있는 구동회로에 대한 심도 있는 연구가 필요할 것으로 생각된다.
• 본 연구에서 제안한 램프는 성능이나 가격 면에서 볼 때 일반 조명이나 대면적 LCD-TV 백라이트 광원으로써 충분히 활용 가능할 것으로 보이며 사용 범위가 넓어 타 광원을 사용하기 힘든 실외조명, 특수 조명등에 활용 가능할 것으로 생각된다. 앞으로도 램프의 고성능화를 위한 백색 형광체에 대한 연구와 램프의 성능을 최대한 발휘할 수 있는 구동회로에 대한 심도 있는 연구가 필요할 것으로 생각된다.

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이 논문을 인용한 문헌

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