형광(螢光: fluorescence)이란 다른 방사원의 방사, 혹은 입자의 빔(beam)에 의해 여기(勵起)되고, 어떤 종류의 물질이 빛 혹은 기타의 전자 방사를 일으키는 것이다. 이때 조사(照射)를 정지하면 10-8S 정도의 단시간에 빛이 감쇠하는데, 인광과 같이 잔광은 지속되지 않는다. 음극선관 일명 브라운관(C.R.T., cathode-ray tube)에서 전자빔에 의해 발광하고, 형광등의 경우는 자외선의 방사에 의해 가시광이 생긴다. 브라운관의 경우에는, 형광물질에 따라서 약간의 잔광성을 나타내는 것도 있다.

형광등(螢光燈: fluorescent lamp)은 관내에 소량의 수은과 5내지6 mmHg 정도의 아르곤(argon) 또는 크립톤 가스를 봉입한 열음극 저압 수은 아크(arc)방전등을 말한다. 관의 내벽에 칠한 형광체에 수은증기의 방전에 의해서 발생한 자외선을 대고, 이것을 가시광선으로 바꾸어 조명에 이용하는 것이다. 이때 형광체의 종류에 따라서 색을 자유롭게 선택할 수 있다. 보통 가늘고 긴 관모양을 하고 있으며 텅스텐에 전자방사물질을 칠한 한 쌍의 전극이 양단에 봉입되어 있다. 백열전구에 비해서 효율이 높고 수명도 긴데다 눈부심이 적고 그늘이 확실하게 나타나지 않는 것이 특색이다.

이와 관련하여 방전관 등에서, 관내에서 이온화(ionization)하여 생기는 전자가 다른 원자 또는 분자를 이온화하고, 이것이 누적적을 진행하여 장치가 고장까지 이어지지 않도록 해야한다. 그래서 적정한 이온화작용으로 억제하기 위하여 방전로를 포함하는 회로에 사용하는 저장 또는 리액턴스(reactance)로 이루어지는 장치가 있다. 이것이 안정기인데, 이 안정기(安定器: ballast)는 단독 혹은 시동기(始動器: starter)와 같이 조립하여 사용된다.

간단히 말해서 형광램프는 저압 방전램프로 정의할 수 있다. 방전에의해 발생된 자외선이 유리관 내면에 도포된 형광물질을 자극하여 빛, 정확히 말해서 가시광선을 생성하며 형광물질에 따라 다양한 광색을 밸 수 있다. 이때 안정기는 안정된 전류를 램프에 공급하기 위해 필요한 것이다. 이것이 간단한 형광램프의 발생원리이다.

1938년 미국의 잉맨(Inman)이 개발한 형광램프(fluorescent lamp)는 백열램프와 달리 점등장치를 필요로 하지만 빛의 품질이 높고, 고효율로 경제성이 매우 높다. 또한 수명이 매우 길어 유지보수가 용이한 장점으로 인해 현재 고효율의 빛을 발하는 광원의 주류를 이루고 있다. 최근에는 직관이나 서클라인(원형)에 국한하지 않고 U형이나 전구형 등 여러가지 형태가 용도에 따라서 다양하게 개발되어 실용화되고 있다.

형광램프는 저압수은증기 중의 방전으로부터 발생하는 강력한 자외선(253.7nm)을 유리관의 내벽에 도포된 각종 형광체에 비추어 가시광으로 변환하는 주요한 광원이다. 형광물질의 종류에 따라 여러가지 광색을 내는데, 유리관 안에는 소량의 수은과 아르곤이 봉입되어 있다. 그리고 필라멘트(filament)가 이중 또는 삼중으로 된 코일(coil) 필라멘트이며, 그 위에 음극물질이 칠해져 있다.

필라멘트에 전류가 흐르면 필라멘트가 가열되고, 음극물질로부터 열전기가 방출된다. 이 전가가 양극으로 이동하면서 충분한 운동에너지를 얻어서 유리관 안의 수은이나 아르곤의 기체원자에 충돌하려 발광을 하거나 전리시키면서 방전을 지속한다. 저압수은증기 중의 방전에서 일어나는 강력한 자외선이 유리관안에 도포된 형광물질을 자극하여 파장이 긴 가시광선으로 변환되는 것이다. 이것이 형광램프의 발광원리라고 할 수 있다.

여기서 문제가 되는 것이 연색성이다. 기존의 단색 형광물질은 가시광선 대역(380nm-780nm)중 일부 좁은 대역의 광선만을 방사하기 때문에 연색성(演色性:color rendering)이 낮다. 이러한 기존 형광물질의 단점으로 지적된 연색성을 높여 적색, 녹색, 청색(RGB)의 3파장 대역의 형광물질을 사용하면 광효율이 훨씬 향상된다. 또 열과 자외선 방사에 대한 안정된 특성에 따른 장수명화, 경량화 그리고 콤팩트화(compact化)를 실현할 수 있다.

또한 형광램프는 관경이 가늘어질수록 광효율을 증대시킬 수 있다. 즉 3파장형광물질의 채택으로 같은 전력의 램프에서 약 20% 이상의 광효율을 증대시킬 수 있고, 환경보호측면에서 일어날 수 있는 여러가지 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다. 현재는 3파장 형광물질에 부족한 청록색 및 짙은 적색을 추가하여 연색성을 향상시킨 5파장 형광물질도 개발되고 있다.

근래에 들어와서 특히 제조물 책임(PL)시대에서는 제품의 품질과 신뢰성의 중요성이 매우 강조되고 있다. 더욱이 우리생화 속에서   오랫동안 함께해온 형광램프의 경우 에너지의 절감, 효율성의 증대 그리고 장수명 에 의한 수명보장의 차원에서 한 단계 성숙된 기술의 정착이 요청되고 있는 시기이다. 특히 핵심 구성품인 안정기의 경우, 회로설계 및 소자개선 등 많은 연구개발 노력을 통하여 기술 및 품질향상에 획기적인 발전을 이루어 왔다. 그러나 아직까지 일종의 중소기업의 전용업종으로서 열악한 주위환경과 전문 기술인력의 부족, 그 외 기술상의 복잡성으로 인한 여건 때문에 앞으로도 개선의 여지가 많을 것이다.