KR100632051B1 - 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 자외선 조사 장치 - Google Patents

Abstract

발광관의 외면의 관축 방향을 따라 외부 전극이 균일하게 밀접하여 관축 방향을 따라 엑시머(excimer) 방전 분포가 균일하게 되는 유전체 배리어 방전 램프 장치를 제공한다. 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)는 기밀 용기(1) 내에 그 축방향을 따라서 설치된 내부 전극(2)과, 상기 기밀 용기(1) 내에 봉입된 엑시머 생성 가스를 포함하는 발광관(LT)과, 상기 기밀 용기(1)의 외면에 설치되어, 내부 전극(2)과의 협동에 의해 발광관(LT) 내에 유전체 배리어 방전을 일으키도록 작용하는 외부 전극(OE)과, 상기 발광관(LT)의 양단부 중의 적어도 일단부에 탄성력을 작용시켜서 발광관(LT)을 지지함으로써 기밀 용기(1) 및 외부 전극(OE)을 서로 압접시키는 지지수단(SS1, SS2)을 구비한다.

유전체 배리어 방전 장치, 자외선 조사 장치

Description

유전체 배리어 방전 램프 장치 및 자외선 조사 장치{DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE LAMP APPARATUS AND ULTRAVIOLET RADIATION APPARATUS}

도 1a는 본 발명의 유전체 배리어 방전램프 장치에 있어서의 제1 실시형태를 도시한 일부 생략 정면도이다.

도 1b는 본 발명의 유전체 배리어 방전램프 장치에 있어서의 제1 실시형태를 도시한 우측면도이다.

도 1c는 본 발명의 유전체 배리어 방전램프 장치에 있어서의 제1 실시형태를 도시한 좌측면도이다.

도 2는 본 발명의 유전체 배리어 방전램프 장치에 있어서의 제1 실시형태를 도시한 발광관 정면도이다.

도 3은 본 발명의 유전체 배리어 방전램프 장치에 있어서의 제1 실시형태를 도시한 주요부 중앙 확대 단면도이다.

도 4는 본 발명의 유전체 배리어 방전램프 장치에 있어서의 제1 실시형태를 도시한 비급전 단부쪽의 램프소켓 및 지지수단의 확대 요부 단면정면도이다.

도 5는 도 4의 V-V'선에 따른 단면도이다.

도 6은 도 1a의 등체의 확대 종단면도이다.

도 7은 도 6의 등체의 우측면도이다.

도 8은 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제2 실시형태를 도시한 개념적 단면도이다.

도 9는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제3 실시형태를 도시한 개념적 밑면도이다.

도 10은 본 발명의 자외선 조사장치의 일실시형태로서의 자외선 세정 장치를 도시한 정면 단면도이다.

도 11은 본 발명의 자외선 조사장치의 일실시형태로서의 자외선 세정 장치를 도시한 밑면도이다.

도 12는 도 11의 XII-XII'선에 따른 단면도이다.

도 13a는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제4 실시형태를 도시한 일부 생략 정면도이다.

도 13b는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제4 실시형태를 도시한 우측면도이다.

도 13c는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제4 실시형태를 도시한 좌측면도이다.

도 14는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제4 실시형태의 발광관을 도시한 정면도이다.

도 15는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제4 실시형태를 도시한 확대 요부 중앙 단면 정면도이다.

도 16은 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제5 실시형태를 도시한 유전체 배리어 방전 램프 및 등체의 일부 생략 일부 단면 정면도이다.

도 17a는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제5 실시형태를 도시한 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 제1 램프 소켓 지지수단의 정면도이다.

도 17b는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제5 실시형태를 도시한 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 제1 램프 소켓 지지수단의 우측면도이다.

도 18은 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제5 실시형태를 도시한 유전체 배리어 방전 램프와 제1 및 제2 램프 소켓의 관계를 도시한 일부 생략 중앙 단면 정면도이다.

도 19는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제6 실시형태를 도시한 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 등체의 일부 생략 일부 단면 정면도이다.

도 20은 본 발명의 자외선 조사 장치의 일실시형태에서의 자외선 세정장치를 도시한 정면단면도이다.

도 21은 본 발명의 자외선 조사 장치의 일실시형태에서의 자외선 세정장치를 도시한 밑면도이다.

도 22는 도 21의 XIII-XIII'선에 따른 단면도이다.

본 발명은 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 이것을 사용하는 자외선 조사 장치에 관한 것이다.

크세논 등의 희귀 가스, 또는 크세논 또는 크립톤 등의 희귀 가스 및 염소 등의 혼합 가스를 무성 방전시켜서, 고유의 단색에 가깝게 방사를 발생시키는 엑시머(excimer) 방전 램프 즉 유전체 배리어 방전 램프는 다수의 문헌에 기재되어 종래로부터 알려져 있다. 유전체 배리어 방전은 소위 무성 방전에 의하여 펄스 형상의 전류가 흐른다. 이 펄스 형상의 전류는 고속의 전자류를 가지고 동시에 휴지기간이 많기 때문에 크세논 등의 자외선을 내는 물질을 일시적으로 분자 상태(엑시머 상태)에서 결합하여, 기저 상태로 되돌릴 때에 재흡수가 적은 자외선을 효율 좋게 방출한다.

제1의 종래 예에 있어서, 일본 공개 특허 평 11-111235호 공보에는 가늘고 긴 관형상의 기밀 용기를 사용하여 유전체 배리어 방전을 하는 유전체 배리어 방전 램프가 개시되어 있다.

제2 종래 예에 있어서, 일본 공개 특허 평 7-272692호 공보에는, 광투과성이고 가늘고 긴 관 형태로, 유전체 배리어 방전의 제1 유전체를 겸비한 방전 용기의 외면에 광투과성 외부 전극과, 안쪽에 길이 L과 직경 D의 비 L/D가 30 이상인 금속봉 또는 금속 파이프로 이루어진 내부 전극을 구비한 유전체 배리어 방전 램프가 개시되어 있다.

도 3의 종래 예에 있어서, 일본 공개 특허 제2001-084966호 공보에는, 본 발명자에 의하여 발명된 것으로, 장력의 작용으로 내부 전극을 설치하거나, 내부 전극에 위치규제자, 즉, 앵커를 장착함으로써, 내부 전극의 승강을 억제한 유전체 배리어 방전 램프가 제안되어 있다. 이 램프에 의하면, 앵커를 도전성 금속에 의하여 구성함으로써, 앵커가 내부 전극의 일부로도 작용하기 때문에, 내·외부 전극 간의 거리가 작게 되고 시동성이 향상된다.

제1 내지 제3의 종래 예에서는, 가늘고 긴 기밀 용기와, 이 기밀 용기 내의 축방향으로 연장되어 존재하는 내부 전극과, 상기 기밀 용기 내에 봉입된 엑시머 성분 가스를 구비한 발광관을 성형하고, 냉각 기능을 가지는 동시에 상기 기밀 용기 외면의 일부가 끼워 맞추어지도록 오목해진 등체(燈體)에, 상기 발광관을 압접(壓接)하고, 한편 양자간에 외부 전극을 게재시킴으로써, 상기 기밀 용기의 외면에 외부 전극을 밀착시켜 관축 방향을 따라서 균일하게 유전체 배리어 방전을 일으키는 동시에, 상기 발광관으로부터 발생한 열을 신속히 방산시켜 발광 효율을 높은 상태로 유지하는 것이 가능하다.

그런데, 제1의 문제점으로서 가늘고 긴 발광관의 외면에 대한 외부 전극의 밀접 상태를 상기 발광관의 축방향을 따라서 균일하게 얻기 어렵다는 것을 알았다. 그 때문에 엑시머 방전의 관축 방향을 따른 분포가 불균일하게 된다고 하는 불편이 생긴다. 특히 발광관의 전체 길이가 1000㎜를 넘게 되면, 그 경향이 현저하게 된다.

조사 결과, 외부 전극이 기밀 용기의 관축 방향을 따라 외면에 대하여 균일하게 밀접하지 않은 것이 주된 원인인 것을 알았다.

또한, 석영 유리와 같은 자외선 투과성 재료로 이루어진 가늘고 긴 기밀 용기를 아주 곧게 형성하는 것이 비교적 곤란하고, 기밀 용기의 굽어짐이 발광관의 외면에 대한 외부 전극의 밀접 상태를 발광관의 관축 방향을 따라서 균일하게 얻기 어렵게 되는 원인의 하나를 이루고 있는 것도 알았다.

더구나 가늘고 긴 기밀 용기의 내부 엑시머 생성 가스를 봉입할 때에, 미리 기밀 용기 내부를 배기할 필요가 있다. 또한 엑시머 생성 가스를 봉입한 후에 기밀 용기를 막을 필요가 있다. 종래에는, 기밀 용기의 측면에 기밀 용기의 내부로 연통하는 배기용 세관을 유리 용착하여, 상기 배기와 봉입을 하고 있다. 그래서 엑시머 생성 가스를 봉입 후 배기용 세관을 폐쇄하면, 돌출에 의한 작은 돌기로 이루어지는 배기 팁 오프부가 형성된다. 기밀용기의 내부를 양단부까지 균일하게 그리고 가능한 한 빨리 배기하기 위하여, 종래 배기용 세관은 일반적으로 기밀용기의 관축 방향의 중앙부에 형성된다.

그런데, 제2의 문제점으로 배기 팁 오프부를 조사 면 쪽으로 돌출시키면, 당해 부분의 자외선 조사량이 저하하기 때문에, 관축 방향을 따른 자외선 조사 특성이 불균일하게 되어 버리는 것이다. 그래서 배기 팁 오프부를 조사 면에 대하여 배면 쪽에 배치하는 것을 고려할 수 있다. 이것을 실현하기 위하여 발광관 배면 쪽이 열전도적으로 접촉하는 등체의 표면에 배기 팁 오프부가 끼워 맞추어지는 오목부를 형성하지 않으면 안된다. 이를 위해, 등체의 구조가 복잡하게 되어 버리는 동시에 조립 용이성이 상실되는 등의 문제가 새롭게 나온다.

더욱이, 제3의 문제점으로서, 상술한 가늘고 긴 기밀 용기를 구비한 유전체 배리어 방전 램프는, 기밀 용기의 장척화 및 고출력화에 수반하여 램프의 휨 및 점등에 의한 열응력이 크게 되기 때문에, 외부 전극이 바라는 정도로 기밀 용기의 외면에 밀접하게 되지 않거나, 등체에 의한 냉각이 알맞게 되지 않거나 하는 일이 있다. 외부 전극이 알맞은 정도로 기밀 용기의 외면에 밀접하게 되지 않게 되면, 방전 전류가 저감하여 바라는 만큼의 점등 전력이 투입되지 않게 된다. 또한 등체에 의한 냉각이 알맞게 되지 않으면, 온도 상승에 의하여 발광효율이 저하한다. 더욱이 램프의 휨 및 점등에 의한 열응력이 심한 경우에는 기밀 용기가 열응력 때문에 파괴되거나 하는 일도 있다.

본 발명의 제1 목적은 발광관 외면의 관축 방향을 따라서 외부 전극이 균일하게 밀접하여, 관축 방향을 따른 엑시머 방전의 분포가 균일하게 되는 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 이것을 이용한 자외선 조사 장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 제2 목적은 등체의 구조가 간단한 동시에, 조립이 용이한 유전체 배리어 방전 램프 조명 장치 및 이것을 이용한 자외선 조사 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제3의 목적은 기밀 용기의 휨이나 열응력에 의한 불편이 발생하지 않도록 개량한 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 이것을 이용한 자외선 조사 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 제 1측면에 의하면, 유전체 배리어 방전 램프 장치는, 발광관의 양단부의 적어도 일단부에 스프링 력, 즉, 탄성력을 작용시켜 상기 발광관을 지지함으로써, 상기 발광관과 기밀 용기의 외면에 착탈 가능하게 설치된 외부 전극을 서로 압접시키는 지지수단을 구비하고 있는 점에서 특징이 있다.

본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치는, 발광관 및 외부 전극을 구비한 유전체 배리어 방전 램프와, 외부 전극을 기밀 용기의 외면에 압접시키는 지지 수단을 구비하고 있다.

〈지지수단에 대하여〉 지지 수단은 발광관의 기밀용기의 양단부를 지지함으로써, 기밀용기와 그 외면에 설치된 외부 전극을 탄성력을 작용시켜 서로 압접시키기 위한 수단이다. 탄성력은 적어도 기밀 용기의 일단부에, 적절하게는 양단부에 작용시키도록 구성된다. 탄성력을 작용시키기 위한 구체적인 수단은, 특정한 것에 한정되지 않지만, 예를 들면 탄성력을 매개로 하여 기밀 용기를 지지하는 것이 가능하다. 또한 기밀 용기를 지지하는 지지부와, 이 지지부와 병렬적으로 탄성력을 작용시키는 스프링부를 구비한 지지수단을 사용하는 것도 허용된다.

스프링을 매개로 기밀용기를 지지하는 지지수단의 경우, 지지수단은 그 고정부와 기밀 용기 사이에 스프링을 매개시키고 있다. 스프링은 판 형상, 막대 형상 등 형상의 스프링 재를 다양한 구조, 형상으로 가공하여 사용하는 것이 가능하다. 탄성력을 작용시키는 지지수단을 기밀 용기의 일단부에 배치시키면서, 기밀용기의 전체 길이에 대하여 탄성력을 작용시켜 외부 전극을 기밀 용기의 외면에 압접하는 경우, 기밀 용기의 일단부를 힌지로 이루어진 지지수단으로 고정부에 회전 가능하게 부착하고, 타단부를 탄성력을 작용시키는 지지수단에 의하여 고정부에 부착시키는 것이 가능하다.

외부전극을 기밀용기의 외면에 압접하기 위하여, 고정부로서 기밀용기의 길이 방향에 따라서 연장되어 존재하는 강성을 구비한 등체를 배치하는 것이 가능하다. 그러면 등체에 대하여 기밀용기를 눌러 부착시키는 것이 가능하고, 그 경우에 등체와 기밀 용기 사이에 외부 전극을 끼우는 것이 가능하기 때문에, 외부전극을 기밀용기의 외면에 밀접시키는 데 좋다. 이러한 형태에 있어서는, 외부 전극을 유연한 부재에 의하여 형성하는 것이 가능하고, 자외선 반사성이 높은 부재를 이용하여 비교적 저렴한 외부 전극을 얻기 쉽게 한다. 또한 등체에 적당한 냉각 수단을 설치함으로써, 외부 전극을 경유하여 기밀용기의 열을 제거하여, 자외선 방사 효율을 높은 상태로 유지하는데 효과적이다. 냉각수단으로서 냉각 매체, 예를 들면 물 등을 등체의 내부에 유통시키는 것이 가능하다.

〈외부 전극에 대하여〉 외부 전극은 유전체 배리어 방전 램프의 발광관에 대하여 그 기밀 용기의 외면에 착탈 가능하게 설치된다. 그래서 기밀용기의 내부에 봉입 장치된 내부 전극과의 사이에 기밀용기의 벽면을 유전체로 하는 유전체 배리어 방전을 기밀 용기의 내부에 일으키도록 작용한다. 또한 외부 전극은 발광관의 기밀용기 외면에 대하여, 예를 들면 발광관 만의 교환 등을 위하여 착탈 가능하게 구성하는 것이 일반적이다. 그렇지만, 외부 전극은 기밀 용기의 외면에 착탈 불가능하게 설치해도 좋다.

또한 외부전극은 내부 전극에 거의 정면으로 마주 보도록 관축 방향의 길이를 가지고 있다. 이것에 의하여 발광관의 관축 방향을 따라 유전체 배리어 방전을 일으키는 것이 가능하다. 또한 외부 전극의 관축에 직교하는 방향의 폭은 일반적으로는 기밀용기의 관축을 중심으로 하는 각도로 약 60∼300°정도의 범위 내인 것이 좋다. 따라서 외부 전극이 배치되지 않아서 발광관의 기밀용기가 외부로 노출된 부분이 약 300∼60° 정도의 범위로 형성되는 것으로 되고, 기밀용기의 벽면을 투과한 자외선을 상기 노출 부분으로부터 외부로, 게다가, 발광관의 관축 방향을 따른 비교적 긴 거리에 걸쳐 조사하여, 각종의 목적을 위하여 이용하는 것이 가능하다. 그러나 유전체 배리어 방전에 의하여 가능한 한 다량의 자외선을 방사시키는 동시에, 방사된 자외선을 양호한 각도로 조사하기 위하여, 외부전극의 관축에 직교하는 방향의 폭은, 바람직하게는 약 90∼240°정도의 범위 내인 것이 좋다. 또한 외부 전극의 착탈에 대한 높은 용이성과 지지수단에 의한 탄성력의 작용 하에 기밀 용기의 외면에 대하여 강한 압접을 얻기 위하여 240°이하 정도의 범위 내인 것이 좋다. 따라서 외부 전극의 착탈성과 자외선의 방사성을 함께 만족하기 위해서는 60∼240° 정도의 범위가 최적이다.

더욱이 외부 전극은 기밀 용기의 외면에 착탈 가능하게 설치되는 경우, 얇고 유연한 도전성 금속박, 판 또는 금속선 등이어도 좋고, 두꺼운 강성체이어도 좋다. 상기 어느 것이어도 외부 전극의 기밀 용기에 면한 내면은 자외선에 대하여 반사율이 높으면, 반사수단으로서 작용하기 때문에, 외부로 인출될 수 있는 자외선 양을 많게 하는데 효과적이다. 자외선 반사율이 높은 재질로는 예를 들면 고순도 알루미늄 또는 은 등을 사용하는 것이 가능하다. 외부 전극이 강성체로 이루어진 경우 등체로서도 기능하는 것을 사용하는 것이 가능하다.

이에 더하여, 외부 전극은 연속한 면 형상 또는 메시 형상의 어느 상태를 이루고 있어도 좋다. 또한 메시 형상은 다수의 단위 메시 부분이 기밀 용기의 축방향으로 각각 간격을 매개로 설치되고, 동시에 단위 메시 부분이 기밀 용기의 내벽 면에 근접하고, 더욱이 기밀 용기의 축방향으로 서로 공간적으로 떨어져 있지만, 도전적으로 접속하고 있는 상태를 말한다. 또한 단위 메시 부분은 원주 방향에 대하여 연속하고 있어도 좋고, 분단되어 있어도 좋다. 따라서 이 단위 메시 부분은 구체적으로는 예를 들면 그물코 형상 등을 이루고 있는 것이 허용된다.

〈본 발명의 작용에 대하여〉 본 발명에 있어서는, 이상에서 설명한 구성을 구비함으로써, 기밀 용기의 내부에 봉입 설치된 내부 전극과, 기밀 용기의 외면에 착탈 가능하게 설치된 외부 전극 사이에 전압, 바람직하게는 고주파 전압을 인가하면, 기밀 용기의 내면에 엑시머 생성 가스의 엑시머 방전이 생긴다. 외부 전극은 지지수단에 의하여 기밀 용기의 외면에 탄성력의 작용 하에 압접되어 있기 때문에, 기밀 용기의 외면과 외부 전극과의 사이에 간격을 형성하게 되고, 따라서 기밀용기의 관축 방향을 따라서 균일한 엑시머 방전이 형성된다.

〈기밀 용기에 대하여〉 자외선 투과성 재료로 이루어진 기밀용기는 일반적으로 합성 석영 유리를 사용하여 제작하는 것이 가능하다. 그러나 본 발명은 이용하려고 하는 파장의 진공 자외선에 대하여 자외선 투과성이 있으면 그러한 재료로 구성하여도 좋다.

기밀용기는 자외선 출력을 많게 하기에는, 외경을 12㎜ 이상으로 하는 것이 좋다. 또한 방전 개시 전압을 낮게 하는 데는 내경을 25㎜ 이하로 하는 것이 좋다. 더욱이 두께를 2㎜ 이하, 바람직하게는 0.3∼1㎜ 정도로 하는 것이 가능하다. 이것에 대하여 기밀용기의 길이는, 완전히 제한되지 않는 것이고, 소요의 자외선 조사 길이에 대응하여 임의의 길이, 예를 들면 1m 정도로 하는 것이 가능하다. 특히 본 발명에 의하면, 지지수단에 의하여 외부 전극을 기밀 용기의 관축 방향으로 균일하게 압접하기 쉽게 되기 때문에 1m 이상의 길이이어도 좋다.

기밀 용기의 내부를 배기하고 나서 엑시머 생성 가스를 봉입하기 위한 수단으로서, 배기관을 기밀 용기에 접속하는 것이 일반적이다. 본 발명에 있어서는, 배기관을 접속하는 경우, 기밀 용기의 어느 부분에 접속하여도 좋지만, 측면에 접속함으로써 배기관의 접속 작업 및 배기·봉입 작업이 용이하게 된다. 또한 배기관을 매개로 배기하면, 엑시머 생성 가스를 배기관으로부터 기밀 용기 내로 봉입하고, 배기관을 팁 오프시킴으로써 배기 팁 오프부가 형성된다.

또한 기밀 용기는 관 형상이면 아주 곧은 직선관 뿐만 아니라, 다소 만곡하고 있어도 좋다. 실제로 가늘고 긴 관을 형성할 때에 다소의 만곡이 형성되기 쉽고, 예를 들면 길이 약 1200㎜에 대하여 최대 1㎜ 정도 이하의 만곡이 형성될 수 있다. 그러나 이 정도의 만곡은 대략 직관으로서 허용되고, 또한 본 발명에 의하면 외부 전극을 압접시키는 것이 가능하다. 기밀 용기가 예를 들면 원호형상으로 만곡하여 있는 경우, 원호의 등 부분을 외부 전극으로 대향하도록 배치하는 것이 좋다. 또한 원호의 측면 부분을 외부 전극에 대향하도록 배치하여도 좋다. 따라서 상기 중간의 임의의 각도 범위 내에서 외부 전극이 대향하도록 양자를 배치함으로써, 외부 전극의 기밀 용기 외면에 대한 양호한 압접을 얻는 것이 가능하다. 또한 관의 단면 형상은, 원형이 일반적이지만, 타원형, 사각형 등 바라는 단면 형상을 채용하는 것이 가능하다.

〈내부 전극에 대하여〉 내부 전극은 어떠한 구성이어도 좋다. 예를 들면 다수의 단위 메시 부분이 기밀 용기의 축방향으로 각각 간격을 두고 배치된 메시 형상을 이루고 있거나, 전술한 종래 기술에 있어서와 같은 각종 구성의 내부 전극을 임의로 채용하거나 하는 것이 허용된다. 그러나 내부 전극이 메시 형상을 이루고 있는 것에 의하여 자외선 발생량을 상대적으로 많게 하는 것이 가능하기 때문에 바람직하다. 또한 「다수의 단위 메시 부분이 기밀 용기의 축방향으로 각각 간격을 두고 설치된 메시 형상을 이루고 있다.」는 것은, 단위 메시 부분이 기밀 용기의 내 벽면에 근접하고, 동시에 기밀 용기의 축방향으로 서로 공간적으로 이간하고 있지만, 도전적으로 접속하고 있는 상태를 말한다. 또한 단위 메시 부분은 원주방향에 대하여 접속하고 있어도 좋고, 분단되어 있어도 좋다. 따라서 이 단위 메시 부분은 구체적으로는 말하자면 링 형상(전자의 형태), 나선 형상 또는 코일 형상(후자의 형태), 또는 그물코 등을 이루고 있는 것이 허용된다. 또한 그물코의 경우에는 그 그물코의 구성에 의하여 전자 또는 후자에 속한다.

단위 메시 부분이 링 형상을 이루고 있는 경우에는, 기밀 용기의 축방향으로 연장하여 존재하는 연결부분을 구비함으로써, 다수의 단위 메시 부분을 소정의 피치로 연결하고, 동시에 도전적으로 접속하는 것이 가능하다. 또한 연결 부분을 기밀 용기의 중심축에 따라 연장되어 존재하도록 구성함으로써 내부 전극의 전체가 다수의 링 앵커(단위 메시 부분에 상당함)를 구비한 복사용 할로겐 전구의 필라멘트와 같은 형태를 나타내어, 제조 설비를 유용하는 것이 가능하여 제조가 용이하게 된다. 그러나 기밀 용기의 중심축을 피하여 메시 형상 부분의 링 부분에 연결 부분을 직접 접속한 구성을 채용하여도 좋다. 또한 연결 부분은 단선의 직선형상이어도 좋고, 또한 외경이 기밀 용기의 내경에 대하여 20% 이하인 코일 형상을 이루고 있어도 좋다. 또한 연결 부분을 적당한 값의 장력, 바람직하게는 2㎏ 이상의 장력이 중심축방향으로 작용하고 있는 상태에서 봉입 장치하는 것이 가능하다. 장력을 작용시키기에는 내부 전극을 코일 형상으로 형성하면 편리하다. 코일 형상으로 되어도 연결부분에 중심축 방향의 장력을 작용시키는 것이 가능하다. 연결 부분이 어떤 형상이어도 그 양단부 쪽에 기밀 용기의 양단부에 봉착함으로써 연결 부분에 장력을 작용시키기 쉽게 된다. 그러나 연결 부분을 기밀 용기의 한쪽에만 그 일단부에 봉착하고, 타단부를 기밀 용기의 타단부 쪽에 적당한 수단 이를테면 앵커 와이어에 의하여 봉지부에 고정함으로써, 연결 부분에 장력을 작용시키는 것이 가능하다.

이것에 대하여 단위 메시 부분이 나선 형상이나 그물코 형상을 이루고 있는 경우에는 그 나선이나 그물코 부분이 연결부분으로서도 기능하고, 다수의 단위 메시 부분이 서로 기계적 및 도전적으로 연결된다. 그러나 나선 형상이나 그물코 형상의 단위 메시 부분에 단일 또는 복수의 막대 형상체로 이루어진 연결 부분을 용접하는 등에 의하여, 더한층 내부 전극의 형상유지성을 부여하는 것이 가능하다. 또는 막대 형상체 연결 부분 대신에 실패 형상체를 사용하여 나선 형상이나 그물코 형상의 단위 메시 부분을 형성하면, 형상유지성이 양호하게 된다. 또한 실패 형상체는 절연성 및 전도성의 어느 것이어도 좋다. 메시 부분에 대하여, 전술한 어느 구성을 채용하면, 내부 전극 전체 형상의 안정성을 부여하여, 그 취급을 용이하게 하는 것이 가능하다.

또한 내부 전극은 그 단위 메시 부분의 축방향에 대한 피치 P(단위: m)가 후술하는 엑시머 생성 가스 압력 p(단위: Pa)와의 곱 p·P가 소정의 범위 내에 들어 있도록 구성된다.

더욱이 본 발명에 있어서는 후술하는 바와 같은 엑시머 생성 가스의 봉입 압력을 높게 하여 램프 효율을 향상시키는 경우에도, 단위 메시 부분과 기밀 용기의 내 벽면과의 사이의 거리를 3㎜ 이하로 하는 것이 가능하다. 상기 거리가 3㎜이하이면, 어떤 조건 하에서 방전 유지 전압을 1000V이하로 억제하는 것이 가능하다.

더욱이 내부 전극을 구성하는 재료는, 특정되지 않지만, 예를 들면 텅스텐, 몰리브덴 및 니켈 등 내화성 금속을 사용하면 좋지만, 텅스텐, 몰리브덴 또는 니켈은 일함수가 상대적으로 작고 전자 방출이 쉽기 때문에 시동 전압을 저하시키는 데 효과적이다.

여기에 더하여 내부 전극을 석영 유리로 이루어진 기밀 용기의 단부에 봉착하려면 석영 유리에 컴팩트하게 봉착하는 경우에 많이 사용되고 있는 봉착 금속박을 사용하는 봉착 구조를 채용하는 것이 가능하다. 또한 석영 유리를 핀치 시일함으로써 봉착금속박을 기밀하게 실링하는 것이 가능하다.

〈엑시머 생성 가스에 대하여〉 엑시머 생성 가스는 크세논, 크립톤, 아르곤 또는 헬륨 등의 희귀 가스의 일종 또는 복수 종의 혼합 또는 희귀 가스 및 불소, 염소, 브롬 또는 요소 등의 할로겐 혼합 가스, 예를 들면 XeCl, KrCl 등을 이용하는 것이 가능하다. 또한 엑시머 생성 가스에 더하여 엑시머를 생성하지 않는 가스, 예를 들면 네온 가스 등을 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.

더욱이 엑시머 생성 가스의 압력을 20000Pa 이상으로 하는 것이 가능하다.

압력이 크게 됨에 따라 램프 효율이 향상하여 자외선 출력은 증대된다. 단 램프 효율은 압력의 증대에 대하여 포화 경향을 나타낸다.

〈그외 기타 구성에 대하여〉

본 발명의 필수 구성요소는 아니지만, 필요에 따라 이하의 구성을 선택적으로 부가하는 것이 가능하다.

1. (램프 소켓에 대하여) 유전체 배리어 방전 램프로의 통전을 용이하게 하게 위하여 기밀 용기의 양단부에 적당한 형상 및 구조의 램프 소켓을 장착하는 것이 가능하다. 그래서 램프 소켓을 매개로 지지수단에 의하여 발광관을 지지하는 것이 가능하다.

2. (등체에 대하여) 등체는 지지 수단에 관하여 기술한 바와 같이 외부 전극을 기밀 용기와의 사이에 삽입해서 유지하도록 설치한다. 또 등체는 거기에 유전체 배리어 방전 램프가 열전도 상태로 설치되어 있기 때문에, 유전체 배리어 방전 램프의 점등에 의하여 발생하는 열을 제거하는 수단으로서 이용하는 것이 가능하다. 이러한 등체의 작용을 강조하기 위하여 등체를 강제적으로 냉각하는 것이 가능하다. 예를 들면 등체의 내부에 냉각 매체, 예를 들면 물을 유통시키는 바와 같이 구성하는 것이 가능하다. 또는 등체의 외면을 요철 형상으로 하여 가열하기 쉬운 구조로 하거나, 및/또는 강제적으로 공기를 통과시키는 팬 장치를 이용하거나 하는 등, 이미 알려진 냉각 수단을 적절하게 선택 사용하는 것이 가능하다.

본 발명의 제 2측면에 의하면, 자외선 조사 장치는, 상기 제 1측면에 기재된 유전체 배리어 방전 램프 장치와; 유전체 배리어 방전 램프 장치가 설치되는 자외선 조사 장치 본체와; 유전체 배리어 방전 램프에 접속되어, 유전체 배리어 방전 램프 장치를 점등하는 고주파 점등 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 있어서, 「자외선 조사 장치」란 유전체 배리어 방전 램프 장치로부터 발생하는 자외선을 이용하는 모든 장치를 의미한다. 예를 들면 반도체 스테퍼, 광세정장치, 광경화장치 및 광건조장치 등이다. 또한 「자외선 조사장치 본체」란 자외선 조사장치로부터 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 고주파 발생 수단을 제외한 잔여 부분을 의미한다.

또한 유전체 배리어 방전 램프 장치는, 필요에 따라서 1개 내지 복수 개를 사용하는 것이 가능하다.

더욱이 유전체 배리어 방전 램프 장치를 점등하기 위해서는 고주파 점등회로를 사용한다. 고주파 점등회로는 고주파 발생 수단을 포함하고, 고주파전압을 발생하여 유전체 배리어 방전 램프 장치에 그 점등에 필요한 고주파 전력을 공급한다. 또한, 「고주파」란 10kHz 이상의 주파수를 말한다. 그러나 바람직하게는 100kHz∼2MHz이다. 또한 고주파 점등회로는 유전체 배리어 방전 램프 장치의 안정 점등 시에 1500V 정도 이하, 바람직하게는 700∼1000V의 고주파 전압을 인가하는 것이 바람직하다. 더욱이 유전체 배리어 방전 램프 장치의 시동 전압은 2∼2.3kVp-p이고, 고주파 점등회로의 2차 개방 전압을 시동 전압까지 높임으로써 용이하게 시동시키는 것이 가능하다. 이 경우 고주파 발생 수단으로서 병렬 인버터를 주체로 하여 구성하면, 높은 승압비를 용이하게 얻는 것이 가능하기 때문에 바람직하다. 그래서 고주파 출력파형이 정현파이기 때문에, 유전체 배리어 방전 램프 장치를 점등할 때에 소음 발생이 작게 된다. 그러나 고주파 발생 수단과는 별도로 시동용 펄스 전압 발생 수단을 병용하는 것도 가능하다. 여기에 더하여, 유전체 배리어 방전 램프 장치와 고주파 점등 회로는 근접위치에 배치되는 것이 바람직하지만, 서로 이간하는 위치에 배치하는 것도 가능하다. 유전체 배리어 방전 램프 장치는 일반 방전 램프와 다르게 흐름 제한 수단을 직렬로 접속할 필요가 없다. 그러나 램프 전류를 소정 값으로 조절하기 위하여 적당한 값의 임피던스를 직렬로 접속하여 점등하는 것은 필요에 따라 가능하다. 또한 유전체 배리어 방전 램프 장치를 고주파 점등 회로에 접속할 때, 외부 전극을 접지하면 소음 발생이 작게 된다.

내부 전극이 메시 형상을 이루는 구성인 동시에 양극이고, 외부 전극이 음극인 때의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서는, 내부 전극의 단위 메시 부분의 부근으로부터의 자외선 조사가 많고, 인접한 단위 메시 부분의 중간으로부터 자외선 방사가 적게 된다. 따라서 단위 메시 부분의 피치가 크면, 기밀 용기의 축방향에 있어서 자외선 조도의 균일하고 일정한 정도가 나쁘게 되는 동시에, 자외선 조도도 저하하는 것을 알았다. 또한 내부 전극 및 외부 전극의 위상이 바뀌는 경우에는, 전술한 바와 같이 되지 않는다. 내부 전극의 단위 메시 부분의 피치를 4㎜ 이하로 하면, 단위 메시 부분 사이의 자외선 조도가 낮게 되는 골짜기 부분은 각각 단위 메시 부분에 의하여 생기는 자외선 강도가 강한 영역에 의하여 묻히기 때문에, 그 결과 기밀 용기의 축방향의 자외선 조도의 균일하고 일정한 정도가 현저하게 향상되는 동시에, 자외선 조도가 향상된다.

또한 펄스 점등에 의하여 강한 잔광(after glow)의 발광이 발생하기 때문에, 자외선 조도 향상에 공헌한다.

고주파 점등회로는 펄스 전압을 출력하는 것이라면, 그 나머지 구성을 묻지 않지만, 예를 들면 직사각형 파 출력의 인버터를 사용함으로써 직사각형 파의 펄스를 얻는 것이 가능하다. 그러나 정현파 출력 인버터를 사용하여 정현파 펄스를 얻는 구성이어도 좋다.

본 발명의 제 3측면에 의하면, 유전체 배리어 방전 램프 장치는, 자외선 투과성 재료로 이루어진 가늘고 긴 관 형상을 가지는 동시에, 그 일단부 부근에 있어서 타방으로 돌출하는 배기 팁 오프부를 가지는 기밀 용기와, 기밀 용기 내에 그 축방향을 따라 설치되는 내부 전극과, 기밀 용기 내에 봉입된 엑시머 생성 가스와, 기밀 용기의 외면에 설치되고 내부 전극과의 협동에 의해 기밀 용기 내에 유전체 배리어 방전을 일으키도록 작용하는 외부 전극을 가지는 유전체 배리어 방전 램프를 구비하고, 기밀 용기의 배기 팁 오프부가 등체의 일단부로부터 외부로 노출되는 동시에, 유전체 배리어 방전 램프가 등체에 열전달 상태로 설치되어 있는 점에서 특징을 가지고 있다.

상기 제 3측면에 기재된 발명에서는 기밀 용기 내부를 배기하기 위하여 엑시머 생성 가스를 봉입하기 위한 수단으로서 배기관을 기밀 용기에 접속한다. 본 발명에 있어서는 배기관을 기밀 용기의 한쪽 단부 부근이고 동시에 등체로부터 외부로 노출한 부분의 측면에 접속한다. 또한 배기관을 매개로 배기하면, 엑시머 생성 가스 배기관으로부터 기밀 용기 내에 봉입하고, 배기관을 팁 오프함으로써, 배기 팁 오프부가 형성된다. 배기를 기밀 용기의 일단부 쪽에 형성한 배기관을 경유하여 배기하면, 특히 기밀 용기가 1m 이상으로 긴 경우, 충분한 배기를 하기에 다소 시간이 길게 되는 경향이 있다. 그래서 기밀 용기의 양단부 부근에 한 쌍의 배기관을 형성하고, 동시에 배기를 하도록 구성하는 것도 좋다. 따라서 이 경우에는 한 쌍의 배기 팁 오프부가 형성된다.

상기 본 발명의 제 3측면에 기재된 발명에 있어서는 이상에서 설명한 구성을 구비함으로써, 기밀 용기의 배기 팁 오프부가 자외선 배광의 균일하고 일정한 정도가 90%이하로 되는 비유효 자외선 조사 영역외의 위치에 설치하는 것이 용이하게 되고, 따라서 유전체 배리어 방전 램프가 등체에 대향하는 영역에 있어서, 높은 균일하고 일정한 정도를 얻는 것이 가능하다. 그 때문에 관축 방향으로 균일한 자외선 조도 분포를 얻기 쉽게 된다. 또한 배기관이 기밀 용기의 중앙부로부터 단부쪽으로 기울어진 위치로 되는 관계에서 단일 배기 팁 오프부가 형성되는 경우에는, 배기 시간이 다소 길어지는 경향이 있지만, 본질적인 문제는 없다. 그러나 전술한 바와 같이, 복수의 배기 팁 오프부를 소정의 상기 위치에 설치하는 것이 가능하다.

또한 등체에 배기 팁 오프부를 수납하기 위한 구조부분이 불필요하게 된다. 그 때문에 등체의 구조가 복잡해지는 것을 피할 수 있고, 등체의 가격을 저렴하게 유지할 수 있다.

더욱이 유전체 배리어 방전 램프를 등체에 설치할 때에, 기밀 용기 배기 팁 오프부의 방향을 소정의 방향으로 규제할 필요가 없다. 그 때문에 유전체 배리어 방전 램프를 등체에 조립하는 것이 용이하게 된다.

본 발명의 제 4측면에 의하면, 자외선 조사 장치는, 상기 제 3측면에 기재된 유전체 배리어 방전 램프장치와, 유전체 배리어 방전 램프 장치가 설치되는 자외선 조사 장치 본체와, 유전체 배리어 방전 램프 장치에 접속되고, 유전체 배리어 방전 램프 장치를 점등하는 고주파 점등 회로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 제 5측면에 의하면, 유전체 배리어 방전 램프 장치는 자외선 투과성 재료로 이루어진 가늘고 긴 관 형상을 이루는 기밀 용기와, 기밀 용기 내에 설치된 내부 전극과, 내부 전극에 접속되고 기밀 용기의 일단부로부터 외부로 도출된 급전도체와, 기밀 용기 내에 봉입된 엑시머 생성 가스와, 기밀 용기의 외면에 설치되어 내부 전극과의 작용에 의하여 기밀 용기 내로 유전체 배리어 방전을 일으키도록 작용하는 외부 전극을 가지는 유전체 배리어 방전 램프와; 유전체 배리어 방전 램프 양단부에 장착된 제1 및 제2 램프 베이스와 제1 및 제2 램프 베이스를 지지함으로써 유전체 배리어 방전 램프를 지지하는 제1 및 제2 램프 베이스 지지수단을 구비하고, 상기 제1 램프 베이스는 유전체 배리어 방전 램프의 도출된 급전도체의 일단부를 포위하여 당해 단부를 기계적으로 보호함과 함께 급전도체와 절연관계로 유지되고, 제2 램프 베이스는 배리어 방전 램프의 타단부를 포위하여 당해 단부를 기계적으로 보호하는 동시에 외부 전극에 접속된 도전체 부분을 가지고, 제1 램프 베이스 지지 수단은 제1 램프 베이스를 고정적으로 지지하고, 제2 램프 베이스 지지 수단은 제2 램프 베이스를 유전체 배리어 방전 램프의 관축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 동시에 제2 베이스의 도전체 부분에 전기적으로 접속되어 있는 점에서 특징이 있다.

이하, 본 발명의 제 5측면에 의한 유전체 배리어 방전 램프 장치의 특징적인 구성요소를 최초로 설명하고, 다음 그 외의 구성 요소에 대하여 설명한다.

〈제1 램프 베이스 대하여〉 제1 램프 베이스는 유전체 배리어 방전 램프의 후술하는 급전도체가 도출되어 있는 쪽의 일단부를 포위하고 당해 단부를 기계적으로 보호한다. 또한 제1 램프 베이스는 상기 급전도체에 대하여 절연관계로 유지되어 있다. 이상의 조건을 만족하면, 제1 램프 베이스는 도전물질 및 절연 물질의 어느 것으로 형성되어 있어도 좋다. 더욱이 제1 램프 베이스는 필요에 따라 유전체 배리어 방전 램프의 기밀 용기 외면에 설치된 외부 전극의 단부를 유전체 배리어 방전 램프의 일단부를 포위하는 것과 동시에 포위하는 것이 가능하다. 이 구성에 있어서 제1 램프 베이스의 적어도 일부를 도전 물질에 의하여 형성하여, 외부 전극에 제1 램프 베이스를 도통시켜, 외부 전극에 대한 급전에 기여시키는 것이 가능하다.

〈제2 램프 베이스에 대하여〉 제2 램프 베이스는 유전체 배리어 방전 램프의 타단부를 포위하여 당해 단부를 기계적으로 보호한다. 또한 제2 램프 베이스는 유전체 배리어 방전 램프의 외부 전극에 접속하는 도전체 부분을 구비하고 있다. 이상의 조건을 만족하면, 제2 램프 베이스는 도전 물질 및 절연 물질의 어느 것으로 형성되어 있어도 좋다. 그러나 도전 물질로 형성됨으로써, 외부 전극과의 접속이 용이하게 되고 구조도 간단하게 된다.

〈제1 램프 베이스 지지수단에 대하여〉 제1 램프 베이스 지지수단은 제1 램프 베이스를 고정적으로 지지한다. 이것에 의하여 유전체 배리어 방전 램프의 일단부를 지지한다.

〈제2 램프 베이스 지지수단에 대하여〉 제2 램프 베이스 지지수단은 제2 램프 베이스를 유전체 배리어 방전 램프의 관축 방향으로 이동가능하게 지지하는 동시에 제2 램프 베이스의 도전체 부분에 전기적으로 접속하고 있다. 상기 이동 가능한 형태는 예정된 휨이나 열응력에 의한 신축에 대응하여 소정의 범위 내에 있어서 이동 가능하면 좋다. 제2 램프 베이스 지지수단과 제2 베이스 도전체 부분이 전기적으로 접속되어 있는 관계는, 제2 램프 베이스가 제2 램프 베이스 지지수단에 대하여 상대적으로 유전체 배리어 방전 램프의 관축 방향으로 이동할 때도 지속되지 않으면 안된다.

제2 램프 베이스 지지수단에 대한 상기 구성 중, 제2 램프 베이스를 유전체 배리어 방전 램프의 관축 방향으로 이동가능하게 지지하기 위한 구체적인 구성은, 본 발명에 있어서 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 유전체 배리어 방전 램프의 타단부 쪽을 헐겁게 지지함으로써, 상기 조건을 만족하는 것이 가능하다. 단, 유전체 배리어 방전 램프가 탈락하거나, 위치 어긋남을 일으키거나 하지 않는 정도일 필요가 있다. 이를 위하여 탄성력을 작용시키면서 제2 램프 베이스를 지지하면 좋다. 탄성력을 작용시키는 수단으로는, 예를 들면 제1 미끄럼 접촉(slide) 기구를 설치하는 것이 가능하다.

또한, 제2 램프 베이스 지지 수단에 대한 상기 구성 중, 제2 램프 베이스 지지수단과 제2 베이스의 상기 도전체 부분이 전기적으로 접속하여 있는 관계가, 제2 램프 베이스가 제2 램프 베이스 지지수단에 대하여 상대적으로 유전체 배리어 방전 램프의 관축 방향으로 이동할 때에도 지속하고 있는 조건을 만족하기 위한 구체적인 구성은, 본 발명에 있어서 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 제2 램프 베이스 지지 수단 및 제2 램프 베이스 사이에 제2 미끄럼 접촉 기구를 설치함으로써 실현되는 것이 가능하다. 제2 미끄럼 접촉 기구로서는 공지된 각종의 구성을 적절하게 선택 채용하는 것이 가능하다.

더욱이, 제2 미끄럼 접촉 기구는 외부 전극을 향하여 압접력이 유전체 배리어 방전 램프에 작용하도록 미끄럼 접촉하는 구성이면, 다음에 나타내는 현저한 작용을 발휘하므로 유익하다. 즉, 이 종류의 가늘고 긴 기밀 용기를 구비한 유전체 배리어 방전 램프는, 자외선 반사성 등체의 내면에 접하고, 등체 내에 유통하는 냉매에 의하여 냉각되면서 점등하도록 구성되는 것이 일반적이다. 외부전극이 얇은 금속판을 기밀 용기의 외표면에 접촉하도록 설치되는 구성의 경우, 당해 외부 전극은 상기 등체의 내면과 기밀 용기 사이에 매개하는 것이기 때문에, 양자간에 제2 미끄럼 접촉 기구가 압접력을 부여하는 것으로 된다. 그 때문에, 외부 전극이 기밀 용기의 외면에 밀접하여 소정의 작동을 하는 것이 가능하다. 이상의 결과 유전체 배리어 방전 램프는 언제나 소정의 발광효율로 점등한다.

이에 더하여, 본 발명에 있어서는, 상기 제1 미끄럼 접촉 기구와 제2 미끄럼 접촉 기구를 단일 미끄럼 접촉 기구로 겸하는 것이 가능하다. 그러나 별도로 설치 가능한 것은 말할 필요도 없다.

〈본 발명의 제 5측면에 기재된 발명의 작용에 대하여〉 본 발명에 있어서는, 이상에서 설명한 구성을 구비하고 있는 것에 의하여, 유전체 배리어 방전 램프의 내부 전극과 외부 전극 사이에 필요한 고주파 펄스 전압 또는 교류 전압을 인가함으로써 유전체 배리어 방전이 기밀 용기 내부로 발생하여 단파장의 자외선이 발생한다. 상기 방전 전압은 내부 전극에 대하여는 급전도체를 매개로 인가되고, 또 외부 전극에 대하여는 적어도 제2 램프 베이스 지지수단 및 제2 베이스를 경유하여 인가된다. 필요에 따라, 제1 램프 베이스 지지수단 및 제1 베이스도 경유하여 상기와 병렬적으로, 즉 외부 전극 양단부로부터 상기 전압이 인가되는 바와 같이 구성하는 것이 가능한 것은 전술한 것과 같다.

또한 유전체 배리어 방전 램프는 소등 시 냉각 상태로부터 점등하여 온도 상승하면, 기밀 용기가 열팽창하여 신장한다. 이 경우, 일단부에 설치된 제1 램프 베이스와 제1 램프 베이스 지지수단 사이가 고정 관계에 있지만, 제2 램프 베이스와 제2 램프 베이스 지지수단 사이가 상대적으로 이동 가능하게 되어 있기 때문에, 신장에 대응하여 제2 램프 베이스가 제2 램프 베이스 지지수단에 대하여 위치가 벗어난다. 그러나 위치 벗어남을 일으켜도, 제2 램프 베이스의 도전체 부분과 제2 램프 베이스 지지수단 사이의 전기적인 접속은 지속되고 있기 때문에, 내부 전극과 외부 전극 사이의 유전체 배리어 방전은 계속되고 있다.

따라서 본 발명에 의하면, 유전체 배리어 방전 램프의 기밀용기가 장척이거나, 출력이 높거나 하기 때문에, 점멸에 수반한 유전체 배리어 방전 램프가 휘거나 열응력이 발생하여도, 제2 램프 베이스와 제2 램프 베이스 지지수단 사이로 자동적으로 그들이 흡수되어서, 소정의 점등 자세로 점등을 지속한다. 그 결과 램프가 파괴되거나, 냉각 조건이 악화하여 발광효율이 저하하거나 하는 것과 같은 일은 억제된다.

더욱이 제2 램프 베이스 지지수단이 제2 램프 베이스의 도전체 부분에 대하여 전술한 제2 미끄럼 접촉 기구를 설치하고 있는 경우에는, 항상 외부 전극을 향하여 압접력이 유전체 배리어 방전 램프에 작용하도록 미끄럼 접촉하기 때문에, 후술하는 등체에 의한 냉각을 양호하게 지속하는 것이 가능하다.

다음에 본 발명의 제 5측면에 기재된 발명의 필수 구성 요소가 아니지만, 필요에 따라 등체를 선택적으로 부가하는 것이 가능하다.

본 발명의 제 6측면에 의하면, 자외선 조사 장치는, 상기 제 5측면에 기재된 유전체 배리어 방전 램프 장치와; 유전체 배리어 방전 램프 장치를 설치한 자외선 조사장치 본체와; 유전체 배리어 방전 램프 장치를 점등하는 고주파 점등 회로를 구비하는 것을 특징으로 하고 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다.

도 1a 내지 도 7은, 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제1 실시형태를 도시하고, 도 1a는 일부 생략 정면도, 도 1b는 우측면도, 도 1c는 좌측면도, 도 2는 발광관 정면도, 도 3은 확대 요부 중앙 단면 정면도, 도 4는 비급전 단부쪽의 램프 소켓 및 지지수단의 확대 요부 단면 정면도, 도 5는 도4의 V-V'선에 따른 단면도, 도 6은 등체 확대 종단면도, 도 7은 등체의 우측면도이다. 각 도면에 있어서 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)는 발광관(LT), 외부전극(OE), 급전 단부쪽 램프 소켓(LS1), 제1 지지수단(SS1), 비급전 단부쪽의 램프 소켓(LS2) 및 제2 지지수단(SS2)을 구비하여 구성되어 있다. 또한 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)는 등체(CB)와 조합되고 유전체 배리어 방전 램프 장치 유닛(EU)을 구성하고 있다. 또한 도 중에서 (T)는 전압쪽 전원단자대이다. 이하 각 구성요소에 대하여 설명한다.

〈발광관(LT)에 대하여〉 발광관(LT)은 도 2에 도시한 바와 같이, 기밀 용기(1), 내부 전극(2) 및 한 쌍의 도입선(3, 4)으로 이루어진다.

기밀용기(1)는 그 길이가 약 1200㎜이고, 자외선투과성 재료로 이루어지고, 가늘고 긴 원통 형상의 중공부(1a) 및 중공부(1a) 양단부에 형성된 봉지부(1b)를 구비하고 있다. 봉지부(1b)는 내부에 몰리브덴박(1b1)이 매설된 핀치 실(seal) 구조이다.

기밀 용기(1)의 중공부(1a)의 내부에는 엑시머 생성 가스가 봉입되어 있다.

내부 전극(2)은 연결부(2a), 다수의 단위 메시 부분(2b) 및 양단 직선부(2c)로 이루어진다. 연결부(2a)는, 선 직경 0.26㎜의 텅스텐 선으로 이루어진 금속 세선을 감아서 이루어진 외경 1.2㎜의 코일(2a)을 주체로 하여 구성되어 있다. 단위 메시 부분(2b)은, 연결부(2a)에 예를 들면 15㎜ 간격의 일정 피치로 다수 배치된 링 형상 부분 또는 링 형상 앵커로 이루어진다. 양단 직선부(2c)는 연결부(2a)의 양단부를 잡아당겨 연장하여 형성되어 있다. 따라서 내부 전극(2)은 약 2㎏의 장력을 작용시킨 상태에서 기밀 용기(1)의 양단부에 형성된 봉지부(1b)의 몰리브덴박(1b1)의 일단부에 양단 직선부(2c)를 용접하고 있다. 내부 전극(2)의 연결부(2a)는 기밀 용기(1) 내에 설치된 상태로 장력의 작용에 의하여 인장 연장되어 있다.

한 쌍의 도입선(3, 4)은 그 안쪽 단부가 기밀용기(1)의 양단부에 형성된 봉지부(1b)에 매설된 몰리브덴박(1b1)에 용접되고, 기단부가 봉지부(1b)로부터 외부로 노출되어 있다. 단 도입선(4)은 비급전쪽으로 되기 때문에, 기밀 용기(1)를 봉합하여 막은 후에 외부 노출부가 절단되어 짧은 마디로 되어 있다. 또한 필요에 따라서 내열성 절연체를 도포하여 도입선(4)의 절단 후 노출부를 은폐하는 것이 가능하다.

〈외부 전극(OE)에 대하여〉 외부 전극(OE)은 주로 도 3에 도시된 바와 같이, 전극 주요부(11), 보강링부(12) 및 패킹(13)을 구비하고 있다. 따라서 전극 주요부(11)는 횡단면이 약 220°의 개구각을 이루도록 고순도 알루미늄 판을 형성하여 거의 원호 형상으로 만곡된 통 형상체로 이루어지고, 발광관(LT)의 기밀용기(1)의 내부 전극(2)에 대향하는 영역의 거의 전체 길이에 걸쳐서, 기밀용기(1)의 외면에 끼워 맞추어져 있다. 보강 링부(12)는 도전성 금속으로 이루어지고, 일단부가 전극 주요부(11)의 단부에 위쪽으로부터 겹치고, 타단부가 후술하는 급전 단부쪽 램프 소켓(LS1)의 개구부 내에 삽입되어 있다. 패킹(13)은 보강 링부(12)와 기밀 용기(1)의 대면하는 외면과의 사이에 개재하고, 급전 단부쪽 램프소켓(LS1)의 내부에 대하여 방수, 방습(防濕)적으로 실링한다.

〈급전 단부쪽의 램프소켓(LS1)에 대하여〉 급전 단부쪽 램프 소켓(LS1)은 주로 도 3에 도시된 바와 같이, 발광관(LT)의 내부 전극(2)에 대하여 급전을 행하는 기능을 가지고 있고, 소켓통체(14), 체결링부(15), 전기배선부(16), 절연 디스크(17) 및 절연 보호부(18)로 이루어진다. 소켓 통체(14)는 바닥이 있는 통 형상을 이루고 있고, 발광관(LT)의 급전쪽 단부를 감싸서 지지한다. 따라서 바닥부의 중앙에 작은 개구부를 구비하고 있다. 체결 링부(15)는 소켓 통체(14)의 개구부에 도전적 및 기계적으로 고착되고, 외부 전극(OE)의 보강 링부(12) 및 패킹(13)을 매개로 하여 발광관(LT)의 급전쪽 단부를 체결하여 소켓 통체(14)에 고정한다.

전기배선부(16)는 발광관(LT)으로부터 도출되어 있는 도입선(13)과, 후술하는 부착 단자 장치(23)와의 사이를 전기적으로 접속하고 있다. 절연 디스크(17)는 중앙에 비교적 작은 개구부를 가지는 세라믹 원반으로 이루어지고, 소켓 통체(14)의 바닥부로부터 상기 개구부를 경유하여 도입된 전기배선부(16)를 소켓 통체(14)로부터 절연적으로 보호한다. 절연보호부(18)는 세라믹 원통체로 이루어지고, 소켓 통체(14) 내에 도입된 전기배선부(16)를 내부에 삽입함으로써 고정되면서 절연적으로 유지된다.

〈제1 지지수단(SS1)에 대하여〉 제1 지지수단(SS1)은 주로 도 3에 도시된 바와 같이 탄성력을 매개로 급전 단부쪽 램프 소켓(LS1)을 지지하고 있다. 따라서 제1 지지수단(SS1)은 절연이음팔(19), 판스프링(20), 제1 아암(21), 제2 아암(22), 부착단자 장치(23)로 이루어진다.

절연이음팔(19)은 그 일단부가 제2 아암(22)의 선단부에 고정되고, 타단부로부터 결합판(19a)이 돌출되어 있다. 또한 결합판(19a)은 제2 아암(22)에 대하여 절연되어 있다.

판스프링(20)은 전체로서 L자 형상을 이루고 있고, 중간부에 만곡한 탄성력 부여부(20a)가 형성되어 있다. 또한 판스프링(20)의 일단부는 절연이음팔(19) 및 제2 아암(22)을 매개로 하여 급전 단부쪽 램프 소켓(LS1)의 소켓 통체(14)에 절연적으로 접속되어 있다. 더욱이 판스프링(20)의 타단부는 부착단자장치(23)에 고정되어 있다.

제1 아암(21)은 그 기단부가 소켓 통체(14)의 후단부에 용접되어 있고, 급전 단부쪽 램프 소켓(LS1)의 절연 보호부(18)를 소켓 통체(14)에 고정하고 있다.

제2 아암(22)은 주로 도 3에 도시된 바와 같이, 그 기단부가 급전 단부쪽 램프 소켓(LS1)의 소켓 통체(14)의 전단부에 용접되어 있다.

부착 단자 장치(23)는 소켓 통체(14)로부터 떨어진 위치에 있어서 소켓 통체(14)에 결합하고 있는 동시에, 발광관(LT) 및 외부 전극(OE)을 급전쪽 램프 소켓(LS1) 및 제1 지지수단(SS1)을 매개로 탄성력을 부여하여 전압쪽 전원 단자대(T)에 고정하기 위한 것으로도 기능한다. 따라서 부착 단자 장치(23)는 부착 단자 금속기구(23a), 볼트·너트(23b) 및 부착 나사(23c)를 구비하고 있다. 부착 단자 금속 기구(23a)는 그 일단부가 볼트·너트(23b)에 의하여 판스프링(20) 및 전기배선부(16)에 접속되어 있다. 또한 타단부가 부착 나사(23c)에 의하여 전압쪽 전원 단자대(T)에 예를 들면 도시된 바와 같이 승강 상태로 부착된다. 볼트·너트(23b)는 급전 단부쪽 램프 소켓(LS1)을 매개로 하여 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)의 급전 단부를 지지하는 동시에, 단자 금속구로서도 기능하는 것이기 때문에, 그 판면이 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)와 거의 평행하게 연장되어 위치하고 있다. 볼트·너트(23b)는 전기배선부(16)의 타단부를 부착 단자 금속구(23a)에 판스프링(20)과 함께 기계적 및 전기적으로 접속하고 있다.

〈비급전 단부쪽의 램프 소켓(LS2)에 대하여〉 비급전 단부쪽의 램프 소켓(LS2)은 주로 도 4에 도시된 바와 같이, 대략 급전 단부쪽 램프 소켓(LS1)과 구조가 유사 하지만, 내부 전극(2)에 대한 급전은 행하지 않고, 그리고 동시에 외부 전극(OE)을 접지하도록 구성되어 있고, 소켓 동체(30), 체결 링부(31) 및 절연 디스크(32)로 이루어진다.

소켓 통체(30)는 바닥 있는 통 형상을 이루고 있고, 발광관(LT)의 비급전쪽 단부를 둘러싸면서 지지한다.

체결 링부(31)는 도 5에 도시한 바와 같이, 2개의 분할 구조로 되어 있고, 한 쌍의 체결 나사(31a)를 나사 끼움에 의하여, 외부 전극의 보강 링 부 및 패킹(어느 것도 도시 되지 않음)을 소켓 통체(30)의 개구부에 도전적 및 기계적으로 접속함과 함께, 발광관(LT)의 비급전쪽 단부에 방수, 방습적으로 소켓 통체(30)를 체결 고정한다.

절연 디스크(32)는 소켓통체(30)의 바닥부 내면에 설치되고, 발광관(LT)의 내부 전극(2)에 접속하는 도입선(4)을 접지시키는 소켓 통체(30)로부터 절연적으로 보호한다.

〈제2 지지수단(SS2)에 대하여〉 제2 지지수단(SS2)은 주로 도 4에 도시된 바와 같이, 탄성력을 매개로 급전 단부쪽 램프 소켓(LS2)을 지지하고 있다. 따라서 제2 지지수단(SS2)은 부착단자장치(35), 판스프링(36) 및 아암(37)으로 이루어진다.

부착단자장치(35)는 부착단자 금속구(35a), 나사(35b) 및 부착나사(35c)를 구비하고 있다. 부착단자 금속구(35a)는 비급전 단부쪽의 램프소켓(LS2)을 매개로 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)의 외부전극(OE)을 도시하고 있지 않은 접지 전원 단자대에 전기적으로 접속하는 것과 동시에, 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)의 비급전 단부를 지지하는 것이기 때문에, 그 판면이 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)와 거의 평행하게 연장 위치하고 있다. 나사(35b)는 판스프링(36)을 부착단자 금속구(35a)의 일단부에 접속한다. 부착나사(35c)는 부착단자 금속구(35a)의 타단부를 접지전원 단자대(미도시)에 기계적 및 전기적으로 부착한다.

판스프링(36)은 전체로서 L자 형상을 이루고 있고, 중간부에 만곡된 탄성력 부여부(36a)가 형성되어 있다. 판스프링(36)의 일단부는 아암(37)을 매개로 비급전 단부쪽의 램프 소켓(LS2)의 소켓 통체(30)에 접속되어 있다. 판스프링(36)의 타단부는 단자 나사(35b)에 의하여 부착단자 금속구(35a)에 고정되어 있다. 아암(37)은 그 기단부가 소켓 통부(30)의 전단부에 용접되고, 그 선단부가 판스프링(36)에 접속되어 있다.

〈유전체 배리어 방전 램프 장치 유닛(EU)에 대하여〉 유전체 배리어 방전 램프 장치 유닛(EU)은 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)와 등체(CB)가 조합됨으로써 구성되어 있다.

등체(CB)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 발광관(LT)을 따라 가늘고 길게 해서, 하부면에 기밀용기(1)의 약 반 정도가 매설되는 정도의 단면 반원형 오목부(40)가 형성되어 있는 동시에, 내부에 중공의 냉각매체 유통로(41)가 형성되어 있다. 냉각매체 유통로(41)는 등체(CB)의 일단부 쪽에 설치된 유입구(41a)로부터 유입되어, 타단부 쪽에 설치된 유출구(미도시)로부터 유출되도록 구성되어 있다. 또한 등체(CB)는 그 길이가 발광관(LT)의 유효 발광 길이에 대향하는 길이를 가지고 있다.

〈동작에 대하여〉 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)는 그 상반부가 유전체 배리어 방전 램프 장치 유닛(EU)의 등체(CB)의 오목부(40) 내에 매설된 상태로 제1 및 제2 지지수단(SS1, SS2)에 의하여 전압쪽 전원 단자대(T)와 접지쪽 전원 단자대(미도시)에 탄성력을 매개로 설치되어 있다. 따라서 외부 전극(OE)은 등체(CB)의 오목부(40)의 내면과 기밀 용기(1)의 외면 사이에 강하게 끼워져 있기 때문에, 외부 전극(OE)은 관축 방향 전체에 걸쳐 기밀용기(1)를 주로 하여 상반부의 외면에 균일하게 압접된다. 즉 제1 및 제2지지수단(SS1, SS2)은 기밀용기(1)가 만곡되어 있는 경우, 그 만곡을 보정하여 기밀용기(1)와 외부 전극(OE)이 서로 압접되도록 탄성력을 작용시킨다. 그 결과 기밀용기(1)의 내부에 관축 방향을 따라 균일하게 유전체 배리어 방전이 발생하여, 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)로부터 얻어지는 자외선 강도의 균일하고 일정한 정도가 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)의 전체 길이에 걸쳐 향상된다.

이하 도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치의 다른 실시형태에 대하여 설명한다. 또한 각 도면에 있어서 도 1a 내지 도 7과 동일 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용하고 설명은 생략한다.

도 8은 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제2 실시형태를 도시한 개념적 단면도이다. 본 실시형태는 기밀 용기(1)가 약간 만곡되어 있는 경우에 알맞은 하나의 구성이다. 또한 도면은 그 이해를 용이하게 하기 위하여 만곡을 과장하고 있다.

즉, 기밀용기(1)가 도면 속에 표시된 바와 같이 약간 휘어 만곡하고 있는 경우에, 그 원호의 등진 곳인 만곡 외면측이 등체(CB)에 접하도록 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)를 제작하고 있다.

그래서 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)의 양단부를 등체(CB) 쪽에 강제로 장착시키면, 기밀용기의 만곡이 탄성적으로 변형한다. 따라서 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)는 그 전체 길이에 걸쳐서 도면 중에 점선으로 표시되어 있는 바와 같이, 아주 곧게 교정되는 동시에, 외부전극이 기밀용기(1)의 외면에 눌려 접하기 때문에, 관축 방향의 유효 발광부의 전체 길이에 걸쳐서 자외선 발생의 균일하고 일정한 정도가 향상된다.

도 9는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제3 실시형태를 도시한 개념적 밑면도이다. 본 실시형태는 기밀 용기(1)가 약간 만곡하여 있는 경우에 적당한 다른 구성이다. 또한 도면은 도면의 이해를 용이하게 하기 위하여 만곡을 과장하고 있다.

즉 기밀용기(1)가 도면 중 실선으로 표시되어 있는 바와 같이 약간 휘어져 만곡하고 있는 경우에, 그 원호 부분을 횡방향으로 해서 등체(CB)에 맞닿도록 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)를 제작하고 있다.

그래서 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)의 양단부를 등체(CB) 쪽에 강제로 장착하면, 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)는 도면 중 점선으로 표시하고 있는 바와 같이, 그 전체 길이에 걸쳐서 등체(CB)에 대하여 아주 곧은 상태로 외부 전극이 기밀용기(1)의 외면에 압접되기 때문에, 관축 방향의 유효 발광부 전체 길이에 걸쳐서 자외선 발생의 균일하고 일정한 정도가 향상된다.

도 10 내지 도 12는, 본 발명의 자외선 조사 장치의 일실시형태로서 자외선 세정 장치를 도시하고, 도 10은 정면 단면도, 도 11은 밑면도, 도 12는 도 11의 XII-XII'선을 따른 단면도이다. 각 도면에 있어서, 도 1a 내지 도 7과 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 설명은 생략한다. 자외선 조사 장치(UVW)는 자외선 조사 장치 본체(51), 점등회로(52) 및 복수의 유전체 배리어 방전 램프 장치 유닛(EU)을 구비하고 있다.

자외선 조사 장치 본체(51)는 전체로서 상자 형태를 이루고, 내부가 상하로 자외선 조사실(51a)과 전원실(51b)로 구분되어 있다. 자외선 조사실(51a)과 전원실(51b)은 일단부가 경첩(51c)에 의하여 개폐 가능하게 구성되어 있다.

자외선 조사실(51a)에는 후술하는 바와 같이 복수의 유전체 배리어 방전 램프 장치 유닛(EU)이 병렬 배치되어 있다. 또한 자외선 조사실(51a)은 틀의 세정장치 반송수단의 위쪽에 고정적으로 설치되어 있는 동시에, 하부면이 개방되어 있고, 하부면의 아래를 통과하는 틀(미도시)에 자외선을 조사하도록 되어 있다. 또한 도 11에 있어서, 사선으로 나타낸 부분은 자외선 유효 조사 영역을 나타내고 있다.

전원실(51b)은 그 내부에 점등회로(52) 및 제어회로(미도시)를 수납하고 있고, 경첩(51c)을 회전 중심으로 하여 도 10에 있어서 위쪽으로 회전가능하게 되어 있다. 또한 (51b1)은 전원실(51b)의 회동 시 꽉 잡기 위한 핸들, (51b2)는 자외선 조사 장치 본체(51) 또는 전원실(51b)을 운반할 때의 핸들, (51b3)은 전원 배선 프로텍터이다.

점등 회로(52)는 전원실(51b) 내에 수납되어, 전원 배선의 프로텍터(51b3)를 경유하여 전원실(51b) 내로 도입된 전원을 변환해서 고주파 전압을 발생하여, 복수의 유전체 배리어 방전 램프 장치 유닛(EU)의 각 유전체 배리어 방전 램프 장치로 전기를 공급한다.

복수의 유전체 배리어 방전 램프 장치 유닛(EU)은 자외선 조사실(51a) 내에 서로 인접 상태로 배치되어 있다. 그러나 제조를 용이하게 하기 위하여 및 보수를 위하여 소요의 유전체 배리어 방전 램프 장치 유닛(EU) 마다 착탈 가능하게 되어 있다.

또한 등체(CB)의 냉각 매체 유통로에 냉각수를 유통시키기 위하여 그 유입구에는 냉각수를 공급하기 위한 배관을 결합하고, 유출구에는 배수를 위한 배관을 결합하고 있다.

도 13a 내지 도 15는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제4 실시형태를 도시하고, 도 13a는 일부 생략 정면도, 도 13b는 우측면도, 도 13c는 좌측면도, 도 14는 발광관의 정면도, 도 15는 확대 요부 중앙 단면 정면도이다. 각 도면에 있어서 유전체 배리어 방전 램프 장치 유닛(EU)은 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL) 및 등체(CB)로 이루어진다. 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)는 전체 길이가 1295㎜, 유효 발광 길이가 1130㎜이다.

발광관(LT)의 기밀용기(1)는 외경 18㎜, 내경 16㎜인 가늘고 긴 원통형 중공부(1a)와, 중공부(1a)의 양단부에 형성된 봉지부(1b)를 구비하고 있다. 중공부(1a)의 일단부 근방에는 배기 팁 오프부(1c)가 측면으로부터 돌출되어 있다. 또한 배기 팁 오프부(1c)는 기밀용기(1)의 일단부로부터 40㎜의 위치에 형성되어 있다. 즉, 도 13a 및 도 15에 도시된 바와 같이 배기 팁 오프부(1c)는 등체(CB)의 일단부로부터 노출한 위치에 배치되어 있다. 배기 팁 오프부(1c)는 기밀 용기(1)의 외주 임의의 각도 임의의 위치에 배치되어도 좋다. 기밀용기(1)의 중공부(1a)의 내부에는 엑시머 생성 가스로서 크세논이 봉입되어 있다.

배기 팁 오프부(1c)가 등체(CB)의 일단부로부터 노출된 위치에 배치되어 있기 때문에, 유전체 배리어 방전 램프(EXL)가 등체(CB)에 대향하는 영역에 있어서, 높은 균일하고 일정한 정도를 얻는 것이 가능하다. 그 때문에 관축방향으로 균일한 자외선 조도 분포를 쉽게 얻게 된다. 또한 등체(CB)에 배기 팁 오프부를 수납하기 위한 구조 부분이 불필요하게 된다. 그 때문에 등체 구조의 복잡화를 피할 수 있고, 등체 가격을 저렴하게 유지할 수 있다. 더욱이 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)를 등체(CB)에 설치할 때에, 기밀 용기(1)의 배기 팁 오프부(1c)의 방향을 소정의 방향으로 규제할 필요가 없다. 그 때문에 유전체 배리어 방전 램프 장치(EXL)를 등체(CB)에 조립하는 것이 용이하게 된다.

또한 본 발명의 제4 실시형태의 유전체 배리어 방전 램프 조명 장치(EU)는 도 10 ∼도 12에 도시된 바와 같이, 자외선 조사 장치(UVW)에 조립하여 구체화하여도 좋다. 도 16 내지 도 18은 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제5 실시형태를 도시하고, 도 16은 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 등체의 일부 생략 일부 단면 정면도, 도 17a는 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 제1 램프 소켓지지 수단의 정면도, 도 17b는 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 제1 램프 소켓지지 수단의 우측면도, 도 18은 유전체 배리어 방전 램프, 제1 및 제2 램프 소켓 관계를 도시하는 일부 생략 중앙 단면 정면도이다.

각 도면에 있어서 유전체 배리어 방전 램프 장치(EU2)는 유전체 배리어 방전 램프(EXL), 제1 및 제2 램프 베이스(B1, B2) 및, 제1 및 제2 램프 베이스 지지수단(BS1, BS2)으로 이루어진다. 유전체 배리어 방전 램프 장치(EU2)는 등체의 하부면에 접촉 상태로 지지되어 있다. 또한 유전체 배리어 방전 램프 장치(EU2)는 제1 및 제2 램프 베이스 지지수단(BS1, BS2)을 제외한 때의 길이가 1115㎜, 유효 발광 길이가 950㎜이다. 이하 각 구성요소에 대하여 설명한다.

유전체 배리어 방전 램프(EXL)는 발광관(LT) 및 외부 전극(OE)으로 이루어진다. 발광관(LT) 및 외부 전극(OE)의 구성은 제1 ∼ 제4 실시형태와 실질적으로 동일하기 때문에 그 상세한 설명을 생략한다. 또한 제5 실시형태에서는 전극 주요부(11)는 횡단면이 약 180°의 개구각을 이루도록 고순도 알루미늄 판을 성형하여 거의 원호 형상으로 만곡한 홈통체로 이루어진다. 또한 외부전극(OE)의 패킹(13)은 보강 링부(12)와 기밀용기(1)가 대면하는 외면과의 사이에 개재하여, 제1 램프 베이스(B1)의 내부에 대하여 방수, 방습적으로 봉한다.

〈제1 램프 베이스(B1)에 대하여〉 제1 램프 베이스(B1)는 주로 도 16 및 도 18에 도시한 바와 같이, 발광관(LT)의 내부 전극(2)에 대하여 전기를 공급하는 기능을 가지고 있고, 베이스 통체(114), 체결 링부(115), 전기배선부(116), 지지 아암(117), 절연체(118) 및 부착단자부(119)로 이루어진다.

베이스 통체(114)는 바닥이 있는 통 형상을 이루고 있고, 발광관(LT)의 전기 공급측 일단부를 둘러싸서 당해 단부를 기계적으로 보호한다. 그래서 바닥부 중앙에 작은 개구부(114a)를 가지고 있다. 체결 링부(115)는 베이스 통체(114)의 개구부에 고정되고, 외부 전극(OE)의 보강링부(12) 및 패킹(13)을 매개로 발광관(LT)의 일단부를 체결하여 베이스 통체(114)에 고정한다. 또한 도 16에 있어서는 체결링부(115)의 도시를 생략하고 있다.

전기배선부(16)는 일단부가 발광관(LT)으로부터 도출되어 있는 도입선(3)에 접속하여 베이스 통체(114)의 바닥에 형성된 개구부(114a)로부터 외부로 도출된 후술하는 부착단자부(119)에 전기적으로 접속되어 있다. 지지 아암(117)은 베이스 통체(114)의 개구부 근방에 고착되어 있다. 절연체(118)는 지지 아암(117)과 부착단자부(119)와의 사이를 기계적으로 접속하는 동시에 전기적으로 절연하고 있다. 부착단자부(119)는 가늘고 긴 도전판(119a), 단자 나사(119b) 및 부착구멍(119c)을 구비하고, 가늘고 긴 도전판(119a)의 일단부가 절연체(118)에 부착되어 있다. 단자 나사(119b)는 가늘고 긴 도전판(119a)에 나사 조립되어 있고, 전기배선부(116)의 타단부 및 전원 쪽 단자(미도시)를 접속한다. 부착구멍(119c)은 가늘고 긴 도전판(119a)의 타단부 쪽에 형성되고, 후술하는 제1 램프 베이스 지지수단(BS1)에 의한 제1 램프 베이스(B1)의 지지를 위한 기능을 한다.

〈제1 램프 베이스 지지수단(BS1)에 대하여〉 제1 램프 베이스 지지수단(BS1)은 도 16에 도시한 바와 같이, 제1 램프 베이스(B1)를 지지하는 수단이고, 지지대(121), 절연 슬리브(122) 및 부착 나사(123)로 이루어진다.

지지대(121)는 일단부가 직각으로 구부러져 등체 부착부(121a)를 형성하고, 타단부에 절연 슬리브 부착부(121b)가 형성되어 있다. 그래서 등체부착부(121a)가 후술하는 등체(CB)에 고착되고, 절연 슬리브 부착부(121b)가 등체(CB)의 일단부로부터 기립하고 있다. 절연 슬리브(122)는 일단부가 지지대(121)의 절연 슬리브 부착부(121b)에 고착되고 유전체 배리어 방전 램프(EXL)의 관축 방향의 외측으로 돌출하고 있다. 부착 나사(123)는 제1 베이스(B1)의 부착 단자부(119)를 설치하고 있다.

따라서 제1 램프 베이스 지지수단(BS1)은, 제1 램프 베이스(B1)를 지지 아암(117), 절연체(118), 부착 나사(123), 절연 슬리브(122) 및 지지대(121)를 매개로 유전체 배리어 방전 램프(EXL)의 일단부를 기계적으로 지지한다. 또한 내부 전극(2)에 접속하는 전기배선부(116)를 단자나사(119b)를 경유하여 고주파전원의 고압측 출력단부(미도시)에 접속한다.

〈제2 램프 베이스(B2)에 대하여〉 제2 램프 베이스(B2)는 주로 도 18에 도시한 바와 같이, 대략 급전 단부의 램프 베이스(B1)와 구조가 유사하거나, 내부 전극(2)에 대한 전기 공급은 행하지 않거나, 외부전극(OE)을 접지하도록 구성되어 있고, 베이스 통체(130) 및 체결링부(131)로 이루어진다.

베이스 통체(130)는 전도성 금속으로 이루어지고, 바닥이 있는 통 형상을 이루고 있고, 발광관(LT)의 비급전쪽 단부를 포위하여 기계적으로 보호한다. 체결 링부(131)는 체결한 나사(미도시)를 체결함으로써, 외부 전극(OE)의 보강링부(12) 및 패킹(13)을 베이스 통체(130)의 개구부에 도전적 및 기계적으로 접속하는 동시에, 발광관(LT)의 비급전쪽 단부를 체결하여 방수, 방습적으로 베이스 통체(130)에 고정한다. 또한 도 16에 있어서는 체결 링부(131)의 도시를 생략하고 있다.

〈제2 램프 베이스 지지수단(BS2)〉 제2 램프 베이스 지지수단(BS2)은 도 16에 도시한 바와 같이, 지지대(141) 및 미끄럼 접촉기구(142)를 구비하고 있고, 제2 램프 베이스(B2)를 관축 방향으로 이동가능하게 지지한다. 또한 제2 램프 베이스 지지 수단(BS2)은 도 16에 있어서 단면으로 하여 도시하고 있다.

지지대(141)는 기단부(141a)가 후술하는 등체(CB) 위에 고착되고, 선단부가 등체(CB)로부터 관축 방향으로 연장되어 존재하고 있고, 선단부의 하부에 제2 램프 베이스(B2)를 수용하는 베이스 수용부(141b)가 형성되어 있다. 미끄럼 접촉 기구(142)는 판스프링으로 이루어지고, 기단부(141a)가 지지대(141)에 고정되어 베이스 수용부(141b)와 같이 협동해서 베이스 지지부(142a)를 구성하고 있다. 또한 상기 판스프링 선단부에는 미끄럼 접촉부(142b)가 형성되어 있다. 미끄럼 접촉부(142b)는 제2 램프 베이스(B2)의 베이스 통체(130)의 하부면에 미끄럼 접촉하여, 제2 램프 베이스(B2)를 등체(CB)의 하부면에 맞닿는 방향으로 압력을 작용시킨다.

그래서 제2 램프 베이스 지지체(BS2)는 그 베이스 수용부(141b)가 제2 램프 베이스(B2)를 관축 방향으로 이동가능하게 지지한다. 또한 미끄럼접촉 기구(142)가 제2 램프 베이스(B2)를 제2 램프 베이스 지지체(BS2)에 대하여 이동 유무에 관계없이 전기접촉 상태를 항상 유지한다. 여기에 더하여 미끄럼 접촉 기구(142)는 제2 램프 베이스(B2)를 제2 램프 베이스 지지체(BS2)의 상부에 끼움으로써, 유전체 배리어 방전 램프(EXL)의 외부 전극(OE)을 등체(CB)의 하부면에 맞닿게 한다.

〈등체(CB)에 대하여〉 등체(CB)는 유전체 배리어 방전 램프(EXL)를 지지하는 수단이고, 도 16에 있어서 지면에 직각인 단면에 있어서 하부면이 횡단면 반구형상의 오목형을 이루고 있고, 그 오목형 부분에 아래쪽으로부터 유전체 배리어 방전 램프(EXL)를 압접 상태로 지지하고 있다. 또한 등체(CB)는 그 내부가 중공으로 되어 있고, 냉매, 예를 들면 물이 유통하도록 구성되어 있다. 냉매의 유통은 예를 들면 등체(CB)의 길이 방향 일단부로부터 타단부를 따라서 행하여진다.

더욱이 등체(CB)의 하부면에 유전체 배리어 방전 램프(EXL)를 지지하기 위하여, 제1 및 제2 램프 베이스 지지체(BS1, BS2)를 양단부의 소정의 위치에 장착하고 있다. 즉, 등체(CB)의 도 16에 있어서의 우측의 일단부의 상부면에 제1 램프 베이스 지지체(BS1)의 지지대(21)의 부착부(21a)를 부착하고 있다. 이것에 의해 유전체 배리어 방전 램프(EXL)의 일단부가 등체(CB)에 지지되고 있다. 또한 도 16에 있어서의 좌측의 타단부의 상부면에 제2 램프 베이스 지지체(BS2)의 지지대(141)의 기단부(141a)를 부착하고 있다. 이것에 의해 유전체 배리어 방전 램프(EXL)의 타단부가 관축 방향으로 이동 가능하게 등체(CB)에 지지되어 있다.

도 19는 본 발명의 유전체 배리어 방전 램프 장치에 있어서의 제6 실시형태인 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 등체의 일부 생략 일부 단면정면도이다. 도면에 있어서, 도 16과 동일한 부분에 있어서는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

제5 실시형태에서는, 유전체 배리어 방전 램프(EXL)의 기밀 용기(1)가 장척이거나, 출력이 높거나 하기 때문에, 점멸에 수반하여 유전체 배리어 방전 램프(EXL)가 휘게 되거나 열응력이 발생하여도, 제2 램프 베이스(B2)와 제2 램프 베이스 지지체(BS2)가 전기적으로 접속 상태를 유지하면서 상대적으로 이동함으로써, 휨이나 열응력이 흡수되어서, 소정의 점등 자세로 점등을 지속한다. 그 결과 램프가 파괴되거나 냉각 조건이 악화하여 발광 효율이 저하하거나 하는 것과 같은 것이 억제된다.

제6 실시형태는 제2 램프 베이스 지지체(BS2)의 구조가 다르다. 즉, 지지대(141)의 베이스 수용부(141b)가 링 형상을 이루고 있다. 또한 미끄럼 접촉 기구(142)는 그 기단부(141a)가 베이스 수용부(141b)에 나사 멈춤되어 있다. 또한 도면 중, 부호(145)는 등체(CB)의 타단부에 제2 램프 베이스 지지체(BS2)의 지지대(141)의 기단부(141a)를 부착하기 위한 부착대이다.

도 20 내지 도 22는 본 발명의 자외선 조사장치의 일실시형태로서의 자외선 세정 장치를 도시하고, 도 20은 정면 단면도, 도 21은 밑면도, 도 22는 도 21의 XIII-XIII'선에 따른 단면도이다. 각 도면에 있어서 도 16 내지 도 19와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙이고 설명은 생략한다. 자외선 조사장치(UVW2)는 자외선 조사 장치 본체(51), 점등 회로(52) 및 복수의 유전체 배리어 방전 장치 유닛(EU2)을 구비하고 있다. 자외선 조사 장치 본체(51) 및 점등회로(52)의 구성은 도 10∼도 12의 자외선 조사 장치 본체(51) 및 점등회로(52)와 동일하기 때문에 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 의하면, 발광관 외면의 관축 방향을 따라서 외부 전극이 균일하게 밀접하고, 관축 방향을 따라서 엑시머 방전의 분포가 균일하게 되는 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 이것을 이용한 자외선 조사 장치를 제공할 수 있으며,

등체의 구조가 간단한 동시에, 조립이 용이한 유전체 배리어 방전 램프 조명 장치 및 이것을 이용한 자외선 조사 장치를 제공할 수 있으며,

기밀 용기의 휨이나 열응력에 의한 불편이 발생하지 않도록 개량한 유전체 배리어 방전 램프 장치 및 이것을 이용한 자외선 조사 장치를 제공할 수 있다.

Claims (6)

1. 자외선 투과성 재료로 이루어진 가늘고 긴 관형상의 기밀용기와, 상기 기밀용기 내에 그 축방향을 따라서 설치된 내부전극과, 상기 기밀용기 내에 봉입된 엑시머 생성 가스를 포함하는 발광관;

   상기 기밀용기의 외면에 설치되어, 상기 내부전극과의 협동에 의해 상기 발광관 내에 유전체 배리어 방전을 일으키도록 작용하는 외부전극; 및

   상기 발광관의 양단부의 적어도 일단부에 탄성력을 작용시켜 상기 발광관을 지지함으로써 상기 기밀용기를 상기 외부전극에 압접시키는 지지 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유전체 배리어 방전 램프 장치.
2. 제1 항에 기재된 유전체 배리어 방전 램프 장치;

   상기 유전체 배리어 방전 램프 장치가 설치되는 자외선 조사 장치 본체; 및

   상기 유전체 배리어 방전 램프 장치에 접속되고, 상기 유전체 배리어 방전 램프 장치를 점등하는 고주파 점등 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.
3. 등체; 및

   자외선 투과성 재료로 이루어진 가늘고 긴 관형상을 가지는 동시에, 그 일단부 근방에 있어서 측방향으로 돌출하는 배기 팁 오프부를 가지는 기밀용기와, 상기 기밀 용기 내에 그 축방향을 따라서 설치된 내부 전극과, 상기 기밀 용기 내에 봉입된 엑시머 생성 가스를 포함하는 발광관과, 상기 기밀 용기의 외면에 설치되고, 상기 내부전극과의 협동에 의해 상기 기밀 용기 내에 유전체 배리어 방전을 일으키도록 작용하는 외부 전극과, 상기 발광관의 양단부 중 적어도 일단부에 탄성력을 작용시켜서 상기 발광관을 지지함으로써 상기 기밀용기를 상기 외부전극에 압접시키는 지지수단을 가지는 유전체 배리어 방전 램프를 구비하고,

   상기 기밀용기의 배기 팁 오프부가 상기 등체의 일단부로부터 외부로 노출되는 동시에, 상기 유전체 배리어 방전 램프가 등체에 열전도 상태로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 유전체 배리어 방전 램프 조명 장치.
4. 제3 항에 기재한 유전체 배리어 방전 램프 조명 장치;

   상기 유전체 배리어 방전 램프 조명 장치가 설치되는 자외선 조사 장치 본체; 및

   유전체 배리어 방전 램프에 접속되고, 상기 유전체 배리어 방전 램프를 점등하는 고주파 점등회로를 구비한 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
5. 자외선 투과성 재료로 이루어진 가늘고 긴 관형상을 이루는 기밀용기와, 상기 기밀 용기 내에 설치된 내부 전극과, 상기 내부 전극에 접속되고 상기 기밀 용기의 일단부로부터 외부로 도출된 급전도체와, 상기 기밀 용기 내에 봉입된 엑시머 생성 가스와, 상기 기밀 용기의 외면에 설치되어, 상기 내부 전극과의 협동에 의해 상기 기밀 용기 내에 유전체 배리어 방전을 일으키도록 작용하는 외부 전극을 가지는 유전체 배리어 방전 램프;

   상기 유전체 배리어 방전 램프의 도출한 급전도체 일단부를 포위하여 당해 단부를 기계적으로 보호하는 동시에 상기 급전도체와 절연관계로 유지된 제1 램프 베이스;

   상기 유전체 배리어 방전 램프의 타단부를 포위하여 당해 단부를 기계적으로 보호하는 동시에 상기 외부 전극에 접속된 도전체 부분을 가지는 제2 램프 베이스;

   상기 제1 램프 베이스를 고정적으로 지지하는 제1 램프 베이스지지 수단; 및

   상기 제2 램프 베이스를 상기 유전체 배리어 방전 램프의 관축 방향으로 이동 가능하게 지지하고, 또한, 상기 제2 램프 베이스를 눌러서 지지하는 동시에 상기 제2 램프 베이스의 도전체 부분에 전기적으로 접속된 제2 램프 베이스 지지 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 유전체 배리어 방전 램프 장치.
6. 제5 항에 기재된 유전체 배리어 방전 램프 장치;

   상기 유전체 배리어 방전 램프 장치가 설치되는 자외선 조사 장치 본체; 및

   상기 유전체 배리어 방전 램프 장치에 접속되어, 유전체 배리어 방전 램프를 점등하는 고주파 점등 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 자외선 조사장치.

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