KR100776204B1 - 유전체 배리어 방전램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유전체 배리어 방전램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유전체 배리어 방전램프가 점등과 소등을 반복함으로써 내부 전극이 신장과 수축을 반복해도 내측 관과 내부 전극의 상대적인 위치를 유지하는 유전체 배리어 방전램프에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유전체 배리어 방전램프는 외측 관과 내측 관이 동축으로 배치되어 대략 원통형상의 2중관 구조를 이루고, 상기 외측 관의 외 표면에 외부 전극이 설치되며, 상기 내측 관의 내 표면에 내부 전극이 설치되고, 상기 외측 관과 상기 내측 관 사이의 방전 공간 안에 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머 분자를 형성하는 방전용 가스가 충전된 유전체 배리어 방전램프에 있어서, 상기 내부 전극의 일측 내경에 상기 내부 전극을 지지하는 지지체를 가진 체결부재로 체결 고정되며, 상기 체결부재의 상기 지지체를 고정 지지하도록 상기 체결부재의 상기 지지체와 접촉되는 마개 형상의 베이스부재가 상기 외측 관에 체결 고정된다.

유전체 배리어, 램프, 엑시머, 내부 전극, 유동 방지

Description

유전체 배리어 방전램프{DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE LAMP}

본 발명은 유전체 배리어 방전램프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유전체 배리어 방전램프가 점등과 소등을 반복함으로써 내부 전극이 신장과 수축을 반복해도 내측 관과 내부 전극의 상대적인 위치를 유지하는 유전체 배리어 방전램프에 관한 것이다.

최근, 금속, 유리 그 외의 재료로 이루어진 작업 대상에 파장 200nm 이하의 진공 자외선을 조사함으로써, 진공 자외선 및 이것에 의해 생성되는 오존의 작용으로 작업 대상을 처리하는 기술, 예컨대 작업 대상의 표면에 부착한 유기 오염물질을 제거하는 세정처리 기술이나 작업 대상의 표면에 산화 막을 형성하는 산화 막 형성처리기술이 개발되어 실용화되고 있다.

이러한 자외선 처리를 행하기 위한 램프로는, 유전체에 의해 구성된 방전용기 내에 적당한 엑시머 발광용 가스가 충전되고, 방전용기 내에서 유전체 배리어 방전(“오조나이저 방전” 또는 “무성 방전”으로 칭하기도 함)을 발생시킴으로 써, 엑시머가 생성되어 엑시머 광이 방출되는 유전체 배리어 방전램프가 이용되고 있다.

이러한 유전체 배리어 방전램프에 관한 기술로는 대한민국 공개특허 제1997-23605호(발명의 명칭: 유전체 배리어 방전램프)(이하, “인용발명”이라 약칭함)가 있다.

도 1을 참조하여 종래의 인용발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

방전용기(1)는 합성 석영유리로 이루어진 내측 관(2)과 외측 관(3)이 동축으로 배치되어 2중관 구조를 이루고, 내측 관(2)과 외측 관(3)의 양 단부는 마감되며, 이들 사이에 방전 공간(4)이 형성되어 있다. 방전 공간(4) 내에는 방전용 가스로서 예를 들면 크세논 가스가 봉입된다.

여기에서, 내측 관(2)에는 광 반사판 및 유전체 배리어 방전의 전극으로서의 기능을 갖는 내부 전극(5)이 설치된다. 이 내부 전극(5)은 통상 알루미늄 재질의 파이프 형상으로 이루어진다.

또한, 외측 관(3)은 유전체 배리어 방전 유전체로서의 기능 및 광 인출 윈도우로서의 기능을 겸용하고 있고, 외면에는 외부 전극(6)이 설치된다. 이 외부 전극(6)은 이음매 없는 원통형상으로 직조한 것 중에 방전용기(1)를 삽입한 것으로서, 그물형상으로 이루어지며 그물눈 틈새로 광이 방사되는 구조를 갖는다.

방전 공간(4) 내에는 바륨을 주성분으로 한 게터가 수납되고, 이 게터에 의해 방전 공간(4) 내의 불순가스(예를 들면, 물)를 제거하여 방전을 안정화시킨다.

방전 공간(4) 내에서 양호하게 방전을 일으키기 위해서는, 내부 전극(5)이 내측 관(2)의 내면에 밀착하는 것이 바람직하고, 따라서, 파이프 형상의 금속부재인 내부 전극(5)의 외경은 내측 관(2)의 내경과 대략 같도록 구성된다.

내부 전극(5)에는 리드선이 접속되어 압축 접속부재(11)를 통하여 고전압 리드선(12)에 접속된다. 또한, 외부 전극(6)에는 저전압 리드선(13)이 설치되고, 이 고전압 리드선(12)과 저전압 리드선(13)이 전원(14)에 접속된다. 저전압 리드선(13)은 필요에 따라 접지될 수도 있다.

내측 관(2) 내에는 내부 전극(5)의 이동 저지부재로서 돌기부(15)가 형성된다. 즉, 램프가 점등 및 소등을 반복해도, 돌기부(15)가 내부 전극(5)의 신장과 수축을 규제하는 역할을 하기 때문에, 내부 전극(5)이 내측 관(2) 내에서 유동되는 것이 방지된다. 이 돌기부(15)는 내측 관(2)을 가공할 때 미리 생성하거나 혹은 램프 완성 후에 별도의 부재로 부착하여 생성할 수 있도록 구성된다.

돌기부(15)의 반대 측에는 이동 저지부재(16)와 마우스피스(17)가 부착된다. 이 이동 저지부재(16)는 예를 들면, 용융 석영유리로 이루어지고, 마우스피스(17)에 의해 방전용기(1)에 고정된다. 또한, 마우스피스(17)는 무기접착제 등에 의해 방전용기(1) 내에 접착 고정된다.

그런데, 종래의 유전체 배리어 방전램프는 내부 전극(5)의 유동을 방지하기 위한 장치들, 즉 돌기부(15)와 이동 저지부재(16) 및 마우스피스(17)의 제작과정이 복잡하고 작업효율이 저하된다.

즉, 돌기부(15)는 내측 관(2)의 내부에 가공하거나 부착하여야 하므로, 가공 및 부착을 위한 작업이 용이하지 않다. 또한, 돌기부(15)의 가공과정에서 돌기부(15)의 위치 오차가 발생할 우려가 있으며, 이로 인하여 내부 전극(5)의 유동을 충분하게 방지하지 못한다.

또한, 이동 저지부재(16)의 길이는 제작 시에 고정되므로 내부 전극(5)의 길이가 상이한 경우에는 적용할 수 없다. 따라서 추가적인 이동 저지부재(16)를 내측 관(2) 내에 삽입하여야 하는 불편함이 있다.

본 발명은 램프의 내부 전극의 유동을 방지하는 수단을 개선하여 작업 효율을 향상시킨 유전체 배리어 방전램프를 제공한다.

본 발명은 길이가 서로 상이한 내부 전극에도 용이하게 적용할 수 있는 유동 방지수단을 갖는 유전체 배리어 방전램프를 제공한다.

본 발명에 따른 유전체 배리어 방전램프는 외측 관과 내측 관이 동축으로 배치되어 대략 원통형상의 2중관 구조를 이루고, 상기 외측 관의 외 표면에 외부 전극이 설치되며, 상기 내측 관의 내 표면에 내부 전극이 설치되고, 상기 외측 관과 상기 내측 관 사이의 방전 공간 안에 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머 분자를 형 성하는 방전용 가스가 충전된 유전체 배리어 방전램프에 있어서, 상기 내부 전극의 일측 내경에 체결 고정되어 상기 내부 전극을 지지하는 지지체를 가진 체결부재; 및 상기 지지체를 고정 지지하도록 상기 지지체와 접촉되고, 상기 외측 관에 체결 고정되는 마개 형상의 베이스부재를 포함합니다.

바람직하게는, 상기 내부 전극의 내경에 체결되도록 외경에 제1 나사산이 형성되고, 상기 체결부재와 체결 가능하도록 내경에 제2 나사산이 형성되는 고정부재를 더 포함하며, 상기 고정부재는 상기 내부 전극의 내경에 가압 체결 고정되고, 상기 체결부재는 상기 고정부재의 내경에 형성된 상기 제2 나사산에 체결 고정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 체결부재와 상기 베이스부재 사이에 삽입되어 상기 외부 전극과 접촉하면서 상기 외측관에 체결 고정되는 링형상의 금속부재; 및 상기 베이스부재와 상기 금속부재를 체결하여 상기 금속부재와 전기적으로 연결될 수 있는 금속성 체결부재를 더 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 내부 전극의 길이는, 상기 내측 관의 길이와 같거나 짧다.

바람직하게는, 상기 체결부재는, 지지체부; 및 상기 지지체부를 상기 내부 전극에 고정하도록, 상기 지지체부를 관통하여 상기 고정부재의 내경에 형성된 상기 제2 나사산에 체결되는 나사부를 포함할 수 있다.

본 발명은 내부 전극을 체결부재를 통해 체결 고정하도록 구성함으로써, 내부 전극이 내측 관 내에서 견고하게 고정된다.

본 발명은 내부 전극의 길이가 조금 상이하더라도 체결부재의 조임 정도를 조절하여 보완할 수 있으므로, 다양한 길이의 내부 전극에 용이하게 적용할 수 있다.

본 발명은 내측 관에 별도의 돌기부를 형성하지 않아도 되므로 작업 공정이 간소화되고 효율적이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예(들)에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 하기의 설명에서는 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 많은 특정사항들이 도시되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 배리어 방전램프의 정단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 배리어 방전램프의 부분 상세도이며, 도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 유동 방지수단의 분해도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 배리어 방전램프의 구성을 설명하면, 방전용기(100)는 합성 석영유리로 이루어진 내측 관(101)과 외측 관(102)이 동축으로 배치되어 2중관 구조를 이루고, 내측 관(101)과 외측 관(102)의 양 단부는 마감되며, 이들 사이에 방전 공간(103)이 형성되어 있다. 방전 공간(103) 내에는 방전용 가스로서 예를 들면 크세논 가스가 봉입된다.

여기에서, 내측 관(101)에는 광 반사판 및 유전체 배리어 방전의 전극으로서의 기능을 갖는 내부 전극(104)이 설치된다. 이 내부 전극(104)은 통상 알루미늄 재질의 파이프 형상으로 이루어진다.

또한, 외측 관(102)은 유전체 배리어 방전 유전체로서의 기능 및 광 인출 윈도우로서의 기능을 겸용하고 있고, 외면에는 외부 전극(105)이 설치된다. 이 외부 전극(105)은 이음매 없는 원통형상으로 직조한 것 중에 방전용기(100)를 삽입한 것으로서, 그물형상으로 이루어지며 그물눈 틈새로 광이 방사되는 구조를 갖는다.

방전 공간(103) 내에는 바륨을 주성분으로 한 게터가 수납되고, 이 게터에 의해 방전 공간(103) 내의 불순가스(예를 들면, 물)를 제거하여 방전을 안정화시킨다.

방전 공간(103) 내에서 양호하게 방전을 발생시키기 위해서는, 내부 전 극(104)이 내측 관(101)의 내면에 밀착하는 것이 바람직하고, 따라서, 파이프 형상의 금속부재인 내부 전극(104)의 외경은 내측 관(101)의 내경과 대략 같거나 조금 적도록 구성된다.

내부 전극(104)의 길이는 내측 관(101)의 길이와 같거나 내측 관(101)의 길이보다 조금 짧게 형성한다.

내부 전극(104)의 일측 내경에 결합되도록 외경에 나사산(111)이 형성되고 내경에도 나사산(112)이 형성된 고정부재(113)와, 이 고정부재(113)의 내경에 형성된 나사산(112)이 대응하도록 외경에 나사산(114)이 형성되고 종단에는 내부 전극(104)을 지지하는 지지체(115)가 형성된 체결부재(116)와, 체결부재(116)를 고정하도록 외측 관(102)의 타단에 체결 고정되는 베이스부재(117)를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따르면, 내부 전극(104)에는 리드선이 접속되어 압축 접속부재(106)를 통하여 고전압 리드선(107)에 접속되고, 외부 전극(105)에는 저전압 리드선(108)이 설치되어, 이 고전압 리드선(107)과 저전압 리드선(108)에 전원(109)이 인가될 수 있다. 저전압 리드선(108)은 필요에 따라 접지될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도시되지는 않았지만, 체결부재(116)와 베이스부재(117) 사이에 외부 전극(105)에 전원을 원활하게 공급하기 위하여 링 형상의 금속부재가 삽입되어 외부 전극(105)과 접촉하면서 외측 관(102)에 체결 고정되고, 베이스부재(117)는 금속부재와 금속성 체결부재에 의해 체결 고정되고, 금속성 체결부재는 금속부재와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상술한 유동 방지수단은 고정부재(113) 및 체결부재(116) 그리고, 베이스부재(117)를 포함한다.

알루미늄 재질로 된 원통형 내부 전극(104)의 내경에 알루미늄 보다 강도가 큰 재질의 고정부재(113)를 가압 체결하여 고정함으로써, 내부 전극(104)의 내경에는 고정부재(113)의 외경에 대응하는 나사산이 형성된다. 일 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 내부 전극(104)은 소정각도마다 원의 중심방향으로 일부가 절곡되어 고정부재(113)가 용이하게 가압 체결될 수 있다.

이후, 고정부재(113)의 내경에 형성된 나사산(112)에 체결 부재(116)를 체결 고정한다. 이때, 내부 전극(104)의 일단은 램프의 일측에 체결 고정되는 베이스부재(110)에 접촉되어 지지되고, 내부 전극(104)의 타단은 체결부재(116)에 의해 체결 고정된 후 베이스부재(117)와 체결 고정될 수 있다. 이러한 경우, 내부 전극(104)의 길이가 상이하더라도 체결 부재(116)의 조임 정도를 조정함으로 인하여 내부 전극(104)은 내측 관(101) 내에 견고하게 고정된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서, 내부 전극(104)의 내경에 결합되도록 외경에 나사산(114)이 형성되는 체결부재(116)만으로 구성하여도 무방하다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서, 체결부재(116)를 지지체와 볼트로 구분하여 구성할 수도 있다.

따라서 내부 전극(104)은 내측 관(101) 내에서 유동되지 않고 견고하게 고정되며, 내부 전극(104)의 길이에 무관하게 내부 전극(104)을 견고하게 고정할 수 있다. 또한, 내측 관(101)에 별도의 돌기부를 형성하지 않아도 되므로 공정이 간소 화되고 효율적이다.

이와 같이, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예(들)에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예(들)에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 종래의 유전체 배리어 방전램프의 정단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 배리어 방전램프의 정단면도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 배리어 방전램프의 부분 상세도,

도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 유동 방지수단의 분해도.

＜도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명＞

100: 방전용기 101: 내측 관

102: 외측 관 103: 방전 공간

104: 내부 전극 105: 외부 전극

106: 압축 접속부재 107: 고전압 리드선

108: 저전압 리드선 109: 전원

110, 117: 베이스부재 111, 112, 114: 나사산

113: 고정부재 115: 지지체

116: 체결부재

Claims (5)

1. 삭제
2. 외측 관과 내측 관이 동축으로 배치되어 원통형상의 2중관 구조를 이루고, 상기 외측 관의 외 표면에 외부 전극이 설치되며, 상기 내측 관의 내 표면에 내부 전극이 설치되고, 상기 외측 관과 상기 내측 관 사이의 방전 공간 안에 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머 분자를 형성하는 방전용 가스가 충전된 유전체 배리어 방전램프에 있어서,

   상기 내부 전극의 일측 내경에 체결 고정되어 상기 내부 전극을 지지하는 지지체를 가진 체결부재; 및

   상기 지지체를 고정 지지하도록 상기 지지체와 접촉되고, 상기 외측 관에 체결 고정되는 마개 형상의 베이스부재를 포함하며,

   상기 내부 전극의 내경에 체결되도록 외경에 제1 나사산이 형성되고, 상기 체결부재와 체결 가능하도록 내경에 제2 나사산이 형성되는 고정부재를 더 포함하며,

   상기 고정부재는 상기 내부 전극의 내경에 가압 체결 고정되고, 상기 체결부재는 상기 고정부재의 내경에 형성된 상기 제2 나사산에 체결 고정되는 것을 특징으로 하는 유전체 배리어 방전램프.
3. 제2항에 있어서,

   상기 체결부재와 상기 베이스부재 사이에 삽입되어 상기 외부 전극과 접촉하면서 상기 외측관에 체결 고정되는 링형상의 금속부재; 및

   상기 베이스부재와 상기 금속부재를 체결하여 상기 금속부재와 전기적으로 연결될 수 있는 금속성 체결부재

   를 더 포함하는 유전체 배리어 방전램프.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 내부 전극의 길이는,

   상기 내측 관의 길이와 같거나 짧은 유전체 배리어 방전램프.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 체결부재는,

   지지체부; 및

   상기 지지체부를 상기 내부 전극에 고정하도록, 상기 지지체부를 관통하여 상기 고정부재의 내경에 형성된 상기 제2 나사산에 체결되는 나사부

   를 포함하는 유전체 배리어 방전램프.

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