KR100792324B1 - 엑시머 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 2중 원통형 방전 용기의 내측관의 휨을 방지하기 위한 지지판에 의한 조도 저하나 균일성의 악화를 방지한 엑시머 램프를 제공하는 것이다.

방전 용기를 구성하는 내측관과 외측관 사이에 설치된, 상기 내측관을 지지하고 그 휨을 방지하는 지지판에, 광 취출 방향으로 절결을 형성한 것을 특징으로 한다.

Description

엑시머 램프{EXIMER LAMP}

도 1은, 본 발명의 실시예를 도시하고, 도 1a는 축 방향 단면도, 도 1b는 반경 방향 단면도.

도 2는 다른 실시예의 반경 방향 단면도.

도 3은 다른 실시예를 도시하고, 도 3a는 반경 방향 단면도, 도 3b는 요부 축 방향 단면도.

도 4는 다른 실시예의 반경 방향 단면도.

도 5는 다른 실시예의 반경 방향 단면도.

도 6은 다른 실시예의 축 방향 단면도.

도 7은 실시예 1~6에 있어서 지지판(20)을 외측관(11)의 중앙부 부근에 정밀하게 고정하는 방법을 설명하기 위한 도면.

도 8은 종래예를 도시하고, 도 8a는 축 방향 단면도, 도 8b는 반경 방향 단면도.

도 9는 다른 종래예를 도시한다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 엑시머 램프

11 : 외측관

12 : 내측관

13 : 방전 용기

14 : 측벽부

15 : 외측 전극

16 : 내측 전극

20 : 지지판

21, 26, 27 : 절결

22, 23 : 용착(접착)부

24 : 오목부

25 : 소돌기

본 발명은 엑시머 램프에 관한 것으로, 특히, 유전체 재료를 개재시켜 방전하는 엑시머 램프에 관한 것이다.

엑시머 램프는, 단일 파장의 진공 자외광을 강하게 방사하는 특장(特長)을 가지고 있고, 방전용 가스로서 예를 들면, 크세논 가스를 이용한 엑시머 램프에 있어서는, 파장 172㎚의 진공 자외광이 방사되는 것이 알려져 있으며, 이 램프를 탑재한 광조사 장치는, 액정 패널 표시 소자의 패널 기판 표면에 부착한 유기물의 분해 제거나 패널 기판의 표면 개질 등에 이용되고 있다.

도 8은, 종래의 엑시머 램프(50)를 도시하고, 도 8a는 관축 방향의 단면도, 도 8b는 반경 방향의 단면도를 도시한다.

엑시머 램프(50)는, 예를 들어 석영 글래스와 같은 유전체 재료로 이루어지는 외측관(11) 및 내측관(12)이 동축 배치된 2중 원통관 구조의 방전 용기(13)로 이루어지고, 상기 외측관(11)의 단부와 내측관(12)의 단부는 용착에 의해서 측벽부(14)가 형성되어 있다. 이들 외측관(11)과 내측관(12) 사이에는 고리형상의 방전 공간(S)이 형성되어, 그 내부에 방전용 가스로서 예를 들어, 크세논 가스가 봉입되어 있다. 외측관(11)의 외표면에는 망형상의 외측 전극(15)이 설치되어 있고, 내측관(12)의 내측에는 파이프형상 혹은 단면에 있어 일부에 절결을 가지는 대략 C자형의 내측 전극(16)이 설치되어 있다. 외측 전극(15)과 내측 전극(16) 사이에는 고주파 전압이 인가됨으로써, 방전 공간(S) 내에는 엑시머 분자가 형성되고, 이 엑시머 분자가 이탈함으로써 크세논 엑시머 광이 방사된다.

그런데 최근, 조사 대상인 액정 패널 표시 소자의 기판이 대면적화하고 있음에 수반하여, 엑시머 램프도 장척화되고 있고, 예를 들어, 전체 길이가 800㎜를 초과하는 것과 같은 엑시머 램프가 요구되고 있다.

이렇게 장척화된 엑시머 램프에 있어서는, 도 8에 도시하는 바와 같은 구조에서는, 포장 용기 내에 수평으로 포장하여 트럭 등으로 반송한 경우, 램프에 주어지는 충격이나 진동에 의해 방전 용기가 균열된다는 문제를 일으킬 우려가 있었다.

특히, 외측관(11)과 내측관(12)을 용착하고 있는 측벽부(14)에 손상이나 파 손이 발생하고 있었다.

이러한 방전 용기(13)의 파손은, 방전 용기(13)의 양단으로만 지지되고 있는 내측관(12)이, 램프 수송 시의 충격 등이 가해지면 그 중앙부가 휘고, 이에 의해 내측관(12) 양단의 용착 부분인 측벽부(14)에 응력 집중이 생기는 것이 원인이다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 수단으로서, 도 9에 도시하는 바와 같은, 외측관(11)과 내측관(12)을 동축 배치한 2중 원통관 구조의 방전 용기(13)에 있어서, 상기 외측관(11)과 내측관(12) 사이에 지지판(17)을 배치하는 구조가 제안되어 있다(일본 특허공개공보 2004-139889호 참조). 이러한 구조에 의하면, 내측관(12)을 지지판(17)에 의해서 지지함으로써, 그 휨을 방지하여 방전 용기(13)의 균열를 방지할 수 있다.

그러나, 발광 부분에 지지판(17)을 배치하고 있기 때문에 별도로 새로운 문제가 생길 우려가 있었다.

즉, 방전 공간(S) 내에 있어서 지지판(17)이 배치되어 있는 부분에는 방전이 형성되지 않고, 이에 더하여, 지지판(17)이 배치되어 있지 않은 발광 부분으로부터의 광을 상기 지지판(17)이 차단하여, 방전 용기(13) 밖으로 취출되지 않는다. 이로써, 지지판(17)의 바로 아래의 피처리물 표면에 있어서의 광량이 저하되어, 전체의 광량이 감소할 뿐만 아니라, 균일성이 불충분해진다.

만일, 지지판(17)으로서 광투과성 재료를 사용했다 해도, 방전이 발생하지 않는 것을 피할 수는 없고, 또한, 지지판에 의한 광 흡수도 완전하게는 배제할 수 없기 때문에, 지지판 바로 아래의 피처리물면에 있어서의 광량 저하·균일성의 악 화를 피할 수 없다.

이 발명이 해결하고자 하는 과제는, 방전 용기의 균열을 방지하기 위해서 지지판을 구비한 경우에도, 지지판 바로 아래의 피처리면에 있어서의 조도 저하 및 균일성의 악화를 최소한으로 억제하는 것이 가능한 엑시머 램프를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 동축형상으로 배치된 외측관과 내측관이 서로 단부(端部)에서 용착되고, 양자간에 고리형상의 방전 공간을 형성하여 이루어지는 방전 용기와, 상기 외측관의 외표면 및 내측관의 내표면에 각각 설치된 외측 전극 및 내측 전극을 가지고, 상기 외측관과 내측관 사이에 상기 내측관을 지지하는 지지판이 배치되어 이루어지고, 상기 방전 공간 내에 엑시머 분자를 생성하는 방전 가스가 충전되어 이루어지는 엑시머 램프에 있어서, 상기 지지판이 반경 방향의 단면(斷面)에 있어서 광 취출 방향으로 절결을 가지는 것을 특징으로 한다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시예를 도 1~도 6을 참조하여 설명한다. 각 도면에 있어서, 또한, 도 8, 도 9와 동일한 부호는 동일한 부재를 나타낸다.

(실시예 1)

도 1에 있어서, 도 1a는 관축 방향 단면도, 도 1b는 반경 방향 단면도이다.

방전 공간(S) 내의 외측관(11)과 내측관(12) 사이에는 지지판(20)이, 내측관(12)에 감합되도록 설치되어 있고, 상기 지지판(20)에는, 도 1b에서 도시하는 바와 같이, 광 취출부 방향, 도시의 경우, 아래쪽에 절결(21)이 형성되어 있다. 상기 절결(21)은 내측관(12)을 외측관(11)에 대해서 지지하기에 지장이 생기지 않을 정도로 가능한 한 크게 절결된다.

상기 지지판(20)은 내측관(12)에 끼워 삽입되어 있고, 그 일부가 상기 내측관(12)에 대해서 용착 또는 접착(22)되어 있어, 내측관(12)의 둘레에서의 회전 방향 및 축방향으로의 이동이 규제되고 있다.

(실시예 2)

도 2의 실시예 2에서는, 절결(21)이 형성된 지지판(20)이, 그 외주의 일부에서 외측관(11)에 용착 또는 접착(23)되어 있고, 그 이외는 상기 실시예 1과 동일하다.

상기 실시예 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 지지판(20)은 내주 가장자리에서 내측관(12)에 용착 또는 접착되거나, 외주 가장자리에서 외측관(11)에 용착 또는 접착되는 것 중 어느 하나를 채용할 수 있지만, 방전 용기(13)의 조립 공정을 고려하는 경우에는, 실시예 1과 같이, 지지판(20)은 내측관(12)에 고정되어 있는 편이 바람직하다.

즉, 방전 용기(13)의 조립은, 내측관(12)에 지지판(20)을 장착한 상태에서 외측관(11) 내에 삽입하여, 양자를 단부에서 접합함으로써 행해지기 때문에, 지지판(20)은 내측관(12)에 고정되어 있는 편이, 외측관(11) 내로의 삽입이 부드럽게 행해지기 때문이다.

(실시예 3)

도 3의 실시예 3에 있어서는, 지지판(20)의 절결(21)의 아래쪽의 위치에서, 외측관(11)에 오목부(24)가 형성되어 있다. 상기 오목부(24)는, 외측관(11)을 버너로 가열하여 연화(軟化)시킨 후, 봉 형상체를 가압하도록 하여 형성할 수 있다. 이 때, 오목부(24)는 지지판(20)을 방전 공간(S) 내에서 위쪽, 즉, 외측관(11)의 상부 내면 방향으로 들어 올리도록 작용하여, 지지판(20)을 외측관(11)에 가압하도록 하고 있다. 상기 오목부(24)는 지지판(20)의 회전 방향으로의 움직임을 규제한다.

그리고, 내측관(12)에는 지지판(20)의 양측에 형성한 소돌기(25)가 형성되어 있어, 지지판(20)의 내측관(12)의 축방향으로의 움직임을 규제하고 있다. 상기 소돌기(25)는 석영 글래스 봉을 가열 연화시켜 내측관(12)에 용착시킴으로써 형성할 수 있다.

이 실시예 3에 있어서는, 오목부(24)에 의해 지지판(20)이 외측관(11)에 맞닿아 있기 때문에, 운반시 등의 진동에 의해 지지판(20)과 외측관(11)이, 그 사이의 미소 간극에서 서로 부딪히지 않게 되어, 지지판(20), 특히, 외주 가장자리의 각(角)부의 손상을 미연에 방지할 수 있다.

(실시예 4)

도 4에 도시하는 실시예 4에 있어서는, 광 취출 방향의 절결(26)은, 실시예 1~3 보다도 더욱 크게 절결되어 있고, 내측관(12)의 일부가 절결(26)로부터 노출되어 있다.

상기와 같이, 광 취출 방향이 아래쪽인 경우에는, 절결(26)은, 지지판(20)이 내측관(12)의 주위를 180도 이상에 걸쳐 덮도록 남겨지고, 내측관(12)을 지지하는 기능이 남겨지는 범위에서 절결할 수 있다.

(실시예 5)

이상의 실시예 1~4에 있어서, 도 5의 실시예 5는, 광 취출 방향이 위쪽인 예이다. 이 실시예의 경우, 지지판(20)은 내측관(12)를 아래쪽으로부터 지지하는 형태가 되고, 지지판(20)의 절결 구조는 상기 실시예 1~4의 구조 이외에, 내측관(12)의 주위의 180도 이하의 범위에서 지지하도록 절결해도 된다. 이로써, 절결(27)은 실시예 1~4의 경우보다도 더욱 크게 절결할 수 있고, 지지판(20)의 위쪽 공간에서의 방전이 지지판이 없는 다른 부분과 거의 동일하게 생성됨과 동시에, 차광하는 정도도 보다 크게 감소한다.

한편, 이들 실시예 4 및 5에 있어서도, 지지판(20)의 회전 방향 및 축 방향으로의 움직임을 규제하는 수단은 실시예 1~3과 동일한 것을 채용할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.

(실시예 6)

또한, 상기 각 실시예에 있어서의 지지판(20)을 설치하는 방전 용기(13)로서는, 도 1~5에 도시한 외측관(11)과 내측관(12)이 양단에서 결합되어 있는 것에 한정되지 않고, 도 6에 도시하는 바와 같은, 양측관(11, 12)이 한쪽 단에 있어서만 연결된 형상의 방전 용기에도 적용할 수 있는 것은 물론이다.

실시예 1~6에 있어서, 지지판(20)은 외측관(11), 내측관(12) 중 어느 하나에 고정해도 되지만, 외측관(11)의 중앙부 부근에 확실하게 고정하고 싶은 경우에는 이하의 방법을 채용하는 것이 바람직하다. 도 7은, 실시예 1~6에 있어서, 지지판(20)을 외측관(11)의 중앙부 부근에 정밀도 좋게 고정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

<제1 공정>

지지판(20)을 고정 지그(31)에 고정한 상태에서 외측관(11)이 되어야 할 제1 관(111) 내에 삽입하여, 제1 석영 글래스관(111)의 단부(110) 근방에 배치한다 (도 7(가) 참조). 한편, 지지판(20)은 링형상이고, 후술하는 바와 같이 내측관(12)이 관통하는 것이 가능하며, 또한 내측관(12)의 외경에 적합한 직경의 구멍을 가지는 것이다.

<제2 공정>

(가)의 상태에 있어서, 고정 지그(31) 및 제1 석영 글래스관(111)을 선반에 의해 회전시키면서 제1 석영 글래스관(111) 안의 지지판(20)에 대응하는 개소를 버너로 가열함으로써 지지판(20)을 제1 석영 글래스관(111)에 용착시킨다(도 7(나) 참조). 이 용착 작업의 종료 후, 지지판(20)을 고정 지그(31)에서 해방한다.

<제3 공정>

제1 석영 글래스관(111)의 단부(110)에 대해서 제2 석영 글래스관(112)을 맞닿게 하여, 양자를 선반에 의해 회전시키면서 양자의 맞닿음 부분을 버너로 가열함으로써, 제1 석영 글래스관(111)과 제2 석영 글래스관(112)이 용착되어 외측관(11)이 구성된다. 이렇게 함으로써, 지지판(20)을 외측관(11)의 중앙부 부근에 정밀도 좋게 고정할 수 있다(도 7(다) 참조).

그리고, 상기 공정으로 제작된 외측관(11)에 대해, 외측관(11)의 내주면에 고정된 지지판(20)의 구멍을 관통하도록 내측관(12)을 삽입한 후, 외측관(11)과 내측관(12)이 서로 단부에서 용착되어 방전 용기(13)가 완성된다.

또한, 상기 방법을 채용함으로써, 길이가 긴 석영 글래스관은 반드시 똑바르지는 않고 굽어 있기 때문에, 복수 개소에서 똑바르게 보정하는 작업이 필요해지는 바, 길이가 짧은 석영 글래스관은 비교적 똑바르기 때문에 그 석영 글래스관을 복수체 똑바로 접합시킴으로써, 보정하는 작업 자체가 간략화된다는 이점도 있다.

상기 각 실시예에 있어서, 지지판(20)은 1개소에 설치한 예를 도시하고 있지만, 이들에 한정되지 않고, 방전 용기(13)의 길이에 따라 수개소에 설치하는 구조로 해도 되는 것은 물론이다. 나아가서는, 상기 각 실시예에 있어서, 외측 전극(11)과 내측 전극(12)의 구조는 이들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 외측 전극(11)에 대해서는, 도시된 망형상 전극 이외에, 개략 반원통 형상인 것을 광 취출측과는 반대 방향에 설치한 것이어도 되고, 내측 전극(12)에 대해서도, 예를 들어, 코일형상 전극이어도 된다.

상기와 같이, 내측관(12)의 휨을 방지하는 지지판(20)의 광 취출 방향으로 절결(21, 26, 27)을 설치함으로써, 이 부분에 있어서도 내외측 전극간에서의 방전이 형성됨과 동시에, 다른 발광 부분으로부터의 광을 차단하지도 않아, 조도 저하나 불균일성을 방지할 수 있는 것이다.

본 발명의 엑시머 램프에서는, 방전 용기의 내측관의 휨을 방지하여 방전 용 기의 균열 등의 손상을 방지하기 위한 지지판에, 그 광 취출측에 절결을 설치함에 의해, 이 부분에서도 방전이 형성되어 이 부분에서의 조도 저하를 행하지 않고, 게다가 전체적으로 방전이 안정되고 또한 균일화된다. 부가하여, 다른 발광 부분으로부터의 광을 차단하지도 않아, 광량의 감소나 균일성의 악화를 행하지 않는다는 효과를 나타내는 것이다.

Claims (2)

1. 동축형으로 배치된 외측관과 내측관이 서로 단부(端部)에서 용착되어, 양자간에 고리형상의 방전 공간을 형성하여 이루어지는 방전 용기와, 상기 외측관의 외표면 및 내측관의 내표면에 각각 설치된 외측 전극 및 내측 전극을 가지고, 상기 외측관과 내측관 사이에 상기 내측관을 지지하는 지지판이 배치되어 이루어지고, 상기 방전공간 내에 엑시머 분자를 생성하는 방전 가스가 충전되어 이루어지는 엑시머 램프에 있어서,

   상기 지지판은 반경 방향의 단면(斷面)에 있어서 광 취출 방향으로 절결을 가지는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
2. 제1항에 있어서, 상기 지지판은 내측관에 고착되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.

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