KR100861559B1 - Atmospheric plasma generating apparatus with the electrode part that has several electrodes on the lower surface of a dielectric coupled to the power applied electrode - Google Patents

Atmospheric plasma generating apparatus with the electrode part that has several electrodes on the lower surface of a dielectric coupled to the power applied electrode Download PDF

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임성실
최승진
장봉철
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(주)에스이 플라즈마
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    • H01J37/32568Relative arrangement or disposition of electrodes; moving means

Abstract

An atmospheric plasma generating apparatus including an electrode part having several electrodes on a lower surface of a dielectric coupled to a power-applied electrode is provided to improve surface processing performance using atmospheric plasma by boosting a voltage. A first electrode(10) receives a discharge voltage from a power supply unit. A dielectric is attached to the first electrode or is formed to surround the first electrode. A second electrode(20) is attached to a lower surface of the dielectric. The second electrode includes a plurality of electrodes which are arranged in a predetermined interval from each other. An insulating layer for preventing a damage of an electrode is formed to surround the second electrode. An exterior electrode housing includes the first electrode, the dielectric, and the second electrode to surround an electrode structure.

Description

전원 인가 전극에 결합되는 유전체 하면에 복수개의 분할 전극이 부착된 구조의 전극부를 갖는 대기압 플라즈마 발생장치{Atmospheric plasma generating apparatus with the electrode part that has several electrodes on the lower surface of a dielectric coupled to the power applied electrode}Atmospheric plasma generating apparatus with the electrode part that has several electrodes on the lower surface of a dielectric coupled to the power applied electrode}

도1은 종래의 대기압 플라즈마 발생장치의 전극 구조를 나타낸 도면,1 is a view showing an electrode structure of a conventional atmospheric plasma generator;

도2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 대기압 플라즈마 발생장치의 전극 구조를 나타낸 도면,2 is a view showing an electrode structure of an atmospheric pressure plasma generating apparatus according to a first embodiment of the present invention;

도3은 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치에 전압이 인가되어 방전이 일어나서 제2 전극 주변에 플라즈마가 생성된 것을 나타낸 도면,3 is a view showing that a plasma is generated around a second electrode by applying a voltage to the atmospheric pressure plasma generator of the present invention to generate a discharge;

도4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 대기압 플라즈마 발생장치의 전극 구조를 나타낸 도면,4 is a view showing an electrode structure of an atmospheric pressure plasma generating apparatus according to a second embodiment of the present invention;

도5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 대기압 플라즈마 발생장치의 전극 구조를 나타낸 도면,5 is a view showing an electrode structure of an atmospheric pressure plasma generating apparatus according to a third embodiment of the present invention;

도6은 본 발명의 전극 구조를 공기나 수질 정화 분야에 적용한 예시도이다.6 is an exemplary view of applying the electrode structure of the present invention to the field of air or water purification.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1 : 전압 인가 전극 2 : 하부 전극1: voltage applied electrode 2: lower electrode

3 : 유전체 4 : 교류 전압3: dielectric 4: alternating voltage

10 : 제1 전극 20 : 제2 전극10: first electrode 20: second electrode

30 : 유전체 40 : 전극 손상 방지용 절연체30: dielectric 40: insulator for preventing electrode damage

50 : 전극 외곽 하우징 60 : 플라즈마 배출구50: electrode outer housing 60: plasma outlet

70 : 플라즈마70: plasma

본 발명은 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유전체의 양면에 전압이 인가되는 전극과, 소정 간격을 두고 이격되어 배열된 전극을 각각 서로 대향되도록 배치함으로써 초기 방전 전압 및 플라즈마 유지 전압을 낮출 수 있는 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to an atmospheric pressure plasma generating apparatus having an opposite electrode structure, and more particularly, an initial discharge voltage and an electrode to which voltages are applied to both surfaces of a dielectric and electrodes arranged to be spaced apart from each other at a predetermined interval to face each other. An atmospheric pressure plasma generator having a counter electrode structure capable of lowering a plasma holding voltage.

FPD(Flat Panel Display)와 같은 디스플레이 소자를 비롯한 반도체 소자를 제조하는 공정에 있어서, 세정, 표면 개질, 식각 등의 표면 처리 과정이 필요하다. 이와 같이 피가공물을 표면 처리하는 초기의 방법으로는 주로 화학적인 방법이 이용되었으며, 화학물질에 의한 표면 처리는 폐기물, 유출물 등이 생성되는 문제가 있어 점차 물리적인 방법을 이용한 표면 처리를 고려하는 방향으로 연구가 진행되었다.In the process of manufacturing a semiconductor device including a display device such as a flat panel display (FPD), a surface treatment process such as cleaning, surface modification, etching is required. As the initial method of surface treatment of the workpiece, a chemical method was mainly used, and surface treatment by chemicals has a problem of generating waste and effluents. The study proceeded in the direction.

물리적인 표면 처리 방법으로서 최근 들어 주목받는 방법은 플라즈마를 이용하는 방법이며, 산업 현장에서도 과거의 화학적인 표면 처리 방법에서 점차 플라즈마를 이용하는 방식으로 반도체의 표면 처리 공정을 대체해 나가고 있다.Recently, a method that has attracted attention as a physical surface treatment method is a method using plasma, and in the industrial field, the surface treatment process of semiconductors is gradually replaced by a method using plasma gradually in the past chemical surface treatment method.

플라즈마란 어떤 기체가 에너지에 의해 이온화되어 이온과 전자가 거의 동일한 밀도로 균일하게 분포하여 전체적으로 전기적인 중성을 나타내는 하전 입자의 집단을 의미한다. 기체에 임계값 이상의 외부에너지를 가하면 기체는 이온과 전자로 전리(ionization)되어 플라즈마를 형성하게 된다. 플라즈마 상태에 놓인 높은 에너지를 갖는 입자가 어떤 재료의 표면에 충돌하면 그 에너지가 충돌되는 재료의 표면에 전달되어 표면 처리가 이루어진다.Plasma refers to a group of charged particles in which a gas is ionized by energy so that ions and electrons are uniformly distributed at about the same density and thus exhibit overall electrical neutrality. When the external energy above the threshold is applied to the gas, the gas is ionized with ions and electrons to form a plasma. When a particle with high energy in the plasma state strikes the surface of a material, the energy is transferred to the surface of the colliding material for surface treatment.

현재 디스플레이 소자의 개발에 플라즈마를 활용하는 공정이 점차 증가하고 있으며, 주로 진공 플라즈마 발생장치가 사용되고 있다. 진공 플라즈마 발생장치는 표면 처리를 정밀하게 제어할 수 있는 장점이 있는 반면, 장비의 가격이 비싸고 시간이 많이 걸리는 단점이 있다. 따라서, 진공을 유지하지 않고 플라즈마를 발생시킬 수 있는 대기압 플라즈마 발생장치를 활용하기 위한 연구가 활발히 진행 중이며, 산업현장에서도 진공 플라즈마 발생장치를 대기압 플라즈마 발생장치로 대체해 나가고 있는 실정이다. 현재 연구되고 있거나 사용되고 있는 대기압 플라즈마의 종류로는 코로나 방전, 유전체 장벽 방전(dielectric barrier discharge; DBD), 대기 압 RF 축전결합 방전 등이 있다.Currently, the process of utilizing plasma in the development of display devices is gradually increasing, and a vacuum plasma generator is mainly used. While the vacuum plasma generator has the advantage of precisely controlling the surface treatment, the cost of the equipment is expensive and time-consuming. Therefore, research is being actively conducted to utilize an atmospheric pressure plasma generator capable of generating plasma without maintaining a vacuum, and even in an industrial field, a vacuum plasma generator is being replaced by an atmospheric pressure plasma generator. Types of atmospheric plasma currently being studied or used include corona discharge, dielectric barrier discharge (DBD), and atmospheric pressure RF capacitive discharge.

도1은 종래의 DBD(유전체 장벽 방전) 방식의 대기압 플라즈마 발생장치의 전극 구조를 나타낸 것이다. 도1의 (a)는 전원이 인가되는 상부 전극과 유전체가 서로 밀착되어 있는 형태이고, 도1의 (b)는 전원이 인가되는 상부 전극(1')을 상기 상부 전극과 소정거리 이격되어 포위하고 있는 형태의 유전체(3')로 된 구조이다. 상부 전극과 유전체 사이의 이격 공간에는 증류수나 액체 유전체가 채워질 수 있다. 본 발명은 전원이 인가되는 전극과 플라즈마 발생 영역 사이에 위치한 유전체의 하부 면에 별도의 전극을 복수개 형성하는 구조에 특징이 있는 것이어서 종래의 상부 전극(전원 인가 전극)과 유전체가 어떤 형태로 결합된 구조를 갖는가의 문제와는 무관하므로 이하에서는 도1의 (a)만을 예로 하여 본 발명을 설명하기로 한다.1 shows an electrode structure of a conventional atmospheric plasma generator of DBD (dielectric barrier discharge) method. FIG. 1A illustrates a form in which an upper electrode to which power is applied and a dielectric are in close contact with each other, and FIG. 1B encloses an upper electrode 1 'to which power is applied so as to be spaced apart from the upper electrode by a predetermined distance. It is a structure made of a dielectric 3 'of the form. The space between the upper electrode and the dielectric may be filled with distilled water or a liquid dielectric. The present invention is characterized in that a plurality of separate electrodes are formed on the lower surface of the dielectric positioned between the electrode to which the power is applied and the plasma generating region, so that the conventional upper electrode (power supply electrode) and the dielectric are combined in some form. Since it is irrelevant to the problem of having a structure, the present invention will be described below with reference to Fig. 1A only.

도1의 (a)에 도시된 바와 같이, 전압 인가 전극(1)과 하부 전극(2)이 교류 전압(4)과 연결되어 있으며, 유전체(3)가 전압 인가 전극(1)의 하면에 설치되어 있다. 이때, 유전체(3)는 전압 인가 전극(1)뿐만 아니라 하부 전극(2)의 상면에도 추가로 설치 가능하며, 교류 전압(4)에 의해 두 전극 사이에 방전 전압이 인가되어 전하가 발생하면, 발생된 전하의 양을 제한하고 전하가 전극 전체로 퍼지게 하는 역할을 한다.As shown in FIG. 1A, the voltage applying electrode 1 and the lower electrode 2 are connected to the AC voltage 4, and the dielectric 3 is provided on the lower surface of the voltage applying electrode 1. It is. In this case, the dielectric 3 may be additionally installed not only on the voltage applying electrode 1 but also on the upper surface of the lower electrode 2. When the discharge voltage is applied between the two electrodes by the alternating voltage 4, the charge is generated. It limits the amount of charge generated and allows charge to spread throughout the electrode.

DBD 방식의 대기압 플라즈마 발생장치에서는 유전체(3)를 통하여 방전이 일어나게 되므로, 전극의 손상을 방지하는 효과를 가져온다.In the atmospheric pressure plasma generator of the DBD method, since the discharge occurs through the dielectric 3, the electrode is prevented from being damaged.

그러나, 진공이 아닌 대기압에서 방전을 일으켜야 하기 때문에 저압에서와 비교하여 상당히 높은 전압이 두 전극 사이에 인가되어야 하므로, 초기 방전 전압 및 플라즈마 유지 전압이 높은 문제점이 있었다.However, since the discharge must be performed at atmospheric pressure rather than vacuum, a considerably higher voltage must be applied between the two electrodes as compared with the low pressure, thereby causing a problem of high initial discharge voltage and plasma holding voltage.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 전압이 인가되는 전극이 부착된 유전체의 반대면에 소정 간격을 두고 배열된 전극을 배치함으로써 초기 방전 전압을 낮추고 이에 따라 플라즈마 유지 전압을 낮출 수 있는 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to lower the initial discharge voltage by arranging electrodes arranged at predetermined intervals on the opposite side of the dielectric to which the voltage is applied, and thus the plasma. The present invention provides an atmospheric pressure plasma generator having an opposite electrode structure capable of lowering a sustain voltage.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치는, 전원공급수단으로부터 방전 전압이 인가되는 제1전극; 상기 제1전극에 부착되거나 또는 제1전극을 포위하는 형태로 된 유전체; 및 상기 유전체의 하면에 부착되며, 소정 간격을 두고 서로 이격되어 배치된 복수 개의 전극으로 구성된 제2 전극; 을 포함하여 구성된다.Atmospheric pressure plasma generating apparatus of the opposite electrode structure of the present invention for achieving the above object, the first electrode to which the discharge voltage is applied from the power supply means; A dielectric attached to the first electrode or surrounding the first electrode; And a second electrode attached to a lower surface of the dielectric and composed of a plurality of electrodes spaced apart from each other at predetermined intervals. It is configured to include.

선택적으로, 상기 제2 전극을 둘러싸는 전극 손상 방지용 절연층을 더 포함할 수 있다.Optionally, the electrode layer may further include an insulating layer for preventing damage to the electrode.

또한, 상기 제1 전극, 유전체 및 제2 전극을 포함하여 구성된 전극 구조를 둘러싸는 전극 외곽 하우징을 더 포함하거나, 또는 상기 제1 전극, 유전체, 제2 전극 및 전극 손상 방지용 절연층을 포함하여 구성된 전극 구조를 둘러싸는 전극 외곽 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus may further include an electrode outer housing surrounding an electrode structure including the first electrode, the dielectric, and the second electrode, or the insulating layer for preventing damage to the first electrode, the dielectric, the second electrode, and the electrode. It further comprises an electrode outer housing surrounding the electrode structure.

바람직하게는, 상기 전극 외곽 하우징은 상기 제2 전극과 마주보는 일면에 하나 이상의 플라즈마 배출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.Preferably, the electrode outer housing is characterized in that at least one plasma outlet is formed on one surface facing the second electrode.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an atmospheric pressure plasma generating apparatus having a counter electrode structure according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 의한 대기압 플라즈마 발생장치의 전극 구조를 나타낸 도면이다.2 is a view showing the electrode structure of the atmospheric pressure plasma generating apparatus according to the first embodiment of the present invention.

도2(a)는 본 발명의 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치를 옆에서 바라본 측면도이다.Fig. 2 (a) is a side view of the atmospheric pressure plasma generator of the counter electrode structure of the present invention as seen from the side.

본 발명의 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치는 크게 제1 전극(10), 제2 전극(20) 및 유전체(30)로 구성된다. 도2(a)에 도시된 바와 같이, 도체로 구성되는 제1 전극(10)과 유전체(30)가 서로 각각의 일면을 맞대어 인접하여 배치되며, 역시 도체로 구성되는 제2 전극(20)이 유전체(30)와 각각의 일면에 인접하여 배치된다. 이때, 복수 개의 전극으로 이루어진 제2 전극(20)은 서로 일정 간격을 사이에 두고 떨어져서 배치되며, 유전체(30)의 제1 전극이 인접하지 않은 반대쪽 면에 배치됨으로써, 유전체(30)를 사이에 두고 제1 전극(10)과 서로 마주보는 형상을 이룬다. 제2 전극(20)의 단면의 형태는 일반적으로 도2(a)에서 보이는 바와 같이 납작한 직사각형을 이루지만, 반드시 직사각형의 형태에 국한되지는 않는다.The atmospheric pressure plasma generator of the counter electrode structure of the present invention is largely composed of the first electrode 10, the second electrode 20, and the dielectric 30. As shown in Fig. 2 (a), the first electrode 10 made of a conductor and the dielectric 30 are disposed adjacent to each other to face each other, and the second electrode 20 made of a conductor is also provided. The dielectric 30 is disposed adjacent to each surface thereof. In this case, the second electrodes 20 made of a plurality of electrodes are disposed apart from each other with a predetermined distance therebetween, and the first electrodes of the dielectric 30 are disposed on opposite sides which are not adjacent to each other, thereby interposing the dielectric 30 between them. The first electrode 10 is formed to face each other. The shape of the cross section of the second electrode 20 generally forms a flat rectangle as shown in FIG. 2 (a), but is not necessarily limited to the shape of the rectangle.

도2(b)와 도2(c)를 참조하여, 제1 전극(10), 제2 전극(20) 및 유전체(30)로 구성된 전극 구조를 보다 자세히 설명하면 다음과 같다. 도2(b)는 본 발명의 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치의 정면도를 나타낸 것이며, 도2(c)는 저면도를 나타낸 것이다.Referring to FIGS. 2B and 2C, an electrode structure including the first electrode 10, the second electrode 20, and the dielectric 30 will be described in more detail as follows. Figure 2 (b) shows a front view of the atmospheric pressure plasma generating apparatus of the counter electrode structure of the present invention, Figure 2 (c) shows a bottom view.

도2(b)에 도시된 바와 같이, 흰색으로 표현된 부분은 유전체(30)를 나타내며, 유전체(30)의 표면을 가로지르며 제2 전극(20)이 띠 모양으로 일정 간격을 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 그리고, 이들 띠 모양의 전극들이 좌/우 단부에서는 서로 연결되어 있다. 한편, 제1 전극(10)은 유전체(30)의 후면에 위치하므로 제2 전극(20)이 배치된 면에서는 보이지 않으며, 도2(c)에서는 점선으로 유전체(30)의 후면에 위치한 제1 전극(10)의 영역을 표시하였다.As shown in Fig. 2 (b), the portions represented in white represent the dielectric material 30, which crosses the surface of the dielectric material 30, and the second electrodes 20 are parallel to each other at a predetermined interval in a band shape. It is arranged. These strip-shaped electrodes are connected to each other at the left and right ends. On the other hand, since the first electrode 10 is located on the rear surface of the dielectric 30, the first electrode 10 is not visible from the surface on which the second electrode 20 is disposed. The area of the electrode 10 is shown.

도2(c)를 살펴보면, 전극 구조의 가운데에 위치한 흰색 층이 유전체(30)를 나타내며, 유전체(30)의 상면에는 제1 전극(10)이 배치되고 유전체(30)의 하면에는 제2 전극(20)이 배치된다. 즉, 제1 전극(10)과 제2 전극(20)이 유전체(30)를 사이에 두고 대향 구조를 이루고 있다. 제2 전극(20)은 하나의 전극이 유전체(30)의 한변 전체를 가로질러 형성되며, 도2(a)에 도시된 제2 전극(20)의 형태를 참고하여 제2 전극의 전체 형태를 판단해 본다면 유전체(30)의 한 변 전체를 가로지르는 형상의 전극이 일정 간격을 두고 이격되어 복수 개가 배열되어 있음을 알 수 있다.Referring to FIG. 2C, a white layer positioned in the center of the electrode structure represents the dielectric material 30, the first electrode 10 is disposed on the top surface of the dielectric material 30, and the second electrode is formed on the bottom surface of the dielectric material material 30. 20 is disposed. That is, the first electrode 10 and the second electrode 20 have an opposite structure with the dielectric 30 interposed therebetween. The second electrode 20 is one electrode is formed across the entire side of the dielectric 30, referring to the shape of the second electrode 20 shown in Figure 2 (a) the overall shape of the second electrode. Judging from the above, it can be seen that a plurality of electrodes having a shape intersecting the entire side of the dielectric 30 are arranged at regular intervals.

도3은 본 발명의 대기압 플라즈마 발생장치에 전압이 인가되어 방전이 일어 나서 제2 전극 사이에 플라즈마가 생성된 것을 나타낸 도면이다.3 is a view showing that plasma is generated between the second electrodes after a voltage is applied to the atmospheric pressure plasma generator of the present invention to generate a discharge.

도3에 도시된 바와 같이, 플라즈마를 발생시키기 위해서 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 전압을 인가하면, 유전체(30)의 하면에 부착된 각각의 제2 전극(20) 사이의 공간에서 방전이 일어나 플라즈마(70)가 발생한다. 대기압 하에서 플라즈마 발생을 보다 효과적으로 수행하기 위해 반응 가스가 방전이 일어나는 공간에 주입된다. 여기에서, 유전체(30)는 방전되는 전하량을 제한하고 전하가 전극 전체로 퍼지게 하는 역할을 한다. 방전 공간에서 방전이 생겨 플라즈마(70)가 생성되면, 방전 공간 아래쪽에 놓이는 피가공물의 가공 목적에 따라 피가공물의 세정, 표면개질 등의 표면처리가 수행된다.As shown in FIG. 3, when a voltage is applied between the first electrode 10 and the second electrode 20 to generate a plasma, each second electrode 20 attached to the lower surface of the dielectric 30 is applied. Discharge occurs in the space between the plasma 70 is generated. In order to perform plasma generation more effectively under atmospheric pressure, a reactive gas is injected into a space where a discharge occurs. Here, the dielectric 30 serves to limit the amount of charge discharged and to spread the charge throughout the electrode. When a discharge is generated in the discharge space and the plasma 70 is generated, the surface treatment such as cleaning, surface modification, etc. of the workpiece is performed according to the processing purpose of the workpiece placed under the discharge space.

이와 같이, 도3에 도시된 제2 전극(20)처럼 전극의 경계면을 복수 개로 구성하면, 제2 전극이 단일 면을 갖는 하나의 전극판으로 구성되는 경우에 비해, 보다 낮은 전압으로 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이의 초기 방전을 일으킬 수 있으며, 그 이후로 플라즈마를 발생시켜 유지하는데 필요한 전압도 낮출 수 있다. As described above, when the boundary surface of the electrode is formed in plural like the second electrode 20 shown in FIG. 3, the first electrode is lowered at a lower voltage than when the second electrode is composed of one electrode plate having a single surface. An initial discharge may be caused between the 10 and the second electrode 20, and the voltage required to generate and maintain the plasma may be lowered thereafter.

도4는 본 발명의 제2 실시예에 의한 대기압 플라즈마 발생장치의 전극 구조를 나타낸 도면이다.4 is a view showing the electrode structure of the atmospheric pressure plasma generating apparatus according to the second embodiment of the present invention.

도4의 (a)에 도시된 바와 같이, 유전체(30) 하단에 배치된 제2 전극(20)은 대기 중에 그대로 노출되므로 유전체 장벽으로 보호되는 제1 전극(10)에 비해 오랜 시간 사용하게 되면 손상되거나 조금씩 마모가 일어날 수 있다. 방전으로 인한 손상뿐만 아니라 외부 노출로 인한 물리적인 손상의 우려도 있으며, 따라서 제2 전 극(20)이 손상되는 것을 방지하기 위하여 복수 개의 제2 전극(20)이 배치된 유전체면 전체를 둘러싸는 전극 손상 방지용 절연층(40)이 추가될 수도 있다.As shown in FIG. 4A, since the second electrode 20 disposed under the dielectric 30 is exposed to the air as it is, when used for a long time compared to the first electrode 10 protected by the dielectric barrier, Damage or abrasion may occur little by little. In addition to the damage caused by the discharge, there is a fear of physical damage caused by external exposure. Therefore, in order to prevent the second electrode 20 from being damaged, the entire dielectric surface on which the plurality of second electrodes 20 are disposed may be surrounded. An insulating layer 40 for preventing electrode damage may be added.

도4의 (a)에서는 상기 절연층(40)이 유전체 하면 전체에 걸쳐 형성되는 것으로 되어 있으나, 도4의 (b)에서와 같이 각각의 전극만을 덮는 형태로 구성하는 것도 가능하다.In FIG. 4A, the insulating layer 40 is formed over the entire lower surface of the dielectric. However, as shown in FIG. 4B, only the respective electrodes may be covered.

도5는 본 발명의 제3 실시예에 의한 대기압 플라즈마 발생장치의 전극 구조를 나타낸 도면이다.5 is a view showing the electrode structure of the atmospheric pressure plasma generating apparatus according to a third embodiment of the present invention.

도5에 도시된 바와 같이, 제1 전극(10), 유전체(30) 및 제2 전극(20)으로 구성된 대기압 플라즈마 전극 구조 전체를 전극 외곽 하우징(50)이 둘러싸며 배치되어 있다. 이때, 전극 외곽 하우징(50)이 둘러싸는 대기압 플라즈마 전극 구조에는 유전체(30)와 제2 전극(20)을 둘러싸는 전극 손상 방지용 절연층이 더 포함될 수도 있다.As shown in FIG. 5, an electrode outer housing 50 surrounds the entire atmospheric pressure plasma electrode structure including the first electrode 10, the dielectric 30, and the second electrode 20. In this case, the atmospheric pressure plasma electrode structure surrounded by the electrode outer housing 50 may further include an insulating layer for preventing electrode damage surrounding the dielectric 30 and the second electrode 20.

전극 외곽 하우징(50)의 제2 전극(20)과 마주보는 면에는 하나 이상의 플라즈마 배출구(60)가 형성될 수 있으며, 플라즈마 배출구(60)는 슬릿, 구멍 등 피가공물의 가공 목적에 따라 다양한 형태로 구현이 가능하다. 또한, 전극 외곽 하우징(50)의 형태를 변형시킴으로써 플라즈마 발생 장치의 사용 범위를 변화시킬 수도 있다.One or more plasma outlets 60 may be formed on a surface facing the second electrode 20 of the electrode outer housing 50, and the plasma outlets 60 may have various shapes according to the processing purposes of the workpiece such as slits and holes. Can be implemented. In addition, the use range of the plasma generating apparatus can be changed by modifying the shape of the electrode outer housing 50.

전원공급수단에 의해 유전체(30)를 사이에 둔 제1 전극(10)과 제2 전극(20) 사이에 방전 전압이 인가되면 제2 전극(20)이 접하고 있는 공간에서 방전이 일어나 플라즈마가 발생하며, 플라즈마 배출구(60)를 통해 전극 외곽 하우징(50) 하단에 놓이는 피가공물로 플라즈마를 내보냄으로써 피가공물에 대한 세정, 표면 개질 등의 작업이 이루어진다.When a discharge voltage is applied between the first electrode 10 and the second electrode 20 with the dielectric 30 interposed by the power supply means, a discharge occurs in a space where the second electrode 20 is in contact with each other, thereby generating a plasma. In addition, the plasma is discharged to the workpiece placed on the lower end of the electrode outer housing 50 through the plasma discharge opening 60 to perform cleaning, surface modification, and the like on the workpiece.

지금까지는 본 발명의 실시예를 표면 처리의 경우를 예로 하여 설명하였으나, 플라즈마의 이용분야는 그러한 표면처리 분야 외에도 다양하다. 현재 가장 널리 이용되는 분야는 디스플레이 분야이지만 공기나 수질 정화 분야 또한 널리 사용/연구되어지고 있다. Up to now, the embodiment of the present invention has been described by taking the case of surface treatment as an example, but the field of use of plasma is various in addition to the surface treatment field. Currently, the most widely used field is the display field, but the air and water purification fields are also widely used / researched.

도6은 본 발명의 전극 구조를 공기나 수질 정화 분야에 적용한 예를 도시한 것이다. 도6과 같이 상부 전극에 본 발명의 전극 구조를 적용하여 플라즈마를 발생시키고 상하부 전극 사이에 오염된 공기나 폐수를 통과시키면 오염된 공기나 폐수가 플라즈마와 반응하여 오염물질이 제거된다. 도6에서는 상부 전극에만 본 발명의 전극 구조를 적용하는 것으로 도시되었으나 하부 전극에만 적용하는 것은 물론 상하부 전극에 모두 본 발명의 전극 구조를 적용하는 것도 당연히 가능하다. 오염된 공기나 폐수가 플라즈마와 반응하여 정화되는 과정은 익히 알려져 있는 사항이기 때문에 자세한 기재는 생략하며, 여기서는 그와 같은 종래의 정화장치에 본 발명의 전극 구조가 적용될 수 있음만을 언급하고자 하는 것이다.6 shows an example in which the electrode structure of the present invention is applied to the field of air or water purification. As shown in FIG. 6, when the electrode structure of the present invention is applied to the upper electrode to generate a plasma, and the contaminated air or waste water passes between the upper and lower electrodes, the contaminated air or waste water reacts with the plasma to remove contaminants. In FIG. 6, the electrode structure of the present invention is shown to be applied only to the upper electrode, but it is of course possible to apply the electrode structure of the present invention to both the upper and lower electrodes as well as to the lower electrode. Since the process of purifying contaminated air or waste water by plasma is well known, detailed descriptions are omitted, and the present invention is only intended to mention that the electrode structure of the present invention can be applied to such a conventional purifier.

이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형, 및 변경이 가 능할 것이며, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.Preferred embodiments of the present invention described above are disclosed for the purpose of illustration, and those skilled in the art to which the present invention pertains various substitutions, modifications, and without departing from the spirit of the present invention. And changes will be possible, and such substitutions, changes and the like should be regarded as falling within the scope of the following claims.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치에 의하면, 전압이 인가되는 전극이 부착된 유전체의 반대면에 소정 간격을 두고 배열된 전극을 배치한 전극 구조를 갖는 대기압 플라즈마 발생장치를 제공함으로써 대기압 플라즈마의 초기 방전 전압 및 플라즈마 유지 전압을 낮추는 효과가 있다.As described above, according to the atmospheric pressure plasma generating apparatus of the opposite electrode structure according to the present invention, atmospheric pressure plasma generation having an electrode structure in which the electrodes arranged at a predetermined interval on the opposite side of the dielectric with the electrode to which the voltage is applied is arranged Providing the device has the effect of lowering the initial discharge voltage and the plasma holding voltage of the atmospheric pressure plasma.

따라서, 종래의 대기압 플라즈마 발생 장치보다 더 높은 전압을 인가할 수 있으며, 대기압 플라즈마를 이용한 표면 처리 능력을 보다 향상시키는 효과가 있다.Therefore, it is possible to apply a higher voltage than the conventional atmospheric plasma generating apparatus, there is an effect to further improve the surface treatment ability using the atmospheric pressure plasma.

Claims (6)

플라즈마 발생장치에 있어서,In the plasma generating apparatus, 전원공급수단으로부터 방전 전압이 인가되는 제1전극;A first electrode to which a discharge voltage is applied from a power supply means; 상기 제1전극에 부착되거나 또는 제1전극을 포위하는 형태로 된 유전체; 및 A dielectric attached to the first electrode or surrounding the first electrode; And 상기 유전체의 하면에 부착되며, 소정 간격을 두고 서로 이격되어 배치된 복수 개의 전극으로 구성된 제2 전극;A second electrode attached to a lower surface of the dielectric and composed of a plurality of electrodes spaced apart from each other at predetermined intervals; 을 포함하여 구성되는 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치.Atmospheric pressure plasma generating apparatus of the opposite electrode structure comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 전극을 둘러싸는 전극 손상 방지용 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치.Atmospheric pressure plasma generator of the opposite electrode structure characterized in that it further comprises an insulating layer for preventing damage to the electrode surrounding the second electrode. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 전극, 유전체 및 제2 전극을 포함하여 구성된 전극 구조를 둘러싸는 전극 외곽 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치.And an electrode outer housing surrounding the electrode structure including the first electrode, the dielectric, and the second electrode. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 전극 외곽 하우징은 상기 제2 전극과 마주보는 일면에 하나 이상의 플라즈마 배출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치.The electrode outer housing is an atmospheric pressure plasma generator of the opposite electrode structure, characterized in that at least one plasma outlet is formed on one surface facing the second electrode. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 전극, 유전체, 제2 전극 및 전극 손상 방지용 절연층을 포함하여 구성된 전극 구조를 둘러싸는 전극 외곽 하우징을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치.And an electrode outer housing surrounding the electrode structure including the first electrode, the dielectric, the second electrode, and the insulating layer for preventing damage to the electrode. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 전극 외곽 하우징은 상기 제2 전극과 마주보는 일면에 하나 이상의 플라즈마 배출구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 대향 전극 구조의 대기압 플라즈마 발생장치.The electrode outer housing is an atmospheric pressure plasma generator of the opposite electrode structure, characterized in that at least one plasma outlet is formed on one surface facing the second electrode.
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