KR100924452B1 - 유전체 배리어 방전 램프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 내부 전극을 내부 관의 내측면에 효과적으로 밀착시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조 작업성이 향상되는 유전체 배리어 방전 램프에 관한 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 유전체 배리어 방전 램프는 동축으로 배치된 외부 관과 내부 관을 포함하여 원통 형상의 2중관 구조를 가지고, 상기 외부 관과 상기 내부 관 사이의 방전 공간에 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머 분자를 형성하는 방전용 가스가 충전되는 방전용기; 상기 외부 관의 외측면에 밀착 형성되는 외부 전극; 및 상기 내부 관의 내측면에 밀착 형성되고, 축방향의 일부에 걸쳐 절개된 적어도 하나 이상의 절개부를 포함하는 원통 형상의 내부 전극을 포함하고, 상기 절개부들 중 제1 절개부는 상기 내부 전극의 일측단으로부터 절개되고, 제2 절개부는 상기 내부 전극의 타측단으로부터 절개된다.

Description

유전체 배리어 방전 램프{DIELECTRIC BARRIER DISCHARGE LAMP}

본 발명은 유전체 배리어 방전 램프에 관한 것으로, 특히 내부 전극을 내부 관의 내측면에 효과적으로 밀착시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조 작업성이 향상되는 유전체 배리어 방전 램프에 관한 것이다.

최근, 금속이나 유리 또는 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 산화막을 형성하는 산화막 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 발생시킴으로써, 엑시머가 생성되어 엑시머 광이 방출되는 유전체 배리어 방전 램프가 널리 이용되고 있다.

유전체 배리어 방전 램프의 방전용기는 외부 관과 내부 관이 동축으로 배치되는 2중관 구조를 가지며, 양단부가 마감됨으로써 외부 관과 내부 관 사이에 방전 공간이 형성된다. 이 방전 공간에는 크세논 가스 등과 같은 방전용 가스가 봉입된다. 외부 관의 외측면과 내부 관의 내측면에는 각각 외부 전극과 내부 전극이 형성되고, 이 외부 전극과 내부 전극에 의해 방전 공간 내에 방전이 발생하게 된다.

한편, 방전을 안정적으로 발생시키기 위하여, 내부 전극을 내부 관의 내측면에 밀착시키는 것이 바람직하다. 보통, 종래에는 내부 전극을 파이프 형태로 형성하여 내부 관의 내부에 삽입하는 방법을 사용한다. 이 방법에 따르면, 내부 전극을 내부 관의 내측면에 밀착시키기 위하여 내부 전극의 외경이 내부 관의 내경과 대략 동일하도록 형성하게 된다. 하지만, 이 경우 내부 전극 자체가 파이프 형태로 형성되기 때문에, 내부 전극의 외경과 내부 관의 내경이 동일하지 않으면, 내부 전극이 내부 관의 내측면에 완전히 밀착되기 어려운 문제점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 축 방향의 전체 길이에 걸쳐 절개부를 가지는 원통 형상의 내부 전극을 사용하는 방법이 제시된 바 있다. 이때 절개부는 내부 전극의 측면에 적어도 하나가 형성된다. 도 1은 하나의 절개부(107)를 가지는 내부 전극(103)이 삽입된 내부 관(101)의 단면을 나타내는 도면으로서, 이 경우 내부 전극(103)은 판 형상의 전극이 원통 모양으로 말아진 형태로, 그 일측단과 타측단이 소정 거리(D)로 이격되도록 함으로써 절개부(107)가 형성되도록 한다. 한편, 도 2는 두 개의 절개부(107a, 107b)를 가지는 내부 전극(103)이 삽입된 내부 관(101)의 단면을 나타내는 도면으로서, 이 경우 내부 전극(103)은 반원통 형상의 두 전극(103a, 103b)을 포함하며, 이 두 전극(103a, 103b)의 사이가 각각 두 개의 절개부(107a, 107b)를 형성하도록 한다. 이러한 방법에서는, 내부 전극(103)의 직경이 고정된 상태가 아니기 때문에, 내부 전극(103)이 파이프 형태로 형성되는 경우보다 내부 관(101)의 내측면에 더 잘 밀착될 수 있다. 하지만, 절개부(107, 107a, 107b)의 간격이 너무 벌어지는 경우, 이 절개부(107, 107a, 107b)에 의해 외부 전극과 내부 전극(103) 간의 방전이 방해되는 문제점이 발생한다. 따라서, 내부 전극(103)을 내부 관(101)에 삽입할 때, 절개부(107, 107a, 107b)의 간격을 적정 거리 이내로 맞추기 위하여 제조 작업성 또한 현저히 떨어지게 되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 내부 전극을 내부 관의 내측면에 효과적으로 밀착시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조 작업성이 향상되는 유전체 배리어 방전 램프를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 유전체 배리어 방전 램프는 동축으로 배치된 외부 관과 내부 관을 포함하여 원통 형상의 2중관 구조를 가지고, 상기 외부 관과 상기 내부 관 사이의 방전 공간에 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머 분자를 형성하는 방전용 가스가 충전되는 방전용기; 상기 외부 관의 외측면에 밀착 형성되는 외부 전극; 및 상기 내부 관의 내측면에 밀착 형성되고, 축방향의 일부에 걸쳐 절개된 적어도 하나 이상의 절개부를 포함하는 원통 형상의 내부 전극을 포함하고, 상기 절개부들 중 제1 절개부는 상기 내부 전극의 일측단으로부터 절개되고, 제2 절개부는 상기 내부 전극의 타측단으로부터 절개된다.

상기 절개부의 길이는 상기 내부 전극의 전체 길이 대비 60% 내지 95%이다.

상기 제1 절개부의 절개 간격의 합과 상기 2 절개부의 절개 간격의 합은 동일하다.

상기 유전체 배리어 방전 램프는 상기 내부 전극의 내측면에 형합되어 상기 내부 전극을 상기 내부 관의 내측면에 밀착시키는 스프링 부재를 더 포함한다.

상기 절개부는 상기 내부 전극의 원주 방향으로 3mm 이내의 간격으로 절개된다.

본 발명에 따르면, 내부 전극에 축방향의 일부에 걸쳐 절개된 절개부를 형성함으로써, 내부 전극을 내부 관의 내측면에 효과적으로 밀착시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제조 작업성이 향상되는 효과가 있다.

상기 목적 외에 본 발명의 다른 목적 및 이점들은 첨부 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도 3 및 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들 이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유전체 배리어 방전 램프를 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 유전체 배리어 방전 램프는 방전용기(100), 내부 전극(103) 및 외부 전극(105, 106)을 포함한다.

먼저, 방전용기(100)는 내부 관(101)과 외부 관(102)을 동축으로 배치함으로써 중공 원통 형상으로 형성된다. 일 실시 예에서, 방전용기(100)는 전체 길이가 약 150mm, 내부 관(101)의 내경이 약 14mm, 외부 관(102)의 외경이 약 25mm, 두께가 약 1mm로 형성될 수 있으며, 합성 석영유리로 형성 가능하다.

내부 관(101)의 내측면에는 광 반사판을 겸한 알루미늄 재질의 내부 전극(103)이 형성되며, 방전용기(100)의 일단에는 바륨 게터(104)가 배설된다.

내부 전극(103)은 도 4에 도시된 바와 같이 축방향의 일부분에 절개부(401a, 402b)를 가지는 원통 형상으로 형성된다. 이때, 내부 전극(103)의 외경은 내부 관(101)의 내경과 대략 동일하거나 약간 더 크게 형성될 수 있다. 한편, 절개부(401a, 402b)의 간격(T)은 방전에 방해를 주지 않도록 원주 방향으로 3mm 이내가 되도록 형성되며, 절개부(401a, 402b)의 길이(l)는 내부 전극(103)의 전체 길이(L) 대비 60% 내지 95%가 되도록 형성될 수 있다. 또한, 절개부(401a, 402b)는 하나가 내부 전극(103)의 일측단으로부터 절개되면, 다른 하나는 내부 전극(103)의 타측단으로부터 절개된다. 이러한 절개부(401a, 402b)에 의해 내부 전극(101)은 탄력적 인 직경을 가지게 됨으로써, 내부 관(101)의 내부에 삽입되면 내부 관(101)의 내측면에 완전히 밀결합될 수 있다. 즉, 내부 전극(101)은 내부 관(101)의 내부에 삽입될 때에는 절개부(401a, 402b)에 의해 직경이 줄어들었다가, 내부 관(101)의 내부에 삽입된 후에는 다시 원래 직경대로 회복되는 과정에서 내부 관(101)의 내측면에 밀착된다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 내부 전극(103)은 절개부(401a, 402b)가 축방향의 전체 길이에 걸쳐 형성되지 않고, 일부분에 걸쳐 형성되기 때문에, 절개부(401a, 402b)의 위치가 고정되어 있고, 그 간격 또한 설정된 간격 이내에서 조절된다. 따라서, 내부 전극(103)을 내부 관(101) 내부에 삽입시 종래와 같이 절개부(401a, 402b)의 간격을 일일이 맞출 필요가 없어 제조 작업성에 있어서 매우 효과적이다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따르면 절개부(401a, 402b)가 일체화된 내부 전극(103)으로 인해 내부 관(101) 내부에 내부 전극(103)을 삽입하기만 하면, 내부 전극(103)이 내부 관(101)의 내측면에 밀착될 뿐만 아니라, 절개부(401a, 402b)의 간격이 3mm 이내로 유지된다.

도 4를 참조한 상기 설명에서는 내부 전극(103)이 두 개의 절개부(401a, 402b)를 가지는 것으로 설명되었으나, 내부 전극(103)은 적어도 둘 이상의 절개부를 가지도록 형성될 수 있다. 이때, 절개부들은 내부 전극(103)의 양측단에서 교번적으로 절개되도록 형성될 수 있으며, 일측단으로부터 절개된 절개부의 간격의 합과 타측단으로부터 절개된 절개부의 간격의 합이 대략 동일하도록 형성될 수 있다. 각 절개부의 간격은 상술한 바와 같이 3mm가 넘지 않도록 형성된다. 예컨대, 내부 전극(103)이 네 개의 절개부를 가지도록 형성되는 경우, 일 실시 예에 따르면, 내부 전극(103)은 일측단으로부터 절개된 제1 및 제2 절개부와 타측단으로부터 절개된 제3 및 제4 절개부를 포함할 수 있다. 이때, 제1 및 제2 절개부와 제3 및 제4 절개부의 절개 간격 비율은 대략 1:1로 형성될 수 있다. 다른 실시 예에 따르면, 내부 전극(103)은 일측단으로부터 절개된 제1 절개부와 타측단으로부터 절개된 제2 내지 제4 절개부를 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 절개부와 제2 내지 제4 절개부의 절개 간격 비율은 대략 1:1로 형성된다. 예컨대, 제1 절개부가 2.1mm의 절개 간격을 가진다고 할 때, 제2 내지 제4 절개부는 각각 0.7mm의 절개 간격을 가질 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 유전체 배리어 방전 램프는 내부 관(101)의 내측면에 대한 내부 전극(103)의 밀착도를 향상시키기 위하여, 내부 전극(103)이 내부 관(101)에 삽입된 이후 내부 전극(103)의 내측면에 형합되는 스프링 부재를 더 포함할 수 있다. 스프링 부재는 코일 형태로 형성될 수도 있고, 내부 전극(103)의 형태와 유사하도록 절개부를 가지는 원통 형태로 형성될 수도 있다.

외부 관(102)은 유전체 배리어 방전의 유전체와 광 취출 윈도우를 겸하고 있으며, 그 외측면에는 나선형태로 권회되는 권선형 외부 전극(105)과 권선형 외부 전극(105)의 대략 절반을 반원통형으로 감싸는 금속성의 박판형 외부 전극(106)이 형성된다.

이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

도 1은 종래의 일 실시 예에 따른 내부 관의 단면도.

도 2는 종래의 다른 실시 예에 따른 내부 관의 단면도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 유전체 배리어 방전 램프를 나타내는 도면.

도 4는 도 3의 내부 전극을 나타내는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

100 : 방전용기 101 : 내부 관

102 : 외부 관 103, 103a, 103b : 내부 전극

104 : 바륨 게터 105, 106 : 외부 전극

107, 107a, 107b, 407a, 407b : 절개부

Claims (5)

1. 동축으로 배치된 외부 관과 내부 관을 포함하여 원통 형상의 2중관 구조를 가지고, 상기 외부 관과 상기 내부 관 사이의 방전 공간에 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머 분자를 형성하는 방전용 가스가 충전되는 방전용기;

   상기 외부 관의 외측면에 밀착 형성되는 외부 전극; 및

   상기 내부 관의 내측면에 밀착 형성되고, 축방향의 일부에 걸쳐 절개된 적어도 둘 이상의 절개부를 포함하는 원통 형상의 내부 전극

   을 포함하고,

   상기 절개부들 중 제1 절개부는 상기 내부 전극의 일측단으로부터 절개되고, 제2 절개부는 상기 내부 전극의 타측단으로부터 절개되는 것을 특징으로 하는 유전체 배리어 방전 램프.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 절개부의 길이는 상기 내부 전극의 전체 길이 대비 60% 내지 95%인 것을 특징으로 하는 유전체 배리어 방전 램프.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1 절개부의 절개 간격의 합과 상기 2 절개부의 절개 간격의 합은 동일한 것을 특징으로 하는 유전체 배리어 방전 램프.
4. 제1항에 있어서,

   상기 내부 전극의 내측면에 형합되어 상기 내부 전극을 상기 내부 관의 내측면에 밀착시키는 스프링 부재를 더 포함하는 유전체 배리어 방전 램프.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 절개부는 상기 내부 전극의 원주 방향으로 3mm 이내의 간격으로 절개되는 것을 특징으로 하는 유전체 배리어 방전 램프.

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