KR100973119B1 - 램프 유닛 - Google Patents

Abstract

램프 점등 개시 전에 있어서의 전극과 트리거 부재의 사이에서의 절연 파괴를 억제하고, 플래시 점등을 확실하게 행할 수 있는 램프 유닛을 제공하는 것이다.

봉형상의 발광관(25)의 내부에 희가스가 발광 가스로서 봉입되고, 한 쌍의 전극(23, 24)이 대향하여 배치된다. 발광관(25)의 외면에는, 트리거 부재(3)가 설치된다. 트리거 부재(3)는, 예를 들면 석영 유리와 같은 유전성을 갖는 부재로 이루어지는 직관형의 트리거관(31)과, 0트리거관(31) 내에 설치된 도체(34)에 의해 구성된다. 상기 도체(34)의 길이는, 전극간의 공간 부분의 영역 상에 있어서의 길이가, 전극간 거리 L1보다 짧고, 이에 의해, 램프(2)의 점등 전에 있어서의 전극(23, 24)과 트리거 부재(3)의 사이에서의 절연 파괴를 억제할 수 있다. 또, 도체(34)를 유전성을 갖는 트리거관(31)의 내부에 설치하였으므로, 도체(34)에 전압을 인가함으로써 확실하게 점등시킬 수 있다.

Description

램프 유닛{LAMP UNIT}

본 발명은, 반도체 제조나 박막 트랜지스터 제조에 이용되는 어닐링 장치의 램프 유닛에 관한 것이다.

반도체 제조나 박막 트랜지스터 제조에 있어서는, 플래시 램프를 구비한 램프 유닛을 갖는 어닐링 장치가 사용되고 있다. 예를 들면, 실리콘 웨이퍼 표층에 얕은 확산층(pn 접합)을 형성(이온 주입한 불순물 활성화)하는 공정에 있어서는, 상기 램프 어닐링 장치가 사용된다.

상술한 어닐링 공정에서는 특히 이온 주입한 불순물의 프로파일의 무너짐이나 형성한 패턴의 휘발 등의 문제를 회피하고, 또한, 불순물의 양호한 활성화 상태를 얻는 것이 필요하다.

또, 액정 표시 패널용의 박막 트랜지스터 제조에 있어서도, 기판 상에 형성된 반도체막을 확실하고 또한 균일하게 활성화시킬 필요가 있다. 특히 유리 기판에 의한 경우는 이러한 어닐링 처리를 달성하면서 기판으로의 과도한 가열을 방지하여 기판의 신축이나 「휘어짐」의 발생을 억제하지 않으면 안 된다.

이러한 어닐링 장치에 구비되는 플래시 램프 및 트리거 부재로 이루어지는 램프 유닛은, 예를 들면 특허 문헌 1에 기재되어 있다.

도 9는, 특허 문헌 1에 기재된 램프 유닛(1)의 설명도이다. 도 9의 (a)는 플래시 램프(2)의 길이방향을 따른 단면도이고, 도 9의 (b)는 플래시 램프(2)의 길이방향에 대해 수직방향을 따른 단면도(도 9의 (a)의 B-B 단면도)이다.

램프 유닛(1)은 플래시 램프(2)와 트리거 부재(3)에 의해 구성된다.

플래시 램프(2)는, 예를 들면 석영 유리로 이루어지는 봉형상의 발광관(25)의 밀폐된 내부(26)에, 예를 들면 크세논(Xe) 가스로 이루어지는 발광 가스가 봉입된다. 또한, 봉형상의 발광관(25)의 내부(26)에는, 그 중심축에 연장되도록 봉형상의 리드(21, 22)에 접속된 한 쌍의 전극(23, 24)이 대향하여 배치된다. 각 전극(23, 24)에 접속된 리드(21, 22)는, 발광관(25)의 길이방향에 있어서의 양단으로부터 돌출된다.

플래시 램프(2)의 발광관(25)의 외면에는, 예를 들면 텅스텐으로 이루어지는 봉형상의 도체(34)가 트리거 부재(3)로서 발광관(25)의 길이방향을 따라 배치된다. 이 봉형상의 도체(34)의 양단에는, 도체(34)를 플래시 램프(2)에 고정하는 밴드(5)가 발광관의 외주면에 감겨져 설치된다.

도 10은, 플래시 램프(2)를 점등시키는 램프 점등 장치의 회로 구성예이다.

플래시 램프(2)의 전극(23, 24)은 램프 점등 회로(50)에 접속되고, 트리거 부재(3)를 구성하는 도체(34)는 트리거 점등 회로(53)에 접속된다.

램프(2)의 점등 개시 전, 전극(23, 24)에 접속된 콘덴서(C)에, 충전기(51)로부터 점등 전류 제어용 임피던스(52)를 통해 전압이 인가되고, 에너지가 축적된다. 램프(2)의 점등 시, 트리거 점등 회로(53)로부터 도체(34)에 전압이 인가됨으로써, 플래시 램프(2)의 전극(23, 24)간에서 절연 파괴가 일어나고, 콘덴서(C)에 축적된 에너지가 즉시 플래시 램프(2)에 투입된다.

이와 같이 하여 플래시 램프(2)가 점등함으로써, 단시간에 대단히 높은 방사 휘도를 갖는 방사광이 얻어지는 플래시 점등 상태가 된다.

[특허 문헌 1] 일본국 특허공개 2001-185088 공보

최근의 요망으로서, 예를 들면 실리콘 웨이퍼 표층에 얕은 확산층(pn 접합)을 형성(이온 주입한 불순물 활성화)하는 공정에 있어서, 실리콘 웨이퍼 표층에 형성되는 확산층의 부분을 더욱 얕게 형성하고 싶다는 요망이 있었다. 그러기 위해서는, 플래시 램프(2)의 플래시 펄스폭을 종래의 것보다 짧게 함으로써, 예를 들면 실리콘 웨이퍼 표층에 있어서의 가열되는 층을, 종래보다 더욱 얕은 위치에서만 가열하는 것을 생각할 수 있다.

펄스폭을 짧게 했다고 해도, 확산층 형성에 필요한 방사 휘도는 거의 동일하므로, 콘덴서에 충전되는 충전 전압을 상승시키게 된다.

종래의 램프 유닛(1)을 이용하여 콘덴서의 충전 전압을 종래의 값보다 상승시켜 가면, 도체(34)에 트리거 전압을 인가하기 전에, 전극(23, 24)과 트리거 부재(3)인 도체(34)의 사이에 절연 파괴가 일어나고, 한쪽의 전극과 트리거 부재(34)의 사이에서 전류가 흘러, 발광관(25)의 외면을 따라 이 전류가 흐르는 경우가 있다. 이와 같이, 트리거 부재(3)와 다른 쪽의 전극의 사이에서 전류가 흐름으로써, 램프(2)가 점등을 개시해 버려, 콘덴서에는 원하는 충전 전압까지 인가할 수 없는 문제가 일어났다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 램프 점등 개시 전에 있어서의 전극과 트리거 부재의 사이에서의 절연 파괴를 억제할 수 있음과 동시에, 플래시 점등을 확실하게 행할 수 있는 램프 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명에 있어서는, 상기 과제를 다음과 같이 해결한다.

(1) 한 쌍의 전극과, 이 전극을 내부에 설치한 발광관으로 이루어지는 플래시 램프와, 상기 발광관의 바깥쪽에 설치한 트리거용의 도체로 구성되는 램프 유닛에 있어서, 상기 발광관의 바깥쪽에, 상기 한 쌍의 전극을 연결하는 축을 따라, 적어도 이 전극간의 전체 길이에 걸쳐 유전성을 갖는 트리거관을 설치하고, 이 트리거관 내를 대기압보다 감압 상태로 하거나, 또는 내부에 불활성 가스를 봉입하고, 이 트리거관 내에, 상기 전극간의 공간 부분의 영역 상에 있어서의 길이가, 상기 전극간 거리 이하인 도체를 설치하며, 이 도체의 적어도 일부를 상기 전극 상에 배치한다. 즉, 도체를, 전극이 설치된 영역을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역 상 및 전극간의 공간 부분을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역 상에 걸쳐 배치하고, 이 도체의 상기 전극간의 공간 부분의 영역 상에 있어서의 길이를, 상기 전극간 거리 이하로 한다.

(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 도체를, 상기 전극 상이고 전극간의 공간 부분을 제외한 영역 상에 배치한다. 즉, 상기 도체를, 전극이 설치된 영역을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역 상에만 배치하고, 전극간의 공간 부분을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역 상에는 상기 도체가 배치되지 않도록 한다.

본 발명에 있어서는, 이하의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 발광관의 바깥쪽에, 상기 한 쌍의 전극을 연결하는 축을 따라, 적어도 이 전극간의 전체 길이에 걸쳐 유전성을 갖는 트리거관을 설치하고, 이 트리거관 내를 대기압보다 감압 상태로 하거나, 또는 내부에 불활성 가스를 봉입하고, 이 트리거관 내에, 상기 전극간의 공간 부분의 영역 상에 있어서의 길이가, 상기 전극간 거리 이하인 도체를 설치하며, 이 도체의 적어도 일부를 상기 전극 상에 배치하였으므로, 전극과 도체의 사이에 있어서의 절연 파괴에 요하는 에너지를 크게 할 수 있고, 램프 점등 개시 전에 있어서의 전극과 트리거 부재의 사이에서의 절연 파괴를 억제할 수 있다. 또, 이 도체의 길이에 따라 상기 절연 파괴에 요하는 에너지의 크기를 변화시킬 수 있고, 이에 의해, 전극에 접속된 콘덴서에 원하는 전위를 인가할 수 있다.

또, 전극간의 전체 길이에 걸쳐, 유전성을 갖는 트리거관을 설치하고 있으므로, 트리거관과 전극의 거리를 근접할 수 있고, 또, 전극과 도체의 사이에, 트리거관의 두께와, 트리거관의 내부의 감압 상태 또는 불활성 가스를 개재시킬 수 있다.

이 때문에, 램프 점등 개시 시에 있어서, 도체에 전압이 인가되면, 도체를 내부에 갖는 트리거관은 유전성을 갖고 있으므로, 트리거관에 전위가 걸려, 고전위측의 전극으로부터 이것에 근접한 트리거관에 전류가 흐르고, 또한 트리거관에 근접한 저전위측의 전극에 전류를 흐르게 할 수 있다.

즉, 한 쌍의 전극과 트리거관을 근접시킴으로써, 램프 점등 개시 시에 있어서의 절연 파괴를 용이하게 할 수 있고, 플래시 램프에 의한 플래시 점등을 확실하게 행할 수 있으며, 콘덴서에 축적된 원하는 에너지가 즉시 플래시 램프에 투입되 어, 원하는 펄스폭으로 대단히 높은 방사 강도를 가지는 방사광을 얻을 수 있다.

(2) 상기 도체를, 상기 전극 상이고 전극간의 공간 부분 상을 제외한 영역에 배치함으로써, 램프 점등 개시 전에 있어서의 전극과 트리거 부재의 사이에서의 절연 파괴를 더욱 억제할 수 있고, 또, 전극간에서 발생하는 방전에 의해 생기는 광이, 상기 도체로 방해되지 않으며, 램프로부터의 광을 효율적으로 이용할 수 있다.

본 발명에 따른 제1 실시예를 도 1을 이용하여 설명한다.

도 1은, 제1 실시예에 따른 램프 유닛(1)의 설명도이다. 도 1의 (a)는 램프 유닛(1)에 구비되는 플래시 램프(2)의 길이방향을 따른 단면도이고, 도 1의 (b)는 램프 유닛(1)에 구비되는 플래시 램프(2)의 길이방향에 대해 수직방향을 따른 단면도(도 1의 (a)의 A-A 단면도)이다. 도 1의 (c)는, 도 1의 (a)의 램프 유닛(1)을 구성하는 플래시 램프(2)와 트리거 부재(3)의 지지 구조의 설명도이다. 도 1에 있어서는, 도 9에 나타낸 것과 같은 것에 동일한 부호를 붙이고 있다.

본 실시예에 있어서, 도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 램프 유닛(1)은, 플래시 램프(2)와 트리거 부재(3)에 의해 구성된다.

플래시 램프(2)는, 예를 들면 석영 유리로 이루어지는 봉형상의 발광관(25)의 밀폐된 내부(26)에, 예를 들면 크세논(Xe) 가스로 이루어지는 희가스가 발광 가스로서 봉입된다. 또한, 봉형상의 발광관(25)의 내부(26)에는, 그 중심축에 연장되도록 봉형상의 리드(21, 22)에 접속된 한 쌍의 전극(양극(23) 및 음극(24))이 대향하여 배치된다. 각 전극(양극(23) 및 음극(24))에 접속된 봉형상의 리드(21, 22)는, 발광관(25)의 길이방향에 있어서의 양단으로부터 돌출된다.

이 리드(21, 22)는 예를 들면 텅스텐(W)에 의해 형성된다. 또, 한쪽의 리드(21)의 선단에 설치된 양극(23)은 예를 들면 텅스텐(W)에 의해 형성되고, 다른 쪽의 리드(22)의 선단에 설치된 음극(24)은 예를 들면 바륨·알루미네이트(Ba·Al₂O₃)를 함유하는 텅스텐(W)에 의해 형성된다.

직관형의 발광관(25)의 외면에는, 이 외면을 따르도록 나란히 트리거 부재(3)가 설치된다.

이 트리거 부재(3)는, 예를 들면 석영 유리와 같은 유전성을 갖는 부재로 이루어지는 직관형의 트리거관(31)과, 이 트리거관(31)의 중심축에 연장되도록 설치된 예를 들면 텅스텐(W)으로 이루어지는 도체(34)에 의해 구성된다. 트리거관(31)의 일단(도 1(a)에 있어서는, 트리거관(31)에 있어서의 음극(24)측의 단부)에는 밀봉부(33)가 형성된다. 트리거관(31)의 밀봉부(33)는, 트리거관(31)의 일단으로부터 신장되는 예를 들면 석영 유리의 파이프체를 용융 상태로 하여 압궤(壓潰)하는 핀치 시일법에 의해 형성된다. 밀봉부(33)의 내부에는, 도체(34)와 외부 리드(36)를 전기적으로 접속하는 예를 들면 몰리브덴(Mo)으로 이루어지는 금속박(35)이 매설된다.

또, 도 1의 (c)에 나타낸 바와 같이, 제1 지지체(41)와 제2 지지체(42)가 각각 발광관(25)의 외면과, 트리거관(31)의 외면에 맞닿고, 램프 유닛(1)은 제1 지지체(41)와 제2 지지체(42)에 의해 가압되어 끼워진다.

또한, 이 트리거관(31)의 밀봉부(33)는, 트리거관(31)의 일단으로부터 신장되는 예를 들면 석영 유리의 파이프체를 용융 상태로 하여 내부를 감압하는 것에 의한, 이른바 쉬링크 시일법에 의해 형성해도 상관없다.

또, 트리거관(31)의 밀봉부(33)는, 금속박(35)을 매설하지 않고, 도체(34)의 외주에 가열한 중간 유리(도체(34)와 트리거관(31)의 중간적인 선팽창률의 유리)를 직접 감아, 석영 유리에 용착(溶着)하여 밀봉하는 그레이티드 시일법이어도 상관없다.

이와 같이 밀폐된 트리거관(31)의 내부(32), 예를 들면 0.01Torr 이하로까지 감압된 상태로 하거나, 또는, 예를 들면 10Torr 이상의 질소(N₂) 가스와 같은 불활성 가스가 봉입된다.

트리거 부재(3)의 트리거관(31)은, 한 쌍의 전극인 양극(23) 및 음극(24)이 설치된 영역 상(즉 전극(23, 24)이 설치된 부분을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역), 및, 전극간(거리 L1)의 공간 부분 상(즉 전극간의 공간 부분을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역)에 걸쳐져, 발광관(25)의 외면의 부분에, 적어도 그 전체 길이에 걸쳐 발광관(25)과 맞닿아 나란히 배치된다.

또한, 트리거관(31)의 내부(32)에 설치된 도체(34)는, 본 실시예에서는 도체(34)의 전극(23, 24)간의 공간 부분의 영역 상의 길이가 한 쌍의 전극(23, 24)간 거리 L1의 반분 이하이고, 전극간(거리 L1)의 공간 부분 상(즉 전극간의 공간 부분을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역) 및 한쪽의 전극(예를 들면 전극(24))이 설 치된 영역 상(즉 전극이 설치된 부분을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역 상)에 배치된다.

또한, 도체(34)의 길이는, 상기에 한정되는 것이 아니라, 전극(23, 24)간의 공간 부분의 영역 상의 길이(즉, L1-L9)가 전극간 거리 L1보다 짧으면 되고, 요는 필요해지는 절연 파괴에 요하는 에너지의 크기 등에 따라 적절히 선정한다.

도 2는, 본 발명에 관련된 제2 실시예에 따른 램프 유닛(1)의 설명도이고, 램프 유닛(1)에 구비되는 플래시 램프(2)의 길이방향을 따른 단면도를 도시한다. 플래시 램프(2)의 길이방향에 대해 수직방향을 따른 단면도는 도 1의 (a)에 나타낸 것과 동일하다.

도 2에 있어서, 트리거 부재(3)의 트리거관(31)은, 도 1에 나타낸 것과 동일하게, 한 쌍의 전극인 양극(23) 및 음극(24)이 설치된 부분 상 및, 전극간(거리 L1)의 공간 부분 상에 걸쳐져, 발광관(25)의 외면의 부분에, 적어도 그 전체 길이에 걸쳐 발광관(25)과 맞닿아 나란히 배치된다.

또, 트리거관(31)의 내부(32)에 설치된 도체(34)는, 본 실시예에서는 한쪽의 전극(예를 들면 전극(24))이 설치된 영역 상(즉 전극이 설치된 부분을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역)에 배치된다. 즉, 트리거관(31)의 내부(32)에 설치된 도체(34)는, 대향하는 전극(23, 24)간(거리 L1)의 공간 부분 상에 위치하지 않도록 배치된다.

그 밖의 구성은 도 1에 나타낸 제1 실시예와 동일하고, 예를 들면 석영 유리로 이루어지는 봉형상의 발광관(25)의 밀폐된 내부(26)에, 예를 들면 크세논(Xe) 가스로 이루어지는 희가스가 발광 가스로서 봉입되고, 봉형상의 발광관(25)의 내부(26)에, 그 중심축에 연장되도록 봉형상의 리드(21, 22)에 접속된 한 쌍의 전극(양극(23) 및 음극(24))이 대향하여 배치된다. 각 전극(양극(23) 및 음극(24))에 접속된 봉형상의 리드(21, 22)가, 발광관(25)의 길이방향에 있어서의 양단으로부터 돌출된다.

제1, 제2 실시예에 따른 램프 유닛의 수치예를 이하에 든다.

발광관(25)의 길이방향에 있어서의 전체 길이 L2는 580mm이고, 전극(23, 24)간 거리 L1은 500mm이다. 발광관(25)의 외경 L3이 13mm이고, 발광관(25)의 내경 L4가 10.5mm이며, 발광관(25)의 내부(26)에 봉입되는 크세논(Xe) 가스는 450Torr이다.

트리거관(31)의 길이방향에 있어서의 전체 길이 L5는 540mm이고, 트리거관(31)의 외경 L6이 4mm이며, 트리거관(31)의 내경 L7이 2mm이다.

트리거관(31)의 내부(32)에 배치된 도체(34)의 선단과 양극(23)의 관축방향의 거리 L9는, 제1 실시예에 있어서는 250mm, 제2 실시예에 있어서는 550mm이다.

상술한 제1, 제2 실시예에 따른 램프 유닛(1)은, 구비되는 어닐링 장치에 있어서, 도 1의 (c)에 나타낸 바와 같이, 플래시 램프(2)의 발광관(25)과 트리거 부재(3)의 트리거관(31)이, 발광관(25)의 외면에 맞닿은 제1 지지체(41)와 트리거관(31)의 외면에 맞닿은 제2 지지체(42)에 의해 가압되어 끼워지고, 플래시 램프(2)의 한 쌍의 전극(양극(23) 및 음극(24))에 도시 생략의 램프(2) 전원이 전기적으로 접속된다. 트리거 부재(3)의 트리거관(31)의 내부(32)에 설치한 도체(34) 에는, 도시 생략의 트리거 전원이 전기적으로 접속된다.

그리고, 램프(2)의 점등 전에, 전극과 도시 생략의 램프(2) 전원의 사이에 설치된 도시 생략의 콘덴서에, 도시 생략의 램프(2)의 전원으로부터 원하는 전압이 인가되고, 에너지가 축적된다.

램프(2)의 점등 시, 도시 생략의 트리거 전원으로부터 도체(34)에 전압이 인가됨으로써, 트리거관(31)에 전압이 인가되고, 트리거관(31)을 통해 한 쌍의 전극(23, 24)간에서 절연 파괴가 일어나, 도시 생략의 콘덴서에 축적된 에너지가 즉시 플래시 램프(2)에 투입된다. 이 에너지가 투입됨으로써, 발광관(25) 내부(26)에 봉입된 예를 들면 크세논(Xe) 가스로 이루어지는 발광 가스가 여기된다. 이와 같이 플래시 램프(2)가 램프(2) 점등함으로써, 단시간에 대단히 높은 방사 휘도를 갖는 방사광이 얻어지는 플래시 점등 상태가 된다.

제1, 제2 실시예에 있어서는, 상기 전극(23, 24)간의 공간 부분의 영역 상에 있어서의 도체(34)의 길이를, 상기 전극간 거리 L1의 반분 이하로 하고, 이 도체(34)의 적어도 일부를 상기 전극 상에 배치하였으므로, 전극(23, 24)과 도체(34)의 절연 거리를 늘릴 수 있다.

이 때문에, 램프(2)의 점등 전에 있어서, 전극(23, 24)과 도체(34)의 사이에 있어서의 절연 파괴를 요하는 에너지를 크게 할 수 있다. 즉, 램프(2)의 점등 전에 있어서의 전극(23, 24)과 트리거 부재(3)의 사이에서의 절연 파괴를 억제할 수 있으므로, 전극(23, 24)과 트리거 부재(3)의 사이에서 전류가 흐르는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해 전극(23, 24)에 접속된 도시 생략의 콘덴서에 원하는 전위를 인가할 수 있다.

특히, 후술하는 실험 2에 있어서의 도 7의 실험 결과에 나타낸 바와 같이, 트리거관(31)의 내부(32)에 설치한 도체(34)를, 전극(23, 24)간 거리 L1의 반분 이하의 길이로 함으로써, 램프(2)의 점등 전, 전극(23, 24)과 도체(34)의 사이에 있어서의 절연 파괴에 요하는 에너지를 크게 할 수 있다.

특히, 제2 실시예와 같이, 도체(34)를 한쪽의 전극이 설치된 영역 상에만 배치함으로써, 램프(2)의 점등 전에 있어서의, 전극(23, 24)과 도체(34)의 사이에 있어서의 절연 파괴에 요하는 에너지를 더욱 크게 할 수 있다. 또, 전극간에서 발생하는 방전에 의해 생기는 광을, 상기 도체(34)가 방해하는 일이 없다. 이 때문에, 램프로부터의 광을 효율적으로 이용할 수 있다.

또한, 제1, 제2 실시예에 따른 램프 유닛(1)은, 도체(34)를 유전성을 갖는 트리거관(31)의 내부(32)에 설치함으로써, 전극(23, 24)과 도체(34)의 사이에, 트리거관(31)의 두께와, 트리거관(31)의 내부(32)의 감압 상태 또는 불활성 가스를 개재시킬 수 있다.

제1, 제2 실시예에 따른 램프 유닛(1)은, 램프(2) 점등 시에 있어서, 도체(34)에 전압이 인가되면, 도체(34)를 내부(32)에 갖는 트리거관(31)은 유전성을 갖고 있으므로, 즉시 트리거관(31)에 전위가 걸려, 플래시 램프(2)의 전극(23, 24)에 접속된 콘덴서에 축적된 원하는 에너지가 즉시 플래시 램프(2)에 투입되어, 원하는 펄스폭으로 대단히 높은 방사 강도를 갖는 방사광을 얻을 수 있다.

특히, 후술하는 실험 1에 있어서의 도 6의 실험 결과에 나타낸 바와 같이, 트리거관(31)의 내부(32)에는 불활성 가스를 봉입함으로써, 램프(2) 점등 전, 전극(23, 24)과 도체(34)의 사이에 있어서의 절연 파괴에 요하는 에너지를 크게 할 수 있다.

또, 제1, 제2 실시예에 따른 램프 유닛(2)은, 트리거관(31)의 길이를 한 쌍의 전극(23, 24)간 거리 L1과 적어도 동등하게 함으로써, 트리거관(31)과 한 쌍의 전극(양극(23) 및 음극(24))의 거리를 근접할 수 있다.

이 때문에, 램프(2)의 점등 시에 있어서는, 도체(34)에 전압이 인가됨으로써, 트리거관(31)에 전위가 걸려, 고전위측의 전극(23)으로부터 이것에 근접한 트리거관(31)을 향해 전류가 흐르고, 또 트리거관(31)을 따라 발광관(25)의 내부(26)의 길이방향으로 전류가 흐르며, 또한 트리거관(31)에 근접한 저전위측의 전극(24)에 전류를 흐르게 할 수 있다. 즉, 한 쌍의 전극(23, 24)과 트리거관(31)을 근접시킴으로써, 램프(2) 점등 시에 있어서의 절연 파괴를 용이하게 할 수 있고, 플래시 램프(2)에 의한 플래시 점등을 확실하게 행할 수 있다.

상기 본 발명에 따른 램프 유닛(1)의 효과를 나타내기 위해, 이하의 본 발명의 램프 유닛(1)과 비교예 1, 2를 이용하여 이하의 실험 1∼3을 행하였다.

도 3에 상기 비교예 1의 구성을 나타낸다.

도 3은, 상기 도 1, 도 2와 동일하게, 램프 유닛(1)에 구비되는 플래시 램프(2)의 길이방향을 따른 단면도이고, 도 1, 도 2에 나타낸 것과 같은 것에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

도 3에 나타내는 것은, 트리거 부재(3)를 구성하는 도체(34)의, 발광관(25) 의 관축방향의 길이를 전극간 거리 L1보다 길게 한 것이다.

즉, 트리거 부재(3)의 트리거관(31)은, 한 쌍의 전극인 양극(23) 및 음극(24)이 설치된 영역 상 및 전극간(거리 L1)의 공간 부분의 영역 상이고, 발광관(25)의 외면의 부분에 걸쳐져, 적어도 그 전체 길이에 걸쳐 발광관(25)과 맞닿아 나란히 배치된다.

또, 트리거관(31)의 내부(32)에 설치된 도체(34)는, 상기 트리거관(31)과 동일하게, 한 쌍의 전극인 양극(23) 및 음극(24)이 설치된 영역 상 및 전극간(거리 L1)의 공간 부분의 영역 상에 걸쳐져, 발광관(25)의 외면의 부분에 적어도 그 전체 길이에 걸쳐 배치된다.

도 4에 상기 비교예 2의 구성을 나타낸다.

도 4는, 상기 도 1, 도 2와 동일하게, 램프 유닛(1)에 구비되는 플래시 램프(2)의 길이방향을 따른 단면도이고, 도 1, 도 2에 나타낸 것과 같은 것에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

도 4에 나타내는 것은, 트리거 부재(3)를 구성하는 트리거관(31)의, 발광관(25)의 관축방향의 길이를 전극간 거리 L1의 반분 이하로 하고, 도체(34)의 길이를 트리거관(31)과 동일한 길이로 한 것이다.

(1) 실험 1

실험 1에서는, 트리거관을 갖지 않는 종래의 램프 유닛(도 9 참조)과 트리거관을 갖는 램프 유닛에 대해 내전압성을 비교하였다.

즉, 종래의 램프 유닛(1)으로서, 트리거 부재(3)를 플래시 램프(1)의 발광 관(25)의 외면에 설치하여, 도 9에 나타낸 종래에 따른 램프 유닛(1)을 구성하였다. 또, 트리거관을 갖는 램프 유닛(1)으로서, 트리거 부재(3)를 발광관(25)의 외면에 설치한 본 실시예로서 도 2에 나타낸 램프 유닛(1)을 구성하였다.

실험 1에 이용한 플래시 램프(2)는, 발광관(25)의 내부(26)에 크세논(Xe) 가스를 봉입한 것을 준비하였다. 구체적으로는, 도 5의 (a)에 나타낸 크세논(Xe) 가스의 봉입량이 다른 3종류의 플래시 램프 A∼C를 준비하였다.

플래시 램프 A : 크세논 가스의 봉입량 300Torr

플래시 램프 B : 크세논 가스의 봉입량 450Torr

플래시 램프 C : 크세논 가스의 봉입량 600Torr

·플래시 램프 A∼C는 크세논 가스의 봉입량 이외는 이하의 공통되는 구성을 갖는다.

발광관(25) : 석영 유리(전체 길이 L2=580mm, 내경 L4=10.5mm, 외경 L3=13mm)

·음극(24) : 바륨·알루미네이트를 함유하는 몰리브덴

·양극(23) : 텅스텐

·전극(23, 24)간 거리 L1 : 500mm

또, 실험 1에 이용한 트리거 부재는, 종래의 램프 유닛(1)을 구성하기 위한 도체만으로 이루어지는 트리거 부재(3)로서 봉형상의 텅스텐을 준비하였다.

또, 상기 본 실시예와 비교하는 램프 유닛(1)을 구성하기 위한 트리거 부재(3)로서 봉형상의 텅스텐으로 이루어지는 도체(34)를 내부(32)에 봉입한 석영 유 리로 이루어지는 트리거관(31)을 준비하였다.

구체적으로는, 도 5의 (b)에 나타낸 바와 같이, 1종류의 종래에 따른 트리거 부재(종래예)와, 트리거관(31)의 내부를 감압 또는 크세논 가스를 봉입한 3종류의 트리거 부재를 준비하였다.

·종래예 : 트리거관(31) 없음

·트리거 부재 a : 트리거관(31)의 내부(32)가 감압 상태(0.01Torr)

·트리거 부재 b : 트리거관(31)의 내부(32)가 크세논 가스(100Torr)

·트리거 부재 c : 트리거관(31)의 내부(32)가 크세논 가스(450Torr)

·종래예에 따른 트리거 부재 : 도체(34)가 텅스텐봉(전체 길이 520mm, 외경 1mm)

·트리거 부재 a : 도체(34)가 텅스텐봉(외경 1mm)

·트리거 부재 b : 도체(34)가 텅스텐봉(외경 1mm)

·트리거 부재 c : 도체(34)가 텅스텐봉(외경 1mm)

트리거 부재 a∼c에 따른 도체(34)는, 한쪽의 전극이 설치된 영역 상에만 배치하고, 전극(23, 24)간 거리 L1의 공간 부분의 영역 상에 배치하지 않도록 구성한다(L9가 550mm인 트리거 부재).

또, 트리거 부재 a∼c에 따른 트리거관(31)은 상기 비교예 1에 나타낸 것이고, 이하의 공통되는 구성을 갖는다.

·트리거관(31) : 석영 유리(전체 길이 L5=540mm, 내경 L7=2mm, 외경 L6=4mm)

·금속박(35) : 몰리브덴박

실험 1에서는, 상기 도체(34) 및 트리거관(31)을 갖는 램프 유닛을 램프 하우스에 둘러싸인 어두운 곳에 배치하고, 이들 램프 유닛에 대해 콘덴서 용량이 200μF인 콘덴서에 인가하는 충전 전압을 올리고, 트리거 부재(3)에 전압을 인가하지 않은 상태로, 전극(23, 24)간에서 절연 파괴가 일어났을 때의 전압을 측정하였다. 그 측정 결과를 도 6에 나타낸다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 플래시 램프 A∼C의 어느 것에 있어서나, 트리거관(31)을 갖는 램프 유닛(1)의 내전압성이 우수한 것을 알 수 있다.

특히, 트리거관(31)에 크세논 가스를 봉입한 트리거관(b 및 c)을 갖는 램프 유닛의 내전압성이 우수한 것도 나타내고 있다.

(2) 실험 2

실험 2에 있어서는, 본 발명에 따른 램프 유닛(1)에 있어서, 트리거관(31)의 내부(32)에 배치된 도체(34)의 선단의 발광관 직경방향으로 신장되는 선으로부터, 양극(23) 선단의 발광관 직경방향으로 신장되는 선까지의 발광관(25)의 관축방향으로 신장되는 거리(도 1에 나타낸 L9)를 변화시켰을 때의 내전압성을 비교하였다.

실험 2에서는, 상기 거리 L9가 0mm(도체(34)가, 양극(23) 및 음극(24)이 설치된 영역 상 및 전극간의 공간 부분의 영역 상에 걸쳐져 배치된 도 3의 비교예 1), 250mm(도 1에 나타낸 제1 실시예의 램프 유닛), 375mm, 500mm(전극(23, 24)간의 공간 부분을 직경방향으로 연장한 영역 상에 있는 발광관(25)의 바깥쪽의 부분에, 도체(34)가 배치되어 있지 않은 램프 유닛), 550mm(도 2에 나타낸 제2 실시예 의 램프 유닛)인 5종류의 본 발명에 따른 램프 유닛을 준비하였다.

각 램프 유닛은 이하의 공통되는 구성을 갖는다.

<플래시 램프>

·발광관(25) : 석영 유리(전체 길이 L2=580mm, 내경 L4=10.5mm, 외경 L3=13mm)

·발광관(25)의 내부(26) : 450Torr

·음극(24) : 바륨·알루미네이트를 함유하는 몰리브덴

·양극(23) : 텅스텐

·전극(23, 24)간 거리 L1 : 500mm

<트리거 부재(3)>

·도체(34) : 텅스텐봉(외경=1mm)

·트리거관(31) : 석영 유리(내경 L7=2mm, 외경 L6=4mm)

·트리거관(31)의 내부(32) : 크세논 가스(450Torr)

·금속박(35) : 몰리브덴박

실험 2에서는, 각 램프 유닛을 램프 하우스에 둘러싸인 어두운 곳에 배치하고, 각 램프 유닛(1)에 대해, 콘덴서 용량이 200μF인 콘덴서에 인가하는 충전 전압을 올리고, 트리거 부재(3)에 전압을 인가하지 않은 상태로, 전극(23, 24)간에서 절연 파괴가 일어났을 때의 전압을 측정하였다. 그 측정 결과를 도 7에 나타낸다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 트리거관(31)의 선단의 발광관 직경방향으로 신장되는 선으로부터 양극(23)의 선단의 발광관 직경방향으로 신장되는 선까지의 발광 관(25)의 관축방향으로 신장되는 거리 L9가 크면 클수록 내전압성을 향상시킬 수 있지만, 특히 거리 L9가 250mm 이상, 즉, 도체(34)의, 전극(23, 24)간의 공간 부분의 영역 상의 길이를 한 쌍의 전극(23, 24)간 거리 L1의 반분 이하로 함으로써 내전압성을 향상시킬 수 있다.

또한, 트리거관(31)의 내부(32)에 설치된 도체(34)를, 한쪽의 전극이 설치된 영역 상에만 배치하고, 전극(23, 24)간 거리 L1의 공간 부분의 영역 상에 배치하지 않도록 구성함으로써(L9가 500mm 및 도 2에 나타낸 550mm인 램프 유닛), 램프(2)의 점등 전의 전극(23, 24)과 도체(34)의 사이에 있어서의 내전압성을 향상시킬 수 있다. 또, 이와 같이 구성하면, 전극간에서 발생하는 방전에 의해 생기는 광을, 상기 도체(34)가 방해하는 일도 없다.

(3) 실험 3

실험 3에 있어서는, 트리거관(31)의 길이를 변화시켜 램프(2) 점등성을 비교하였다.

즉, 전극(23, 24)에 접속된 콘덴서에 6KV의 충전 전압을 인가한 본 발명에 따른 램프 유닛(1)에 있어서, 한 쌍의 전극(양극(23) 및 음극(24))의 대향하는 전극(23, 24)간(거리 L1)의 공간 부분 상의 발광관(25)의 외면의 부분에 있어서의 트리거관(31)의 길이(도 4에 나타낸 L10)를 변화시켰을 때, 트리거관(31)에 전압을 인가한 것에 의한 램프(2)의 점등성을 비교하였다.

실험 3에 있어서는, 대향하는 전극(23, 24)간의 공간 부분을 발광관(25)의 직경방향으로 연장한 영역에 있어서의 트리거관(31)의 길이 L10이, 0mm(즉, 대향하 는 전극(23, 24)간의 공간 부분을 발광관(25)의 직경방향으로 연장한 영역 이외의 영역에 트리거관(31)이 배치된 램프 유닛), 250mm(즉, 대향하는 전극(23, 24)간의 공간 부분을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역의 반분에 걸쳐 트리거관(31)이 배치된 램프 유닛, 도 4에 나타낸 램프 유닛), 375mm, 500mm(즉, 대향하는 전극(23, 24)간의 공간 부분을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역의 전체 길이에 걸쳐 트리거관(31)이 배치된 램프 유닛), 550mm(즉, 대향하는 전극(23, 24)간의 공간 부분을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역의 전체 길이에 걸쳐 트리거관(31)이 배치된 램프 유닛(1)으로서, 또한 트리거관(31)의 50mm가, 전극(23, 24)이 배치된 영역을 발광관의 직경방향으로 연장한 영역 상에 있는 도 3에 나타낸 램프 유닛)인 5종류의 램프 유닛을 준비하였다.

또한, 트리거관(31)의 내부(32)에 배치되는 도체(34)는, 트리거관(31)의 내부(32)의 그 길이방향에 있어서의 대략 전체 길이에 걸쳐 배치된다.

각 램프 유닛(1)이 이하의 공통되는 구성을 갖는다.

<플래시 램프>

·발광관(25) : 석영 유리(전체 길이 L2=580mm, 내경 L4=10.5mm, 외경 L3=13mm)

·발광관(25)의 내부(26) : 450Torr

·음극(24) : 바륨·알루미네이트를 함유하는 몰리브덴

·양극(23) : 텅스텐

·전극(23, 24)간 거리 L1 : 500mm

<트리거 부재>

·도체(34) : 텅스텐봉(외경=1mm)

·트리거관(31) : 석영 유리(내경 L7=2mm, 외경 L6=4mm)

·트리거관(31)의 내부(32) : 크세논 가스(450Torr)

·금속박(35) : 몰리브덴박

실험 3에서는, 각 램프 유닛을 램프 하우스에 둘러싸인 어두운 곳에 배치하고, 각 램프 유닛(1)에 대해, 콘덴서 용량이 200μF인 콘덴서에 6KV의 충전 전압을 인가한 상태로, 트리거 부재(31)에 15KV의 전압을 인가하였을 때를 시행 회수 1회로 하고, 시행 회수 합계 10회 중, 플래시 램프(2)가 발광한 회수(발광 회수)가 몇 회 있었는지를 조사하였다. 그 결과를 도 8에 나타낸다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 트리거 부재(3)의 트리거관(31)은, 전극(23, 24)간의 공간 부분을 직경방향으로 연장한 영역 상의 발광관(25)의 외면의 부분에, 적어도 그 전체 길이에 걸쳐 맞닿게 함으로써, 10회의 시행에 있어서 10회 모두 램프(2) 점등시킬 수 있었다. 이것으로부터, 트리거관(31)의 길이는, 전극(23, 24)간의 거리 L1 이상인 것이 바람직하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 램프 유닛의 설명도이다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 램프 유닛의 설명도이다.

도 3은 비교예 1의 램프 유닛의 설명도이다.

도 4는 비교예 2의 램프 유닛의 설명도이다.

도 5는 실험 1에 있어서의 실험 조건의 설명도이다.

도 6은 실험 1에 있어서의 실험 결과의 설명도이다.

도 7은 실험 2에 있어서의 실험 결과의 설명도이다.

도 8은 실험 3에 있어서의 실험 결과의 설명도이다.

도 9는 종래에 따른 램프 유닛의 설명도이다.

도 10은 종래에 따른 램프 유닛의 램프 점등 장치의 구성예를 도시한 도면이다.

[부호의 설명]

1 : 램프 유닛 2 : 플래시 램프

21 : 한쪽의 리드 22 : 다른 쪽의 리드

23 : 양극 24 : 음극

25 : 발광관 26 : 발광관의 내부

3 : 트리거 부재 31 : 트리거관

32 : 트리거관의 내부 33 : 밀봉부

34 : 도체 35 : 박

36 : 외부 리드 41 : 제1 지지체

42 : 제2 지지체

L1 : 한 쌍의 전극(양극 및 음극)의 대향하는 전극간 거리

L2 : 발광관의 길이방향에 있어서 전체 길이

L3 : 발광관의 외경

L4 : 발광관의 내경

L5 : 트리거관의 길이방향에 있어서의 전체 길이

L6 : 트리거관의 외경

L7 : 트리거관의 내경

L8 : 트리거관의 내부에 있어서의 도체의 길이방향의 전체 길이

L9 : 트리거관의 내부에 배치된 도체의 선단과 양극 선단의 발광관의 관축방향으로 신장되는 거리

L10 : 대향하는 전극간의 공간 부분을 발광관 직경방향으로 연장한 영역 상의 발광관의 외면 부분에 있어서의 트리거관의 길이

Claims (2)

1. 한 쌍의 전극과, 이 전극을 내부에 설치한 발광관으로 이루어지는 플래시 램프와, 상기 발광관의 바깥쪽에 설치한 트리거용의 도체로 구성되는 램프 유닛에 있어서,

   상기 발광관의 바깥쪽에, 상기 한 쌍의 전극을 연결하는 축을 따라, 적어도 이 전극간의 전체 길이에 걸쳐 유전성을 갖는 트리거관을 설치하고,

   이 트리거관 내를 대기압보다 감압 상태로 하거나, 또는 내부에 불활성 가스를 봉입하고,

   이 트리거관 내에, 상기 전극간의 공간 부분의 영역 상에 있어서의 길이가, 상기 전극간 거리보다 짧은 도체를 설치하며, 이 도체를 상기 전극 상에도 배치한 것을 특징으로 하는 램프 유닛.
2. 한 쌍의 전극과, 이 전극을 내부에 설치한 발광관으로 이루어지는 플래시 램프와, 상기 발광관의 바깥쪽에 설치한 트리거용의 도체로 구성되는 램프 유닛에 있어서,

   상기 발광관의 바깥쪽에, 상기 한 쌍의 전극을 연결하는 축을 따라, 적어도 이 전극간의 전체 길이에 걸쳐 유전성을 갖는 트리거관을 설치하고,

   이 트리거관 내를 대기압보다 감압 상태로 하거나, 또는 내부에 불활성 가스를 봉입하고,

   상기 도체를, 상기 전극 상에만 배치한 것을 특징으로 하는 램프 유닛.

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