KR101478387B1 - 베이스부착 방전 램프 및 자외선 조사 장치 - Google Patents

베이스부착 방전 램프 및 자외선 조사 장치 Download PDF

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Abstract

[과제]
내부에 방전용 가스가 충전된 유전체로 이루어지는 발광관을 가지고, 이 발광관의 외면에 한 쌍의 전극이 대향 배치되고, 이 발광관의 한쪽 단부에 상기 전극으로의 급전기구가 설치된 베이스부착 방전 램프에 있어서, 장척화한 방전 램프를 자외선 조사 장치의 냉각관 내에 원활하고, 또한, 용이하게 삽입할 수 있도록 한 구조를 제공하는 것에 있다.
[해결 수단]
상기 발광관의 급전기구측 단부와 반대의 비급전측 단부에 베이스가 장착되고, 이 베이스에는 발광관을 활동·안내하는 가이드 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

베이스부착 방전 램프 및 자외선 조사 장치{DISCHARGE LAMP WITH BASE AND ULTRAVIOLET IRRADIATION DEVICE}
이 발명은, 베이스부착 방전 램프 및 이 베이스부착 방전 램프를 이용한 자외선 조사 장치에 관한 것으로, 특히, 텔레비젼이나 디스플레이 등의 액정 기판의 제조에 사용되는, 특히, 감광성의 재료를 포함하는 액정 재료를 이용한 액정 제조에 사용되는 베이스부착 방전램프 및 자외선 조사 장치에 관한 것이다.
액정표시장치에 있어서는, 액정이 가지는 굴절률 이방성을 이용하여, 액정에 전압을 인가해 이 굴절률 이방성의 축의 방향을 바꿈으로써, 액정 패널의 투과광의 밝기를 제어하고 있다. 이러한 액정표시장치에 있어서는, 액정에 전압이 인가되어 있지 않은 상태에서의 액정분자의 배열 방법을 제어하는 것이, 매우 중요하다.
최근, 액정 패널의 제조 방법에 있어서, 밝고 고속 응답성인 MVA 패널을 얻기 위해, 중합성 성분을 함유하는 액정 조성물을 기판 사이에 끼워 유지하고, 전압을 인가하면서 상기 중합성 성분을 중합시킴으로써 액정 분자의 경사방향을 규정하는 기술이 알려져 있다.
이러한 기술은, PSVA(Polymer Stabilized Vertically Aligned nematic)라고 일컬어지고, 예를 들면, 특허 문헌 1 등에 기재되어 있다. 이 기술에 있어서, 중합성 성분으로서, 자외선에 의해 폴리머화하는 모노머재가 이용되는 경우가 있다.
모노머재를 사용한 액정 기판에서는, 표시얼룩에 관련해 몇 가지의 문제가 있고, 이것은 중합이 불충분하고, 고분자가 변형하기 때문이라고 생각되고 있다. 이러한 중합 불량을 방지하기 위해서는, 모노머재에 대해서 과부족이 없는 광조사가 필요함과 더불어, 엄밀한 온도 관리가 필요하다고 알려져 있다.
중합에 사용되는 광은, 모노머재의 종류에도 의하지만, 대체로 파장대가 310nm∼380nm인 자외선이라고 한다. 중합을 완수시키려면, 일반적으로 장시간의 광조사가 필요하게 되기 때문에, 사용하는 광원용 램프에 있어서도 효율이 좋은 것이 바람직하다.
이러한 사정을 감안해서, 본 발명자들은, 도 11에 나타낸 바와 같이, 광원용 램프를 개발했다.
이 방전 램프(1)는, 유전체로 이루어지는 편평각형상의 발광관(2)의 상하면에, 방전 공간(S)을 사이에 두고 한 쌍의 전극(3, 4)이 대향 배치되어 있다. 방전 공간(S) 내에는, 희가스(예를 들면, 크세논가스)가 봉입되고, 상기 전극(3, 4) 사이에 고주파 전압을 인가하면, 이 방전 공간 내에 유전체 배리어 방전이 생성된다.
그리고, 발광관(1)의 내면에는, 유로퓸부활(付活)붕산스트론튬(Sr－B－O：Eu(이하 SBE라고 칭한다.)) 형광체, 세륨부활 알루민산마그네슘란탄(La－Mg－AI－0：Ce(이하, LAM라고 칭한다.)) 형광체, 가돌리늄, 프라세오디뮴부활 인산란탄(La－P－0：Gd, Pr(이하, LAP：Pr, Gd라고 칭한다)) 형광체 등의 형광체(5)가 도포된다.
이러한 램프에 의하면, 자외선의 스펙트럼에 있어서, 310∼380 nm에 최대 에너지 피크를 가지는 광을 방출할 수 있어, 고효율의 광원용 방전 램프로서, 충분히 이용할 수 있는 것이 된다.
그런데, 이 방전 램프에 있어서는, 발광관(1)의 관벽의 온도가 고온이 된다고 알려져 있다. 이 때문에, 도 12와 같이, 방전 램프(1, 1)와 기판(패널) (W)을 직접 대향시켜 광을 조사했을 경우에는, 방전 램프의 열에 의해 모노머가 온도 상승해, 중합 처리를 행할 수 없게 되는 문제가 있다.
이 때문에, 모노머재를 유지하는 패널 기판에 있어서도 최적의 온도 상태로 유지할 필요가 있다.
만일, 패널 기판의 온도 관리가 불충분하여, 모노머재의 온도 관리가 적정하게 행해지지 않으면, 중합 불량이 발생해, 최종 제품인 액정 패널에 소부(燒付)가 생기는 문제점이 있다.
이러한 점을 감안하여, 램프의 온도 제어를 확실히 실시할 수 있도록, 예를 들면, 특허 문헌 2처럼, 냉각 쟈켓 등을 이용해, 램프를 개별적으로 냉각하는 방법을 검토할 수 있다
그렇지만, 최근에는, 워크가 되는 액정 패널은 크기가 2000mm를 넘는 큰 것이 보통이며, 이것을 처리하기 위한 램프의 길이도, 당연히 이것을 넘는 길이의 것이 필요하게 된다. 그 때문에, 상기의 냉각 구조를 가지는 장치를 채용한다고 해도, 길이가 긴 방전 램프의 취급이 대단히 번잡화하며, 특히, 램프를 냉각 쟈켓에 출납하는 작업이 대단히 곤란하다는 문제가 발생했다.
특허 문헌 1 : 특개 2008－123008호 공보 특허 문헌 2 : 특개 2008－235678호 공보
이 발명은, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 유전체로 이루어지는 발광관의 외면에 한 쌍의 전극이 대향 배치되고, 이 발광관의 한쪽의 단부에 상기 전극으로의 급전기구가 설치된 베이스부착 방전 램프에 있어서, 자외선 조사 장치에 있어서의 냉각관으로의 이 방전 램프의 삽입을 용이하게 해, 자외선 조사 장치의 하우징으로의 탈착을 간단하게 행할 수 있도록 한 베이스부착 방전 램프를 제공하고자 하는 것이다.
또한, 하우징과, 이 하우징에 장착되는 방전 램프를 구비한 자외선 조사 장치에 있어서, 이 하우징에 설치된 냉각관 내에 상기 베이스부착 방전 램프를 용이하고, 또한, 원활히 삽입할 수 있어, 이 램프를 하우징에 착탈 가능한 상태로 용이하게 장착할 수 있도록 한 자외선 조사 장치를 제공하고자 하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 이 발명에 따른 베이스부착 방전 램프 및 자외선 조사 장치는, 상기 발광관의 급전기구측 단부와 반대의 비급전측 단부에 베이스가 장착되고, 이 베이스에는 발광관을 활동(滑動)·안내(案內)하는 가이드 기구를 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 발광관의 베이스에는 복수의 슬라이딩체를 설치한 것을 특징으로 하고, 또한, 이 베이스가 발광관에 착탈 가능한 것을 특징으로 한다.
자외선 조사 장치의 하우징에 냉각관을 설치해, 이 냉각관 내에 상기 가이드 기구에 의해 상기 베이스부착 방전 램프가 활동·안내되어 삽입되고, 상기 베이스에 의해 상기 하우징의 걸어맞춤부재에 착탈 가능하게 걸어맞춰져 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스부착 방전 램프가 급전기구에 의해 하우징의 지지 기구에 착탈 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 베이스부착 방전 램프의 비급전측 단부에 베이스를 부착하고 이 베이스에 가이드 기구를 설치함으로써, 자외선 조사 장치에 설치된 냉각관 내에 방전 램프를 삽입할 때에, 비록 길이가 긴 램프여도, 이 가이드 기구를 이용해 원활하고, 또한, 용이하게 방전램프를 삽입할 수 있어, 램프 교환 작업이 매우 순조롭게 행해질 수 있다는 효과를 나타낸다.
또, 가이드 기구가 복수의 슬라이딩체를 구비함으로써, 냉각관 내에 램프를 삽입할 때, 안정된 램프 자세가 유지되어, 그 삽입 작업이 한층 용이해진다.
또한, 베이스가 발광관에 대해서 착탈 가능함으로써, 램프 교환에 있어서는, 베이스를 떼어내 발광관만을 교환하면 되어 경제적이다.
또, 베이스부착 방전 램프는, 자외선 조사 장치의 하우징의 냉각관에 삽입해가면, 그 비급전측 단부에서 하우징과 자동적으로 착탈 가능하게 걸어맞출 수 있어, 작업시간의 단축화가 도모되는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 자외선 조사 장치의 부분 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 베이스부착 방전 램프의 전체 사시도.
도 3은 도 1의 부분 사시 단면도.
도 4는 도 3의 횡단면도.
도 5는 도 1의 주요부 사시도.
도 6은 도 1의 다른 주요부 사시도.
도 7은 도 6의 지지 기구만의 작용 설명도.
도 8은 걸어맞춤부재의 다른 실시예.
도 9는 슬라이딩체의 다른 실시예.
도 10은 베이스의 다른 실시예.
도 11은 종래의 방전 램프.
도 12는 종래의 자외선 조사의 개념도.
자외선 조사 장치(10)에 있어서, 하우징(11)은 한 쌍의 외벽 (12a, 12b)을 가지고, 대부분의 경우, 작업 환경으로부터 그 한쪽의 외벽(12a)에만 개폐부(13)가 형성되어 있다.
하우징(11)의 내부에는, 광투과성 부재, 예를 들면, 석영유리로 이루어지는 냉각관(14)이 설치되어 있다. 또한, 이 냉각관(14)은 도면에 있어서는 1개만이 나타나 있지만, 복수개 구비되어 있는 것이 보통이다.
이 냉각관(14)은, 하우징(11)의 천정부(15)에서 늘어뜨려 설치한 내벽 (16a, 16b)에 지지되어 있다. 그리고, 이 내벽(16)과 상기 외벽(12)의 사이에는 냉각 공기 통로 (17a, 17b)가 형성되어 있다.
베이스부착 방전 램프(20)는 냉각관(14) 내에 삽입 지지되어 있고, 냉각 공기 통로(17a) → 냉각관(14) → 냉각 공기 통로(17b)를 흐르는 공기에 의해 냉각된다.
도 2에 본 발명의 베이스부착 방전 램프(20)가 도시되어 있으며, 그 기본적인 램프 구조는 도 11의 것과 동일하다. 즉, 편평각형상의 발광관(21)의 상하 표면에 한 쌍의 외부전극(22, 23)이 설치되어 있다.
상기 발광관(21)의 일단에는 급전기구(24)가 설치되어 있어, 급전선 (25, 26)에 의해, 상기 전극(22, 23)에 고주파 전압이 인가된다. 이에 의해, 발광관(21)의 내부의 방전공간에서는 유전체 배리어 방전이 발생한다.
예를 들면, 방전 가스가 크세논의 경우, 발광되는 파장 172nm의 자외선에 의해, 발광관 내부에 도포한 형광체가 여기되어 예를 들면, 310∼380nm의 자외선을 방사한다.
한편, 상기 급전기구(24)가 설치된 단부와는 반대측의 비급전측 단부에는 베이스(30)가 설치되어 있다. 도 3 및 도 4를 참조해, 이 베이스(30)에는, 가이드 기구(31)로서, 하면과 양측면에 슬라이딩체(32, 33, 33)가 설치되어 있다. 이 실시예에서는, 하면의 하방 슬라이딩체(32)에만 굴림대(32a)가 설치되어 있는데, 좌우의 측방 슬라이딩체(33, 33)에도 굴림대를 설치하도록 해도 된다. 그리고, 이들 슬라이딩체 (32, 33, 33)는 각각이 냉각관(14)의 내주면에 맞닿아 있다.
다시 도 1을 참조해, 냉각관(14) 내에 삽입된 베이스부착 방전 램프(20)는 그 전단(도면의 좌단)에서, 하우징(11)의 외벽(12b)에 설치된 걸어맞춤부재(40)에 착탈 가능하게 걸어맞춰져 있다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 이 걸어맞춤부재(40)는 수직판(41)과 수평판(42)으로 이루어지고, 수직판(41)이 하우징(11)의 외벽(12b)에 고착되어 있다. 그리고, 수평판(41)에는 전단변의 중앙에 절결(43)이 형성되어 있다.
방전 램프(20)가 도 1의 우방의 개폐부(13)로부터 냉각관(14) 내에 삽입되면, 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 방전 램프(20)의 베이스(30)에 설치된 가이드 기구(31)의 슬라이딩체(32, 33, 33)가 냉각관(14)의 내주면을 활동해 안내되어, 그 자세를 유지하면서, 좌방의 걸어맞춤부재(40)에 걸어맞춰진다.
그 때, 베이스(30)의 하면이 걸어맞춤부재(40)의 수평판(42)에 얹혀져 지지된다. 이 때, 베이스(30)의 하방의 슬라이딩체(32)는, 수평판(42)의 절결(43) 내에 들어가, 이 수평판(43)과 간섭하지 않는다.
또한, 상기 걸어맞춤부재(40)와 베이스(30)의 가이드 기구(31)는, 이 베이스(30)의 하방의 슬라이딩체(32)가 냉각관(14)에서 벗어나기 전에, 베이스(30)가 상기 걸어맞춤부재(40)의 수평판(42)에 얹혀져 지지되도록 하는 위치 관계로 유지되고 있다.
다시 도 1을 참조해, 냉각관(14)의 우측단의 외부에는, 하우징(11)의 외벽 (12a)과 내벽(16a)의 사이에, 지지 기구(50)가 설치되어 있다.
이 지지 기구(50)는, 도 6에 나타낸 바와 같이, 방전 램프(20)의 급전기구(24)를 지지하기 위한 것이다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 지지 기구(50)는, 문형 부재(51)와 이것에 일단에서 회동 가능하게 연결된 수평 부재(52)로 이루어진다. 문형 부재(51)에는 방전 램프(20)의 급전기구(24)를 상방으로부터 가압하는 수직 스프링(53)이 설치되어 있고, 한편, 수평 부재(52)에는 급전기구(24)를 후방으로부터 가압하는 수평 스프링(54)이 설치되어 있다.
또, 문형 부재(51)의 측면에는 걸어맞춤핀(55)이, 그리고, 수평 부재(54)에는 이 걸어맞춤핀(55)과 걸어맞추는 걸어맞춤편(56)이 각각 설치되어 있다.
방전 램프(20)를 냉각관(14)에 삽입할 때는, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 가압 부재(52)는 개방되어 있고, 이 상태로 방전 램프(20)가 삽입되어 간다. 방전 램프(20)의 선단이, 도 1에 나타낸 바와 같이, 걸어맞춤부재(40)에 걸어맞춰져 소정 위치에 위치 결정되면, 도 7b에 나타낸 바와 같이, 수평 부재(52)를 회동해 걸어맞춤편(56)을 걸어맞춤핀(55)에 걸어맞춘다.
이 상태에서는, 수평 부재(52)는 방전 램프(20)의 급전기구(24)의 하방으로부터 지지해, 수평 스프링(54)에 의해 방전 램프(20)를 후방으로부터 가압한다.
한편, 문형 부재(51)의 수직 스프링(53)이 급전기구(24)를 상방으로부터 수평 부재(52) 방향으로 가압해 지지한다.
이렇게 해서, 방전 램프(20)는 전방의 비급전측 단부의 베이스(30)가 걸어맞춤부재(40)에 의해, 급전측 단부의 급전기구(24)가 지지 기구(50)에 의해, 각각 지지되어 소정의 위치에 위치 결정된다.
또한, 상기에 있어서는, 걸어맞춤부재(40)의 수평판(42)은 베이스(30) 자체를 하방으로부터 지지하는 것을 나타냈지만, 도 8에는, 베이스(30)와 걸어맞춤부재 (40)의 수평판(42)의 상이한 위치관계를 나타낸 다른 실시예가 도시되어 있다.
도면에 있어서, 수평판(42)은 베이스(30)의 측방 슬라이딩체(33, 33)를 하방으로부터 지지하도록 하는 위치 관계로 설정되어 있다.
이 경우에도, 하방의 슬라이딩체(32)가 냉각관(14)으로부터 벗어나기 전에, 수평판(42)이 측면 슬라이딩체(33, 33)과 걸어맞춤하는 위치 관계에 있는 것은 말할 필요도 없다.
도 9에 슬라이딩체의 다른 실시예가 나타나 있으며, 슬라이딩체(35, 36)는 2개이고, 방전램프를 하방에서 지지하도록, 도면에서, 대략 'ハ'자 형상으로 하방으로 열려진 상태로 설치되어 있다. 이 경우도, 이 슬라이딩체(35, 36)에 굴림대를 설치해도 된다.
또한, 도 10에는, 베이스(30)의 다른 실시예가 나타나 있다. 이 베이스(30)는 방전 램프(20)의 발광관(21)에 착탈 가능하게 부착되어 있다. 발광관(21)에는 보호부재(37)가 부착되고, 베이스(30)가 이 보호부재(37)에 장착되고, 부착 나사(38) 등에 의해 고착되어 있다.
이상과 같이, 본 발명의 베이스부착 방전 램프에서는, 발광관의 비급전측의 단부에 베이스를 부착해, 이 베이스에 가이드 기구를 설치함으로써, 방전 램프를 자외선 조사 장치의 냉각관 내에 장착할 때, 상기 가이드 기구에 의해 원활하고, 또한 용이하게 삽입할 수 있어, 길이가 긴 램프의 교환 작업이 대폭으로 단축화되고, 또한, 확실히 작업할 수 있다는 효과를 나타내는 것이다.
10 자외선 조사 장치
11 하우징
14 냉각관
20 베이스부착 방전 램프
21 발광관
22, 23 전극
24 급전기구
30 베이스
31 가이드 기구
32 하방 슬라이딩체
33, 33 측방 슬라이딩체
40 걸어맞춤부재
41 수직판
42 수평판
43 절결
50 지지 기구
51 문형 부재
52 수평 부재

Claims (5)

  1. 내부에 방전용 가스가 충전된 유전체로 이루어지는 발광관을 가지고, 이 발광관의 외면에 한 쌍의 전극이 대향 배치되고, 이 발광관의 한쪽의 단부에 상기 전극으로의 급전기구가 설치된 베이스부착 방전 램프에 있어서,
    상기 발광관의 급전기구측 단부와 반대의 비급전측 단부에 베이스가 장착되고, 이 베이스에는 발광관을 활동(滑動)·안내(案內)하는 가이드 기구가 설치되어 있고,
    상기 가이드 기구가 복수의 슬라이딩체를 가지는 것을 특징으로 하는 베이스부착 방전 램프.
  2. 내부에 방전용 가스가 충전된 유전체로 이루어지는 발광관을 가지고, 이 발광관의 외면에 한 쌍의 전극이 대향 배치되고, 이 발광관의 한쪽의 단부에 상기 전극으로의 급전기구가 설치된 베이스부착 방전 램프에 있어서,
    상기 발광관의 급전기구측 단부와 반대의 비급전측 단부에 베이스가 장착되고, 이 베이스에는 발광관을 활동(滑動)·안내(案內)하는 가이드 기구가 설치되어 있고,
    상기 베이스가, 발광관에 대해서 탈착 가능한 것을 특징으로 하는 베이스부착 방전 램프.
  3. 하우징과, 이 하우징에 장착되는 방전 램프를 구비한 자외선 조사 장치에 있어서,
    상기 하우징에는 내부에 냉각 기체가 흐르는 냉각관이 설치되고, 베이스부착 방전 램프가 이 냉각관내에 가이드 기구에 의해서 활동·안내되어 삽입되고, 상기 베이스에 의해 상기 하우징의 걸어맞춤부재에 탈착 가능하게 걸어맞춰져 이루어지며,
    상기 베이스부착 방전 램프는, 내부에 방전용 가스가 충전된 유전체로 이루어지는 발광관을 가지고, 이 발광관의 외면에 한 쌍의 전극이 대향 배치되고, 이 발광관의 한쪽의 단부에 상기 전극으로의 급전기구가 설치된 베이스부착 방전 램프로서, 상기 발광관의 급전기구측 단부와 반대의 비급전측 단부에 베이스가 장착되고, 이 베이스에는 발광관을 활동(滑動)·안내(案內)하는 상기 가이드 기구가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 베이스부착 방전 램프가, 상기 베이스부착 방전 램프의 발광관의 급전기구에 의해 하우징의 지지기구에 탈착 가능하게 지지되어 있는 것을 특징으로 하는 자외선 조사 장치.
  5. 삭제
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