KR20120104089A

KR20120104089A - 엑시머 램프

Info

Publication number: KR20120104089A
Application number: KR1020120011741A
Authority: KR
Inventors: 마사토시 시모나카; 마사타카 가와구치
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2012-02-06
Publication date: 2012-09-20
Also published as: CN102683163A; JP2012190676A; TWI482196B; KR101464034B1; TW201237925A; CN102683163B; JP5376410B2

Abstract

방전 용기의 외표면에 적어도 한쪽이 광 투과성의 외부 전극이 설치되고, 상기 방전 용기의 내면에는 시동 보조 전극이 배치되어 이루어지는 엑시머 램프에 있어서, 시동 보조 전극으로부터 외부 전극에 걸쳐 연면 방전이 발생하고, 외부 전극간의 정규 방전에 영향을 미치지 않는 구조를 제공하는 것에 그 목적이 있고, 이를 위해 상기 외부 전극에는, 그 축방향의 단부로부터 상기 방전 용기의 관축 방향을 따라 연장되는 근원부와, 이 근원부의 선단으로부터 상기 방전 용기의 폭방향으로 연장되는 가지부로 이루어지는 가지형상 전극이 설치되고, 상기 시동 보조 전극은, 적어도 한쪽의 상기 외부 전극의 가지형상 전극의 가지부의 선단과 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

엑시머 램프{EXCIMER LAMP}

본 발명은, 방전 용기의 외표면에 한쌍의 광 투과성 외부 전극을 가지는 엑시머 램프에 관한 것으로, 특히, 방전 용기의 내면에 시동 보조 전극이 배치되어 이루어지는 엑시머 램프에 관련된 것이다.

종래, 방전 용기의 외표면에 한쌍의 외부 전극을 대향 배치시켜 이루어지는 엑시머 램프가 알려져 있고, 그 방전 용기의 광 방사면에 형성되는 외부 전극은, 광을 취출한다는 본래의 기능을 다하기 위해서, 예를 들면 금 페이스트를 격자형상으로 도포한 광 투과성 전극이 이용되고 있다.

한편, 상기 광 방사면에 대향하는 광을 취출하지 않는 측의 외표면에 형성하는 외부 전극으로는, 기능적으로는 광 투과성일 필요는 없지만, 대부분의 경우, 제조 공정의 간소화나, 상기 방전 용기 내에서 발생하는 방전의 안정성 등의 관점으로부터, 상기 광 방사면과 마찬가지로 광 투과성 전극을 그대로 이용하는 것도 행해지고 있다.

이러한 엑시머 램프의 시동성을 개선하는 목적으로, 방전 용기 내면에 도전성 물질로 이루어지는 시동 보조 전극을 설치하는 것도 알려져 있다. 예를 들면, 일본국 특허공개 평 11－273629호 공보(특허 문헌 1)가 그것이며, 발광관의 외표면에 설치한 한쌍의 외부 전극의 일단부에 있어서, 그 발광관의 내표면에 도전성 재료로 이루어지는 시동 보조 전극을 설치한 것이다. 그리고, 이 시동 보조 전극은 외부 전극간에 설치되는 것인데, 반드시 양 외부 전극과 겹치지 않아도 되는 것도 개시되어 있다.

도 8에는, 외부 전극으로서 광 투과성 전극을 이용한 엑시머 램프가 나타나 있고, 방전 용기(11)의 외표면에 한쌍의 광 투과성의 외부 전극(12)이 대향 배치되어 있다. 그 외부 전극(12)의 일단부에 있어서, 방전 용기(11)의 내표면에 시동 보조 전극(13)이 설치된다.

이와 같이 시동 보조 전극(13)을 배치함으로써, 예를 들면 한쪽의 외부 전극(12)에 고주파 고전압을 인가하여 점등시킬 때에, 전하를 그 시동 보조 전극을 통하여 다른쪽의 외부 전극에 신속하게 이동시킴으로써, 시동성이 향상하게 된다.

그런데, 전(前) 시동 보조 전극(13)과 외부 전극(12)의 사이에서의 방전은, 시동시만에 머물지 않고, 통상 점등으로 이행한 후도 그 방전이 발생하고 있고, 이것이, 도시하는 바와같이, 연면 방전(X)으로서 외부 전극(12) 방향으로 전파된다.

이와 같이 연면 방전(X)이 일어나면, 그 만큼의 에너지가 소비되어 버려, 본래의 외부 전극간에서의 정규 방전에 필요한 전체의 에너지가 적어져 조도 저하를 초래하게 된다.

또한, 당해 연면 방전(X)이 발생하는 부위에서의 부분적인 조도 저하도 일어나, 바람직하지 않다.

이러한 시동 보조 전극과 외부 전극간의 연면 방전을 방지하는 기술로서, 일본국 특허공개 2010－225343호 공보(특허 문헌 2)에서는, 광 투과성 전극의 단부에 축방향으로 연장되는 가지형상 전극을 설치한 것이 개시되어 있다.

도 9에 그 종래예가 나타나 있고, 방전 용기(11)의 외표면의 광 투과성 외부 전극(12)의 단부에 축방향으로 연장하는 가지형상 전극(14)이 설치되어 있다. 상기 방전 용기(11)의 내면에는 도전성 물질로 이루어지는 시동 보조 전극(13)이 설치되고, 그 시동 보조 전극(13)은 상기 가지형상 전극(14)의 선단부와 방전 용기(11)를 통하여 서로 겹치도록 배치되어 있다.

이 종래 기술에 있어서는, 시동 보조 전극(13)을 이 가지형상 전극(14)의 단부에 대응시켜 형성함으로써, 그 외부 전극(12)과 시동 보조 전극(13)의 거리를 이간시켜, 연면 방전이 일어나기 어려운 구조로 하고 있다.

그러나, 최근에 있어서의 엑시머 램프의 고조도화에 대한 요청으로부터 램프에 대한 더한층의 고입력화가 요구됨에 따라, 상기 종래 구성에서도 시동 보조 전극(13)으로부터의 연면 방전(X)이 가지형상 전극(14)을 따르도록 외부 전극(12)까지 도달하는 경우가 있고, 그 영향이 외부 전극(12)간에서의 정규 방전에 영향을 미치게 되었다. 상기 종래 기술의 구성에서 이를 회피하고자 하면, 가지형상 전극(14)을 더욱 길게 관축 방향으로 연장하면 되지만, 그러면 램프 전체 길이의 장척화를 초래하고, 유효 발광 길이와의 균형에서, 실용상 부적합하여 수용할 수 없다.

특허 문헌 1 : 일본국 특허공개 평 11－273629호 공보 특허 문헌 2 : 일본국 특허공개 2010－225343호 공보

본 발명은, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 방전 용기의 외표면에 적어도 한쪽이 광 투과성의 한쌍의 외부 전극이 설치되고, 상기 방전 용기의 내면에는 시동 보조 전극이 배치되어 이루어지는 엑시머 램프에 있어서, 한정된 스페이스에서 가능한 한 연면 거리가 긴 가지형상 전극을 설치함으로써, 상기 시동 보조 전극으로부터의 연면 방전을 그 가지형상 전극을 따라 뻗게 하여 외부 전극에 이르지 않고, 외부 전극간에서의 정규 방전에 영향을 받지 않도록 한 엑시머 램프를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는, 상기 외부 전극에는, 그 축방향의 단부로부터 상기 방전 용기의 관축 방향을 따라 연장되는 근원부와, 상기 근원부의 선단으로부터 상기 방전 용기의 폭방향으로 연장되는 가지부로 이루어지는 가지형상 전극이 설치되고, 상기 시동 보조 전극은, 적어도 한쪽의 상기 외부 전극의 가지형상 전극의 가지부의 선단과 서로 겹치도록 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가지형상 전극의 근원부는, 상기 외부 전극의 폭방향의 일단부로부터 관축 방향을 따라 연장되고, 상기 가지부는 상기 근원부의 선단으로부터 상기 방전 용기의 폭방향의 타단부로 연장되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가지형상 전극의 상기 근원부와 상기 가지부의 접속부에 있어서의 폭이, 상기 가지부의 폭보다도 큰 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가지형상 전극의 가지부의 선단부에 있어서의 폭이, 그 가지부의 그 이외의 영역의 폭보다도 큰 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 외부 전극에 설치되는 가지형상 전극을, 관축 방향으로 연장하는 근원부와 폭방향으로 연장하는 가지부로 구성했으므로, 시동 보조 전극과 가지형상 전극의 가지부 선단간에서 처음으로 발생하는 연면 방전은, 이 가지부를 따라 이행된다. 이에 대하여, 상기 시동 보조 전극으로부터 외부 전극을 직선적으로 연결하는 공극부에는 전극이 존재하지 않기 때문에, 유리 내면에 전하가 모이지 않아 전위가 형성되지 않으므로, 공극부 방향으로의 전계가 발생하지 않고, 외부 전극 방향으로의 연면 방전이 발생하지 않는다.

또한, 상기 가지형상 전극의 근원부를, 외부 전극의 단부의 폭방향의 위치 단부로부터 연장하도록 설치함으로써, 가지부의 길이를 최대한 길게 하고, 가지형상 전극의 전체 길이를 크게 취할 수 있어, 연면 방전이 외부 전극에 이르는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 가지형상 전극의 가지부보다도, 근원부와 가지부의 접속 부분에 있어서 폭을 크게 함으로써, 전극부의 넓은 면적 부분인 접속 부분에 대부분의 전하가 축적되게 된다. 이에 따라, 시동 보조 전극과 가지부 선단간에서 최초로 발생한 연면 방전은, 이 전하가 보다 많이 축적된 접속부 방향을 향해 상기 가지부를 따라 한층 이행하기 쉬워진다.

또한, 가지형상 전극의 가지부의 선단부에 있어서의 폭을 크게 함으로써, 시동 보조 전극과 당해 폭이 넓은 선단부의 사이의 유리 내면에 전하가 모이기 쉬워져, 해당 양자간에서 최초로 연면 방전이 발생하기 쉬워진다. 이 당초의 연면 방전이, 상기한 것처럼, 가지부를 따라 이행하므로, 시동 보조 전극과 외부 전극의 사이를 직선적으로 연결하는 연면 방전이 발생하지 않는다.

이와 같이, 램프 전체 길이를 장척화하지 않고, 연면 방전이 이행하는 거리를 길게 하여 외부 전극에 이르지 않도록 했으므로, 외부 전극간의 본래의 정규 방전에 악영향을 미치지 않는다는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 엑시머 램프의 사시도.
도 2는 도 1의 상면도.
도 3은 도 2의 A－A 단면도.
도 4는 도 2의 B－B 부분 단면도.
도 5는 도 1에 나타내는 가지형상 전극과 시동 보조 전극의 관계를 나타내는 모식도.
도 6은 다른 실시예의 부분 상면도.
도 7은 또 다른 실시예의 부분 상면도.
도 8은 종래 기술의 상면도(A)와 그 단면도(B).
도 9는 별도의 종래 기술의 상면도.

도 1에 나타내는 바와같이, 본 발명의 엑시머 램프(1)의 방전 용기(2)에는, 그 양면에 한쌍의 광 투과성의 외부 전극(3, 3)이 대향 배치되어 있다.

도 2 이하에서 상세하게 나타내는 바와같이, 상기 각 외부 전극(3)의 단부에는 대략 L자형상의 가지형상 전극(4)이 설치되어 있다. 상기 가지형상 전극(4)은, 근원부(5)와 가지부(6)로 이루어지고, 상기 근원부(5)는, 상기 외부 전극(3)에 있어서의 방전 용기(2)의 폭방향의 일단으로부터 관축 방향으로 연장되고, 상기 가지부(6)는, 상기 근원부(5)의 선단으로부터 방전 용기(2)의 폭방향의 타단측으로 연장되어 있다.

특히, 도 2의 A?A 단면도인 도 3이나, 가지형상 전극과 시동 보조 전극만을 취출한 사시도인 도 5에 나타내는 바와같이, 상기 방전 용기(2)의 내면에는 도전성 물질로 이루어지는 시동 보조 전극(7)이 설치되어 있다. 그리고, 이 시동 보조 전극(7)은, 상기 가지형상 전극(4)의 가지부(6)의 선단부(6a)와 방전 용기(2)를 통하여 겹치도록 배치되어 있다.

상기 구성에 있어서, 엑시머 램프의 시동시에, 한쪽의 외부 전극(3)에 인가된 고주파 전류는 일종의 콘덴서 결합을 한 상태로 되어 방전 용기(2)를 구성하는 유전체의 벽을 통해 다른쪽의 외부 전극(3)에 고주파 전류가 흐르고, 방전이 발생하기 쉬워져 시동성이 향상된다.

이 때, 외부 전극(3)에 접속된 가지형상 전극(4)은 대략 L자형상이며, 시동 보조 전극(7)에 모인 전하는 가지형상 전극(4)이 형성된 부위, 즉, 가지부(6)를 따라 이동하고, 그 후 근원부(5)를 따라 이동한다고 하는 것처럼, 긴 경로를 따라 이동하게 되어, 외부 전극(3)에까지 이르지 않는다. 그리고, 시동 보조 전극(7)과 외부 전극(3)의 최단 거리를 연결하는 경로에는 가지형상 전극이 존재하지 않고, 그 사이에서 전하의 이동이 일어나지 않게 되므로, 시동 보조 전극(7)과 외부 전극(3)의 사이에 연면 방전이 생기기 어려워진다.

더욱 상세히 기술하면, 램프 시동시에는, 가지형상 전극(4)의 가지부(6)에 대향하는 유리관(방전 용기(2))의 내면에는 전하가 모여, 전위가 형성된다.

시동 보조 전극(7)과 상기 가지부(6)의 선단부(6a)는 유리를 통하여 겹쳐지고, 그 사이의 거리가 매우 작기 때문에, 강한 전계가 발생하여, 이 부위에서 연면 방전이 발생한다.

여기의 방전이 종료하면, 순차적으로 가지부(6)를 따라 근원부(5) 방향으로 이동하도록 계속적으로 시동 보조 전극(7)과 가지부(6)의 사이에서 방전이 일어난다. 즉, 연면 방전이 가지형상 전극(4)의 가지부(6)를 따라 이동하도록 발생한다.

한편, 가지형상 전극(4)의 가지부(6)의 선단부(6a)와, 외부 전극(3)의 사이에는, 이들을 단락적으로 연결하는 가지형상 전극이 없기 때문에, 유리 내면에 전하가 모이지 않아 전위가 형성되지 않는다. 이 때문에, 시동 보조 전극(7)과 외부 전극(3)을 연결하는 직선 방향의 유리 표면에 전계가 생기지 않고, 그 외부 전극(3) 방향으로의 연면 방전이 발생하지 않는다.

도 6에 다른 실시예가 나타나 있고, 가지형상 전극(4)에 있어서의 근원부(5)와 가지부(6)의 접속부(8)의 폭이, 상기 가지부(6)의 폭보다도 크게 되어 있다.

이렇게 함으로써, 보다 넓은 면적을 가지는 접속부(8)에는 전하가 보다 많이 축적되어, 시동 보조 전극(7)과 가지부(6)의 접속부(8) 방향의 전계가 강해지고, 그 시동 보조 전극(7)과 가지부(6)의 선단부(6a)의 사이에 발생한 연면 방전은, 이 접속부(8) 방향을 향해 이동하기 쉬워진다. 이 때문에, 가지형상 전극(4)의 가지부(6)로부터 외부 전극(3)에 직접 향하는 연면 방전이 일어나는 것이 한층 더 방지된다.

또한, 도 7에 또 다른 실시예가 나타나 있고, 가지형상 전극(4)의 가지부(6)의 선단부(6a)의 폭이, 그 외의 영역 부분의 폭보다도 크게 형성되어 있다.

이렇게 함으로써, 당해 선단부(6a)에서의 축적 전하가 보다 많아지고, 이 부분과 시동 보조 전극(7)의 사이에서의 연면 방전이 발생하기 쉬워져, 그 시동 보조 전극(7)으로부터 외부 전극(3)에 걸쳐 방전이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 실시예에 있어서는, 가지형상 전극(4)의 근원부(5)는, 외부 전극(3)의 폭방향의 일단부로부터 관축 방향으로 연장되는 것을 나타냈는데, 반드시 엄밀하게 일단부로부터 연장된다고는 한정되지 않고, 폭방향의 단부이면 그 위치는 적절히 선택할 수 있다.

이러한 경우에도, 가지형상 전극(4)을 L자형상으로 하여 폭방향으로 연장되는 가지부(6)를 형성한 것 만큼, 도 9에 나타내는 종래 기술에 있어서의 가지형상 전극(14)과의 비교에 있어서, 방전 용기(2)의 전체 길이를 바꾸지 않고, 연면 방전이 뻗는 길이를 크게 취할 수 있다.

통상, 상기 실시예와 같이, 가지형상 전극(4)의 근원부(5)를 외부 전극(3)의 폭방향의 일단부로부터 연장하도록 설치함으로써, 가지부(6)의 길이를 최대한으로 크게 할 수 있어 매우 적합하다.

또한, 시동 보조 전극(7)은, 한쌍의 외부 전극(3, 3)의 가지형상 전극(6, 6)의 양자와 서로 겹치는 양태를 나타냈는데, 반드시 양자가 서로 겹쳐질 필요는 없고, 어느 한쪽의 가지형상 전극(6)과 겹치도록 배치되어 있으면 되는 것은, 상기 종래 기술 1과 동일하다.

또한, 한쌍의 외부 전극(3)은 모두 광 투과성 전극인 것을 나타냈는데, 방전 용기의 광 방사면측의 외부 전극만을 광 투과성으로 하고, 다른 외부 전극은 광 투과성이 아닌, 즉, 소위 연결형상(ベタ狀)의 전극으로 해도 된다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명의 엑시머 램프에서는, 방전 용기의 외표면의 광 투과성 외부 전극의 단부에, 근원부와 가지부로 이루어지는 가지형상 전극이 설치됨과 더불어, 방전 용기 내면에, 적어도 한쪽의 상기 외부 전극의 가지형상 전극의 가지부의 선단과 서로 겹치도록 시동 보조 전극이 배치되도록 함으로써, 시동 보조 전극과 가지부 선단의 사이에 발생하는 연면 방전을, 그 가지부를 따라 이동시켜, 외부 전극 방향으로 직선적으로 방전을 이행시키지 않으므로, 외부 전극간에서의 정규 방전에 악영향을 미치지 않는다.

1 : 엑시머 램프 2 : 방전 용기
3 : 외부 전극 4 : 가지형상 전극
5 : 근원부 6 : 가지부
6a : 선단부 7 : 시동 보조 전극
8 : 접속부 X : 연면 방전

Claims

방전 용기의 외표면에 적어도 한쪽이 광 투과성인 한쌍의 외부 전극이 관축 방향을 따라 설치되고, 상기 방전 용기의 내면에는 시동 보조 전극이 배치되어 이루어지는 엑시머 램프에 있어서,
상기 외부 전극에는, 그 축방향의 단부로부터 상기 방전 용기의 관축 방향을 따라 연장되는 근원부와, 이 근원부의 선단으로부터 상기 방전 용기의 폭방향으로 연장되는 가지부로 이루어지는 가지형상 전극이 설치되고,
상기 시동 보조 전극은, 적어도 한쪽의 상기 외부 전극의 가지형상 전극의 가지부의 선단과 서로 겹쳐지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
청구항 1에 있어서,
상기 가지형상 전극의 근원부는, 상기 외부 전극의 폭방향의 일단부로부터 관축 방향을 따라 연장되고, 상기 가지부는 이 근원부의 선단으로부터 상기 방전 용기의 폭방향의 타단부로 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
청구항 1에 있어서,
상기 가지형상 전극의 상기 근원부와 상기 가지부의 접속부에 있어서의 폭이, 상기 가지부의 폭보다도 큰 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.
청구항 1에 있어서,
상기 가지형상 전극의 가지부의 선단부에 있어서의 폭이, 이 가지부의 그 이외의 영역의 폭보다도 큰 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.