JP2004127781A

JP2004127781A - エキシマランプ

Info

Publication number: JP2004127781A
Application number: JP2002291719A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Mishiro; 見代　修一; Norio Ishibashi; 石橋　紀雄
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2002-10-03
Publication date: 2004-04-22
Also published as: CN1494105A; CN1309008C

Abstract

【課題】外側電極を安価且つ確実に製造可能なエキシマランプを提供すること。
【解決手段】同軸円筒状に形成された内管１１および外管１２よりなる放電管１０を含み、内管１１の内側の内側電極１５と外管１２の外表面に配置された外側電極１４との間に高電圧を印加し、内管１１と外管１２との間の空間１５に封入されたガスを放電発光させるエキシマランプにおいて、外側電極１４は、外管１２の表面に金属電極パターンを転写紙から転写し、焼き付けて形成したものである。本発明の実施形態によると、外側電極１４は、７０％以上の開口率を有する網状である。外側電極１４は、金、銀、プラチナ、ニッケル、クロムの金属またはこれら２以上の金属の合金で形成される。
【選択図】　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エキシマランプ（誘電体バリア放電ランプ）に関し、特にエキシマランプの外管の外表面に形成される網状外側電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エキシマランプは、半導体集積回路、液晶表示パネルおよびプリント回路基板などの電子部品の製造工程における紫外線露光装置等に広く使用されている。エキシマランプに関する従来技術は、例えば特開２０００−２２３０７８号公報の「高輝度光照射装置」および特開２００１−２３５７７号公報の「誘電体バリア放電ランプ」などに開示されている。
【０００３】
従来のエキシマランプは、基本的には、同軸の内管および外管よりなる放電管を備え、内管の内表面の内側電極および外管の外表面の外側電極間に高電圧を印加して、内管と外管との間の空間に封入された希ガスをエキシマ放電させて発光させる。
【０００４】
従来のエキシマランプの外側電極は、例えば穿孔した金属板を放電管に螺旋状に巻きつけて密着している。このような電極では巻き付け時の緩み、電極の一部の盛り上がりなどが不可避的に生じて、電極と放電管との間に隙間が生じる。このような隙間に放電が発生すると、電力を浪費させ、発光効率を低下させる。また、金属線を編組したシームレス状の網状電極を使用しても金属線の交差部に隙間が生じ、放電管と電極を密着させることは困難である。また、金属線のように太さのある電極を使用すると、角度を有する放射光線に対して障壁となり、発光効率を低下させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような不具合を解決するために、エキシマランプにおいて、金属薄膜を放電管に密着形成させた電極を有している。この金属薄膜は、印刷、メッキ、蒸着、スパッタ技法などで形成している。これらの技法のうち、蒸着およびスパッタ技法は、作業が煩雑であり高価なものとなる。また、印刷技術では、オフセット印刷が一般的であるが、曲面の印刷には曲面印刷機を使用しなければならない。しかし、長尺の放電管になると作業性が非常に悪く、高価になるとともに電極の精度が著しく低下する。さらに、インクの種類によっては、膨張係数の違いによりマイクロクラックを生じ、ランプ点灯中に電極が剥がれてランプの寿命を低下させる。
【０００６】
また、導電性物質とガラス（二酸化珪素）とを混合した複合体を使用した導電性インクは、そのガラス質のため、放電管に使用されている誘電体内に極度に接合し、食い込み、密着性を向上させる。この極度の食い込みにより、この誘電体と膨張率の異なる導電性物質も同様に食い込み、放電管にマイクロクラックなどを生じ、破損を促進するので、ランプの寿命を低下させる。また、ガラス質が混合された複合体では、印刷電極の焼結時にガラス質が電極の開口部に残留して、ランプの照度を低下させる。
【０００７】
本発明は、従来技術の上述した課題を解決するために考えられたものであり、作業性が優れ、ランプ寿命および発光効率の低下を阻止可能なエキシマランプを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明のエキシマランプは、同軸円筒状に形成された内管および外管よりなる放電管を含み、前記内管の内側の内側電極と前記外管の外表面に配置された外側電極との間に高電圧を印加し、前記内管と前記外管との間の空間に封入されたガスを放電発光させるエキシマランプにおいて、前記外側電極は、前記外管の表面にガラス質を含まない金属の電極パターンを転写紙から転写し、焼き付けて形成したものである。本発明の実施形態によると、外側電極は、７０％以上の開口率を有する網状である。外側電極は、金、銀、プラチナ、ニッケル、クロムの金属またはこれら２以上の金属の合金で形成される。
【０００９】
また、本発明のエキシマランプは、同軸円筒状に形成された内管および外管よりなる放電管を含み、内管の内側の内側電極および外管の外表面に配置された外側電極間に高電圧を印加し、内管および外管間の空間に封入されているガスを放電発光させるランプであって、外側電極は、網状の金属電極をメッキにより形成される。本発明の好適な実施形態によると、外側電極は、無電解メッキにより形成される。外側電極の外面直径は、放電管の外面直径に対して０．１ｍｍ以下である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるエキシマランプの好適な実施形態の構成および動作を添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、本発明によるエキシマランプの実施形態の縦断面図であり、図２は、エキシマランプの外側電極の一部を拡大して示した図である。このエキシマランプは、図１に示すように、同軸状の内管１１および外管１２よりなり、その両端を接合部１６により接合して閉端とした放電管１０、内管１１の内表面に設けられた内側電極１３および外管の外表面に設けられた外側電極１４により構成される。
【００１２】
これら内側電極１３および外側電極１４の間に、高電圧交流電源９から高電圧を印加することにより、放電管１０の内部空間１５に封入された放電用ガス（アルゴン、クリプトン、キセノンなどの希ガス）をエキシマ放電させて紫外線を発光させる。
【００１３】
図２に示すように、外側電極１４は、例えば６角形の細線１４ｂによる多数の開口１４ａを有するハニカム構造の網状電極である。この外側電極１４は、好ましくは金、銀、プラチナ、ニッケルまたはクロムなどの金属またはこれら２種類以上の金属の合金により形成される。また、この外側電極１４の開口率は、７０％以上に選定される。
【００１４】
図１に示すエキシマランプの一例では、放電管１０は、透明な石英で形成され、その全長が約３８０ｍｍであり、内管１１の外径は約２０ｍｍおよび外管１２の外径は約３０ｍｍである。そして、エキシマランプの発光長は、約３００ｍｍである。
【００１５】
次に、図３（ａ）〜（ｆ）に基づいて、図２に示すエキシマランプの外側電極１４の製造工程を説明する。
【００１６】
図３（ａ）に示すように、表面に予め澱粉質３１を塗布した転写紙３を用意し、図３（ｂ）に示すように、澱粉質３１の表面に導電性物質により電極パターン１４ｃをガリ版印刷またはシルク印刷により印刷する。
【００１７】
図３（ｃ）に示すように、電極パターン１４ｃを印刷した表面にカバーコート１５を形成して澱粉質３１を覆う。
【００１８】
図３（ｄ）に示すように、カバーコート１５で覆われた転写紙３を湿らせて外管１２に巻回して貼り付け、
水に漬けると、澱粉質３１が溶けて、転写紙３を剥離することができる。転写紙３を剥離すると、図３（ｅ）に示すように、カバーコート１５ととともに電極パターン１４ｃが外管１２の表面に残存する。
【００１９】
そして、図２（Ｄ）に示すように、電極パターン１４ｃが転写された放電管１０を６００℃〜７００℃の高温炉内で焼き付け（焼成）すると、カバーコート１５が燃焼して消失し、網状電極１４を形成することができる。
【００２０】
以上の工程を経て形成したエキシマランプの網状電極１４の膜厚は約２．０〜２．５μｍであり、線幅は約４００μｍである。従って、この網状電極１４の開口率は、約７７％である。
【００２１】
次に、図４（Ａ）に示す従来の金属線を編組して形成した電極を有するエキシマランプと、図４（Ｂ）に示す本発明により形成した網状電極を有するエキシマランプの動作を比較する。
【００２２】
図４（Ａ）に示す従来の網状電極の場合には、放電管１０の外管１２の外表面に金属線４０が配置されている。また、交差部では、この金属線４０上に破線で示すように交差する金属線４１が重ねられる。交差部以外の場所では、角度θ_１で示す角度の放射光線が外部に放射可能であるが、交差部では、θ_１より狭いθ_２の放射光線のみが外部へ放射されることになり、発光量が制限され、発光効率が低下する。
【００２３】
一方、図４（Ｂ）に示す本発明の網状電極１４においては、放電管１０の外径に対して網状電極１４の厚みが約０．１ｍｍ以下に抑えられるので、図示するように広い放射角度θ_３までの光線が外部へ放射可能であり、発光効率が大幅に改善される。
【００２４】
以上、本発明によるエキシマランプおよびその製造方法の実施形態を説明した。しかし、ここで説明した実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない。例えば、内側電極は図示のように内管の内表面に被着形成する代わりに、内管内に挿通された電極棒状の電極であってもよい。また、内管内には冷却流体を流してもよい。さらに、放電管の外側を光透過性の保護管で覆い、冷却水などの漏洩を防止する構成としてもよい。さらにまた、網状電極は、所定の開口率が得られる限り、ハニカム構造以外の任意の網状電極パターンであってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のエキシマランプによると、次のような実用上の顕著な効果を奏することができる。先ず、外側電極は、転写紙に印刷された電極パターンを放電管の外表面に転写して焼き付けるので、製造工程が極めて簡単である。また、転写シートの幅および長さを変更することにより、任意の長さおよび直径の放電管に簡単に対応可能である。さらに、外側電極を放電管の外表面に密着形成が可能であるので、良好な発光特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるエキシマランプの実施形態の構成を示す縦断面図、
【図２】図１に示すエキシマランプに適用する外側電極の拡大図、
【図３】本発明によるエキシマランプの製造工程を示す断面図である。
【図４】従来の金属線の編組電極を使用した外側電極（Ａ）と本発明のエキシマランプの外側電極（Ｂ）との特性比較図である。
【符号の説明】
１０　放電管
１１　内管
１２　外管
１３　内側電極
１４　外側電極（網状電極）
１４ａ　開口
１４ｂ　細線
３０　転写シート

Claims

同軸円筒状に形成された内管および外管よりなる放電管を含み、前記内管の内側の内側電極と前記外管の外表面に配置された外側電極との間に高電圧を印加し、前記内管と前記外管との間の空間に封入されたガスを放電発光させるエキシマランプにおいて、
前記外側電極は、前記外管の表面にガラス質を含まない金属の電極パターンを転写紙から転写し、焼き付けて形成したことを特徴とするエキシマランプ。
前記外側電極は、７０％以上の開口率を有する網状であることを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。
前記外側電極は、金、銀、プラチナ、ニッケル、クロムの金属またはこれら２以上の金属の合金で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のエキシマランプ。
同軸円筒状に形成された内管および外管よりなる放電管を含み、前記内管の内側の内側電極および前記外管の外表面に配置された外側電極の間に高電圧を印加し、前記内管および前記外管間の空間に封入されたガスを放電発光させるエキシマランプにおいて、
前記外側電極は、網状の金属電極をメッキにより形成されることを特徴とするエキシマランプ。
前記外側電極は、無電解メッキにより形成することを特徴とする請求項４に記載のエキシマランプ。
前記外側電極の外面の直径は、前記放電管の外面直径に対して０．１ｍｍ以内に収めることを特徴とする請求項１ないし５の何れかに記載のエキシマランプ。