JP2017050087A - 放電ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】光反射部方向への反りを効率よく抑制することができる放電ランプを提供する。【解決手段】本発明に係る放電ランプ１は、内部に放電ガスが封入された長尺である発光管３と、前記発光管３に対向して設けられた一対の電極７、１０と、を備え、前記発光管３は、内部で発光した光を射出する光射出部３Ａと、前記光を反射する反射膜５が内面に設けられた光反射部３Ｂとを有し、前記反射膜５は、前記光の一部を透過する。【選択図】図１

Description

本発明は、放電ランプに関する。

半導体集積回路や液晶ディスプレイの製造などで行われる基板の洗浄等には、紫外線を照射する放電ランプが用いられる。これらの放電ランプは、被照射体に対する照射効率向上のため、発光管の光射出方向の管壁（以下、光射出部という）を除く内面に例えばシリカを主体とする微粒子からなる紫外線反射膜を設けている。

しかしながら、このような紫外線反射膜が設けられた発光管は、点灯時間の経過とともに光射出部に紫外線歪みが蓄積されるため、図５（ａ）に示すように、前記光射出部は収縮する一方で、内面に反射膜が設けられた管壁（以下、光反射部という）には紫外線歪みが蓄積されないため収縮しない。よって、このような発光管は図５（ｂ）に示すように、点灯時間の経過とともに、光反射部方向に反りが発生してしまい、被照射体への均一な光照射が出来なくなるという問題がある。

このような問題を解決するために、特許文献１には、紫外線を反射する光反射面に備えた反射膜に切欠きを設ける対策が開示されている。

特開２０１３−２１１１６４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の対策は、放電ランプ製造時において反射膜に切欠きを設けるための新たな作業を行う必要があるため、生産性が低下すると共に、製造コストが高くなるという問題があった。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、光反射部方向への反りを効率よく抑制することができる放電ランプを提供することを目的とする。

本発明に係る放電ランプは、内部に放電ガスが封入された長尺である発光管と、前記発光管に対向して設けられた一対の電極と、を備え、前記発光管は、内部で発光した光を射出する光射出部と、前記光を反射する反射膜が内面に設けられた光反射部とを有し、前記反射膜は、前記光の一部を透過することを特徴とする。

前記光射出部及び光反射部は、前記発光管の長手方向に長尺になるように設けられていることが好ましい。

前記反射膜を透過することで前記光反射部を透過する前記光の強度は、前記光射出部から射出する前記光の強度の３０％以下であることが好ましい。

前記一対の電極の一方は前記光射出部に設けられ、他方は前記光反射部の外面に設けられ、前記他方の電極は前記光反射部を透過する光を前記反射膜方向に反射することが好ましい。

前記一方の電極はメッシュ電極であり、前記他方の電極は板状電極であることが好ましい。

本発明によれば、光反射部方向への反りを効率よく抑制することができる放電ランプが提供される。

本発明の第１実施形態に係る放電ランプを示す概念図であり、（ａ）は発光管の長手方向上面側（光反射部側）から見た上面概念図、（ｂ）は発光管の長手方向下面側（光射出部側）から見た下面概念図である。 図１のＡ−Ａ線で切った時の短手方向の放電ランプの断面概念図である。 本発明の第２実施形態に係る放電ランプを示す概念図であり、（ａ）は発光管の長手方向上面側（光反射部側）から見た上面概念図、（ｂ）は発光管の長手方向下面側（光射出部側）から見た下面概念図である。 図３のＢ−Ｂ線で切った時の短手方向の放電ランプの断面概念図である。 紫外線反射膜が設けられた発光管に発生する反りの様子を示す概念図である。

以下に、本発明の実施形態を説明する。
本実施形態では、好適な一例として、紫外線を照射する放電ランプを用いて説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る放電ランプを示す概念図であり、（ａ）は発光管の長手方向上面側（光反射部側）から見た上面概念図、（ｂ）は発光管の長手方向下面側（光射出部側）から見た下面概念図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線で切った時の短手方向の放電ランプの断面概念図である。
第１の実施形態に係る放電ランプ１は、内部に放電ガスが封入された長尺である発光管３と、前記発光管３に対向して設けられた一対の電極７、１０と、を備え、前記発光管３は、内部で発光した光を射出する光射出部３Ａと、前記光を反射する反射膜５が内面に設けられた光反射部３Ｂとを有し、前記反射膜５は、前記光の一部を透過することを特徴とする。

このような構成とすることにより、放電ランプ製造時において反射膜５に切欠き等を設けるための新たな作業を行う必要がなく、反射膜５の膜厚制御等で足りるため、生産性が低下するのを、及び製造コストが高くなるのを抑制することができる。

なお、ここでいう放電ガスは、例えば、発光管３内に５００Ｔｏｒｒになるまで封入したキセノンガスやアルゴンガスとキセノンガスとの混合ガス等が用いられる。
また、「長尺である」とは、普通より長いことをいい、具体的には、発光管３の長手方向の長さが２００ｍｍ以上（好ましくは、２００ｍｍ以上２５００ｍｍ以下）を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。

前記光射出部３Ａ及び光反射部３Ｂは、図１及び図２に示すように、前記発光管３の長手方向に長尺になるように設けられていることが好ましい。
このように前記光射出部３Ａが前記発光管３の長手方向に長尺になるように設けられ、更に、前記光反射部３Ｂが前記発光管３の長手方向に長尺になるように設けられている放電ランプは、図５に示すような反りが発生しやすいため、このような放電ランプに対して本発明を適用することでより高い反りの抑制効果を得ることができる。
また、前記光反射部（内面に反射膜が設けられた管壁）３Ｂが前記発光管３の長手方向に長尺になるように設けられているため、前記光反射部３Ｂの長手方向において前記収縮効果を得ることができる。従って、前記光反射部３Ｂ側の収縮効果を十分に発揮して前記光反射部方向への反りを抑制することができる。

なお、反射膜５において発光管３の内部で発光した光の一部を透過させる場合は、光射出部３Ａから射出される光の強度が低下する。従って、前記反射膜５を透過することで前記光反射部３Ｂを透過する前記光の強度を、前記光射出部３Ａから射出する前記光の強度の３０％以下とすることが好ましい。

前記「光の強度の３０％以下」とは、光射出部３Ａの電極１０が設けられていない任意の位置から射出される光の強度（以下、射出強度という）と光反射部３Ｂの電極７が設けられていない任意の位置から透過される光の強度（以下、透過強度という）をそれぞれ周知の光強度測定装置で測定し、その比（「透過強度」÷「射出強度」：以下、強度比という。）が３０％以下であることをいう。
なお、前記光反射部３Ｂを透過する光の強度の制御は、前記光反射部３Ｂの内面に設けられた反射膜５の膜厚等を制御することで行うことができる。

前記光反射部３Ｂを透過する前記光の強度は、前記光射出部３Ａから射出する前記光の強度の１０％以上３０％以下であることが更に好ましい。より好ましくは１０％以上２０％以下である。
このような強度比とすることで光反射部３Ｂに紫外線歪みが蓄積されやすくなり、光反射部方向への反りを効率よく抑制しやすくなるため好ましい。

本実施形態に係る放電ランプ１は、詳しくは、一方の電極１０（メッシュ電極（電極を構成する電極材料が線状にかつ網目状に設けられた電極、以下同じ））が前記光射出部３Ａ側に設けられ、他方の電極７（メッシュ電極）が前記光反射部３Ｂ側の外面に設けられている。
なお、前記他方の電極７は前記光反射部３Ｂを透過する光を前記反射膜５方向に反射することが好ましい。
このように構成することで、前記他方の電極７で反射した光は再度反射膜５で前記他方の電極７方向に反射され、これらの反射が所定回数繰り返される。これにより、光反射部３Ｂに紫外線歪みを蓄積しやすくなるため、光反射部方向への反りをより効率よく抑制することができる。

図３は、本発明の第２実施形態に係る放電ランプを示す概念図であり、（ａ）は発光管の長手方向上面側（光反射部側）から見た上面概念図、（ｂ）は発光管の長手方向下面側（光射出部側）から見た下面概念図であり、図４は、図３のＢ−Ｂ線で切った時の短手方向の放電ランプの断面概念図である。
第２の実施形態に係る放電ランプ１Ａは、第１の実施形態に係る放電ランプ１の他方の電極７（メッシュ電極）が、他方の電極１５（板状電極（電極を構成する電極材料が板状に設けられた電極、以下同じ）に置き換えられた構成を有している。その他の構成は、第１の実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態に係る放電ランプ１Ａは、前記一方の電極１０はメッシュ電極であり、前記他方の電極１５は板状電極であり、前記他方の電極１５は前記光反射部３Ｂを透過する光を前記反射膜５方向に反射する。
このように構成することで、前記他方の電極１５全体で前記光反射部３Ｂを透過する光を前記反射膜５方向に反射させることができ、さらに、前記反射した光は再度反射膜５で前記他方の電極１５方向に反射され、これらの反射が所定回数繰り返される。これにより、光反射部３Ｂの前記他方の電極１５を設けた部分全体で紫外線歪みを蓄積しやすくなるため、光反射部方向への反りをより効率よく抑制することができる。

前記反射膜５は、例えばシリカ主体の懸濁液を作製し、作製した懸濁液を発光管３の光反射部３Ｂとなる内面に、前記発光管３内で発生した光の一部が透過するような膜厚になるように、懸濁液の量を調整して周知の方法で塗布し、塗布した発光管を焼成することで形成することができる。前記電極７、１０、１５は、金属（Ａｌ）を直接発光管の外面に周知の方法（蒸着又はスパッタリング）で形成することができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、その技術的思想の範囲内で種々の変更が可能である。
すなわち、本実施形態では、好適な一例として、紫外線を照射する放電ランプを用いて説明したが、紫外線以外でも上述したような技術的課題及び図５に示すような従来の構成（発光管、反射膜及び一対の電極）を有する放電ランプであれば同様に本発明を適用することができる。

次に、本発明を実施例に基づいて更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
図１及び図２に示す構成を備えた放電ランプ１を作製した。
（１）発光管３…扁平直方体形状（図２中、右側の断面形状）、長手方向の長さ２０００ｍｍ、短手方向の長さ７０ｍｍ、高さ１５ｍｍ。
（２）反射膜５…光反射部３Ｂを透過する光の強度が、光射出部３Ａから射出する光の強度の１０％になる膜厚に調整。

（実施例２）
実施例１の（２）が下記（２ａ）に置き換わる以外は、実施例１と同様とした放電ランプ１を作製した。
（２ａ）反射膜５…光反射部３Ｂを透過する光の強度が、光射出部３Ａから射出する光の強度の２０％になる膜厚に調整。

（実施例３）
図３及び図４に示す構成を備えた放電ランプ１Ａを作製した。
（１）発光管３…扁平直方体形状（図４中、右側の断面形状）、長手方向の長さ２０００ｍｍ、短手方向の長さ７０ｍｍ、高さ１５ｍｍ。
（２）反射膜５…光反射部３Ｂを透過する光の強度が、光射出部３Ａから射出する光の強度の１０％となる膜厚に調整。

（実施例４）
実施例３の（２）が下記（２ｂ）に置き換わる以外は、実施例３と同様とした放電ランプ１Ａを作製した。
（２ｂ）反射膜５…光反射部３Ｂを透過する光の強度が、光射出部３Ａから射出する光の強度の２０％になる膜厚に調整。

（比較例１）
実施例１の（２）が下記（２Ｃ）に置き換わる以外は、実施例１と同様とした放電ランプ１を作製した。
（２Ｃ）反射膜５…光反射部３Ｂを透過する光の強度が、光射出部３Ａから射出する光の強度の０％になる膜厚に調整。

（比較例２）
実施例３の（２）が下記（２Ｄ）に置き換わる以外は、実施例１と同様とした放電ランプ１Ａを作製した。
（２Ｄ）反射膜５…光反射部３Ｂを透過する光の強度が、光射出部３Ａから射出する光の強度の０％になる膜厚に調整。

これら実施例１から４及び比較例１、２で作製した各々の放電ランプに対して、下記に示す点灯条件で紫外線（ピーク波長：１７０ｎｍ）を発光させた後、それぞれの反り（図５に示すＷｆ）を目視により比較評価した。
＜点灯条件＞電力２ｋＷ、点灯時間３０００時間。

その結果、点灯時間３０００時間経過後において、比較例１及び比較例２よりも実施例１から実施例４の方が反りＷｆの抑制効果が高く、更には、実施例１よりも実施例２の方が、実施例３よりも実施例４の方が反りＷｆの抑制効果が高いことが認められた。なお、実施例２と実施例３では反りＷｆの抑制効果は同等であった。

１ 放電ランプ
３ 発光管
３Ａ 光射出部
３Ｂ 光反射部
５ 反射膜
７ 電極（メッシュ電極）
１０ 電極（メッシュ電極）
１５ 電極（板状電極）

Claims (5)

1. 内部に放電ガスが封入された長尺である発光管と、
   前記発光管に対向して設けられた一対の電極と、を備え、
   前記発光管は、内部で発光した光を射出する光射出部と、前記光を反射する反射膜が内面に設けられた光反射部とを有し、
   前記反射膜は、前記光の一部を透過する放電ランプ。
2. 前記光射出部及び光反射部は、前記発光管の長手方向に長尺になるように設けられている請求項１に記載の放電ランプ。
3. 前記反射膜を透過することで前記光反射部を透過する前記光の強度は、前記光射出部から射出する前記光の強度の３０％以下である請求項１又は２に記載の放電ランプ。
4. 前記一対の電極の一方は前記光射出部に設けられ、他方は前記光反射部の外面に設けられ、前記他方の電極は前記光反射部を透過する光を前記反射膜方向に反射する請求項１乃至３のいずれかに記載の放電ランプ。
5. 前記一方の電極はメッシュ電極であり、前記他方の電極は板状電極である請求項４に記載の放電ランプ。

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