JPH09231946A - ショートアーク型放電ランプ - Google Patents
ショートアーク型放電ランプInfo
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- JPH09231946A JPH09231946A JP8060357A JP6035796A JPH09231946A JP H09231946 A JPH09231946 A JP H09231946A JP 8060357 A JP8060357 A JP 8060357A JP 6035796 A JP6035796 A JP 6035796A JP H09231946 A JPH09231946 A JP H09231946A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J3/00—Details of electron-optical or ion-optical arrangements or of ion traps common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70008—Production of exposure light, i.e. light sources
- G03F7/70016—Production of exposure light, i.e. light sources by discharge lamps
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
- H01J61/06—Main electrodes
- H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 発光管内に陽極と陰極が対向配置されたショ
ートアーク型放電ランプにおいて、点灯時に陽極温度の
昇温をできるだけ抑制し、陽極部材の早期蒸発に起因す
る発光管の内壁黒化を抑え、前記ランプの使用寿命を延
ばす陽極構造を提供する。 【解決手段】 ショートアーク型放電ランプ１において
陽極４の先端近傍を除く外表面に微粒子状タングステン
の焼結層６を形成することによって、陽極４の実効表面
積を増加させ、陽極４から放熱を促進させて陽極部材の
早期蒸発を抑制する。
ートアーク型放電ランプにおいて、点灯時に陽極温度の
昇温をできるだけ抑制し、陽極部材の早期蒸発に起因す
る発光管の内壁黒化を抑え、前記ランプの使用寿命を延
ばす陽極構造を提供する。 【解決手段】 ショートアーク型放電ランプ１において
陽極４の先端近傍を除く外表面に微粒子状タングステン
の焼結層６を形成することによって、陽極４の実効表面
積を増加させ、陽極４から放熱を促進させて陽極部材の
早期蒸発を抑制する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ショートアーク型
放電ランプに関する。
放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体の製造プロセスにおける
フォトリソグラフィー工程にはショートアーク型放電ラ
ンプの内、ショートアーク型高圧水銀蒸気ランプが使用
されている。そして昨今、紫外線露光時の解像度の向上
を図るために、４３６ｎｍの紫外線（以下「ｇ線」とい
う。）もしくは３６５ｎｍの紫外線（以下「ｉ線」とい
う。）を中心とする発光分布スペクトル幅を狭帯化する
ことが要求されている。ｇ線もしくはｉ線のスペクトル
幅を狭くするためには、ショートアーク型水銀ランプの
発光管内の水銀の圧力を下げることが有効である。すな
わち、水銀の圧力が高い場合には、ｉ線スペクトルの圧
力広がりが増大するために、ｇ線もしくはｉ線のスペク
トル幅が広がる。
フォトリソグラフィー工程にはショートアーク型放電ラ
ンプの内、ショートアーク型高圧水銀蒸気ランプが使用
されている。そして昨今、紫外線露光時の解像度の向上
を図るために、４３６ｎｍの紫外線（以下「ｇ線」とい
う。）もしくは３６５ｎｍの紫外線（以下「ｉ線」とい
う。）を中心とする発光分布スペクトル幅を狭帯化する
ことが要求されている。ｇ線もしくはｉ線のスペクトル
幅を狭くするためには、ショートアーク型水銀ランプの
発光管内の水銀の圧力を下げることが有効である。すな
わち、水銀の圧力が高い場合には、ｉ線スペクトルの圧
力広がりが増大するために、ｇ線もしくはｉ線のスペク
トル幅が広がる。
【０００３】他方、水銀の圧力が低いとｉ線スペクトル
の圧力広がりが小さくなるために、ｇ線もしくはｉ線の
スペクトル幅の狭帯化が可能となる。しかし、発光管内
の水銀の圧力を下げると、電極間の電気抵抗が減少する
ため点灯時のランプ電圧が低くなり、その結果ランプ出
力が同一の場合にランプ電流が増加することとなる。
の圧力広がりが小さくなるために、ｇ線もしくはｉ線の
スペクトル幅の狭帯化が可能となる。しかし、発光管内
の水銀の圧力を下げると、電極間の電気抵抗が減少する
ため点灯時のランプ電圧が低くなり、その結果ランプ出
力が同一の場合にランプ電流が増加することとなる。
【０００４】このように、ランプ電流が増加すると、陽
極は増加した電子流の衝突によってより一層昇温し、し
かも発光管内の水銀の圧力が低いため当該水銀による陽
極の蒸発抑制効果が低く、これらの結果、陽極が早期に
蒸発して発光管の内壁が黒化し、使用寿命が短縮する問
題があった。
極は増加した電子流の衝突によってより一層昇温し、し
かも発光管内の水銀の圧力が低いため当該水銀による陽
極の蒸発抑制効果が低く、これらの結果、陽極が早期に
蒸発して発光管の内壁が黒化し、使用寿命が短縮する問
題があった。
【０００５】この陽極部の蒸発を抑制する方法として、
例えば特開平２ー２５６１５０号公報がある。ここに
は、ランプ点灯時の陽極の温度を下げるべく、陽極の先
端を除く表面に炭化タンタルとタングステンの混合物か
らなる多孔質層を形成することが開示される。このよう
にすることによって、陽極の実効表面積を大きくして、
該表面からの放熱を多くして陽極の温度を下げる等の工
夫がなされていた。
例えば特開平２ー２５６１５０号公報がある。ここに
は、ランプ点灯時の陽極の温度を下げるべく、陽極の先
端を除く表面に炭化タンタルとタングステンの混合物か
らなる多孔質層を形成することが開示される。このよう
にすることによって、陽極の実効表面積を大きくして、
該表面からの放熱を多くして陽極の温度を下げる等の工
夫がなされていた。
【０００６】上記において、炭化タンタルはタングステ
ンよりも放射率が高いので放熱効果を大きくするために
も使用されるものであるが、炭化タンタルは電極先端近
傍の高温度領域では還元反応によって分解してしまう特
性がある。つまり、本来最も高温になる陽極先端の温度
を冷却するために当該先端に近い領域まで炭化タンタル
とタングステンの混合層を形成すべきであるが、上述の
理由で形成できる領域には限界が存在していた。
ンよりも放射率が高いので放熱効果を大きくするために
も使用されるものであるが、炭化タンタルは電極先端近
傍の高温度領域では還元反応によって分解してしまう特
性がある。つまり、本来最も高温になる陽極先端の温度
を冷却するために当該先端に近い領域まで炭化タンタル
とタングステンの混合層を形成すべきであるが、上述の
理由で形成できる領域には限界が存在していた。
【０００７】また一方では、前記のリソグラフィー工程
においては、ｇ線もしくはｉ線の照度維持率の更なる向
上が生産の現場からは要求されており、ショートアーク
型放電ランプの管壁の黒化防止対策は従来より一層要求
されてきている。尚、以上はショートアーク型水銀蒸気
ランプについて説明したがその他のショートアーク型放
電ランプ、例えば、キセノンランプ等においても電極の
高温化によってその電極材料の蒸発という問題は存在す
る。
においては、ｇ線もしくはｉ線の照度維持率の更なる向
上が生産の現場からは要求されており、ショートアーク
型放電ランプの管壁の黒化防止対策は従来より一層要求
されてきている。尚、以上はショートアーク型水銀蒸気
ランプについて説明したがその他のショートアーク型放
電ランプ、例えば、キセノンランプ等においても電極の
高温化によってその電極材料の蒸発という問題は存在す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のごとき
事情に基づいてなされたものであって、その目的は陽極
の温度を従来のショートアーク型放電ランプよりも下
げ、陽極部の早期蒸発を抑制し、放射照度維持率を高く
保つショートアーク型放電ランプを提供することにあ
る。
事情に基づいてなされたものであって、その目的は陽極
の温度を従来のショートアーク型放電ランプよりも下
げ、陽極部の早期蒸発を抑制し、放射照度維持率を高く
保つショートアーク型放電ランプを提供することにあ
る。
【０００９】また、従来よりも陽極の放熱のための表面
処理を容易にすることも本発明の課題のひとつである。
処理を容易にすることも本発明の課題のひとつである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、発光管内に陽極と陰極とが対向配置されて、当該発
光管内にＨｇ、Ｃｄ、Ｚｎ等の金属と、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｎｅ等の希ガスと、各種金属ハロゲン化物のうち、
少なくとも一種以上封入されたショートアーク型放電ラ
ンプにおいて、前記陽極の先端近傍を除く外表面に微粒
子状タングステンの焼結層が形成されているショートア
ーク型放電ランプを提供するものである。
に、発光管内に陽極と陰極とが対向配置されて、当該発
光管内にＨｇ、Ｃｄ、Ｚｎ等の金属と、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｎｅ等の希ガスと、各種金属ハロゲン化物のうち、
少なくとも一種以上封入されたショートアーク型放電ラ
ンプにおいて、前記陽極の先端近傍を除く外表面に微粒
子状タングステンの焼結層が形成されているショートア
ーク型放電ランプを提供するものである。
【００１１】特に半導体素子等の製造におけるリソグラ
フィー工程において、発光管内に陽極と陰極とが対向配
置されて、当該発光管内にＨｇに加え希ガスとしてＸ
ｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅの内の少なくとも一種以上封入さ
れており、前記陽極の先端近傍を除く外表面に微粒子状
タングステンの焼結層が形成されているショートアーク
型放電ランプを提供するものである。
フィー工程において、発光管内に陽極と陰極とが対向配
置されて、当該発光管内にＨｇに加え希ガスとしてＸ
ｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅの内の少なくとも一種以上封入さ
れており、前記陽極の先端近傍を除く外表面に微粒子状
タングステンの焼結層が形成されているショートアーク
型放電ランプを提供するものである。
【００１２】そしてさらに、前記陽極の先端から微粒子
状タングステンの焼結層の形成された領域の境界までの
距離をｘとし、前記陽極の胴部の直径をＤとしたときに
０．１Ｄ≦ｘ≦０．４５Ｄであるショートアーク型放電
ランプとすることで上記課題を解決する。
状タングステンの焼結層の形成された領域の境界までの
距離をｘとし、前記陽極の胴部の直径をＤとしたときに
０．１Ｄ≦ｘ≦０．４５Ｄであるショートアーク型放電
ランプとすることで上記課題を解決する。
【００１３】
【作用】本発明のショートアーク型放電ランプにおいて
は、陽極の先端近傍までその外表面に微粒子状タングス
テンの焼結層が形成されているので陽極表面に微細な凹
凸部が形成されて、陽極の実効表面積が増大し、点灯時
の陽極先端の温度上昇が抑制されて、陽極部の早期蒸発
が防止され、発光管内壁の黒化が抑制される。
は、陽極の先端近傍までその外表面に微粒子状タングス
テンの焼結層が形成されているので陽極表面に微細な凹
凸部が形成されて、陽極の実効表面積が増大し、点灯時
の陽極先端の温度上昇が抑制されて、陽極部の早期蒸発
が防止され、発光管内壁の黒化が抑制される。
【００１４】
【発明の実施の形態】図面を用いて本発明を詳細に説明
する。図１は本発明に適用されたショートアーク型放電
ランプ１の概略図である。透光性の発光管２の中に陰極
３と陽極４が対向配置されている。５は口金である。陽
極４はその先端を除く外表面に微粒子状タングステン焼
結層６が形成されている。陽極４はタングステンやモリ
ブデン等の高融点材料でできており、また発光管２の中
に封入される発光種は当該ショートアーク型放電ランプ
からの必要な放射光によりＨｇ、Ｃｄ、Ｚｎ等の金属
や、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ等の希ガス、各種金属ハロ
ゲン化物等が適宜封入されている。
する。図１は本発明に適用されたショートアーク型放電
ランプ１の概略図である。透光性の発光管２の中に陰極
３と陽極４が対向配置されている。５は口金である。陽
極４はその先端を除く外表面に微粒子状タングステン焼
結層６が形成されている。陽極４はタングステンやモリ
ブデン等の高融点材料でできており、また発光管２の中
に封入される発光種は当該ショートアーク型放電ランプ
からの必要な放射光によりＨｇ、Ｃｄ、Ｚｎ等の金属
や、Ｘｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ等の希ガス、各種金属ハロ
ゲン化物等が適宜封入されている。
【００１５】つぎに、本発明の具体的な実施例として、
半導体素子製造工程のフォトリソグラフィー用光源とし
て使用されているショートアーク型高圧水銀蒸気ランプ
について説明する。当該ショートアーク型高圧水銀蒸気
ランプの外観は図１と同様であり、石英ガラス製の発光
管２の中には発光種としてＨｇと希ガスが封入されてい
る。陽極４はタングステン製である。
半導体素子製造工程のフォトリソグラフィー用光源とし
て使用されているショートアーク型高圧水銀蒸気ランプ
について説明する。当該ショートアーク型高圧水銀蒸気
ランプの外観は図１と同様であり、石英ガラス製の発光
管２の中には発光種としてＨｇと希ガスが封入されてい
る。陽極４はタングステン製である。
【００１６】図２は陽極４の拡大図を示しており、陽極
４の所定の表面領域には微粒子状タングステン焼結層６
が形成されている。図３は本発明の放電ランプにおける
陽極先端部８が丸い形状である陽極４の実施例を示して
いる。図２において、陽極４の陽極胴部７の直径をＤ
（ｍｍ）、前記陽極４の陽極先端部８から微粒子状タン
グステン焼結層６のある領域の境界までの距離をｘ（ｍ
ｍ）とする。ここで微粒子状タングステンとは粒径０．
１〜１００μｍ程度の粒子状タングステンであって、陽
極４の外表面に焼結層６として凹凸を作ることで陽極４
の実効表面積を増大させる機能をもつ。
４の所定の表面領域には微粒子状タングステン焼結層６
が形成されている。図３は本発明の放電ランプにおける
陽極先端部８が丸い形状である陽極４の実施例を示して
いる。図２において、陽極４の陽極胴部７の直径をＤ
（ｍｍ）、前記陽極４の陽極先端部８から微粒子状タン
グステン焼結層６のある領域の境界までの距離をｘ（ｍ
ｍ）とする。ここで微粒子状タングステンとは粒径０．
１〜１００μｍ程度の粒子状タングステンであって、陽
極４の外表面に焼結層６として凹凸を作ることで陽極４
の実効表面積を増大させる機能をもつ。
【００１７】陽極４の表面の微粒子状タングステン焼結
層６は次のようにして形成する。平均粒径３μｍのタン
グステン微粒子（純度９９．９％）をニトロセルロース
および酢酸ブチルを溶剤として混合し、そのタングステ
ン微粒子が分散した溶液を陽極４の所定の表面領域、す
なわち陽極先端部８からの距離ｘ（０．１Ｄ≦ｘ≦０．
４５Ｄ）から筆等を用いて塗布する。そして塗布面が乾
燥した後、２×１０-4Ｐａの真空雰囲気中で２２００°
Ｃの温度にて２時間保持する焼結処理を行った。微粒子
状タングステン焼結層６の厚みは特に限定されないが、
例えば１乃至１０μｍ程度である。
層６は次のようにして形成する。平均粒径３μｍのタン
グステン微粒子（純度９９．９％）をニトロセルロース
および酢酸ブチルを溶剤として混合し、そのタングステ
ン微粒子が分散した溶液を陽極４の所定の表面領域、す
なわち陽極先端部８からの距離ｘ（０．１Ｄ≦ｘ≦０．
４５Ｄ）から筆等を用いて塗布する。そして塗布面が乾
燥した後、２×１０-4Ｐａの真空雰囲気中で２２００°
Ｃの温度にて２時間保持する焼結処理を行った。微粒子
状タングステン焼結層６の厚みは特に限定されないが、
例えば１乃至１０μｍ程度である。
【００１８】図４には、本発明のショートアーク型放電
ランプの陽極の点灯時の温度と従来の、放熱のための処
理を陽極に何も施していないショートアーク型放電ラン
プの陽極の点灯時の温度とを比較測定した結果を示して
いる。
ランプの陽極の点灯時の温度と従来の、放熱のための処
理を陽極に何も施していないショートアーク型放電ラン
プの陽極の点灯時の温度とを比較測定した結果を示して
いる。
【００１９】温度の測定は次の通り行った。測定する放
電ランプの陽極先端から該放電ランプの長手方向に垂直
な方向に２０ｃｍ離した位置に赤外線放射温度計を設置
し、この赤外線放射温度計の測定視野角はφ０．１ｍｍ
であり、その測定視野角内に温度測定する陽極先端が入
るようにし、ランプから放射される赤外線（１．３５μ
ｍ）の強度を測定することによりその結果を温度換算し
た。
電ランプの陽極先端から該放電ランプの長手方向に垂直
な方向に２０ｃｍ離した位置に赤外線放射温度計を設置
し、この赤外線放射温度計の測定視野角はφ０．１ｍｍ
であり、その測定視野角内に温度測定する陽極先端が入
るようにし、ランプから放射される赤外線（１．３５μ
ｍ）の強度を測定することによりその結果を温度換算し
た。
【００２０】陽極先端の温度測定をしたショートアーク
型放電ランプはいずれも出力１．７５ｋＷ、電極間距離
４．５ｍｍのショートアーク型高圧水銀蒸気ランプであ
る。陽極胴部７の直径Ｄは１８ｍｍである。図４におい
て曲線（ａ）は従来の放電ランプでの陽極温度の測定結
果であり、曲線（ｂ）、（ｃ）は本発明の放電ランプで
の陽極温度の測定結果であり、微粒子状タングステン焼
結層６の形成されている領域は（ｂ）は陽極先端８から
０．５６Ｄの距離の位置からであり、（ｃ）は陽極先端
８から０．３３Ｄの距離の位置からである。
型放電ランプはいずれも出力１．７５ｋＷ、電極間距離
４．５ｍｍのショートアーク型高圧水銀蒸気ランプであ
る。陽極胴部７の直径Ｄは１８ｍｍである。図４におい
て曲線（ａ）は従来の放電ランプでの陽極温度の測定結
果であり、曲線（ｂ）、（ｃ）は本発明の放電ランプで
の陽極温度の測定結果であり、微粒子状タングステン焼
結層６の形成されている領域は（ｂ）は陽極先端８から
０．５６Ｄの距離の位置からであり、（ｃ）は陽極先端
８から０．３３Ｄの距離の位置からである。
【００２１】この温度測定結果からわかるように、本発
明のショートアーク型放電ランプにおいては陽極４の蒸
発を抑制するために最も効果的な陽極先端８の温度降下
が実現されて、従来の放熱のための処理を陽極４に何も
施していないショートアーク型放電ランプに比べて陽極
先端８の温度が、陽極先端８から０．３３Ｄの場所から
焼結層６を形成した場合は約１２０°も低くなってい
る。すなわち、陽極４から蒸発するタングステンの量が
減少することになり発光管２の管壁の黒化が抑制され、
放射照度の維持率が改善されることになる。
明のショートアーク型放電ランプにおいては陽極４の蒸
発を抑制するために最も効果的な陽極先端８の温度降下
が実現されて、従来の放熱のための処理を陽極４に何も
施していないショートアーク型放電ランプに比べて陽極
先端８の温度が、陽極先端８から０．３３Ｄの場所から
焼結層６を形成した場合は約１２０°も低くなってい
る。すなわち、陽極４から蒸発するタングステンの量が
減少することになり発光管２の管壁の黒化が抑制され、
放射照度の維持率が改善されることになる。
【００２２】なお、陽極先端８は陰極３と陽極４の間の
放電の際にアークが直接触れるので微粒子状タングステ
ン焼結層６を陽極４の外面に形成する領域としては避け
なければならず、それは経験的に陽極先端８からは０．
１Ｄ（ｍｍ）以上離す必要がある。従って、陽極先端８
から０．１Ｄ（ｍｍ）を陽極先端近傍とし、この領域に
はアーク放電との関係において微粒子状タングステン焼
結層６の形成が制限される。
放電の際にアークが直接触れるので微粒子状タングステ
ン焼結層６を陽極４の外面に形成する領域としては避け
なければならず、それは経験的に陽極先端８からは０．
１Ｄ（ｍｍ）以上離す必要がある。従って、陽極先端８
から０．１Ｄ（ｍｍ）を陽極先端近傍とし、この領域に
はアーク放電との関係において微粒子状タングステン焼
結層６の形成が制限される。
【００２３】また、図４の陽極先端温度の測定結果から
０．５６Ｄから前記焼結層６を形成した場合は、何も陽
極に処理をしていない従来ランプと比べ陽極先端温度は
４０°しか低下しない。０．３３Ｄのときは前述の通り
１２０°低下する。実用的に効果的といえる陽極先端温
度低下度合いは１００°程度は必要であり、このため、
前記焼結層６の形成開始位置の上限は本実験結果から
０．４５Ｄ以下となる。従って、以上のことから微粒子
状タングステン焼結層６を形成する領域は陽極４の外表
面において０．１Ｄ≦ｘ≦０．４５Ｄとした。
０．５６Ｄから前記焼結層６を形成した場合は、何も陽
極に処理をしていない従来ランプと比べ陽極先端温度は
４０°しか低下しない。０．３３Ｄのときは前述の通り
１２０°低下する。実用的に効果的といえる陽極先端温
度低下度合いは１００°程度は必要であり、このため、
前記焼結層６の形成開始位置の上限は本実験結果から
０．４５Ｄ以下となる。従って、以上のことから微粒子
状タングステン焼結層６を形成する領域は陽極４の外表
面において０．１Ｄ≦ｘ≦０．４５Ｄとした。
【００２４】図５は本発明に適用されたショートアーク
型高圧水銀蒸気ランプと、従来の放熱のための処理を陽
極４に何も施していないショートアーク型高圧水銀蒸気
ランプにおいて、水平放射照度維持率を測定した結果を
示す。測定に使用したランプは前述の陽極温度を測定し
た時に使用したものと同じである。曲線（ｄ）は従来の
放電ランプでの測定結果であり、曲線（ｅ）、（ｆ）は
本発明の放電ランプでの測定結果であり、微粒子状タン
グステン焼結層６の形成されている領域の条件は（ｅ）
では０．５６Ｄであり、（ｆ）では０．３３Ｄである。
型高圧水銀蒸気ランプと、従来の放熱のための処理を陽
極４に何も施していないショートアーク型高圧水銀蒸気
ランプにおいて、水平放射照度維持率を測定した結果を
示す。測定に使用したランプは前述の陽極温度を測定し
た時に使用したものと同じである。曲線（ｄ）は従来の
放電ランプでの測定結果であり、曲線（ｅ）、（ｆ）は
本発明の放電ランプでの測定結果であり、微粒子状タン
グステン焼結層６の形成されている領域の条件は（ｅ）
では０．５６Ｄであり、（ｆ）では０．３３Ｄである。
【００２５】水平放射照度維持率の測定方法はつぎのと
おりである。ショートアーク型高圧水銀蒸気ランプを垂
直に保持し点灯して、陰極先端から５０ｃｍの距離で水
平に離した位置に波長３６５ｎｍ周辺の紫外光を透過す
る特性を有するバンドパスフィルターを配設し、前記バ
ンドパスフィルターのすぐ後方にシリコンフォトダイオ
ードを使用した検出器を置き放射照度を測定した。その
結果、点灯後１５００時間経過後において水平放射照度
維持率は従来の何も陽極に処理をしていないランプに比
べ、本発明のショートアーク型高圧水銀蒸気ランプでは
１０％以上改善された。
おりである。ショートアーク型高圧水銀蒸気ランプを垂
直に保持し点灯して、陰極先端から５０ｃｍの距離で水
平に離した位置に波長３６５ｎｍ周辺の紫外光を透過す
る特性を有するバンドパスフィルターを配設し、前記バ
ンドパスフィルターのすぐ後方にシリコンフォトダイオ
ードを使用した検出器を置き放射照度を測定した。その
結果、点灯後１５００時間経過後において水平放射照度
維持率は従来の何も陽極に処理をしていないランプに比
べ、本発明のショートアーク型高圧水銀蒸気ランプでは
１０％以上改善された。
【００２６】さらに本発明の特徴として従来の陽極温度
の低下のために炭化タンタルとタングステンの混合物層
を陽極に形成したランプと比べて製造が容易になったこ
とがあげられる。本発明においては、タングステン製の
陽極に微粒子状タングステンを焼結させるので、タング
ステンという同一材質どうしの焼結結合となり、容易に
焼結させることができ、焼結後の焼結層と基体の陽極と
の間の結合も強固になる。そのため、ランプの組立工程
などにおいて焼結したタングステン微粒子が剥がれ落ち
たりするといった不良がほとんど起きず、そのためのラ
ンプの製造不良が少ない。そして、従来の炭化タンタル
とタングステンの混合物層形成処理したランプのように
タングステンとカーバイドを混合調合する必要もないた
め、材料の混合比の違いによる放電ランプのでき上がり
品質のばらつきがほとんどない。
の低下のために炭化タンタルとタングステンの混合物層
を陽極に形成したランプと比べて製造が容易になったこ
とがあげられる。本発明においては、タングステン製の
陽極に微粒子状タングステンを焼結させるので、タング
ステンという同一材質どうしの焼結結合となり、容易に
焼結させることができ、焼結後の焼結層と基体の陽極と
の間の結合も強固になる。そのため、ランプの組立工程
などにおいて焼結したタングステン微粒子が剥がれ落ち
たりするといった不良がほとんど起きず、そのためのラ
ンプの製造不良が少ない。そして、従来の炭化タンタル
とタングステンの混合物層形成処理したランプのように
タングステンとカーバイドを混合調合する必要もないた
め、材料の混合比の違いによる放電ランプのでき上がり
品質のばらつきがほとんどない。
【００２７】以上の説明においては、具体的にショート
アーク型高圧水銀蒸気ランプに関して述べたが、本発明
はショートアーク型放電ランプであれば、キセノン放電
ランプやキセノン水銀放電ランプ、カドミニウムや亜鉛
等を発光管に封入した放電ランプあるいは各種金属ハロ
ゲン化物を封入したメタルハライドランプにも適用でき
るものであることは当然のことである。
アーク型高圧水銀蒸気ランプに関して述べたが、本発明
はショートアーク型放電ランプであれば、キセノン放電
ランプやキセノン水銀放電ランプ、カドミニウムや亜鉛
等を発光管に封入した放電ランプあるいは各種金属ハロ
ゲン化物を封入したメタルハライドランプにも適用でき
るものであることは当然のことである。
【００２８】そして、陽極の材料はタングステンに限定
されるものでなく、モリブデンやタンタル等の他の高融
点材料の場合であっても、本発明にかかるタングステン
焼結層を陽極の先端近傍を除く外表面に形成することに
より、同様な陽極の蒸発抑制効果は得られる。
されるものでなく、モリブデンやタンタル等の他の高融
点材料の場合であっても、本発明にかかるタングステン
焼結層を陽極の先端近傍を除く外表面に形成することに
より、同様な陽極の蒸発抑制効果は得られる。
【００２９】
【発明の効果】上記に詳細に述べたように、本発明のシ
ョートアーク型放電ランプにおいては、微粒子状タング
ステン焼結層を陽極の先端を除く外表面に焼結させるこ
とにより陽極の表面に微細な凹凸部が生じるので陽極の
実効表面積が大きくなり熱放射が増大する。それゆえ、
陽極の温度が下がり、ひいては発光管の管壁の黒化進行
が抑制される。さらに、融点が高いタングステンを陽極
の放熱のための焼結層に使用することにより、点灯中に
温度上昇がもっとも大きくなる陽極先端近傍まで前記焼
結層を形成することができる。
ョートアーク型放電ランプにおいては、微粒子状タング
ステン焼結層を陽極の先端を除く外表面に焼結させるこ
とにより陽極の表面に微細な凹凸部が生じるので陽極の
実効表面積が大きくなり熱放射が増大する。それゆえ、
陽極の温度が下がり、ひいては発光管の管壁の黒化進行
が抑制される。さらに、融点が高いタングステンを陽極
の放熱のための焼結層に使用することにより、点灯中に
温度上昇がもっとも大きくなる陽極先端近傍まで前記焼
結層を形成することができる。
【００３０】なおさらに、従来の陽極温度の低下のため
に炭化タンタルとタングステンの混合物層を陽極に形成
したランプと比べ、陽極の放熱のための焼結層に混合物
を使用しないので、材料の配合の必要がなく製造工程が
その分簡略化される。
に炭化タンタルとタングステンの混合物層を陽極に形成
したランプと比べ、陽極の放熱のための焼結層に混合物
を使用しないので、材料の配合の必要がなく製造工程が
その分簡略化される。
【図１】 本発明のショートアーク型放電ランプの外観
図である。
図である。
【図２】 本発明のショートアーク型放電ランプの陽極
の拡大図である。
の拡大図である。
【図３】 本発明のショートアーク型放電ランプの陽極
の他の実施例である。
の他の実施例である。
【図４】 本発明に適用されたショートアーク型高圧水
銀蒸気ランプの陽極の点灯時の温度と従来のショートア
ーク型高圧水銀蒸気ランプの陽極の点灯時の温度とを比
較測定を行った結果である。
銀蒸気ランプの陽極の点灯時の温度と従来のショートア
ーク型高圧水銀蒸気ランプの陽極の点灯時の温度とを比
較測定を行った結果である。
【図５】 本発明に適用されたショートアーク型高圧水
銀蒸気ランプと従来のショートアーク型高圧水銀蒸気ラ
ンプにおいて、水平放射照度維持率を測定した結果であ
る。
銀蒸気ランプと従来のショートアーク型高圧水銀蒸気ラ
ンプにおいて、水平放射照度維持率を測定した結果であ
る。
１ ショートアーク型放電ランプ ２ 発光管 ３ 陰極 ４ 陽極 ５ 口金 ６ 微粒子状タングステン焼結層 ７ 陽極胴部 ８ 陽極先端部
Claims (3)
- 【請求項１】 発光管内に陽極と陰極とが対向配置され
て、当該発光管内にＨｇ、Ｃｄ、Ｚｎ等の金属と、Ｘ
ｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅ等の希ガスと、各種金属ハロゲン
化物のうち、少なくとも一種以上封入されたショートア
ーク型放電ランプにおいて、 前記陽極の先端近傍を除く外表面に微粒子状タングステ
ンの焼結層が形成されていることを特徴とするショート
アーク型放電ランプ。 - 【請求項２】 発光管内に陽極と陰極とが対向配置され
て、当該発光管内にＨｇと希ガスとしてＸｅ、Ａｒ、Ｋ
ｒ、Ｎｅの内の少なくとも一種以上を封入したことを特
徴とする請求項１に記載のショートアーク型放電ラン
プ。 - 【請求項３】 前記陽極の先端から微粒子状タングステ
ンの焼結層の形成された領域の境界までの距離をｘと
し、前記陽極の胴部の直径をＤとしたときに０．１Ｄ≦
ｘ≦０．４５Ｄであることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載のショートアーク型放電ランプ。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060357A JPH09231946A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | ショートアーク型放電ランプ |
| TW088202462U TW408852U (en) | 1996-02-23 | 1997-01-28 | Short arc type discharging lamp |
| DE69704385T DE69704385T2 (de) | 1996-02-23 | 1997-02-21 | Kurzbogenentladungslampe |
| EP97102911A EP0791950B1 (en) | 1996-02-23 | 1997-02-21 | Discharge lamp of the short arc type |
| KR1019970005373A KR100428960B1 (ko) | 1996-02-23 | 1997-02-21 | 쇼트아크형방전램프 |
| US08/806,515 US5929565A (en) | 1996-02-23 | 1997-02-24 | Short arc discharge lamp having anode with tungsten coating thereon |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8060357A JPH09231946A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | ショートアーク型放電ランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09231946A true JPH09231946A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=13139834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8060357A Pending JPH09231946A (ja) | 1996-02-23 | 1996-02-23 | ショートアーク型放電ランプ |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5929565A (ja) |
| EP (1) | EP0791950B1 (ja) |
| JP (1) | JPH09231946A (ja) |
| KR (1) | KR100428960B1 (ja) |
| DE (1) | DE69704385T2 (ja) |
| TW (1) | TW408852U (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003157794A (ja) * | 2001-11-21 | 2003-05-30 | Ushio Inc | ショートアーク型高圧放電ランプ |
| JP2004259639A (ja) * | 2003-02-27 | 2004-09-16 | Allied Material Corp | 放電ランプ及びその電極構造 |
| JP2009105059A (ja) * | 2009-01-05 | 2009-05-14 | Allied Material Corp | 放電ランプの電極構造 |
| JP2012099422A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Yumex Inc | ショートアーク放電灯用陰極およびその製造方法 |
| JP2016162639A (ja) * | 2015-03-03 | 2016-09-05 | 株式会社ユメックス | ショートアーク放電ランプ用陽極およびその製法 |
| JP7013068B1 (ja) * | 2020-04-30 | 2022-01-31 | 株式会社ユメックス | ショートアーク放電ランプ用電極およびその生成方法 |
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| US6215247B1 (en) * | 1997-10-03 | 2001-04-10 | Orc Manufacturing Co., Ltd. | Construction of electrode for high pressure discharge lamp and process for producing the same |
| DE29823366U1 (de) * | 1998-08-06 | 1999-07-08 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH, 81543 München | Elektrode für eine Hochdruckentladungslampe mit langer Lebensdauer |
| JP2000306546A (ja) * | 1999-04-21 | 2000-11-02 | Ushio Inc | ショートアーク放電ランプ |
| JP2005108435A (ja) * | 1999-06-30 | 2005-04-21 | Hamamatsu Photonics Kk | フラッシュランプ |
| AU745886B2 (en) * | 1999-12-20 | 2002-04-11 | Toshiba Lighting & Technology Corporation | A high-pressure metal halide A.C. discharge lamp and a lighting apparatus using the lamp |
| JP4512968B2 (ja) | 2000-08-03 | 2010-07-28 | ウシオ電機株式会社 | ショートアーク型高圧放電ランプ |
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| JP4042605B2 (ja) * | 2003-03-31 | 2008-02-06 | ウシオ電機株式会社 | キセノンランプ |
| JP4714418B2 (ja) * | 2004-03-02 | 2011-06-29 | ウシオ電機株式会社 | 放電ランプ |
| US20060175973A1 (en) * | 2005-02-07 | 2006-08-10 | Lisitsyn Igor V | Xenon lamp |
| DE102009021235B4 (de) | 2009-05-14 | 2018-07-26 | Osram Gmbh | Entladungslampe mit beschichteter Elektrode |
| JP5299132B2 (ja) * | 2009-07-07 | 2013-09-25 | ウシオ電機株式会社 | デジタルプロジェクター用キセノンショートアークランプ |
| US20160358751A1 (en) * | 2015-06-03 | 2016-12-08 | Jong-Hyun Lee | Arc discharge apparatus and plasma processing system including the same |
| JP6647678B2 (ja) * | 2015-12-02 | 2020-02-14 | 岩崎電気株式会社 | ショートアーク型放電ランプ |
| AT15991U1 (de) * | 2017-05-12 | 2018-10-15 | Plansee Se | Hochtemperaturkomponente |
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| US3723783A (en) * | 1970-04-22 | 1973-03-27 | Itt | Gaseous discharge high intensity lamp with fluid cooled electrode |
| DE2245717A1 (de) * | 1972-09-18 | 1974-03-28 | Patra Patent Treuhand | Elektrode mit einem poroesen sinterkoerper |
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-
1996
- 1996-02-23 JP JP8060357A patent/JPH09231946A/ja active Pending
-
1997
- 1997-01-28 TW TW088202462U patent/TW408852U/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-02-21 EP EP97102911A patent/EP0791950B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-02-21 KR KR1019970005373A patent/KR100428960B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-02-21 DE DE69704385T patent/DE69704385T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-02-24 US US08/806,515 patent/US5929565A/en not_active Expired - Lifetime
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| EP0791950A2 (en) | 1997-08-27 |
| DE69704385D1 (de) | 2001-05-03 |
| TW408852U (en) | 2000-10-11 |
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| EP0791950A3 (en) | 1997-12-10 |
| US5929565A (en) | 1999-07-27 |
| EP0791950B1 (en) | 2001-03-28 |
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