KR100905626B1

KR100905626B1 - 방전 램프

Info

Publication number: KR100905626B1
Application number: KR1020050102097A
Authority: KR
Inventors: 요시오 가게바야시; 츠네오 오카누마
Original assignee: 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2005-10-28
Publication date: 2009-06-30
Also published as: TWI362052B; TW200618032A; KR20060058629A; JP4548290B2; CN1783416B; JP2006179461A; CN1783416A

Abstract

본 발명은 전극 내부의 밀폐 공간에 전열체를 봉입한 방전 램프로서, 전극의 온도 상승을 확실하게 억제할 수 있고, 따라서, 전극이 용융하는 일이 없어, 발광관이 흑화하지 않고 방사 출력의 감쇠가 없는 방전 램프를 제공하는 것이다.

본 발명의 방전 램프는, 발광관(10)의 내부에 한 쌍의 전극(2, 3)이 대향 배치되고, 한쪽의 전극(2)은, 내부에 밀폐 공간(S)이 형성된 전극 본체(20)와, 이 밀폐 공간(S)에 봉입된 전열체(M)를 구비하여 이루어지고, 전극 본체(20)에는, 전극 본체 외부와 내부의 밀폐 공간(S)에 이어지는 가스 도입용 관통 구멍(21)이 형성되어 있고, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구는, 용융에 의해 밀봉되어 있는 것을 특징으로 한다.

Description

방전 램프{DISCHARGE LAMP}

도 1은 방전 램프의 설명도이다.

도 2는 본 발명의 방전 램프의 양극의 단면 설명도이다.

도 3은 본원 발명의 방전 램프의 양극의 제조 공정의 설명도이다.

도 4는 본 발명의 방전 램프의 다른 양극의 단면 설명도이다.

도 5는 본 발명의 방전 램프의 다른 양극의 단면 설명도이다.

도 6은 본 발명의 방전 램프의 다른 양극의 단면 설명도이다.

도 7은 본원 발명의 방전 램프의 다른 양극의 단면 설명도이다.

도 8은 본 발명의 방전 램프의 다른 양극의 단면 설명도이다.

도 9는 본 발명의 방전 램프의 다른 양극의 단면 설명도이다.

도 10은 본 발명의 방전 램프의 양극의 박육부의 다른 실시예의 단면 설명도이다.

도 11은 본 발명의 방전 램프의 다른 양극의 단면 설명도이다.

도 12는 도 11의 전극의 위쪽으로부터 본 사시도이다.

도 13은 종래의 방전 램프의 양극의 단면 설명도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10: 발광관 11: 발광부

12: 밀봉부 2: 양극

20: 전극 본체 20a: 동체부

20b: 덮개부 20b1: 전극 축

21: 가스 도입용 관통 구멍 22: 홈

23: 박육부 3: 음극

S: 밀폐 공간 M: 전열체

H: 리드 막대 삽입 구멍

본 발명은, 방전 램프에 관한 것이다. 특히, 투영 장치, 광화학 반응 장치, 검사 장치의 광원으로서 이용되는 쇼트 아크형 방전 램프에 관한 것이다.

방전 램프는, 발광 물질, 전극간 거리, 발광관내 압력이라는 관점에서 몇개의 램프로 분류할 수 있고, 이 중 발광 물질로는 크세논 가스를 발광 물질로 하는 크세논 램프, 수은을 발광 물질로 하는 수은 램프, 수은 이외의 희토류 금속 등을 발광 물질로 하는 메탈 할라이드 램프 등이 있다.

또한, 전극간 거리라는 관점에서는, 쇼트 아크형 방전 램프나 롱 아크형 방전 램프가 있고, 또 발광관내의 증기압이라는 관점에서는, 저압 방전 램프, 고압 방전 램프, 초고압 방전 램프 등이 존재한다.

이 중, 쇼트 아크형 고압 수은 램프에 관해서 말하면, 내열 온도가 높은 석 영 유리를 발광관으로 하고, 그 내부에 텅스텐제의 전극이 2∼20㎜ 정도의 간극을 두고 배치되어 있고, 또한, 발광관 내부에는 발광 물질로서 점등 시 증기압이 10⁵㎩∼10⁷㎩이 되는 수은이나 아르곤 등의 가스가 봉입되어 있다.

이 쇼트 아크형 고압 수은 램프는, 전극 간 거리가 짧아 높은 휘도를 얻을 수 있다는 이점을 가지기 때문에, 종래부터 리소그래피의 노광용 광원에 널리 사용되어 왔다.

그 한편, 최근에는, 반도체 웨이퍼뿐만 아니라, 액정 기판, 특히, 대면적의 액정 디스플레이에 사용하는 액정 기판의 노광용 광원으로서 주목받고 있고, 제조 공정에서의 처리량을 높인다는 관점에서 광원인 램프도 대출력화가 강하게 요구되고 있다.

방전 램프의 대출력화에 의해 정격 소비 전력이 커지면, 방전 램프에 흐르는 전류값은, 전류, 전압의 설계값에도 좌우되지만, 대부분의 경우 커진다.

이 때문에, 전극(특히, 직류 점등에서의 양극)은, 전자 충돌을 받는 양이 많아져, 용이하게 승온하여 용융한다는 문제가 발생하기 쉬워진다.

또한, 양극에 한정되는 것이 아니라, 수직 방향에 배치하는 방전 램프에서는, 위쪽에 위치되는 전극이, 발광관 내의 열 대류 등의 영향을 받아, 아크로부터 열을 받기 쉬워져, 마찬가지로 고온화하여 용융한다는 문제가 있었다.

또한, 전극, 특히, 그 선단 부분이 용융하면, 아크가 불안정해질 뿐만 아니라, 전극을 구성하는 물질이 증발하여 발광관의 내표면에 부착하여 방사 출력이 저 하한다는 문제도 발생한다.

이러한 현상은, 쇼트 아크형 고압 수은 램프에 한정되는 것이 아니라, 방전 램프를 대출력화하는 경우에, 일반적으로 발생하는 문제로서, 종래에는, 방전 램프의 전극의 표면에 텅스텐 소결체로 이루어지는 방열층을 설치하는 기술이 제안되어 있고, 또한, 더 대출력의 방전 램프에서는, 전극의 내부에 밀폐 공간을 형성하고, 이 공간 내에 금, 은, 구리 등의 전열체(傳熱體)를 봉입하여, 전극의 선단부가 고온화하더라도 전열체의 높은 열 수송 효과에 의해, 전극의 축 방향으로 열을 방출시켜 전극의 용융을 방지하는 기술이 제안되어 있다.

도 1을 이용하여, 전극의 내부의 밀폐 공간에 금, 은, 구리 등의 전열체를 봉입한 방전 램프를 설명한다.

도 1은, 방전 램프의 전체 구조를 도시한 개략도이다.

발광관(10)은 석영 유리로 이루어지고, 대략 구 형상의 발광부(11)의 양단에는 밀봉부(12)가 일체로 이어져 설치되어 있다. 이 발광부(11)에는 양극(2) 및 음극(3)이 대향 배치되어 있다.

그리고, 발광부(11)에는, 수은, 크세논, 아르곤 등의 발광 물질이나 시동용 가스가 소정 양 봉입되어, 외부 전원으로부터 전력이 공급되면, 양극(2)과 음극(3)에서 아크 방전함으로써 발광한다.

도 13은, 종래의 방전 램프의 양극의 단면도이다.

양극(2)은, 전극 본체(20)와 그 내부에 전열체(M)를 가지는 구조를 하고 있다. 전극 본체(20)는 텅스텐이고, 내부에 밀폐 공간(S)이 형성되는 용기 형상을 한 것이고, 전열체(M)는 전극 본체(20)의 내부에 기밀하게 봉입된 금, 은, 구리 등의 금속이다.

전극 본체(20)의 일부에는, 전극 본체(20)의 내부로 이어지는 가스 도입용 관통 구멍(21)이 형성되어 있다. 이 가스 도입용 관통 구멍(21)은, 밀폐 공간(S)에 전열체를 흘려 넣는 구멍인 동시에, 밀폐 공간(S) 안에 희가스를 봉입하기 위한 구멍이다.

희가스는 전극 본체(20) 내에 1기압 이상 넣는 경우와, 1기압 이하로 넣는 경우가 있고, 1기압 이상 넣는 경우는, 밀폐 공간(S)의 내용적에 대하여 전열체(M)가 50% 이상 봉입되어 있는 경우이고, 전열체(M)와 밀폐 공간의 내표면과의 계면에서 기포의 발생을 방지하는 것으로서, 기포에 의한 열 수송의 로스를 저감하는 것이다.

한편, 희가스를 1기압 이하로 넣는 경우는, 밀폐 공간(S)의 내용적에 대하여 전열체(M)의 봉입량이 적은 경우이고, 이 경우, 대기압보다 낮은 압력 상태로 함으로써 전열체(M)의 비등을 촉진시키고, 이에 의해 비등 전달에 의한 열 수송 효과를 향상시키는 것이다.

그리고, 밀폐 공간(S) 안에 전열체와 희가스를 봉입한 후, 가스 도입용 관통 구멍(21) 안에 밀봉재(T)로서 납땜재 등의 금속 또는 금속 합금을 이용하여 가스 도입용 관통 구멍(21)을 밀봉하는 것이다.

〈특허문헌 1〉일본 특개 2004-006246호

그러나, 램프 점등 중, 양극의 온도는 선단부에서 2000℃ 이상, 가스 도입용 관통 구멍이 있는 후단부에서 1700℃로 고온 상태로 되어 있고, 가스 도입용 관통 구멍(21)을 밀봉하는 밀봉재(T)도 고온 상태로 되어 있어, 양극의 온도에 따라서는, 밀봉재(T)가 증발하여 발광부 내에 불순물로서 비산하여, 발광관을 흑화시키거나, 불필요한 발광을 일으켜 발광 효율이 저하한다는 문제가 발생할 우려가 있었다.

또한, 밀봉재(T)가 증발하여, 가스 도입용 관통 구멍(21)이 출현한 경우, 밀폐 공간(S) 내의 전열체가 발광관 안으로 누출하여, 램프로서 기능하지 않게 되는 문제가 발생할 우려가 있었다.

본 발명은, 이러한 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 전극 내부의 밀폐 공간에 전열체를 봉입한 방전 램프로서, 전극의 온도 상승을 확실하게 억제할 수 있고, 따라서, 전극이 용융하는 일이 없어, 발광관이 흑화하지 않고, 방사 출력의 감쇠가 없는 방전 램프를 제공하는 것에 있다.

청구항 1에 기재된 방전 램프는, 발광관의 내부에 한 쌍의 전극이 대향 배치된 방전 램프에서, 적어도 한 쪽의 전극은, 내부에 밀폐 공간이 형성된 전극 본체와, 이 밀폐 공간에 봉입된 전열체를 구비하여 이루어지고, 상기 전극 본체에는, 전극 본체 외부와 내부의 밀폐 공간에 이어지는 가스 도입용 관통 구멍이 형성되어 있고, 상기 가스 도입용 관통 구멍의 전극 본체 외부 측의 선단 개구는, 용융에 의해 밀봉되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 방전 램프는, 청구항 1에 기재된 방전 램프로서, 특히, 상기 가스 도입용 관통 구멍의 전극 본체 외부 측의 선단 개구의 주연은 박육부로 되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 방전 램프는, 청구항 1에 기재된 방전 램프로서, 특히, 상기 전극 본체는 동체부와 덮개부로 이루어지고, 상기 덮개부는, 전극 축이 일체로 형성되고, 해당 전극 축에 상기 가스 도입용 관통 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 방전 램프는, 청구항 2에 기재된 방전 램프로서, 특히, 상기 박육부는, 방전 가열, 레이저 가열, 전자선 가열 중 어느 하나에 의해서 용융되어 상기 가스 도입용 관통 구멍의 전극 본체 외부 측의 선단 개구가 밀봉되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 방전 램프를, 도 1을 이용하여 설명한다.

도 2는, 본원 발명의 방전 램프의 양극의 단면도이다.

양극(2)은, 전극 본체(20)와 그 내부에 전열체(M)를 가지는 구조을 하고 있 다. 전극 본체(20)는 텅스텐이고, 내부에 밀폐 공간(S)이 형성되는 용기 형상을 한 것이며, 전열체(M)는 전극 본체(20)의 내부에 기밀하게 봉입된 금, 은, 구리 등의 금속이다.

다음으로, 본원 발명의 방전 램프의 양극의 제조 공정을 도 3을 이용하여 설명한다.

도 3에 도시하는 것과 같이, 전극 본체(20)는, 텅스텐제의 동체부(20a)와 텅스텐제의 덮개부(20b)로 이루어지고, 동체부(20a)는 원재료인 텅스텐 막대에서 소정의 길이를 잘라내고, 절삭 가공에 의해 선단부를 테이퍼 형상으로 가공하는 동시에 구멍 형성 가공에 의해 밀폐 공간(S)이 되는 구멍을 뚫은 것이다. 또한, 덮개부(20b)는, 선단 측이 동체부(20a)의 구멍에 들어가도록 볼록 형상으로 되어 있고, 동체부(20a)에 소정 양의 전열체(M)를 넣은 후, 덮개부(20b)의 선단 측의 볼록 형상 부분을 동체부(20a)에 끼워 넣고, 덮개부(20b)의 측주면과 동체부(20a)를 접합하여 전극 본체(20)를 구성하는 것이다.

덮개부(20b)에는, 전극 본체(20) 내부의 밀폐 공간(S)과 전극 본체(20)의 외부로 이어지는 가스 도입용 관통 구멍(21)이 형성되어 있다.

이 가스 도입용 관통 구멍(21)은 개구 지름 1㎜ 이하인 관통 구멍이고, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 덮개부(20b)의 외면에 형성된 전극 본체 외부 측의 선단 개구를 둘러싸도록 덮개부(20b)에 홈(22)이 형성되어, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구의 주연은 두께 0.25㎜에서 1㎜ 정도의 박육부(23)로 되어 있다.

그리고, 이 전극 본체(20)를 밀폐된 가스 용기 안에 배치하고, 그 밀폐된 가스 용기 안이 소정 압력이 되도록 희가스를 봉입하여, 가스 도입용 관통 구멍(21)으로부터 전극 본체(20)에 희가스가 봉입되어, 밀폐 공간(S)이 되는 내부 공간의 희가스의 압력이 가스 용기 안의 압력과 동일해져, 전극 본체(20) 안이 소정의 가스압이 된다.

또한, 그 상태에서, 덮개부(20b)의 박육부(23)를 방전 가열함으로써, 박육부(23)를 즉각적으로 녹여, 박육부(23)가 용융함으로써, 가스 도입용 관통 구멍(21)이 밀봉되어, 도 2에 도시하는 것과 같이 밀폐 공간(S) 내에 전열체(M)와 소정 압력의 희가스가 갇히게 된다.

그리고, 덮개체(20b)의 상부에 형성된 리드 막대 삽입 구멍(H)에, 리드 막대가 끼워 넣어져 양극(2)이 발광부내(10) 안에서 지지된 구조로 되어 있다.

이와 같이, 가스 도입용 관통 구멍(21)을 밀봉할 때에, 박육부(23)를 용융하면 되므로, 가스 도입용 관통 구멍(21)을 밀봉하기 위한 밀봉재가 불필요하게 되어, 밀봉재의 증발 등의 문제가 일어나지 않는 것이다. 또한, 박육부(23)는, 전극 본체(20)를 구성하고 있는 텅스텐으로 이루어지는 것이어서, 양극의 온도가 상승하여도 박육부가 용융한 밀봉 부분이 용융하는 일이 없어, 내부의 전열체(M)가 전극 본체(20)의 외부로 누출하는 일이 없는 것이다.

그 결과, 전극 본체(20)의 밀폐 공간(S) 내의 전열체(M)에 의해서, 전극 선단부의 열이 축 방향으로 확실하게 방출되게 되어, 전극의 온도 상승을 억제하여, 전극이 용융하는 일이 없어, 발광관이 흑화하지 않고, 방사 출력의 감쇠가 없는 방 전 램프가 된다.

다음으로, 본원 발명의 방전 램프의 양극의 다른 예를 도 4∼도 6을 이용하여 설명한다.

도 4에 도시하는 양극은, 텅스텐제의 덮개부(20b)의 위쪽에, 리드 막대 삽입 구멍(H)이 형성되어 있고, 리드 막대 삽입 구멍(H)의 바닥부 중심에, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구가 위치하도록 가스 도입용 관통 구멍(21)이 형성되어 있다.

또한, 리드 막대 삽입 구멍(H)의 바닥부의 가스 도입용 관통 구멍(21)의 선단 개구를 둘러싸듯이, 홈(22)이 형성되어 선단 개구의 주연이 박육부(23)로 되어 있다.

그리고, 미리 동체부(20a)에 소정 양의 전열체(M)를 넣어두고, 덮개부(20b)를 동체부(20a)에 끼워맞춤하고, 덮개부(20b)의 측주면과 동체부(20a)를 접합한 후, 가스 용기 안에 전극 본체(20)를 넣어 가스 용기 안에서 소정 가스압의 희가스를 밀폐 공간(S)이 되는 전극 본체(20)의 내부 공간에 봉입하고, 박육부(23)를 방전 가열함으로써, 박육부(23)를 즉각적으로 녹여 용융함으로써, 가스 도입용 관통 구멍(21)이 밀봉되어, 전극 본체(20) 내에 소정 압력의 희가스와 전열체(M)를 밀폐 상태로 봉입하는 것이다.

도 5에 도시하는 양극은, 텅스텐제의 뚜껑부(20b)에, 리드 막대 삽입 구멍(H)이 형성되어 있고, 이 리드 막대 삽입 구멍(H) 이외의 부분이자 덮개부(20b)의 상면에, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구가 위치하도 록 가스 도입용 관통 구멍(21)이 형성되어 있다.

또한, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구를 둘러싸듯이, 덮개부(20b)의 상면에 홈(22)이 형성되어, 선단 개구의 주연이 박육부(23)로 되어 있다.

그리고, 미리 동체부(20a)에 소정 양의 전열체(M)를 넣어두고, 덮개부(20b)를 동체부(20a)에 끼워맞춤하고, 덮개부(20b)의 측주면과 동체부(20a)를 접합한 후, 가스 용기 안에 전극 본체(20)를 넣어 가스 용기 내에서 소정 가스압의 희가스를 밀폐 공간(S)이 되는 전극 본체(20)의 내부 공간에 봉입하고, 박육부(23)를 방전 가열함으로써, 박육부(23)를 즉각적으로 녹여 용융함으로써, 가스 도입용 관통 구멍(21)이 밀봉되어, 전극 본체(20) 내에 소정 압력의 희가스와 전열체(M)를 밀폐 상태로 봉입하는 것이다.

도 6에 도시하는 양극은, 텅스텐제의 덮개부(20b)에 리드 막대 삽입 구멍(H)이 형성되고, 텅스텐제의 동체부(20a)의 측면에 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구가 위치하도록 가스 도입용 관통 구멍(21)이 형성되어 있다.

또한, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 선단 개구를 둘러싸듯이, 홈(22)이 형성되어 선단 개구의 주연이 박육부(23)로 되어 있다.

그리고, 미리 동체부(20a)에 소정 양의 전열체(M)를 넣어두고, 덮개부(20b)를 동체부(20a)에 끼워맞춤하고, 덮개부(20b)의 측주면과 동체부(20a)를 접합한 후, 가스 용기 안에 전극 본체(20)를 넣어 가스 용기 안에서 소정 가스압의 희가스를 밀폐 공간(S)이 되는 전극 본체(20)의 내부 공간에 봉입하고, 박육부(23)를 방전 가열함으로써, 박육부(23)를 즉각적으로 녹여 용융함으로써, 가스 도입용 관통 구멍(21)이 밀봉되어, 전극 본체(20) 내에 소정의 압력의 희가스와 전열체(M)를 밀폐 상태로 봉입하는 것이다.

본원 발명의 방전 램프의 양극의 다른 예를 도 7∼도 11을 이용하여 설명한다.

도 7에 도시하는 양극(2)은, 텅스텐제의 덮개부(20b)에, 리드 막대 삽입 구멍(H)이 형성되어 있고, 이 리드 막대 삽입 구멍(H) 이외의 부분이자 덮개부(20b)의 상면에, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구가 위치하도록 가스 도입용 관통 구멍(21)이 형성되어 있다.

또한, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구 부분은, 덮개부(20b)의 상면으로부터 고리 형상으로 돌출한 상태로 되어 있고, 선단 개구의 고리 형상의 주연이 박육부(23)로 되어 있다.

여기서 말하는 고리 형상이란, 중심에 관통 구멍(21)을 가지는 것이고, 관통 구멍(21)의 주위의 두께 부분이 주연이 되고, 주연의 외형은, 원호 형상이거나, 사각형 상태이더라도, 고리 형상의 주연이라고 부르는 것이다.

그리고, 미리 동체부(20a)에 소정 양의 전열체(M)를 넣어두고, 덮개부(20b)를 동체부(20a)에 끼워맞춤하고, 덮개부(20b)와 동체부(20a)를 접합한 후, 가스 용기 안에 전극 본체(20)를 넣어 가스 용기 안에서 소정 가스압의 희가스를 밀폐 공간(S)이 되는 전극 본체(20)의 내부 공간에 봉입하고, 박육부(23)를 방전 가열함으 로써, 박육부(23)를 즉각적으로 녹여 용융함으로써, 가스 도입용 관통 구멍(21)이 밀봉되어, 전극 본체(20) 내에 소정 압력의 희가스와 전열체(M)을 밀폐 상태로 봉입하는 것이다.

도 8에 도시하는 양극(2)은, 텅스텐제의 덮개부(20b)에 리드 막대 삽입 구멍(H)이 형성되고, 텅스텐제의 동체부(20a)의 측면에 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구가 위치하도록 가스 도입용 관통 구멍(21)이 형성되어 있다.

또한, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구 부분은, 동체부(20a)의 측면으로부터 고리 형상으로 돌출한 상태로 되어 있고, 선단 개구의 고리 형상의 주연이 박육부(23)로 되어 있다.

그리고, 미리 동체부(20a)에 소정 양의 전열체(M)를 넣어두고, 덮개부(20b)를 동체부(20a)에 끼워맞춤하고, 덮개부(20b)와 동체부(20a)를 접합한 후, 가스 용기 안에 전극 본체(20)를 넣어 가스 용기 안에서 소정 가스압의 희가스를 밀폐 공간(S)이 되는 전극 본체(20)의 내부 공간에 봉입하고, 박육부(23)를 방전 가열함으로써, 박육부(23)를 즉각적으로 녹여 용융함으로써, 가스 도입용 관통 구멍(21)이 밀봉되어, 전극 본체(20) 내에 소정 압력의 희가스와 전열체(M)를 밀폐 상태로 봉입하는 것이다.

도 9에 도시하는 양극(2)은, 텅스텐제의 덮개부(20b)에, 리드 막대와 접합되는 전극 축(20b1)이 일체로 형성되어 있고, 이 전극 축(20b1)의 대략 중심이자 전극 축 방향에 가스 도입용 관통 구멍(21)이 형성되어 있고, 가스 도입용 관통 구멍 (21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구가 전극 축(20b1)의 상면에 위치하고 있다.

또한, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구 부분은, 전극 축(20b1)의 상면으로부터 고리 형상으로 돌출한 상태로 되어 있고, 선단 개구의 고리 형상의 주연이 박육부(23)로 되어 있다.

또한, 이 박육부(23)는, 전극 축(20b1)의 축 방향의 단면도인 도 10에 도시하는 것과 같이, 전극 축 방향으로 선단 개구를 향하여 두께가 얇아지는 외형 테이퍼 형상의 박육부(23)로 되어 있어도 된다.

이 경우, 두께가 얇아진 부분에서, 박육부(23)가 확실하게 용융하여, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 밀봉이 확실해진다.

그리고, 미리 동체부(20a)에 소정 양의 전열체(M)을 넣어두고, 덮개부(20b)를 동체부(20a)에 끼워맞춤하고, 덮개부(20b)와 동체부(20a)를 접합한 후, 가스 용기 안에 전극 본체(20)를 넣어 가스 용기 안에서 소정 가스압의 희가스를 밀폐 공간(S)이 되는 전극 본체(20)의 내부 공간에 봉입하고, 박육부(23)를 방전 가열함으로써, 박육부(23)를 즉각적으로 녹여 용융함에 의해, 가스 도입용 관통 구멍(21)이 밀봉되어, 전극 본체(20) 내에 소정 압력의 희가스와 전열체(M)를 밀폐 상태로 봉입하는 것이다.

도 11에 도시하는 양극(2)은, 텅스텐제의 덮개부(20b)에, 리드 막대 삽입 구멍(H)이 형성되어 있고, 이 리드 막대 삽입 구멍(H) 이외의 부분이자 덮개부(20b)의 상면에, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구가 위치하도록 가스 도입용 관통 구멍(21)이 형성되어 있다.

또한, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구 부분은, 뚜껑부(20b)의 상면으로부터 고리 형상으로 돌출한 상태로 되어 있고, 선단 개구의 고리 형상의 주연이 박육부(23)로 되어 있다.

도 12는, 도 11의 양극의 상부 방향에서 본 사시도이고, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 제조 방법을 설명한다.

덮개부(20b)의 위쪽에는, 선반에 의해서 절삭 가공하여 원호 형상의 돌기부(23a)를 형성한다. 그리고, 이 돌기부(23a)를 2개소 절삭 가공하여 절삭부(23b)를 형성한다.

그리고, 2개소의 절삭부(23b)의 사이에 위치하는 짧은 쪽의 돌기부(23a)에, 위쪽으로부터 드릴 등에 의해서 가스 도입용 관통 구멍(21)을 형성하는 것이다.

이 가공에 의해서, 덮개부(20b)의 상면에, 가스 도입용 관통 구멍(21)의 전극 본체 외부 측의 선단 개구가 위치하도록 가스 도입용 관통 구멍(21)이 형성되고, 돌기부(23)의 선단 개구가 고리 형상의 주연이 되고, 이 주연이 박육부(23)가 되어, 박육부(23)를 용융하여 밀봉하는 것이다.

그리고, 박육부(23)는, 용융됨으로써, 원호 형상의 돌기부(23a)의 높이에 비해 낮아져, 리드 막대를 리드 막대 삽입 구멍(H)에 삽입하는 등의 경우에, 리드 막대의 선단이 용융한 박육부(23)에 닿아 박육부(23)가 파손되지 않도록, 원호 형상의 돌기부(23a)가 리드 막대 등이 박육부(23)에 닿지 않도록 가드하는 역할도 하는 것이다.

그리고, 미리 동체부(20a)에 소정 양의 전열체(M)를 넣어두고, 덮개부(20b) 를 동체부(20a)에 끼워맞춤하고, 덮개부(20b)와 동체부(20a)를 접합한 후, 가스 용기 안에 전극 본체(20)를 넣어 가스 용기 안에서 소정 가스압의 희가스를 밀폐 공간(S)이 되는 전극 본체(20)의 내부 공간에 봉입하고, 박육부(23)를 방전 가열함으로써, 박육부(23)를 즉각적으로 녹여 용융함으로써, 가스 도입용 관통 구멍(21)이 밀봉되어, 전극 본체(20) 내에 소정 압력의 희가스와 전열체(M)를 밀폐 상태로 봉입하는 것이다.

즉, 도 4∼도 12에 도시하는 양극에서도, 도 2에 도시하는 양극과 같이, 가스 도입용 관통 구멍(21)을 밀봉할 때에, 박육부(23)를 용융하기만 하면 되므로, 가스 도입용 관통 구멍(21)을 밀봉하기 위한 밀봉재가 별도로 필요하지 않게 되어, 밀봉재의 증발 등의 문제가 일어나지 않는다. 또한, 박육부(23)는, 전극 본체(20)를 구성하고 있는 텅스텐으로 이루어지는 것이고, 양극의 온도가 상승하여도 박육부가 용융한 밀봉 부분이 용융하는 일이 없어, 내부의 전열체(M)가 전극 본체(20)의 외부로 누출하는 일이 없는 것이다.

또, 박육부(23)의 용융은, 방전 가열 이외에, 레이저 가열, 전자선 가열이더라도 좋다.

또한, 가스 도입용 관통 구멍의 전극 본체 외부 측의 선단 개구에, 텅스텐의 쐐기 부재를 삽입하고, 그 쐐기 부재와 함께 선단 개구를 용융하여, 밀봉하는 구조이더라도 좋다.

그 결과, 전극 본체(20)의 밀폐 공간(S) 내의 전열체(M)에 의해서, 전극 선단부의 열이 축 방향으로 확실하게 방출됨으로써, 전극의 온도 상승을 억제하여, 전극이 용융하는 일이 없어, 발광관이 흑화하지 않고 방사 출력의 감쇠가 없는 방전 램프가 된다.

본 발명의 방전 램프에 의하면, 전극 본체의 내부에 형성된 밀폐 공간으로 이어지는 가스 도입용 관통 구멍을 밀봉할 때에, 가스 도입용 관통 구멍의 전극 본체 외부 측의 선단 개구를 용융하여 밀봉하는 구조이기 때문에, 가스 도입용 관통 구멍을 밀봉하기 위한 밀봉재가 불필요하게 되어, 밀봉재의 증발 등의 문제가 일어나지 않는다.

가스 도입용 관통 구멍의 전극 본체 외부 측의 선단 개구의 주연은 박육부로 되어 있고, 이 박육부는, 전극 본체의 일부로 이루어지는 것으로서, 양극의 온도가 상승하여도 박육부가 용융한 밀봉 부분이 용융하는 일이 없어, 밀폐 공간 내의 전열체가 전극 본체의 외부로 누출하는 일이 없는 것이다.

그 결과, 전극 본체의 밀폐 공간 내의 전열체에 의해서, 전극 선단부의 열이 축 방향으로 확실하게 방출되게 되어, 전극의 온도 상승을 억제하여, 전극이 용융하는 일이 없어, 발광관이 흑화하지 않고, 방사 출력의 감쇠가 없는 방전 램프가 된다.

Claims

발광관의 내부에 한 쌍의 전극이 대향 배치된 방전 램프에서,

적어도 한 쪽의 전극은, 내부에 밀폐 공간이 형성된 전극 본체와, 이 밀폐 공간에 봉입된 전열체를 구비하여 이루어지고,

상기 전극 본체에는, 전극 본체 외부와 내부의 밀폐 공간에 이어지는 가스 도입용 관통 구멍이 형성되어 있고,

상기 가스 도입용 관통 구멍의 전극 본체 외부 측의 선단 개구의 주연은 박육부로 되어 있고,

상기 박육부가 용융하여, 상기 가스 도입용 관통 구멍의 선단 개구가 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 방전 램프.
삭제
제1항에 있어서, 상기 전극 본체는 동체부와 덮개부로 이루어지고,

상기 덮개부는, 전극 축이 일체로 형성되고, 해당 전극 축에 상기 가스 도입용 관통 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 방전 램프.
제1항에 있어서, 상기 박육부는, 방전 가열, 레이저 가열, 전자선 가열 중 어느 하나에 의해서 용융되어 상기 가스 도입용 관통 구멍의 전극 본체 외부 측의 선단 개구가 밀봉되어 있는 것을 특징으로 하는 방전 램프.