KR101656917B1 - 플래시 램프 - Google Patents

Abstract

(과제) 내부에 한 쌍의 전극이 설치된 발광관과, 그 발광관의 외면에 설치된 반사막과, 그 반사막의 바깥쪽에, 상기 발광관을 따라 배치된 트리거선을 구비한 플래시 램프에 있어서, 반사막에 의한 트리거선과 전극 간의 절연 작용을 최소한으로 억제하여, 트리거선에 의한 방전 개시 전압의 강하 기능을 충분히 기대할 수 있고, 반사막으로서 내열성이 우수한 세라믹 재료를 사용할 수 있도록 한 구조를 제공하는 것이다.
(해결 수단) 상기 발광관의 적어도 일방의 단부에서, 상기 반사막의 길이 방향의 끝 가장자리가, 상기 전극의 전방측에 위치하고 있도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

플래시 램프{FLASH LAMP}

본 발명은, 반도체 제조나 박막 트랜지스터 제조에 사용되는 플래시 램프에 관한 것이며, 특히, 발광관에 반사막이 설치된 플래시 램프에 관련된 것이다.

종래부터, 반도체 제조나 박막 트랜지스터 제조의 가열 공정 용도로서, 플래시 램프를 이용한 램프 어닐 장치의 개발이 진행되고 있다.

예를 들면, 실리콘 웨이퍼 표층에 옅은 확산층(PN접합)을 형성(이온 주입한 불순물 활성화)하는 공정에 있어서, 램프 어닐 장치가 사용된다. 이 어닐 공정에서는, 특히 이온 주입한 불순물의 프로파일의 무너짐이나, 형성한 패턴의 휘발 등의 문제를 회피하고, 또한, 불순물의 양호한 활성화 상태를 얻는 것이 필요하다. 그 때문에, 그 램프 어닐 장치는, 기판 하부에 대한 열의 침투를 억제하여, 균일하게 또한 확실하게 소정 온도로 가열하는 것이 요구된다.

마찬가지로, 액정 표시 패널용의 박막 트랜지스터 제조에서도, 기판 상에 형성된 반도체막을 확실하게 또한 균일하게 활성화시킬 필요가 있다. 특히 유리 기판에 의한 경우는 이러한 어닐 처리를 달성하면서 기판에 대한 과도한 가열을 방지하여 기판의 신축이나 휨의 발생을 억제하는 것이 요구되고 있다.

최근, 반도체용 기판이나 디스플레이용 유리 기판의 한층 더 대면적화(φ300에서 φ450, G4에서 G10)나, 한층 더 타분야에 대한 용도 확대를 위해, 보다 대광량의 플래시 램프가 필요해지고 있다.

그래서, 발광관에 반사막을 설치하고 램프로부터의 조사광량을 증대시키는 시도가 이루어지고 있다.

이러한 플래시 램프의 발광관에 반사막을 설치한 종래 기술로서는, 일본국 특허공개 2002-014393호 공보(특허 문헌 1)가 있다. 도 6에 그 구조가 나타나 있으며, 발광관(11)의 외주면의 일부에 금속 증착막으로 이루어지는 반사막(12)을 형성하고, 그 위에 방열 부재(13)를 씌운 것이다.

그런데, 이 기술은 카메라용의 저출력의 플래시 램프에 관한 것이며, 가열 공정 용도로 이용되는 고출력의 플래시 램프에서는, 반사막에 대해 열적 부하가 매우 높기 때문에, 이 기술을 그대로 전용할 수는 없다.

즉, 특허 문헌 1에 기재되는 금속 증착막으로 이루어지는 반사막에서는, 고출력의 램프에 의해 막이 과열되어 산화 또는 승화되어 버려, 단시간의 점등으로 반사막의 반사 기능이 손상되어 버린다는 문제가 발생하기 때문이다.

한편, 플래시 램프의 한층 더 점등 시동성의 향상도 필요해지고 있으며, 예를 들면, 일본국 특허공개 2004-303889호 공보(특허 문헌 2)에는, 플래시 램프의 외면에 트리거선으로 불리는 금속선을 설치하여 램프의 점등 시동성을 향상시키는 기술이 개시되어 있다.

그런데, 상기한 특허 문헌 1에 있어서의 반사막의 손상을 방지하는 수단으로서, 그 반사막의 구성 재료를 금속 증착막에서, 내열성이 보다 높은 세라믹 재료로 치환하는 것을 생각할 수 있다. 그렇지만, 세라믹 재료로 한 경우, 과열에 의한 문제는 해소되지만, 이번에는, 특허 문헌 2와 같은 트리거선을 가지는 형식의 플래시 램프에 적용한 경우, 그 트리거선의 기능이 손상되어, 그 점등 시동성이 악화되어 버린다는 문제가 발생한다.

그 원인으로서는, 이하와 같이 추측된다. 발광관의 바깥쪽에는 트리거선이 설치되지만, 출사광과의 관계로부터 그 트리거선은, 발광관의 비출사측, 즉, 반사막을 형성한 측에 설치되게 된다. 즉, 트리거선과 발광관의 사이에는 반사막이 개재하게 되어, 이 세라믹 재료로 구성된 반사막이 발광관과 트리거선의 전기 절연성을 높여 버려, 트리거선에 전압을 인가해도 발광관에 대해 유효하게 작용하지 않아, 램프의 시동성 향상이 방해되어 버린다. 이와 같이, 세라믹재로 이루어지는 반사막은 트리거 기능의 저하를 초래하여, 램프의 시동성을 악화시켜 버리는 것이다.

일본국 특허공개 2002-014393호 공보 일본국 특허공개 2004-303889호 공보

이 발명이 해결하려고 하는 과제는, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 내부에 한 쌍의 전극이 설치된 발광관과, 그 발광관의 외면에 설치된 반사막과, 그 반사막의 바깥쪽에, 상기 발광관을 따라 배치된 트리거선을 구비한 플래시 램프에 있어서, 고출력의 램프로부터의 열에 의해서도 반사막이 손상되지 않고, 또한, 그 반사막에 의해 트리거선과 전극의 전기 절연성이 초래되어 버리지 않으며, 트리거선에 의한 램프 시동성을 확보할 수 있도록 한 구조의 플래시 램프를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 이 발명에 관련된 플래시 램프는, 상기 반사막에는 세라믹 재료가 사용되고 있으며, 상기 발광관의 적어도 일방의 단부에서, 상기 반사막의 길이 방향의 끝 가장자리가, 상기 전극의 전방측에 위치하고 있는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 일방의 단부에서, 상기 전극은 양극인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 발광관의 타방의 단부에서도, 상기 반사막의 길이 방향의 끝 가장자리가, 상기 전극의 전방측에 위치하고 있는 것을 특징으로 한다.

이 발명의 플래시 램프에 의하면, 반사막을 세라믹 재료로 함으로써, 고온에도 내성이 있고 가열 공정 용도에도 충분히 견디며, 또한, 그 반사막의 길이 방향의 끝 가장자리를 상기 전극의 전방측에 위치시킨 것에 의해, 트리거선과 전극의 사이에서 반사막에 의한 전기 절연성을 일으키지 않고, 확실한 시동성을 확보할 수 있는 것이다. 이것에 의해, 시동성을 저하시키지 않고, 내열성이 우수한 세라믹 재료를 반사막 재료로서 사용하는 것이 가능해졌다.

또, 상기 트리거선과 반사막 끝 가장자리의 배치 관계를 양극측에서 확보함으로써, 트리거선과 양극의 사이에 큰 전위차를 초래하여, 시동성이 더 높아진다.

또, 발광관의 타방측에서도, 상기한 반사막 끝 가장자리와 전극의 위치 관계로 함으로써, 한층 더 시동성의 개선을 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 플래시 램프의 측단면도.
도 2는 도 1의 상면도.
도 3은 본 발명의 플래시 램프의 부분 확대도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예.
도 5는 실험 결과를 나타내는 도.
도 6은 종래 기술의 분해도.

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 플래시 램프(1)는, 발광관(2)의 내부에 대향하는 한 쌍의 전극(3, 4)이 배치되어 있다. 이 실시예의 경우, 왼쪽의 전극(3)이 양극이며, 오른쪽의 전극(4)이 음극을 구성하고 있다.

상기 발광관(2)의 외면의 일부에는 반사막(5)이 형성되어 있으며, 그 반사막(5)의 구성 재료는, 예를 들면, 실리카나 알루미나, 그 외 질화물 등을 주성분으로 하는 세라믹스 재료 혹은 그들의 혼합 재료가 사용되고 있다.

또, 상기 발광관(2)의 길이 방향을 따라 트리거관(6)이 배치되지만, 램프(1)로부터의 출사광의 방해가 되지 않도록, 상기 반사막(5)의 바깥쪽에 설치된다. 그 트리거관(6) 내에는 텅스텐으로 이루어지는 트리거선(7)이 삽입·배치되어 있고, 단부가 봉지되어 있으며, 그 내부는 진공 상태나, 혹은, 불활성 가스가 충전되어 있어, 트리거선(7)의 산화를 방지하고 있다.

그리고, 그 트리거관(6)은 상기 발광관(2)과 함께, 양단의 절연 블록(8, 8)에 의해 부착되어 있다.

통상, 이 종류의 플래시 램프에 있어서는, 트리거선(7)의 단부(7A)와 전극(3)의 관계는, 그 이격 거리는 5mm 정도가 가장 효과적인 것을 경험적으로 알고 있다.

그런데, 상기 트리거선(7)에는, 플래시 램프의 전극 간의 방전을 개시시키기 위해 고전압이 인가되어, 당초 트리거선과 전극 간에 방전이 발생하고, 이것에 의해, 상기 전극 간에 방전이 유발되어 램프의 점등이 비교적 용이해진다.

그리고, 트리거선에 인가되는 고전압의 극성은, 그 트리거선의 주위에서 방전 등이 발생하기 어렵도록, 통상, 부의 극성으로 되어 있다.

한편, 통상, 램프의 양극측은 콘덴서 등의 충전계에 의해 축전되기 때문에, 램프 점등 전이어도, 그 충전계에 의해 양극에는 정전압이 인가되어 있다. 한편, 음극측은 그랜드(GND)에 접속되어 있다. 이 구성으로부터, 상기 트리거선을 부의 극성으로 함으로써, 양극에 정전압이 인가되어 있는 만큼, 그 트리거선과 양극의 전위차를 크게 취할 수 있어, 램프의 점등 시동성의 면에서 유리해진다.

도 3에 반사막(5)과 전극(양극)(3) 및 트리거선(7)의 위치 관계가 나타나 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 반사막(5)의 길이 방향의 끝 가장자리(5a)는, 상기 전극(3)보다 전방측, 즉, 발광 공간측에 위치하고 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 특별한 언급이 없는 한, 전방은 관축방향에 있어서 발광 공간측을 말하며, 후방은 발광관의 외부측을 말한다.

또, 도 4에 다른 실시예가 나타나 있으며, 반사막(5) 전체는 전극 부분에까지 연장되어 있지만, 그 단부에는 전극(3)이 존재하는 위치에 대응하여 절입 개구(9)가 형성되어 있으며, 이러한 경우, 반사막(5)의 끝 가장자리(5a)는, 그 개구의 절입 저부(9a)를 말한다.

그 다음에, 본 발명의 효과를 실증하기 위한 실험을 행했다. 이 실험에 이용한 램프의 구성은 이하와 같다.

·발광관： 석영 유리제

전체 길이 576mm, 내경 10.4mm, 외경 13.0mm

·반사막： 실리카막

·전극 간 거리： 500mm

·크세논 가스 봉입량： 450Torr

·트리거선： 텅스텐 외경 1mm, 전체 길이 537mm

상기의 램프에 있어서, 도 5에 나타내는 바와 같이, 반사막(5)의 끝 가장자리(5a)와, 전극(양극)(3)과 전극(음극)(4)의 이격 거리 L1, L2의 관계를 시동성의 관점에서 방전 개시 전압을 관찰하는 실험을 했다. 또한, L1, L2가 마이너스(-)란, 반사막(5)의 끝 가장자리(5a)가 전극(3, 4)의 전면보다 후방측(발광관의 외부측)에 위치하고 있는, 즉, 전극(3, 4)을 덮도록 위치하고 있는 것을 의미한다.

그 실험 결과가 도 5의 표에 나타나 있으며, 반사막(5)이 양단부에서 전극(3, 4)을 덮도록 연장된 예 1(-8mm, -8mm)에서는, 방전 개시 전압이 커서 실용적이지 않다.

그 다음에, 어느 일방의 단부에서 반사막(5)이 전극과 겹치지 않도록 한 예 2, 3에서는, 방전 개시 전압이 내려가, 모두 효과를 발휘하고 있다. 단, 이들 예 2, 3 중에서는, 양극(3)측에서 반사막(5)을 전방측으로 후퇴시켜 양극(3)과 겹치지 않도록 한 예 3 쪽이 전압 강하는 보다 효과적이었다.

또한 반사막(5)의 끝 가장자리(5a)를 전극(3, 4)으로부터 후퇴시켜 전방측에 위치시켜 가면, 방전 개시 전압은 더 강하되어 간다. 그리고, 전극과의 거리 L이 6mm를 넘으면, 반사막이 없는 예 10과 동등해진다.

이상으로부터, 반사막(5)의 끝 가장자리(5a)는 전극(3, 4)의 전방측에 위치하도록 하면 되며, 특히, 양극측에서 이러한 구성으로 함으로써, 방전 개시 전압의 저하가 현저한 것을 알 수 있다.

또한, 반사막(5)의 끝 가장자리(5a)와 전극(3, 4)과 이격 거리 L의 상한치는, 6mm를 넘으면 그 이상의 방전 개시 전압의 강하가 보여지지 않으며, 반사막이 없는 경우와 동등해지는 것, 및, 반사막의 본래적인 반사 기능의 저하 상황의 관계로부터 결정되게 된다.

또, 상기로부터, 도 4에 나타낸 실시예는, 반사 기능을 최대한으로 확보하면서, 방전 개시 전압의 강하를 기대할 수 있는 구조가 된다.

또한, 트리거선(7)은 트리거관(6) 내에 봉입된 것을 설명했지만, 이 구조에 한정되지 않고, 트리거선 단독을 발광관(2)을 따라 연장시키는 구조여도 되는 것은 물론이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 관련된 플래시 램프에 의하면, 발광 관 외면에 세라믹 재료로 이루어지는 반사막이 설치되며, 상기 발광관의 적어도 일방의 단부에서, 상기 반사막의 길이 방향의 끝 가장자리가, 상기 전극의 전방측에 위치하고 있도록 함으로써, 반사막에 의한 절연 작용을 최소한으로 억제해 방전 개시 전압을 작게 하여, 트리거선에 의한 시동성의 개선 효과를 충분히 확보할 수 있는 것이다. 이것에 의해, 내열성이 우수한 세라믹 재료를 반사막 구성 재료로서 사용할 수 있게 되었다.

또, 양극측에서 반사막의 끝 가장자리를 양극보다 전방에 위치시킴으로써, 더 효과적으로 방전 개시 전압을 강하시킬 수 있다.

1 플래시 램프 2 발광관
3 전극(양극) 4 전극(음극)
5 반사막 5a 끝 가장자리
6 트리거관 7 트리거선
9 절입 개구 9a 저부

Claims (3)

1. 내부에 한 쌍의 전극이 설치된 발광관과, 상기 발광관의 외면에 설치된 반사막과, 상기 반사막의 바깥쪽에, 상기 발광관을 따라 배치된 트리거선을 구비한 플래시 램프에 있어서,
   상기 반사막에는 세라믹 재료가 사용되고 있으며,
   상기 발광관의 적어도 일방의 단부에서, 상기 반사막의 길이 방향의 끝 가장자리가, 상기 전극의 전방측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 플래시 램프.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 일방의 단부에서, 상기 전극은 양극인 것을 특징으로 하는 플래시 램프.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 발광관의 타방의 단부에서도, 상기 반사막의 길이 방향의 끝 가장자리가, 상기 전극의 전방측에 위치하고 있는 것을 특징으로 하는 플래시 램프.

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