KR20020035884A

KR20020035884A - 쇼트 아크형 고압 방전 램프

Info

Publication number: KR20020035884A
Application number: KR1020027003977A
Authority: KR
Inventors: 오쿠보게이스케; 이케우치미츠루; 미야나가쇼지
Original assignee: 다나카 아키히로; 우시오덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2001-07-30
Publication date: 2002-05-15
Also published as: US20030020403A1; EP1251548A1; US6683413B2; WO2002013229A1; EP1251548B1; EP1251548A4; JP2002117806A; JP4512968B2; KR100670688B1

Abstract

본 발명은 방사 광량을 증대시키기 위해 입력 전력을 크게 한 쇼트 아크형 고압 방전 램프에 있어서, 전극으로부터의 열방사 특성을 개선하여, 전극의 온도를 효율적으로 내리는 것이다.

이 쇼트 아크형 고압 방전 램프(10)는, 발광관(11) 내에 1쌍의 전극(20, 30)을 갖고, 상기 전극(20, 30)의 적어도 측면의 일부에는 홈부(24)가 형성되어 있고, 이 홈부(24)의 깊이(D)가 전극 직경의 12% 이내이며, 또한 홈부(24)의 깊이(D)와 홈부의 피치(P)의 관계가 D/P≥2인 것을 특징으로 한다.

Description

쇼트 아크형 고압 방전 램프{SHORT-ARC HIGH-PRESSURE DISCHARGE LAMP}

최근 쇼트 아크형 고압 방전 램프는, 예를 들면 액정 칼라 필터의 제조 프로세스인 포토 리소그래피 공정에서의 광원으로서 사용되고, 이 때의 방사광은 파장 365nm이나 파장 436nm에 강한 휘선(輝線) 스펙트럼을 포함하는 것이 사용된다.

한편, 시장으로부터는 칼라 필터의 대형화나 노광 시간의 단축화가 요구되고, 쇼트 아크형 고압 방전 램프로부터의 방사광량(光量)도 증가할 것이 요구되며, 특히 파장 365nm 근방의 방사광량의 증가가 강하게 요구되고 있다.

쇼트 아크형 고압 방전 램프의 방사광량은, 방전 램프로의 전기 입력에 비례하는 것이 종래부터 알려져 있다. 즉, 방전 램프로의 전기 입력을 증가시키면 방사광량도 증가시킬 수 있다는 것이다.

여기서, 방전 램프로의 전기 입력을 증가시키기 위해서는 이하의 방법이 존재한다. 첫째로, 전극간 거리를 늘려, 쇼트 아크형 고압 방전 램프의 발광 길이를 늘리는 것, 둘째로, 방전 램프에 봉입하는 수은량을 늘려, 보다 초고압 상태로 램프를 점등시키는 것, 셋째로, 방전 램프로의 입력 전류를 높게 하는 것 등이다.

그러나, 상기한 각종 방법은 각각에 문제가 있다.

첫번째 방법은, 발광 길이를 늘림으로써, 통상 사용되는 점광원 램프와 비교하면, 발광부가 커져 버린다. 포토 리소그래피용 노광 장치에 광원으로서 사용하는 경우 등에 있어서는, 조사 광학계와의 관계로 점광원이 요구되고 있으므로, 이렇게 발광 길이를 늘리는 것은 해당 노광 장치의 광원으로서는 부적합해져, 방사광량이 비록 개선되었다 해도 실제로는 사용할 수 없는 것이 되어 버린다.

두번째 방법은, 쇼트 아크형 고압 방전 램프의 내압(內壓)이 커지므로, 발광관의 기계적 강도면에서 문제가 있다.

종래의 쇼트 아크형 고압 방전 램프는 내부에 봉입되는 수은의 점등시의 증기압은 램프의 내압 강도의 상한에 가까운 압력으로 설계되어 있는 경우가 많고, 그 이상의 고압 점등에서는 쇼트 아크형 고압 방전 램프가 파괴되어 버린다.

즉, 종래의 쇼트 아크형 고압 방전 램프보다도 수은의 봉입량을 늘리고, 또한 초고압으로 점등하는 방법은 방사량을 향상시키므로 이용할 수 없다.

세번째 방법에서는, 램프 전류가 증가하면 양극 선단부가 전자류의 증가에 의해 가열되어, 양극부의 온도가 상승해 버린다.

통상 양극에서 발생한 열은, 양극의 열전도에 의해 외부로 방출되는 것과, 양극의 표면으로부터 방사에 의해 외부로 방출되는 것이 있다. 그러나, 램프 전류를 증가시키는 방법에서는, 전자류 증가에 의한 가열에 비해, 외부로 방출되는 열이 불충분하여, 그 결과 양극의 온도 상승에 수반되는 양극 부재의 열증발이 촉진되어, 발광관의 내벽이 흑화하여 램프 수명이 짧아지는 등의 문제가 있었다.

이 문제를 해결하기 위해, 양극으로부터의 열방사 효율을 향상시키고, 양극의 온도를 내리는 방법이 제안되어 있다.

예를 들면, 일본국 특고소 39-11128호에는, 양극 측면에 V자 구조의 홈을 형성하는 것이 개시되어 있다. 구체적으로는 1mm ∼ 3mm정도의 깊이로, 또한 열림각이 90°인 냉각 홈이 형성되어 있으며, 또한 이 냉각 홈의 표면에 탄화 탄탈을 소결시킴으로써, 해당 양극 표면으로부터의 열방사를 가일층 높이는 것이 기재되어 있다.

그러나, 이 방법에서는 양극의 온도에 따라서는 탄소가 유리되어, 쇼트 아크형 고압 방전 램프의 발광관을 흑화시키거나, 또는 탄소가 전극 선단으로 이동하여 전극이 녹는다는 문제가 있었다.

또한, 일본국 특개평 9-231946호에는, 양극 표면에 텅스텐 분말을 소결시켜 전극 표면의 열방사율을 향상시키는 것이 개시되어 있다.

도 9에 이 구조를 나타내는데, 양극(90)의 소정 표면 영역에는, 미립자형상의 텅스텐 소결층(91)이 형성되어 있다. 이 텅스텐 미립자는 입자직경 0.1부터 100㎛ 정도의 것이며, 소결층으로서 양극 표면에 형성함으로써 그 표면적을 증대시키고 있다. 이러한 구조에 의해, 전극 표면으로부터의 열방사량을 높임으로써, 전극 온도를 저하시키고자 하는 것이다.

그러나, 이 구조는 텅스텐 분말을 도포하지 않는 경우와 비교해, 전극으로부터의 열방사를 증대시킬 수는 있으나, 방전 램프로의 전기 입력을 보다 높게 했을 때는 해당 전극의 냉각이 불충분해져, 결과적으로 전극으로부터의 열방사가 불충분해진다는 문제가 있었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 방사광량을 증대시키기 위해 램프로의 입력 전력을 크게 한 쇼트 아크형 고압 방전 램프에 있어서, 전극으로부터의 열방사 특성을 개선하여 전극의 온도를 효율적으로 내리는 것이다.

그리고, 전극 온도를 효율적으로 내림으로써, 양극 선단부로부터의 전극 구성 물질의 증발을 억제하거나 완화시킬 수 있고, 또 전극 선단의 마모나 열변형 등을 완화시킬 수 있어, 결과적으로 방전 램프의 발광을 장시간 안정적으로 유지하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 쇼트 아크형 고압 방전 램프에 관한 것으로, 특히 쇼트 아크형 고압 방전 램프의 전극의 측면 형상에 관한 것이다.

도 1은 쇼트 아크형 고압 방전 램프의 전체도,

도 2는 본 발명의 쇼트 아크형 고압 방전 램프의 양극의 확대도,

도 3은 본 발명의 쇼트 아크형 고압 방전 램프의 양극의 실시형태를 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 홈 구조의 효과를 설명하기 위한 도면,

도 5는 본 발명의 홈 구조의 효과를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명의 홈 구조의 효과를 나타내는 도면,

도 7은 본 발명의 홈 구조의 효과를 나타내는 도면,

도 8은 본 발명의 홈 구조의 효과를 나타내는 도면,

도 9는 종래의 전극 구조를 나타내는 도면이다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 쇼트 아크형 고압 방전 램프는, 발광관 내에 1쌍의 전극을 갖는 쇼트 아크형 고압 방전 램프에 있어서, 상기 전극 중 적어도 측면의 일부에는 홈부가 형성되어 있고, 이 홈부의 깊이(D)가 전극의 직경의 12% 이내이며, 또한 홈부의 깊이(D)와 홈부의 피치(P)의 관계가 D/P≥2인 것을 특징으로 한다.

또, 상기 홈부는 V자형의 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 홈부의 바닥부 및/또는 꼭대기부에는 곡면이 형성된 것을 특징으로 한다.

또, 상기 전극은 선단에 콘부를 갖고, 이 콘부에 상기 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

도 1에 쇼트 아크형 고압 방전 램프의 전체도를 나타낸다.

방전 램프(10)는 발광관부(11)와 봉지관부(12)로 구성되고, 발광관부(11) 내에는 텅스텐으로 이루어지는 양극(20)과 음극(30)이 선단 거리 10mm 정도로 대향 배치되어 있다. 양극(20)과 음극(30)은 각각 봉지관부(12) 내에 매설되고, 외부 단자(13)와 전기적으로 접속된다.

발광관부(11) 내에는, 크세논, 아르곤, 크립톤 등의 희가스 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 봉입 가스, 및 수은 등의 발광 물질이 봉입된다. 봉입 가스의 압력은 봉입시에 예를 들면 0.1 ∼ 10기압이며, 수은 봉입량은 발광관부(11)의 내부용적 당 중량으로 10 ∼ 60mg/cc이다.

이 방전 램프는 예를 들면 정격 50V, 정격 5KW로 점등된다.

도 2는 양극(20)의 확대도를 나타내고, (a)는 양극(20)의 형상을 나타낸 측면도, (b), (c)는 양극 측면에 형성된 홈부의 확대 단면도를 나타낸다.

도 2(a)에 있어서, 양극(20)은 선단부(21), 콘부(22), 동체부(23)로 구성되어 있다. 선단부(21)는 평면형상이며 음극과 대향하고 있다. 콘부(22)에는 선단부(21)와 동체부(23)를 연결하는 테이퍼가 형성되어 있다. 그리고, 동체부(23)에는 그 측면에 V자의 홈부(24)가 형성되어 있다.

양극에 대해 수치예를 들면, 동체부(23)는 직경 Φ25mm, 길이 45mm이며, 콘부(22)의 열림각도는 120°이며, 선단부(21)의 직경은 Φ8mm이다.

(b)에 있어서, 홈부(24)는 볼록부(25)와 오목부(26)로 V자형으로 구성되고, 볼록부(25)의 정점에는 꼭대기부(27)가 형성되고, 오목부(26)의 바닥에는 바닥부(28)가 형성된다. 또, 인접하는 볼록부(25)의 꼭대기부(27)끼리의 간격이 홈의 피치(P)를 형성하고, 꼭대기부(27)로부터 바닥부(28)까지의 깊이가 홈의 깊이(D)를 형성한다.

도면에 나타낸 구조는, 볼록부(25)의 꼭대기부(27)와 오목부(26)의 바닥부(28)가 뾰족하게 형성되어 있으며, 전체적으로 완전한 V자형 구조를 구성하고 있다. 이러한 V자 홈 구조의 이점은, 밑부분이 두꺼워 형상적으로 안정되어, 형상 변화 등이 일어나지 않는다는 점이다.

수치예를 들면, 홈 구조의 피치(P)는 예를 들면 0.5mm, 홈의 깊이(D)는 예를 들면 1.5mm이며, 양극(20)의 측면 40mm의 범위에 홈이 80개 형성되어 있다.

(c)는 마찬가지로 동체부(23)의 홈부의 확대도를 나타내고 있으나, (b)와 달리, 꼭대기부(33)와 바닥부(34)가 뾰족하지 않으며, 곡면형상으로 형성되어 있다. 이러한 구조의 이점은 후술하는데, 점등 시동시의 전계 집중을 방지할 수 있는 점이다.

여기서, 양극에 형성되는 홈의 구조에 대해서는, 도 2에 나타낸 것에 한정되지 않는다.

도 3(a) ∼ (e)에 홈 구조의 다른 실시형태에 대해 예시한다.

(a)는 양극(20)의 동체부(23)에 형성된 홈부(24)의 홈 방향이, 양극(20)의 원주 방향이 아니라, 양극(20)이 뻗어나가는 방향으로 형성되는 것이다.

(b)는 홈부(24)가 동체부(23)가 아니라 콘부(22)에 형성되는 것이다. 또, 홈부(24)는 콘부(22)와 동체부(23)의 양쪽에 형성할 수도 있다.

(c)는 동체부(23)에 형성된 홈부(24)의 홈 방향이 나선형으로서, 홈이 하나로 연속적으로 이어져 형성되는 것이다.

(d)는 동체부(23)에 형성된 홈부(20)가 그물코형상으로 형성되는 것이다. 또한, 홈의 방향은 도면에 나타낸 것에 한정되지 않으며, 또 (a), (b)에 나타낸 홈 구조와 조합해도 상관없다. 또한, (c)에 나타낸 나선형상의 홈을 2개 형성함으로써 그물코형상의 홈을 형성할 수도 있다.

(e)는 동체부(23)에 홈부(20)가 랜덤하게 형성된 것이다. 이들은 레이저광을 랜덤하게 크로싱 조사함으로써, 동체부(23)에 결과적으로 불규칙한 홈이 형성되는 것이다. 따라서, 레이저 조사는 동체부(23)의 표면에 대한 방향이 불규칙하게조사된다.

본 발명에서 전극의 "측면"이란 동체부 뿐만 아니라 콘부도 의미하는 것이다. 또, 상기 실시예(도 2(a), 도 3(a), (c), (d), (e))는 홈부(24)가 동체부(23)의 전방 부분에 형성되어 있으나, 동체부(23)의 측면 전역에 형성하는 것도 가능하며, 특정한 일부분에 형성할 수도 있다.

또, 콘부는 원뿔대 형상에 한정되지 않으며, 곡면형상의 것도 포함된다.

또, 상기 실시예는 양극(20)에 홈부(24)를 형성하는 경우에 대해 예시하고 있으나, 음극에 동일한 홈부를 형성할 수도 있다. 또한, 교류 점등의 방전 램프에 있어서, 한쪽 또는 양쪽의 전극에 상기 예시한 바와 같은 홈부를 형성할 수도 있다.

또, 본 발명의 홈 구조는 상기한 것에 한정되는 것이 아니며, 기타 구조도 포함된다.

본 발명의 쇼트 아크형 방전 램프는, 상기와 같은 홈 구조를 전극에 대해 형성함으로써 해당 전극으로부터의 열방사율을 개선하는 것인데, 또한 홈부의 피치와 깊이의 관계를 규정하는 것이 그 효과를 가일층 향상시키고 있다.

이하 이 점에 대해 설명하는데, 여기서는 전극의 형상이 원기둥형상이 아니라, 평판에 홈 구조가 형성된 모델을 생각한다. 도 4는 평판(40)에 도 2에 나타낸 구조와 동일한 구조의 홈부(41)가 형성되어 있다.

이 경우, 홈부(41)의 피치(P), 깊이(D)와 열방사율(ε)의 관계는 다음 식으로 나타낼 수 있다.

ε=ε₀/[1-(1-ε₀){1-sin(α/2)}] … (식 1)

여기서 "ε₀"는 재료 고유의 방사율이며, 예를 들면 전극 재료로서 텅스텐을 사용하는 경우는 대략 0.4이다. 또, "α"는 홈부의 꼭대기부 또는 바닥부에 형성되는 각도이다.

그리고, 실효적으로는 α가 작을수록 방사율(ε)이 커지게 되어, α의 값이 작다는 것은 홈의 깊이(D)에 대한 피치(P)의 비율, 즉 D/P가 큰 경우를 의미하고 있는 것에 착안했다.

도 5는 도 2에 나타낸 홈 구조에서의 각도와 열방사율의 관계를 나타낸 것으로, 도 4에 나타낸 평판 구조에 의해 근사적으로 구한 계산 결과를 나타내고 있다.

그리고, 홈의 각도(꼭대기부와 바닥부)를 10°, 20°, 30°, 40°, 50°, 60°, 70°, 80°, 90°, 180°로 변화시키고, 홈의 피치를 동일하게 했을 때의 홈의 깊이(D)와 피치의 비율 D/P을 구하고, 또한 각각에서의 열방사율을 상기 식 1에서 구했다.

여기서, V홈의 각도 180°란 홈이 없는 평면 상태를 의미하고 있다.

이 계산의 결과, V홈을 형성하는 구조는 V홈을 형성하고 있지 않은 구조에 비해 방사율이 모두 높은 것으로 나타나 있다. 또, V홈의 각도가 30°이하가 되면, 홈에서의 방사율이 0.7 이상이라는 높은 수치가 되어 있는 것도 알 수 있다.

다음으로, 상기 계산에 의한 예상을 입증하기 위해, 방전 램프의 전극에서의 열방사의 측정 실험을 행했다.

실험은 직경 Φ20mm, 전체길이 40mm의 원통형상 텅스텐에 대해, 홈 피치(P)를 0.5mm로 공통으로 하고, 홈 깊이(D)에 대해 0.5mm, 0.75mm, 1.0mm, 1.5mm로 변화시킨 4종류의 전극을 제작했다. 그리고, 이 4개의 전극을 고주파 가열에 의해 약 2000℃까지 승온시켜, 각각의 전극에 대한 열방사율을 측정했다. 측정은 파장 λ=0.68㎛의 열고온계를 사용하여 행했다.

도 6에 실험 결과를 나타내고 있는데, 홈 깊이(D)와 피치(P)의 관계가 D/P≥2에서 방사율은 0.7을 나타내고 있으며, 홈을 형성하지 않은 경우보다도 효과가 큰 것을 알 수 있다.

또, 상기 종래 기술에서 설명한 도 9에 나타낸 텅스텐 미립자를 도포시킨 전극에 대해서도 동일하게 열방사율을 측정해 본 바, 방사율은 0.6정도였다.

즉, 본 발명의 홈 구조에서 D/P≥2의 구성으로 함으로써, 그 열방사율은 0.7까지 올릴 수 있어, 종래의 텅스텐 미립자를 도포하는 경우보다도 뛰어난 것을 알 수 있다.

또, 홈부를 형성한 경우에도, 홈의 각도에 따라서는 텅스텐 미립자를 도포하는 경우보다도 효과가 떨어지는 경우도 있어(예를 들면 P/D=1일 때), 홈부를 형성하는 것 뿐 아니라, 그 피치와 깊이가 극히 중요하다는 것이 나타나 있다.

홈부를 가공하는 방법은 다이아몬드 커터에 의한 방법, 레이저광을 조사하는 방법, 전자 빔을 조사하는 방법이 있다. 이들 방법은 보다 효과적으로는 홈의 피치에 따라 나누어 사용할 수도 있다.

예를 들면, 피치가 약 500㎛ 이상이고 홈의 깊이가 피치의 2배 이상인 경우에는, V자형의 칼끝을 갖는 다이아몬드 커터를 사용하는 것이 바람직하다.

또, 홈의 피치가 약 150㎛ ∼ 500㎛까지이고 홈의 깊이가 피치의 2 ∼ 3배 정도인 경우에는, 펄스 레이저 등에 의한 레이저 가공이 적합하다. 이 경우, 도 2(c)에 나타낸 바와 같은 홈의 바닥부에 형성되는 곡면은, 레이저 광의 초점을 적절하게 선택함으로써 가공할 수 있다.

또한, 홈부의 피치가 약 150㎛ 이하인 경우는, 전자 빔에 의해 가공하는 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 전극을 갖는 쇼트 아크형 고압 방전 램프의 수명 특성에 대해 설명한다.

본 발명의 홈 구조를 갖는 방전 램프와, 텅스텐 분말을 도포한 전극을 갖는 방전 램프에 대해 점등 시간과 조도의 관계를 측정했다.

본 발명의 방전 램프는 정격 입력 12KW, 정격 전류 120A, 수은 봉입량이 24mg/cc, 버퍼 가스에 크세논을 사용한 램프이며, 양극에는 직경 Φ29mm, 전체길이 60mm의 원통형이며, 선단부 직경 Φ10mm, 콘부의 열림각도는 120°인 것을 사용했다. 홈 구조는 레이저 가공에 의해 행하고, 홈의 피치 200㎛, 홈의 깊이 600㎛이며, 도 2(a)에 나타낸 구조이다.

또, 비교용 방전 램프는 양극에 홈부를 형성하는 대신에 텅스텐 분말을 도포한 것 외에는 동일한 방전 램프를 채용했다.

도 7에 실험 결과를 나타내는데, 세로축은 점등 개시시의 조도에 대한 조도 비율을 나타내고, 가로축은 점등 경과 시간을 나타내고 있다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 쇼트 아크형 고압 방전 램프는 종래의 쇼트 아크형 고압 방전 램프에 비해 조도 유지율면에서 현저한 개선이 보이고 있다.

즉, 종래의 쇼트 아크형 고압 방전 램프가 200시간 점등 후에 조도 유지율이 85% 이하로 감쇠하고 있는 것에 비해, 본 발명의 쇼트 아크형 고압 방전 램프에서는 약 800시간 점등시켜도, 조도 유지율이 90% 가까운 수치를 유지하고 있다.

이것은 전극에 형성한 홈 구조에 의해, 양극 표면으로부터의 열방사율이 향상하여, 램프 점등에 의해 발생한 열이 효율적으로 방사되는 것을 의미하고, 그 때문에 양극의 온도가 저하함과 동시에 양극으로부터의 텅스텐 등의 비산이나 증발도 억제되어, 결과적으로 이들의 발광관으로의 부착이 방지됨으로써 높은 조도가 장시간 유지되는 것으로 이해할 수 있다.

이상과 같이, 소정의 홈 깊이와 홈 피치를 갖는 전극을 형성함으로써 해당 전극으로부터의 열방사를 현저하게 높이는 것이 가능하나, 여기서 홈 구조에 따라서는, 전극의 실질적인 단면적이 감소해 버려, 이에 의해 전극으로부터의 몰리브덴박이나 외부 리드를 통한 열전도에 의한 열방출 확률이 저하하는 것이 확인되었다.

일반적으로 열전도에 의한 열의 방출은 전극의 단면적에 비례하고 있으며, 본 발명과 같이 홈 구조를 형성했다고 해도, 전극의 직경에 대한 홈의 깊이가 지나치게 커지면, 오히려 전극으로부터의 열방사 특성을 저하시키는 것이 확인되었다.

구체적으로는 홈 구조에서 홈의 깊이를 해당 전극의 직경에 대해, 12% 이상 깊게 형성한 경우에는, 단면적의 감소에 의한 열전도의 저해쪽이 커져, 전극의 온도를 효과적으로 내릴 수 없다는 것을 알았다.

또, 본 발명의 홈 구조를 갖게 한 쇼트 아크형 방전 램프는, 전극의 온도 저하와 그것에 의한 조도 유지율이라는 점에서 효과를 갖는 것인데, 홈을 형성함으로써 점등 시동시에 이상 방전을 일으켜, 양호한 램프 점등이 불가능하다는 문제가 가끔 발생했다.

도 8에 홈의 깊이와 이상 방전의 발생을 나타내고 있으나, 홈의 깊이가 깊을수록 이상 방전의 발생이 현저해져 있는 것을 알 수 있다.

그 원인은 홈부의 선단인 꼭대기부가 예각인 경우에, 전계가 집중되기 쉬워져, 점등 초기에 형성되는 코로나형 방전이 이 선단 꼭대기부에 형성되기 때문이라고 생각된다. 또, 홈부의 바닥부가 예각인 경우는 할로우 효과에 의해 코로나형 방전을 일으키기 쉬워졌다고 생각된다.

본 발명에서는 이러한 이상 방전의 발생을 저감시키기 위해, 도 2(c)에 나타낸 바와 같이, 홈부의 꼭대기부나 바닥부를 뾰족하게 하지 않고 곡면형상으로 형성하는 것이 바람직하다.

이러한 곡면형상은 예를 들면 곡률반경 5㎛정도의 것이면 된다. 그리고, 이러한 곡면형상은 뾰족한 선단을 없애는 것에 의미가 있으므로, 도 3의 몇가지 실시형태의 전극에 동일하게 형성할 수 있다.

이러한 홈부에 형성하는 곡면의 가공에는, 예를 들면 외주면의 예각부에 버프 연마를 실시하고, 그 후 농도 10%의 가성(苛性) 소다액중에서 전해 연마를 실시함으로써 행한다. 또, 홈의 바닥부에는 홈부를 가공하는 예를 들면 다이아몬드 절단 숫돌 등의 선단형상을 미리 둥근 형상으로 함으로써 형성할 수 있다.

또, 진공중의 고온 하에서 열 처리에 의해 형성할 수도 있다. 구체적으로는 V자 구조의 홈을 2000℃에서 120분간 열처리함으로써 곡면으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 홈 구조는 전기 입력이 높은 램프에서 특히 유효하며, 구체적으로는 방전 램프로의 입력 전류가 100암페어 이상의 쇼트 아크형 방전 램프에서 유효한 구조이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 쇼트 아크형 방전 램프는 적어도 한쪽 전극이 그 측면의 적어도 일부에 소정 피치와 깊이를 갖는 홈부를 형성하고 있으므로, 해당 전극으로부터의 열방전율을 높일 수 있고, 해당 방전 램프의 입력 전력을 올렸다 하더라도 효율적으로 열방사가 가능하므로 방사광량을 올릴 수 있다.

본 발명의 쇼트 아크형 고압 방전 램프는 예를 들면 액정 칼라 필터의 제조 프로세스인 포토 리소그래피 공정에서의 광원으로서 사용할 수 있다.

Claims

발광관 내에 1쌍의 전극을 갖는 쇼트 아크형 고압 방전 램프에 있어서,

상기 전극 중 적어도 한쪽 전극에는, 그 측면의 적어도 일부에 홈부가 형성되어 있고, 이 홈부의 깊이(D)가 해당 전극의 직경의 12% 이내이며, 또한 홈부의 깊이(D)와 홈부의 피치(P)의 관계가 D/P≥2인 것을 특징으로 하는 쇼트 아크형 고압 방전 램프.
제1항에 있어서, 상기 홈부는 V자형의 홈으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 쇼트 아크형 고압 방전 램프.
제2항에 있어서, 상기 홈부의 바닥부 및/또는 꼭대기부에는 곡면이 형성된 것을 특징으로 하는 쇼트 아크형 고압 방전 램프.
제1항에 있어서, 상기 전극은 선단에 콘부를 갖고, 이 콘부에 상기 홈부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 쇼트 아크형 고압 방전 램프.