JPH0727771B2 - 低圧水銀ランプ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、低圧水銀ランプの構成に関するもので、さら
に詳言すれば、特に露光光源として利用するのに有利で
ある低圧水銀ランプを提供することを目的とするもので
ある。

〔従来の技術〕

光CVD等で代表される光励起プロセスでは、比較的大き
な平坦面全域を均一な照度分布で照射することのできる
光源、すなわち面光源が求められている。

しかしながら、現在の励起用光源である水銀ランプは、
例外なく線光源形状となっているので、そのままでは要
求される面光源を得ることができないものとなってい
る。

このため、面光源が要求される場合には、線光源である
水銀ランプを使用して擬似面光源を得るべく、多数の直
管型水銀ランプを密接並列配置するとか、一本の細長水
銀ランプを渦巻状に密に巻回または密につづれ折り状に
屈曲成形する等の手段が試みられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記した従来例においては、基本的には
円管体が発光光源となっているので、形成される擬似面
光源の発光面には、円管体の外周面が形成する円弧面に
従った凹凸が必然的に形成されてしまい、このため完全
な平坦面である露光面には発光面の凹凸に従って照度の
むらが生じることになり、均一な照度分布を得ることが
できなかった。

また、個々に独立した放電路を形成している水銀ランプ
の管体を密に接触配置することは、物理的に不可能であ
る場合が多く、各水銀ランプは一定の間隔を開けて配置
されることになり、このため上記した露光面での照度の
むらがさらに顕著となってしまっていた。

さらに、低圧水銀ランプには最大効率を得るために必ず
冷却手段が一体的に組付けられるが、多数の水銀ランプ
を密並列設した場合には、個々の水銀ランプに対する冷
却手段の組付けが物理的に困難となり、例え個々の水銀
ランプに対する冷却手段の組付けが達成できたとして
も、隣接する水銀ランプ同志が互いに熱影響を与え合っ
てしまうので、要求される水銀ランプに対する温度コン
トロールはほとんど不可能になってしまう。

要するに、従来の技術は、元々が線光源を形成する円管
体で構成された水銀ランプを組合せて面光源を形成する
ので、線光源を形成する円管体の光照射特性がどうして
も現れることになり、この円管体の光照射特性が露光面
における照度分布のむらをを発生することになってしま
うのである。

本発明は、上記した従来例における問題点を解消すべく
創案さたもので、平板体により低圧水銀ランプを構成
し、かつこの平板体を低圧水銀ランプの照射面とするこ
とをその技術的課題とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

以下、本発明を、本発明の実施例を示す図面を参照しな
がら説明する。

本発明の手段は、 発生光線に対する高い透過性を有する電気絶縁材製の平
板形状をした窓板１を有すること、 発生光線に対する反射機能を付与された電気絶縁材製の
平板体であり、窓板１と平行に配置された背板２を有す
ること、 窓板１と背板２とを気密に連結すると共に、この窓板１
と背板２との間に形成された気密空間を細長な放電路５
に仕切る電気絶縁材製の隔壁板３を有すること、 放電路５の両端に配置された放電電極４を有すること、 背板２の外面に組付け配置された冷却機能体６を有する
こと、 にある。

〔作用〕

本発明は、上記したごとく、平板体である窓板１と背板
２との間に形成される密封空間が放電路となるので、窓
板１そのものが構成される低圧水銀ランプの発光面を形
成することになり、このため構成された低圧水銀ランプ
の発光面は平坦面となる。

また、発光面を形成する窓板１の背後に位置する背板２
には発生光線に対する反射機能が付与されているので、
発生した光線の全ては窓板１側に照射されることにな
る。

さらに、冷却機能体６は、平板体である背板２の外面に
組付け配置されるものであるので、その組付けが簡単で
あると共に、背板２の外面全域に対して冷却作用を及ぼ
すことが可能であるので、屈曲もしくは湾曲した形態で
形成される放電路５の所望する任意の箇所に最冷部７を
形成することができる。

〔実施例〕

以下に示す実施例は、光励起プロセスに利用すべく構成
された低圧水銀ランプを示すもので、窓板１として、波
長184nmの光に対する高い透過性を有し、両面を研磨し
た2mm厚の合成石英材を使用し、背板２として、窓板１
と同じ材料を使用すると共に、その外面に反射機能部分
として、波長184nmの光を効率良く反射する多層膜構造
の反射膜体2aをスパッタリングにより被覆形成した構成
とする。

また隔壁板３は、厚さ1mm程度の透明な石英板を用い
た。

第１図および第２図図示実施例は、200×200mmの同一四
角平板形状をした窓板１と背板２とを、その周縁部間を
幅10mmの隔壁板３の周壁部分3aで気密に連結することに
より、この窓板１と背板２との間に気密空間を形成し、
この気密空間内を10mm間隔で千鳥足状に配置された隔壁
板３の仕切壁部分3bにより仕切ることにより、反転屈曲
した細長な放電路５を形成し、この放電路５の両端に電
極４を取付けている。背板２の外面に組付けられた冷却
機能体６は、冷却媒体としての冷却水の出入り口を形成
する出入りポート6bを有すると共に、背板２に組付くこ
とにより背板２外面全域を水室を形成する一面とする冷
却枠体6aにより構成されている。

このように、冷却機能体６は、背板２の外面全域を制御
冷却することができる構成となっていると共に、放電路
５全域に対向することになっているので、放電路５内の
最適な水銀蒸気圧を得るために、細長な放電路５の適当
な複数の所望箇所に最冷部７を形成することができ、こ
のため細長な放電路５全域で均一な放電による発光動作
を得ることができる。

この第１図および第２図実施例の実効放電長は2000mmと
なり、総投入電力1000W、入力密度5W/cm²で平坦性の優
れた面発光分布を得ることができた。

第３図および第４図図示実施例は、窓板１と背板２との
間に、渦巻状に成形された隔壁板３により渦巻状になっ
た幅10mmの放電路５を形成した例を示すもので、この第
３図図示実施例は、第１図図示実施例のものに比べて、
より良好な放電状態を得ることができる反面、冷却機能
体６の構造がやや複雑となると共に、発光面の中央に一
方の電極４が位置するため、この一方の電極４部分にお
いて発光強度が低下するのを防止する適当な手段を講じ
る必要がある。

第５図図示実施例は、一対の窓板１と背板２との組合せ
物に複数の放電路５を並列に形成することが可能である
ことを示すもので、投入電力が小さい場合、または反対
により広大な発光面を有する面光源を得たい場合に有効
である。

なお、隔壁板３は、窓板１と同様に発生光線に対して高
い透過性をを有するものを使用するのが有利である。こ
れは、隣接した放電路５で発生した光線が相互に混ざり
合うことにより、より照度の均一化された発光光線が得
られるからである。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなごとく、本発明は、平坦な被照
射面に対して光線を均一な照度分布で照射することがで
きるので、平坦な被露光体の露光を直接極めて良好に達
成することができ、もって露光設備における光源機能部
分の構造を極めて簡単なものとすることができ、また水
銀ランプ自体の構成により照射光線の量を従来の２倍に
することができるので、小さい消費電力で大きな照射光
量を得ることができ、さらに冷却機能部分をランプ本体
と一体的に組付けかつこの冷却機能部分が放電路全域に
対向しているので、最適水銀蒸気圧を得るための温度制
御が簡単で正確なものとすることができ、よって常に効
率の良い放電動作を得ることができる等多くの優れた効
果を発揮するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、本発明による低圧水銀ランプの
一実施例の構成を示すもので、第１図は窓板側から見た
正面図、第２図は第１図中Ｉ−Ｉ線に沿って切断矢視し
た縦断面図である。 第３図および第４図は、本発明による低圧水銀ランプの
他の実施例の構成を示すもので、第３図は窓板側から見
た正面図、第４図は第３図中II−II線に沿って切断矢視
した縦断面図である。 第５図は、本発明による低圧水銀ランプのさらに他の実
施例の構成を示す窓板側から見た正面図である。 符号の説明 1;窓板、2;背板、3;隔壁板、3a;周壁部分、3b;仕切壁部
分、4;電極、5;放電路、6;冷却機能体、6a;冷却枠体、6
b;出入りポート、7;最冷部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】発生光線に対する高い透過性を有する電気
   絶縁材製の平板形状をした窓板(1)と、 発生光線に対する反射機能を付与された電気絶縁材製の
   平板体であり、前記窓板(1)と平行に配置された背板(2)
   と、 前記窓板(1)と背板(2)とを気密に連結すると共に、該窓
   板１と背板２との間に形成された気密空間を細長な放電
   路５に仕切る電気絶縁材製の隔壁板３と、 該隔壁板(3)により形された放電路(5)の両端に配置され
   た放電電極(4)と、 前記背板(2)の外面に組付け配置された冷却機能体(6)
   と、 から成る低圧水銀ランプ。