(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に一対の電極を設けられた発光管と、該発光管の外面に設けられた反射膜と、該反射膜の外方に、前記発光管に沿って配置されたトリガー線と、を備えたフラッシュランプにおいて、
前記反射膜にはセラミック材料が用いられており、
前記発光管の少なくとも一方の端部において、前記反射膜の長手方向の端縁が、前記電極の前方側に位置している
ことを特徴とするフラッシュランプ。
【請求項２】
前記一方の端部において、前記電極は陽極であることを特徴とする請求項１に記載のフラッシュランプ。
【請求項３】
前記発光管の他方の端部においても、前記反射膜の長手方向の端縁が、前記電極の前方側に位置していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフラッシュランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造や薄膜トランジスタ製造に使用されるフラッシュランプに関するものであり、特に、発光管に反射膜が設けられたフラッシュランプに係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体製造や薄膜トランジスタ製造の加熱工程用途として、フラッシュランプを用いたランプアニール装置の開発が進められている。
例えば、シリコンウエハ表層に浅い拡散層（ＰＮ接合）を形成（イオン注入した不純物活性化）する工程において、ランプアニール装置が使用される。このアニール工程では、特にイオン注入した不純物のプロファイルのくずれや、形成したパターンの揮発などの問題を回避し、且つ、不純物の良好な活性化状態を得ることが必要である。そのため、該ランプアニール装置は、基板下部への熱の浸透を抑制し、均一且つ確実に所定温度に加熱することが求められる。
同様に、液晶表示パネル用の薄膜トランジスタ製造においても、基板上に形成された半導体膜を確実且つ均一に活性化させる必要がある。特にガラス基板による場合は係るアニール処理を達成しつつ基板への過度の加熱を防止して基板の伸縮や反りの発生を抑制することが求められている。
【０００３】
近年、半導体用基板やディスプレイ向けガラス基板の更なる大面積化（φ３００からφ４５０、Ｇ４からＧ１０）や、他分野への更なる用途拡大のため、より大光量のフラッシュランプが必要とされている。
そこで、発光管に反射膜を設けてランプからの照射光量を増大させる試みがなされている。
このようなフラッシュランプの発光管に反射膜を設けた従来技術としては、特開２００２−０１４３９３号公報（特許文献１）がある。図６にその構造が示されており、発光管１１の外周面の一部に金属蒸着膜からなる反射膜１２を形成し、その上に放熱部材１３を被せたものである。
ところが、この技術はカメラ用の低出力のフラッシュランプに関するものであって、加熱工程用途に用いられるような高出力のフラッシュランプでは、反射膜に対して熱的負荷が極めて高いため、この技術をそのまま転用することはできない。
つまり、特許文献１に記載されるような金属蒸着膜からなる反射膜では、高出力のランプによって膜が過熱されて酸化又は昇華してしまい、短時間の点灯で反射膜の反射機能が損なわれてしまう、という不具合が生じるからである。
【０００４】
一方で、フラッシュランプの更なる点灯始動性の向上も必要とされており、例えば、特開２００４−３０３８８９号公報（特許文献２）には、フラッシュランプの外面にトリガー線と呼ばれる金属線を設けてランプの点灯始動性を向上させる技術が開示されている。
【０００５】
ところで、上記した特許文献１における反射膜の損傷を防止する手段として、該反射膜の構成材料を金属蒸着膜から、耐熱性のより高いセラミック材料に置き換えることが考えられる。然しながら、セラミック材料にした場合、過熱による問題は解消されるものの、今度は、特許文献２のようなトリガー線を有する形式のフラッシュランプに適用した場合、該トリガー線の機能が損なわれて、その点灯始動性が悪化してしまう、という問題が発生する。
その原因としては、以下のように推察される。発光管の外方にはトリガー線が設けられるが、出射光との関係から該トリガー線は、発光管の非出射側、即ち、反射膜を形成した側に設けられることになる。つまり、トリガー線と発光管の間には反射膜が介在することになり、このセラミック材料で構成された反射膜が発光管とトリガー線の電気絶縁性を高めてしまい、トリガー線に電圧を印加しても発光管に対して有効に作用せず、ランプの始動性向上が妨げられてしまう。このように、セラミック材からなる反射膜はトリガー機能の低下をもたらし、ランプの始動性を悪化させてしまうものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−０１４３９３号公報
【特許文献２】特開２００４−３０３８８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑みて、内部に一対の電極を設けられた発光管と、該発光管の外面に設けられた反射膜と、該反射膜の外方に、前記発光管に沿って配置されたトリガー線と、を備えたフラッシュランプにおいて、高出力のランプからの熱によっても反射膜が損傷することなく、しかも、該反射膜によってトリガー線と電極との電気絶縁性をもたらしてしまうことなく、トリガー線によるランプ始動性を確保できるようにした構造のフラッシュランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、この発明に係るフラッシュランプは、前記反射膜にはセラミック材料が用いられており、前記発光管の少なくとも一方の端部において、前記反射膜の長手方向の端縁が、前記電極の前方側に位置していることを特徴とする。
また、前記一方の端部において、前記電極は陽極であることを特徴とする。
また、前記発光管の他方の端部においても、前記反射膜の長手方向の端縁が、前記電極の前方側に位置していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のフラッシュランプによれば、反射膜をセラミック材料にすることにより、高温にも耐性があって加熱工程用途にも十分に耐え、しかも、該反射膜の長手方向の端縁を前記電極の前方側に位置させたことにより、トリガー線と電極との間で反射膜による電気絶縁性を生じることがなく、確実な始動性が確保できるものである。これにより、始動性を低下させることなく、耐熱性に優れたセラミック材料を反射膜材料として使用することが可能となった。
また、上記トリガー線と反射膜端縁の配置関係を陽極側において確保することで、トリガー線と陽極との間に大きな電位差をもたらし、始動性が更に高まる。
また、発光管の他方側においても、前記した反射膜端縁と電極との位置関係とすることで、更なる始動性の改善が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のフラッシュランプの側断面図。
【図２】図１の上面図。
【図３】本発明のフラッシュランプの部分拡大図。
【図４】本発明の他の実施例。
【図５】実験結果を表す図。
【図６】従来技術の分解図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１および図２に示すように、本発明のフラッシュランプ１は、発光管２の内部に対向する一対の電極３、４が配置されている。この実施例の場合、左方の電極３が陽極であり、右方の電極４が陰極を構成している。
前記発光管２の外面の一部には反射膜５が形成されていて、該反射膜５の構成材料は、例えば、シリカやアルミナ、その他窒化物などを主成分とするセラミックス材料若しくはそれらの混合材料が用いられている。
また、前記発光管２の長手方向に沿ってトリガー管６が配置されるが、ランプ１からの出射光の妨げとならないように、前記反射膜５の外方に設けられる。該トリガー管６内にはタングステンからなるトリガー線７が挿入・配置されており、端部が封止されていて、その内部は真空状態か、もしくは、不活性ガスが充填されていて、トリガー線７の酸化を防止している。
そして、該トリガー管６は前記発光管２とともに、両端の絶縁ブロック８、８によって取り付けられている。
【００１２】
通常、この種のフラッシュランプにおいては、トリガー線７の端部７Ａと電極３との関係は、その離間距離は５ｍｍ程度がもっとも効果的であることが経験的に分かっている。
ところで、前記トリガー線７には、フラッシュランプの電極間の放電を開始させるために高電圧が印加され、当初トリガー線と電極間に放電が発生し、これにより、前記電極間に放電が誘発されてランプの点灯が比較的容易になる。
そして、トリガー線に印加される高電圧の極性は、該トリガー線の周囲で放電などが生起し難いように、通常、負の極性とされている。
【００１３】
一方で、通常、ランプの陽極側はコンデンサ等の充電系によって蓄電されるため、ランプ点灯前であっても、該充電系によって陽極には正電圧が印加されている。一方、陰極側はグランド（ＧＮＤ）に接続されている。この構成から、前記トリガー線を負の極性とすることで、陽極に正電圧が印加されている分、該トリガー線と陽極との電位差を大きくとることができて、ランプの点灯始動性の面で有利となる。
【００１４】
図３に反射膜５と電極（陽極）３およびトリガー線７の位置関係が示されている。
本発明においては、前記反射膜５の長手方向の端縁５ａは、前記電極３よりも前方側、即ち、発光空間側に位置している。
なお、本明細書において、特段の断りがない限り、前方とは管軸方向において発光空間側をいい、後方とは発光管の外部側をいう。
【００１５】
また、図４に他の実施例が示されていて、反射膜５全体は電極部分にまで延在しているが、その端部には電極３が存在する位置に対応して切り込み開口９が形成されており、このような場合、反射膜５の端縁５ａとは、該開口の切り込み底部９ａをいう。
【００１６】
次いで、本発明の効果を実証するための実験を行った。この実験に用いたランプの構成は以下の通りである。
・発光管：石英ガラス製
全長５７６ｍｍ、内径１０．４ｍｍ、外径１３．０ｍｍ
・反射膜：シリカ膜
・電極間距離：５００ｍｍ
・キセノンガス封入量：４５０Ｔｏｒｒ
・トリガー線：タングステン  外径１ｍｍ、全長５３７ｍｍ
上記のランプにおいて、図５に示すように、反射膜５の端縁５ａと、電極（陽極）３と電極（陰極）４との離間距離Ｌ１、Ｌ２の関係を始動性の観点から放電開始電圧を観察する実験をした。なお、Ｌ１、Ｌ２がマイナス（−）とは、反射膜５の端縁５ａが電極３、４の前面より後方側（発光管の外部側）に位置している、即ち、電極３、４を覆うように位置していることを意味する。
【００１７】
その実験結果が図５の表に示されていて、反射膜５が両端部で電極３、４を覆うように延在した例１（−８ｍｍ、−８ｍｍ）では、放電開始電圧が大きくて実用的ではない。
次いで、どちらか一方の端部で反射膜５が電極と被らないようにした例２、３では、放電開始電圧が下がり、ともに効果を発揮している。ただ、これらの例２、３のうちでは、陽極３側で反射膜５を前方側に後退させて陽極３と被らないようにした例３のほうが電圧降下はより効果的であった。
更に反射膜５の端縁５ａを電極３、４から後退させて前方側に位置させていくと、更に放電開始電圧は降下していく。そして、電極との距離Ｌが６ｍｍを越えると、反射膜のない例１０と同等となる。
以上のことから、反射膜５の端縁５ａは電極３、４の前方側に位置するようにするとよく、とりわけ、陽極側においてかかる構成とすることにより、放電開始電圧の低下が顕著であることが分かる。
【００１８】
なお、反射膜５の端縁５ａと電極３、４と離間距離Ｌの上限値は、６ｍｍを越えるとそれ以上の放電開始電圧の降下が見られず、反射膜がない場合と同等となること、および、反射膜の本来的な反射機能の低下状況との関係から決定されることになる。
また、上記のことから、図４に示した実施例は、反射機能を最大限に確保しつつ、放電開始電圧の降下が期待できる構造となる。
なお、トリガー線７はトリガー管６内に封入されたものを説明したが、この構造に限られず、トリガー線単独を発光管２に沿わせて延在する構造であってもよいことは勿論である。
【００１９】
以上説明したように、本発明に係るフラッシュランプによれば、発光管外面のセラミック材料からなる反射膜が設けられ、前記発光管の少なくとも一方の端部において、前記反射膜の長手方向の端縁が、前記電極の前方側に位置しているようにすることにより、反射膜による絶縁作用を最小限に抑えて放電開始電圧を小さくして、トリガー線による始動性の改善効果が十分に確保できるものである。これにより、耐熱性に優れたセラミック材料を反射膜構成材料として使用することができるようになった。
また、陽極側において反射膜の端縁を陽極より前方に位置させることにより、更に効果的に放電開始電圧を降下させることができる。
【符号の説明】
【００２０】
１      フラッシュランプ
２      発光管
３      電極（陽極）
４      電極（陰極）
５      反射膜
５ａ    端縁
６      トリガー管
７      トリガー線
９      切り込み開口
９ａ    底部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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