CN101377999A - 准分子灯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种在点灯时抑制了密封材料吸收氟离子的准分子灯。本发明的准分子灯,包括:在不含硅的发光管上设置密封材料而成的放电容器、和离开该发光管的外面而设置的至少一对外部电极,其特征在于,在上述放电容器中封入稀有气体与氟化物,上述氟化物由六氟化硫、四氟化碳或三氟化氮构成。

Description

准分子灯
技术领域
本发明涉及一种准分子灯,特别是涉及在发光管的外面设置有电极的准分子灯。
背景技术
以往,作为光化学反应用的紫外线光源而使用准分子灯。作为准分子灯有专利文献1所记载的技术。
图11及图12用于说明专利文献1中记载的现有的准分子灯1。图11为准分子灯1的立体图。图12(a)为沿着图11的准分子灯1的发光管21的管轴方向的剖面图、(b)为与(a)的发光管21的管轴方向垂直的方向的剖面图((a)的F-F剖面图)。在图12中对与图11所示的部件相同的部件标以相同的标号。
准分子灯1,在直管状的发光管21的开放的两端配置盖构件221、222而形成盖子。在发光管21与盖构件221,222之间填充密封材料231、232,连接发光管21与盖构件221、222。由此,形成由发光管21与盖构件221、222以及密封材料231、232构成的放电容器2。
在第2盖构件222中设置有气管2221,通过气管2221将放电容器2的内部24减压之后,作为发光气体例如封入氪(Kr)和氟(F2)气体。在封入发光气体后,气管2221被压接而形成密封部2222。
在发光管21的外面电分离地设置一对外部电极31、32。在外部电极31、32的长边方向的端部,例如通过焊锡51、52而电连接导线41、42。
导线41、42连接于未图示的电源。在灯1点灯时,由导线41、42供电的一对的外部电极31、32之间,经由发光管21而产生放电。被封入放电容器2的内部24中的发光气体被电离,在放电容器2的内部24,例如形成氪离子与氟离子,而形成由氪-氟构成的准分子,例如产生248nm的波长附近的光。
[专利文献1]日本专利3178162号公报
灯1点灯时,在放电容器2的内部24的全部区域,电离的氟离子被扩散,成为填充了氟离子的状态。即使在密封材料231、232由难以吸收氟的、例如氟树脂形成,随着灯1点灯时间的经过,氟也开始被密封材料231、232吸收。因为已被电离的氟离子有助于发光,所以现有的准分子灯1随着灯1点灯时间的经过,被电离的氟离子减少,照度下降。也就是,现有的准分子灯1有不能长时间维持照度的问题。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种在点灯时抑制了氟离子被密封材料吸收的准分子灯。
第1发明的准分子灯,包括:在不含硅的发光管与盖构件之间设置密封材料而成的放电容器、和离开该发光管的外面而设置的至少一对外部电极,其特征在于,在上述放电容器中封入稀有气体与氟化物,上述氟化物由六氟化硫、四氟化碳或三氟化氮构成。
第2发明的准分子灯,在第1发明中,其特征在于,在上述发光管的外面的相对的上述外部电极之间,设置有绝缘体或沟。
第3发明的准分子灯,在第1发明中,其特征在于,用绝缘体被覆上述外部电极。
发明效果
第1发明的准分子灯,因为被封入放电容器中的氟化物的化学稳定性高,所以即使是在点灯时,在从放电容器的内部中外部电极相对的范围的端部至其附近的密封材料为止的范围内,已电离的氟离子可回复为氟化物。从而可抑制密封材料与氟离子接触,所以可抑制密封材料对氟离子的吸收。也就是,第1发明的准分子灯,通过上述特征可抑制随着密封材料对氟离子的吸收而照度下降,可长时间维持照度。
第2发明的准分子灯,通过上述特征,而可抑制在放电容器的外面的电极间的沿面放电。
第3发明的准分子灯,通过上述特征,因为可将外部电极的外面电绝缘,所以可防止在发光管的外面的电极间的沿面放电。
而且,也可向外部电极的外部加以电绝缘。
附图说明
图1是本发明的第1实施例的准分子灯的说明图。
图2是本发明的第1实施例的准分子灯的说明图。
图3是本发明的第2实施例的准分子灯的说明图。
图4是本发明的第2实施例的准分子灯的说明图。
图5是本发明的第2实施例的其他实施例的准分子灯的说明图。
图6是本发明的第3实施例的准分子灯的说明图。
图7是本发明的第3实施例的准分子灯的说明图。
图8是本发明的第3实施例的其他实施例的准分子灯的说明图。
图9是表示本发明的准分子灯的实验结果的图。
图10是表示本发明的准分子灯的实验结果的图。
图11是现有的准分子灯的说明图。
图12是现有的准分子灯的说明图。
具体实施方式
本发明的准分子灯1包括:将不含有硅(Si)的发光管21用密封材料231、232密闭而成的放电容器2;设置在发光管21的外面的至少一对外部电极31、32;和封入放电容器2中的发光气体。发光气体由稀有气体和化学稳定性高的氟化物构成,在灯1点灯时发光气体形成稀有气体离子及氟离子。
使用图1及图2说明本发明的准分子灯1的第1实施例。
图1及图2,是本发明的准分子灯1的说明图。图1为准分子灯1的立体图。图2(a)为沿着准分子灯1的发光管21的管轴方向的剖面图、(b)为与(a)的发光管21的管轴方向垂直的方向的剖面图((a)的A-A剖面图)。图1及图2对与图12所示的部件相同的部件标以相同的标号。
本实施例的准分子灯1的发光管21为直管状,由相对于150~400nm具有光透过性并且氟离子的吸收少的材料形成。作为发光管21的材料例如可举出以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)、氧化铝(多结晶氧化铝)之类的金属氧化物。此外,可将二氟化镁(MgF2)、氟化锂(LiF)、二氟化钙(CaF2)、二氟化钡(BaF2)、YAG(钇铝石榴石)之类的氟化物,作为发光管21的材料使用。
而且,作为具有光透过性的材料可举出石英玻璃(SiO2),但因为包含在石英玻璃(SiO2)的硅(Si)与氟离子的反应性高,所以作为在灯1点灯中接触氟离子的发光管21的材料,不能使用石英玻璃(SiO2)。因此,作为由氟离子的吸收少的材料构成的发光管21,优选使用不含有硅(Si)的材料。
发光管21的长边方向的两端开放,在该两端配置杯状的盖构件221,222。盖构件221、222例如通过在铁(Fe)中配合了镍(Ni)及钴(CO)的合金的所谓的科伐(kovar/铁镍钴)合金形成。盖构件221、222不限于金属,只要具有耐紫外线性即可,所以也可以由与发光管21相同的材料、例如以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)等形成。
通过在发光管21与盖构件221、222之间填充密封材料231、232,而连接发光管21与盖构件221、222,形成由发光管21与盖构件221、222以及密封材料231、232构成的放电容器2。作为密封材料231、232的材料,例如可用由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的焊料来密封。在灯1点灯时,密封材料231、232被照射紫外线,并且通过灯1的点灯热而被加热,所以如具有耐紫外线性及耐热性者则可使用。特别是,如为银与铜的合金(Ag-Cu合金)之类的氟离子的吸收少的材料,则可优选使用。
在第2盖构件222中设置有气管2221,放电容器2的内部24通过气管2221排气减压之后,作为发光气体封入稀有气体和化学稳定性高的氟化物。在封入发光气体后,气管2221通过压接等形成密封部2222,从而放电容器2成为密闭构造。
作为封入放电容器2的内部24的发光气体可举出:由氩(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)构成的稀有气体;及由六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4)或三氟化氮(NF3)构成的氟化物。
在发光管21的外面,如图2(b)所示,一对外部电极31、32以相互地电分离的方式配置,并且如图2(a)所示,以沿着发光管21的管轴方向延伸的方式设置。而且,外部电极31、32离开密封材料231、232及盖构件221、222而设置。外部电极31、32,例如可将铜作为糊状之物涂布于发光管21的外面而形成,另外,也可将板状的例如铝,通过粘结剂等而粘结于发光管21的外面。
在外部电极31、32的长边方向,在一端通过焊锡51、52等而电连接导线41、42。
导线41、42与未图示的电源连接,在灯1点灯时供电。
灯1点灯时,通过在一对外部电极31、32之间施加电压,经由发光管21在外部电极31、32之间产生放电。
在发光气体的稀有气体例如为氩(Ar)、和氟化物例如为六氟化硫(SF6)的情况下,这些物质被电离,而形成氩离子、氟离子,形成由氩-氟构成的准分子,发出193nm的波长附近的光,从发光管21放射。
灯1点灯时的外部电极31、32之间的放电,如图2(b)所示,在发光管21的管轴方向上的外部电极31、32相对的范围L1,中间介有发光管21而产生。发光管21作为氟离子的吸收少的材料而由不含有硅(Si)的材料形成,从而可防止发光管21吸收已被电离的氟离子。
在发光管21的管轴方向上,通过将外部电极31、32设置在离开密封材料231、232和盖构件221、222的位置上,在放电容器2的内部24中,在从发光管21的管轴方向中外部电极31、32相对的范围L1的端部开始,至其附近的密封材料231、232为止的范围L2中,不产生放电。因此,若在放电容器2的内部24,作为发光气体而例如封入六氟化硫(SF6)之类的化学稳定性高的物体,则不发生放电,在从发光管21的管轴方向中外部电极31、32相对的范围L1的端部开始,至其附近的密封材料231、232为止的范围L2中,通过放电而电离的氟离子回复为电离前的例如六氟化硫。由此,在放电容器2的内部24,在发光管21的管轴方向中外部电极31、32相对的范围L1的端部开始,至其附近的密封材料231、232为止的范围L2中,与发光管21的管轴方向中外部电极31、32相对的范围L1相比,氟离子极度地减少。也就是,因为可抑制密封材料23、232接触氟离子,所以可防止灯1点灯时放电容器2的内部24中的氟离子减少,可防止随着氟离子的减少产生的灯1的照度下降。
本实施例的准分子灯1包括:在不含硅的发光管21上设置密封材料231、232而成的放电容器2、和离开该发光管21的外面设置的至少一对外部电极31、32,其特征在于,在上述放电容器2中封入稀有气体与氟化物,上述氟化物由六氟化硫、四氟化碳或三氟化氮构成。
因为被封入放电容器2中的氟化物的化学稳定性高,所以即使是在灯1点灯时,在从放电容器2的内部24中外部电极31、32相对的范围L1的端部至其附近的密封材料为止的范围L2中,已电离的氟离子可回复为氟化物。从而可抑制密封材料231、232与氟离子接触,所以可抑制密封材料231、232对氟离子的吸收。也就是,本实施例的准分子灯1,通过上述特征而可抑制随着密封材料231、232对氟离子的吸收而照度下降,可长时间维持照度。
参照图3及图4说明本发明的准分子灯1的第2实施例。
图3及图4是本发明的准分子灯1的说明图。图3为准分子灯1的立体图。图4(a)为沿着准分子灯1的发光管21的管轴方向的剖面图,(b)为与(a)的发光管21的管轴方向垂直的方向的剖面图((a)的B-B剖面图)。图3及图4对与图2所示的部件相同的部件标以相同的标号。
图3及图4所示的准分子灯1,与图1及图2所示的准分子灯1不同点在于,用绝缘体6被覆外部电极31、32。作为图3及图4的说明,叙述与图1及图2的不同点。
本实施例的准分子灯1的发光管21为直管状,由相对于150-400nm具有光透过性并且氟离子的吸收少的材料形成。作为发光管21的材料,例如可举出如以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)或氧化铝(多结晶氧化铝)之类的金属氧化物。此外,可将如二氟化镁(MgF2)、氟化锂(LiF)、二氟化钙(CaF2)、二氟化钡(BaF2)、YAG(钇铝石榴石)之类的氟化物,作为发光管21的材料使用。
而且,作为具有光透过性的材料可举出石英玻璃(SiO2),但因为包含在石英玻璃(SiO2)的硅(Si)与氟离子的反应性高,所以作为在灯1点灯中接触氟离子的发光管21的材料,不能使用石英玻璃(SiO2)。因此,作为由氟离子的吸收少的材料构成的发光管21,优选使用不含硅(Si)的材料。
发光管21的长边方向的两端开放,在该两端配置杯状的盖构件221、222。盖构件221、222,例如通过在铁(Fe)中配合了镍(Ni)及钴(Co)的合金的所谓的科伐(kovar/铁镍钴)合金形成。盖构件221、222不限于金属,只要具有耐紫外线性即可,所以也可以由与发光管21相同的材料、例如以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)等形成。
在发光管21与盖构件221、222之间,通过填充密封材料231、232连接发光管21与盖构件221、222,形成由发光管21与盖构件221、222及密封材料231、232构成的放电容器2。作为密封材料231、232的材料,例如可用由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的焊料来密封。在灯1点灯时,密封材料231、232被照射紫外线,并且由灯1的点灯热而被加热,所以若具有耐紫外线性及耐热性者则可使用。特别是,若为银与铜的合金(Ag-Cu合金)之类的氟离子的吸收少的物质,则可优选使用。
在第2盖构件222中设置有气管2221,放电容器2的内部24通过气管2221排气减压之后,作为发光气体封入稀有气体和化学稳定性高的氟化物。在封入发光气体后,气管2221通过压接等形成密封部2222,使放电容器2成为密闭构造。
作为封入放电容器2的内部24中的发光气体,可举出由氩(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)构成的稀有气体、以及由六氟化硫(SF6),四氟化碳(CF4)或三氟化氮(NF3)构成的氟化物。
在发光管21的外面,如图4(b)所示,一对外部电极31、32以相互地电分离的方式配置,并且如图4(a)所示,以沿着发光管21的管轴方向延伸的方式设置。而且,外部电极31、32离开密封材料231,232及盖构件221、222而设置。
一对外部电极31,32,在其长边方向的端部,设置彼此不相对的部分L6及L7。如图4(a)所示,在第1外部电极31上,在其长边方向的第1盖构件221侧,形成不与第2外部电极32相对的部分L6。另外,在第2外部电极32上,在其长边方向的第2盖构件222侧,形成不与第1外部电极31相对的部分L7。
外部电极31、32,例如可将铜作为糊状之物涂布于发光管21的外面而形成,另外,也可将板状的例如铝通过粘结剂等而粘结于发光管21的外面。
设置于发光管21的外面的外部电极31、32,以被覆其外部的方式设置绝缘体6。绝缘体6在发光管21的管轴方向上,如图4(a)所示,以在发光管21的管轴方向上外部电极31、32相对的范围L1中延伸的方式来设置。另外,绝缘体6在发光管21的圆周方向上,如图4(b)所示,被设置为被覆:发光管21的外周面上相对的外部电极31、32之间L3中的、发光管21的外周面的圆周方向上的外部电极31、32的外部L4;以及发光管21的直径方向上的外部电极31、32的外部L5。
绝缘体6如下形成:例如使硅粒子分散于有机溶剂的糊,以被覆外部电极31、32的外部的方式来涂布、烧结而形成。另外,作为绝缘体6的材料,使用比外部电极31、32的介电常数低之物。特别是,绝缘体6的材料,若介电常数比发光管21的材料低,则作为灯1点灯时的电极31、32之间的绝缘功能可优选使用。
在第1外部电极31中,在与第2外部电极32不相对而露出到未被绝缘体6被覆的外部的第1外部电极31的部分L61上,通过第1焊锡51等而电连接第1导线41。另外,在第2外部电极32中,在与第1外部电极31不相对而露出到未被绝缘体6被覆的外部的第2外部电极32的部分L71上,通过第2焊锡52等而电连接第2导线42。
导线41、42与未图示的电源连接,在灯1点灯时被供电。
灯1点灯时,通过在一对外部电极31、32之间施加电压,经由发光管21在外部电极31、32之间产生放电。
在发光气体的稀有气体为例如氩(Ar)、和氟化物为例如六氟化硫(SF6)的情况下,这些物质被电离,而形成氩离子、氟离子,形成由氩-氟构成的准分子,发出193nm的波长附近的光,从发光管21放射。
在灯1点灯时的外部电极31、32之间的放电,如图4(b)所示,在发光管21的管轴方向上外部电极31,32相对的范围L1内,中间介有发光管21而产生。发光管21作为氟离子的吸收少的材料由不含硅(Si)的材料形成,从而可防止发光管21吸收已被电离的氟离子。
在发光管21的管轴方向上,通过将外部电极31、32设置在离开密封材料231、232和盖构件221,222的位置上,在放电容器2的内部24,在从发光管21的管轴方向上外部电极31、32相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231,232为止的范围L2中,不产生放电。因此,若在放电容器2的内部24,作为发光气体例如封入六氟化硫(SF6)之类的化学稳定性高之物,则不发生放电,在从发光管21的管轴方向上外部电极31、32相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231、232为止的范围L2中,通过放电而电离的氟离子回复为电离前的例如六氟化硫。由此,在放电容器2的内部24,在发光管21的管轴方向上外部电极31、32相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231、232为止的范围L2中,与发光管21的管轴方向上外部电极31、32相对的范围L1相比,氟离子极度地减少。也就是,可抑制密封材料231、232接触氟离子,所以可防止灯1点灯时放电容器2的内部24的氟离子减少,可防止随着氟离子的减少造成的灯1的照度下降。
为了将本发明的准分子灯1作为光化学反应用的紫外线光源使用,需要稳定地开始放电。而且,在准分子灯1中,要求生成具有产生准分子所必要的高能量的电子。
然而,被封入放电容器2的内部24中的氟化物为化学稳定性高之物。也就是,由六氟化硫(SF6),四氟化碳(CF4)或三氟化氮(NF3)构成的化学稳定性高的氟化物,是电子附着性高(换言之,捕获电子的性质强)的气体。
因此,以高机率捕获通过电离而产生的电子,所以与现有的封入了氟(F2)气体的灯1相比,放电开始电压变高。而且,为了生成具有高能量的电子,必须增高施加电压。
此外,在本发明的准分子灯1的情况下,为了得到充分的照度,在放电容器2中必须以100Torr以上封入发光气体。
如图1及图2所示的第1实施例的准分子灯1那样,在发光管21的外面设置了外部电极31、32时,通过在外部电极31、32施加高电压,而在外部电极31、32之间沿着发光管21的表面放电,产生所谓的沿面放电。
于是,如本实施例的准分子灯1那样,在发光管21的圆周方向上,至少在发光管21的外周面上相对的外部电极31、32之间L3中的、发光管21的外周面的圆周方向上的外部电极31、32的外部L4上,沿着外部电极31、32设置绝缘体6,从而可抑制沿面放电。
而且,例如在准分子灯1的附近配置了未图示的导电体(例如被照射紫外线的被处理体等)时,若在外部电极31、32输入高频/高电压,则从外部电极31(或/及32)朝向未图示的导电体产生放电,妨碍外部电极31、32之间的放电。因此,在发光管21的直径方向上的外部电极31、32的外部L5上设置了绝缘体6,从而可将外部电极31、32的外部L4、L5电绝缘。
本实施例的准分子灯1包括:在不含硅的发光管21上设置密封材料231、232而成的放电容器2、和离开该发光管21的外面设置的至少一对外部电极31、32,其特征在于,在上述放电容器2中封入稀有气体与氟化物,上述氟化物由六氟化硫、四氟化碳或三氟化氮构成。
因为被封入放电容器2中的氟化物的化学稳定性高,所以即使是在灯1点灯时,在从放电容器2的内部24中外部电极31、32相对的范围L1的端部至其附近的密封材料为止的范围L2内,已电离的氟离子可回复为氟化物。从而可抑制密封材料231、232与氟离子接触,所以可抑制密封材料231、232对氟离子的吸收。也就是,本实施例的准分子灯1,通过上述特征而可抑制随着密封材料231、232对氟离子的吸收而照度下降,可长时间维持照度。
而且,通过将上述外部电极31、32用绝缘体6被覆,而在上述发光管21的外面上的相对的上述外部电极31、32之间L3,设置绝缘体6。因此,可抑制在放电容器2的外面上的电极31、32之间L3的沿面放电。
此外,通过将上述外部电极31、32用绝缘体6被覆,而在发光管21的直径方向上的外部电极31、32的外部L5,设置绝缘体6。因此,本实施例的准分子灯1,可对外部电极31、32的外部L4、L5进行电绝缘。
参照图5说明本发明的准分子灯1的第2实施例的其它的实施例。
图5是本发明的准分子灯1的说明图。图5(a)是从与准分子灯1的发光管2的管轴方向垂直的方向所见的侧面图(从第2外部电极32侧所见的侧面图),(b)为与(a)的发光管21的管轴方向垂直的方向的剖面图((a)的C-C剖面图)。图5对与图4所示的部件相同的部件标以相同的标号。
图5所示的准分子灯1,与图3及图4所示的准分子灯1的不同点在于,设置有3个外部电极。作为图5的说明,叙述与图3及图4的不同点。
本实施例的准分子灯1的发光管21为直管状,由相对150~400nm具有光透过性并且氟离子的吸收少的材料形成。作为发光管21的材料,例如可举出以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)或氧化铝(多结晶氧化铝)之类的金属氧化物。此外,可将如二氟化镁(MgF2)、氟化锂(LiF)、二氟化钙(CaF2)、二氟化钡(BaF2)、YAG(钇铝石榴石)之类的氟化物,作为发光管21的材料使用。
而且,作为具有光透过性的材料可举出石英玻璃(SiO2),但因为包含在石英玻璃(SiO2)中的硅(Si)与氟离子的反应性高,所以作为在灯1点灯中接触氟离子的发光管21的材料,不能使用石英玻璃(SiO2)。因此,作为由氟离子的吸收少的材料构成的发光管21,优选使用不含硅(Si)的材料。
发光管21的长边方向的两端开放,在该两端配置杯状的盖构件221、222。盖构件221、222,例如通过在铁(Fe)中配合了镍(Ni)及钴(Co)的合金的所谓的科伐(kovar/铁镍钴)合金而形成。盖构件221、222不限于金属,而只要具有耐紫外线性即可,所以也可以由与发光管21相同的材料例如以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)等形成。
在发光管21与盖构件221、222之间,通过填充密封材料231、232连接发光管21与盖构件221、222,形成由发光管21与盖构件221、222以及密封材料231、232构成的放电容器2。作为密封材料231、232的材料,例如可由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的焊料来密封。在灯1点灯时,密封材料231、232被照射紫外线,并且由灯1的点灯热而被加热,所以若具有耐紫外线性及耐热性者则可使用。特别是,若为银与铜的合金(Ag-Cu合金)之类的氟离子的吸收少之物,则优选使用。
在第2盖构件222中设置有气管2221,放电容器2的内部24通过气管2221排气减压之后,作为发光气体,封入稀有气体和化学稳定性高的氟化物。在封入发光气体后,气管2221通过压接等而形成密封部2222,放电容器2成为密闭构造。
作为封入放电容器2的内部24中的发光气体,可举出由氩(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)构成的稀有气体、及由六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4)或三化氮(NF3)构成的氟化物。
在发光管21的外面,如图5(b)所示,3个外部电极31、32、33以相互地电分离的方式配置,并且如图5(a)所示,以沿着发光管21的管轴方向延伸的方式设置。而且,外部电极31、32、33离开密封材料231、232及盖构件221、222而设置。
如图5(a)所示,在第1外部电极31上、在其长边方向的第1盖构件221侧,形成不与第2外部电极32相对的部分L6。另外,在第2外部电极32上、在其长边方向的第2盖构件222侧,形成不与第1外部电极31相对的部分L7。
在第3外部电极33上,如后所述,因为将第1外部电极31和导线41、43电连接,所以在第3长边方向上的第1盖构件221侧,形成不与第2外部电极32相对的部分L6。也就是,第3外部电极33,在其长边方向上与第1外部电极31相对而形成。
外部电极31、32、33,例如可将铜作为糊状之物涂布于发光管21的外面而形成,另外,也可将板状的例如铝通过粘结剂等而粘结于发光管21的外面。
设置于发光管21的外面的外部电极31、32、33,以被覆于其外部的方式设置绝缘体6。绝缘体6,在发光管21的管轴方向上,如图5(a)所示,以在发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1内延伸的方式来设置。另外,绝缘体6,在发光管21的圆周方向上,如图5(b)所示,被设置为被覆:发光管21的外周面上相对的外部电极31、32、33之间L3中的、发光管21的外周面的圆周方向上的外部电极31、32、33的外部L4;以及发光管21的直径方向上的外部电极31、32、33的外部L5。
绝缘体6以例如使硅粒子分散于有机溶剂的糊被覆外部电极31、32、33的外部的方式来涂布、烧结而形成。另外,作为绝缘体6的材料,使用比外部电极31、32、33的介电常数低之物。特别是,绝缘体6的材料若为介电常数比发光管21的材料低,则作为灯1点灯时的电极31、32、33之间的绝缘功能而可优选使用。
在第1外部电极31上,在不与第2外部电极32相对而露出到未被绝缘体6被覆的外部的第1外部电极31的部分L61上,通过第1焊锡51等而电连接第1导线41。另外,在第2外部电极32上,在不与第1外部电极31相对而露出到未被绝缘体6被覆的外部的第2外部电极32的部分L71上,通过第2焊锡52等而电连接第2导线42。
在第3外部电极33上,在不与第2外部电极32相对而露出到未被绝缘体6被覆的外部的第3外部电极33的部分L61上,通过第3焊锡53等而电连接第3导线43。
灯1点灯时,通过在电连接第1及第3导线41、43的第1及第3外部电极31、33与第2外部电极32之间施加电压,经由发光管21而在电连接第1及第3导线41、43的第1及第3外部电极31、33与第2外部电极32之间,产生放电。
在发光气体的稀有气体例如为氩(Ar)、和氟化物例如为六氟化硫(SF6)的情况下,这些物质被电离,而形成氩离子、氟离子,形成由氩-氟构成的准分子,发出193nm的波长附近的光,从发光管21放射。
虽未图示,但第1导线41和第3导线43电连接。电连接的第1及第3导线41、43和第2导线42与未图示的电源连接,在灯1点灯时被供电。
灯1点灯时的第1及第3外部电极31、33与第2外部电极32之间的放电,如图5(b)所示,在发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1内,中间介有发光管21而产生。发光管21作为氟离子的吸收少的材料而由不含硅(si)的材料形成,从而可防止发光管21吸收已被电离的氟离子。
在发光管21的管轴方向上,通过将外部电极31、32、33设置在离开密封材料231、232和盖构件221、222的位置上,在放电容器2的内部24,在从发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231、232为止的范围L2内,不产生放电。因此,若在放电容器2的内部24,作为发光气体例如封入六氟化硫(SF6)般的化学稳定性高之物,则不发生放电,在从发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231、232为止的范围L2内,通过放电而已电离的氟离子回复为电离前的例如六氟化硫。由此,在放电容器2的内部24,在发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231、232为止的范围L2内,与发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1相比,氟离子极度地减少。也就是,可抑制密封材料231、232接触氟离子,所以可防止灯I点灯时放电容器2的内部24的氟离子减少,可防止随着氟离子的减少造成的灯1的照度下降。
为了将本发明的准分子灯1作为光化学反应用的紫外线光源使用,需要稳定地开始放电。而且,在准分子灯1中,要求生成具有产生准分子所必要的高能量的电子。
然而,被封入放电容器2的内部24中的氟化物为化学稳定性高之物。也就是,由六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4)或三氟化氮(NF3)构成的化学稳定性高的氟化物,是电子附着性高(换言之,捕获电子的性质强)的气体。
因此,以高机率捕获通过电离所产生的电子,所以与现有的封入了氟(F2)气体的灯1相比,放电开始电压变高。而且,为了产生具有高能量的电子,必须增高施加电压。
此外,在本发明的准分子灯1的情况下,为了得到充分的照度,在放电容器2中必须以100Torr以上封入发光气体。
如图1及图2所示的第1实施例的准分子灯1那样,在发光管21的外面设置了外部电极31、32时,通过在外部电极31、32施加高电压,而在外部电极31、32之间沿着发光管21的表面而放电,产生所谓的沿面放电。
于是,如本实施例的准分子灯1那样,在发光管21的圆周方向上,至少在发光管21的外周面上第1及第3外部电极31、33、与第2外部电极32之间L31中的、发光管21的外周面的圆周方向上的灯1点灯时产生电位差的外部电极31、32、33的外部L41上,沿着外部电极31、32、33设置绝缘体6,从而可抑制沿面放电。
而且,例如在准分子灯1的附近配置了未图示的导电体(例如被照射紫外线的被处理体等)时,若在外部电极31、32、33输入高频/高电压,则从外部电极31(、32或/及33)朝向未图示的导电体产生放电,在第1及第3外部电极31、33与第2外部电极之间,经由发光管21而妨碍放电。
因此,在发光管21的直径方向上的外部电极31、32、33的外部L5,设置了绝缘体6。而且,在发光管21的外周面上第1外部电极31与第3外部电极33之间L32中的、发光管21的外周面的圆周方向上的灯1点灯时不产生电位差的第1及第3外部电极31、33的外部L42,设置了绝缘体6。也就是,通过用绝缘体6被覆了外部电极31、32、33,而可将外部电极31、32、33的外部L41、L42、L5电绝缘。
本实施例的准分子灯1包括:在不含硅的发光管21上设置密封材料231、232而成的放电容器2、和离开该发光管21的外面设置的至少一对外部电极31、32、33,其特征在于,在上述放电容器2中封入稀有气体与氟化物,上述氟化物由六氟化硫、四氟化碳或三氟化氮构成。
因为被封入放电容器2中的氟化物的化学稳定性高,所以即使是在灯1点灯时,在从放电容器2的内部24中外部电极31、32、33相对的范围L1的端部至其附近的密封材料为止的范围L2内,已电离的氟离子可回复为氟化物。从而可抑制密封材料231、232与氟离子接触,所以可抑制密封材料231、232对氟离子的吸收。也就是,本实施例的准分子灯1,通过上述特征而可抑制随着密封材料231、232对氟离子的吸收而照度下降,可长时间维持照度。
而且,通过将上述外部电极31、32、33用绝缘体6被覆,而在上述发光管21的外周面上的相对的上述第1及第3外部电极31、33与第2外部电机32之间L3中的、发光管21的外周面的圆周方向上的灯1点灯时产生电位差的外部电机31、32、33的外部L41上,设置绝缘体6。因此,可抑制在放电容器2的外面上第1及第3外部电极31、33和第2外部电机32之间的沿面放电。
此外,通过将上述外部电极31、32、33用绝缘体6被覆,而在发光管21的直径方向上的外部电极31、32、33的外部L5,设置绝缘体6。因此,本实施例的准分子灯1,可对外部电极31、32、33的外部L4、L5进行电绝缘。
参照图6及图7说明本发明的准分子灯1的第3实施例。
图6及图7是本发明的准分子灯1的说明图。图6为准分子灯1的立体图。图7(a)是与从准分子灯1的发光管21的管轴方向垂直的方向所见的侧面图(看第1外部电极31与第2外部电极32之间L3的侧面图),(b)为与(a)的发光管21的管轴方向垂直的方向的剖面图((a)的D-D剖面图)。图6及图7,对与图2所示的部件相同的部件标以相同的标号。
图6及图7所示的准分子灯1,与图1及图2所示的准分子灯1的不同点在于,在外部电极31、32间L3设置沟7。作为图6及图7的说明,叙述与图1及图2的不同点。
本实施例的准分子灯1的发光管21为直管状,由相对150~400nm具有光透过性并且氟离子的吸收少的材料形成。作为发光管21的材料,例如可举出以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)或氧化铝(多结晶氧化铝)之类的金属氧化物。此外,可将如二氟化镁(MgF2)、氟化锂(LiF)、二氟化钙(CaF2)、二氟化钡(BaF2)、YAG(钇铝石榴石)之类的氟化物,作为发光管21的材料使用。
而且,作为具有光透过性的材料而可举出石英玻璃(SiO2),但因为包含在石英玻璃(SiO2)中的硅(Si)与氟离子的反应性高,所以作为在灯1点灯中接触氟离子的发光管21的材料,不能使用石英玻璃(SiO2)。因此,作为由氟离子的吸收少的材料构成的发光管21,优选使用不含硅(Si)的材料。
发光管21的长边方向的两端开放,在该两端配置杯状的盖构件221、222。盖构件221、222,例如通过在铁(Fe)中配合了镍(Ni)及钴(Co)的合金的所谓的科伐(kovar/铁镍钴)合金而形成。盖构件221、222不限于金属,而只要具有耐紫外线性即可,所以也可以由与发光管21相同的材料,例如以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)等形成。
在发光管21与盖构件221、222之间,通过填充密封材料231、232连接发光管21与盖构件221、222,形成由发光管21与盖构件221、222以及密封材料231、232构成的放电容器2。作为密封材料231、232的材料,例如可用由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的焊料来密封。在灯1点灯时,密封材料231、232被照射紫外线,并且由灯1的点灯热而被加热,所以若具有耐紫外线性及耐热性则可使用。特别是,若为银与铜的合金(Ag-Cu合金)之类的氟离子的吸收少之物,则可优选使用。
在第2盖构件222中设置有气管222,放电容器2的内部24通过气管2221排气减压之后,作为发光气体封入稀有气体和化学稳定性高的氟化物。在封入发光气体后,气管2221通过压接等而形成密封部2222,放电容器2成为密闭构造。
作为封入放电容器2的内部24的发光气体,可举出由氩(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)构成的稀有气体、及由六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4)或三化氮(NF3)构成的氟化物。
在发光管21的外面,如图7(b)所示,一对外部电极31、32以相互地电分离的方式配置,并且如图7(a)所示以沿着发光管21的管轴方向延伸的方式设置。而且,外部电极31、32离开密封材料231、232及盖构件221、222而设置。
外部电极31、32,例如可将铜作为糊状之物涂布于发光管21的外面而形成,另外,也可将板状的例如铝通过粘结剂等而粘结于发光管21的外面。
在外部电极31、32的长边方向上,在一端通过焊锡51、52等而电连接导线41、42。
导线41,42与未图示的电源连接,在灯1点灯时被供电。
在发光管21的外面,在外部电极31、32之间设置沟7。沟7在发光管21的管轴方向上,如图7(a)所示,以在发光管21的管轴方向上外部电极31、32相对的范围L1内延伸的方式来设置。另外,沟7在发光管21的圆周方向上,如图7(b)所示,被设置在发光管21的外周面中相对的外部电极31、32之间L3上。
沟7在例如由以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)构成的发光管21的外面,例如可通过照射激光而形成。
灯1点灯时,通过在一对外部电极31、32之间施加电压,经由发光管21而在外部电极31、32之间产生放电。
在发光气体的稀有气体例如为氩(Ar)、和氟化物例如为六氟化硫(SF6)的情况下,这些物质被电离,而形成氩离子、氟离子,形成由氩-氟构成的准分子,发出193nm的波长附近的光,从发光管21放射。
灯1点灯时的外部电极31、32之间的放电,如图7(b)所示,在发光管21的管轴方向上的外部电极31、32相对的范围L1内,中间介有发光管21而产生。发光管21作为氟离子的吸收少的材料而由不含硅(Si)的材料形成,从而可防止发光管21吸收已被电离的氟离子。
在发光管21的管轴方向上,通过将外部电极31、32设置在离开密封材料231、232和盖构件221、222的位置上,在放电容器2的内部24,在从发光管2的管轴方向上外部电极31、32相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231,232为止的范围L2内,不产生放电。因此,若在放电容器2的内部24,作为发光气体而例如封入六氟化硫(SF6)之类的化学稳定性高之物,则不发生放电,在从发光管21的管轴方向上外部电极31、32相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231、232为止的范围L2内,通过放电而电离的氟离子回复为电离前的例如六氟化硫。由此,在放电容器2的内部24,在发光管21的管轴方向上外部电极31、32相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231、232为止的范围L2内,与发光管21的管轴方向上外部电极31、32相对的范围L1相比,氟离子极度地减少。也就是,可抑制密封材料231、232接触氟离子,所以可防止灯1点灯时的放电容器2的内部24的氟离子减少,可防止随着氟离子的减少造成的灯1的照度下降。
为了将本发明的准分子灯1作为光化学反应用的紫外线光源使用,需要稳定地开始放电。而且,在准分子灯1中,必须生成具有产生准分子所必要的高能量的电子。
然而,被封入放电容器2的内部24中的氟化物为化学稳定性高之物。也就是,由六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4)或三氟化氮(NF3)构成的化学稳定性高的氟化物,是电子附着性高(换言之,捕获电子的性质强)的气体。
因此,以高机率捕获通过电离产生的电子,所以与现有的封入了氟(F2)气体的灯1相比,放电开始电压变高。而且,为了产生具有高能量的电子,必须增高施加电压。
此外,在本发明的准分子灯1的情况下,为了得到充分的照度,在放电容器2必须以100Torr以上封入发光气体。
如图1及图2所示的第1实施例的准分子灯1那样,在发光管21的外面设置了外部电极31、32时,通过在外部电极31、32施加高电压,而在外部电极31、32之间沿着发光管21的表面放电,产生所谓的沿面放电。
于是,如本实施例的准分子灯1那样,在发光管21的圆周方向上,至少在发光管21的外周面上相对的外部电极31、32之间L3,沿着外部电极31、32的长边方向设置沟7,从而可抑制沿面放电。也就是,通过形成沟7,发光管21的外周面上相对的外部电极31、32之间的沿面距离变长,所以可抑制沿面放电。
本实施例的准分子灯1包括:在不含硅的发光管21设置密封材料231,232而成的放电容器2、和离开该发光管21的外面而设置的至少一对外部电极31、32,其特征在于,在上述放电容器2封入稀有气体与氟化物,上述氟化物由六氟化硫、四氟化碳或三氟化氮构成。
因为被封入放电容器2的氟化物的化学稳定性高,所以即使是在灯1点灯时,在从放电容器2的内部24中外部电极31、32相对的范围L1的端部至其附近的密封材料为止的范围L2内,已电离的氟离子可回复为氟化物。从而可抑制密封材料231、232与氟离子接触,所以可抑制密封材料231、232对氟离子的吸收。也就是,本实施例的准分子灯1,通过上述特征而可抑制随着密封材料231,232对氟离子的吸收而照度下降,而可长时间维持照度。
而且,通过在上述发光管21的外面上相对的上述外部电极31、32之间设置沟7,可使发光管21的外面上相对的外部电极31、32之间的沿面距离变长。因此,可抑制在放电容器2的外面的电极31、32之间的沿面放电。
参照图8说明本发明的准分子灯1的第3实施例的其他的实施例。
图8是本发明的准分子灯1的说明图。图8(a)是从与准分子灯1的发光管21的管轴方向垂直的方向所见的侧面图(从第2外部电极32侧所见的侧面图),(b)为与(a)的发光管21的管轴方向垂直的方向的剖面图((a)的E-E剖面图)。图8对与图7所示的部件相同的部件标以相同的标号。
图8所示的准分子灯1,与图6及图7所示的准分子灯1的不同点在于,设置有3个外部电极31、32、33。作为图8的说明,叙述与图6及图7的不同点。
本实施例的准分子灯1的发光管21为直管状,由相对150~400nm具有光透过性并且氟离子的吸收少的材料而形成。作为发光管21的材料,例如可举出以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)或氧化铝(多结晶氧化铝)之类的金属氧化物。此外,可将如二氟化镁(MgF2)、氟化锂(LiF)、二氟化钙(CaF2)、二氟化钡(BaF2)、YAG(钇铝石榴石)之类的氟化物,作为发光管21的材料使用。
而且,作为具有光透过性的材料而可举出石英玻璃(SiO2),但因为包含在石英玻璃(SiO2)中的硅(Si)与氟离子的反应性高,所以作为在灯1点灯中接触氟离子的发光管21的材料,不能使用石英玻璃(SiO2)。因此,作为由氟离子的吸收少的材料构成的发光管21,优选使用不含硅(Si)的材料。
发光管21的长边方向的两端开放,在该两端配置杯状的盖构件221、222。盖构件221、222,例如通过在铁(Fe)中配合了镍(Ni)及钴(Co)的合金的所谓的科伐(kovar/铁镍钴)合金而形成。盖构件221、222不限于金属,而只要具有耐紫外线性即可,所以也可以由与发光管21相同的材料,例如以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)等形成。
在发光管21与盖构件221、222之间,通过填充密封材料231、232连接发光管21与盖构件221、222,形成由发光管21与盖构件221、222以及密封材料231、232构成的放电容器2。作为密封材料231、232的材料,例如可用由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的焊料来密封。在灯1点灯时,密封材料231、232被照射紫外线,并且由灯1的点灯热而被加热,所以若具有耐紫外线性及耐热性则可使用。特别是,若为银与铜的合金(Ag-Cu合金)之类的氟离子的吸收少之物,则优选使用。
在第2盖构件222中设置有气管2221,放电容器2的内部24通过气管2221排气减压之后,作为发光气体封入稀有气体和化学稳定性高的氟化物。在封入发光气体后,气管2221通过压接等而形成密封部2222,放电容器2成为密闭构造。
作为封入放电容器2的内部24中的发光气体,可举出由氩(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)构成的稀有气体、及由六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4)或三化氮(NF3)构成的氟化物。
在发光管21的外面,如图8(b)所示,3个外部电极31、32、33以相互地电分离的方式配置,并且如图7(a)所示,以沿着发光管21的管轴方向延伸的方式设置。而且,外部电极31、32、33离开密封材料231、232及盖构件221、222而设置。
外部电极31、32、33,例如可将铜作为糊状之物涂布于发光管21的外面而形成,另外,也可将板状的例如铝通过粘结剂等而粘结于发光管21的外面。
在外部电极31、32、33的长边方向,在一端通过焊锡51、52、53等而电连接导线41、42、43。
虽然未图示,但连接于第1外部电极31上的第1导线41和连接于第3外部电极33上的第3导线43电连接。电连接的第1及第3导线41、43和第2导线42与未图示的电源连接,在灯1点灯时被供电。
在发光管21的外面,在第1外部电极31与第2外部电极32之间、以及第1外部电极31与第3外部电极33之间,设置沟7。沟7在发光管21的管轴方向上,如图7(a)所示,以在发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1内延伸的方式来设置。另外,沟7在发光管21的圆周方向上,如图7(b)所示,被设置在发光管21的外周面上的第1及第3外部电极31、33与第2外部电极32之间L31。
沟7,在例如由以氧化铝(Al2O3)为主成分的蓝宝石(单结晶氧化铝)构成的发光管2的外面,例如可通过照射激光而形成。
灯1点灯时,通过在电连接第1及第3导线41、43的第1及第3外部电极31、33与第2外部电极32之间施加电压,经由发光管21而在电连接第1及第3导线41、43的第1及第3外部电极31、33与第2外部电极32之间,产生放电。
在发光气体的稀有气体例如为氩(Ar)、和氟化物例如为六氟化硫(SF6)的情况下,这些物质被电离,而形成氩离子、氟离子,形成由氩-氟构成的准分子,发出193nm的波长附近的光,从发光管21放射。
灯1点灯时第1及第3外部电极31、33与第2外部电极32之间的放电,如图8(b)所示,在发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1内,中间介有发光管21而产生。发光管21作为氟离子的吸收少的材料由不含硅(Si)的材料形成,从而可防止发光管21吸收已被电离的氟离子。
在发光管21的管轴方向上,通过将外部电极31、32、33设置在离开密封材料231、232和盖构件221、222的位置上,在放电容器2的内部24,在从发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231、232为止的范围L2内,不产生放电。因此,若在放电容器2的内部24,作为发光气体而例如封入六氟化硫(SF6)之类的化学稳定性高之物,则不发生放电,在从发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231、232为止的范围L2内,通过放电而电离的氟离子回复为电离前的例如六氟化硫。由此,在放电容器2的内部24,在发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1的端部开始至其附近的密封材料231、232为止的范围L2内,与在发光管21的管轴方向上外部电极31、32、33相对的范围L1相比,氟离子极度地减少。也就是,可抑制密封材料231、232接触氟离子,所以可防止于灯1点灯时放电容器2的内部24的氟离子减少,可防止随着氟离子的减少造成的灯1的照度下降。
为了将本发明的准分子灯1作为光化学反应用的紫外线光源使用,需要稳定地开始放电。而且,在准分子灯1中,要求生成具有产生准分子所必要的高能量的电子。
然而,被封入放电容器2的内部24中的氟化物为化学稳定性高之物。也就是,由六氟化硫(SF6)、四氟化碳(CF4)或三氟化氮(NF3)构成的化学稳定性高的氟化物,是电子附着性高(换言之,捕获电子的性质强)的气体。
因此,以高机率捕获由电离所产生的电子,所以与现有的封入了氟(F2)气体的灯1相比,放电开始电压变高。而且,为了产生具有高能量的电子,必须增高施加电压。
此外,在本发明的准分子灯1的情况下,为了得到充分的照度,在放电容器2必须以100 Torr以上封入发光气体。
如图1及图2所示的第1实施例的准分子灯1那样,在发光管21的外面设置了外部电极31、32时,通过在外部电极31、32施加高电压,而在外部电极31、32之间沿着发光管21的表面放电,产生所谓的沿面放电。
于是,如本实施例的准分子灯1那样,在发光管21的圆周方向上,至少在发光管21的外周面上的第1及第3外部电极31、33与第2外部电极32之间L3,沿着外部电极31、32、33的长边方向设置沟7,从而可抑制沿面放电。也就是,在灯1点灯时产生电位差的第1外部电极31与第2外部电极32之间、以及第1外部电极31与第3外部电极33之间形成沟7,从而第1外部电极31与第2外部电极32之间、以及第1外部电极31与第3外部电极33之间的沿面距离变长,所以可抑制沿面放电。
而且,在发光管21的外周面的第1外部电极31与第3外部电极33之间L32,由于在灯1点灯时不产生电位差,因此不设置沟也无妨。
本实施例的准分子灯1包括:在不含硅的发光管21上设置密封材料231,232而成的放电容器2、和离开该发光管21的外面而设置的至少一对外部电极31、32、33,其特征在于,在上述放电容器2中封入稀有气体与氟化物,上述氟化物由六氟化硫、四氟化碳或三氟化氮构成。
因为被封入放电容器2中的氟化物的化学稳定性高,所以即使是在灯1点灯时,在从放电容器2的内部24中外部电极31、32、33相对的范围L1的端部至其附近的密封材料为止的范围L2内,已电离的氟离子也可回复为氟化物。从而可抑制密封材料231、232与氟离子接触,所以可抑制密封材料231、232对氟离子的吸收。也就是,本实施例的准分子灯1,通过上述特征而可抑制随着密封材料231、232对氟离子的吸收而照度下降,而可长时间维持照度。
而且,通过在上述发光管21的外面上的相对的上述外部电极31、32、33之间设置沟7,可使在灯1点灯时产生电位差的第1外部电极31与第2外部电极32之间、以及第1外部电极31与第3外部电极33之间的沿面距离变长。因此,可抑制在放电容器2的外面的电极31、32之间的沿面放电。
为了确认本发明的准分子灯1的效果,所以进行了以下的实验1及实验2。
<实验1>
在实验1中确认第1实施例的准分子灯1的效果。
作为比较例1,准备图11及图12所示的现有的准分子灯1,在放电容器2的内部24以100 Torr封入氩(Ar)和氟(F2)。各自的封入量,氩(Ar)为99.9%、氟(F2)为0.1%。密封材料231、232使用由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的焊料。
作为本发明,准备图1及图2所示的第1实施例的准分子灯1,在放电容器2的内部24以100 Torr封入氩(Ar)和六氟化硫(SF6)。各自的封入量,氩(Ar)为99.9%、六氟化硫(SF6)为0.1%。密封材料231、232使用由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的焊料。
对比较例1及第1实施例的准分子灯1的外部电极31、32,施加3KV的电压,测定各自的照度,并且测定可维持照度的时间(寿命时间)。
图9表示汇总了实验结果的表。
图9所示的光强度,表示以比较例1的照度为基准值时的相对值。
如图9所示,比较例1在10小时的时侯变得不能维持照度。这是因为,密封材料231、232吸收了已电离的氟离子。
另一方面,第1实施例的准分子灯1,因为为了使六氟化硫(SF6)电离而需要能量,所以照度下降。然而,照度可维持1000小时以上。这是因为,六氟化硫(SF6)化学稳定性高,所以已电离的氟离子回复为六氟化硫(SF6),而可抑制被密封材料231、232吸收。
因而,第1实施例的准分子灯1,通过使发光气体为化学稳定性高的氟化物,与现有的准分子灯1相比,可抑制密封材料231、232对氟离子的吸收,可长时间维持照度。
<实验2>
在实验2中确认:即使使第2及第3实施例的准分子灯1为现有的准分子灯1的照度,也可防止沿面放电,并且可维持照度。
作为比较例1,准备图11及图12所示的现有的准分子灯1,在放电容器2的内部24以100 Torr封入氩(Ar)和氟(F2)。各自的封入量,氩(Ar)为99.9%、氟(F2)为0.1%。密封材料231、232使用由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的焊料。该灯1与使用在实验1的比较例1相同。
发光管21的外径为10mm,在灯1点灯时,施加于外部电极31、32的电压为5KV。
另外,作为比较例2,准备图1及图2所示的第1实施例的准分子灯1,在放电容器2的内部24以100 Torr封入氩(Ar)和六氟化硫(SF6)。各自的封入量,氩(Ar)为99.9%、六氟化硫(SF6)为0.1%。密封材料231、232使用由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的焊料。
发光管21的外径为10mm,在灯1点灯时,施加于外部电极31、32的电压为3KV。
作为本发明,准备了图3及图4所示的第2实施例的准分子灯1。准备了以下3种准分子灯1:在该放电容器2的内部24,以100 Torr封入氩(Ar)和六氟化硫(SF6)的灯A、以100 Torr封入氩(Ar)和四氟化碳(CF4)的灯B、及以100 Torr封入氩(Ar)和三氟化氮(NF3)的灯C。
给子的封入量,在灯A时,氩(Ar)为99.9%,六氟化硫(SF6)为0.1%。在灯B时,氩(Ar)为99.9%、四氟化碳(CF4)为0.1%。在灯C时,氩(Ar)为99.9%、三氟化氮(NF3)为0.1%。
灯A、B及C的密封材料231、232使用由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的焊料。
灯A、B及C的绝缘体6将使硅粒子分散于有机溶剂的糊,以被覆外部电极31、32的外部的方式来涂布、烧结而形成。
发光管21的外径为10mm,在灯1点灯时,施加于外部电极31、32的电压为7KV。
另外,作为本发明,准备了图6及图7所示的第3实施例的准分子灯1。准备了以下3种准分子灯1:在该放电容器2的内部24,以100Torr封入氩(Ar)和六氟化硫(SF6)的灯D、以100Torr封入氩(Ar)和四氟化碳(CF4)的灯E、及以100Torr封入氩(Ar)和三氟化氮(NF3)的灯F。
各自的封入量,在灯D时,氩(Ar)为99.9%、六氟化硫(SF6)为0.1%。在灯E时,氩(Ar)为99.9%、四氟化碳(CF4)为0.1%。在灯F时,氩(Ar)为99.9%、三氟化氮(NF3)为0.1%。
灯D、E及F的密封材料231、232使用由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成的焊料。
发光管21的外径为10mm,在灯1点灯时,施加于外部电极31、32的电压为8KV。
灯D、E及F的沟7,其深度为0.3mm、在发光管21的圆周方向的宽度为0.3mm。将该沟7在发光管21的外周面合计形成12条。由此,第3实施例的灯A、B及C,电极31、32间的沿面距离,从7mm变为10.6mm。
在各个灯1施加电压时,测定各灯1的照度,并且测定可维持照度的时间(寿命时间)。
图10表示汇总了实验结果的表。
图10所示的光强度表示以比较例1的照度为基准值时的相对值。
比较例2在施加电压为5KV时,获得光强度为0.7。然而,产生沿面放电,无法施加5KV以上的电压。这是因为,化学稳定性高的六氟化硫(SF6)难以被电离,所以在放电容器2的内部24不产生放电而在沿面产生放电。
第2实施例的灯A、B及C,在施加电压7KV时,光强度成为1.1,获得比现有的灯1高的照度。而且,并无产生沿面放电,获得1000小时以上的寿命时间。这是因为,通过在外部电极31、32设置了绝缘体6,可防止沿面放电。随之,可施加于外部电极的电压也可提高至7KV,与现有之物相比可为更高照度。因而,第2实施例的准分子灯1,通过使发光气体为化学稳定性高的氟化物,与现有的准分子灯1相比,可抑制密封材料231、232对氟离子的吸收,可长时间维持照度。
第3实施例的灯A、B及C,在施加电压8KV时,光强度成为1.2,与现有的灯1相比获得高照度。而且,并无产生沿面放电,获得1000小时以上的寿命时间。这是因为,通过在外部电极31、32设置了沟7,可防止沿面放电。随之,可施加于外部电极的电压也可提高至8KV,与现有之物相比可为更高照度。因而,第3实施例的准分子灯1,通过使发光气体为化学稳定性高的氟化物,与现有的准分子灯1相比,可抑制密封材料231、232对氟离子的吸收,可长时间维持照度。
因而,第2及第3实施例的准分子灯1,在发光管21的圆周方向,用绝缘体6被覆外部电极31、32、或是在外部电极31、32之间设置沟7,从而可防止沿面放电,并且可提高施加电压。随之,第2及第3的实施例的准分子灯,与现有的准分子灯1相比可为长寿命且有高照度。

Claims (3)

1.一种准分子灯,包括:在不含硅的发光管和盖构件之间设置密封材料而成的放电容器;和离开该发光管的外面而设置的至少一对外部电极,其特征在于,
在上述放电容器中封入稀有气体与氟化物,
上述氟化物由六氟化硫、四氟化碳或三氟化氮构成。
2.如权利要求1所述的准分子灯,其特征在于,
在上述发光管的外面的相对的上述外部电极之间,设置有绝缘体或沟。
3.如权利要求1所述的准分子灯,其特征在于,用绝缘体被覆上述外部电极。
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