CN102473586A - 电介体阻挡放电灯及使用其的紫外线照射装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种半开放型的电介体阻挡放电灯(1)，其用于照射真空紫外线，为了减少向放电管飞来的飞散物的附着及其固化，其具备放电管(1)，在该放电管的内部封入有激元发光用的放电用气体，该放电管不具备前表面玻璃，且通过具有平坦的面的下壁板向下方照射真空紫外线，在该放电管的内部具备电极(2、3)，其中，该放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的壁面是由至少将50％以上的紫外线遮住的遮光部件(4a)构成的。

Description

电介体阻挡放电灯及使用其的紫外线照射装置
技术领域
本发明涉及一种用于照射真空紫外线的电介体阻挡放电灯(Dielectricbarrier discharge lamp)，尤其涉及一种放电管的形状在照射侧具有平坦的面的电介体阻挡放电灯及使用其的半开放型的紫外线照射装置。
背景技术
近年来公知一种放电管的形状在照射侧具有平坦的面的电介体阻挡放电灯(专利文献1、2、3等)。其特征在于，照射光的面内均匀性好，不必在放电管与照射对象物之间设置高价的前表面玻璃(相当于专利文献2的图8的窗部102)。因此，通过与规定的电源装置连接而能够以低成本制造紫外线照射装置，具有可向照射对象物直接照射真空紫外线的优点(专利文献3)。将这种没有前表面玻璃的可向照射对象物直接照射真空紫外线的类型称为半开放型的紫外线照射装置。这种电介体阻挡放电灯由于没有前表面玻璃，所以通过收纳放电管的灯罩内的气流等而有各种飞散物容易附着于放电管，从而存在因附着于其管壁的结晶化(固化)了的附着物(以下称为“固化附着物”或“白粉”)给放电管造成损害的问题。虽然可将附着在放电管的外壁的附着物定期地擦拭除去，但若长时间暴露在紫外线中而有某种程度的固化，则就变得无法除去。
考虑到飞到放电管上的飞散物的附着中有有机系的HMDS(六甲基二硅胺)等“有机硅化合物”。推测在来自放电管的紫外光的作用下有机硅化合物分解为硅氧烷前体并堆积在放电管的外周表面上，由此产生附着于放电管的白粉，该白粉在光和热的作用下通过氧化及脱水反应而进行聚合反应，形成牢固的玻璃质的附着膜。白粉的附着是导致放电管性能显著劣化的原因。另外，附着于放电管的白粉因从照射装置内的放电管背面或侧面流通的氮气等而脱落，则放电管还可能成为工件(被照射对象物)的污染源。
专利文献1公开了一种通过在前后形成为极长形状的电介体阻挡放电灯的放电容器内的前后端壁板或左右侧壁板的内表面形成“真空紫外线保护层”，从而可抑制前后端壁板的劣化的技术(第10～11段等)。该真空紫外线保护层是由至少吸收或反射真空紫外线的层构成的(第20段等)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-127710号公报
专利文献2：WO2007/013602
专利文献3：日本特开2009-183949号公报
本发明人研究了固化附着物的膜厚相对于紫外线的遮光率的关系，结果发现了遮光率在某个一定值以上而有意使其膜厚减少的条件。首先，对固化附着物的膜厚的测定方法进行说明。图11是测定装置的概略图。测定装置60具备定盘62、放电管固定台63、测微计固定台64及测微计65。而且，测定装置60将放电管固定台63及测微计固定台64固定在定盘62上，将测微计65固定在测微计固定台64上，将放电管61固定在放电管固定台63上，从而使测定位置不会错位。测微计65使用的是MITUTOYO公司制(型号：M810-50)的测微计。固化附着物的膜厚是通过如下方式得到的：使用测定装置60，首先测定没有附着物的点亮前的放电管61的宽度，接着，以平均照度100mW/cm2将放电管61点亮，在所定时间(10小时、100小时、1000小时)后测定放电管61的宽度，最后，求出放电管61的点亮前的宽度与点亮后的宽度之差，从而得到上述的固化附着物的膜厚。图6是表示固化附着物的膜厚相对于紫外线的遮光率的关系的坐标图。横轴表示紫外线的遮光率，纵轴表示使遮光率变化到0～100％时的固化(玻璃化)了的固化附着物的膜厚“μm”。在此，照射时间1000小时是认为固化饱和的足够的时间。当比较照射时间10小时、100小时、1000小时的三个坐标图时可知，都是当紫外线遮光率以某种程度变高时，固化附着物的膜厚急剧减少。
即，沿用如下这样一种见解，用于减少飞到放电管上的飞散物的附着及其固化的最有效的方法是即使在放电管上附着有飞散物，也进行遮光使得从此尽量不使固化进展。根据该见解，例如，公知将矾土微粒子或二氧化硅矾土混合微粒子等作为对紫外光进行扩散反射的材料，并公知将其作为电介体阻挡放电灯的反射膜使用的例子，但其无法充分地遮挡住紫外线。因此，遮光不完全，附着的飞散物固化进展，成为对放电管造成损害的原因。尤其，在长条方向(前后方向)的位于长侧面的壁面中，容易集中有形变。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，其要解决的技术问题是：在用于照射真空紫外线的电介体阻挡放电灯中，抑制飞来的飞散物向放电管的位于长侧面的上附着及减少固化附着物量。
本发明的电介体阻挡放电灯，其具备放电管，在该放电管的内部封入有激元发光用的放电用气体，该放电管通过具有平坦的面的下壁板向下方照射紫外线，在该放电管的外部的至少一方具备电极，其特征在于，该放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的壁面是由至少将50％以上的紫外线遮住的遮光部件构成的。根据图6的结果可知，从紫外线遮光率超过约50％时开始，固化附着物开始减少。
根据本发明的电介体阻挡放电灯，能够抑制飞到由遮光部件构成的放电管的壁面上的飞散物的附着，且能够防止其固化。尤其，通过由遮光部件构成位于下壁板的周围的长侧面(或包括短侧面的四侧面)的壁面，从而可抑制飞到放电管的与照射面相对的侧面或上表面的飞散物的附着或其固化，可提高放电管的寿命。也可以根据需要由同样的遮光部件构成上壁板。照射真空紫外线的放电管由于在其壁面有较多飞散物附着，所以可以期待大的效果。
需要说明的是，所谓“通过下壁板向下方照射紫外线的放电管”，在实施本发明的方面，规定了作为前提的放电管的形状，例如，“在前后上最长、上下最短，且在其上下对置的大致平坦的上下壁板具有相互大致平行的形状的大致方状箱形的放电管”、或“具备在细长的圆筒中压塌外周壁的圆弧的一部分而平坦化的拱门状的曲面部以及连接该曲面部中的圆弧的两端缘的平板状的平坦部的放电管”等，都相当于具有代替前表面玻璃的具有平坦部的下壁板，且通过该下壁板照射紫外线的放电管。
优选构成放电管的壁面的遮光部件的遮光率越高越好，若是70％以上、例如90％以上的遮光率，则可将固化的固化附着物的相对膜厚抑制到遮光率为0时对飞散物的固化照射1000小时的情况下的5％以下。
在此，透过膜厚t的膜的光的输出强度I使用输入强度I0、吸收系数α、膜厚t，以下式
I＝I0·e-αt                  ·····(式1)
(其中，e是自然对数的底)
表示。透过率由于以I/I0表示，所以求出遮光率为(1-I/I0)。
一般所谓“遮光”，是指将光遮断的意思，因此，可能通过“反射”或“吸收”、或者“折射”而引起实现“遮光”的情况。但是，在本发明中必须注意的是：若结果上不能以50％以上遮光率(更优选70％以上，进一步优选90％以上)遮断真空紫外线，则就无法得到防止飞散物附着或其固化这一效果。另外，所谓“遮光部件”是将光遮断的部件，可由一种材料构成，也可以由两种以上的材料构成。
另外，本发明的电介体阻挡放电灯，其具备放电管，在该放电管的内部封入有激元发光用的放电用气体，该放电管通过具有平坦的面的下壁板向下方照射紫外线，在该放电管的外部的至少一方具备电极，其特征在于，该放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的壁面，是由在该灯点亮时，以使从所述壁面向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为50mW/cm2以下的方式进行遮光的遮光部件构成的。根据图6的结果可知，从紫外线遮光率超过约50％时，即向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为50mW/cm2以下开始，固化附着物开始减少。即，可知向放电管的外部放射的紫外线的平均照度成为50mW/cm2以下时开始，固化附着物开始减少。更优选的是，希望以使向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为30mW/cm2以下的方式点亮，更优选的是，可由以成为10mW/cm2以下的方式进行遮光的遮光部件构成。需要说明的是，所谓平均照度，是指在五处对放电管的表面照度进行测定时的平均值。如后所述，侧壁面的平均照度可基于下壁板的平均照度与侧壁面的遮光率算出。
本发明的电介体阻挡放电灯的点亮方法，所述电介体阻挡放电灯具备放电管，在该放电管的内部封入有激元发光用的放电用气体，该放电管通过具有平坦的面的下壁板向下方照射紫外线，在该放电管的外部的至少一方具备电极，其特征在于，从该放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的壁面向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为50mW/cm2以下。根据图6的结果可知，从紫外线遮光率超过约50％时，即向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为50mW/cm2以下开始，固化附着物开始减少。更优选的是，希望以使向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为30mW/cm2以下的方式点亮，更优选的是，希望以成为10mW/cm2以下的方式点亮。
在对被照射对象物照射的光的照度小也可以的情况下，另外，在将从下壁板照射的光集光后照射向被照射对象物的情况下，通过降低作为放电灯整体的照度，可使从位于下壁板的周围的长侧面的壁面向放电管的外部放射的紫外线的平均照度成为50mW/cm2以下。另外，除了降低作为放电灯整体的照度以外，也可以通过由遮光部件构成位于下壁板的周围的长侧面的壁面，以使从位于下壁板的周围的长侧面的壁面向放电管外部放射的紫外线的平均照度成为50mW/cm2以下的方式点亮。
在本发明的电介体阻挡放电灯中，作为遮光部件可使用包括透明部件和遮光膜的部件。遮光膜只要配置于能够将通过透明部件向外部照射的紫外线遮住的位置上即可，例如，只要是在透明部件的表面形成遮光膜的结构即可。透明部件可使用合成石英板或熔融石英板等。在用合成石英板等相同的透明部件构成放电管整体后，优选对该放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的壁面形成遮光膜，但下壁板和透明部件没必要一定是同一部件。如此，通过由透明部件和遮光膜构成遮光部件，从而放电管的强度等物理性质可通过透明部件侧容易调整，对紫外线的遮光性可通过遮光膜侧容易调整。
进而，作为该透明部件，可采用在溶剂中混入具有紫外线遮光性的氧化物微粒子的料浆(混浊液)的烧制物。该遮光膜可形成于放电管的内侧，也可以形成于外侧。该微粒子的一次粒子径优选是3μm以下。通过将粒子径小的微粒子用于遮光膜的材料，从而与采用大粒子径的情况相比，可形成粒子间的空间少的、粒子紧密排列的遮光膜。结果是，由于紫外线穿过粒子间的空间的概率减少，因此可容易提升紫外线遮光率。进而，可以减少遮光率整体的遮光率的不均。
溶剂可采用醇类(乙醇、异丙醇、正丁醇等)、二甲苯、甲苯等。另外，为使超微粒子分散在溶剂中，也可以添加多聚羧酸部分烷基酯系、聚醚系、多元醇酯系等界面活性剂。
另外，优选氧化物的微粒子的一次粒子径可以是10～100nm。若微粒子的粒子径大于100nm，则料浆中的分散性变差，有可能变成不均匀的遮光膜。进而，由于粒子间的空间大，紫外线遮光率下降。另外，若微粒子的粒子径小于10nm，则粒子的表面能量高，粒子彼此凝聚而在料浆中沉淀。
进而，优选氧化物的微粒子以氧化钇(Y2O3)为主要成分。氧化钇具有紫外线吸收性且是绝缘体。因此，在将遮光膜设于放电管的内侧的情况下，可形成具有紫外线遮光性，并且在放电中不会在放电管内引起异常放电的遮光膜，在将遮光膜设于放电管的外侧的情况下，可以不用管与在放电管外部具备的电极的电接触。除了氧化钇，也可以使用由二氧化硅(SiO2)涂敷氧化锌(ZnO)或氧化钛(TiO2)的材料为主成分的超微粒子。这些材料对于在以氙气为放电气体时的以172nm为中心波长的真空紫外光有用。
另外，本发明的电介体阻挡放电灯中采用的遮光膜优选主要靠紫外线吸收性来进行遮光。这是因为可使遮光膜变薄。紫外线反射性与紫外线吸收性相比，对膜厚的依存性高。因此，为了通过具有紫外线反射性的遮光膜使遮光率成为50％以上，与使用具有紫外线吸收性的遮光膜的情况相比，需要是更厚的膜。尤其，在使遮光率为70％以上、90％以上时，这个差显著。在位于下壁板的周围的长侧面的壁面上形成厚膜的遮光膜时，放电管的保温效果提高，结果是，灯点亮时放电管内的温度上升，发光效率下降。进而，越是厚的膜，由于透明部件与遮光膜的热膨胀率之差，灯点亮时遮光膜越容易产生龟裂。因此，优选遮光膜的膜厚为10μm以下。需要说明的是，在此所示的“主要靠紫外线吸收性来进行遮光”是指，与靠“反射”或“折射”的遮光率相比，靠“吸收”的遮光率更大的情况。作为主要靠紫外线吸收性来进行遮光的材料，例如有氧化钇(Y2O3)、氧化锌(ZnO)、氧化锆(ZrO2)等，另外，也可以使用它们的复合材料。
另外，下壁板可由合成石英板构成，另一方面，下壁板的周围的四侧面(前后方向及左右方向的两侧壁面)或上壁板可由熔融石英板构成。熔融石英板与合成石英相比由于含有较多杂质，所以通常，对真空紫外线的遮光率为70％以上，进而，由于通过加热与合成石英的熔敷也容易，因此适于作为遮光部件。
或者，发光管本身由合成石英板构成整体，但可使下壁板的周围的四侧面(前后方向及左右方向的两侧壁面)或上壁板的表面粗面化直到例如遮光率70％以上。所谓粗面化是指与镜面状态的壁面相比增大表面粗糙度，有通过接触氢氟酸等化学性浸渍腐蚀而使表面粗面化的方法、以及通过喷砂等喷出微粒子而物理性地使镜面状态丧失而将表面粗面化的方法。
本发明的电介体阻挡放电灯通过使用将用于产生激元发光的电力输出的电源装置以及用于供应来自所述电源装置的电力的引线，从而可以构成紫外线照射装置。根据这种紫外线照射装置，在对在被照射面形成有有机硅化合物的层的被照射对象物的情况下，除了在大气中原本就浮游的有机硅化合物，还会从被照射对象物飞来有机硅化合物，所以在放电管的壁面上更容易有飞散物飞来。因此，在使用在被照射面的一部分形成有有机硅化合物的层的被照射对照物的情况下，飞散物的附着抑制或固化防止作用变显著。需要说明的是，在对被照射对象物实施抗蚀剂时，有机硅化合物可作为用于提高被照射对象物与抗蚀剂的密接性的中间层使用。
发明效果
根据本发明的电介体阻挡放电灯，由于该放电管中的位于下壁板的周围的长侧面或四侧面的壁面由将至少50％以上的紫外线遮住的遮光部件构成，因此，可以抑制飞来的飞散物附着于由遮光部件构成的放电管的壁面上，且可以防止其固化。
附图说明
图1表示第一实施方式，是省略了电介体阻挡放电灯的长条的中央部的立体图；
图2表示第一实施方式，图2(a)是将图1的放电管1a在长条的中心轴切断而从侧面方向观察到的剖面图，图2(b)是电介体阻挡放电灯的长条方向的剖面图，图2(c)是图2(a)的B-B线剖面图；
图3(a)及图3(b)都是表示在图1及图2所示的电介体阻挡放电灯的放电管1中位于下壁板的周围的四侧面的内壁面上，形成紫外线遮光膜的样子的图；
图4(a)及图4(b)表示本发明的第二实施方式及其变形例，是电介体阻挡放电灯的长条方向的剖面图；
图5表示本发明的第三实施方式，是省略了电介体阻挡放电灯的长条的中央部的立体图；
图6是表示固化附着物的膜厚相对于紫外线的遮光率的关系的坐标图；
图7是第四实施方式的紫外线照射装置的侧剖面图；
图8(a)是第四实施方式的阻挡放电灯，是图7的紫外线照射装置的放电管的垂直于长度方向的面上的剖面图，图8(b)是图8(a)所示的第四实施方式的阻挡放电灯的第一变形例；
图9是图8(a)所示的第四实施方式的阻挡放电灯的第二变形例；
图10是实验装置的概略图；
图11是测定装置的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的各实施方式。对相同或同类的部件采用同一符号或仅以脚标来区别表示，省略重复的说明，但各实施方式的记载应合乎目的地解释为用于理解本发明的技术思想，不应解释为现定于实施方式的记载。
(第一实施方式)
图1及图2表示本发明的第一实施方式，是省略了电介体阻挡放电灯的长条的中央部的立体图。图2(a)是将图1的放电管1a在长条的中心轴切断并从侧面方向观察到的剖面图。图2(b)是电介体阻挡放电灯的长条方向的剖面图，即是图2(a)的A-A线剖面图，图2(c)是图2(a)的B-B线剖面图。
该电介体阻挡放电灯的放电管1是大致方状箱形，且是通过在长条的合成石英制玻璃制的方管1a的两端开口部分别将形状与该方管1a的横剖面大致相同的合成石英玻璃制的前后端壁板1b、1b熔敷并堵塞而形成的。在内部封入有氙气。方管1a是横剖面的上下方向的高度为十几mm、左右方向的宽度为几十mm的方形的管，且前后方向的长度例如为1m以上。因此，该方管1a由上下对置的平坦的上下壁板与在左右方向对置的平坦的左右侧壁板构成。在该方管1a的两端开口部熔敷的前后端壁板1b、1b上，事先分别突出设有芯片管1c、1c。各芯片管1c是以从前后端壁板1b的外表面进一步向外侧突出的方式被熔敷的熔融石英玻璃制的管材，并被设置成管内穿过在该前后端壁板1b的大致中央部预先形成的开口孔。该放电容器1在方管1a的两端开口部熔敷前后端壁板1b、1b之前或之后，在该方管1a的上下壁板的外表面进行电极2、3的金属薄膜的成膜。电极2被成膜成：除了用于检查电介体阻挡放电灯放射的真空紫外线的强度的传感器用的未塗膜部，覆盖方管1a的上壁板的上表面的大致整个面。另外，电极3以网眼状的图案成膜于该方管1a的下壁板的下表面的大致整个面。
在该放电管1上的位于下壁板周围的四侧面的四方的内壁面上，设有通过对含有氧化钇(Y2O3)的料浆进行烧制而得到的紫外线遮光膜4a。该膜可以对172nm的真空紫外线进行遮光，遮光率可通过膜厚来调整。而且，通过与电源装置连接而构成紫外线照射装置，通过经引线向电极施加规定的电力，从而电介体阻挡放电灯点亮，通过其平坦的下壁板，向图2(a)、(b)的箭头的方向照射172nm的真空紫外线，而在图2(c)中是向纸面垂直下方照射172nm的真空紫外线。
图3(a)及(b)都表示在图1及图2所示的电介体阻挡放电灯的放电管1上的位于下壁板周围的四侧面的内壁面上形成有紫外线遮光膜的样子。首先，将方管1a如图示那样以侧面朝下的方式倾斜并从芯片管1c注入包含氧化钇(Y2O3)的料浆，使其干燥。在对两侧面及前后端壁板实施了该作业后，以500℃烧制30分钟。之后，从芯片管1c排气并注入放电用气体(例如氙气)，向内部填充放电用气体。然后，对双方的芯片管1c的前端部进行熔融密封而将内部密闭。之后，蒸镀电极用的金属并实施图案化，最后通过蒸镀氟化镁(MgF2)而形成用于保护电极的涂膜，制成放电管。需要说明的是，以含有10重量％的一次粒子径为33nm的氧化钇的、YAP10WT％-X480(CIK Nanotec公司制)作为原液，将该原液用n-丁醇稀释后作为料浆使用。通过改变稀释的程度，从而可使紫外线遮光膜的遮光率变化。
-实验-
在此，按照上述的制造方法试做仅氧化钇的膜厚不同的6种放电管，研究附着于其管壁上固化的固化附着物(白粉)的附着量与固化的程度。实验条件如下所述。
(1)供试灯
A.试做灯1···形成侧面紫外线遮光膜(氧化钇)
                  遮光率99％(未稀释)
                  来自下壁板的平均照度101mW/cm2
                  来自侧壁面的平均照度1mW/cm2
B.试做灯2···形成侧面紫外线遮光膜(氧化钇)
                  遮光率90％(4倍稀释)
                  来自下壁板的平均照度98mW/cm2
                  来自侧壁面的平均照度10mW/cm2
C.试做灯3···形成侧面紫外线遮光膜(氧化钇)
                 遮光率71％(6倍稀释)
                 来自下壁板的平均照度101mW/cm2
                 来自侧壁面的平均照度29mW/cm2
D.试做灯4···形成侧面紫外线遮光膜(氧化钇)
                 遮光率56％(10倍稀释)
                 来自下壁板的平均照度107mW/cm2
                 来自侧壁面的平均照度47mW/cm2
E.试做灯5···形成侧面紫外线遮光膜(氧化钇)
                 遮光率30％(20倍稀释)
                 来自下壁板的平均照度104mW/cm2
                 来自侧壁面的平均照度73mW/cm2
F.现有产品      ···遮光率0％
                 来自下壁板的平均照度109mW/cm2
                 来自侧壁面的平均照度109mW/cm2
(2)电源：灯施加峰值电压3.8kV，驱动频率70kHz(大致矩形波)
(3)照射器具：
图10表示实验装置的概略图。需要说明的是，箭头表示流体的流动方向。如图10所示，照射器具50在容器56内将上述6种中的任一种供试灯54配置在模型(dummy)基板53与冲孔(punching)金属板55之间，从起泡容器51使含有HMDS的氮气流入，从容器56的横侧使空气A1，A2分别流入，并将照射后的排气气体E排出。起泡容器51在内部积存有HMDS52。含有HMDS的氮气是由喷嘴向该HMDS52的内部流入氮气N(N2)而得到的，并经配管流入照射器具50。
此时，对于HMDS的含量而言，在将起泡容器51的温度保持为20℃而一定的状态下，由通过HMDS52内的氮气的气泡的大小与该气泡的上升距离调整，即，由氮气流入HMDS52的喷嘴的前端到液面的距离来调整。HMDS52由于伴随着氮气N的流入量而减少，因此在实验结束时要适当补充。
(4)HMDS：始终供给
(5)总氮量：50L/min
(6)点亮时间：1000小时
(7)照度测定：
由紫外线照度计(UIT150/VUV-S172，Ushio电机公司制)
在五处对放电管的下壁板的表面照度进行测定，取其平均值作为平均照度。此时，测定部位是将一对电极相对的区域(相当于放电空间的区域)在长条方向上五等分，取其中央附近。因此，测定部位被大致设定成等间隔。
另外，在此，侧壁面的平均照度可使用下壁板的平均照度与侧壁面的遮光率(1-I/I0)而算出。侧壁面的遮光率由(1-I/I0)表示时，由于侧壁面的透过率为I/I0，因此通过将下壁板的平均照度E乘以侧壁面的透过率I/I0，求出侧壁面的平均照度。
-结果-
表1表示1000小时后的实验结果。关于将90％的侧面的紫外线遮住的试做灯2，发现白粉附着量少，此时的玻璃化膜厚为15μm，玻璃化(固化)很少。将71％的侧面的紫外线遮住的试做灯3上白粉附着量也少，但此时的玻璃化膜厚为69μm，看到稍许玻璃化。将56％的侧面的紫外线遮住的试做灯4上白粉附着量比试做灯3多，此时的玻璃化膜厚为159μm。相对于此，将30％的侧面的紫外线遮住的试做灯5上白粉附着量比试做灯4多，此时的玻璃化膜厚为306μm。另外，未遮住侧面的紫外线的现有的灯上白粉附着量非常多，此时的玻璃化膜厚为300μm。根据这些事实，可知道以下情况。
1.侧面的遮光具有使白粉附着量降低的效果。
2.侧面的56％以上的遮光具有玻璃化(固化)防止效果。从倾向来看，确认到在50％以上是有效果的。在71％以上效果显著，在90％以上效果更显著。该结果也和图6的坐标图高度一致。
[表1]
如此，即使在放电管的侧面附着有有机硅化合物，通过将紫外线遮住，而能够从此尽量不使化学反应进展，可以抑制牢固的玻璃质的附着物。认为附着物的量变少的原因是在侧面附近的空间中难以产生白粉。
(第二实施方式)
图4(a)及(b)是表示本发明的第二实施方式及其变形例的图，是电介体阻挡放电灯的长条方向的剖面图。在第一实施方式中说明了在位于下壁板周围的四侧面上的内壁面设置遮光膜的方式，如该图所示，也可以在放电管的外周设置紫外线遮光膜4b。需要说明的是，虽然图示省略，但在前后端面都设有遮光膜。作为遮光膜，在采用金属氧化物的烧结体的情况下，优选在电极形成工序之前实施遮光膜的塗布·干燥·烧制工序。因为若在电极图案形成后进行烧制工序，则有可能产生使电极劣化等不良情况。但是，如果不要热处理工序，则也可以在电极形成后在放电管的侧面部形成遮光膜。相比于在放电管内部形成遮光膜的情况而言，可认为制造工序的自由度增加，遮光膜的材料选择的宽度也变宽。
-变形例-
或者，如图4(b)所示，位于下壁板周围的四侧面的内壁面自体由遮光部件构成，可通过熔敷或玻璃料等与上下壁板粘接。此时，可由合成石英板构成下壁板，另一方面，可由熔融石英板4c构成下壁板的周围的四侧面(前后方向及左右方向的两侧壁面)或上壁板。这是因为，熔融石英是将天然石英(天然二氧化硅)熔融并固定成板状的物质，由于含有较多的杂质，所以相对于真空紫外线通常具有遮光率70％以上的高遮光率，且通过加热还容易与合成石英熔敷。作为遮光部件，不用天然石英，即使使用陶瓷板也可得到同等的效果。此时，由于无法与合成石英熔敷，所以可以使用玻璃料作为接合剂。
根据这样构成，即使在放电管的侧面附着有有机硅化合物，通过将紫外线遮住，能够从此尽量不使化学反应进展，抑制牢固的玻璃质的附着物的形成。
(第三实施方式)
图5表示本发明的第三实施方式，是省略了电介体阻挡放电灯的长条的中央部的立体图。图5(a)是将图1的放电管1a在长条的中心轴切断并从侧面方向观察的剖面图。图5(b)是电介体阻挡放电灯的长条方向的剖面图，即图5(a)的A-A线剖面图，图5(c)是图2(a)的B-B线剖面图。
在第三实施方式中，发光管本身由合成石英板构成整体，但使平坦的下壁板的周围的四侧面(前后方向及左右方向的两侧壁面)或上壁板的表面粗面化，直到例如遮光率成为70％以上。所谓粗面化是指增大镜面状态的壁面的表面粗糙度，作为粗面化的方法，例如有通过接触氢氟酸接触而进行化学性的浸渍腐蚀而使表面粗面化的方法；通过喷砂等喷出微粒子从而物理性地使镜面状态丧失而使表面粗面化的方法等。
如图5(a)所示，在下壁板的周围的四侧面(前后方向及左右方向的两侧壁面)形成具有紫外线遮光作用的粗糙面4d。接触氢氟酸的方法在第一实施方式中与上述的料浆的注入工序同样，只要从芯片管1c向放电管内注入氢氟酸，用氢氟酸使下壁板的周围的四侧面(前后方向及左右方向的两侧壁面)或上壁板溶解，使表面粗面化即可。如此，不会从侧面部有真空紫外线露出，即使在放电管的侧面附着有有机硅化合物，通过遮住紫外线，也可以从此尽量不使化学反应进展，由此可以抑制牢固的玻璃质的附着物。
在形成具有紫外线遮光作用的粗糙面4d时，也可以取代使用氢氟酸的化学处理，而通过进行喷砂而采用物理性处理。
(第四实施方式)
在以上的第一～第三实施方式中，都说明了放电管的形状都大致是方状箱形且具有长条的方管的电介体阻挡放电灯与使用其的紫外线照射装置，但本发明不限于这种形状，只要是特征在于不具备前表面玻璃且通过具有平坦的面的下壁板而将真空紫外线向下方照射的半开放型的紫外线照射装置，则都可以适用。在第四实施方式中，对于本发明的其他的实施方式进行说明。
在图7及图8中，图7表示紫外线照射装置的侧剖面图，图8表示图7的紫外线照射装置的放电管的垂直于长度方向的面的剖面图。图7所示的紫外线照射装置10经引线20、21连接阻挡放电灯11和交流电源装置22。阻挡放电灯11的放电管12是由外管部13和内管部14构成的双重管构造，
如图8所示，外管部13具备：在细长的圆筒中压塌外周壁的圆弧的一部分而使其平坦化的拱门状的曲面部15；以及连接该曲面部15中的圆弧的两端缘的平板状的平坦部16(下壁板)。通过该平坦部16照射真空紫外线。对曲面部15和平坦部16接合的角部分15A倒圆角。另一方面，内管部14是直径小于外管部13的直径的圆筒状，在平坦部16的内壁面上被配置于侧方向的中心位置的外管部13与内管部14在两端被相互接合，在两者围成的放电空间17内封入有氙气等放电用气体。
在该放电管12的外部设有电极18、19。在这一对电极之中，上部电极18由固定于外管部13的曲面部的外壁面的金属膜构成。需要说明的是，作为上部电极18的材质，优选使用反射紫外线的材料。作为这种材质的材料，例如可使用铝。上部电极18的膜厚优选是反射率高的膜厚，如至少70％以上、更优选90％以上遮光而不使紫外线向外部透过的膜厚。另一方面，下部电极19由は镍线构成，大致遍及全长地插入到内管部14的内部。下部电极19设置于距离上部电极18上的各点等距离的位置上。在所述电极18、19上连接引线20、21的一端部，所述引线20、21的另一端部连接于交流电源装置。
如图8(a)所示，在该外管部13中位于平坦部16的周围的四侧面的四方的内壁面上，设有通过对含有氧化钇(Y2O3)的料浆进行烧制而得到的紫外线遮光膜4e。该膜可以遮住172nm的真空紫外线，遮光率可通过膜厚进行调整。
紫外线遮光膜4e优选由至少50％以上、更优选由70％以上、进一步优选由90％以上遮光的遮光部件构成。另外，如图8例示那样，优选将紫外线遮光膜设置成一部分与兼备作为紫外线反射膜的功能的上部电极18的端部18A重合。如此，能够通过紫外线反射膜4e可靠地遮住向外管部13外部漏出的紫外线，即使在外管部13的表面有飞散物附着，也可以从此尽量不使固化进展。这一点对于以下的变形例1及2也同样。
-变形例1-
图8(b)表示图8(a)所示的第四实施方式的阻挡放电灯的第一变形例。如该图所示，该阻挡放电灯30的放电管31的构造是没有内管部的单管构造，上部电极34被设置于放电管31的拱门状的曲面部32上，下部电极35被设置于平坦部33(下壁板)。在位于该平坦部33的周围的四侧面的四方的内壁面，设有通过对含有氧化钇(Y2O3)的料浆进行烧制而得到的紫外线遮光膜4f。该膜可以遮住172nm的真空紫外线，遮光率可通过膜厚进行调整。
-变形例2-
图9表示图8(a)所示的第四实施方式的阻挡放电灯的第二变形例。如该图所示，该阻挡放电灯40的放电管41的构造是由外管部42和内管部43构成的双重管构造，上部电极47设置于放电管41的拱门状的曲面部44上，下部电极48大致遍及全长地插入到内管部14的内部。下部电极48设置于距离上部电极47上的各点等距离的位置上。在所述电极47、48连接引线20、21的一端部，所述引线20、21的另一端部连接于交流电源装置。另外，在放电管41的平坦部45(下壁板)上的外管部的外侧表面，大致遍及整个面而设有辅助电极49。该辅助电极49辅助在一对电极47、48间的主放电。辅助电极49形成为网眼状以尽可能不遮挡从放电管41的内侧放射的光，并且被设置在放电管41的长度方向的全长上。
而且，在位于平坦部45的周围的四侧面的四方的内壁面上，设有通过对含有氧化钇(Y2O3)的料浆进行烧制而得到的紫外线遮光膜4g。该膜可以遮住172nm的真空紫外线，遮光率可通过膜厚进行调整。
如上所述，本发明的电介体阻挡放电灯只要是不需要前表面玻璃的半开放型的紫外线照射装置，就不限于严格意义上的大致方状箱形的放电管，还可以适用于剖面为拱门状的放电管。进而此时，放电管的构造不问是双重管构造还是单管构造，在双重管构造的情况下，还可以设置辅助电极。
工业实用性
本发明的电介体阻挡放电灯由于是不需要前表面玻璃的大致方状箱形的电介体阻挡放电灯，因此不仅能够抑制制造成本，而且还能防止在长条方向(前后方向)的两侧壁面有形变集中的情况，从而可以延长放电管的寿命，这一点在工业上的可利用性大。
符号说明
1  放电管
2  上部电极
3  下部电极
4  遮光部件
4a  紫外线遮光膜
4b  紫外线遮光膜
4c  熔融石英板
4d  具有紫外线遮光作用的粗面
4e～4g  紫外线遮光膜
10  紫外线照射装置
11、30、40  阻挡放电灯
12、31、41  放电管
13、42  外管部
14、43  内管部
15、32  拱门状的曲面部
16、33、45  平坦部
17  放电空间
18、34、47  上部电极
19、35、48  下部电极
20、21  引线
22  交流电源装置
49  辅助电极
50  照射器具
51  起泡容器
52  HMDS(六甲基二硅胺)
53  模型基板(SUS)
54  供试灯
55  冲孔金属板
60  测定装置
61  放电管
62  定盘
63  放电管固定台
64  测微计固定台
65  测微计
A1、A2  空气
N  氮气
E  排气气体

Claims (20)

1.一种电介体阻挡放电灯，其具备放电管，在该放电管的内部封入有激元发光用的放电用气体，该放电管通过具有平坦的面的下壁板向下方照射紫外线，在该放电管的外部的至少一方具备电极，其特征在于，
该放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的壁面是由至少将50％以上的紫外线遮住的遮光部件构成的。
2.如权利要求1所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
所述遮光部件的遮光率为70％以上。
3.如权利要求1所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
所述遮光部件的遮光率为90％以上。
4.一种电介体阻挡放电灯，其具备放电管，在该放电管的内部封入有激元发光用的放电用气体，该放电管通过具有平坦的面的下壁板向下方照射紫外线，在该放电管的外部的至少一方具备电极，其特征在于，
该放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的壁面，是由在该灯点亮时，以使从所述壁面向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为50mW/cm2以下的方式进行遮光的遮光部件构成的。
5.如权利要求4所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
该放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的壁面，是由在该灯点亮时，以使从所述壁面向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为30mW/cm2以下的方式进行遮光的遮光部件构成的。
6.如权利要求4所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
该放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的壁面，是由在该灯点亮时，以使从所述壁面向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为30mW/cm2以下的方式进行遮光的遮光部件构成的。
7.一种电介体阻挡放电灯的点亮方法，所述电介体阻挡放电灯具备放电管，在该放电管的内部封入有激元发光用的放电用气体，该放电管通过具有平坦的面的下壁板向下方照射紫外线，在该放电管的外部的至少一方具备电极，其特征在于，
从该放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的侧面向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为50mW/cm2以下。
8.如权利要求7所述的电介体阻挡放电灯的点亮方法，其特征在于，
从所述放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的侧面向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为30mW/cm2以下。
9.如权利要求7所述的电介体阻挡放电灯的点亮方法，其特征在于，
从所述放电管上的位于下壁板的周围的长侧面的侧面向放电管的外部放射的紫外线的平均照度为10mW/cm2以下。
10.如权利要求1或4所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
所述遮光部件是包括透明部件与遮光膜的结构。
11.如权利要求10所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
所述遮光膜是由在溶剂中混入具有紫外线遮蔽性的氧化物微粒子的料浆(混浊液)的烧制物构成的。
12.如权利要求11所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
所述氧化物的微粒子的一次粒子径为10～100nm。
13.如权利要求11所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
所述氧化物的微粒子以氧化钇为主要成分。
14.如权利要求10所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
所述遮光膜主要靠紫外线吸收性来进行遮光。
15.如权利要求10所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
所述遮光膜的膜厚为10μm以下。
16.如权利要求1或4所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
所述下壁板由合成石英板构成，另一方面，所述下壁板的周围的四侧面的前后方向及左右方向的两侧壁面或上壁板由熔融石英板构成。
17.如权利要求1或4所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
具有使所述下壁板的周围的四侧面的前后方向及左右方向的两侧壁面粗面化的粗面化膜，
所述粗面化膜是由合成石英构成所述下壁板的周围的四侧面的前后方向及左右方向的两侧壁面，并且由氢氟酸使所述下壁板的周围的四侧面的前后方向及左右方向的两侧壁面粗面化的粗面化膜。
18.如权利要求1或4所述的电介体阻挡放电灯，其特征在于，
具有使所述下壁板的周围的四侧面的前后方向及左右方向的两侧壁面粗面化的粗面化膜，
所述粗面化膜是通过向所述下壁板的周围的四侧面的前后方向及左右方向的两侧壁面喷砂而成的。
19.一种紫外线照射装置，其具备：
权利要求1或4所述的电介体阻挡放电灯；
输出用于在所述灯内产生激元发光的电力的电源装置；以及
用于供应来自所述电源装置的电力的引线。
20.如权利要求19所述的紫外线照射装置，其特征在于，
在所述照射装置的被照射对象物的被照射面的一部分形成有含有有机硅化合物的层。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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