CN110534400A

CN110534400A - 准分子灯

Info

Publication number: CN110534400A
Application number: CN201910354640.5A
Authority: CN
Inventors: 柳生英昭
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2018-05-25
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2019-12-03
Anticipated expiration: 2039-04-29
Also published as: JP7115036B2; KR102603529B1; KR20190134461A; JP2019204728A; CN110534400B; TWI791767B; TW202004835A

Abstract

本发明目的在于提供一种准分子灯，能够使用铝作为构成外部电极的材料，而且能够避免外部电极的损伤。在具备由透射紫外线的材料构成的放电容器并在放电容器的外表面设置有外部电极的准分子灯中，外部电极由以使得该外部电极的每单位体积的输入为规定的范围内的大小的方式形成了图案的多条导电线构成，并由以铝为主要成分的材料构成。

Description

准分子灯

技术领域

本发明涉及准分子灯，具体而言涉及例如在放电容器的外表面设置有网状的外部电极的准分子灯。

背景技术

现在，准分子灯用作例如在半导体或液晶面板等的制造工序中的抗蚀剂的光灰化处理、纳米打印装置中的附着于模板的图案面的抗蚀剂的除去处理、液晶用的玻璃基板或硅晶片等的干式清洗处理、印刷板制造工序中的污迹的除去(去污)处理等中被使用到的光处理装置的光源、臭氧产生装置等的光源。

例如，在专利文献1中公开了如下准分子灯：在由波长为200nm以下的紫外线透射性优良的材料构成的扁平的箱型形状的放电容器的外表面，一对网状的电极隔着放电空间而互相相对设置。

在该准分子灯中，记载了一对电极例如由丝网印刷形成，另外，记载了例如使用金、银、铜、镍、铬等金属材料作为构成电极所用的材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-195058号公报

发明内容

发明所要解决的课题

而且，在由丝网印刷形成电极的情况下，通常在使用含有金属粒子的导电膏形成电极图案之后，需要通过在高温下进行加热烧成处理来使金属粒子凝聚，使电极图案的电阻降低。然而，例如在使用铝粒子作为金属粒子的情况下，铝粒子在烧成过程中被氧化，因而存在所形成的电极图案的电阻变大，电极发生破损的情况。出于该原因，在以往公认为使用铝来印刷形成电极的技术较困难。

另外，在如上所述的所谓的外部电极型的准分子灯中，电极暴露于真空紫外光或由该真空紫外光的照射而生成的臭氧中。因此，实际上，现实情况是作为构成电极的材料不得不使用具有抗氧化性强、对紫外线耐性高且电阻低的特性的金，从而存在无法低成本有利地制造所期望的准分子灯这一问题。

本发明基于以上的情况被做出，其目的在于提供一种准分子灯，能够使用铝作为构成外部电极的材料，而且能够避免外部电极的损伤。

用于解决课题的技术方案

本发明的准分子灯具备由透射紫外线的材料构成的放电容器，在该放电容器的外表面设置有外部电极，

其特征在于，所述外部电极由以使该外部电极的每单位体积的输入为规定的范围内的大小的方式形成了图案的多根导电线构成，并由以铝为主要成分的材料构成。

优选在本发明的准分子灯中，以使所述外部电极的厚度为0.08mm以下且所述外部电极的每单位体积的输入的大小为22W/mm³以下的方式来设定了所述外部电极的开口率的大小及所述外部电极的电极面积。

此外，优选在本发明的准分子灯中，所述外部电极的开口率为40％以上。

发明效果

根据本发明的准分子灯，外部电极由以使得每单位体积的输入为规定的范围内的大小的方式形成了图案的多根导电线构成，由此，能够使用以铝为主要成分的膏状的构成电极的材料来形成外部电极，而且，不会出现在灯点亮时的外部电极的电阻随时间增大的情况，能够避免外部电极破损。

附图说明

图1是概略地表示本发明的准分子灯的一例的结构的立体图。

图2是用于对外部电极的开口率进行说明的示意图。

图3是概略地表示测定灯的输入的测定系统的一个构成例的图。

标号说明

10 准分子灯

11 放电容器

12 周壁部

20 外部电极

21 导电线

22 开口

30 示波器

31 电压探测器

32 电流探测器

33 点灯电源

G 放电间隙

V 放电空间

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行详细地说明。

图1是概略地表示本发明的准分子灯的一例的结构的立体图。

该准分子灯10具备由透射例如波长为200nm以下的紫外线(真空紫外线)的材料构成的放电容器11。该例中的放电容器11整体构成为为扁平的长方体形状，在内部形成放电空间V。

作为放电容器11的材料例如能够使用合成石英玻璃等的二氧化硅玻璃、蓝宝石玻璃等。

在放电空间V内封入有由准分子放电形成准分子的发光气体。

作为发光气体例如具体而言，能够使用氙气、氩气、氪气等的稀有气体，或稀有气体与溴、氯、碘、氟等的卤素气体混合而成的混合气体等。例如，在使用了氙气作为发光气体的情况下，可得到中心波长为172nm的真空紫外线。另外，在使用了氪与氯的混合气体的情况下，可得到中心波长为222nm的真空紫外线。另外，在使用了氩与氟的混合气体的情况下，可得到中心波长为193nm的真空紫外线。

发光气体的封入压例如为1～100kPa。

在放电容器11中的沿扁平的面方向延伸的一对周壁部12、12的各自的外表面上，以沿放电容器的管轴方向延伸的方式互相对向地设置一对外部电极20、20，。

外部电极20、20由以使每单位体积的输入为规定的范围内的大小的方式形成了图案的多根导电线构成。

该例中的外部电极20是如图2(a)所示，例如由以形成格子状的电极图案的方式在同一平面上互相交叉的多根导电线21构成的网状的电极，由没有形成导电线21的开口22形成透光部。在该例中，虽然互相交叉的导电线21形成为正交的状态(开口22的形状例如为正方形)，但并非是特别地对导电线21的交叉角度做出限定。

另外，外部电极20也可以如图2(b)所示，由以形成线状的电极图案的方式互相平行延伸的多根导电线21构成。

在上述的准分子灯10中，外部电极20、20由以铝为主要成分的材料构成。具体而言，外部电极20、20是使用含有以铝为主要成分的导电性粉末和玻璃粉末的导电膏(铝膏)，在例如通过丝网印刷涂布至放电容器的外表面之后，通过干燥、烧成所形成的电极。

如上所述，外部电极20在设开口率为R(％)、设电极面积为S(mm²)、设厚度为t(mm)、设准分子灯10的输入功率为P(W)时，以由P/[t×S×(100-R)/100]表示的每单位体积的输入P_E为规定的范围内的大小的方式来形成图案。

具体而言例如，以外部电极20的厚度在0.08mm以下的范围内，每单位体积的输入为22W/mm³以下的大小的方式来设定外部电极20的开口率R的大小及电极面积S的大小。

优选外部电极20的厚度t为0.005～0.08mm，更优选为0.02～0.05mm。

另外，优选外部电极20的每单位体积的输入P_E为0～22W/mm³，更优选为0.1～10W/mm³。

外部电极20在这样的条件下形成图案，由此，如后述的实验例的结果所示，即使外部电极20是使用以铝为主要成分的材料印刷形成的电极，也不会出现在灯点亮时的外部电极20的电阻随着时间的经过而急剧增大的情况，从而能够可靠地避免外部电极20破损。

外部电极20的开口率是指在包含开口22的每电极单位面积中该开口22的面积所占的比例。在外部电极20的电极图案为例如图2(a)所示的格子状的情况下，外部电极20的开口率R(％)由下述数式(1)表示。在下述数式(1)中，a为开口宽度，b为导电线21的线宽。

数式(1)：R＝[a/(a+b)]²×100

另外，在外部电极的电极图案为如图2(b)所示的线形的情况下，外部电极的开口率R(％)由下述的数式(2)表示。在下述数式(2)中，设a为开口宽度，设b为导电线21的线宽。

数式(2)：R＝[a/(a+b)]×100

外部电极20的开口率从来自准分子灯10的光的取出效率的观点出发，优选为例如40％以上，进一步优选为60～90％。

虽然开口宽度a的大小及导电线21的线宽b的大小能够以使开口率R为上述数值范围内的方式来适当地进行设定，但为了形成均匀的电极图案而得到稳定的放电，开口宽度a优选为例如1～4mm的范围内的大小，导电线21的线宽b优选为例如0.4mm以下，或优选0.1～0.3mm的范围内的大小。

外部电极20的电极面积S并非放电容器11的外表面中的电极形成区域的面积，而是指放电容器11的外表面中的与导电线21的对接部分的面积。具体而言，外部电极20的电极面积S(mm²)由下述数式(2)表示。在下述数式(2)中，W_E为电极形成区域的宽度方向上的尺寸(电极宽度)(mm)，L_E为电极形成区域的管轴方向上的尺寸(电极长度)(mm)，R为外部电极20的开口率(％)。

数式(2)：S＝W_E×L_E×(100-R)/100

电极形成区域的宽度方向上的尺寸(电极宽度)W_E为例如10～80mm，电极形成区域的管轴方向上的尺寸(电极长度)L_E为例如10～3000mm。

在该准分子灯10中，通过从高频交流电源向一对外部电极20、20间供给高频交流电力，在外部电极20、20间周期性地产生电位差，由此在放电空间V中产生准分子放电。并且，由准分子放电形成准分子，从所述准分子放出的光透过放电容器11，经由网状的外部电极20的透光部(开口22)而放射。

并且，根据上述的准分子灯10，外部电极20以使每单位体积的输入P_E为规定的范围内的大小的方式形成图案，由此，能够使用以铝作为主要成分的电极构成材料来印刷形成外部电极20，而且，在灯点亮时外部电极20的电阻不会随着时间的经过而急剧地增大，从而能够避免外部电极20破损。

另外，能够使用与在以往的准分子灯中适用作外部电极的构成材料的金等相比更廉价的铝，因此能够有利地制造所期望的准分子灯10。此外，如果是金属线被配置成网状的外部电极，存在因来自外部的力使网眼变形等进而出现放电变得不稳定的不良影响的情况，但是根据上述的准分子灯10，外部电极20由印刷电极构成，由此能够避免该不良影响发生，能够容易地形成所期望的电极图案。而且，能够平坦地形成外部电极20，因此具有向光照射装置的组装变得容易等优良的操作性。

以上，虽对本发明的准分子灯的一种实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述的实施方式，可以做出多种改变。

例如，作为印刷形成外部电极的方法，并非限定于丝网印刷法。另外，外部电极也可以是绘制涂覆构成电极的材料而形成的电极。

另外，本发明的准分子灯也不限定于在如上述的扁平的放电容器的外表面设置有一对外部电极的结构的准分子灯。

(实施例)

以下，虽对本发明的准分子灯的具体的实施例进行说明，但本发明并非限定于这些实施例。

(实施例1)

参照图1所示的结构，制作出具备了具有下述表1中所示的电极图案的外部电极(20)的15种准分子灯(以下，称为“灯1”～“灯15”)。放电容器(11)以石英玻璃为材料，宽度方向上的尺寸为36mm，使管轴方向上的尺寸(全长)为350mm，壁厚为1.6mm，放电间隙(G)为11mm。另外，使用了氪气(封入压为10kPa)与氯气(封入压为0.6kPa)的混合气体作为发光气体。

外部电极(20)使用以铝作为主要成分并含有以银、二氧化硅、氧化锌、硼砂作为主要成分的低融点玻璃的铝膏，由丝网印刷法形成。

外部电极(20)的厚度使用激光显微镜(基恩士(Keyence)公司制造：型号VK-X150)来进行测定。

[表1]

通过在一对外部电极(20)间施加6～10kVpp、60～120kHz的交流电压来使制作出的灯1～灯15分别点亮。并且，测定在从灯点亮开始经过100个小时后的时间点的外部电极(20)的电阻，并调查相对于灯的点灯初期时的外部电极(20)的电阻的变化的程度。

外部电极(20)的电阻使用数字万用表(横河电机株式会社制造“数字万用表7562”)、探测器(日置电机制“针型引线9770”)以四端子法进行测定。

将使用在经过100小时的时间点的电阻值(r1)除以灯在点灯初期时的电阻值(r0)所得到的值以百分率表示得到电阻值上升率[(r1/r0)×100]，所述电阻值上升率小于300％的情况评价为“○”，300％以上的情况评价为“×”。将结果在下述表2中表示。

表2中的灯输入P_L(W)是以如下方式测定出的值。首先，构成如图3所示的测定系统，使用示波器(30)测定出准分子灯(10)的两端的电压和流过准分子灯(10)的电流。并且，将得到的电压波形与电流波形相乘，在1个周期内进行积分，测定出通过施加频率而输入准分子灯(10)的灯输入P_L。在图3中，31是电压探测器，32是电流探测器，33是点灯电源。

[表2]

如上结果所示，分别在具备以厚度t为0.08mm以下的大小且每单位体积的输入(电极输入P_E)为22W/mm³以下的方式形成图案的外部电极(20)的灯3～灯9及灯11～灯14中，均确认到即使在印刷形成外部电极(20)时使用了以铝作为主要成分的材料的情况下，也都未出现外部电极(20)的电阻值随时间经过而急剧地增大，能够避免外部电极(20)破损。

另一方面，在具备以电极输入P_E大于22W/mm³的方式形成图案的外部电极(20)的灯1～灯2及灯10和灯15中，均确认到因电阻值急剧上升而使构成外部电极(20)的导电线断线，灯不点亮。该原因认为如下。

即，在灯点亮时，在外部电极之中移动的电子与铝原子碰撞，由此进行动量交换，由此发生离子缓慢移动的电迁移。在电极输入P_E大于22W/mm³的情况下，认为离子的移动量随时间经过而变大，由外部电极的电阻值增大而发生了电极的损伤(导电线的断线)。另外，当电极输入P_E变大时，电流密度也变高，因此，在外部电极之中移动的电子量也增加。因此，认为由电迁移造成的电极损伤这种不良显著地呈现出来。

Claims

1.一种准分子灯，具备由透射紫外线的材料构成的放电容器，在该放电容器的外表面设置有外部电极，其特征在于，

所述外部电极由以使该外部电极的每单位体积的输入为规定的范围内的大小的方式形成了图案的多根导电线构成，并由以铝为主要成分的材料构成。

2.根据权利要求1所述的准分子灯，其特征在于，

以使所述外部电极的厚度为0.08mm以下且所述外部电极的每单位体积的输入的大小为22W/mm³以下的方式来设定了所述外部电极的开口率的大小及所述外部电极的电极面积。

3.根据权利要求2所述的准分子灯，其特征在于，

所述外部电极的开口率为40％以上。