JP2002289150A

JP2002289150A - 誘電体バリヤ放電ランプおよび紫外線照射装置

Info

Publication number: JP2002289150A
Application number: JP2001088641A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Tauchi; 亮彦田内; Kazuhiko Yoshikawa; 和彦吉川
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2001-03-26
Publication date: 2002-10-04

Abstract

(57)【要約】【課題】管状の放電容器にゲッターを配設した構成が簡
素な誘電体バリヤ放電ランプおよび紫外線照射装置を提
供する。【解決手段】細長い管状の気密容器２内の両端に管軸に
沿って設けられた軸部７および軸部７に連続して設けら
れ、気密容器２の内面に近接する中間部８を有する内部
電極３と、内部電極３の中間部８に対向するように、気
密容器２の外面に沿って配設された外部電極４とを備
え、不純ガスを吸収するゲッター６を外部電極４との間
で放電が形成されないように軸部７に配設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゲッターを備えた
誘電体バリヤ放電ランプおよび紫外線照射装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】誘電体バリヤ放電によってエキシマ分子
を形成し、このエキシマ分子から放射光を得る誘電バリ
ヤ放電ランプは、例えば光化学反応用の紫外線光源な
ど、種々の分野で使用されている。しかし、この誘電体
バリヤ放電ランプは、点灯中に気密容器内に不純ガスが
発生し、紫外線の出力低下を引き起こすという問題があ
った。そこで、気密容器内に不純ガスを吸収するゲッタ
ーを備えた誘電バリヤ放電ランプが、例えば特開平６−
３３８３０２号公報、特開平７−１４２０３７号公報、
特許第３１２５６０６号公報（従来技術１）または特開
平１０−２８３９９４号公報（従来技術２）に開示され
ている。

【０００３】従来技術１の誘電体バリヤ放電ランプは、
放電空間内に連通するゲッター収納室を設け、このゲッ
ター収納室にゲッターを配設したものである。また、従
来技術２の誘電体バリヤ放電ランプ５０は、図５に示す
ように、放電容器５１内に配置されたゲッター５２と、
放電容器５１の壁部５３の外面に固定されたゲッター保
持用部材５４とを備えてなり、ゲッター５２およびゲッ
ター保持用部材５４の少なくとも一方が磁力を有し、こ
の磁力によって、ゲッター保持用部材５４が固定された
放電容器５１の壁部５３の内面にゲッター５２が固定さ
れているものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来技術１はゲッター
収納室を設けるので、放電容器の全長が大きくなるとい
う欠点を有する。また、従来技術２の誘電体バリヤ放電
ランプ５０は、ゲッター保持用部材５４を備える空間を
要するので、従来技術１と同様に、放電容器５１の全長
が大きくなるとともに、ゲッター５２およびゲッター保
持用部材５４の少なくとも一方が磁力を有するので、誘
電体バリヤ放電ランプ５０の構成が複雑になり、かつ、
高価になるという欠点を有する。

【０００５】また、従来技術１および従来技術２の放電
容器は、外形が円筒状である外側管と内側管とを同軸に
配置して、両管の間に両端が封じられた中空筒状の放電
空間を形成したものであり、１個の管状の放電容器にゲ
ッターを配設したものではない。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
で、管状の放電容器にゲッターを配設した構成が簡素な
誘電体バリヤ放電ランプおよび紫外線照射装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の誘電体
バリヤ放電ランプの発明は、紫外線を透過させる細長い
管状の気密容器と；気密容器内の両端に管軸に沿って設
けられた軸部および軸部に連続して設けられ、気密容器
の内面に近接する中間部を有する内部電極と；内部電極
の中間部に対向するように、気密容器の外面に沿って配
設された外部電極と；気密容器内に封入されたエキシマ
生成ガスと；外部電極との間で放電が形成されないよう
に、軸部に配設された不純ガスを吸着するゲッターと；
を具備していることを特徴とする。

【０００８】管軸とは、気密容器の縦断面における中心
軸をいい、この中心軸の長手方向に軸部が配設される。

【０００９】軸部は、金属線例えばタングステン線から
なり、両端側がそれぞれ気密容器の両端に封装される。

【００１０】ゲッターが外部電極との間で放電すると、
気密容器の長手方向における光出力の均一性が損なわれ
るとともに、ゲッターが温められ、ゲッターが不純ガス
を放出する。したがって、ゲッターを外部電極との間で
放電が形成されないように、軸部に配設することによ
り、放電容器からの光出力の均一性と放電容器内の不純
ガスの吸着がなされる。

【００１１】本発明によれば、ゲッターは、外部電極と
の間で放電が形成されないように、軸部に配設されてい
るので、放電容器内の不純ガスを吸着することができ、
放電容器からの紫外線の出力低下が防止される。

【００１２】請求項２に記載の誘電体バリヤ放電ランプ
の発明は、請求項１記載の誘電体バリヤ放電ランプにお
いて、ゲッターは、内部電極の中間部から１０ｍｍ以上
離間した放電容器の端部に配設されていることを特徴と
する。

【００１３】本発明によれば、ゲッターは、内部電極の
中間部から１０ｍｍ以上離間した放電容器の端部に配設
されているので、外部電極は、内部電極の中間部との間
で放電が形成され、ゲッターとの間では確実に放電が防
止される。

【００１４】請求項３に記載の紫外線照射装置の発明
は、請求項１または２記載の誘電体バリヤ放電ランプ
と；誘電体バリヤ放電ランプを内包している紫外線を透
過可能な管状の外管と；外管と誘電体バリヤ放電ランプ
との間に窒素ガスを供給させる窒素ガス供給手段と；誘
電体バリヤ放電ランプの内部電極および外部電極の間に
高周波電圧を印加する高周波発生装置と；少なくとも誘
電体バリヤ放電ランプを内包した外管を収容している紫
外線照射装置本体と；を具備していることを特徴とす
る。

【００１５】誘電体バリヤ放電ランプは、ランプ自体が
外管を備えた放電ランプであってもよい。

【００１６】窒素ガスは、外管と誘電体バリヤ放電ラン
プとの間に酸素を介在させなくするものであり、酸素に
よる紫外線の吸収を防止する。

【００１７】本発明によれば、外部電極との間で放電が
形成されないように内部電極の軸部に配設されたゲッタ
ーを備えた誘電体バリア放電ランプを具備し、この放電
ランプと外管との間に窒素ガスを供給しているので、紫
外線の出力低下が防止され、放電ランプの長手方向に亘
って均一な紫外線照射が行える。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態につ
いて、図面を参照して説明する。

【００１９】まず、本発明の第１の実施形態について説
明する。

【００２０】図１は、本発明の第１の実施形態を示す誘
電体バリヤ放電ランプの概略断面図である。誘電体バリ
ヤ放電ランプ１は、気密容器２、内部電極３、外部電極
４、エキシマ生成ガス５およびゲッター６を有して形成
されている。

【００２１】気密容器２は、紫外線を透過させる細長い
管状の合成石英からなり、両端が封止されており、例え
ば全長６５０ｍｍ、管外径１１．５ｍｍに形成されてい
る。

【００２２】内部電極３は、気密容器２内の両端に管軸
に沿って設けられた軸部７およびこの軸部７に連続して
設けられた中間部８を有して形成されている。軸部７
は、例えば線径０．２６ｍｍのタングステン線を外径
１．２ｍｍのコイル状に巻回して気密容器２内の長手方
向に配設し、両端はそれぞれ気密容器２の両端部におい
て金属箔９，９に封着されている。そして、この金属箔
９，９には外部導体１０，１０が封着されている。すな
わち、軸部７，７は、気密容器２の両端にそれぞれ封装
され、気密容器２の両端に封装された外部導体１０，１
０に電気的に接続されている。

【００２３】中間部８は、気密容器２の内面に近接する
アンカー９，…を有し、気密容器２の両端側に設けられ
たアンカー９，９内に形成されている。アンカー９，…
は、線径０．２６ｍｍのタングステン線を用いて形成さ
れ、環径９ｍｍに形成された環状部９ａおよびこの環状
部９ａを軸部７に支持している支持部９ｂよりなる。環
状部９ａは、例えば１２ｍｍピッチに軸部７に配設され
ている。この結果、有効発光長は約５７５ｍｍに形成さ
れる。また、環状部９ａは、支持部９ｂと導通してい
る。そして、アンカー９，…は、内部電極３の主体部を
形成している。

【００２４】外部電極４は、例えば線径０．２６ｍｍの
タングステン線を、内部電極３の中間部８に対向するよ
うにして、気密容器２の外面に沿い、長手方向に螺旋状
に配設したものである。外部電極４は、最も近い内部電
極３、すなわちアンカー９，…の環状部９ａ，…との間
で気密容器２を介して放電する。

【００２５】エキシマ生成ガス５は、エキシマ分子を形
成し得るものであればよく、例えばキセノン、アルゴ
ン、ヘリウムなどの希ガスや塩化キセノン（ＸｅＣｌ）
や塩化クリプトン（ＸｅＣｌ）などの希ガスハロゲン化
物が放電容器２内に封入されている。

【００２６】ゲッター６は、アンカー９との距離Ｌ１が
１０ｍｍ以上となるように、内部電極３の軸部７の一端
側に配設されている。ゲッター６は、放電ランプ１の点
灯中に発生する不純ガス、例えば炭素、水素、酸素など
の単体原子およびその化合物を吸収するものであり、タ
ンタルまたはバリウムなどからなっている。そして、ゲ
ッター６は、コイル状の軸部７に挟持されるようにして
固定されている。

【００２７】ゲッター６をアンカー９より１０ｍｍ以上
離間させることにより、外部電極４はゲッター６と放電
するよりも直近のアンカー９と放電しやすくなる。した
がって、外部電極４とゲッター６との放電を防止するこ
とができる。

【００２８】そして、外部電極４と外部導体１０の間、
すなわち外部電極４と内部電極３の間には、図１に示す
ように、高周波発生装置１２が接続される。高周波発生
装置１２は、例えば２〜２．５ｋＶ、１００〜１３０ｋ
Ｈｚの高周波電圧を発生して、内部電極３および外部電
極４の間に印加する。

【００２９】次に、第１の実施形態の作用について述べ
る。

【００３０】内部電極３および外部電極４の間に高周波
発生装置１２から高周波電圧が印加されると、放電容器
２を介して、外部電極４と内部電極３である外部電極４
に直近のアンカー９の環状体９ａとの間に放電が形成さ
れる。放電が形成されると、すなわち放電ランプ１が点
灯するとエキシマ生成ガス５に励起ガスが形成され、紫
外線例えば１７２ｎｍが放電容器２から出射される。

【００３１】そして、放電ランプ１の点灯中に発生した
不純ガスは、ゲッター６に吸収される。この結果、不純
ガスが放電容器２の内面などに付着しなくなるので、紫
外線の出力低下が防止され、ランプ寿命が向上する。

【００３２】ゲッター６は、内部電極３の中間部８であ
るアンカー９の環状部９ａとの距離Ｌ１が１０ｍｍ以上
となるようにしており、また、外部電極４は内部電極３
の中間部８に対向して配設しているので、外部電極４は
ゲッター６と放電するよりも直近のアンカー９と放電し
やすい。したがって、外部電極４とゲッター６との放電
を防止することができる。

【００３３】仮に、ゲッター６と外部電極４の距離Ｌ１
が近く、ゲッター６と外部電極４との間で放電すると、
ゲッター６の配設位置、すなわち気密容器２の端部側か
ら紫外線が出射されるので、放電容器２の長手方向にお
ける紫外線出力の均一性が損なわれる。また、ゲッター
６が温められるので、ゲッター６から不純ガスが放出さ
れ、紫外線出力の低下、ランプ寿命が短縮化されるおそ
れがある。

【００３４】なお、ゲッター６は、内部電極３の距離Ｌ
１が１０ｍｍ以上である必要はなく、外部電極４との間
で放電が形成されないように、軸部７に配設されていれ
ばよいものである。

【００３５】次に、本発明の第２の実施形態について説
明する。

【００３６】図２は、本発明の第２の実施形態を示す別
の誘電体バリヤ放電ランプの一部切り欠き正面図であ
る。なお、図１と同一部分には同一符号を付して説明は
省略する。

【００３７】図２に示す誘電体バリヤ放電ランプ１３
は、図１に示す誘電体バリヤ放電ランプ１を内包した外
管１４を具備したものである。そして、放電容器２の両
端にそれぞれ口金１５，１５を配設するとともに、口金
１５，１５に内部電極３に電気的に接続されたリード線
１６、外部電極４に電気的に接続された給電端子１７が
設けられたものである。そして、外管１４は、紫外線を
透過可能な管状の合成石英で形成されている。

【００３８】そして、図３に示すように、口金１５，１
５および外管１４との間にそれぞれ窒素ガスの流入口１
８および排出口１９が設けられたものである。窒素ガス
は、流入口１８から誘電体バリヤ放電ランプ１の放電容
器２および外管１４の間に流入し、排出口１９から排出
される。これにより、放電容器２および外管１４の間に
窒素ガスが介在し酸素がほとんどなくなる。したがっ
て、誘電体バリヤ放電ランプ１から出射された紫外線
は、酸素に吸収されて減少することなく、外管１４から
出射される。また、外管１４は、誘電体バリヤ放電ラン
プ１の保護も兼ねるものである。

【００３９】次に、本発明の第３の実施形態について説
明する。

【００４０】図３は、本発明の第３の実施形態を示す紫
外線照射装置の概略正面図である。なお、図２と同一部
分には同一符号を付して説明は省略する。

【００４１】図３に示す紫外線照射装置２０は、紫外線
照射装置本体２１の下面側に複数の誘電体バリヤ放電ラ
ンプ１３，…が設置され、誘電体バリヤ放電ランプ１
３，…下面に被照射物である液晶基板２２が搬送される
ものである。そして、誘電体バリヤ放電ランプ１３，…
と液晶基板２２との距離Ｌ２は、約３ｍｍである。ま
た、紫外線照射装置本体２１には、図１に示す高周波発
生装置１２が収容されている。高周波発生装置１２は、
誘電体バリヤ放電ランプ１３，…の内部電極３および外
部電極４の間に高周波電圧を印加して、誘電体バリヤ放
電ランプ１３，…を点灯させる。

【００４２】そして、誘電体バリヤ放電ランプ１３，…
の放電容器２および外管１４の間には、紫外線照射装置
本体２１に併設している窒素ガス供給手段としての窒素
ガス供給装置２３から窒素ガスが供給されている。

【００４３】紫外線照射装置２０は、紫外線を液晶基板
２２に照射して液晶基板２２の改質や洗浄などを行う。
そして、誘電体バリヤ放電ランプ１３，…は、放電容器
２および外管１４の間に窒素ガスが供給され、また、誘
電体バリヤ放電ランプ１３，…と液晶基板２２との距離
Ｌ２が約３ｍｍと短いので、酸素による紫外線の出力低
下が防止され、誘電体バリヤ放電ランプ１３，…の長手
方向に亘って均一な紫外線照射を行うことができる。

【００４４】なお、誘電体バリヤ放電ランプ１３，…に
代え、図１に示す誘電体バリヤ放電ランプ１に別の外管
を配設するように構成してもよい。

【００４５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ゲッターは、
外部電極との間で放電が形成されないように、軸部に配
設されているので、ゲッターから不純ガスが放出される
ことはなく、放電容器内の不純ガスを吸着することがで
きて、放電容器からの紫外線の出力低下を防止すること
ができる。

【００４６】請求項２の発明によれば、ゲッターは、内
部電極の中間部から１０ｍｍ以上離間した放電容器の端
部に配設されているので、外部電極は、ゲッターよりも
内部電極の中間部との間で放電が形成され、ゲッターと
の間で確実に放電を防止することができる。

【００４７】請求項３の発明によれば、外部電極との間
で放電が形成されないように、内部電極の軸部に配設さ
れたゲッターを備えた誘電体バリヤ放電ランプを具備
し、また、誘電体バリヤ放電ランプと外管との間に窒素
ガスが供給されているので、紫外線の出力低下が防止さ
れ、放電ランプの長手方向に亘って均一な紫外線照射が
行える紫外線照射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す誘電体バリヤ放
電ランプの概略断面図。

【図２】本発明の第２の実施形態を示す別の誘電体バリ
ヤ放電ランプの一部切り欠き正面図。

【図３】同じく、誘電体バリヤ放電ランプの概略断面
図。

【図４】本発明の第３の実施形態を示す紫外線照射装置
の概略正面図。

【図５】従来技術の誘電体バリヤ放電ランプの概略断面
図。

【符号の説明】１，１３……誘電体バリヤ放電ランプ２……………気密容器３……………内部電極４……………外部電極５……………エキシマ生成ガス６……………ゲッター１２…………高周波電圧発生装置１４……………外管２０…………紫外線照射装置２１…………紫外線照射装置本体２３……窒素ガス供給手段としての窒素ガス供給装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紫外線を透過させる細長い管状の気密容
器と；気密容器内の両端に管軸に沿って設けられた軸部
および軸部に連続して設けられ、気密容器の内面に近接
する中間部を有する内部電極と；内部電極の中間部に対
向するように、気密容器の外面に沿って配設された外部
電極と；気密容器内に封入されたエキシマ生成ガスと；
外部電極との間で放電が形成されないように、軸部に配
設された不純ガスを吸着するゲッターと；を具備してい
ることを特徴とする誘電体バリヤ放電ランプ。
【請求項２】ゲッターは、内部電極の中間部から１０
ｍｍ以上離間した放電容器の端部に配設されていること
を特徴とする請求項１記載の誘電体バリヤ放電ランプ。
【請求項３】請求項１または２記載の誘電体バリヤ放
電ランプと；誘電体バリヤ放電ランプを内包している紫
外線を透過可能な管状の外管と；外管と誘電体バリヤ放
電ランプとの間に窒素ガスを供給させる窒素ガス供給手
段と；誘電体バリヤ放電ランプの内部電極および外部電
極の間に高周波電圧を印加する高周波発生装置と；少な
くとも誘電体バリヤ放電ランプを内包した外管を収容し
ている紫外線照射装置本体と；を具備していることを特
徴とする紫外線照射装置。