JP2009081076A - Excimer lamp - Google Patents
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Abstract
Description
この発明はエキシマランプに関し、特に、シリカ粒子を含む紫外線反射膜が放電容器に外面に配置されたエキシマランプに関する。 The present invention relates to an excimer lamp, and more particularly to an excimer lamp in which an ultraviolet reflecting film containing silica particles is disposed on an outer surface of a discharge vessel.
金属、ガラスなどに、波長２００ｎｍ以下の真空紫外光を照射する処理技術が存在する。この技術は、真空紫外光を直接処理物に照射するか、あるいは、真空紫外光によりオゾンを生成させて、このオゾンによって処理するものであり、例えば、処理物の表面に付着した有機汚染物質を除去する洗浄処理や、処理物の表面に酸化膜を形成するものである。 There is a processing technique for irradiating metal, glass, or the like with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 200 nm or less. In this technology, vacuum ultraviolet light is directly applied to a processed material, or ozone is generated by vacuum ultraviolet light and processed by this ozone. For example, organic contaminants attached to the surface of the processed material are removed. A cleaning process to be removed and an oxide film are formed on the surface of the processed object.
図７は、真空紫外光の放射源であるエキシマランプを示す。（ａ）は横断面構造を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面構造を示す。エキシマランプ１００は全体がシリカガラスよりなる放電容器２００を備える。放電容器２００は外側管部２１０と内側管部２２０が全体として二重管構造をなすものであり、内部に放電空間Ｈが形成される。外側管部２１０の外側に外電極３００が配置され、内側管部２２０の内側に内電極４００が配置される。
FIG. 7 shows an excimer lamp which is a radiation source of vacuum ultraviolet light. (A) shows a cross-sectional structure, and (b) shows an AA cross-sectional structure of (a). The
外側管部２１０の放電空間側の表面には反射膜５００が形成されている。この反射膜５００は、外側管部２１０の内面を半周以上覆うように形成されており、反射膜５００が形成されていない部分が光取出領域となっている。反射膜５００は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やシリカ（ＳｉＯ２）から構成されており、紫外線を散乱させることで反射機能を形成する。放電容器２００の内部で発生した真空紫外光は、このような反射膜の機能によって、光取出領域から効率的に放射される。
A
しかしながら、放電容器の内面、すなわち、放電空間側の表面に反射膜を形成すると、当該反射膜が、放電プラズマに直接曝されることとなり、反射膜そのものが損傷するという問題を生じる。この問題は、点灯初期には生じていないが、点灯時間の経過とともに、反射膜を構成する粒子が溶融することで生じる。特に、図７に示す構造のエキシマランプの場合、反射膜は、放電経路中に挟まれるような形態で形成されているため、放電プラズマによって損傷が生じる度合いは尋常ではない。
この発明が解決しようとする課題は、光取出し効率を高めるために反射膜を有するエキシマランプにおいて、当該反射膜が放電プラズマによって損傷するという問題を解消できる構造を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a structure capable of solving the problem that the reflective film is damaged by the discharge plasma in the excimer lamp having the reflective film in order to increase the light extraction efficiency.
上記課題を解決するために、この発明に係るエキシマランプは、シリカガラスよりなる放電容器の内部に放電用ガスが封入されて、当該放電容器を構成するシリカガラスの少なくとも一部を挟むように一対の電極が対向配置された構造を有し、前記放電容器の外面の一部には、シリカ粒子を含む紫外線反射膜が形成されており、当該紫外線反射膜の外側に、前記電極のうちの少なくとも一方の電極が配置されたことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, an excimer lamp according to the present invention includes a pair of discharge gas sealed inside a discharge vessel made of silica glass and sandwiching at least a part of the silica glass constituting the discharge vessel. The electrodes are arranged opposite to each other, and an ultraviolet reflection film containing silica particles is formed on a part of the outer surface of the discharge vessel, and at least one of the electrodes is formed outside the ultraviolet reflection film. One of the electrodes is arranged.
さらに、前記電極のうち他方の電極も当該放電容器の外面の一部に配置されており、当該他方の電極は、透光性機能を有することで実質的に光取出し領域を形成していることを特徴とする。 Furthermore, the other electrode of the electrodes is also disposed on a part of the outer surface of the discharge vessel, and the other electrode has a light-transmitting function to substantially form a light extraction region. It is characterized by.
さらに、前記紫外線反射膜は、前記放電容器の壁部分の厚みが最も大きい領域には、少なくとも設けられていないことを特徴とする。 Further, the ultraviolet reflecting film is not provided at least in a region where the thickness of the wall portion of the discharge vessel is the largest.
さらに、前記紫外線反射膜は、シリカ粒子が他の粒子に比較して３０重量％以上含んでいることを特徴とする。 Furthermore, the ultraviolet reflective film contains 30% by weight or more of silica particles as compared with other particles.
本発明に係るエキシマランプは、上記構成を有することで、シリカ粒子を含む反射膜が放電容器の外側、すなわち、放電空間とは反対側の表面に形成されているので、当該反射膜が放電プラズマに曝されるという問題は解消できる。 Since the excimer lamp according to the present invention has the above-described configuration, the reflective film containing silica particles is formed on the outer side of the discharge vessel, that is, on the surface opposite to the discharge space. The problem of being exposed to can be solved.
図１は本発明に係るエキシマランプの構造を示す。（ａ）は横断面構造を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面構造を示す。エキシマランプ１は、全体が円筒状の放電容器２から構成され、外側管部２１と内側管部２２が略二重管構造をなしている。外側管部２１と内側管部２２との両端には、略ドーナツ型の両端部２３が接合されており、その内部に密閉された放電空間Ｈが形成される。外側管部２１、内側管部２２、両端部２３は、放電容器の壁部材でもあって、いずれもシリカガラス（石英ガラス）から構成される。真空紫外光の透過性に優れるからである。
FIG. 1 shows the structure of an excimer lamp according to the present invention. (A) shows a cross-sectional structure, and (b) shows an AA cross-sectional structure of (a). The
放電容器２には一対の電極である外電極３（一方の電極）と内電極４（他方の電極）が対向配置している。外電極３は金属線を網状に構成したメッシュ構造体であり、この構造体を筒形状として、外側管部２１の外側表面のほぼ全領域を覆うように配置している。また、メッシュ構造として１本の金属線をシームレスに編んだ構造とすると、放電容器２に対する密着性が、より増して、放電に伴うエネルギーロスを低減できる利点を有する。外電極３を網状とすることで透光性機能を有する。内電極４は、全体がパイプ形状であり、内側管部２２の長手方向に同様に伸びるように形成される。内電極４の外径は内側管部２２の内径に適合するよう形成されることで、内電極４の外表面と内側管部２２の内表面が密着している。また、内電極４は、パイプ形状ではなく、断面を概略Ｃ字状の構造とすることで、内電極４の弾性力を利用して内側管部２２に密着できる。なお、
In the
外電極３と内電極４には、図示略の交流電源が接続されており、所定の電力が、両電極に供給されることで電流が流れる。外電極３と内電極４は、いずれも放電容器２の外側、すなわち、放電空間Ｈと反対側の表面に設けられているため、外電極３４⇒外側管部２１⇒放電空間Ｈ⇒内側管部２２⇒内電極４という経路で電流が流れることになる。ランプ電流は、放電容器２の壁の一部でもある外側管部２１や内側管部２２を介在する形で流れることとなり、放電空間Ｈにおいて生じる放電は、誘電体材料であるシリカガラスを介在する放電、すなわち、誘電体バリア放電（誘電体材料障壁放電ともいう）となる。
An AC power supply (not shown) is connected to the
放電空間Ｈの内部には、誘電体材料バリア放電によってエキシマ分子を形成するとともに、このエキシマ分子から真空紫外光を放射する放電用ガス、例えば、キセノンガス、アルゴンガスが封入される。誘電体バリア放電は、単一波長の真空紫外光を強く放射するという、従来の低圧水銀放電ランプや高圧アーク放電ランプにはない特徴を有している。ここで「単一波長の光」とは、放電容器内に封入されたガスによって決まり、キセノンガス（Ｘｅ）を封入した場合は波長１７２ｎｍの光、アルゴンガス（Ａｒ）と塩素ガス（ＣＬ）の混合ガスを封入した場合は波長１７５ｎｍの光、クリプトン（Ｋｒ）と沃素（Ｉ）の混合ガスを封入した場合は波長１９１ｎｍの光、アルゴン（Ａｒ）とフッ素（Ｆ）の混合ガスを封入した場合は波長１９３ｎｍの光、クリプトン（Ｋｒ）と臭素（Ｉ）の混合ガスを封入した場合は波長２０７ｎｍの光、クリプトン（Ｋｒ）と塩素（ＣＬ）混合ガスを封入した場合は波長２２２ｎｍの光となる。 Inside the discharge space H, excimer molecules are formed by dielectric material barrier discharge, and a discharge gas, for example, xenon gas or argon gas, is emitted that emits vacuum ultraviolet light from the excimer molecules. The dielectric barrier discharge has a characteristic that does not exist in the conventional low-pressure mercury discharge lamp and high-pressure arc discharge lamp, in which a single-wavelength vacuum ultraviolet light is strongly emitted. Here, “single wavelength light” is determined by the gas sealed in the discharge vessel. When xenon gas (Xe) is sealed, light of wavelength 172 nm, argon gas (Ar) and chlorine gas (CL) Light with a wavelength of 175 nm when a mixed gas is sealed, Light with a wavelength of 191 nm when a mixed gas of krypton (Kr) and iodine (I) is sealed, and a mixed gas of argon (Ar) and fluorine (F) Is a light with a wavelength of 193 nm, a light with a wavelength of 207 nm when a mixed gas of krypton (Kr) and bromine (I) is sealed, and a light with a wavelength of 222 nm when a mixed gas of krypton (Kr) and chlorine (CL) is sealed. .
外側管部２１の外表面には反射膜５が設けられている。反射膜５はシリカ粒子を含む材料から構成されており、外側管部２１の管形状に沿って密着して形成される。反射膜５が形成される領域は、放電容器２の円周方向の約半分（半周）程度であり（図１（ｂ）参照）、放電容器２の長手方向にはほぼ全域に形成される。このように、放電容器２の一部の領域に反射膜５を形成することで、反射膜５が形成されていない領域が光取出領域となり、放電空間Ｈの発生した真空紫外光を効率的に光取出領域から放射することができる。
A
反射膜５は、シリカ粒子（ＳｉＯ２）とそれ以外の粒子、例えば、アルミナ粒子（ＡＬ２Ｏ３）から構成される。シリカ粒子は、放電容器を構成する材料と同じ物質でもあるため接着性（接着強度）という点で有用である。また、アルミナ粒子はシリカ粒子よりも紫外線を反射する能力が高い点で利用される。従って、仮に、反射膜５をシリカ粒子（ＳｉＯ２）のみで構成させると、紫外線の反射機能という点で、シリカ粒子（ＳｉＯ２）とアルミナ粒子（ＡＬ２Ｏ３）からなる反射膜に対して劣ることになり、また、仮に、反射膜５をアルミナ粒子（ＡＬ２Ｏ３）のみから構成させると、放電容器２との接着性が低下して、アルミナ粒子が剥離するという問題を生じかねない。
The
シリカ粒子以外の粒子はアルミナ粒子に限定されるわけではなく、シリカ粒子よりも紫外線の反射能力が高い粒子であれば代替させることができる。例えば、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、フッ化ナトリウム、フッ化バリウム、フッ化ランタン、フッ化セリウム、酸化セリウム、酸化イットリウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウムの粒子を使うことができる。また、放電容器への接着性と真空紫外光の反射特性を低下させないという機能を併せて有する限り、シリカ粒子とアルミナ粒子に加えて上記粒子を混在させてもよい。ただし、酸化チタン（ＴｉＯ２）や酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２）は、異物を放電空間内に放出してしまうという理由から、積極的に含めることは好ましくないが、製造工程において、不純物として不所望に混入してしまう程度はしかたない。 The particles other than the silica particles are not limited to alumina particles, and any particles can be substituted as long as they have a higher ability to reflect ultraviolet rays than silica particles. For example, particles of magnesium fluoride, calcium fluoride, lithium fluoride, sodium fluoride, barium fluoride, lanthanum fluoride, cerium fluoride, cerium oxide, yttrium oxide, magnesium oxide, and calcium oxide can be used. In addition to the silica particles and the alumina particles, the above particles may be mixed as long as they have the function of not lowering the adhesion to the discharge vessel and the reflection property of vacuum ultraviolet light. However, it is not preferable to include titanium oxide (TiO2) or zirconium oxide (ZrO2) positively because foreign substances are discharged into the discharge space, but they are undesirably mixed as impurities in the manufacturing process. There is no way to end up.
シリカ粒子（ＳｉＯ２）と他の粒子との混合比率は、放電容器の接着性という観点からシリカ粒子を３０重量％以上とすることが好ましく、また、他の粒子として、アルミナ粒子を使った場合は、真空紫外光の反射機能という観点も考慮して、シリカ粒子の比率は５０〜１００重量％未満の範囲が好ましい。 The mixing ratio of the silica particles (SiO2) and other particles is preferably 30% by weight or more from the viewpoint of adhesion of the discharge vessel, and when alumina particles are used as the other particles, In view of the function of reflecting vacuum ultraviolet light, the silica particle ratio is preferably in the range of 50 to less than 100% by weight.
反射膜５は、放電容器の外側、すなわち放電空間Ｈに曝されない領域に形成されている。これが本発明の特徴の一つである。すなわち、放電空間Ｈの内部に反射膜５を形成させた場合、当該反射膜５が放電プラズマによって溶融してしまうからである。ここで、一般のロングアーク型放電ランプ、例えば、家庭で使われる照明用の蛍光ランプや、産業用に使われる高圧放電ランプなども、発光管内表面に蛍光体やその他の膜部材が施されている。しかし、これらランプにおける膜部材は、一対の電極によって形成される放電経路途中に、当該放電を遮るように形成されるものではない。したがって、放電プラズマによって損傷を受ける影響は小さい。その一方で、本願発明が対象とするエキシマランプは、前記したように、外電極⇒外側管部⇒放電空間⇒内側管部⇒内電極の経路で電流が流れるため、外側管部に形成された反射膜は、当該経路を遮る方向、すなわち、直交する方向に形成されるため、放電プラズマが反射膜に及ぼす影響は図りしれない。つまり、本願発明のような誘電体バリア放電において、当該誘電体材料に形成された反射膜部材を、放電空間内に設けることは、反射膜の損傷と、それによる反射機能の低下という問題を生ずるわけであり、本願発明は、このような課題を解決するために、放電空間とは反対側の表面に反射膜を形成させている。
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次に、本発明は、反射膜の外側に電極を配置する構成を採用している。これも本発明の特徴の一つをなしている。すなわち、エキシマランプの放電容器は、定常点灯時において８０℃〜２００℃の高温状態となるため、当該放電容器の外部に設けられた電極も、当該高温熱によって、熱膨張したり、あるいは消灯に伴って収縮を行う。従って、もし、放電容器の外側に電極を設けて、その外側に反射膜を形成するという構成を採用するならば、電極の熱膨張／熱収縮の影響を、電極と容器の間に挟まれた反射膜は直接受けることになり、反射膜を構成する粒子が剥離（ポロポロと剥がれる）してしまう。本願発明は、このような事情に鑑みて、反射膜を放電容器の外面に直接塗布させて、この反射膜の上に、電極を配置する構成を採用している。なお、このような構成を採用できる理由の一つとして、反射膜が放電容器を構成する材料と同種成分であるため、反射膜を電極の内側に配置させても、誘電体バリア放電という意味において、実質的な影響は小さいことがある。 Next, the present invention employs a configuration in which electrodes are disposed outside the reflective film. This is also one of the features of the present invention. That is, since the discharge vessel of the excimer lamp is in a high temperature state of 80 ° C. to 200 ° C. during steady lighting, the electrodes provided outside the discharge vessel are also thermally expanded or extinguished by the high temperature heat. Concomitantly contracts. Therefore, if an electrode is provided outside the discharge vessel and a reflective film is formed outside the discharge vessel, the effect of the thermal expansion / contraction of the electrode is sandwiched between the electrode and the vessel. The reflective film is directly received, and the particles constituting the reflective film are peeled off (separated from each other). In view of such circumstances, the present invention employs a configuration in which a reflective film is directly applied to the outer surface of a discharge vessel, and an electrode is disposed on the reflective film. In addition, as one of the reasons that such a configuration can be adopted, since the reflective film is the same component as the material constituting the discharge vessel, even if the reflective film is arranged inside the electrode, in the meaning of dielectric barrier discharge The substantial impact may be small.
図２は放電容器と反射膜の接合部分の拡大構造を模式的に示すものである。実際の粒子はさまざまな形状、寸法のものが混在しているが、図は説明の便宜上、モデル化して表現している。
放電容器（外側管部２１）の外表面には反射膜５が形成される。反射膜５は前記したようにシリカ粒子（白丸）とアルミナ粒子（斜線丸）が混在している。シリカ粒子は、粒径０．１〜１０μｍの範囲のものが望ましく、より好ましくは０．３〜３μｍの範囲に含まれるものである。一方、アルミナ粒子は、粒径０．１〜３μｍの範囲のものが望ましく、より好ましくは０．３〜１μｍの範囲に含まれるものである。これら粒径は、放電容器への接着性と、真空紫外光の反射機能という観点から規定されている。なお、粒子の大きさは、ランプ製造工程において変化することがあるが、上記粒径は、ランプを製造する際の出発材料としての粒径ではなく、ランプが完成した後の状態における大きさとして規定される。放電容器への接着性と、真空紫外光の反射性は、ともにランプに求められる機能だからである。なお、図に示すように、外側管部２１に近い領域には、シリカ粒子が占める比率が高いことが望ましい。シリカ粒子は外側管部２１との接着性を高めるからである。
FIG. 2 schematically shows an enlarged structure of the junction between the discharge vessel and the reflective film. Actual particles have various shapes and sizes, but the figures are modeled for convenience of explanation.
A
図３は反射膜が紫外線を反射する原理を説明するための模試図を示す。図２と同様に、実際の反射膜はもっと複雑な構造をしているが、説明の便宜上、簡略かつモデル化して表現している。
図において、粒子Ｐ１に衝突する紫外線Ｌは、一部の光Ｌ１１が粒子Ｐ１の界面で反射するとともに、光Ｌ１２は粒子Ｐ１の内部に屈折して進行する。進行した光Ｌ１２は、次の粒子Ｐ２に衝突するときも、同様に、一部の光Ｌ２１が粒子Ｐ２の界面で反射するとともに、光Ｌ２２が粒子Ｐ２の内部に屈折して進行する。同様に、粒子Ｐ３、粒子Ｐ４、粒子Ｐ５において、入射光は、一部の光Ｌ３１、Ｌ４１、Ｌ５１が粒子の界面で反射するとともに、光Ｌ３２、Ｌ４２、Ｌ５２は粒子の内部を屈折して進行する。このように粒子の界面において、屈折して進行する成分と、反射する成分に分かれながら、入射光である紫外線を散乱させつつ、最終的には、ほとんど全ての光を入射方向に戻すように方向変換（反射）させている。なお、図ではシリカ粒子とアルミナ粒子を区別して表現してはいないが、屈折して進行する成分と反射する成分の比率が異なるだけであり、いずれの粒子であっても上記原理は同じである。また、シリカ粒子とアルミナ粒子で構成される場合、反射膜として有効に機能するためには、全体として１０〜１００μｍの厚さが必要される。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the principle that the reflective film reflects ultraviolet rays. As in FIG. 2, the actual reflective film has a more complicated structure, but is simply and modeled for convenience of explanation.
In the drawing, the ultraviolet light L that collides with the particle P1 reflects a part of the light L11 at the interface of the particle P1, and the light L12 refracts and travels inside the particle P1. Similarly, when the proceeding light L12 collides with the next particle P2, a part of the light L21 is reflected at the interface of the particle P2, and the light L22 is refracted inside the particle P2. Similarly, in the particle P3, the particle P4, and the particle P5, the incident light reflects a part of the light L31, L41, and L51 at the particle interface, and the light L32, L42, and L52 refracts inside the particle and proceeds. To do. In this way, at the interface of the particles, while being divided into a component that refracts and a component that reflects, the ultraviolet rays that are incident light are scattered, and finally, almost all light is returned to the incident direction. It is converted (reflected). In the figure, the silica particles and the alumina particles are not distinguished from each other, but only the ratio of the component that is refracted and the component that reflects is different, and the principle is the same for any particle. . Moreover, when comprised with a silica particle and an alumina particle, in order to function effectively as a reflecting film, the thickness of 10-100 micrometers is required as a whole.
反射膜が、シリカ粒子とアルミナ粒子により構成される場合、アルミナ粒子は、シリカ粒子よりも融点が高いので、シリカ粒子が、放電プラズマに曝されて溶融したとしても、アルミナ粒子まで溶融することはない。このため、シリカ粒子の間に、アルミナ粒子が存在することで、アルミナ粒子は、シリカ粒子の連鎖的な溶融を防止することができ、すなわち、粒子同士が溶融して一体化することを防止できる。つまり、粒子の状態に維持できるので、上記粒子による反射機能を維持させることができる。 When the reflective film is composed of silica particles and alumina particles, the alumina particles have a melting point higher than that of the silica particles. Therefore, even if the silica particles are melted by being exposed to the discharge plasma, the alumina particles are not melted. Absent. For this reason, the presence of alumina particles between the silica particles can prevent the alumina particles from cascading melting of the silica particles, that is, prevent the particles from melting and integrating. . That is, since it can be maintained in the state of particles, the reflection function by the particles can be maintained.
次に、反射膜を構成するシリカ粒子の製造方法の一例を説明する。
一般に、粒子を製造する方法には、固相法、液相法、気相法が存在するが、本願発明が対象とする真空紫外光の反射膜としては、気相法、その中でも化学蒸着法（ＣＶＤ）が適している。コスト等の実用性も含めて、前記した大きさの粒子を製造するのに適した方法だからである。アルミナ粒子も同様の方法で製造されるが、両者は、別々に製造される。
これは各々の反応温度が異なるためである。なお、シリカ粒子とアルミナ粒子の大きさは、製造工程における原料濃度、反応場での圧力、反応温度を制御することでコントロールすることができる。
Next, an example of the manufacturing method of the silica particle which comprises a reflecting film is demonstrated.
In general, there are solid-phase methods, liquid-phase methods, and vapor-phase methods as methods for producing particles. As a vacuum ultraviolet light reflecting film to which the present invention is directed, a vapor-phase method, particularly a chemical vapor deposition method is used. (CVD) is suitable. This is because the method is suitable for producing particles having the above-mentioned size including practicality such as cost. Alumina particles are produced in a similar manner, but both are produced separately.
This is because each reaction temperature is different. The sizes of the silica particles and the alumina particles can be controlled by controlling the raw material concentration in the production process, the pressure in the reaction field, and the reaction temperature.
また、放電容器の外面に反射膜を形成する方法は、例えば、流下法を採用できる。
シリカ粒子とアルミナ粒子を含有したゾルゲル液から懸濁液を作り、その溶液を放電容器の外表面に流すことで反射膜を作ることができる。反射膜の厚さは、流下する回数や懸濁液が流れる速度を制御することでコントロールできる。
Moreover, as a method for forming the reflective film on the outer surface of the discharge vessel, for example, a flow-down method can be adopted.
A reflective film can be formed by making a suspension from a sol-gel solution containing silica particles and alumina particles and flowing the solution over the outer surface of the discharge vessel. The thickness of the reflective film can be controlled by controlling the number of times it flows down and the speed at which the suspension flows.
シリカ粒子とアルミナ粒子は、ガラス状態であっても結晶状態であってもよい。ただ一般には、シリカ粒子はガラス状態であり、アルミナ粒子は結晶状態である。前者は製造方法の簡便性によるからであり、後者は結晶化しやすくガラスになりにくいからである。 Silica particles and alumina particles may be in a glass state or a crystalline state. However, generally, silica particles are in a glass state, and alumina particles are in a crystalline state. This is because the former is due to the simplicity of the manufacturing method, and the latter is easy to crystallize and not easily become glass.
シリカ粒子やアルミナ粒子の粒径は、顕微鏡法によるものであり、顕微鏡の画像上で粒子の大きさと個数を計測して求めることができる。具体的には、粒子をはさむ一定方向の２本の平行線の間隔により求めることができる（フェレー（Feret）径）。実際の粉体粒子の形状の図２や図３に示す完全な球状ではなく、不規則な形状だからである。
具体的には、所定に範囲に存在する粒子１００個程度に対して、上記２本の平行線の間隔を求める方法により、各粒子の粒径を計測して度数分布に表す。度数分布は、例えば、測定値の最大値と最小値を考慮して１０分割する階級に分けて、それぞれの階級に属する粒子の数（度数）を表す。粒径は、もっとも度数の多い階級の上限値と下限値の中心値が選択される。例えば、図４は度数分布のヒストグラムを示す。図は所定範囲に属する１００個シリカ粒子を測定した一例を示すものであり、最小粒径0.5μｍと最大粒径9.8μｍを考慮して、0.1〜0.9、1.0〜1.9、2.0〜2.9・・・9.0〜9.9をそれぞれの階級とものである。この事例では4.0〜4.9の階級の度数が最も大きいため、当該度数の中心値、すなわち4.5μｍが粒径となる。顕微鏡は、例えば、日立製作所製の電界放射型走査顕微鏡Ｓ４１００を使うことができる。加速電圧は２０ｋＶに設定し、粒径0.3μｍの場合に倍率２万倍測定できる。
The particle diameters of the silica particles and alumina particles are determined by microscopy, and can be determined by measuring the size and number of particles on a microscope image. Specifically, it can be determined by the distance between two parallel lines in a certain direction between the particles (Feret diameter). This is because the actual powder particle shape is not the perfect spherical shape shown in FIGS. 2 and 3, but an irregular shape.
Specifically, the particle size of each particle is measured and expressed in a frequency distribution by a method of obtaining the interval between the two parallel lines with respect to about 100 particles existing in a predetermined range. For example, the frequency distribution is divided into 10 classes in consideration of the maximum value and the minimum value of the measured values, and represents the number of particles (frequency) belonging to each class. As the particle size, the center value of the upper limit value and the lower limit value of the class having the highest frequency is selected. For example, FIG. 4 shows a histogram of frequency distribution. The figure shows an example in which 100 silica particles belonging to a predetermined range were measured, and 0.1 to 0.9, 1.0 to 1.9, 2.0 to 2.9, etc. in consideration of the minimum particle size of 0.5 μm and the maximum particle size of 9.8 μm. 9.0 to 9.9 for each class. In this case, since the frequency of the class of 4.0 to 4.9 is the largest, the median value of the frequency, that is, 4.5 μm is the particle size. As the microscope, for example, a field emission scanning microscope S4100 manufactured by Hitachi, Ltd. can be used. The acceleration voltage is set to 20 kV, and when the particle size is 0.3 μm, the magnification can be measured 20,000 times.
図５は本発明のエキシマランプの他の実施形態を示し、（ａ）は全体斜視図を示し、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面構造を示す。図１に示す構造が全体円筒形状であり放電空間も断面ドーナツ状に形成されているのに、図５に示す構造は全体扁平形状であり放電空間も断面矩形状に形成される点で相違する。 5A and 5B show another embodiment of the excimer lamp of the present invention, where FIG. 5A shows an overall perspective view, and FIG. 5B shows the AA cross-sectional structure of FIG. Although the structure shown in FIG. 1 has an overall cylindrical shape and the discharge space is formed in a cross-sectional donut shape, the structure shown in FIG. 5 is different in that the overall shape is flat and the discharge space is also formed in a cross-sectional rectangular shape. .
エキシマランプ１は、全体が扁平形状の放電容器２からなり、上側部２４ａ、下側部２４ｂ、右側部２５ａ、左側部２５ｂ、前側部２６ａ、後側部２６ｃの全体６面体から構成され、放電容器２は内部には断面矩形状の放電空間Ｈが形成される。従って、図1に示すような外側管部、内側管部は存在しない。放電容器２はシリカガラス（石英ガラス）から構成される。真空紫外光の透過性に優れるからである。
The
放電容器２の上側部２４ａの外表面には一方の電極３が配置されており、放電容器２の下側部２４ｂの外表面には他方の電極４が配置されている。一方の電極３は金属薄膜からなり、上側部２４ａの外表面の大部分の領域を覆っている。他方の電極４は、網目状の金属薄膜であり、網目部分から光が透過する。網目の開口率は例えば８５％である。他方の電極４も一方の電極３と同様に、下側部２４ｂの外表面の大部分の領域を覆っている。電極は、例えば金をスクリーン印刷して形成される。
One
電極３と電極４には、図示略の交流電源が接続されており、所定の電力が供給されると両電極間に放電が発生する。ここで、電極３と電極４は、いずれも放電容器２の外側、すなわち、放電空間Ｈと反対側の表面に設けられるものであるため、電極３と電極４との間で形成される放電は、電極３⇒放電容器２の上側部２４ａ⇒放電空間Ｈ⇒放電容器の２の下側部２４ｂ⇒電極４という経路で電流が流れることとなり、すなわち、放電容器２の壁の一部でもある上側部２４ａと下側部２４ｂを介在する形で形成される。放電容器２は、前記したように、シリカガラス（ＳｉＯ２）から構成されているので、上記放電は、誘電体材料であるシリカガラスを介在する放電、すなわち、誘電体バリア放電となる。
An AC power supply (not shown) is connected to the
放電空間Ｈの内部には、誘電体材料バリア放電によってエキシマ分子を形成するとともに、このエキシマ分子から真空紫外光を放射する放電用ガス、例えば、キセノンガス、アルゴンガスが封入される。放射波長とガス種の関係は前記したとおりである。 Inside the discharge space H, excimer molecules are formed by dielectric material barrier discharge, and a discharge gas, for example, xenon gas or argon gas, is emitted that emits vacuum ultraviolet light from the excimer molecules. The relationship between the emission wavelength and the gas type is as described above.
放電容器２の上側部２４ａの外表面には反射膜５が設けられている。反射膜５はシリカ粒子を含む材料から構成されており、放電容器２の上側部２４ａに密着している。反射膜５が形成される領域は、放電容器２の上側部２４ａのほぼ全域と、放電容器２の右側部２５ａと左側部２５ｂの上側部２４ａよりの約半分にも形成されている。放電容器２の右側部２５ａと左側部２５ｂに形成する理由は、反射機能を増すためであるが、反射膜５を形成する領域は光取出領域との関係で設定される。例えば、放電容器２の右側部２５ａや左側部２５ｂを光取出し領域にしたい場合は、当該領域に反射膜を形成しない。このように放電容器２の一部の領域に反射膜５を形成させることで、エキシマランプの光取出し効率を高めることができる。反射膜５が形成されていない領域が光取出領域となり、放電空間Ｈの発生した真空紫外光は、直接、当該光取出領域から放射されるか、あるいは、反射膜５で反射した後に光取出領域から放射される。なお、反射膜については前記したとおりである。
A
図６は本発明に係るエキシマランプの他の実施例を示す。図６に示す構造は、基本的に図５に示す構造と同じではあるが、放電容器２の壁部分の厚さが部分的に変化している点が異なる。
放電容器２の壁部分の厚さが均一ではない場合、反射膜５は、厚さがもっとも大きい領域を避けて設けられる。図においては、放電容器の上側部２４ａの厚さが、下側部２４ｂに対して大きいため、反射膜５は上側部２４ａを避けて、下側部２４ｂに形成されている。このため、光取出領域が上側部２４ａに形成される。
この構成の利点は、放電空間Ｈで発生した真空紫外線は、放電容器の壁部分を通過する際に当該壁部分に吸収されて、放射光量が減衰してしまう。反射膜を壁部分の外側に設けた場合は、反射光は当該壁部分を２度通過することになり、光量の減衰も理屈的には２倍になる。従って、放電容器の肉厚が大きい部分に反射膜を設けると、肉厚が小さい部分に反射膜を設ける場合に比較して、ガラスの肉厚が大きい分光量減衰も大きくなるからである。なお、図のように上側部２４ａが全体として肉厚の場合に、当該上側部２４ａを避けて反射膜を形成するという構成以外に、上側部２４ａの一部分の肉厚が大きい場合に、当該部分での光量減衰を考慮して、下側部２４ｂに反射膜を設けてもよい。放電容器２は、年々大型化しており、容器を構成する壁部材も均一な肉厚に形成することは困難であり、このような場合に、最も肉厚の大きい部分を避けて反射膜を形成するものである。
FIG. 6 shows another embodiment of the excimer lamp according to the present invention. The structure shown in FIG. 6 is basically the same as the structure shown in FIG. 5 except that the thickness of the wall portion of the
When the thickness of the wall portion of the
The advantage of this configuration is that the vacuum ultraviolet rays generated in the discharge space H are absorbed by the wall portion when passing through the wall portion of the discharge vessel, and the amount of radiation is attenuated. When the reflection film is provided outside the wall portion, the reflected light passes through the wall portion twice, and the attenuation of the light amount theoretically doubles. Therefore, when the reflective film is provided in the portion where the thickness of the discharge vessel is large, the spectral attenuation is large where the thickness of the glass is large compared to the case where the reflective film is provided in the portion where the thickness is small. In addition, when the
以上、説明したように、本発明に係るエキシマランプは、シリカガラスよりなる放電容器の外面の一部にシリカ粒子を含む紫外線反射膜が形成されており、この紫外線反射膜の外側に、少なくとも一方の電極が配置された構成とすることで、当該反射膜が放電プラズマに曝されるという問題が解消できる。さらに、電極が熱により膨張収縮したとしても、反射膜を電極の内側に形成されているので、反射膜が影響を受けることは少ない。さらに、反射膜は、放電容器の肉厚がもっとも大きい部分を避けるように形成されているので、放電容器による紫外線の減衰を最小限に抑えることができる。 As described above, in the excimer lamp according to the present invention, the ultraviolet reflecting film containing silica particles is formed on a part of the outer surface of the discharge vessel made of silica glass, and at least one of the outer sides of the ultraviolet reflecting film is formed on the outer side. By adopting a configuration in which the electrodes are arranged, the problem that the reflective film is exposed to the discharge plasma can be solved. Furthermore, even when the electrode expands and contracts due to heat, the reflective film is formed on the inner side of the electrode, so that the reflective film is hardly affected. Furthermore, since the reflection film is formed so as to avoid the portion where the thickness of the discharge vessel is the largest, the attenuation of ultraviolet rays by the discharge vessel can be minimized.
１ エキシマランプ
２ 放電容器
３ 外電極
４ 内電極
５ 反射膜
２１ 外側管部
２２ 内側管部
２３ 両端部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記放電容器の外面の一部には、シリカ粒子を含む紫外線反射膜が形成されており、この紫外線反射膜の外側に、前記電極のうちの少なくとも一方の電極が配置されたことを特徴とするエキシマランプ。 In an excimer lamp in which a discharge gas is enclosed inside a discharge vessel made of silica glass, and a pair of electrodes are arranged opposite to each other with at least a part of the silica glass constituting the discharge vessel,
An ultraviolet reflecting film containing silica particles is formed on a part of the outer surface of the discharge vessel, and at least one of the electrodes is disposed outside the ultraviolet reflecting film. Excimer lamp.
当該他方の電極は、透光性機能を有することで実質的に光取出し領域を形成していることを特徴とする請求項１のエキシマランプ。 Of the electrodes, the other electrode is also disposed on a part of the outer surface of the discharge vessel,
2. The excimer lamp according to claim 1, wherein the other electrode has a light-transmitting function so as to substantially form a light extraction region.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011003463A (en) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Quark Technology Co Ltd | Excimer irradiating device |
| KR101424572B1 (en) * | 2013-05-22 | 2014-08-01 | 주식회사 원익큐엔씨 | Excimer lamp with separable reflector and electrode |
| KR101424571B1 (en) * | 2013-05-22 | 2014-08-01 | 주식회사 원익큐엔씨 | Excimer lamp with separable reflector |
| JP2015069888A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 株式会社Ｇｓユアサ | Discharge lamp |
| JP2017145312A (en) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 日本タングステン株式会社 | Coating material for forming ultraviolet ray reflection film and ultraviolet ray reflection film |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07220687A (en) * | 1994-01-26 | 1995-08-18 | Ushio Inc | Dielectric barrier discharge lamp and dielectric barrier discharge lamp device |
| JPH08138629A (en) * | 1994-11-01 | 1996-05-31 | Ushio Inc | Dielectric barrier discharge lamp device |
| JPH09259834A (en) * | 1996-03-26 | 1997-10-03 | Toshiba Corp | Vacuum ultraviolet ray source |
| JPH1131480A (en) * | 1997-05-12 | 1999-02-02 | Toshiba Lighting & Technol Corp | Discharging body for dielectric barrier discharge lamp, dielectric barrier discharge lamp, dielectric barrier discharge lamp device and ultraviolet irradiation device |
| JP2001052653A (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-23 | Toshiba Corp | Ultraviolet ray generating device |
| JP2002050316A (en) * | 2000-05-13 | 2002-02-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Rare-gas low-pressure discharge lamp, manufacturing method of same and application method of gas discharge lamp |
| JP2002093377A (en) * | 2000-09-19 | 2002-03-29 | Ushio Inc | Dielectric barrier discharge lamp device |
| JP2003144913A (en) * | 2001-11-13 | 2003-05-20 | Ushio Inc | Treatment apparatus using dielectric barrier discharge lamp and treatment method |
| JP2005123170A (en) * | 2003-09-25 | 2005-05-12 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Fluorescent lamp, compact self-ballasted fluorescent lamp, and luminaire |
| JP2007173090A (en) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Ushio Inc | Ultraviolet light source system |
| JP3135423U (en) * | 2007-07-04 | 2007-09-13 | 岩崎電気株式会社 | Low-inspired metal halide lamp with protective film used in low-incentive lighting system |
-
2007
- 2007-09-27 JP JP2007250363A patent/JP2009081076A/en active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07220687A (en) * | 1994-01-26 | 1995-08-18 | Ushio Inc | Dielectric barrier discharge lamp and dielectric barrier discharge lamp device |
| JPH08138629A (en) * | 1994-11-01 | 1996-05-31 | Ushio Inc | Dielectric barrier discharge lamp device |
| JPH09259834A (en) * | 1996-03-26 | 1997-10-03 | Toshiba Corp | Vacuum ultraviolet ray source |
| JPH1131480A (en) * | 1997-05-12 | 1999-02-02 | Toshiba Lighting & Technol Corp | Discharging body for dielectric barrier discharge lamp, dielectric barrier discharge lamp, dielectric barrier discharge lamp device and ultraviolet irradiation device |
| JP2001052653A (en) * | 1999-08-05 | 2001-02-23 | Toshiba Corp | Ultraviolet ray generating device |
| JP2002050316A (en) * | 2000-05-13 | 2002-02-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Rare-gas low-pressure discharge lamp, manufacturing method of same and application method of gas discharge lamp |
| JP2002093377A (en) * | 2000-09-19 | 2002-03-29 | Ushio Inc | Dielectric barrier discharge lamp device |
| JP2003144913A (en) * | 2001-11-13 | 2003-05-20 | Ushio Inc | Treatment apparatus using dielectric barrier discharge lamp and treatment method |
| JP2005123170A (en) * | 2003-09-25 | 2005-05-12 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Fluorescent lamp, compact self-ballasted fluorescent lamp, and luminaire |
| JP2007173090A (en) * | 2005-12-22 | 2007-07-05 | Ushio Inc | Ultraviolet light source system |
| JP3135423U (en) * | 2007-07-04 | 2007-09-13 | 岩崎電気株式会社 | Low-inspired metal halide lamp with protective film used in low-incentive lighting system |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011003463A (en) * | 2009-06-19 | 2011-01-06 | Quark Technology Co Ltd | Excimer irradiating device |
| KR101424572B1 (en) * | 2013-05-22 | 2014-08-01 | 주식회사 원익큐엔씨 | Excimer lamp with separable reflector and electrode |
| KR101424571B1 (en) * | 2013-05-22 | 2014-08-01 | 주식회사 원익큐엔씨 | Excimer lamp with separable reflector |
| JP2015069888A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 株式会社Ｇｓユアサ | Discharge lamp |
| JP2017145312A (en) * | 2016-02-17 | 2017-08-24 | 日本タングステン株式会社 | Coating material for forming ultraviolet ray reflection film and ultraviolet ray reflection film |
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