JP2010003437A - エキシマランプ - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、放電容器の内面に反射膜を設け、該放電容器の端部に光取出窓を設けたエキシマランプを提供することにある。
【解決手段】
第1の発明に係るエキシマランプは、誘電体材料からなると共に一端が閉じた管状で構成された放電容器と、該放電容器の他端側に設けられた光取出窓と、該放電容器内の放電空間に充填された放電用ガスと、該放電容器と放電空間とを介して対向されると共に該放電容器の一端側から他端側に向かって伸びる一対の電極と、からなるエキシマランプにおいて、該放電容器の内面には、シリカ粒子を主成分とする反射膜が、該一対の電極に沿って伸びるように設けられ、該放電容器の他端には、該光取出窓に接合されたフランジが設けられたことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
エキシマランプ1は、一端が閉じた管状で構成された放電容器2と、該放電容器2の他端側の端面に設けた光取出窓3と、該放電容器2内の放電空間27に充填された放電用ガスと、該放電容器2と放電空間27とを介して対向配置されると共に放電容器2の一端側から他端側に向かって伸びる一対の電極41,42とにより、構成される。
端壁部23には、外方に突出するチップ部24が設けられる。
放電空間27には、例えばキセノンガスのような希ガスが放電用ガスとして封入される。
一対の電極41,42は、放電容器2と放電空間27とを介して設けられている。このため、ランプ点灯時に、誘電性を有する放電容器2は誘電体として機能し、放電空間27に封入された放電用ガスはエキシマ発光を開始する。放電容器2の内部では、エキシマ発光によって、例えば172nm以下の真空紫外線が生じる。
このとき、放電容器2が紫外線透過性を有する例えば石英ガラスで構成されると、放電容器2内の真空紫外線は、外管21を透過し、外管21の外面に設けた他方の電極42に反射され、この反射を繰り返すことで、光取出窓3から外部へ放射される。
なお、図1には、図4に示したものと同じものに、同一の符号が付されている。
放電容器2を構成する部材としては、誘電体材料である例えば石英ガラスが用いられる。
端壁部23は、その中央にチップ部24が放電容器2の外方に向かって突出するように設けられる。
フランジ25は、図1(b)に示すように、直管状に伸びる放電容器2から、周方向外方(放電容器2の管軸方向に対して直交する方向)に向かって伸びるように断面L字状に構成される。
光取出窓3は、円環状のフランジ25の外径と同等の外径を有し、紫外線透過性を有する例えば石英ガラスにより構成される。
なお、本発明でいうフランジ25とは、放電容器2の管軸方向に対して直交する方向に伸びる部分のことである。
シリカ粒子を主成分とする反射膜5は、放電容器2の一端側のチップ部24の内面の一部にも設けられる。また、シリカ粒子を主成分とする反射膜5は、放電容器2の他端側でフランジ25に連接する屈曲した部分にも設けられる。
粒子径が、0.01〜20μmの範囲内にあるものであって、中心粒径(数平均粒子径のピーク値)が、0.1〜3μmであるものが好ましい。中心粒径(数平均粒子径のピーク値)のより好ましい範囲は、0.3〜3μmである。
また、反射膜5において、上述の中心粒径を有するシリカ粒子の割合が50%以上であることが好ましい。これは、シリカ粒子が、真空紫外線の波長と同程度である上記範囲の粒子径を有するものであることにより、真空紫外線を効率よく拡散反射できるためである。
第1の実施例に係るエキシマランプ1において、シリカ粒子を主成分とする反射膜5が、放電容器2の一端側にまで設けることができた理由を、第1の実施例に係るエキシマランプ1の他端側の製造工程の説明を通じて説明する。
フランジ25形成後、放電容器2の一端側には、端壁部23が設けられ、この端壁部23には、管状のチップ部24が設けられる。
端壁部23を設けた後、誘電体材料の内周面に反射膜5を塗布して、これを焼結させる。
反射膜5形成後、フランジ25には、光取出窓3が当接され、フランジ25と光取出窓3との境界(図1(b)において、フランジ25と光取出窓3との境界の紙面上側)をバーナーなどの加熱手段(不図示)によって加熱される。加熱によってフランジ25と光取出窓3とが溶着されて接合される。
光取出窓3を設けた後、放電容器2の内部は、管状のチップ部24から排気され、放電用ガスが充填される。
放電容器2の内部に放電用ガスを充填後、放電容器2は、管状のチップ部24が加熱されることで封止され、放電容器2の外面に一対の電極41,42が設けられて、エキシマランプ1が完成される。なお、放電容器2を封止する工程で、管状のチップ部24を加熱するので、チップ部24に位置する反射膜5は、透明化する。(図1(a)のチップ部24の紙面左側を参照)。
このような工程でエキシマランプ1を製造すると、光取出窓3には反射膜5が設けられることなく、放電容器2の内面に反射膜5を設けることができた。
「接合部6から放電容器2の外面までの距離A」≧「放電容器2の肉厚t」
(「放電容器2の直管状部分の外径」−「放電容器2の直管状部分の内径」)÷2=「放電容器2の肉厚t」
一対の電極41,42は、放電容器2と放電空間27とを介して対向配置されていることから、ランプ点灯時の一対の電極41,42間の電位差によって、放電容器2は誘電体として機能し、放電空間27に封入された放電用ガスがエキシマ発光を開始する。このように、放電容器2の内部では、エキシマ発光によって、例えば172nm以下の真空紫外線が生じる。
このため、ランプ点灯時に放電空間27で生じた真空紫外線は、放電容器2の内周面に設けた反射膜5によって拡散反射(散乱反射)されることで、放電容器2を透過するときの光量低下が防止される。
光取出窓3には反射膜5が設けられていないので、反射膜5によって拡散反射(散乱反射)された真空紫外線が、光取出窓3から放射される。このため、第1の実施例に係るエキシマランプ1は、光取出窓3から効果的に真空紫外線を放射することができる。
このため、フランジ25の形状が第1の実施例と異なる例を、第2の実施例として図2を用いて説明する。また、第2の実施例に係るエキシマランプ1は、フランジ25の形状が異なる点以外は共通するので、図1(a)を参照図として第2の実施例を説明する。
なお、図2には、図1(b)に示したものと同じものに、同一の符号が付されている。
このため、第2の実施例に係るエキシマランプ1の説明は、第1の実施例と共通する部分は省略し、第1の実施例と相違する部分について述べる。
フランジ25は、図2に示すように、直管状に伸びる放電容器2から、周方向外方に向かって伸びるように断面S字状に構成される。
光取出窓3は、フランジ25の他端側(図2の紙面右側)部分の内径と同等の外径を有し、紫外線透過性を有する例えば石英ガラスにより構成される。
なお、本発明でいうフランジ25とは、放電容器2の管軸方向に対して直交する方向に伸びる部分のことである。
図3は、放電容器2及び電極41,42形態の異なる実施例を示す。なお、図3には、図1に示したものと同じものに、同一の符号が付されている。
外管21と内管22とを構成する部材としては、誘電体材料である例えば石英ガラスが用いられる。
端壁部23には、チップ部24が放電容器2の外方に向かって突出するように設けられる。
放電容器2の外管21には、その外周面に膜状の他方の電極42が設けられ、放電容器2の一端側から他端側に向かって伸びるように設けられる。また、他方の電極42は、外管21の外周面の周方向において、全周に亘って設けられる。
放電容器2を構成する部材としては、誘電体材料である例えば石英ガラスが用いられる。
放電容器2には、その外周面に膜状の他方の電極42が設けられ、放電容器2の一端から他端に向かって伸びるように設けられる。また、他方の電極42は、放電容器の外周面の周方向において、全周に亘って設けられる。
この放電容器2の二重管構造は、円管状の外管21と、外管21の内部に配置した内管22とが互いの管軸が一致するように設けられることで構成される。
外管21と内管22とを構成する部材としては、誘電体材料である例えば石英ガラスが用いられる。
放電容器2の外管21には、その外周面に膜状の他方の電極42が設けられ、放電容器2の一端側から他端側に向かって伸びるように設けられる。また、他方の電極42は、外管21の外周面の周方向において、全周に亘って設けられる。
2 放電容器
21 外管
22 内管
23 端壁部
24 チップ部
25 フランジ
26 封止部
27 放電空間
3 光取出窓
41 一方の電極
42 他方の電極
5 反射膜
6 接合部
8 加熱手段
9 高周波電源
t 放電容器の肉厚
A 放電容器の内壁から接合部までの距離
Claims (2)
- 誘電体材料からなると共に一端が閉じられた管状で構成された放電容器と、
該放電容器の他端側に設けられた光取出窓と、
該放電容器内の放電空間に充填された放電用ガスと、
該放電容器と放電空間とを介して対向されると共に該放電容器の一端側から他端側に向かって伸びる一対の電極と、
からなるエキシマランプにおいて、
該放電容器の内面には、シリカ粒子を主成分とする反射膜が、該一対の電極に沿って伸びるように設けられ、
該放電容器の他端には、該光取出窓に接合されたフランジが設けられた
ことを特徴とするエキシマランプ。
- 該フランジと該光取出窓との接合部から該放電容器の外面までの距離Aと、該放電容器の肉厚tとの関係が、A≧tである
ことを特徴とする請求項1に記載のエキシマランプ。
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