JP2789557B2 - Light source device using dielectric barrier discharge - Google Patents
Light source device using dielectric barrier dischargeInfo
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は誘電体バリア放電
を使った光源装置に関する。特に、インクや塗料の硬
化、半導体ウエハなどの表面洗浄、殺菌等に使われる真
空紫外線の光源に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light source device using a dielectric barrier discharge. In particular, the present invention relates to a vacuum ultraviolet light source used for curing inks and paints, cleaning surfaces of semiconductor wafers and the like, and sterilizing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】誘電体バリア放電については、例えば、
公開平１−１４４５６０号等に説明されるが、放電容器
にエキシマ分子を形成する放電用ガスを充填し、誘電体
バリア放電によってエキシマ分子を作り、このエキシマ
分子から紫外光を放射するものである。ここで、誘電体
バリア放電とは別名オゾナイザ放電あるいは無声放電と
いい、電気学会発行改定新版「放電ハンドブック」（平
成１年６月再版７刷発行第２６３ページ参照）にも説明
される。2. Description of the Related Art As for a dielectric barrier discharge, for example,
As described in JP-A-1-144560, a discharge vessel is filled with a discharge gas for forming excimer molecules, excimer molecules are formed by dielectric barrier discharge, and ultraviolet light is emitted from the excimer molecules. . Here, the dielectric barrier discharge is also called an ozonizer discharge or a silent discharge, and is described in the revised edition of the “Discharge Handbook” published by the Institute of Electrical Engineers of Japan (page 263, 7th reprint, June 2001).
【０００３】誘電体バリア放電を利用した光源は、従来
の低圧水銀ランプや高圧水銀ランプにない以下のような
利点を有する。 (1).波長２００ｎｍ以下の光、すなわち、真空紫外光が
高効率で得られる。例えば、放電用ガスとしてキセノン
を封入すれば、波長１７２ｎｍにおいて半値幅１２ｎｍ
程度の真空紫外光を得ることができる。 (2).放射光は、連続光ではなく単一波長が得られる。例
えば、前述のごとく、放電用ガスとしてキセノンを封入
すれば、波長１００〜８００ｎｍの間ではほぼ波長１７
２ｎｍのみを発光させることができる。A light source utilizing a dielectric barrier discharge has the following advantages not provided by a conventional low-pressure mercury lamp or high-pressure mercury lamp. (1) Light having a wavelength of 200 nm or less, that is, vacuum ultraviolet light can be obtained with high efficiency. For example, if xenon is sealed as a discharge gas, the half-value width is 12 nm at a wavelength of 172 nm.
A degree of vacuum ultraviolet light can be obtained. (2). As the emitted light, a single wavelength is obtained instead of continuous light. For example, as described above, if xenon is sealed as a discharge gas, a wavelength of about 17 nm is obtained between 100 and 800 nm.
Only 2 nm can be emitted.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】誘電体バリア放電を利
用した光源は、このような利点がある反面、その放射光
を人間が視覚で認識できないため、光源からの放射状態
を容易に識別できないという問題がある。そしてまた、
誘電体バリア放電は数１０ｋＨｚの高周波、数ｋＶの高
電圧で動作するもので、作業者が誤って触れてしまうな
ど安全性に問題があった。A light source using a dielectric barrier discharge has such advantages, but the emitted light cannot be visually recognized by humans, so that the state of emission from the light source cannot be easily identified. There's a problem. and again,
The dielectric barrier discharge operates at a high frequency of several tens of kHz and a high voltage of several kV, and has a problem in safety such as an operator touching by mistake.
【０００５】このような問題に対して、電気的な検出手
段を設けることも考えられるが、誘電体バリア放電は、
前述の如く、高周波高電圧で動作するため、放電ランプ
の高電圧側に検知器を設けることは困難であり、低圧側
（アース側）に検知器を設けるのでは、放電ランプ自身
がアースされず、危険であるという問題があった。To solve such a problem, it is conceivable to provide an electric detecting means.
As described above, since it operates at high frequency and high voltage, it is difficult to provide a detector on the high voltage side of the discharge lamp, and if the detector is provided on the low voltage side (earth side), the discharge lamp itself will not be grounded. There was a problem that was dangerous.
【０００６】さらに、このような電気的な検出手段、例
えば、ランプ電流の電気的な特性を検知する方法では、
いずれかの放電ランプにおいて、誘電体バリア放電の動
作不良が生じた場合に、当該放電ランプと電源を接続し
ている電線間などの絶縁破壊を招き、誘電体バリア放電
は正常に行われていないにもかかわらず、電流は流れて
しまうことになる。つまり、誘電体バリア放電が正常に
起こり、当該放電ランプが正常に点灯しているのと疑似
的に同様な状態を検出器は判断してしまうわけである。
そして、このような状態が続くと、かかる放電ランプだ
けが破損するに止まらず、光源装置全体の焼損を招くな
どのに到りかねない。Further, in such an electric detecting means, for example, a method of detecting an electric characteristic of a lamp current,
In any one of the discharge lamps, when an operation failure of the dielectric barrier discharge occurs, the dielectric breakdown between the electric wires connecting the discharge lamp and the power supply is caused, and the dielectric barrier discharge is not performed normally. Nevertheless, current will flow. That is, the dielectric barrier discharge normally occurs, and the detector determines a state similar to the state where the discharge lamp is normally lit.
If such a state continues, not only the discharge lamp may be damaged, but also the entire light source device may be burned.
【０００７】また、誘電体バリア放電を使った放電ラン
プを複数使う場合は、各々の放電ランプに均等に高周波
高電圧を供給する必要があり、その各々の放電ランプに
電気的特性を検知する手段を設けることはさらに困難な
ことである。When a plurality of discharge lamps using a dielectric barrier discharge are used, it is necessary to uniformly supply a high-frequency high voltage to each of the discharge lamps, and a means for detecting the electrical characteristics of each of the discharge lamps. Is more difficult to provide.
【０００８】本発明は、以上のような事情に基づくもの
であり、複数の放電ランプのうち１本でも点灯状態が不
良になると、その状態を容易に、確実に識別することが
できる誘電体バリア放電を使った光源装置を提供するこ
とである。[0008] The present invention is based on the above-described circumstances, and when even one of a plurality of discharge lamps has a defective lighting state, the dielectric barrier can easily and surely identify the state. An object of the present invention is to provide a light source device using discharge.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の発明
は、誘電体バリア放電によって、主に２００ｎｍ以下の
紫外光を放射する複数の放電ランプと、この複数の放電
ランプの各々に対して設けられた放射光検出器と、この
放射光検出器による検出値から各々の放電ランプの点灯
状態を判断する手段と、少なくとも１本の放電ランプに
おいて点灯状態が不良と判断されたときに、装置全体と
して点灯状態の不良を表示する手段とを有することを特
徴とする。According to a first aspect of the present invention, a plurality of discharge lamps mainly emitting ultraviolet light of 200 nm or less by a dielectric barrier discharge, and each of the plurality of discharge lamps is provided. Radiation light detector provided, means for determining the lighting state of each discharge lamp from the value detected by the radiation light detector, and when the lighting state is determined to be defective in at least one discharge lamp, Means for displaying a defective lighting state of the entire apparatus.
【００１１】本発明の請求項２の発明は、少なくとも１
本の放電ランプにおいて点灯状態が不良と判断されたと
きに、装置全体として点灯状態の不良を表示する代わり
に、または当該表示とともに、全ての放電ランプへの電
力供給を自動的に遮断する手段を有することを特徴とす
る。[0011] The invention of claim 2 of the present invention provides at least one
When the lighting state of the discharge lamp is determined to be defective, a means for automatically shutting off power supply to all the discharge lamps instead of or together with the display of the defective lighting state of the entire apparatus. It is characterized by having.
【００１２】本発明の請求項３の発明は、前記放射光検
出器は、シリコンフォトダイオードであることを特徴と
する。According to a third aspect of the present invention, the radiation light detector is a silicon photodiode.
【００１３】本発明の請求項４の発明は、前記誘電体バ
リア放電を使った光源装置は、全体が略箱型の形状であ
って、その内部に複数の放電ランプを有するとともに、
各々の放電ランプはその外壁の一部が、当該光源装置の
壁部を構成する冷却ブロックの窪み部に近接して配置さ
れ、この窪み部には、放電ランプからの放射光を導く光
導入路が光源装置の外面まで連通されるとともに、冷却
ブロックの外部に放射光検出器を配置したことを特徴と
する。According to a fourth aspect of the present invention, the light source device using the dielectric barrier discharge has a substantially box-like shape as a whole and includes a plurality of discharge lamps therein.
Each of the discharge lamps has a part of its outer wall disposed close to a depression of a cooling block constituting a wall of the light source device, and a light introduction path for guiding radiated light from the discharge lamp in this depression. Is connected to the outer surface of the light source device, and a radiation detector is arranged outside the cooling block.
【００１４】本発明の請求項５の発明は、前記放電ラン
プは、外側管と内側管が同軸に配置された全体が概略円
筒状の二重管構造であって、外側管と内側管の間に放電
ガスが充填された放電空間が形成され、内側管の内壁と
外側管の外壁にそれぞれ電極が配置され、この電極に電
力を供給すると内側管、および外側管を誘電体として、
前記放電空間内において生じる放電によってエキシマ分
子を作り、外側管の外表面から紫外線を放射することを
特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, the discharge lamp has a generally cylindrical double tube structure in which the outer tube and the inner tube are coaxially arranged, and the discharge lamp is provided between the outer tube and the inner tube. A discharge space filled with discharge gas is formed, and electrodes are arranged on the inner wall of the inner tube and the outer wall of the outer tube, respectively.When power is supplied to these electrodes, the inner tube, and the outer tube are used as a dielectric,
The discharge generated in the discharge space forms excimer molecules, and emits ultraviolet light from the outer surface of the outer tube.
【００１５】[0015]
【実施例】図１は、この発明にかかる誘電体バリア放電
を使った光源装置を示し、図２はかかる光源装置内に配
置された放電ランプを示す。1 shows a light source device using a dielectric barrier discharge according to the present invention, and FIG. 2 shows a discharge lamp arranged in the light source device.
【００１６】放電ランプ１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ（以
下、放電ランプを全体をして表すときは単に「放電ラン
プ１」と称する）は、合成石英ガラスよりなり、内側管
２と外側管３が同軸に配置された二重管型の構造をな
す。かかる放電ランプ１は、例えば、全長３００ｍｍで
あって、内側管２は、例えば、外径が１６ｍｍ、肉厚１
ｍｍであり、外側管３は、例えば、内径が約２４．５ｍ
ｍ、肉厚１ｍｍである。内側管２と外側管３は、その両
端が閉じられ、その間に中空円筒状の放電空間８が形成
される。この放電空間８には、放電用ガスとして、２５
０ｔｏｒｒのキセノンガスが封入され、この空間内にお
いて誘電体バリア放電が発生する。以下、この発明にお
ける放電ランプとは、誘電体バリア放電を使った放電ラ
ンプを示す。The discharge lamps 1a, 1b, 1c and 1d (hereinafter, simply referred to as "discharge lamp 1" when the discharge lamp is represented as a whole) are made of synthetic quartz glass. It has a double-tube structure coaxially arranged. The discharge lamp 1 has, for example, a total length of 300 mm, and the inner tube 2 has, for example, an outer diameter of 16 mm and a thickness of 1 mm.
mm, and the outer tube 3 has, for example, an inner diameter of about 24.5 m.
m, wall thickness 1 mm. Both ends of the inner tube 2 and the outer tube 3 are closed, and a hollow cylindrical discharge space 8 is formed therebetween. In the discharge space 8, 25 is used as a discharge gas.
Xenon gas of 0 torr is sealed, and a dielectric barrier discharge occurs in this space. Hereinafter, the discharge lamp in the present invention refers to a discharge lamp using dielectric barrier discharge.
【００１７】外側管３は、誘電体バリア放電を起こすた
めの誘電体としての機能と、かかる誘電体バリア放電に
よって生じた放射光の光取り出し窓としての機能を併せ
て持っている。そして、外側管３の外壁には放射光が通
過できる導電性網からなる外部電極４が設けられる。外
部電極は、例えば、長さ２５０ｍｍのものである。内側
管２も、外側管３と同様に誘電体バリア放電のための誘
電体としての機能を持ち、その内壁には放射光の反射板
としての機能も併せて持つ内側電極５が設けられてい
る。内側電極５の外径Ｒは、例えば、７ｍｍである。外
側電極４と内側電極５は電源９に接続されて、所定の電
力が供給されることで放電空間８に誘電体バリア放電を
起こす。そして、放電空間８において誘電体バリア放電
が生じると、その内部に充填されるキセノンガスが励起
されエキシマ分子を生成し、かかるエキシマ分子から紫
外光を放射する。また放電空間８の一端には、ゲッタ６
を収納するゲッタ室７が設けられる。ゲッタ６は放電空
間８における不純ガス（例えばＨ2 Ｏ等）を除去し、放
電を安定にする機能を持つ。The outer tube 3 has both a function as a dielectric for causing a dielectric barrier discharge and a function as a light extraction window for radiated light generated by the dielectric barrier discharge. The outer wall of the outer tube 3 is provided with an external electrode 4 made of a conductive mesh through which radiated light can pass. The external electrode is, for example, 250 mm long. Like the outer tube 3, the inner tube 2 also has a function as a dielectric for dielectric barrier discharge, and an inner electrode 5 is provided on the inner wall thereof, which also has a function as a reflector for radiated light. . The outer diameter R of the inner electrode 5 is, for example, 7 mm. The outer electrode 4 and the inner electrode 5 are connected to a power supply 9 and a predetermined power is supplied to cause a dielectric barrier discharge in the discharge space 8. When a dielectric barrier discharge occurs in the discharge space 8, the xenon gas filled therein is excited to generate excimer molecules, and the excimer molecules emit ultraviolet light. A getter 6 is provided at one end of the discharge space 8.
Is provided. The getter 6 has a function of removing impurity gases (for example, H 2 O or the like) in the discharge space 8 and stabilizing the discharge.
【００１８】図１にもどり、光源装置は、光取り出し窓
部３１、冷却ブロック３４、側板３５ａ、３５ｂ、およ
び光取り出し窓部３１の両端部側にある不図示の側板に
よって気密に構成され、全体が略箱型の形状をなし、そ
の内部に放電ランプ１を有する。光取り出し窓部３１
は、放電ランプ１からの放射光を透過するもので、例え
ば合成石英ガラスからなる。また、有効な光取り出し領
域は、例えば、２４０ｍｍ×２４０ｍｍである。放電ラ
ンプ１は、光取り出し窓部３１と対面して、かつ各放電
ランプ１が平行に位置するように、不図示の手段によっ
て支持される。また、放電ランプ１は、例えば、放電ラ
ンプ１ａ，１ｂは電源９ａに並列に接続され、放電ラン
プ１ｃ，１ｄは電源９ｂに並列に接続される。これは、
個々に電源を接続すると装置が大型で高価になる一方、
全体で１つの電源とすると各ランプに供給する電力の制
御が困難だからである。しかしながら、このような放電
ランプの接続は、本発明を制限するものではなく、個々
に電源を接続する方法や、１つの電源に接続する方法
や、さらにはその他の接続方法であってもよいことは言
うまでもない。Returning to FIG. 1, the light source device is airtightly constituted by a light extraction window 31, a cooling block 34, side plates 35a and 35b, and side plates (not shown) at both ends of the light extraction window 31. Has a substantially box shape, and has a discharge lamp 1 therein. Light extraction window 31
Is for transmitting radiation emitted from the discharge lamp 1, and is made of, for example, synthetic quartz glass. The effective light extraction area is, for example, 240 mm × 240 mm. The discharge lamps 1 are supported by means (not shown) so that the discharge lamps 1 face the light extraction window 31 and are positioned parallel to each other. In the discharge lamp 1, for example, the discharge lamps 1a and 1b are connected in parallel to a power supply 9a, and the discharge lamps 1c and 1d are connected in parallel to a power supply 9b. this is,
Connecting individual power supplies makes the equipment large and expensive,
This is because if one power source is used as a whole, it is difficult to control the power supplied to each lamp. However, such connection of the discharge lamp is not limited to the present invention, and may be a method of individually connecting a power supply, a method of connecting to one power supply, or another connection method. Needless to say.
【００１９】冷却ブロック３４の内側には、窪み部３８
（３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ）が形成され、各窪
み部に放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの外壁が近接
して配置される。冷却ブロック３４は、熱伝達の点から
アルミニウムなどが適用される。冷却ブロック３４に
は、各窪み部３８と繋がった光導入路３７（３７ａ，３
７ｂ，３７ｃ，３７ｄ）設けられ、光源装置の外部と連
通している。光導入孔３７は、例えば、直径４ｍｍ、長
さ２０ｍｍの貫通孔である。また、冷却ブロック３４に
は冷却水を流す孔３０が設けられる。Inside the cooling block 34, a recess 38
(38a, 38b, 38c, 38d) are formed, and the outer walls of the discharge lamps 1a, 1b, 1c, 1d are arranged close to each recess. The cooling block 34 is made of aluminum or the like in terms of heat transfer. The cooling block 34 has a light introduction path 37 (37a, 3a) connected to each recess 38.
7b, 37c, 37d) are provided and communicate with the outside of the light source device. The light introducing hole 37 is, for example, a through hole having a diameter of 4 mm and a length of 20 mm. The cooling block 34 is provided with a hole 30 through which cooling water flows.
【００２０】光導入路３７の末路には外部連通口３９
（３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ）が設けられる。各
外部連通口３９は放射光検出器１４（１４ａ，１４ｂ，
１４ｃ，１４ｄ）が取り付けやすいように窪み形状にな
っている。放射光検出器１４としては、例えば、シリコ
ンフォトダイオード１４が適用され、硼硅酸ガラスを窓
部として、放電ランプ１からの放射光が光導入路３７を
介して入射される。An external communication port 39 is provided at the end of the light introduction path 37.
(39a, 39b, 39c, 39d) are provided. Each external communication port 39 is connected to the radiation detector 14 (14a, 14b,
14c, 14d) are recessed to facilitate attachment. As the emitted light detector 14, for example, a silicon photodiode 14 is applied, and emitted light from the discharge lamp 1 is incident through a light introduction path 37 with borosilicate glass as a window.
【００２１】ここで、シリコンフォトダイオード１４の
窓部と、放電ランプ１の内側電極５の最短距離Ｌは、例
えば、３９．５ｍｍである。そして、シリコンフォトダ
イオード１４の光軸は、放電ランプ１の中心軸に、それ
ぞれ直交している。The shortest distance L between the window of the silicon photodiode 14 and the inner electrode 5 of the discharge lamp 1 is, for example, 39.5 mm. The optical axis of the silicon photodiode 14 is orthogonal to the central axis of the discharge lamp 1.
【００２２】シリコンフォトダイオード１４には、放電
ランプ１の点灯状態を判断する手段１０（１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１０ｄ）が接続される。この放電ランプ１
の点灯状態を判断する手段１０は、例えば、シリコンフ
ォトダイオード１４の出力と予め設定した値を比較する
比較器より構成される。The silicon photodiode 14 has means 10 (10a, 10a) for determining the lighting state of the discharge lamp 1.
b, 10c, 10d) are connected. This discharge lamp 1
The means 10 for determining the lighting state of is composed of, for example, a comparator for comparing the output of the silicon photodiode 14 with a preset value.
【００２３】そして、点灯状態を判断する手段１０は表
示手段４０に接続される。この表示手段４０は、例え
ば、発光ダイオードからなる表示部材と、いずれか一つ
の比較器１０が、「放電ランプの点灯状態を不良」と判
断したときに発光ダイオードの点灯をさせる演算手段な
どで構成される。The means 10 for judging the lighting state is connected to the display means 40. The display means 40 includes, for example, a display member made of a light emitting diode, and an arithmetic means for turning on the light emitting diode when any one of the comparators 10 determines that the lighting state of the discharge lamp is defective. Is done.
【００２４】以上が本発明にかかる誘電体バリア放電を
使った光源装置の構成であるが、次に、かかる光源装置
の動作について説明する。放電ランプ１の点灯を開始す
る前に、ガス導入口３２から窒素ガスを導入し、装置内
部３６に存在した空気を不活性ガス排出口３３から排出
する。光導入孔３７は、窪み部３８と放電ランプ１との
隙間を介して空間３６と接続されているので、時間が経
てば、光導入孔３７に存在する空気も窒素ガスで置換さ
れる。The above is the configuration of the light source device using the dielectric barrier discharge according to the present invention. Next, the operation of the light source device will be described. Before the lighting of the discharge lamp 1 is started, nitrogen gas is introduced from the gas inlet 32 and the air present in the device interior 36 is discharged from the inert gas outlet 33. Since the light introducing hole 37 is connected to the space 36 via the gap between the recess 38 and the discharge lamp 1, the air existing in the light introducing hole 37 is also replaced with nitrogen gas over time.
【００２５】次に、電源９（９ａ，９ｂ）から各放電ラ
ンプ１に電圧を印加する。ここで、一例をあげると、電
源９から各放電ランプ１へ供給する電圧は、９．４ＫＶ
であり、各放電ランプの管壁負荷は０．２５Ｗ／ｃｍ2
である。そして、このような電力供給によって、波長１
７２ｎｍに最大値を有する波長１６０ｎｍから波長１８
０ｎｍの波長範囲の真空紫外光が高効率で放出された。
ここで、管壁負荷とは、各放電ランプへの入力電力値を
外側管３が電極４と対接している部分の面積で除した値
をいう。Next, a voltage is applied to each discharge lamp 1 from the power supply 9 (9a, 9b). Here, as an example, the voltage supplied from the power supply 9 to each discharge lamp 1 is 9.4 KV.
And the tube wall load of each discharge lamp was 0.25 W / cm 2
It is. Then, with such power supply, the wavelength 1
The wavelength from 160 nm having a maximum value at 72 nm to the wavelength 18
Vacuum ultraviolet light in the wavelength range of 0 nm was emitted with high efficiency.
Here, the tube wall load refers to a value obtained by dividing an input power value to each discharge lamp by an area of a portion where the outer tube 3 is in contact with the electrode 4.
【００２６】各放電ランプ１は平行に設置されるので、
光源装置全体としては、実質的に平板状の発光が得られ
る。また、各放電ランプより放出された真空紫外光は窒
素ガスが充満した空間３６では吸収されることがないの
で、損失の少ない高効率の発光となる。Since each discharge lamp 1 is installed in parallel,
The light source device as a whole emits substantially flat light. In addition, the vacuum ultraviolet light emitted from each discharge lamp is not absorbed in the space 36 filled with nitrogen gas, so that light is emitted with high efficiency with little loss.
【００２７】次に、放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
のうちの一本でも不点灯になると、シリコンフォトダイ
オード１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄのうちの一つの
シリコンフォトダイオードの出力値が予め設定した値よ
りも小さくなり、この状態が表示部材４０に伝達され表
示部材４０が発光する。なお、放電ランプの不点灯でな
くても、比較器１０に予め設定した値より小さい場合で
あれば、「点灯状態が不良」として表示手段４０を発光
させる。Next, the discharge lamps 1a, 1b, 1c, 1d
When one of the silicon photodiodes is turned off, the output value of one of the silicon photodiodes 14a, 14b, 14c, 14d becomes smaller than a preset value, and this state is transmitted to the display member 40. Then, the display member 40 emits light. Even if the discharge lamp is not turned off, if the value is smaller than the value set in the comparator 10 in advance, the display means 40 is caused to emit light as "the lighting state is defective".
【００２８】なお、放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
のうちの一本でも不点灯になったとき、表示部材４０を
点灯させる方法以外に、放電ランプ１ａ，１ｂ，１ｃ，
１ｄのすべてが点灯しているときに表示部材４０を点灯
させる方法でも良い。The discharge lamps 1a, 1b, 1c, 1d
In addition to the method of turning on the display member 40 when even one of the lamps becomes unlit, the discharge lamps 1a, 1b, 1c,
A method may be used in which the display member 40 is turned on when all of 1d are turned on.
【００２９】図３に本発明の他の実施例を示す。図に示
す光源装置は、乾式洗浄用の誘電体バリア放電を使った
光源装置であり、例えば、試料として液晶用ガラスの洗
浄を行うものである。FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. The light source device shown in the figure is a light source device using a dielectric barrier discharge for dry cleaning, for example, for cleaning a liquid crystal glass as a sample.
【００３０】図３に示す光源装置は、図１に示す光源装
置に比較して、表示部材４０の代わりに自動遮断部材５
０が設けられている。この自動遮断部材５０は比較器１
０および電源９に接続されて、電源９に信号を送信する
ことにより、電源９から放電ランプ１への印加電圧を自
動的に遮断する機能を有する。その他、本実施例は、光
取り出し窓部３１の代わりに試料搬送部材４２を設けた
点において図１に示すものと異なり、図１と同じ符号を
有する構成要素は、図１と同様の構成要素を意味する。The light source device shown in FIG. 3 is different from the light source device shown in FIG.
0 is provided. This automatic shutoff member 50 is
The power supply 9 is connected to the power supply 9 and the power supply 9, and has a function of automatically shutting off a voltage applied from the power supply 9 to the discharge lamp 1 by transmitting a signal to the power supply 9. In addition, the present embodiment is different from the one shown in FIG. 1 in that a sample transport member 42 is provided instead of the light extraction window 31, and components having the same reference numerals as those in FIG. Means
【００３１】この乾式洗浄用の誘電体バリア放電を使っ
た光源装置においては、ガス導入口３２から空気が導入
される。第１の実施例と同様な動作条件で動作させるこ
とにより、放電ランプ１から、波長１７２ｎｍに最大値
を有する波長１６０ｎｍから波長１８０ｎｍの波長範囲
の真空紫外光が高効率で放出された。この真空紫外光に
よって、空間３６に存在する空気中の酸素からオゾンが
生成され、このオゾンによってガラス４１の表面の有機
物を分解・除去することができた。In the light source device using the dielectric barrier discharge for dry cleaning, air is introduced from the gas inlet 32. By operating under the same operating conditions as in the first embodiment, the discharge lamp 1 emitted vacuum ultraviolet light having a maximum value at a wavelength of 172 nm in a wavelength range from 160 nm to 180 nm with high efficiency. Ozone was generated from oxygen in the air existing in the space 36 by the vacuum ultraviolet light, and organic substances on the surface of the glass 41 could be decomposed and removed by the ozone.
【００３２】この光源装置においては、シリコンフォト
ダイオード１４は、空気中で動作することになる。In this light source device, the silicon photodiode 14 operates in the air.
【００３３】そして、放電ランプ１のなかの一本でも不
点灯になると、シリコンフォトダイオード１４のなかの
一つのシリコンフォトダイオードの出力値が、比較器１
０において予め設定した値よりも小さくなる。When at least one of the discharge lamps 1 is turned off, the output value of one of the silicon photodiodes 14 becomes the comparator 1
At 0, it becomes smaller than a preset value.
【００３４】放電ランプ１の不点灯を判断する比較器１
０は、不点灯信号を自動遮断部材５０へ送信する。信号
を受信した自動遮断部材５０は、電源９に停止信号を送
信することで電源９から放電ランプ１への印加電圧は自
動的に遮断される。Comparator 1 for judging non-lighting of discharge lamp 1
0 transmits a non-lighting signal to the automatic shutoff member 50. Upon receiving the signal, the automatic shutoff member 50 transmits a stop signal to the power supply 9 to automatically shut off the voltage applied from the power supply 9 to the discharge lamp 1.
【００３５】したがって、視覚による点灯識別が困難で
あった放電ランプの点灯中に、作業者が誤って触れてし
まうこともなくなり、作業者に対して安全な誘電体バリ
ア放電を使った光源装置が得られた。なお、第１の実施
例と同様の表示部材も設けてることも可能である。Therefore, it is possible to prevent a worker from accidentally touching the discharge lamp during lighting of the discharge lamp, which is difficult to visually identify, and to provide a light source device using a dielectric barrier discharge which is safe for the worker. Obtained. Note that a display member similar to that of the first embodiment can be provided.
【００３６】[0036]
【発明の効果】この発明の誘電体バリア放電を使った光
源装置では、複数の放電ランプの内、１本でも点灯状態
が不良になると、当該状態を容易に、確実に認識するこ
とができ装置全体としてかかる状態を表示することが可
能となる。従って、視覚による点灯識別が困難であった
誘電体バリア放電を使った光源装置の動作中に、作業者
が誤って触れてしまうこともなくなり、安全な光源装置
を提供できる。According to the light source device using the dielectric barrier discharge of the present invention, if even one of the plurality of discharge lamps has a defective lighting state, the state can be easily and reliably recognized. Such a state can be displayed as a whole. Therefore, it is possible to prevent a worker from accidentally touching the light source device during operation of the light source device using the dielectric barrier discharge, for which it is difficult to visually recognize the lighting, and to provide a safe light source device.
【図１】本発明の誘電体バリア放電を使った光源装置を
示す。FIG. 1 shows a light source device using a dielectric barrier discharge of the present invention.
【図２】本発明に使用する誘電体バリア放電を使った放
電ランプを示す。FIG. 2 shows a discharge lamp using a dielectric barrier discharge used in the present invention.
【図３】本発明の誘電体バリア放電を使った光源装置を
示す。FIG. 3 shows a light source device using the dielectric barrier discharge of the present invention.
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 放電ランプ ８ 放電空間 ９，９ａ，９ｂ 電源 １０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ 比較部材 １４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ フォトダイオード ３０ａ，３０ｂ 孔 ３１ 光取り出し窓部 ３４ 冷却ブロック ３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ 光導入孔 ３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄ 窪み部 ３９ａ，３９ｂ，３９ｃ，３９ｄ 外部連通口 ４０ 表示部材 ５０ 自動遮断部材 1a, 1b, 1c, 1d Discharge lamp 8 Discharge space 9, 9a, 9b Power supply 10a, 10b, 10c, 10d Comparison member 14a, 14b, 14c, 14d Photodiode 30a, 30b Hole 31 Light extraction window 34 Cooling block 37a, 37b, 37c, 37d Light introducing hole 38a, 38b, 38c, 38d Depressed portion 39a, 39b, 39c, 39d External communication port 40 Display member 50 Automatic shut-off member
フロントページの続き (72)発明者 竹本 史敏 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシ オ電機株式会社内 審査官 小川 浩史 (56)参考文献 特開 平８−96769（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−220688（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−124536（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−201358（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01J 65/00 G21K 5/00Continuing from the front page (72) Inventor, Fumitoshi Takemoto 1194, Sado, Bessho-cho, Himeji-shi, Hyogo Ushio Electric Co., Ltd. Examiner Hiroshi Ogawa (56) References JP-A-8-96769 (JP, A) 7-220688 (JP, A) JP-A-8-124536 (JP, A) JP-A-3-201358 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 65/00 G21K 5/00
Claims (5)
以下の紫外光を放射する複数の放電ランプと、 この複数の放電ランプの各々に対して設けられた放射光
検出器と、 この放射光検出器によって各々の放電ランプの点灯状態
を判断する手段と、 少なくとも１本の放電ランプにおいて点灯状態が不良と
判断されたときに、装置全体として点灯状態の不良を表
示する手段と、 を有することを特徴とする誘電体バリア放電を使った光
源装置。1. The method according to claim 1, wherein the dielectric barrier discharge mainly causes a 200 nm
A plurality of discharge lamps that emit ultraviolet light, a radiation detector provided for each of the plurality of discharge lamps, and means for determining a lighting state of each discharge lamp by the radiation detector. A light source device using a dielectric barrier discharge, comprising: means for displaying a defective lighting state of the entire device when the lighting state of at least one discharge lamp is determined to be defective.
状態が不良と判断されたときに、装置全体として点灯状
態の不良を表示する代わりに、または当該表示ととも
に、全ての放電ランプへの電力供給を自動的に遮断する
手段を有することを特徴とする請求項１に記載の誘電体
バリア放電を使った光源装置。When the lighting state of at least one discharge lamp is determined to be defective, power supply to all the discharge lamps is performed instead of or together with the display of the defective lighting state of the entire apparatus. 2. The light source device using dielectric barrier discharge according to claim 1, further comprising means for automatically shutting off.
オードであることを特徴とする請求項１に記載の誘電体
バリア放電を使った光源装置。3. The light source device using a dielectric barrier discharge according to claim 1, wherein the radiation detector is a silicon photodiode.
は、全体が略箱型の形状であって、その内部に複数の放
電ランプを有するとともに、 各々の放電ランプはその外壁の一部が、当該光源装置の
壁部を構成する冷却ブロックの窪み部に近接して配置さ
れ、 この窪み部には、放電ランプからの放射光を導く光導入
路が光源装置の外面まで連通されるとともに、冷却ブロ
ックの外部に放射光検出器を配置したことを特徴とする
請求項１に記載の誘電体バリア放電を使った光源装置。4. The light source device using the dielectric barrier discharge has a substantially box-like shape as a whole, has a plurality of discharge lamps therein, and each discharge lamp has a part of its outer wall. The light source device is disposed in proximity to the depression of the cooling block that constitutes the wall of the light source device, and a light introduction path for guiding radiation light from the discharge lamp is communicated to the outer surface of the light source device. The light source device using dielectric barrier discharge according to claim 1, wherein a radiation light detector is arranged outside the cooling block.
に配置された全体が概略円筒状の二重管構造であって、 外側管と内側管の間に放電ガスが充填された放電空間が
形成され、 内側管の内壁と外側管の外壁にそれぞれ電極が配置さ
れ、 この電極に電力を供給すると内側管、および外側管を誘
電体として、前記放電空間内において生じる放電によっ
てエキシマ分子を作り、 外側管の外表面から紫外線を放射することを特徴とする
請求項１に記載の誘電体バリア放電を使った光源装置。5. The discharge lamp according to claim 1, wherein the outer tube and the inner tube are coaxially arranged and have a substantially cylindrical double tube structure, and a discharge gas filled between the outer tube and the inner tube. A space is formed, and electrodes are respectively arranged on the inner wall of the inner tube and the outer wall of the outer tube. When power is supplied to the electrodes, excimer molecules are generated by the discharge generated in the discharge space using the inner tube and the outer tube as dielectrics. The light source device using a dielectric barrier discharge according to claim 1, wherein ultraviolet light is emitted from an outer surface of the outer tube.
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1996
- 1996-02-09 JP JP4692296A patent/JP2789557B2/en not_active Expired - Fee Related
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