JP4952472B2 - エキシマランプおよびエキシマランプの製造方法 - Google Patents

エキシマランプおよびエキシマランプの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、被処理体の表面に紫外線を照射することにより、被処理体の表面に付着した有機化合物を酸化除去して被処理体を洗浄し、また、被処理体の表面に紫外線を照射することにより、被処理体の表面を改質するために用いられるエキシマランプおよびエキシマランプの製造方法に関する。
現在、半導体集積回路の製造或いは液晶ディスプレイの製造などにおける洗浄工程の一部に、紫外線照射を利用した洗浄方法が利用されている。この方法は、従来では、主に波長186nmと254nmにスペクトルを有する低圧水銀ランプを光源とするものが主流となっていた。
最近では、より効率の良い方法として低圧水銀ランプに代わり、より短波長の光を放射することが可能なキセノンなどを封入したエキシマランプを用いた洗浄又は改質方法が利用されている。エキシマランプは、例えばキセノンガスを封入した発光管に数kVの高電圧を印加してバリア放電を起こし、発光管内に生成されたプラズマによってキセノンガス分子をエキシマとし、その状態から基底状態に戻る過程で放出される光を利用するものである。キセノンガスを放電ガスに用いたエキシマランプにおいては、波長172nmの真空紫外線が放射される。
このようなエキシマランプにおいては、誘電体材料よりなる発光管の内部に充填した放電用ガスが発光管外へ漏れ出すことのないよう発光管の内部に気密空間が形成されている。例えば、特許文献1には、ガス導入孔を有するガラスブロックを放電管の両端面に溶融接合すると共に、放電管内へ放電用ガスを充填した後にガラスブロックに形成されたガス導入孔を封じることにより、内部に気密空間が形成された放電管を備えるエキシマランプが開示されている。以下、図9に基づいて、同文献に開示されたエキシマランプの構成の概略を説明する。
放電管9は、合成石英製の扁平な長角筒の放電管本体91の両端部に、ガラスブロック93を溶融接合したものである。放電管本体91の下外面には、格子状の第1電極92Aが蒸着形成され、上外面には、ベタ状の第2電極92Bが形成されている。ガラスブロック93は、溶融石英を切削加工したもので、全体として前後方向に長い中実の直方体形状とされており、前後方向の厚みが放電管本体91の側壁91Dの厚みの少なくとも2倍以上とされている。ガラスブロック93には、これを前後に貫通して、放電管9の内部と放電管9の外部とを連通するガス導入孔93Aが設けられている。
このようなエキシマランプにおいては、ガス導入孔93Aを通じて放電管91の内部に放電用ガスを充填した後に、ガス導入孔93Aの入り口が溶融した封止ガラス93Bによって封止されることにより、放電管9の内部に気密空間が形成されている。
然るに、このような特許文献1に示されるエキシマランプを製造しようとすれば、以下に示すような困難性があるものと考えられる。同文献に示されるエキシマランプにおいては、図10(A)に示すように、放電管本体91とガラスブロック93とは、放電管本体91の端面にガラスブロック93の前端面を突き合わせた状態で、両者の境界部分をバーナー等の加熱手段で溶融させることにより、放電管本体91とガラスブロック93とを溶着しているものと予想される。
ところが、放電管本体91は、相対的にガラスブロック93よりも熱容量が小さく、ガラスブロック93に比べて溶融し易いため、図10(B)に示すように、その端面とガラスブロック93の前端面との間に隙間が生じることがある。そして、放電管本体91とガラスブロック93との間に隙間が生じると、放電管本体91の端面とガラスブロック93の前端面との間の隙間からバーナーの炎が侵入することにより、放電管本体91の内面に、放電管本体91の構成材料であるシリカ(SiO)の粒子が付着する虞がある。
このように、放電管9の内面にシリカ粒子が付着してしまうと、シリカ粒子は白濁しており放電管9内に生成されたプラズマから放射される紫外光を吸収するので、放電管9の紫外光透過率が低下して、被処理体に十分な強度の紫外光を照射することができない、という問題がある。
また、放電管9の内面に付着したシリカ粒子を事後的に洗浄することも不可能ではないが、ガラスブロック93に設けられた細径のガス導入孔93Aから放電管9内に洗浄用液を導入するという作業が極めて煩雑であるので、事後的に放電管9の内面を洗浄することは現実的ではない。
特開2005−322510号
以上から、本発明は、発光管の内面に発光管構成材料が付着することによって発光管の紫外光透過率が低下する虞のないようエキシマランプを製造することのできる方法、並びに、発光管の紫外光透過率を高い水準に維持することのできるエキシマランプを提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明のエキシマランプの製造方法は、少なくとも以下の工程を備えることを特徴とする。
(1)放電用ガスを導入するためのガス導入部と、ガス導入部に連続してガス導入部の径方向に広がるフランジ部とよりなる封止部材を形成する工程
(2)発光管の内部に前記封止部材を配置すると共に、封止部材の外周縁を発光管の管壁に溶着する工程
(3)前記ガス導入部を通じて前記発光管の内部に放電ガスを導入すると共に、ガス導入管の一端を封じて発光管の内部に気密空間を形成する工程
さらに、本発明のエキシマランプは、誘電体よりなり放電用ガスが充填された発光管の外表面に、発光管の管壁を挟んで対向して一対の外部電極が設けられたものにおいて、
前記発光管の内部には、一端が封じられ他端が開口したガス導入部とガス導入部に連続してガス導入部の径方向に広がるフランジ部とよりなる封止部材が、フランジ部の外周縁が周方向にわたって発光管の管壁に溶着されて固定され、封止部材と発光管の管壁とにより仕切られた気密空間が形成されていることを特徴とする。
さらに、前記発光管の内面には、少なくともシリカ粒子を含む紫外線散乱粒子よりなる紫外線散乱反射膜が形成されていることを特徴とする。
さらに、前記ガス導入部の内面には、前記紫外線反射膜と同一の組成を有する材料よりなる保護膜が形成されていることを特徴とする。
さらに、前記ガス導入部の内部には、前記発光管内に残存する酸素を捕捉するためのゲッターが配置されていることを特徴とする。
さらに、前記フランジ部は、前記気密空間に接する面が、発光管の管壁から発光管の管軸に近付くにつれて発光管の管軸方向の厚みが次第に小さくなるよう傾斜していることを特徴とする。
本発明のエキシマランプの製造方法によれば、ガス導入部を有する封止部材を発光管の内部に配置するとともに、フランジ部の外周縁を発光管の管壁に溶着させるので、封止部材と発光管を溶着する作業の際に、発光管の管軸方向の外端面にバーナーの火炎が直接当たることがないため、発光管の管軸方向の外端面から蒸発した発光管構成物質が発光管の内面に付着することがない。従って、発光管内に生成したプラズマから放射される紫外光が、発光管構成物質に吸収されることがなく、被処理体に対して照射される紫外光の強度が低下する虞がない。
また、本発明のエキシマランプによれば、発光管の管軸方向に伸びるとともに発光管の管軸方向の外端面側の端部が封じられたガス導入部と一体に形成された、ガス導入部の径方向に広がるフランジ部を有する封止部材が、フランジ部の外周縁が周方向にわたって発光管の管壁に溶着されて固定されているので、発光管の内部に発光管の管壁とフランジ部とにより仕切られた密閉空間を容易に形成することができ、発光管内に放電用ガスを漏洩することなく充填することができる。
また、前記発光管の内面に、少なくともシリカ粒子を含む紫外線散乱粒子よりなる紫外線散乱反射膜が形成されていることにより、発光管内で発生した紫外線を当該紫外線散乱反射膜によって確実に反射して発光管外へ放射することができると共に、発光管を透過することにより減衰される程度を小さくすることができるので、紫外線の放射効率が向上するものと期待される。
さらに、前記ガス導入部の内面に、前記紫外線反射膜と同一の組成を有する材料よりなる保護膜が形成されていることにより、ガス導入部に対し直接的に紫外線が照射されることが回避され、ガス導入部に蓄積される紫外線歪みを低減することができるので、ガス導入部に過度の紫外線歪が蓄積されることに起因してガス導入部が損傷するという虞がなくなる。
さらに、前記ガス導入部の内部には、前記発光管内に残存する酸素を捕捉するためのゲッターが配置されていることにより、発光管内に残存する酸素の量を極めて少ないものとすることができる。そのため、例えば、放電ガスがXe(キセノン)ガスである場合には、発光管内にXeのエキシマ光のみが放射されることになり、発光管内にXeOのエキシマ光が放射されることがないため、波長172nmの紫外光の放射強度が低下する虞がない。
さらにまた、前記フランジ部は、前記気密空間に接する面が、発光管の管壁から発光管の管軸に近付くにつれて発光管の管軸方向の厚みが次第に小さくなるよう傾斜していることにより、フランジ部における気密空間に接する面に形成される前記紫外線散乱反射膜の厚みが過度に大きくなることがなく、紫外線散乱反射膜の厚みを均一にすることができる。従って、フランジ部の気密空間に接する面において、紫外線散乱反射膜が剥離することなく紫外線散乱反射膜を確実に形成することができる。
図1は、本発明のエキシマランプの構成の概略を示す斜視図である。図2は、図1に示すエキシマランプを管軸を含む平面によって切断した断面(図2(A))と、当該平面に対し直交する平面によって切断した断面(図2(B))とを示す。
エキシマランプ10は、扁平な角筒状の発光管の両端部近傍の内表面に封止部材が溶着されることによって発光管の内部に気密空間Sが形成されており、気密空間Sの内部にエキシマ放電を生成するための放電ガスが充填されており、発光管1内にエキシマ放電を生じさせるための一対の外部電極2A,2Bが発光管1内の気密空間を挟んで対向するよう配置されている構成を有している。
発光管1内には、例えばキセノンガスなどの希ガスや、希ガスに塩素ガスなどのハロゲンガスを混合したものが放電ガスとして充填されており、ガスの種類によって異なる波長のエキシマ光を発光させることができる。放電ガスは、通常は、10〜100KPa程度の圧力で充填されている。
発光管1は、合成石英ガラスよりなる扁平な形状を有するものであって、紙面において上方側に位置する、外部電極を設置するための上方側壁面11と、紙面において下方側に位置する、外部電極を設置するための下方側壁面12とが、所定の間隔を有して平行に伸びていると共に、紙面において左方側に位置する左方側壁面13と紙面において右方側に位置する右方側壁面14とが、所定の間隔を有して平行に伸びている構成を有している。
このような発光管1の数値例を示すと、管軸方向の全長が904mm、発光長(電極が配設されている領域の管軸方向の全長)が790mm、左右の幅方向の全長が43mm、上下の高さ方向の全長が15mmである。
上方側壁面11の幅方向(管軸に対し直交する方向)の各端部は、それぞれ、湾曲面を介して左方側壁面13および右方側壁面14に連続しており、下方側壁面12の幅方向の各端部は、それぞれ湾曲面を介して左方側壁面13および右方側壁面14に連続している。すなわち、発光管は、四隅に丸みを有する角筒形状を有している。そして、本発明の発光管においては、上方側壁面11および下方側壁面12の方が左方側壁面13および右方側壁面14に対して幅広となっており、上方側壁面11或いは下方側壁面12の何れかが、発光管1内に発生した紫外線を放出する光出射面となる。
発光管1を封止する封止部材3は、発光管に溶着される前の段階においては、図3(B)に示すように、先端側にガス導入用の開口を有して筒状に伸びるガス導入部31と、ガス導入部31の基端側に連続してガス導入部の径方向に広がるフランジ部32とが一体的に形成されており、ガス導入部31の基端側の開口33がフランジ部32の中央に位置した構成を有している。このような封止部材3は、発光管1に対して確実に溶着するために発光管1を構成する材料と同一の材料からなるもので、例えば合成石英ガラスによって形成されている。
封止部材3は、例えば図3(A)に示すように、フランジ部となる、発光管の内周面の形状に適合する外周縁の形状を有するガラス板32´の中央に形成された開口33´の周辺に対し、ガス導入部となる円筒状のガラス管31´の基端部を溶着することによって形成されている。また、図示していないが、ガス導入部となる円筒状のガラス管の基端部をバーナー等の加熱手段によって溶融させ、ガラス管の基端側を径方向に広げることによりフランジ部が形成された構成としても良い。
このような封止部材と発光管の内周面との溶着、および発光管内への放電ガスの導入は、図4に示す手順に基づいて行われる。
(イ)
発光管となる発光管構成部材1´の内部に、各封止部材3のガス導入部31の先端が発光管構成部材1´の各外端面を超えて発光管構成部材の外方へ伸び出ると共に、ガス導入部31の中心軸が発光管構成部材1´の管軸に一致するよう各封止部材3を配置する。
(ロ)
各封止部材3のフランジ部32の外周縁に対応する発光管構成部材1´の各外表面領域をバーナーなどの加熱手段によって加熱し、発光管構成部材1´の内壁面に対し各フランジ部32の外周縁を溶着することにより、溶着部Wを形成する。
(ハ)
何れかの封止部材3のガス導入部31の先端側の開口34より、キセノンガスを発光管構成部材1´の内部に導入する。
(ニ)
各封止部材3のガス導入部31の先端部をバーナーなどの加熱手段によって加熱溶融することにより、各ガス導入部の先端側の開口を閉塞することにより閉塞部35を形成する。
このような製造方法によれば、上記(ロ)の作業の際に、発光管1と封止部材3のフランジ部32との間に隙間が生じることがなく、フランジ部32の外周縁を加熱手段の火炎が舐めるといった心配もない。従って、従来のように、発光管の外端面とガラスブロックとの間に生じた隙間に火炎が入り込み、火炎が発光管の外端面を舐めることに起因して発光管の外端面から蒸発すると共に飛散したシリカが発光管の内面に付着する、という不具合を解消することができる。
上記の手順に基づいて作製された発光管の内部には、図2(A)に示すように、発光管1の各壁面11〜14と、発光管の各壁面11〜14に対し垂直方向に伸びるフランジ部32と、発光管1の管軸に対して同軸上に配置され、先端側に閉塞部35を有するガス導入部31とにより気密に仕切られた気密空間Sが形成されている。
なお、上記の説明によれば、発光管の両端近傍の内周面に各封止部材のフランジ部を溶着しているが、一端が封じきられた構成の発光管を使用する場合には、開口を有する発光管の他端側の内周面にのみ封止部材のフランジ部を溶着すれば良い。
なお、発光管と封止部材とを溶着することで形成される溶着部Wは、フランジ部が発光管の管軸方向の外端面より30mm程度離れた位置、好ましくは、発光管の外端面より20mm以上離れた位置に形成されていることが好ましい。
溶着部Wは、他の箇所に比べて内方側に凹んでいるため、当該溶着部Wをエキシマランプを支持するための固定器具に固定すると、エキシマランプを精度良く配置することができない。そのため、エキシマランプを固定器具に固定するためには、固定器具に対して、ガス導入部31と対向している上方側壁面11A,11B並びに下方側壁面12A,12Bを固定することが必要となるが、11A,11B並びに12A,12Bの全長が短すぎると、エキシマランプを精度良く支持することができないばかりか、11A,11B並びに12A,12Bにおいて発光管が破損する虞がある。
然るに、溶着部Wを発光管の外端面より20mm以上離れた位置に形成することにより、エキシマランプの発光管が破損することなく、エキシマランプを精度良く配置することができる。
図1,2に示すエキシマランプにおいては、光出射面となる上方側壁面11には発光管1内で発生した紫外線が透過することのできるよう網状の外部電極2Aが設けられていると共に、下方側壁面12には網状の外部電極2Bが設けられており、すなわち、一対の外部電極2A,2Bが、気密空間S、上方側壁面11および下方側壁面12を挟んで対向している。
外部電極2Aと外部電極2Bとは、それぞれ、発光管1の管軸方向および幅方向の全長が同一であるが、封止部材3のフランジ部32と発光管1の内周面との溶着部Wを超えることのないよう形成されている。
外部電極2Aは、上方側壁面11の外表面に、例えばAu(金)等の金属を蒸着することによって形成され、外部電極2Bは、下方側壁面12の外表面に、例えばAu(金)等の金属を蒸着することにより形成されている。
光出射面に対向する下方側壁面12の気密空間Sに接する表面には、その全域にわたって少なくともシリカ粒子を含む紫外線散乱粒子よりなる紫外線散乱反射膜4が形成されている。紫外線散乱反射膜4は、凹凸のある光散乱面を有することにより、紫外線散乱反射膜に入射した紫外線を光出射面である上方側壁面11の方向へ反射する。
紫外線散乱反射膜4は、図2(B)に示すように、光出射面である上方側壁面11の気密空間Sに接する表面を除く、下方側壁面12、左方側壁面13および右方側壁面14の気密空間Sに接する表面に渡って形成されていることが好ましい。発光管1の内表面において、薄膜状の外部電極2Bの幅方向の両端部に対応する領域を越えて、左方側壁面13および右方側壁面14にも紫外線散乱反射膜4を形成することにより、紫外線散乱反射膜4の端部に電界が集中することに起因して発光管1の内部に異常放電が発生する、という心配がない。
紫外線散乱反射膜4は、シリカ粒子のみにより凹凸のある散乱面が形成されている構成でも、シリカ粒子と他の紫外線散乱粒子とにより凹凸のある散乱面が形成された構成でも良い。シリカ粒子以外の他の紫外線散乱粒子としては、例えば酸化アルミニウム、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化リチウム、酸化マグネシウムなどが用いられる。シリカ粒子と他の散乱粒子とにより紫外線散乱反射膜が形成する場合には、シリカ粒子の含有割合が30重量%以上であることが好ましい。
このような紫外線散乱反射膜4は、上記したように、発光管構成部材1´の内面に封止部材3のフランジ部32を溶着する前段階において、発光管構成部材の内面に形成されている。以下に、流下法と呼ばれる方法について説明する。
酢酸ブチルに紫外線散乱粒子を溶解させて得た溶液を、発光管構成部材の下方側壁面と、左方側壁面および右方側壁面の一部とを満たすように発光管構成部材に流し込むことにより、発光管構成部材の内表面に付着させる。この状態で、発光管構成部材の内表面に付着した紫外線散乱粒子を含んだ溶液を乾燥、焼成する。
紫外線散乱反射膜4は、発光管1の内部に発生した紫外線が発光管の下方側壁面12を通過することにより、上方側壁面11を通過して発光管の外方へ放出される紫外線の出力が低下することを回避するために、発光管1の内壁面に形成することが好ましい。発光管1の外表面に紫外線散乱反射膜4を形成した場合には、紫外線散乱反射膜4を発光管の内壁面に形成した場合に比べて、発光管内に発生した紫外線が光出射面の逆側に位置する下方側壁面12を余計に2回通過することになり、発光管1の壁面に吸収される紫外線の割合が大きいからである。
ただし、発光管1の下方側壁面12によって吸収される紫外線を無視するのであれば、紫外線散乱反射膜4を発光管1の外表面に形成することもでき、この場合には、下方側壁面12の外表面に形成した紫外線散乱反射膜4上に薄膜状の外部電極2Bを形成する。
以上のような本発明のエキシマランプ10によれば、封止部材3のフランジ部32の外周縁を発光管1の内壁面に溶着させることにより発光管1の内部に気密空間Sを形成しているので、発光管1の内壁面に発光管の構成物質であるシリカが付着することがなく、発光管1の紫外線透過率が低下する心配がないことにより、発光管1の内部に発生した紫外線を発光管1の外方へ良好に放射することができる。
しかも、本発明のエキシマランプ10においては、フランジ部32の外周縁部を発光管1の内壁面に溶着させることにより発光管1の内部に気密空間Sを形成しており、ガス導入部31の内径が発光管1の内径に比べて小さいことにより以下のような効果を期待することができる。
封止部材3のガス導入部31は、上記したように、先端側の開口34を通じて放電ガスを発光管1内に封入した後に加熱溶融されることにより先端側に閉塞部35が形成されているが、この閉塞部35は紫外線に対して脆い状態になっている。そして、発光管1の内部に発生する紫外線の出力は、エキシマ発光に自己吸収がないことから、上記したように、管軸方向の全長が1m近い長尺の発光管においては、上下の高さ方向に放射される紫外線の強度よりも管軸方向に放射される紫外線の強度が極めて強いものとなる。
然るに、本発明によれば、ガス導入部31の内径が発光管1の内径よりも小さいので、発光管1の内部に発生した紫外線のうちガス導入部31内へ入射する紫外線の割合が少なくなり、これにより、紫外線に対して脆い状態にある閉塞部35に向けて放射される紫外線の放射量が少なくなることから、ガス導入部31の閉塞部35が紫外線歪みが蓄積することによって損傷する、という不具合を生じることがない。
このような効果をより確実に期待するためには、発光管1の内径をHとし、ガス導入部の内径をGとしたときに、0.1H<G<0.8Hの関係を満たすことが望ましい。ガス導入部の内径Gを当該範囲内にすることにより、ガス導入部31の閉塞部35が紫外線歪みが蓄積することによって損傷することを回避することができる。
以下に、本発明のエキシマランプに係る他の実施形態について説明する。図5ないし図8は、本発明のエキシマランプの他の実施形態に係る主要部を拡大して示す断面図である。なお、図5ないし図8に示す形態の説明に関しては、図1ないし図4と共通する部分に同一の符号を付すことにより説明を省略する。
図5に示すエキシマランプ50は、発光管1の内壁面に加え、ガス導入部31の内壁面と、フランジ部32の気密空間Sに接する面と、当該面の周辺にシリカ粒子よりなる紫外線保護膜51が形成されている。紫外線保護膜51は、紫外線散乱反射膜4と同一の物質により構成されている。このような紫外線保護膜51は、上記した(ハ)の工程の後に、紫外線保護膜を形成するための溶液をガス導入部31の先端側の開口34を通じて流し込むことによって形成されている。なお、紫外線保護膜は、封止部材3を発光管の内壁に溶着する前に予め形成することもできる。
このように、封止部材3のガス導入部31の内面に紫外線保護膜51が形成されており、ガス導入部31を構成する石英ガラスの屈折率よりも紫外線保護膜51を構成するシリカの屈折率が大きいことにより、次のような効果を期待することができる。すなわち、発光管1における上方側壁面11及び下方側壁面12の内部を伝ってファイバー効果によって発光管の管軸方向に向けて伝播する光が、ガス導入部31と紫外線保護膜51との境界面においてガス導入部31側に向けて全反射することなく紫外線保護膜51によって吸収されるために、ファイバー効果によって閉塞部35へ向けて伝播する光の量が少ないものとなる。従って、閉塞部35に蓄積される紫外線歪みの総量が低減されるので、閉塞部35が破損することを防止することができる。
図6に示すエキシマランプ60は、図5に示すエキシマランプを改良したものであって、ガス導入部61は、管軸に沿って伸びると共に基端側がフランジ部62に連続している軸方向部61Aと、軸方向部61Aから屈曲して管軸に対し直交する方向に向けて伸びる垂直方向部61Bと、垂直方向部61Bから屈曲して管軸方向に向けて伸びる軸方向部61Cとよりなり、先端側に位置する軸方向部61Cの先端側に閉塞部61Dが形成されている構成である。
すなわち、図6のエキシマランプに用いられる封止部材6は、図3に示す構成を参考にして説明すると、フランジ部となる、中心部よりやや離れた位置に開口を有するガラス板と、ガス導入部となる、垂直方向部の両端から屈曲して垂直方向部に対して直交する方向に向けて伸びる一対の軸方向部を有する筒状のガラス管とよりなり、ガラス板の開口縁に対しガラス管の基端側の軸方向部を溶着することにより構成されている。
図6に示すエキシマランプ60おいては、一対の軸方向部61A,61Cの内面と垂直方向部61Bの内面の全域と、フランジ部62の気密空間Sに接する面と、当該面の周辺に、シリカ粒子よりなる紫外線保護膜51が形成されている。同図に示すエキシマランプ60によれば、管軸方向へ向かう強度の高い紫外線が、ガス導入部61のうちで先端側に位置する軸方向部61Cに入射される割合がさらに少なくなるので、先端側の軸方向部61Cに形成された閉塞部61Dに蓄積される紫外線歪みの総量がさらに少なくなるため、ガス導入部61が損傷する心配がない。
図7に示すエキシマランプ70は、封止部材7のフランジ部72の気密空間Sに接する面72Aがテーパー状に形成されている構成を有している。すなわち、同図に示すエキシマランプ70を管軸を含む平面で切断した断面において、フランジ部72は、外周縁部から管軸に向かうにつれて管軸方向の厚みが次第に小さくなるよう、放電空間に接する面72Aがテーパー状に傾斜している構成を有している。
フランジ部72の気密空間Sに接する面の周辺とガス導入部71の内面には、発光管内の気密空間において管軸方向に向けて放射される高い強度の紫外線を吸収するための、シリカ粒子からなる紫外線保護膜51が形成されている。このように、フランジ部72の気密空間Sに接する面72Aをテーパー状に傾斜させることにより、前述のようにフランジ部の気密空間Sに接する面が発光管の壁面に対して直交している構成(例えば図5に示す構成)に比して、フランジ部72の気密空間Sに接する面72Aに形成される紫外線保護膜51の厚みを均一にすることができる。従って、フランジ部72の気密空間Sに接する面において、紫外線保護膜51の厚みが過度に厚くなることがなく、紫外線保護膜51を剥離することなく確実に形成することができる。
図8に示すエキシマランプ80は、ガス導入部81が酸素を捕捉するためのゲッター83を収容するためのゲッター室81Bを有する構成である。すなわち、ガス導入部81は、基端側に位置してフランジ部82に連続する軸方向部81Aと、軸方向部81Aの先端側に連続して軸方向部81Aよりも内径が大きくなるよう形成されたゲッター室81Bと、ゲッター室81Bの先端側に連続してゲッター室81Bよりも内径が小さくなるよう形成された軸方向部81Cとよりなり、ゲッター室81Bの先端側に位置する軸方向部81Cの先端側が閉塞されることにより閉塞部81Dが形成されている構成を有している。
ゲッター室81B内には、発光管1の気密空間S内に残存する酸素を吸収するためのゲッター83が配置されている。ゲッター83は、例えば、Ba(バリウム)などの物質からなるものである。このように、図8に示すエキシマランプ80においては、ガス導入部81に設けられたゲッター室81B内にゲッター83が配置されていることにより、点灯時に発光管1の内壁面11〜14から気密空間S内に向けて放出される酸素がゲッター83によって確実に吸収されるため、発光効率が低下することを防止することができる。
しかも、ガス導入部81に設けられたゲッター室81Bは、エキシマ放電が形成される領域X、すなわち、発光管1内の気密空間Sにおいて外部電極2Aと外部電極2Bとにより挟まれた領域に配置されていないため、発光管1内に発生したエキシマ放電から放射される紫外線がゲッター室81Bによって遮られることがなく、従って、発光管1の外方へ向けて放射される紫外線の強度が低下する虞がない。
本発明のエキシマランプは、上記したような実施形態に限られるものではなく、種々の変更を加えることができる。例えば、発光管は、丸みを有しない角筒状のものや、円筒状のものを使用することもできるし、電極の形状も必要に応じて適宜に変更することができる。
本発明のエキシマランプの構成の概略を示す斜視図である。 図1に示すエキシマランプを管軸方向と管軸に対し直交する方向に切断した断面図である。 封止部材の構成を示す斜視図である。 本発明のエキシマランプの製造方法を示す断面図である。 本発明のエキシマランプの他の実施形態に係る主要部を拡大して示す断面図である。 本発明のエキシマランプの他の実施形態に係る主要部を拡大して示す断面図である。 本発明のエキシマランプの他の実施形態に係る主要部を拡大して示す断面図である。 本発明のエキシマランプの他の実施形態に係る主要部を拡大して示す断面図である。 従来のエキシマランプの構成の概略を示す断面図である。 従来のエキシマランプを製造する過程で発生することが予想される問題について説明するための概念図である。
符号の説明
1 発光管
11 上方側壁面
12 下方側壁面
13 左方側壁面
14 右方側壁面
2A 外部電極
2B 外部電極
3 封止部材
31 ガス導入部
32 フランジ部
33 開口
34 開口
35 閉塞部
4 紫外線散乱反射膜
W 溶着部

Claims (6)

  1. 少なくとも以下の工程を備えたことを特徴とするエキシマランプの製造方法。
    (1)放電用ガスを導入するためのガス導入部と、ガス導入部に連続してガス導入部の径方向に広がるフランジ部とよりなる封止部材を形成する工程
    (2)石英ガラスよりなる発光管の内部であって外端面より20mm以上離れた位置に前記封止部材を配置すると共に、フランジ部の外周縁を発光管の管壁に溶着する工程
    (3)前記ガス導入部を通じて前記発光管の内部に放電ガスを導入すると共に、ガス導入管の一端を封じて発光管の内部に気密空間を形成する工程
  2. 誘電体よりなり放電用ガスが充填された石英ガラスよりなる発光管の外表面に、発光管の管壁を挟んで対向して一対の外部電極が設けられたエキシマランプにおいて、
    前記発光管の内部には、発光管の管軸方向に伸びるとともに発光管の管軸方向の外端面側の端部が封じられたガス導入部と一体に形成された、ガス導入部の径方向に広がるフランジ部を有する封止部材が、発光管の内部であって外端面より20mm以上離れた位置に、フランジ部の外周縁が周方向にわたって発光管の管壁に溶着されて固定され、封止部材と発光管の管壁とにより仕切られた気密空間が形成されていることを特徴とするエキシマランプ。
  3. 前記発光管の内面には、少なくともシリカ粒子を含む紫外線散乱粒子により形成された紫外線反射膜が形成されていることを特徴とする請求項2に記載のエキシマランプ。
  4. 前記ガス導入部の内面には、前記紫外線反射膜と同一の組成を有する材料よりなる保護膜が形成されていることを特徴とする請求項3に記載のエキシマランプ。
  5. 前記ガス導入部の内部には、前記発光管内に残存する酸素を捕捉するためのゲッターが配置されていることを特徴とする請求項2に記載のエキシマランプ。
  6. 前記フランジ部は、前記気密空間に接する面が、発光管の管壁から発光管の管軸に近付くにつれて発光管の管軸方向の厚みが次第に小さくなるよう傾斜していることを特徴とする請求項2に記載のエキシマランプ。
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