JP5200763B2

JP5200763B2 - 誘電体バリア放電ランプ装置

Info

Publication number: JP5200763B2
Application number: JP2008216412A
Authority: JP
Inventors: 晶子倉谷; 誠八島; 祥平前田
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-08-26
Also published as: JP2010055780A

Description

この発明は、誘電体バリア放電ランプを用いて液晶基板等をドライ洗浄するための誘電体バリア放電ランプ点灯装置に関する。

従来、液晶基板等のドライ洗浄に用いる誘電体バリア放電ランプの点灯装置は、モジュール化されたエキシマランプから放射される紫外線が吸収されにくい不活性ガスを流入させるための、導入口および排出口をランプ筐体枠の側面に設置している。（例えば、特許文献１）
特開２００５−５０７０５公報（第１１、１２頁、図１９、２０）

上記した特許文献１の技術は、ランプハウス内への窒素フローにおいて、ランプハウスより排気された窒素による被照射体への影響を回避するため、窒素排気用のダクトが必要であったり、窒素排気口が紫外線照射部付近に設けられたりしていることから、ランプハウス設置時のスペース確保を考慮する必要があり、システムが複雑化や省スペース化に問題があった。

この発明の目的は、システムの簡略化や省スペース化に寄与する誘電体バリア放電ランプ装置を提供することにある。

上記した課題を解決するため、この発明の誘電体バリア放電ランプ装置は、紫外線透過性の材料からなる細長い管状をなす気密容器内にエキシマ生成ガスを封入させ、前記気密容器内部の管軸方向の全域に内部電極を配置し、前記気密容器外部に、前記管軸方向に沿い、かつ前記管軸方向に垂直な断面が半円周形状となるように外部電極を密着して配置した誘電体バリア放電ランプと、前記誘電体バリア放電ランプを収納することができ、かつ不活性ガスの吸気口を設けている気密性のよいランプハウスと、前記ランプハウスに形成され、前記誘電体バリア放電ランプから放射されるエキシマ光を照射する側の面に配置される窓材と、前記外部電極と一体形成した冷却用のフィンを覆い、該フィンに送風を当てる吸入口および通気口を設けたカバーと、前記ランプハウスと前記カバーとを連通可能に配設される排出口と、を具備し、前記不活性ガスは、前記排出口を介して前記カバー内に排出されることを特徴とする。

この発明によれば、ランプハウス空冷用の冷却部に窒素を排気させ、冷却用と窒素用の排気ダクトを兼用化することができ、システムの簡略化と省スペース化に寄与する。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１〜図３は、この発明の誘電体バリア放電ランプ装置に関する一実施形態の概略的な構成について説明するための、図１は構成図、図２は図１の側面図、図３は図１の誘電体バリア放電ランプの構成図である。

図１、図２において、１０は、紫外線を放電発光する複数横並びに配置された誘電体バリア放電ランプである。誘電体バリア放電ランプ１０は、紫外線透過性の材料から成る気密容器１１の内部に、キセノン、クリプトンのような希ガスから成るエキシマ生成ガスが封入される。気密容器１１内には、中心軸部に管軸方向の全域に渡って内部電極１２を設置し、気密容器１１の外面に半円周でかつほぼ全長に渡り外部電極１３が密着されている。

ここで、図３を用い、誘電体バリア放電ランプ１０について詳しく説明する。気密容器１１は、例えば外径が１８ｍｍ、内径１６ｍｍ、長さ１３００ｍｍの細長い円管状をしており、その両端には封止部１４ａ，１４ｂを備えている。封止部１４ａ，１４ｂは、それぞれ内部にモリブデン箔１５ａ，１５ｂが埋設されたピンチシール構造である。

長い内部電極１２は、気密容器１１の内部に気密容器１１と同軸関係に配設されており、多数のアンカー１６および内部リード１７ａ，１７ｂからなる。内部電極１２は、線径０．２６ｍｍのタングステン線からなる金属細線を巻回してなる例えば外径１．２ｍｍのコイルを主体として構成されている。アンカー１６は、内部電極１２に例えば１５ｍｍ間隔の一定ピッチで多数配設している。内部リード１７ａ，１７ｂは、内部電極１２の両端を引き延ばして形成されている。そして、内部電極１２は、２ｋｇ程度の張力を作用させた状態で、気密容器１１の両端に形成された封止部１４ａ，１４ｂのモリブデン箔１５ａ，１５ｂの一端に内部リード１７ａ，１７ｂを溶接している。内部電極１２は、気密容器１１内に装架された状態で張力の作用によって引き延ばされている。

さらに、１８は棒状をなした給電部であり、内端が封止部１４ａに埋設されたモリブデン箔１５ａに溶接され、基端が封止部１４ａから外部の管軸方向へ突出している。

再び図１、図２において、外部電極１３は、例えばアルミニウム製の冷却ブロック１９と兼用しており、外部電極１３となる冷却ブロック１９部分は、誘電体バリア放電ランプ１０の上部半周面を覆う断面が半円溝形状となっている。この半円溝にさらに溝を形成し、誘電体バリア放電ランプ１０を取り付けたクリップ２１を取り付けることで誘電体バリア放電ランプ１０を外部電極１３に密着させた状態で取り付けられる。誘電体バリア放電ランプ１０が密着された反対側の冷却ブロック１９の反対側には、図２に示すように冷却用の複数のフィン２０が一体形成されている。

フィン２０は、誘電体バリア放電ランプ１０で発生した熱を逃がし易くすることで、誘電体バリア放電ランプ１０の温度が必要以上に上昇しないような役割を果たしている。

冷却ブロック１９の下側は、誘電体バリア放電ランプ１０を収納することができるとともに、不活性ガスを取り込む筒状の取入口２２が設けられた気密性のよいランプハウス２４が形成される。不活性ガスとしては、紫外線を吸収しにくい、例えば窒素を用いる。２３は、不活性ガスを排出させるランプハウス２４の天板２４１に取り付けた排出口である。

排出口２３の内部は、図４に示すような逆止弁構造になっている。すなわち、排出口２３のランプハウス２４側に配置される吸込口４１側には、筒状の支持体４２が固着される。支持体４２を介して吸込口４１と反対側の位置には、支持体４２の開口４２１を開閉可能とする弁の役目を果たすボール状の弁４３を配置する。

弁４３により塞がれる開口４２１の内側エッジは、図５にも示したように傾斜４２２を形成し、これにより、弁４３による確実な閉塞を実現している。また、弁４３は排出口２３の内部を移動可能な大きさとするとともに、開口４２１を塞ぐことが可能な大きさの形状をしている。

なお、傾斜４２２はボール状の弁４３の周面以上の曲率の曲面に形成することにより、弁４３と傾斜４２２との接触面積を増やし、開口４２１の閉塞状態がさらに確実なものとすることができる。

弁４３は、排出口２３の吸出口４４の近傍の排出口２３内の係止部４５に支持されたバネ４６で開口４２１側に付勢される。バネ４６の付勢力は、ランプハウス２４内の不活性ガスが弁４３を図中矢印方向に排出される圧力によって弁４３を開放する程度とする。従って、不活性ガスの流れがなくなると、バネ４６の付勢力で開口４２１は、弁４３で閉じられることになる。

このように、弁４３が開口４２１を開けた状態のときに吸込口４１側から不活性ガスを吸い込み、弁４３が開口４２１を閉じるバネ４６の付勢力は、ランプハウス２４内の不活性ガスの封入圧に関連している。

図１、図２において、誘電体バリア放電ランプ１０と対向するランプハウス２４には、誘電体バリア放電ランプ１０から放射される紫外線を照射する窓部２５が形成され、この窓部２５には、この窓部２５を覆うとともに、紫外線を透過させる窓材２６が配置されている。

誘電体バリア放電ランプ１０を放電点灯させると、ランプ軸に垂直な方向に被照射物を移送させることにより、窓材２６を透過して放出される紫外線が被照射物に照射され、紫外線による光洗浄を行うことができる。

ランプハウス２４の誘電体バリア放電ランプ１０の両端と対向する位置には、図６に示すように、ランプハウス２４内に封入された不活性ガスがランプハウス２４内で満遍なく流れるようにするために、複数の貫通孔２７１が形成された板状のパンチングメタル２７が配置される。

すなわち、ランプハウス２４内の不活性ガスの流れは、パンチングメタル２７により拡散されてランプハウス２４内を均一に拡散されながら排出口２３の方向に流れ、ランプハウス２４内の酸素濃度分布が均一となる。また、誘電体バリア放電ランプ１０から出射した紫外線が窓材２６に到達するまでに減衰する度合がランプ軸方向で均一となり、この結果として窓材２６から被照射物に出射する紫外線の照度分布が軸方向に均一にすることができる。

冷却ブロック１９の上側は、誘電体バリア放電ランプ１０のランプ軸方向に沿って、冷却構造部を形成するカバー２８が配置される。カバー２８の長手方向の一端は吸入口２９が形成され、他端は通気口３０が形成された封止３１が形成される。通気口３０に連通させた状態で筒状の排気筒３２を取り付ける。

誘電体バリア放電ランプ１０は、高周波点灯回路１００の高周波出力端の一方が給電線３４ａ、外部リード１８を経由して内部電極１２から接続され、他方が給電線３４ｂ、冷却ブロック１９と一体の外部電極１３に接続される。高周波点灯回路１００の電源が投入されると、高周波を発生して高周波出力が内部電極１２と対向している外部電極１３との間に印加されて、誘電体バリア放電が気密容器１１の内部に生起する。この誘電体バリア放電によってキセノンのエキシマにより１７２ｎｍを中心波長とする真空紫外光を放射する。真空紫外光は、気密容器１１の壁面を透過して外部へ導出されるので、これをそれぞれの目的に応じて利用することができる。

誘電体バリア放電ランプ１０が長時間点灯により発する熱に対しては、不活性ガスフローによって一部を冷却する。同時に、熱伝導特性の良い外部電極１３を兼ねた冷却ブロック１９の上面側のフィン２０により、誘電体バリア放電ランプ１０からの熱を外気に放熱し冷却する。このときに、カバー２８の吸入口２９から取り込まれた外気は、カバー２８に収容された冷却ブロック１９のフィン２０を冷やしながら排気筒３２を介して排気される。

この実施形態では、通気口３０側のカバー２８内に不活性ガス排気口を設けたことにより、ランプハウス２４空冷用の冷却部に不活性ガスを排気することができ、不活性ガス用の排気ダクトの設置が不要となる。

また、不活性ガス取入口２２、排出口２３が紫外線照射部付近から突起させないようにしたことにより、ランプハウス２４の構造が簡素化され、ランプハウス２４の設置上の制約が少なくなる。

図７は、この発明の誘電体バリア放電ランプ装置に関する他の実施形態の概略的な構成について説明するための構成図である。上記した一実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、その説明は省略する。

この実施形態は、取入口２２も吸入口２９近傍のランプハウス２４の天板２４１に取り付けたものである。

この場合、吸入口２９および排出口２３は、何れもランプハウス２４の天板２４１に取り付けらている。このため、ランプハウス２４の図２の水平方向に対する吸入口２９と排出口２３による突出したものを排除することができる。ランプハウス２４の水平方向に突出がないことから取り付けの省スペース化を実現することができる。

この発明の誘電体バリア放電ランプ装置に関する一実施形態の概略的な構成について説明するための構成図。図１の右側面図。図１の誘電体バリア放電ランプの構成図。図１の要部を拡大して示す断面図。図４の要部の斜視図。図１の一部品について説明するための斜視図。この発明の誘電体バリア放電ランプ装置に関する他の実施形態の概略的な構成について説明するための構成図。

符号の説明

１０誘電体バリア放電ランプ
１１気密容器
１２内部電極
１３外部電極
１８給電部
１９冷却ブロック
２０フィン
２２取入口
２３排出口
２４ランプハウス
２５窓部
２６窓材
２８カバー
２９吸入口
３０通気口
３１封止
３２排気筒

Claims

紫外線透過性の材料からなる細長い管状をなす気密容器内にエキシマ生成ガスを封入させ、前記気密容器内部の管軸方向の全域に内部電極を配置し、前記気密容器外部に、前記管軸方向に沿い、かつ前記管軸方向に垂直な断面が半円周形状となるように外部電極を密着して配置した誘電体バリア放電ランプと、
前記誘電体バリア放電ランプを収納することができ、かつ不活性ガスの吸気口を設けている気密性のよいランプハウスと、
前記ランプハウスに形成され、前記誘電体バリア放電ランプから放射されるエキシマ光を照射する側の面に配置される窓材と、
前記外部電極と一体形成した冷却用のフィンを覆い、該フィンに送風を当てる吸入口および通気口を設けたカバーと、
前記ランプハウスと前記カバーとを連通可能に配設される排出口と、を具備し、
前記不活性ガスは、前記排出口を介して前記カバー内に排出されることを特徴とする誘電体バリア放電ランプ装置。
前記排出口内には、逆止弁を設置したことを特徴とする請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ装置。
前記逆止弁は、前記不活性ガスの封入圧により開閉されることを特徴とする請求項２記載の誘電体バリア放電ランプ装置。