KR100503221B1 - Dielectric-barrier discharge lamp and irradiation apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 OH기를 함유한 석영유리를 광투과성 부분으로 한 유전체 배리어(barrier) 방전램프 및, 유전체 배리어 방전램프를 광원으로 하고 OH기를 함유한 석영유리를 창부재(窓部材)로 한 조사장치에 있어서, 석영유리의 자외선에 의한 손상을 양호하게 억제하고, 또한 충분한 자외선 방사량을 얻을 수 있는 구조를 제공하고자 하는 것이다.The present invention is directed to a dielectric barrier discharge lamp using OH-based quartz glass as a light-transmitting portion, and an irradiation apparatus using a dielectric barrier discharge lamp as a light source and quartz glass containing OH-group as a window member. Therefore, it is to provide a structure capable of satisfactorily suppressing damage caused by ultraviolet rays of quartz glass and obtaining a sufficient amount of ultraviolet radiation.
본 발명은 석영유리로 이루어진 방전용기의 내부에 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머(excimer) 분자를 형성하는 방전용 가스가 충전되고, 이 방전용기의 적어도 일부에 광투과성 부분이 형성되어 있고, 이 광투과성 부분에서의 비수소 결합성 OH기의 비율이 전체 OH기의 0.36 이하인 것을 특징으로 한다.According to the present invention, a discharge gas for forming excimer molecules is filled in a discharge vessel made of quartz glass by a dielectric barrier discharge, and a light-transmitting portion is formed in at least a portion of the discharge vessel. The proportion of the non-hydrogen bonded OH groups in the portion is 0.36 or less of the total OH groups.
Description
본 발명은 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머(excimer) 분자를 형성하고, 이 엑시머 분자로부터 방사되는 빛을 이용하는 유전체 배리어 방전램프 및, 이 유전체 배리어 방전램프를 광원으로 한 조사장치에 관한 것으로, 특히 유전체 배리어 방전램프의 광투과성 부분인 석영유리, 또는 조사장치의 창부재에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric barrier discharge lamp which forms excimer molecules by dielectric barrier discharge and uses light emitted from the excimer molecule, and an irradiation apparatus using the dielectric barrier discharge lamp as a light source, in particular, a dielectric barrier. The present invention relates to a quartz glass which is a light transmitting part of a discharge lamp, or a window member of an irradiation apparatus.
유전체 배리어 방전램프에 관해서는 예를 들면 특개평 1-144560호 또는 미국특허 9,837,484호 등에 기재되어 있는데, 거기에는 방전용기에 엑시머 분자를 만드는 가스를 충전하고, 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머 분자로부터 방사되는 빛을 인출하는 방사기, 즉 유전체 배리어 방전램프에 대해 기재되어 있다.A dielectric barrier discharge lamp is described, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-144560 or U.S. Patent No. 9,837,484. The discharge barrier is filled with a gas for making excimer molecules and radiated from the excimer molecules by dielectric barrier discharge. A radiator for extracting light, that is, a dielectric barrier discharge lamp, is described.
이 유전체 배리어 방전램프는 다른 이름으로 오조나이저(ozonizer) 방전, 혹은 무성(無聲)방전이라고 하고, 전기학회 발행 개정신판 「방전 핸드북」 평성 1년 6월 재판 7쇄 발행 제263페이지에 설명되어 있다.This dielectric barrier discharge lamp, also called ozonizer discharge or silent discharge, is described on page 263 of the 7th edition of the Discharge Handbook, published in the June, 2000 edition of the Electrical Society. .
이 문헌에는 대략 원통형상의 방전용기의 적어도 일부가 유전체 배리어 방전의 유전체를 겸하고 있고, 또한 유전체는 투과성으로서, 엑시머 분자로부터의 빛이방사되는 것이 기재되어 있다. 그리고, 이러한 빛을 투과하는 유전체로서는 석영유리가 적용되어야만 하는 것에 대해서도 개시되어 있다.This document describes that at least a part of the substantially cylindrical discharge vessel also serves as the dielectric of the dielectric barrier discharge, and the dielectric is transparent so that light from excimer molecules is emitted. In addition, it is disclosed that quartz glass should be applied as a dielectric for transmitting such light.
이러한 유전체 배리어 방전램프는 종래의 저압 수은램프나 고압 아크 방전램프에 없는 특징, 예를 들면 그 중심파장이 172㎚라는 짧은 파장의 진공자외선을 방사하고 또한 선 스펙트럼에 가까운 단일 파장의 빛을 선택적으로 고효율로 발생하는 특징을 갖고 있다.Such dielectric barrier discharge lamps do not have the characteristics of conventional low pressure mercury lamps or high pressure arc discharge lamps. For example, their central wavelength emits vacuum ultraviolet rays of short wavelength of 172 nm and selectively emits light of a single wavelength close to the line spectrum. It is characterized by high efficiency.
또한, 전술한 바와 같이, 유전체 및 광투과 창으로서 석영유리를 사용하는 것이라면, 시판되고 있는 것을 사용할 수 있어 간단히 제조할 수 있다는 특징을 갖는다.In addition, as described above, if quartz glass is used as the dielectric and the light transmitting window, commercially available ones can be used and can be easily produced.
그런데, 이 석영유리는 적량의 OH기(수산기)를 포함하고 있는 것이 순수한 이산화규소(SiO2)로 구성하는 것보다 방사되는 자외선에 의한 손상을 경감할 수 있다는 것이 알려져 있다.However, the quartz glass is that which contains a suitable amount of an OH group (hydroxyl group) is known that is possible to reduce the damage caused by ultraviolet radiation than to consist of pure silicon dioxide (SiO 2).
즉, 석영유리에 OH기를 포함시키는 것이 좋지만, 그 함유량이 너무 많으면 OH기 자체에 의한 자외선 흡수에 의해 조기에 원하는 방사량을 얻을 수 없다는 문제가 있다. 반대로, OH기의 함유량이 너무 적은 경우에는 자외선에 의한 손상을 받아 석영유리의 열화를 초래하는 등의 문제가 발생한다.That is, although it is good to include OH group in quartz glass, when there is too much content, there exists a problem that a desired radiation amount cannot be obtained early by ultraviolet absorption by OH group itself. On the contrary, when the content of the OH group is too small, problems such as deterioration of the quartz glass due to damage by ultraviolet rays occur.
그래서, 이 발명이 해결하고자 하는 과제는 OH기를 함유한 석영유리를 광투과성 부분으로 한 유전체 배리어 방전램프 및 유전체 배리어 방전램프를 광원으로 하고 OH기를 함유한 석영유리를 창부재로 한 조사장치에 있어서, 석영유리의 자외선에 의한 손상을 양호하게 억제하고, 또한 충분한 자외선 방사량을 얻을 수 있는 구조를 제공하고자 하는 것이다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is an irradiating apparatus in which a dielectric barrier discharge lamp and a dielectric barrier discharge lamp using OH-based quartz glass as light-transmitting parts are used as a light source, and a quartz glass containing OH-group is used as a window member. The present invention aims to provide a structure capable of satisfactorily suppressing damage caused by ultraviolet rays of quartz glass and obtaining a sufficient amount of ultraviolet radiation.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 유전체 배리어 방전램프는 석영유리로 이루어진 방전용기의 내부에 유전체 배리어 방전에 의해 엑시머 분자를 형성하는 방전용 가스가 충전되고, 이 방전용기의 적어도 일부에 광투과성 부분이 형성되어 있고, 이 광투과성 부분에서의 비수소 결합성 OH기의 비율이 전체 OH기에 대해 0.36 이하인 것을 특징으로 한다.In order to solve the above problems, the dielectric barrier discharge lamp of the present invention is filled with a discharge gas for forming excimer molecules by the dielectric barrier discharge inside the discharge vessel made of quartz glass, and at least a part of the discharge vessel is light-transmissive The part is formed, and the ratio of the non-hydrogen bondable OH group in this light transmissive part is 0.36 or less with respect to all OH groups, It is characterized by the above-mentioned.
또한, 본 발명의 조사장치는 유전체 배리어 방전에 의해 방전용기내에 엑시머가 생성되어 자외선이 방출되는 유전체 배리어 방전램프와, 이 유전체 배리어 방전램프를 수납하고 유전체 배리어 방전램프로부터의 자외선을 인출하는 창부재로 이루어진 구성에 있어서, 상기 창부재는 석영유리로 이루어지고 비수소 결합성 OH기의 비율이 전체 OH기에 대해 0.36 이하인 것을 특징으로 한다.In addition, the irradiation apparatus of the present invention includes a dielectric barrier discharge lamp in which an excimer is generated in the discharge vessel by the dielectric barrier discharge to emit ultraviolet rays, and a window member for storing the dielectric barrier discharge lamp and extracting ultraviolet rays from the dielectric barrier discharge lamp. In the configuration consisting of, the window member is made of quartz glass, characterized in that the ratio of the non-hydrogen bonded OH group is 0.36 or less with respect to the entire OH group.
도1은 본 발명의 유전체 배리어 방전램프의 구체예를 나타낸다. 방전용기(1)는 석영유리로 이루어진 내측관(2)과 외측관(3)이 동축으로 배치되어 이중관(二重管) 구조를 하고 있으며, 내측관(2)과 외측관(3)의 양단은 닫혀 있고, 이들 사이에 방전공간(4)이 형성되어 있다. 방전공간(4)의 안에는 방전용 가스로서 크세논 가스가 예를 들면 40kPa 봉입된다.1 shows a specific example of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention. The discharge vessel 1 has a double tube structure in which the inner tube 2 and the outer tube 3 made of quartz glass are arranged coaxially, and both ends of the inner tube 2 and the outer tube 3 are formed. Is closed, and the discharge space 4 is formed between them. In the discharge space 4, xenon gas is sealed, for example, 40 kPa as the gas for discharge.
여기서, 내측관(2)에는 광반사판으로서 또한 유전체 배리어 방전의 전극으로서 기능하는 내측전극(5)이 설치된다. 이 내측전극은 예를 들면 알루미늄으로 이루어진 파이프 형상으로, 그 전체길이는 300㎜, 외지름 16㎜, 두께 1㎜인 크기를 갖는다. 또한 외측관(3)은 유전체 배리어 방전의 유전체로서의 기능과 광 인출 창으로서의 기능을 겸하고 있고, 외면에는 외측전극(6)이 설치된다. 이 외측관(3)은 외지름 24.5㎜, 두께 1㎜로 이루어진다. 외측전극(6)은 금속선을 심레스(seamless)로 원통형으로 짠것의 안에 방전용기(1)를 삽입한 것으로 그물형상을 이루고, 그물코의 사이로부터 빛을 방사할 수 있다. 방전공간(4)의 안에는 바륨을 주성분으로 한 게터(getter)가 수납되고, 이 게터에 의해 방전공간(4)내의 불순물 가스(예를 들면, 수분)를 제거하여 방전을 안정시킨다.Here, the inner tube 2 is provided with an inner electrode 5 which functions as a light reflection plate and as an electrode for dielectric barrier discharge. The inner electrode has a pipe shape made of aluminum, for example, and has a total length of 300 mm, an outer diameter of 16 mm, and a thickness of 1 mm. The outer tube 3 also functions as a dielectric for dielectric barrier discharge and as a light extraction window, and an outer electrode 6 is provided on the outer surface. This outer tube 3 consists of an outer diameter of 24.5 mm and a thickness of 1 mm. The outer electrode 6 forms a mesh shape by inserting the discharge vessel 1 into a cylindrically woven metal wire with a seamless shape, and can emit light from between the meshes. In the discharge space 4, a getter composed mainly of barium is accommodated, and the getter removes the impurity gas (for example, water) in the discharge space 4 to stabilize the discharge.
내측전극(5)에는 리드선이 접속되어 압착접속부재(11)를 통해 고전압 리드선(12)에 접속된다. 또한 외측전극(6)에는 저전압 리드선(13)이 설치되고, 이 고전압 리드선(12)과 저전압 리드선(13)이 전원(14)에 접속된다. 저전압 리드선(13)은 필요에 따라 접지된다. 내측관(2)의 안에는 내측전극(5)의 이동저지부재로서 돌기부(15)가 형성된다. 돌기부(15)의 반대측에는 이동저지부재(16)와 금속 마개(17)가 부착된다.A lead wire is connected to the inner electrode 5 so as to be connected to the high voltage lead wire 12 through the crimp connection member 11. In addition, a low voltage lead wire 13 is provided in the outer electrode 6, and the high voltage lead wire 12 and the low voltage lead wire 13 are connected to the power source 14. The low voltage lead wire 13 is grounded as necessary. In the inner tube 2, the protrusion 15 is formed as a movement blocking member of the inner electrode 5. On the opposite side of the protruding portion 15, the movement blocking member 16 and the metal stopper 17 are attached.
여기서, 유전체 배리어 방전램프는 내측관(2) 혹은 외측관(3)에서 적어도 광투과성 부분의 석영유리에 대해 비수소 결합성 OH기의 농도가 일정범위가 되도록 처리된다. 이것은 비수소 결합성 OH기의 농도를 제어함으로써 파장 160㎚ 부근의 빛의 투과성을 현저히 향상시킬 수 있기 때문이다.Here, the dielectric barrier discharge lamp is treated so that the concentration of the non-hydrogen-bonded OH group is at least in a range relative to the quartz glass of at least the light transmissive portion in the inner tube 2 or the outer tube 3. This is because by controlling the concentration of the non-hydrogen-bonded OH group, the light transmittance around the wavelength of 160 nm can be significantly improved.
이 점을 다시 설명한다. 본 발명자들은 석영유리에 OH기가 함유된 경우는 어떠한 경우에도 OH기 자체에 의한 자외선의 흡수가 일어난다는 종래의 상식(예를 들면, 「J, Spectrosc, Soc, Jap, vol. 41, 2(1992) 81」에는 석영유리 안의 OH기가 168㎚ 이하의 파장의 빛을 흡수하는 것이 개시되어 있다)을 뒤엎고, 여러 연구 끝에, 석영 유리에 포함되는 OH기 중 비수소 결합성 OH기가 이 현상에 깊이 관여하고 있음을 밝혀 내었다. 즉, 수소결합성 OH기는 자외광, 특히 진공 자외광의 흡수가 크지 않다는 것이다. 따라서, 진공 자외광을 방사시키는 유전체 배리어 방전램프나 이 유전체 배리어 방전램프를 광원으로 하는 조사장치에 있어서는 광투과성 부분이나 광투과 창을 구성하는 석영유리는 비수소 결합성 OH기의 농도를 한없이 적게 하고, 수소 결합성 OH기의 농도를 어느 정도 유지함으로써 진공자외광에 대한 석영유리 자체에 의한 흡수를 양호하게 억제할 수 있음과 아울러, 자외선 조사에 의한 손상을 경감할 수 있다는 것이다.This point is explained again. The inventors of the present invention have common knowledge that the absorption of ultraviolet rays by the OH group itself occurs in any case when the OH group is contained in the quartz glass (for example, "J, Spectrosc, Soc, Jap, vol. 41, 2 (1992). 81 ”discloses that the OH group in quartz glass absorbs light having a wavelength of 168 nm or less), and after various studies, non-hydrogen-bonded OH groups in the OH group included in the quartz glass are deeply involved in this phenomenon. It turns out that In other words, the hydrogen-bonded OH group is not absorbed by ultraviolet light, especially vacuum ultraviolet light. Therefore, in a dielectric barrier discharge lamp that emits vacuum ultraviolet light or an irradiation apparatus using the dielectric barrier discharge lamp as a light source, the quartz glass constituting the light transmissive portion or the light transmission window has an extremely low concentration of non-hydrogen bonded OH groups. By maintaining the concentration of the hydrogen-bonded OH group to some extent, the absorption by the quartz glass itself to the vacuum ultraviolet light can be suppressed well, and the damage caused by ultraviolet irradiation can be reduced.
여기서, 비수소 결합성 OH기라는 것은 도2(a)에 도시한 바와 같이 OH기가 하나의 규소(Si)와만 결합하는 것을 의미하고, 도2(b) 및 (c)에 있어서 점선으로 도시한 바와 같은 소위 수소 결합을 갖지 않는 것을 의미한다.Here, the non-hydrogen-bonded OH group means that the OH group is bonded to only one silicon (Si), as shown in FIG. 2 (a), and is shown by dotted lines in FIGS. 2 (b) and (c). It means not having a so-called hydrogen bond as shown.
석영유리 중의 OH기는 복수의 문헌(예를 들면, Phys. Chem. Glasses, 3(1962) 129, J.Non-Cryst. Solid, 139(1992)35 등)에 있는 바와 같이, 파장 27.1㎛(진동수 3672㎝-1)에서 폭이 넓은 흡수띠를 나타낸다. 후자의 문헌에는 이 흡수띠는 2종류의 OH기, 즉, 상기 폭이 넓은 흡수띠 중 고주파 영역측에는 비수소 결합성 OH기가, 그리고 저주파 영역측에는 수소결합성 OH기가 위치하고 있는 것을 서술하고 있다. 도2(a)에 도시한 분자구조식이 전자이고, 도2(b) 및 (c)에 도시한 구조식이 후자이다.OH groups in quartz glass have a wavelength of 27.1 μm (frequency) as described in a plurality of documents (for example, Phys. Chem. Glasses, 3 (1962) 129, J. Non-Cryst. Solid, 139 (1992) 35, etc.). 3672 cm -1 ) shows a wide band of absorption. In the latter document, this absorption band describes two kinds of OH groups, that is, non-hydrogen-bonded OH groups on the high frequency region side and hydrogen-bonded OH groups on the low frequency region side of the wide absorption band. The molecular formula shown in Fig. 2 (a) is the former, and the structural formula shown in Figs. 2 (b) and (c) is the latter.
이와 같이 진동수 3672㎝-1의 흡수띠에 있어서, 비수소 결합성 OH기와 수소 결합성 OH기의 존재위치가 도시되어 있는 것을 이용하여 본 발명자들은 양 OH기의 농도비율을 측정하는 방법을 이하와 같이 하였다.In the absorption band having a frequency of 3672 cm -1 as described above, the present inventors have described a method for measuring the concentration ratio of both OH groups by using the position where the non-hydrogen-bonded OH group and the hydrogen-bonded OH group are shown. It was.
즉, 석영유리 중에 포함된 OH기 중, 상기 2종류의 OH기의 농도 비율을 계산하기 위해서는 우선, 진동수 3672㎝-1의 폭이 넓은 흡수띠를 가늘게 나누어 보았다. 즉, 가우스 분포로 나타낸 5개의 흡수띠(「요소 밴드」라고 불린다)를 가정하여, 이 5개의 요소 밴드의 합이 적외투과 스팩트럼 측정된 진동수 3672㎝-1의 폭이 넓은 흡수띠에 될 수 있는 한 일치하도록 요소밴드의 강도를 설정하는 방법을 확립하였다.That is, in order to calculate the concentration ratio of the two kinds of OH groups among the OH groups contained in the quartz glass, first, a wide absorption band having a frequency of 3672 cm -1 was divided into thin sections. In other words, assuming the five absorption bands (called urea bands) represented by the Gaussian distribution, the sum of these five urea bands coincide as far as possible with a wide absorption band with an infrared transmission spectrum measured frequency of 3672 cm -1 . The method of setting the strength of the urea band was established.
이 점을 더욱 상세히 설명한다.This point is explained in more detail.
일반적으로, 가우스 분포는, Ix=(C/σ√2π)exp(-(x-y)2/2σ2)로 나타내어 진다. 여기서, C는 계수, x는 진동수, σ는 분산, v는 요소밴드의 중심파수이다. 5개의 요소 밴드의 중심파수와 분산과는 모든 경우에 있어서 도5의 값으로 설정한다. 여기서 강도를 결정하는 C는 5개의 요소 밴드의 합이 측정된 진동수 3672㎝-1의 흡수띠에 될 수 있는 한 일치하도록 적당히 설정한다. 도면에서 비수소 결합성 OH기는 1, 2의 요소 밴드에 상당하고, 수소 결합성 OH기에는 3, 4, 5가 상당한다.In general, the Gaussian distribution is represented by Ix = (C / σ√2π) exp (-(xy) 2 / 2σ 2 ). Where C is the coefficient, x is the frequency, sigma is the dispersion, and v is the center frequency of the element band. The center frequency and variance of the five element bands are set to the values in FIG. 5 in all cases. Here, C, which determines the strength, is appropriately set so that the sum of the five element bands can match the absorption band having the measured frequency of 3672 cm −1 . In the figure, the non-hydrogen bonded OH group corresponds to the urea bands of 1 and 2, and 3, 4 and 5 correspond to the hydrogen bonded OH group.
도6은 5개의 요소 밴드의 파형을 도시한 것으로, 횡축은 빛의 진동수, 종축은 대상물인 석영유리에서의 광흡수이다. 이렇게 하여 구해진 5개의 요소 밴드로부터 비수소 결합성 OH기를 구한다. 전체의 OH기에 대한 비수소 결합성 OH기의 비율은, 파선으로 나타낸 요소 밴드(1)와 요소 밴드(2)의 면적의 합(즉, 비수소 결합성 OH기의 요소 밴드의 합)을 진동수 3672㎝-1의 넓은 흡수띠의 면적으로 나눈 것이다. 여기서 진동수 3672㎝-1의 흡수띠의 면적은 진동수 4000㎝-1의 흡수띠와 진동수 3000㎝-1의 흡수띠에서의 값을 직선으로 연결한 것을 기선(이 기선(基線)을 제로 라인으로 하고, 그 이하의 광강도는 가산하지 않는다)으로 하여, 진동수 3672㎝-1의 흡수띠에 대해서 3200㎝-1∼3770㎝-1까지의 범위에서 구한 면적을 말한다.Fig. 6 shows waveforms of five element bands, where the horizontal axis represents frequency of light and the vertical axis represents light absorption in quartz glass as an object. The non-hydrogen bonded OH group is obtained from the five urea bands thus obtained. The ratio of the non-hydrogen-bonded OH groups to the total OH groups is the frequency of the sum of the area of the urea band 1 and the urea band 2 indicated by the broken line (that is, the sum of the urea bands of the non-hydrogen-bonded OH groups). It is divided by the area of a wide absorption band of 3672 cm -1 . Wherein the area of the absorption band of frequencies 3672㎝ -1 is the line that is the concatenation of the values at a frequency of 4000㎝ -1 absorption band with frequencies of 3000㎝ -1 absorption band in a straight line to the zero base line (the base line (基線) and, below of the light intensity is not added) to the, it refers to the area calculated in the range of -1 to 3200㎝ ~3770㎝ -1 for the absorption band of frequencies 3672㎝ -1.
따라서, 어떤 석영유리의 비수소 결합성 OH기의 농도가 전체 OH기에 대해 어느 정도인지를 평가하는데에는 도6에 도시한 바와 같은 요소 밴드의 파형을 구하여 상기 면적의 비율을 구함으로써 판정할 수 있다.Therefore, in evaluating how much the concentration of the non-hydrogen-bonded OH group of the quartz glass is with respect to the entire OH group, it can be determined by obtaining the waveform of the element band as shown in FIG. .
다음으로, 전체의 OH기에 대한 비수소 결합성 OH기의 비율과 자외선 투과량의 관계를 나타낸다. 도4는 종축에 파장 160㎚인 빛의 투과율(%)을 표시하고, 횡축에 비수소 결합성 OH기의 상대 농도를 표시한다.Next, the relationship between the ratio of the non-hydrogen bonded OH group to the whole OH group and the ultraviolet ray transmission amount is shown. 4 shows the transmittance (%) of light having a wavelength of 160 nm on the vertical axis, and the relative concentration of the non-hydrogen-bonded OH group on the horizontal axis.
도면으로부터, 석영유리 중의 비수소 결합성 OH기의 농도가 0.36보다 작은 경우는 진공 자외광, 도면에 있어서는 파장 160㎚인 빛의 투과율이 13% 이상인 것을 알 수 있다. 그리고, 비수소 결합성 OH기 농도가 0.30 보다 작은 경우에 투과율은 16% 이상이 되고, 또한 OH기 농도가 0.27 이상인 경우는 0.18 이상으로 되어 급격히 투과율이 증가하는 것을 알 수 있다.From the figure, when the density | concentration of the non-hydrogen bond OH group in quartz glass is smaller than 0.36, it turns out that the transmittance | permeability of vacuum ultraviolet light and the light of wavelength 160nm in a figure is 13% or more. In the case where the concentration of the non-hydrogen bonded OH group is less than 0.30, the transmittance is 16% or more, and when the concentration of the OH group is 0.27 or more, it is 0.18 or more.
여기서, 석영유리 중의 비수소 결합성 OH기의 함유 농도를 감소시키는 방법으로서 석영유리에 γ선원(線源)으로부터 방사되는 γ선을 조사하는 방법이 있다. 이것은 예를 들면 시판되고 있는 석영유리에 γ선을 예를 들면 100시간 조사하는 것이다. 혹은, 다른 방법으로서 석영유리를 습한 분위기(수분의 분압으로 예를 들면 4.6×104㎩)에서 비교적 저온, 예를 들면 350℃에서 가열하는 것을 생각할 수 있다. 이들의 처리방법에 의해 석영유리 중의 수산화 규소(SiOH)에 관한 결합 상태가 변화하기 때문이라고 생각할 수 있다.Here, there is a method of irradiating γ-rays radiated from a γ-ray source onto quartz glass as a method of reducing the content concentration of non-hydrogen-bonded OH groups in quartz glass. This is to irradiate gamma rays to commercially available quartz glass for 100 hours, for example. Alternatively, the quartz glass may be heated at a relatively low temperature, for example, 350 ° C. in a humid atmosphere (for example, 4.6 × 10 4 Pa at a partial pressure of water). It can be considered that the bonding state with respect to silicon hydroxide (SiOH) in quartz glass changes by these treatment methods.
그리고, 이러한 처리를 유전체 배리어 방전램프를 조립할 때 혹은 조립한 후에 처리를 행함으로써 석영유리 안에 포함된 비수소 결합성 OH기의 농도를 상기 범위내의 것으로 할 수 있다.This treatment can be carried out at the time of assembling or after assembling the dielectric barrier discharge lamp, so that the concentration of the non-hydrogen bonded OH group contained in the quartz glass can be within the above range.
또한, 상술한 도4에 도시한 실험에서는 처리전의 비수소 결합성 OH기의 비율은 전체의 OH기의 0.50이고, 파장 160㎚인 빛의 투과율은 11%이었다.In the experiment shown in Fig. 4, the ratio of non-hydrogen-bonded OH groups before treatment was 0.50 of the entire OH groups, and the transmittance of light having a wavelength of 160 nm was 11%.
도 3은 본 발명의 조사장치를 나타낸다. 전체가 직사각형 상자형 램프 하우스(20)의 안에 진공 자외광을 방사하는 4개의 유전체 배리어 방전 램프(10)가 수납되어 있다.3 shows an irradiation apparatus of the present invention. In the rectangular box-shaped lamp house 20, four dielectric barrier discharge lamps 10 emitting vacuum ultraviolet light are housed.
램프 하우스(20)에는 직사각형 통형상의 케이싱(21)이 설치되고, 이 케이싱(21)에는 그 하측의 개구(22)를 기밀(氣密)하게 닫도록 유전체 배리어 방전램프(10)로부터의 진공 자외광을 외부로 인출하기 위한 창부재(25)가 설치되어 있다. 또한, 케이싱(21)의 상측개구를 닫도록 알루미늄으로 이루어진 냉각 블록(30)이 설치되어 있다. 창부재(25)를 구성하는 재료로서는 유전체 배리어 방전램프(10)로부터의 진공 자외광에 대해 투과성을 갖는 석영유리가 사용된다. 케이싱(21)의 측면에는 램프 하우스(20)내에 불활성 가스를 도입하기 위한 가스 도입구멍(26)이 형성되어 있고, 케이싱(21)의 다른쪽의 측면에는 램프 하우스 내의 가스를 배출하는 가스 배출구멍(27)이 형성되어 있다.The lamp house 20 is provided with a rectangular cylindrical casing 21, and the casing 21 is vacuumed from the dielectric barrier discharge lamp 10 to hermetically close the lower opening 22. A window member 25 for drawing ultraviolet light to the outside is provided. In addition, a cooling block 30 made of aluminum is provided to close the upper opening of the casing 21. As the material constituting the window member 25, quartz glass having transparency to vacuum ultraviolet light from the dielectric barrier discharge lamp 10 is used. A gas introduction hole 26 for introducing an inert gas into the lamp house 20 is formed on the side of the casing 21, and a gas discharge hole for discharging the gas in the lamp house on the other side of the casing 21. 27 is formed.
램프 하우스(20)내에 있어서의 냉각 블록(30)의 하면에는 각각 유전체 배리어 방전램프(10)의 외경보다 큰 외경을 갖는 단면이 반원형의 4개의 홈(31)이 서로 이간하여 배열되도록 형성되어 있고, 이들 홈(31)의 각각을 따라 유전체 배리어 방전램프(10)가 배치되어 있다. 32는 냉각 블록(30)을 관통하여 형성된 냉각용 유체를 위한 통로이다.The lower surface of the cooling block 30 in the lamp house 20 is formed such that the cross sections each having an outer diameter larger than that of the dielectric barrier discharge lamp 10 are arranged so that the four semicircular grooves 31 are spaced apart from each other. The dielectric barrier discharge lamp 10 is disposed along each of these grooves 31. 32 is a passage for the cooling fluid formed through the cooling block 30.
이러한 구조의 유전체 배리어 방전램프를 사용한 조사장치에 있어서, 창부재(25)는 비수소 결합성 OH기의 비율은 전체 OH기의 0.36 이하로 하고 있다.In the irradiation apparatus using the dielectric barrier discharge lamp having such a structure, the window member 25 has a ratio of the non-hydrogen bonded OH group to 0.36 or less of the total OH groups.
본 발명의 유전체 배리어 방전램프는 방전용기의 적어도 일부에 광투과성 부분이 형성되어 있고, 이 광투과성 부분에서의 비수소 결합성 OH기의 비율을 전체 OH기의 0.36 이하로 하였기 때문에, 석영유리의 자외선에 의한 손상을 양호하게 억제할 수 있고, 또한 충분한 자외선 방사량, 특히 크세논 엑시머 방사띠의 단파장 측의 빛을 충분히 얻을 수 있다.In the dielectric barrier discharge lamp of the present invention, a light-transmissive portion is formed in at least a part of the discharge vessel, and the ratio of the non-hydrogen-bonded OH groups in the light-transmissive portion is 0.36 or less of the total OH groups, so that The damage by ultraviolet rays can be suppressed favorably, and sufficient ultraviolet-ray radiation amount, especially the light of the short wavelength side of a xenon excimer radiation band can be obtained sufficiently.
또한, 본 발명의 조사장치는 유전체 배리어 방전램프로부터의 자외선을 인출하는 창부재의 비수소 결합성 OH기의 비율을 전체의 OH기의 0.36 이하로 하였기 때문에, 마찬가지로 석영유리의 자외선에 의한 손상을 양호하게 억제할 수 있고, 또한 충분한 자외선 방사량, 특히 크세논 엑시머 방사띠의 단파장 측의 빛을 충분히 얻을 수 있다.In addition, the irradiating apparatus of the present invention made the ratio of the non-hydrogen-bonded OH groups of the window member which extracts the ultraviolet rays from the dielectric barrier discharge lamp equal to or less than 0.36 of the total OH groups. It can be suppressed favorably, and sufficient ultraviolet radiation amount, especially the light on the short wavelength side of the xenon excimer radiation band can be obtained sufficiently.
도1은 본 발명의 유전체 배리어 방전램프,1 is a dielectric barrier discharge lamp of the present invention,
도2는 본 발명의 비수소 결합성 OH기를 설명하기 위한 도면,Figure 2 is a view for explaining the non-hydrogen bonded OH group of the present invention,
도3은 본 발명의 조사장치,3 is a irradiation apparatus of the present invention,
도4는 비수소 결합성 OH기와 자외선 투과량의 관계를 도시한 도면,4 is a diagram showing a relationship between a non-hydrogen bonded OH group and an ultraviolet ray transmission amount;
도5는 비수소 결합성 OH기의 비율을 구하기 위한 설명용 도면,5 is an explanatory drawing for obtaining a ratio of a non-hydrogen bonded OH group;
도6은 비수소 결합성 OH기의 비율을 구하기 위한 설명용 도면이다.FIG. 6 is an explanatory diagram for obtaining a ratio of non-hydrogen bonded OH groups.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1…방전용기 2…내측관One… Discharge vessel 2... Inner tube
3…외측관 4…방전공간3... Outer tube 4.. Discharge space
5…내측 전극 6…외측 전극5... Inner electrode 6.. Outer electrode
10…유전체 배리어 방전램프 20…램프 하우스10... Dielectric barrier discharge lamp 20.. Lamp house
25…창부재(窓部材)25... Window member
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4834484A (en) * | 1987-07-09 | 1989-05-30 | University Of Houston-University Park | Optical fiber coupler including refractive means for producing an annular beam |
| JPH05166489A (en) * | 1991-12-16 | 1993-07-02 | Ushio Inc | Metal halide lamp |
| US5444331A (en) * | 1993-01-20 | 1995-08-22 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Dielectric barrier discharge lamp |
| EP1119019A1 (en) * | 1998-07-31 | 2001-07-25 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Dielectric barrier discharge lamp and irradiation device |
-
1999
- 1999-10-28 KR KR10-1999-0047227A patent/KR100503221B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4834484A (en) * | 1987-07-09 | 1989-05-30 | University Of Houston-University Park | Optical fiber coupler including refractive means for producing an annular beam |
| JPH05166489A (en) * | 1991-12-16 | 1993-07-02 | Ushio Inc | Metal halide lamp |
| US5444331A (en) * | 1993-01-20 | 1995-08-22 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Dielectric barrier discharge lamp |
| EP1119019A1 (en) * | 1998-07-31 | 2001-07-25 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Dielectric barrier discharge lamp and irradiation device |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220053164A (en) * | 2020-10-22 | 2022-04-29 | (주)아덴하이진 | sterilization device using UV light source harmless to human body |
| KR102427239B1 (en) * | 2020-10-22 | 2022-08-22 | (주)아덴하이진 | sterilization device using UV light source harmless to human body |
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