KR101374022B1 - Excimer lamp - Google Patents
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Abstract
PSA 용도에 최적인 광원을 제공하기 위해서, 모노머를 중합시키기 위해서 필요한 파장 300-380㎚의 파장역의 자외광을 효율적으로 방사하는 엑시머 램프를 제공하는 것을 목적으로 하는 것으로서, 크립톤 가스, 요오드 가스 및 크세논 가스를 포함하는 방전 가스가 봉입된 방전 용기와, 상기 방전 용기의 내부에 형성된 방전 공간을 사이에 두고 대향하도록 배치된 한쌍의 전극을 구비하고, 상기 방전 공간에, 요오드의 엑시머(I2 *)가 발하는 피크 파장이 342㎚ 부근인 발광과, 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)가 발하는 피크 파장이 320㎚ 부근인 발광의 양쪽을 발생시킨다.In order to provide an optimal light source for PSA applications, an object of the present invention is to provide an excimer lamp that efficiently emits ultraviolet light having a wavelength range of 300 to 380 nm necessary for polymerizing monomers, and includes krypton gas, iodine gas and A discharge container filled with a discharge gas containing xenon gas, and a pair of electrodes disposed to face each other with a discharge space formed inside the discharge container, and an excimer (I 2 *) of iodine in the discharge space; 2) emit light having a peak wavelength of around 342 nm and light having a peak wavelength of around exciter (XeI * ) of a compound of xenon (Xe) and iodine (I).
Description
본 발명은, 크립톤 가스, 요오드 가스 및 크세논 가스를 포함하는 방전 가스를 방전 매체로서 사용함으로써 300∼380㎚의 파장역의 자외광을 효율적으로 방사하는 엑시머 램프에 관한 것이다.The present invention relates to an excimer lamp which efficiently emits ultraviolet light in the wavelength range of 300 to 380 nm by using a discharge gas containing krypton gas, iodine gas and xenon gas as a discharge medium.
액정 디스플레이의 제조 공정에 있어서는, 액정의 화소를 구성할 때에 액정에 모노머를 혼입시키고, 액정 분자를 경사시킨 상태에서 모노머를 중합시킴으로써 액정 분자의 경사 방향을 고정시키는 기술(PSA:Polymer Sustained Alignment)이 이용되고 있다. PSA에 대해서 개시하는 특허 문헌 1에 의하면, 모노머를 중합시키기 위한 광원으로서, 액정에 부여하는 손상이 적은 것, 모노머의 감도, 액정용 유리의 투과율 등을 고려하여, 모노머에 대해서 예를 들면 파장 300-380㎚의 자외광을 조사하는 것이 바람직하다고 되어 있다(특허 문헌 1의 단락 0237).In the manufacturing process of a liquid crystal display, the technique (PSA: Polymer Sustained Alignment) which fixes the inclination direction of liquid crystal molecules by incorporating a monomer into a liquid crystal and polymerizing a monomer in the state which inclined the liquid crystal molecule when forming the pixel of a liquid crystal It is used. According to
모노머를 중합시키기 위해서 필요한 파장 300-380㎚의 자외광을 방사하는 자외선 광원으로는 다양한 것이 알려져 있는데, 현 상황에서는 PSA 용도에 최적인 광원에 대해서는 검토를 거듭되고 있는 단계이다. 예를 들면, 수은을 방전 매체로 하여 파장 365㎚의 자외광을 주로 방사하는 수은 램프, 금속 할로겐화물을 방전 매체로 하는 메탈할라이드 램프 등이 PSA 용도의 광원의 후보가 되어 있다.Various kinds of ultraviolet light sources that emit ultraviolet light having a wavelength of 300 to 380 nm necessary for polymerizing monomers are known. In the present situation, studies on the light sources that are optimal for PSA applications have been repeated. For example, a mercury lamp which mainly emits ultraviolet light having a wavelength of 365 nm using mercury as a discharge medium, a metal halide lamp having metal halide as a discharge medium, and the like are candidates for a light source for PSA.
그러나, 수은 램프는, 복수의 수은 램프를 탑재하여 자외선 조사 장치를 구성하려고 한 경우에 자외선 조사 장치가 대형화된다는 문제가 있고, 또한, 수은을 방전 매체로 하기 위해서 환경에의 부하가 크다는 단점이 있다. 메탈할라이드 램프는 투입 전력에 비해 방사되는 자외선의 출력이 낮다는 에너지 효율의 면에서 문제가 있고, 또한, 할로겐화 금속을 방전 매체로 하기 때문에 환경에의 악영향을 무시할 수 없다.However, the mercury lamp has a problem in that the ultraviolet irradiation device is enlarged when a plurality of mercury lamps are mounted to form an ultraviolet irradiation device, and there is also a disadvantage that the load on the environment is large in order to make mercury a discharge medium. . The metal halide lamp has a problem in terms of energy efficiency that the output of the emitted ultraviolet rays is lower than the input power, and since the metal halide is used as the discharge medium, adverse effects on the environment cannot be ignored.
엑시머 램프는, 복수의 엑시머 램프를 탑재하여 자외선 조사 장치를 구성하려고 한 경우에 자외선 조사 장치를 비교적 소형화할 수 있음과 더불어, 투입 전력에 비해 방사되는 자외선의 출력이 높기 때문에 에너지 효율이 뛰어나고, 또한, 크세논 가스, 클립톤 가스 등의 희가스를 방전 매체로서 사용하므로 환경에의 부하가 작다는 실용적인 면에서 장점이 크기 때문에, PSA용의 광원으로서 유망시되고 있다.When the excimer lamp is equipped with a plurality of excimer lamps to form an ultraviolet irradiation device, the ultraviolet irradiation device can be made relatively small, and the output of the emitted ultraviolet light is high compared to the input power. Since rare gases, such as xenon gas and clipton gas, are used as the discharge medium, they have great advantages in terms of practicality that the load on the environment is small, and thus, they are promising as a light source for PSA.
엑시머 램프는, 종래부터 주로 액정 기판 등의 피처리물의 표면에 대해서 진공 자외선을 조사함으로써 피처리물의 표면 개질을 하기 위한 광원으로서 사용되고 있는데, PSA 용도에 있어서 모노머를 중합시키기 위해서 필요한 파장 300-380㎚의 파장역의 자외광의 출력이 불충분했다.Excimer lamps are conventionally used as a light source for surface modification of a workpiece by mainly irradiating vacuum ultraviolet rays to the surface of the workpiece, such as a liquid crystal substrate, but having a wavelength of 300-380 nm necessary for polymerizing monomers in PSA applications. The output of ultraviolet light in the wavelength range of was insufficient.
이상에서 본 발명은, PSA 용도에 최적인 광원을 제공하기 위해서, 모노머를 중합시키기 위해서 필요한 파장 300-380㎚의 파장역의 자외광을 효율적으로 방사하는 엑시머 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above, an object of the present invention is to provide an excimer lamp for efficiently emitting ultraviolet light having a wavelength range of 300 to 380 nm necessary for polymerizing a monomer in order to provide a light source that is optimal for PSA use.
상기한 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1기재의 엑시머 램프는, 크립톤 가스, 요오드 가스 및 크세논 가스를 포함하는 방전 가스가 봉입된 방전 용기와, 상기 방전 용기의 내부에 형성된 방전 공간을 사이에 두고 대향하도록 배치된 한쌍의 전극을 구비하고, 상기 방전 공간에, 요오드의 엑시머(I2 *)가 발하는 피크 파장이 342㎚ 부근인 발광과, 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)가 발하는 피크 파장이 320㎚ 부근인 발광의 양쪽이 발생하는 것이다.In order to solve the said subject, the excimer lamp of
청구항 2기재의 엑시머 램프는, 크립톤 가스, 요오드 가스 및 크세논 가스를 포함하는 방전 가스가 봉입된 방전 용기와, 상기 방전 용기의 내부에 형성된 방전 공간을 사이에 두고 대향하도록 배치된 한쌍의 전극을 구비하고, 상기 크세논 가스의 농도가 0.05∼2.0%인 것이다.The excimer lamp of
청구항 3기재의 엑시머 램프는, 청구항 2기재의 엑시머 램프에 있어서 상기 크세논 가스의 농도가 0.2∼2.0%인 것이다. In the excimer lamp of
청구항 4기재의 엑시머 램프는, 청구항 1 또는 청구항 2기재의 엑시머 램프에 있어서 상기 방전 가스의 전체 압력이 40∼133kPa인 것이다.As for the excimer lamp of
청구항 1의 발명의 엑시머 램프에 의하면, 크립톤 가스, 요오드 가스 및 크세논 가스를 포함하는 방전 가스를 방전 매체로서 봉입함으로써, 상기 방전 공간에, 요오드의 엑시머(I2 *)가 발하는 피크 파장이 342㎚ 부근인 발광과, 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)가 발하는 피크 파장이 320㎚ 부근인 발광의 양쪽이 발생하므로, PSA 용도에 있어서 모노머를 중합시키기 위해서 필요한 300∼380㎚의 파장역의 자외광의 출력을 향상시킬 수 있다.According to the excimer lamp of the invention of
청구항 2의 발명의 엑시머 램프에 의하면, 크립톤 가스, 요오드 가스 및 크세논 가스를 포함하는 방전 가스를 방전 매체로서 봉입하고, 크세논 가스의 농도가 0.05∼2.0%로 규정되어 있으므로, PSA 용도에 있어서 모노머를 중합시키기 위해서 필요한 300∼380㎚의 파장역의 자외광의 출력을 향상시킬 수 있다.According to the excimer lamp of the invention of
청구항 3의 발명의 엑시머 램프에 의하면, 청구항 2의 엑시머 램프에 있어서, 상기 크세논 가스의 농도가 0.2∼2.0%로 규정되어 있으므로, PSA 용도에 있어서 모노머를 중합시키기 위해서 필요한 300∼380㎚의 파장역의 자외광의 출력을 더욱 향상시킬 수 있다.According to the excimer lamp of
청구항 4의 발명의 엑시머 램프에 의하면, 청구항 1 또는 청구항 2기재의 엑시머 램프에 있어서, 방전 가스의 전체 압력이 40∼133kPa로 되어 있으므로, PSA 용도에 있어서 모노머를 중합시키기 위해서 필요한 300∼380㎚의 파장역의 자외광의 출력을 향상시킬 수 있다.According to the excimer lamp of
도 1은 본 발명의 엑시머 램프의 구성의 개략을 나타내는 관축 방향의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시하는 A-A선 단면도이다.
도 3은 실험 1의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 실험 2의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 실험 3의 결과를 나타내는 그래프이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is sectional drawing of the tube axis direction which shows the outline of the structure of the excimer lamp of this invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1.
3 is a graph showing the results of
4 is a graph showing the results of
5 is a graph showing the results of
도 1은, 본 발명의 엑시머 램프의 구성의 개략을 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시하는 A-A선 단면도이다. 엑시머 램프(10)는, 예를 들면 석영 유리 등의 유전체 재료에 의해 도 2에 도시하는 바와같이 단면이 사각형이 되도록 구성된 방전 용기(1)를 구비한다. 방전 용기(1)의 내부에는, 크립톤 가스, 요오드 가스 및 크세논 가스를 주로 포함하는 방전 가스가 봉입되어 있다.1 is a perspective view showing an outline of a configuration of an excimer lamp of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1. The
방전 용기(1)는, 방전 용기의 길이 방향의 양단 근방의 내부에 실링 부재(2)를 배치하여 방전 용기(1)와 실링 부재(2)를 용착함으로써, 방전 가스가 외부로 누출되지 않도록 기밀하게 실링된다. 또한, 방전 용기(1)의 상하의 벽면(3, 4)의 각각의 외표면에는, 그물망 형상의 한쌍의 전극(5, 6)이, 방전 용기(1)의 내부에 형성된 방전 공간(S) 및 방전 용기(1)를 구성하는 유전체 재료를 사이에 두고 대향하도록 설치되어 있다. 전극(5, 6)은, 소정의 그물망 형상 패턴이 형성되도록 예를 들면 증착 등에 의해 형성되어 있다.The
또한, 방전 용기(1)의 내부에는, 예를 들면 SiO2를 주성분으로서 포함하는 자외선 반사막(7)이 광 출사 방향측의 벽면(3)과 반대측의 벽면(4)에 형성되어 있고, 방전 공간(S) 내에서 발생한 자외선이 자외선 반사막(7)에 의해 광 출사 방향으로 반사되어 광 출사 방향측에 위치하는 벽면(3)으로부터 출사하도록 되어 있다.Further, in the interior of the discharge vessel (1), for example, and an ultraviolet reflection film (7) containing SiO 2 as a main component is formed in the
이러한 구성의 엑시머 램프는, 한쌍의 전극(5, 6) 사이에 예를 들면 1∼120kHz의 정현파의 고주파를 공급함으로써, 방전 공간(S)에 면하는 내벽면에 무수한 수염과 같은 무성 방전이 발생하고, 이러한 무성 방전에 의해 마치 방전 공간(S)의 전체가 균등하게 방전하고 있는 것과 같은 상태로 된다.The excimer lamp having such a configuration generates, for example, a myriad of beardless discharges on the inner wall surface facing the discharge space S by supplying a high frequency wave of 1 to 120 kHz, for example, between the pair of electrodes 5 and 6. By this silent discharge, the entire discharge space S is discharged evenly.
이러한 방전에 의해, 방전 용기에 봉입된 요오드(I)의 양이온(I+) 및 음이온(I-)은 하기 [화학식 1]로 표시하는 바와같이, 방전 가스에 포함되는 요오드 이외의 크립톤의 원자 또는 분자(M)와 반응함으로써 요오드의 엑시머(I2 *)를 형성함과 더불어, 요오드의 엑시머(I2 *)는 하기 [화학식 2]로 표시하는 바와같이, 전리하는 반응을 반복한다.With this discharge, cations (I +) and negative ion (I -) of iodine (I) enclosed in the discharge vessel is to
[화학식 1][Formula 1]
I++I-+M → I2 *+M I + + I - + M → I 2 * + M
[화학식 2][Formula 2]
I2 *→I++I- I 2 * → I + + I -
상기의 [화학식 1]로 표시하는 바와같이 하여 방전 공간에 형성된 요오드의 엑시머(I2 *)는, 피크 파장이 342㎚인 요오드 분자 발광을 방사한다. 요오드의 엑시머(I2 *)를 형성하는 기초가 되는 요오드 이온(I+) 및 (I-)은, 준안정 여기 원자의 에너지에 의해 요오드가 전리되는 페닝 효과(Penning effect)라고 불리는 반응이 발생함으로써 생성된다.As shown by the above [Formula 1], the excimer (I 2 * ) of iodine formed in the discharge space emits iodine molecular light emission having a peak wavelength of 342 nm. Excimer of iodine (I 2 *) iodine ion (I +) that is the basis for forming a and (I -) is the reaction called generation Penning effect (Penning effect) that iodine is ionized by metastable here Atomic Energy Is generated.
이 페닝 효과는, 크립톤의 준안정 여기 원자의 에너지가 요오드 원자의 전리에너지보다도 조금 높음으로써 발생한다. 참고로, 준안정 여기 원자의 에너지는, 크립톤이 9.9∼10.5eV이며, 요오드 원자의 전리 에너지는 10.4eV이다. 따라서, 크립톤 가스와 요오드 가스를 포함하는 방전 가스를 방전 용기에 봉입하면, 방전 공간에 있어서 요오드 이온(I+) 및 (I-)가 보다 많이 생성되어, 다수의 요오드의 엑시머(I2 *)가 형성된다.This penning effect occurs because the energy of the metastable excitation atom of krypton is slightly higher than the ionization energy of the iodine atom. For reference, the energy of the metastable excitation atom is 9.9 to 10.5 eV of krypton, and the ionization energy of the iodine atom is 10.4 eV. Thus, the krypton gas and when filled with a discharge gas containing iodine gas in the discharge vessel, an iodine ion (I +) and (I -) in the discharge space is more produced, excimer the number of iodine (I 2 *) Is formed.
또한, 방전 용기에 봉입된 크세논(Xe)과 요오드(I)는, 하기 [화학식 3]으로 표시하는 바와같이 회합함으로써 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)를 형성함과 더불어, 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)는 하기 [화학식 4]로 표시하는 바와같이 분리되는 반응을 반복한다.In addition, xenon (Xe) and iodine (I) encapsulated in a discharge vessel are associated with each other to form an excimer (XeI * ) of a compound of xenon (Xe) and iodine (I) as shown by the following [Formula 3]. In addition, the excimer (XeI * ) of the compound of xenon (Xe) and iodine (I) repeats the reaction which is isolate | separated as shown by following [Formula 4].
[화학식 3][Formula 3]
2Xe+I2 → 2XeI* 2Xe + I 2 → 2XeI *
[화학식 4][Formula 4]
2XeI* → 2Xe+I2 2XeI * → 2Xe + I 2
상기의 [화학식 3]으로 표시하는 바와같이 하여 형성된 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)는, 피크 파장이 320㎚ 부근에 있는 자외광을 방사한다.The excimer (XeI * ) of the compound of xenon (Xe) and the compound of iodine (I) formed as represented by said Formula (3) emits the ultraviolet light in which the peak wavelength is around 320 nm.
즉, 방전 공간(S)에는, 요오드의 엑시머(I2 *)로부터 방사되는 피크 파장이 342㎚ 부근에 있는 자외광, 크세논(Xe)과 요오드(I) 화합물의 엑시머(XeI*)로부터 방사되는 피크 파장이 320㎚ 부근에 있는 자외광이 동시에 발해진다.That is, in the discharge space S, the peak wavelength radiated from the excimer (I 2 * ) of iodine radiates from the ultraviolet light in the vicinity of 342 nm, the excimer (XeI * ) of the xenon (Xe) and the iodine (I) compound. Ultraviolet light with a peak wavelength around 320 nm is emitted simultaneously.
또한, 상기한 것과 같은 요오드의 엑시머(I2 *), 크세논(Xe)과 요오드(I) 화합물의 엑시머(XeI*)를 형성하기 위해서는, 1∼120kHz의 정현파의 고주파를 엑시머 램프에 인가하여 펄스적 전류로 점등 구동시키는 것이 바람직하다. 정현파의 주파수가 너무 높으면, 엑시머 방전이 형성되지 않는 이른바 휴지 기간이 짧아짐으로써, 요오드의 엑시머(I2 *) 및 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)를 형성하는 시간적인 여유가 없어져, 피크 파장이 각각 342㎚, 320㎚ 부근에 있는 자외광의 발광 강도가 저하한다고 생각된다. 한편, 정현파의 주파수가 너무 낮으면, 단위 시간당의 발광 회수가 적어지므로, 피크 파장이 각각 342㎚, 320㎚ 부근에 있는 자외광의 발광 강도가 저하한다고 생각된다.In addition, in order to form an excimer (I 2 * ) of iodine, an excimer (XeI * ) of a compound of xenon (Xe) and an iodine (I) as described above, a sinusoidal high frequency of 1 to 120 kHz is applied to an excimer lamp and pulsed. It is preferable to drive lighting by an electric current. If the frequency of the sine wave is too high, the so-called rest period during which no excimer discharge is formed is shortened, thereby forming the excimer (I 2 * ) of iodine and the excimer (XeI * ) of the compound of xenon (Xe) and iodine (I). It is thought that the light emission intensity of the ultraviolet light in which the peak wavelengths are around 342 nm and 320 nm respectively decreases. On the other hand, if the frequency of the sine wave is too low, the number of luminescences per unit time decreases, and therefore, it is considered that the luminescence intensity of ultraviolet light having peak wavelengths around 342 nm and 320 nm respectively decreases.
요오드의 엑시머(I2 *)는 요오드 이온(I+, I-)에 충돌하는 크립톤(Kr)의 원자 또는 분자가 많을수록 형성되기 쉽다. 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)는, 방전 가스에 포함되는 요오드(I), 크세논(Xe)의 원자 또는 분자가 많으면 형성되기 쉽다. 따라서, 엑시머 램프에 봉입되는 방전 가스의 전체 압력을 높게 한 경우는, 요오드의 엑시머(I2 *) 및 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)가 형성되기 쉬워져, 피크 파장이 320㎚ 부근 및 342㎚ 부근인 자외광의 발광 강도가 향상된다. 구체적으로는, 방전 가스의 전체 압력을 40∼133kPa로 하는 것이 바람직하다.The excimer (I 2 * ) of iodine is more likely to be formed as more atoms or molecules of krypton (Kr) collide with iodine ions (I + , I − ). The excimer (XeI * ) of the compound of xenon (Xe) and iodine (I) is easily formed when there are many atoms or molecules of iodine (I) and xenon (Xe) contained in the discharge gas. Therefore, it is, it tends to be the excimer (XeI *) of the compounds of the excimer of iodine (I 2 *) and xenon (Xe) and iodine (I) is formed when the higher the total pressure of the discharge gas which is sealed in an excimer lamp, The luminescence intensity of ultraviolet light whose peak wavelength is around 320 nm and 342 nm is improved. Specifically, the total pressure of the discharge gas is preferably 40 to 133 kPa.
여기서, 본 발명의 엑시머 램프에 있어서는, 크세논(Xe)의 농도가 0.05∼2.0%로 규정되어 있다. 크세논(Xe)의 농도는, 방전 가스의 전압에 대한 크세논 가스의 분압으로 표시된다. 즉, 크세논 가스의 농도는, 크세논 가스의 분압을, 크립톤 가스의 분압, 요오드 가스의 분압 및 크세논 가스의 분압의 합계로 나눔으로써 얻어진다.Here, in the excimer lamp of this invention, the density | concentration of xenon (Xe) is prescribed | regulated to 0.05 to 2.0%. The concentration of xenon (Xe) is expressed by the partial pressure of xenon gas with respect to the voltage of the discharge gas. That is, the concentration of xenon gas is obtained by dividing the partial pressure of xenon gas by the sum of the partial pressure of krypton gas, the partial pressure of iodine gas and the partial pressure of xenon gas.
이 때문에, 요오드의 엑시머(I2 *)로부터 방사되는 피크 파장이 342㎚ 부근에 있는 자외광의 출력을 저하시키지 않고, 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)로부터 방사되는 피크 파장이 320㎚ 부근에 있는 자외광의 출력을 높일 수 있다. 따라서, PSA 용도에 있어서 필요한 300-380㎚의 파장역의 자외광의 출력이 향상되므로, 모노머를 중합시키기 위해서 필요한 광 에너지를 충분히 공급할 수 있다.Accordingly, without the peak wavelength emitted from an excimer (I 2 *) of iodine with no decrease in the output of the ultraviolet light in the vicinity 342㎚, radiation from an excimer (XeI *) of the compounds of xenon (Xe) and iodine (I) The output of the ultraviolet light whose peak wavelength becomes around 320 nm can be raised. Therefore, since the output of the ultraviolet light of the 300-380 nm wavelength range required for PSA use improves, the optical energy required in order to superpose | polymerize a monomer can fully be supplied.
이하, 본 발명의 엑시머 램프에 봉입한 방전 가스에 포함되는 크세논 가스의 농도를 정하기 위해서 행한 실험 1 내지 3에 대해서 설명한다. 실험 1 내지 3에서는, 각각, 이하의 실시예 1 내지 3에 나타내는 사양에 따라 제작한, 도 1 및 2에 나타내는 구성의 엑시머 램프를 사용했다.Hereinafter, the experiments 1-3 which were performed in order to determine the density | concentration of the xenon gas contained in the discharge gas enclosed in the excimer lamp of this invention are demonstrated. In experiments 1-3, the excimer lamp of the structure shown to FIG. 1 and 2 produced according to the specification shown to the following Examples 1-3 was used, respectively.
<실시예 1>≪ Example 1 >
실험 1은, 크세논 가스의 농도가 서로 다르도록 이하의 사양으로 제작된 복수의 엑시머 램프를 사용했다.In
·방전 용기는, 단면이 사각 형상인 각통형상을 갖추고, 전체 길이 200㎜, 폭 32㎜, 높이 14㎜, 방전 갭 10㎜, 유리의 두께 2㎜이다.The discharge container has a square cylinder shape having a square cross section, and has a total length of 200 mm, a width of 32 mm, a height of 14 mm, a discharge gap of 10 mm, and a thickness of 2 mm of glass.
·전극은, 금을 스크린 인쇄함으로써 형성되고, 전체 길이 130㎜, 폭 32㎜, 두께 5㎛이다.The electrode is formed by screen printing gold, and has a total length of 130 mm, a width of 32 mm, and a thickness of 5 m.
·방전 가스는, 크립톤 가스, 요오드 가스 및 크세논 가스를 포함하고 전체 압력이 120kPa이다.The discharge gas contains krypton gas, iodine gas and xenon gas and has a total pressure of 120 kPa.
·요오드 가스의 농도는 0.11%로 공통된다.The concentration of iodine gas is common at 0.11%.
·크세논 가스의 농도는 0∼5%의 범위에서 서로 다르다.The concentration of xenon gas is different in the range of 0 to 5%.
·점등 주파수는 70kHz이다.Lighting frequency is 70 kHz.
(실험 1)(Experiment 1)
실험 1은, 실시예 1에 관한 각 엑시머 램프를 각각 점등시키고, 각 엑시머 램프에 대해서 300-350㎚의 파장역의 자외광의 발광 스펙트럼 형상의 변화를 조사했다.
도 3은, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)의 농도를 0~5%의 범위에서 다양하게 바꾸었을 때의 엑시머 램프의 발광 스펙트럼을 나타낸다. 도 3에서는, 세로축이 Xe농도 1%인 경우의 파장 342㎚인 자외광의 발광 강도를 1로 했을 때의 발광 강도의 규격치이며, 가로축이 파장(㎚)이다.3 shows the emission spectrum of the excimer lamp when the concentration of xenon (Xe) contained in the discharge gas is varied in the range of 0 to 5%. In FIG. 3, the ordinate is a standard value of the luminescence intensity when the luminescence intensity of ultraviolet light having a wavelength of 342 nm when the vertical axis is 1% is 1%, and the horizontal axis is the wavelength (nm).
도 3에 도시하는 바와같이, 크세논(Xe)이 방전 가스에 포함되어 있지 않은 경우(Xe : 0%)는, 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)로부터 방사되는 피크 파장이 320㎚ 부근에 있는 자외광의 발광 강도가 낮고, 한편, 크세논(Xe)이 방전 가스에 과잉으로 포함되는 경우(Xe:5%)는, 요오드의 엑시머(I2 *)로부터 방사되는 피크 파장이 342㎚ 부근의 자외광의 발광 강도가 저하했다.As shown in FIG. 3, when xenon (Xe) is not contained in the discharge gas (Xe: 0%), the peak radiated from the excimer (XeI * ) of the compound of xenon (Xe) and iodine (I) When the emission intensity of ultraviolet light having a wavelength of around 320 nm is low and xenon (Xe) is excessively contained in the discharge gas (Xe: 5%), the peak radiated from the excimer (I 2 * ) of iodine The emission intensity of ultraviolet light in the wavelength of 342 nm vicinity fell.
이에 대해, 도 3에 나타내는 바와같이, 크세논(Xe)의 농도가 0.05∼2.0%인 경우는, 요오드 엑시머(I2 *)로부터 방사되는 피크 파장이 342㎚ 부근인 자외광의 발광 강도가 높으면서도, 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*)로부터 방사되는 피크 파장이 320㎚ 부근에 있는 자외광의 발광 강도를 높일 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 3, when the concentration of xenon (Xe) is 0.05 to 2.0%, the luminescence intensity of ultraviolet light with a peak wavelength emitted from iodine excimer (I 2 * ) of around 342 nm is high. The emission intensity of ultraviolet light in which the peak wavelength emitted from the excimer (XeI * ) of the compound of xenon (Xe) and iodine (I) is around 320 nm can be increased.
특히, 크세논(Xe)의 농도가 O.2∼2.0%인 경우는, 크세논(Xe)과 요오드(I)의 화합물의 엑시머(XeI*), 요오드 엑시머(I2 *)로부터 각각 방사되는, 피크 파장이 320㎚, 342㎚ 부근에 있는 자외광의 발광 강도를 높일 수 있다.In particular, when the concentration of xenon (Xe) is 0.2 to 2.0%, the peaks emitted from the excimer (XeI * ) and the iodine excimer (I 2 * ) of the compounds of xenon (Xe) and iodine (I), respectively The light emission intensity of the ultraviolet light whose wavelength is around 320 nm and 342 nm can be raised.
<실시예 2><Example 2>
실험 2는, 방전 가스에 포함되는 요오드 가스의 각 농도마다, 크세논 가스의 농도가 서로 다르도록 이하의 사양으로 제작된 복수의 엑시머 램프를 사용했다.In
·방전 용기는, 단면이 사각형상인 각통형상을 갖추고, 전체 길이 125㎜, 폭 32㎜, 높이 14㎜, 방전 갭 10㎜, 유리의 두께 2㎜이다.The discharge container has a rectangular cylinder having a rectangular cross section, and has a total length of 125 mm, a width of 32 mm, a height of 14 mm, a discharge gap of 10 mm, and a thickness of 2 mm of glass.
·전극은, 금을 스크린 인쇄함으로써 형성되고, 전체 길이 130㎜, 폭 32㎜, 두께 5㎛이다.The electrode is formed by screen printing gold, and has a total length of 130 mm, a width of 32 mm, and a thickness of 5 m.
·방전 가스는, 크립톤 가스, 요오드 가스 및 크세논 가스를 포함하고 전체 압력이 120kPa이다.The discharge gas contains krypton gas, iodine gas and xenon gas and has a total pressure of 120 kPa.
·요오드 가스의 농도는, 각각 0.04%, 0.11%, 0.91%이다.The concentration of iodine gas is 0.04%, 0.11% and 0.91%, respectively.
·크세논 가스의 농도는, 0.05∼5%의 범위에서 서로 다르다.The concentration of xenon gas is different in the range of 0.05 to 5%.
·점등 주파수는 70kHz이다.Lighting frequency is 70 kHz.
(실험 2)(Experiment 2)
실험 2는, 각 엑시머 램프를 점등 구동시켜 300-350㎚의 파장역의 자외광의 적산 조도를 측정했다. 실험 2에서는, 요오드의 농도가 크세논(Xe)의 최적 농도에 주는 영향을 조사했다.In
도 4는, 요오드의 각 농도마다, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)의 농도를 0.05∼5%의 범위에서 여러가지로 바꾸었을 때의 300-350㎚의 파장역의 자외광의 적산 조도를 나타낸다. 도 4에서는, 세로축이 I2 농도 0.11% 또한 Xe 농도 1%인 경우의 파장 342㎚의 자외광의 발광 강도를 1로 했을 때의 규격치이며, 가로축이 크세논(Xe)의 농도이다. 세로축의 적산 조도는, 크세논(Xe)의 농도가 1%인 경우의 300-350㎚의 파장역의 자외광의 적산 조도를 1로 했을 때의 규격치이다.FIG. 4 shows the integrated illuminance of the ultraviolet light in the wavelength range of 300 to 350 nm when various concentrations of xenon (Xe) contained in the discharge gas are varied in the range of 0.05 to 5% for each concentration of iodine. In Figure 4, the standard value when the vertical axis would have to 1 the light intensity of ultraviolet light having a wavelength in the case of I 2 342㎚ concentration 0.11% also Xe concentration of 1%, and the horizontal axis represents the concentration of xenon (Xe). The integrated illuminance on the vertical axis is a standard value when the integrated illuminance of the ultraviolet light in the wavelength range of 300 to 350 nm is 1 when the concentration of xenon (Xe) is 1%.
도 4에 도시하는 바와같이, 요오드(I)의 농도에 관계없이, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)의 농도가 5.0%인 경우는 300-350㎚의 파장역의 자외광의 적산 조도가 낮고, 이에 대해, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)의 농도가 0.05∼2%인 경우는 300-350㎚의 파장역 자외광의 적산 조도가 높은 것이 확인되었다.As shown in Fig. 4, regardless of the concentration of iodine (I), when the concentration of xenon (Xe) contained in the discharge gas is 5.0%, the integrated illuminance of ultraviolet light in the wavelength range of 300 to 350 nm is low. On the other hand, when the density | concentration of xenon (Xe) contained in discharge gas is 0.05 to 2%, it was confirmed that the integrated roughness of 300-350 nm wavelength region ultraviolet light is high.
또한, 도 4에 나타내는 결과에서, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)의 농도가 0.2∼2%인 경우는, 요오드(I)의 농도에 관계없이, 300-350㎚의 파장역의 자외광의 적산조도가 특히 높은 것이 확인되었다.In addition, in the result shown in FIG. 4, when the density | concentration of xenon (Xe) contained in discharge gas is 0.2 to 2%, regardless of the density | concentration of iodine (I), it is the ultraviolet-ray of the wavelength range of 300-350 nm. It was confirmed that integration intensity was especially high.
<실시예 3><Example 3>
실험 3은, 방전 가스의 각 전체 압력마다, 크세논 가스의 농도가 서로 다르도록 이하의 사양으로 제작된 복수의 엑시머 램프를 사용했다.In
·방전 용기는, 단면이 사각형상인 각통형상을 갖추고, 전체 길이 125㎜, 폭 32㎜, 높이 14㎜, 방전 갭 10㎜, 유리의 두께 2㎜이다.The discharge container has a rectangular cylinder having a rectangular cross section, and has a total length of 125 mm, a width of 32 mm, a height of 14 mm, a discharge gap of 10 mm, and a thickness of 2 mm of glass.
·전극은, 금을 스크린 인쇄함으로써 형성되고, 전체 길이 130㎜, 폭 32㎜, 두께 5㎛이다.The electrode is formed by screen printing gold, and has a total length of 130 mm, a width of 32 mm, and a thickness of 5 m.
·방전 가스는, 크립톤 가스, 요오드 가스 및 크세논 가스를 포함하고, 전체 압력이 93, 120kPa이다.Discharge gas contains krypton gas, iodine gas, and xenon gas, and total pressure is 93 and 120 kPa.
·요오드 가스의 농도는 0.11%로 공통된다.The concentration of iodine gas is common at 0.11%.
·크세논 가스의 농도는, 0.01∼5%의 범위에서 서로 다르다.The concentration of xenon gas is different in the range of 0.01 to 5%.
·점등 주파수는 70kHz이다.Lighting frequency is 70 kHz.
(실험 3)(Experiment 3)
실험 3은, 각 엑시머 램프를 점등시켜 300-350㎚의 파장역의 자외광의 적산조도를 측정했다. 실험 3에서는, 방전 가스의 전체 압력이 크세논(Xe)의 최적 농도에 미치는 영향을 조사했다.In
도 5는, 방전 가스의 각 전압마다, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)의 농도를 0.01∼5%의 범위에서 여러가지로 바꾸었을 때의 300-350㎚의 파장역의 자외광의 적산 조도를 나타낸다. 도 5에서는, 세로축이 전체 압력 120kPa, Xe 농도 1%인 경우의 300-350㎚의 파장역의 자외광의 적산 조도를 1로 했을 때의 규격치이며, 가로축이 크세논의 농도이다.FIG. 5 shows the integrated illuminance of the ultraviolet light in the wavelength range of 300 to 350 nm when the concentration of xenon (Xe) contained in the discharge gas is varied in the range of 0.01 to 5% for each voltage of the discharge gas. . In FIG. 5, the vertical axis | shaft is a standard value when the integrated illuminance of the ultraviolet light of the 300-350 nm wavelength range in the case of the total pressure of 120 kPa and Xe density | concentration of 1% is 1, and a horizontal axis is xenon concentration.
도 5에 도시하는 바와같이, 방전 가스의 전체 압력에 상관없이, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)의 농도가 0.01% 및 5%인 경우는 300-350㎚의 파장역의 자외광의 적산 조도가 낮고, 이에 대해, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)의 농도가 0.05∼2%인 경우는, 300-350㎚의 파장역의 자외광의 적산 조도가 높은 것이 확인되었다.As shown in FIG. 5, when the concentrations of xenon (Xe) contained in the discharge gas are 0.01% and 5% regardless of the total pressure of the discharge gas, the integrated illuminance of the ultraviolet light in the wavelength range of 300 to 350 nm is shown. On the other hand, when the density | concentration of xenon (Xe) contained in discharge gas is 0.05 to 2%, it was confirmed that the integrated illuminance of the ultraviolet light of the wavelength range of 300-350 nm is high.
또한, 도 5에 나타내는 결과에서, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)의 농도가 0.2∼2%인 경우는, 방전 가스의 전체 압력에 상관없이, 300-350㎚의 파장역의 자외광의 적산 조도가 높은 것이 확인되었다.In addition, in the result shown in FIG. 5, when the concentration of xenon (Xe) contained in discharge gas is 0.2 to 2%, the integration of the ultraviolet light of the wavelength range of 300-350 nm regardless of the total pressure of discharge gas. High illuminance was confirmed.
이상의 실험의 결과로부터, 본 발명의 엑시머 램프에 있어서는, 방전 가스에 포함되는 크세논(Xe)의 농도를 0.05∼2%의 범위 내, 특히 바람직하게는 0.2∼2%의 범위내로 규정함으로써, 요오드(I)의 농도 및 방전 가스의 전체 압력에 상관없이, 300-350㎚의 파장역의 자외광의 발광 강도를 높일 수 있는 것이 확인되었다.From the results of the above experiment, in the excimer lamp of the present invention, the concentration of xenon (Xe) contained in the discharge gas is defined in the range of 0.05 to 2%, particularly preferably in the range of 0.2 to 2%, and thus iodine ( Regardless of the concentration of I) and the total pressure of the discharge gas, it was confirmed that the light emission intensity of the ultraviolet light in the wavelength range of 300 to 350 nm can be increased.
10 : 엑시머 램프 1 : 방전 용기
2 : 실링 부재 3, 4 : 벽면
5, 6 : 전극 7 : 자외선 반사막10: excimer lamp 1: discharge vessel
2: sealing
5, 6: electrode 7: ultraviolet reflecting film
Claims (4)
크세논 가스의 분압을, 크립톤 가스의 분압, 요오드 가스의 분압 및 크세논 가스의 분압의 합계로 나누는 것에 의해 얻어지는 상기 크세논 가스의 농도가 0.05∼2.0%인 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.An excimer lamp having a discharge container filled with a discharge gas including krypton gas, iodine gas and xenon gas, and a pair of electrodes disposed to face each other with a discharge space formed inside the discharge container,
An excimer lamp, wherein the concentration of the xenon gas obtained by dividing the partial pressure of xenon gas by the sum of the partial pressure of krypton gas, the partial pressure of iodine gas and the partial pressure of xenon gas is 0.05 to 2.0%.
상기 크세논 가스의 농도가 0.2∼2.0%인 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.The method according to claim 1,
Excimer lamp, characterized in that the concentration of the xenon gas is 0.2 to 2.0%.
상기 방전 가스의 전체 압력이 40∼133kPa인 것을 특징으로 하는 엑시머 램프.The method according to claim 1,
The total pressure of the said discharge gas is 40-133 kPa, excimer lamp characterized by the above-mentioned.
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