KR20060052588A - A flash discharge lamp and a light energy irradiation apparatus - Google Patents

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KR20060052588A
KR20060052588A KR1020050107542A KR20050107542A KR20060052588A KR 20060052588 A KR20060052588 A KR 20060052588A KR 1020050107542 A KR1020050107542 A KR 1020050107542A KR 20050107542 A KR20050107542 A KR 20050107542A KR 20060052588 A KR20060052588 A KR 20060052588A
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아키히코 다우치
치카코 이치무라
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하리슨 도시바 라이팅 가부시키가이샤
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Abstract

자외광 방사, 특히 파장 200∼400㎚의 자외광 방사를 증대한 섬광 방전램프 및 이것을 이용한 광에너지 조사장치를 제공한다.Provided are a flash discharge lamp which has increased ultraviolet light radiation, particularly ultraviolet light radiation having a wavelength of 200 to 400 nm, and a light energy irradiation apparatus using the same.

섬광 방전램프(HFL)는, 투광성이며 가늘고 긴 기밀용기(SE)와, 기밀용기(SE)의 양 끝단 내부에 봉하여 장착되어 있는 한 쌍의 전극(E, E)과, 크립톤(Kr) 및 크세논(Xe)을 포함하고, 크립톤의 크립톤 및 크세논에 대한 분압비 P(%)가 하기 식을 만족하는 희(希)가스로 이루어지고, 기밀용기(SE)의 내부에 봉하여 넣어지게 되어 섬광 방전할 때에 발광하는 방전매체를 구비하고 있다.The flash discharge lamp (HFL) has a translucent and long airtight container (SE), a pair of electrodes (E, E) and krypton (Kr), which are sealed and mounted inside both ends of the airtight container (SE). It contains xenon (Xe), the partial pressure ratio P (%) of krypton to krypton and xenon is composed of a rare gas satisfying the following equation, and is sealed in the airtight container SE A discharge medium which emits light when discharged is provided.

70≤P≤9870≤P≤98

Description

섬광 방전램프 및 광에너지 조사장치{A flash discharge lamp and a light energy irradiation apparatus}A flash discharge lamp and a light energy irradiation apparatus}

도 1은 본 발명의 섬광 방전램프를 실시하기 위한 하나의 형태를 나타내는 정면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The front view which shows one form for implementing the flash discharge lamp of this invention.

도 2는 마찬가지로 트리거 전극을 제외한 상태의 확대 단면도.2 is an enlarged cross-sectional view of a state similarly excluding a trigger electrode.

도 3은 본 발명의 섬광 방전램프에 있어서의 실시예의 분광 분포곡선을 나타내는 그래프.Fig. 3 is a graph showing the spectral distribution curve of the embodiment in the flash discharge lamp of the present invention.

도 4는 비교예 1의 분광 분포곡선을 나타내는 그래프.4 is a graph showing a spectral distribution curve of Comparative Example 1. FIG.

도 5는 비교예 2의 분광 분포곡선을 나타내는 그래프.5 is a graph showing a spectral distribution curve of Comparative Example 2. FIG.

도 6은 혼합 희(希)가스 중의 Kr 분압비의 변화에 대한 자외광 방사 강도의 관계를 나타내는 그래프.Fig. 6 is a graph showing the relationship of ultraviolet light emission intensity to change in Kr partial pressure ratio in mixed rare gas;

도 7은 섬광 방전램프의 점등 중의 램프 전류밀도와 자외광 방사량의 관계를 나타내는 그래프.7 is a graph showing a relationship between a lamp current density and an ultraviolet light emission amount during lighting of a flash discharge lamp.

도 8은 섬광 방전램프의 램프 전류밀도의 변화에 대한 자외광, 가시광 및 적외광의 각 방사량의 관계를 나타내는 그래프.8 is a graph showing the relationship between the respective radiation doses of ultraviolet light, visible light and infrared light with respect to the change in the lamp current density of the flash discharge lamp.

도 9는 본 발명의 광에너지 조사장치를 실시하기 위한 하나의 형태를 나타내는 개념적 단면도.9 is a conceptual cross-sectional view showing one embodiment for implementing the light energy irradiation apparatus of the present invention.

도 10은 마찬가지로 섬광 방전램프 점등장치의 회로 블록도.Fig. 10 is a circuit block diagram of the flash discharge lamp lighting device in the same manner.

도 11은 종래의 크세논을 봉하여 넣은 섬광 방전램프에 있어서의 분광 분포 곡선을 나타내는 그래프.11 is a graph showing a spectral distribution curve in a flash discharge lamp encapsulated with a conventional xenon.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

E : 전극 HFL : 섬광 방전램프E: electrode HFL: flash discharge lamp

LW : 외부리드 SE : 기밀용기LW: Outer Lead SE: Airtight Container

TW : 트리거 전극 TW: Trigger electrode

[특허문헌 1] 일본 특허공개 2001-068057호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-068057

본 발명은, 자외광을 포함하는 순간적으로 큰 강도의 광에너지를 조사하는데 적합한 섬광 방전램프 및 이것을 이용한 광에너지 조사장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flash discharge lamp suitable for irradiating light energy of instantaneous large intensity including ultraviolet light and a light energy irradiation apparatus using the same.

투광성의 가늘고 긴 기밀용기의 내부에 크세논으로 이루어지는 방전 매체를 봉하여 넣은 섬광 방전램프에 펄스형상의 램프전류를 공급하여 방전시키면, 순간적으로 큰 강도의 섬광 즉 자외광, 가시광선 및 적외광을 포함하는 방사를 순간적으로 발생시킬 수 있다. 이 섬광 방전램프의 섬광 발광을 조사하는 것에 의해서 반도체 재료의 어닐(anneal), 할단(割斷:Scribe&Break) 등 반도체나 액정 프로세스 분야 등 각종의 분야에 있어서의 표면개질, 표면가열 및 표면살균 등의 표면처리가 가능하게 된다.When a pulsed lamp current is supplied to a flash discharge lamp encapsulated with a xenon discharge medium in a transparent long elongated airtight container, a flash of instantaneous intensity, i.e., ultraviolet light, visible light and infrared light is included. Can generate radiation instantaneously. By irradiating the flash emission of the flash discharge lamp, the surface such as surface modification, surface heating and surface sterilization in various fields such as semiconductor and liquid crystal process such as annealing and splitting of semiconductor materials Processing becomes possible.

종래는, 이런 종류의 광조사에는 주로 레이저나 할로겐 전구를 이용하고 있지만, 레이저나 할로겐 전구를 대신하여 상기의 섬광 방전램프의 복수등(複數燈)을 병렬로 배치하는 것에 의해, 극히 단시간에 비교적 면적이 큰 피조사물 전체를 동시에 광조사하는 것이 가능하게 된다. 또한, 섬광 방전램프는, 비교적 램프의 치수가 길어지게 하는 것이 용이하기 때문에, 피조사체의 대면적화를 실현하는데 적합하다.Conventionally, a laser or a halogen bulb is mainly used for this kind of light irradiation, but a plurality of lamps of the above-described flash discharge lamps are arranged in parallel in place of the laser and the halogen bulb in a relatively short time. It is possible to irradiate the entire irradiated object with a large area at the same time. In addition, the flash discharge lamp is suitable for achieving a large area of the irradiated object because it is easy to make the size of the lamp relatively long.

상술의 용도에 이용하는 섬광 방전램프는, 기밀용기가 가늘고 길어서 석영유리로 이루어지고, 기밀용기의 양 끝단 내부에 한 쌍의 전극을 봉하여 장착하고, 기밀용기의 내부에 크세논(Xe) 등의 희(希)가스를 봉하여 넣고 있어, 또한, 기밀용기의 바깥둘레에 근접하여 트리거(trigger) 전극을 배치설치한 구조이다.The flash discharge lamp used for the above-mentioned application is made of quartz glass because the airtight container is thin and long, and a pair of electrodes are sealed inside both ends of the airtight container, and a xenon (Xe) or the like is placed inside the airtight container. The gas is sealed, and a trigger electrode is arranged close to the outer periphery of the airtight container.

방전매체에 크세논을 13.3kPa의 압력으로 봉하여 넣은 섬광 방전램프를 40㎌의 콘덴서의 충전전압을 6㎸로 하고, 인덕턴스를 0μH로 한 방전회로를 이용하여 섬광 점등한 경우의 분광분포는 도 11에 나타내는 바와 같다.The spectral distribution in the case where the flash discharge lamp in which the xenon was sealed at a pressure of 13.3 kPa in the discharge medium and the flash was turned on by using a discharge circuit having a charge voltage of 6 mA and a inductance of 0 μH is shown in Fig. 11. As shown to.

도 11은, 종래의 크세논을 봉하여 넣은 섬광 방전램프에 있어서의 분광분포곡선을 나타내는 그래프이다. 이 분광분포는, 자외선 영역, 가시 영역 및 적외선 영역을 포함한 연속발광이며, 태양광의 분광분포에 가까운 백색발광으로 되어 있다. 따라서, 이 섬광 방전램프 및 상기 점등조건은, 의사(擬似) 태양광원으로서 이용된다. 또, 도 11의 스펙트럼분포의 경우, 파장 200∼400㎚의 자외광 영역의 상대 방사에너지 즉 상대 UV 방사에너지는 약 7.1%이다.Fig. 11 is a graph showing a spectral distribution curve in a flash discharge lamp in which a conventional xenon is sealed. This spectral distribution is continuous light emission including an ultraviolet region, a visible region, and an infrared region, and has white light emission close to the spectral distribution of sunlight. Therefore, the flash discharge lamp and the lighting condition are used as a pseudo solar light source. In the spectral distribution of FIG. 11, the relative radiation energy, that is, the relative UV radiation energy of the ultraviolet light region having a wavelength of 200 to 400 nm is about 7.1%.

상기의 표면 등에 섬광 방전램프의 섬광 발광을 이용하는 경우, 파장 200∼400㎚의 영역에 있어서의 자외광의 상대 방사에너지가 효과적으로 작용한다. 즉, 자외광량을 증가하면, 표면 흡수량의 증가, 표면가열 효과의 증가, 파장 200∼300㎚의 단파장 자외광의 증가에 의한 살균효과의 증대가 실현된다.When the flash emission of the flash discharge lamp is used for the surface or the like, the relative radiant energy of the ultraviolet light in the region of the wavelength of 200 to 400 nm acts effectively. That is, when the amount of ultraviolet light is increased, the sterilization effect is increased by increasing the surface absorption amount, increasing the surface heating effect, and increasing the short wavelength ultraviolet light having a wavelength of 200 to 300 nm.

종래, 원(遠)자외 영역의 방사강도를 많게 하여 높은 살균효과를 얻기 위해서, 희(希)가스에 더하여 안티몬 또는 안티몬 화합물을 봉하여 넣은 살균용 섬광 방전램프가 알려져 있다(종래기술의 문헌 정보 특허문헌 1 참조.).Conventionally, in order to increase the radiation intensity in the far ultraviolet region and to obtain a high sterilization effect, a sterilizing flash discharge lamp in which antimony or antimony compound is sealed in addition to rare gas is known (prior art literature information). See Patent Document 1.).

그런데 , 특허문헌 1의 경우, 섬광 방전할 때에 봉하여 넣어져 있는 안티몬이 증기의 상태로서 존재하는 것이 필요하고, 그 때문에 200℃ 이상의 온도로 가열하는 것이 바람직한 것으로 되어 있다. 이것을 실현하기 위해서는, 섬광 방전램프의 주위에 가열수단을 배치설치하여 섬광 방전램프를 가열하고 있다. 이 때문에, 광원장치가 복잡하고 대형화됨과 동시에, 가열에너지를 사용하기 때문에, 에너지 효율이 저하된다고 하는 문제가 있다.By the way, in the case of patent document 1, it is necessary for antimony encapsulated at the time of flash discharge to exist as a vapor | steam, and for that reason, it is desirable to heat at the temperature of 200 degreeC or more. In order to realize this, a heating means is disposed around the flash discharge lamp to heat the flash discharge lamp. For this reason, there is a problem that the light source device is complicated and enlarged, and at the same time, heating energy is used, so that energy efficiency is lowered.

이에 대해서, 본 발명자들은, 섬광 방전램프의 자외광 증가를 검토하는 중에, 우선 섬광 방전램프에 있어서의 발광 메커니즘을 조사하였다. 섬광 방전램프의 발광은, 다음의 3가지로 구별된다.On the other hand, the present inventors first investigated the light emitting mechanism in the flash discharge lamp, while examining the increase in the ultraviolet light of the flash discharge lamp. Light emission of the flash discharge lamp is classified into the following three types.

(1) f-b 천이에 의한 연속 스펙트럼(단파장 영역-가시 영역) (1) continuous spectrum (short wavelength region-visible region) by f-b transition

Xe+ + e- → Xe + hν (빛) Xe + + e - → Xe + hν ( light)

(2) f-f 천이에 의한 연속 스펙트럼(적외 영역) (2) continuous spectrum (infrared region) by f-f transition

Xe+ + ef- → Xe+ + e- + hν (빛) Xe + + ef - → Xe + + e - + hν ( light)

(3) 여기(勵起)원자로부터 방사되는 스펙트럼(그 밖의 휘선(輝線) 스펙트럼) (3) Spectrum emitted from excitation atom (other bright spectrum)

Xe* → Xe* ′+ hν (빛) Xe * → Xe * ′ + hν (light)

또, 상기에 있어서 이용되고 있는 기호는 다음과 같이 의미하고 있다.In addition, the symbol used in the above means the following.

Xe+ : Xe 이온, Xe* : 여기(勵起) Xe 원자, h : 프랑크의 정수, ν : 진동수, e : 전자Xe + : Xe ion, Xe * : Excitation Xe atom, h: Frank's integer, ν: Frequency, e: Electron

상기 발광 메커니즘 중, (1)은 Xe 이온과 전자가 재결합할 때에, 자외 영역으로부터 가시 영역에 걸쳐서 발광하는 연속발광이 된다. 이것은 f-b 천이발광이다. (2)는 플라즈마 내의 전기장의 영향으로 전자가 감속될 때에 적외 영역에 발광하는 연속 발광이 된다. 제동방사라고 칭해지는 f-f 천이발광이다. (3)은 Xe의 여기(勵起)원자에 의한 휘선(輝線) 스펙트럼의 발광이다. 섬광 방전램프의 발광은, 이상의 메커니즘에 의해 구성되어 있다.Among the above light emitting mechanisms, (1) becomes continuous light emission that emits light from an ultraviolet region to a visible region when Xe ions and electrons recombine. This is f-b transition light emission. Denoted at (2) is continuous light emission in the infrared region when electrons are decelerated due to the influence of an electric field in the plasma. F-f transition light emission called braking radiation. (3) is light emission of the linear spectrum by Xe excitation atom. The light emission of the flash discharge lamp is comprised by the above mechanism.

따라서, 본 발명자들은, 자외광의 증대를 꾀하는 수단으로서, f-b 천이에 의한 연속 스펙트럼의 증가에 주목하였다. 그리고, 자외광 발광에 기여하는 희(希)가스 이온과 전자의 생성효율이나 생성수를 증가시키는 것으로, f-b 천이에 의한 발광을 증대시키는 것을 착상하여, 이것에 대해 조사하였다. 그 결과, Kr에 적당한 압력범위의 Xe를 혼합하여 이루어지는 혼합 희(希)가스를 봉하여 넣는 것에 의해서, 자외광 방사의 증대를 꾀할 수 있는 것을 발견하였다. 본 발명은, 이 발견 에 기초하여 이루어진 것이다.Therefore, the present inventors have noted the increase in the continuous spectrum due to the f-b transition as a means for increasing the ultraviolet light. Then, by increasing the generation efficiency and the number of generation of rare gas ions and electrons contributing to the ultraviolet light emission, increasing the light emission due to the f-b transition was conceived and investigated. As a result, it was found that the ultraviolet light emission can be increased by sealing the mixed rare gas formed by mixing Kr with Xe in an appropriate pressure range. The present invention has been made based on this finding.

본 발명은, 자외광 방사, 특히 파장 200∼400㎚의 자외광 방사를 증대한 섬광 방전램프 및 이것을 이용한 광에너지 조사장치를 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.It is a main object of the present invention to provide a flash discharge lamp having increased ultraviolet light radiation, particularly ultraviolet light radiation having a wavelength of 200 to 400 nm, and a light energy irradiation device using the same.

또한, 본 발명은, 전류 밀도를 증가하여, 새로운 자외광 방사의 증대화를 꾀한 섬광 방전램프 및 이것을 이용한 광에너지 조사장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a flash discharge lamp and a light energy irradiation apparatus using the same, which increase current density and increase new ultraviolet light emission.

본 발명의 섬광 방전램프는, 투광성이며 가늘고 긴 기밀용기와; 기밀용기의 양 끝단 내부에 봉하여 장착되어 있는 한 쌍의 전극과; 크립톤(Kr) 및 크세논(Xe)을 포함하고, 크립톤의 크립톤 및 크세논에 대한 분압비 P(%)가 하기 식을 만족하는 희(希)가스로 이루어지고, 기밀용기의 내부에 봉하여 넣게되어 섬광 방전할 때에 발광하는 방전매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다. The flash discharge lamp of the present invention comprises: a translucent and elongated hermetic container; A pair of electrodes sealed and mounted inside both ends of the hermetic container; It contains krypton (Kr) and xenon (Xe), and the partial pressure ratio P (%) of krypton to krypton and xenon is made of a rare gas satisfying the following formula, and is sealed in the airtight container. And a discharge medium that emits light upon flash discharge.

70≤P≤9870≤P≤98

본 발명은, 전리(電離) 전압이 낮은 크세논에 의해 전자를 생성하여 크립톤의 이온화를 촉진하여 자외광의 증대를 실현하는 것이다. 즉, 희(希)가스의 이온화 전압은, Xe이 12.1eV, Kr이 14.0eV이기 때문에, Xe을 적당한 압력에서 혼합하는 것으로, Kr의 이온화가 촉진되어, 자외광의 증대가 실현된다.The present invention generates electrons by xenon having a low ionization voltage, promotes ionization of krypton, and realizes an increase in ultraviolet light. In other words, since the ionization voltage of the rare gas is 12.1 eV and Kr is 14.0 eV, the ionization of Kr is promoted by mixing Xe at an appropriate pressure, thereby increasing the ultraviolet light.

희(希)가스의 종류와 자외광 발생량과의 관계에 대해 말하면, Xe, Kr 및 Ar의 어느 것이나 파장 200∼300㎚의 영역으로 발광을 얻을 수 있다. 예를 들면, 상 기의 섬광 방전램프를 동일한 콘덴서 용량 및 방전회로에 있어서 충전전압 8㎸에서 점등한 경우, Kr을 봉하여 넣은 섬광 방전램프에 있어서는, 350∼400㎚의 파장 영역에 강한 연속발광이 생긴다. 이것에 대해서, Xe을 봉하여 넣은 섬광 방전램프에 있어서는, 이러한 발광을 볼 수 없지만, 파장 200∼300㎚의 대역에 강한 휘선(輝線) 스펙트럼을 볼 수 있다. 또한, 아르곤을 봉하여 넣은 섬광 방전램프에 있어서는, 360㎚ 부근에 상대적으로 높은 휘선 스펙트럼이 나타난다. 그렇게 하여, 상기 각 섬광 방전램프 중에서는, 파장 200∼400㎚에 포함되는 자외광을 발생시키는 경우, Kr을 봉하여 넣은 섬광 방전램프가 가장 많은 자외광을 얻을 수 있다. 일례로서 설명하면, 안지름 10㎜, 길이 340㎜의 기밀용기 내에 Kr, Xe 및 Ar을 각각 40㎪의 압력으로 봉하여 넣은 섬광 방전램프를 제작하여, 콘덴서 용량 40㎌, 충전 전압 11㎸, 인덕턴스 0μH의 방전회로를 이용하여 펄스폭 20㎲ 일정, 피크전류 4000A에서 섬광 방전시킨 결과, 파장 300∼500㎚에 있어서의 상대 방사강도는, Kr을 봉하여 넣은 섬광 방전램프를 100%로 하면, Ar를 봉하여 넣은 섬광 방전램프가 89%, Xe를 봉하여 넣은 섬광 방전램프가72%이었다.As for the relationship between the kind of rare gas and the amount of ultraviolet light generation, light emission can be obtained in any of Xe, Kr, and Ar in the region having a wavelength of 200 to 300 nm. For example, when the flash discharge lamp is turned on at a charge voltage of 8 kW in the same capacitor capacity and discharge circuit, continuous flash light is strong in a wavelength region of 350 to 400 nm in a flash discharge lamp enclosed with Kr. This occurs. On the other hand, in the flash discharge lamp which enclosed Xe, such light emission is not seen, but the bright line spectrum strong in the band of wavelength 200-300 nm can be seen. In the flash discharge lamp encapsulated with argon, a relatively high bright line spectrum appears around 360 nm. Thus, when generating the ultraviolet light contained in the wavelength 200-400 nm among each said flash discharge lamp, the ultraviolet discharge lamp which enclosed Kr can obtain the most ultraviolet light. As an example, a flash discharge lamp containing Kr, Xe and Ar, respectively, was sealed in a hermetic container having a diameter of 10 mm and a length of 340 mm at a pressure of 40 kPa. A capacitor capacity of 40 kPa, a charging voltage of 11 kW, and an inductance of 0 mu H As a result of flash discharge at a constant pulse width of 20 mA and a peak current of 4000 A using a discharge circuit of, the relative radiation intensity at a wavelength of 300 to 500 nm is 100% when Ar is a flash discharge lamp in which Kr is sealed. 89% of the flash discharge lamps sealed and 72% of the flash discharge lamps sealed Xe.

본 발명에 있어서는, Kr과 Xe을 상기의 소정비율 범위 내에서 혼합하므로, Xe에 의해서 Kr의 이온화 촉진이 거행되는 것에 의한 자외광 발광의 증대와, Kr에 의해서 생기는 350∼400㎚의 파장 영역의 연속 발광이 함께 효과적으로 얻을 수 있다. 그 결과, 파장 200∼400㎚의 자외광의 광량이, Xe을 100% 봉하여 넣은 종래의 섬광 방전램프나 Kr를 100% 봉하여 넣은 섬광 방전램프에 있어서의 그 이상으로 증대한다. Kr 90%, Xe 10%의 분압비의 경우에는, Kr을 100% 봉하여 넣은 섬광 방전 램프에 대해서 112% 정도의 자외광을 얻을 수 있다.In the present invention, since Kr and Xe are mixed within the above predetermined ratio range, the increase in ultraviolet light emission due to the promotion of Kr ionization by Xe and the wavelength region of 350 to 400 nm generated by Kr Continuous light emission can be effectively obtained together. As a result, the amount of ultraviolet light having a wavelength of 200 to 400 nm increases beyond that of the conventional flash discharge lamp containing 100% of Xe and the flash discharge lamp of 100% of Kr. In the case of the partial pressure ratio of Kr 90% and Xe 10%, about 112% of ultraviolet light can be obtained with respect to the flash discharge lamp in which Kr is sealed by 100%.

그러나, Kr의 분압비 P가 70% 미만 또는 98% 넘게 되면, 파장 200∼400㎚의 자외광의 발생량이 Kr을 100% 봉하여 넣은 섬광 방전램프와 동등 또는 그 이하가 되므로, 개량효과를 얻을 수 없다. 또, Kr의 분압비 P는, 바람직하게는 75∼95%의 범위내이다. 이 범위 내이면, 보다 다량의 자외광 발생을 얻을 수 있다.However, if the partial pressure ratio P of Kr is less than 70% or more than 98%, the generation amount of ultraviolet light having a wavelength of 200 to 400 nm is equal to or less than that of the flash discharge lamp containing 100% of Kr, and thus an improvement effect is obtained. Can't. In addition, the partial pressure ratio P of Kr is preferably in the range of 75 to 95%. If it exists in this range, generation | occurence | production of a much larger amount of ultraviolet light can be obtained.

본 발명의 섬광 방전램프에 의하면, 상술한 바와 같이 파장 200∼400㎚의 자외 고주파의 방사가 많아진다. 따라서, 이것을 예를 들면 반도체나 액정 등의 표면처리에 이용하는 경우, 자외광은, 피조사체 표면에서 흡수되기 쉽기 때문에, 표면개질 및 표면가열 등의 표면처리에 대해서 효과적으로 작용하므로, 적절하다. 또한, 자외광이 증대하므로, 표면 살균처리에도 효과적이다.According to the flash discharge lamp of the present invention, as described above, radiation of ultraviolet high frequency with a wavelength of 200 to 400 nm increases. Therefore, when it is used, for example, for surface treatment of semiconductors, liquid crystals, or the like, since ultraviolet light is easily absorbed from the surface of the irradiated object, it is appropriate because it effectively acts on surface treatment such as surface modification and surface heating. Moreover, since ultraviolet light increases, it is effective also for surface sterilization.

다음에, 본 발명의 보다 바람직한 형태에 대해 설명한다. 이 형태는, 본 발명의 상술한 섬광 방전램프의 구성에 더하여, 기밀용기 중의 관축에 직교하는 단면에 있어서의 전류밀도가 8000A/㎠ 이상에서 섬광 점등하는 것에 의해서 특징지어지고 있다.Next, more preferable aspect of this invention is demonstrated. In addition to the above-described configuration of the flash discharge lamp of the present invention, this embodiment is characterized by flashing light at a current density of 8000 A / cm 2 or more in a cross section orthogonal to the tube axis in the hermetic container.

본 형태에 있어서는, 상술한 혼합 희(希)가스의 봉하여 넣음에 의한 f-b 천이에서 얻을 수 있는 발광효율의 향상에 더하여, 램프 전류값을 증가시켜 고전류 밀도화하는 것으로, 이온수 및 전자수가 증가하므로, 여기에 따른 f-b 천이에 의한 발광효율의 향상을 얻을 수 있다. 그 결과, 자외광의 발생량이 더욱 많아진다. 이것에 대해서, 가시광선 영역의 발광은, 전류밀도의 증가에 대해서 거의 변화가 없다. 또한, 적외광은, 전류밀도의 증가에 대해서 감소해간다. 요컨대, 전류밀도 의 증가에 수반하여 자외광이 증가하는 것에 따라서 적외광이 감소한다.In this embodiment, in addition to the improvement of the luminous efficiency obtained from the fb transition by the sealing of the mixed rare gas described above, the lamp current value is increased to increase the current density, so that the number of ions and electrons increases. In addition, the luminous efficiency can be improved by fb transition. As a result, the amount of ultraviolet light generated is further increased. On the other hand, the light emission in the visible light region hardly changes with respect to the increase in the current density. Infrared light decreases with increasing current density. In short, infrared light decreases as ultraviolet light increases with increasing current density.

자외광은, 전류밀도에 대해서 양의 상관을 나타내지만, 전류밀도가 8000A/㎠ 이상이면, 자외광의 증대가 현저하게 되고, 게다가 자외광량이 원하는 값으로 된다. 이것에 대해서 전류밀도가 8000A/㎠ 미만이면, 자외광의 증대의 정도가 적어, 원하는 양의 자외광량을 얻을 수 없다. 또, 전류밀도는, 바람직하게는 10000A/㎠ 이상이며, 이 범위이면 자외광의 증대가 특히 현저하게 된다.The ultraviolet light shows a positive correlation with respect to the current density. However, when the current density is 8000 A / cm 2 or more, the increase in the ultraviolet light becomes remarkable, and the amount of ultraviolet light becomes a desired value. On the other hand, when the current density is less than 8000 A / cm 2, the degree of increase in the ultraviolet light is small, and a desired amount of ultraviolet light cannot be obtained. In addition, the current density is preferably 10000 A / cm 2 or more, and the increase in the ultraviolet light becomes particularly remarkable within this range.

그런데, 전류밀도는, 기밀용기 내에 형성되어 있는 방전공간의 관축에 대해 직교하는 부분의 단면에 대해서 구하는 것으로, 램프전류를 주된 발광 영역에 있어서의 상기 단면적으로 나눗셈하는 것에 의해서 산출된다.By the way, the current density is obtained for the cross section of the portion orthogonal to the tube axis of the discharge space formed in the hermetic container, and is calculated by dividing the lamp current by the cross section in the main light emitting region.

다음에, 본 발명의 광에너지 조사장치에 대해서 설명한다. 광에너지 조사장치는, 광에너지 조사장치 본체와; 광에너지 조사장치 본체에 배치설치된 청구항 1 또는 2에 기재된 섬광 방전램프와; 섬광 방전램프를 섬광 점등하는 섬광 방전램프 점등장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하고 있다.Next, the light energy irradiation apparatus of the present invention will be described. The light energy irradiating apparatus includes: a light energy irradiating apparatus main body; The flash discharge lamp of Claim 1 or 2 arrange | positioned at the optical energy irradiation apparatus main body; And a flash discharge lamp lighting device for flashing on the flash discharge lamp.

본 발명의 광에너지 조사장치에 있어서는, 이상의 구성을 구비하고 있는 것에 의해, 섬광 방전램프가 섬광 방전을 실시하면, 발생한 섬광 발광은, 피조사물에 조사부가 되지만, 섬광 방전램프로부터 방사되는 자외광이 많으므로, 예를 들면 피조사물의 표면처리, 살균처리 등을 효과적으로 실시할 수 있다.In the light energy irradiating apparatus of the present invention, the above-described configuration is provided. When the flash discharge lamp performs flash discharge, the generated flash light is irradiated to the irradiated object, but the ultraviolet light emitted from the flash discharge lamp Since there are many, the surface treatment, the sterilization process, etc. of an irradiated object can be performed effectively, for example.

(발명의 실시형태)Embodiment of the Invention

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 실시하기 위한 형태를 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated with reference to drawings.

도 1 및 도 2는, 본 발명의 섬광 방전램프를 실시하기 위한 제 1 형태를 나 타내고, 도 1은 섬광 방전램프의 정면도, 도 2는 트리거(trigger) 전극을 제외한 상태의 확대 단면도이다. 1 and 2 show a first embodiment for implementing a flash discharge lamp of the present invention, FIG. 1 is a front view of the flash discharge lamp, and FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a state excluding a trigger electrode. .

본 형태에 있어서, 섬광 방전램프(HFL)는, 기밀용기(SE), 한 쌍의 전극(E, E) 및 방전매체를 구비하고 있다. 또한, 소망에 의해 트리거 전극(TW)을 구비할 수 있다. In this embodiment, the flash discharge lamp HFL comprises an airtight container SE, a pair of electrodes E and E, and a discharge medium. Moreover, the trigger electrode TW can be provided as desired.

[기밀용기 SE][Confidential Container SE]

기밀용기(SE)는, 투광성이며, 가늘고 길고, 내부가 가운데가 비어 있다. 여기에서 말하는 투광성은, 외부에 도출하여 이용하고자 하는 원하는 파장대역, 따라서 적어도 원하는 파장의 자외광을 실질적으로 투과하면 좋고, 필요하면 진공 자외광에 대해서도 실질적으로 투과성으로 할 수 있다. 또한, 적어도 기밀용기(SE)의 주요부가 투광성이면 좋다.The airtight container SE is translucent, thin and long, and has an empty inside. The light transmittance herein may transmit substantially the ultraviolet light of the desired wavelength band, and therefore at least the desired wavelength, to be derived and used outside, and may be substantially transparent to the vacuum ultraviolet light if necessary. In addition, at least the principal part of the airtight container SE may be translucent.

또한, 기밀용기(SE)는, 관축 방향으로 이어져서 가늘고 긴 형상을 이루고 있어, 내부의 가운데가 비어있는 부분이 방전공간(1b)으로서 이용된다. 기밀용기(SE)의 길이는, 피조사체의 크기에 따라서 원하는 값으로 설정할 수 있다. 예를 들면, 0.4∼2m 정도의 길이를 갖는 기밀용기(SE)를 구비한 섬광 방전램프(HFL)를 얻을 수도 있다. 또한, 기밀용기(SE)는, 바람직하게는 그 바깥지름 D(mm)가 6≤D≤30의 범위 내에 있다. 상기 수식에 있어서, 바깥지름 D(mm)는, 관축 방향의 후술하는 주요부에 있어서의 바깥둘레의 평균값의 크기를 바깥둘레가 동일한 원형으로 환산했을 때의 값이다.In addition, the airtight container SE has an elongate shape extending in the tube axis direction, and a portion of the inside of which is empty is used as the discharge space 1b. The length of the airtight container SE can be set to a desired value in accordance with the size of the inspected object. For example, a flash discharge lamp HFL having an airtight container SE having a length of about 0.4 to 2 m may be obtained. In addition, the hermetic container SE, Preferably, the outer diameter D (mm) exists in the range of 6 <= D <= 30. In the above formula, the outer diameter D (mm) is a value when the magnitude of the average value of the outer circumference in the main part described later in the tube axis direction is converted into a circle having the same outer circumference.

또한, 기밀용기(SE)는, 소망에 의해 가운데가 비어있는 부분의 관축 방향에 내부 단면적이 예를 들면 어떤 값을 갖는 제 1 영역 및 내부 단면적이 상기의 값과 다른 값을 갖는 제 2 영역을 관축 방향에 구비하여, 그러한 영역의 단면적비가 소정의 관계를 만족하도록 구성할 수 있다. 내부 단면적의 변화는, 단계적 및 연속적의 어느 것이라도 좋다. 내부 단면적의 변화는, 이하에 예시하는 목적에 따라서 적절히 설정할 수 있다. 또, 목적의 여하에 관계없이, 어느 영역의 내부 단면적이 상대적으로 작아지면, 해당 영역을 흐르는 전류 밀도가 커져, 이것에 수반하여 발광의 세기가 상대적으로 커지고, 반대로 내부 단면적이 상대적으로 커지면, 해당 영역을 흐르는 전류밀도가 작아져, 이것에 수반하여 발광의 세기가 상대적으로 작아지는 관계에 있다.In addition, the hermetic container SE has a first region having an internal cross-sectional area, for example, a certain value, and a second region having an internal cross-sectional area that is different from the above, in the tube axis direction of the portion where the hollow is desired. It is provided in the tube axis direction, and can be comprised so that the cross-sectional area ratio of such an area may satisfy | fill predetermined relationship. The change in the internal cross-sectional area may be either stepwise or continuous. The change of internal cross-sectional area can be set suitably according to the objective illustrated below. Regardless of the purpose, when the internal cross-sectional area of a certain region is relatively small, the current density flowing in the corresponding region is increased, and the intensity of light emission is relatively increased with this, on the contrary, when the internal cross-sectional area is relatively large, the corresponding The current density flowing through the region becomes small, and with this, the intensity of light emission becomes relatively small.

1. 관축 방향을 따라서 균일한 광조사 효과가 비교적 긴 거리에 걸쳐 얻을 수 있도록 한다. 1. A uniform light irradiation effect along the direction of the tube axis can be obtained over a relatively long distance.

2. 관축 방향의 중간부에 비교적 발광이 강한 영역이 형성되도록 한다. 2. A region having a relatively strong light emission is formed in the middle portion of the tube axis direction.

3. 관축 방향의 양 끝단부에 비교적 발광이 강한 영역이 형성되도록 한다. 설정되어 있다.3. A region having relatively strong light emission is formed at both ends in the tube axis direction. It is set.

더욱 또한, 기밀용기(SE)는, 그 내부를 바깥공기에 대해서 기밀하게 밀봉함과 동시에, 후술하는 전극(E, E)을 봉하여 장착하여 지지하기 때문에, 가늘고 긴 관(1)과 그 양 끝단의 밀봉부(2)를 구비하여 형성할 수 있다. 또, 도 1에 있어서, 부호 1a는, 관(1)의 측면에 배치설치된 배기 팁 오프(Tip-Off)부이다. 밀봉부(2)는, 적당한 구성을 채용할 수 있지만, 섬광 방전할 때에는 수천A의 대전류가 순간적으로 흐르므로, 이것에 견딜 수 있는 밀봉구조를 채용할 필요가 있다. 바람직하 게는 그레이디드 실링(graded seal) 구조를 채용하는 것이 좋다.In addition, the airtight container SE hermetically seals the inside with respect to the outside air and seals and mounts and supports the electrodes E and E to be described later. It can be provided with the sealing part 2 of the end. In addition, in FIG. 1, the code | symbol 1a is an exhaust tip off part arrange | positioned at the side surface of the pipe 1. Although the sealing part 2 can employ | adopt a suitable structure, when flash discharge, thousands of amperes of large electric current flows instantly, and it is necessary to employ | adopt the sealing structure which can withstand this. It is preferable to employ a graded seal structure.

[한 쌍의 전극(E, E)][Pair of electrodes E, E]

한 쌍의 전극(E, E)은, 기밀용기(SE)의 양 끝단 내부에 대향하여 봉하여 장착되어 있다. 그리고, 종래부터 섬광 방전램프에 일반적으로 이용되고 있는 구성인 부분의 냉음극형의 전극을 이용할 수 있다. 이 경우, 예를 들면 니켈(Ni), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta) 및 티탄(Ti)의 그룹으로부터 선택된 1종 또는 복수 종류의 내화성 금속 혹은 이러한 복수 종류로 이루어지는 합금 또는 스테인리스강 등을 이용하여 전극을 형성할 수 있다.The pair of electrodes E and E are sealed and mounted opposite both ends of the hermetic container SE. In addition, a cold cathode electrode of a portion which is conventionally used for a flash discharge lamp can be used. In this case, for example, one or more kinds of refractory metals selected from the group of nickel (Ni), tungsten (W), molybdenum (Mo), tantalum (Ta) and titanium (Ti) or an alloy composed of such a plurality or The electrode can be formed using stainless steel or the like.

또한, 전극(E)은, 예를 들면 도시하는 바와 같이 전극 주부(3a) 및 전극축(3b)을 포함하고, 전극 주부(3a)를 전극축(3b)의 앞끝단에 지지시켜서 구성할 수 있다. 전극축(3b)은, 그 기초 끝단이 기밀용기(SE)의 밀봉부(2)에 기밀하게 봉하여 붙여진다. 또, 그레이디드 실링 구조의 경우, 외부리드(LW)를 전극축(3b)과 겸용할 수 있고, 따라서 외부리드(LW)를 기밀용기(SE)의 밀봉부(2)를 관통시켜서 기밀용기(SE)의 내부로 돌출시키고, 그 앞끝단에 전극 주부(3a)를 지지시킬 수 있다.In addition, the electrode E includes, for example, an electrode main portion 3a and an electrode shaft 3b as shown, and can be configured by supporting the electrode main portion 3a at the front end of the electrode shaft 3b. have. The base end of the electrode shaft 3b is hermetically sealed to the sealing portion 2 of the hermetic container SE. In the case of a graded sealing structure, the outer lead LW can also be used as the electrode shaft 3b. Therefore, the outer lead LW is allowed to pass through the sealing portion 2 of the hermetic container SE. It protrudes into SE) and can support the electrode main part 3a in the front end.

또한, 소망에 의해 전극축(3b)을 세라믹으로 피복할 수 있다. 이것에 의해, 섬광 방전램프(HFL)의 점등에 의해서 고온으로 가열된 전극축(3b)으로부터 탄소(C) 등의 불순물이 기밀용기(SE)의 내부로 방출되어 기밀용기(SE)의 내면을 흑화하여 섬광 방전램프(HFL)가 수명이 짧아지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 상기 세라믹을 적당한 크기로 형성하는 것에 의해, 덧붙여 전극(E)을 소정위치에 유지하기 위한 전극유지부재로서도 작용시킬 수 있다. 또한, 소망에 의해 상기 세라믹에 게터 (getter)를 유지시킬 수도 있다.If desired, the electrode shaft 3b can be coated with a ceramic. As a result, impurities such as carbon (C) are released into the hermetic container SE from the electrode shaft 3b heated to a high temperature by turning on the flash discharge lamp HFL, and the inner surface of the hermetic container SE is opened. It is possible to suppress blackening and shortening the life of the flash discharge lamp HFL. In addition, by forming the ceramic in an appropriate size, it can also act as an electrode holding member for holding the electrode E at a predetermined position. In addition, a getter may be retained in the ceramic as desired.

[방전매체][Discharge medium]

방전매체는, 그 방전에 의해 원하는 파장 영역의 빛을 방사하는 매체이고, 크립톤(Kr) 및 크세논(Xe)의 소정비율의 혼합 희(希)가스를 주체로 한다. 소정비율은, 크립톤의 크립톤 및 크세논에 대한 혼합비율{Kr/(Kr+Xe)}를 P(%)로 했을 때, 수식 70≤P≤98을 만족하는 것으로 한다. 또, 상기 혼합 희가스의 봉하여 넣음 압력은, 종래부터 섬광 방전램프에 일반적으로 이용되고 있는 것과 같은 압력범위, 예를 들면 50∼200㎪ 정도인 것을 허용한다.The discharge medium is a medium that emits light in a desired wavelength region by the discharge, and mainly includes a mixed rare gas having a predetermined ratio of krypton (Kr) and xenon (Xe). Predetermined ratio shall satisfy | fill Formula 70 <= P <= 98 when the mixing ratio (Kr / (Kr + Xe)) of krypton to krypton and xenon is P (%). Incidentally, the sealing pressure of the mixed rare gas is allowed to be in the same pressure range as that generally used in flash discharge lamps, for example, about 50 to 200 kPa.

[트리거 전극(TW)][Trigger Electrode (TW)]

트리거 전극(TW)은, 소망에 의해 구비하고 있는 것이 허용된다. 그리고, 기밀용기(SE)의 바깥면에 근접하여 배치설치되어, 적어도 한 쪽의 전극(E)과의 사이에 강한 전위경도를 형성하는 것에 의해, 기밀용기(SE) 내의 내부를 절연 파괴하여, 한 쌍의 전극(E, E) 사이에 방전을 발생시키기 위한 수단으로서 기능시킬 수 있다.The trigger electrode TW is allowed to be provided as desired. And it is arrange | positioned near the outer surface of the airtight container SE, and forms the strong electric potential hardness between the at least one electrode E, and breaks down the inside in the airtight container SE, It can function as a means for generating a discharge between a pair of electrodes E and E. FIG.

또한, 트리거 전극(TW)은, 이것을 기밀용기(SE)의 바깥둘레에 근접하여 피치 P(mm)가 수식 5≤P≤50의 나선형상을 이루어서 배치설치할 수 있다. 피치 P가 상기의 범위 내이면, 기밀용기(SE)의 관길이가 2m 정도 이하의 범위에 있어서, 섬광 방전에 있어서의 아크의 중심이 거의 관축상 따라서 직선이 되고, 게다가 안정하게 형성되므로, 방전에 의해서 발생한 광에너지의 원하는 정도를 외부로 도출하는데 적절하다. 또, 트리거 전극(TW)의 피치는, 기밀용기(SE)의 관 길이에 의해 그 최 적인 범위가 변화하므로, 상기의 범위 내에서, 관 길이에 따라서 최적인 조건을 선택할 수 있다. 예를 들면, 관 길이가 300∼2000㎜ 정도이며, 또한, 바깥지름 D(mm)가 6≤D≤30의 범위 내에 있는 경우, 트리거 전극(TW)의 피치는, 20∼30㎜가 바람직하다. 또, 상기 수식에서, 바깥지름 D(mm)는, 관축 방향의 후술하는 주요부에 있어서의 바깥둘레의 평균값의 크기를 바깥둘레가 동일한 원형으로 환산했을 때의 값이다. 그러나, 피치 P가 5mm 미만이 되면, 아크의 안정성은 문제없지만, 차광율(遮光率)이 너무 커지므로, 바람직하지 않다. 또한, 피치 P가 30mm를 넘으면, 차광율의 문제는 없지만, 아크의 안정성이 나빠지므로, 이것 또한 바람직하지 않다Further, the trigger electrode TW can be disposed so as to form a spiral shape having a pitch P (mm) of the formula 5? P? 50 near the outer periphery of the airtight container SE. If the pitch P is in the above range, the tube length of the airtight container SE is about 2 m or less, so that the center of the arc in the flash discharge is substantially straight along the tube axis and is formed stably. It is suitable to derive the desired degree of light energy generated by the outside. Moreover, since the optimum range of the pitch of the trigger electrode TW changes with the tube length of the airtight container SE, an optimal condition can be selected within the said range according to a tube length. For example, when a tube length is about 300-2000 mm and outer diameter D (mm) exists in the range of 6 <= D <= 30, the pitch of a trigger electrode TW is 20-20 mm is preferable. . In the above formula, the outer diameter D (mm) is a value when the magnitude of the average value of the outer circumference in the main part described later in the tube axis direction is converted into a circle having the same outer circumference. However, if the pitch P is less than 5 mm, the stability of the arc is not a problem, but the light shielding rate becomes too large, which is not preferable. In addition, if the pitch P exceeds 30 mm, there is no problem of light shielding rate, but the stability of the arc deteriorates, which is also undesirable.

또한 트리거 전극(TW)은, 바람직하게는 상기에 더하여 그 선지름 d(mm)가 0.1≤d≤2.0의 범위 내이면, 점등할 때의 열팽창에 의한 영향이 없어, 더구나, 차광율이 지나치게 커지지는 않는다. 이것에 대해서, 선지름이 0.1mm 미만이 되면, 점등할 때의 열팽창이 커지게 되어 기밀용기와의 사이에 틈새가 형성되기 쉬워지게 됨과 동시에, 트리거 전극(TW)의 피치가 흐트러지기 쉬워진다. 트리거 전극(TW)과 기밀용기(SE)와의 사이의 틈새가 커지면, 시동성이 손상된다. 또한, 피치가 흐트러지면, 아크의 안정성이 손상된다. 또한, 선지름이 2.0mm를 넘으면, 차광율이 커지게 됨과 동시에, 외부로 도출되는 관축 방향의 광에너지 분포의 균일 정밀도가 나빠진다. 또, 트리거 전극(TW)은, 아크의 관축에 따른 안정에 구애되지 않는 것이라면, 상기와 같이 스파이럴(spiral)에 두루 감지 않아도 좋고, 예를 들면 관축에 따른 직선형상 등의 구성으로 할 수도 있다.Further, the trigger electrode TW preferably has no influence due to thermal expansion when it is turned on when the wire diameter d (mm) is in the range of 0.1 ≦ d ≦ 2.0, in addition to the above, and further, the light shielding rate is not too large. Does not. On the other hand, when the wire diameter is less than 0.1 mm, the thermal expansion at the time of turning on becomes large, a gap is formed easily between airtight vessels, and the pitch of the trigger electrode TW tends to be disturbed. If the gap between the trigger electrode TW and the airtight container SE becomes large, startability is impaired. Also, if the pitch is disturbed, the stability of the arc is impaired. In addition, when the line diameter exceeds 2.0 mm, the light shielding rate is increased, and the uniformity accuracy of the light energy distribution in the tube axis direction, which is drawn out, is deteriorated. In addition, as long as the trigger electrode TW is not bound to the stability along the tube axis of the arc, the trigger electrode TW may be sensed throughout the spiral as described above, or may have a configuration such as a linear shape along the tube axis.

또한, 트리거 전극(TW)에 의해서 한 쪽의 전극(E)과의 사이에 강한 전위경도 를 형성하기 위해서는, 예를 들면 트리거 전극(TW)과 해당 한 쪽의 전극(E)과의 사이에 후술하는 고전압 발생회로(HVC)를 접속하거나, 트리거 전극(TW)을 다른 쪽의 전극(E)에 접속하거나 하면 좋다. 또한, 트리거 전극(TW)의 전극(E, E) 사이에 있어서의 길이를 조절하는 것에 의해서, 한 쌍의 전극(E, E) 사이에 있어서의 방전 개시전압을 원하는 값이 되도록 제어할 수도 있다.In addition, in order to form a strong electric potential hardness between the one electrode E by the trigger electrode TW, it is mentioned later between the trigger electrode TW and the said one electrode E, for example. The high voltage generation circuit HVC may be connected or the trigger electrode TW may be connected to the other electrode E. FIG. In addition, by adjusting the length between the electrodes E and E of the trigger electrode TW, the discharge start voltage between the pair of electrodes E and E can be controlled to be a desired value. .

더욱 또한, 트리거 전극(TW)을 기밀용기(SE)의 바깥둘레면에 접촉 상태로 소정의 위치에 고정하기 위해서, 도 1에 나타내는 바와 같이, 트리거 전극(TW)의 양 끝단을 바람직하게는 금속제의 링형상부재(4)에 의해서 단단히 묶을 수 있다. 이 경우, 금속제의 링형상부재(4)로부터 리드선(8)을 도출하도록 구성할 수 있다. 이와 같이 구성하면, 리드선에 원하지 않는 장력이 작용했다고 하여도, 트리거 전극(TW)의 피치가 흐트러지거나 하는 것을 방지할 수 있다.Further, in order to fix the trigger electrode TW to a predetermined position in contact with the outer circumferential surface of the hermetic container SE, as shown in FIG. 1, both ends of the trigger electrode TW are preferably made of metal. It can be firmly tied by the ring-shaped member (4). In this case, the lead wire 8 can be derived from the metal ring-shaped member 4. In such a configuration, even if an unwanted tension acts on the lead wire, it is possible to prevent the pitch of the trigger electrode TW from being disturbed.

또, 소망에 의해 게터(G)를 전극(E)의 근방에 배치설치하는 것이 허용된다. 게터 재료로서는, 바륨(Ba) 게터, ZrAl합금 게터 등 이미 알고 있는 것을 이용할 수 있다. 바륨(Ba) 게터는, 기밀용기(SE) 내면의 전극(E)의 근방 위치에 증착막으로서 이것을 형성할 수 있다. ZrAl합금 게터는, 전극축(3b)의 전극 주부(3a)에 근접한 위치에 용접하는 등에 의해 배치설치할 수 있다.Moreover, it is permissible to arrange | position the getter G in the vicinity of the electrode E as needed. As a getter material, what is already known, such as a barium (Ba) getter and a ZrAl alloy getter, can be used. The barium (Ba) getter can form this as a vapor deposition film in the vicinity of the electrode E on the inner surface of the hermetic container SE. The ZrAl alloy getter can be disposed by welding to a position close to the electrode main portion 3a of the electrode shaft 3b.

(실시예)(Example)

기밀용기 : 바깥지름 12㎜, 안지름 10㎜, 발광 길이 340㎜ Airtight container: outer diameter 12mm, inner diameter 10mm, light emission length 340mm

방전 매체 : Kr 90% + Xe 10%, 봉하여 넣음 압력 40㎪Discharge medium: Kr 90% + Xe 10%, sealing pressure 40㎪

점등조건 : 콘덴서 용량 40㎌, 방전회로 0μH, 충전전압 12㎸,Lighting condition: Capacitor capacity 40㎌, discharge circuit 0μH, charging voltage 12㎸,

전류밀도 12760(A/㎠ ), 반값폭 20㎲            Current density 12760 (A / ㎠), half width 20㎲

[비교예 1]Comparative Example 1

기밀용기 : 실시예와 같다.Airtight container: same as the embodiment.

방전매체 : Kr 100%, 봉하여 넣음 압력 40㎪Discharge medium: Kr 100%, sealing pressure 40㎪

점등조건 : 콘덴서 용량 40㎌, 방전회로 0μH, 충전전압 11㎸, Lighting condition: Capacitor capacity 40㎌, discharge circuit 0μH, charge voltage 11㎸,

전류밀도 11700(A/㎠), 반값폭 20㎲           Current density 11700 (A / ㎠), half width 20mA

점등조건 : 실시예와 같다.Lighting condition: same as in Example.

[비교예 2]Comparative Example 2

기밀용기 : 실시예와 같다.Airtight container: same as the embodiment.

방전매체 : Xe 100%, 봉하여 넣음 압력 40㎪ Discharge medium: Xe 100%, sealing pressure 40㎪

점등조건 : 비교예 1와 같다.Lighting condition: the same as in Comparative Example 1.

도 3 내지 도 5는, 본 발명의 실시예 및 비교예 1, 2의 분광 분포곡선을 나타내고, 도 3은 실시예, 도 4는 비교예 1, 도 5는 비교예 2이다. 각 도면에 있어서, 가로축은 파장(㎚)을, 세로축은 상대 방사강도를, 각각 나타낸다.3 to 5 show spectral distribution curves of Examples and Comparative Examples 1 and 2 of the present invention, FIG. 3 is an Example, FIG. 4 is Comparative Example 1, and FIG. 5 is Comparative Example 2. FIG. In each figure, the horizontal axis represents wavelength (nm) and the vertical axis represents relative emission intensity, respectively.

도 3 내지 도 5의 대비에 의해 분명한 바와 같이, 실시예에 대해서는, 파장 200∼400㎚의 자외선, 특히 파장 300∼400㎚의 영역의 방사량이 비교예 1, 2의 그것보다 현저하게 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 또, 실시예와 비교예 1, 2에서는 충전 전압값이 일치하고 있지 않지만, 큰 차이는 아니고, 분광 분포에 있어서의 대국적인 변화는 없다.As apparent from the contrast of Figs. 3 to 5, for the examples, the radiation amount in the ultraviolet ray having a wavelength of 200 to 400 nm, especially the region having the wavelength of 300 to 400 nm is significantly increased than that of Comparative Examples 1 and 2. It can be seen that. In Examples and Comparative Examples 1 and 2, although the charging voltage values do not coincide, there is no large difference, and there is no major change in the spectral distribution.

도 6은, 혼합 희(希)가스 중의 Kr 분압비의 변화에 대한 자외광 방사강도의 관계를 나타내는 그래프이다. 도면에 있어서, 가로축은 Kr 분압비{Kr/(Kr+Xe)}를, 세로축은 %UV를, 각각 나타낸다. 또, %UV는, 파장 200∼950㎚에 있어서의 전체 방사에 대한 상대 자외광 방사강도(%)를 의미한다. 측정에 제공한 섬광 방전램프는, Kr 분압비 이외의 사양은, 실시예와 같다.FIG. 6 is a graph showing the relationship between the ultraviolet light emission intensity and the change in the Kr partial pressure ratio in the mixed rare gas. FIG. In the figure, the horizontal axis represents Kr partial pressure ratio {Kr / (Kr + Xe)}, and the vertical axis represents% UV. In addition,% UV means the relative ultraviolet light emission intensity (%) with respect to the total emission in wavelength 200-950nm. As for the flash discharge lamp provided for the measurement, specifications other than Kr partial pressure ratio are the same as that of an Example.

도면으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, Kr 분압비가 70∼98%이면, Kr 100%의 경우보다 자외광이 분명하게 증대한다. 또한, 75∼95%이면, 자외광이 현저하게 증대한다. 또한, Kr 분압비 90%의 경우에 자외광의 증대가 최대가 된다.As can be understood from the drawing, when the Kr partial pressure ratio is 70 to 98%, the ultraviolet light is clearly increased than in the case of Kr 100%. Moreover, when it is 75 to 95%, ultraviolet light will increase remarkably. In the case of the Kr partial pressure ratio of 90%, the increase in the ultraviolet light is maximized.

도 7은, 섬광 방전램프의 램프 전류밀도의 변화에 대한 자외광 방사량의 관계를 나타내는 그래프이다. 도면에 있어서, 가로축은 램프 전류밀도 A/㎠를, 세로축은 %UV를, 각각 나타낸다. 또, %UV 및 섬광 방전램프는, 도 6에서의 것과 같다.Fig. 7 is a graph showing the relationship between the ultraviolet light radiation amount and the change in the lamp current density of the flash discharge lamp. In the figure, the horizontal axis represents lamp current density A / cm 2 and the vertical axis represents% UV, respectively. In addition,% UV and a flash discharge lamp are the same as that of FIG.

도 7로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 램프 전류밀도가 8000(A/㎠) 이상, 바람직하게는 10000(A/㎠) 이상이면, 자외광, 특히 파장 300∼400㎚의 영역의 자외광량이 증대하지만, 램프 전류밀도가 8000(A/㎠) 미만이 되면, 자외광량이 현저하게 저하한다.As can be understood from FIG. 7, when the lamp current density is 8000 (A / cm 2) or more, preferably 10000 (A / cm 2) or more, the amount of ultraviolet light, especially the ultraviolet light in the region having a wavelength of 300 to 400 nm increases. When the lamp current density is less than 8000 (A / cm 2), the amount of ultraviolet light decreases significantly.

도 8은, 섬광 방전램프의 램프 전류밀도의 변화에 대한 자외광, 가시광 및 적외광의 각 방사량의 관계를 나타내는 그래프이다. 도면에 있어서, 가로축은 램프 전류밀도 A/㎠를, 세로축은 방사강도(%)를, 각각 나타낸다.Fig. 8 is a graph showing the relationship between the radiation doses of ultraviolet light, visible light and infrared light with respect to the change in the lamp current density of the flash discharge lamp. In the figure, the horizontal axis represents lamp current density A / cm 2 and the vertical axis represents radial intensity (%), respectively.

도면으로부터 이해할 수 있는 바와 같이, 램프 전류밀도를 증가해 가면, 이미 서술한 바와 같이 자외광은 증대하지만, 적외광은 저하해 간다. 이것에 대해서, 가시광은 거의 변화하지 않는다. 또한, 도 7과 도 8에서는 램프전류 밀도범위 가 벗어나 있지만, 도 8에 나타난 경향은 램프 전류밀도가 더욱 증대해도 마찬가지라고 추정할 수 있다.As can be understood from the drawing, as the lamp current density increases, the ultraviolet light increases as described above, but the infrared light decreases. On the other hand, visible light hardly changes. In addition, although the lamp current density range is out of Figs. 7 and 8, it can be estimated that the trend shown in Fig. 8 is the same even if the lamp current density is further increased.

도 9 및 도 10은, 본 발명의 광에너지 조사장치를 실시하기 위한 한 형태를 나타내고, 도 9는 개념적 단면도, 도 10은 회로 블록도이다. 본형태에 있어서, 광에너지 조사장치는, 광에너지 조사장치 본체(LE)와, 광에너지 조사장치 본체(LE)에 배치설치된 섬광 방전램프(HFL)와, 섬광 방전램프(HFL)를 섬광 점등하는 섬광 방전램프 점등장치(FOD)를 구비하고, 피조사체(SM)에 대하여 섬광 에너지를 조사한다.9 and 10 show one embodiment for implementing the light energy irradiation apparatus of the present invention, FIG. 9 is a conceptual sectional view, and FIG. 10 is a circuit block diagram. In this embodiment, the light energy irradiation device flashes the light energy irradiation device main body LE, the flash discharge lamp HFL disposed on the light energy irradiation device main body LE, and the flash discharge lamp HFL. The flash discharge lamp lighting device FOD is provided, and flash energy is irradiated to the irradiated object SM.

광에너지 조사장치 본체(LE)는, 광에너지 조사장치로부터 섬광 방전램프(HFL) 및 섬광 방전램프 점등장치(FOD)를 제외한 나머지의 부분을 말하고, 구체적인 구조는 상관없다. 광에너지 조사장치 본체(LE)는, 일례로서 반사거울(M) 및 필터(F)를 구비하고 있다. 반사거울(M)은, 섬광 방전램프(HFL)로부터 방사된 섬광 에너지를 피조사체(SM)를 향하여 반사한다. 필터(F)는, 자외선 투과성의 예를 들면 실리카를 80질량% 이상 함유하는 석영유리로 이루어지고, 피조사체(SM) 등에서의 오염물질이 섬광 방전램프(HFL)에 비산하는 것을 방지한다.The light energy irradiating apparatus main body LE refers to the remaining portions of the light energy irradiating apparatus except for the flash discharge lamp HFL and the flash discharge lamp lighting device FOD, and the specific structure does not matter. The optical energy irradiator main body LE is provided with the reflection mirror M and the filter F as an example. The reflection mirror M reflects the flash energy radiated from the flash discharge lamp HFL toward the irradiated object SM. The filter F is made of quartz glass containing, for example, 80% by mass or more of silica that transmits ultraviolet rays, and prevents contaminants from the irradiated object SM and the like from scattering on the flash discharge lamp HFL.

섬광 방전램프(HFL)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 제 1 형태의 구조를 갖고, 또한, 실시예의 사양을 구비하고 있다.The flash discharge lamp HFL has the structure of the 1st form shown in FIG. 1 and FIG. 2, and has the specification of an Example.

섬광 방전램프 점등장치(FOD)는, 도 10에 나타내는 회로구성이다. 즉, 섬광 방전램프 점등장치(FOD)는, 섬광 점등회로(OC) 및 고전압 발생 회로(HVG)를 구비하고 있다.The flash discharge lamp lighting apparatus FOD is a circuit structure shown in FIG. That is, the flash discharge lamp lighting device FOD is provided with the flash lighting circuit OC and the high voltage generation circuit HVG.

섬광 점등회로(OC)는, 충전 및 방전 콘덴서(C1) 및 충전회로(CC)를 주체로 하여 구성되어 있다. 또, 충전 및 방전 콘덴서(C1)는, 도시한 바와 같이 복수의 콘덴서를 병렬 접속하여 구성할 수 있다. 또한, 실시예의 점등조건의 경우, 충전 및 방전 콘덴서(C1)의 정전용량은 40μF, 충전 전압은 12㎸, 램프전류의 피크값은 전류밀도 12760(A/㎠), 반값폭 20㎲이다.The flash lighting circuit OC mainly comprises the charging and discharging capacitor C1 and the charging circuit CC. In addition, the charge and discharge capacitor C1 can be configured by connecting a plurality of capacitors in parallel as shown in the figure. In the lighting condition of the embodiment, the capacitance of the charge and discharge capacitor C1 is 40 mu F, the charge voltage is 12 mA, and the peak value of the lamp current is current density 12760 (A / cm 2) and half width 20 mA.

고전압 발생회로(HVG)는, 펄스 트랜스를 포함하고, 도시를 생략하고 있는 펄스전원으로부터 출력된 펄스 전압이 펄스 트랜스의 1차코일에 입력하면, 고전압 펄스가 2차 코일로부터 출력하여, 한 쪽의 전극(E)과 트리거 전극(TW)과의 사이에 인가되도록 구성되어 있다.The high voltage generation circuit HVG includes a pulse transformer, and when a pulse voltage output from a pulse power supply (not shown) is input to the primary coil of the pulse transformer, a high voltage pulse is output from the secondary coil, It is comprised so that it may apply between the electrode E and the trigger electrode TW.

피조사체 SM는, 예를 들면 표면처리를 실시하는 물체이지만, 어떠한 것이어도 좋다. 또한, 광에너지 조사의 목적은 상관없다.The irradiated object SM is, for example, an object to be subjected to a surface treatment, but any object may be used. In addition, the purpose of light energy irradiation does not matter.

그렇게 하여, 광에너지 조사장치를 작동시켜 섬광 방전램프(HFL)를 점등하면, 자외선 및 가시광을 주체로 하는 광에너지 조사에 의한 방사 에너지가 순간적으로, 또한, 집중하여 피조사체(SM)의 피조사 처리면에 가해진다. 이것에 의해, 피조사체(SM)는, 원하는 광조사 처리, 예를 들면 표면처리가 거행된다.In this way, when the light-discharge lamp (HFL) is turned on by operating the light-energy irradiating device, the radiated energy by light energy irradiation mainly composed of ultraviolet rays and visible light is instantaneously concentrated and irradiated to the irradiated object SM. Applied to the processing surface. As a result, the irradiated object SM is subjected to a desired light irradiation treatment, for example, a surface treatment.

청구항 1의 발명에 의하면, 크립톤에 대해서 크세논을 소정 압력비 범위에서 혼합하여 봉하여 넣고 있는 것에 의해, 파장 200∼400㎚의 자외광이 증대하는 섬광 방전램프를 제공할 수 있다.According to the invention of claim 1, by mixing and sealing xenon in a predetermined pressure ratio range with respect to krypton, a flash discharge lamp in which ultraviolet light having a wavelength of 200 to 400 nm increases can be provided.

청구항 2의 발명에 의하면, 덧붙여 전류밀도가 소정범위인 것에 의해, 파장 200∼400㎚의 자외광이 더욱 증대하는 섬광 방전램프를 제공할 수 있다. According to the second aspect of the present invention, a flash discharge lamp can be provided in which ultraviolet light having a wavelength of 200 to 400 nm is further increased when the current density is within a predetermined range.

청구항 3의 발명에 의하면, 청구항 1 및 2의 효과를 갖는 광에너지 조사장치를 제공할 수 있다.According to the invention of claim 3, it is possible to provide a light energy irradiation apparatus having the effects of claims 1 and 2.

Claims (3)

투광성이며 가늘고 긴 기밀용기와;Translucent and elongated hermetic container; 기밀용기의 양 끝단 내부에 봉하여 장착되어 있는 한 쌍의 전극과;A pair of electrodes sealed and mounted inside both ends of the hermetic container; 크립톤(Kr) 및 크세논(Xe)을 포함하고, 크립톤의 크립톤 및 크세논에 대한 분압비 P(%)가 하기 식을 만족하는 희(希)가스로 이루어지고, 기밀용기의 내부에 봉하여 넣어지게 되어 섬광 방전할 때에 발광하는 방전매체를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 섬광 방전램프. Crypton (Kr) and xenon (Xe), the partial pressure ratio P (%) of krypton to krypton and xenon is made of a rare gas that satisfies the following formula, to be sealed in the airtight container And a discharge medium that emits light upon flash discharge. 70≤P≤9870≤P≤98 제 1 항에 있어서, 기밀용기 내의 관축에 직교하는 단면에 있어서의 전류밀도가 8000A/㎠ 이상에서 섬광 점등하는 것을 특징으로 하는 섬광 방전램프.2. The flash discharge lamp according to claim 1, wherein the flash light turns on when the current density in the cross section orthogonal to the tube axis in the hermetic container is equal to or greater than 8000 A / cm &lt; 2 &gt;. 광에너지 조사장치 본체와;A light energy irradiation apparatus main body; 광에너지 조사장치 본체에 배치설치된 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 섬광 방전램프와; A flash discharge lamp according to claim 1 or 2 disposed on the main body of the light energy irradiation apparatus; 섬광 방전램프를 섬광 점등하는 섬광 방전램프 점등장치를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 광에너지 조사장치.An optical energy irradiation apparatus comprising a flash discharge lamp lighting device for flashing a flash discharge lamp.
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