TW201140647A - Dielectric barrier discharge lamps and ultra violet irradiation device including the lamps - Google Patents

Description

201140647 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種用以照射真空紫外線的介電質屏 蔽放電燈，特別是有關於一種放電管的形狀於照射側具有 平坦的面的介電質屏蔽放電燈及包含該燈的半開放型 外線照射裝置。 【先前技術】 近年來，放電管的形狀於照射側具有平坦的面的介電 質屏敝放電燈已為人所知（專利文獻卜2、3等）。該 質屏蔽放電燈的特徵在於：照射光的面内均—性佳，且無 ^放電管與騎對象物之間設置高償的絲面玻璃（相' 虽於專利文獻2,圖8的窗部1〇2)。因此，具有如下優點· 藉由連接於規定的電·㈣能夠則 . 射裝置，且可直接對照射對象物照射真空紫外線= f 3)。將此種無前表面玻璃的能夠對照射對象物直接 真空紫外線的類型稱作半開放型的紫外線照射裝置了然 =，根據本發明者等人的先前的研究可知：因無前表面^ 璃而會由於收減電管的财（lamp h〇use)内的氣 使各種飛散物容易附著於放電管，從轉在 ^ 化（固化 色粉末」）而導致放電管損壞的問題。雖可 外線的一定程度的固化的進行而會導致無法= 201140647,„ 認為向放電管飛來的飛散物的附著是有機系的六亞曱 基二石夕胺烧（Hexamethylene Disilazane ’ HMDS)等的「有 機矽化合物」。且推測附著於放電管的白色粉末是因如下而 產生，即藉由來自放電管的紫外光使有機矽化合物分解為 矽氧烷前驅物並堆積於放電管的外周表面，該白色粉末利 用光與熱且藉由氧化及脫水反應而進行聚合反應，從而形 成牢固的玻璃質的附著膜。白色粉末的附著成為使放電管 的性能顯著劣化的原因。而且，若附著於放電管的白色粉 末因自照射裝置内的放電管背面或側面流入的氮氣等而發 生脫落，則放電管有可能成為工件（work)(被照射對象 物）的污染源。 專利文獻1中揭示了如下内容：在前後形成為非常長 的長條形狀的介電質屏蔽放電燈的放電容器内的前後端壁 板或左右側壁板的内表面形成「真空紫外線保護層」，藉此 抑制前後端壁板的劣化（第ίο段落〜第η段落等）。^真 空紫外線保護層至少由吸收或反射真空紫外線的構捲 成（第20段落等）。 # [先行技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2004-127710號公報 [專利文獻 2]W02007/013602 [專利文獻3]日本專利特開2009-183949號公報 本發明者等人對固化附著物的膜厚相對於紫 光率的關係進行了調查，發現了遮光率達到某固定值^ 201140647 有助於減少其膜厚的條件。首先，對固化附著物的膜厚的 測定方法進行說明。圖11是測定裝置的概略圖。測定裝置 60包括：定盤62、放電管固定台63、測微計固定台64、 及測微計65。而且，測定裝置60分別將放電管固定台63 及測微計固定台64固定於定盤62 ’將測微計65固定於測 微計固定台64 ’將放電管61固定於放電管固定台63，從 而使測定位置不會發生偏移^測微計65使用的是 MITUTOYO公司製造.（型號名稱：M81〇_5〇)。固化附著 物的膜厚藉由如下而獲得：使用測定裝置6〇，首先，對無 附著物的點燈前.的放電管61的寬度進行測定，然後，以平 均照度100 mW/cm2將放電管61點燈並於規定時間（1〇 小時、100小時、1000小時）後測定放電管61的寬度最 後，求出放電管61的點燈前的寬度與點燈後的寬度的差。 圖6是表示固化附著物的膜厚相對於紫外線的遮光率的關 係的圖表。橫軸為㈣_遮光率，縱軸表示使遮光率從 0%〜100〇/〇為止進行變化時的㈣（玻璃化）的固化附著 物的膜厚_。此處，照射時間麵小時為考慮到固化飽 和的充分的時間。若將照射時間1〇小時、刚小時、麵 小時的二個圖表加以比較，則可知若紫外線遮光率增高至 一疋程度則固化附著物的膜厚會急遽減少。 ^付如下見解：對於減少向放電管飛來的飛散物 的附者及其gl化的最有效的方法是，進行遮光，使得即便 於放電管’亦儘量使固化不會自此開始進行。 根據該見解’例如已知如下神Γ:眾關知氧他微粒子 201140647. . j-^ΐί 2化梦·氧德混合微粒子等作為使紫外光擴散反射的 =料’從而被祕介電質屏蔽放紐的反賴；但仍益法 3遮住紫外線。因此，遮光不完全從而附著的飛散物的 *進仃，成為造成放電管損壞的原因。尤其在位於長度 方向（别後方向）的長側面的壁面，應變容易集中。 【發明内容】 ' 本發明疋鑒於上述而完成的，其技術性課題在於··在 用以照射真空紫外線的介電f屏蔽放電燈中，抑制飛來的 飛，物附著於放電管的位於長側面的壁面及減少固化附著 物量。 本發明的介電質屏蔽放電燈包括：放電管，内部封入 用以進行準分子發光的放㈣氣體，通過具有平坦的面的 下壁板而向下方照射料線；及位於織電管料部的至 少一側的電極，其特徵在於： 該放電管中的位於下壁板的周圍的長側面的壁面由至 少遮住5G%以上的紫外線的遮光構件而構成。根據圖6的 結果可知，固化畴物於紫外線遮光率超過約 始減少。 】 、根據本，明的介電質屏蔽放電燈’抑制向由遮光構件 構成的放電管的壁面飛來的飛散物的附著，且 物固化。尤其’由遮光構件 Μ 來構成位於下壁板的周_長側面U包含短側面的 四侧面）的壁面’藉此向放的與照射面相對的側面或 上表面飛來的飛散物的附著或其固化得以抑制，從而可提 5 7 201140647 3電^!ΐί。上壁板亦可視需要而由相同的遮光構件 ，成，、射真空紫外線的放電管的壁面 因而可期待大的效果。 減w夕 其^卜眚，「通過下壁板而向下方照射紫外線的放電 發縣前提駭錢管的形狀，例如，「前 吏最長而上下祕並且在該上下相向的大致平坦的上下辟 板具有彼此大致平行的形狀的大致方 : r包括將細長的圓筒中的外周壁的圓 弓狀的曲面部'及連接該曲面部中的圓弧的兩端 =千板狀的平坦部的放電管」#，均相當 玻璃的下壁板’且通過其下壁板而照: 若的壁_遮光構件㈣光率越高則越佳， 介：二以上、例如9〇%以上的遮光率，則已固化的固 物的相對膜厚_在飛散物的ϋ化於遮光率為〇時 ”、、射1000小時的情況下被抑制為5%以下。 ’已透過膜厚為t的膜的光的輸出強度 輸入強度10、吸收係數α、膜厚（而表示為 =1〇 · e -at (式1) (其中，e為自然對數的底）。 ，率^為1/1。’因而遮光率以（1媽）求出。 一般而言’「遮光」是將光遮斷的含義，在藉由「反射 201140647 · 一，V 一· 或「吸收」或者「折射」來實現「遮光」的情況下能夠發 生遮光。然而，於本發明中需注意的是：如果不是結果能 夠以遮光率5〇%以上（更佳為7〇%以上，進而較佳為9〇% 以上）來遮斷真空紫外線，則無法獲得防止飛散物的附著 或其固化的效果。而且，「遮光構件」為遮斷光的構件，可 由1種材料構成，亦可由2種以上的材料構成。 而且’本發明的介電質屏蔽放電燈包括：放電管，内 部封入用以進行準分子發光的放電用氣體，通過具有平坦 的面的下壁板而向下方照射紫外線；及位於該放電管的外 部的至少—_電極’其特徵在於：放電管中的位於下壁 板的周圍的長側面的壁面由遮光構件構成，該遮光構件於 t燈點燈時’進仃遮光以使自上述壁面朝放電管的外部放 果外線的平均照度為50mw/cm2以下。根據圖6的結 ，固化附著物於餅線遮光率超· 5G%，即，朝 部放r外線上::===:

遮光構件來構成，該遮光構件理想的是 射的紫外線的料照度為―WW 部放射2 m進响佳為進行遮光以使減電管的外 紫外線的平均照度為l〇mw/cm2以下。另外，平 本發明的介電質= 面照度時的平均值。 屏蔽放電燈包括：放電a内:的點燈方法中，該介電質 敌電s，内部封入用以進行準分子發光 201140647 η 的放電用氣體，通過具有平坦的面的下壁板而向下方照射 紫外線；及位於該放電管的外部的至少一側的電極，該點 燈方法的特徵在於： 自該放電管中的位於下壁板的周圍的長侧面的壁面朝 放電管的外部放射的紫外線的平均照度為5〇 mW/em2以 下。根據圖6的結果可知，固化附著物於紫外線遮光率超 過約50%，即，朝放電管的外部放射的紫外線的平均照度 為50 mW/cm2以下之後便開始減少。更佳為，理想的是以 朝放電管的外部放射的紫外線的平均照度為3〇 mW/cm2以 下的方式點燈，進而較佳為以1〇mW/cm2以下的方式點燈。 在照射至被照射對象物的光的照度即便小也無妨的情 況下，而且，在使自下壁板照射的光聚集後照射至被照射 對象物的情況下，藉由降低作為放電燈整體的照度，能夠 將自位於下壁板的周圍的長侧面的壁面朝放電管的外部放 射的紫外線的平均照度設為5〇mW/cm2以下。而且，除降 低放電燈整體的照度以外，亦可由遮光構件來構成位於下 壁板的周圍的長側面的壁面，藉此以自位於下壁板的周圍 的長側面的壁面朝放電管的外部放射的紫外線的平均照度 為50mW/cm2以下的方式點燈即可。 於本發明的介電質屏蔽放電燈中，可使用包含透明構 件與遮光膜的構件來作為遮光構件。遮光膜可配置於能夠 遮住通過透明構件而照射至外部的紫外_位置處，例 如’可設為於翻構件的表㈣成遮光膜的構成 。透明構 牛可使用合成石英板或熔融石英板等。於放電管整體由合 • pi 201140647 =央板料同—透_件構成之後，較佳為對於該放電 官中的位於下雜的周_長側面的壁面而 電 但下壁板與透明構件不必為同—構件。如此，可由= 件與遮光賴絲光構件，觀放f管的 ^ 質可於透明構件側容易調整，相對於紫外線的遮光 由遮光膜側而容易調整。 猎 此外’作為該透光膜的材料，可使

光性的氧化物的微粒子混於溶劑的漿料（混濁t H 成於放電管的_，亦可形成於外侧 微粒子用魏細的材料中，從而比起使錄 ^ 成粒子間的空間少且粒子緊密排列的遮 先膜。其H紫外線穿過粒子間㈣間的概 外線遮光率。此外，能夠減少遮光率整 Ί彳中可使用醇類（乙醇（ethanQl)、異丙醇（i =二、正丁醇等)、二甲苯“知)、甲笨(― 了f超微粒子分散於溶劑中，可添加多魏 =㈣侧（⑽剩、多元嶋等的界面 而且’較佳為氧化物的微粒子的-次粒經為10 nm〜 1 而子的粒徑大’則襞料中的分散性變差，從 …、、獲于/、有均一遮光性的遮光膜。此外，因粒子間的 空間廣，故而紫外線遮光率會降低。而且，錢粒子的粒 201140647 徑小，則粒子的表面能量高，粒子彼此凝集而沈澱於漿料 中〇 此外，較佳為氧化物的微粒子設氧化釔（Y2〇3)為主 成分。氧化記具有紫外線吸收性及絕緣性。因此，於放電 管的内側設置遮光膜的情況下，能夠形成具有紫外線遮光 性並且於放電中不會在放電管内引起異常放電的遮光膜， 於放電管的外側設置遮光膜的情況下，不必擔心與放電管 的外部所包含的電極的電性接觸。除氧化釔之外，還可使 用氧化鋅（ΖηΟ)或以由氧化矽（Si〇2)塗覆氧化鈦（Ti〇2) 而成的化合物作為主成分的超微粒子。該些材料對於以氙 氣為放電氣體時的設172 nm為中心波長的真空紫外光而 言有用。 而且，較佳為本發明的介電質屏蔽放電燈中所使用的 遮光膜主要藉由紫外線吸收性來遮光。其原因在於能夠使 遮光膜變薄。紫外線反射性與紫外線吸收性相比，相對於 膜厚的依存性高。因此，為了藉由具有紫外線反射性的遮 光膜將遮光率設為50%以上，與使用具有紫外線吸收性的 遮光膜的情況相比，必需為更厚的膜。尤其將遮光率設為 70%以上、90%以上時，其差顯著。於在位於下壁板的周 圍的長側面的壁面形成厚膜的遮光膜的情況下，放電管的 保溫效果提高，結果導致燈點燈時放電管内的溫度上升， 發光效率降低。此外，越為厚膜，則因透明構件與遮光膜 的熱膨張率的差，燈點燈時遮光膜上容易產生龜裂。因此， 較佳為遮光膜的膜厚為1〇 μπι以下。另外，此處所示的「主

12 201140647 要藉由紫外線吸收性來遮光」是指比起「反射」或「折射」 的遮光率，「吸收」的遮光率更大的情況。作為主要藉由紫 外線吸收性來遮光的材料，例如列舉氧化釔（γ2〇3)、氧 化鋅（ZnO)、氧化锆（Zr〇2)等，而且，可使用以該些作 為相_合材料的材料。 而且，可由合成石英板構成下壁板，另一方面，由熔 融石英板構成下壁板的周圍的四側面（前後方向及左右方 向的兩側壁面）或上壁板。熔融石英板比起合成石英含有 的雜質更多，因而通常情況下，相對於真空紫外線的遮光 率為70°/。以上，此外，藉由加熱亦容易與合成石英焊接， 從而適合作為遮光構件。 或者，發光管自身整體由合成石英板構成，下壁板的 周圍的四側面（前後方向及左右方向的兩側壁面）或上壁 板的表面粗面化而例如至遮光率達到7〇%以上為止。粗面 化與鏡面狀態的壁面相比能夠增大表面粗糙度，且有如下 的粗面化的方法：藉由接觸氟酸等而受化學性侵蝕從而將 表面粗面化；藉由噴附噴砂等微粒子而物理性地喪失鏡面 狀態從而將表面粗面化。 本發明的介電質屏蔽放電燈藉由使用輸出用以產生準 分子，光的電力的電源裝置、及用以供給來自上述電源裝 ^的電力的引線’而能夠成為紫外線照射裝置。藉由此種 紫外線照錄置，搞觀射面形成著有财化合物的層 t照射對象物進行照射的情況下，除大氣中原本浮游的 有機石夕化合物以外，亦會自被騎對象物飛來有機石夕化合

13 S 201140647 物’因而飛散物更容易向放電管的壁面飛來。因此，在使 用被照射_-部分形錢有機魏合物的層的被昭射對 照物的情況下，飛散物_著的__化防止作用變得 顯著。另外’錢雜合物⑽被_縣魏加抗姓劑 (_t)的情況下，有時可⑽_提高觀射對象物鱼 抗蝕劑的密接性的中間層。 、 [發明的效果] 根據本發明的介電質屏蔽放電燈，該放電管中的位於 下壁板的周圍的長側面或四側面的壁面由至少遮住以 々的^外線的絲構件賴成，因而向域光構件構成的 放電官的壁面飛來的飛散物的附著得以抑制，謂防止固 為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯 ，下文特舉較佳實施例，並配合所附式 明如下。 凡 【實施方式】 Μ卜 、 ，叫、习个赞％的谷貫施形態進行說明。對 二—或者同類構件使用同—符號或者僅上標或下標不同來 仃表不’且省略重複的酬，而各實施形態的記載是為 理解本發明的技術思想*合手目的地轉，並非被解釋 為限定於實施形態的記載。 (第1實施形態） 圖1及圖2(&)〜圖2((〇表示本發明的第1實施形 ^且疋省略了介電質屏蔽放電燈的長條中央部的立體 201140647 3 圖2 (a)疋以長條的中心轴切斷圖1的放電管Η而 自側面方向觀察到的剖面圖。圖2 (b)是介電質屏蔽放電 燈的長度方向的剖面圖，即圖2 (a)的A-A線剖面圖，圖 2 (c)是圖2 (a)的B_B線剖面圖。 •該介電質屏蔽放電燈的放電管1為大致方形箱形且於 具有長條的合成石英製玻璃製的角管la的兩端開口部，乂 =接與該角管la的橫剖面大致相同形狀的合成石英^ 螭拍前後端壁板lb、lb以堵住該開口部，藉此而形成。 3C。角管1&是橫剖面的上下方向的高度為十 ^永（mm)、左右方向的寬度為數十絲的方形的管， 向的長度例如設為1 m以上。因此，該角管1a由上 下相向的平㈣上下壁板躲右方向 壁板而構成。在焊接於該肖瞢 :一的左右侧 f b、，上事先分別突設著晶片管ie、ie。各^管化 == 璃製的管材，且以管内通過預先形 大=部的開口孔的方式而設置。該放電 1f角吕u的兩端開口部辉接前後端壁板i 别或之後，於該角管13的上下賴的外表面形 之 的金屬薄膜。電極2除了㈣ 屏 g空=線的強度進行檢查的感測用的未^=放= 膜而曰…的上壁板的上表面的大致整個面的方式而成 膜。而且，電極3於該角管1&的 飞而成 個面以網眼狀的圖案而成膜。▲、、的大致整 5 15 201140647 在該放電管1中的位於下壁板的周圍的四側面的四方 ^壁面’設置著將包含氧触（Y2q3) _料燒成所獲 付的紫外線遮光膜4a。該膜能夠遮住172 nm的真空 線，遮光率可藉由膜厚來調整。而且，藉由連接=源 置而構成紫外線闕裝置，並藉由經由引線對電極施加規 定的電力而使介電質屏蔽放電燈點燈，通過該平坦的下壁 板而朝圖2 (a)、圖2⑻的箭頭的方向，在圖2 (c) $ 朝紙面垂直下方照射172 nm的真空紫外線。 圖3 (a)及圖3 (b)均表示在圖i及圖2 (a)〜圖2 (c)所示的介電質㈣放錄的放電f丨+驗於下壁板 的周圍的四侧面的内壁面形成紫外線遮光膜的情形。首 先’如圖所示以將角管la的側面朝下的方式傾斜而自晶片 管lc注入包含氧化釔（Υ2〇3)的漿料，且使之乾燥。對 兩側面及削後端壁板實施該作業後，以5〇〇。〇燒成3〇分 鐘。其後，自晶片管lc排氣而注入放電用氣體（例如氙 氣），於内部填充放電用氣體。繼而，使雙方的晶片管lc 的剷端部熔融密封而將内部密閉。其後，蒸鍍電極用的金 屬並且圖案化該電極，最後藉由蒸鍍氟化鎂（MgF2)而形 成用以保護電極的塗覆膜，從而放電管完成。另外，使用 將包含10重量％的氧化釔的YAP1〇 WT%_X48〇 (CIK Nanotec製）作為原液，並將該原液以正丁醇稀釋所得的 液體來作為漿料。藉由改變稀釋的程度而可改變紫外線遮 光膜的遮光率。. 實驗 ~ 16 201140647 ^ / \j^ / 此處，根據上述製造方法試製僅氧化釔的膜厚不同的 6種放電管，對附著並固化於該管壁的固化附著物（白色 粉末）的附著量與固化的程度進行調查。實驗條件為如下 所示。 (1)供試燈 Α.試製燈1 Β.試製燈2 C.試製燈3 D.試製燈4 Ε.試製燈5 形成側面紫外線遮光膜（氧化釔） 遮光率99% (未稀釋） 來自下壁板的平均照度101 mW/cm2 來自側壁面的平均照度1 mW/cm2 形成側面紫外線遮光膜（氧化釔） 遮光率90% (4倍稀釋） 來自下壁板的平均照度98 mW/cm2 來自側壁面的平均照度10 mW/cm2 形成側面紫外線遮光膜（氧化釔） 遮光率71% (6倍稀釋） 來自下壁板的平均照度101 mW/cm2 來自側壁面的平均照度29 mW/cm2 形成側面紫外線遮光膜（氧化釔） 遮光率56% (10倍稀釋） 來自下壁板的平均照度107 mW/cm2 來自側壁面的平均照度47 mW/cm2 形成側面紫外線遮光膜（氧化釔） 遮光率30% (20倍稀釋） 來自下壁板的平均照度104 mW/cm2 17 201140647 來自侧壁命的平均照度73 mW/cm2 F.先前品 遮光率〇% 來自下壁挝的平均照度l〇9mW/cm2 來自側壁面的平均照度109mW/cm2 ⑵電源·燈仏加峰值電壓3 驅動頻率川肋 (大致矩形波） (3) 照射器具：

圖10表示實驗裝置的概略圖。另外，箭頭表示流體的 流動方向。如圖10所示，照射器具50構成為：在容器56 内，將上述6種放電管中的任一種的供試燈54配置於虛設 基板53與打孔金屬板55之間，分別自發泡容器51流入含 有HMDS的氮氣’自容器56的橫向側流入空氣μ、Α2， 並將照射後的排氣氣體E排出。發泡容器51内部貯存 HMDS 52。關於含有HMDS的氮氣’可利用喷嘴使氮氣N (N2)流入至該HMDS 52的内部，並經由配管而流入至 照射器具50。 此時，HMDS的含有量於將發泡容器51的溫度保持 為20°C的固定溫度的狀態下，藉由通過HMDS 52内的氮 氣的氣泡的大小、與該氣泡的上升距離，亦即，氮氣流入 至HMDS 52的嗔嘴的前端至液面為止的距離來進行調 整。HMDS 52伴隨氮氣N的流入量而減少，因而要適當 補給直至實驗結束為止。 田 (4) HMDS : —直供給 (5) 總（Total)氮量：50L/min

18 201140647 (6) 點燈時間：〗〇〇〇小時 (7) 照度測定： 藉由紫外線照度計（mT150/Vuv_sl72，㈣。 ίϋΤ部位敎放電管的下壁板的表面照度’將鮮 句值叹為平均照度。此時’測定部位在長度 一 電極對向的區域（相當於放電空間的區域）$草八 言 =為該區域的中央附近。因此，败部位大致等間二地 ，倾，側壁_平触度使訂壁_平均昭 ，與侧壁面的遮光率（1攝）來算出。當側壁面的=率、 (1-1/1。）表示時，側壁面的透過率為1/；[。，因此藉由將 下壁板的平均照度E與㈣面的透過率‘ ^ 侧壁面的平均照度。 向承出 結果- 表1表示1000小時後的實驗結果。遮住側 〇% 的紫外線的試製燈2的白色粉末附著量少，此時的玻璃化 膜厚為15调，且發現少量的玻璃化（固化）。遮住側面的 71%的紫外線的試製燈3的白色粉末附著量雖然亦少，但 此時的玻璃化膜厚為69 μιη，且發現少量玻璃化。遮住侧 面的56%的紫外線的試製燈4的白色粉末附著量比試製燈 3多，且此時的玻璃化膜厚為159μιη。與此相斟，遮住侧 面的30%的紫外線的試製燈5的白色粉末附著量比試製燈 4多，且此時的玻璃化膜厚為3〇6 μπι。而且，未遮住側面 的紫外線的先前的燈的白色粉末附著量祚常多，且此時的 19 i 201140647 玻璃化膜厚為300 μιη。根據該些事實，可知如下。 L側面的遮光具有降低自色粉末附著量的效果。 2.侧面的遮光為56%以上時具有玻璃化（固化）防止 ff。自傾向性考慮’認為_ 50%以上便具有玻璃化（固 防止效果。在為71%以上時玻璃化（固化）防止效果 :者’在^ 90%以上時玻璃化（固化）防止效果更為顯著。 該結果與圖6的圖表非常一致。 [表1] 供試燈（側面塗覆-品） 1 2 有 無 試製燈 3 錢製燈 4 試製燈 5 先前品 侧面UV折光率（％) 99 90 71 56 30 〇 (無遮 光） 白色粉末附著量 少 少 少 中 多 非常多 破璃化膜厚（μιη) 3 15 69 159 306 300 如此’即便於放電管的側面附著有機矽化合物，亦藉 由遮住紫外線而儘量使化學反應不會自此開始進行，從而 可抑制牢固的玻璃質的附著物。認為附著物自身的量的減 少是由於在側面附近的空間中難以形成白色粉末所導致。 (第2實施形態） 圖4 (a)及圖4 (b)表示本發明的第2實施形態及其 變形例，且是介電質屏蔽放電燈的長度方向的剖面圖。第 1實施形態中已對在位於下壁板的周圍的四側面的内壁面 設置遮光膜的態樣進行說明，但如該圖所示，亦可於放電 管的外周設置紫外線遮光膜4b。另外，雖省略圖示但亦可 20 201140647 於前後端面設置遮光膜。在使用金屬氧化物的燒处體作為 遮光膜的情況下，較佳為於電極形成步驟之前=膜 的塗佈、乾燥以及燒成步驟。其原因在於，若於電極圖案 形，後進行燒成步驟則有可能產生使電極劣化等的不良。 但是，如果不需要熱處理步驟，則可於電極形成後在放電 管的側面部形成遮光膜。認為比起在放電管的内部形成遮 光膜的情況，製造步驟的自由声擗知，Β、ώ , _ 擇的範圍擴大。遮光膜的材料選 -變形例- 四相ιί二如圖4 所示’也可使位於下壁板的周圍的 四側面的内壁面自身由遮光構件而構成，且藉由盥上下壁 板焊接或藉由玻璃料（gIass frit)等而黏产 ===石英板構成，另-方面= 及ΐ右，兩侧壁面)或上壁板 石夕）溶融而固μ祕石央是將天然石英（天然氧化 真空紫外㈣所得，因含有的雜f多故而相對於 f勒” 有輕率7〇%以上的高遮光率，且藉由 合成石英的痒接亦容易。作為 “铁 石夬之外，即便使用陶究板亦可獲得 ^ 3二 :因無法與合成石英輝接，故而可使用破ί料= 化合有- 始進行，從而可抑制牢固的玻璃質的附;自此開 21 201140647 (第3實施形態） 圖5 (a)〜圖5 (c)表示本發明的第3實施形態，且 疋省略了介電質屏蔽放電燈的長條中央部的立體圖。圖$ (a)是以長條的中心轴切斷圖丨的放電管u而自側面方 向觀察到的剖面圖。圖5⑴是介電質屏蔽放電燈的長产 方向的剖面圖，即圖5 (a)的A_A線剖面圖，圖5 (cf 是圖2 ( a)的B-B線剖面圖。 於第3實施形態中，發光管自身整體由合成石英板構 成，平坦的下壁板的周_四側面（前後方向及左右方向 的兩側壁面）或上壁板的表面粗面化而例如至遮光率達到 70%以上為止。粗面化能夠增大鏡面狀態的壁面的表面粗 糖，’關於粗φ化的方法，例如有如下方法：藉由接觸氣 酉义4而又化予性知姓從而將表面粗面化；藉由喷附喷砂等 微粒子而物雌地喪失鏡面狀態從㈣表面粗面化等。 如圖5 (a)所示，在下壁板的周圍的四側面（前後方 側壁面）形成著具有紫外線遮光作用的 粗面4d。接觸氟酸的方法可與第1實施形態中的上述的装 料的注入步驟同樣地，自晶片管le向放電管内注入氣酸， 使下壁板的周圍的四侧面（前後方向及左右方向的兩側壁 面i或匕上則反於氣酸中溶解，而將表面粗面化。即便如此， ，空紫外線不會自側面部露出，從而即便放電管的側面附 著有機魏合物’亦藉域住紫外線祕量使化學反應不 會自此開始進行，藉此可抑制牢H1的玻璃質的附著物。 有紫外線遮光作用的粗面4d的形成中，除使用氟 22 201140647t ^的化學性處理以外，亦可籍由噴附噴砂而使用物理性處 (第4實施形態） 於以上的第i實施職〜第3 f =的形狀均為大致方形箱形且具有長條角管= 貝^放電燈及包含紐的料線照縣置進行了 限於此種形狀，只要為以不包含前表面玻璃 特㈣面的下壁板而向下方照射真空紫外線為 ，徵3+開放型的紫外線照射裝置，則均可適用。第 方形態中對本發明的其他實施形態進行說明。、 =圖7及圖8⑷、圖8 (b)中’圖7表示紫 ，置的側剖面圖，圖8 (a)、圖8 $卜“ =裂置的與放電管的長度方向垂直的面的 ==外::1射裝置10中’屏蔽放電燈11與交流 =置2,引線20、21而連接。屏蔽放電燈u的放 ^ 12成為由外管部13與内管部14構成的二重 且包含外管部13及插人至外f部13的内部的内管部'A。 =8 (〇、圖8 (b)所示，外管部13包括將細長的 =中的外周壁的圓弧的-部分壓平而平坦化的弓狀的曲 =15、及連接該曲面部15中的圓弧的兩端緣的平板狀 绝平坦部16 (下壁板）。通過該平坦部16而照射直空紫外 曲面部15與平坦部16接合的角部分15A被賦予圓形。 方面’内管部14 $直徑比外管部13小的圓筒狀於 十垣部的内壁面上配置於侧方向的中心位置的外管部 23 % 201140647 13與内管部14兩端彼此接合’且由兩者包圍的放電空間 17内被封入氙氣等的放電用氣體。 於該放電管12的外部設置著電極18、19。該些一對 電極中的上部電極18由固著在外管部13的曲面部的外壁 面的金屬膜所構成。另外，作為上部電極18的材質，較佳 為使用反射紫外線的材質。關於_材質，例如可使用紹。 上部電極18賴厚触為反料冑麵厚，祕為如下膜 厚’即至少遮住7G%以上、更佳遮住9G%以上的紫外線而 使紫外線不會透過外部的膜厚。另一方面，下部電極19 由鎳線構成，跨及内管部14的内部的大致整個長度而插 入。下部電極19設置於距離上部電極18上的各點 離的位置處。該些電極18、19上連接著引線2(J21的一 端部，該些引線20、21的另一端部連接於交流電源裝置。 如圖8 (a)所示，在該外管部13中的位於平坦部16 的周圍的四側面的四方的内壁面，設置著將包含氧化釔 (Y2〇3)的漿料燒成而獲得的紫外線遮光膜4e。該膜為能 夠遮住172 nm的真空紫外線的膜，遮光率可藉由膜 調整·。 紫外線遮光膜4e較佳為由至少遮住5〇%以上、更佳為 遮住70%以上、進而較佳為遮住9〇%以上的遮光構件而構 成。而且’如圖8 (a)、圖8⑴例示般，較佳為以與兼 發揮紫外線反射膜的功能的上部電極18的端部18A二部 分重疊的方式來設置紫外線遮光膜。這樣，能夠藉由紫外 線反射膜4e而確實遮住向外管部13的外部漏出的紫外 24 201140647 線，從而即便飛散物附著於外管部13的表面，亦儘量使固 化不會自此開始進行。該點在以下的變形例1及變形例2 中均相同。 -變形例1 - 圖8(b)表不圖8( a)所示的第4實施形態的屏蔽放 電燈的第1變形例。如該圖所示’該屏蔽放電燈中，放 電管31的結構成為無内管部的單管結構，上部電極“設 置於放電管31的弓狀的曲面部32上，下部電極35設置於 平坦部33 (下壁板）。在位於該平坦部33的周圍的四側面 的四方的内壁面，言免置著將包含氧化以γ2〇3)的聚㈣ 成而獲得的紫外線遮光膜4f。該膜為能夠遮住〗72 nm二 真空紫外線的膜’遮光率可藉由膜厚來調整。 -變形例2- 圖9表賴8(a)所示的第4實施職的屏蔽放電燈 、’ 2變神〗。如該圖所示，該屏蔽放電燈中，放 ^的結構成為由外管部42與内管部43構成的二重管社 =上部電極47設置於放電管41的弓狀的曲面部44上， ::=8跨及内管部14的内部的大致整個長度而插 離的I;:極48設置於距離上部電極47上的各點為等距 端部，if引的7二8，著引線2。、21的- 而且二、 、 端部連接於交流電源裝置。 且，放電管41的平坦部45 ( 表面，遍及大致整個面而設置著卜& 的外側 49辅助―斜罝耆辅助電極邾。該輔助電極 補助對電極47、48間的主

S 25 201140647 能不會遮住自放電管41的内側放射的光的方式而形成為 網狀’且跨及放電管41的長度方向的整個長度來設置。 而且’在位於平坦部45的周圍的四側面的四方的内壁 面’設置著將包含氧化紀（Υ2〇3)的祕燒成而獲得的紫 外線遮光膜4g。該臈為能遮住172nm的真空紫外線的膜， 遮光率可藉由膜厚來調整。 二如以上所述’本發明的介電質屏蔽放電燈只要為無需 :表面玻躺半開放型的紫外_職置，财限於嚴格 思義，大致方形箱形的放電管，亦可適用於剖面為弓狀的 放電ΐ。此外在該情況下，放電管的結構*論為二重管結 ，還是單管結構均可，在為二好結構的情況下，亦可設 置輔助電極。 [產業上之可利用性] 因本發明的介電質屏蔽放電燈為無需前表面玻璃的大 =方形箱形的介電質屏蔽放電燈’故而不僅可抑制製造成 而且獅止應變針於長度方向（錢方向）的兩側 而可延長放電管的壽命，就該點而言產業上的可利 雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其 艮定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發 ，圍内’當可作些許之更動與潤飾，因此本 = 範固當視後附之申請專利範圍所界定者為準。 ’、濩 【圖式簡單說明】 圖1表示第1實施形態，且是省略了介電質屏蔽放電 26

201140647 , t ΛΛ I 燈的長條中央部的立體圖。 曰νϊ ί⑷〜圖2 (C)表示第1實施形態，圖2⑴ 的中心軸切斷圖i的放電管以而自侧面方向觀察 、。面圖’圖2 (b)是介電質屏蔽放電燈的長度方向的 剖面圖，圖2(c)是圖2(a)的B_B線剖面圖。 圖2 (a)及圖3 (b)均表示在圖i及圖2 (a)〜圖2 ()所示的J電質屏蔽放電燈的放電管1的位於下壁板的 周圍的四側面的内壁面形成紫外線遮光膜的情形的圖。 ^圖4 (a)及圖4 (b)表示本發明的第2實施形態及其 變形例，且是介電質屏蔽放電燈的長度方向的剖面圖。 圖5 (a)〜圖5 (c)表示本發明的第3實施形態，且 是省略了介電質屏蔽放電燈的長條中央部的立體圖。 圖6是表示固化附著物的膜厚相對於紫外線的遮光率 的關係的圖表。 圖7是第4實施形態的紫外線照射裝置的側剖面圖。 圖8 (a)是第4實施形態的屏蔽放電燈，即圖7的紫 外線照射裝置的與放電管的長度方向垂直的面的剖面圖了 圖8 (b)是圖8 (a)所示的第4實施形態的屏蔽放電燈 弟1變形例。 、 圖9是圖8 (a)所示的第4實施形態的屏蔽放電p的 第2變形例。 ' 、 圖10是實驗裝置的概略圖。 圖11是測定裝置的概略圖。 【主要元件符號說明】 % 27 201140647 1 :放電管 la :角管 lb :前後端壁板 lc :晶片管 2:上部電極 3 下部電極 4 z遮光構件 4a :紫外線遮光膜 4b :紫外線遮光膜 4c :熔融石英板 4d:具肴紫外線遮光作用的粗面 4e〜4g :紫外線遮光膜 10 :紫外線照射裝置 11、 30、40 :屏蔽放電燈 12、 31、41 :放電管 13、 42 :外管部 14、 43 :内管部 15、 32 :弓狀的曲面部 15A :角部分 16、 33、45 :平坦部 17 :放電空間 18、 34、47 :上部電極 18A :端部 19、 35、48 :下部電極 28 201140647^ 20、21 :引線 22 :交流電源裝置 49 :辅助電極 50 :照射器具 51 :發泡容器 52 :六亞甲基二矽胺烷（HMDS) 53 :虛設基板（SUS) 54 :供試燈 5 5 .打孔金屬板 56 :容器 60 :測定裝置 61 :放電管 62 :定盤 63 :放電管固定台 64 :測微計固定台 65 :測微計 Al、A2 :空氣 E:排氣氣體 N :氮氣

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Claims (1)

1. 201140647 七、申請專利範圍： 1. 一種介電質屏蔽放電燈，包括：放電管，内 用以進行準分子發光的放電用氣體，通過具有平垣的面 下壁板而向下方照射紫外線；及位於該放電管的 少一側的電極， 。的主 上述介電質屏蔽放電燈的特徵在於： 該放電管中的位於下壁板的周圍的長側面由 少遮住50%以上的紫外線的遮光構件而構成。面由至 2..如申請專利範圍第1項所述之 其中上述遮光構件的遮光率為7〇%以上。 燈， 其中3.如申清專利範圍第^所述之介電質屏蔽放電燈， 上述遮光構件的遮光率為9〇%以上。 4. -種介電質屏蔽放電燈，包括：放 ==發光的放電用氣體，通過具有 少-側的=射⑽财細外部的至 上述介電質屏蔽放電燈的特徵在於. 光：側面的㈣ 其中5.如中請專利範圍第4項所述之介電質屏蔽放電燈， 30 201140647 ^ιί 該放電&中的位於上述下壁板的周 壁面由遮光構件而構成，該遮光構件於該燈=面的= 遮光以使自上㈣朝上述放電管的龍 進仃 平均照度為30mW/cm2以下。 °射的I外線的 其中6.如中請專利範圍第4項所述之介電質屏蔽放電燈， 壁面上迷下壁板的周圍的長側面的上述 =ίϊ? 該遮光構件於該燈點燈時，進行 ==:朝下放電管的外部放射的紫外線的平均 7. -種介電質屏狀電燈的驗方法，該介電質 放電燈包括·放電管，内部封人用錢行 坦的面的下壁板而向™Si 線，及位於該放電官的外部的至少一側的電極， 上述介電質屏蔽放電燈的點燈方法的特徵在於： f該放電管中的位於下壁板的周圍的長侧面的侧面朝 放電官的外部放射的紫外線的平均照度為5〇謂⑽2以 下。 8. 如申請專利翻第7項所述之介電f屏蔽放電燈的 點燈方法，其中 9.如申請專利範圍第7項所述之介電f屏蔽放電燈的 自上述放電管中的位於下魏關_長側面的側面 朝放電管的外部放射的紫外線的平均肖度為Mm·〆以 下。 31 S 201140647 J/UZ/piI 點燈方法，其中 自上述放電管中的位於下壁板的周圍的長側面的侧面 朝放電管的外部放射的紫外線的平均照度為mW/cm2以 下。 … 10·如申請專利範圍第1項或第4項所述之介電質屏 蔽放電燈，其中 上述遮光構件為包含透明構件與遮光膜的構成。 11.如申請專利範圍第10項所述之介電質屏蔽放電 燈，其中 上述遮光膜由使具有紫外線遮蔽製的氧化物的微粒子 混於溶劑中的装料（混濁液）_成物所構成。 12·如申請專利範圍第11項所述之介電質屏蔽放電 燈，其中 上述氧化物的微粒子的一次粒徑為 10 nm 〜100 nm。 13.如申請專利範圍第u項所述之介電質屏蔽 燈，其中 上述氧化^勿的微粒子以氧化妃為主成分。 1 二.如中睛專利範圍第i。項所述之介電質屏蔽放電 上述遮光，主要藉由紫外線吸收性而遮光。 中如申μ專利範㈣1()項所述之介電質屏蔽放電 上述遮光膜的膜厚為1〇μιη以下。 Κ如申請專利範圍第i項或第4項所述之介電質屏 32 201140647 -/ t / j^lt 敗放電燈，其中 由合成石英板構成上述下壁板，另一方面，由熔融石 英板構成上述下壁板的周圍的四側面的前後方向及左右方 向的兩侧壁面或上述上壁板。 Π.如申請專利範圍第i項或第4項所述之介電質屏 蔽放電燈，其中 上述下壁板的周圍的四侧面的前後方向及左右方向的 兩側壁面為粗面化的粗面化膜，上述粗面化膜的上述下壁 板的周圍的四側面的前後方向及左右方向的兩側壁面由合 成石英而構成；並且 上述下壁板的周圍的四側面的前後方向及左右方向的 兩側壁面為藉由氟酸而粗面化的粗面化膜。 18. 如申請專利範圍第1項或第4項所述之介電質屏 蔽放電燈，其中 上述下壁板的周圍的四侧面的前後方向及左右方向的 兩侧壁面為粗面化的粗面化膜，上述粗面化膜的上述下壁 板的周圍的四側面的前後方向及左右方向的兩侧壁面被噴 附有噴砂而形成。 19. 一種紫外線照射裝置，其包括： 如申請專利範圍第1項或第4項所述之介電質屏蔽放 電燈； 、 電源裝置，輸出用以於上述燈内產生準分子發光 力；以及 X 、电 引線，用以供給來自上述電源裝置的電力。 S 33 201140647 20.如申請專利範圍第19項所述之紫外線照射裝置， 其中 於上述照射裝置的被照射對象物的被照射面的一部分 形成著包含有機矽化合物的層。 34