TWI747073B

TWI747073B - 準分子燈

Info

Publication number: TWI747073B
Application number: TW108139764A
Authority: TW
Inventors: 孫立峰; 坂元弘實
Original assignee: 崇翌科技股份有限公司
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2021-11-21
Also published as: CN112786433A; TW202119469A; JP6900545B2; JP2021072274A; KR20210053780A; KR102441467B1

Abstract

一種準分子燈，其包括放電容器、第一電極以及第二電極。放電容器包括透光本體、放電用氣體、反射層以及兩個部分穿透部分吸收層。透光本體具有第一、第二外表面、兩個外側面、第一、第二內表面以及兩個內側面。兩個外側面分別連接於第一外表面與第二外表面之間。兩個內側面分別連接於第一內表面與第二內表面之間。第一內表面、第二內表面以及兩個內側面形成密封空間。放電用氣體位於密封空間中。反射層設置在第一內表面上。兩個部分穿透部分吸收層分別設置在兩個內側面上。第一電極設置在第一外表面上。第二電極設置在第二外表面上。

Description

準分子燈

本發明是有關於一種準分子燈，且特別是有關於一種應用於半導體或液晶顯示元件的製程的準分子燈。

隨著製程的改變及需求提升，目前準分子燈的使用需要很多燈管，才能滿足製程需求(例如大的照射面積)。然而，燈管數量的增加會導致製程成本的增加。因此，如何在提升照射面積的同時，減少燈管所需的數量，便成為研發人員亟欲解決的問題之一。

本發明提供一種準分子燈，其可在提升照射面積的同時，減少燈管所需的數量。

本發明的一實施例提供一種準分子燈，其包括放電容器、第一電極以及第二電極。放電容器包括透光本體、放電用氣體、反射層以及兩個部分穿透部分吸收層。透光本體具有第一外表面、第二外表面、兩個外側面、第一內表面、第二內表面以及兩個內側面。兩個外側面分別連接於第一外表面與第二外表面之間。兩個內側面分別連接於第一內表面與第二內表面之間。第一內表面、第二內表面以及兩個內側面形成密封空間。放電用氣體位於密封空間中。反射層設置在第一內表面上。兩個部分穿透部分吸收層分別設置在兩個內側面上。第一電極設置在第一外表面上。第二電極設置在第二外表面上。

在本發明的一實施例中，兩個內側面以及兩個外側面皆為弧面。

在本發明的一實施例中，兩個外側面之間的距離大於40mm。

在本發明的一實施例中，反射層的材料包括二氧化矽。

在本發明的一實施例中，兩個部分穿透部分吸收層的材料包括氧化釔。

在本發明的一實施例中，兩個部分穿透部分吸收層的穿透率落在40%至50%的範圍內。

在本發明的一實施例中，第二電極為網格電極。

在本發明的一實施例中，網格電極具有多個透光開口。多個透光開口的形狀為長方形。

在本發明的一實施例中，長方形的長邊平行於第二外表面的長邊。

在本發明的一實施例中，長方形的長邊的長度大於2.8mm。

基於上述，在本發明的實施例中，兩個部分穿透部分吸收層分別設置在透光本體的兩個內側面上。兩個部分穿透部分吸收層除了可減少透光本體的兩側的應力之外，還可讓部分的光穿透。因此，放電用氣體所產生的光除了可從透光本體的第二內表面射出之外，還可從透光本體的兩個內側面射出，達到提升照射面積的效果。是以，準分子燈可在提升照射面積的同時，減少燈管所需的數量。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

1:準分子燈

10:放電容器

11:第一電極

12:第二電極

100:透光本體

101:放電用氣體

102:反射層

103、104:部分穿透部分吸收層

C1、C2:曲線

D:距離

L、W:長度

LS:長邊

O:透光開口

SI1:第一內表面

SI2:第二內表面

SO1:第一外表面

SO2:第二外表面

SP:密封空間

SS:短邊

SSI:內側面

SSO:外側面

T1、T2:厚度

X:第一方向

Y:第二方向

Z:第三方向

圖1是本發明的一實施例的一種準分子燈的剖面示意圖。

圖2是圖1中第二電極的局部正視圖。

圖3是實驗例與比較例的照射寬度與相對UV強度的關係圖。

本文中所提到的方向用語，例如：「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本發明。

在附圖中，各圖式繪示的是特定實施例中所使用的方法、結構及/或材料的通常性特徵。然而，這些圖式不應被解釋為界定或限制由這些實施例所涵蓋的範圍或性質。舉例來說，為了清楚起見，各膜層、區域或結構的相對尺寸、厚度及位置可能縮小或放大。

在下述實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號，且將省略其贅述。此外，不同實施例中的特徵在沒有衝突的情況下可相互組合，且依本說明書或申請專利範圍所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本專利涵蓋的範圍內。

本說明書或申請專利範圍中提及的「第一」、「第二」等用語僅用以命名分立(discrete)的元件或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限，也並非用以限定元件的製造順序或設置順序。此外，一元件/膜層設置在另一元件/膜層上(或上方)可涵蓋所述元件/膜層直接設置在所述另一元件/膜層上(或上方)，且兩個元件/膜層直接接觸的情況；以及所述元件/膜層間接設置在所述另一元件/膜層上(或上方)，且兩個元件/膜層之間存在一或多個元件/膜層的情況。

本說明書或申請專利範圍中提及的給定數值或範圍應涵蓋10%的誤差範圍。舉例來說，「寬度為10mm」表示該寬度實際可能落在9.1mm至10.1mm的範圍內，即9.1mm≦寬度≦10.1mm。

圖1是本發明的一實施例的一種準分子燈1的剖面示意圖。請參照圖1，準分子燈1包括放電容器10、第一電極11以及第二電極12。

放電容器10位於第一電極11以及第二電極12之間，且放電容器10包括透光本體100、放電用氣體101、反射層102、部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104。

透光本體100由透光材料形成。透光材料可包括石英玻璃，但不以此為限。在本實施例中，透光本體100大致上為呈現扁平狀的長方體。具體地，透光本體100的短邊例如平行於第一方向X，透光本體100的長邊例如平行於第二方向Y，且透光本體100的厚度方向平行於第三方向Z，其中第一方向X、第二方向Y以及第三方向Z彼此垂直。然而，透光本體100的外觀沒有特別的限制。在一實施例中，透光本體100也可以是圓筒體。

透光本體100具有第一外表面SO1、第二外表面SO2、兩個外側面SSO、第一內表面SI1、第二內表面SI2以及兩個內側面SSI。兩個外側面SSO分別連接於第一外表面SO1與第二外表面SO2之間。兩個內側面SSI分別連接於第一內表面SI1與第二內表面SI2之間。第一外表面SO1、第二外表面SO2以及兩個外側面SSO分別位於第一內表面SI1、第二內表面SI2以及兩個內側面SSI的外側，且第一內表面SI1、第二內表面SI2以及兩個內側面SSI形成密封空間SP。

放電用氣體101位於密封空間SP中。不同的放電用氣體可產生不同波長的準分子光，並且應用在不同的製程。舉例來說，當放電用氣體101為氙氣時，準分子燈1可提供波長為172nm的紫外光，且準分子燈1可應用於臭氧洗淨製程。另一方面，當放電用氣體101為氯化氙氣體時，準分子燈1可提供波長為308nm 的紫外光，且準分子燈1可應用於印刷製程。然而，放電用氣體101不限於氙氣以及氯化氙氣體，且準分子燈1的應用不以上述為限。

反射層102設置在第一內表面SI1上。反射層102用以將光(如放電用氣體101所產生的紫外光)反射，使更多的光能夠從第二內表面SI2或其中一個內側面SSI射出。反射層102由反光材料形成。反光材料可包括二氧化矽，但不以此為限。當反射層102的材料包括二氧化矽時，形成反射層102的方法例如是將反光材料塗佈在第一內表面SI1上再進行燒結，但不以此為限。

部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104分別設置在兩個內側面SSI上，其中兩個內側面SSI分別被部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104全面覆蓋。部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104適於讓部分光穿透且將部分光吸收。相較於反射層102，部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104可具有較高的穿透率。舉例來說，部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104的穿透率可落在40%至50%的範圍內(即40%≦穿透率≦50%)。

部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104的材料可包括氧化釔，但不以此為限。當部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104的材料包括氧化釔時，形成部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104的方法例如是將含有氧化釔的材料塗佈在兩個內側面SSI上再進行燒結，但不以此為限。藉由控制氧化釔的比例，可控制部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104的穿透率。當氧化釔的比例越高，部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104的穿透率越低。相反地，當氧化釔的比例越低，部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104的穿透率越高。

藉由將部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104分別設置在兩個內側面SSI上，可減少透光本體的兩側(兩個內側面SSI)的應力，藉此延長準分子燈1的使用壽命。此外，利用部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104可讓部分光穿透的特性，放電用氣體101所產生的光除了可從透光本體100的第二內表面SI2射出之外，還可從透光本體100的兩個內側面SSI射出，達到提升照射面積的效果。是以，準分子燈1可在提升照射面積的同時，減少燈管(或放電容器10)所需的數量。

在一實施例中，還可藉由增加準分子燈1在第一方向X上的寬度(即兩個外側面SSO之間的距離D)來提升準分子燈1在第一方向X上的照射面積。舉例來說，兩個外側面SSO之間的距離D可大於40mm，例如可為70mm，但不以此為限。

在本實施例中，兩個內側面SSI以及兩個外側面SSO皆為弧面。採用弧面的設計除了便於形成(如塗佈)部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104之外，也有利於光的射出。然而，透光本體100的每個表面的曲率或形狀可依據需求改變，而不以此為限。

在本實施例中，反射層102與部分穿透部分吸收層103(或部分穿透部分吸收層104)的交界位於第一內表面SI1與內側面SSI的交界，且反射層102與部分穿透部分吸收層103(或部分穿透部分吸收層104)沒有重疊。然而，反射層102、部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104的相對設置關係可依據需求改變，而不以圖1所顯示的為限。在一實施例中，在反射層102與部分穿透部分吸收層103(或部分穿透部分吸收層104)的交界處，反射層102與部分穿透部分吸收層103(或部分穿透部分吸收層104)可部分重疊。在一實施例中，反射層102可進一步延伸至兩個內側面SSI上，而部分穿透部分吸收層103(或部分穿透部分吸收層104)可設置在未被反射層102覆蓋的內側面SSI上，即內側面SSI的一部分(如上半部)可被反射層102覆蓋，且內側面SSI的另一部分(如下半部)可被部分穿透部分吸收層103(或部分穿透部分吸收層104)覆蓋。透過控制內側面SSI被反射層102與部分穿透部分吸收層103(或部分穿透部分吸收層104)覆蓋的比例，可控制準分子燈1的照射面積、光形或光強度分布。

第一電極11設置在第一外表面SO1上。由於第一電極11位在光的傳遞路徑之外(即第一電極11不位於光的傳遞路徑上)，因此第一電極11的形狀或材料沒有特別的限制。具體地，第一電極11可採用透光材料(如金屬氧化物)或不透光材料(如金屬或合金)形成。此外，第一電極11可以是設置在第一外表面SO1上的連續導電薄膜也可以是圖案化電極(如網格電極)。

舉例來說，第一電極11的材料可包括金、銀、銅或鎳，但不以此為限。就導電性及耐久性而言，第一電極11的材料較佳為金。形成第一電極11的方法可包括網版印刷以及燒結，但不以此為限。當第一電極11的材料為金時，可將金以網版印刷的方式形成於第一外表面SO1上，並且於800℃至900℃的溫度範圍內對印刷有金的放電容器10進行燒結10分鐘至20分鐘來形成。

第一電極11的厚度T1可落在1.0μm至3.5μm的範圍內，即1.0μm≦T1≦3.5μm。此外，第一電極11可經由引線(未繪示)或其他元件電性連接至至電源(未繪示)。

第二電極12設置在第二外表面SO2上。由於第二電極12位於準分子燈1的出光側(即第二電極12位於準分子燈1與未繪示的待照物之間)，因此第二電極12採用透光電極，以讓第二外表面SO2的開口率維持在80%以上(即開口率

80%)。透光電極可為網格電極，但不以此為限。

舉例來說，第二電極12的材料可包括金、銀、銅或鎳，但不以此為限。就導電性及耐久性而言，第二電極12的材料較佳為金。形成第二電極12的方法可包括網版印刷以及燒結，但不以此為限。當第二電極12的材料為金時，可參照上述形成第一電極11的方法來形成第二電極12。

第二電極12的厚度T2可落在1.0μm至3.5μm的範圍內，即1.0μm≦T2≦3.5μm。此外，第二電極12可經由引線(未繪示)或其他元件電性連接至至電源(未繪示)。

圖2是圖1中第二電極12的局部正視圖。第二電極12為網格電極。網格電極具有多個透光開口O。透光開口O越大，第二外表面SO2的開口率越大，積光量(等於紫外光強度乘以照射秒數)越大，但放電現象(filament)會減少。另一方面，透光開口O越小，第二外表面SO2的開口率越小，積光量越小，但放電現象(filament)會增加。基於第二外表面SO2的開口率及放電現象(filament)的考量，多個透光開口O的形狀設計為長方形。此外，長方形的長邊LS平行於第二外表面SO2的長邊(未繪示)，例如長方形的長邊LS與第二外表面SO2的長邊皆平行於第二方向Y。在本實施例中，長方形的長邊LS的長度L可大於2.8mm，例如可為5.6mm，但不以此為限。此外，長方形的短邊SS的長度W可為2.4mm，但不以此為限。

圖3是實驗例與比較例的照射寬度與相對UV強度的關係圖。圖3的上半部示意性繪示出實驗例的準分子燈(如圖1的準分子燈1)，但省略示出圖1的第一電極11以及第二電極12。圖3的下半部繪示出從準分子燈輸出的紫外光的照射寬度與相對UV強度的關係圖，其中曲線C1及曲線C2分別為實驗例與比較例的關係曲線。

比較例與實驗例的主要差異在於：在比較例中，兩個內側面SSI上沒有設置部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104，且反射層102設置在第一內表面SI1以及兩個內側面SSI上。

從曲線C1及曲線C2可看出，藉由將部分穿透部分吸收層103以及部分穿透部分吸收層104設置在兩個內側面SSI上，除了可有效提升照射面積(或紫外光的照射寬度)，在相同的照度條件下還可有效提升積光量。

綜上所述，在本發明的實施例中，兩個部分穿透部分吸收層分別設置在透光本體的兩個內側面上。兩個部分穿透部分吸收層除了可減少透光本體的兩側的應力之外，還可讓部分的光穿透。因此，放電用氣體所產生的光除了可從透光本體的第二內表面射出之外，還可從透光本體的兩個內側面射出，達到提升照射面積的效果。是以，準分子燈可在提升照射面積的同時，減少燈管所需的數量。

在一實施例中，可藉由增加準分子燈在第一方向上的寬度(即兩個外側面之間的距離)來提升準分子燈在第一方向上的照射面積。在一實施例中，兩個內側面以及兩個外側面可皆採用弧面的設計，以便於兩個部分穿透部分吸收層的形成以及光的射出。在一實施例中，基於導電性及耐久性的考量，第一電極或第二電極的材料可為金。在一實施例中，第二電極可為網格電極，以讓第二外表面的開口率維持80%以上。在一實施例中，基於第二外表面的開口率及放電現象的考量，網格電極的多個透光開口的形狀可為長方形，其中長方形的長邊可平行於第二外表面的長邊，且長方形的長邊的長度可大於2.8mm。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。