JP2016081695A

JP2016081695A - Excimer discharge lamp

Info

Publication number: JP2016081695A
Application number: JP2014211384A
Authority: JP
Inventors: 山崎　憲五; Kengo Yamazaki; 憲五山崎
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 2014-10-16
Filing date: 2014-10-16
Publication date: 2016-05-16

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excimer discharge lamp generating vacuum ultraviolet light and suppressed in lowering of transmittance over a long period of time thereby to be suppressed in illuminance deterioration at a lighting initial period.SOLUTION: An excimer discharge lamp includes: a light emitting tube that has both ends sealed by a sealing part and is formed of sapphire; and a pair of electrodes disposed to be apart from each other via a tube wall of the light emitting tube. Light emitting gas is sealed in the light emitting tube, and at least one of the pair of electrodes is provided along an outer peripheral surface of the light emitting tube. In sapphire forming the light emitting tube, the total concentration of impurities relating to three kinds of Ti, Fe and Mn is 5 ppm or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、殺菌、光洗浄、表面処理、光露光などに使用される真空紫外光を発生するエキシマ放電ランプに関する。 The present invention relates to an excimer discharge lamp that generates vacuum ultraviolet light used for sterilization, light cleaning, surface treatment, light exposure, and the like.

従来、殺菌、光洗浄、表面処理、光露光などの各種の処理を行うための真空紫外光を得る目的で、エキシマ放電ランプが使用されている。
エキシマ放電ランプは、誘電体となる放電容器内に、適宜の発光ガスを封入し、放電容器内における誘電体エキシマ放電によりエキシマ分子を生成させることにより、エキシマ分子からエキシマ光を放射させるものである。エキシマ放電ランプにおいて得られるエキシマ光は、発光ガスとして例えばアルゴンガスおよびフッ素ガスを封入した場合には波長１９３ｎｍの紫外光、キセノンガスを封入した場合には波長１７２ｎｍの紫外光、クリプトンガスを封入した場合には波長１４６ｎｍの紫外光、アルゴンガスのみを封入した場合には波長１２６ｎｍの紫外光となる。 Conventionally, excimer discharge lamps have been used for the purpose of obtaining vacuum ultraviolet light for performing various treatments such as sterilization, light cleaning, surface treatment, and light exposure.
An excimer discharge lamp emits excimer light from an excimer molecule by enclosing an appropriate luminescent gas in a dielectric discharge vessel and generating excimer molecules by dielectric excimer discharge in the discharge vessel. . The excimer light obtained in the excimer discharge lamp is sealed with ultraviolet light having a wavelength of 193 nm when, for example, argon gas and fluorine gas are sealed as the emission gas, and ultraviolet light having a wavelength of 172 nm and krypton gas when the xenon gas is sealed. In this case, ultraviolet light having a wavelength of 146 nm is obtained, and when only argon gas is sealed, ultraviolet light having a wavelength of 126 nm is obtained.

そして、光洗浄、特にデスミア処理などの分野においては、生産性の向上のために処理時間を短縮することが要請されている。処理時間を短縮する方法としては、照射する紫外光を、より短波長のものとする方法が挙げられる。光のエネルギーは波長の逆数に比例して高くなるため、短波長の光の方が高いエネルギーを有し、その結果、炭化水素などの不純物の分解が促進されるからである。 In fields such as photocleaning, especially desmear processing, it is required to reduce processing time in order to improve productivity. As a method for shortening the treatment time, there is a method in which the ultraviolet light to be irradiated has a shorter wavelength. This is because the light energy increases in proportion to the reciprocal of the wavelength, so that the short wavelength light has higher energy, and as a result, decomposition of impurities such as hydrocarbons is promoted.

一方、エキシマ放電ランプの放電容器としては、従来、石英ガラス製のものが使用されてきた。
然るに、石英ガラスは波長１６０〜１７０ｎｍの光の透過率が低く、また、波長１５０ｎｍ以下の光をほとんど透過しないので、短波長の真空紫外光を発生するエキシマ放電ランプにおける放電容器の材料としての使用には適さない。
短波長の真空紫外光の透過率が高い材料としては、フッ化マグネシウム(ＭｇＦ₂)やフッ化カルシウム(ＣａＦ₂)などが挙げられる。
しかしながら、これらはいずれも大きな結晶を得ることが難しく、従って、エキシマ放電ランプの放電容器の材料としては、実用性が極めて低い。 On the other hand, as a discharge vessel for an excimer discharge lamp, conventionally, a quartz glass vessel has been used.
However, quartz glass has a low transmittance of light with a wavelength of 160 to 170 nm and hardly transmits light with a wavelength of 150 nm or less, so that it is used as a material for a discharge vessel in an excimer discharge lamp that generates vacuum ultraviolet light with a short wavelength. Not suitable for.
Examples of the material having a high transmittance of short-wavelength vacuum ultraviolet light include magnesium fluoride (MgF ₂ ) and calcium fluoride (CaF ₂ ).
However, it is difficult to obtain large crystals in any of these, and therefore, the practicality is extremely low as a material for a discharge vessel of an excimer discharge lamp.

短波長の真空紫外光の透過率が高く、かつ、大きな結晶を得ることができる材料として、サファイア（単結晶アルミナ)が挙げられる。例えば、特許文献１には、石英ガラス製の放電容器にサファイアがコーティングされてなるエキシマランプが開示されており、また、特許文献２には、サファイアの発光管を備えるエキシマランプが開示されている。 Sapphire (single crystal alumina) is an example of a material that has a high transmittance for short-wavelength vacuum ultraviolet light and that can provide a large crystal. For example, Patent Document 1 discloses an excimer lamp in which a discharge vessel made of quartz glass is coated with sapphire, and Patent Document 2 discloses an excimer lamp having a sapphire arc tube. .

しかしながら、通常、サファイアよりなる発光管やサファイアがコーティングされた放電容器を用いたエキシマ放電ランプにおいては、波長１８０ｎｍ以下の真空紫外光を発生させる場合に、点灯時間の経過に伴って透過率が低下し、その結果、点灯初期に急激に照度が低下する、という照度劣化の問題がある。そのため、サファイアよりなる発光管やサファイアがコーティングされた放電容器を用いたエキシマ放電ランプから発生させる光としては、アルゴンガスおよびフッ素ガスを封入したときに得られる波長１９３ｎｍの紫外光程度が下限であった。 However, in an excimer discharge lamp using a discharge tube coated with a sapphire arc tube or sapphire, when the vacuum ultraviolet light having a wavelength of 180 nm or less is generated, the transmittance decreases as the lighting time elapses. As a result, there is a problem of illuminance deterioration in which the illuminance rapidly decreases at the beginning of lighting. For this reason, the lower limit of light generated from an excimer discharge lamp using an arc tube made of sapphire or a discharge vessel coated with sapphire is about 193 nm wavelength ultraviolet light obtained when argon gas and fluorine gas are sealed. It was.

特開２００８−１４６９０６号公報JP 2008-146906 A 特開２００９−１６３９６５号公報JP 2009-163965 A

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、真空紫外光を発生し、しかも、長時間にわたって透過率の低下が抑制されて点灯初期の照度劣化が抑制されるエキシマ放電ランプを提供することを目的とする。 The present invention has been made on the basis of the circumstances as described above, and its purpose is to generate vacuum ultraviolet light, and to suppress deterioration in illuminance at the beginning of lighting by suppressing a decrease in transmittance over a long period of time. It is an object to provide an excimer discharge lamp.

本発明の発明者らが上記の問題を鋭意研究したところ、サファイアにおける特定の不純物の濃度を低く抑制した場合には、波長１８０ｎｍ以下の真空紫外光を照射しても急速な透過率の低下は生じないことが明らかとなった。
すなわち、通常のサファイアに、波長１８０ｎｍよりも短波長の真空紫外光が照射されると、その一部がサファイアに吸収され、サファイアに含まれる不純物、例えばＴｉＯ₂中の４価のイオンであるＴｉが、Ｔｉ⁴⁺→Ｔｉ³⁺→Ｔｉ⁰のように還元される。これに伴い、サファイア（Ａｌ₂Ｏ₃）中の酸素欠陥が増大されて、真空紫外光の吸収が発生してしまう。そして、不純物の還元反応は、照射される光のエネルギーが高くなるほど、すなわち、波長が短いほど反応速度が大きくなる。 When the inventors of the present invention diligently studied the above problem, when the concentration of a specific impurity in sapphire is suppressed to a low level, a rapid decrease in transmittance is caused even when irradiated with vacuum ultraviolet light having a wavelength of 180 nm or less. It became clear that it did not occur.
That is, when normal sapphire is irradiated with vacuum ultraviolet light having a wavelength shorter than 180 nm, a part of the sapphire is absorbed by sapphire, and impurities contained in sapphire, for example, Ti which is a tetravalent ion in TiO _2. Is reduced as Ti ⁴⁺ → Ti ³⁺ → Ti ⁰ . Along with this, oxygen defects in sapphire (Al ₂ O ₃ ) are increased, and absorption of vacuum ultraviolet light occurs. The impurity reduction reaction has a higher reaction rate as the energy of the irradiated light increases, that is, as the wavelength is shorter.

本発明のエキシマ放電ランプは、両端の各々が封止部によって封止されたサファイアからなる発光管と、前記発光管の管壁を介して互いに離間して配置された一対の電極とを備え、前記発光管内に発光ガスが封入されてなり、
前記一対の電極の少なくとも一方は、発光管の外周面に沿って設けられ、
前記発光管を形成するサファイアが、Ｔｉ、ＦｅおよびＭｎの３種に係る不純物の合計の濃度が、５ｐｐｍ以下のものであることを特徴とする。 The excimer discharge lamp of the present invention includes an arc tube made of sapphire whose both ends are sealed by a sealing portion, and a pair of electrodes arranged apart from each other via the tube wall of the arc tube, A luminous gas is enclosed in the arc tube,
At least one of the pair of electrodes is provided along the outer peripheral surface of the arc tube,
The sapphire forming the arc tube has a total concentration of impurities of three kinds of Ti, Fe and Mn of 5 ppm or less.

本発明のエキシマ放電ランプにおいては、前記一対の電極の他方が、発光管の内部に設けられていることが好ましい。 In the excimer discharge lamp of the present invention, it is preferable that the other of the pair of electrodes is provided inside the arc tube.

本発明のエキシマ放電ランプにおいては、前記発光ガスが、キセノンガス、クリプトンガスまたはアルゴンガスの少なくとも１つであることが好ましい。 In the excimer discharge lamp of the present invention, it is preferable that the luminous gas is at least one of xenon gas, krypton gas, or argon gas.

本発明のエキシマ放電ランプは、発光管を形成するサファイアにおける特定の不純物の濃度の上限が規定されている。これによって、長時間にわたってサファイアの透過率の低下が抑制されるので、点灯初期の照度劣化が抑制され、その結果、長時間にわたって波長１８０ｎｍ以下の真空紫外光（ＶＵＶ）を得ることができる。 In the excimer discharge lamp of the present invention, the upper limit of the concentration of specific impurities in sapphire forming the arc tube is defined. This suppresses a decrease in the transmittance of sapphire over a long period of time, thereby suppressing deterioration in illuminance at the beginning of lighting. As a result, vacuum ultraviolet light (VUV) having a wavelength of 180 nm or less can be obtained over a long period of time.

本発明のエキシマ放電ランプの一例における構成の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of a structure in an example of the excimer discharge lamp of this invention. 本発明のエキシマ放電ランプの別の一例における構成の概略を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the outline of a structure in another example of the excimer discharge lamp of this invention. 実施例および比較例のそれぞれに係るサファイアの波長に対する透過率を示すグラフである。It is a graph which shows the transmittance | permeability with respect to the wavelength of the sapphire which concerns on each of an Example and a comparative example. 実施例および比較例のエキシマ放電ランプの点灯時間に対する発光強度を示すグラフである。It is a graph which shows the emitted light intensity with respect to the lighting time of the excimer discharge lamp of an Example and a comparative example.

以下、本発明のエキシマ放電ランプの実施の形態について説明する。 Embodiments of the excimer discharge lamp according to the present invention will be described below.

図１は、本発明のエキシマ放電ランプの一例における構成の概略を示す斜視図である。
このエキシマ放電ランプ１０は、両端がエンドキャップ１４，１５によって気密に封止された直管状の発光管１１を備えており、この発光管１１の内部には、発光ガスが封入されている。発光管１１の外周面には、互いに離間して一対の外部電極１２，１３が配置され、また、一方のエンドキャップ１５には、発光管１１内に発光ガスを封入するための排気管１９が設けられている。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing the configuration of an example of an excimer discharge lamp according to the present invention.
The excimer discharge lamp 10 includes a straight tubular arc tube 11 hermetically sealed at both ends by end caps 14 and 15, and a luminous gas is sealed inside the arc tube 11. A pair of external electrodes 12 and 13 are disposed on the outer peripheral surface of the arc tube 11 so as to be spaced apart from each other, and one end cap 15 has an exhaust pipe 19 for enclosing a luminescent gas in the arc tube 11. Is provided.

発光管１１は、サファイア（単結晶アルミナ）よりなり、誘電体としての機能を有する。
そして、本発明においては、当該サファイアが、Ｔｉ、ＦｅおよびＭｎの３種に係る不純物の合計の濃度（以下、「特定の不純物合計濃度」ともいう。）が５ｐｐｍ以下のものとされている。
なお、通常、サファイア（単結晶アルミナ）の特定の不純物合計濃度は、１０〜３０ｐｐｍ程度である。
サファイアは大きな結晶を得ることができるので、大面積の照射を可能とするエキシマ放電ランプの発光管１１を形成することができる。
本発明において、特定の不純物合計濃度を０．５ｐｐｍ以下とすることは、実際上、困難である。 The arc tube 11 is made of sapphire (single crystal alumina) and has a function as a dielectric.
In the present invention, the sapphire has a total concentration of impurities related to three types of Ti, Fe, and Mn (hereinafter also referred to as “specific impurity total concentration”) of 5 ppm or less.
In general, the specific impurity total concentration of sapphire (single crystal alumina) is about 10 to 30 ppm.
Since sapphire can obtain a large crystal, it is possible to form the arc tube 11 of the excimer discharge lamp that enables irradiation of a large area.
In the present invention, it is practically difficult to set the specific total impurity concentration to 0.5 ppm or less.

このような特定の不純物合計濃度のサファイアは、例えば、白金やイリジウムなどの貴金属による坩堝内において、溶融状態のサファイアの融液に種結晶を浸漬させ、当該融液中において当該種結晶を起点に結晶を成長させることにより、得ることができる。 Such sapphire having a specific total impurity concentration is obtained by, for example, immersing a seed crystal in a molten sapphire melt in a noble metal crucible such as platinum or iridium, and starting from the seed crystal in the melt. It can be obtained by growing crystals.

封止部を構成するエンドキャップ１４，１５は、高純度アルミナよりなるものとされる。このエンドキャップ１４，１５を形成する高純度アルミナの熱膨張係数は、発光管１１を形成するサファイアの熱膨張係数の±２０％の範囲であることが好ましい。
発光管１１とエンドキャップ１４，１５との接合には、サファイア封止用フリットガラスを使用することができる。
一方のエンドキャップ１５に設けられた排気管１９の材料としては、ニオブ（Ｎｂ）などの金属を使用することができる。 The end caps 14 and 15 constituting the sealing portion are made of high purity alumina. The thermal expansion coefficient of the high-purity alumina forming the end caps 14 and 15 is preferably in the range of ± 20% of the thermal expansion coefficient of sapphire forming the arc tube 11.
For joining the arc tube 11 and the end caps 14 and 15, sapphire-sealing frit glass can be used.
As a material of the exhaust pipe 19 provided on one end cap 15, a metal such as niobium (Nb) can be used.

発光管１１の外周面には、一対の外部電極１２，１３が、発光管１１の管軸方向に伸びるよう互いに径方向に離間した状態で対向して配置されており、これにより、一対の外部電極１２，１３間に誘電体として機能する発光管１１が介在された状態とされている。この外部電極１２，１３は、エンドキャップ１４，１５と非接触状態に設けられている。
このような外部電極１２，１３は、例えば、導電箔を発光管１１の外周面に貼り付けることによって形成することができる。また、金属よりなる電極材料を発光管１１の外周面にペースト塗布することにより、あるいは、プリント印刷することによっても形成することができる。 A pair of external electrodes 12 and 13 are arranged on the outer peripheral surface of the arc tube 11 so as to extend in the tube axis direction of the arc tube 11 so as to be spaced apart from each other in the radial direction. An arc tube 11 functioning as a dielectric is interposed between the electrodes 12 and 13. The external electrodes 12 and 13 are provided in a non-contact state with the end caps 14 and 15.
Such external electrodes 12 and 13 can be formed, for example, by attaching a conductive foil to the outer peripheral surface of the arc tube 11. Alternatively, it can be formed by applying an electrode material made of metal on the outer peripheral surface of the arc tube 11 or by printing.

放電空間内には、キセノンガス、クリプトンガスまたはアルゴンガスの少なくとも１つからなる発光ガスが封入されている。放電空間内には、発光ガスと共に、ヘリウムガスやネオンガスなどのバッファーガスが封入されていてもよい。
発光ガスの封入圧は、０．１〜３０気圧であることが好ましい。
ここに、発光ガスとしてキセノンガスを封入した場合には波長１７２ｎｍにピークを有する真空紫外光、クリプトンガスを封入した場合には波長１４６ｎｍにピークを有する真空紫外光、アルゴンガスを封入した場合には波長１２６ｎｍにピークを有する真空紫外光が放射される。 In the discharge space, a luminescent gas composed of at least one of xenon gas, krypton gas, or argon gas is sealed. In the discharge space, a buffer gas such as helium gas or neon gas may be enclosed together with the luminescent gas.
The enclosed pressure of the luminescent gas is preferably 0.1 to 30 atmospheres.
Here, when xenon gas is sealed as the luminescent gas, vacuum ultraviolet light having a peak at a wavelength of 172 nm, when krypton gas is sealed, vacuum ultraviolet light having a peak at a wavelength of 146 nm, and when argon gas is sealed Vacuum ultraviolet light having a peak at a wavelength of 126 nm is emitted.

上記のエキシマ放電ランプ１０の寸法の一例を挙げると、発光管１１の全長が２００ｍｍ、外径が２０ｍｍ、肉厚が１ｍｍである。 Taking an example of the dimensions of the excimer discharge lamp 10 described above, the total length of the arc tube 11 is 200 mm, the outer diameter is 20 mm, and the wall thickness is 1 mm.

以上のエキシマ放電ランプ１０においては、一対の外部電極１２，１３間に電源１８により高周波の高電圧が印加されると、誘電体として機能する発光管１１の管壁を介して両電極１２，１３間に放電が生じ、これにより、放電空間にエキシマ分子が生成されると共にこのエキシマ分子から真空紫外光が放射される。 In the excimer discharge lamp 10 described above, when a high frequency high voltage is applied between the pair of external electrodes 12 and 13 by the power source 18, both electrodes 12 and 13 are interposed through the tube wall of the arc tube 11 functioning as a dielectric. An electric discharge is generated in the middle, whereby excimer molecules are generated in the discharge space and vacuum ultraviolet light is emitted from the excimer molecules.

本発明のエキシマ放電ランプ１０は、発光管１１を形成するサファイアにおける特定の不純物合計濃度が５ｐｐｍ以下と規定されている。これによって、長時間にわたってサファイアの透過率の低下が抑制されるので、点灯初期の照度劣化が抑制され、その結果、長時間にわたって波長１８０ｎｍ以下の真空紫外光（ＶＵＶ）を得ることができる。 In the excimer discharge lamp 10 of the present invention, the specific impurity total concentration in the sapphire forming the arc tube 11 is defined as 5 ppm or less. This suppresses a decrease in the transmittance of sapphire over a long period of time, thereby suppressing deterioration in illuminance at the beginning of lighting. As a result, vacuum ultraviolet light (VUV) having a wavelength of 180 nm or less can be obtained over a long period of time.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、一対の外部電極を備えることは必須ではなく、図２に示されるように、一方の電極が外部電極２３として発光管１１の外周面に沿って設けられると共に、他方の電極が内部電極２２として発光管１１内に設けられることの他は、図１に示すエキシマ放電ランプ１０と同様の構成を有していてもよい。
具体的には、外部電極２３として例えばＳＵＳ製のメッシュ状のものを用いて、これを発光管１１の外周面の全面を覆う状態に配置する。内部電極２２は、例えばタングステンのフィラメントよりなるものとされる。内部電極２２は、発光管１１の管軸上に配置される。内部電極２２の一端は、一方のエンドキャップ１４を貫通して外部に伸びる例えばＮｂ製の電流導入端子２５の基端に電気的に接続され、他端は、排気管１９内に伸びてその先端において管肉と共に圧潰されることによって固定されている。電流導入端子２５は、エンドキャップ１４に対してフリットガラスによって封止されている。
このような構成を有するエキシマ放電ランプ２０は、内部電極２２を電源１８の高電圧側に接続することにより、絶縁破壊を生じさせやすいものとなる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said embodiment, A various change can be added.
For example, it is not essential to provide a pair of external electrodes. As shown in FIG. 2, one electrode is provided as the external electrode 23 along the outer peripheral surface of the arc tube 11 and the other electrode is the internal electrode 22. In addition to being provided in the arc tube 11, it may have the same configuration as the excimer discharge lamp 10 shown in FIG.
Specifically, for example, a SUS mesh is used as the external electrode 23, and this is arranged so as to cover the entire outer peripheral surface of the arc tube 11. The internal electrode 22 is made of, for example, a tungsten filament. The internal electrode 22 is disposed on the tube axis of the arc tube 11. One end of the internal electrode 22 is electrically connected to the proximal end of a current introduction terminal 25 made of, for example, Nb that extends through the one end cap 14 and extends to the outside, and the other end extends into the exhaust pipe 19 and extends to its distal end. It is fixed by being crushed together with the tube meat. The current introduction terminal 25 is sealed with frit glass with respect to the end cap 14.
The excimer discharge lamp 20 having such a configuration is likely to cause dielectric breakdown by connecting the internal electrode 22 to the high voltage side of the power source 18.

以下、本発明の具体的な実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Specific examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

＜実施例１＞
図２に示す構成を参照して、下記の仕様を有する本発明に係るエキシマ放電ランプ〔１〕を作製した。
［発光管（１１）］
寸法：全長２００ｍｍ、外径２０ｍｍ、円筒状
材質：サファイアＡ（特定の不純物合計濃度：３ｐｐｍ）
［外部電極（２３）］
材料：ＳＵＳメッシュ
［内部電極（２２）］
材料：タングステンのフィラメント
［排気管（１９）］
材質：Ｎｂ
［電流導入端子（２５）］
材質：Ｎｂ
［発光ガス］
種類：キセノンガス（波長１７２ｎｍにピークを有する真空紫外光を放射）
封入圧：全圧1気圧 <Example 1>
With reference to the configuration shown in FIG. 2, an excimer discharge lamp [1] according to the present invention having the following specifications was produced.
[Luminescent tube (11)]
Dimensions: Overall length 200 mm, outer diameter 20 mm, cylindrical material: Sapphire A (specific impurity total concentration: 3 ppm)
[External electrode (23)]
Material: SUS mesh [Internal electrode (22)]
Material: Tungsten filament [exhaust pipe (19)]
Material: Nb
[Current introduction terminal (25)]
Material: Nb
[Luminescent gas]
Type: Xenon gas (radiates vacuum ultraviolet light having a peak at a wavelength of 172 nm)
Sealing pressure: 1 atm total pressure

＜実施例２＞
実施例１において、発光ガスをクリプトンガスに変更して波長１４６ｎｍにピークを有する真空紫外光を放射するものとした以外は同様にして、本発明に係るエキシマ放電ランプ〔２〕を作製した。 <Example 2>
An excimer discharge lamp [2] according to the present invention was produced in the same manner as in Example 1 except that the luminescent gas was changed to krypton gas to emit vacuum ultraviolet light having a peak at a wavelength of 146 nm.

＜実施例３＞
実施例２において、サファイアＡをサファイアＢ（特定の不純物合計濃度：５ｐｐｍ）に変更した以外は同様にして、本発明に係るエキシマ放電ランプ〔３〕を作製した。 <Example 3>
An excimer discharge lamp [3] according to the present invention was produced in the same manner as in Example 2, except that sapphire A was changed to sapphire B (specific impurity total concentration: 5 ppm).

＜比較例１＞
実施例２において、サファイアＡをサファイアＣ（特定の不純物合計濃度：６ｐｐｍ）に変更した以外は同様にして、比較用のエキシマ放電ランプ〔４〕を作製した。 <Comparative Example 1>
A comparative excimer discharge lamp [4] was produced in the same manner as in Example 2, except that sapphire A was changed to sapphire C (specific impurity total concentration: 6 ppm).

＜比較例２＞
実施例１において、サファイアＡをサファイアＤ（特定の不純物合計濃度：１０ｐｐｍ）に変更した以外は同様にして、比較用のエキシマ放電ランプ〔５〕を作製した。 <Comparative Example 2>
A comparative excimer discharge lamp [5] was produced in the same manner as in Example 1 except that sapphire A was changed to sapphire D (specific impurity total concentration: 10 ppm).

＜比較例３＞
比較例２において、発光ガスをクリプトンガスに変更して波長１４６ｎｍにピークを有する真空紫外光を放射するものとした以外は同様にして、比較用のエキシマ放電ランプ〔６〕を作製した。 <Comparative Example 3>
A comparative excimer discharge lamp [6] was produced in the same manner as in Comparative Example 2, except that the luminescent gas was changed to krypton gas and vacuum ultraviolet light having a peak at a wavelength of 146 nm was emitted.

以上の実施例および比較例において用いたサファイアＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄに含有される各不純物の濃度を、表１に示す。
また、サファイアＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの光の透過率について、波長に対する透過率を図３に示す。図３においては、サファイアＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのそれぞれに係るグラフをＡ〜Ｄとして示した。 Table 1 shows the concentration of each impurity contained in sapphire A, B, C, and D used in the above examples and comparative examples.
Moreover, the transmittance | permeability with respect to a wavelength is shown in FIG. 3 about the transmittance | permeability of the light of sapphire A, B, C, D. FIG. In FIG. 3, graphs related to sapphire A, B, C, and D are shown as A to D, respectively.

以上のエキシマ放電ランプ〔１〕〜〔６〕について、４０Ｗで点灯させ、点灯時間に対する発光強度の減衰の度合いを確認した。結果を図４に示す。図４においては、エキシマ放電ランプ〔１〕〜〔６〕のそれぞれに係るグラフを〔１〕〜〔６〕として示した。 The above excimer discharge lamps [1] to [6] were turned on at 40 W, and the degree of attenuation of the emission intensity with respect to the lighting time was confirmed. The results are shown in FIG. In FIG. 4, the graphs related to the excimer discharge lamps [1] to [6] are shown as [1] to [6].

以上の結果より明らかなように、本発明に係るエキシマ放電ランプによれば、比較用のエキシマ放電ランプと比較して、長時間にわたってサファイアの透過率の低下が抑制され、長時間にわたって波長１８０ｎｍ以下の真空紫外光（ＶＵＶ）を得ることができることが確認された。 As is clear from the above results, according to the excimer discharge lamp according to the present invention, a decrease in the transmittance of sapphire is suppressed for a long time as compared with a comparative excimer discharge lamp, and the wavelength is 180 nm or less for a long time. It was confirmed that the vacuum ultraviolet light (VUV) can be obtained.

１０エキシマ放電ランプ
１１発光管
１２，１３外部電極
１４，１５エンドキャップ
１８電源
１９排気管
２０エキシマ放電ランプ
２２内部電極
２３外部電極
２５電流導入端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Excimer discharge lamp 11 Light emission tube 12, 13 External electrode 14, 15 End cap 18 Power supply 19 Exhaust tube 20 Excimer discharge lamp 22 Internal electrode 23 External electrode 25 Current introduction terminal

Claims

両端の各々が封止部によって封止されたサファイアからなる発光管と、前記発光管の管壁を介して互いに離間して配置された一対の電極とを備え、前記発光管内に発光ガスが封入されてなり、
前記一対の電極の少なくとも一方は、発光管の外周面に沿って設けられ、
前記発光管を形成するサファイアが、Ｔｉ、ＦｅおよびＭｎの３種に係る不純物の合計の濃度が、５ｐｐｍ以下のものであることを特徴とするエキシマ放電ランプ。 A luminescent tube made of sapphire sealed at both ends by a sealing portion and a pair of electrodes arranged spaced apart from each other through a tube wall of the luminescent tube, and luminescent gas is enclosed in the luminous tube Being
At least one of the pair of electrodes is provided along the outer peripheral surface of the arc tube,
An excimer discharge lamp, wherein the sapphire forming the arc tube has a total concentration of impurities of three kinds of Ti, Fe and Mn of 5 ppm or less.

前記一対の電極の他方が、発光管の内部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のエキシマ放電ランプ。 The excimer discharge lamp according to claim 1, wherein the other of the pair of electrodes is provided inside the arc tube.

前記発光ガスが、キセノンガス、クリプトンガスまたはアルゴンガスの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエキシマ放電ランプ。

The excimer discharge lamp according to claim 1 or 2, wherein the luminescent gas is at least one of xenon gas, krypton gas, or argon gas.