JP5891804B2

JP5891804B2 - Excimer lamp

Info

Publication number: JP5891804B2
Application number: JP2012010700A
Authority: JP
Inventors: 笠木　邦雄; 邦雄笠木
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2012-01-23
Filing date: 2012-01-23
Publication date: 2016-03-23
Anticipated expiration: 2032-01-23
Also published as: JP2013149546A

Description

この発明は放電容器内に始動補助電極を備えたエキシマランプに関し、特に、放電ガスとして希ガスとハロゲンガスを封入したエキシマランプに係るものである。 The present invention relates to an excimer lamp having a starting auxiliary electrode in a discharge vessel, and particularly to an excimer lamp in which a rare gas and a halogen gas are sealed as a discharge gas.

放電ガスとして希ガスおよびハロゲンを封入したエキシマランプが知られている。例えば、特開２０１０−１２３３２３号公報（特許文献１）には、矩形箱状の放電容器の内部に希ガスおよびハロゲン（ハロゲン化物）のガスを封入したエキシマランプが開示されている。
放電ガスとして希ガスとともにハロゲンガスが封入されたエキシマランプは、その組み合わせにより特有の発光波長が得られ、光洗浄，表面改質及び化学物質の感光といった光化学反応の用途等に使用される。処理に最適な波長（帯）の放射光を、放電ガスを適宜に組み合わせ、選択することで、高い効率で処理を達成することができるようになる。
なお、放電ガスの組み合わせとして一例をあげると、例えば以下のような組み合わせおよび発光波長が知られている。
Ｋｒ＋Ｃｌ（中心波長２２２ｎｍ）
Ｋｒ＋Ｆ（中心波長２４８ｎｍ）
Ｘｅ＋Ｃｌ（中心波長３０８ｎｍ）
Ｘｅ＋Ｉ（中心波長２５４ｎｍ）
Ｘｅ＋Ｆ（中心波長３５１ｎｍ） An excimer lamp in which a rare gas and a halogen are enclosed as a discharge gas is known. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2010-123323 (Patent Document 1) discloses an excimer lamp in which a rare gas and a halogen (halide) gas are sealed inside a rectangular box-shaped discharge vessel.
An excimer lamp in which a halogen gas is sealed together with a rare gas as a discharge gas can obtain a specific emission wavelength by the combination thereof, and is used for photochemical reaction applications such as photocleaning, surface modification, and chemical photosensitivity. Processing can be achieved with high efficiency by selecting radiation light having an optimum wavelength (band) for processing in combination with an appropriate discharge gas.
For example, the following combinations and emission wavelengths are known as discharge gas combinations.
Kr + Cl (center wavelength 222nm)
Kr + F (Center wavelength 248nm)
Xe + Cl (Center wavelength 308nm)
Xe + I (Center wavelength 254nm)
Xe + F (Center wavelength 351nm)

このような希ガスとハロゲンの組み合わせにより得られる発光は、エキシマ発光の過程に由来するものである。
放電容器を構成する誘電体（例えばガラス）に付設された電極に電圧が印加されることにより誘電体に電荷が蓄積され、これが放電開始電圧に到達することにより放電空間内部に放電が開始される。
放電容器の内部に封入された希ガスとハロゲン、ここでは一例として、希ガスとしてクリプトン（Ｋｒ）、ハロゲンガスとして塩素（Ｃｌ_２）で説明すると、放電で放出された電子によって、放電容器内に存在するクリプトン（Ｋｒ）が励起あるいはイオン化され、放電容器内に存在する塩素（Ｃｌ_２）と衝突することによって、ＫｒＣｌ^＊を生成する。このＫｒＣｌ^＊は極めて不安定な化合物であり、約１００ｎｓ以内の短時間で単体のクリプトン（Ｋｒ）と塩素（Ｃｌ）に離れる。このＫｒＣｌ^＊が分離する際に発光が生じる。放射される光（エキシマ光）は、希ガスおよびハロゲンの組み合わせによって固有であり、ＫｒとＣｌの組み合わせによる場合は波長２２２ｎｍの光が放出される。 The light emission obtained by such a combination of the rare gas and the halogen originates from the excimer light emission process.
When a voltage is applied to an electrode attached to a dielectric (for example, glass) constituting the discharge vessel, charges are accumulated in the dielectric, and when this reaches a discharge start voltage, a discharge is started inside the discharge space. .
As an example, krypton (Kr) is used as a rare gas and chlorine (Cl ₂ ) is used as a halogen gas. In this case, electrons released by discharge discharge into the discharge vessel. The existing krypton (Kr) is excited or ionized and collides with chlorine (Cl ₂ ) present in the discharge vessel, thereby generating KrCl ^* . This KrCl ^* is an extremely unstable compound, and is separated into simple krypton (Kr) and chlorine (Cl) in a short time within about 100 ns. Luminescence occurs when the KrCl ^* is separated. The emitted light (excimer light) is unique by a combination of a rare gas and a halogen, and light having a wavelength of 222 nm is emitted when a combination of Kr and Cl is used.

一方で、例えば、特開２０１０−２２５３４３号公報（引用文献２）などで、放電容器の内面に導電性物質を設けて始動補助電極として、低い始動電圧でもエキシマランプを確実に点灯できるようにしたものが知られている。
図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）にこの従来技術が示されている。図５（Ａ）はエキシマランプの部分上面図、（Ｂ）はＸ−Ｘ断面図、（Ｃ）はＹ−Ｙ断面図である。
図において、エキシマランプ２０は、石英ガラスなどよりなる放電容器２１を有しており、その外表面には、金ペーストなどでメッシュ状に形成された一対の光透過性外部電極２２、２３が対向して形成されている。また、放電容器２１の内表面には、光出射面を除いて反射膜２４が形成されている。
なお、この従来技術においては、非光出射面側の反射膜２４には、紫外光をモニターするために採光口２５が形成されている。 On the other hand, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-225343 (Cited document 2), a conductive material is provided on the inner surface of the discharge vessel so that the excimer lamp can be reliably turned on even at a low starting voltage as a starting auxiliary electrode. Things are known.
FIGS. 5A, 5B, and 5C show this prior art. 5A is a partial top view of the excimer lamp, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line XX, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along the line YY.
In the figure, an excimer lamp 20 has a discharge vessel 21 made of quartz glass or the like, and a pair of light-transmitting external electrodes 22 and 23 formed in a mesh shape with gold paste or the like are opposed to the outer surface thereof. Is formed. A reflective film 24 is formed on the inner surface of the discharge vessel 21 except for the light exit surface.
In this prior art, a light inlet 25 is formed in the reflective film 24 on the non-light emitting surface side in order to monitor ultraviolet light.

そして、前記外部電極２２、２３の一方の端部にはベタ状電極２７が設けられており、また、放電容器２１の内面には導電性物質を塗布・乾燥・焼成することにより始動補助電極２８が形成されている。この始動補助電極２８は、放電容器２１の外表面のベタ状電極２７の端部近傍に位置するように前記放電容器２１の内面に設けられている。
この構成によって、エキシマランプ２０の放電容器２１内面で、始動補助電極２８とベタ状電極２７との間で沿面放電を発生させることにより、外部電極２２、２３間で発生される放電容器２１内での主放電の放電開始電圧を低下させることができる。その結果、低い始動電圧でもエキシマランプを確実に点灯できることが期待されているものである。
なお、前記従来技術においては、外部電極２２、２３に設けたベタ状電極２７に対応して始動補助電極２８を設けたものが示されているが、該始動補助電極２８は、ベタ状電極を設けないものにおいても同様の構成を採用することができ、その場合には、外部電極の端部に対応する位置に設けることはいうまでもない。 A solid electrode 27 is provided at one end of each of the external electrodes 22, 23, and a starting auxiliary electrode 28 is formed on the inner surface of the discharge vessel 21 by applying, drying, and baking a conductive material. Is formed. The auxiliary starting electrode 28 is provided on the inner surface of the discharge vessel 21 so as to be positioned near the end of the solid electrode 27 on the outer surface of the discharge vessel 21.
With this configuration, a creeping discharge is generated between the auxiliary starting electrode 28 and the solid electrode 27 on the inner surface of the discharge vessel 21 of the excimer lamp 20, so that the discharge vessel 21 is generated between the external electrodes 22 and 23. The discharge start voltage of the main discharge can be reduced. As a result, it is expected that the excimer lamp can be reliably turned on even at a low starting voltage.
In the prior art, there is shown one in which the starting auxiliary electrode 28 is provided corresponding to the solid electrode 27 provided on the external electrodes 22, 23, but the starting auxiliary electrode 28 is a solid electrode. It is possible to adopt the same configuration for those not provided, and in that case, it is needless to say that they are provided at positions corresponding to the end portions of the external electrodes.

しかしながら、ハロゲンガスを封入したエキシマランプにおいて上記始動補助電極を設けた構成とすると、希ガス元素とハロゲン元素とのエキシマから放出されるエキシマ光の照度が早期に低下してしまい、長い使用寿命が得られないという問題が生じた。
この原因を分析すると、放電容器内のハロゲンガスが、始動補助電極を構成する導電性物質と反応し、該導電性物質に吸収されてしまい、放電容器内のハロゲンガスの量が著しく減少したことにより、希ガス元素とハロゲン元素との化合物の生成が十分になされなくなったためであることが判明した。
しかして、このような点灯中のハロゲンガスの消費を見込み、予め放電容器内に過剰にハロゲンガスを封入することも一案であるが、放電用ガスとして希ガスおよびハロゲンガスの混合ガスを用いる場合においては、放電用ガス中におけるハロゲンガスの割合によって、希ガス元素とハロゲン元素とのエキシマによるエキシマ光の発光効率が変化するため、ハロゲンガスの割合を必要以上に高く設定することができない。すなわち、希ガスとの適正な割合が崩れると、ランプの発光効率が低下してしまうので、処理に必要な照度が得られないことになり、十分な対策とはならない。 However, if the excimer lamp in which the halogen gas is sealed is provided with the above starting auxiliary electrode, the illuminance of the excimer light emitted from the excimer of the rare gas element and the halogen element is lowered at an early stage, resulting in a long service life. The problem that it was not obtained occurred.
When this cause is analyzed, the halogen gas in the discharge vessel reacts with the conductive material constituting the starting auxiliary electrode and is absorbed by the conductive material, and the amount of halogen gas in the discharge vessel is significantly reduced. Thus, it was found that the generation of the compound of the rare gas element and the halogen element was not sufficiently performed.
In view of the consumption of the halogen gas during lighting, it is one idea to preliminarily enclose the halogen gas in the discharge vessel in advance, but a mixed gas of rare gas and halogen gas is used as the discharge gas. In some cases, the emission efficiency of excimer light by the excimer of the rare gas element and the halogen element varies depending on the ratio of the halogen gas in the discharge gas, so the halogen gas ratio cannot be set higher than necessary. That is, if the appropriate ratio with the rare gas is lost, the luminous efficiency of the lamp is lowered, so that the illuminance necessary for the treatment cannot be obtained, which is not a sufficient countermeasure.

その理由を更に詳しく述べると以下の通りである。
まず放電容器内部の圧力を一定とした状態でいずれか一方の元素を過剰にした場合を検討する。
塩素（Ｃｌ_２）の封入量を変えて塩素濃度を増大すると、塩素分子の数が増えるが、励起されるＫｒ原子の数が減少する。励起されるクリプトン原子（Ｋｒ）が少なくなると、塩素分子に衝突するクリプトン（Ｋｒ）の数が少なくなり、結果的にＫｒＣｌ^＊の生成数が減少して、発光効率が低下する。これと逆に、塩素濃度が小さいにも、励起されるクリプトン原子（Ｋｒ）が塩素分子に衝突できる機会が減り、ＫｒＣｌ^＊の生成数が減少して、発光効率が低下する。つまり、励起されたクリプトン（Ｋｒ）が、塩素（Ｃｌ）と衝突する確率と両者の混合比が深く関係している。
一方、濃度を一定として封入圧力を上げようとすると、励起されたクリプトン（Ｋｒ）原子がハロゲン分子に衝突する前に励起されていないクリプトン（Ｋｒ）原子と衝突する確率が増してＫｒＣｌ^＊の生成数が減少し、結果、エキシマ発光の効率が低下する。無論、放電ガスの圧力を高めた場合には、放電開始の絶縁破壊電圧が上昇し、ランプの始動性が悪くなるという別の問題が生じ、点灯電源を大型化しなければ対応できなくなる上、ランプ点灯中におけるランプ自身の発熱量が大きくなり、実用的でなくなってしまう。
このようにエキシマランプにおいては、放電ガスの封入圧および希ガスとハロゲン（ハロゲン化物）においては、高い効率を得るために必要な適正な範囲が存在する。
それ故、放電容器内での消費量を見込んで、予めハロゲンを過剰に封入することは適切な対策とはなりえないものである。 The reason will be described in more detail as follows.
First, the case where either one of the elements is excessive while the pressure inside the discharge vessel is kept constant will be considered.
Increasing the chlorine concentration by changing the amount of enclosed chlorine (Cl ₂ ) increases the number of chlorine molecules, but decreases the number of excited Kr atoms. When the number of excited krypton atoms (Kr) decreases, the number of kryptons (Kr) that collide with chlorine molecules decreases, resulting in a decrease in the number of KrCl ^* generations and a decrease in luminous efficiency. On the other hand, even if the chlorine concentration is low, the chance that excited krypton atoms (Kr) can collide with chlorine molecules decreases, the number of KrCl ^* production decreases, and the luminous efficiency decreases. That is, the probability that the excited krypton (Kr) collides with chlorine (Cl) and the mixing ratio of both are closely related.
On the other hand, if it is attempted to increase the encapsulation pressure with a constant concentration, the probability that the excited krypton (Kr) atoms collide with unexcited krypton (Kr) atoms before colliding with the halogen molecule increases, and KrCl ^* is generated. The number decreases, and as a result, the efficiency of excimer emission decreases. Of course, when the pressure of the discharge gas is increased, the breakdown voltage at the start of discharge rises, resulting in another problem that the startability of the lamp deteriorates. When the lamp is lit, the amount of heat generated by the lamp itself increases, making it impractical.
As described above, in the excimer lamp, there is an appropriate range necessary for obtaining high efficiency in the charging pressure of the discharge gas and the rare gas and the halogen (halide).
Therefore, it is not an appropriate measure to encapsulate an excessive amount of halogen in advance in view of the consumption in the discharge vessel.

特開２０１０−１２３３２３号公報JP 2010-123323 A 特開２０１０−２２５３４３号公報JP 2010-225343 A

本発明は、以上のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、内部に、希ガスと共にハロゲン又はハロゲン化物が封入された放電容器と、該放電容器の外面に対向配置された一対の外部電極と、前記放電容器内部に形成された始動補助電極とを備えたエキシマランプにおいて、放電容器内に封入したハロゲンが点灯時間経過によって減ずることなく、所定のエキシマ光照度が維持されるようにした構造を提供せんとするものである。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and is disposed inside a discharge vessel in which a halogen or a halide is enclosed together with a rare gas, and opposed to the outer surface of the discharge vessel. In an excimer lamp having a pair of external electrodes and a starting auxiliary electrode formed inside the discharge vessel, a predetermined excimer light illuminance can be maintained without reducing the halogen enclosed in the discharge vessel over time. It is intended to provide a structured.

上記従来技術の問題点に鑑みて、本発明では、放電容器内に設けた始動補助電極が、不活性層により覆われていることを特徴とする。
また、前記不活性層が、酸化アルミニウム粉末、酸化ジルコニウム粉末、酸化チタン粉末、シリカ粉末のうち、１以上の粉末により構成されていることを特徴とする。
また、放電容器内面には、酸化アルミニウム粉末およびシリカ粉末のいずれかを含む反射膜が形成されてなり、該反射膜上に前記不活性層が形成されていることを特徴とする。 In view of the above problems of the prior art, the present invention is characterized in that the starting auxiliary electrode provided in the discharge vessel is covered with an inert layer.
The inert layer is composed of one or more powders of aluminum oxide powder, zirconium oxide powder, titanium oxide powder, and silica powder.
In addition, a reflective film containing either aluminum oxide powder or silica powder is formed on the inner surface of the discharge vessel, and the inert layer is formed on the reflective film.

このような構成を採ることにより、放電容器内のハロゲンガスが始動補助電極を構成する導電性物質と反応して吸収されることがなく、ランプ点灯時にハロゲンガスが消費されることがないので、所定のエキシマ光の照度が維持されるものである。 By adopting such a configuration, the halogen gas in the discharge vessel does not react and be absorbed by the conductive material constituting the auxiliary starting electrode, and the halogen gas is not consumed when the lamp is lit. The illuminance of a predetermined excimer light is maintained.

本発明のエキシマランプの構成を示す斜視図。The perspective view which shows the structure of the excimer lamp of this invention. 図１のＡ−Ａ断面図。AA sectional drawing of FIG. 本発明のエキシマランプの製造工程を示す図。The figure which shows the manufacturing process of the excimer lamp of this invention. 本発明効果を表すグラフ。The graph showing the effect of the present invention. 従来技術を表す図。The figure showing a prior art.

図１は、本発明におけるエキシマランプを示す斜視図であり、図２はその断面図であって、（Ａ）はＡ−Ａ断面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図である。
図１において、エキシマランプ１は、石英ガラスなどからなる放電容器２を有し、その内部には放電ガスとして、希ガスおよびハロゲンガスが封入されている。この希ガスおよびハロゲンは、前記したように、求める光の波長に応じて適宜に選択される。
そして、該放電容器２の外表面には、例えば、金ペーストを格子状に塗布した、メッシュ状の光透過性外部電極３、３が設けられている。そして、図２（Ａ）に示すように、該放電容器２の内表面には、光照射面２ａを除いて反射膜４が形成されている。該反射膜４は、酸化アルミニウム粉末およびシリカ粉末のいずれか、もしくはその両者を含む材料から構成される。
前記外部電極３、３の軸方向の一端部にはベタ状電極５、５が設けられていて、図２（Ｂ）に示すように、該ベタ状電極５、５の放電容器２の幅方向での端部近傍に位置して、該放電容器２の内面に、前記ベタ状電極５、５を跨ぐように誘電体材料からなる始動補助電極６、６が設けられている。該始動補助電極６、６は、例えば、Ｐｔペーストを所定の形状で塗布、乾燥し、焼成したものである。 FIG. 1 is a perspective view showing an excimer lamp according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view thereof, (A) is an AA sectional view, and (B) is a BB sectional view.
In FIG. 1, an excimer lamp 1 has a discharge vessel 2 made of quartz glass or the like, and a rare gas and a halogen gas are sealed therein as a discharge gas. As described above, the rare gas and the halogen are appropriately selected according to the desired wavelength of light.
On the outer surface of the discharge vessel 2, for example, mesh-like light transmissive external electrodes 3, 3 in which a gold paste is applied in a lattice shape are provided. As shown in FIG. 2A, a reflective film 4 is formed on the inner surface of the discharge vessel 2 except for the light irradiation surface 2a. The reflective film 4 is made of a material containing either or both of aluminum oxide powder and silica powder.
Solid electrodes 5, 5 are provided at one end of the external electrodes 3, 3 in the axial direction, and as shown in FIG. 2B, the width direction of the discharge vessel 2 of the solid electrodes 5, 5. The auxiliary start electrodes 6 and 6 made of a dielectric material are provided on the inner surface of the discharge vessel 2 so as to straddle the solid electrodes 5 and 5. For example, the auxiliary start electrodes 6 and 6 are formed by applying a Pt paste in a predetermined shape, drying, and firing.

そして、同じく図２（Ｂ）に示すように、前記始動補助電極６、６を覆うように、不活性層７、７が形成されている。
該不活性層７、７は、放電容器２内部に封入されたハロゲンガスが、始動補助電極６、６と反応することを抑制するために、始動電極全体を覆う遮断膜であり、材質としてはセラミックスよりなり、シリカ、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化チタン（チタニア）、酸化亜鉛等の、セラミックスの粉末により構成される層よりなる。前記したセラミックスについては、単体で用いても良いし混合して用いてもよい。
この不活性層７、７は、セラミック粉末と有機溶剤を混合して攪拌したのち、セラミック粉末の混合液を放電容器２内部に流し込み等の手段によって塗布し、乾燥、焼成することによって得られる。この不活性層７、７の厚みは、紫外線の透過特性を損なわないように制御されるものであって、好ましくは１０〜５０μｍであり、より好ましくは２０〜４０μｍである。 As shown in FIG. 2B, inactive layers 7 and 7 are formed so as to cover the auxiliary starting electrodes 6 and 6.
The inert layers 7 and 7 are blocking films that cover the entire starting electrode in order to prevent the halogen gas enclosed in the discharge vessel 2 from reacting with the starting auxiliary electrodes 6 and 6. It consists of ceramics and consists of layers composed of ceramic powders such as silica, aluminum oxide (alumina), zirconium oxide (zirconia), titanium oxide (titania), zinc oxide and the like. The ceramics described above may be used alone or in combination.
The inert layers 7 and 7 are obtained by mixing and stirring the ceramic powder and the organic solvent, and then applying the mixture of the ceramic powder into the discharge vessel 2 by means such as pouring, drying and firing. The thicknesses of the inert layers 7 and 7 are controlled so as not to impair the ultraviolet transmission characteristics, and are preferably 10 to 50 μm, more preferably 20 to 40 μm.

前記不活性層７、７は、少なくとも始動補助電極６、６を被覆すればよく、その他の放電容器２内面は実用上で不要であるが、製造上の観点から放電容器２の全内面に形成してもよい。また、始動補助電極６、６部分にも反射膜４が形成されている場合には、その反射膜４の上から始動補助電極６、６を覆うように形成してもよい。 The inactive layers 7 and 7 only need to cover at least the auxiliary starting electrodes 6 and 6, and the other inner surface of the discharge vessel 2 is unnecessary for practical use, but is formed on the entire inner surface of the discharge vessel 2 from the viewpoint of manufacturing. May be. Further, when the reflective film 4 is also formed on the starting auxiliary electrodes 6 and 6, the auxiliary auxiliary electrodes 6 and 6 may be formed so as to cover the reflective film 4.

本発明のエキシマランプの製造方法の一例を図３に基づいて説明する。
（Ａ）放電容器２を構成する断面が扁平矩形状の筒状ガラス管を用意し、その内部を線状した後、その内面の光出射面２ａ側を除く部分に反射膜４を形成する。反射膜はシリカ粉末、アルミナ粉末の単体または混合粉末により構成される。
（Ｂ）ガラス管２の非給電側端部側に、始動補助電極６、６を形成する。この始動補助電極６、６は例えば白金ペーストよりなり、これを塗布・形成した後に、例えば、１，０８０℃で０．５時間焼成して形成する。
（Ｃ）ガラス管２の両方の端部に封止部材１０、１０を溶着する。該封止部材１０は、排気管１２を設けたシール用のガラス体１１からなり、該ガラス体１１をガラス管２端部に挿入し、加熱して封着する。
（Ｄ）不活性層形成用のセラミック粉末液を調製し、上記のように概略密閉状態としたガラス管２の内部にこの粉末液を流し込み、充填、排出して不活性層７を塗布形成する。
ここで、セラミック粉末液は、例えば粒径０．３μｍのシリカ粉末（型式ＳＯ−Ｅ１、信越石英株式会社製）６０ｇと、粒径０．３μｍのアルミナ粉末（型式ＡＡ−０３、住化アルケム株式会社製）６．６ｇの混合粉末を、有機溶剤（商品名エバーブライト、型式ＨＩ−２０００ＢＡ（エバー化学研究所株式会社製））で混合して製作したものである。
（Ｅ）ガラス管２内部を温排気して不活性層７を乾燥させた後、アルゴンガスを封入して一時的に密閉封止する。
（Ｆ）外部電極３用の金ペーストをスクリーン印刷により放電容器２の外表面に塗布形成し、７５℃で１時間乾燥させた後、６００℃で１時間焼成する。
ベタ状電極は、例えば金ペーストなどの導電性ペーストよりなり、所定の箇所に塗布、乾燥した後、焼成して形成される。
しかる後、一時封止した排気管１２を再び開けて、ガラス管２の内部を排気し、ガラス管（放電容器）２内に放電ガスとして希ガスとハロゲンガス（ハロゲン化物）を封入して、最終的に再度排気管１２を密閉封止してエキシマランプ１が完成する。 An example of the manufacturing method of the excimer lamp of this invention is demonstrated based on FIG.
(A) A cylindrical glass tube having a flat rectangular cross section constituting the discharge vessel 2 is prepared, and the inside thereof is linearized, and then the reflection film 4 is formed on the inner surface of the discharge vessel 2 except for the light emitting surface 2a side. The reflective film is composed of a single powder or mixed powder of silica powder and alumina powder.
(B) The auxiliary starting electrodes 6 and 6 are formed on the non-feeding side end of the glass tube 2. The start-up auxiliary electrodes 6 and 6 are made of, for example, platinum paste, and are formed by, for example, baking at 1,080 ° C. for 0.5 hours after coating and forming the platinum paste.
(C) The sealing members 10 and 10 are welded to both ends of the glass tube 2. The sealing member 10 is composed of a sealing glass body 11 provided with an exhaust pipe 12, and the glass body 11 is inserted into the end of the glass tube 2 and sealed by heating.
(D) A ceramic powder solution for forming an inert layer is prepared, and this powder solution is poured into the glass tube 2 which is substantially sealed as described above, and filled and discharged to form the inert layer 7 by coating. .
Here, the ceramic powder liquid is, for example, 60 g of silica powder having a particle size of 0.3 μm (model SO-E1, manufactured by Shin-Etsu Quartz Co., Ltd.) and alumina powder having a particle size of 0.3 μm (model AA-03, Sumika Alchem Corporation) 6.6 g of mixed powder (manufactured by a company) was mixed with an organic solvent (trade name Everbright, model HI-2000BA (manufactured by Ever Chemical Laboratory Co., Ltd.)).
(E) The inside of the glass tube 2 is evacuated to dry the inert layer 7, and then argon gas is sealed and hermetically sealed.
(F) A gold paste for the external electrode 3 is applied and formed on the outer surface of the discharge vessel 2 by screen printing, dried at 75 ° C. for 1 hour, and then fired at 600 ° C. for 1 hour.
The solid electrode is made of, for example, a conductive paste such as a gold paste, and is formed by applying and drying at a predetermined location, followed by firing.
Then, the temporarily sealed exhaust pipe 12 is opened again, the inside of the glass tube 2 is exhausted, and a rare gas and a halogen gas (halide) are sealed as a discharge gas in the glass tube (discharge vessel) 2. Finally, the exhaust pipe 12 is sealed again and the excimer lamp 1 is completed.

なお、上記製造方法においては、反射膜４は始動補助電極６を除いてガラス管内面の非光出射側に形成するものを示したが、反射膜４は、始動補助電極６を含んで形成してもよく、その場合には、図３の（Ａ）工程と（Ｂ）工程が逆になり、初めにガラス管２内部に始動補助電極６が形成され、その後に反射膜４が該始動補助電極６を含んでガラス管内面に形成される。
また、不活性層７が放電容器２を構成するガラス管の全内面に形成されるものを説明したが、始動補助電極６部分のみを覆うようにしてもよい。その場合は、図３（Ｂ）に示す始動補助電極６の形成後に、該始動補助電極６部分に、筆などで不活性層用のセラミック粉末液を塗布して、これを乾燥焼結して不活性層７を形成するものである。 In the above manufacturing method, the reflective film 4 is formed on the non-light emitting side of the inner surface of the glass tube except for the start auxiliary electrode 6. However, the reflective film 4 is formed including the start auxiliary electrode 6. In this case, the steps (A) and (B) in FIG. 3 are reversed, and the starting auxiliary electrode 6 is first formed inside the glass tube 2, and then the reflective film 4 is provided with the starting auxiliary. The electrode 6 is formed on the inner surface of the glass tube.
In addition, although the description has been given of the case where the inert layer 7 is formed on the entire inner surface of the glass tube constituting the discharge vessel 2, only the start auxiliary electrode 6 may be covered. In that case, after forming the starting auxiliary electrode 6 shown in FIG. 3 (B), a ceramic powder solution for the inert layer is applied to the portion of the starting auxiliary electrode 6 with a brush or the like, and this is dried and sintered. The inactive layer 7 is formed.

本発明の効果を実証するための実験を行った。
＜本発明ランプ＞
封入ガス：Ｋｒ−Ｃｌ−Ｎｅ混合ガス
始動補助電極：Ｐｔペースト
不活性層：シリカ（粒径０．３μｍ）とアルミナ（粒径０．３μｍ）の混合
膜厚３０μｍ
＜比較例ランプ＞
上記本発明ランプの不活性層が形成されていないランプ
＜点灯条件＞
電圧波形：矩形波
Ｐ−Ｐ電圧：８．０ｋＶ
周波数：７０ｋＨｚ
点灯状態：連続点灯 Experiments were performed to verify the effects of the present invention.
<Invention lamp>
Filled gas: Kr-Cl-Ne Mixed gas starting auxiliary electrode: Pt paste Inactive layer: Mixing of silica (particle size 0.3 μm) and alumina (particle size 0.3 μm)
Film thickness 30μm
<Comparative lamp>
The lamp of the present invention in which the inactive layer is not formed <lighting conditions>
Voltage waveform: rectangular wave PP voltage: 8.0 kV
Frequency: 70kHz
Lighting state: Continuous lighting

その結果が図５に示されている。
図からも明らかなように、不活性層を設けていない比較例ランプにおいては、点灯直後から照度が急激に低下し、１５０時間経過後には、照度維持率が２０％を下回っている。これに対して、本発明ランプは、８００時間経過後にも照度維持率が殆ど低下せず、９５％以上を維持していて、本発明の効果が明らかである。 The result is shown in FIG.
As is apparent from the figure, in the comparative lamp without the inactive layer, the illuminance rapidly decreases immediately after lighting, and after 150 hours, the illuminance maintenance rate falls below 20%. On the other hand, the lamp of the present invention hardly maintains the illuminance maintenance rate even after 800 hours and maintains 95% or more, and the effect of the present invention is clear.

以上のように、本発明においては、放電容器内に設けられた始動補助電極を不活性層によって覆う構成としたことにより、放電容器内のハロゲンガスが該始動補助電極と反応して吸収されることがなく、点灯によるハロゲンガスの消費がなく、高い照度維持率が保たれるものである。 As described above, in the present invention, since the auxiliary start electrode provided in the discharge vessel is covered with the inert layer, the halogen gas in the discharge vessel reacts with the auxiliary start electrode and is absorbed. No halogen gas is consumed by lighting, and a high illuminance maintenance rate is maintained.

なお、上記実施例の説明においては、透光性外部電極の端部にベタ状電極を設ける構成としたが、ベタ状電極を設けないものであってもよく、その場合には、外部電極の端部近傍に始動補助電極を設ければよい。更には、非光出射側の外部電極は透光性電極でないものであってもよい。
また、放電容器は矩形管形状として説明したが、これに限られるものではなく、丸型管形状等の種々の形状を採用しうることは勿論である。 In the description of the above embodiment, the solid electrode is provided at the end of the translucent external electrode. However, the solid electrode may not be provided. A starting auxiliary electrode may be provided in the vicinity of the end. Furthermore, the external electrode on the non-light emitting side may not be a translucent electrode.
Although the discharge vessel has been described as a rectangular tube shape, the present invention is not limited to this, and it is needless to say that various shapes such as a round tube shape can be adopted.

１エキシマランプ
２放電容器
２ａ光出射面
３外部電極
４反射膜
６始動補助電極
７不活性層

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Excimer lamp 2 Discharge vessel 2a Light emission surface 3 External electrode 4 Reflective film 6 Start-up auxiliary electrode 7 Inactive layer

Claims

内部に、希ガスと共にハロゲン又はハロゲン化物が封入された誘電体からなる放電容器と、
該放電容器の外面に対向配置された一対の外部電極と、
前記放電容器内部に形成された始動補助電極と、
を備えたエキシマランプにおいて、
前記始動補助電極の全体が、不活性層により覆われていることを特徴とするエキシマランプ。
A discharge vessel made of a dielectric material in which a halogen or a halide is enclosed together with a rare gas;
A pair of external electrodes disposed opposite to the outer surface of the discharge vessel;
A starting auxiliary electrode formed inside the discharge vessel;
In excimer lamps with
An excimer lamp, wherein the starting auxiliary electrode is entirely covered with an inert layer.

前記不活性層は、酸化アルミニウム粉末、酸化ジルコニウム粉末、酸化チタン粉末、シリカ粉末のうち、１以上の粉末により構成されていることを特徴とする請求項１記載のエキシマランプ。 The excimer lamp according to claim 1, wherein the inert layer is composed of one or more powders of aluminum oxide powder, zirconium oxide powder, titanium oxide powder, and silica powder.

放電容器内面には、酸化アルミニウム粉末およびシリカ粉末のいずれかを含む反射膜が形成されてなり、
該反射膜上に前記不活性層が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のエキシマランプ。

A reflection film containing either aluminum oxide powder or silica powder is formed on the inner surface of the discharge vessel,
The excimer lamp according to claim 1, wherein the inactive layer is formed on the reflective film.