准分子放电灯及准分子放电灯的制造方法

专利名称：准分子放电灯及准分子放电灯的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种利用准分子放电来放射紫外线的准分子放电灯。尤其是涉及一种
放电容器具备一对相对配置的平板的准分子放电灯。
背景技术：
以往，在光清洗、表面改性及所谓化学物质的感光的光化学反应的用途中，准分子放电灯被用作紫外线光源。作为该准分子放电灯的发光气体，众知封入有例如氙的稀有气体、例如氟化物的卤化物。卤素或卤化物在灯点灯时被电离而成为卤素离子，对于其他物质的反应性变极高。因此在准分子放电灯中需要设法设计封入卤素或卤化物的放电容器。
并且，在光化学反应的用途中，被照射物具有平坦的照射面的情况较多，可面照射的准分子放电灯与圆管状的准分子放电灯相比，可抑制配光不均匀，从这一点来说更为优选。所以，在准分子放电灯中需要对放电容器设法从而可以进行面照射。
作为满足这种条件的放电灯，以往众知有专利文献1记载的准分子放电灯。
图6是以往的准分子放电灯100的说明图，沿着圆板状的窗部件101的中心轴的剖视图。 以往的准分子放电灯100由一对圆板状的平板构成的窗部件101 ;设于一对窗部件101的外表面的一对电极102 ;配置于该一对窗部件101之间的放电空间间隔件109 ;设于该窗部件101与该放电空间间隔件109之间的密封部件105 ;接触于该窗部件101的周缘面、且夹持该一对窗部件101的一对配件106 ;穿通于连通该配件106与该放电空间间隔件109的贯通孔的螺栓107 ;以及设于该螺栓107的两端、且夹持一对窗部件的外表面的一对螺帽构成。 以往的准分子放电灯100通过螺栓107与螺帽夹持一对窗部件101，从而通过密封部件105密封窗部件101与放电空间间隔件109之间。由此，在准分子放电灯100中，构成了由一对窗部件101、放电空间间隔件109以及密封部件包围的放电空间104。
在该放电空间104中，作为发光气体，封入有例如氪(Kr)或氙(Xe)的稀有气体，或如氟(F2)或氯(Cl2)的卤素。 由于构成放电空间104的各部件接触卤素，因而采用与卤素反应性低的部件。具体来说，窗部件101例如由蓝宝石(A1203)或单晶氧化钇(Y203)这样的硅以外的金属氧化物构成，从而可防止窗部件101的劣化。并且，作为密封部件105，例如由与高氟基弹性体(perfluoroelastomer)或氟树脂这样的卤素反应性低的0形环构成。 以往的准分子放电灯100是通过在一对电极102之间供给高频高电压而在放电空间104发生准分子放电，例如发光气体由氪与氟构成时，可得到240nm 255nm的波长区域的紫外线，并且发光气体为氙与氯构成时可得到300nm 320nm的波长区域的紫外线。在放电空间104产生的紫外线透射窗部件101，从金属网构成的电极102的网眼被放射至外部。准分子放电灯IOO所具备的窗部件是平板，因而从窗部件的外表面可进行面照
3射，可以适当地处理面对该窗部件的未图示的被照射物。
专利文献1 :日本特开平06-310106号公报
专利文献2 :日本专利第2849602号公报
专利文献3 :日本特开平11-012099号公报

发明内容
然而，以往的准分子放电灯100存在如下问题相对于最初点灯时的初始光量，相对强度降低至50%为止的时间(所谓寿命)只有数小时，寿命短。 可以推测该寿命短的问题的原因是密封部件105的劣化导致的发光气体的流出。具体来说，在一对电极间产生的热被传热至密封部件105，使得成为高温的密封部件105劣化。可以推测出劣化的密封部件105无法保持放电空间104的气密性，封入放电空间104的发光气体会流出至外部，从而引起寿命短的问题。 以往，由一对平板的窗部件101、放电空间间隔件109、密封部件105、一对配件106、螺栓107以及螺帽构成放电容器。 为了解决寿命短的问题，考虑了不使用密封部件105地构成放电空间104。构成平
板的窗部件IOI的部件为蓝宝石时，将蓝宝石之间接合的技术记载于专利文献2及3。本发
明人尝试使用记载于该专利文献2及3的技术来构成放电容器。 图7是用来说明本发明人所研究的新颖的放电容器的透视图。 如图7所示，放电容器由3片长方体状的平板26、27、28构成。该3片平板26、27、
28通过从蓝宝石部件例如切出就可制作。3片平板26、27、28中，位于纸面中央的平板27
上设有孔，以形成构成放电空间的内表面25，构成环状的侧壁体。 3片平板26、27、28至少相互接合的面被研磨。具体来说，各3片的下述面被研磨。位于纸面上侧的一方的平板体是纸面下侧的面(与侧壁体相对的面)被研磨。并且，位于纸面中央的侧壁体是纸面上侧的面(与一方的平板体相对的面)与纸面下侧的面(与另一方的平板体相对的面)被研磨。并且，位于纸面下侧的另一方的平板体是纸面上侧的一面(与侧壁体相对的面)被研磨。 各平板以被研磨的面相互接触的方式层积，以从纸面上下方向被夹持的方式被推压。各平板在被推压的状态下，在减压环境下，例如在IOO(TC以上进行加热。加热预定时间后，各平板被冷却至室温。 冷却后，被层积的各平板即使未推压，相互接触的面也接合并构成为一体，可将该一体物用作放电容器。在放电容器内部，设有由接合前的一方的平板体的内表面、另一方的平板体的内表面以及侧壁体的内表面构成的放电空间。 这样一来，本发明人研究的新颖的放电容器即使未设置密封部件，也具备一对平板(相当于接合前的一方的平板体与另一方的平板体)，而在内部构成放电空间，形成为箱状。 以该新颖的放电容器构成准分子放电灯，相对于最初点灯时的初始光量，到相对强度降低至50%为止的时间(所谓寿命)只有数小时左右，仍无法解决寿命短的问题。
本发明人针对该新颖的放电容器构成的准分子放电灯的寿命短的问题的原因加以研究，推测出原因在于研磨齐U。具体来说，在研磨3片平板时，例如使用二氧化硅(Si02)，碳化硅(SiC)，金刚石(C)，或氧化铈(Ce02)这样的研磨剂，该研磨剂会残留在构成放电空
间的内表面。若该研磨剂残留在放电空间，则随着灯点灯经过而与发光气体的卤素或卤化
物反应，形成化合物，会减少有助于准分子放电的卤素离子的量，产生寿命降低。 在专利文献2中记载了由于研磨之后被有机物或灰尘等污染而利用洗剂或异丙
醇等进行清洗的情况，但利用这种药品无法除掉研磨剂。 即，在专利文献2或专利文献3记载的技术中，未考虑到将蓝宝石之间接合所得到的一体物用作准分子放电灯的放电容器等，当然在该放电容器中，以往并不知道会产生研磨剂导致寿命短的问题。 因此，本发明的目的在于提供一种比以往寿命长的准分子放电灯及该准分子放电灯的制造方法。 第1发明的准分子放电灯，由具有经由放电空间相对的一对平板的放电容器；设于该一对平板的外表面的一对外部电极；以及封入该放电空间的至少稀有气体及卤素或卤化物构成的发光气体构成，上述准分子放电灯的其特征为该放电容器的密闭的该放电空间由该一对平板与连接该一对平板的侧壁构成，而且该一对平板与该侧壁由蓝宝石、YAG或单晶氧化钇构成，包围该放电空间的该放电容器的内表面上存在的不纯物为至少含有硅、碳、铈的任一种的不纯物，其量为0. 6ng/cm2以下。 第2发明的准分子放电灯的制造方法是一种由具有经由放电空间相对的一对平板的放电容器；设于该一对平板的外表面的一对外部电极；以及封入该放电空间的至少稀有气体及卤素或卤化物构成的发光气体构成的准分子放电灯的制造方法，其特征为具有研磨蓝宝石、YAG或单晶氧化钇构成的一对平板体和环状的侧壁体的表面的工序，具有在该研磨的工序之后，在该一对平板体之间配置该侧壁体，推压相互研磨的面的同时进行加热并进行接合的工序；以及通过该接合得到由该一对的平板体和侧壁体构成该放电空间的该放电容器，从连通该放电容器的该放电空间的贯通孔导入化学蚀刻液，清洗该放电容器的内表面的工序。 第1发明的准分子放电灯通过上述特征，放电容器由与卤素离子反应性低的蓝宝石、YAG或单晶氧化钇构成，且至少含有硅、碳、铈的任一种的不纯物与封入放电空间的卤素离子的反应被抑制，从而实现寿命比以往长。 第2发明的准分子放电灯的制造方法通过上述特征，放电容器由与卤素离子反应性低的蓝宝石、YAG或单晶氧化钇构成，且以化学蚀刻液溶解存在于放电容器的内表面的至少含有硅、碳、铈的任一种的不纯物，从而可比以往延长寿命。


图1是第1实施例的准分子放电灯的说明图。 图2是第1实施例的准分子放电灯的说明图。 图3是第2实施例的准分子放电灯的说明图。 图4是第3实施例的准分子放电灯的说明图。 图5是实验结果的说明图。 图6是已知的准分子放电灯的说明图。 图7是用于课题的说明图。
具体实施例方式
利用图1及图2说明本发明的第1实施例。
图1是用于说明第1实施例的准分子放电灯1的透视图。 图2是与图1的准分子放电灯1的长边方向正交的剖视图(图1的A-A剖视图)。
第l实施例的准分子放电灯l由以下构成由蓝宝石(单晶氧化铝A1A)，YAG(钇、 铝、石榴石)或单晶氧化钇(Y203)构成的放电容器2 ;设于构成该放电容器2的一对平板21 的外表面的一对外部电极31、32 ;以及被封入放电容器2内部的放电空间24的至少由稀有 气体及卤素或卤化物构成的发光气体。 放电容器2由长方体状的一对平板21以及位于该一对平板21之间、且连接该一 对平板21的环状侧壁22构成。由此，在与平板21正交的剖面，放电容器2构成为矩形状。
在放电容器2内部设有由一对平板21相对的内表面25以及环状的侧壁22的内 表面25(图2的纸面左右的内表面25及位于纸面内深部与正前方的未图示的内表面25) 包围的放电空间24。在放电容器2的内表面25，至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一 种的不纯物的量构成为0. 6ng/cm2以下。 并且，在图1及图2中，出于说明方便，为了区别一对平板21与侧壁22，以虚线图 示于放电容器2。然而，在下述的制造方法中接合的放电容器2并不能区分一对平板21与 侧壁22的边界，不存在图1及图2所示的虚线。 在放电容器2的侧壁22上设有连通于内部的放电空间24的贯通孔，在该贯通孔 中设有金属构成的筒体4。筒体4与贯通孔之间通过设置例如由银与铜的合金(Ag-Cu合 金)构成的焊料5来粘接。 该筒体4具有在其中心轴延伸的孔，该孔连通于放电空间24。
在放电空间24中，经由该筒体4的孔，作为发光气体封入有例如氩(Ar)、氪(Kr) 或氤(Xe)的稀有气体，及例如氟(F》、氯(Cl》、溴(Br》、碘(12)的卤素或六氟化硫(SF6) 的卤化物。通过压接筒体4的一端(图1的纸面正前方侧的端部)来形成密封部41，放电 空间24的内部被气密地密闭。 放电容器2在该一对的平板21的各外表面(相对于放电空间24侧的内表面的相 反侧的面)上分别设有网状的外部电极31、32。 如图1所示，该外部电极31、32沿着平板21的长边方向延伸地设置。并且，如图 2所示， 一对外部电极31、32被隔离成不会相互电连接，经由一对平板21与放电空间24相 对配置。 上述第1实施例的准分子放电灯1的一对外部电极31、32与未图示的电源电连 接，被提供高频高电压，开始进行灯点灯。 准分子放电灯1通过将高频高电位提供到一对外部电极31、32，使得放电容器2起
到电介体的作用，在一对外部电极31、32间产生放电。发光气体为例如氩(Ar)构成的稀有
气体与六氟化硫(SF6)构成的卤化物时，在放电空间24中，上述气体被电离，形成氩离子与
氟离子，而形成由氩-氟构成的受激准分子，产生193nm波长的紫外线。 构成放电容器2的蓝宝石(单晶氧化铝A1203) 、 YAG(钇、铝、石榴石)或是单晶氧
化钇(Y203)具有紫外线透射性，因而在放电空间24产生的紫外线透射放电容器2。设于放电容器2的一对外表面的外部电极31、32由网状构成，因而紫外线由其网孔向外部被放射。
准分子放电在一对外部电极31、32间良好进行，因而紫外线从设有一对外部电极 31、32的一对平板21良好地透射。S卩，第1实施例的准分子放电灯1作为将紫外线从所具 备的平板21适当地透射的面光源起到了良好的作用，可适当地处理与该平板21相对的未 图示的被照射物。 第1实施例的准分子放电灯1的放电容器2由蓝宝石(单晶氧化铝八1203)、 YAG(钇、铝、石榴石)或是单晶三氧化钇(Y203)构成，这些部件与硅的氧化物构成的例如石 英玻璃相比，对于卤素或卤化物的反应性低。第1实施例的准分子放电灯1中，准分子放电 发生的放电空间24是通过直接接合对于卤素或卤化物的反应性低的部件( 一对平板21与 侧壁22)之间而构成的。 并且，在后述的制造方法中，在形成放电容器2的过程中使用了研磨剂67，在该研 磨剂67中至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种，这些元素对于卤素或卤化物反应性 极高。因而第1实施例的准分子放电灯1构成为存在于构成放电空间24的放电容器2的 内表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)，铈(Ce)的任一种的不纯物的量为0. 6ng/cm2以下。
这样一来，第1实施例的准分子放电灯1的放电容器2由与卤素或卤化物反应 性低的蓝宝石、YAG或单晶氧化钇构成，且存在于放电空间24的内表面25的至少含有硅 (Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物的量构成为极少量，因而相对于最初点灯时的初始 光量，相对强度降低至50%为止的时间(所谓寿命)能够达到数十小时的长寿命。
并且，第1实施例的准分子放电灯1使存在于构成放电空间24的放电容器2的内 表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物的量为0. 6ng/cm2以下，如 下述的实验结果所示，可抑制制造偏差。 如图1所示，在第1实施例中，所具备的一对平板21构成为长方体状，但本发明并 不被限定于长方体状。对于这一点，使用图3进行说明。 图3是用来说明第2实施例的准分子放电灯1的透视图。并且，在图3中与示于 图1及图2相同的部件标以相同标号。 图3记载的第2实施例与图1及图2记载的第1实施例的不同点在于一对平板21 的形状为圆板状以及环状侧壁22为圆环状。 作为图3记载的第2实施例的说明，省略了与第1实施例共通的部分，针对不相同 的部分加以说明。 第2实施例的准分子放电灯1由一对平板21的圆板状形状构成，而环状侧壁22 由圆环状构成，由该一对平板21与侧壁22构成放电容器2。在放电空间2的内部构成未图 示的被密闭的放电空间24。 这样一来，第2实施例的一对平板21构成为圆板状，发挥作为面光源的作用，也可 得到与第1实施例同样的作用与效果。 以下，将第1实施例的准分子放电灯1的制造方法，作为第3实施例进行说明。
图4是用来说明第3实施例的准分子放电灯1的制造方法的说明图。
图4(a)是表示将一对平板体26、28与侧壁体27固定于夹具61的俯视图。图4(b) 是表示研磨图4(a)所示的一对平板体26、28与侧壁体27的工序的剖视图(图4(a)的B-B 剖视图)。图4(c)是表示推压在图4(b)中研磨后的一对平板体26、28与侧壁体27的同时进行加热的工序的透视图。图4(d)是表示用化学蚀刻液69清洗在图4(c)中接合的放电 容器2的内表面25的工序的透视图。 并且，在图4中与表示在图1、图2及图7中相同的部件标以相同标号。 例如准备蓝宝石构成的3片平板体26、27、28，其中的1片平板体27设有贯通其中
央部分的长方形的孔，作为环状侧壁体27。 如图4(a)所示，1片侧壁体27例如将纸面正前侧作为欲研磨的面时，则以该欲研 磨的面位于纸面正前方侧的方式配置于支撑台(在图4(a)中未图示，而在图4(b)为标号 63)上。在支撑台(在图4(a)中未图示，而在图4(b)为标号63)上设有孔用夹具631，因 而侧壁体27是以该孔用夹具631位于其中央的孔的方式配置于支撑台上。之后2片平板 体26、28将欲研磨的面以朝着纸面正前方侧的状态配置于侧壁体27的左右。2片平板体 26、28与1片侧壁体27的外周被夹具61与粘接剂63覆盖并被固定在支撑台(在图4(a) 中未图示，而在图4(b)为标号63)。 如图4(b)所示，在图4(a)中被固定的2片平板体26、28与1片侧壁体27的欲研 磨的面(在图4(b)的纸面下面的面)与研磨台64相对。 在该研磨工序中，进行所谓磨光(Grinding)，轻锤(Rapping)，抛光(Polishing) 的3种研磨工序，因而在各研磨工序变更研磨台64与研磨剂67的粒径。
首先，在被称为磨光的研磨工序中，作为研磨台64使用钢。2片平板体26、28与1 片侧壁体27的与研磨台64相对的面，通过研磨台64构成的凹凸、或由研磨剂供应体66提 供到欲研磨的面与研磨台64之间的例如二氧化硅(S叫)、碳化硅(SiC)、金刚石(C)、或氧 化铈(Ce02)的研磨剂67进行研磨。之后，至少1片侧壁体27的相对于被研磨的面的相反 侧的面(图4(b)的纸面上侧的面)被研磨。 接着，在被称为轻锤的研磨工序中，作为研磨台64使用锡。2片平板体26、28与1 片侧壁体27的与该研磨台64相对的面通过研磨台64构成的凹凸、或由研磨剂供应体66提 供到欲研磨的面与研磨台64之间的例如二氧化硅(S叫)、碳化硅(SiC)、金刚石(C)、或氧 化铈(Ce02)的研磨剂67被再度研磨。此时所使用的研磨剂采用粒径比用于磨光时使用的 研磨剂小的研磨剂。之后，至少1片侧壁体27的相对于被研磨的面的相反侧的面(图4(b) 的纸面上侧的面)被再度研磨。 最后，在被称为抛光的研磨工序中，作为研磨台64使用涂布着树脂的铝。2片平板 体26、28与1片侧壁体27的与该研磨台64相对的面，通过由研磨剂供应体66提供到欲研 磨的面与研磨台64的树脂之间的例如二氧化硅(Si0》、碳化硅(SiC)、金刚石(C)、或氧化 铈(Ce02)的研磨剂67被再度研磨。此时所使用的研磨剂采用粒径比用于轻锤时的研磨剂 小的研磨剂。之后，至少1片侧壁体27的相对于被研磨的面的相反侧的面(图4(b)的纸 面上侧的面)被再度研磨。 这样一来，2片平板体26、28与1片侧壁体27经过了磨光、轻锤、抛光的3种研磨 工序，研磨剂67的粒径依次变小，从而可提高其研磨面的平滑度。 并且，在侧壁体27的孔中配置有设于支撑台63的孔用夹具631，从而可抑制研磨 剂67浸入到构成侧壁体27的孔的内表面，但侧壁体27的内周面的形状由于制造偏差并不 能完全一致，因而并不能完全地防止研磨剂67的浸入。 在图4(b)中，在研磨了 2片平板体26、28与1片侧壁体27之后，接触相互研磨的面，从而经由1片侧壁体27相对配置2片平板体26、28并进行层积。使用图4(c)具体地 加以说明的话，侧壁体27的研磨了的一方的一面(图4c中纸面上方侧的面)与一方的平 板体26的研磨了的面接触。并且，另一方的平板体28的研磨了的面与侧壁体27的研磨了 的另一方的面(图4(c)的纸面下侧的面)接触。由此，一对平板体26、28包围侧壁体27 的孔。 从一对平板体26、28的外表面(图4(c)中的一方的平板体26的纸面上方侧的面 与图4(c)中的另一方的平板体28的纸面下侧的面)通过未图示的推压单元68推压2片 平板体26、28与1片侧壁体27，使其在被层积的状态下，经研磨的面紧密接触。
2片平板体26、28与1片侧壁体27是在被层积并被推压的状态下被减压，在例如 1300 1400。C被加热8 15小时。 在图4(c)加热后，冷却至室温的两片平板体26、28与1片侧壁体27的相互接触 的面接合，成为一体，该一体物作为放电容器2。 在图4(c)的工序得到的放电容器2在其内周面残留有在图4(b)所示的研磨工序 的研磨剂67。该研磨剂67对于灯点灯时的卤素离子的反应性高，成为降低准分子放电灯1 的寿命的原因。因此，在图4(d)所示的清洗工序中，使残留在放电容器2的内周面的研磨 剂67溶解，将其除掉。 具体来说，在放电容器2中，形成有以其内表面25构成的放电空间24，而在构成放 电容器2的侧壁22(接合前的侧壁体27)上设有连通该放电空间24的贯通孔23。
在室温状态下，从该贯通孔23导入氟化氢、硫酸或硝酸的至少1种构成的化学蚀 刻液69，而通过该化学蚀刻液69来填充放电空间24。通过该化学蚀刻液69，使构成研磨 剂67的例如含有碳(C)、硅(Si)、铈(Ce)的任一种的不纯物溶解，来清洗放电容器2的内 表面25。 此时，为了使存在于放电容器2的内表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce) 的任一种的不纯物的量为0. 6ng/cm2以下，需要在室温状态下长时间填充化学蚀刻液69并 溶解不纯物。 为了在短时间内使不纯物的量为0. 6ng/cm2以下，可以通过将放电容器2浸渍于 例如6(TC的温水，在放电容器2的内部填充化学蚀刻液69，并清洗放电容器2的内表面25 来实现。 在图4(d)中被清洗的放电容器2中，图1所示的筒体4通过焊料5被粘接并设于 其贯通孔23。 该筒体4具有朝着其中心轴延伸的孔，该孔连通于放电空间24。因此在放电空间 24中，经由该筒体4的孔，作为发光气体封入有例如氩(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)的稀有气体、 例如氟(F》、氯(Cl》、溴(Big、碘(12)的卤素或六氟化硫(SF6)的卤化物。在筒体4的一 端(图l的纸面正前方侧的端部)上通过压接形成有密封部41，放电空间24的内部被气密 地密闭。 在放电容器2的一对相对的外表面上，通过打印印刷网状地涂布例如将铜制成浆 状的铜浆之后，与放电容器2 —起将该涂布的浆状的铜加热成高温，烧结该浆状的铜，从而 设置网状外部电极31、32。由此完成了准分子放电灯1。 并且，在上述内容中采用蓝宝石作为形成放电容器的部件进行了说明，但YAG以及单晶氧化钇也可以通过上述接合方法进行接合。YAG及单晶氧化钇与蓝宝石同样地具有 紫外线透射性，因而可采用其作为构成本发明的放电容器的部件。 上述第3实施例的准分子放电灯1的制造方法的特征在于包含对2片平板体26、 28与1片侧壁体27的相互接合的面进行研磨的工序、在该研磨工序之后，将想要相互接合 的面以紧密接触的方式进行按压和加热而使其接合的工序、以及通过化学蚀刻液清洗在该 接合的工序中得到的放电容器2的内表面25的工序。 其中，2片平板体26、28与1片侧壁体27，通过研磨的工序与接合的工序，构成放 电空间24的放电容器2仅由与卤素或卤化物反应性低的部件构成即可。
并且，得到的放电容器2的内表面25通过清洗的工序，可除去与卤素或卤化物反 应性高的至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物。 在第3实施例中包含上述3种工序，从而制造出的准分子放电灯1的放电容器2 由与卤素或卤化物的反应性低的蓝宝石、YAG或单晶氧化钇构成，且存在于放电空间24的 内表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物的量构成为极少量，相对 于最初点灯时的初始光量相对强度降低至50%为止的时间(所谓寿命)达到数十小时的长 寿命。 并且，在第3实施例的制造方法中，存在于构成放电空间24的放电容器2的内表 面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物的量为0. 6ng/cm2以下，如下 述的实验结果所示，可抑制制造偏差。 并且，在上述的制造方法中，在研磨工序之后，进行接合工序，最后进行清洗工序， 但也可以是清洗工序在研磨工序之后进行，而在最后进行接合工序。此时，在清洗工序中， 将经研磨的2片平板体26、28与1片侧壁体27浸在化学蚀刻液中，构成附着于表面的研磨 剂67的例如硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)被溶解。 并且，在放电容器2中，设有连通于放电空间24的贯通孔23，但该贯通孔23也可 以设置于研磨前的侧壁体27，也可以设在研磨工序之后的侧壁体27，也可以设于接合工序 之后得到的放电容器2的侧壁22。 以上对于本发明的准分子放电灯1的构成与制造方法进行了叙述，接着对于确认 本发明的准分子放电灯1的效果的实验加以说明。 用于实验的准分子放电灯l准备了 14根使用图4所说明的制造方法制造出的构 成为图1及图2的结构的灯。所准备的14根准分子放电灯1的存在于放电容器2的内表 面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物的量互不相同，除此以外的结 构相同。首先对于14根的准分子放电灯1中相同的规格加以说明。 构成放电容器2的部件采用蓝宝石，在放电空间24封入有40Kpa的氩构成的稀有 气体，并封入有4Pa的六氟化硫构成的卤化物。 设于放电容器2的贯通孔的筒体4由镍(Ni)构成，将筒体4粘接于贯通孔的焊料 5由银与铜的合金(Ag-Cu合金)构成。 如果表示用于实验的准分子放电灯1的数值，则放电容器2的宽度(图1的纸面 左右方向的长度)为4cm，放电容器2的纵深(图1的纸面内部与正前方方向的长度)为 6cm，放电容器2的高度(图1的纸面上下方向的长度)为lcm。并且，构成放电空间24的 内表面25的面积是40cm2，而放电空间24的体积是9cm3。
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在制造放电容器2的工序中，在研磨工序中使用二氧化硅的浆料构成的研磨剂
67，而在清洗工序使用氟化氢构成的化学蚀刻液69。 接着在14根准分子放电灯1中，对于不相同的规格加以说明。 各准分子放电灯1的放电容器2在清洗工序中填充化学蚀刻液的时间的长短不
同，从而使存在于放电容器2的内表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的
不纯物的量互不相同。 在实验中，在准分子放电灯1的一对外部电极31、32上施加电压7KV，高频70KHz， 计测相对于准分子放电灯1最初点灯时的初始光量相对强度降低至50%为止的时间。各灯 在相对强度变为50%的时刻结束灯的点灯。从结束的灯上除掉焊料5与筒体4，使其成为 如图4(d)所示的状态，使用作为化学蚀刻液69的氟化氢在室温状态下长时间或在高温状 态下清洗放电容器2的内表面25。该清洗后被回收的化学蚀刻液69中含有存在于放电容 器2的内表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物。所以，清洗后被 回收的化学蚀刻液69通过ICP(Inductively Coupled Plasma,电感耦合等离子体)分光分 析法，测定至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物的含有量。
其结果为图5所示的图表。图5所示的图表的横轴表示相对于最初点灯时的初始 光量相对强度降低至50%为止的时间，纵轴表示存在于放电容器2的内表面25的至少含有 硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物的量。 如图5所示，通过上述的实施例的构成，表示出相对于准分子放电灯1最初点灯时 的初始光量相对强度降低至50%为止的时间具有10小时以上的寿命。从这可以看出，相对 于图6所示的以往的准分子放电灯1的寿命的数小时，本发明的准分子放电灯1具有优异 的寿命。 并且，由图5可以看出以下的事项。存在于放电空间2的内表面25的至少含有硅
(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物的量多于0. 6ng/cm2的灯，其相对强度降低至50%
为止的时间参差不齐，从10小时至55小时具有45小时的较大的偏差。 另一方面，O. 6ng/cm2以下的灯的相对强度降低至50%为止的时间的偏差为55小
时 58小时的仅3小时。即，可以看出，使放电容器2的内表面25的至少含有硅(Si)、碳
(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物的量为0.6ng/cm2以下，可得到比以往长的寿命，并且可抑
制制造偏差。 在上述的实验所示，本发明的准分子放电灯1的特征在于，放电容器2构成为由该 一对平板21与被连接于该一对平板21的侧壁22密闭的该放电空间24，该一对平板21与 该侧壁22由蓝宝石、YAG或单晶氧化钇构成，在包围该放电空间24的该放电容器2的内表 面25，至少含有硅(Si)、碳(C)、铈(Ce)的任一种的不纯物的量为0. 6ng/cm2以下，由此可 以实现比以往的灯长的寿命，而且可抑制制造偏差。
权利要求
一种准分子放电灯，由具有经由放电空间相对的一对平板的放电容器；设于该一对平板的外表面的一对外部电极；以及封入该放电空间的至少稀有气体及卤素或卤化物构成的发光气体构成，上述准分子放电灯的其特征为该放电容器的密闭的该放电空间由该一对平板与连接该一对平板的侧壁构成，而且该一对平板与该侧壁由蓝宝石、YAG或单晶氧化钇构成，包围该放电空间的该放电容器的内表面上存在的不纯物为至少含有硅、碳、铈的任一种的不纯物，其量为0.6ng/cm2以下。
2. —种由具有经由放电空间相对的一对平板的放电容器；设于该一对平板的外表面 的一对外部电极；以及封入该放电空间的至少稀有气体及卤素或卤化物构成的发光气体构 成的准分子放电灯的制造方法，其特征为具有研磨蓝宝石、YAG或单晶氧化钇构成的一对 平板体和环状的侧壁体的表面的工序，具有在该研磨的工序之后，在该一对平板体之间配置该侧壁体，推压相互研磨的面的 同时进行加热并进行接合的工序；以及通过该接合得到由该一对平板体和侧壁体构成该放 电空间的该放电容器，从连通该放电容器的该放电空间的贯通孔导入化学蚀刻液，清洗该 放电容器的内表面的工序。
全文摘要
本发明的目的是在于提供一种比以往寿命长的准分子放电灯及该准分子放电灯的制造方法。该准分子放电灯由具有经由放电空间相对的一对平板的放电容器；设于该一对平板的外表面的一对外部电极；以及封入该放电空间的至少稀有气体及卤素或卤化物构成的发光气体构成，其特征为该放电容器的密闭的该放电空间由该一对平板与连接该一对平板的侧壁构成，而且该一对平板与该侧壁由蓝宝石、YAG或单晶氧化钇构成，包围该放电空间的该放电容器的内表面上存在的不纯物为至少含有硅、碳、铈的任一种的不纯物，其量为0.6ng/cm2以下。
文档编号H01J65/04GK101740317SQ20091022525
公开日2010年6月16日 申请日期2009年11月18日 优先权日2008年11月18日
发明者森本幸裕 申请人:优志旺电机株式会社