專利名稱：準(zhǔn)分子放電燈及準(zhǔn)分子放電燈的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用準(zhǔn)分子放電來(lái)放射紫外線的準(zhǔn)分子放電燈。尤其是涉及一種
放電容器具備一對(duì)相對(duì)配置的平板的準(zhǔn)分子放電燈。
背景技術(shù)：
以往，在光清洗、表面改性及所謂化學(xué)物質(zhì)的感光的光化學(xué)反應(yīng)的用途中，準(zhǔn)分子放電燈被用作紫外線光源。作為該準(zhǔn)分子放電燈的發(fā)光氣體，眾知封入有例如氙的稀有氣體、例如氟化物的鹵化物。鹵素或鹵化物在燈點(diǎn)燈時(shí)被電離而成為鹵素離子，對(duì)于其他物質(zhì)的反應(yīng)性變極高。因此在準(zhǔn)分子放電燈中需要設(shè)法設(shè)計(jì)封入鹵素或鹵化物的放電容器。
并且，在光化學(xué)反應(yīng)的用途中，被照射物具有平坦的照射面的情況較多，可面照射的準(zhǔn)分子放電燈與圓管狀的準(zhǔn)分子放電燈相比，可抑制配光不均勻，從這一點(diǎn)來(lái)說(shuō)更為優(yōu)選。所以，在準(zhǔn)分子放電燈中需要對(duì)放電容器設(shè)法從而可以進(jìn)行面照射。
作為滿足這種條件的放電燈，以往眾知有專利文獻(xiàn)1記載的準(zhǔn)分子放電燈。
圖6是以往的準(zhǔn)分子放電燈100的說(shuō)明圖，沿著圓板狀的窗部件101的中心軸的剖視圖。 以往的準(zhǔn)分子放電燈100由一對(duì)圓板狀的平板構(gòu)成的窗部件101 ;設(shè)于一對(duì)窗部件101的外表面的一對(duì)電極102 ;配置于該一對(duì)窗部件101之間的放電空間間隔件109 ;設(shè)于該窗部件101與該放電空間間隔件109之間的密封部件105 ;接觸于該窗部件101的周緣面、且夾持該一對(duì)窗部件101的一對(duì)配件106 ;穿通于連通該配件106與該放電空間間隔件109的貫通孔的螺栓107 ;以及設(shè)于該螺栓107的兩端、且夾持一對(duì)窗部件的外表面的一對(duì)螺帽構(gòu)成。 以往的準(zhǔn)分子放電燈100通過(guò)螺栓107與螺帽夾持一對(duì)窗部件101，從而通過(guò)密封部件105密封窗部件101與放電空間間隔件109之間。由此，在準(zhǔn)分子放電燈100中，構(gòu)成了由一對(duì)窗部件101、放電空間間隔件109以及密封部件包圍的放電空間104。
在該放電空間104中，作為發(fā)光氣體，封入有例如氪(Kr)或氙(Xe)的稀有氣體，或如氟(F2)或氯(Cl2)的鹵素。 由于構(gòu)成放電空間104的各部件接觸鹵素，因而采用與鹵素反應(yīng)性低的部件。具體來(lái)說(shuō)，窗部件101例如由藍(lán)寶石(A1203)或單晶氧化釔(Y203)這樣的硅以外的金屬氧化物構(gòu)成，從而可防止窗部件101的劣化。并且，作為密封部件105，例如由與高氟基彈性體(perfluoroelastomer)或氟樹脂這樣的鹵素反應(yīng)性低的0形環(huán)構(gòu)成。 以往的準(zhǔn)分子放電燈100是通過(guò)在一對(duì)電極102之間供給高頻高電壓而在放電空間104發(fā)生準(zhǔn)分子放電，例如發(fā)光氣體由氪與氟構(gòu)成時(shí)，可得到240nm 255nm的波長(zhǎng)區(qū)域的紫外線，并且發(fā)光氣體為氙與氯構(gòu)成時(shí)可得到300nm 320nm的波長(zhǎng)區(qū)域的紫外線。在放電空間104產(chǎn)生的紫外線透射窗部件101，從金屬網(wǎng)構(gòu)成的電極102的網(wǎng)眼被放射至外部。準(zhǔn)分子放電燈IOO所具備的窗部件是平板，因而從窗部件的外表面可進(jìn)行面照
3射，可以適當(dāng)?shù)靥幚砻鎸?duì)該窗部件的未圖示的被照射物。
專利文獻(xiàn)1 :日本特開平06-310106號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :日本專利第2849602號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 :日本特開平11-012099號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，以往的準(zhǔn)分子放電燈100存在如下問(wèn)題相對(duì)于最初點(diǎn)燈時(shí)的初始光量，相對(duì)強(qiáng)度降低至50%為止的時(shí)間(所謂壽命)只有數(shù)小時(shí)，壽命短。 可以推測(cè)該壽命短的問(wèn)題的原因是密封部件105的劣化導(dǎo)致的發(fā)光氣體的流出。具體來(lái)說(shuō)，在一對(duì)電極間產(chǎn)生的熱被傳熱至密封部件105，使得成為高溫的密封部件105劣化?？梢酝茰y(cè)出劣化的密封部件105無(wú)法保持放電空間104的氣密性，封入放電空間104的發(fā)光氣體會(huì)流出至外部，從而引起壽命短的問(wèn)題。 以往，由一對(duì)平板的窗部件101、放電空間間隔件109、密封部件105、一對(duì)配件106、螺栓107以及螺帽構(gòu)成放電容器。 為了解決壽命短的問(wèn)題，考慮了不使用密封部件105地構(gòu)成放電空間104。構(gòu)成平
板的窗部件IOI的部件為藍(lán)寶石時(shí)，將藍(lán)寶石之間接合的技術(shù)記載于專利文獻(xiàn)2及3。本發(fā)
明人嘗試使用記載于該專利文獻(xiàn)2及3的技術(shù)來(lái)構(gòu)成放電容器。 圖7是用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明人所研究的新穎的放電容器的透視圖。 如圖7所示，放電容器由3片長(zhǎng)方體狀的平板26、27、28構(gòu)成。該3片平板26、27、
28通過(guò)從藍(lán)寶石部件例如切出就可制作。3片平板26、27、28中，位于紙面中央的平板27
上設(shè)有孔，以形成構(gòu)成放電空間的內(nèi)表面25，構(gòu)成環(huán)狀的側(cè)壁體。 3片平板26、27、28至少相互接合的面被研磨。具體來(lái)說(shuō)，各3片的下述面被研磨。位于紙面上側(cè)的一方的平板體是紙面下側(cè)的面(與側(cè)壁體相對(duì)的面)被研磨。并且，位于紙面中央的側(cè)壁體是紙面上側(cè)的面(與一方的平板體相對(duì)的面)與紙面下側(cè)的面(與另一方的平板體相對(duì)的面)被研磨。并且，位于紙面下側(cè)的另一方的平板體是紙面上側(cè)的一面(與側(cè)壁體相對(duì)的面)被研磨。 各平板以被研磨的面相互接觸的方式層積，以從紙面上下方向被夾持的方式被推壓。各平板在被推壓的狀態(tài)下，在減壓環(huán)境下，例如在IOO(TC以上進(jìn)行加熱。加熱預(yù)定時(shí)間后，各平板被冷卻至室溫。 冷卻后，被層積的各平板即使未推壓，相互接觸的面也接合并構(gòu)成為一體，可將該一體物用作放電容器。在放電容器內(nèi)部，設(shè)有由接合前的一方的平板體的內(nèi)表面、另一方的平板體的內(nèi)表面以及側(cè)壁體的內(nèi)表面構(gòu)成的放電空間。 這樣一來(lái)，本發(fā)明人研究的新穎的放電容器即使未設(shè)置密封部件，也具備一對(duì)平板(相當(dāng)于接合前的一方的平板體與另一方的平板體)，而在內(nèi)部構(gòu)成放電空間，形成為箱狀。 以該新穎的放電容器構(gòu)成準(zhǔn)分子放電燈，相對(duì)于最初點(diǎn)燈時(shí)的初始光量，到相對(duì)強(qiáng)度降低至50%為止的時(shí)間(所謂壽命)只有數(shù)小時(shí)左右，仍無(wú)法解決壽命短的問(wèn)題。
本發(fā)明人針對(duì)該新穎的放電容器構(gòu)成的準(zhǔn)分子放電燈的壽命短的問(wèn)題的原因加以研究，推測(cè)出原因在于研磨齊U。具體來(lái)說(shuō)，在研磨3片平板時(shí)，例如使用二氧化硅(Si02)，碳化硅(SiC)，金剛石(C)，或氧化鈰(Ce02)這樣的研磨劑，該研磨劑會(huì)殘留在構(gòu)成放電空
間的內(nèi)表面。若該研磨劑殘留在放電空間，則隨著燈點(diǎn)燈經(jīng)過(guò)而與發(fā)光氣體的鹵素或鹵化
物反應(yīng)，形成化合物，會(huì)減少有助于準(zhǔn)分子放電的鹵素離子的量，產(chǎn)生壽命降低。 在專利文獻(xiàn)2中記載了由于研磨之后被有機(jī)物或灰塵等污染而利用洗劑或異丙
醇等進(jìn)行清洗的情況，但利用這種藥品無(wú)法除掉研磨劑。 即，在專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3記載的技術(shù)中，未考慮到將藍(lán)寶石之間接合所得到的一體物用作準(zhǔn)分子放電燈的放電容器等，當(dāng)然在該放電容器中，以往并不知道會(huì)產(chǎn)生研磨劑導(dǎo)致壽命短的問(wèn)題。 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種比以往壽命長(zhǎng)的準(zhǔn)分子放電燈及該準(zhǔn)分子放電燈的制造方法。 第1發(fā)明的準(zhǔn)分子放電燈，由具有經(jīng)由放電空間相對(duì)的一對(duì)平板的放電容器；設(shè)于該一對(duì)平板的外表面的一對(duì)外部電極；以及封入該放電空間的至少稀有氣體及鹵素或鹵化物構(gòu)成的發(fā)光氣體構(gòu)成，上述準(zhǔn)分子放電燈的其特征為該放電容器的密閉的該放電空間由該一對(duì)平板與連接該一對(duì)平板的側(cè)壁構(gòu)成，而且該一對(duì)平板與該側(cè)壁由藍(lán)寶石、YAG或單晶氧化釔構(gòu)成，包圍該放電空間的該放電容器的內(nèi)表面上存在的不純物為至少含有硅、碳、鈰的任一種的不純物，其量為0. 6ng/cm2以下。 第2發(fā)明的準(zhǔn)分子放電燈的制造方法是一種由具有經(jīng)由放電空間相對(duì)的一對(duì)平板的放電容器；設(shè)于該一對(duì)平板的外表面的一對(duì)外部電極；以及封入該放電空間的至少稀有氣體及鹵素或鹵化物構(gòu)成的發(fā)光氣體構(gòu)成的準(zhǔn)分子放電燈的制造方法，其特征為具有研磨藍(lán)寶石、YAG或單晶氧化釔構(gòu)成的一對(duì)平板體和環(huán)狀的側(cè)壁體的表面的工序，具有在該研磨的工序之后，在該一對(duì)平板體之間配置該側(cè)壁體，推壓相互研磨的面的同時(shí)進(jìn)行加熱并進(jìn)行接合的工序；以及通過(guò)該接合得到由該一對(duì)的平板體和側(cè)壁體構(gòu)成該放電空間的該放電容器，從連通該放電容器的該放電空間的貫通孔導(dǎo)入化學(xué)蝕刻液，清洗該放電容器的內(nèi)表面的工序。 第1發(fā)明的準(zhǔn)分子放電燈通過(guò)上述特征，放電容器由與鹵素離子反應(yīng)性低的藍(lán)寶石、YAG或單晶氧化釔構(gòu)成，且至少含有硅、碳、鈰的任一種的不純物與封入放電空間的鹵素離子的反應(yīng)被抑制，從而實(shí)現(xiàn)壽命比以往長(zhǎng)。 第2發(fā)明的準(zhǔn)分子放電燈的制造方法通過(guò)上述特征，放電容器由與鹵素離子反應(yīng)性低的藍(lán)寶石、YAG或單晶氧化釔構(gòu)成，且以化學(xué)蝕刻液溶解存在于放電容器的內(nèi)表面的至少含有硅、碳、鈰的任一種的不純物，從而可比以往延長(zhǎng)壽命。


圖1是第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈的說(shuō)明圖。 圖2是第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈的說(shuō)明圖。 圖3是第2實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈的說(shuō)明圖。 圖4是第3實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈的說(shuō)明圖。 圖5是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的說(shuō)明圖。 圖6是已知的準(zhǔn)分子放電燈的說(shuō)明圖。 圖7是用于課題的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
利用圖1及圖2說(shuō)明本發(fā)明的第1實(shí)施例。
圖1是用于說(shuō)明第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1的透視圖。 圖2是與圖1的準(zhǔn)分子放電燈1的長(zhǎng)邊方向正交的剖視圖(圖1的A-A剖視圖)。
第l實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈l由以下構(gòu)成由藍(lán)寶石(單晶氧化鋁A1A)，YAG(釔、 鋁、石榴石)或單晶氧化釔(Y203)構(gòu)成的放電容器2 ;設(shè)于構(gòu)成該放電容器2的一對(duì)平板21 的外表面的一對(duì)外部電極31、32 ;以及被封入放電容器2內(nèi)部的放電空間24的至少由稀有 氣體及鹵素或鹵化物構(gòu)成的發(fā)光氣體。 放電容器2由長(zhǎng)方體狀的一對(duì)平板21以及位于該一對(duì)平板21之間、且連接該一 對(duì)平板21的環(huán)狀側(cè)壁22構(gòu)成。由此，在與平板21正交的剖面，放電容器2構(gòu)成為矩形狀。
在放電容器2內(nèi)部設(shè)有由一對(duì)平板21相對(duì)的內(nèi)表面25以及環(huán)狀的側(cè)壁22的內(nèi) 表面25(圖2的紙面左右的內(nèi)表面25及位于紙面內(nèi)深部與正前方的未圖示的內(nèi)表面25) 包圍的放電空間24。在放電容器2的內(nèi)表面25，至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一 種的不純物的量構(gòu)成為0. 6ng/cm2以下。 并且，在圖1及圖2中，出于說(shuō)明方便，為了區(qū)別一對(duì)平板21與側(cè)壁22，以虛線圖 示于放電容器2。然而，在下述的制造方法中接合的放電容器2并不能區(qū)分一對(duì)平板21與 側(cè)壁22的邊界，不存在圖1及圖2所示的虛線。 在放電容器2的側(cè)壁22上設(shè)有連通于內(nèi)部的放電空間24的貫通孔，在該貫通孔 中設(shè)有金屬構(gòu)成的筒體4。筒體4與貫通孔之間通過(guò)設(shè)置例如由銀與銅的合金(Ag-Cu合 金)構(gòu)成的焊料5來(lái)粘接。 該筒體4具有在其中心軸延伸的孔，該孔連通于放電空間24。
在放電空間24中，經(jīng)由該筒體4的孔，作為發(fā)光氣體封入有例如氬(Ar)、氪(Kr) 或氤(Xe)的稀有氣體，及例如氟(F》、氯(Cl》、溴(Br》、碘(12)的鹵素或六氟化硫(SF6) 的鹵化物。通過(guò)壓接筒體4的一端(圖1的紙面正前方側(cè)的端部)來(lái)形成密封部41，放電 空間24的內(nèi)部被氣密地密閉。 放電容器2在該一對(duì)的平板21的各外表面(相對(duì)于放電空間24側(cè)的內(nèi)表面的相 反側(cè)的面)上分別設(shè)有網(wǎng)狀的外部電極31、32。 如圖1所示，該外部電極31、32沿著平板21的長(zhǎng)邊方向延伸地設(shè)置。并且，如圖 2所示， 一對(duì)外部電極31、32被隔離成不會(huì)相互電連接，經(jīng)由一對(duì)平板21與放電空間24相 對(duì)配置。 上述第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1的一對(duì)外部電極31、32與未圖示的電源電連 接，被提供高頻高電壓，開始進(jìn)行燈點(diǎn)燈。 準(zhǔn)分子放電燈1通過(guò)將高頻高電位提供到一對(duì)外部電極31、32，使得放電容器2起
到電介體的作用，在一對(duì)外部電極31、32間產(chǎn)生放電。發(fā)光氣體為例如氬(Ar)構(gòu)成的稀有
氣體與六氟化硫(SF6)構(gòu)成的鹵化物時(shí)，在放電空間24中，上述氣體被電離，形成氬離子與
氟離子，而形成由氬-氟構(gòu)成的受激準(zhǔn)分子，產(chǎn)生193nm波長(zhǎng)的紫外線。 構(gòu)成放電容器2的藍(lán)寶石(單晶氧化鋁A1203) 、 YAG(釔、鋁、石榴石)或是單晶氧
化釔(Y203)具有紫外線透射性，因而在放電空間24產(chǎn)生的紫外線透射放電容器2。設(shè)于放電容器2的一對(duì)外表面的外部電極31、32由網(wǎng)狀構(gòu)成，因而紫外線由其網(wǎng)孔向外部被放射。
準(zhǔn)分子放電在一對(duì)外部電極31、32間良好進(jìn)行，因而紫外線從設(shè)有一對(duì)外部電極 31、32的一對(duì)平板21良好地透射。S卩，第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1作為將紫外線從所具 備的平板21適當(dāng)?shù)赝干涞拿婀庠雌鸬搅肆己玫淖饔?，可適當(dāng)?shù)靥幚砼c該平板21相對(duì)的未 圖示的被照射物。 第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1的放電容器2由藍(lán)寶石(單晶氧化鋁八1203)、 YAG(釔、鋁、石榴石)或是單晶三氧化釔(Y203)構(gòu)成，這些部件與硅的氧化物構(gòu)成的例如石 英玻璃相比，對(duì)于鹵素或鹵化物的反應(yīng)性低。第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1中，準(zhǔn)分子放電 發(fā)生的放電空間24是通過(guò)直接接合對(duì)于鹵素或鹵化物的反應(yīng)性低的部件( 一對(duì)平板21與 側(cè)壁22)之間而構(gòu)成的。 并且，在后述的制造方法中，在形成放電容器2的過(guò)程中使用了研磨劑67，在該研 磨劑67中至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種，這些元素對(duì)于鹵素或鹵化物反應(yīng)性 極高。因而第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1構(gòu)成為存在于構(gòu)成放電空間24的放電容器2的 內(nèi)表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)，鈰(Ce)的任一種的不純物的量為0. 6ng/cm2以下。
這樣一來(lái)，第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1的放電容器2由與鹵素或鹵化物反應(yīng) 性低的藍(lán)寶石、YAG或單晶氧化釔構(gòu)成，且存在于放電空間24的內(nèi)表面25的至少含有硅 (Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物的量構(gòu)成為極少量，因而相對(duì)于最初點(diǎn)燈時(shí)的初始 光量，相對(duì)強(qiáng)度降低至50%為止的時(shí)間(所謂壽命)能夠達(dá)到數(shù)十小時(shí)的長(zhǎng)壽命。
并且，第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1使存在于構(gòu)成放電空間24的放電容器2的內(nèi) 表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物的量為0. 6ng/cm2以下，如 下述的實(shí)驗(yàn)結(jié)果所示，可抑制制造偏差。 如圖1所示，在第1實(shí)施例中，所具備的一對(duì)平板21構(gòu)成為長(zhǎng)方體狀，但本發(fā)明并 不被限定于長(zhǎng)方體狀。對(duì)于這一點(diǎn)，使用圖3進(jìn)行說(shuō)明。 圖3是用來(lái)說(shuō)明第2實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1的透視圖。并且，在圖3中與示于 圖1及圖2相同的部件標(biāo)以相同標(biāo)號(hào)。 圖3記載的第2實(shí)施例與圖1及圖2記載的第1實(shí)施例的不同點(diǎn)在于一對(duì)平板21 的形狀為圓板狀以及環(huán)狀側(cè)壁22為圓環(huán)狀。 作為圖3記載的第2實(shí)施例的說(shuō)明，省略了與第1實(shí)施例共通的部分，針對(duì)不相同 的部分加以說(shuō)明。 第2實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1由一對(duì)平板21的圓板狀形狀構(gòu)成，而環(huán)狀側(cè)壁22 由圓環(huán)狀構(gòu)成，由該一對(duì)平板21與側(cè)壁22構(gòu)成放電容器2。在放電空間2的內(nèi)部構(gòu)成未圖 示的被密閉的放電空間24。 這樣一來(lái)，第2實(shí)施例的一對(duì)平板21構(gòu)成為圓板狀，發(fā)揮作為面光源的作用，也可 得到與第1實(shí)施例同樣的作用與效果。 以下，將第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1的制造方法，作為第3實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
圖4是用來(lái)說(shuō)明第3實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1的制造方法的說(shuō)明圖。
圖4(a)是表示將一對(duì)平板體26、28與側(cè)壁體27固定于夾具61的俯視圖。圖4(b) 是表示研磨圖4(a)所示的一對(duì)平板體26、28與側(cè)壁體27的工序的剖視圖(圖4(a)的B-B 剖視圖)。圖4(c)是表示推壓在圖4(b)中研磨后的一對(duì)平板體26、28與側(cè)壁體27的同時(shí)進(jìn)行加熱的工序的透視圖。圖4(d)是表示用化學(xué)蝕刻液69清洗在圖4(c)中接合的放電 容器2的內(nèi)表面25的工序的透視圖。 并且，在圖4中與表示在圖1、圖2及圖7中相同的部件標(biāo)以相同標(biāo)號(hào)。 例如準(zhǔn)備藍(lán)寶石構(gòu)成的3片平板體26、27、28，其中的1片平板體27設(shè)有貫通其中
央部分的長(zhǎng)方形的孔，作為環(huán)狀側(cè)壁體27。 如圖4(a)所示，1片側(cè)壁體27例如將紙面正前側(cè)作為欲研磨的面時(shí)，則以該欲研 磨的面位于紙面正前方側(cè)的方式配置于支撐臺(tái)(在圖4(a)中未圖示，而在圖4(b)為標(biāo)號(hào) 63)上。在支撐臺(tái)(在圖4(a)中未圖示，而在圖4(b)為標(biāo)號(hào)63)上設(shè)有孔用夾具631，因 而側(cè)壁體27是以該孔用夾具631位于其中央的孔的方式配置于支撐臺(tái)上。之后2片平板 體26、28將欲研磨的面以朝著紙面正前方側(cè)的狀態(tài)配置于側(cè)壁體27的左右。2片平板體 26、28與1片側(cè)壁體27的外周被夾具61與粘接劑63覆蓋并被固定在支撐臺(tái)(在圖4(a) 中未圖示，而在圖4(b)為標(biāo)號(hào)63)。 如圖4(b)所示，在圖4(a)中被固定的2片平板體26、28與1片側(cè)壁體27的欲研 磨的面(在圖4(b)的紙面下面的面)與研磨臺(tái)64相對(duì)。 在該研磨工序中，進(jìn)行所謂磨光(Grinding)，輕錘(Rapping)，拋光(Polishing) 的3種研磨工序，因而在各研磨工序變更研磨臺(tái)64與研磨劑67的粒徑。
首先，在被稱為磨光的研磨工序中，作為研磨臺(tái)64使用鋼。2片平板體26、28與1 片側(cè)壁體27的與研磨臺(tái)64相對(duì)的面，通過(guò)研磨臺(tái)64構(gòu)成的凹凸、或由研磨劑供應(yīng)體66提 供到欲研磨的面與研磨臺(tái)64之間的例如二氧化硅(S叫)、碳化硅(SiC)、金剛石(C)、或氧 化鈰(Ce02)的研磨劑67進(jìn)行研磨。之后，至少1片側(cè)壁體27的相對(duì)于被研磨的面的相反 側(cè)的面(圖4(b)的紙面上側(cè)的面)被研磨。 接著，在被稱為輕錘的研磨工序中，作為研磨臺(tái)64使用錫。2片平板體26、28與1 片側(cè)壁體27的與該研磨臺(tái)64相對(duì)的面通過(guò)研磨臺(tái)64構(gòu)成的凹凸、或由研磨劑供應(yīng)體66提 供到欲研磨的面與研磨臺(tái)64之間的例如二氧化硅(S叫)、碳化硅(SiC)、金剛石(C)、或氧 化鈰(Ce02)的研磨劑67被再度研磨。此時(shí)所使用的研磨劑采用粒徑比用于磨光時(shí)使用的 研磨劑小的研磨劑。之后，至少1片側(cè)壁體27的相對(duì)于被研磨的面的相反側(cè)的面(圖4(b) 的紙面上側(cè)的面)被再度研磨。 最后，在被稱為拋光的研磨工序中，作為研磨臺(tái)64使用涂布著樹脂的鋁。2片平板 體26、28與1片側(cè)壁體27的與該研磨臺(tái)64相對(duì)的面，通過(guò)由研磨劑供應(yīng)體66提供到欲研 磨的面與研磨臺(tái)64的樹脂之間的例如二氧化硅(Si0》、碳化硅(SiC)、金剛石(C)、或氧化 鈰(Ce02)的研磨劑67被再度研磨。此時(shí)所使用的研磨劑采用粒徑比用于輕錘時(shí)的研磨劑 小的研磨劑。之后，至少1片側(cè)壁體27的相對(duì)于被研磨的面的相反側(cè)的面(圖4(b)的紙 面上側(cè)的面)被再度研磨。 這樣一來(lái)，2片平板體26、28與1片側(cè)壁體27經(jīng)過(guò)了磨光、輕錘、拋光的3種研磨 工序，研磨劑67的粒徑依次變小，從而可提高其研磨面的平滑度。 并且，在側(cè)壁體27的孔中配置有設(shè)于支撐臺(tái)63的孔用夾具631，從而可抑制研磨 劑67浸入到構(gòu)成側(cè)壁體27的孔的內(nèi)表面，但側(cè)壁體27的內(nèi)周面的形狀由于制造偏差并不 能完全一致，因而并不能完全地防止研磨劑67的浸入。 在圖4(b)中，在研磨了 2片平板體26、28與1片側(cè)壁體27之后，接觸相互研磨的面，從而經(jīng)由1片側(cè)壁體27相對(duì)配置2片平板體26、28并進(jìn)行層積。使用圖4(c)具體地 加以說(shuō)明的話，側(cè)壁體27的研磨了的一方的一面(圖4c中紙面上方側(cè)的面)與一方的平 板體26的研磨了的面接觸。并且，另一方的平板體28的研磨了的面與側(cè)壁體27的研磨了 的另一方的面(圖4(c)的紙面下側(cè)的面)接觸。由此，一對(duì)平板體26、28包圍側(cè)壁體27 的孔。 從一對(duì)平板體26、28的外表面(圖4(c)中的一方的平板體26的紙面上方側(cè)的面 與圖4(c)中的另一方的平板體28的紙面下側(cè)的面)通過(guò)未圖示的推壓?jiǎn)卧?8推壓2片 平板體26、28與1片側(cè)壁體27，使其在被層積的狀態(tài)下，經(jīng)研磨的面緊密接觸。
2片平板體26、28與1片側(cè)壁體27是在被層積并被推壓的狀態(tài)下被減壓，在例如 1300 1400。C被加熱8 15小時(shí)。 在圖4(c)加熱后，冷卻至室溫的兩片平板體26、28與1片側(cè)壁體27的相互接觸 的面接合，成為一體，該一體物作為放電容器2。 在圖4(c)的工序得到的放電容器2在其內(nèi)周面殘留有在圖4(b)所示的研磨工序 的研磨劑67。該研磨劑67對(duì)于燈點(diǎn)燈時(shí)的鹵素離子的反應(yīng)性高，成為降低準(zhǔn)分子放電燈1 的壽命的原因。因此，在圖4(d)所示的清洗工序中，使殘留在放電容器2的內(nèi)周面的研磨 劑67溶解，將其除掉。 具體來(lái)說(shuō)，在放電容器2中，形成有以其內(nèi)表面25構(gòu)成的放電空間24，而在構(gòu)成放 電容器2的側(cè)壁22(接合前的側(cè)壁體27)上設(shè)有連通該放電空間24的貫通孔23。
在室溫狀態(tài)下，從該貫通孔23導(dǎo)入氟化氫、硫酸或硝酸的至少1種構(gòu)成的化學(xué)蝕 刻液69，而通過(guò)該化學(xué)蝕刻液69來(lái)填充放電空間24。通過(guò)該化學(xué)蝕刻液69，使構(gòu)成研磨 劑67的例如含有碳(C)、硅(Si)、鈰(Ce)的任一種的不純物溶解，來(lái)清洗放電容器2的內(nèi) 表面25。 此時(shí)，為了使存在于放電容器2的內(nèi)表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce) 的任一種的不純物的量為0. 6ng/cm2以下，需要在室溫狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間填充化學(xué)蝕刻液69并 溶解不純物。 為了在短時(shí)間內(nèi)使不純物的量為0. 6ng/cm2以下，可以通過(guò)將放電容器2浸漬于 例如6(TC的溫水，在放電容器2的內(nèi)部填充化學(xué)蝕刻液69，并清洗放電容器2的內(nèi)表面25 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 在圖4(d)中被清洗的放電容器2中，圖1所示的筒體4通過(guò)焊料5被粘接并設(shè)于 其貫通孔23。 該筒體4具有朝著其中心軸延伸的孔，該孔連通于放電空間24。因此在放電空間 24中，經(jīng)由該筒體4的孔，作為發(fā)光氣體封入有例如氬(Ar)、氪(Kr)或氙(Xe)的稀有氣體、 例如氟(F》、氯(Cl》、溴(Big、碘(12)的鹵素或六氟化硫(SF6)的鹵化物。在筒體4的一 端(圖l的紙面正前方側(cè)的端部)上通過(guò)壓接形成有密封部41，放電空間24的內(nèi)部被氣密 地密閉。 在放電容器2的一對(duì)相對(duì)的外表面上，通過(guò)打印印刷網(wǎng)狀地涂布例如將銅制成漿 狀的銅漿之后，與放電容器2 —起將該涂布的漿狀的銅加熱成高溫，燒結(jié)該漿狀的銅，從而 設(shè)置網(wǎng)狀外部電極31、32。由此完成了準(zhǔn)分子放電燈1。 并且，在上述內(nèi)容中采用藍(lán)寶石作為形成放電容器的部件進(jìn)行了說(shuō)明，但YAG以及單晶氧化釔也可以通過(guò)上述接合方法進(jìn)行接合。YAG及單晶氧化釔與藍(lán)寶石同樣地具有 紫外線透射性，因而可采用其作為構(gòu)成本發(fā)明的放電容器的部件。 上述第3實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1的制造方法的特征在于包含對(duì)2片平板體26、 28與1片側(cè)壁體27的相互接合的面進(jìn)行研磨的工序、在該研磨工序之后，將想要相互接合 的面以緊密接觸的方式進(jìn)行按壓和加熱而使其接合的工序、以及通過(guò)化學(xué)蝕刻液清洗在該 接合的工序中得到的放電容器2的內(nèi)表面25的工序。 其中，2片平板體26、28與1片側(cè)壁體27，通過(guò)研磨的工序與接合的工序，構(gòu)成放 電空間24的放電容器2僅由與鹵素或鹵化物反應(yīng)性低的部件構(gòu)成即可。
并且，得到的放電容器2的內(nèi)表面25通過(guò)清洗的工序，可除去與鹵素或鹵化物反 應(yīng)性高的至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物。 在第3實(shí)施例中包含上述3種工序，從而制造出的準(zhǔn)分子放電燈1的放電容器2 由與鹵素或鹵化物的反應(yīng)性低的藍(lán)寶石、YAG或單晶氧化釔構(gòu)成，且存在于放電空間24的 內(nèi)表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物的量構(gòu)成為極少量，相對(duì) 于最初點(diǎn)燈時(shí)的初始光量相對(duì)強(qiáng)度降低至50%為止的時(shí)間(所謂壽命)達(dá)到數(shù)十小時(shí)的長(zhǎng) 壽命。 并且，在第3實(shí)施例的制造方法中，存在于構(gòu)成放電空間24的放電容器2的內(nèi)表 面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物的量為0. 6ng/cm2以下，如下 述的實(shí)驗(yàn)結(jié)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，進(jìn)行接合工序，最后進(jìn)行清洗工序， 但也可以是清洗工序在研磨工序之后進(jìn)行，而在最后進(jìn)行接合工序。此時(shí)，在清洗工序中， 將經(jīng)研磨的2片平板體26、28與1片側(cè)壁體27浸在化學(xué)蝕刻液中，構(gòu)成附著于表面的研磨 劑67的例如硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)被溶解。 并且，在放電容器2中，設(shè)有連通于放電空間24的貫通孔23，但該貫通孔23也可 以設(shè)置于研磨前的側(cè)壁體27，也可以設(shè)在研磨工序之后的側(cè)壁體27，也可以設(shè)于接合工序 之后得到的放電容器2的側(cè)壁22。 以上對(duì)于本發(fā)明的準(zhǔn)分子放電燈1的構(gòu)成與制造方法進(jìn)行了敘述，接著對(duì)于確認(rèn) 本發(fā)明的準(zhǔn)分子放電燈1的效果的實(shí)驗(yàn)加以說(shuō)明。 用于實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)分子放電燈l準(zhǔn)備了 14根使用圖4所說(shuō)明的制造方法制造出的構(gòu) 成為圖1及圖2的結(jié)構(gòu)的燈。所準(zhǔn)備的14根準(zhǔn)分子放電燈1的存在于放電容器2的內(nèi)表 面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物的量互不相同，除此以外的結(jié) 構(gòu)相同。首先對(duì)于14根的準(zhǔn)分子放電燈1中相同的規(guī)格加以說(shuō)明。 構(gòu)成放電容器2的部件采用藍(lán)寶石，在放電空間24封入有40Kpa的氬構(gòu)成的稀有 氣體，并封入有4Pa的六氟化硫構(gòu)成的鹵化物。 設(shè)于放電容器2的貫通孔的筒體4由鎳(Ni)構(gòu)成，將筒體4粘接于貫通孔的焊料 5由銀與銅的合金(Ag-Cu合金)構(gòu)成。 如果表示用于實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)分子放電燈1的數(shù)值，則放電容器2的寬度(圖1的紙面 左右方向的長(zhǎng)度)為4cm，放電容器2的縱深(圖1的紙面內(nèi)部與正前方方向的長(zhǎng)度)為 6cm，放電容器2的高度(圖1的紙面上下方向的長(zhǎng)度)為lcm。并且，構(gòu)成放電空間24的 內(nèi)表面25的面積是40cm2，而放電空間24的體積是9cm3。
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在制造放電容器2的工序中，在研磨工序中使用二氧化硅的漿料構(gòu)成的研磨劑
67，而在清洗工序使用氟化氫構(gòu)成的化學(xué)蝕刻液69。 接著在14根準(zhǔn)分子放電燈1中，對(duì)于不相同的規(guī)格加以說(shuō)明。 各準(zhǔn)分子放電燈1的放電容器2在清洗工序中填充化學(xué)蝕刻液的時(shí)間的長(zhǎng)短不
同，從而使存在于放電容器2的內(nèi)表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的
不純物的量互不相同。 在實(shí)驗(yàn)中，在準(zhǔn)分子放電燈1的一對(duì)外部電極31、32上施加電壓7KV，高頻70KHz， 計(jì)測(cè)相對(duì)于準(zhǔn)分子放電燈1最初點(diǎn)燈時(shí)的初始光量相對(duì)強(qiáng)度降低至50%為止的時(shí)間。各燈 在相對(duì)強(qiáng)度變?yōu)?0%的時(shí)刻結(jié)束燈的點(diǎn)燈。從結(jié)束的燈上除掉焊料5與筒體4，使其成為 如圖4(d)所示的狀態(tài)，使用作為化學(xué)蝕刻液69的氟化氫在室溫狀態(tài)下長(zhǎng)時(shí)間或在高溫狀 態(tài)下清洗放電容器2的內(nèi)表面25。該清洗后被回收的化學(xué)蝕刻液69中含有存在于放電容 器2的內(nèi)表面25的至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物。所以，清洗后被 回收的化學(xué)蝕刻液69通過(guò)ICP(Inductively Coupled Plasma,電感耦合等離子體)分光分 析法，測(cè)定至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物的含有量。
其結(jié)果為圖5所示的圖表。圖5所示的圖表的橫軸表示相對(duì)于最初點(diǎn)燈時(shí)的初始 光量相對(duì)強(qiáng)度降低至50%為止的時(shí)間，縱軸表示存在于放電容器2的內(nèi)表面25的至少含有 硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物的量。 如圖5所示，通過(guò)上述的實(shí)施例的構(gòu)成，表示出相對(duì)于準(zhǔn)分子放電燈1最初點(diǎn)燈時(shí) 的初始光量相對(duì)強(qiáng)度降低至50%為止的時(shí)間具有10小時(shí)以上的壽命。從這可以看出，相對(duì) 于圖6所示的以往的準(zhǔn)分子放電燈1的壽命的數(shù)小時(shí)，本發(fā)明的準(zhǔn)分子放電燈1具有優(yōu)異 的壽命。 并且，由圖5可以看出以下的事項(xiàng)。存在于放電空間2的內(nèi)表面25的至少含有硅
(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物的量多于0. 6ng/cm2的燈，其相對(duì)強(qiáng)度降低至50%
為止的時(shí)間參差不齊，從10小時(shí)至55小時(shí)具有45小時(shí)的較大的偏差。 另一方面，O. 6ng/cm2以下的燈的相對(duì)強(qiáng)度降低至50%為止的時(shí)間的偏差為55小
時(shí) 58小時(shí)的僅3小時(shí)。即，可以看出，使放電容器2的內(nèi)表面25的至少含有硅(Si)、碳
(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物的量為0.6ng/cm2以下，可得到比以往長(zhǎng)的壽命，并且可抑
制制造偏差。 在上述的實(shí)驗(yàn)所示，本發(fā)明的準(zhǔn)分子放電燈1的特征在于，放電容器2構(gòu)成為由該 一對(duì)平板21與被連接于該一對(duì)平板21的側(cè)壁22密閉的該放電空間24，該一對(duì)平板21與 該側(cè)壁22由藍(lán)寶石、YAG或單晶氧化釔構(gòu)成，在包圍該放電空間24的該放電容器2的內(nèi)表 面25，至少含有硅(Si)、碳(C)、鈰(Ce)的任一種的不純物的量為0. 6ng/cm2以下，由此可 以實(shí)現(xiàn)比以往的燈長(zhǎng)的壽命，而且可抑制制造偏差。
權(quán)利要求
一種準(zhǔn)分子放電燈，由具有經(jīng)由放電空間相對(duì)的一對(duì)平板的放電容器；設(shè)于該一對(duì)平板的外表面的一對(duì)外部電極；以及封入該放電空間的至少稀有氣體及鹵素或鹵化物構(gòu)成的發(fā)光氣體構(gòu)成，上述準(zhǔn)分子放電燈的其特征為該放電容器的密閉的該放電空間由該一對(duì)平板與連接該一對(duì)平板的側(cè)壁構(gòu)成，而且該一對(duì)平板與該側(cè)壁由藍(lán)寶石、YAG或單晶氧化釔構(gòu)成，包圍該放電空間的該放電容器的內(nèi)表面上存在的不純物為至少含有硅、碳、鈰的任一種的不純物，其量為0.6ng/cm2以下。
2. —種由具有經(jīng)由放電空間相對(duì)的一對(duì)平板的放電容器；設(shè)于該一對(duì)平板的外表面 的一對(duì)外部電極；以及封入該放電空間的至少稀有氣體及鹵素或鹵化物構(gòu)成的發(fā)光氣體構(gòu) 成的準(zhǔn)分子放電燈的制造方法，其特征為具有研磨藍(lán)寶石、YAG或單晶氧化釔構(gòu)成的一對(duì) 平板體和環(huán)狀的側(cè)壁體的表面的工序，具有在該研磨的工序之后，在該一對(duì)平板體之間配置該側(cè)壁體，推壓相互研磨的面的 同時(shí)進(jìn)行加熱并進(jìn)行接合的工序；以及通過(guò)該接合得到由該一對(duì)平板體和側(cè)壁體構(gòu)成該放 電空間的該放電容器，從連通該放電容器的該放電空間的貫通孔導(dǎo)入化學(xué)蝕刻液，清洗該 放電容器的內(nèi)表面的工序。
全文摘要
本發(fā)明的目的是在于提供一種比以往壽命長(zhǎng)的準(zhǔn)分子放電燈及該準(zhǔn)分子放電燈的制造方法。該準(zhǔn)分子放電燈由具有經(jīng)由放電空間相對(duì)的一對(duì)平板的放電容器；設(shè)于該一對(duì)平板的外表面的一對(duì)外部電極；以及封入該放電空間的至少稀有氣體及鹵素或鹵化物構(gòu)成的發(fā)光氣體構(gòu)成，其特征為該放電容器的密閉的該放電空間由該一對(duì)平板與連接該一對(duì)平板的側(cè)壁構(gòu)成，而且該一對(duì)平板與該側(cè)壁由藍(lán)寶石、YAG或單晶氧化釔構(gòu)成，包圍該放電空間的該放電容器的內(nèi)表面上存在的不純物為至少含有硅、碳、鈰的任一種的不純物，其量為0.6ng/cm2以下。
文檔編號(hào)H01J65/04GK101740317SQ20091022525
公開日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者森本幸裕 申請(qǐng)人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會(huì)社