專利名稱：：準(zhǔn)分子燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種準(zhǔn)分子燈，其具備由二氧化硅玻璃構(gòu)成的放電容器，在夾著形成該放電容器的二氧化硅玻璃的狀態(tài)下設(shè)有一對電極，在上述放電容器的內(nèi)部產(chǎn)生準(zhǔn)分子放電。先前技術(shù)近年來，開發(fā)了例如通過將波長200nm以下的真空紫外光照射在由金屬、玻璃及其它材料構(gòu)成的被處理體上，而在該真空紫外光及由此所生成的臭氧的作用下處理被處理體的技術(shù)，例如除去附著于被處理體的表面的有機(jī)污染物質(zhì)的清洗處理技術(shù)、或在被處理體的表面形成氧化膜的氧化膜形成處理技術(shù)，并將這些技術(shù)實用化。作為照射真空紫外光的裝置，將例如通過準(zhǔn)分子放電形成準(zhǔn)分子分子、并利用從該準(zhǔn)分子分子所放射的光的準(zhǔn)分子燈作為光源，在此種準(zhǔn)分子燈中，為了更有效率地放射更高強(qiáng)度的紫外線，進(jìn)行了很多嘗試。具體的說，例如參照圖6加以說明，記載了如下準(zhǔn)分子燈50:具備透射紫外線的由二氧化硅玻璃構(gòu)成的放電容器51，在該放電容器51的內(nèi)側(cè)與外側(cè)分別設(shè)有電極55、56，其中，在曝露于放電容器51的放電空間S中的表面上，形成紫外線反射膜20。而作為紫外線反射膜，僅由二氧化硅粒子構(gòu)成、及僅由氧化鋁粒子構(gòu)成的紫外線反射膜被例示于實施例中(參照專利文獻(xiàn)1)。在該準(zhǔn)分子燈50中，在放電容器51的一部分，未形成紫外線反射膜20，從而形成有出射在放電空間S內(nèi)產(chǎn)生的紫外線的光出射部58。根據(jù)此種構(gòu)成的準(zhǔn)分子燈50，通過在被曝露于放電容器51的放電空間S中的表面上設(shè)有紫外線反射膜，在設(shè)有紫外線反射膜的區(qū)域中，在放電空間S內(nèi)產(chǎn)生的紫外線由紫外線反射膜反射，因此不會入射至二氧化硅玻璃，而在構(gòu)成光出射部58的區(qū)域中，紫外線透射二氧化硅玻璃并放射至外部，所以基本上可以有效地利用在放電空間S內(nèi)產(chǎn)生的紫外線，而且可將構(gòu)成光出射部58以外的區(qū)域的二氧化硅玻璃的紫外線應(yīng)變所致的損壞抑制得較小，而可防止產(chǎn)生裂痕的情形。專利文獻(xiàn)l:日本專利第3580233號公報然而，在上述構(gòu)成的準(zhǔn)分子燈中，判明了若長時間點燈，則產(chǎn)生會降低紫外線反射膜的反射率的問題、或產(chǎn)生紫外線反射膜的剝落等的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于提供即使長時間點燈時也把紫外線反射膜的反射率降低的程度抑制得較小，不會產(chǎn)生紫外線反射膜的剝落，因此可有效率地出射真空紫外光的準(zhǔn)分子燈。本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈，包括具有放電空間的由二氧化硅玻璃構(gòu)成的放電容器，在夾著形成該放電容器的二氧化硅玻璃的狀態(tài)下設(shè)有一對電極，在上述放電容器的放電空間內(nèi)產(chǎn)生準(zhǔn)分子放電，其特征在于，在上述放電容器的曝露于放電空間中的表面上，形成由二氧化硅粒子和氧化鋁粒子形成的紫外線反射膜，該紫外線反射膜，在將上述放電容器的管壁負(fù)荷設(shè)為b[W/cm"時，在曝露于放電空間中的表面層部分以(lOb-4)wt%以上、70wt%以下的比率含有氧化鋁粒子。根據(jù)本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈，紫外線反射膜由二氧化硅粒子和氧化鋁粒子形成，通過以適當(dāng)比率含有氧化鋁粒子，即使長時間點燈時，也不會使得粒界消失而得到維持，因此可有效率地擴(kuò)散反射真空紫外光而可將反射率降低的程度抑制成較小，而且不會因氧化鋁粒子混入而導(dǎo)致紫外線反射膜相對于放電容器的粘合性大幅度地降低，可確實地抑制紫外線反射膜從放電容器剝落，因此可有效率地出射真空紫外光。圖1是表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈的一例的構(gòu)成概略的說明用截面圖，(a)是表示沿著放電容器的長度方向的截面的截面圖，(b)是表示(a)的A-A線截面圖。圖2是表示用于說明二氧化硅粒子及氧化鋁粒子的粒徑的定義的說明圖。圖3是表示用于說明實驗例的準(zhǔn)分子燈的照度測定方法的截面圖。圖4是表示準(zhǔn)分子燈的照度變化被保持在0.8以上時的、放電容器的管壁負(fù)荷和紫外線反射膜的氧化鋁含有量的關(guān)系的圖表。圖5是表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈的其它例子的構(gòu)成概略的說明用截面圖，(a)是表示沿著放電容器的長度方向的截面的截面圖。(b)是表示垂直于(a)的紙面的平面下的截面的截面圖。圖6是表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈的另一例子的構(gòu)成概略的說明用截面圖。(a)是表示沿著放電容器的長度方向的截面的橫截面圖，(b)是表示(a)的A-A線截面圖。具體實施例方式圖1是表示本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈的一例的構(gòu)成的概略的說明用截面圖，(a)是表示沿著放電容器的長度方向的截面的橫截面圖，(b)是表示(a)的A-A線截面圖。該準(zhǔn)分子燈IO具備兩端被氣密地封閉而形成有放電空間S的截面矩形狀的中空長條狀的放電容器11，在該放電容器11的內(nèi)部，作為放電用氣體例如封入有氙氣體、或混合氬與氯的氣體。放電容器11是由良好地透射真空紫外光的二氧化硅玻璃、例如合成石英玻璃構(gòu)成，具有作為電介質(zhì)的功能。在放電容器11的長邊面的外表面，以在長度方向延伸的方式相對地配置有一對柵格狀電極、即作為高電壓供給電極發(fā)揮功能的一個電極15及作為接地電極發(fā)揮功能的另一個電極16，從而成為在一對電極15、16之間夾著作為電介質(zhì)發(fā)揮功能的放電容器11的狀態(tài)。此種電極例如可以通過將金屬構(gòu)成的電極材料糊膏涂布于放電容器11上、或通過照片印刷形成。在該準(zhǔn)分子燈10中，向一個電極15供給點燈電力時，經(jīng)由作為電介質(zhì)發(fā)揮的放電容器11的壁而在兩電極15、16間產(chǎn)生放電，從而形成有準(zhǔn)分子分子，并且產(chǎn)生從該準(zhǔn)分子分子放射真空紫外光的準(zhǔn)分子放電，但為了有效率地利用通過該準(zhǔn)分子放電所產(chǎn)生的真空紫外光，將由二氧化硅粒子和氧化鋁粒子形成的紫外線反射膜20設(shè)于放電容器11的內(nèi)表面。在此，作為放電用氣體使用氙氣體時，放出在波長172rnn具有峰值的真空紫外線，而作為放電用氣體使用混合氟與氯的氣體時，則放射在波長175nm具有峰值的真空紫外線。紫外線反射膜20例如在放電容器11的長邊面的與作為高電壓供給電極發(fā)揮功能的一個電極15對應(yīng)的內(nèi)表面區(qū)域、及與該區(qū)域連續(xù)的短邊面的內(nèi)表面區(qū)域的一部分上形成，而在放電容器11的長邊面的與作為接地電極發(fā)揮功能的另一個電極16對應(yīng)的內(nèi)表面區(qū)域上，通過未形成有紫外線反射膜20來構(gòu)成光出射部(孔徑部)18。紫外線反射膜20的膜厚例如優(yōu)選10~100(im。紫外線反射膜20，在至少曝露于放電空間S中的表面層部分，即受到隨著準(zhǔn)分子放電所產(chǎn)生的等離子體的影響而使得二氧化硅粒子熔融并產(chǎn)生粒界消失的部分、例如在深度約2pm的范圍內(nèi)，氧化鋁粒子與二氧化硅粒子混合存在，例如可通過二氧化硅粒子與氧化鋁粒子的堆積體構(gòu)成。紫外線反射膜20具有重復(fù)產(chǎn)生反射與折射的"擴(kuò)散反射"的功能，具體原理如下二氧化硅粒子及氧化鋁粒子自身具有高折射率從而具有真空紫外光透射性，因此到達(dá)二氧化硅粒子或氧化鋁粒子的真空紫外光的一部分在粒子表面被反射，同時其它的部分折射而入射至粒子內(nèi)部，進(jìn)而入射至粒子內(nèi)部的大部分光被透射(一部分被吸收)，而再出射之際被折射。此外，紫外線反射膜20由二氧化硅粒子與氧化鋁粒子構(gòu)成，即由陶瓷構(gòu)成，具有不會產(chǎn)生雜質(zhì)氣體、且耐于放電的特性。構(gòu)成紫外線反射膜20的二氧化硅粒子，例如可使用將二氧化硅玻璃粉末狀地作成細(xì)粒子后的物質(zhì)等。二氧化硅粒子的如下定義的粒徑例如在0.01~20^im的范圍內(nèi)，中心粒徑(數(shù)均粒徑的峰值)例如優(yōu)選為0.1~10|im，更優(yōu)選為0.3~3^mi。此外，具有中心粒徑的二氧化硅粒子的比率優(yōu)選為50%以上。構(gòu)成紫外線反射膜20的氧化鋁粒子的如下定義的粒徑例如在0.110nm的范圍內(nèi)，中心粒徑(數(shù)均粒徑的峰值)例如優(yōu)選為0.1~3|_im，更優(yōu)選為0.3~lpm。此外，具有中心粒徑的氧化鋁粒子的比率優(yōu)選為50%以上。構(gòu)成紫外線反射膜20的二氧化硅粒子及氧化鋁粒子的"粒徑"是指將紫外線反射膜20在與其表面垂直的方向上切剖時的切剖面中的厚度方向的大約中間位置作為觀察范圍，通過掃描型電子顯微鏡(SEM)取得放大投影圖像，而以一定方向的兩條平行線夾著該放大投影圖像的任意粒子時的該平行線的間隔的費雷特(Feret)直徑。如圖2(a)所示地，具體上，在以單獨存在大約球狀的粒子A及具有粉碎粒子形狀的粒子B等的粒子時，將以朝著一定方向((例如紫外線反射膜20的厚度方向(Y軸方向))延伸的兩條平行線夾著該粒子時的對應(yīng)平行線的間隔作為粒徑DA、DB。此外，對于具有初始材料的粒子熔融而接合的形狀的粒子C，如圖2(b)所示地，對于被判別為初始材料的粒子C1、C2的部分中的各球狀部分，測定由朝一定方向(例如紫外線反射膜20的厚度方向(Y軸方向))延伸的2條平線夾著時的該平行線的間隔，將此作為該粒子的粒徑DC1、DC2。構(gòu)成紫外線反射膜20的二氧化硅粒子及氧化鋁粒子的"中心粒子"是指將如上得到的各粒子的粒徑的最大值和最小值的粒徑的范圍，例如以0.1pm的范圍分成多個區(qū)分、例如分成的15區(qū)分左右后，屬于各個區(qū)分的粒子個數(shù)(度數(shù))最大的區(qū)分的中心值。二氧化硅粒子及氧化鋁粒子具有與真空紫外光的波長相同程度的上述范圍的粒徑，因此可有效率地擴(kuò)散反射真空紫外光。以上，上述準(zhǔn)分子燈10的紫外線反射膜20所含的氧化鋁粒子的比率，在將放電容器11的管壁負(fù)荷設(shè)為b[W/cm"時，為(10b-4)wty。以上70wt。/。以下。在準(zhǔn)分子燈中，隨著電極間的電位差變大會使等離子體的產(chǎn)生頻度變高，因此輸入電力變大，即管壁負(fù)荷越大紫外線反射膜曝露于等離子體中的頻度越高，可在更嚴(yán)酷的條件下使用。然而，如下述的實驗例的結(jié)果也所示，通過在和放電容器11的管壁負(fù)荷的關(guān)系中設(shè)定氧化鋁粒子的含有比率的下限值，就可將紫外線反射膜20的反射率的降低程度抑制得較小。此種紫外線反射膜20例如可通過稱為"流下法"的方法形成。即，在組合了水與PEO樹脂(聚氧化乙烯)的具有粘性的溶劑中混合二氧化硅粒子及氧化鋁粒子來調(diào)配分散液，通過將該分散液流進(jìn)放電容器形成材料內(nèi)，在附著于放電容器形成材料的內(nèi)表面的所定區(qū)域之后，利用干燥、燒成，把水與PEO樹脂予以蒸發(fā)，從而可形成紫外線反射膜20。形成紫外線反射膜20時所用的二氧化硅粒子及氧化鋁粒子的制造，可利用固相法、液相法、氣相法的任何方法，但其中，由于可確實地得到亞微細(xì)粒、微米尺寸的粒子，而優(yōu)選氣相法、尤其是化學(xué)蒸鍍法(CVD)。具體上，例如二氧化硅粒子可以通過將氯化硅與氧在卯0100(TC予以反應(yīng)而合成，氧化鋁粒子可以通過將原料的氯化鋁與氧在1000120(TC予以加熱反應(yīng)而合成，粒徑可通過控制原料濃度、反應(yīng)場所的壓力、反應(yīng)溫度來調(diào)整。一般，在準(zhǔn)分子燈中，公知隨著準(zhǔn)分子放電而產(chǎn)生等離子體，但在如上構(gòu)成的準(zhǔn)分子燈中，等離子體大約直角地入射于紫外線反射膜而施以作用，因此紫外線反射膜的溫度會局部地急劇上升，如果紫外線反射膜僅例如僅由二氧化硅粒子構(gòu)成，則會通過等離子體的熱而使得二氧化硅粒子熔融從而粒界消失，因此無法擴(kuò)散反射真空紫外光，反射率下降。然而，紫外線反射膜20由二氧化硅粒子與氧化鋁粒子構(gòu)成，并以適當(dāng)比率含有氧化鋁粒子，從而根據(jù)上述構(gòu)成的準(zhǔn)分子燈10，即使被曝露在由等離子體產(chǎn)生的熱中時，由于熔點高于二氧化硅粒子的氧化鋁粒子不會熔融，因此可以防止在粒子之間結(jié)合著互相鄰接的二氧化硅粒子與氧化鋁粒子，粒界得到維持，因此即使長時間點燈時，也可有效率地擴(kuò)散反射真空紫外光，而可維持初期的反射率，而且不會因混入有氧化鋁粒子而導(dǎo)致紫外線反射膜20相對于放電容器11的粘合性大幅度降低，因此可確實地抑制紫外線反射膜20從放電容器11被剝落的情形，因此有效率地可出射真空紫外光。此外，氧化鋁粒子具有比二氧化硅粒子高的折射率，因此與僅由二氧化硅粒子形成的紫外線反射膜相比，可得到高反射率。此外，通過在被曝露在產(chǎn)生準(zhǔn)分子發(fā)光的放電空間S中的放電容器11內(nèi)表面上形成有紫外線反射膜20，可將隨著放電空間S內(nèi)的真空紫外線入射于構(gòu)成光出射部18以外區(qū)域的二氧化硅玻璃上產(chǎn)生的紫外線應(yīng)變所致的損傷予以減小，而可防止產(chǎn)生裂痕。以下說明為了確認(rèn)本發(fā)明的效果所進(jìn)行的實驗例。(實驗例1)根據(jù)圖1所示的構(gòu)成，來制作除了紫外線反射膜的距表面2pm的膜厚中所含有的氧化鋁粒子的含有量在0-50wt。/。的范圍變更以外、具有同一構(gòu)成的4種的準(zhǔn)分子燈，并且制作除了不具有紫外線反射膜以外、具有同一構(gòu)成的準(zhǔn)分子燈。在此，紫外線反射膜的距表面2pm的膜厚中所含的氧化鋁粒子的含有量及二氧化硅粒子的含有比率，是通過從放電空間側(cè)由電子顯微鏡以數(shù)1001000倍的倍率觀測紫外線反射膜、同時使用能量分散型X線分析裝置進(jìn)行定量分析而得到，將氧化鋁粒子的含有量表示為氧化鋁粒子質(zhì)量/(二氧化硅粒子質(zhì)量+氧化鋁粒子質(zhì)量)xlOO[wt。/。]，并將二氧化硅粒子的含有量表示為二氧化硅粒子質(zhì)量/(二氧化硅粒子質(zhì)量+氧化鋁粒子質(zhì)量)xlOO[wt。/。]。[準(zhǔn)分子燈的構(gòu)成]放電容器的尺寸是10x42xl50mm、厚度為25mm，作為放電用氣體將氙氣體以40kPa的封入量封入在放電容器內(nèi)。高電壓供給電極及接地電極的尺寸是30xl00mm。構(gòu)成紫外線反射膜的二氧化硅粒子的粒徑在0.31.(Hrni范圍內(nèi)，中心粒徑為0.5jum，具有中心粒徑的粒子比率為50%。構(gòu)成紫外線反射膜的氧化鋁粒子的粒徑在0.2~0.7pm范圍內(nèi)，中心粒徑為0.4|_im，具有中心粒徑的粒子比率為50%。二氧化硅粒子及氧化鋁粒子的粒徑的測定使用日本日立制的電場放射型掃描電子顯微鏡"S4100"，將加速電壓設(shè)為20kV，使放大投影圖像的觀察倍率在粒徑為O.l-lnm的粒子的情況下為20000倍，在粒徑為l~10^mi的粒子的情況下為2000倍。紫外線反射膜通過流下法將燒成溫度設(shè)為IIO(TC而得到，其膜厚是30|im。對于各準(zhǔn)分子燈，在放電容器管壁負(fù)荷b為0.5W/cm2、0.7W/cm2、1.0W/cm2、1.4W/cn^的條件下使之點燈，測定剛點燈之后及在一定的管壁負(fù)荷下連續(xù)點燈500小時之后的、波長172mm的氙準(zhǔn)分子光的照度，算出因反射率減少引起的照度變化(與初始照度的相對值)，即算出[(500小時點燈后的發(fā)光強(qiáng)度)/(剛點燈之后發(fā)光強(qiáng)度)]。結(jié)果示于下述表l中。如圖3所示，照度測定如下進(jìn)行在配置于鋁制容器30的內(nèi)部的陶瓷制的支撐臺31上固定準(zhǔn)分子燈10，并且在距準(zhǔn)分子燈10的表面lnim的位置，以與準(zhǔn)分子燈10相對的方式固定紫外線照度計35，在用氮置換鋁制容器30的內(nèi)部氣氛的狀態(tài)下，通過將交流高電壓施加于準(zhǔn)分子燈10的電極15、16間，而在放電容器11的內(nèi)部產(chǎn)生放電，測定經(jīng)由另一個電極(接地電極)16的網(wǎng)絡(luò)放射的氤準(zhǔn)分子光的照度。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>由以上結(jié)果可確認(rèn)，通過使紫外線反射膜的氧化鋁粒子的含有比率為70wt。/。以下，便不會產(chǎn)生紫外線反射膜的剝落。因此，由上述實驗例1及實驗例2所示的結(jié)果可確認(rèn)，通過使紫外線反射膜的氧化鋁粒子的含有比率為(10b-4)wt。/。以上[b:放電容器的管壁負(fù)荷(W/cm2)]、70wt。/。以下，可得到即使長時間點燈的情況下也可維持紫外線反射膜的初期反射率，且不會產(chǎn)生紫外線反射膜的剝落的準(zhǔn)分子燈。以上，針對于本發(fā)明的實施方式加以說明，但本發(fā)明是并不被限定于上述實施方式，可進(jìn)行各種變更。本發(fā)明是并不被限定于上述構(gòu)成的準(zhǔn)分子燈，也可適用于圖5所示的所謂"四方型"的準(zhǔn)分子燈、或圖6所示的雙重管構(gòu)造的準(zhǔn)分子燈。圖5所示的準(zhǔn)分子燈40例如具備由合成二氧化硅玻璃構(gòu)成的截面長方形的放電容器41，將由金屬構(gòu)成的一對外側(cè)電極45、45以在放電容器41的管軸方向延伸的方式配設(shè)于放電容器41的彼此相對的外表面上，而且放電用氣體的例如氙氣體被填充于放電容器41內(nèi)。在圖5中，符號42是排氣管，符號43是由鋇形成的吸氣器。在此種構(gòu)成的準(zhǔn)分子燈40中，在放電容器41的內(nèi)表面中與各個外側(cè)電極45，45對應(yīng)的區(qū)域及與該區(qū)域連續(xù)的一個內(nèi)面區(qū)域上，設(shè)有上述紫外線反射膜20，并通過不設(shè)置紫外線反射膜20而形成光出射部44。此外，圖6所示的準(zhǔn)分子燈50，具有由二氧化硅玻璃形成的圓筒狀的外側(cè)管52、及在該外側(cè)管52內(nèi)沿其管軸配置的具有比該外側(cè)管52的內(nèi)徑小的外徑的例如由二氧化硅玻璃形成的圓筒狀內(nèi)側(cè)管53,外側(cè)管52與內(nèi)側(cè)管53在兩端部被熔融接合而在外側(cè)管52與內(nèi)側(cè)管53之間具備形成有環(huán)狀放電空間S的雙重管構(gòu)造的放電容器51，例如由金屬形成的一個電極(高電壓供給電極)55密接設(shè)于內(nèi)側(cè)管53的內(nèi)周面，并且例如由金屬網(wǎng)等的導(dǎo)電性材料形成的另一個電極56密接設(shè)于外側(cè)管52的外周面，在放電空間S內(nèi)，例如填充有氙氣體等通過準(zhǔn)分子放電形成準(zhǔn)分子分子的放電用氣體。在此種構(gòu)成的準(zhǔn)分子燈50中，例如在放電容器51的內(nèi)側(cè)管53的內(nèi)表面的全周設(shè)有上述紫外線反射膜20，并且在外側(cè)管52的內(nèi)表面，除了形成光出射部5S的一部分區(qū)域以外，設(shè)有上述紫外線反射膜20。權(quán)利要求1.一種準(zhǔn)分子燈，包括具有放電空間的由二氧化硅玻璃構(gòu)成的放電容器，在夾著形成該放電容器的二氧化硅玻璃的狀態(tài)下設(shè)有一對電極，在上述放電容器的放電空間內(nèi)產(chǎn)生準(zhǔn)分子放電，其特征在于，在上述放電容器的曝露于放電空間中的表面上，形成由二氧化硅粒子和氧化鋁粒子形成的紫外線反射膜，該紫外線反射膜，在將上述放電容器的管壁負(fù)荷設(shè)為b[W/cm2]時，在曝露于放電空間中的表面層部分以(10b-4)wt％以上、70wt％以下的比率含有氧化鋁粒子。全文摘要本發(fā)明提供一種即使長時間點燈時也把紫外線反射膜的反射率降低的程度抑制得較小、不會產(chǎn)生紫外線反射膜的剝落，因此可有效率地出射真空紫外光的準(zhǔn)分子燈。本發(fā)明的準(zhǔn)分子燈，包括具有放電空間的由二氧化硅玻璃構(gòu)成的放電容器，在夾著形成該放電容器的二氧化硅玻璃的狀態(tài)下設(shè)有一對電極，在上述放電容器的放電空間內(nèi)產(chǎn)生準(zhǔn)分子放電，其中，在上述放電容器的曝露于放電空間中的表面上，形成由二氧化硅粒子和氧化鋁粒子形成的紫外線反射膜，該紫外線反射膜，在將上述放電容器的管壁負(fù)荷設(shè)為b[W/cm²]時，在曝露于放電空間中的表面層部分以(10b-4)wt％以上、70wt％以下的比率含有氧化鋁粒子。文檔編號H01J61/35GK101409207SQ200810169269公開日2009年4月15日申請日期2008年10月10日優(yōu)先權(quán)日2007年10月10日發(fā)明者松澤聰司,森本幸裕,溝尻貴文,藤澤繁樹申請人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會社