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
放電容器具備一對相對配置的平板的準(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)燈時被電離而成為鹵素離子，對于其他物質(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)來說更為優(yōu)選。所以，在準(zhǔn)分子放電燈中需要對放電容器設(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由一對圓板狀的平板構(gòu)成的窗部件101 ;設(shè)于一對窗部件101的外表面的一對電極102 ;配置于該一對窗部件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、且夾持該一對窗部件101的一對配件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、且夾持一對窗部件的外表面的一對螺帽構(gòu)成。 以往的準(zhǔn)分子放電燈100通過螺栓107與螺帽夾持一對窗部件101，從而通過密封部件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。具體來說，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是通過在一對電極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，可得到240nm 255nm的波長區(qū)域的紫外線，并且發(fā)光氣體為氙與氯構(gòu)成時可得到300nm 320nm的波長區(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υ摯安考奈磮D示的被照射物。
專利文獻(xiàn)1 :日本特開平06-310106號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 :日本專利第2849602號公報(bào)
專利文獻(xiàn)3 :日本特開平11-012099號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
然而，以往的準(zhǔn)分子放電燈100存在如下問題相對于最初點(diǎn)燈時的初始光量，相對強(qiáng)度降低至50%為止的時間(所謂壽命)只有數(shù)小時，壽命短。 可以推測該壽命短的問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。具體來說，在一對電極間產(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出劣化的密封部件105無法保持放電空間104的氣密性，封入放電空間104的發(fā)光氣體會流出至外部，從而引起壽命短的問題。 以往，由一對平板的窗部件101、放電空間間隔件109、密封部件105、一對配件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，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)來構(gòu)成放電容器。 圖7是用來說明本發(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片長方體狀的平板26、27、28構(gòu)成。該3片平板26、27、
28通過從藍(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。具體來說，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的面)與紙面下側(cè)的面(與另一方的平板體相對的面)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，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，相對于最初點(diǎn)燈時的初始光量，到相對強(qiáng)度降低至50%為止的時間(所謂壽命)只有數(shù)小時左右，仍無法解決壽命短的問題。
本發(fā)明人針對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題的原因加以研究，推測出原因在于研磨齊U。具體來說，在研磨3片平板時，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)過而與發(fā)光氣體的鹵素或鹵化
物反應(yīng)，形成化合物，會減少有助于準(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，以往并不知道會產(chǎn)生研磨劑導(dǎo)致壽命短的問題。 因此，本發(fā)明的目的在于提供一種比以往壽命長的準(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)由放電空間相對的一對平板的放電容器；設(shè)于該一對平板的外表面的一對外部電極；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平板與連接該一對平板的側(cè)壁構(gòu)成，而且該一對平板與該側(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)由放電空間相對的一對平板的放電容器；設(shè)于該一對平板的外表面的一對外部電極；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，在該一對平板體之間配置該側(cè)壁體，推壓相互研磨的面的同時進(jìn)行加熱并進(jìn)行接合的工序；以及通過該接合得到由該一對的平板體和側(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。 第2發(fā)明的準(zhǔn)分子放電燈的制造方法通過上述特征，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，從而可比以往延長壽命。


圖1是第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈的說明圖。 圖2是第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈的說明圖。 圖3是第2實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈的說明圖。 圖4是第3實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈的說明圖。 圖5是實(shí)驗(yàn)結(jié)果的說明圖。 圖6是已知的準(zhǔn)分子放電燈的說明圖。 圖7是用于課題的說明圖。
具體實(shí)施例方式
利用圖1及圖2說明本發(fā)明的第1實(shí)施例。
圖1是用于說明第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的一對平板21 的外表面的一對外部電極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由長方體狀的一對平板21以及位于該一對平板21之間、且連接該一 對平板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)有由一對平板21相對的內(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，出于說明方便，為了區(qū)別一對平板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與貫通孔之間通過設(shè)置例如由銀與銅的合金(Ag-Cu合 金)構(gòu)成的焊料5來粘接。 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。通過壓接筒體4的一端(圖1的紙面正前方側(cè)的端部)來形成密封部41，放電 空間24的內(nèi)部被氣密地密閉。 放電容器2在該一對的平板21的各外表面(相對于放電空間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的長邊方向延伸地設(shè)置。并且，如圖 2所示， 一對外部電極31、32被隔離成不會相互電連接，經(jīng)由一對平板21與放電空間24相 對配置。 上述第1實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1的一對外部電極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通過將高頻高電位提供到一對外部電極31、32，使得放電容器2起
到電介體的作用，在一對外部電極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，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)分子放電在一對外部電極31、32間良好進(jìn)行，因而紫外線從設(shè)有一對外部電極 31、32的一對平板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茫蛇m當(dāng)?shù)靥幚砼c該平板21相對的未 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是通過直接接合對于鹵素或鹵化物的反應(yīng)性低的部件( 一對平板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，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，因而相對于最初點(diǎn)燈時的初始 光量，相對強(qiáng)度降低至50%為止的時間(所謂壽命)能夠達(dá)到數(shù)十小時的長壽命。
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，所具備的一對平板21構(gòu)成為長方體狀，但本發(fā)明并 不被限定于長方體狀。對于這一點(diǎn)，使用圖3進(jìn)行說明。 圖3是用來說明第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。 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)施例的說明，省略了與第1實(shí)施例共通的部分，針對不相同 的部分加以說明。 第2實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1由一對平板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，第2實(shí)施例的一對平板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)行說明。
圖4是用來說明第3實(shí)施例的準(zhǔn)分子放電燈1的制造方法的說明圖。
圖4(a)是表示將一對平板體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)中研磨后的一對平板體26、28與側(cè)壁體27的同時進(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。 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，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(在圖4(a)中未圖示，而在圖4(b)為標(biāo)號 63)上。在支撐臺(在圖4(a)中未圖示，而在圖4(b)為標(biāo)號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(在圖4(a) 中未圖示，而在圖4(b)為標(biāo)號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64相對。 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64使用鋼。2片平板體26、28與1 片側(cè)壁體27的與研磨臺64相對的面，通過研磨臺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64相對的面通過研磨臺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。此時所使用的研磨劑采用粒徑比用于磨光時使用的 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64相對的面，通過由研磨劑供應(yīng)體66提供到欲研 磨的面與研磨臺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。此時所使用的研磨劑采用粒徑比用于輕錘時的研磨劑 小的研磨劑。之后，至少1片側(cè)壁體27的相對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，2片平板體26、28與1片側(cè)壁體27經(jīng)過了磨光、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，一對平板體26、28包圍側(cè)壁體27 的孔。 從一對平板體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)通過未圖示的推壓單元68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。 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對于燈點(diǎn)燈時的鹵素離子的反應(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。 具體來說，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，而通過該化學(xué)蝕刻液69來填充放電空間24。通過該化學(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，來清洗放電容器2的內(nèi) 表面25。 此時，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)下長時間填充化學(xué)蝕刻液69并 溶解不純物。 為了在短時間內(nèi)使不純物的量為0. 6ng/cm2以下，可以通過將放電容器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的一對相對的外表面上，通過打印印刷網(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)行了說明，但YAG以及單晶氧化釔也可以通過上述接合方法進(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 于最初點(diǎn)燈時的初始光量相對強(qiáng)度降低至50%為止的時間(所謂壽命)達(dá)到數(shù)十小時的長 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，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。首先對于14根的準(zhǔn)分子放電燈1中相同的規(guī)格加以說明。 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度)為 6cm，放電容器2的高度(圖1的紙面上下方向的長度)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，對于不相同的規(guī)格加以說明。 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)蝕刻液的時間的長短不
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的一對外部電極31、32上施加電壓7KV，高頻70KHz， 計(jì)測相對于準(zhǔn)分子放電燈1最初點(diǎn)燈時的初始光量相對強(qiáng)度降低至50%為止的時間。各燈 在相對強(qiáng)度變?yōu)?0%的時刻結(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)下長時間或在高溫狀 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ICP(Inductively Coupled Plasma,電感耦合等離子體)分光分 析法，測定至少含有硅(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于最初點(diǎn)燈時的初始 光量相對強(qiáng)度降低至50%為止的時間，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，通過上述的實(shí)施例的構(gòu)成，表示出相對于準(zhǔn)分子放電燈1最初點(diǎn)燈時 的初始光量相對強(qiáng)度降低至50%為止的時間具有10小時以上的壽命。從這可以看出，相對 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，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，其相對強(qiáng)度降低至50%
為止的時間參差不齊，從10小時至55小時具有45小時的較大的偏差。 另一方面，O. 6ng/cm2以下的燈的相對強(qiáng)度降低至50%為止的時間的偏差為55小
時 58小時的僅3小時。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 一對平板21與被連接于該一對平板21的側(cè)壁22密閉的該放電空間24，該一對平板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)由放電空間相對的一對平板的放電容器；設(shè)于該一對平板的外表面的一對外部電極；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平板與連接該一對平板的側(cè)壁構(gòu)成，而且該一對平板與該側(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)由放電空間相對的一對平板的放電容器；設(shè)于該一對平板的外表面 的一對外部電極；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 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，在該一對平板體之間配置該側(cè)壁體，推壓相互研磨的面的 同時進(jìn)行加熱并進(jìn)行接合的工序；以及通過該接合得到由該一對平板體和側(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)由放電空間相對的一對平板的放電容器；設(shè)于該一對平板的外表面的一對外部電極；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平板與連接該一對平板的側(cè)壁構(gòu)成，而且該一對平板與該側(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H01J65/04GK101740317SQ20091022525
公開日2010年6月16日 申請日期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 申請人:優(yōu)志旺電機(jī)株式會社