受激準分子燈的製作方法
2023-07-25 04:22:11 2
專利名稱：受激準分子燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及受激準分子燈(excimer lamp)，具體涉及用於防止內管和外管的接合部因紫外線而劣化的受激準分子燈。
背景技術：
受激準分子燈是一種通過電介體阻擋層放電形成受激準分子，並利用從受激準分子放射的光的電介體阻擋層放電燈。從受激準分子燈放射的紫外線可用作光化學反應的紫外線光源。
如圖6所示，受激準分子燈採用內管1和外管2同軸配置的雙重管構造。內管1的內表面設有一個電極，外管2的外表面設有另一電極。在內管1和外管2之間形成的放電空間6中填充有放電用稀有氣體。通過在兩電極間施加高頻電壓，在內管1和外管2之間的放電空間6開始受激準分子放電。從受激準分子放射光。受激準分子燈具有現有低壓水銀燈或高壓弧光燈所沒有的特徵。例如，可放射中心波長為172nm的短波長紫外光。
然而，在燈的點亮中有時會發生放電用氣體洩漏。如果在發生洩漏的狀態下繼續使點亮燈，則由於燈不久就會不亮，因而縮短燈的壽命。洩漏原因是在內管1和外管2的接合部3發生裂紋。如圖7所示，在接合部3最初發生微裂紋7。該微裂紋7擴大而成為裂紋，導致封入氣體洩漏。此外，如果裂紋擴大，則會引起燈泡破損。裂紋發生前的時間是在閃爍點亮狀態下約600～700小時。
裂紋發生機理如下。在通過使內管1和外管2熔接等進行接合來製造燈時，在接合部3殘留有微小加工變形。通過電介體阻擋層放電發生的高能量紫外線切斷玻璃的分子結合，並使玻璃劣化。如果變形部分的分子結合被切斷，則變形應力集中，使分子結合更容易被切斷，不久就會發生裂紋。
在特開平9-97597號公報中提出了一種用於防止接合部固紫外線而劣化的方法。該方法可減少照射到電介體阻擋層放電燈的內管和外管的接合部的紫外線，並可防止接合部發生裂紋。如圖8所示，在內管1和外管2的接合部3設有紫外線直射防止部件8。無論是設置氧化鈦膜、鋇、氧化鈰、氧化鋅等的金屬薄膜，還是在內管1和外管2內設置相皺，或者在接合部和放電空間之間設置玻璃纖維棉，都可作為直射防止部件8。並且，可在接合部3設置排氣管尾部，並可在排氣管尾部的內面設置金屬保護膜。
但是，上述現有直射防止部件存在一個問題是不能充分防止裂紋發生。其理由如下。如圖9所示，在放電空間產生的紫外線由於光纖效果而集中在接合部3。為了使光全反射進入到光纖維的內部，使光全反射到雙重管燈泡的內管1和外管2的內部，並在接合部3集中。集中後的紫外線使接合部3變脆，並產生微裂紋。現有直射防止部件不能對在玻璃內部傳播的紫外線加以防止。並且，現有直射防止部件也不會防止發生的微裂紋擴大。
此外，通過在放電空間內混入放電用氣體以外的物質或進行塗敷，會發生以下弊害，例如，由於塗敷材料而產生不純氣體，由於放電用氣體的汙染等而引起的亮度下降，亮度不勻，由於熱膨脹係數不同而引起的燈的破損等。並且，由於形成相皺，使燈泡的強度下降或變形形成的因素增加。
發明內容
本發明的目的是解決上述現有問題，對因在玻璃內部傳播的紫外線而引起的微裂紋的產生進行抑制，同時防止發生的微裂紋擴大，延長受激準分子燈的壽命。
為了解決上述課題，在本發明中，在下述受激準分子燈，即在與內管同軸配置的外管的端部與內管接合併密封而形成的雙重管構造的外管和內管之間的空間中填充放電用稀有氣體，在有效發光部和接合部之間的外管和內管的管體上設置用於吸收或散射紫外線的遮光部。通過採用這種構成，可對由於光纖效果引起的紫外線向接合部的集中進行抑制，並可防止微裂紋產生。
並且，在受激準分子燈的接合部塗敷有硬化劑，通過採用這種構成，可提高機械強度，並可抑制微裂紋的擴散。
圖1是本發明第一實施例的受激準分子燈的剖面圖；圖2是本發明第一實施例的受激準分子燈的斜視圖；圖3是本發明第一實施例的受激準分子燈的動作時的剖面圖；圖4是本發明第二實施例的受激準分子燈的剖面圖；圖5是本發明第三實施例的受激準分子燈的剖面圖；圖6是現有受激準分子燈的剖面圖；圖7是現有受激準分子燈的裂紋產生狀態的斜視圖；圖8是在現有受激準分子燈上增加劣化防止部件的情況下的動作時的剖面圖；圖9是現有受激準分子燈的動作時的剖面圖。
具體實施例方式
以下，將參照圖1～圖5，對本發明的實施例進行詳細說明。
(第一實施例)本發明的第一實施例是在有效發光部和接合部之間的、內管和外管的管體上設置用於吸收或散射紫外線的遮光部的受激準分子燈。
圖1是本發明第一實施例的受激準分子燈的剖面圖。圖1(a)是內管較長類型的受激準分子燈。圖1(b)是內管和外管長度相等類型的受激準分子燈。在圖1中，內管1是內側的石英玻璃管。外管2是外側的石英玻璃管。接合部3是用於使內管和外管接合的部分。由內管和外管形成的空間是放電空間。在放電空間封入有放電用氣體。遮光部4是用於遮蔽或散射紫外線的玻璃。圖2是設有遮光部的受激準分子燈的斜視圖。圖3是設有遮光77部的受激準分子燈的動作時的剖面圖。
現對上述構成的本發明第一實施例的受激準分子燈的功能進行說明。在由內管1和外管2構成的雙重管燈泡的放電容器的兩端設有接合部3。該受激準分子燈全長約370mm，內管外徑約φ20mm；外管外徑約φ30mm。放電空間長度約300mm。如圖1所示，在有效發光部和接合部3之間插入用於遮蔽紫外線的遮光部4。遮光部4是用於使吸收和散射紫外線的遮光材料分散的不透明石英玻璃或維科爾高硼矽酸耐熱玻璃或不含臭氧的玻璃等。遮光部4的長度約20mm。
現對遮光部4的插入方法進行說明。利用用於使吸收或散射紫外線的遮光材料分散的不透明石英玻璃，製作與內管1相同直徑的管。將該管切成約20mm長。在有效發光面的兩端切割內管1。在切割內管1的部分熔接遮光部4。因此，遮光部4從有效發光部端面插入約20mm長。在外管2也同樣熔接遮光部4。外觀如圖2所示。遮光部4的插入位置和長度可根據受激準分子燈的形狀和尺寸來選擇合適值。
如圖3所示，反射到內管1或外管2的內部的紫外線由遮光部4遮蔽，不會到達接合部3。因此，在接合部3，由於紫外線不會切斷玻璃的分子結合，玻璃不會劣化。因而不會產生微裂紋。
如上所述，在本發明的第一實施例中，由於在受激準分子燈的有效發光部和接合部之間的外管和內管的管體設有用於吸收或分散紫外線的遮光部，因而可對由於光纖效果而引起的紫外線向接合部的集中進行抑制，並可防止裂紋發生。
(第二實施例)本發明的第二實施例是一種在內管和外管的接合部塗敷有硬化劑的受激準分子燈。
圖4是本發明第二實施例的受激準分子燈的剖面圖。圖4(a)是內管較長類型的受激準分子燈。圖4(b)是內管和外管長度相等類型的受激準分子燈。在圖4中，內管1是內側的玻璃管。外管2是外側的玻璃管，接合部3是用於使內管和外管接合的部分。硬化劑5是粘合劑等硬化劑。
現對上述構成的本發明第二實施例的受激準分子燈的功能進行說明。如圖4所示，在雙重管燈泡的有效發光部以外的外面塗敷粘合材料等硬化劑5。塗敷部分是從接合部3開始向有效發光部側到約20mm的位置。硬化劑5是環氧樹脂或矽硬化性橡膠等。硬化劑5由於可提高玻璃的機械強度，因而只要是不會因紫外線而劣化的材料都可使用。硬化劑5的塗敷位置可根據受激準分子燈的形狀或尺寸而選擇合適值。
通過在接合部3塗敷硬化劑5，可利用硬化劑5來分散結合部3的變形應力。因此，即使在接合部3產生微裂紋，也可防止微裂紋的擴大。
如上所述，在本發明的第二實施例中，由於在受激準分子燈的接合部塗敷有硬化劑，因而可提高接合部的機械強度，並可抑制微裂紋的擴散。
(第三實施例)本發明的第三實施例是一種在有效發光部和接合部之間的外管和內管的管體設有用於吸收或分散紫外線的遮光部，並在接合部上塗敷有硬化劑的受激準分子燈。
圖5是本發明第三實施例的受激準分子燈的剖面圖。圖5(a)是內管較長類型的受激準分子燈。圖5(b)是內管和外管長度相等類型的受激準分子燈。在圖5中，內管1是內側的玻璃管。外管2是外側的玻璃管。接合部3是用於使內管和外管接合的部分。遮光部4是用於遮蔽紫外線的玻璃。硬化劑5是粘合劑等硬化齊。
現對上述構成的本發明第三實施例的受激準分子燈的功能進行說明。如圖5所示，在有效發光部和接合部3之間插入用於遮蔽紫外線的遮光部4。這點與第一實施例相同。在插入遮光部鬥的燈泡外面塗敷粘合材料等硬化劑5。這點與第二實施例相同。
與第一實施例相同，反射到內管二或外管2的內部的紫外線由遮光部4遮蔽，不會到達接合部3。因此，在接合部3，紫外線不會切斷玻璃的分子結合，由於玻璃不會劣化，因而不會產生微裂紋。
與第二實施例相同，通過在接合部3塗敷硬化劑5，可利用硬化劑5來分散接合部3的更形應力。因此，即使在接合部3發生微裂紋，也可防止微裂紋的擴大。
如上所述，在本發明的第二實施例中，由於在受激準分子燈的有效發光部和接合部之間的外管和內管的管體設有用於使吸收紫外線的遮光材料分散的區域，並且在接合部塗敷有硬化劑，因而可抑制微裂紋的產生和擴大，可延長受激準分子燈的壽命。
從以上說明中可見，在本發明中，在下述受激準分子燈，即在與內管同軸配置的外管的端部與內管接合併密封而形成的雙重管構造的外管和內管之間的空間中填充放電用稀有氣體，由於在有效發光部和接合部之間的外管和內管的管體設有用於使吸收紫外線的退光材料分散的區域，因而可獲得以下效果；即可對由於光纖效果而引起的紫外線向接合部的集中進行抑制；並可防止裂紋發生。
並且，由於在受激準分子燈的接合部塗敷有硬化劑，因而可獲得以下效果，即可提高機械強度，並可抑制在雙重管燈泡內產生的微裂紋的擴散。
並且，由於在受激準分子燈的有效發光部和接合部之間的外管和內管的管體設有用於使吸收紫外線的遮光材料分散的區域，並且在接合部塗敷有硬化劑，因而可獲得以下效果，即可抑制微裂紋的產生和擴大，並可延長受激準分子燈的壽命。
權利要求
1.一種受激準分子燈，在將與內管同軸配置的外管的端部用熔接於上述內管上的接合部密封而形成的雙重管構造的上述外管和上述內管之間的空間中填充放電用稀有氣體，其特徵在於，在包含上述接合部的周邊塗敷硬化劑。
全文摘要
本發明提供一種受激準分子燈，可防止受激準分子燈的雙重管燈泡接合部由於紫外線而變脆。在受激準分子燈的有效發光部和接合部3之間的內管1和外管2的管體設有用於阻止紫外線的遮光部4。遮光部4是用於使吸收或散射紫外線的遮光村料分散的不透明石英玻璃或維科爾高硼矽酸耐熱玻璃。本發明可對由於光纖效果而引起的紫外線向接合部3的集中進行抑制，並可防止在接合部3產生微裂紋。並且，在雙重管燈泡的有效發光部以外的外表面上塗敷粘合材料等硬化劑5，從而可提高機械強度，並可抑制微裂紋的擴散。
文檔編號H01J5/08GK1828822SQ20061006481
公開日2006年9月6日 申請日期2002年12月6日 優先權日2002年12月6日
發明者見代修一, 石橋紀雄, 藤森昭芳 申請人:株式會社Orc製作所