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公開番号2025025420
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-21
出願番号2023130163
出願日2023-08-09
発明の名称エキシマランプ、光照射装置
出願人ウシオ電機株式会社
代理人弁理士法人ユニアス国際特許事務所
主分類H01J 61/33 20060101AFI20250214BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】より簡単に実施可能な構成で、発光管に生じる歪を低減し、より長期間にわたって使用可能なエキシマランプを提供する。
【解決手段】第一方向に延伸し、第一方向と直交する平面で切断した時の第一断面を見たときに、周方向において、管壁が最も厚い第一部分を有する、紫外光に対して透光性を示す発光管と、発光管の径方向において、発光管の管壁を介して対向する一対の電極と、発光管の管壁のうちの、少なくとも第一部分を含む、発光管内で発生した紫外光が取り出される光取り出し部と、光取り出し部とは異なる方向に向かって進行する紫外光を、光取り出し部側へと反射する反射部材とを備え、発光管は、第一断面を見たときに、管軸に対して、光取り出し部側の管壁と、光取り出し部とは反対側の管壁の形状が非対称である。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
第一方向に延伸し、前記第一方向と直交する平面で切断した時の第一断面を見たときに、周方向において、管壁が最も厚い第一部分を有する、紫外光に対して透光性を示す発光管と、
前記発光管の径方向において、前記発光管の管壁を介して対向する一対の電極と、
前記発光管の管壁のうちの、少なくとも前記第一部分を含む、前記発光管内で発生した紫外光が取り出される光取り出し部と、
前記光取り出し部とは異なる方向に向かって進行する紫外光を、前記光取り出し部側へと反射する反射部材とを備え、
前記発光管は、前記第一断面を見たときに、管軸に対して、前記光取り出し部側の管壁と、前記光取り出し部とは反対側の管壁の形状が非対称であることを特徴とするエキシマランプ。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記発光管の前記第一断面の形状が矩形状を呈し、それぞれ異なる平面に沿う前記発光管の壁面のうちの一つの壁面に、前記光取り出し部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。
【請求項３】
前記光取り出し部は、壁面の厚さが略同一であることを特徴とする請求項２に記載のエキシマランプ。
【請求項４】
前記反射部材は、前記発光管の内壁面上に形成された反射膜であることを特徴とする請求項２に記載のエキシマランプ。
【請求項５】
前記光取り出し部は、前記第一断面を見たときの周方向に関し、中央部よりも前記反射膜の端部近傍が厚く形成されていることを特徴とする請求項４に記載のエキシマランプ。
【請求項６】
前記光取り出し部は、前記第一断面を見たときの周方向に関し、前記反射膜の端部近傍よりも中央部が厚く形成されていることを特徴とする請求項４に記載のエキシマランプ。
【請求項７】
前記発光管の前記第一断面の形状が円形状を呈することを特徴とする請求項１に記載のエキシマランプ。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか一項に記載のエキシマランプと、
前記発光管の前記光取り出し部とは反対側に位置する管壁に向かって突出し、先端部が当該管壁と近接するように配置された規制体とを備えることを特徴とする光照射装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、エキシマランプ、及び光照射装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、半導体や液晶パネルの製造や、空気清浄用のオゾンの生成に、紫外光が用いられている。紫外光を出射する光源として、例えば、下記特許文献１に記載されているようなエキシマランプが利用されている。下記特許文献１には、発光管から放射される紫外光を、効率よく照射対象物に照射するために、発光管の内壁面に反射膜を形成したエキシマランプが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第５６３３３５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、半導体や液晶パネルの製造等に用いる産業用の光照射装置として、エキシマランプの高出力化が求められている。そこで、本発明者らは、上記特許文献１に記載の光照射装置に基づいて、エキシマランプの高出力化を検討したところ、以下のような課題が存在することを見出した。以下、図を参照しながら説明する。
【０００５】
図９Ａは、従来のエキシマランプ１００の構成をＹ方向に見たときの模式的な図面である。図９Ｂは、図９Ａのエキシマランプ１００をＺ方向に見たときの模式的な図面である。図９Ａ及び図９Ｂに示すように、発光管１０１と、発光管１０１の外壁面１０１ａに対向するように設けられた一対の電極１０２と、発光管１０１の内壁面１０１ｂに設けられた反射膜１０３とを備える。
【０００６】
以下の説明においては、図９Ａに示すように、エキシマランプ１００の発光管１０１が延伸する方向（管軸方向）をＸ方向、電極１０２が対向する方向をＺ方向、Ｘ方向及びＺ方向に直交する方向をＹ方向とする。そして、方向を表現する際に、正負の向きを区別する場合には、「＋Ｚ方向」、「－Ｚ方向」のように、正負の符号を付して記載され、正負の向きを区別せずに方向を表現する場合には、単に「Ｚ方向」と記載される。
【０００７】
発光管１０１は、紫外光に対して透過性を有する材料（例えば、シリカガラス）で構成されており、内側には発光ガスＧ１が封入された発光空間１０１ｃが形成されている。電極１０２は、図９Ｂに示すように、発光管１０１から放射された紫外光が発光管１０１の外側に取り出されるように網目状に形成されている。なお、図９Ｂには、＋Ｚ側の電極１０２のみが図示されているが、－Ｚ側の電極１０２は、＋Ｚ側の電極１０２と同じ形状である。
【０００８】
エキシマランプ１００は、一対の電極１０２間に電圧を印加することで、発光空間１０１ｃ内で紫外光が発生し、電極１０２の網目から外側に向かって紫外光を出射する。出射する紫外光の波長に応じて発光空間１０１ｃ内に封入される発光ガスＧ１の種類や組み合わせが選択される。
【０００９】
半導体や液晶パネルの製造等に用いられるような２００ｎｍ以下の紫外光は、発光管１０１の材料であるシリカガラスが有するＳｉとＯの結合を切断することができる。したがって、エキシマランプ１００を点灯させていると、発光空間１０１ｃから放射される紫外光によって、発光管１０１を構成するシリカガラスの結合が次々と切断されてＳｉとＯの結合角が変わり、歪が生じる。
【００１０】
発光管１０１の光出射面１０４側（－Ｚ側）の管壁は、エキシマランプ１００を点灯させていると、常に発光空間１０１ｃから放射される紫外光に晒される。一方で、発光管１０１の光出射面１０４とは反対側（＋Ｚ側）の管壁は、発光管１０１から放射される紫外光が、内壁面１０１ｂに形成された反射膜１０３によって光出射面１０４側に向かうように反射されるため、ほとんど紫外光には曝されない。このような、－Ｚ側の管壁において、紫外光の照射による圧縮歪が生じ、構造が変化して管壁の体積が収縮する。一方、＋Ｚ側の管壁において、紫外光の照射による歪が生じないことによって、発光管全体で＋Ｚ側に向かって凸となるような変形が生じる。
（【００１１】以降は省略されています）

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