等離子體紫外光源技術(shù)的進(jìn)展及應(yīng)用

李 青 匡文劍 陳禹翔 胡 凱

(東南大學(xué)電子科學(xué)與工程學(xué)院顯示技術(shù)研究中心 南京 210096;江蘇省信息顯示工程技術(shù)研究中心 南京 210096)

　　摘要：以等離子體放電為機(jī)理的紫外光源，在現(xiàn)代技術(shù)領(lǐng)域中應(yīng)用更加廣泛和具體，如殺菌、消毒，激光泵浦，光敏材料的固化，介質(zhì)表面的改性，光清洗，微電子集成電路的刻蝕，污染物的降解，生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)及診治等[1-3]。目前多以管狀光源為主。隨著技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，平板紫外光源技術(shù)得到發(fā)展，體現(xiàn)了良好的發(fā)展前景。

　　本文將從三方面進(jìn)行綜述：(1)DBD 原理的紫外光源的原理及應(yīng)用(2)等離子體平板紫外光源的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用;(3)柔性等離子體平板光源的研制。

　　采用DBD 介質(zhì)放電結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)分子光源在照明、微電子加工等領(lǐng)域具有重要地位。其工作原理是在細(xì)管中充入稀有氣體，如Xe2，處于激發(fā)狀態(tài)準(zhǔn)分子Xe2*，存在時(shí)間很短(納秒量級(jí))，通過自發(fā)輻射躍遷回到能量較小的狀態(tài)從而輻射出光子，并分解為原子。在躍遷中產(chǎn)生的172 nm 的真空紫外光激發(fā)紫外熒光粉，產(chǎn)生紫外光。這類紫外光源具有無環(huán)境污染，發(fā)光效率高等優(yōu)勢(shì)，在生物醫(yī)療、環(huán)境保護(hù)方面得到廣泛應(yīng)用。由于管狀紫外光源在一些應(yīng)用領(lǐng)域受到局限性，平板型等離子體紫外光源技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。日本NEC 公司生產(chǎn)的平板型窄譜中波紫外光源是一個(gè)很好開端，使其在治療皮膚頑癥方面掀開嶄新一頁[4]。

　　本文將對(duì)平板紫外光源的結(jié)構(gòu)、原理、技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用做一回顧。平板等離子體光源改善了發(fā)光均勻特性，而對(duì)輕、薄的大面積空間均勻發(fā)光的需求又促進(jìn)了柔性平面光源的發(fā)展，以滿足照明及其它特種需求。

　　目前提出了兩種類型的柔性平板熒光燈，一類是傳統(tǒng)平板熒光燈思路的延續(xù);一類是基于微等離子體的新型結(jié)構(gòu)。對(duì)于前者的柔性平面光源，它只是采用低溫工藝在柔性基板制備柔性光源。對(duì)于后者，是以美國University ofIllinois 的Gary Eden 教授研究組[5]提出的微腔等離子體柔性平板光源為代表。東南大學(xué)在超薄蔭罩等離子體顯示技術(shù)研制基礎(chǔ)上，提出了柔性等離子體紫外光源的技術(shù)。本文將對(duì)柔性等離子體平板光源及柔性紫外光源進(jìn)行綜述。

　　參考文獻(xiàn)：

　　(1)Rafael Díez,Hubert Piquet,Marc Cousineau,et al.Current-Mode Power Converterfor Radiation Control in DBD Excimer Lamps[J].IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS,2011,59(4):1912-1919

　　(2)Sun Yanzhou,Qiu Yuchang,Fellow,et al.Experimental Research on Inactivation of Bacteria by Using Dielectric Barrier Discharge[J].IEEE TRANSACTIONS ON PLASMA SCIENCE,2007,35(5):1496

　　(3)Belasri A,Bendella S,Khodja K,et al.One-Dimensional Modelling of DBDs in Ne–XeMixtures for Excimer Lamps[J].J Phys.D:Appl Phys.2010,43:445202

　　(4)Emi Nishida, Takuya Furuhashi,Hiroshi Kato,et al,Successful Treatment of Psoriasis Vulgaris with Targeted Narrow-Band Ultraviolet B Therapy Using a New Flat-Type Fluorescent Lamp[J].Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine,2011,(27):248–250

　　(5)Eden J G.Emergence of Plasma Photonics[J].IEEE Photonics J,2011,(3):302–306