CN104347344B

CN104347344B - 放电灯

Info

Publication number: CN104347344B
Application number: CN201410374105.3A
Authority: CN
Inventors: 片桐毅; 畑濑和也; 细谷浩二
Original assignee: GS Yuasa International Ltd
Current assignee: GS Yuasa International Ltd
Priority date: 2013-07-31
Filing date: 2014-07-31
Publication date: 2018-04-13
Anticipated expiration: 2034-07-31
Also published as: CN104347344A; KR20150015410A; KR102219742B1

Abstract

本发明提供一种能够增加从放电管的长度方向端部照射出的光量的放电灯。该放电灯具备：放电管(2)；一对电极(31、32)，其沿着放电管(2)的长度方向设置；反射膜(4)，其沿着放电管(2)的长度方向且以在放电管(2)上具有开口部(5)的方式设置；端部发光区域，其在所述放电管的至少一个端部处，通过以夹着比反射膜(4)的长度方向端部靠外侧的区域的方式配置一对电极(31、32)，从而形成在比反射膜4的长度方向端部靠外侧的位置，放电管(2)的长度方向上的存在端部发光区域的区域的至少一部分中的工作方向上的光透过区域(Rx)比放电管(2)的长度方向中央部处的工作方向上的光透过区域大。

Description

放电灯

技术领域

本发明涉及一种例如被称作受激准分子灯的紫外线灯等放电灯。

背景技术

例如作为受激准分子灯，具有如专利文献1所示那样，具备呈截面为矩形的直管状的放电管和设置在该放电管的外表面的一对电极，在该一对电极之间产生受激准分子放电，从而照射例如波长为170nm左右的真空紫外线。

而且，在所述放电管的内表面形成有例如由二氧化硅粒子构成的紫外线反射膜。通过以这种方式形成紫外线反射膜，使在放电管的内部产生的紫外线被该反射膜漫反射，从而能够增加从光射出部向外部射出的光量。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-55971号公报

发明要解决的课题

然而，由于在紫外线反射膜的长度方向端部处漫反射的光量降低，因此从光射出部的长度方向端部射出的光量也降低。因此，如图8所示，存在被照射面中的长度方向上的光量分布(光量均匀度)变差的问题。即，在上述的受激准分子灯中，存在长度方向上的端部处的光量比中央部处的光量小的问题。

发明内容

因此，本发明是为了解决上述问题点而完成的，其提供一种能够增加从放电灯的长度方向端部照射出的光量的放电灯。

解决方案

即，本发明所涉及的放电灯具备：放电管；一对电极，其沿着所述放电管的长度方向而设置在所述放电管上；反射膜，其沿着所述放电管的长度方向且以在所述放电管上具有开口部的方式设置；端部发光区域，其在所述放电管的至少一个端部处，通过以夹着比所述反射膜的长度方向端部靠外侧的区域的方式配置所述一对电极，由此形成在比所述反射膜的长度方向端部靠外侧的位置，所述放电管的长度方向上的存在所述端部发光区域的区域的至少一部分中的工作方向上的光透过区域比所述放电管的长度方向中央部处的所述工作方向上的光透过区域大。

如果是上述的放电灯，则能够增加从放电灯的长度方向端部照射出的光量。

优选地，所述一对电极在所述放电管的外表面上沿着包含所述光透过区域在内的长度方向对置设置。

如此，能够在所述光透过区域内发生放电，从而能够进一步增加从放电灯的长度方向端部照射出的光量。

优选地，所述一对电极中的一个电极是设置在开口部侧的网状电极，另一个电极是板状电极。

如此，由于能够在使在所述光透过区域内发生放电而产生的光通过所述板状电极而向所述开口部方向反射，因此能够进一步增加从放电灯的长度方向端部照射出的光量。

优选地，以夹着比所述反射膜的长度方向端部靠外侧的区域的方式配置的所述一对电极的一部分作为光监视器用的窗口而使用。

如此，由于既能够控制从放电灯照射出的光量，又无需另外设置用于形成光监视器用窗口的专用空间，因此设计变得简单。

发明效果

根据如此构成的放电灯，能够增加从放电灯的长度方向端部照射出的光量。

附图说明

图1是表示本实施方式的放电灯的立体图。

图2是表示该实施方式的放电灯的仰视图。

图3是表示该实施方式的放电灯的A-A’线剖视图。

图4是表示该实施方式的放电灯的B-B’线放大剖视图。

图5是表示其他实施方式的放电灯的仰视图。

图6是表示其他实施方式的放电灯的B-B’线放大剖视图。

图7是示意性地表示该实施方式的放电灯中的长度方向上的光量分布的图。

图8是示意性地表示现有的放电灯中的长度方向上的光量分布的图。

附图标记说明如下：

100…放电灯

2…放电管

2a…长度方向一端部

2b…长度方向另一端部

2c…长度方向中央部

31、32…一对电极

4…反射膜

5…开口部

6…遮光膜

Rx…光透过区域

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明所涉及的放电灯的一个实施方式。

如图1～图4所示，本实施方式所涉及的放电灯100是具有直管状的放电管2和在该放电管2的外表面上沿着长度方向对置设置的一对外部电极31、32的电介质势垒放电灯。需要说明的是，在以下的说明中，将放电管2的长度方向设为左右方向，将与所述放电管2的长度方向正交的2个方向设为前后方向及上下方向(以下，一并称为宽度方向)。

放电管2是合成石英玻璃制的构件，且为具有上下对置的一对平坦的上壁部21及下壁部22的呈长条状的构件。尤其是如图3所示，本实施方式的放电管2是由上壁部21及下壁部22、与上壁部21及下壁部22的前端部连续的弯曲状的前壁部23、与上壁部21及下壁部22的后端部连续的弯曲状的后壁部24构成的截面大致呈履带状的构件。另外，放电管2的长度方向上的两端部由左壁部25及右壁部26闭塞。需要说明的是，左壁部25及右壁部26通过在构成放电管2的合成石英玻璃管上熔敷合成石英块而形成。

另外，在形成于放电管2的内部的放电空间内填充有电介质势垒放电用气体。需要说明的是，作为电介质势垒放电用气体，可以使用氙(Xe)、氩(Ar)或氪(Kr)等稀有气体、或者氟(F₂)或氯(Cl₂)等卤素气体等。放电灯2根据不同的气体种类而发出不同的波长(172nm、222nm、308nm等)的受激准分子光。例如为了分解有机化合物，作为放电用气体而使用氙(Xe)，成为发出以172nm为中心波长的受激准分子光的电介质势垒放电灯。

一对外部电极31、32是具有与放电管2的放电空间大致相等的长度且呈膜状的构件，其设置在从上下方向夹着放电管2的放电空间的位置处、即设置在上壁部21及下壁部22上。该外部电极31、32是由铝、铝合金、不锈钢等导电性材料形成，通过例如电镀、喷镀、蒸镀或溅射而形成在放电管2的侧周面上的薄膜电极。在上壁部21上设置的外部电极31是呈板状的电极(以下，称为板状电极)。另外，在下壁部22上设置的外部电极32是呈网状的电极(以下，称为网状电极)。而且，从在该下壁部22上设置的外部电极32射出受激准分子光。

在本实施方式的放电管2的内表面上形成有对在放电管2的内部所产生的受激准分子光进行反射的反射膜4。

该反射膜4沿着长度方向而设置在放电管2的与长度方向平行的内周面(以下，也简称为内周面)上。具体而言，跨及放电管2的上壁部21、前壁部23、后壁部24地设置(参照图3)。需要说明的是，反射膜4的一部分也可以跨及下壁部22形成。另外，反射膜4以沿着长度方向具有开口部的方式设置。具体而言，在内周面上沿着内周面方向具有反射膜4的两端部4a、4b，该两端部4a、4b之间的开口部5成为工作方向上的光透过区域。

在本实施方式中，以开口部5被设定成放电管2的整个下壁部22或一部分的方式，设定反射膜4的两端部4a、4b的位置。

另外，本实施方式的所述一对外部电极31、32的长度方向端部31a、31b、32a、32b以夹着放电管的方式配置在比反射膜4的长度方向端部4m、4n靠放电管2的长度方向端部2a、2b侧的位置，在外部电极31的长度方向端部31a(外部电极32的长度方向端部32a)和反射膜4的长度方向端部4m之间以及在外部电极31的长度方向端部31b(外部电极32的长度方向端部32b)和反射膜4的长度方向端部4n之间具有不形成反射膜4的端部发光区域，并且在一对外部电极31、32的长度方向端部31a、31b、32a、32b的内周面上具有比由开口部5形成的工作方向上的光透过区域大的工作方向上的光透过区域Rx(以下，简称为工作方向上的光透过区域Rx)(参照图4)。

需要说明的是，工作方向上的光透过区域是指在由与长度方向平行的面HS(参照图3)将放电管分割为两部分时的放电管的工作侧外周部(以下，简称为放电管的工作侧外周部)的区域内形成的光透过区域。

即，能够从比由开口部5形成的工作方向上的光透过区域大的工作方向上的光透过区域Rx射出在不形成反射膜4的端部发光区域发生放电而产生的光，因此能够增加从放电灯的长度方向端部照射出的光量。

另外，也可以是一对外部电极31、32的长度方向端部31a、31b、32a、32b的一部分以夹着放电管的方式配置在比反射膜4的长度方向端部4m、4n靠放电管2的长度方向端部2a、2b侧的位置。

需要说明的是，在反射膜4的长度方向端部4m、4n和一对外部电极31、32的长度方向端部31a、31b、32a、32b在放电管2的长度方向上位于相同位置的情况下，同样地，如图8所示，存在被照射面中的长度方向上的光量分布(光量均匀度)变差的问题。

在反射膜4的长度方向端部4m、4n配置在比一对外部电极31、32的长度方向端部31a、31b、32a、32b靠放电管2的长度方向端部2a、2b侧的位置的情况下，通过在比一对外部电极31、32的长度方向端部31a、31b、32a、32b靠放电管2的长度方向端部2a、2b侧的位置处配置的反射膜4，能够使在一对外部电极31、32的长度方向端部31a、31b、32a、32b处产生并漫反射的光返回现有的光射出部的长度方向端部，因此能够增加从该放电灯的长度方向端部照射出的光量。然而，当与在放电管2的长度方向端部2a、2b侧不存在一对电极的、放电管2的长度方向上的尺寸相同的放电管进行比较时，从放电灯的长度方向端部照射出的光量的增加均较少。

另外，当采用本实施方式这样的放电灯时，反射膜4的长度方向端部4m、4n成为放电空间，因此存在该端部4m、4n处的反射膜4剥离的可能性，在假设发生了这样的剥离的情况下，通过提高该端部4m、4n处的反射膜4的粘合力、使反射膜4的长度方向端部4m、4n处的内周面的尺寸比放电管2的长度方向中央部2c的内周面的尺寸短、或减小膜厚，从而能够抑制剥离。

需要说明的是，在图8所示的通过石英块将放电管的长度方向两端部熔敷而成的放电灯中，存在因石英块熔敷时的热量导致在放电管的长度方向两端部处形成的反射膜剥离的问题。

另外，在所述熔敷石英块而成的放电灯中，随着放电灯的使用，紫外线照射到该熔敷部分，由此容易产生该熔敷部分的劣化或龟裂，因此放电管的长度方向两端部处形成有遮光膜(光吸收膜)(图8)。

然而，由于在放电管的长度方向两端部处设置的遮光膜几乎不具有反射功能，因此存在从光射出部的长度方向端部射出的光量进一步降低、被照射面中的长度方向上的光量分布(光量均匀度)变差的问题(图8)。

就本发明而言，如此，即使是通过石英块将放电管的长度方向两端部熔敷而成的放电灯，也能够增加从放电灯的长度方向端部照射出的光量。

即，在本实施方式的放电灯100中，在放电管2的与宽度方向平行的内端面(左壁部25及右壁部26的放电管2的内表面)及所述放电管2的长度方向端部处形成有设置在所述内周面上的吸收紫外线以进行遮光的遮光膜(光吸收膜)6。该遮光膜6是保护放电管2中的石英块(左壁部25和右壁部26)的熔敷部分不受紫外线照射的构件。具体而言，遮光膜6不仅形成在长度方向两端部2a、2b中的构成所述内周面的上壁部21的内表面、下壁部22的内表面、前壁部23的内表面及后壁部24的内表面上，还形成在左壁部25的内表面及右壁部26的内表面上。

通过该遮光膜6，能够不易产生因紫外线照射到石英块的熔敷部分而产生的劣化、龟裂。需要说明的是，虽然不设置所述遮光膜6而是设置反射膜以进行遮光也能够获得同样的效果，但在使用反射膜的情况下，为了可靠地反射需要增加膜厚，从而成膜变得困难。另外，难以均匀地涂抹，从而产生反射率的不均。另一方面，如果是光吸收膜，则只需为不使光透过的程度的膜厚即可，从而能够使成膜工序简单。另外，在使用光吸收膜的情况下，反射的影响变小，能够减轻光量分布(光量均匀度)的不均。

而且，尤其是如图2及图4所示，在本实施方式的放电灯100中，在反射膜4和遮光膜6之间的内周面上形成有不设置反射膜4及遮光膜6的、比由开口部5形成的工作方向上的光透过区域大的工作方向上的光透过区域Rx。即，反射膜4设置于放电管2的长度方向两端部2a、2b之间的长度方向中央部2c处。

如果是这种放电灯，则即便是用石英块将放电管2的长度方向两端部2a、2b熔敷而成的放电灯，也由于不易受遮光膜6的影响(光吸收)，因此能够增加从放电灯的长度方向端部照射出的光量。

需要说明的是，在本申请中所说的工作方向上的光透过区域Rx除不设置反射膜4和遮光膜6的情况以外，还包括形成有反射膜4和遮光膜6但各个膜的功能较低的情况(如果是反射膜4则几乎不反射而是透过、如果是遮光膜6则几乎不吸收光而是透过等)。

另外，在本实施方式中，虽然示出了在反射膜4和遮光膜6之间的内周面上不设置反射膜4和遮光膜6的情况，但也可以在工作方向上的光透过区域以外的区域设置反射膜4和遮光膜6，还可以在工作方向上的光透过区域的一部分区域设置反射膜4和遮光膜6。

优选地，反射膜4和遮光膜6之间的工作方向上的光透过区域Rx形成于放电管的工作侧外周部的整个区域。如果是上述的放电灯，则不易受遮光膜6的影响(光吸收)，并且能够从放电管的工作侧外周部的整个区域射出光，从而能够最大限度地增加光量。

对于以上的工作方向上的光透过区域Rx，具体而言，反射膜4的长度方向一端部(左端部)4m和在放电管2的左侧壁25的内表面251(放电管2的与宽度方向平行的内端面)及放电管2的长度方向一端部2a处设置在内周面上的遮光膜6在长度方向上分离，在反射膜4的长度方向一端部4m与遮光膜6的长度方向端部6m之间形成有工作方向上的光透过区域Rx。另外，反射膜4的长度方向另一端部(右端部)4n和在放电管2的右侧壁26的内表面261(放电管2的与宽度方向平行的内端面)及放电管2的长度方向另一端部2b处设置在内周面上的遮光膜6在长度方向上分离，在反射膜4的长度方向另一端部4n与遮光膜6的长度方向端部6n之间形成有工作方向上的光透过区域Rx。

需要说明的是，在本实施方式中，在放电管2的长度方向一端部2a处形成的工作方向上的光透过区域Rx和在长度方向另一端部2b处形成的工作方向上的光透过区域Rx的沿着长度方向的尺寸相同。

如此构成的反射膜4是包含二氧化硅粒子的构件。另外，在反射膜4的形成方法中，将二氧化硅粉末和规定的溶剂混合、搅拌以制成料浆。将该料浆涂敷在构成放电管2的合成石英玻璃管的规定部分(放电管2的长度方向中央部2c的所述内周面)处并进行干燥。需要说明的是，在将所述料浆涂敷在玻璃管的规定部位时，在不形成反射膜4的部分处，预先通过遮蔽胶带等掩膜进行遮蔽。然后，在使料浆干燥之后，剥离掩膜，通过将玻璃管在例如1000℃下烧制规定时间，从而形成反射膜4。需要说明的是，通过在形成有该反射膜4的玻璃管的两端开口部处熔敷石英块，从而制作出放电管2。另外，也可以在相当于工作方向上的光透过区域Rx的部分处与其他部分同样地形成反射膜之后，通过使相当于工作方向上的光透过区域Rx的部分处的反射膜熔融而使其丧失反射功能以形成工作方向上的光透过区域Rx。

遮光膜6是包含氧化钇微粒的构件。另外，在遮光膜6的形成方法中，将氧化钇微粒子与规定的溶剂混合、搅拌以制成料浆。将该料浆涂敷在构成放电管2的玻璃管的比形成工作方向上的光透过区域Rx的规定部分更靠两端部的内周面以及所熔敷的石英块在熔敷时成为放电管2的与宽度方向平行的内端面的表面上并进行干燥。需要说明的是，在将料浆涂敷在玻璃管、石英块的规定部分处时，向玻璃管内放入规定量的料浆，在将玻璃管和石英块焊接在一起后，对玻璃管内进行减压并抽吸至规定范围之后，通过在例如500℃下烧制规定时间，从而形成遮光膜6。

另外，在本实施方式的放电灯100中，一对外部电极31、32在放电管2的外表面上沿着包含工作方向上的光透过区域Rx在内的长度方向对置设置。

即，一对外部电极31、32以覆盖工作方向上的光透过区域Rx的一部分或全部的方式对置设置(参照图2及图4：在图中为全部)。由此，即使在不设置反射膜4的部分(端部发光区域)处也能够放电。另外，由此，能够增加从工作方向上的光透过区域Rx照射出的紫外线的光量。

优选地，一对外部电极31、32中的一个电极是设置在光射出部侧的网状电极32，另一个电极是板状电极31。

如此一来，由于能够使在端部发光区域发生放电而产生的光通过板状电极31而向光射出部方向反射，因此能够进一步增加从工作方向上的光透过区域Rx照射出的光量。

在图7中图示该放电灯100的长度方向上的光量分布。如该图7所示，可知通过在放电管2的长度方向两端部2a、2b的内周面上形成工作方向上的光透过区域Rx，放电灯100的长度方向上的光量均匀的区域变大，从而能够使从放电灯100照射出的光量在长度方向上均匀化。

另外，通过将工作方向上的光透过区域Rx设为用与长度方向平行的面HS(参照图3)将放电管分割为两部分时的放电管的工作侧外周部的区域内整个区域，从而能够进一步提高该效果。

优选地，在比反射膜4的长度方向端部4n靠放电管2的长度方向端部2b侧的外部电极31的一部分区域形成有用于向光量监视器(未图示)射出紫外线的例如网眼状的监视器用窗口2W(参照图1和图4)。

如此一来，由于既能够控制从放电灯照射出的光量，又无需另外设置用于形成光监视器用窗口的专用空间，因此设计变得简单。

另外，就监视器用窗口而言，也可以在比反射膜4的长度方向端部4n靠放电管2的长度方向端部2b侧的外部电极32的一部分区域形成有用于向光量监视器(未图示)射出紫外线的例如网眼状的监视器用窗口2W。

根据如此构成的本实施方式所涉及的放电灯100，由于在放电管2的长度方向两端部2a、2b形成有工作方向上的光透过区域Rx，因此能够增加从放电管2的长度方向两端部2a、2b照射出的光量。因此，能够使从放电灯100照射出的光量在长度方向上均匀化。另外，在比反射膜4的长度方向端部4n靠放电管2的长度方向端部2b侧的外部电极31的一部分区域形成有用于向光量监视器(未图示)射出紫外线的例如网眼状的监视器用窗口2W，因此能够控制从放电灯100照射出的光量。

优选地，一对外部电极31、32在放电管的外表面上沿着包含工作方向上的光透过区域Rx在内的长度方向对置设置，且不设置在形成有遮光膜的区域。

具体而言，优选地，如图5、图6所示，遮光膜6的长度方向端部6m、6n不包含在沿着电极的长度方向对置设置的对置区域内。

如此一来，能够减少在遮光膜6的附近产生的光，因此能够抑制遮光膜6的劣化，进而抑制熔敷部分的劣化或龟裂的产生。

需要说明的是，在该情况下，虽然存在从放电灯的长度方向端部照射出的光量降低的可能性，但原本在电极的对置区域内具有遮光膜6的情况下，在对置区域内产生的光会被遮光膜6吸收，因此认为即使采用上述的结构，也能够将光量的降低抑制为最小程度。

需要说明的是，本发明并不限定于所述实施方式。

例如，在所述实施方式中，虽然在放电管2的长度方向两端部2a、2b形成工作方向上的光透过区域Rx，但也可以在放电管2的长度方向两端部2a、2b的任意一方形成工作方向上的光透过区域Rx。

另外，也可以构成为，放电管2的长度方向一端部2a的工作方向上的光透过区域Rx和放电管2的长度方向另一端部2b的工作方向上的光透过区域Rx的沿长度方向的尺寸不同。

另外，在所述实施方式中，虽然以覆盖放电管2的长度方向端部的整个工作方向上的光透过区域Rx的方式设置一对外部电极31、32，但也可以仅覆盖一部分工作方向上的光透过区域Rx。

除此以外，虽然所述实施方式的反射膜4是由二氧化硅粒子构成的构件，但也可以是除二氧化硅微粒以外还包含氧化铝粒子的构件。

放电灯除电介质势垒放电灯以外，还可以是波长为185nm、254nm等的低压水银灯等紫外线灯。另外，灯形状除截面呈履带状的扁平管以外，也可以是截面呈圆形的圆管或截面断面呈矩形的方管，还可以是双重管结构。

尤其是在本实施方式的如图2所示的、在长度方向两端部形成有不设置反射膜的工作方向上的光透过区域Rx的情况下，由于在截面呈矩形的方管的角部处容易产生劣化、龟裂，因此优选使用截面呈圆形的圆管、截面呈履带状的扁平管。

另外，本发明并不限定于所述实施方式，当然在不脱离其主旨的范围内能够进行各种变形。

Claims

1.一种放电灯，其中，

所述放电灯具备：

放电管；

一对电极，其沿着所述放电管的长度方向而设置在所述放电管上；

反射膜，其沿着所述放电管的长度方向且以在所述放电管上具有开口部的方式设置；

端部发光区域，其在所述放电管的至少一个端部处，通过以夹着比所述反射膜的长度方向端部靠外侧的区域的方式配置所述一对电极，由此形成在比所述反射膜的长度方向端部靠外侧的位置，

所述放电管的长度方向上的存在所述端部发光区域的区域的至少一部分中的工作方向上的光透过区域比所述放电管的长度方向中央部处的所述工作方向上的光透过区域大，

从比由所述开口部构成的所述工作方向上的光透过区域大的所述工作方向上的光透过区域射出在不形成所述反射膜的端部发光区域发生放电而产生的光，

通过石英块将所述放电管的长度方向两端部熔敷。

2.根据权利要求1所述的放电灯，其中，

所述一对电极在所述放电管的外表面上沿着包含所述光透过区域在内的长度方向对置设置。

3.根据权利要求2所述的放电灯，其中，

所述一对电极中的一个电极是设置在开口部侧的网状电极，另一个电极是板状电极。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的放电灯，其中，

以夹着比所述反射膜的长度方向端部靠外侧的区域的方式配置的所述一对电极的一部分作为光监视器用的窗口而使用。