JP2001126665A - 誘電体バリア放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 放電容器に形成されたチップ部から紫外線歪
みが蓄積して放電ガスのリークや放電容器自体の割れを
生じない誘電体バリア放電ランプを提供することであ
る。 【解決手段】 石英ガラスからなる放電容器（１）の内
部に誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成する
放電用ガスが充填され、この放電容器（１）の少なくと
も一部に光透過性部分が形成されており、この放電容器
（１）の端部における容器外表面が、フロスト加工また
は高屈折コート（１０）していることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は誘電体バリア放電
ランプに関する。

【０００２】

【従来技術】この発明の誘電体バリア放電ランプについ
ては、例えば、特開平１−１４４５６０号、あるいは米
国特許９，８３７，４８４号等に記載され、そこには放
電容器にエキシマ分子を作るガスを充填し、誘電体バリ
ア放電によってエキシマ分子から放射される光を取り出
す放射器、すなわち誘電体バリア放電ランプについて記
載されている。また、誘電体バリア放電ランプは、別名
をオゾナイザ放電、あるいは無声放電といい、電気学会
発行改定新版「放電ハンドブック」平成１年６月再版７
刷発行第２６３ページに説明される。

【０００３】これらの文献には、放電容器の少なくとも
一部が誘電体バリア放電の誘電体を兼ねており、また、
誘電体は光透過性であって、エキシマ分子からの光が放
射されることが記載される。そして、誘電体バリア放電
ランプは、従来の低圧水銀ランプや高圧アーク放電ラン
プにない特徴、例えば、その中心波長は１７２ｎｍとい
う短い波長の真空紫外線を放射して、しかも線スペクト
ルに近い単一波長の光を選択的に高効率で発生する、を
有している。

【０００４】図３はこのような従来の誘電体バリア放電
ランプの具体例を表す。放電容器１は、石英ガラスから
なる内側管２と外側管３が同軸的に配置して二重管構造
をなし、内側管２と外側管３の両端は閉じられ、これら
の間に放電空間４が形成される。放電空間４の中には、
放電用ガスとしてキセノンガスが、例えば、４０ｋＰａ
封入される。ここで、内側管２には、光反射板であっ
て、かつ、誘電体バリア放電の電極として機能する内側
電極５が設けられる。この内側電極は、例えば、アルミ
ニウムからなるパイプ状のものである。また、外側管３
は、誘電体バリア放電の誘電体としての機能と、光取り
出し窓としての機能を兼用しており、外面には外側電極
６が設けられる。外側電極６は、例えば、金属線をシー
ムレスに円筒状に編んだものの中に放電容器１を挿入し
たもので網状の形状をなし、網目の間から光を放射する
ことができる。従って、この外側電極６が形成された領
域が光透過性部分に相当する。内側電極５には、リード
線を介して高電圧リード線１２に接続される。また、外
側電極６には低電圧リード線１３が設けられ、この高電
圧リード線１２と低電圧リード線１３が電源１４に接続
される。低電圧リード線１３は必要に応じて接地され
る。内側管２の中には、内側電極５の移動阻止部材とし
て突起部１５が形成される。また、放電容器１の端部に
は、放電容器を成形したときに残ってしまう排気管残
部、いわゆるチップ１６が存在する。このチップ１６は
放電容器１の内部から残留ガスを排気したり、放電ガス
を充填するための排気管の残部であるだけでなく、２つ
の円筒状石英ガラスを同軸的に配置して接合する場合の
接合部分として生じる場合もある。

【０００５】しかしながら、このような誘電体バリア放
電ランプは、ランプ点灯中に放電容器端部に形成された
チップ１６からひび割れが発生して、放電ガスのリーク
や放電容器自体が割れてしまうという問題があった。こ
の原因は放電容器内部の放電空間から発生する真空紫外
光がチップ１６にも直接照射してしまうために、当該チ
ップ１６が脆くなることで生じるものと考えられる。特
開平９−９７５９７号は、この問題を解決するためのも
ので放電空間から発生する真空紫外光が直接チップに照
射しないようにしている。

【０００６】上記特開平９−９７５９７号に開示される
方法により、幾分、放電ガスのリークや放電容器自体が
割れるという問題は解決されるが、それでも充分には解
決されていないことが判明した。この原因は、図４に示
すように、放電容器を形成する石英ガラスから外部に放
射されなかった真空紫外光が石英ガラス内をファイバ効
果によって導かれてしまい、強度の低いチップにおいて
紫外線歪みが蓄積されて生じるものと推測できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、放電容器に形成されたチップ部から紫外
線歪みが蓄積して放電ガスのリークや放電容器自体の割
れを生じない誘電体バリア放電ランプを提供することで
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明に係る誘電体バリア放電ランプは、石英
ガラスからなる放電容器の内部に誘電体バリア放電によ
ってエキシマ分子を形成する放電用ガスが充填され、こ
の放電容器の少なくとも一部に光透過性部分が形成され
ており、この放電容器の端部における容器外表面が、フ
ロスト加工または高屈折コートしていることを特徴とす
る。

【０００９】

【作用】このような構成により、放電容器内部の放電空
間から発生した真空紫外光が、石英ガラスからなる放電
容器の中をファイバー効果によって導かれたとしても、
放電容器の端部における外表面に形成されたフロスト加
工または高屈折コートによって、当該真空紫外光は放電
容器外部に発散される。このため、放電容器端部に形成
されたチップまで導かれる紫外線の量は皆無あるいは限
りなく減少され、当該チップにおいて紫外線歪みが蓄積
されることもない。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に放電容器端部の部分拡大図
を示す。なお、後述するフロスト加工または高屈折コー
トが施されること以外においては、放電ランプの構造は
図３に示すものと同様である。図１に示すように、放電
容器１の端部に形成されたチップ１６の周辺にはフロス
ト加工された領域１０が形成される。フロスト加工は、
例えば、１μｍ〜１００μｍ程度の凹凸を石英ガラスに
施すことで形成される。加工は通常知られている方法、
例えば、 サンドブラストなどがある。

【００１１】このようなフロスト加工された領域１０を
形成することで、放電容器１の石英ガラス内にファイバ
ー効果で伝達された真空紫外光（波長２００ｎｍ以下の
紫外光）をフロスト加工された領域１０で良好に放電容
器１の外部に発散させることができる。そして、チップ
１６まで伝達する真空紫外光は皆無、あるいは極めて少
なくなるので紫外線歪みの蓄積はなくなり、放電ガスの
リークや放電容器の割れという問題も解消する。なお、
フロスト加工する領域は、図１に示す形態に限定される
ものではないが、紫外線歪みが蓄積するチップの周辺で
あることが必要である。また、チップは、図３に示すよ
うに放電容器１に対して複数個形成されることがある。
この場合はすべてのチップの周辺にフロスト加工を設け
ることが好ましい。

【００１２】さらに、放電容器１の端部をフロスト加工
する以外に、高屈折コートすることも可能である。この
高屈折コートとは、例えば、石英ガラスよりも屈折率の
高いアルミナ などを放電容器１の
外表面にコーティングしたものである。このようなコー
ティングによっても前記と同様の作用効果、すなわち、
石英ガラス内をファイバー効果で伝達した真空紫外光
（波長２００ｎｍ以下の紫外光）を放電容器１の外部に
良好に発散させることができる。

【００１３】本発明の誘電体バリア放電ランプは、図３
に示したような構造、すなわち、内側管２と外側管３を
同軸的に配置して、外側管３の外表面に配置された網状
電極から紫外線を放射するタイプに限定されるものでは
ない。例えば、図２（ａ）に示すような構造、すなわ
ち、放電容器から放射される真空紫外光２０は、内側電
極５と外側電極６による放電方向とは垂直の方向から放
射されて構造の誘電体バリア放電ランプにも適用でき
る。具体的には図２（ａ）において、光透過窓２０から
紫外光が放射される。そして、このような構造において
もチップ１６の周辺にフロスト加工あるいは高屈折コー
ト１０をすることができる。また、図２（ｂ）に示すよ
うな内側電極５が放電空間の中に露出した構造の誘電体
バリア放電ランプにおいても、チップ１６の周辺にフロ
スト加工あるいは高屈折コートをすることができる。さ
らには、このような例示した構造の誘電体バリア放電ラ
ンプに限定されるものではなく、他のさまざまな形態の
誘電体バリア放電ランプに本発明は適用できる。

【００１４】なお、本発明はチップの周辺にフロスト加
工や高屈折コートを施すことが有効である点を説明した
が、チップ以外に、例えば、放電容器を構成する石英ガ
ラスの接合部分など紫外線歪みの蓄積で放電ガスのリー
クや放電容器自体の割れを生じる部分に設けることも有
効である。なお、このようなチップや石英ガラスの溶接
部分は放電容器の端部に形成されるので、当該部分にフ
ロスト加工、高屈折コートをすることが有効である。

【００１５】このように本発明の誘電体バリア放電ラン
プは、放電容器の端部における容器外表面が、フロスト
加工または高屈折コートしているので、放電容器内部の
放電空間から発生した真空紫外光が、石英ガラスからな
る放電容器の中をファイバー効果によって導かれたとし
ても、放電容器の端部における外表面に形成された当該
フロスト加工または高屈折コートによって、当該真空紫
外光は良好に放電容器外部に発散することができる。こ
のため、放電容器端部に形成されたチップまで導かれる
紫外線の量は皆無あるいは限りなく少なく減少され、当
該チップにおいて紫外線歪みが蓄積されることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘電体バリア放電ランプの説明用の部
分拡大図である。

【図２】本発明の誘電体バリア放電ランプの他の実施例
である。

【図３】誘電体バリア放電ランプの一般的な構造を示す
図である。

【図４】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 放電容器 ２ 内側管 ３ 外側管 ４ 放電空間 ５ 内側電極 ６ 外側電極 １０ フロスト加工あるいは高屈折コートされた領域 １６ チップ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１０月２７日（１９９９．１０．
２７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に放電容器端部の部分拡大図
を示す。なお、後述するフロスト加工または高屈折コー
トが施されること以外においては、放電ランプの構造は
図３に示すものと同様である。図１に示すように、放電
容器１の端部に形成されたチップ１６の周辺にはフロス
ト加工された領域１０が形成される。フロスト加工は、
例えば、１μｍ〜１００μｍ程度の凹凸を石英ガラスに
施すことで形成される。加工は通常知られている方法、
例えば、サンドブラストなどがある。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】さらに、放電容器１の端部をフロスト加工
する以外に、高屈折コートすることも可能である。この
高屈折コートとは、例えば、石英ガラスよりも屈折率の
高いアルミナなどを放電容器１の外表面にコーティング
したものである。このようなコーティングによっても前
記と同様の作用効果、すなわち、石英ガラス内をファイ
バー効果で伝達した真空紫外光（波長２００ｎｍ以下の
紫外光）を放電容器１の外部に良好に発散させることが
できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】石英ガラスからなる放電容器の内部に誘電
   体バリア放電によってエキシマ分子を形成する放電用ガ
   スが充填され、この放電容器の少なくとも一部に光透過
   性部分が形成されている誘電体バリア放電ランプにおい
   て、 前記放電容器の端部における容器外表面が、フロスト加
   工または高屈折コートしていることを特徴とする誘電体
   バリア放電ランプ。