JP2002150997A - 平板型紫外線ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照射方向が一方向であって、しかも照射面積
を大きくすることができる平板型紫外線ランプを提供す
る。 【解決手段】 前面ガラス基板２と背面ガラス基板３を
接着して密閉容器４を形成し、前面ガラス基板２の外側
面に透明な前面電極５を設け、背面ガラス基板３の外側
面に透明な背面電極６を設け、密閉容器４にキセノンと
アルゴンの混合ガスを封入した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ショーケースや冷
蔵庫などの脱臭、殺菌や防汚用などに用いられる平板型
紫外線ランプに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の紫外線ランプとしては、特開平５
−７４４１５号公報に記載のように、有機物の光化学的
分解反応に有効な短波長紫外線、特に２００ｎｍ以下の
紫外線を発生させるために、石英ガラス製の円筒状の発
光管内に水銀、希ガスに加えて砒素及びセレンのうち少
なくとも一種類以上の金属を封入したものが知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
紫外線ランプにおいては、発光管として円筒状の管（丸
管）を使用しているため、紫外線の照射方向は全方向と
なり、不要な方向にも照射する場合がある。また、発光
管として丸管を使用しているため、大きい照射面積を必
要とする場合には、丸管の径（略φ３ｍｍ〜φ６ｍｍ）
の関係から多くの紫外線ランプを並列に配置する必要が
ある。更に、水銀を放電により励起させて紫外線を放射
するため、環境を配慮した取り扱いが必要となる。

【０００４】本発明は、従来の技術が有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、照射方向が一方向であって、しかも照射面積を
大きくすることができる平板型紫外線ランプを提供しよ
うとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく請
求項１に係る発明は、前面ガラス基板と背面ガラス基板
を接着して密閉容器を形成し、前記前面ガラス基板の内
側面または外側面に透明な前面電極を設け、前記背面ガ
ラス基板の内側面または外側面に透明な背面電極を設
け、前記密閉容器に希ガスまたはハロゲン元素ガスから
選択される１種のガスあるいは複数種のガスからなる混
合ガスを封入したものである。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１記載の平
板型紫外線ランプにおいて、前記前面ガラス基板または
前記背面ガラス基板のうち少なくとも一方のガラス基板
を、紫外線波長域の透過率が高い材料で形成したもので
ある。

【０００７】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に
記載の平板型紫外線ランプにおいて、前記前面ガラス基
板または前記背面ガラス基板のうち少なくとも一方のガ
ラス基板の外側表面にアナターゼ結晶の酸化チタンから
なる光触媒機能膜を形成したものである。

【０００８】請求項４に係る発明は、前面ガラス基板と
背面ガラス基板を接着して密閉容器を形成し、前記前面
ガラス基板または前記背面ガラス基板のうちどちらか一
方のガラス基板の内側面に蛍光体膜、外側面に透明な電
極を形成し、他方のガラス基板を紫外線波長域の透過率
が高い材料で形成すると共に、このガラス基板の内側面
または外側面に透明な電極を設け、前記密閉容器に希ガ
スまたはハロゲン元素ガスから選択される１種のガスあ
るいは複数種のガスからなる混合ガスを封入したもので
ある。

【０００９】請求項５に係る発明は、前面ガラス基板と
背面ガラス基板を接着して密閉容器を形成し、前記前面
ガラス基板または前記背面ガラス基板のうちどちらか一
方のガラス基板の内側面に透明な電極、誘電体膜、蛍光
体膜を順次形成し、他方のガラス基板を紫外線波長域の
透過率が高い材料で形成すると共に、このガラス基板の
内側面または外側面に透明な電極を設け、前記密閉容器
に希ガスまたはハロゲン元素ガスから選択される１種の
ガスあるいは複数種のガスからなる混合ガスを封入した
ものである。

【００１０】請求項６に係る発明は、請求項１、２、
３、４又は５に記載の平板型紫外線ランプにおいて、発
生する紫外線の波長域が２００ｎｍ〜３９０ｎｍであ
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。ここで、図１は本発明の第１
の実施の形態に係る平板型紫外線ランプの断面図、図２
は第１の実施の形態に係る平板型紫外線ランプを冷蔵庫
の製氷室に適用した斜視図、図３は本発明の第２の実施
の形態に係る平板型紫外線ランプの断面図、図４は本発
明の第３の実施の形態に係る平板型紫外線ランプの断面
図、図５は第３の実施の形態に係る平板型紫外線ランプ
をリーチイン型のショーケースに適用した概要平面図で
ある。

【００１２】本発明の第１の実施の形態に係る平板型紫
外線ランプ１は、図１に示すように、シート状の透明な
前面ガラス基板２と、トレイ状で前面ガラス基板２と対
向する背面ガラス基板３を、フリット（低融点ガラス）
の融着によって接着させ、密閉容器（放電空間）４を形
成している。なお、背面ガラス基板３をトレイ状ではな
く、シート状に形成し、シート状の前面ガラス基板２と
シート状の背面ガラス基板３をスペーサを介して接着し
て放電空間４を形成することもできる。

【００１３】前面ガラス基板２の外側面には透明な前面
電極５が設けられ、背面ガラス基板３の外側面にも透明
な背面電極６が設けられている。そして、前面電極５と
背面電極６の間にリード端子７，７を介して交流パルス
電圧を印加する交流パルス電源８が接続されている。

【００１４】放電空間４には、希ガス（アルゴン、ネオ
ン、ヘリウム、クリプトン、キセノン、ラドン）または
ハロゲン元素ガス（塩素、フッ素、よう素、臭素、アス
タチン）から選択される１種のガスあるいは複数種のガ
スからなる混合ガスが封入されている。本実施の形態で
は、キセノンとアルゴンの混合ガスが封入されている。
なお、封入されるキセノンとアルゴンの混合ガスの圧力
には限定はないが、４０〜８０ｋＰａが好ましい。

【００１５】前面ガラス基板２または背面ガラス基板３
のうち少なくとも一方のガラス基板は、紫外線波長域の
透過率が高い、例えば硼珪酸ガラス、リン酸塩ガラスま
たは石英ガラスで形成するのが望ましい。放電空間４で
発生した紫外線を前面ガラス基板２及び／または背面ガ
ラス基板３を通して外部に放射するためには、少なくと
も一方のガラス基板は紫外線波長域の透過率が高い材料
で形成する必要があるからである。

【００１６】紫外線は、単色光成分が約１ｎｍ〜４００
ｎｍの波長範囲にある放射である。例えば、波長λが３
００ｎｍにおける透過率は、硼珪酸ガラス：約５０％、
石英ガラス：約９２％、ソーダライムガラス：約０％で
ある。波長λが３５０ｎｍにおける透過率は、硼珪酸ガ
ラス：約８８％、石英ガラス：約９２％、ソーダライム
ガラス：約８０％である。なお、リン酸塩ガラスは硼珪
酸ガラスとほぼ同等の透過率特性を有する。

【００１７】ソーダライムガラスは、３５０ｎｍ以上の
波長域で使用できるが、紫外線透過ガラスとしては使用
可能な範囲が制限される。しかし、紫外線を前面ガラス
基板２または背面ガラス基板３のいずれか一方のガラス
基板からのみ放射する場合には、他方のガラス基板は安
価なソーダライムガラスを用いることができる。

【００１８】以上のように構成した本発明の第１の実施
の形態に係る平板型紫外線ランプ１の作用について説明
する。前面電極５と背面電極６の間にリード端子７，７
を介して交流パルス電圧を印加すると、誘電体である前
面ガラス基板２及び背面ガラス基板３を介して放電空間
４に放電が起きる。すると、放電空間４に封入されてい
るキセノンとアルゴンの混合ガスが放電によって励起
し、紫外線を発生する。

【００１９】そして、紫外線は、前面ガラス基板２と前
面電極５を透過して前面ガラス基板２の外側面から放射
されると共に、背面ガラス基板３と背面電極６を透過し
て背面ガラス基板３の外側面からも放射される。但し、
いずれか一方のガラス基板からのみ紫外線を放射する場
合には、他方のガラス基板はソーダライムガラスを用い
ることができるので、その場合波長域によっては一方の
ガラス基板からのみ紫外線が放射される。

【００２０】平板型紫外線ランプ１は、形状が平板であ
るため、限られた空間内で使用する場合に、従来の丸管
型紫外線ランプと比べて配置方法の自由度が大きい。ま
た、形状が平板であるため、薄型にして発光面積を広く
することが容易にできるので、コンパクトであって照射
面積を大きくすることが可能である。更に、平板の面発
光であるため、紫外線の照射方向を一方向に設定できる
ので、紫外線を照射対象に対して均一に照射することが
できる。

【００２１】平板型紫外線ランプ１が放射する紫外線の
波長は、前面ガラス基板２または背面ガラス基板３に石
英ガラスを用いても、１６０ｎｍ〜２００ｎｍの波長範
囲での透過率は小さいので、２００ｎｍ〜３９０ｎｍと
なる。

【００２２】有機物を分解するに足るエネルギーを有す
る紫外線の波長は、約３９０ｎｍ以下であるので、平板
型紫外線ランプ１から放射される紫外線は、有機物を分
解する機能を有する。従って、紫外線を有機物からなる
臭い成分・細菌などの微生物・汚れ成分に照射すれば、
ショーケース、冷蔵庫、食品倉庫、医療器具滅菌ボック
ス、洗浄器などの脱臭・殺（滅）菌・防汚に利用するこ
とができる。

【００２３】例えば、家庭用冷蔵庫には通常多種多様な
食品が収納されるため、特定の食品の臭い成分が他の食
品や製氷室の氷に付着することがある。そこで、図２に
示すように、平板型紫外線ランプ１を冷蔵庫の製氷室１
１に適用することができる。１２は製氷室１１を形成す
るケース、１３は製氷皿、１４は氷受け箱である。ま
た、ケース１２の内壁、製氷皿１３の内壁に光触媒機能
を有する被膜をコーティングしてもよい。

【００２４】平板型紫外線ランプ１は、形状が平板であ
るため、ケース１２の天井１２ａに背面ガラス基板３を
直接固定してケース１２と一体化することができるの
で、製氷室１１の限られた空間の有効利用に寄与でき
る。また、形状が平板であるため、照射方向を一方向に
設定でき、製氷皿１３に対して紫外線を均一に照射する
ことができる。

【００２５】次に、本発明の第２の実施の形態に係る平
板型紫外線ランプ２１は、図３に示すように、シート状
の透明な前面ガラス基板２２と、トレイ状で前面ガラス
基板２２と対向する背面ガラス基板２３を、フリット
（低融点ガラス）の融着によって接着させ、密閉容器
（放電空間）２４を形成している。

【００２６】前面ガラス基板２２の外側面には透明な前
面電極２５が設けられ、背面ガラス基板２３の外側面に
も透明な背面電極２６が設けられている。そして、前面
電極２５と背面電極２６の間にリード端子２７，２７を
介して交流パルス電圧を印加する交流パルス電源２８が
接続されている。

【００２７】更に、前面電極２５と背面電極２６の表面
には、ともにアナターゼ結晶の酸化チタンからなる光触
媒機能膜２９，３０が形成されている。光触媒機能膜２
９，３０は、スパッタリング法や蒸着法などで形成して
もよく、またゾル状の懸濁液に酸化チタン微粒子を分散
させた液を塗布し、それを焼成して形成してもよい。な
お、その他の構成については、図１に示す平板型紫外線
ランプ１と同様である。

【００２８】以上のように構成した本発明の第２の実施
の形態に係る平板型紫外線ランプ２１の作用について説
明する。前面電極２５と背面電極２６の間にリード端子
２７，２７を介して交流パルス電圧を印加すると、誘電
体である前面ガラス基板２２及び背面ガラス基板２３を
介して放電空間２４に放電が起きる。すると、放電空間
２４に封入されているキセノンとアルゴンの混合ガスが
放電によって励起し、紫外線を発生する。

【００２９】そして、紫外線は、前面ガラス基板２２と
前面電極２５と光触媒機能膜２９を透過して前面ガラス
基板２２の外側面から放射されると共に、背面ガラス基
板２３と背面電極２６と光触媒機能膜３０を透過して背
面ガラス基板２３の外側面からも放射される。

【００３０】また、アナターゼ結晶の酸化チタンからな
る光触媒機能膜２９，３０に紫外線が照射されると、光
触媒機能膜２９，３０中の荷電子帯にある電子が導電帯
に励起され、電子が飛び出したホールが荷電子帯にな
り、この励起状態における光触媒機能膜２９，３０の表
面からＯＨラジカルが発生する。

【００３１】すると、ＯＨラジカルの強い酸化作用によ
り光触媒機能膜２９，３０に接する有機物が酸化・分解
される。従って、平板型紫外線ランプ２１から放射され
る紫外線のエネルギーによって直接有機物を分解するこ
とに加えて、紫外線を受けた光触媒機能膜２９，３０が
光触媒作用を発現し、有機物の分解を促進する。

【００３２】平板型紫外線ランプ２１は、形状が平板で
あるため、限られた空間内で使用する場合に、従来の丸
管型紫外線ランプと比べて配置方法の自由度が大きい。
また、照射方向を一方向に設定できるので、紫外線を照
射対象に対して均一に照射することができる。

【００３３】本発明の第３の実施の形態に係る平板型紫
外線ランプ３１は、図４に示すように、シート状の透明
な前面ガラス基板３２と、トレイ状で前面ガラス基板３
２と対向する背面ガラス基板３３を、フリット（低融点
ガラス）の融着によって接着させ、密閉容器（放電空
間）３４を形成している。

【００３４】前面ガラス基板３２の外側面には透明な前
面電極３５が設けられ、背面ガラス基板３３の外側面に
も透明な背面電極３６が設けられている。そして、前面
電極３５と背面電極３６の間にリード端子３７，３７を
介して交流パルス電圧を印加する交流パルス電源３８が
接続されている。

【００３５】更に、背面ガラス基板３３の内側面には、
希ガス励起による紫外線波長で最も効率よく可視光線を
発光するように蛍光体膜３９が形成されている。平板型
紫外線ランプ３１では、前面ガラス基板３２は硼珪酸ガ
ラスで形成し、背面ガラス基板３３はソーダライムガラ
スで形成されている。なお、その他の構成については、
図１に示す平板型紫外線ランプ１と同様である。

【００３６】以上のように構成した本発明の第３の実施
の形態に係る平板型紫外線ランプ３１の作用について説
明する。前面電極３５と背面電極３６の間にリード端子
３７，３７を介して交流パルス電圧を印加すると、誘電
体である前面ガラス基板３２及び背面ガラス基板３３を
介して放電空間３４に放電が起きる。すると、放電空間
３４に封入されているキセノンとアルゴンの混合ガスが
放電によって励起し、紫外線を発生する。

【００３７】そして、背面ガラス基板３３の内側面に蛍
光体膜３９が形成されているので、放電空間３４で発生
した紫外線は、蛍光体を励起して可視光線を発生する。
従って、平板型紫外線ランプ３１では、前面ガラス基板
３２と前面電極３５を透過して紫外線が外部に放射され
ると共に、背面ガラス基板３３と背面電極３６を透過し
て可視光線が外部に放射される。

【００３８】このように平板型紫外線ランプ３１では、
有機物を分解する機能に加えて照明装置としての機能を
合せ持つランプを実現することができる。２つの機能を
有する平板型紫外線ランプ３１をそのまま用いることも
できるが、例えば図５に示すように、リーチイン型のシ
ョーケース４０に適用することができる。

【００３９】ショーケース４０のガラス扉４１の内側面
にアナターゼ結晶の酸化チタンからなる光触媒機能膜４
２をコーティングし、平板型紫外線ランプ３１の紫外線
を放射する前面ガラス基板３２をガラス扉４１に対向し
て配置し、可視光線を放射する背面ガラス基板３３を商
品が陳列されているショーケース４０の奥に向けて配置
するものである。

【００４０】こうすれば、平板型紫外線ランプ３１が有
する有機物を分解する機能とショーケース４０内の照明
装置としての機能を有効に発揮することができる。ま
た、可視光線がショーケース４０内を照明していること
は、平板型紫外線ランプ３１がブラックライトである紫
外線を放射していることのモニタになるので、交換時期
や寿命を把握するのに便利である。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に係る発明
によれば、形状が平板であるため、限られた空間内で使
用する場合に、従来の丸管型紫外線ランプと比べて配置
方法の自由度が大きい。また、形状が平板であるため、
薄型にして発光面積を広くすることが容易にできるの
で、コンパクトであって照射面積を大きくすることが可
能である。また、平板の面発光であるため、紫外線の照
射方向を一方向に設定できるので、紫外線を照射対象に
対して均一に照射することができる。更に、水銀を用い
ないので、環境を配慮した取り扱いが不要となる。

【００４２】請求項２に係る発明によれば、広範囲の波
長域の紫外線を放射することができる。

【００４３】請求項３に係る発明によれば、光触媒は紫
外線と反応するため、光触媒機能を有効に活用すること
ができる。

【００４４】請求項４に係る発明によれば、放電空間で
発生した紫外線は蛍光体を励起して可視光線を放射する
ので、一方のガラス基板面から可視光線を放射し、同時
に他方のガラス基板面から紫外線を放射するランプを実
現することができる。即ち、有機物を分解する機能に加
えて照明装置としての機能を合せ持つランプを実現する
ことができる。

【００４５】請求項５に係る発明によれば、放電空間で
発生した紫外線は蛍光体を励起して可視光線を放射する
ので、一方のガラス基板面から可視光線を放射し、同時
に他方のガラス基板面から紫外線を放射するランプを実
現することができる。即ち、有機物を分解する機能に加
えて照明装置としての機能を合せ持つランプを実現する
ことができる。

【００４６】請求項６に係る発明によれば、特殊な電源
装置を必要とすることなく、有機物を十分に分解するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る平板型紫外線
ランプの断面図

【図２】第１の実施の形態に係る平板型紫外線ランプを
冷蔵庫の製氷室に適用した斜視図

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る平板型紫外線
ランプの断面図

【図４】本発明の第３の実施の形態に係る平板型紫外線
ランプの断面図

【図５】第３の実施の形態に係る平板型紫外線ランプを
リーチイン型のショーケースに適用した概要平面図

【符号の説明】

１，２１，３１…平板型紫外線ランプ、２，２２，３２
…前面ガラス基板、３，２３，３３…背面ガラス基板、
４，２４，３４…密閉容器（放電空間）、５，２５，３
５…背面電極、６，２６，３６…背面電極、２９，３
０，４２…光触媒機能膜、３９…蛍光体膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊熊 敏郎 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 芝岡 和夫 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 Ｆターム(参考） 4C080 AA07 AA10 BB02 BB05 BB06 BB08 CC14 HH05 JJ03 KK08 LL10 MM02 QQ11 QQ20 5C043 AA02 AA12 BB01 CC09 CC16 CD08 DD03 DD27 EA01 EA11 EB11 EB16

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前面ガラス基板と背面ガラス基板を接着
   して密閉容器を形成し、前記前面ガラス基板の内側面ま
   たは外側面に透明な前面電極を設け、前記背面ガラス基
   板の内側面または外側面に透明な背面電極を設け、前記
   密閉容器に希ガスまたはハロゲン元素ガスから選択され
   る１種のガスあるいは複数種のガスからなる混合ガスを
   封入したことを特徴とする平板型紫外線ランプ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の平板型紫外線ランプにお
   いて、前記前面ガラス基板または前記背面ガラス基板の
   うち少なくとも一方のガラス基板を、紫外線波長域の透
   過率が高い材料で形成したことを特徴とする平板型紫外
   線ランプ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の平板型紫外線ラ
   ンプにおいて、前記前面ガラス基板または前記背面ガラ
   ス基板のうち少なくとも一方のガラス基板の外側表面に
   アナターゼ結晶の酸化チタンからなる光触媒機能膜を形
   成したことを特徴とする平板型紫外線ランプ。
4. 【請求項４】 前面ガラス基板と背面ガラス基板を接着
   して密閉容器を形成し、前記前面ガラス基板または前記
   背面ガラス基板のうちどちらか一方のガラス基板の内側
   面に蛍光体膜、外側面に透明な電極を形成し、他方のガ
   ラス基板を紫外線波長域の透過率が高い材料で形成する
   と共に、このガラス基板の内側面または外側面に透明な
   電極を設け、前記密閉容器に希ガスまたはハロゲン元素
   ガスから選択される１種のガスあるいは複数種のガスか
   らなる混合ガスを封入したことを特徴とする平板型紫外
   線ランプ。
5. 【請求項５】 前面ガラス基板と背面ガラス基板を接着
   して密閉容器を形成し、前記前面ガラス基板または前記
   背面ガラス基板のうちどちらか一方のガラス基板の内側
   面に透明な電極、誘電体膜、蛍光体膜を順次形成し、他
   方のガラス基板を紫外線波長域の透過率が高い材料で形
   成すると共に、このガラス基板の内側面または外側面に
   透明な電極を設け、前記密閉容器に希ガスまたはハロゲ
   ン元素ガスから選択される１種のガスあるいは複数種の
   ガスからなる混合ガスを封入したことを特徴とする平板
   型紫外線ランプ。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４又は５に記載の平
   板型紫外線ランプにおいて、発生する紫外線の波長域が
   ２００ｎｍ〜３９０ｎｍであることを特徴とする平板型
   紫外線ランプ。