JP2020043026A - Barrier discharge lamp - Google Patents

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Abstract

To suppress a decrease in luminous efficiency.SOLUTION: A barrier discharge lamp according to an embodiment includes a cylindrical arc tube, an internal electrode, and a reflective film. The arc tube is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode is disposed inside the arc tube, and a spiral conductor extends in the tube axis direction of the arc tube. The reflection film is provided on the inner surface of the arc tube and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube. A barrier discharge lamp performs barrier discharge between an internal electrode provided inside the arc tube and an external electrode provided on the outer surface side of the arc tube. The internal electrode has a P/φ of 10.0 or more and 80.0 mm or less when the wire diameter is φ and the interval in the tube axis direction is P.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、バリア放電ランプに関する。   Embodiments of the present invention relate to a barrier discharge lamp.

従来、基板の洗浄や改質を目的として使用されるバリア放電ランプが知られている。バリア放電ランプは、誘電体である発光管の内部に配置された螺旋状の内部電極と発光管の外部に配置された外部電極とを交流電源に接続することで発生する誘電体バリア放電により、発光管の内部に収容されたガスに応じた特定の波長を有する紫外光を放射する。   Conventionally, a barrier discharge lamp used for cleaning or modifying a substrate has been known. The barrier discharge lamp is a dielectric barrier discharge generated by connecting a spiral internal electrode disposed inside the arc tube, which is a dielectric, and an external electrode disposed outside the arc tube to an AC power supply. Ultraviolet light having a specific wavelength according to the gas contained in the arc tube is emitted.

特開２０１３−２１１１６４号公報JP 2013-21164 A

上記のようなバリア放電ランプにおいては、例えば内部電極の寸法等により、発光効率の低下が発生する場合があった。   In the above-described barrier discharge lamp, the luminous efficiency may be reduced due to, for example, the size of the internal electrode.

本発明が解決しようとする課題は、発光効率の低下を抑制することができるバリア放電ランプを提供することである。   An object of the present invention is to provide a barrier discharge lamp capable of suppressing a decrease in luminous efficiency.

実施形態のバリア放電ランプは、円筒状の発光管と、内部電極と、反射膜とを具備する。発光管は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極は、発光管の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管の管軸方向に延在する。反射膜は、発光管の内面に設けられ、紫外光を発光管の内部へ反射する。バリア放電ランプは、発光管の内部に設けられる内部電極と発光管の外面側に設けられる外部電極との間でバリア放電を行う。内部電極は、線径をφ、管軸方向の間隔をＰとしたとき、Ｐ／φが１０．０以上８０．０ｍｍ以下である。   The barrier discharge lamp of the embodiment includes a cylindrical arc tube, an internal electrode, and a reflective film. The arc tube is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode is disposed inside the arc tube, and a spiral conductor extends in the tube axis direction of the arc tube. The reflection film is provided on the inner surface of the arc tube and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube. The barrier discharge lamp performs a barrier discharge between an internal electrode provided inside the arc tube and an external electrode provided on the outer surface side of the arc tube. The internal electrode has a P / φ of 10.0 or more and 80.0 mm or less when the wire diameter is φ and the interval in the tube axis direction is P.

本発明によれば、発光管の割れを抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the crack of an arc tube can be suppressed.

実施形態に係るバリア放電ランプを示す平面図である。It is a top view showing the barrier discharge lamp concerning an embodiment. 図１のＡ−Ａ’断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1. 評価試験の結果を示す図である。It is a figure showing a result of an evaluation test.

以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜４とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在する。反射膜４は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。バリア放電ランプ１は、発光管２の内部に設けられる内部電極３と発光管２の外面２ｂ側に設けられる外部電極７との間でバリア放電を行う。内部電極３は、線径をφ、管軸方向の間隔をＰとしたとき、Ｐ／φが１０．０以上８０．０ｍｍ以下である。   A barrier discharge lamp 1 according to an embodiment described below includes a cylindrical arc tube 2, an internal electrode 3, and a reflective film 4. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2, and a spiral conductor extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The reflection film 4 is provided on the inner surface 2 a of the arc tube 2 and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube 2. The barrier discharge lamp 1 performs a barrier discharge between the internal electrode 3 provided inside the arc tube 2 and the external electrode 7 provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2. P / φ of the internal electrode 3 is 10.0 or more and 80.0 mm or less, where φ is the wire diameter and P is the interval in the tube axis direction.

また、以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜４とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在する。反射膜４は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。バリア放電ランプ１は、発光管２の内部に設けられる内部電極３と発光管２の外面２ｂ側に設けられる外部電極７との間でバリア放電を行う。内部電極３は、線径φが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、管軸方向の間隔Ｐが１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。   A barrier discharge lamp 1 according to an embodiment described below includes a cylindrical arc tube 2, an internal electrode 3, and a reflective film 4. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2, and a spiral conductor extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The reflection film 4 is provided on the inner surface 2 a of the arc tube 2 and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube 2. The barrier discharge lamp 1 performs a barrier discharge between the internal electrode 3 provided inside the arc tube 2 and the external electrode 7 provided on the outer surface 2 b side of the arc tube 2. The internal electrode 3 has a wire diameter φ of 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, and an interval P in the tube axis direction of 10 mm or more and 50 mm or less.

また、以下に説明する実施形態に係る内部電極３はコイル部３ａを有し、コイル部３ａのコイル外径をＣとしたとき、Ｃ／φが２５．０以上９０．０以下である。   Further, the internal electrode 3 according to the embodiment described below has a coil portion 3a, and when the coil outer diameter of the coil portion 3a is C, C / φ is 25.0 or more and 90.0 or less.

また、以下に説明する実施形態に係るコイル部３ａの外面３ａ１と発光管２の内面２ａとの間隔が３ｍｍ以下である。   The distance between the outer surface 3a1 of the coil portion 3a and the inner surface 2a of the arc tube 2 according to the embodiment described below is 3 mm or less.

また、以下に説明する実施形態に係る反射膜４の管軸方向の長さＬ４は、コイル部３ａの管軸方向の長さＬ３以上である。   The length L4 of the reflection film 4 according to the embodiment described below in the tube axis direction is equal to or longer than the length L3 of the coil portion 3a in the tube axis direction.

また、以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜４と、外部電極７とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在する。反射膜４は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。外部電極７は、反射膜４が設けられた内面２ａに対応する発光管２の外面２ｂ側に設けられる。内部電極３は、線径をφ、管軸方向の間隔をＰとしたとき、Ｐ／φが１０．０以上８０．０ｍｍ以下である。   A barrier discharge lamp 1 according to an embodiment described below includes a cylindrical arc tube 2, an internal electrode 3, a reflective film 4, and an external electrode 7. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2, and a spiral conductor extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The reflection film 4 is provided on the inner surface 2 a of the arc tube 2 and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube 2. The external electrode 7 is provided on the outer surface 2b side of the arc tube 2 corresponding to the inner surface 2a on which the reflective film 4 is provided. P / φ of the internal electrode 3 is 10.0 or more and 80.0 mm or less, where φ is the wire diameter and P is the interval in the tube axis direction.

また、以下に説明する実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜４と、外部電極７とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在する。反射膜４は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。外部電極７は、反射膜４が設けられた内面２ａに対応する発光管２の外面２ｂ側に設けられる。内部電極３は、線径φが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、管軸方向の間隔Ｐが１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。   A barrier discharge lamp 1 according to an embodiment described below includes a cylindrical arc tube 2, an internal electrode 3, a reflective film 4, and an external electrode 7. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2, and a spiral conductor extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The reflection film 4 is provided on the inner surface 2 a of the arc tube 2 and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube 2. The external electrode 7 is provided on the outer surface 2b side of the arc tube 2 corresponding to the inner surface 2a on which the reflective film 4 is provided. The internal electrode 3 has a wire diameter φ of 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, and an interval P in the tube axis direction of 10 mm or more and 50 mm or less.

以下に、本発明に係る実施形態を図面に基づき説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明が開示する技術を限定するものではない。   An embodiment according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The embodiments described below do not limit the technology disclosed by the present invention.

［実施形態］
図１は、実施形態に係るバリア放電ランプを示す平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。図１および図２に示すように、実施形態に係るバリア放電ランプ１は、発光管２、内部電極３、反射膜４、口金５、リード線６を有する。また、バリア放電ランプ１は、バリア放電ランプ１の外面側に設けられる外部電極７との間でバリア放電を行う。なお、本実施形態ではバリア放電ランプ１の外面側に外部電極７を有する構成としているが、バリア放電ランプ１と外部電極７とが組み合わされた形態、より具体的には発光管２と外部電極８とが組み合された形態を「バリア放電ランプ」と称してもよい。 [Embodiment]
FIG. 1 is a plan view showing a barrier discharge lamp according to an embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, a barrier discharge lamp 1 according to the embodiment has an arc tube 2, an internal electrode 3, a reflective film 4, a base 5, and a lead wire 6. The barrier discharge lamp 1 performs a barrier discharge between the barrier discharge lamp 1 and an external electrode 7 provided on the outer surface side of the barrier discharge lamp 1. In this embodiment, the external electrode 7 is provided on the outer surface side of the barrier discharge lamp 1. However, the barrier discharge lamp 1 and the external electrode 7 are combined, more specifically, the arc tube 2 and the external electrode 7. 8 may be referred to as a “barrier discharge lamp”.

なお、説明を分かりやすくするために、図１および図２には、照射方向を正方向とするＺ軸を含む３次元の直交座標系を図示している。また、図１では外部電極７の図示を省略している。   1 and 2 illustrate a three-dimensional orthogonal coordinate system including the Z-axis with the irradiation direction being the positive direction. In FIG. 1, the illustration of the external electrode 7 is omitted.

発光管２は、紫外光を透過する円筒状の部材である。発光管２の材料としては、例えば波長２００ｎｍ以下の真空紫外線透過率が高い合成石英が例示される。また、発光管２は、管軸方向（Ｘ軸方向）の両端がステム構造を有する封着部材で保持され、気密に封着されている。発光管２は、紫外線照射に伴う応力割れを抑制する観点から、例えば外径Ｄを３０ｍｍ以上とすることができる。また、発光管２は、例えば管軸方向の長さを７５０ｍｍとすることができる。   The arc tube 2 is a cylindrical member that transmits ultraviolet light. As a material of the arc tube 2, for example, synthetic quartz having a high vacuum ultraviolet transmittance of 200 nm or less is exemplified. The arc tube 2 is held at both ends in the tube axis direction (X axis direction) by a sealing member having a stem structure, and is hermetically sealed. The outer diameter D of the arc tube 2 can be, for example, 30 mm or more from the viewpoint of suppressing stress cracking due to ultraviolet irradiation. Further, the arc tube 2 can have a length in the tube axis direction of 750 mm, for example.

また、発光管２の内部にはガスが封入されている。ガスは、例えば８０〜２００ｋＰａのキセノンガスである。なお、ガスは、例えば、クリプトン、キセノン、アルゴン、ネオン等のうち１種類、または複数種組み合わせたガスを含んで構成することができる。さらに、ガスは、必要に応じて、例えばハロゲンガスを含んでもよい。発光管２は、封入されたガスの種類に応じた特定のピーク波長を有する紫外光（エキシマ光）を発することができる。   Further, a gas is sealed inside the arc tube 2. The gas is, for example, xenon gas of 80 to 200 kPa. The gas can be configured to include, for example, one kind of krypton, xenon, argon, neon, or a combination of two or more kinds. Further, the gas may include, for example, a halogen gas as needed. The arc tube 2 can emit ultraviolet light (excimer light) having a specific peak wavelength according to the type of the sealed gas.

内部電極３は、発光管２の内部に配置される。内部電極３は、螺旋状の導体であるコイル部３ａが発光管２の管軸方向に延在している。内部電極３は、例えばタングステンを含む材料で形成される。具体的には、内部電極３は、全成分のうち５０％以上の成分がタングステンである。特に、タングステンにカリウムなどを添加したドープタングステンを内部電極３として適用すると、より高い寸法安定性を有することができる。   The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2. The internal electrode 3 has a coil portion 3 a, which is a spiral conductor, extending in the tube axis direction of the arc tube 2. The internal electrode 3 is formed of, for example, a material containing tungsten. Specifically, 50% or more of all components of the internal electrode 3 are tungsten. In particular, when a doped tungsten obtained by adding potassium or the like to tungsten is used as the internal electrode 3, higher dimensional stability can be obtained.

ここで、内部電極３は、線径φと、管軸方向の間隔Ｐとの関係をＰ／φで表すと、Ｐ／φが１０．０以上８０．０以下とすることができ、例えば３７．５である。Ｐ／φが１０未満であると、内部電極３自身が、発光管２から放射される紫外光の影となる、いわゆる遮光が発生するため、好ましくない。一方、Ｐ／φが８０．０超過であると、管軸方向の間隔Ｐがより広くなることを示唆する。つまり、内部電極３と外部電極７とが対向する箇所において電界が集中し、内部電極３が赤熱してしまう。内部電極３が赤熱することで、誘電体バリア放電からグロー放電やアーク放電に移行し、誘電体バリア放電で発生したエキシマ分子が熱解離を起こすことから、紫外光の照度が低下する。このため、Ｐ／φが８０．０超過となることは好ましくない。よって、Ｐ／φが１０．０以上８０．０以下、より好ましくは１５．０〜４０．０であることが望ましい。   Here, when the relationship between the wire diameter φ and the interval P in the tube axis direction is represented by P / φ, the internal electrode 3 can have P / φ of 10.0 or more and 80.0 or less, for example, 37. .5. When P / φ is less than 10, the internal electrode 3 itself is undesirably shaded by ultraviolet light radiated from the arc tube 2, that is, so-called light shielding occurs. On the other hand, when P / φ is more than 80.0, it indicates that the interval P in the tube axis direction becomes wider. That is, the electric field concentrates at a position where the internal electrode 3 and the external electrode 7 face each other, and the internal electrode 3 is red-heated. When the internal electrode 3 heats red, the dielectric barrier discharge shifts to a glow discharge or an arc discharge, and excimer molecules generated by the dielectric barrier discharge undergo thermal dissociation, so that the illuminance of ultraviolet light decreases. Therefore, it is not preferable that P / φ exceeds 80.0. Therefore, it is desirable that P / φ is 10.0 or more and 80.0 or less, more preferably 15.0 to 40.0.

また、内部電極３の線径φは、例えば、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることができ、より具体的には、例えば、０．８ｍｍである。内部電極３の線径φを０．５ｍｍ未満とすると、内部電極３に印加される電力により、内部電極３が赤熱し、誘電体バリア放電からグロー放電やアーク放電に移行し、誘電体バリア放電で発生したエキシマ分子が熱解離を起こすことから、紫外光の照度が低下する。このため、内部電極３の線径φが０．５ｍｍ未満であることは好ましくない。一方、内部電極３の線径φを１．０ｍｍ超過とすると、内部電極３自身が、発光管２から放射される紫外光の影となる、いわゆる遮光が発生するため、好ましくない。以上のことから、内部電極３の線径φは、例えば、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下とすることができる。   The wire diameter φ of the internal electrode 3 can be, for example, 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, and more specifically, for example, 0.8 mm. When the wire diameter φ of the internal electrode 3 is less than 0.5 mm, the power applied to the internal electrode 3 causes the internal electrode 3 to glow red and shift from a dielectric barrier discharge to a glow discharge or an arc discharge. Since the excimer molecules generated in step (1) cause thermal dissociation, the illuminance of ultraviolet light decreases. For this reason, it is not preferable that the wire diameter φ of the internal electrode 3 is less than 0.5 mm. On the other hand, if the wire diameter φ of the internal electrode 3 exceeds 1.0 mm, the internal electrode 3 itself is undesirably shaded by ultraviolet light radiated from the arc tube 2, that is, so-called light shielding occurs. From the above, the wire diameter φ of the internal electrode 3 can be, for example, 0.5 mm or more and 1.0 mm or less.

また、内部電極３は、例えば、管軸方向の間隔Ｐを、例えば１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることができる。間隔Ｐを１０ｍｍ未満とすると、内部電極３自身が、発光管２から放射される紫外光の影となる、いわゆる遮光が発生するため、好ましくない。一方、間隔Ｐを５０ｍｍ超過とすると、内部電極３と外部電極とが対向する箇所において電界が集中し、内部電極３が赤熱してしまう。内部電極３が赤熱することで、誘電体バリア放電からグロー放電やアーク放電に移行し、誘電体バリア放電で発生したエキシマ分子が熱解離を起こすことから、紫外光の照度が低下する。このため、間隔Ｐを４０ｍｍ超過とすることは好ましくない。以上のことから、内部電極３の管軸方向の間隔Ｐを１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下とすることにより、紫外光を安定して放射することができる。   The internal electrodes 3 may have, for example, an interval P in the tube axis direction of, for example, 10 mm or more and 50 mm or less. If the interval P is less than 10 mm, it is not preferable because the internal electrode 3 itself causes so-called light shielding, which becomes a shadow of ultraviolet light emitted from the arc tube 2. On the other hand, if the interval P exceeds 50 mm, the electric field is concentrated at a position where the internal electrode 3 and the external electrode face each other, and the internal electrode 3 is red-heated. When the internal electrode 3 heats red, the dielectric barrier discharge shifts to a glow discharge or an arc discharge, and excimer molecules generated by the dielectric barrier discharge undergo thermal dissociation, so that the illuminance of ultraviolet light decreases. For this reason, it is not preferable that the interval P exceeds 40 mm. From the above, it is possible to stably emit ultraviolet light by setting the interval P between the internal electrodes 3 in the tube axis direction to be 10 mm or more and 50 mm or less.

また、内部電極３のコイル部３ａのコイル外径Ｃと、線径φとの関係をＣ／φで表すと、Ｃ／φが２０．０以上９０．０以下とすることができ、例えばＣ／φが５０．５である。Ｃ／φが２０．０未満であると、内部電極３自身が、発光管２から放射される紫外光の影となる、いわゆる遮光が発生するため、好ましくない。一方、Ｃ／φが９０．０超過であると、内部電極３の管軸方向の間隔Ｐを一定に保つことが難しくなり、内部電極３の管軸方向の間隔Ｐが不均一となる可能性がある。内部電極３の管軸方向の間隔Ｐが不均一となると、発光管２の管軸方向の紫外光の照度が不均一となるため、好ましくない。よって、Ｃ／φが２０．０以上９０．０以下、より好ましくは４０．０〜６０．０であることが望ましい。   When the relationship between the coil outer diameter C of the coil portion 3a of the internal electrode 3 and the wire diameter φ is represented by C / φ, C / φ can be 20.0 or more and 90.0 or less. / Φ is 50.5. When C / φ is less than 20.0, the internal electrode 3 itself is undesirably shaded by ultraviolet light radiated from the arc tube 2, that is, so-called light shielding. On the other hand, if C / φ is more than 90.0, it is difficult to keep the interval P between the internal electrodes 3 in the tube axis direction constant, and the interval P between the internal electrodes 3 in the tube axis direction may become non-uniform. There is. If the interval P between the internal electrodes 3 in the tube axis direction is not uniform, the illuminance of ultraviolet light in the tube axis direction of the arc tube 2 becomes uneven, which is not preferable. Therefore, it is desirable that C / φ is 20.0 or more and 90.0 or less, more preferably 40.0 to 60.0.

また、内部電極３のコイル部３ａの外面３ａ１と発光管２の内面２ａとの間隔Ｌが３ｍｍ以下である。コイル部３ａの外面３ａ１と発光管２の内面２ａとの間隔Ｌが３ｍｍ超過となると、内部電極３、より具体的には内部電極３のコイル部３ａと外部電極７との間隔が大きくなる。コイル部３ａと外部電極７との間隔が大きくなると、発光管２の内部に印加できる電界が減少し、エキシマ分子を生成するために必要な励起エネルギーが確保できず、紫外光の照度が減少することに起因して発光効率が低下するため、好ましくない。よって、コイル部３ａの外面３ａ１と発光管２の内面２ａとの間隔Ｌが３ｍｍ以下、好ましくは２．５ｍｍ以下であることが望ましい。   The distance L between the outer surface 3a1 of the coil portion 3a of the inner electrode 3 and the inner surface 2a of the arc tube 2 is 3 mm or less. When the distance L between the outer surface 3a1 of the coil portion 3a and the inner surface 2a of the arc tube 2 exceeds 3 mm, the distance between the internal electrode 3, more specifically, the coil portion 3a of the internal electrode 3 and the external electrode 7 increases. When the distance between the coil portion 3a and the external electrode 7 increases, the electric field that can be applied to the inside of the arc tube 2 decreases, and the excitation energy required to generate excimer molecules cannot be secured, and the illuminance of ultraviolet light decreases. As a result, the luminous efficiency decreases, which is not preferable. Therefore, it is desirable that the distance L between the outer surface 3a1 of the coil portion 3a and the inner surface 2a of the arc tube 2 is 3 mm or less, preferably 2.5 mm or less.

反射膜４は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。反射膜４の材料としては、例えば、シリカが例示される。また、反射膜４は、シリカに限らず、例えばアルミナなどの紫外線散乱粒子を含む材料で構成されてもよい。反射膜４は、良好な反射率を保持する観点から、例えば厚さｔが１００μｍ以上３００μｍ以下となるように形成される。なお、反射膜４は、内部電極３のコイル部３ａに接していてもよく、また離れていてもよい。   The reflection film 4 is provided on the inner surface 2 a of the arc tube 2 and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube 2. As a material of the reflection film 4, for example, silica is exemplified. Further, the reflection film 4 is not limited to silica, and may be made of a material containing ultraviolet scattering particles such as alumina. The reflection film 4 is formed so that the thickness t is, for example, 100 μm or more and 300 μm or less from the viewpoint of maintaining good reflectance. Note that the reflection film 4 may be in contact with the coil portion 3a of the internal electrode 3 or may be apart therefrom.

また、反射膜４は、発光管２の周方向の角度θが１８０°以上、例えば２００°以上３００°以下の範囲となるように配置される。また、反射膜４の管軸方向の長さＬ４は、内部電極３のコイル部３ａの管軸方向の長さＬ３以上となるように配置される。これにより、発光管２で発生する紫外光を効率よく被照射体に向けて照射することで発光効率の低下を抑制することができる。   The reflection film 4 is arranged such that the angle θ in the circumferential direction of the arc tube 2 is not less than 180 °, for example, not less than 200 ° and not more than 300 °. The length L4 of the reflection film 4 in the tube axis direction is arranged to be equal to or greater than the length L3 of the coil portion 3a of the internal electrode 3 in the tube axis direction. Thereby, it is possible to suppress a decrease in luminous efficiency by efficiently irradiating the object to be irradiated with ultraviolet light generated in the arc tube 2.

外部電極７は、反射膜４が設けられた発光管２の内面２ａに対応する発光管２の外面２ｂ側に設けられる。外部電極７は、発熱したバリア放電ランプ１を放熱させる放熱ブロックを兼ねており、例えば、アルミニウム製またはステンレス製とすることができる。なお、外部電極７の内部に液体または気体の冷媒を流通させる流路を設け、放熱性をさらに高めてもよい。外部電極７と発光管２とは、互いに接していてもよく、離れていてもよいが、外部電極７と発光管２とを接触させると、放熱性を高めることができる。また、図２に示した例では、反射膜４の周方向の角度θと、外部電極７に覆われる発光管２の外面２ｂの周方向の角度とが同じとなるように図示したが、これに限らず、互いに異なっていてもよい。   The external electrode 7 is provided on the outer surface 2b side of the arc tube 2 corresponding to the inner surface 2a of the arc tube 2 on which the reflection film 4 is provided. The external electrode 7 also serves as a heat radiating block for radiating heat from the generated barrier discharge lamp 1, and can be made of, for example, aluminum or stainless steel. In addition, a flow path for circulating a liquid or gaseous refrigerant may be provided inside the external electrode 7 to further enhance heat dissipation. The external electrode 7 and the arc tube 2 may be in contact with each other or may be separated from each other. However, when the external electrode 7 and the arc tube 2 are brought into contact with each other, heat radiation can be enhanced. Further, in the example shown in FIG. 2, the circumferential angle θ of the reflective film 4 and the circumferential angle of the outer surface 2 b of the arc tube 2 covered with the external electrode 7 are illustrated to be the same. However, they are not limited to each other, and may be different from each other.

リード線６は、内部電極３と電気的に接続されている。また、リード線６は、発光管２の管軸方向の両端を支持する口金５から引き出され、交流電源に接続された図示しない点灯装置を介して外部電極７と電気的に接続されており、電極間に所定の電圧を印加させて発光させることができる。点灯装置は、高電圧および高周波を出力可能なインバータを含み、交流電源からの電力をバリア放電ランプ１に供給可能に構成されている。点灯装置は、例えば周波数１２０ｋＨｚの正弦波を印加し、１ｋＷ程度のランプ電力でバリア放電ランプ１を点灯させることができる。   The lead wire 6 is electrically connected to the internal electrode 3. The lead wire 6 is drawn out from the base 5 supporting both ends of the arc tube 2 in the tube axis direction, and is electrically connected to the external electrode 7 via a lighting device (not shown) connected to an AC power supply. Light can be emitted by applying a predetermined voltage between the electrodes. The lighting device includes an inverter capable of outputting a high voltage and a high frequency, and is configured to be able to supply power from an AC power supply to the barrier discharge lamp 1. The lighting device applies a sine wave having a frequency of 120 kHz, for example, and can light the barrier discharge lamp 1 with lamp power of about 1 kW.

［評価試験］
バリア放電ランプの試作品を用いて点灯試験を行い、内部電極の管軸方向の間隔Ｐ、線径φ、Ｐ／φの変化による発光効率について評価した。図３に結果をそれぞれ示す。なお、電力［Ｗ］はオシロスコープＴＤＳ３０１２Ｂ（テクトロニクス社製）、電圧プローブはＰ３０００（テクトロニクス社製）、電流はＡ６３０３（テクトロニクス社製）を用いた。ＵＶ照度［ｍＷ／ｃｍ２］は照度計本体ＵＩＴ−２５０（ウシオ電機社製）に照度計ヘッドとしてＶＵＶ−Ｓ１７２（ウシオ電機社製）を接続し、バリア放電ランプに照度計ヘッドを接触させて紫外線照度を測定した。また、バリア放電ランプの特性を表すため、照度を電力で除した値を発光効率とした。なお、内部電極の状態は、発光効率が０．５０以上であること、内部電極が赤熱していないことを判断基準とし、○：良好、△：内部電極に問題はないが発光効率が０．５０以下、×：内部電極が赤熱してしまい問題あり、と判定した。図３に示すように、Ｐ／φが１０．０以上８０．０以下、線径φが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、管軸方向の間隔Ｐが１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下であれば、いずれも○：良好、と判断できる。これらの結果より、発光効率の低下を抑制する条件が確認された。 [Evaluation test]
A lighting test was performed using a prototype of a barrier discharge lamp, and the luminous efficiency due to changes in the spacing P of the internal electrodes in the tube axis direction, the wire diameter φ, and P / φ was evaluated. FIG. 3 shows the results. The power [W] used was an oscilloscope TDS3012B (manufactured by Tektronix), the voltage probe used was P3000 (manufactured by Tektronix), and the current used was A6303 (manufactured by Tektronix). The UV illuminance [mW / cm 2 ] is obtained by connecting a luminometer head UIT-250 (made by Ushio Inc.) with a VUV-S172 (made by Ushio Inc.) as an illuminometer head, and bringing the illuminometer head into contact with a barrier discharge lamp. The UV illuminance was measured. Further, in order to express the characteristics of the barrier discharge lamp, the value obtained by dividing the illuminance by the electric power was used as the luminous efficiency. The state of the internal electrodes is determined based on the luminous efficiency being 0.50 or more and the internal electrodes not being red-hot. 50 or less, x: It was determined that there was a problem that the internal electrode glowed red. As shown in FIG. 3, if P / φ is 10.0 or more and 80.0 or less, wire diameter φ is 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, and interval P in the tube axis direction is 10 mm or more and 50 mm or less, In all cases, it can be determined that the mark is good. From these results, conditions for suppressing a decrease in luminous efficiency were confirmed.

上述したように、実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜４とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在する。反射膜４は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。バリア放電ランプ１は、発光管２の内部に設けられる内部電極３と発光管２の近傍である外面２ｂ側に設けられる外部電極７との間でバリア放電を行う。内部電極３は、線径をφ、管軸方向の間隔をＰとしたとき、Ｐ／φが１０．０以上８０．０以下である。これにより、バリア放電ランプ１の発光効率の低下を抑制することができる。   As described above, the barrier discharge lamp 1 according to the embodiment includes the cylindrical arc tube 2, the internal electrode 3, and the reflective film 4. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2, and a spiral conductor extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The reflection film 4 is provided on the inner surface 2 a of the arc tube 2 and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube 2. The barrier discharge lamp 1 performs a barrier discharge between an internal electrode 3 provided inside the arc tube 2 and an external electrode 7 provided on the outer surface 2 b side near the arc tube 2. P / φ of the internal electrode 3 is 10.0 or more and 80.0 or less when a wire diameter is φ and an interval in a tube axis direction is P. As a result, a decrease in the luminous efficiency of the barrier discharge lamp 1 can be suppressed.

また、実施形態に係るバリア放電ランプ１は、円筒状の発光管２と、内部電極３と、反射膜４とを具備する。発光管２は、ガスが封入され、紫外光を透過する。内部電極３は、発光管２の内部に配置され、螺旋状の導体が発光管２の管軸方向に延在する。反射膜４は、発光管２の内面２ａに設けられ、紫外光を発光管２の内部へ反射する。発光管２は、発光管２の内部に設けられる内部電極３と発光管２の近傍である外面２ｂ側に設けられる外部電極７との間でバリア放電を行う。内部電極３は、線径φが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下、管軸方向の間隔Ｐが１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である。これにより、バリア放電ランプ１の発光効率の低下を抑制することができる。   Further, the barrier discharge lamp 1 according to the embodiment includes a cylindrical arc tube 2, an internal electrode 3, and a reflective film 4. The arc tube 2 is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2, and a spiral conductor extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The reflection film 4 is provided on the inner surface 2 a of the arc tube 2 and reflects ultraviolet light to the inside of the arc tube 2. The arc tube 2 performs a barrier discharge between the internal electrode 3 provided inside the arc tube 2 and the external electrode 7 provided on the outer surface 2 b side near the arc tube 2. The internal electrode 3 has a wire diameter φ of 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, and an interval P in the tube axis direction of 10 mm or more and 50 mm or less. As a result, a decrease in the luminous efficiency of the barrier discharge lamp 1 can be suppressed.

また、実施形態に係るバリア放電ランプ１は、内部電極３がコイル部３ａを有し、コイル部３ａのコイル外径をＣとしたとき、Ｃ／φが２５．０以上９０．０以下である。これにより、バリア放電ランプ１の発光効率の低下を抑制することができる。   Further, in the barrier discharge lamp 1 according to the embodiment, when the internal electrode 3 has the coil portion 3a and the coil outer diameter of the coil portion 3a is C, C / φ is 25.0 or more and 90.0 or less. . As a result, a decrease in the luminous efficiency of the barrier discharge lamp 1 can be suppressed.

また、実施形態に係るコイル部３ａの外面３ａ１と発光管２の内面２ａとの間隔Ｌが３ｍｍ以下である。これにより、バリア放電ランプ１の発光効率の低下を抑制することができる。   Further, the distance L between the outer surface 3a1 of the coil portion 3a and the inner surface 2a of the arc tube 2 according to the embodiment is 3 mm or less. As a result, a decrease in the luminous efficiency of the barrier discharge lamp 1 can be suppressed.

また、実施形態に係る反射膜４の管軸方向の長さＬ４は、内部電極３のコイル部３ａの管軸方向の長さＬ３以上である。これにより、バリア放電ランプ１の発光効率の低下を抑制することができる。   The length L4 of the reflection film 4 according to the embodiment in the tube axis direction is equal to or longer than the length L3 of the coil portion 3a of the internal electrode 3 in the tube axis direction. As a result, a decrease in the luminous efficiency of the barrier discharge lamp 1 can be suppressed.

本発明の実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although embodiments of the present invention have been described, the embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. The embodiment can be implemented in other various forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. The embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１ バリア放電ランプ
２ 発光管
３ 内部電極
４ 反射膜
７ 外部電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Barrier discharge lamp 2 Arc tube 3 Internal electrode 4 Reflective film 7 External electrode

Claims (7)

ガスが封入され、紫外光を透過する円筒状の発光管と；
前記発光管の内部に配置され、螺旋状の導体が前記発光管の管軸方向に延在する内部電極と；
前記発光管の内面に設けられ、前記紫外光を前記発光管の内部へ反射する反射膜と；
を具備し、前記発光管の内部に設けられる前記内部電極と前記発光管の外面側に設けられる外部電極との間でバリア放電を行うバリア放電ランプであって、
前記内部電極は、線径をφ、前記管軸方向の間隔をＰとしたとき、Ｐ／φが１０．０以上８０．０以下である、バリア放電ランプ。 A cylindrical arc tube filled with gas and transmitting ultraviolet light;
An internal electrode disposed inside the arc tube and having a spiral conductor extending in a tube axis direction of the arc tube;
A reflection film provided on an inner surface of the arc tube and reflecting the ultraviolet light to the inside of the arc tube;
A barrier discharge lamp that performs a barrier discharge between the internal electrode provided inside the arc tube and an external electrode provided on the outer surface side of the arc tube,
The barrier discharge lamp, wherein the internal electrode has P / φ of 10.0 or more and 80.0 or less when a wire diameter is φ and an interval in the tube axis direction is P. ガスが封入され、紫外光を透過する円筒状の発光管と；
前記発光管の内部に配置され、螺旋状の導体が前記発光管の管軸方向に延在する内部電極と；
前記発光管の内面に設けられ、前記紫外光を前記発光管の内部へ反射する反射膜と；
を具備し、前記発光管の内部に設けられる前記内部電極と前記発光管の外面側に設けられる外部電極との間でバリア放電を行うバリア放電ランプであって、
前記内部電極は、線径φが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、前記管軸方向の間隔Ｐが１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、バリア放電ランプ。 A cylindrical arc tube filled with gas and transmitting ultraviolet light;
An internal electrode disposed inside the arc tube and having a spiral conductor extending in a tube axis direction of the arc tube;
A reflection film provided on an inner surface of the arc tube and reflecting the ultraviolet light to the inside of the arc tube;
A barrier discharge lamp that performs a barrier discharge between the internal electrode provided inside the arc tube and an external electrode provided on the outer surface side of the arc tube,
A barrier discharge lamp, wherein the internal electrode has a wire diameter φ of 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, and an interval P in the tube axis direction of 10 mm or more and 50 mm or less. 前記内部電極はコイル部を有し、前記コイル部のコイル外径をＣとしたとき、Ｃ／φが２５．０以上９０．０以下である、請求項１または２に記載のバリア放電ランプ。   3. The barrier discharge lamp according to claim 1, wherein the internal electrode has a coil portion, and C / φ is 25.0 or more and 90.0 or less, where C is an outer diameter of the coil portion. 前記内部電極が有するコイル部の外面と前記発光管の内面との間隔が３ｍｍ以下である、請求項１〜３のいずれか１つに記載のバリア放電ランプ。   The barrier discharge lamp according to any one of claims 1 to 3, wherein a distance between an outer surface of the coil portion of the inner electrode and an inner surface of the arc tube is 3 mm or less. 前記反射膜の前記管軸方向の長さは、前記内部電極が有するコイル部の前記管軸方向の長さ以上である、請求項１〜４のいずれか１つに記載のバリア放電ランプ。   5. The barrier discharge lamp according to claim 1, wherein a length of the reflection film in the tube axis direction is equal to or greater than a length of the coil portion of the internal electrode in the tube axis direction. 6. ガスが封入され、紫外光を透過する円筒状の発光管と；
前記発光管の内部に配置され、螺旋状の導体が前記発光管の管軸方向に延在する内部電極と；
前記発光管の内面に設けられ、前記紫外光を前記発光管の内部へ反射する反射膜と；
前記反射膜が設けられた前記内面に対応する前記発光管の外面側に設けられる外部電極と；
を具備し、
前記内部電極は、線径をφ、前記管軸方向の間隔をＰとしたとき、Ｐ／φが１０．０以上８０．０以下である、バリア放電ランプ。 A cylindrical arc tube filled with gas and transmitting ultraviolet light;
An internal electrode disposed inside the arc tube and having a spiral conductor extending in a tube axis direction of the arc tube;
A reflection film provided on an inner surface of the arc tube and reflecting the ultraviolet light to the inside of the arc tube;
An external electrode provided on the outer surface side of the arc tube corresponding to the inner surface provided with the reflective film;
With
The barrier discharge lamp, wherein the internal electrode has P / φ of 10.0 or more and 80.0 or less when a wire diameter is φ and an interval in the tube axis direction is P. ガスが封入され、紫外光を透過する円筒状の発光管と；
前記発光管の内部に配置され、螺旋状の導体が前記発光管の管軸方向に延在する内部電極と；
前記発光管の内面に設けられ、前記紫外光を前記発光管の内部へ反射する反射膜と；
前記反射膜が設けられた前記内面に対応する前記発光管の外面側に設けられる外部電極と；
を具備し、
前記内部電極は、線径φが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、前記管軸方向の間隔Ｐが１０ｍｍ以上５０ｍｍ以下である、バリア放電ランプ。 A cylindrical arc tube filled with gas and transmitting ultraviolet light;
An internal electrode disposed inside the arc tube and having a spiral conductor extending in a tube axis direction of the arc tube;
A reflection film provided on an inner surface of the arc tube and reflecting the ultraviolet light to the inside of the arc tube;
An external electrode provided on the outer surface side of the arc tube corresponding to the inner surface provided with the reflective film;
With
A barrier discharge lamp, wherein the internal electrode has a wire diameter φ of 0.5 mm or more and 1.0 mm or less, and an interval P in the tube axis direction of 10 mm or more and 50 mm or less.
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