JP2021051937A - Barrier discharge lamp and UV irradiation unit - Google Patents

Barrier discharge lamp and UV irradiation unit Download PDF

Info

Publication number
JP2021051937A
JP2021051937A JP2019174686A JP2019174686A JP2021051937A JP 2021051937 A JP2021051937 A JP 2021051937A JP 2019174686 A JP2019174686 A JP 2019174686A JP 2019174686 A JP2019174686 A JP 2019174686A JP 2021051937 A JP2021051937 A JP 2021051937A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arc tube
external electrode
barrier discharge
discharge lamp
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019174686A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
棟興 聶
Toshin Nie
棟興 聶
純 藤岡
Jun Fujioka
純 藤岡
弘喜 日野
Hiroyoshi Hino
弘喜 日野
祥平 前田
Shohei Maeda
祥平 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Lighting and Technology Corp filed Critical Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority to JP2019174686A priority Critical patent/JP2021051937A/en
Priority to CN202021927682.8U priority patent/CN212625483U/en
Priority to TW109131015A priority patent/TW202113919A/en
Publication of JP2021051937A publication Critical patent/JP2021051937A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To provide a barrier discharge lamp that suppresses a decrease in luminous efficiency.SOLUTION: A barrier discharge lamp 1 includes a cylindrical arc tube 2, an internal electrode 3, 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 extends in the tube axial direction of the arc tube 2. The external electrode 7 is provided on the outer surface side of the arc tube 2 so as to face the internal electrode 3. An outer diameter D1 [mm] of the arc tube 2 and the inner diameter D2 [mm] of the external electrode have a relationship of 0.93≤D1/D2≤0.99.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明の実施形態は、バリア放電ランプおよび紫外線照射ユニットに関する。 Embodiments of the present invention relate to barrier discharge lamps and UV irradiation units.

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, barrier discharge lamps used for the purpose of cleaning and modifying substrates are known. The barrier discharge lamp is a dielectric barrier discharge generated by connecting a spiral internal electrode arranged inside the arc tube, which is a dielectric, and an external electrode arranged outside the arc tube to an AC power source. It emits ultraviolet light having a specific wavelength according to the gas contained inside the arc tube.

特開2013−211164号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2013-21164

上記のようなバリア放電ランプにおいては、例えば外部電極や発光管の寸法等により、発光特性の低下が発生する場合があった。 In the barrier discharge lamp as described above, the light emitting characteristics may be deteriorated due to, for example, the dimensions of the external electrode and the arc tube.

本発明が解決しようとする課題は、発光特性の低下を抑制することができるバリア放電ランプおよび紫外線照射ユニットを提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a barrier discharge lamp and an ultraviolet irradiation unit capable of suppressing a decrease in light emitting characteristics.

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、外部電極とを具備する。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、発光管の管軸方向に延在する。内部電極は、発光管の内部に配置され、発光管の管軸方向に延在する。外部電極は、内部電極と対向するように発光管の外面側に設けられる。発光管の外径D1[mm]および外部電極の内径D2[mm]は、0.93≦D1/D2≦0.99の関係を有する。 The barrier discharge lamp of the embodiment includes a cylindrical arc tube, an internal electrode, and an external electrode. The arc tube is filled with gas and transmits ultraviolet light. The internal electrode is arranged inside the arc tube and extends in the axial direction of the arc tube. The internal electrode is arranged inside the arc tube and extends in the axial direction of the arc tube. The external electrode is provided on the outer surface side of the arc tube so as to face the internal electrode. The outer diameter D1 [mm] of the arc tube and the inner diameter D2 [mm] of the external electrode have a relationship of 0.93 ≦ D1 / D2 ≦ 0.99.

本発明によれば、発光特性の低下を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in light emission characteristics.

実施形態に係る紫外線照射ユニットを示す図である。It is a figure which shows the ultraviolet irradiation unit which concerns on embodiment. 図1のA−A断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 評価試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of the 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、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、発光管2の管軸方向に延在する。外部電極7は、内部電極3と対向するように発光管2の外面2b側に設けられる。発光管2の外径D1[mm]および外部電極7の内径D2[mm]は、0.93≦D1/D2≦0.99の関係を有する。 The barrier discharge lamp 1 according to the embodiment described below includes a cylindrical arc tube 2, an internal electrode 3, 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 extends in the tube axial direction of the arc tube 2. The outer electrode 7 is provided on the outer surface 2b side of the arc tube 2 so as to face the inner electrode 3. The outer diameter D1 [mm] of the arc tube 2 and the inner diameter D2 [mm] of the external electrode 7 have a relationship of 0.93 ≦ D1 / D2 ≦ 0.99.

また、以下に説明する実施形態に係る紫外線照射ユニット100は、1または複数のバリア放電ランプ1を具備する。 Further, the ultraviolet irradiation unit 100 according to the embodiment described below includes one or a plurality of barrier discharge lamps 1.

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。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. The embodiments shown below do not limit the techniques disclosed by the present invention.

[実施形態]
図1は、実施形態に係る紫外線照射ユニットを示す図であり、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、実施形態に係る紫外線照射ユニット100は、1または複数のバリア放電ランプ1と、外部電極7と、放熱ブロック8とを有する。
[Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing an ultraviolet irradiation unit according to an embodiment, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the ultraviolet irradiation unit 100 according to the embodiment includes one or more barrier discharge lamps 1, an external electrode 7, and a heat dissipation block 8.

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および放熱ブロック8の図示を省略している。 For the sake of clarity, FIGS. 1 and 2 show a three-dimensional Cartesian coordinate system including a Z-axis whose positive direction is the irradiation direction. Further, in FIG. 1, the external electrode 7 and the heat dissipation block 8 are not shown.

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、より具体的には後述する発光管2と外部電極7とが組み合された形態を「バリア放電ランプ」と称してもよいし、バリア放電ランプ1、外部電極7および放熱ブロック8が組み合わされた形態を「バリア放電ランプ」と称してもよい。また、本実施形態では外部電極7と放熱ブロック8とを別体で有しているが、外部電極7を有さず、放熱ブロック8が外部電極7の機能を兼ねる形態を「外部電極」と称してもよい。 The barrier discharge lamp 1 performs barrier discharge with an external electrode 7 provided on the outer surface side of the barrier discharge lamp 1. In the present embodiment, the external electrode 7 is provided on the outer surface side of the barrier discharge lamp 1, but the barrier discharge lamp 1 and the external electrode 7 are combined, and more specifically, the arc tube 2 described later. The form in which the external electrode 7 is combined may be referred to as a "barrier discharge lamp", and the form in which the barrier discharge lamp 1, the external electrode 7 and the heat dissipation block 8 are combined may be referred to as a "barrier discharge lamp". Good. Further, in the present embodiment, the external electrode 7 and the heat radiating block 8 are separately provided, but the morphology in which the heat radiating block 8 also functions as the external electrode 7 without the external electrode 7 is referred to as an “external electrode”. You may call it.

図1および図2に示すように、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。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200[nm]以下の真空紫外線透過率が高い合成石英が例示される。具体的には、例えば、信越石英製合成石英F−310が発光管2の材料として使用できる。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。 As shown in FIGS. 1 and 2, the barrier discharge lamp 1 has a light emitting tube 2, an internal electrode 3, a reflective film 4, a base 5, and a lead wire 6. The arc tube 2 is a cylindrical member that transmits ultraviolet light. Examples of the material of the arc tube 2 include synthetic quartz having a wavelength of 200 [nm] or less and a high vacuum ultraviolet transmittance. Specifically, for example, Shinetsu quartz synthetic quartz F-310 can be used as the material for the arc tube 2. Further, the arc tube 2 is hermetically sealed by being held by sealing members having a stem structure at both ends in the tube axis direction (X-axis direction).

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80〜200[kPa]のキセノンガスである。具体的には、例えば、93[kPa]のキセノンガスが発光管2の内部に充填される。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。液晶パネル用ガラスの表面を洗浄する用途では、例えば、波長172[nm]の真空紫外光を放射する発光管2を使用することができる。 Further, gas is sealed inside the arc tube 2. The gas is, for example, 80 to 200 [kPa] xenon gas. Specifically, for example, 93 [kPa] xenon gas is filled inside the arc tube 2. The gas may be composed of, for example, one type of krypton, xenon, argon, neon, etc., or a combination of a plurality of types. Further, the gas may include, for example, a halogen gas, if necessary. The arc tube 2 can emit ultraviolet light (excimer light) having a specific peak wavelength according to the type of the enclosed gas. In the application of cleaning the surface of the glass for a liquid crystal panel, for example, an arc tube 2 that emits vacuum ultraviolet light having a wavelength of 172 [nm] can be used.

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。具体的には、例えば、プランゼ製カリウムドープタングステンWK75が内部電極3の材料として使用できる。 The internal electrode 3 is arranged inside the arc tube 2. In the internal electrode 3, a coil portion 3a, which is a spiral conductor, extends in the tube axis direction of the arc tube 2. The internal electrode 3 is formed of, for example, a material containing tungsten. Specifically, the internal electrode 3 contains tungsten as a component of 50 [%] or more of all the components. In particular, when doped tungsten obtained by adding potassium or the like to tungsten is applied as the internal electrode 3, higher dimensional stability can be obtained. Specifically, for example, potassium-doped tungsten WK75 manufactured by Pluse can be used as a material for the internal electrode 3.

また、内部電極3の線径φは、例えば、0.5[mm]以上1.0[mm]以下とすることができる。また、内部電極3は、例えば、コイル部3aの管軸方向の間隔Pを、例えば10[mm]以上50[mm]以下とすることができる。具体的には、例えば、コイル部3aの間隔Pを30[mm]とした内部電極3を使用することができる。 Further, the wire diameter φ of the internal electrode 3 can be, for example, 0.5 [mm] or more and 1.0 [mm] or less. Further, for the internal electrode 3, for example, the distance P in the tube axis direction of the coil portion 3a can be set to, for example, 10 [mm] or more and 50 [mm] or less. Specifically, for example, the internal electrode 3 in which the distance P between the coil portions 3a is 30 [mm] can be used.

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、発光管2の周方向に180[°]以上、例えば200[°]以上300[°]以下の角度θ4で配置される。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 reflective film 4 is provided on the inner surface 2a of the arc tube 2 and reflects ultraviolet light into the arc tube 2. Examples of the material of the reflective film 4 include silica. Further, the reflective film 4 is not limited to silica, and may be made of a material containing ultraviolet scattering particles such as alumina. The reflective film 4 is arranged at an angle θ4 of 180 [°] or more, for example, 200 [°] or more and 300 [°] or less in the circumferential direction of the arc tube 2. Further, the length L4 of the reflective film 4 in the tube axis direction is arranged so as to be 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, the decrease in luminous efficiency can be suppressed by efficiently irradiating the irradiated body with the ultraviolet light generated in the arc tube 2.

また、反射膜4は、良好な反射率を保持する観点から、例えば100[μm]以上300[μm]以下の膜厚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。ただし、実施形態の変形例に係るバリア放電ランプ1として、反射膜4を有しない態様も許容される。 Further, the reflective film 4 is formed so as to have a film thickness of, for example, 100 [μm] or more and 300 [μm] or less from the viewpoint of maintaining good reflectance. The reflective film 4 may be in contact with or separated from the coil portion 3a of the internal electrode 3. However, as the barrier discharge lamp 1 according to the modified example of the embodiment, a mode in which the reflective film 4 is not provided is also allowed.

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、例えば、ステンレス製またはアルミニウム製とすることができる。 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 provided with the reflective film 4. The external electrode 7 can be made of, for example, stainless steel or aluminum.

外部電極7の内径D2[mm]は、発光管2の外径D1[mm]に対し、0.93≦D1/D2≦0.99の関係を有する。これにより、発光管2と外部電極7との間の密着性が高まり、発光特性の低下を抑制することができる。これに対し、D1/D2<0.93、またはD1/D2>0.99だと、発光特性が低下する。 The inner diameter D2 [mm] of the external electrode 7 has a relationship of 0.93 ≦ D1 / D2 ≦ 0.99 with respect to the outer diameter D1 [mm] of the arc tube 2. As a result, the adhesion between the arc tube 2 and the external electrode 7 is enhanced, and deterioration of the light emitting characteristics can be suppressed. On the other hand, when D1 / D2 <0.93 or D1 / D2> 0.99, the light emission characteristics deteriorate.

すなわち、バリア放電ランプ1に電圧を印加することで生じたプラズマに、発光管2と外部電極7との間に生じた空隙に進入した環境中の空気が接触すると、硝化水素ガスが発生する。一方、外部電極7の表面では、環境中の水分が結露する。結露した水分に硝化水素ガスが溶け込むと、硝酸が生成し、発光管2の外面2bに接触することで、紫外光の透過性が低下する。バリア放電ランプ1を点灯させる都度このような現象が繰り返されることで、発光特性が低下する。このため、発光管2の外径D1[mm]および外部電極7の内径D2[mm]は、0.93≦D1/D2≦0.99の関係を有する。 That is, when the plasma generated by applying a voltage to the barrier discharge lamp 1 comes into contact with the air in the environment that has entered the gap generated between the arc tube 2 and the external electrode 7, nitrifying hydrogen gas is generated. On the other hand, on the surface of the external electrode 7, moisture in the environment condenses. When the nitrifying hydrogen gas dissolves in the condensed water, nitric acid is generated and comes into contact with the outer surface 2b of the arc tube 2, so that the transparency of ultraviolet light is lowered. By repeating such a phenomenon each time the barrier discharge lamp 1 is turned on, the light emitting characteristics are deteriorated. Therefore, the outer diameter D1 [mm] of the arc tube 2 and the inner diameter D2 [mm] of the external electrode 7 have a relationship of 0.93 ≦ D1 / D2 ≦ 0.99.

なお、0.99<D1/D2<1.00では、発光管2を外部電極7や放熱ブロック8に取り付ける際に寸法公差やねじれ等により取り付けに支障が生じる。特に、D1/D2>1.00では、発光管2の外径D1[mm]に対して外部電極7の内径D2[mm]の方が小さくなるため、外部電極7を無理やり広げて発光管2を取り付けることとなり、バリア放電ランプ1を点灯させると外部電極7から発光管2に対して圧力が加えられることとなり、発光管2の早期破損に至る。 When 0.99 <D1 / D2 <1.00, when the arc tube 2 is attached to the external electrode 7 or the heat radiating block 8, the attachment is hindered due to dimensional tolerances, twists, and the like. In particular, when D1 / D2> 1.00, the inner diameter D2 [mm] of the external electrode 7 is smaller than the outer diameter D1 [mm] of the arc tube 2, so the external electrode 7 is forcibly expanded and the arc tube 2 is expanded. When the barrier discharge lamp 1 is turned on, pressure is applied to the arc tube 2 from the external electrode 7, leading to early damage to the arc tube 2.

また、外部電極7は、発光管2の周方向に、例えば30[°]以上190[°]以下の角度θ7で配置される。角度θ7が30[°]未満だと、発光管2との接触面積が小さいことで紫外線照度が低下し、適正な発光特性が得られない場合がある。また、角度θ7が190[°]を超えると、放射された紫外光が被照射体に到達する前に外部電極7に干渉され、適正な発光特性が得られない場合がある。このため、外部電極7の角度θ7は、30[°]以上190[°]以下とすることができる。 Further, the external electrode 7 is arranged in the circumferential direction of the arc tube 2 at an angle θ7 of, for example, 30 [°] or more and 190 [°] or less. If the angle θ7 is less than 30 [°], the contact area with the arc tube 2 is small, so that the ultraviolet illuminance is reduced and proper emission characteristics may not be obtained. Further, when the angle θ7 exceeds 190 [°], the emitted ultraviolet light may interfere with the external electrode 7 before reaching the irradiated body, and appropriate light emission characteristics may not be obtained. Therefore, the angle θ7 of the external electrode 7 can be set to 30 [°] or more and 190 [°] or less.

また、外部電極7は、発光管2と向かい合うように配置され、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いる。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。 Further, the external electrode 7 is arranged so as to face the arc tube 2 and also serves as a heat radiating block for dissipating heat from the generated barrier discharge lamp 1. In addition, a flow path for passing a liquid or gas refrigerant may be provided inside the external electrode 7 to further improve heat dissipation.

放熱ブロック8は、外部電極7を挟んで発光管2と向かい合うように配置され、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8は、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、放熱ブロック8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。放熱ブロック8の内面8aと外部電極7の外面7aとは、互いに接していてもよく、離れていてもよいが、放熱ブロック8と外部電極7とを接触させると、放熱性を高めることができる。また、必要に応じて、放熱ブロック8の内面8aおよび/または端面8bに絶縁処理を施し、外部電極7との導通を遮断してもよい。 The heat dissipation block 8 is arranged so as to face the arc tube 2 with the external electrode 7 interposed therebetween, and dissipates heat from the heat-generating barrier discharge lamp 1. The heat dissipation block 8 can be made of, for example, aluminum or stainless steel. The heat dissipation block 8 may be provided with a flow path for flowing a liquid or gas refrigerant to further improve the heat dissipation. The inner surface 8a of the heat radiating block 8 and the outer surface 7a of the outer electrode 7 may be in contact with each other or separated from each other, but when the heat radiating block 8 and the outer electrode 7 are brought into contact with each other, the heat radiating property can be improved. .. Further, if necessary, the inner surface 8a and / or the end surface 8b of the heat dissipation block 8 may be subjected to an insulating treatment to cut off the conduction with the external electrode 7.

また、図2に示した例では、外部電極7の角度θ7と、外部電極7の外面7aを発光管2の周方向に覆う放熱ブロック8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。言い換えると、発光管2の周方向の両端に位置する外部電極7の端面7bは、放熱ブロック8の端面8bから被照射体側(Z軸正方向側)に突出していてもよく、端面8bからZ軸負方向側に没入していてもよい。 Further, in the example shown in FIG. 2, the angle θ7 of the external electrode 7 and the angle of the heat radiation block 8 that covers the outer surface 7a of the external electrode 7 in the circumferential direction of the arc tube 2 are shown to be the same. It is not limited to, and may be different from each other. In other words, the end faces 7b of the external electrodes 7 located at both ends in the circumferential direction of the arc tube 2 may project from the end faces 8b of the heat dissipation block 8 toward the irradiated body side (Z-axis positive direction side), and the end faces 8b to Z. It may be immersed in the negative axis direction.

なお、発光管2と外部電極7とは、角度θ7の大きさに応じた方向に着脱され、交換可能に配置することができる。発光管2は、外部電極7に対し、外部電極7の端面7b側からZ軸方向に沿うように着脱されてもよく、また、発光管2の管軸方向、すなわちY軸方向に沿うように着脱されてもよい。また、発光管2および外部電極7は、着脱不能に配置されてもよい。 The arc tube 2 and the external electrode 7 can be attached to and detached from each other in a direction corresponding to the size of the angle θ7, and can be arranged interchangeably. The arc tube 2 may be attached to and detached from the external electrode 7 from the end surface 7b side of the external electrode 7 along the Z-axis direction, and may be attached to and detached from the external electrode 7 along the tube axis direction of the arc tube 2, that is, along the Y-axis direction. It may be attached and detached. Further, the arc tube 2 and the external electrode 7 may be arranged so as not to be attached and detached.

口金5は、リード線6の一端側を覆うように配置され、発光管2の管軸方向の両端を支持する。口金5は、例えば、絶縁性のステアタイトを用いて形成される。また、口金5は、酸化アルミニウムなどの絶縁体で形成されても構わない。なお、口金5は、外部電極7と接触するように配置されてもよく、外部電極7と離間して配置されてもよい。 The base 5 is arranged so as to cover one end side of the lead wire 6 and supports both ends of the arc tube 2 in the tube axial direction. The base 5 is formed using, for example, an insulating steatite. Further, the base 5 may be formed of an insulator such as aluminum oxide. The base 5 may be arranged so as to be in contact with the external electrode 7, or may be arranged apart from the external electrode 7.

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管2を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37kHzの正弦波を印加し、2.4kW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。なお、リード線6は、図1のように発光管2の一端側のみに設けられる構成に限定されず、例えば、発光管2の両端に設けられている構成であってもよい。 The lead wire 6 is electrically connected to the internal electrode 3. Further, the lead wire 6 is drawn from a base 5 that supports both ends of the arc tube 2 in the tube axial direction, and is electrically connected to the external electrode 7 via a lighting device (not shown) connected to an AC power supply. A predetermined voltage can be applied between the electrodes to cause the arc tube 2 to emit light. The lighting device includes an inverter capable of outputting high voltage and high frequency, and is configured to be able to supply electric power from an AC power source to the barrier discharge lamp 1. The lighting device can, for example, apply a sine wave having a frequency of 37 kHz to light the barrier discharge lamp 1 with a lamp power of about 2.4 kW. The lead wire 6 is not limited to the configuration provided only on one end side of the arc tube 2 as shown in FIG. 1, and may be provided on both ends of the arc tube 2, for example.

[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、外部電極7の内径D2[mm]に対する発光管2の外径D1[mm]の比率(D1/D2)を0.85から1.06まで0.1ごとに変化させて、発光管2からの硝酸発生率[%]に対する影響についてそれぞれ評価した。図3に評価試験の結果を示す。硝酸発生率[%]は、バリア放電ランプ1を100時間点灯させたときの外部電極放電表面で硝酸が発生した面積と外部電極放電表面の面積比である。ここで、「外部電極放電表面で硝酸が発生した面積」とは、目視で外部電極7を観察したときに白濁した箇所の面積を金尺等により測定して算出する。なお、図3では、外部電極7の角度θ7は、180[°]とした。
[Evaluation test]
A lighting test was performed using a prototype of a barrier discharge lamp, and the ratio (D1 / D2) of the outer diameter D1 [mm] of the arc tube 2 to the inner diameter D2 [mm] of the external electrode 7 was from 0.85 to 1.06. The effect on the nitric acid generation rate [%] from the arc tube 2 was evaluated by changing the value every 0.1. FIG. 3 shows the results of the evaluation test. The nitric acid generation rate [%] is the area ratio between the area where nitric acid is generated on the external electrode discharge surface and the area on the external electrode discharge surface when the barrier discharge lamp 1 is turned on for 100 hours. Here, the "area where nitric acid is generated on the surface of the discharge of the external electrode" is calculated by measuring the area of the portion that becomes cloudy when the external electrode 7 is visually observed with a metal scale or the like. In FIG. 3, the angle θ7 of the external electrode 7 is set to 180 [°].

図3に示すように、硝酸発生率[%]は、D1/D2が0.93以上0.99以下の範囲において0となり、発光特性の低下を抑制することができることが確認された。一方、D1/D2<0.93、およびD1/D2>1.00の範囲では、硝酸が発生し、経時的な発光特性の低下が示唆された。また、D1/D2が0.99超となると、発光管2の外径D1[mm]が外部電極7の内径D2[mm]よりも大きくなり、発光管2が外部電極7や放熱ブロック8に取り付けることが困難となり、仮に発光管2が外部電極7や放熱ブロック8に取り付けることができたとしても、発光管2が外部電極7や放熱ブロック8の寸法の差により発光管2が締め付けられてしまい、早期の発光管2の破損に至りやすい。これらの結果より、発光特性の低下を抑制することができるD1/D2の条件が確認された。特に、D1/D2が0.93以上0.98以下では発光管2を外部電極7や放熱ブロック8に取り付ける際にスムーズに行うことができたため、D1/D2のより好ましい範囲は0.93以上0.98以下である。 As shown in FIG. 3, the nitric acid generation rate [%] became 0 in the range of D1 / D2 of 0.93 or more and 0.99 or less, and it was confirmed that the deterioration of the light emitting characteristics could be suppressed. On the other hand, in the range of D1 / D2 <0.93 and D1 / D2> 1.00, nitric acid was generated, suggesting that the luminescence characteristics deteriorated with time. When D1 / D2 exceeds 0.99, the outer diameter D1 [mm] of the arc tube 2 becomes larger than the inner diameter D2 [mm] of the external electrode 7, and the arc tube 2 becomes the external electrode 7 and the heat radiation block 8. Even if the arc tube 2 can be attached to the external electrode 7 or the heat radiation block 8, the arc tube 2 is tightened due to the difference in the dimensions of the external electrode 7 or the heat radiation block 8. Therefore, the arc tube 2 is likely to be damaged at an early stage. From these results, the conditions of D1 / D2 that can suppress the deterioration of the light emitting characteristics were confirmed. In particular, when D1 / D2 is 0.93 or more and 0.98 or less, the arc tube 2 can be smoothly attached to the external electrode 7 or the heat radiation block 8, so that the more preferable range of D1 / D2 is 0.93 or more. It is 0.98 or less.

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、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、発光管2の管軸方向に延在する。外部電極7は、内部電極3と対向するように発光管2の外面2b側に設けられる。発光管2の外径D1[mm]および外部電極7の内径D2[mm]は、0.93≦D1/D2≦0.99の関係を有する。これにより、発光特性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 a cylindrical arc tube 2, an internal electrode 3, 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 extends in the tube axial direction of the arc tube 2. The outer electrode 7 is provided on the outer surface 2b side of the arc tube 2 so as to face the inner electrode 3. The outer diameter D1 [mm] of the arc tube 2 and the inner diameter D2 [mm] of the external electrode 7 have a relationship of 0.93 ≦ D1 / D2 ≦ 0.99. As a result, it is possible to suppress a decrease in light emission characteristics.

また、実施形態に係る紫外線照射ユニット100は、1または複数のバリア放電ランプ1を具備する。これにより、放熱部材を別途設けることなく放熱性を確保することができる。 Further, the ultraviolet irradiation unit 100 according to the embodiment includes one or a plurality of barrier discharge lamps 1. As a result, heat dissipation can be ensured without separately providing a heat dissipation member.

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 as examples and are not intended to limit the scope of the invention. The embodiment can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the gist of the invention. The embodiments and variations thereof are included in the scope of the invention described in the claims and the equivalent scope thereof, as are included in the scope and gist of the invention.

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
8 放熱ブロック
100 紫外線照射ユニット
1 Barrier discharge lamp 2 Light emitting tube 3 Internal electrode 4 Reflective film 7 External electrode 8 Heat dissipation block 100 Ultraviolet irradiation unit

Claims (2)

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、前記発光管の管軸方向に延在する内部電極と;
前記内部電極と対向するように前記発光管の外面側に設けられる外部電極と;
を具備し、
前記発光管の外径D1[mm]および前記外部電極の内径D2[mm]は、0.93≦D1/D2≦0.99の関係を有する、バリア放電ランプ。
With a cylindrical arc tube filled with gas and transmitting ultraviolet light;
With an internal electrode arranged inside the arc tube and extending in the tube axis direction of the arc tube;
With an external electrode provided on the outer surface side of the arc tube so as to face the internal electrode;
Equipped with
A barrier discharge lamp in which the outer diameter D1 [mm] of the arc tube and the inner diameter D2 [mm] of the outer electrode have a relationship of 0.93 ≦ D1 / D2 ≦ 0.99.
請求項1に記載のバリア放電ランプを1または複数具備する、紫外線照射ユニット。 An ultraviolet irradiation unit including one or a plurality of barrier discharge lamps according to claim 1.
JP2019174686A 2019-09-25 2019-09-25 Barrier discharge lamp and UV irradiation unit Pending JP2021051937A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019174686A JP2021051937A (en) 2019-09-25 2019-09-25 Barrier discharge lamp and UV irradiation unit
CN202021927682.8U CN212625483U (en) 2019-09-25 2020-09-07 Barrier discharge lamp and ultraviolet irradiation unit
TW109131015A TW202113919A (en) 2019-09-25 2020-09-10 Barrier discharge lamp and ultraviolet irradiation unit having appropriate light emitting characteristics and inhibiting the decline of light emitting characteristics

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019174686A JP2021051937A (en) 2019-09-25 2019-09-25 Barrier discharge lamp and UV irradiation unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2021051937A true JP2021051937A (en) 2021-04-01

Family

ID=75156221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019174686A Pending JP2021051937A (en) 2019-09-25 2019-09-25 Barrier discharge lamp and UV irradiation unit

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2021051937A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4063921A1 (en) 2021-03-25 2022-09-28 Dexerials Corporation Optical laminate, article, and image display apparatus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005209397A (en) * 2004-01-20 2005-08-04 Harison Toshiba Lighting Corp Dielectric barrier discharge lamp, and ultraviolet-ray irradiation device
JP2006313734A (en) * 2003-08-29 2006-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Light source device, lighting device, and liquid crystal display

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006313734A (en) * 2003-08-29 2006-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd Light source device, lighting device, and liquid crystal display
JP2005209397A (en) * 2004-01-20 2005-08-04 Harison Toshiba Lighting Corp Dielectric barrier discharge lamp, and ultraviolet-ray irradiation device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4063921A1 (en) 2021-03-25 2022-09-28 Dexerials Corporation Optical laminate, article, and image display apparatus
EP4318050A2 (en) 2021-03-25 2024-02-07 Dexerials Corporation Optical laminate, article, and image display apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5307029B2 (en) Discharge lamp
US9159545B2 (en) Excimer lamp
JP2021051937A (en) Barrier discharge lamp and UV irradiation unit
CN212625483U (en) Barrier discharge lamp and ultraviolet irradiation unit
JP2021051936A (en) Barrier discharge lamp and UV irradiation unit
TWI790362B (en) Ultraviolet irradiation unit, ultraviolet irradiation device, and shielding discharge lamp
JP7139808B2 (en) barrier discharge lamp
JP7135605B2 (en) Barrier discharge lamp, UV irradiation unit and UV irradiation device
JP2009283226A (en) Metal halide lamp
JP2009283227A (en) Metal halide lamp
JP2021125437A (en) Barrier discharge lamp module, barrier discharge lamp, and ultraviolet radiation device
TW202108506A (en) Metal halide lamp and UV light illuminating device including a luminous tube and an electrode
JP5629985B2 (en) Discharge lamp device
TWI679677B (en) Electric discharge lamp
JP2006185656A (en) Dielectric barrier discharge lamp and ultraviolet-ray irradiation device
JP5640966B2 (en) Excimer lamp
JP5640998B2 (en) Excimer lamp
JP2022175582A (en) barrier discharge lamp
JP2024044510A (en) excimer lamp
JP2013089480A (en) Foil seal lamp
JP2020107467A (en) Barrier discharge lamp
JP2017216146A (en) Long arc type ultraviolet lamp and irradiation device
JP2014026823A (en) Rare gas discharge tube
JP2017016871A (en) Long arc type discharge lamp and radiation device
JP2013229215A (en) Metal halide lamp for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220516

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230104

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230627