JP3125606B2 - Dielectric barrier discharge lamp device - Google Patents

Dielectric barrier discharge lamp device

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JP3125606B2
JP3125606B2 JP06290367A JP29036794A JP3125606B2 JP 3125606 B2 JP3125606 B2 JP 3125606B2 JP 06290367 A JP06290367 A JP 06290367A JP 29036794 A JP29036794 A JP 29036794A JP 3125606 B2 JP3125606 B2 JP 3125606B2
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dielectric
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、光化学反応用
の紫外線光源として使用される放電ランプ装置の一種
で、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成し、
該エキシマ分子から放射される光を利用するいわゆる誘
電体バリア放電ランプ装置の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp device used as an ultraviolet light source for photochemical reactions, for example, which forms excimer molecules by dielectric barrier discharge.
The present invention relates to an improvement in a so-called dielectric barrier discharge lamp device using light emitted from the excimer molecule.

【0002】[0002]

【従来の技術】本発明に関連した技術としては、例え
ば、日本国公開特許公報平1−144560号がある。
そこには、放電容器にエキシマ分子を形成する放電用ガ
スを充填し、誘電体バリア放電(別名オゾナイザ放電あ
るいは無声放電。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ページ参照)
によってエキシマ分子を形成せしめ、前記エキシマ分子
から放射される光を利用するランプ、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。
2. Description of the Related Art As a technique related to the present invention, there is, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 1-144560.
There, a discharge vessel is filled with a discharge gas for forming excimer molecules, and a dielectric barrier discharge (also known as an ozonizer discharge or a silent discharge) is issued. (See page 263)
Describes a lamp using excimer molecules to form excimer molecules by using light emitted from the excimer molecules, that is, a dielectric barrier discharge lamp.

【0003】また前記公報には、前記放電容器は円筒状
であり、前記放電容器の少なくとも一部は前記誘電体バ
リア放電の誘電体を兼ねており、前記誘電体は光透過性
であり、前記誘電体の少なくとも一部に導電性網状電極
が設けられた誘電体バリア放電ランプが記載されてい
る。
In the above publication, the discharge vessel has a cylindrical shape, at least a part of the discharge vessel also serves as a dielectric for the dielectric barrier discharge, and the dielectric is light-transmissive. A dielectric barrier discharge lamp is described in which a conductive mesh electrode is provided on at least a part of the dielectric.

【0004】また、日本国公開特許公報平5−2668
63号には、放電室と電極とが誘電率が10以上である
液体を介して接続されている中空円筒型の誘電体バリア
放電ランプにおいて、ランプの照射特性を制御するため
に、放電の動作電圧または実効静電容量を局所的に変え
る部材を設けることが記載されている。
[0004] Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-2668.
No. 63 discloses a hollow cylindrical dielectric barrier discharge lamp in which a discharge chamber and an electrode are connected via a liquid having a dielectric constant of 10 or more, in order to control the irradiation characteristics of the lamp. It is described that a member for locally changing the voltage or the effective capacitance is provided.

【0005】以下、誘電体バリア放電ランプの概略図で
ある図5を使用して、一般的な誘電体バリア放電ランプ
の概要について説明する。放電容器1は誘電体であるガ
ラス製で、内側管2、外側管3を同軸に配置して中空円
筒状にしたものである。外側管3の外面には、光通過性
の誘電体バリア放電用の網状電極4が設けられている。
また、内側管2の内面には、アルミニウムの蒸着によっ
て形成した光反射膜を兼ねた誘電体バリア放電用の内側
電極5が設けられている。内側電極5を機械的、化学的
に保護するために、内側電極5の上には窒化ほう素から
なる保護膜9が設けられている。また放電容器1の一端
には、ゲッタ7を収容するゲッタ収容室6が設けられて
いる。外側管3の内表面と内側管2の外表面との間に
は、放電空間8が形成される。
Hereinafter, an outline of a general dielectric barrier discharge lamp will be described with reference to FIG. 5 which is a schematic view of a dielectric barrier discharge lamp. The discharge vessel 1 is made of glass as a dielectric, and has a hollow cylindrical shape in which an inner tube 2 and an outer tube 3 are coaxially arranged. On the outer surface of the outer tube 3, a mesh electrode 4 for a light-permeable dielectric barrier discharge is provided.
Further, on the inner surface of the inner tube 2, an inner electrode 5 for dielectric barrier discharge, which also serves as a light reflection film formed by vapor deposition of aluminum, is provided. To protect the inner electrode 5 mechanically and chemically, a protective film 9 made of boron nitride is provided on the inner electrode 5. At one end of the discharge vessel 1, a getter housing chamber 6 for housing a getter 7 is provided. A discharge space 8 is formed between the inner surface of the outer tube 3 and the outer surface of the inner tube 2.

【0006】放電空間8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を充填する。そして
交流電源10によって電極4,5に電圧を印加すると、
外側管3および内側管2、すなわち2枚の誘電体を介し
て放電空間8に電圧が印加される。すると放電空間8に
誘電体バリア放電が安定に発生し、エキシマ光が放出さ
れる。ここで、外側管3および内側管2の厚みに場所的
なバラツキが存在すると、放電空間8に印加される電圧
にも場所的なバラツキが発生する。その結果、光出力が
場所的に不均一になる。これは、誘電体バリア放電ラン
プ特有の現象である。なお、ゲッタ7は放電空間8にお
ける不純ガス(例えばH2 O等)を除去し、放電を安定
にする機能を持つ。
The discharge space 8 is filled with a discharge gas for forming excimer molecules by dielectric barrier discharge. When a voltage is applied to the electrodes 4 and 5 by the AC power supply 10,
A voltage is applied to the discharge space 8 via the outer tube 3 and the inner tube 2, that is, two dielectrics. Then, a dielectric barrier discharge is stably generated in the discharge space 8, and excimer light is emitted. Here, if there is a spatial variation in the thickness of the outer tube 3 and the inner tube 2, a spatial variation also occurs in the voltage applied to the discharge space 8. As a result, the light output becomes locally uneven. This is a phenomenon peculiar to the dielectric barrier discharge lamp. The getter 7 has a function of removing impurity gases (for example, H 2 O) in the discharge space 8 and stabilizing the discharge.

【0007】数十トール以上の中気圧または高気圧のア
ーク放電ランプなどで発生する通常のアーク放電におい
ては、放電空間に放電プラズマが一条だけ存在し、電極
面上には一個の小さな電極輝点が生じている。すなわ
ち、電極の面積を大きくしても実質的に電極としての役
割をしている部分は非常に小さい部分であり、放電プラ
ズマは一条だけ存在する。
In a normal arc discharge generated by an arc discharge lamp having a medium pressure or a high pressure of several tens of torr or more, only one discharge plasma exists in a discharge space, and one small electrode luminescent spot exists on an electrode surface. Has occurred. That is, even if the area of the electrode is increased, the portion that substantially functions as an electrode is a very small portion, and only one discharge plasma exists.

【0008】一方、前記放電ハンドブックに記載されて
いるように、誘電体バリア放電においては、その放電路
に誘電体が挿入されている。この誘電体は放電プラズマ
が一条に収斂するのを阻止するので、プラズマの直径が
非常に小さく、かつ、放電の持続時間が非常に短い微小
な放電プラズマ(以後これをマイクロプラズマと記す)
が放電空間に多数存在することになる。
On the other hand, as described in the above-mentioned discharge handbook, in a dielectric barrier discharge, a dielectric is inserted in the discharge path. Since this dielectric prevents the discharge plasma from converging into a single line, a very small discharge plasma having a very small plasma diameter and a very short discharge duration (hereinafter referred to as a microplasma).
Are present in the discharge space in large numbers.

【0009】並列に接続した複数個の誘電体バリア放電
ランプを一個の電源で点灯することができるのは、上記
した多条のマイクロプラズマが存在するからである。
The reason why a plurality of dielectric barrier discharge lamps connected in parallel can be turned on by one power supply is that the above-mentioned multiple microplasmas exist.

【0010】上記のような誘電体バリア放電ランプは、
従来のグロー放電ランプやアーク放電ランプには無い種
々の特長を有しているため有用である。特に、以下の構
成の誘電体バリア放電ランプは、下記のように種々の利
点を有する。
The dielectric barrier discharge lamp as described above is
It is useful because it has various features not found in conventional glow discharge lamps and arc discharge lamps. In particular, the dielectric barrier discharge lamp having the following configuration has various advantages as described below.

【0011】(1)放電容器を概略円筒状にし、前記放
電容器の内部に、前記放電容器と概略同軸に内部電極を
設けた構造にすると、放電容器として市販のガラス管、
セラミックス管等を適用することができる。
(1) When the discharge vessel is made to have a substantially cylindrical shape and an internal electrode is provided inside the discharge vessel substantially coaxially with the discharge vessel, a commercially available glass tube is used as the discharge vessel.
A ceramic tube or the like can be applied.

【0012】(2)また、構造も簡単になるので製作が
容易になり、従って安価に誘電体バリア放電ランプを提
供できるという利点が生じる。
(2) Further, since the structure is simplified, the manufacture is facilitated, and therefore, there is an advantage that the dielectric barrier discharge lamp can be provided at low cost.

【0013】しかし、従来の誘電体バリア放電ランプ
は、以下のような欠点があることが分かった。 (1)市販のガラス管、セラミックス管等には、個々の
管と管において、肉厚、管径などのバラツキが存在す
る。また、1本の管においても、その軸方向位置におい
て、同様のバラツキが存在する。こういった肉厚、管径
などのバラツキによって、個々のランプ間の光出力のバ
ラツキや、個々のランプの軸方向位置における光出力の
不均一といった状態を引き起こしてしまう。
However, it has been found that the conventional dielectric barrier discharge lamp has the following disadvantages. (1) In commercially available glass tubes, ceramic tubes, and the like, there are variations in wall thickness, tube diameter, and the like between individual tubes. In addition, the same variation exists in the position of one pipe in the axial direction. Such variations in thickness, tube diameter, and the like cause variations in light output between individual lamps and non-uniform light output in the axial position of each lamp.

【0014】例えば、図5において、外側管3の肉厚が
ゲッタ収容室6に近い方の位置Pで厚くなっているとす
ると、位置Pにおいて電気入力が低下し、その結果光出
力が低下する。すなわち、位置Pから遠い部分では十分
な光出力が有るのに対して、位置Pに近づくに連れて光
出力が低下してしまう。
For example, in FIG. 5, assuming that the thickness of the outer tube 3 is increased at a position P closer to the getter accommodating chamber 6, the electric input decreases at the position P, and as a result, the light output decreases. . That is, while there is a sufficient light output in a portion far from the position P, the light output decreases as the position P approaches.

【0015】このような光出力のバラツキは、誘電体バ
リア放電ランプの放電容器の導電性網状電極に対接した
部分の面積が大きくなるに従って増大する。すなわち、
放電容器として使用する市販のガラス管、セラミックス
管等の、長さまたは管径が大きくなるに従って光出力の
バラツキは増大する。なぜならば、一般に、市販のガラ
ス管、セラミックス管等は、長さまたは管径が大きくな
ると肉厚、管径などのバラツキが増大する傾向にあるか
らである。
Such variations in light output increase as the area of the portion of the discharge vessel of the dielectric barrier discharge lamp in contact with the conductive mesh electrode increases. That is,
As the length or tube diameter of a commercially available glass tube, ceramic tube, or the like used as a discharge vessel increases, the variation in light output increases. This is because, generally, as the length or the diameter of a commercially available glass tube, ceramic tube, or the like increases, the variation in the wall thickness, the tube diameter, and the like tends to increase.

【0016】ある特定の一個の電源で1本の誘電体バリ
ア放電ランプを点灯する場合、個々のランプそれぞれに
上記のような光出力のバラツキが存在するので、例えば
あるランプの寿命が尽きて新しいランプに取り替えたと
きに、当初の光出力が得られない可能性がある。
When one dielectric barrier discharge lamp is operated by one specific power supply, the individual lamps have the above-described variations in light output. For example, the life of a certain lamp is exhausted and a new lamp is used. When replacing the lamp, the original light output may not be obtained.

【0017】(2)光出力のバラツキは、誘電体バリア
放電ランプへの電気入力の値を、導電性網状電極に対接
した放電容器の平方センチメートルで表した面積で除し
た値である管壁負荷の減少に従って増大する。これは以
下の原因による。
(2) The variation in light output is a value obtained by dividing the value of the electric input to the dielectric barrier discharge lamp by the area expressed in square centimeters of the discharge vessel in contact with the conductive mesh electrode. Increase with decreasing. This is due to the following reasons.

【0018】管壁負荷が減少するということは、放電容
器の導電性網状電極に対接した部分の単位体積あたりに
発生する前記マイクロプラズマの(a)数が減少するこ
と、および/または(b)発生頻度が減少することであ
る。マイクロプラズマの数および/または発生頻度の変
化は、光出力のバラツキを引き起こす。この変化の影響
は、マイクロプラズマの(a)数が減少するほど、およ
び/または(b)発生頻度が減少するほど顕著に現れ
る。この欠点は、放電容器の管壁を誘電体バリア放電の
誘電体として使用している誘電体バリア放電ランプ装置
特有のものである。
The decrease in the tube wall load means that the number (a) of the microplasma generated per unit volume of the portion of the discharge vessel in contact with the conductive mesh electrode is reduced, and / or (b) ) The frequency of occurrence is reduced. Changes in the number and / or frequency of occurrence of microplasmas cause variations in light output. The effect of this change becomes more pronounced as the (a) number of microplasmas decreases and / or (b) the frequency of occurrence decreases. This disadvantage is unique to the dielectric barrier discharge lamp device in which the tube wall of the discharge vessel is used as a dielectric for the dielectric barrier discharge.

【0019】特に、前記面積が160cm2 以上で、か
つ、管壁負荷が0.5W/cm2 以下の場合には、上記
のような光出力のバラツキが実用上無視できなった。な
お、放電容器の導電性網状電極に対接した部分の面積
は、並列に接続した複数個の誘電体バリア放電ランプを
一個の電源で点灯する場合には、それぞれの誘電体バリ
ア放電ランプにおける前記面積の合計とした。
In particular, when the area is 160 cm 2 or more and the tube wall load is 0.5 W / cm 2 or less, the above-mentioned variation in light output cannot be practically ignored. The area of the portion of the discharge vessel in contact with the conductive reticulated electrode is, when a plurality of dielectric barrier discharge lamps connected in parallel are lit by a single power supply, the area of each dielectric barrier discharge lamp. The total area was used.

【0020】また、誘電体バリア放電ランプへの電気入
力の値は、電気学会オゾナイザ専門委員会編、コロナ社
発行「オゾナイザーハンドブック」1960年発行第1
12ページに記載されている、電極両端にかかる電圧
(記号V)とランプを流れる電流の積分値、即ち電荷量
(記号Q)のリサジュ図の測定から求めた。
The value of the electric input to the dielectric barrier discharge lamp can be obtained from the Ozonizer Handbook, published by Corona in 1960, edited by the Ozonizer Technical Committee of the Institute of Electrical Engineers of Japan.
It was determined from a Lissajous figure measurement of the integrated value of the voltage (symbol V) applied across the electrode and the current flowing through the lamp, that is, the charge amount (symbol Q) described on page 12.

【0021】図6に、横軸に電圧をとり、縦軸に電荷量
をとったリサジュ図の一例を示す。直線ABと直線DC
が平行、直線BCと直線ADが平行な平行四辺形が得ら
れ、前記平行四辺形の面積から放電ランプへの電気入力
の値が算出される。誘電体バリア放電ランプによって
は、直線ABおよび直線DCがやや歪み、曲線状になる
こともあった。このような場合、これらの曲線を直線で
近似することにより電気入力の値を算出した。
FIG. 6 shows an example of a Lissajous diagram in which the horizontal axis represents voltage and the vertical axis represents charge. Straight line AB and straight line DC
Are obtained and a parallelogram in which the straight line BC and the straight line AD are parallel is obtained, and the value of the electric input to the discharge lamp is calculated from the area of the parallelogram. Depending on the dielectric barrier discharge lamp, the straight line AB and the straight line DC may be slightly distorted and curved. In such a case, the values of the electric input were calculated by approximating these curves with straight lines.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいて成されたものであって、その課題は、
外形が概略円筒状である外側管と内側管とを同軸に配置
して、該両管の間に両端が閉じられた中空円筒状の放電
空間を形成した放電容器に、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、前記内
側管の内壁の少なくとも一部に金属からなる内側電極が
設けられ、前記外側管の少なくとも一部は、前記エキシ
マ分子から放射される光に対して光透過性であって、か
つ、前記誘電体バリア放電の誘電体を兼ねており、前記
エキシマ分子から放射される光に対して前記の光透過性
である誘電体の外壁の少なくとも一部に導電性網状電極
が設けられた少なくとも一つの誘電体バリア放電ランプ
と、誘電体バリア放電を行うための少なくとも一個の電
源を備えた誘電体バリア放電ランプ装置において、個々
のランプ間の光出力のバラツキの影響を低減できる誘電
体バリア放電ランプ装置を提供することである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and the problems are as follows.
An outer tube and an inner tube each having a substantially cylindrical outer shape are coaxially arranged, and an excimer is formed by a dielectric barrier discharge in a discharge vessel having a hollow cylindrical discharge space having both ends closed between the two tubes. Filled with a discharge gas forming molecules, an inner electrode made of metal is provided on at least a part of the inner wall of the inner tube, and at least a part of the outer tube is provided with respect to light emitted from the excimer molecule. It is light-transmissive, and also serves as a dielectric of the dielectric barrier discharge, and is electrically conductive to at least a portion of the outer wall of the dielectric that is light-transmissive to light emitted from the excimer molecules. In a dielectric barrier discharge lamp device including at least one dielectric barrier discharge lamp provided with a reticulated electrode and at least one power supply for performing a dielectric barrier discharge, light output between individual lamps is provided. It is to provide a dielectric barrier discharge lamp device which can reduce the influence of the variation of.

【0023】[0023]

【問題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項1の発明は、外形が概略円筒状であ
る外側管と内側管とを同軸に配置して、該両管の間に両
端が閉じられた中空円筒状の放電空間を形成した放電容
器に、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、前記内側管の内壁の少なくと
も一部に金属からなる内側電極が設けられ、前記外側管
の少なくとも一部は、前記エキシマ分子から放射される
光に対して光透過性であって、かつ、前記誘電体バリア
放電の誘電体を兼ねており、前記エキシマ分子から放射
される光に対して前記の光透過性である誘電体の外壁の
少なくとも一部に導電性網状電極が設けられた少なくと
も一つの誘電体バリア放電ランプと、誘電体バリア放電
を行うための少なくとも一個の電源を備えた誘電体バリ
ア放電ランプ装置において、該放電容器と該導電性網状
電極との間の少なくとも一部に導電性薄板を設けたもの
である。
In order to solve the above-mentioned problems, according to the first aspect of the present invention, an outer pipe and an inner pipe each having a substantially cylindrical outer shape are arranged coaxially, and the outer pipe and the inner pipe are connected to each other. A discharge vessel that forms a hollow cylindrical discharge space with both ends closed between them is filled with a discharge gas that forms excimer molecules by dielectric barrier discharge, and at least a portion of the inner wall of the inner tube is made of metal. An inner electrode is provided, and at least a part of the outer tube is light-transmissive to light emitted from the excimer molecule, and also serves as a dielectric of the dielectric barrier discharge. At least one dielectric barrier discharge lamp in which a conductive mesh electrode is provided on at least a part of the outer wall of the dielectric that is light-transmissive for light emitted from molecules, and for performing a dielectric barrier discharge Less of In also the dielectric barrier discharge lamp device having a single power source, is provided with a conductive thin plate at least partially between the discharge vessel and the conductive mesh electrode.

【0024】本発明の請求項2の発明は、請求項1の発
明において、該導電性網状電極を軸方向に伸縮性を有す
る円筒状導電性網で構成したものである。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the conductive mesh electrode is formed of a cylindrical conductive mesh having elasticity in the axial direction.

【0025】本発明の請求項3の発明は、請求項1の発
明または請求項2の発明において、該導電性薄板の管軸
方向の長さを該導電性網状電極の長さより短くしたもの
である。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the length of the conductive thin plate in the tube axis direction is shorter than the length of the conductive mesh electrode. is there.

【0026】本発明の請求項4の発明は、請求項1の発
明または請求項2の発明において、該導電性薄板の管軸
方向の長さを該導電性網状電極の長さと概略同一にした
ものである。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the length of the conductive thin plate in the tube axis direction is substantially the same as the length of the conductive mesh electrode. Things.

【0027】本発明の請求項5の発明は、請求項1,
2,3または請求項4のいずれかの発明において、該導
電性薄板が該誘電体バリア放電ランプから発生した光の
反射板を兼ねているものである。
The fifth aspect of the present invention provides the first aspect.
In any one of the second, third and fourth aspects of the present invention, the conductive thin plate also serves as a reflector for light generated from the dielectric barrier discharge lamp.

【0028】本発明の請求項6の発明は、請求項1,
2,3,4または請求項5のいずれかの発明において、
該導電性薄板を、蒸着によって形成したものである。
[0028] The invention of claim 6 of the present invention relates to claim 1,
In the invention of any one of claims 2, 3, 4, and 5,
The conductive thin plate is formed by vapor deposition.

【0029】本発明の請求項7の発明は、請求項1,
2,3,4,5または請求項6のいずれかの発明におい
て、該導電性薄板をアルミニウムで構成したものであ
る。
The invention of claim 7 of the present invention relates to claim 1,
In any one of the second, third, fourth, fifth and sixth aspects of the present invention, the conductive thin plate is made of aluminum.

【0030】本発明の請求項8の発明は、請求項1,
2,3,4,5,6または請求項7のいずれかの発明に
おいて、該放電用ガスをキセノンを主成分としたガスと
し、1個の電源に接続されている該誘電体バリア放電ラ
ンプの該導電性網状電極に対接した該放電容器の面積の
合計が160平方センチメートル以上であり、該誘電体
バリア放電ランプへの電気入力が該導電性網状電極に対
接した該放電容器の平方センチメートルで表した面積で
除した値が0.5W/cm2 以下になるように規定した
ものである。
The invention according to claim 8 of the present invention is directed to claim 1,
8. The dielectric barrier discharge lamp according to claim 2, wherein the discharge gas is a gas containing xenon as a main component and connected to one power supply. The sum of the areas of the discharge vessel in contact with the conductive mesh electrode is at least 160 square centimeters, and the electrical input to the dielectric barrier discharge lamp is expressed in square centimeters of the discharge vessel in contact with the conductive mesh electrode. It is specified so that the value obtained by dividing by the area obtained is 0.5 W / cm 2 or less.

【0031】本発明の請求項9の発明は、請求項1,
2,3,4,5,6,7または請求項8のいずれかの発
明において、2本以上の誘電体バリア放電ランプを並列
に配置し、実質的な平面状光源を構成したものである。
The ninth aspect of the present invention is the first aspect.
In the invention according to any one of 2, 3, 4, 5, 6, 7 and claim 8, two or more dielectric barrier discharge lamps are arranged in parallel to constitute a substantially planar light source.

【0032】[0032]

【作用】本発明の請求項1の発明は、放電容器の管壁の
肉厚、外径あるいは放電ギャップ長のバラツキに対応し
て、該放電容器と導電性網状電極との間の少なくとも一
部に導電性薄板を設けることにより、放電空間と直列に
接続されている実質的な静電容量を変化させる。その結
果、電源と誘電体バリア放電ランプとのインピーダンス
の整合が改善され、該導電性薄板の前方に位置する放電
空間部分への電気入力が増加するだけではなく、該誘電
体バリア放電ランプの全放電空間への電気入力が増加す
る。したがって該放電空間への電気入力を調整すること
が可能となり、個々のランプ間の光出力のバラツキを小
さくすることができる。
According to a first aspect of the present invention, at least a portion between the discharge vessel and the conductive reticulated electrode corresponding to the variation in the wall thickness, outer diameter or discharge gap length of the discharge vessel. By providing a conductive thin plate, a substantial capacitance connected in series with the discharge space is changed. As a result, the impedance matching between the power supply and the dielectric barrier discharge lamp is improved, and not only the electric input to the discharge space located in front of the conductive thin plate is increased, but also the whole of the dielectric barrier discharge lamp is increased. The electric input to the discharge space increases. Therefore, the electric input to the discharge space can be adjusted, and the variation in the light output between the individual lamps can be reduced.

【0033】なお上記で説明した本発明の請求項1の構
成の作用は、完全に解明されたものではない。例えば、
該放電容器と該導電性網状電極との間に導電性薄板を設
けたことによる静電容量の変化はかなり小さく、この小
さな静電容量の変化だけによって、光出力のばらつきが
低減されるとは考えにくい。また、該放電容器と対接し
ない面である該導電性網状電極の外側に導電性薄板を設
けても静電容量は変化するが、光出力のばらつきの低減
効果は少なかった。おそらく、該放電容器と該導電性網
状電極との間に導電性薄板を設けたことによる静電容量
の変化に起因する、放電空間における微小な電界強度分
布の変化がマイクロプラズマの発生に関係し、これが該
誘電体バリア放電ランプのインピーダンスを変化させ、
その結果、電源と誘電体バリア放電ランプとのインピー
ダンスの整合が改善され、放電空間への電気入力を変え
ているものと考えられる。
The operation of the structure of the first aspect of the present invention described above has not been completely elucidated. For example,
The change in capacitance due to the provision of the conductive thin plate between the discharge vessel and the conductive mesh electrode is considerably small, and the variation in light output is reduced only by this small change in capacitance. Very Hard to think. Further, even if a conductive thin plate is provided outside the conductive reticulated electrode which is not in contact with the discharge vessel, the capacitance changes, but the effect of reducing the variation in light output is small. Possibly, a small change in the electric field intensity distribution in the discharge space due to the change in capacitance due to the provision of the conductive thin plate between the discharge vessel and the conductive mesh electrode is related to the generation of microplasma. Which changes the impedance of the dielectric barrier discharge lamp,
As a result, it is considered that the impedance matching between the power supply and the dielectric barrier discharge lamp is improved, and the electric input to the discharge space is changed.

【0034】本発明の請求項2の発明は、該導電性網状
電極を軸方向に伸縮性を有する円筒状導電性網で構成し
たので、該導電性網状電極を放電容器に装着したのち軸
方向に引っ張ることにより、該導電性網状電極を該放電
容器にムラなく密着させることが容易になる。さらに、
該放電容器と該導電性網状電極の間に設けた該導電性薄
板を該導電性網状電極だけで固定することができる。
According to the invention of claim 2 of the present invention, the conductive mesh electrode is constituted by a cylindrical conductive mesh having elasticity in the axial direction. By pulling the conductive mesh electrode, the conductive mesh electrode can be easily brought into close contact with the discharge vessel without unevenness. further,
The conductive thin plate provided between the discharge vessel and the conductive mesh electrode can be fixed only by the conductive mesh electrode.

【0035】本発明の請求項3の発明は、請求項1の発
明または請求項2の発明において、該導電性薄板の管軸
方向の長さを該導電性網状電極の長さより短くしたの
で、個々の該誘電体バリア放電ランプにおいて、その管
軸に沿って光出力が変化する場合には、光出力の大きい
部分、あるいは、光出力の小さい部分に該導電性薄板を
設けることにより、管軸に沿った光出力の均一化が達成
できる。なお、該導電性薄板を、光出力の大きいと部分
に設けるか、あるいは、光出力の小さい部分に設けるか
は、誘電体バリア放電ランプと電源との整合によって決
定される。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the length of the conductive thin plate in the tube axis direction is shorter than the length of the conductive mesh electrode. In each of the dielectric barrier discharge lamps, when the light output changes along the tube axis, the conductive thin plate is provided in a portion having a large light output or a portion having a small light output, whereby the tube shaft is provided. And the light output can be made uniform. Whether the conductive thin plate is provided in a portion having a large light output or in a portion having a small light output is determined by matching a dielectric barrier discharge lamp with a power supply.

【0036】本発明の請求項4の発明は、請求項1の発
明または請求項2の発明において、該導電性薄板の管軸
方向の長さを該導電性網状電極の長さと概略同一にした
ので、該導電性網状電極の両端を固定する部材で該導電
性薄板を固定することができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the length of the conductive thin plate in the tube axis direction is substantially the same as the length of the conductive mesh electrode. Therefore, the conductive thin plate can be fixed by a member fixing both ends of the conductive mesh electrode.

【0037】本発明の請求項5の発明は、請求項1,
2,3または請求項4のいずれかの発明において、該導
電性薄板が該誘電体バリア放電ランプから発生された光
の反射板を兼ねているので、高い放射照度を得ることが
出来る。
The fifth aspect of the present invention provides the first aspect.
In any one of the second, third and fourth aspects of the present invention, the conductive thin plate also serves as a reflector for light generated from the dielectric barrier discharge lamp, so that high irradiance can be obtained.

【0038】本発明の請求項6の発明は、請求項1,
2,3,4または請求項5のいずれかの発明において、
該導電性薄板を蒸着によって形成したので、該導電性薄
板と放電容器がほぼ完全に密着する。従って、該導電性
薄板と放電容器との接触のバラツキによる光出力のバラ
ツキを低減することができる。
The invention of claim 6 of the present invention relates to claim 1,
In the invention of any one of claims 2, 3, 4, and 5,
Since the conductive thin plate is formed by vapor deposition, the conductive thin plate and the discharge vessel are almost completely adhered. Therefore, it is possible to reduce variations in light output due to variations in contact between the conductive thin plate and the discharge vessel.

【0039】本発明の請求項7の発明は、請求項1,
2,3,4,5または請求項6のいずれかの発明におい
て、該導電性薄板をアルミニウムで構成したので以下の
利点を有する。すなわち、アルミニウムは柔らかいので
該導電性網状電極と該放電容器とによく密着し、該導電
性薄板と該導電性網状電極および該放電容器との接触の
バラツキによる光出力のバラツキが低減する。さらに、
アルミニウムは光の反射率、特に真空紫外領域における
光の反射率が大きいので、高効率が得られる。
The invention of claim 7 of the present invention provides the method of claim 1,
In any of the inventions 2, 3, 4, 5 or 6, since the conductive thin plate is made of aluminum, it has the following advantages. That is, since aluminum is soft, it adheres well to the conductive mesh electrode and the discharge vessel, and the variation in light output due to the variation in contact between the conductive thin plate and the conductive mesh electrode and the discharge vessel is reduced. further,
Aluminum has a high light reflectance, particularly in the vacuum ultraviolet region, so that high efficiency can be obtained.

【0040】本発明の請求項8の発明は、請求項1,
2,3,4,5,6または請求項7のいずれかの発明に
おいて、該放電用ガスをキセノンを主成分としたガスと
し、1個の電源に接続されている該誘電体バリア放電ラ
ンプの該導電性網状電極に対接した該放電容器の面積の
合計が160平方センチメートル以上であり、該誘電体
バリア放電ランプへの電気入力が該導電性網状電極に対
接した該放電容器の平方センチメートルで表した面積で
除した値が0.5W/cm2 以下になるように規定した
ので以下の利点を有する。
The invention of claim 8 of the present invention relates to claim 1,
8. The dielectric barrier discharge lamp according to claim 2, wherein the discharge gas is a gas containing xenon as a main component and connected to one power supply. The sum of the areas of the discharge vessel in contact with the conductive mesh electrode is at least 160 square centimeters, and the electrical input to the dielectric barrier discharge lamp is expressed in square centimeters of the discharge vessel in contact with the conductive mesh electrode. The value obtained by dividing the value by 0.5 W / cm 2 or less has the following advantages.

【0041】(1)波長172nmに中心を有する真空
紫外線が高効率で得られる。 (2)コンパクトな装置で比較的大きな被処理物を一括
して照射できる。 (3)放電容器の温度上昇が少なく、被照射物を過剰に
加熱しない。 (4)放電容器単位面積への紫外線の入力が小さくなる
ので、放電容器の劣化が少なくなり、長寿命が得られ
る。
(1) Vacuum ultraviolet rays having a center at a wavelength of 172 nm can be obtained with high efficiency. (2) A relatively large object can be collectively irradiated with a compact device. (3) The temperature rise of the discharge vessel is small, and the object to be irradiated is not excessively heated. (4) Since the input of ultraviolet rays to the unit area of the discharge vessel is reduced, deterioration of the discharge vessel is reduced, and a long life is obtained.

【0042】本発明の請求項9の発明は、請求項1,
2,3,4,5,6,7または請求項8のいずれかの発
明において、2本以上の該誘電体バリア放電ランプを並
列に配置し、実質的な平面状光源を構成したので、高価
な合成石英ガラス板を多数使用することが無く、安価に
平板状光源装置が得られる。
The ninth aspect of the present invention relates to the first aspect.
In any of the inventions of 2, 3, 4, 5, 6, 7 or claim 8, two or more of the dielectric barrier discharge lamps are arranged in parallel to constitute a substantially planar light source. A flat light source device can be obtained at low cost without using many synthetic quartz glass plates.

【0043】[0043]

【実施例】本発明の第1の実施例である誘電体バリア放
電ランプ装置の横断面図 を図1に、縦断面図を図2に
示す。放電容器1は全長約300mmの合成石英ガラス
製で、外径16mm、肉厚1mmの内側管2と、外径約
26.5mm、肉厚1mmの外側管3とを同軸に配置し
て中空円筒状にしたものである。内側管2および外側管
3の管軸方向の肉厚のばらつきは±0.1mmである。
外側管3は、誘電体バリア放電のための誘電体と光取り
出し窓部材とを兼用しており、その外面に光が透過する
金属網からなる網状電極4が設けられている。
1 is a cross-sectional view of a dielectric barrier discharge lamp device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. The discharge vessel 1 is made of synthetic quartz glass having a total length of about 300 mm, and an inner tube 2 having an outer diameter of 16 mm and a wall thickness of 1 mm and an outer tube 3 having an outer diameter of about 26.5 mm and a wall thickness of 1 mm are coaxially arranged to form a hollow cylinder. It is in the shape. The thickness variation of the inner pipe 2 and the outer pipe 3 in the pipe axis direction is ± 0.1 mm.
The outer tube 3 serves both as a dielectric for a dielectric barrier discharge and a light extraction window member, and is provided on its outer surface with a mesh electrode 4 made of a metal mesh through which light is transmitted.

【0044】網状電極4は、直径0.15mmの一本の
ステンレス線をメリヤス編みしたシームレスの円筒状網
であり、軸方向に伸縮性を有する。網状電極の管軸方向
の長さは、250mmである。すなわち、放電容器1の
前記網状電極4に対接した部分の面積は、π×2.65
×25≒208cm2 である。網状電極4の両端は、網
状電極固定部材21a,21bによって固定されてい
る。
The reticulated electrode 4 is a seamless cylindrical net formed by knitting a single stainless wire having a diameter of 0.15 mm, and has elasticity in the axial direction. The length of the mesh electrode in the tube axis direction is 250 mm. That is, the area of the portion of the discharge vessel 1 in contact with the mesh electrode 4 is π × 2.65.
× 25 ≒ 208 cm 2 . Both ends of the mesh electrode 4 are fixed by mesh electrode fixing members 21a and 21b.

【0045】また、内側管2の外面にはアルミニウムの
蒸着によって形成した光反射膜を兼ねた誘電体バリア放
電用の内側電極5が設けられている。前記内側電極5を
機械的、化学的に保護するために、内側電極5の上に窒
化ほう素からなる保護膜9が設けられている。外側管3
の内表面と内側管2の外表面との間には、放電空間8が
形成される。放電空間8の放電ギャップ長は、4.25
mmである。
On the outer surface of the inner tube 2, there is provided an inner electrode 5 for dielectric barrier discharge which also serves as a light reflection film formed by vapor deposition of aluminum. In order to mechanically and chemically protect the inner electrode 5, a protective film 9 made of boron nitride is provided on the inner electrode 5. Outer tube 3
A discharge space 8 is formed between the inner surface of the inner tube 2 and the outer surface of the inner tube 2. The discharge gap length of the discharge space 8 is 4.25.
mm.

【0046】放電容器1の一端には、放電容器1の管壁
が延長され、ゲッタ収容室6が設けられている。ゲッタ
収容室6にはバリウム合金からなるバリウムゲッタ7を
収納し、バリウムゲッタ7を高周波加熱してゲッタ収容
室内にバリウムの薄膜を形成した。
At one end of the discharge vessel 1, the tube wall of the discharge vessel 1 is extended, and a getter accommodating chamber 6 is provided. A barium getter 7 made of a barium alloy was housed in the getter housing chamber 6, and the barium getter 7 was heated at a high frequency to form a barium thin film in the getter housing chamber.

【0047】厚さ0.3mm、幅20mm、長さ100
mmのアルミニウム箔からなる導電性薄膜20を、軸方
向位置としては放電容器1のゲッタ7に近接するように
外側管3と導電性網状電極4の間に設けた。導電性薄膜
20は、伸縮性のある導電性網状電極4で固定されてい
る。
Thickness 0.3 mm, width 20 mm, length 100
A conductive thin film 20 made of an aluminum foil having a thickness of 2 mm was provided between the outer tube 3 and the conductive mesh electrode 4 so as to be close to the getter 7 of the discharge vessel 1 in the axial direction. The conductive thin film 20 is fixed by the elastic conductive mesh electrode 4.

【0048】放電空間8に放電用ガスとして40kPa
のキセノンガスを充填して、電源10を使用して、網状
電極4および内側電極5に、周波数約13kHz、電圧
約12kVの印加電圧を供給し、ランプを点灯した。こ
のとき、管壁負荷は0.3W/cm2 になり、キセノン
のエキシマ分子から放射された波長172nmに最大値
を有する波長160nmから波長180nmの範囲の真
空紫外光が、均一に高効率で放出された。導電性薄膜2
0の寸法を調整することにより、個々のランプ間におけ
る前記真空紫外光の出力のバラツキを低減することがで
きた。また個々のランプの管軸方向に存在する前記真空
紫外光の出力のバラツキも低減することができた。
The discharge space 8 has a discharge gas of 40 kPa
, And a voltage of about 13 kHz and a voltage of about 12 kV were supplied to the mesh electrode 4 and the inner electrode 5 using the power supply 10 to turn on the lamp. At this time, the tube wall load becomes 0.3 W / cm 2 , and the vacuum ultraviolet light having a maximum value at the wavelength of 172 nm emitted from the xenon excimer molecule and having a maximum value of 160 nm to 180 nm is uniformly emitted with high efficiency. Was done. Conductive thin film 2
By adjusting the dimension of 0, the variation in the output of the vacuum ultraviolet light among the individual lamps could be reduced. Also, the variation in the output of the vacuum ultraviolet light existing in the tube axis direction of each lamp could be reduced.

【0049】本発明の第2の実施例の誘電体バリア放電
ランプ装置の横断面図を、図3に示す。その構成は、導
電性薄膜20の長さを除き、第1の実施例である誘電体
バリア放電ランプ装置と同一である。本実施例における
導電性薄膜20は、厚さが0.3mm、長さが該導電性
網状電極4の長さと同一である250mmのアルミニウ
ム箔からなる。導電性薄膜20は、個々のランプの光出
力のバラツキに応じて幅が10mmから45mmの間で
調整され、外側管3と導電性網状電極4との間に設けら
れている。導電性薄膜20は光反射板を兼ねており、網
状電極固定部材21a,21bで固定されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a dielectric barrier discharge lamp device according to a second embodiment of the present invention. Except for the length of the conductive thin film 20, the configuration is the same as that of the dielectric barrier discharge lamp device of the first embodiment. The conductive thin film 20 in this embodiment is made of an aluminum foil having a thickness of 0.3 mm and a length of 250 mm, which is the same as the length of the conductive mesh electrode 4. The width of the conductive thin film 20 is adjusted between 10 mm and 45 mm in accordance with the variation in the light output of each lamp, and is provided between the outer tube 3 and the conductive mesh electrode 4. The conductive thin film 20 also serves as a light reflection plate, and is fixed by mesh electrode fixing members 21a and 21b.

【0050】第2の実施例においても、第1の実施例と
同様、導電性薄膜20の寸法を調整することにより、個
々のランプにおける前記真空紫外光の出力のバラツキを
低減することができた。また導電性薄膜20の長さが導
電性網状電極4の長さと同一であるので、広い照射面積
に渡って光反射板の効果による高い放射照度を得ること
ができた。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the variation in the output of the vacuum ultraviolet light in each lamp could be reduced by adjusting the dimensions of the conductive thin film 20. . Further, since the length of the conductive thin film 20 is the same as the length of the conductive mesh electrode 4, high irradiance due to the effect of the light reflecting plate can be obtained over a wide irradiation area.

【0051】本発明の第3の実施例の断面図を、図4に
示す。第2の実施例の同軸円筒型誘電体バリア放電ラン
プと類似の4本の誘電体バリア放電ランプ1a,1b,
1c,1dを、アルミニウムからなる冷却ブロック34
に並行して設置した構成である。誘電体バリア放電ラン
プ1a,1b,1c,1dは、導電性薄膜20を挿入し
た部分が冷却ブロック34に接触するように設置されて
いる。また各誘電体バリア放電ランプ1a,1b,1
c,1dの光出力がバラツキが低減されるように、各導
電性薄膜20の寸法はそれぞれ調整されている。誘電体
バリア放電ランプ1a,1b,1c,1dの外径は2
6.5mm、平均放電ギャップ長は5.mm、キセノン
ガスの封入圧力は55kPa、誘電体バリア放電ランプ
一本当たりの網状電極の長さは250mmである。
FIG. 4 is a sectional view of a third embodiment of the present invention. Four dielectric barrier discharge lamps 1a, 1b, similar to the coaxial cylindrical dielectric barrier discharge lamp of the second embodiment.
1c, 1d is replaced with a cooling block 34 made of aluminum.
It is a configuration installed in parallel with. The dielectric barrier discharge lamps 1a, 1b, 1c, 1d are installed such that the portion where the conductive thin film 20 is inserted is in contact with the cooling block 34. Further, each dielectric barrier discharge lamp 1a, 1b, 1
The dimensions of each of the conductive thin films 20 are adjusted so that variations in the optical outputs c and 1d are reduced. The outer diameter of the dielectric barrier discharge lamps 1a, 1b, 1c, 1d is 2
6.5 mm, average discharge gap length is 5. mm, the sealing pressure of xenon gas is 55 kPa, and the length of the mesh electrode per dielectric barrier discharge lamp is 250 mm.

【0052】誘電体バリア放電ランプ1a,1bは電源
10aに並列接続されており、誘電体バリア放電ランプ
1c,1dは電源10bに並列接続されている。一個の
電源に接続されているランプの放電容器1の、網状電極
4に対接した部分の面積の合計は約416cm2 であ
る。なお、30a,30b,30c,30dは、冷却用
流体を流す孔である。
The dielectric barrier discharge lamps 1a and 1b are connected in parallel to a power supply 10a, and the dielectric barrier discharge lamps 1c and 1d are connected in parallel to a power supply 10b. The total area of the portion of the discharge vessel 1 of the lamp connected to one power source that is in contact with the mesh electrode 4 is about 416 cm 2 . In addition, 30a, 30b, 30c, and 30d are holes through which a cooling fluid flows.

【0053】誘電体バリア放電ランプ1a,1b,1
c,1dは、合成石英ガラスからなる光取り出し窓部3
1、冷却ブロック34、側板35a,35bおよびラン
プの両端部方向に位置する不図示の側板によって、密閉
されている。光取り出し窓部31の有効光取り出し領域
は、240mm×240mmである。また、誘電体バリ
ア放電ランプ1a,1b,1c,1dと光取り出し窓部
31との間の空間は、不活性ガス導入口32から導入し
た窒素ガスで充満されている。
The dielectric barrier discharge lamps 1a, 1b, 1
c and 1d are light extraction windows 3 made of synthetic quartz glass.
1. Sealed by a cooling block 34, side plates 35a and 35b, and side plates (not shown) located at both ends of the lamp. The effective light extraction area of the light extraction window 31 is 240 mm × 240 mm. The space between the dielectric barrier discharge lamps 1a, 1b, 1c, 1d and the light extraction window 31 is filled with nitrogen gas introduced from the inert gas inlet 32.

【0054】電源10a,10bから供給する誘電体バ
リア放電ランプへの印加電圧をそれぞれ9.4kVにし
たところ、管壁負荷は0.25W/cm2 になった。そ
して、波長172nmに最大値を有する波長160nm
から波長180nmの範囲の真空紫外光が、個々のラン
プによってばらつくことがなく、均一に、高効率で放出
された。その結果、光取り出し窓31の表面においては
放射照度が均一となり、実質的な平面光源装置が安価に
得られた。
When the voltage applied to the dielectric barrier discharge lamp supplied from the power supplies 10a and 10b was 9.4 kV, the tube wall load was 0.25 W / cm 2 . And a wavelength of 160 nm having a maximum value at a wavelength of 172 nm.
The vacuum ultraviolet light having a wavelength in the range of from 180 nm to 180 nm was uniformly emitted with high efficiency without dispersion by individual lamps. As a result, the irradiance was uniform on the surface of the light extraction window 31, and a substantially planar light source device was obtained at low cost.

【0055】本発明の第4の実施例は、第3の実施例に
おいて、ランプ1a,1b,1c,1dを一個の電源に
接続した構成である。第2の実施例と同等の効果が得ら
れ、さらに、電源部が全体として小型・軽量になるとい
う利点が生じる。
The fourth embodiment of the present invention is different from the third embodiment in that the lamps 1a, 1b, 1c and 1d are connected to one power supply. The same effect as that of the second embodiment can be obtained, and further, there is an advantage that the power supply unit can be reduced in size and weight as a whole.

【0056】本発明の第5の実施例は、第3の実施例に
おいて、ランプ1a,1b,1c,1dにおける導電性
薄膜20をアルミニウム蒸着膜で構成したものである。
第3の実施例と同等の効果が得られ、さらに、光の反射
効率が高いので高照度が得られるという利点が生じた。
The fifth embodiment of the present invention is different from the third embodiment in that the conductive thin film 20 in each of the lamps 1a, 1b, 1c and 1d is made of an aluminum evaporated film.
The same effect as that of the third embodiment is obtained, and further, there is an advantage that high illuminance can be obtained because the light reflection efficiency is high.

【0057】上記したすべての例は、ランプについては
蛍光体を有さない、いわゆる誘電体バリア放電紫外線放
射ランプであったが、放電容器に蛍光体を設けたいわゆ
る誘電体バリア放電蛍光ランプにも適用できる。その場
合は、平面型蛍光ランプ装置が得られる。
In all of the above-described examples, the so-called dielectric barrier discharge ultraviolet radiation lamps which do not have a fluorescent lamp are used. However, so-called dielectric barrier discharge fluorescent lamps in which a fluorescent material is provided in a discharge vessel are also used. Applicable. In that case, a flat fluorescent lamp device is obtained.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、次の効果を得ることができる。本発明の請求項1の
発明は、放電容器の管壁の肉厚、外径あるいは放電ギャ
ップ長のバラツキに対応して、該放電容器と導電性網状
電極の間に導電性薄板を設けたので、以下の効果を有す
る。 (1)個々のランプの光出力のバラツキを小さくするこ
とができる。 (2)従って、放電容器として特別な材料を使用するこ
となく、個々の管と管において、肉厚、管径などのバラ
ツキが存在する市販の材料を使用することができるの
で、安価に誘電体バリア放電ランプ装置が得られる。
As described above, the following effects can be obtained in the present invention. According to the invention of claim 1 of the present invention, the conductive thin plate is provided between the discharge vessel and the conductive mesh electrode in accordance with the wall thickness, the outer diameter or the discharge gap length of the discharge vessel. Has the following effects. (1) Variations in the light output of each lamp can be reduced. (2) Therefore, without using a special material for the discharge vessel, it is possible to use a commercially available material having variations in wall thickness, tube diameter, and the like in each tube and each tube. A barrier discharge lamp device is obtained.

【0059】本発明の請求項2の発明は、請求項1の発
明において導電性網状電極を軸方向に伸縮性を有する円
筒状導電性網で構成したしたので、請求項1の発明と同
様の効果を有するのに加えて以下の効果を有する。 (3)導電性網状電極を放電容器に装着したのち軸方向
に引っ張ることにより、該導電性網状電極を放電容器に
ムラなく密着させることが容易になる。 (4)放電容器と導電性網状電極の間に設けた導電性薄
板を該導電性網状電極だけで固定することができる。
According to the invention of claim 2 of the present invention, the conductive mesh electrode of the invention of claim 1 is constituted by a cylindrical conductive mesh having elasticity in the axial direction. It has the following effects in addition to the effects. (3) By attaching the conductive mesh electrode to the discharge vessel and then pulling it in the axial direction, it becomes easy to bring the conductive mesh electrode into close contact with the discharge vessel without unevenness. (4) The conductive thin plate provided between the discharge vessel and the conductive mesh electrode can be fixed only by the conductive mesh electrode.

【0060】本発明の請求項3の発明は、請求項1の発
明または請求項2の発明において、該導電性薄板の管軸
方向の長さを該導電性網状電極の長さより短くしたの
で、請求項1または請求項2の発明と同様の効果を有す
るのに加えて以下の効果を有する。 (5)個々の該誘電体バリア放電ランプにおいて、その
管軸に沿って光出力が変化する場合には、光出力の大き
い部分、あるいは、光出力の小さい部分に該導電性薄板
を設けることにより、管軸に沿った光出力の均一化が達
成できる。なお、該導電性薄板を、光出力の大きいと部
分に設けるか、あるいは、光出力の小さい部分に設ける
かは、ランプと電源との整合によって決定される。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the length of the conductive thin plate in the tube axis direction is shorter than the length of the conductive mesh electrode. The following effects are obtained in addition to the effects similar to those of the first or second aspect of the invention. (5) In each of the dielectric barrier discharge lamps, when the light output changes along the tube axis, the conductive thin plate is provided in a portion having a large light output or a portion having a small light output. Thus, uniform light output along the tube axis can be achieved. Whether the conductive thin plate is provided in a portion where the light output is high or in a portion where the light output is low is determined by matching the lamp and the power supply.

【0061】本発明の請求項4の発明は、請求項1の発
明または請求項2の発明において、該導電性薄板の管軸
方向の長さを該導電性網状電極の長さと概略同一にした
ので、請求項1または請求項2の発明と同様の効果を有
するのに加えて以下の効果を有する。 (6)該導電性網状電極の両端を固定する部材で該導電
性薄板を固定することができる。従って、該導電性薄板
を堅牢に固定でき、高信頼の誘電体バリア放電ランプ装
置を得ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the length of the conductive thin plate in the tube axis direction is substantially the same as the length of the conductive mesh electrode. Therefore, in addition to having the same effects as the first or second aspect of the present invention, the following effects are obtained. (6) The conductive thin plate can be fixed by a member fixing both ends of the conductive mesh electrode. Therefore, the conductive thin plate can be firmly fixed, and a highly reliable dielectric barrier discharge lamp device can be obtained.

【0062】本発明の請求項5の発明は、請求項1,
2,3または請求項4のいずれかの発明において、該導
電性薄板が該誘電体バリア放電ランプから発生された光
の反射板を兼ねているので、請求項1,2,3または請
求項4のいずれかの発明と同様の効果を有するのに加え
て以下の効果を有する。 (7)高い放射照度が得られる。
The invention of claim 5 of the present invention is directed to claim 1,
In any one of the second, third and fourth aspects of the present invention, the conductive thin plate also serves as a reflector for light generated from the dielectric barrier discharge lamp. In addition to having the same effect as any of the inventions, the following effect is obtained. (7) High irradiance can be obtained.

【0063】本発明の請求項6の発明は、請求項1,
2,3,4または請求項5のいずれかの発明において、
該導電性薄板を蒸着によって形成したので、請求項1,
2,3,4または請求項5のいずれかの発明と同様の効
果を有するのに加えて以下の効果を有する。 (8)該導電性薄板と放電容器がほぼ完全に密着し、従
って、該導電性薄板と放電容器との接触のバラツキによ
る光出力のバラツキを低減することができる。
The sixth aspect of the present invention provides the first aspect.
In the invention of any one of claims 2, 3, 4, and 5,
Since the conductive thin plate is formed by vapor deposition,
The present invention has the following effects in addition to the effects similar to those of the second, third, and fourth aspects of the present invention. (8) The conductive thin plate and the discharge vessel are almost completely adhered to each other, so that the variation in light output due to the variation in the contact between the conductive thin plate and the discharge vessel can be reduced.

【0064】本発明の請求項7の発明は、請求項1,
2,3,4,5または請求項6のいずれかの発明におい
て、該導電性薄板をアルミニウムで構成したので請求項
1,2,3,4,5または請求項6のいずれかの発明と
同様の効果を有するのに加えて以下の効果を有する。 (9)すなわち、アルミニウムは柔らかいので該導電性
網状電極と該放電容器とによく密着し、該導電性薄板と
該導電性網状電極および該放電容器との接触のバラツキ
による光出力のバラツキが低減する。 (10) さらに、アルミニウムは光の反射率、特に真
空紫外領域における光の反射率が大きいので、高効率が
得られる。
The seventh aspect of the present invention provides the first aspect.
In any of the second, third, fourth, fifth or sixth aspect of the invention, the conductive thin plate is made of aluminum, so that it is the same as the first, second, third, fourth, fifth or sixth aspect of the invention. In addition to the effects described above, the following effects are obtained. (9) That is, since aluminum is soft, it adheres well to the conductive mesh electrode and the discharge vessel, and the variation in light output due to the variation in contact between the conductive thin plate and the conductive mesh electrode and the discharge vessel is reduced. I do. (10) Further, since aluminum has a high light reflectance, particularly in the vacuum ultraviolet region, high efficiency can be obtained.

【0065】本発明の請求項8の発明は、請求項1,
2,3,4,5,6または請求項7のいずれかの発明に
おいて、該放電用ガスをキセノンを主成分としたガスと
し、1個の電源に接続されている該誘電体バリア放電ラ
ンプの該導電性網状電極に対接した該放電容器の面積の
合計が160平方センチメートル以上であり、該誘電体
バリア放電ランプへの電気入力が該導電性網状電極に対
接した該放電容器の平方センチメートルで表した面積で
除した値が0.5W/cm2 以下になるように規定した
ので請求項1,2,3,4,5,6または請求項7のい
ずれかの発明と同様の効果を有するのに加えて以下の効
果を有する。
The eighth aspect of the present invention provides the first aspect.
8. The dielectric barrier discharge lamp according to claim 2, wherein the discharge gas is a gas containing xenon as a main component and connected to one power supply. The sum of the areas of the discharge vessel in contact with the conductive mesh electrode is at least 160 square centimeters, and the electrical input to the dielectric barrier discharge lamp is expressed in square centimeters of the discharge vessel in contact with the conductive mesh electrode. Since the value divided by the set area is set to be 0.5 W / cm 2 or less, the same effect as in any one of the first, second, third, fourth, fifth, sixth and seventh aspects is obtained. The following effects are obtained in addition to the above.

【0066】(11)172nmに中心を有する真空紫
外線が高効率で得られる。 (12)コンパクトな装置で比較的大きな被処理物を一
括して照射できる。 (13)放電容器の温度上昇が少なく、被照射物を過剰
に加熱しない。 (14)放電容器単位面積への紫外線の入力が小さくな
るので、放電容器の劣化が少なくなり、長寿命が得られ
る。
(11) Vacuum ultraviolet rays having a center at 172 nm can be obtained with high efficiency. (12) A relatively large object can be collectively irradiated with a compact device. (13) The temperature rise of the discharge vessel is small, and the object to be irradiated is not excessively heated. (14) Since the input of ultraviolet rays to the unit area of the discharge vessel is reduced, the deterioration of the discharge vessel is reduced, and a long life is obtained.

【0067】本発明の請求項9の発明は、請求項1,
2,3,4,5,6,7または請求項8のいずれかの発
明において、2本以上の該誘電体バリア放電ランプを並
列に配置し、実質的な平面状光源を構成したので、請求
項1,2,3,4,5,6,7または請求項8のいずれ
かの発明と同様の効果を有するのに加えて以下の効果を
有する。 (15)高価な合成石英ガラス板を多数使用することが
無く、安価に平板状光源装置が得られる。 (16)光出力の空間的なバラツキが小さく、かつ、高
効率である実質的な平面状光源装置を得ることができ
る。
The ninth aspect of the present invention relates to the first aspect.
In the invention of any one of claims 2, 3, 4, 5, 6, 7 and claim 8, two or more dielectric barrier discharge lamps are arranged in parallel to constitute a substantially planar light source. In addition to having the same effects as the invention of any one of the items 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or claim 8, the following effects are obtained. (15) A flat light source device can be obtained at low cost without using many expensive synthetic quartz glass plates. (16) It is possible to obtain a substantially planar light source device with small spatial variations in light output and high efficiency.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置の第1の
実施例の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view of a first embodiment of a dielectric barrier discharge lamp device according to the present invention.

【図2】本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置の第1の
実施例の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view of a first embodiment of the dielectric barrier discharge lamp device of the present invention.

【図3】本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置の第2の
実施例の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a second embodiment of the dielectric barrier discharge lamp device of the present invention.

【図4】本発明の誘電体バリヤ放電ランプ装置の第3の
実施例の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view of a third embodiment of the dielectric barrier discharge lamp device of the present invention.

【図5】従来の誘電体バリヤ放電ランプ装置の説明図で
ある。
FIG. 5 is an explanatory view of a conventional dielectric barrier discharge lamp device.

【図6】リサジュ図の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a Lissajous figure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 放電容器 1a,1b,1c,1d 誘電体バリア放電ランプ 2 内側管 3 外側管 4 網状電極 5 内側電極 6 ゲッタ収容室 7 ゲッタ 8 放電空間 9 保護膜 10,10a,10b 交流電源 20a,20b 導電性薄膜 21a,21b 網状電極固定部材 31 光取り出し窓部 32 不活性ガス導入口 34 冷却ブロック 35a,35b 側板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Discharge container 1a, 1b, 1c, 1d Dielectric barrier discharge lamp 2 Inner tube 3 Outer tube 4 Reticulated electrode 5 Inner electrode 6 Getter accommodating chamber 7 Getter 8 Discharge space 9 Protective film 10, 10a, 10b AC power supply 20a, 20b Conductive Functional thin film 21a, 21b Reticulated electrode fixing member 31 Light extraction window 32 Inert gas inlet 34 Cooling block 35a, 35b Side plate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 廣瀬 賢一 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシ オ電機株式会社内 審査官 小島 寛史 (56)参考文献 特開 平6−275242(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 65/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Kenichi Hirose 1194 Sado Bessho-cho, Himeji-shi, Hyogo Ushio Electric Co., Ltd. Examiner Hiroshi Kojima (56) References JP-A-6-275242 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 65/00

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 外形が概略円筒状である外側管と内側管
とを同軸に配置して、該両管の間に両端が閉じられた中
空円筒状の放電空間を形成した放電容器に、 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、 前記内側管の内壁の少なくとも一部に金属からなる内側
電極が設けられ、 前記外側管の少なくとも一部は、前記エキシマ分子から
放射される光に対して光透過性であって、かつ、前記誘
電体バリア放電の誘電体を兼ねており、 前記エキシマ分子から放射される光に対して前記の光透
過性である誘電体の外壁の少なくとも一部に導電性網状
電極が設けられた少なくとも一つの誘電体バリア放電ラ
ンプと、 誘電体バリア放電を行うための少なくとも一個の電源を
備えた誘電体バリア放電ランプ装置において、 該放電容器と該導電性網状電極との間の少なくとも一部
に導電性薄板を設けたことを特徴とする誘電体バリア放
電ランプ装置。
1. A discharge vessel in which a hollow cylindrical discharge space having both ends closed is formed by arranging an outer tube and an inner tube, both of which are substantially cylindrical in shape, coaxially. A discharge gas for forming excimer molecules by body barrier discharge is filled, an inner electrode made of metal is provided on at least a part of an inner wall of the inner tube, and at least a part of the outer tube is radiated from the excimer molecule. The dielectric wall of the dielectric barrier discharge, and also serves as a dielectric of the dielectric barrier discharge, and the outer wall of the dielectric that is transparent to the light emitted from the excimer molecule. At least one dielectric barrier discharge lamp at least partially provided with a conductive reticulated electrode; and a dielectric barrier discharge lamp device provided with at least one power supply for performing a dielectric barrier discharge. A dielectric barrier discharge lamp device comprising a conductive thin plate provided at least in part between an electric container and the conductive mesh electrode.
【請求項2】 該導電性網状電極を軸方向に伸縮性を有
する円筒状導電性網で構成したことを特徴とする請求項
1に記載の誘電体バリア放電ランプ装置。
2. The dielectric barrier discharge lamp device according to claim 1, wherein said conductive mesh electrode is formed of a cylindrical conductive mesh having elasticity in the axial direction.
【請求項3】 該導電性薄板の管軸方向の長さを該導電
性網状電極の長さより短くしたことを特徴とする請求項
1または請求項2に記載の誘電体バリア放電ランプ装
置。
3. The dielectric barrier discharge lamp device according to claim 1, wherein the length of the conductive thin plate in the tube axis direction is shorter than the length of the conductive mesh electrode.
【請求項4】 該導電性薄板の管軸方向の長さを該導電
性網状電極の長さと概略同一にしたことを特徴とする請
求項1または請求項2に記載の誘電体バリア放電ランプ
装置。
4. The dielectric barrier discharge lamp device according to claim 1, wherein the length of the conductive thin plate in the tube axis direction is substantially the same as the length of the conductive mesh electrode. .
【請求項5】 該導電性薄板が該誘電体バリア放電ラン
プから発生した光の反射板を兼ねていることを特徴とす
る請求項1,2,3または請求項4のいずれかに記載の
誘電体バリア放電ランプ装置。
5. The dielectric according to claim 1, wherein the conductive thin plate also serves as a reflector for light generated from the dielectric barrier discharge lamp. Body barrier discharge lamp device.
【請求項6】 該導電性薄板が、蒸着によって形成され
たことを特徴とする請求項1,2,3,4または請求項
5のいずれかに記載の誘電体バリア放電ランプ装置。
6. The dielectric barrier discharge lamp device according to claim 1, wherein said conductive thin plate is formed by vapor deposition.
【請求項7】 該導電性薄板がアルミニウムであること
を特徴とする請求項1,2,3,4,5または請求項6
のいずれかに記載の誘電体バリア放電ランプ装置。
7. The method according to claim 1, wherein said conductive thin plate is made of aluminum.
The dielectric barrier discharge lamp device according to any one of the above.
【請求項8】 該放電用ガスをキセノンを主成分とした
ガスとし、 1個の電源に接続されている該誘電体バリア放電ランプ
の該導電性網状電極に対接した該放電容器の面積の合計
が160cm2 以上であり、 該誘電体バリア放電ランプへの電気入力が該導電性網状
電極に対接した該放電容器の平方センチメートルで表し
た面積で除した値が0.5W/cm2 以下になるように
規定したことを特徴とする請求項1,2,3,4,5,
6または請求項7のいずれかに記載の誘電体バリア放電
ランプ装置。
8. The discharge gas is a gas containing xenon as a main component, and has an area of the discharge vessel in contact with the conductive mesh electrode of the dielectric barrier discharge lamp connected to one power supply. The total is 160 cm 2 or more, and the value obtained by dividing the electric input to the dielectric barrier discharge lamp by the area expressed in square centimeters of the discharge vessel in contact with the conductive mesh electrode is 0.5 W / cm 2 or less. Claims 1, 2, 3, 4, 5, characterized in that:
The dielectric barrier discharge lamp device according to claim 6.
【請求項9】 2本以上の誘電体バリア放電ランプを並
列に配置し、 実質的な平面状光源を構成したことを特徴とする請求項
1,2,3,4,5,6,7または請求項8のいずれか
に記載の誘電体バリア放電ランプ装置。
9. A substantially planar light source according to claim 1, wherein two or more dielectric barrier discharge lamps are arranged in parallel. The dielectric barrier discharge lamp device according to claim 8.
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