JP3228090B2 - 誘電体バリア放電ランプ - Google Patents
誘電体バリア放電ランプInfo
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- JP3228090B2 JP3228090B2 JP24107995A JP24107995A JP3228090B2 JP 3228090 B2 JP3228090 B2 JP 3228090B2 JP 24107995 A JP24107995 A JP 24107995A JP 24107995 A JP24107995 A JP 24107995A JP 3228090 B2 JP3228090 B2 JP 3228090B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体バリア放電
を利用してエキシマ光を放出させる誘電体バリア放電ラ
ンプに関する。
を利用してエキシマ光を放出させる誘電体バリア放電ラ
ンプに関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に示すように、互いに対向する誘電
体よりなる一対の壁材８１，８２の各々の外面８３，８
４に、一対の電極８５，８６を配置し、これらの電極８
５，８６の間に交流電圧を印加すると、壁材８１，８２
の間に多数の針状の放電プラズマが発生することが知ら
れている。このような放電現象を誘電体バリア放電（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月再販７
刷発行第２６３ページ参照）といい、この誘電体バリア
放電を適宜の放電用ガス中で発生させると、当該放電用
ガスの組成に固有のエキシマ光が放出されるため、この
ような誘電体バリア放電を利用したランプすなわち誘電
体バリア放電ランプの開発が進められている。
体よりなる一対の壁材８１，８２の各々の外面８３，８
４に、一対の電極８５，８６を配置し、これらの電極８
５，８６の間に交流電圧を印加すると、壁材８１，８２
の間に多数の針状の放電プラズマが発生することが知ら
れている。このような放電現象を誘電体バリア放電（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月再販７
刷発行第２６３ページ参照）といい、この誘電体バリア
放電を適宜の放電用ガス中で発生させると、当該放電用
ガスの組成に固有のエキシマ光が放出されるため、この
ような誘電体バリア放電を利用したランプすなわち誘電
体バリア放電ランプの開発が進められている。
【０００３】例えば、特開平１−１４４５６０号公報に
は、少なくとも一部が誘電体により構成された放電容器
内に、クリプトン−フッ素、クリプトン−塩素、キセノ
ン−フッ素、キセノン−塩素等の希ガスおよびハロゲン
ガスの混合ガスよりなる放電用ガスが充填されてなる誘
電体バリア放電ランプが記載されている。
は、少なくとも一部が誘電体により構成された放電容器
内に、クリプトン−フッ素、クリプトン−塩素、キセノ
ン−フッ素、キセノン−塩素等の希ガスおよびハロゲン
ガスの混合ガスよりなる放電用ガスが充填されてなる誘
電体バリア放電ランプが記載されている。
【０００４】而して、放電用ガスとして希ガスおよびハ
ロゲンガスの混合ガスを用いる場合においては、放電用
ガス中におけるハロゲンガスの割合によって、希ガス元
素とハロゲン元素とのエキシマによるエキシマ光の発光
効率が変化するため、ハロゲンガスの割合を高い発光効
率が得られるよう設定することが重要である。
ロゲンガスの混合ガスを用いる場合においては、放電用
ガス中におけるハロゲンガスの割合によって、希ガス元
素とハロゲン元素とのエキシマによるエキシマ光の発光
効率が変化するため、ハロゲンガスの割合を高い発光効
率が得られるよう設定することが重要である。
【０００５】しかしながら、高い発光効率が得られる割
合でハロゲンガスを充填した誘電体バリア放電ランプに
おいては、希ガス元素とハロゲン元素とのエキシマから
放出されるエキシマ光の強度が早期に低下して長い使用
寿命が得られない、という問題がある。
合でハロゲンガスを充填した誘電体バリア放電ランプに
おいては、希ガス元素とハロゲン元素とのエキシマから
放出されるエキシマ光の強度が早期に低下して長い使用
寿命が得られない、という問題がある。
【０００６】この原因を解明するため、エキシマ光の強
度が低下したランプを調べたところ、放電容器内のハロ
ゲンガスの量が著しく減少していることがわかった。こ
の原因は厳密には解明されていないが、ランプの点灯中
に、ハロゲンガスと放電容器を構成する材料とが反応す
るため、あるいは、放電等によって放電容器を構成する
材料から酸素若しくは水素等の活性物質が放出され、こ
の活性物質とハロゲンガスとが反応してハロゲンの発光
への寄与が阻害されるためであると考えられる。従っ
て、ハロゲンガスを過剰に充填すれば、ある程度長い使
用寿命が得られるかもしれないが、これでは、発光効率
の高い誘電体バリア放電ランプを得ることはできない。
度が低下したランプを調べたところ、放電容器内のハロ
ゲンガスの量が著しく減少していることがわかった。こ
の原因は厳密には解明されていないが、ランプの点灯中
に、ハロゲンガスと放電容器を構成する材料とが反応す
るため、あるいは、放電等によって放電容器を構成する
材料から酸素若しくは水素等の活性物質が放出され、こ
の活性物質とハロゲンガスとが反応してハロゲンの発光
への寄与が阻害されるためであると考えられる。従っ
て、ハロゲンガスを過剰に充填すれば、ある程度長い使
用寿命が得られるかもしれないが、これでは、発光効率
の高い誘電体バリア放電ランプを得ることはできない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
希ガス元素とハロゲン元素とによるエキシマから放出さ
れるエキシマ光の発光効率が高く、しかも使用寿命の長
い誘電体バリア放電ランプを提供することにある。
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
希ガス元素とハロゲン元素とによるエキシマから放出さ
れるエキシマ光の発光効率が高く、しかも使用寿命の長
い誘電体バリア放電ランプを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の誘電体バリア放
電ランプは、それぞれ誘電体により構成された互いに対
向する一方の壁材および他方の壁材を有し、当該一方の
壁材と当該他方の壁材との間に放電空間を形成する密閉
型放電容器と、この放電容器における一方の壁材および
他方の壁材の各々の外面に配置された一方の電極および
他方の電極と、前記放電容器内に充填された希ガスおよ
びハロゲンガスよりなる放電用ガスとを有し、前記放電
容器における放電空間において誘電体バリア放電を発生
させることにより、希ガス元素とハロゲン元素とによる
エキシマが生成されてエキシマ光が放出される誘電体バ
リア放電ランプであって、前記放電容器内に、前記放電
用ガスと共に、ランプの点灯時間の経過に従ってハロゲ
ンガスを徐々に放電空間内に補給する、前記放電用ガス
のハロゲンガスと同一の元素による、常温で固体のハロ
ゲン化合物よりなる発光用元素補給用物質が配置されて
いることを特徴とする。
電ランプは、それぞれ誘電体により構成された互いに対
向する一方の壁材および他方の壁材を有し、当該一方の
壁材と当該他方の壁材との間に放電空間を形成する密閉
型放電容器と、この放電容器における一方の壁材および
他方の壁材の各々の外面に配置された一方の電極および
他方の電極と、前記放電容器内に充填された希ガスおよ
びハロゲンガスよりなる放電用ガスとを有し、前記放電
容器における放電空間において誘電体バリア放電を発生
させることにより、希ガス元素とハロゲン元素とによる
エキシマが生成されてエキシマ光が放出される誘電体バ
リア放電ランプであって、前記放電容器内に、前記放電
用ガスと共に、ランプの点灯時間の経過に従ってハロゲ
ンガスを徐々に放電空間内に補給する、前記放電用ガス
のハロゲンガスと同一の元素による、常温で固体のハロ
ゲン化合物よりなる発光用元素補給用物質が配置されて
いることを特徴とする。
【０００９】上記の誘電体バリア放電ランプにおいて
は、前記発光用元素補給用物質を構成するハロゲン化合
物が金属ハロゲン化合物であることが好ましく、更に、
この発光用元素補給用物質を構成するハロゲン化合物
が、ランタノイド族元素、イットリウム、スズ、鉛、銀
およびバリウムの中から選ばれた一種以上の金属のハロ
ゲン化物であることが好ましい。
は、前記発光用元素補給用物質を構成するハロゲン化合
物が金属ハロゲン化合物であることが好ましく、更に、
この発光用元素補給用物質を構成するハロゲン化合物
が、ランタノイド族元素、イットリウム、スズ、鉛、銀
およびバリウムの中から選ばれた一種以上の金属のハロ
ゲン化物であることが好ましい。
【００１０】また、上記の誘電体バリア放電ランプにお
いては、定格点灯状態におけるハロゲン化合物の蒸気圧
が、放電用ガスの全圧の１００００分の１以下であるこ
とが好ましい。
いては、定格点灯状態におけるハロゲン化合物の蒸気圧
が、放電用ガスの全圧の１００００分の１以下であるこ
とが好ましい。
【００１１】更に、上記の誘電体バリア放電ランプにお
いては、前記放電容器内に、前記放電空間に連通する発
光用元素補給用物質収容室が形成され、この発光用元素
補給用物質収容室内に発光用元素補給用物質が配置され
ていることが好ましい。
いては、前記放電容器内に、前記放電空間に連通する発
光用元素補給用物質収容室が形成され、この発光用元素
補給用物質収容室内に発光用元素補給用物質が配置され
ていることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の誘電体バリア放電
ランプについて詳細に説明する。図１は、本発明の誘電
体バリア放電ランプの一例における構成を示す説明用断
面図である。この誘電体バリア放電ランプにおいては、
誘電体よりなる円筒状の一方の壁材１１と、この一方の
壁材１１内にその筒軸に沿って配置された、当該一方の
壁材１１の内径より小さい外径を有する誘電体よりなる
円筒状の他方の壁材１２とを有する密閉型の放電容器１
０が設けられている。この放電容器１０においては、一
方の壁材１１および他方の壁材１２の各々の両端部が封
止壁部１３，１４によって接合され、一方の壁材１１と
他方の壁材１２との間に円筒状の放電空間Ｓが形成され
ている。
ランプについて詳細に説明する。図１は、本発明の誘電
体バリア放電ランプの一例における構成を示す説明用断
面図である。この誘電体バリア放電ランプにおいては、
誘電体よりなる円筒状の一方の壁材１１と、この一方の
壁材１１内にその筒軸に沿って配置された、当該一方の
壁材１１の内径より小さい外径を有する誘電体よりなる
円筒状の他方の壁材１２とを有する密閉型の放電容器１
０が設けられている。この放電容器１０においては、一
方の壁材１１および他方の壁材１２の各々の両端部が封
止壁部１３，１４によって接合され、一方の壁材１１と
他方の壁材１２との間に円筒状の放電空間Ｓが形成され
ている。
【００１３】一方の壁材１１および他方の壁材１２を構
成する誘電体としては、例えば石英ガラスを用いること
ができ、特に、波長１６０〜２００ｎｍの真空紫外線に
対して高い透過性を有する合成石英ガラスを用いること
が好ましい。この合成石英ガラスは、ＶＡＤ（Ｖａｐｏ
ｒ−ｐｈａｓｅｄ Ａｘｉａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法や直接法等によりシリカ粉体を焼成することによ
って製造される石英ガラスであり、シリカの純度が９
９．９９重量％以上のものである。
成する誘電体としては、例えば石英ガラスを用いること
ができ、特に、波長１６０〜２００ｎｍの真空紫外線に
対して高い透過性を有する合成石英ガラスを用いること
が好ましい。この合成石英ガラスは、ＶＡＤ（Ｖａｐｏ
ｒ−ｐｈａｓｅｄ Ａｘｉａｌ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）法や直接法等によりシリカ粉体を焼成することによ
って製造される石英ガラスであり、シリカの純度が９
９．９９重量％以上のものである。
【００１４】放電容器１０における一方の壁材１１に
は、その外周面１５に密接して、例えば金網などの導電
性材料よりなる網状の一方の電極２１が設けられ、放電
容器１０における他方の壁材１２には、その外面１６を
覆うようアルミニウムよりなる膜状の電極２２が設けら
れており、一方の電極２１およひ他方の電極２２は、そ
れぞれ高周波電源２０に接続されている。
は、その外周面１５に密接して、例えば金網などの導電
性材料よりなる網状の一方の電極２１が設けられ、放電
容器１０における他方の壁材１２には、その外面１６を
覆うようアルミニウムよりなる膜状の電極２２が設けら
れており、一方の電極２１およひ他方の電極２２は、そ
れぞれ高周波電源２０に接続されている。
【００１５】そして、放電容器１０内には、希ガスとハ
ロゲンガスとの混合ガスよりなる放電用ガスが充填され
ると共に、この放電用ガスとして用いられるハロゲンガ
スと同一の元素による、常温で固体のハロゲン化合物よ
りなる発光用元素補給用物質３０が配置されている。
ロゲンガスとの混合ガスよりなる放電用ガスが充填され
ると共に、この放電用ガスとして用いられるハロゲンガ
スと同一の元素による、常温で固体のハロゲン化合物よ
りなる発光用元素補給用物質３０が配置されている。
【００１６】発光用元素補給用物質を構成するハロゲン
化合物としては、金属ハロゲン化合物を用いることが好
ましく、特に、ランタン、セリウム、プラセオジウム、
ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、
ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウ
ム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウ
ム（以上、ランタノイド族元素）、イットリウム、ス
ズ、鉛、銀およびバリウムの中から選ばれた一種以上の
金属のハロゲン化物を用いることが好ましい。
化合物としては、金属ハロゲン化合物を用いることが好
ましく、特に、ランタン、セリウム、プラセオジウム、
ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、
ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウ
ム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウ
ム（以上、ランタノイド族元素）、イットリウム、ス
ズ、鉛、銀およびバリウムの中から選ばれた一種以上の
金属のハロゲン化物を用いることが好ましい。
【００１７】以上において、定格点灯状態におけるハロ
ゲン化合物の蒸気圧が、放電用ガスの全圧の１００００
分の１以下であることが好ましい。この状態は、放電用
ガスの封入圧、ハロゲン化合物の種類などの条件を選定
することにより設定することができる。ここに、「定格
点灯状態におけるハロゲン化合物の蒸気圧」とは、ラン
プを定格で点灯させた場合の放電容器の外表面の最冷点
温度におけるハロゲン化合物の蒸気圧を意味する。
ゲン化合物の蒸気圧が、放電用ガスの全圧の１００００
分の１以下であることが好ましい。この状態は、放電用
ガスの封入圧、ハロゲン化合物の種類などの条件を選定
することにより設定することができる。ここに、「定格
点灯状態におけるハロゲン化合物の蒸気圧」とは、ラン
プを定格で点灯させた場合の放電容器の外表面の最冷点
温度におけるハロゲン化合物の蒸気圧を意味する。
【００１８】上記の誘電体バリア放電ランプにおいて
は、一方の電極２１と他方の電極２２との間に高周波電
圧が印加されると、放電容器１０内の放電空間Ｓにおい
て誘電体バリア放電が発生し、これにより、希ガス元素
とハロゲン元素とによるエキシマ（以下、「希ガス−ハ
ロゲンエキシマ」ともいう。）が生成され、この希ガス
−ハロゲンエキシマから放出されるエキシマ光が、一方
の壁材１１を介して他方の電極２１の網目から外部に放
出される。
は、一方の電極２１と他方の電極２２との間に高周波電
圧が印加されると、放電容器１０内の放電空間Ｓにおい
て誘電体バリア放電が発生し、これにより、希ガス元素
とハロゲン元素とによるエキシマ（以下、「希ガス−ハ
ロゲンエキシマ」ともいう。）が生成され、この希ガス
−ハロゲンエキシマから放出されるエキシマ光が、一方
の壁材１１を介して他方の電極２１の網目から外部に放
出される。
【００１９】そして、放電容器１０内に最初に充填され
たハロゲンガスは次第に消失するが、発光用元素補給用
物質３０が徐々に分解されることにより、ハロゲンガス
が生成されて補給される。発光用元素補給用物質３０の
分解は、誘電体バリア放電によって希ガス−ハロゲンエ
キシマと共に生成された希ガス元素によるエキシマから
放出されるエキシマ光が発光用元素補給用物質３０に照
射されること、および放電による熱により生ずるものと
考えられる。
たハロゲンガスは次第に消失するが、発光用元素補給用
物質３０が徐々に分解されることにより、ハロゲンガス
が生成されて補給される。発光用元素補給用物質３０の
分解は、誘電体バリア放電によって希ガス−ハロゲンエ
キシマと共に生成された希ガス元素によるエキシマから
放出されるエキシマ光が発光用元素補給用物質３０に照
射されること、および放電による熱により生ずるものと
考えられる。
【００２０】上記の構成によれば、ランプの点灯時間の
経過に従って、放電容器１０内に配置された発光用元素
補給用物質３０よりハロゲンガスが徐々に放電空間Ｓ内
に補給されるので、放電空間Ｓ内におけるハロゲンガス
の量が減少することが有効に補償されると共に、放電容
器１０内にハロゲンガスを過剰に充填することが不要と
なり、その結果、高い発光効率を有し、しかも、使用寿
命の長い誘電体バリア放電ランプが得られる。
経過に従って、放電容器１０内に配置された発光用元素
補給用物質３０よりハロゲンガスが徐々に放電空間Ｓ内
に補給されるので、放電空間Ｓ内におけるハロゲンガス
の量が減少することが有効に補償されると共に、放電容
器１０内にハロゲンガスを過剰に充填することが不要と
なり、その結果、高い発光効率を有し、しかも、使用寿
命の長い誘電体バリア放電ランプが得られる。
【００２１】また、発光用元素補給用物質３０として、
上述の特定の金属によるハロゲン化合物を用いる構成に
よれば、当該ハロゲン化合物からハロゲンが遊離して生
成される残留物、例えば金属単体または金属酸化物は、
その蒸気圧が低いものであるため、当該残留物による発
光を抑制することができる。
上述の特定の金属によるハロゲン化合物を用いる構成に
よれば、当該ハロゲン化合物からハロゲンが遊離して生
成される残留物、例えば金属単体または金属酸化物は、
その蒸気圧が低いものであるため、当該残留物による発
光を抑制することができる。
【００２２】また、定格点灯状態におけるハロゲン化合
物の蒸気圧が、放電用ガスの全圧の１００００分の１以
下となる条件を満足することにより、エキシマでないハ
ロゲン化合物分子による発光が極めて少ないものとなる
ため、目的とするエキシマ光を高い効率で放出させるこ
とができる。
物の蒸気圧が、放電用ガスの全圧の１００００分の１以
下となる条件を満足することにより、エキシマでないハ
ロゲン化合物分子による発光が極めて少ないものとなる
ため、目的とするエキシマ光を高い効率で放出させるこ
とができる。
【００２３】図２は、本発明の誘電体バリア放電ランプ
の他の例における構成を示す説明用断面図である。この
誘電体バリア放電ランプにおいては、放電容器１０を構
成する他方の壁材１２の内面１７の一端側には、一方の
壁材１１と他方の壁材１２との間のギャップより小さい
厚みの周方向に伸びる突条部１８が放電空間Ｓ内に突出
するよう形成されており、これにより、この突条部１８
と封止壁部１３との間に、放電空間Ｓに連通する発光用
元素補給用物質収容室Ｋが形成されている。そして、こ
の発光用元素補給用物質収容室Ｋ内に発光用元素補給用
物質３０が配置されている。その他は図１に示す誘電体
バリア放電ランプと同様の構成である。
の他の例における構成を示す説明用断面図である。この
誘電体バリア放電ランプにおいては、放電容器１０を構
成する他方の壁材１２の内面１７の一端側には、一方の
壁材１１と他方の壁材１２との間のギャップより小さい
厚みの周方向に伸びる突条部１８が放電空間Ｓ内に突出
するよう形成されており、これにより、この突条部１８
と封止壁部１３との間に、放電空間Ｓに連通する発光用
元素補給用物質収容室Ｋが形成されている。そして、こ
の発光用元素補給用物質収容室Ｋ内に発光用元素補給用
物質３０が配置されている。その他は図１に示す誘電体
バリア放電ランプと同様の構成である。
【００２４】このような誘電体バリア放電ランプによれ
ば、図１に示す誘電体バリア放電ランプと同様の効果が
得られると共に、放電空間Ｓ以外の領域である発光用元
素補給用物質収容室Ｋ内に、発光用元素補給用物質３０
が配置されているため、ハロゲン化合物または当該ハロ
ゲン化合物からハロゲンが遊離して生成される残留物が
スパッタにより蒸散することを防止することができる。
ば、図１に示す誘電体バリア放電ランプと同様の効果が
得られると共に、放電空間Ｓ以外の領域である発光用元
素補給用物質収容室Ｋ内に、発光用元素補給用物質３０
が配置されているため、ハロゲン化合物または当該ハロ
ゲン化合物からハロゲンが遊離して生成される残留物が
スパッタにより蒸散することを防止することができる。
【００２５】本発明の誘電体バリア放電ランプにおいて
は、上記の構成に限定されず、種々の変更が可能であ
る。例えば、放電容器の形状は、それぞれ誘電体により
構成された互いに対向する一方の壁材および他方の壁材
を有するものであれば、箱状、平板状、その他の形状で
あってもよい。また、他方の電極としてアルミニウムよ
りなる金属膜を用いると共に、封止壁部１３の代わり
に、透光性材料よりなる光取り出し窓部材を設けること
により、放電容器の端面から光を取り出す構成としても
よい。
は、上記の構成に限定されず、種々の変更が可能であ
る。例えば、放電容器の形状は、それぞれ誘電体により
構成された互いに対向する一方の壁材および他方の壁材
を有するものであれば、箱状、平板状、その他の形状で
あってもよい。また、他方の電極としてアルミニウムよ
りなる金属膜を用いると共に、封止壁部１３の代わり
に、透光性材料よりなる光取り出し窓部材を設けること
により、放電容器の端面から光を取り出す構成としても
よい。
【００２６】また、発光用元素補給用物質収容室を形成
する場合においては、図３に示すように、放電容器１０
の封止壁部１３から外方に伸びるよう設けられた、放電
空間Ｓ内を排気して放電用ガスを充填するために用いら
れた排気管の残部１９により、発光用元素補給用物質収
容室Ｋを形成し、この発光用元素補給用物質収容室Ｋ内
に発光用元素補給用物質３０を配置してもよい。
する場合においては、図３に示すように、放電容器１０
の封止壁部１３から外方に伸びるよう設けられた、放電
空間Ｓ内を排気して放電用ガスを充填するために用いら
れた排気管の残部１９により、発光用元素補給用物質収
容室Ｋを形成し、この発光用元素補給用物質収容室Ｋ内
に発光用元素補給用物質３０を配置してもよい。
【００２７】次に、上記の誘電体バリア放電ランプの製
造方法について説明する。先ず、放電容器内に希ガスを
充填すると共に、ハロゲン化合物を配置し、次いで、こ
のハロゲン化合物を外部から加えられる分解処理によっ
て分解することにより、ハロゲンガスを放出させ、これ
により、当該放電空間内に必要なハロゲンガスを放出さ
せて誘電体バリア放電ランプを製造する。ハロゲン化合
物の分解処理は、例えば加熱処理、放電処理または光や
放射線による照射処理により行うことができる。
造方法について説明する。先ず、放電容器内に希ガスを
充填すると共に、ハロゲン化合物を配置し、次いで、こ
のハロゲン化合物を外部から加えられる分解処理によっ
て分解することにより、ハロゲンガスを放出させ、これ
により、当該放電空間内に必要なハロゲンガスを放出さ
せて誘電体バリア放電ランプを製造する。ハロゲン化合
物の分解処理は、例えば加熱処理、放電処理または光や
放射線による照射処理により行うことができる。
【００２８】そして、ハロゲン化合物の分解処理におい
て、ハロゲン化合物の一部のみを分解することにより、
放電用ガスとしてのハロゲンガスが生成されると共に、
残余のハロゲン化合物が発光用元素補給用物質として利
用される。
て、ハロゲン化合物の一部のみを分解することにより、
放電用ガスとしてのハロゲンガスが生成されると共に、
残余のハロゲン化合物が発光用元素補給用物質として利
用される。
【００２９】また、発光用元素補給用物質収容室が形成
された放電容器を用いる場合には、当該発光用元素補給
用物質収容室内にハロゲン化合物が配置される。
された放電容器を用いる場合には、当該発光用元素補給
用物質収容室内にハロゲン化合物が配置される。
【００３０】このような方法によれば、放電容器内にハ
ロゲン化合物を配置してこれを分解することにより、放
電容器内にハロゲンガスを充填することができるので、
毒性が高くて取り扱いが不便なハロゲンガスを直接使用
することなしに、誘電体バリア放電ランプを製造するこ
とができる。
ロゲン化合物を配置してこれを分解することにより、放
電容器内にハロゲンガスを充填することができるので、
毒性が高くて取り扱いが不便なハロゲンガスを直接使用
することなしに、誘電体バリア放電ランプを製造するこ
とができる。
【００３１】
【実施例】以下、本発明の誘電体バリア放電ランプの実
施例について説明する。 〈実施例１〉 図１に示す構成および下記の条件に従って、本発明に係
る誘電体バリア放電ランプＡ１を作製した。 放電容器（１０）： 一方の壁材（１１）；合成石英ガラス製，全長約１５０
ｍｍ，外径２６．５ｍｍ，内径２３．５ｍｍ（肉厚１．
５ｍｍ）， 他方の壁材（１２）；合成石英ガラス製，全長約１５０
ｍｍ，外径１４ｍｍ，内径１２ｍｍ（肉厚１ｍｍ）， 一方の電極（２１）：ステンレス金網製， 他方の電極（２２）：アルミニウム製， 放電用ガス：キセノン，ハロゲン化合物 ：臭化ジスプロシウム１０ｍｇ
施例について説明する。 〈実施例１〉 図１に示す構成および下記の条件に従って、本発明に係
る誘電体バリア放電ランプＡ１を作製した。 放電容器（１０）： 一方の壁材（１１）；合成石英ガラス製，全長約１５０
ｍｍ，外径２６．５ｍｍ，内径２３．５ｍｍ（肉厚１．
５ｍｍ）， 他方の壁材（１２）；合成石英ガラス製，全長約１５０
ｍｍ，外径１４ｍｍ，内径１２ｍｍ（肉厚１ｍｍ）， 一方の電極（２１）：ステンレス金網製， 他方の電極（２２）：アルミニウム製， 放電用ガス：キセノン，ハロゲン化合物 ：臭化ジスプロシウム１０ｍｇ
【００３２】そして、ランプの運転を開始する前に、臭
化ジスプロシウムを加熱処理してその一部を分解するこ
とにより、約０．６ｍｇの臭素を生成して放電空間内に
放出させた。
化ジスプロシウムを加熱処理してその一部を分解するこ
とにより、約０．６ｍｇの臭素を生成して放電空間内に
放出させた。
【００３３】上記の誘電体バリア放電ランプＡ１を、電
源（２０）により、印加電圧が３．５ｋＶ、周波数が約
２０ｋＨｚの交流波で点灯させたところ、消費電力は約
２０Ｗであり、波長約２８２ｎｍ（キセノンと臭素とに
よるエキシマから放出されるエキシマ光の波長）に最大
ピークを有する波長２７０〜３２０ｎｍの範囲の紫外線
が放出された。
源（２０）により、印加電圧が３．５ｋＶ、周波数が約
２０ｋＨｚの交流波で点灯させたところ、消費電力は約
２０Ｗであり、波長約２８２ｎｍ（キセノンと臭素とに
よるエキシマから放出されるエキシマ光の波長）に最大
ピークを有する波長２７０〜３２０ｎｍの範囲の紫外線
が放出された。
【００３４】また、点灯中における放電容器（１０）の
外表面の最冷点温度は１００℃であり、この温度におけ
る臭化ジスプロシウムの蒸気圧（１×１０-30 ａｔｍ）
は、放電用ガスの全圧（３０ｋＰａ）の１００００分の
１以下であり、臭化ジスプロシウム分子による発光はほ
とんど認められなかった。また、上記の誘電体バリア放
電ランプＡ１を連続点灯させ、全放射束の維持率が７０
％となるまでの時間を調べたところ、約１０００時間で
あった。
外表面の最冷点温度は１００℃であり、この温度におけ
る臭化ジスプロシウムの蒸気圧（１×１０-30 ａｔｍ）
は、放電用ガスの全圧（３０ｋＰａ）の１００００分の
１以下であり、臭化ジスプロシウム分子による発光はほ
とんど認められなかった。また、上記の誘電体バリア放
電ランプＡ１を連続点灯させ、全放射束の維持率が７０
％となるまでの時間を調べたところ、約１０００時間で
あった。
【００３５】〈比較例１〉ハロゲン化合物 を配置せず、放電用ガスとしてキセノン
と共に臭素０．６ｍｇを封入したこと以外は誘電体バリ
ア放電ランプＡ１と同様の条件により、比較用の誘電体
バリア放電ランプＢ１を作製し、この誘電体バリア放電
ランプＢ１を誘電体バリア放電ランプＡ１と同様の条件
により点灯させたところ、初期のエキシマ光の発光効率
は、誘電体バリア放電ランプＡ１と同等であった。そし
て、この誘電体バリア放電ランプＢ１を連続点灯させ、
全放射束の維持率が７０％となるまでの時間を調べたと
ころ、約４００時間であった。
と共に臭素０．６ｍｇを封入したこと以外は誘電体バリ
ア放電ランプＡ１と同様の条件により、比較用の誘電体
バリア放電ランプＢ１を作製し、この誘電体バリア放電
ランプＢ１を誘電体バリア放電ランプＡ１と同様の条件
により点灯させたところ、初期のエキシマ光の発光効率
は、誘電体バリア放電ランプＡ１と同等であった。そし
て、この誘電体バリア放電ランプＢ１を連続点灯させ、
全放射束の維持率が７０％となるまでの時間を調べたと
ころ、約４００時間であった。
【００３６】〈実施例２〉 図２に示す構成に従って、他方の壁材（１２）の内面に
突条部（１８）を設けて放電容器（１０）内に発光用元
素補給用物質収容室（Ｋ）を形成し、この発光用元素補
給用物質収容室（Ｋ）にハロゲン化合物としてヨウ化イ
ットリウム１０ｍｇを配置し、ランプの運転を開始する
前に、ヨウ化イットリウムを加熱処理してその一部を分
解することにより、約１ｍｇのヨウ素を生成して放電空
間内に放出させたこと以外は、誘電体バリア放電ランプ
Ａ１と同様の条件により、本発明の誘電体バリア放電ラ
ンプＡ２を作製した。
突条部（１８）を設けて放電容器（１０）内に発光用元
素補給用物質収容室（Ｋ）を形成し、この発光用元素補
給用物質収容室（Ｋ）にハロゲン化合物としてヨウ化イ
ットリウム１０ｍｇを配置し、ランプの運転を開始する
前に、ヨウ化イットリウムを加熱処理してその一部を分
解することにより、約１ｍｇのヨウ素を生成して放電空
間内に放出させたこと以外は、誘電体バリア放電ランプ
Ａ１と同様の条件により、本発明の誘電体バリア放電ラ
ンプＡ２を作製した。
【００３７】上記の誘電体バリア放電ランプＡ２を誘電
体バリア放電ランプＡ１と同様の条件で点灯させたとこ
ろ、消費電力は約２０Ｗであり、波長約２５３ｎｍ（キ
セノンとヨウ素とによるエキシマから放出されるエキシ
マ光の波長）に最大ピークを有する波長２３０〜２７５
ｎｍの範囲の紫外線が放出された。また、点灯中におけ
る放電容器（１０）の外表面の最冷点温度は１００℃で
あり、この温度におけるヨウ化イットリウムの蒸気圧
（１Ｐａ以下）は、放電用ガスの全圧（３０ｋＰａ）の
１００００分の１以下であり、ヨウ化イットリウム分子
による発光はほとんど認められなかった。また、上記の
誘電体バリア放電ランプＡ２を連続点灯させ、全放射束
の維持率が７０％となるまでの時間を調べたところ、約
１２００時間であった。
体バリア放電ランプＡ１と同様の条件で点灯させたとこ
ろ、消費電力は約２０Ｗであり、波長約２５３ｎｍ（キ
セノンとヨウ素とによるエキシマから放出されるエキシ
マ光の波長）に最大ピークを有する波長２３０〜２７５
ｎｍの範囲の紫外線が放出された。また、点灯中におけ
る放電容器（１０）の外表面の最冷点温度は１００℃で
あり、この温度におけるヨウ化イットリウムの蒸気圧
（１Ｐａ以下）は、放電用ガスの全圧（３０ｋＰａ）の
１００００分の１以下であり、ヨウ化イットリウム分子
による発光はほとんど認められなかった。また、上記の
誘電体バリア放電ランプＡ２を連続点灯させ、全放射束
の維持率が７０％となるまでの時間を調べたところ、約
１２００時間であった。
【００３８】〈比較例２〉ハロゲン化合物 を配置せず、放電用ガスとしてキセノン
と共にヨウ素１ｍｇを封入したこと以外は誘電体バリア
放電ランプＡ２と同様の条件により、比較用の誘電体バ
リア放電ランプＢ２を作製し、この誘電体バリア放電ラ
ンプＢ２を誘電体バリア放電ランプＡ１と同様の条件に
より点灯させたところ、初期のエキシマ光の発光効率
は、誘電体バリア放電ランプＡ２と同等であった。そし
て、この誘電体バリア放電ランプＢ２を連続点灯させ、
全放射束の維持率が７０％となるまでの時間を調べたと
ころ、約５００時間であった。
と共にヨウ素１ｍｇを封入したこと以外は誘電体バリア
放電ランプＡ２と同様の条件により、比較用の誘電体バ
リア放電ランプＢ２を作製し、この誘電体バリア放電ラ
ンプＢ２を誘電体バリア放電ランプＡ１と同様の条件に
より点灯させたところ、初期のエキシマ光の発光効率
は、誘電体バリア放電ランプＡ２と同等であった。そし
て、この誘電体バリア放電ランプＢ２を連続点灯させ、
全放射束の維持率が７０％となるまでの時間を調べたと
ころ、約５００時間であった。
【００３９】〈実施例３〉 図３に示す構成および下記の条件に従って、本発明に係
る誘電体バリア放電ランプＡ３を作製した。 放電容器（１０）： 一方の壁材（１１）；合成石英ガラス製，全長約１５０
ｍｍ，外径２６．５ｍｍ，内径２４．５ｍｍ（肉厚１ｍ
ｍ）， 他方の壁材（１２）；合成石英ガラス製，全長約１５０
ｍｍ，外径１４ｍｍ，内径１２ｍｍ（肉厚１ｍｍ）， 一方の電極：ステンレス金網製， 他方の電極：アルミニウム製， 放電用ガス：キセノン， ハロゲン化合物 ：塩化銀１０ｍｇ
る誘電体バリア放電ランプＡ３を作製した。 放電容器（１０）： 一方の壁材（１１）；合成石英ガラス製，全長約１５０
ｍｍ，外径２６．５ｍｍ，内径２４．５ｍｍ（肉厚１ｍ
ｍ）， 他方の壁材（１２）；合成石英ガラス製，全長約１５０
ｍｍ，外径１４ｍｍ，内径１２ｍｍ（肉厚１ｍｍ）， 一方の電極：ステンレス金網製， 他方の電極：アルミニウム製， 放電用ガス：キセノン， ハロゲン化合物 ：塩化銀１０ｍｇ
【００４０】そして、ランプの運転を開始する前に、低
圧水銀ランプを用いて、塩化銀に波長２５４ｎｍの紫外
線を照射してその一部を分解することにより、約０．３
ｍｇの塩素を生成して放電空間内に放出させた。
圧水銀ランプを用いて、塩化銀に波長２５４ｎｍの紫外
線を照射してその一部を分解することにより、約０．３
ｍｇの塩素を生成して放電空間内に放出させた。
【００４１】上記の誘電体バリア放電ランプＡ３を、電
源（２０）により、印加電圧が約８ｋＶ、周波数が約３
５ｋＨｚの交流波で点灯させたところ、消費電力は約８
０Ｗであり、波長約３０８ｎｍ（キセノンと塩素とによ
るエキシマから放出されるエキシマ光の波長）に最大ピ
ークを有する波長２８０〜３５０ｎｍの範囲の紫外線が
放出された。
源（２０）により、印加電圧が約８ｋＶ、周波数が約３
５ｋＨｚの交流波で点灯させたところ、消費電力は約８
０Ｗであり、波長約３０８ｎｍ（キセノンと塩素とによ
るエキシマから放出されるエキシマ光の波長）に最大ピ
ークを有する波長２８０〜３５０ｎｍの範囲の紫外線が
放出された。
【００４２】また、点灯中における放電容器（１０）の
外表面の最冷点温度は１００℃であり、この温度におけ
る塩化銀の蒸気圧（１Ｐａ以下）は、放電用ガスの全圧
（２１ｋＰａ）の１００００分の１以下であり、塩化銀
分子による発光はほとんど認められなかった。また、上
記の誘電体バリア放電ランプＡ３を連続点灯させ、全放
射束の維持率が７０％となるまでの時間を調べたとこ
ろ、約９００時間であった。
外表面の最冷点温度は１００℃であり、この温度におけ
る塩化銀の蒸気圧（１Ｐａ以下）は、放電用ガスの全圧
（２１ｋＰａ）の１００００分の１以下であり、塩化銀
分子による発光はほとんど認められなかった。また、上
記の誘電体バリア放電ランプＡ３を連続点灯させ、全放
射束の維持率が７０％となるまでの時間を調べたとこ
ろ、約９００時間であった。
【００４３】〈比較例３〉ハロゲン化合物 を配置せず、放電用ガスとしてキセノン
と共に塩素０．３ｍｇを封入したこと以外は誘電体バリ
ア放電ランプＡ３と同様の条件により、比較用の誘電体
バリア放電ランプＢ３を作製し、この誘電体バリア放電
ランプＢ３を誘電体バリア放電ランプＡ３と同様の条件
により点灯させたところ、初期のエキシマ光の発光効率
は、誘電体バリア放電ランプＡ３と同等であった。そし
て、この誘電体バリア放電ランプＢ３を連続点灯させ、
全放射束の維持率が７０％となるまでの時間を調べたと
ころ、約３００時間であった。
と共に塩素０．３ｍｇを封入したこと以外は誘電体バリ
ア放電ランプＡ３と同様の条件により、比較用の誘電体
バリア放電ランプＢ３を作製し、この誘電体バリア放電
ランプＢ３を誘電体バリア放電ランプＡ３と同様の条件
により点灯させたところ、初期のエキシマ光の発光効率
は、誘電体バリア放電ランプＡ３と同等であった。そし
て、この誘電体バリア放電ランプＢ３を連続点灯させ、
全放射束の維持率が７０％となるまでの時間を調べたと
ころ、約３００時間であった。
【００４４】
【発明の効果】本発明によれば、ランプの点灯時間の経
過に従って、放電容器内に配置された発光用元素補給用
物質よりハロゲンガスが徐々に放電空間に補給されるの
で、放電空間におけるハロゲンガスの量が減少すること
が有効に補償されると共に、放電容器内にハロゲンガス
を過剰に充填することが不要となり、その結果、高い発
光効率を有し、しかも、使用寿命の長い誘電体バリア放
電ランプが得られる。
過に従って、放電容器内に配置された発光用元素補給用
物質よりハロゲンガスが徐々に放電空間に補給されるの
で、放電空間におけるハロゲンガスの量が減少すること
が有効に補償されると共に、放電容器内にハロゲンガス
を過剰に充填することが不要となり、その結果、高い発
光効率を有し、しかも、使用寿命の長い誘電体バリア放
電ランプが得られる。
【００４５】また、発光用元素補給用物質として、特定
の金属によるハロゲン化合物を用いることにより、当該
ハロゲン化合物からハロゲンが遊離して生成される残留
物、例えば金属単体または金属酸化物は、その蒸気圧が
低いものであるため、当該残留物による発光を抑制する
ことができる。
の金属によるハロゲン化合物を用いることにより、当該
ハロゲン化合物からハロゲンが遊離して生成される残留
物、例えば金属単体または金属酸化物は、その蒸気圧が
低いものであるため、当該残留物による発光を抑制する
ことができる。
【００４６】また、定格点灯状態におけるハロゲン化合
物の蒸気圧が、放電用ガスの全圧の１００００分の１以
下となる条件を満足することにより、エキシマでないハ
ロゲン化合物分子による発光が極めて少ないものとなる
ため、目的とするエキシマ光を高い効率で放出させるこ
とができる。
物の蒸気圧が、放電用ガスの全圧の１００００分の１以
下となる条件を満足することにより、エキシマでないハ
ロゲン化合物分子による発光が極めて少ないものとなる
ため、目的とするエキシマ光を高い効率で放出させるこ
とができる。
【００４７】また、放電容器内に発光用元素補給用物質
収容室を形成し、当該発光用元素補給用物質収容室内に
発光用元素補給用物質を配置することにより、ハロゲン
化合物または当該ハロゲン化合物からハロゲンが遊離し
て生成される残留物がスパッタにより蒸散することを防
止することができる。
収容室を形成し、当該発光用元素補給用物質収容室内に
発光用元素補給用物質を配置することにより、ハロゲン
化合物または当該ハロゲン化合物からハロゲンが遊離し
て生成される残留物がスパッタにより蒸散することを防
止することができる。
【図１】本発明の誘電体バリア放電ランプの一例におけ
る構成を示す説明用断面図である。
る構成を示す説明用断面図である。
【図２】本発明の誘電体バリア放電ランプの他の例にお
ける構成を示す説明用断面図である。
ける構成を示す説明用断面図である。
【図３】本発明の誘電体バリア放電ランプの更に他の例
における構成を示す説明用断面図である。
における構成を示す説明用断面図である。
【図４】誘電体バリア放電を発生させるための原理を示
す説明図である。
す説明図である。
１０ 放電容器 １１ 一方の壁材 １２ 他方の壁材 １３，１４ 封止壁部 １５ 一方の壁材の外面 １６ 他方の壁材の外面 １７ 他方の壁材の内面 １８ 突条部 １９ 排気管の残部 ２０ 電源 ２１ 一方の電極 ２２ 他方の電極 ３０ 発光用元素補給用物質 Ｓ 放電空間 Ｋ 発光用元素補給用物質収容室 ８１，８２ 壁材 ８３，８４ 壁材の外面 ８５，８６ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−215735（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−201358（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−153423（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 65/00
Claims (5)
- 【請求項１】 それぞれ誘電体により構成された互いに
対向する一方の壁材および他方の壁材を有し、当該一方
の壁材と当該他方の壁材との間に放電空間を形成する密
閉型放電容器と、 この放電容器における一方の壁材および他方の壁材の各
々の外面に配置された一方の電極および他方の電極と、 前記放電容器内に充填された希ガスおよびハロゲンガス
よりなる放電用ガスとを有し、 前記放電容器における放電空間において誘電体バリア放
電を発生させることにより、希ガス元素とハロゲン元素
とによるエキシマが生成されてエキシマ光が放出される
誘電体バリア放電ランプであって、 前記放電容器内に、前記放電用ガスと共に、ランプの点
灯時間の経過に従ってハロゲンガスを徐々に放電空間内
に補給する、前記放電用ガスのハロゲンガスと同一の元
素による、常温で固体のハロゲン化合物よりなる発光用
元素補給用物質が配置されていることを特徴とする誘電
体バリア放電ランプ。 - 【請求項２】 発光用元素補給用物質を構成するハロゲ
ン化合物が金属ハロゲン化合物であることを特徴とする
請求項１に記載の誘電体バリア放電ランプ。 - 【請求項３】 発光用元素補給用物質を構成する金属ハ
ロゲン化合物が、ランタノイド族元素、イットリウム、
スズ、鉛、銀およびバリウムの中から選ばれた一種以上
の金属のハロゲン化物であることを特徴とする請求項２
に記載の誘電体バリア放電ランプ。 - 【請求項４】 定格点灯状態におけるハロゲン化合物の
蒸気圧が、放電用ガスの全圧の１００００分の１以下で
あることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか
に記載の誘電体バリア放電ランプ。 - 【請求項５】 放電容器内に、放電空間に連通する発光
用元素補給用物質収容室が形成され、この発光用元素補
給用物質収容室内に発光用元素補給用物質が配置されて
いることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか
に記載の誘電体バリア放電ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24107995A JP3228090B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 誘電体バリア放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24107995A JP3228090B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 誘電体バリア放電ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0992225A JPH0992225A (ja) | 1997-04-04 |
| JP3228090B2 true JP3228090B2 (ja) | 2001-11-12 |
Family
ID=17068984
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24107995A Expired - Fee Related JP3228090B2 (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 誘電体バリア放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3228090B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101872088A (zh) * | 2009-04-23 | 2010-10-27 | 优志旺电机株式会社 | 液晶面板的制造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2008052916A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Ehime Univ | 紫外線照射装置 |
| JP5302637B2 (ja) * | 2008-11-17 | 2013-10-02 | 株式会社オーク製作所 | 放電ランプ |
| JP5316317B2 (ja) * | 2009-09-01 | 2013-10-16 | ウシオ電機株式会社 | 液晶パネルの製造方法 |
| CN110167605B (zh) | 2017-01-10 | 2021-08-24 | 优志旺电机株式会社 | 紫外线杀菌装置 |
-
1995
- 1995-09-20 JP JP24107995A patent/JP3228090B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101872088A (zh) * | 2009-04-23 | 2010-10-27 | 优志旺电机株式会社 | 液晶面板的制造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0992225A (ja) | 1997-04-04 |
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