JPH08138628A - 誘電体バリア放電ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射輝度が高く、小型で、かつ、長寿命の誘
電体バリア放電ランプを提供することを目的とする。 【構成】 少なくとも一部分が誘電体バリア放電のため
の誘電体であるガラスあるいはセラミックスからなる放
電容器と、該放電容器に充填された、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と、誘電体
バリア放電を行うための一対の電極と、前記ガラスある
いはセラミックスに取り付けられたフッ化マグネシウム
あるいはフッ化カルシウムからなる光取り出し窓部材か
ら構成された誘電体バリア放電ランプにおいて、該ガラ
スあるいはセラミックスと前記光取り出し窓部材との接
合部材がインジウム金属であり、該接合部材が充填され
た部分における前記ガラスあるいはセラミックスと前記
光取り出し窓部材の間の最短距離を０．１ｍｍ以上、か
つ、最長距離を２．０ｍｍ以下にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【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
リア放電ランプの改良に関する。

【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２ー７３５３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
ら放射される光を取り出す放射器、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。

【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
透過性であり、前記光透過性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構
造が記載されている。

【０００４】また、前記誘電体バリア放電の放電路に平
行して設けられた光取りだし窓部材を有する誘電体バリ
ア放電ランプ装置、すなわち放電路に直角な方向に光を
取り出す誘電体バリア放電ランプ装置については、米国
特許第２９４３２２５号に記載されている。また、光取
り出し窓部材として、フッ化マグネシウムあるいはフッ
化カルシウムを使用することが記載されている。

【０００５】以下、従来の誘電体バリア放電ランプの概
略図である図３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
あるガラスあるいセラミックス製で、一端部１００が閉
塞されている内側管２と、外側管３とを同軸に配置され
ている。内側管２の閉塞部に対面した放電容器１の一端
部１０１は、フッ化マグネシウムあるいはフッ化カルシ
ウムからなる光取り出し窓部材９が、接合部材７を介し
て設けられている。また他端部１０２も密閉されて、放
電容器１は中空円筒状になっている。内側管２の内面お
よび外側管３の外面には、アルミニウムの蒸着によって
形成した光反射板を兼ねた誘電体バリア放電用の電極４
および５がそれぞれ設けられている。

【０００６】フッ化マグネシウムあるいはフッ化カルシ
ウムは、石英ガラスやサファイア等に比較して真空紫外
領域の光透過率が優れている。よってこれらを光取り出
し窓部材９の材料として採用することにより、光取り出
し効率の高い誘電体バリア放電ランプが実現できる。光
取り出し窓部材９を気密に接合する接合部材７は、低融
点ガラス、半田などが使用されている。

【０００７】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して交流電源１
０によって電極４，５に電圧を印加すると、放電空間８
に誘電体バリア放電が発生する。その結果エキシマ光が
発生し、光取り出し窓部材９から取り出される。

【０００８】誘電体バリア放電ランプにおいて、該誘電
体バリア放電の放電路に平行して光取りだし窓部材９を
設けること、すなわち放電路に直角な方向に光を取り出
すことの目的は、誘電体バリア放電ランプの光取り出し
窓部材に垂直な方向の寸法を大きくすることによってプ
ラズマ厚みを増し、放射輝度を増大させることである。
上記した効果は、自己吸収の非常に小さいエキシマ光を
放出するエキシマランプにおいてのみ得られるもので、
従来のグロー放電ランプやアーク放電ランプにおいては
得られないものである。

【０００９】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以
下の種々の利点があり有用である。 （Ａ）エキシマ光の放出効率が大きい。 （Ｂ）ランプの形状の自由度が大きい。 （Ｃ）放電路に平行して設けられた光取り出し窓部材を
有するため、誘電体バリア放電ランプの光取りだし窓部
材に垂直な方向の寸法を大きくすることによって、放射
輝度を増大させることができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
誘電体バリア放電ランプは、 （ａ）放射輝度が必ずしも高くない。 （ｂ）小型な形状にできない。 （ｃ）点灯時間の経過につれてガス漏れが発生する。す
なわち寿命が短い。 という問題があった。以下、これらの問題について説明
する。

【００１１】光取り出し窓部材９の接合部を放電プラズ
マと近接させると、接合部の温度がランプの点灯開始時
あるいは消灯時に急激に変化する。誘電体バリア放電の
ための誘電体であるガラスあるいはセラミックスの熱膨
張係数と、光取り出し窓部材９であるフッ化マグネシウ
ムあるいはフッ化カルシウムの熱膨張係数とは著しく異
なる。このため、ガラスあるいはセラミックスと、フッ
化マグネシウムあるいはフッ化カルシウムとの接合を、
接合部材７として半田等の金属を用いて行った場合に
は、ランプの点灯開始時あるいは消灯時の急激な温度変
化時に接合部が破損してしまう。従って、接合部、すな
わち、光取り出し窓部材９を放電プラズマから離して設
けなければならず、その結果、前記の（ａ），（ｂ）の
問題が生じる。

【００１２】一方、誘電体バリア放電ランプの正常な放
電は、電極５−外側管３−放電空間８−内側管２−電極
４を通して行われる。ところが、ランプの点灯時間が経
過して外側管３の外面が汚れたりすると、外側管３の電
極を設けていない部分の外表面６に沿っての沿面放電が
発生しやすくなり、その結果、電極５−外側管３の外表
面６−金属接合部材７−放電空間８−内側管２−電極４
を通して異常放電が発生する。そして、この異常放電に
よって接合部が破損し、前記（ｃ）の問題が生じること
を我々は発見した。

【００１３】この現象は、誘電体バリア放電ランプ独特
の現象であることは、自明である。この（ｃ）の問題を
解決するためにも、接合部、すなわち、光取り出し窓部
材を放電プラズマから離して設けなければならない。そ
の結果、この（ａ），（ｂ）の問題がさらに重大な問題
となってしまう。

【００１４】接合部材７として低融点ガラスを使用する
場合には、上記の異常放電は発生しない。しかしなが
ら、ガラスあるいはセラミックスとフッ化マグネシウム
あるいはフッ化カルシウムとの間に、ガラスあるいはセ
ラミックスの熱膨張係数とフッ化マグネシウムあるいは
フッ化カルシウムの熱膨張係数の中間の熱膨張係数を有
する物質を複数個介在させる必要があり、必然的にこの
（ａ），（ｂ）の問題が発生する。

【００１５】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、その課題は、放射輝度が高く、コ
ンパクトで、かつ、長寿命の誘電体バリア放電ランプを
提供することである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の請求項１の発明は、少なくとも一部分が誘
電体バリア放電のための誘電体であるガラスあるいはセ
ラミックスからなる放電容器と、該放電容器に充填され
た、誘電体バリア放電によってエキシマ分子を形成する
放電用ガスと、誘電体バリア放電を行うための一対の電
極と、前記ガラスあるいはセラミックスに取り付けられ
たフッ化マグネシウムあるいはフッ化カルシウムからな
る光取り出し窓部材から構成された誘電体バリア放電ラ
ンプにおいて、該ガラスあるいはセラミックスと前記光
取り出し窓部材との接合部材がインジウム金属であり、
該接合部材が充填された部分における前記ガラスあるい
はセラミックスと前記光取り出し窓部材の間の最短距離
ｄを０．１ｍｍ以上、かつ、最長距離を２．０ｍｍ以下
に構成したものである。

【００１７】本発明の請求項２の発明は、請求項１の発
明において、該一対の電極のうちの一方の電極が放電用
ガスに接触するように構成したものである。

【００１８】本発明の請求項３の発明は、請求項１の発
明において、該光取り出し窓部材が円板状であって、該
放電容器が、外形が概略円筒状である外側管と一端が閉
塞されている内側管とが同軸に配置され、内側管の閉塞
部に対面する端部に該光取り出し窓部材が設置され、も
う一方の端部が密閉された中空円筒状構造であって、該
放電容器内には該放電用ガスが充填されていて、前記外
側管の少なくとも一部分はガラスあるいはセラミックス
であって、該一対の電極の一方は前記内側管の内壁の少
なくとも一部に設けられ、該一対の電極の他方は前記ガ
ラスあるいはセラミックス部分の外壁の少なくとも一部
に設けられているように構成したものである。

【００１９】本発明の請求項４の発明は、請求項１の発
明において、該光取り出し窓部材は円板状であって、該
放電容器は、少なくとも一部分はガラスあるいはセラミ
ックスであり、かつ概略円筒状であって、一方の端部に
該光取り出し窓部材が設置され、もう一方の端部が密閉
されている構造であって、該放電容器内には該放電用ガ
スが充填されていて、該一対の電極の一方は該放電用ガ
スに接触していて、該一対の電極の他方は前記ガラスあ
るいはセラミックス部分の外壁の少なくとも一部に設け
られているように構成したものである。

【００２０】本発明の請求項５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、
前記光取り出し窓部材が前記誘電体バリア放電の誘電体
を兼ねているように構成したものである。

【００２１】

【作用】本発明の請求項１の発明においては、まず第一
に、前記ガラスあるいはセラミックスと前記光取り出し
窓部材との接合部材をインジウムを主成分とした比較的
柔らかい金属で構成し、かつ、前記接合部材が充填され
た部分における前記ガラスあるいはセラミックスと前記
光取り出し窓部材の間の最短距離を０．１ｍｍ以上にし
たので、以下の効果を有する。

【００２２】（１）セラミックスあるいはガラスの熱膨
張率と前記光取り出し窓部材との熱膨張率の違いが接合
部材によって緩和され、接合部を放電プラズマに近接さ
せた構成、すなわち前記光取り出し窓部材を放電プラズ
マに近接させた構成にすることが可能となる。従って、
放射輝度が高く、コンパクトな誘電体バリア放電ランプ
が得られる。

【００２３】（２）仮に前記接合部材を通して異常放電
が起こったとしても、前記ガラスあるいはセラミックス
と前記光取り出し窓部材との間の最短距離を０．１ｍｍ
以上にしたので、異常放電による接合部における発熱が
少なくなる。従って、接合部が破損する割合が低下し、
長寿命の誘電体バリア放電ランプが得られる。

【００２４】異常放電による接合部の破損は、前記最短
距離を０．３ｍｍ以上に構成することにより、より一層
改善できる。

【００２５】（３）前記ガラスあるいはセラミックスと
前記光取り出し窓部材との接合の際には、前記接合部材
の少なくとも一部を溶融させる必要があるが、前記ガラ
スあるいはセラミックスと前記光取り出し窓部材との間
の最長距離を２．０ｍｍ以下に構成すると、表面張力に
より、溶融した接合部材が重力などによって流出するこ
とが無く、ランプの製造が容易になるという利点が生じ
る。

【００２６】本発明の請求項２の発明は、請求項１の発
明において、前記一対の電極のうちの一方の電極が放電
用ガスに接触するように構成したので、請求項１と同様
な効果に加え以下の利点を有する。 （４）本構成においては、放電路に一個の誘電体だけが
存在するので、比較的低い電圧でランプを点灯すること
が可能となり、電源装置を小形化できるという利点が生
じる。また、誘電体が一個なので、ランプが小型になる
という利点が生じる。

【００２７】なお、誘電体が一個なので、従来の構成で
は接合部材を通しての異常放電が発生しやすくなるが、
先に述べたように、前記ガラスあるいはセラミックスと
前記光取り出し窓との間の最短距離ｄを０．１ｍｍ以上
にしたので、異常放電による接合部における発熱が少な
くなり、接合部が破損する割合が低下し、信頼性の高い
誘電体バリア放電ランプが実現できた。

【００２８】本発明の請求項３の発明においては、請求
項１の発明において、該光取り出し窓部材が円板状であ
って、該放電容器が、外形が概略円筒状である外側管と
一端が閉塞されている内側管とが同軸に配置され、内側
管の閉塞部に対面する端部に該光取り出し窓部材が設置
され、もう一方の端部が密閉された中空円筒状構造であ
って、該放電容器内には該放電用ガスが充填されてい
て、前記外側管の少なくとも一部分はガラスあるいはセ
ラミックスであって、該一対の電極の一方は前記内側管
の内壁の少なくとも一部に設けられ、該一対の電極の他
方は前記ガラスあるいはセラミックス部分の外壁の少な
くとも一部に設けられているように構成にしたので、請
求項１と同様な効果に加え以下の利点を有する。

【００２９】（５）高価なフッ化マグネシウムあるいは
フッ化カルシウムの窓部材を少なくした状態で、従来の
放電ランプでは得ることが困難である、高放射輝度の真
空紫外領域の光が得られるという利点が生じる。

【００３０】本発明の請求項４の発明は、請求項１の発
明において、該光取り出し窓部材は円板状であって、該
放電容器は、少なくとも一部分はガラスあるいはセラミ
ックスであり、かつ概略円筒状であって、一方の端部に
該光取り出し窓部材が設置され、もう一方の端部が密閉
されている構造であって、該放電容器内には該放電用ガ
スが充填されていて、該一対の電極の一方は該放電用ガ
スに接触していて、該一対の電極の他方は前記ガラスあ
るいはセラミックス部分の外壁の少なくとも一部に設け
られているように構成にしたので、請求項１と同様な効
果に加え、請求項２の発明の利点（４）と請求項３の発
明の利点（５）を併せ持つという利点を有する。

【００３１】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、前記
光取り出し窓部材が前記誘電体バリア放電の誘電体を兼
ねるように構成したので、請求項１，２，３または請求
項４のいずれかの発明と同様な効果を得ることができる
とともに、以下の利点を有する。 （６）エキシマ光の取り出し効率が増加し、より高放射
輝度の誘電体バリア放電ランプが得られる。 （７）フッ化マグネシウムあるいはフッ化カルシウムの
誘電率は、真空紫外領域の良く知られている窓部材であ
る石英ガラスに比較し約２倍と大きいので、比較的低い
電圧でランプを点灯することが可能となり、従って、電
源装置を小形化できるという利点も生じる。

【００３２】

【実施例】本発明の第１の実施例である誘電体バリア放
電ランプの概略図を図１に示す。放電容器１を兼ねた円
筒状の外側管３は、内径１８ｍｍ、肉厚１ｍｍ、全長約
１５０ｍｍの石英ガラス製で、その外面にはアルミニウ
ム蒸着膜からなる電極５が設けられている。電極５と対
になる内側電極１１は、直径１ｍｍのタングステン棒か
らなり、前記誘電体管３と同軸に設けられている。

【００３３】内側電極１１の外側管３への取り付けに
は、いわゆるグレーデッドシール法を使用した。 （１）まず、タングステンの熱膨張係数に近い熱膨張係
数を有するガラス１０３をタングステン棒からなる内側
電極１１に溶着させた。 （２）次に、その上に石英ガラスとタングステンの熱膨
張係数の中間程度の熱膨張係数を有するガラス１０４を
溶着させた。 （３）最後に石英ガラスからなる外側管３の一端１３に
溶着させた。

【００３４】外側管３の他方の端部１２は断面Ｌ字型の
形成し、その内径は、放電空間８を形成している部分の
外径２０ｍｍよりも大きい２１ｍｍである。この部分に
直径２０ｍｍ、肉厚２ｍｍのフッ化マグネシウムからな
る光取り出し窓部材９を、インジウムからなる接合部材
７を用いて気密に設置した。外側電極５の光取り出し窓
部材９に近接した端部Ｐと接合部Ｑの距離は、従来の約
三分の一である１０ｍｍにした。

【００３５】光取り出し窓部材の取り付け方法の詳細を
以下に記す。 （１）端部１２の内面および光取り出し窓部材９の接合
部材７に接する部分に、金属被着、いわゆるメタライズ
を行った。端部１２の内面のメタライズは、インジウム
にチタンを重量で１０％混合させた合金を、超音波半田
鏝を使用して被着させる方法によった。また、光取り出
し窓部材９のメタライズは、有機白金化合物の水溶液を
塗布し、乾燥後、約５００℃で焼成し、金属白金薄膜を
析出させる方法によった。

【００３６】（２）メタライズした端部１２の内面と光
取り出し窓部材９の間にインジウム線を介在させ、イン
ジウム線を部分的に加熱溶融させることによって、端部
１２の内面と光取り出し窓部材９を気密に接合した。

【００３７】なお、接合部材７が充填された外側管３の
端部１２と光取り出し窓部材９との間の最短距離が、端
部１２の光取り出し窓部材９の側面に平行な部分と光取
り出し窓部材９との距離ｄ1 となるようにした。距離ｄ
1 は約０．５ｍｍである。

【００３８】また、接合部材７が充填された外側管３の
端部１２と光取り出し窓部材９との間の最長距離は、端
部１２の光取り出し窓９の表面に平行な部分と光取り出
し窓９部材との距離ｄ2 となるようにした。距離ｄ2 は
約１．０ｍｍである。

【００３９】放電容器１内に放電用ガスとしてアルゴン
を４０ｋＰａ封入した。外側電極５と内側電極１１との
間に電源１０によって交流電圧を印加したところ、放電
空間８で誘電体バリア放電が発生し、光取り出し窓部材
９からアルゴンのエキシマ光である波長１２６ｎｍに中
心波長を有する真空紫外線が放射された。

【００４０】本実施例は以下の利点を有する。 （１）外側電極５の光取り出し窓部材９に近接した端部
と、接合部材７や光取り出し窓部材９との距離を短くす
ることができた。従ってランプが小型化し、高い放射輝
度が得られた。

【００４１】（２）ランプの点灯、消灯を繰り返して
も、接合部の破損が発生せず、さらに、インジウムから
なる接合部材７を通しての異常放電が発生しても、接合
部が破損する確率は小さくなった。従って、長寿命の真
空紫外誘電体バリア放電ランプを得ることができた。

【００４２】（３）電極１１が放電ガスに接触している
構成なので、誘電体が一枚になり低い電圧での放電が可
能になった。よって、電源装置の小型・軽量化が可能に
なった。

【００４３】本発明の第２の実施例の誘電体バリア放電
ランプは、電極部分の構成は図３と同一で、光取り出し
窓部材の取り付け構造は図１と同一である構成である。
すなわち、放電容器１は石英ガラス製で、一端が閉塞さ
れている外径１４ｍｍ内側管２と、内径２３ｍｍの外側
管３とを同軸に配置されている。放電容器１は、内側管
２の閉塞部に対面した端部１２には光取り出し窓部材９
が設けられ、他端は密閉されていて、中空円筒状になっ
ている。内側管２の内面および外側管３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板を兼ねた誘
電体バリア放電用の電極４，５がそれぞれ設けられてい
る。

【００４４】端部１２の内径は、放電空間８を形成して
いる部分の外径２５ｍｍよりも大きい２６ｍｍである。
この部分に直径２５ｍｍ、肉厚３ｍｍのフッ化マグネシ
ウムから成る光取り出し窓部材９が、インジウムからな
る接合部材７を用いて気密に設置されている。電極５の
光取り出し窓部材９に近接した端部と接合部の距離は１
５ｍｍである。

【００４５】放電容器１内に放電用ガスとしてクリプト
ンを４０ｋＰ封入した。電極４，５の間に電源１０によ
って交流電圧を印加したところ、放電空間８で誘電体バ
リア放電が発生し、光取り出し窓部材９からクリプトン
のエキシマ光である波長１４６ｎｍに中心波長を有する
真空紫外線が放射された。第２の実施例においては、第
１の実施例における電源の小型・軽量化を除いては、第
１の実施例における利点と同等の利点が得られた。

【００４６】本発明の第３の実施例である誘電体バリア
放電ランプの概略図を図２に示す。放電容器２１は円板
状であって、アルミナからなる浅い皿状の基体２０に円
板状のフッ化マグネシウムからなる光取り出し窓部材２
９を、インジウムからなる接合部材７で気密に取り付け
たものである。光取り出し窓部材２９の取り付けは、第
１の実施例に準じて行われ、接合部材７が充填された部
分における基体２０と光取り出し窓部材２９の間の最短
距離ｄ3 は０．３ｍｍ、かつ、最長距離は１．３ｍｍに
構成にした。

【００４７】光取り出し窓部材２９は、誘電体バリア放
電ランプの誘電体も兼ねている。その外面には外部金属
網電極２５が、内面には内部金属網電極２４が設けられ
ている。内部金属網電極２４は、スパッタリングによる
飛散を抑制するためフッ化マグネシウムの蒸着膜３０で
覆われている。３２は光取り出し窓部材２９を機械的に
補強するために基体２０の中心に設けられた支持体、３
１は誘電体多層干渉膜からなる光反射材である。

【００４８】放電容器２１内に放電用ガスとしてクリプ
トンを５０ｋＰ封入した。電極２５，２４の間に電源１
０によって交流電圧を印加したところ、光取り出し窓部
材２９の内表面で沿面放電が発生し、光取り出し窓部材
２９からクリプトンのエキシマ光である波長１４６ｎｍ
に中心波長を有する真空紫外線が放射された。

【００４９】本実施例は以下の利点を有する。 （４）第２の実施例の利点と同様、小型で、長寿命の平
面状の真空紫外誘電体バリア放電ランプが得られた。

【００５０】（５）内表面で沿面放電が発生するので、
光の取り出し効率が高くなり、より高放射輝度の誘電体
バリア放電ランプが得られるという利点が生じた。

【００５１】

【発明の効果】本発明の請求項１の発明においては、放
電容器の少なくとも一部を構成するガラスあるいはセラ
ミックスと光取り出し窓部材との接合部材をインジウム
を主成分とした比較的柔らかい金属で構成し、かつ、前
記接合部材が充填された部分におけるガラスあるいはセ
ラミックスと前記光取り出し窓部材の間の最短距離を
０．１ｍｍ以上にしたので以下の効果を有する。

【００５２】（１）セラミックスあるいはガラスの熱膨
張率と前記光取り出し窓部材との熱膨張率の違いが接合
部材によって緩和され、接合部を放電プラズマに近接さ
せた構成、すなわち前記光取り出し窓部材を放電プラズ
マに近接させた構成にすることが可能となる。従って、
放射輝度が高く、コンパクトな誘電体バリア放電ランプ
が得られる。

【００５３】（２）仮に前記接合部材を通して異常放電
が起こったとしても、前記ガラスあるいはセラミックス
と前記光取り出し窓との間の最短距離を０．１ｍｍ以上
にしたので、異常放電による接合部における発熱が少な
くなる。従って、接合部が破損する割合が低下し、長寿
命の誘電体バリア放電ランプが得られる。

【００５４】異常放電による接合部の破損は、前記最短
距離を０．３ｍｍ以上に構成することにより、より一層
改善できる。

【００５５】（３）前記ガラスあるいはセラミックスと
前記光取り出し窓部材との接合の際には、前記接合部材
の少なくとも一部を溶融させる必要があるが、前記ガラ
スあるいはセラミックスと前記光取り出し窓部材との間
の最長距離を２．０ｍｍ以下に構成すると、表面張力に
より、溶融した接合部材が重力などによって流出するこ
とが無く、ランプの製造が容易になるという利点が生じ
る。

【００５６】本発明の請求項２の発明は、請求項１の発
明において、一対の電極のうちの一方の電極が放電用ガ
スに接触するように構成したので、請求項１と同様な効
果に加え以下の利点を有する。 （４）本構成においては、放電路に一個の誘電体だけが
存在するので、比較的低い電圧でランプを点灯すること
が可能となり、電源装置を小形化できるという利点が生
じる。また、誘電体が一個なので、ランプが小型になる
という利点が生じる。

【００５７】本発明の請求項３の発明においては、請求
項１の発明において、該光取り出し窓部材が円板状であ
って、該放電容器が、外形が概略円筒状である外側管と
一端が閉塞されている内側管とが同軸に配置され、内側
管の閉塞部に対面する端部に該光取り出し窓部材が設置
され、もう一方の端部が密閉された中空円筒状構造であ
って、該放電容器内には該放電用ガスが充填されてい
て、前記外側管の少なくとも一部分はガラスあるいはセ
ラミックスであって、該一対の電極の一方は前記内側管
の内壁の少なくとも一部に設けられ、該一対の電極の他
方は前記ガラスあるいはセラミックス部分の外壁の少な
くとも一部に設けられているように構成にしたので、請
求項１と同様な効果に加え以下の利点を有する。

【００５８】（５）高価なフッ化マグネシウムあるいは
フッ化カルシウムの窓部材を少なくした状態で、従来の
放電ランプでは得ることが困難である、高放射輝度の真
空紫外領域の光が得られるという利点が生じる。

【００５９】本発明の請求項４の発明は、請求項１の発
明において、該光取り出し窓部材は円板状であって、該
放電容器は、少なくとも一部分はガラスあるいはセラミ
ックスであり、かつ概略円筒状であって、一方の端部に
該光取り出し窓部材が設置され、もう一方の端部が密閉
されている構造であって、該放電容器内には該放電用ガ
スが充填されていて、該一対の電極の一方は該放電用ガ
スに接触していて、該一対の電極の他方は前記ガラスあ
るいはセラミックス部分の外壁の少なくとも一部に設け
られているように構成にしたので、請求項１と同様な効
果に加え、請求項２の発明の利点（４）と請求項３の発
明の利点（５）を併せ持つという利点を有する。

【００６０】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、前記
光取り出し窓部材が前記誘電体バリア放電の誘電体を兼
ねるように構成したので、請求項１，２，３または請求
項４のいずれかの発明と同様な効果を得ることができる
とともに以下の利点を有する。 （６）エキシマ光の取り出し効率が増加し、より高放射
輝度の誘電体バリア放電ランプが得られる。 （７）フッ化マグネシウムあるいはフッ化カルシウムの
誘電率は、真空紫外領域の良く知られている窓部材であ
る石英ガラスに比較し約２倍と大きいので、比較的低い
電圧でランプを点灯することが可能となり、従って電源
装置を小形化できるという利点も生じる。

【００６１】上記したように、本発明によれば、放射輝
度が高く、小型で、かつ、長寿命の誘電体バリア放電ラ
ンプを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の誘電体バリア放電ランプの第１，第２
の実施例の説明図である。

【図２】本発明の誘電体バリア放電ランプの第３の実施
例の説明図である。

【図３】従来の誘電体バリア放電ランプおよび本発明の
誘電体バリア放電ランプの第２の実施例の説明図であ
る。

【符号の説明】

１，２１ 放電容器 ２ 内側管 ３ 外側管 ４，５ 電極 ６ 外側管の外表面 ７ 接合部材 ８ 放電空間 ９，２９ 光取り出し窓部材 １０ 交流電源 １１ 内側電極 １２ 端部 ２０ 基体 ２４ 内部金属網電極 ２５ 外部金属網電極 ３０ 蒸着膜 ３１ 光反射材 ３２ 支持体 １００ 内側管の一端部 １０１ 放電容器の一端部 １０２ 放電容器の他端部 １０３，１０４ ガラス

フロントページの続き (72)発明者 五十嵐龍志 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシオ 電機株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一部分が誘電体バリア放電のた
   めの誘電体であるガラスあるいはセラミックスからなる
   放電容器と、 該放電容器に充填された、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と、 誘電体バリア放電を行うための一対の電極と、 前記ガラスあるいはセラミックスに取り付けられたフッ
   化マグネシウムあるいはフッ化カルシウムからなる光取
   り出し窓部材から構成された誘電体バリア放電ランプに
   おいて、 該ガラスあるいはセラミックスと前記光取り出し窓部材
   との接合部材がインジウム金属であり、 該接合部材が充填された部分における前記ガラスあるい
   はセラミックスと前記光取り出し窓部材の間の最短距離
   を０．１ｍｍ以上、かつ、最長距離を２．０ｍｍ以下に
   構成にしたことを特徴とした誘電体バリア放電ランプ。
2. 【請求項２】 該一対の電極のうちの一方の電極が放電
   用ガスに接触してい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。
3. 【請求項３】 該光取り出し窓部材は円板状であって、 該放電容器は、外形が概略円筒状である外側管と一端が
   閉塞されている内側管とが同軸に配置され、内側管の閉
   塞部に対面する端部に該光取り出し窓部材が設置され、
   もう一方の端部が密閉された中空円筒状構造であって、 該放電容器内には該放電用ガスが充填されていて、 前記外側管の少なくとも一部分はガラスあるいはセラミ
   ックスであって、 該一対の電極の一方は前記内側管の内壁の少なくとも一
   部に設けられ、 該一対の電極の他方は前記ガラスあるいはセラミックス
   部分の外壁の少なくとも一部に設けられていることを特
   徴とする請求項１に記載の誘電体バリア放電ランプ。
4. 【請求項４】 該光取り出し窓部材は円板状であって、 該放電容器は、少なくとも一部分はガラスあるいはセラ
   ミックスであり、かつ概略円筒状であって、一方の端部
   に該光取り出し窓部材が設置され、もう一方の端部が密
   閉されている構造であって、 該放電容器内には該放電用ガスが充填されていて、 該一対の電極の一方は該放電用ガスに接触していて、 該一対の電極の他方は前記ガラスあるいはセラミックス
   部分の外壁の少なくとも一部に設けられていることを特
   徴とする請求項１に記載の誘電体バリア放電ランプ。
5. 【請求項５】 前記光取り出し窓部材が前記誘電体バリ
   ア放電の誘電体を兼ねていることを特徴とした請求項
   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。