KR20060034618A - Dielectric barrier discharge lamp, dielectric barrier discharge equipment and method of using them - Google Patents
Dielectric barrier discharge lamp, dielectric barrier discharge equipment and method of using them Download PDFInfo
- Publication number
- KR20060034618A KR20060034618A KR1020057005751A KR20057005751A KR20060034618A KR 20060034618 A KR20060034618 A KR 20060034618A KR 1020057005751 A KR1020057005751 A KR 1020057005751A KR 20057005751 A KR20057005751 A KR 20057005751A KR 20060034618 A KR20060034618 A KR 20060034618A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- discharge
- dielectric barrier
- lamp
- barrier discharge
- total pressure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J65/00—Lamps without any electrode inside the vessel; Lamps with at least one main electrode outside the vessel
- H01J65/04—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels
- H01J65/042—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field
- H01J65/046—Lamps in which a gas filling is excited to luminesce by an external electromagnetic field or by external corpuscular radiation, e.g. for indicating plasma display panels by an external electromagnetic field the field being produced by using capacitive means around the vessel
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/12—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
- H01J61/16—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having helium, argon, neon, krypton, or xenon as the principle constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/70—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J7/00—Details not provided for in the preceding groups and common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
- H01J7/02—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature
- H01J7/06—Selection of substances for gas fillings; Specified operating pressure or temperature having helium, argon, neon, krypton, or xenon as the principal constituent
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Discharge Lamp (AREA)
- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Abstract
Description
본 발명은, 유전체 배리어(barrier) 방전 램프, 유전체 배리어 방전 장치, 및 이들의 사용 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dielectric barrier discharge lamp, a dielectric barrier discharge device, and a method of using the same.
유전체 배리어 방전 램프로서는, Xe(크세논) 등을 방전 용기에 충진한 것이 널리 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특개평 8(1996)-87989호 공보 참조).As a dielectric barrier discharge lamp, what filled Xe (xenon) etc. in the discharge container is widely known (for example, refer Unexamined-Japanese-Patent No. 8 (1996) -87989).
Xe2 엑시머로부터 방사(放射)되는 중심 파장이 172nm의 진공 자외선을 이용하는 램프에서는, 광출력이 반드시 충분한 것은 아니므로, 보다 고출력화가 요구되고 있다.In a lamp using a vacuum ultraviolet ray whose center wavelength emitted from the Xe 2 excimer is 172 nm, the light output is not necessarily sufficient, and therefore, higher output is required.
물론, 방전 용기 내에 충진하는 Xe의 압력을 높이면, 여기(勵起) 상태에 있는 1개의 Xe*원자(*는 전자(電子) 여기 상태를 의미함)와 바닥부를 가지는 상태에 있는 2개의 Xe 원자 사이에서 일어나는 삼체 충돌 반응(Xe*+Xe+Xe→Xe2+Xe)에 의해 생성되는 Xe2 엑시머의 밀도가 증가하므로 172nm의 광출력은 증가한다. 그러나 한편, 압력의 증가에 따라 전자는 Xe 원자나 Xe+이온 등에 충돌할 확률이 높아진다. 그 결과, 모처럼 전자가 전계로부터 에너지를 얻어도 충돌에 의한 에너지 로스가 증가한다. 따라서, 전자의 평균 에너지가 저하되므로, 전리(電離) 효율(전자가 단위 길이 진행되는 동안 Xe 원자를 전리하는 회수)이 저하된다. 이것은 방전을 개시하기 위해 필요한 전압(램프 시동 전압)이 증가하는 것을 의미하고, 이것에 따라, 전원 장치 등의 개량이 필요하다. 따라서, 순(純)Xe가스에 있어서 밀봉압을 증가시키는 것은 유효한 방법은 아니었다. 이와 같은 사정에 의해, 종래는, 방전 용기 내의 전체 압력과 방전 갭 길이의 곱이, 2250 Torr·mm 이하인 유전체 배리어 방전 램프만이 사용되어 왔다. 따라서, 충분한 광출력을 얻을 수 없다는 문제가 있었다.Of course, when the pressure of Xe charged in the discharge vessel is increased, one Xe * atom (* means electron excited state) in an excited state and two Xe atoms in a state having a bottom part Since the density of the Xe 2 excimer produced by the three-body collision reaction (Xe * + Xe + Xe → Xe 2 + Xe) occurring in between increases, the light output of 172 nm increases. However, as the pressure increases, the probability of electrons colliding with Xe atoms, Xe + ions, etc. increases. As a result, even if electrons get energy from the electric field, the energy loss due to the collision increases. Therefore, since the average energy of electrons falls, ionization efficiency (the number of times to ionize Xe atoms while an electron advances in unit length) falls. This means that the voltage (lamp start-up voltage) necessary for starting the discharge increases, and accordingly, improvement of a power supply device or the like is necessary. Therefore, increasing the sealing pressure in pure Xe gas was not an effective method. Due to such circumstances, conventionally, only a dielectric barrier discharge lamp whose product of the total pressure in the discharge vessel and the discharge gap length is 2250 Torr · mm or less has been used. Therefore, there was a problem that sufficient light output could not be obtained.
본 발명은 상기와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것이다. 즉, Xe를 포함하는 가스가 밀봉된 방전 용기를 사용한 램프에 있어서, 램프 시동 전압의 상승을 수반하지 않고, 광출력을 증가시킨 유전체 배리어 방전 램프 및 유전체 배리어 방전 장치를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.This invention is made | formed in view of the above circumstances. That is, in a lamp using a gas-sealed discharge container containing Xe, it is an object of the present invention to provide a dielectric barrier discharge lamp and a dielectric barrier discharge device in which light output is increased without an increase in lamp starting voltage. to be.
본 발명자들은, 이러한 문제점을 해결하고자 유전체 배리어 방전 램프 및 유전체 배리어 방전 장치를 개발하기 위해 예의 연구를 거듭했다. 그 결과, 방전 용기에 충진하는 방전 가스를, Xe와 Ar의 혼합 가스로 하고, 또한 방전 용기 내의 Xe와 Ar의 합계압에 대한 Xe 분압비 PXe/(PXe+PAr)를 0.20 이상 0.80 이하로 함으로써, 램프 시동 전압의 상승을 수반하지 않고, 방사 강도를 향상시킬 수 있는 것을 발견하였다.The present inventors earnestly studied to develop a dielectric barrier discharge lamp and a dielectric barrier discharge apparatus in order to solve this problem. As a result, the discharge gas to be filled in the discharge vessel is a mixed gas of Xe and Ar, and the Xe partial pressure ratio P Xe / (P Xe + P Ar ) to the total pressure of Xe and Ar in the discharge vessel is 0.20 or more and 0.80 or less. It has been found that the radiation intensity can be improved by not increasing the lamp starting voltage.
본 발명은, 이 지견에 따라 이루어진 것이다. 즉, 본 발명에 의한 제1 발명은, 방전 가스가 충진된 방전 용기에 한쌍의 전극이 설치된 유전체 배리어 방전 램프로서, 상기 방전 가스는, Xe 및 Ar을 함유하는 동시에, 상기 방전 용기 내의 Xe와 Ar의 합계압에 대한 Xe 분압비가 0.20 이상 0.80 이하인 것을 특징으로 한다.This invention is made | formed according to this knowledge. That is, the first invention according to the present invention is a dielectric barrier discharge lamp in which a pair of electrodes are provided in a discharge container filled with discharge gas, wherein the discharge gas contains Xe and Ar, and Xe and Ar in the discharge container. Xe partial pressure ratio with respect to the total pressure of is 0.20 or more and 0.80 or less, It is characterized by the above-mentioned.
본 발명에 의한 제2 발명은, 방전 가스가 충진된 방전 용기에 한쌍의 전극이 설치된 유전체 배리어 방전 램프와, 상기 전극 사이에 교류 전압을 인가하는 전원 장치를 구비한 유전체 배리어 방전 장치로서, 상기 방전 가스는, Xe 및 Ar을 함유하는 동시에, 상기 방전 용기 내의 Xe와 Ar의 합계압에 대한 Xe 분압비가 0.20 이상 0.80 이하인 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a dielectric barrier discharge lamp including a dielectric barrier discharge lamp having a pair of electrodes provided in a discharge vessel filled with discharge gas, and a power supply device for applying an alternating voltage between the electrodes. The gas contains Xe and Ar, and the Xe partial pressure ratio to the total pressure of Xe and Ar in the discharge vessel is 0.20 or more and 0.80 or less.
본 발명에 의하면, 방전 가스를 Xe와 Ar의 혼합 가스로 하는 동시에, 방전 용기 내의 Xe와 Ar의 합계압에 대한 Xe 분압비 PXe/(PXe+PAr)를 0.20 이상, 또한 0.80 이하로 함으로써, 램프 시동 전압의 상승을 수반하지 않고, 방사 강도를 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the discharge gas is a mixed gas of Xe and Ar, and the Xe partial pressure ratio P Xe / (P Xe + P Ar ) to the total pressure of Xe and Ar in the discharge vessel is 0.20 or more and 0.80 or less. The radiation intensity can be improved without involving the increase in the lamp starting voltage.
도 1은 본 발명의 일실시예이며, 유전체 배리어 방전 램프를 구비한 유전체 배리어 방전 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a dielectric barrier discharge apparatus having a dielectric barrier discharge lamp in accordance with one embodiment of the present invention.
도 2는 충진 기체의 전체 압력과 방사 강도(UV 172nm)의 관계를 나타낸 그래 프이다.Figure 2 is a graph showing the relationship between the total pressure of the filling gas and the emission intensity (UV 172nm).
도 3은 충진 기체의 전체 압력과 최소 램프 시동 피크 전압의 관계를 나타낸 그래프이다.3 is a graph showing the relationship between the total pressure of the filling gas and the minimum ramp starting peak voltage.
도 4는 분압비와 최대 밀봉압의 관계를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the relationship between the partial pressure ratio and the maximum sealing pressure.
도 5는 분압비와 설계 가능한 최대 방사 강도(UV 172nm)의 관계를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the relationship between the partial pressure ratio and the maximum radiation intensity (
이하에, 실시예를 예로 들어 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. In the following, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
도 1에, 본 발명의 실시예인, 유전체 배리어 방전 장치를 나타낸다. 이 유전체 배리어 방전 장치는, 유전체 배리어 방전 램프(10)(이하, 단지 「램프(10)라고 함)와 인버터 장치(20)를 구비하고 있다. 램프(10)는, 예를 들면 합성 석영제의 방전 용기(11)(예를 들면, 사이즈 약 350mm×약 40mm×약 13mm, 두께 약 2mm)를 구비하고, 그 내부인 방전 공간(13)에는 방전 가스가 충진되어 있다. 방전 용기(11)에는, 한쌍의 전극(14, 15)이 형성되어 있다. 전극(15)은 메쉬형이므로, 방전에 의해 방사되는 광이 투과할 수 있다. 이들 양 전극(14)과 (15) 사이에는, 트랜스(27)를 통하여, 인버터 장치(20)가 접속되어 있다. 그리고, 인버터 장치(20)는 트랜스(27)의 1차 코일(27P)에 접속되고, 상기 램프(10)의 양 전극(14, 15)은 트랜스의 2차 코일(27S)에 접속되어 있다. 트랜스(27)와 인버터 장치(20)는, 엑시머 전원(30)을 구성하고 있다.1 shows a dielectric barrier discharge device, which is an embodiment of the present invention. This dielectric barrier discharge apparatus is provided with the dielectric barrier discharge lamp 10 (henceforth only the "
상기 구성의 램프에 있어서, Xe2 엑시머 분자로부터 방사되는 중심 파장이 172nm의 스펙트럼의 방사 강도를 도 2에 나타낸다. 자외선의 방사에 있어서는, 방전 갭 길이를 약 9mm로 하였다. 이 방전 갭 길이의 값은, 방전 용기의 두께(전극 사이 거리와 같음) 약 13mm로부터 방전 용기의 두께의 2배인 약 4mm를 제함으로써 구해진다. 램프 시동 시에 전극 사이에 인가하는 피크 전압(램프 시동 피크 전압) Vsp를 16kV, 시동 후(점등 중)에 전극 사이에 인가하는 피크 전압(램프 피크 전압) Vp를 6kV, 주파수 f를 30kHz 일정으로 하였다. 인가 전압 파형은 상승 하강 모두 0.5㎲의 직사각형파로 하였다. 또한, 방전 용기(11) 내의 Xe-Ar 혼합 가스의 전체 압력(밀봉압)을 변화시키는 동시에, 그 각각의 전체 압력에 있어서, Xe-Ar 혼합 가스의 분압비(PXe/(PXe+PAr))를, 0.10, 0.15, 0.20, 0.35, 0.50, 0.70, 0.80, 1.00의 8종류로 하였다. 또, 방사 강도는, 진공 자외 분광기 및 광전자 증배관(增倍管)을 사용하여, N2 분위기 하에서 측정했다.In the lamp of the above configuration, the central wavelength emitted from the Xe 2 excimer molecule shows the emission intensity of the spectrum of 172 nm. In radiation of ultraviolet-ray, the discharge gap length was about 9 mm. The value of this discharge gap length is calculated | required by subtracting about 4 mm which is twice the thickness of a discharge container from about 13 mm of thickness (equivalent to the distance between electrodes) of a discharge container. Peak voltage at the time of lamp start-up is applied between the electrodes (lamp start-up peak voltage) V sp to 16kV, the peak voltage applied between the electrodes (during lit) after start-up (ramp-peak voltage), V p the 6kV, the frequency f 30kHz It was set as a schedule. The applied voltage waveform was a rectangular wave of 0.5 Hz in both rising and falling. Further, the total pressure (sealing pressure) of the Xe-Ar mixed gas in the
이 결과로부터, 어느 분압비(PXe/(PXe+PAr)= 0.10~1.00)에 있어서도, 혼합 가스의 전체 압력(밀봉압)을 증가시키는 것에 의해 방사 강도가 증가하는 것을 알았다. 이것은, 전체 압력(밀봉압)의 증가와 함께, Xe2 엑시머 분자의 밀도가 증가하기 때문이다. 또 전체 압력(밀봉압)이 일정한 조건에서는, 분압비가 0.50~ 1.00의 범위에서 거의 같은 방사 강도를 얻을 수 있는 것을 알았다.From this result, it was found that even at any partial pressure ratio (P Xe / (P Xe + P Ar ) = 0.10 to 1.00), the radiation intensity increased by increasing the total pressure (sealing pressure) of the mixed gas. This is because the density of the Xe 2 excimer molecule increases with an increase in the total pressure (sealing pressure). In addition, it was found that, on the condition that the total pressure (sealing pressure) was constant, almost the same radiation intensity could be obtained in the partial pressure ratio range of 0.50 to 1.00.
다음에, 각 분압비(PXe/(PXe+PAr)에 있어서, 전체 압력(밀봉압)을 변화시킨 경우에, 램프를 시동시키기 위해 필요한 최소의 피크 전압, 즉 최소 램프 시동 피크 전압 Vsp min이 어떻게 변화하는지를 검토했다.Next, in each partial pressure ratio P Xe / (P Xe + P Ar ), when the total pressure (sealing pressure) is changed, the minimum peak voltage necessary for starting the lamp, that is, the minimum lamp starting peak voltage V sp We reviewed how min changes.
도 3에 나타낸 바와 같이, 어느 분압비에 있어서도 전체 압력(밀봉압)을 증가시키는 것에 의해 Vsp min가 상승하는 것을 알았다. 그리고, 이것은, 불꽃 방전에 있어서의 파센의 법칙(Paschen's law)과 유사한 것이다. 파센의 법칙이란, 자속 방전을 개시하기 위한 전압(불꽃 전압)이, 밀봉압 p와 방전 갭 길이 d와의 곱 pd의 함수로 표현되는 것으로 하는 이론이다. 불꽃 전압은, 어느 pd값에서 극소로 된다. 일반적으로, 불꽃 방전이 극소로 되는 점(파센 미니멈)보다도 pd값이 큰 영역에서는, pd값의 증가에 따라 불꽃 전압도 증가한다. 도 3에 나타낸 전체 압력의 범위는, 이 영역에 상당한다.As shown in FIG. 3, it was found that V sp min increased by increasing the total pressure (sealing pressure) at any partial pressure ratio. And this is similar to Paschen's law in flame discharge. The Parsen law is a theory that the voltage (flame voltage) for starting the magnetic flux discharge is expressed as a function of the product pd of the sealing pressure p and the discharge gap length d. The spark voltage is minimized at any pd value. In general, in a region where the pd value is larger than the point where the spark discharge is minimized (Passen minimum), the spark voltage also increases as the pd value increases. The range of the total pressure shown in FIG. 3 corresponds to this area.
또, 이 도 3에 나타낸 바와 같이, Ar의 분압을 0에서 0.80까지 증가시킴에 따라, 즉 분압비(PXe/(PXe+PAr))를 1.00에서 0.20까지 작게 함에 따라, Vsp min이 저하되는 것을 알았다. 그러나, Vsp min은, 분압비(PXe/(PXe+PAr))가 0.20에 있어서 최소가 되고, 또한 분압비를 작게 하면 증가하는 것을 알았다.As shown in Fig. 3, V sp min is increased by increasing the partial pressure of Ar from 0 to 0.80, that is, by decreasing the partial pressure ratio (P Xe / (P Xe + P Ar )) from 1.00 to 0.20. It turned out that it is reduced. However, it was found that V sp min becomes the minimum at the partial pressure ratio (P Xe / (P Xe + P Ar )) at 0.20, and increases when the partial pressure ratio is made small.
이상의 결과를 정리하면, 다음과 같이 된다. 방전 공간 내에서의 혼합 가스의 전체 압력(밀봉압)을 증가시켜 가면, 방사 강도는 증가하여 가고(도 2 참조), Vsp min도 증가한다. 또, Vsp min는, 분압비(PXe/(PXe+PAr))를 1.00에서 0.20까지 작게 하면 저하되고, 분압비가 0.20에 있어서 극소치를 취한다(도 3 참조).The above results are summarized as follows. As the total pressure (sealing pressure) of the mixed gas in the discharge space is increased, the radiation intensity increases (see FIG. 2), and V sp min also increases. In addition, V sp min falls when the partial pressure ratio (P Xe / (P Xe + P Ar )) is decreased from 1.00 to 0.20, and the partial pressure ratio is taken as minimum at 0.20 (see FIG. 3).
그런데, 램프의 전원 장치에 대하여는, 그 비용, 사이즈 등의 제약때문에, 공급 가능한 전압에 제한이 있다. 따라서, 단지 램프의 방사 강도를 증가시키는 것만 아니고, 램프 시동시에 있어서 전극 사이에 인가하는 피크 전압 Vsp를 상승시키지 않고 램프를 시동할 수 있는 것이 요구되고 있다.By the way, with respect to the power supply of a lamp, the voltage which can be supplied is restrict | limited because of the cost, size, etc. restrictions. Therefore, it is required not only to increase the radiation intensity of a lamp but also to be able to start a lamp without raising the peak voltage Vsp applied between electrodes at the time of lamp start-up.
그래서, Vsp를 상승시키지 않고, 방사 강도를 증가시킬 수 있는 램프를 제공하기 위한 검토를 행하였다.Thus, studies were made to provide a lamp capable of increasing the radiation intensity without raising V sp .
도 4는, 램프의 시동시에 전극 사이에 인가하는 피크 전압(Vsp)을 일정하게 한 경우에, 방전을 개시시킬 수 있는 최대 밀봉압을 혼합 가스의 분압비에 대하여 나타낸 그래프이다. 도 4는, 도 3의 그래프로부터 도출된 것이다.Fig. 4 is a graph showing the maximum sealing pressure at which the discharge can be started with respect to the partial pressure ratio of the mixed gas when the peak voltage V sp applied between the electrodes at the start of the lamp is made constant. 4 is derived from the graph of FIG. 3.
도 4의 그래프는, 구체적으로는, 도 3으로부터 다음과 같이 이끌어낼 수 있다. 여기서는, Vsp = 8kV의 경우를 예로 설명한다. 먼저, 도 3에 나타낸 파선(破線)과 9개의 그래프선(분압비 0.00 ~ 1.00의 선)과의 교점, 구체적으로는 분압비 1.00, 0.80, 0.70, 0.50, 0.35, 0.20, 0.15, 0.10, 0.00의 경우의 전체 압력값을 구한다(그리고, 이들 값은, 각 분압비에 있어서 Vsp= 8kV시에 램프의 시동이 가능한 최대 밀봉압을 나타내고 있다). 이같이 하여 얻어진 9개의 데이터를 x축을 분압비, y축을 최대 밀봉압으로 하여 그래프에 플롯했다. 이 도 4의 그래프로부터, 분압비가 0.2부근에서 최대 밀봉압이 극대값을 취하는 것을 알 수 있었다.Specifically, the graph of FIG. 4 can be derived as follows from FIG. 3. Here, the case of V sp = 8 kV will be described as an example. First, the intersection between the broken line shown in Fig. 3 and nine graph lines (lines of the partial pressure ratio 0.00 to 1.00), specifically, the partial pressure ratio 1.00, 0.80, 0.70, 0.50, 0.35, 0.20, 0.15, 0.10, 0.00 The total pressure value in the case of is obtained (and these values represent the maximum sealing pressure at which the lamp can be started at V sp = 8 kV in each partial pressure ratio). The nine data thus obtained were plotted on the graph with the partial pressure ratio on the x-axis and the maximum sealing pressure on the y-axis. From the graph of this FIG. 4, it turned out that the maximum sealing pressure takes the maximum value in the partial pressure ratio of 0.2 vicinity.
다음에, 이같이 하여 구한 도 4의 그래프와 도 2의 그래프로부터, Vsp= 8kV, Vp= 6kV에 있어서의 설계 가능한 최대 방사 강도를 구하면 도 5와 같이 된다.Next, from the graph of FIG. 4 and the graph of FIG. 2 obtained in this way, the maximum designable radiation intensity at V sp = 8 kV and V p = 6 kV is obtained as shown in FIG. 5.
도 5에 의하면, 방사 강도가, 분압비 0.40부근에서 극대가 되는 것이 알 수 있다. 또, 분압비를 0.20 이상 0.80 이하의 범위로 함으로써, 종래의 Xe가 100% 밀봉된 램프에 비해 현저하게 방사 강도가 증가하는 것을 알 수 있다. 이와 같이, 분압비를 0.20 이상 0.80 이하의 범위, 바람직하게는, 0.27 이상 0.7 이하의 범위로 하면, Vsp의 상승을 동반하지 않고, 바꾸어 말하면 Vsp를 일정하게 해도, 방사 강도를 향상시킬 수 있는 것을 알았다.According to FIG. 5, it turns out that a radial intensity becomes the maximum in the vicinity of partial pressure ratio 0.40. In addition, when the partial pressure ratio is in the range of 0.20 or more and 0.80 or less, it can be seen that the radiation intensity is remarkably increased as compared with a lamp in which 100% of the conventional Xe is sealed. Thus, where the partial pressure within the range of the range, preferably, more than 0.27 to less than 0.7 or less than 0.20, 0.80, without accompanying an increase in the V sp, in other words if a constant V sp, can enhance the emission intensity I knew there was.
방전 갭 길이가 약 9mm인 경우, 방전 가스로서 Xe 만이 이용된 종래예에서는, 방전 가스의 전체 압력이 250 Torr 이하인 유전체 배리어 방전 램프만 이용할 수 있었다. 이것은, 도 3의 Xe의 분압비가 1.00인 경우의 결과로부터 보다 이해할 수 있다. 즉, 종래의 유전체 배리어 방전 램프에서는, 방전 가스의 전체 압력과 방전 갭 길이의 곱이, 250 Torr×9mm = 2250 Torr·mm 이하의 것만 이용되어 왔다. 이에 대하여, 본 발명과 같이 Xe에 Ar을 혼합한 경우에는, 방전 가스의 전체 압력이 350 Torr 이상의 영역이 사용 가능해진다(도 2 및 도 3 참조). 즉, 방전 가스의 전체 압력과 방전 갭 길이의 곱이, 350 Torr×9mm= 3150 Torr·mm 이상의 것이 사용 가능해진다. 본 발명에서는, 방전 용기 내의 Xe와 Ar의 합계압에 대한 Xe 분압비를 0.20 이상 0.80 이하로 하는 것과, 방전 가스의 전체 압력과 방전 갭 길이과의 곱을 3150 Torr·mm 이상으로 하는 것을 조합시킴으로써, 램프 시동 전압의 상승을 수반하지 않고, 특히 현저하게 방사 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 방전 갭 길이가 약 9mm인 경우, 방전 가스의 전체 압력이 400 Torr 이상인 것이 바람직하다(도 3 참조). 즉, 방전 가스의 전체 압력과 방전 갭 길이과의 곱이, 400 Torr×9mm = 3600 Torr·mm 이상인 것이 바람직하다.When the discharge gap length was about 9 mm, in the conventional example in which only Xe was used as the discharge gas, only the dielectric barrier discharge lamp in which the total pressure of the discharge gas was 250 Torr or less could be used. This can be understood more from the result when the partial pressure ratio of Xe in FIG. 3 is 1.00. That is, in the conventional dielectric barrier discharge lamp, only the product whose total pressure of the discharge gas and the discharge gap length are 250 Torr x 9 mm = 2250 Torr mm or less has been used. In contrast, when Ar is mixed with Xe as in the present invention, a region in which the total pressure of the discharge gas is 350 Torr or more can be used (see FIGS. 2 and 3). In other words, the product of the total pressure of the discharge gas and the discharge gap length can be one of 350 Torr x 9 mm = 3150 Torr mm or more. In the present invention, by combining the Xe partial pressure ratio with respect to the total pressure of Xe and Ar in the discharge vessel is 0.20 or more and 0.80 or less, and the product of the total pressure of the discharge gas and the discharge gap length is 3150 Torr.mm or more. The radiation intensity can be particularly remarkably improved without accompanying a rise in starting voltage. In the present invention, when the discharge gap length is about 9 mm, the total pressure of the discharge gas is preferably 400 Torr or more (see Fig. 3). That is, it is preferable that the product of the total pressure of discharge gas and discharge gap length is 400 Torr * 9mm = 3600 Torr * mm or more.
결론으로서, 본 발명에 의해, 방사 강도를 중시한 램프의 설계나, 전원 장치(인버터, 트랜스 등)의 간략화가 가능해진다.As a result, according to the present invention, it is possible to simplify the design of a lamp that values radiation intensity and a power supply device (inverter, transformer, etc.).
<다른 실시예><Other Example>
본 발명은 상기 설명 및 도면에 의해 설명한 실시예에 한정되지 않고, 예를 들면 다음과 같은 실시예도 본 발명의 기술적 범위에 포함되고, 또한 하기와 같이 이외에도 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경하여 실시할 수 있다.The present invention is not limited to the embodiments described by the above description and the drawings, for example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention as well as It can be carried out.
(1) 상기 실시예에서는, 유전체 배리어 방전 램프(10)로서, 특정 형상, 특정 사이즈의 것을 나타냈으나, 유전체 배리어 방전 램프의 형상·사이즈 등에 대하여는 특히 한정되지 않는다.(1) In the above embodiment, the dielectric
(2) 상기 실시예에서는, 특정한 방전 갭 길이 d, 주파수 f, 피크 전압 Vp에 대하여 나타냈으나, 이들 값은 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 d=3~ 30mm, f= 10kHz~240kHz, Vp= 2kV~24kV의 범위에서 변화시킨 경우에도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있다.(2) In the above embodiment, but the specific discharge gap length figured displayed with respect to d, the frequency f, the peak voltage V p, these values are not particularly limited. For example, it can be confirmed that the same effect can be obtained even when the value is changed in the range of d = 3 to 30 mm, f = 10 kHz to 240 kHz, and V p = 2 kV to 24 kV.
(3) 상기 실시예에서는, 특정한 전압 파형에 관해서 나타냈으나, 전압 파형에 관해서는 특히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면 정현파(正弦波)에 있어서 d= 3~30mm, f= 10kHz~240kHz, Vp= 2kV~24kV의 범위에서 변화시킨 경우에도 직사각형파 와 같은 효과를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있다.(3) In the above embodiment, a specific voltage waveform is shown, but the voltage waveform is not particularly limited. For example, it can be confirmed that the same effect as that of a rectangular wave can be obtained when the sinusoidal wave is changed in the range of d = 3 to 30 mm, f = 10 kHz to 240 kHz, and V p = 2 kV to 24 kV.
그리고, 희(希)가스 이외의 가스상 물질로서 Hg를 Xe-Ar 혼합 가스에 공존시키는 경우, 램프 점등시에 있어서의, Hg의 분압을 PHg, 방전 가스의 전체 압력을 P로 할 때, PHg/P의 비를 0.001% 미만으로 함으로써, 본 발명의 효과는 대폭 향상된다. 이것은, 다음의 이유에 의한다. Xe의 여기 에너지보다 Hg의 여기 에너지 쪽이 작다. 따라서, 전자 에너지가 Hg의 여기에 우선적으로 소비되므로, 여기되는 Xe의 수가 대폭 적어지게 된다. 그 결과, Xe2 엑시머의 밀도가 대폭 저하되므로, 172nm의 광출력이 대폭 저하되기 때문이다. 한편, Xe와 Ar 이외의 희가스의 추가 혼합의 경우, 172nm인 자외선 강도의 저하는 거의 볼 수 없다. 따라서, 특히 Hg를 공존시키는 경우에는, PHg/P의 비가 0.001% 미만이 되도록 하는 것이 바람직하다. 본원의 청구의 범위에 기재된 「수은의 분압비가 0.001% 미만이다」라는 것은, 전혀 수은을 포함하지 않는 경우를 포함한다.And when Hg coexists with Xe-Ar mixed gas as gaseous substance other than a rare gas, when the partial pressure of Hg at the time of lamp lighting is set to P Hg and the total pressure of discharge gas is P, By setting the ratio of Hg / P to less than 0.001%, the effect of the present invention is greatly improved. This is for the following reason. The excitation energy of Hg is smaller than that of Xe. Therefore, since electron energy is preferentially consumed by the excitation of Hg, the number of Xe excited is greatly reduced. As a result, since the density of Xe2 excimer falls drastically, the light output of 172 nm falls drastically. On the other hand, in the case of further mixing of rare gases other than Xe and Ar, a decrease in ultraviolet intensity of 172 nm is hardly seen. Therefore, especially when Hg coexists, it is preferable to make ratio of P Hg / P less than 0.001%. "The partial pressure ratio of mercury described in the Claim of this application is less than 0.001%" includes the case where no mercury is included at all.
본 출원은, 2004년 2월 3일 출원의 일본국 특허 출원 2004-026513에 근거한 것이며, 이들 내용은 여기에 참조된다.This application is based on the JP Patent application 2004-026513 of an application on February 3, 2004, These content is referred here.
전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 방전 가스를 Xe와 Ar의 혼합 가스로 하는 동시에, 방전 용기 내의 Xe와 Ar의 합계압에 대한 Xe 분압비 PXe/(PXe+PAr)를 0.20 이상, 또한 0.80 이하로 함으로써, 램프 시동 전압의 상승을 수반하지 않고, 방사 강도를 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the discharge gas is a mixed gas of Xe and Ar, and the Xe partial pressure ratio P Xe / (P Xe + P Ar ) to the total pressure of Xe and Ar in the discharge vessel is 0.20 or more, Moreover, by setting it as 0.80 or less, radiation intensity | strength can be improved, without raising a lamp starting voltage.
Claims (12)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004026513A JP2005222714A (en) | 2004-02-03 | 2004-02-03 | Dielectric barrier discharge lamp and dielectric barrier discharge device |
JPJP-P-2004-00026513 | 2004-02-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060034618A true KR20060034618A (en) | 2006-04-24 |
KR100717701B1 KR100717701B1 (en) | 2007-05-11 |
Family
ID=34835853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020057005751A KR100717701B1 (en) | 2004-02-03 | 2005-02-02 | Dielectric barrier discharge lamp, dielectric barrier discharge equipment and method of using them |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005222714A (en) |
KR (1) | KR100717701B1 (en) |
CN (1) | CN1765002B (en) |
TW (1) | TWI344663B (en) |
WO (1) | WO2005076315A1 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010140637A (en) * | 2007-03-26 | 2010-06-24 | Panasonic Corp | Dielectric barrier discharge lamp and liquid crystal display using the same |
CN102473586A (en) * | 2009-12-22 | 2012-05-23 | 株式会社杰士汤浅国际 | Dielectric barrier discharge lamp and ultraviolet irradiation device using the same |
US8686639B2 (en) * | 2010-03-18 | 2014-04-01 | Gs Yuasa International Ltd. | Dielectric barrier discharge lamp and lamp unit |
JP2010219073A (en) * | 2010-07-08 | 2010-09-30 | Gs Yuasa Corp | Dielectric barrier discharge lamp, and dielectric barrier discharge device |
CN113219308B (en) * | 2021-02-05 | 2024-01-26 | 中国电力科学研究院有限公司 | Method and system for determining operation impulse discharge voltage of complex gap structure |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3025414B2 (en) * | 1994-09-20 | 2000-03-27 | ウシオ電機株式会社 | Dielectric barrier discharge lamp device |
JP3637697B2 (en) * | 1996-09-27 | 2005-04-13 | 東芝ライテック株式会社 | Ultraviolet lamp and its lighting device |
JP3627553B2 (en) * | 1999-01-19 | 2005-03-09 | 日立ライティング株式会社 | Discharge device |
JP3714404B2 (en) * | 2001-02-19 | 2005-11-09 | 日立ライティング株式会社 | Flat light source |
JP2002260593A (en) * | 2001-03-02 | 2002-09-13 | Hitachi Ltd | Mercury-free florescent lamp |
JP2003223868A (en) * | 2001-11-22 | 2003-08-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Light source device and liquid crystal display device |
US6806648B2 (en) * | 2001-11-22 | 2004-10-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Light source device and liquid crystal display device |
JP2003217518A (en) * | 2002-01-24 | 2003-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gas discharge lamp, and information display system using the same |
JP2003217520A (en) * | 2002-01-28 | 2003-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gas discharge lamp and information display system using the same |
JP2003217521A (en) * | 2002-01-28 | 2003-07-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Gas discharge lamp, and information display system using the same |
JP3889987B2 (en) * | 2002-04-19 | 2007-03-07 | パナソニック フォト・ライティング 株式会社 | Discharge lamp device and backlight |
-
2004
- 2004-02-03 JP JP2004026513A patent/JP2005222714A/en active Pending
-
2005
- 2005-02-02 WO PCT/JP2005/001878 patent/WO2005076315A1/en active Application Filing
- 2005-02-02 KR KR1020057005751A patent/KR100717701B1/en active IP Right Grant
- 2005-02-02 CN CN2005800001323A patent/CN1765002B/en active Active
- 2005-02-02 TW TW094103185A patent/TWI344663B/en active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100717701B1 (en) | 2007-05-11 |
CN1765002A (en) | 2006-04-26 |
WO2005076315A1 (en) | 2005-08-18 |
TW200527475A (en) | 2005-08-16 |
JP2005222714A (en) | 2005-08-18 |
TWI344663B (en) | 2011-07-01 |
CN1765002B (en) | 2011-08-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2220571C (en) | Discharge lamp and device for operating it | |
JP2771428B2 (en) | High power beam generator | |
JP3298886B2 (en) | How to operate an incoherent emitting radiation source | |
JP3355976B2 (en) | Discharge lamp lighting device | |
US8946993B2 (en) | Fluorescent excimer lamps | |
KR100717701B1 (en) | Dielectric barrier discharge lamp, dielectric barrier discharge equipment and method of using them | |
JP5371166B2 (en) | Unit having high-pressure discharge lamp and ignition antenna | |
JPH0794150A (en) | Rare gas discharge lamp and display device using the lamp | |
Jinno et al. | Fundamental Research on Mercuryless Fluorescent Lamps I–Inner Electrode Operation with Pulsed Discharge– | |
JP2007242363A (en) | Ultraviolet generator | |
EP1003636A1 (en) | Direct rotary screen printing on cylindrical articles | |
JP2013171660A (en) | External electrode type discharge lamp | |
JP2010219073A (en) | Dielectric barrier discharge lamp, and dielectric barrier discharge device | |
JPH0831386A (en) | Dielectric barrier discharge lamp device | |
JP4140320B2 (en) | Excimer lamp lighting device | |
JPS58119151A (en) | Low pressure rare gas discharge lamp device | |
EP4125112A1 (en) | Mercury free cold cathode lamp internally coated with a luminescent down shifting layer | |
JP2782794B2 (en) | Electrodeless discharge lamp | |
JPH06314561A (en) | Electric discharge lamp | |
RU2285311C2 (en) | Gas-discharge source of ultraviolet rays or ozone | |
JPH05242870A (en) | Discharge lamp | |
Voronov | Mercury free UV-light sources based on excimer lamps | |
Lee et al. | Electric Properties of Mercury-free Xe EEFL | |
JP2613688B2 (en) | Light emitting electron tube lighting device | |
JP3111743B2 (en) | Fluorescent lamp and method of manufacturing the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130502 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140418 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150416 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160418 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170421 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180418 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190418 Year of fee payment: 13 |