JP3209094B2 - Dielectric barrier discharge lamp - Google Patents
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Description
【０００１】[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
ンプに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dielectric barrier discharge lamp that emits excimer light using a dielectric barrier discharge.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図５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７１，７２の各々の外面７３，７
４に一対の電極７５，７６を配置し、これらの電極７
５，７６の間に交流電圧を印加すると、壁材７１，７２
の間の放電空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。2. Description of the Related Art As shown in FIG. 5, respective outer surfaces 73, 7 of a pair of wall members 71, 72 made of a dielectric material facing each other.
4, a pair of electrodes 75 and 76 are arranged.
When an AC voltage is applied between the wall materials 71 and 72,
It is known that a large number of needle-shaped discharge plasmas are generated in a discharge space between the two. Such a discharge phenomenon is referred to as a dielectric barrier discharge (also called “ozonizer discharge” or “silent discharge”. See the revised edition of “Discharge Handbook” published by the Institute of Electrical Engineers of Japan, reprinted in June 2001, 7th print, page 263).
When this dielectric barrier discharge is generated in an appropriate discharge gas, an excimer light specific to the composition of the discharge gas is emitted. Therefore, a lamp using such a dielectric barrier discharge, that is, a dielectric barrier discharge Lamp development is underway.
【０００３】例えば、特開平２−７３５３号公報には、
少なくとも一部が誘電体により構成された、放電空間を
形成する放電容器内に、希ガスまたは希ガスとハロゲン
ガスとの混合ガスなどよりなる放電用ガスが充填され、
誘電体バリア放電によって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が記載されて
いる。また、特開平５−１７４７９３号公報には、放電
空間において放出される光を一定の方向に放射するため
に、光反射部材を具えた誘電体バリア放電ランプが記載
されている。For example, JP-A-2-7353 discloses that
At least part of the discharge vessel, which is formed of a dielectric, forms a discharge space, is filled with a discharge gas such as a rare gas or a mixed gas of a rare gas and a halogen gas,
A dielectric barrier discharge lamp in which excimer is generated by dielectric barrier discharge and excimer light is emitted is described. Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-174793 discloses a dielectric barrier discharge lamp having a light reflecting member for radiating light emitted in a discharge space in a certain direction.
【０００４】図６は、光反射部材を具えた従来の誘電体
バリア放電ランプの一例における構成の概略を示す説明
用横断面図である。この図において、８０は放電容器で
あって、誘電体よりなる円管状の一方の壁材８１と、こ
の一方の壁材８１の内側にその管軸に沿って配置され
た、当該一方の壁材８１の内径より小さい外径を有する
誘電体よりなる円管状の他方の壁材８２とを有し、一方
の壁材８１と他方の壁材８２との間には、円筒状の放電
空間Ｓが形成されている。８３は導電性材料よりなる網
状の一方の電極であって、放電容器８０における一方の
壁材８１の外面８４に密接した状態に設けられている。
８５はアルミニウムよりなる膜状の他方の電極であっ
て、他方の壁材８２の外面８６を覆うよう設けられてい
る。８７は、一方の電極８３と他方の電極８５とに接続
された高周波電源である。９０は例えばアルミニウムよ
りなる樋状の光反射部材であって、放電容器８０の一部
を取り囲むよう設けられている。FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view schematically showing the structure of an example of a conventional dielectric barrier discharge lamp having a light reflecting member. In this drawing, reference numeral 80 denotes a discharge vessel, which is a cylindrical wall member 81 made of a dielectric material and the one wall member arranged inside the one wall member 81 along the tube axis. 81, the other wall member 82 made of a dielectric material having an outer diameter smaller than the inner diameter of 81, and a cylindrical discharge space S is formed between the one wall member 81 and the other wall member 82. Is formed. Reference numeral 83 denotes one net-like electrode made of a conductive material, which is provided in close contact with the outer surface 84 of one wall member 81 of the discharge vessel 80.
Reference numeral 85 denotes the other electrode in the form of a film made of aluminum, which is provided so as to cover the outer surface 86 of the other wall member 82. 87 is a high frequency power supply connected to one electrode 83 and the other electrode 85. Reference numeral 90 denotes a gutter-shaped light reflecting member made of, for example, aluminum, which is provided so as to surround a part of the discharge vessel 80.
【０００５】図７は、光反射部材を具えた従来の誘電体
バリア放電ランプの他の例における構成の概略を示す説
明用横断面図である。この誘電体バリア放電ランプにお
いては、一方の壁材８１に、その外面１６の一部を覆う
よう例えばアルミニウムよりなる膜状の光反射部材９０
が設けられている。その他は、図６に示す誘電体バリア
放電ランプと同様の構成である。FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view schematically showing the configuration of another example of a conventional dielectric barrier discharge lamp having a light reflecting member. In this dielectric barrier discharge lamp, a film-like light reflecting member 90 made of, for example, aluminum is provided on one wall member 81 so as to cover a part of its outer surface 16.
Is provided. Other configurations are the same as those of the dielectric barrier discharge lamp shown in FIG.
【０００６】上記の誘電体バリア放電ランプにおいて
は、電源８７により、一方の電極８３と他方の電極８５
との間に高周波電圧が印加されると、放電容器８０にお
ける一方の壁材８１と他方の壁材８２との間の放電空間
Ｓにおいて、誘電体バリア放電が発生し、これにより、
放電空間Ｓにおいてエキシマが生成されてエキシマ光が
放出される。そして、このエキシマ光は、直接または他
方の電極８５若しくは光反射部材９０によって反射され
ながら一定の方向（図において下方）に向かって進み、
一方の壁材８１を介して一方の電極８３の網目から外部
に放射される。In the above dielectric barrier discharge lamp, one electrode 83 and the other electrode 85
When a high-frequency voltage is applied between the first and second wall materials 81 and 82 in the discharge vessel 80, a dielectric barrier discharge occurs in the discharge space S.
Excimer is generated in the discharge space S and excimer light is emitted. The excimer light travels in a certain direction (downward in the figure) directly or while being reflected by the other electrode 85 or the light reflecting member 90,
Radiation is radiated outside from the mesh of one electrode 83 via one wall material 81.
【０００７】しかしながら、上記の誘電体バリア放電ラ
ンプにおいては、次のような問題がある。 （１）図６に示す構成の誘電体バリア放電ランプにおい
ては、放電空間Ｓにおいて放出されたエキシマ光のう
ち、光反射部材９０に向かって進むエキシマ光は、一方
の壁材８１および一方の電極８３の網目を通過した後、
光反射部材９０により反射され、更に、一方の電極８３
の網目および一方の壁材８１を通過する。然るに、この
エキシマ光は、一方の電極８３自体にも照射されるため
に当該一方の電極８３により吸収若しくは散乱され、そ
の結果、高い光の利用率を得ることが困難となる。However, the above-mentioned dielectric barrier discharge lamp has the following problems. (1) In the dielectric barrier discharge lamp having the configuration shown in FIG. 6, of the excimer light emitted in the discharge space S, the excimer light traveling toward the light reflecting member 90 is converted into one wall member 81 and one electrode. After passing through the 83 mesh,
The light is reflected by the light reflecting member 90, and furthermore, the one electrode 83
And one wall material 81. However, the excimer light is also irradiated or irradiated on the one electrode 83 itself, so that it is absorbed or scattered by the one electrode 83. As a result, it is difficult to obtain a high light utilization rate.
【０００８】（２）図７に示す構成の誘電体バリア放電
ランプにおいては、一方の電極８３と光反射部材９０と
は同じ電位にあるため、光反射部材９０自体が膜状の電
極として作用する。従って、光反射部材９０が配置され
た領域における電極面積は、当該光反射部材９０が配置
されていない領域における電極面積より相当に大きくな
り、そのため、一方の電極８３と他方の電極８５との間
において、光反射部材９０が配置された領域における静
電容量が、光反射部材９０が配置されていない領域にお
ける静電容量より相当に大きくなる。その結果、放電空
間Ｓにおいて、光反射部材９０が面する領域に誘電体バ
リア放電が集中的に発生してしまうので、エキシマ光を
高い効率で放出することができない。(2) In the dielectric barrier discharge lamp having the structure shown in FIG. 7, one electrode 83 and the light reflecting member 90 are at the same potential, so that the light reflecting member 90 itself acts as a film-like electrode. . Therefore, the electrode area in the region where the light reflecting member 90 is arranged is considerably larger than the electrode area in the region where the light reflecting member 90 is not arranged, and therefore, the area between the one electrode 83 and the other electrode 85 is large. In, the capacitance in the region where the light reflecting member 90 is disposed is considerably larger than the capacitance in the region where the light reflecting member 90 is not disposed. As a result, in the discharge space S, a dielectric barrier discharge is intensively generated in a region facing the light reflecting member 90, so that excimer light cannot be emitted with high efficiency.
【０００９】[0009]
【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、
光反射部材を具えた誘電体バリア放電ランプにおいて、
高い光の利用率を得ることができ、しかも、放電空間に
おける特定の領域に誘電体バリア放電が集中的に発生す
ることがなく、高い効率でエキシマ光を放出することが
できる誘電体バリア放電ランプを提供することにある。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made based on the above circumstances, and its object is to provide:
In a dielectric barrier discharge lamp having a light reflecting member,
A dielectric barrier discharge lamp that can obtain a high light utilization rate and can emit excimer light with high efficiency without the dielectric barrier discharge being intensively generated in a specific area in the discharge space. Is to provide.
【００１０】[0010]
【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放電
容器と、この放電容器における一方の壁材にその外面の
一部を覆うよう設けられた光反射部材と、前記放電容器
における一方の壁材の外面に前記光反射部材を介して設
けられた一方の電極と、前記放電容器における他方の壁
材の外面に設けられた他方の電極と、前記放電容器内に
充填された放電用ガスとを有し、前記放電空間において
誘電体バリア放電によりエキシマが生成されてエキシマ
光が放出され、当該エキシマ光が前記放電容器における
一方の壁材を介して外部に放射される誘電体バリア放電
ランプにおいて、前記光反射部材と前記一方の電極との
間に介在するよう、誘電体よりなるコンデンサ形成材が
設けられていることを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION A dielectric barrier discharge lamp according to the present invention has one wall material and the other wall material opposing each other, each of which is made of a dielectric material. A discharge vessel forming a discharge space between the discharge vessel, a light reflecting member provided on one wall material of the discharge vessel so as to cover a part of the outer surface thereof, and one of the wall materials in the discharge vessel. One electrode provided on the outer surface via the light reflecting member, the other electrode provided on the outer surface of the other wall material in the discharge vessel, and a discharge gas filled in the discharge vessel. In the dielectric barrier discharge lamp, excimer is generated by the dielectric barrier discharge in the discharge space to emit excimer light, and the excimer light is radiated outside through one wall material in the discharge vessel. As interposed between the serial light reflecting member and the one electrode, characterized in that the capacitor forming member made of a dielectric is provided.
【００１１】上記の誘電体バリア放電ランプにおいて
は、前記放電容器として、管状の一方の壁材と、この一
方の壁材の内側にその管軸に沿って設けられた、当該一
方の壁材の内径より小さい外径を有する管状の他方の壁
材とを有してなるものを用いることができる。In the above-mentioned dielectric barrier discharge lamp, as the discharge vessel, one of a tubular wall member and one of the wall members provided along the tube axis inside the one wall member. One having a tubular other wall material having an outer diameter smaller than the inner diameter can be used.
【００１２】[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および図２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
す説明図であって、図１は縦断面図、図２は横断面図で
ある。この誘電体バリア放電ランプにおいては、透光性
の誘電体よりなる円管状の一方の壁材１１と、この一方
の壁材１１内にその管軸に沿って設けられた、当該一方
の壁材１１の内径より小さい外径を有する透光性の誘電
体よりなる円管状の他方の壁材１２とを有する密閉型の
放電容器１０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
両端部分が封止壁部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が形成されており、当該放電容器１０には、放電用ガ
スとして例えばキセノンガスが充填されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a dielectric barrier discharge lamp according to the present invention will be described in detail. 1 and 2 are explanatory views showing the configuration of an example of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view, and FIG. 2 is a transverse sectional view. In this dielectric barrier discharge lamp, one cylindrical wall member 11 made of a translucent dielectric and the one wall member provided in the one wall member 11 along the tube axis. A closed discharge vessel 10 having the other cylindrical wall member 12 made of a light-transmitting dielectric having an outer diameter smaller than the inner diameter of 11 is provided. In this discharge vessel 10, both end portions of one wall material 11 and the other wall material 12 are joined by sealing walls 13 and 14, and between the one wall material 11 and the other wall material 12. A cylindrical discharge space S is formed, and the discharge vessel 10 is filled with, for example, xenon gas as a discharge gas.
【００１３】また、図示の例では、放電容器１０におけ
る一方の壁材１１の一端側には、周方向に沿って内方に
突出する変形部１５が形成されており、これにより、こ
の変形部１５と封止壁部１３との間に、放電空間Ｓに連
通するゲッタ収容室Ｋが形成され、このゲッタ収容室Ｋ
内にバリウム合金よりなるゲッタＧが収納されている。
このゲッタＧは例えば外部より作用される高周波により
加熱され、これにより、ゲッタ収容室Ｋ内の壁面にバリ
ウムよりなる薄膜が形成される。In the illustrated example, a deformed portion 15 is formed at one end of one wall member 11 of the discharge vessel 10 so as to protrude inward along the circumferential direction. A getter housing chamber K communicating with the discharge space S is formed between the second housing 15 and the sealing wall 13.
A getter G made of a barium alloy is housed therein.
The getter G is heated by, for example, a high frequency applied from the outside, whereby a thin film made of barium is formed on the wall surface in the getter accommodating chamber K.
【００１４】放電容器１０における一方の壁材１１に
は、その外面１６の一部例えば周方向に沿って１８０°
の範囲を覆うよう、例えばアルミニウムよりなる膜状の
光反射部材２０が設けられ、この光反射部材２０の外面
を覆うよう、誘電体よりなる膜状のコンデンサ形成材２
５が設けられており、一方の壁材１１における光反射部
材２０により覆われていない部分が、光取り出し用窓部
Ｗとされている。One wall member 11 of the discharge vessel 10 has a part of its outer surface 16, for example, 180 ° along the circumferential direction.
A film-like light reflecting member 20 made of, for example, aluminum is provided so as to cover the range of the light reflecting member 20, and a film-like capacitor forming material 2 made of a dielectric material is made to cover the outer surface of the light reflecting member 20.
5 is provided, and a portion of the one wall material 11 that is not covered by the light reflecting member 20 is a light extraction window W.
【００１５】そして、放電容器１０における一方の壁材
１１には、光反射部材２０およびコンデンサ形成材２５
を介して、当該一方の壁材１１の外面１６およびコンデ
ンサ形成材２５の外面に密接した状態で、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３１が設けら
れており、これにより、コンデンサ形成材２５が一方の
電極３１と光反射部材２０との間に介在した状態とされ
ている。また、放電容器１０における他方の壁材１２に
は、当該他方の壁材１２の内周面である外面１７を覆う
ようアルミニウムよりなる膜状の電極３２が設けられて
おり、一方の電極３１および他方の電極３２は、高周波
電源３０に接続されている。A light reflecting member 20 and a capacitor forming material 25 are provided on one wall material 11 of the discharge vessel 10.
Is provided in close contact with the outer surface 16 of the one wall member 11 and the outer surface of the capacitor forming material 25 via a mesh-shaped one electrode 31 made of a conductive material such as a wire mesh. The capacitor forming material 25 is interposed between the one electrode 31 and the light reflecting member 20. The other wall member 12 of the discharge vessel 10 is provided with a film-shaped electrode 32 made of aluminum so as to cover the outer surface 17 which is the inner peripheral surface of the other wall member 12. The other electrode 32 is connected to the high frequency power supply 30.
【００１６】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、放電空間Ｓにおいて放出される
エキシマ光に対して透過性を有するもの、例えば合成石
英ガラス、サファイア、フッ化マグネシウムなどを用い
ることができる。The dielectric material constituting the one wall material 11 and the other wall material 12 has a property of transmitting the excimer light emitted in the discharge space S, for example, synthetic quartz glass, sapphire, magnesium fluoride. Etc. can be used.
【００１７】光反射部材２０としては、その全面にわた
って均一な光反射率を有するものを用いることができる
が、その両端部分２１，２２における光反射率と中央部
分２３における光反射率とが異なるもの、例えば両端部
分２１，２２における光反射率が中央部分２３における
光反射率より高いものを用いることもできる。放電空間
Ｓに発生する誘電体バリア放電においては、その両端の
領域における放電量が中央の領域における放電量より低
くなるため、両端部分２１，２２における光反射率が中
央部分２３における光反射率より高い光反射部材２０を
用いることにより、放電容器１０の軸方向における光の
強度の均一性が高いエキシマ光を放射することができ
る。As the light reflecting member 20, a member having a uniform light reflectance over the entire surface can be used, but the light reflectance at both end portions 21 and 22 and the light reflectance at the central portion 23 are different. For example, it is also possible to use one in which the light reflectance at both end portions 21 and 22 is higher than the light reflectance at the central portion 23. In the dielectric barrier discharge generated in the discharge space S, since the discharge amount in the regions at both ends is lower than the discharge amount in the central region, the light reflectivity at both end portions 21 and 22 is smaller than the light reflectivity at the central portion 23. By using the high light reflecting member 20, excimer light with high uniformity of light intensity in the axial direction of the discharge vessel 10 can be emitted.
【００１８】コンデンサ形成材２５を構成する誘電体と
しては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、
ポリエーテルエーテルケトン、紫外線硬化性樹脂などの
樹脂材料を用いることができる。As the dielectric material constituting the capacitor forming material 25, polyethylene, polypropylene, polyimide,
Resin materials such as polyether ether ketone and ultraviolet curable resin can be used.
【００１９】以上において、コンデンサ形成材２５を構
成する誘電体の誘電率ε1 と当該コンデンサ形成材２５
の厚みｄ1 との比をａ1 （ａ1 ＝ε1 ／ｄ1 ）とし、一
方の壁材１１を構成する誘電体の誘電率ε2 と当該一方
の壁材１１の厚みｄ2 との比をａ2 としたとき、比ａ1
／ａ2 の値が０．２８〜３０であることが好ましい。比
ａ1 ／ａ2 の値が０．２８未満の場合には、円筒状の放
電空間Ｓにおける光反射部材２０が面する領域（図２に
おいて上側の領域）の放電密度は小さくなるが、放電が
不安定な状態になり易いため、エキシマ光の光出力が不
安定なものとなる場合がある。一方、比ａ1 ／ａ2 の値
が３０を超える場合には、放電空間Ｓにおける光反射部
材２０が面する領域の放電密度が高くなり易いため、エ
キシマ光を高い効率で放出することが困難となる場合が
ある。In the above, the dielectric constant ε 1 of the dielectric constituting the capacitor forming material 25 and the capacitor forming material 25
The ratio of a 1 and (a 1 = ε 1 / d 1), of the dielectric material of the one wall member 11 permittivity epsilon 2 and the thickness d 2 of the one wall member 11 of the thickness d 1 when the ratio was a 2, a ratio a 1
The value of / a 2 is preferably from 0.28 to 30. When the value of the ratio a 1 / a 2 is less than 0.28, the discharge density in the region (upper region in FIG. 2) of the cylindrical discharge space S facing the light reflecting member 20 becomes small, Is likely to be in an unstable state, and the light output of excimer light may be unstable. On the other hand, if the value of the ratio a 1 / a 2 exceeds 30, the discharge density in the region of the discharge space S facing the light reflecting member 20 tends to be high, and it is difficult to emit excimer light with high efficiency. It may be.
【００２０】上記の誘電体バリア放電ランプにおいて
は、高周波電源３０により一方の電極３１と他方の電極
３２との間に高周波電圧が印加されると、放電容器１０
における一方の壁材１１と他方の壁材１２との間に誘電
体バリア放電が発生し、これにより、放電空間Ｓにおい
てキセノンによるエキシマが生成されてそのエキシマ光
である真空紫外光が放出される。そして、この真空紫外
光は、直接または他方の電極３２若しくは光反射部材２
０に反射されながら一定の方向（図において下方）に向
かって進み、一方の壁材１１における光取り出し用窓部
Ｗを介して一方の電極３１の網目から外部に放射され
る。In the above dielectric barrier discharge lamp, when a high frequency voltage is applied between one electrode 31 and the other electrode 32 by the high frequency power supply 30, the discharge vessel 10
, A dielectric barrier discharge is generated between the one wall member 11 and the other wall member 12, whereby excimer due to xenon is generated in the discharge space S and the vacuum ultraviolet light as the excimer light is emitted. . Then, this vacuum ultraviolet light is directly or the other electrode 32 or the light reflecting member 2.
While being reflected by 0, it travels in a certain direction (downward in the figure), and is radiated to the outside from the mesh of one electrode 31 through the light extraction window W of one wall member 11.
【００２１】上記の構成の誘電体バリア放電ランプによ
れば、光反射部材２０が放電容器１０における一方の壁
材１１にその外面１６の一部を覆うよう設けられている
ため、高い光の利用率が得られる。しかも、コンデンサ
形成材２５が光反射部材２０と一方の電極３１との間に
介在するよう配置されているため、このコンデンサ形成
材２５と、一方の電極３１および光反射部材２０とによ
りコンデンサが形成され、これにより、一方の電極３１
と他方の電極３２との間において、光反射部材２０が配
置された領域における静電容量が調整されるので、放電
空間Ｓにおいて、光反射部材２０が面する領域に誘電体
バリア放電が集中的に発生することが防止され、その結
果、高い効率でエキシマ光を放出することができる。According to the dielectric barrier discharge lamp having the above structure, the light reflecting member 20 is provided on one of the wall members 11 of the discharge vessel 10 so as to cover a part of the outer surface 16 thereof. Rate is obtained. Moreover, since the capacitor forming material 25 is disposed between the light reflecting member 20 and the one electrode 31, a capacitor is formed by the capacitor forming material 25, the one electrode 31 and the light reflecting member 20. As a result, one electrode 31
The capacitance in the region where the light reflecting member 20 is arranged is adjusted between the light reflecting member 20 and the other electrode 32, so that the dielectric barrier discharge is concentrated in the region where the light reflecting member 20 faces in the discharge space S. Is generated, and as a result, excimer light can be emitted with high efficiency.
【００２２】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記の誘電体バリア放電ランプに限定さ
れるものではなく、例えば以下のような変更を加えるこ
とが可能である。Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the dielectric barrier discharge lamp described above, and for example, the following changes can be made.
【００２３】（１）光反射部材２０は、放電容器１０に
おける一方の壁材１１の外面１６の一部を覆うよう設け
られていれば、一方の壁材１１の外面に直接形成されて
いても、コンデンサ形成材２５の内面に形成されていて
もよく、また、一方の壁材１１およびコンデンサ形成材
２５と別体のものであってもよい。コンデンサ形成材２
５の内面に光反射部材２０を形成する手段としては、イ
オンプレーティング法を用いることができる。(1) If the light reflecting member 20 is provided so as to cover a part of the outer surface 16 of the one wall member 11 of the discharge vessel 10, the light reflecting member 20 may be formed directly on the outer surface of the one wall member 11. May be formed on the inner surface of the capacitor forming material 25, or may be formed separately from the one wall material 11 and the capacitor forming material 25. Capacitor forming material 2
As a means for forming the light reflecting member 20 on the inner surface of 5, an ion plating method can be used.
【００２４】（２）一方の壁材１１の外面において光反
射部材２０が設けられる範囲は、当該一方の壁材１１の
一部を光取り出し用窓部Ｗとして残しておけば、適宜選
定することができ、例えば図３に示すように、光反射部
材２０は、一方の壁材１１の外面にその周方向に沿って
例えば３００°以上の範囲を覆うよう設けられていても
よい。(2) The range in which the light reflecting member 20 is provided on the outer surface of the one wall material 11 may be appropriately selected as long as a part of the one wall material 11 is left as the light extraction window W. For example, as shown in FIG. 3, the light reflecting member 20 may be provided on the outer surface of the one wall member 11 so as to cover, for example, a range of 300 ° or more along the circumferential direction.
【００２５】（３）コンデンサ形成材２５は、一方の電
極３１と光反射部材２０との間に介在するよう設けられ
ていればよく、例えば、図４に示すように、一方の電極
３１に光反射部材２０に対向する部分の外面を覆うよう
設けられていてもよい。この場合には、一方の電極３１
は、そのコンデンサ形成材２５に覆われていない部分が
放電容器１０における一方の壁材１１の外面に密接した
状態で、かつ、コンデンサ形成材２５が光反射部材２０
の外面に密接した状態で配置され、これにより、コンデ
ンサ形成材２５が一方の電極３１と光反射部材２０との
間に介在した状態とされる。(3) The capacitor forming material 25 may be provided so as to be interposed between the one electrode 31 and the light reflecting member 20. For example, as shown in FIG. It may be provided so as to cover the outer surface of the portion facing the reflection member 20. In this case, one electrode 31
Is a state in which the portion not covered by the capacitor forming material 25 is in close contact with the outer surface of the one wall material 11 in the discharge vessel 10 and the capacitor forming material 25 is
Are arranged in a state of being in close contact with the outer surface of the light emitting member, whereby the capacitor forming material 25 is interposed between the one electrode 31 and the light reflecting member 20.
【００２６】[0026]
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 〈実施例１〉下記の条件に従って、図１に示す構成の誘
電体バリア放電ランプＡ１を作製した。 放電容器（１０）：放電空間（Ｓ）の全長２５０ｍｍ，
放電空間（Ｓ）のギャップ４．２５ｍｍ， 一方の壁材（１１）：合成石英ガラス製（誘電率ε2 ＝
３．５），外径２６．５ｍｍ，内径２４．５ｍｍ（厚み
ｄ2 ＝１ｍｍ）， 他方の壁材（１２）：合成石英ガラス製，外径１６ｍ
ｍ，内径１４ｍｍ（肉厚１ｍｍ， 光反射部材（２０）：アルミニウム製， コンデンサ形成材（２５）：ポリプロピレン製（誘電率
ε1 ＝２．１），厚み０．２ｍｍ， 一方の電極（３１）：ステンレス金網製， 他方の電極（３２）：アルミニウム製， 放電用ガス：キセノンガス（封入圧２５０Ｔｏｒｒ）EXAMPLES The present invention will now be described by way of specific examples, which should not be construed as limiting the invention thereto. Example 1 A dielectric barrier discharge lamp A1 having the structure shown in FIG. 1 was manufactured under the following conditions. Discharge vessel (10): total length of discharge space (S) 250 mm,
4.25 mm gap in discharge space (S), one wall material (11): made of synthetic quartz glass (dielectric constant ε 2 =
3.5), outer diameter 26.5 mm, inner diameter 24.5 mm (thickness d 2 = 1 mm), other wall material (12): made of synthetic quartz glass, outer diameter 16 m
m, inner diameter 14 mm (thickness 1 mm, light reflecting member (20): aluminum, capacitor forming material (25): polypropylene (dielectric constant ε 1 = 2.1), thickness 0.2 mm, one electrode (31) : Made of stainless steel wire mesh, the other electrode (32): made of aluminum, discharge gas: xenon gas (filling pressure 250 Torr)
【００２７】以上において、コンデンサ形成材（２５）
を構成する誘電体の誘電率ε1 とコンデンサ形成材（２
５）の厚みｄ1 との比ａ1 の値は１０．５、一方の壁材
（１１）を構成する誘電体の誘電率ε2 と一方の壁材
（１１）の厚みｄ2 との比ａ2の値は３．５であり、比
ａ1 ／ａ2 の値は３である。In the above, the capacitor forming material (25)
The dielectric constant ε 1 of the dielectric material constituting the capacitor and the capacitor forming material (2
The value of the ratio a 1 between the thickness d 1 of 5) 10.5, the ratio of the thickness d 2 of one of the wall material (the dielectric constant of the dielectric material of the 11) epsilon 2 and one wall member (11) The value of a 2 is 3.5 and the value of the ratio a 1 / a 2 is 3.
【００２８】上記の誘電体バリア放電ランプＡ１を、周
波数が２０ｋＨの高周波電源（３０）により、ランプ電
流が２００ｍＡ、ランプ電圧が１０．７ｋＶ：入力電力
が約１２０Ｗの条件で点灯させたところ、波長１７２ｎ
ｍにピークを有する真空紫外光が放出された。When the dielectric barrier discharge lamp A1 was lit by a high-frequency power supply (30) having a frequency of 20 kHz and a lamp current of 200 mA, a lamp voltage of 10.7 kV and an input power of about 120 W, the wavelength was reduced. 172n
Vacuum ultraviolet light having a peak at m was emitted.
【００２９】そして、誘電体バリア放電ランプＡ１の放
電容器（１０）における一方の壁材（１１）の外面から
３５ｍｍ離れた位置において、当該誘電体バリア放電ラ
ンプＡ１から放射される光の出力を測定したところ、１
３ｍＷ／ｃｍ2 であった。また、コンデンサ形成材（２
５）を設けなかったこと以外は、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を作製して点灯させ、誘電体バリア放電ラン
プＡ１と同様にして、誘電体バリア放電ランプＢ１から
放射される光の出力を測定したところ、１０ｍＷ／ｃｍ
2 であった。以上の結果から、本発明に係る誘電体バリ
ア放電ランプＡ１によれば、コンデンサ形成材（２５）
が設けられていない誘電体バリア放電ランプＢ１に比較
して、約１．３倍の光出力が得られることが確認され
た。Then, at a position 35 mm away from the outer surface of one wall member (11) in the discharge vessel (10) of the dielectric barrier discharge lamp A1, the output of light emitted from the dielectric barrier discharge lamp A1 is measured. I got 1
It was 3 mW / cm 2 . In addition, the capacitor forming material (2
Except that 5) was not provided, a dielectric barrier discharge lamp B1 for comparison was prepared and lit under the same conditions as for the dielectric barrier discharge lamp A1, and the dielectric barrier discharge lamp B1 was illuminated in the same manner as the dielectric barrier discharge lamp A1. When the output of light emitted from the body barrier discharge lamp B1 was measured, it was 10 mW / cm.
Was 2 . From the above results, according to the dielectric barrier discharge lamp A1 of the present invention, the capacitor forming material (25)
It was confirmed that a light output about 1.3 times as high as that of the dielectric barrier discharge lamp B1 having no was provided.
【００３０】〈実施例２〉下記の条件に従って、図１に
示す構成の誘電体バリア放電ランプＡ２を作製した。 放電容器（１０）：放電空間（Ｓ）の全長２５０ｍｍ，
放電空間（Ｓ）のギャップ７．２５ｍｍ， 一方の壁材（１１）：合成石英ガラス製（誘電率ε2 ＝
３．５），外径２６．５ｍｍ，内径２４．５ｍｍ（肉厚
１ｍｍ）， 他方の壁材（１２）：合成石英ガラス製，外径１０ｍ
ｍ，内径８ｍｍ（肉厚１ｍｍ， 光反射部材（２０）およびコンデンサ形成材（２５）：
厚み０．２ｍｍのポリイミド（誘電率ε1 ＝３．４）製
のシートに、イオンプレーティング法によりアルミウニ
ム薄膜を形成したもの， 一方の電極（３１）：ステンレス金網製， 他方の電極（３２）：アルミニウム製， 放電用ガス：キセノンガス（封入圧３００Ｔｏｒｒ）Example 2 A dielectric barrier discharge lamp A2 having the structure shown in FIG. 1 was manufactured under the following conditions. Discharge vessel (10): total length of discharge space (S) 250 mm,
Gap of discharge space (S) 7.25 mm, one wall material (11): made of synthetic quartz glass (dielectric constant ε 2 =
3.5), outer diameter 26.5 mm, inner diameter 24.5 mm (wall thickness 1 mm), other wall material (12): synthetic quartz glass, outer diameter 10 m
m, inner diameter 8 mm (wall thickness 1 mm, light reflecting member (20) and capacitor forming material (25):
A sheet of 0.2 mm thick polyimide (dielectric constant ε 1 = 3.4) made of an aluminum thin film formed by an ion plating method. One electrode (31): stainless steel wire mesh, the other electrode (32) : Made of aluminum, Discharge gas: Xenon gas (filling pressure 300 Torr)
【００３１】以上において、コンデンサ形成材（２５）
を構成する誘電体の誘電率ε1 とコンデンサ形成材（２
５）の厚みｄ1 との比ａ1 の値は１７、一方の壁材（１
１）を構成する誘電体の誘電率ε2 と一方の壁材（１
１）の厚みｄ2 との比ａ2 の値は３．５であり、比ａ1
／ａ2 の値は４．９である。In the above, the capacitor forming material (25)
The dielectric constant ε 1 of the dielectric material constituting the capacitor and the capacitor forming material (2
The value of the ratio a 1 between the thickness d 1 of 5) 17, one wall member (1
The dielectric constant ε 2 of the dielectric constituting 1) and one wall material (1)
The value of the ratio a 2 of the thickness d 2 of 1) is 3.5, the ratio a 1
The value of / a 2 is 4.9.
【００３２】上記の誘電体バリア放電ランプＡ２を、周
波数が２５ｋＨの高周波電源（３０）により、ランプ電
流が２３０ｍＡ、ランプ電圧が１３．５ｋＶ、入力電力
が約１６０Ｗの条件で点灯させたところ、波長１７２ｎ
ｍにピークを有する真空紫外光が放出された。The dielectric barrier discharge lamp A2 was lit by a high-frequency power supply (30) having a frequency of 25 kHz under the conditions of a lamp current of 230 mA, a lamp voltage of 13.5 kV, and an input power of about 160 W. 172n
Vacuum ultraviolet light having a peak at m was emitted.
【００３３】そして、実施例１と同様にして、上記の誘
電体バリア放電ランプＡ２から放射される光の出力を測
定したところ、１８ｍＷ／ｃｍ2 であった。また、コン
デンサ形成材（２５）を設けず、光反射部材（２０）で
あるアルミニウム薄膜を放電容器（１０）における一方
の壁材（１１）の外面に形成したこと以外は、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を作製して点灯させ、実施例１
と同様にして、誘電体バリア放電ランプＢ１から放射さ
れる光の出力を測定したところ、１２ｍＷ／ｃｍ2 であ
った。以上の結果から、本発明に係る誘電体バリア放電
ランプＡ２によれば、コンデンサ形成材（２５）が設け
られていない誘電体バリア放電ランプＢ２に比較して、
約１．５倍の光出力が得られることが確認された。The output of light emitted from the dielectric barrier discharge lamp A2 was measured in the same manner as in Example 1, and was found to be 18 mW / cm 2 . Also, except that the capacitor forming material (25) is not provided and the aluminum thin film as the light reflecting member (20) is formed on the outer surface of one wall material (11) of the discharge vessel (10), the dielectric barrier discharge lamp is used. A dielectric barrier discharge lamp B2 for comparison was manufactured and turned on under the same conditions as A2,
When the output of light emitted from the dielectric barrier discharge lamp B1 was measured in the same manner as in the above, it was 12 mW / cm 2 . From the above results, according to the dielectric barrier discharge lamp A2 according to the present invention, compared to the dielectric barrier discharge lamp B2 in which the capacitor forming material (25) is not provided,
It was confirmed that a light output of about 1.5 times was obtained.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明の誘電体バリア放電ランプによれ
ば、光反射部材が放電容器における一方の壁材の外面の
一部を覆うよう設けられているため、高い光の利用率が
得られる。しかも、コンデンサ形成材が光反射部材と一
方の電極との間に介在するよう配置されているため、こ
のコンデンサ形成材と、一方の電極および光反射部材と
によりコンデンサが形成され、これにより、一方の電極
と他方の電極との間において、光反射部材が配置された
領域における静電容量が調整されるので、放電空間にお
いて、光反射部材が面する領域に誘電体バリア放電が集
中的に発生することが防止され、その結果、高い効率で
エキシマ光を放出することができる。According to the dielectric barrier discharge lamp of the present invention, since the light reflecting member is provided so as to cover a part of the outer surface of one wall member of the discharge vessel, a high light utilization rate can be obtained. . Moreover, since the capacitor forming material is disposed so as to be interposed between the light reflecting member and the one electrode, a capacitor is formed by the capacitor forming material, the one electrode and the light reflecting member, thereby The capacitance in the region where the light reflecting member is disposed is adjusted between the electrode and the other electrode, so that the dielectric barrier discharge occurs intensively in the region where the light reflecting member faces in the discharge space. And excimer light can be emitted with high efficiency.
【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縦断面図である。FIG. 1 is an explanatory longitudinal sectional view showing a configuration of an example of a dielectric barrier discharge lamp of the present invention.
【図２】図１に示す誘電体バリア放電ランプの説明用横
断面図である。FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view of the dielectric barrier discharge lamp shown in FIG.
【図３】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横断面図である。FIG. 3 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of another example of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention.
【図４】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横断面図である。FIG. 4 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of still another example of the dielectric barrier discharge lamp of the present invention.
【図５】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。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a principle for generating a dielectric barrier discharge.
【図６】光反射部材を具えた従来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横断面図である。FIG. 6 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of an example of a conventional dielectric barrier discharge lamp having a light reflecting member.
【図７】光反射部材を具えた従来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横断面図であ
る。FIG. 7 is an explanatory cross-sectional view showing a configuration of another example of a conventional dielectric barrier discharge lamp having a light reflecting member.
１０ 放電容器 １１ 一方の壁材 １２ 他方の壁材 １３，１４ 封止壁部 １５ 変形部 １６ 一方の壁材の外面 １７ 他方の壁材の外面 ２０ 光反射部材 ２５ コンデンサ形成材 ３０ 高周波電源 ３１ 一方の電極 ３２ 他方の電極 ７１，７２ 壁材 ７３，７４ 外面 ７５，７６ 電極 ８０ 放電容器 ８１ 一方の壁材 ８２ 他方の壁材 ８３ 一方の電極 ８４ 一方の壁材の外面 ８５ 他方の電極 ８６ 他方の壁材の外面 ８７ 高周波電源 ９０ 光反射部材 Ｇ ゲッタ Ｋ ゲッタ収容室 Ｓ 放電空間 Ｗ 光取り出し用窓部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Discharge container 11 One wall material 12 The other wall material 13, 14 Sealing wall part 15 Deformation part 16 Outer surface of one wall material 17 Outer surface of the other wall material 20 Light reflection member 25 Capacitor forming material 30 High frequency power supply 31 One Electrode 32 the other electrode 71, 72 wall material 73, 74 outer surface 75, 76 electrode 80 discharge vessel 81 one wall material 82 other wall material 83 one electrode 84 one wall material outer surface 85 other electrode 86 the other Outer surface of wall material 87 High frequency power supply 90 Light reflection member G Getter K Getter storage chamber S Discharge space W Light extraction window
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 65/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 65/00
Claims (2)
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放
電容器と、 この放電容器における一方の壁材にその外面の一部を覆
うよう設けられた光反射部材と、 前記放電容器における一方の壁材の外面に前記光反射部
材を介して設けられた一方の電極と、 前記放電容器における他方の壁材の外面に設けられた他
方の電極と、 前記放電容器内に充填された放電用ガスとを有し、 前記放電空間において誘電体バリア放電によりエキシマ
が生成されてエキシマ光が放出され、当該エキシマ光が
前記放電容器における一方の壁材を介して外部に放射さ
れる誘電体バリア放電ランプにおいて、 前記光反射部材と前記一方の電極との間に介在するよ
う、誘電体よりなるコンデンサ形成材が設けられている
ことを特徴とする誘電体バリア放電ランプ。1. A discharge vessel having one wall material and another wall material opposing each other, each of which is formed of a dielectric, and forming a discharge space between the one wall material and the other wall material. A light reflecting member provided on one wall member of the discharge vessel so as to partially cover an outer surface thereof; and a light reflecting member provided on the outer surface of one wall member of the discharge container via the light reflecting member. An electrode, the other electrode provided on the outer surface of the other wall material in the discharge vessel, and a discharge gas filled in the discharge vessel, wherein excimer is generated by dielectric barrier discharge in the discharge space. Excimer light is emitted, and the excimer light is radiated to the outside via one wall material of the discharge vessel. In the dielectric barrier discharge lamp, the excimer light is interposed between the light reflecting member and the one electrode. Thus, a dielectric barrier discharge lamp is provided with a capacitor forming material made of a dielectric.
一方の壁材の内側にその管軸に沿って設けられた、当該
一方の壁材の内径より小さい外径を有する管状の他方の
壁材とを有してな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。2. A discharge vessel, comprising: a tubular wall member; and a tubular member provided inside the one wall member along an axis of the tube and having an outer diameter smaller than the inner diameter of the one wall member. 2. The dielectric barrier discharge lamp according to claim 1, comprising the other wall material.
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| JPH09330683A JPH09330683A (en) | 1997-12-22 |
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