JPH027353A - 高出力放射器 - Google Patents

高出力放射器

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JPH027353A
JPH027353A JP1006069A JP606989A JPH027353A JP H027353 A JPH027353 A JP H027353A JP 1006069 A JP1006069 A JP 1006069A JP 606989 A JP606989 A JP 606989A JP H027353 A JPH027353 A JP H027353A
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バルドウール・エリアスン
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    • 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

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は斂電条件下にエキシマーを形成する充てんガス
を元てんした放電’ｌ有し、その１つの壁が第１誘電体
によって形成され、その放電岸と反対側の表面に第１電
極を備え、少なくともこの電極および（または）誘電体
が放射透過性であり、さらに加電電流供給のため第１お
よび第２電極へ接続した交流電源を有゛Ｔる高出力放射
器に関する。
従来の技術： 本発明はこの場合たとえばＧｅ５ｅｌｌｓｃｈａｆｔＤ
ｅｕｔｓｃｈｅｒ　Ｃｈｅｍｉｋｅｒ　Ｆａｃｈｇｒｕ
ｐｐｅ　Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｅ。
Ｗｕｒｚｂｕｒｇ　１　８．−２０．　Ｎｏｖ、　　１
９８７の゛第１０ｗ４演会でのＵ、ＫＯｇｅｌｓｃｈａ
ｔｚによる＠Ｎｅｕｅ　ＵＶ−ｕｎａＶＵＶ−Ｅｘｃｉ
ｍｅｒｓｔｒａｈｌｅｒ　’と題する講演から明らかな
技術水準に関する。
ヨーロッパ特願８７　１０９　６７４９（１９８７年７
月６日）、スイス荷棚２９２４／８６−８（１９８６年
７月２２日）または米国特ｈ０７１０７６９２６（１９
８７年７月２２日）の技術的バックグラウンドおよび技
術水準には前記講演会で紹介されたＵＶ高出力放射器が
詳細に記載されている。
この高出力放射器は大きい電気的出力密度および高い効
率で動作することができる。その形状は使用するプロセ
スに広範囲に適応可能である。大表面の平面的放射器の
ほかに内側または外側へ放射する円筒形放射器も可能で
ある。放電は高圧（０，１〜１０バール）で動作するこ
とができる。この構成によれば１〜５０　Ｋｗ／ｍ２の
電気的出力密度を実現することができる。放電の電子エ
ネルギー七十分高くできるので、このような放射器の効
率は適当な原子の共鳴線全励起する場合も非常に高い。
放射の波長は充てんガスの種類たとえば水銀（１８５ｎ
ｍ、２５４ｎｍ　）、チッ素（３３７〜４１５　ｎｍ　
）、セレン（１９６，２０４，２０６ｎｍ）、ヒ素（１
８９・１９３ｎｍ）、ヨウ素（１８３ｎｍ）、キセノ７
’（’１１９，１３０．１４７ｎｍ）、クリプトン（１
４２ｎｍ）によって調節することができる。他のガス加
電の場合のように種々のガスの混合物も有利である。
この放射器の利点は高い効率を有する大きい放射能力の
平面的放射にある。はぼすべての放射が１つまたは少数
の波長帯域に集中している。
すべての場合に放射が電極の１つを通して射出しうろこ
とが重要である。この問題は透明な導電層によって、ま
たは目の絹かい線網もしくは被僅した導体路を電極とし
て使用することによっても解決することができ、その際
この導体路は、誘電体への電流供給を保証すると同時に
放射に対して十分に透明である。透明電解質たとえばＨ
２Ｏ’ｉ他の電極として使用することもでき、これはと
くに水／排水の熱射に有利である。それはこの方法で発
生した放射が照射すべき液体へ直接達し、この液体が同
時に冷却媒体として役立つからである。
発明が解決しようとする課題： 本発明の課題はとくに４００　ｎｍ〜８００　ｎｍの波
長帯域すなわち可視光線の帯域の光＃’＆放射するよう
に前記概念の高出力放射器を改善することである。
課題全解決するだめの手段： この課題を解決するだめ誘電体はルミネセンス層金備え
る。
作用： 本発明は前記特願に記載のＵＶ−高出力放射器と同じ放
電ジオメ）　ＩＪに基く。
族Ｎ室内のエキシマ−ビームによって発生したＵＶフォ
トンは層へ衝突する際この層を螢光またはリン光発光さ
せ、したがって可視光線が発生する。最近の螢光体によ
ればこの可視光への変換は非常に効率が高い（量子効率
９５％まで）。層を誘電体の内面へ設けるのが有利であ
る。というのはそれによって誘電体自体を普通のガラス
のみで形成しうるからでおる。ＵＶ透過性材料を備える
ＵＶ源に伴うすべての困難はこの場合発生しない。場合
によりルミネセンス層は放電の侵食に対し薄いＵＶ透過
層によって保護しなければならない。
所望のＵＶ波長は充てんガスによって選択することがで
きる。たとえばエキシマ−放射分子として希ガス、希ガ
スと・・ロゲン、水銀、カドミウムもしくは亜鉛との混
合物、または強い共鳴線を有するごく少量の金属（水銀
、セレン等）と希ガスの混合物が挙げられ、その際水銀
を含まない充てんガスが排気処理の問題を生じないので
有利である。この方法でたとえば常用螢光管および新し
いガス放電ランプに基くものと同様の特性を有する水銀
放射器を構成することができる。
実施例： 次に本発明の実施例を区部により説明する。
第１図の板状高出力放射器は絶縁材料からなるスペーサ
３によって互いに離された、代表的ギャップ幅１〜１０
ｍの７ｉ！２電室４を仕切る石英またはサファイヤ鈑１
と金属板２からなる。石英鈑１の外１１１１表面はルミ
ネッセンス層５で蔽われ、この層へたて姻またはよこ線
のみが見える比較約０の開きが大きい縁網６が続く、こ
の縁網６および金属板２は放射器の２つの電極を形成す
る。電気的供給はこの電極へ接続した父流電源７によっ
て行われる。電源としては一般にオゾン発生器に関連し
て古くから使用されているものを使用することができる
。
放電岸４は側面が常用法で閉鎖され、閉鎖前に排気され
、不活性ガスまたは放電条件でエキシマ−を形成する物
質たとえば水銀、布ガス、希ガス−金属蒸気混合物、希
ガス−ハロゲン混合物が光てんされ、場合により付加的
に他の希ガス（Ａｒ　＊　Ｈｅ　、　Ｎｅ　）が緩衝ガ
スとして使用される。
放射およびルミネセンス層の所望のスペクトル組成に応
じてこの場合たとえば法衣の物質を使用することができ
る： 光てんガス　　　　　　　放　　射 ヘリウム　　　　　　　　　６０〜１００　ｎｍネオン
　　　　　　　　　８０〜９０　ｎｍアルゴン　　　　
　　　　１０７〜１６５ｎｍキセノン　　　　　　　　
１６０〜１９０　ｎｍｍフッ素　　　　　　　６３７〜
４１５　ｎｍクリプトン　　　　　　１２４ｎｍ、　１
４０〜１６０ｎｍクリプトン＋フッ素　　　２４０〜２
５５　ｎｍ水銀士アルビン　　　　　　　２３５　ｎｍ
ジュウテリウム　　　　　１５０〜２５０　ｎｍキセノ
ン＋フッ素　　　　４００〜５５０　ｎｍキセノン＋塩
素　　　　６００〜３２０　ｎｍキセノン＋ヨウ素　　
　　２４０〜２６０　ｎｍ上記ガス”またはガス混合物
のほかに希ガス−金属混合物も考えられ、その除強い共
鳴線を有する金属が有利である： 亜鉛　　　　　　　　　　　２１３　ｎｍカドミウム　
　　　　　　　２２８．８　ｎｍ水＠　　　　　　　　
　１８５　ｎｍ　、　２５４　ｎｍ共鳴線−放射器のた
めにはガス混合物中の金属の量はできるだけ自己吸収が
少ししか発生しないように、希ガス量に対し非常に少量
である。
上限の指標値としてこの場合次式： ｄＸＰＭ＜、１０トル鵬 〔ここにｄは放電室の鴎で示すギャップ幅（代表的には
１〜１０鵬）、ＰＭは金属蒸気圧を表わす。〕を示すこ
とができる。
ＨｇＸｅ　＊　ＨｇＡｒ　＋　ＨｇＫｒのようなエキシ
マ−形成によって金属蒸気に上限が形成され、そのため
にはたとえば６００トルの希ガス中の１〜２０トルのＨ
ｇですでに十分である。このエキシマ−は１４０〜２２
０　ｎｍで放射し、非常に効率の高いＵＶ放射器でもあ
る。水銀圧力がもつと高い場合、２３５ｎｍで放射する
Ｈｇ２エキシマ−が形成される。
下限は約１０−２）ル簡である。
形成される静放電（誘電性障壁の放電）中の電子のエネ
ルギー分布は７ｉ！２電室のギャップ幅、圧力および（
または）温度の変化によって最選に調節することができ
る。
非常に波長の短い放射に対してはたとえばフッ化マグネ
シウムおよびフッ化カルシウムのような板材料も使用さ
れる。縁網の代りに透明な導電層が存在してもよく、そ
の際可視光用には酸化インジウムまたは酸化スズ、回状
およびＵＶ光用に厚さ５０〜１００大の金層を使用する
ことができる。
ルミネセンス層５はとくに最近の螢光体すなわち９５％
までの量子効率を可能とする希土類をドープした発光物
質からなる（　Ｐｈｙｓ、Ｂ１＋　４２（１９Ｂ６）、
ｍ５、Ｐ、１２８〜１６３とくにＰ、１３２のＥ、Ｋａ
ｕｅｒおよびＪＳｃｈｎｅｄｌｅｒによる＠Ｍ６ｇｌｉ
ｃｈｋｅｉｔｅｎ　ｕｎｄ　Ｇ′ｒｅｎｚｅｎ　ｄｅｒ
　Ｌｉｃｈｔｅｒ−ｚｅｕｇｕｎｇ　’参照）０ 利用可能の放射ｔはぼ２倍にするため、金属電極２自体
はＵＶ反射材料たとえばアルミニウムからなり、または
ＵＶ反射Ｎ８を備える。
第２図の実施例は第１スの例とは層の順序が異なるだけ
でおる。ルミネセンス層５は板１の放電〒４側の表面に
あり、とくに保護層９によって放電侵食に対して保護さ
れる、この層はＵＶ透過性でなければならず、たとえば
フッ化マグネシウム（ＭｇＦ　２　）またはＡｌ２Ｏ３
からなる。このような層は公知のスパッタリング（イオ
ンスパッタリング）によって設けられる。
この実施例では誘電体（板１）を通過する前にＵＶ−可
視光の変換が行われるので、板１は普通の光透過性材料
たとえばガラスからなることができる、 第３図の高出力放射器は可視光を両側へ放射する。放電
室４は両側がＵＶ透過材料たとえば石英またはサファイ
ヤガラスからなる板１１０によって仕切られる。、２つ
の外側表面はルミネセンス層５または１１によって蔽わ
ルる。
電極はそれぞれ交流電源７と接続した縁網６または１２
によって形成される。第１および２図の実施例と同様練
絹６，１２はたとえば酸化インジウムまたは酸化スズか
らなる透明導電層、可視光およびＵＶ用には厚さ５０〜
１００スの金層に煮替えることもできる。
第２図の場合と同様ここでもルミネセンス層５および１
１を誘電体板１．１０の放電室４に面する表面に設置し
、これｋ　ＭｇＦ２またはＡｌ２Ｏ３の保護層９または
１３によって７ｉ！２電侵食に対し保護することができ
る。第２図のようにこの場合も誘電体すなわち８１．１
０はガラスからなることができる。
第５図には円筒形高出力放射器の断面が示される。金属
管１４（内側電極）は誘電体管１５によって同心に離れ
て（１〜１０鵡）包囲される。管１５の外側表面はルミ
ネセンス層１６を備える。この層に縁網１７の形の外側
電極が続く、、又流電源７は画電極１４．１７と接続さ
れる。金属管１４はアルミニウムからなり、またはＵＶ
光を反射するアルミニウム）＊１８　ｋ備よる。
第６図の実施例によればルミネセンス層１６は管１５の
内壁に設けられ、放電呈４に対しＭｇＦ２　’＊たはＡ
Ｉ！２０３の保￥Ｉｉ層１９で蔽われる〇必要に応じて
管１４の内部全通して冷却媒体を導くことができる。充
てんガスおよびルミネセンス層の種類および組成は前記
実施例と同様である。
本発明はとくに可視光の発生に適する。しかし充てんガ
スおよび（または）ルミネセンス層の組成に応じて１つ
の波長のＵＶ放射を他の波長のＵＶ放射に変換すること
もできる。
４１図面のｆ！ｉ’ｉ単な説明 第１図は片１１１１に放射する平面的放射器の断面図、
第２図はルミネセンス層を内側に１絹える第１南と同様
の放射器の断面図、第６図は両τｌｌｌへ放射する平面
的放射器の断面図、第４図は内側にルミネセンスＷ５を
有する第６図と同様の放射器の断面図、第５図は外１１
１１へ放射する円筒形放射器の断面図、第６図は内４１
１ｔｌにルミネセンス層全備える第５図と同様の放射器
の断面図である。
１．１０．１５・・・誘電体、２，１４・・・金属電極
、３・・スペーサ、４・・・放電歴、５．１１．１６・
・・ルミネセンス層、６，１７・・・縁網、７・・・電
源、８・・・Ｕ ■反射層、 ９・・・像画層。
Ｆｉｇ、３

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、放電条件のもとにエキシマーを形成する充てんガス
    を充てんした放電室（４）を有し、その１つの壁が誘電
    体（１）によつて形成され、この誘電体の放電室と反対
    側の表面が第１電極（６）を備え、少なくともこの電極
    および（または）誘電体が放射透過性であり、第２電極
    （２）が放電室を直接または間接的に仕切り、さらに前
    記電極（６、２）へ接続した交流電源を有する高出力放
    射器において、誘電体がルミネセンス層（５）を備えて
    いることを特徴とする高出力放射器。 ２、放電室（４）の両側が誘電体（１、１０）によつて
    仕切られ、両方の誘電体がルミネセンス層（５、１１）
    を備えている請求項１記載の高出力放射器。 ３、ルミネセンス層が誘電体（１、１０）の外側表面に
    配置されている請求項１または２記載の高出力放射器。 ４、ルミネセンス層（５、１１）が内側表面に配置され
    、保護層（９、１３）によつて放電侵食に対して保護さ
    れている請求項１または２記載の高出力放射器。 ５、電極が線網（６）または放射透過性の導電層からな
    る請求項１から４までのいずれか１項記載の高出力放射
    器。 ６、充てん媒体が水銀、チッ素、セレン、ジュウテリウ
    ムまたはこれらの物質相互もしくは希ガスとの混合物で
    ある請求項１から５までのいずれか１項記載の高出力放
    射器。 ７、充てんガスが添加物としてイオウ、亜鉛、ヒ素、セ
    レン、カドミウム、ヨウ素または水銀を含む請求項６記
    載の高出力放射器。 ８、金属電極（２）および誘電体（１）が板状に形成さ
    れ、金属電極（２）が誘電体板（１）からスペーサ（３
    ）によつて離されている請求項１、３および４のいずれ
    か１項記載の高出力放射器。 ９、金属電極（１４）および誘電体（１５）が管状に形
    成され、その間に放電室（４）が形成されている請求項
    １、３または４のいずれか１項記載の高出力放射器。
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