(57)【要約】【課題】高開口率および良好な発光均一性を有する誘電体バリア放電ランプ管を提供すること。【解決手段】誘電体バリア放電ランプは、ランプ体と、第１電極板と、第２電極板と放電気体とを含む。第１電極板が、ランプ体上に配置されるとともに、第１電極板が、規則的かつ等間隔で配列される多数の第１光透過開口を有する。第２電極板が、ランプ体上に配置されるとともに、第２電極板が第１電極板と電気絶縁される。放電気体が、ランプ体内に配置されるとともに、第１電極板および第２電極板間に位置する。第１電極板および第２電極板間にバイアスを印加する時、ランプ体内には、等間隔で配列される多数の放電フィラメントが発生するとともに、全ての放電フィラメントの存在する位置が、第１電極板により被覆される。上記の第１電極板の設計が、誘電体バリア放電ランプの発光効率を有効に向上させることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランプ体と；
前記ランプ体上に配置され且つ多数の規則的かつ等間隔で配列される第１光透過開口を有する第１電極板と；
前記ランプ体上に配置され且つ前記第１電極板と電気的に絶縁される第２電極板と；
前記ランプ体内に配置されるとともに、前記第１電極板および前記第２電極板間に位置し、前記第１電極板および前記第２電極板間にバイアスが印加される時、前記ランプ体内に、等間隔に配列される多数の放電フィラメントが発生し、かつ全ての放電フィラメントの存在する位置が、前記第１電極板により被覆される放電気体とを備えている誘電体バリア放電ランプ。
【請求項２】
前記放電フィラメントの間隔が、λであり、前記第１光透過開口の配列間隔が、Ｄ２であり、Ｄ２＝λ/ｎであり、かつｎが正の整数である請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項３】
前記ランプ体は、前記第１電極板が配置される外表面を有する外側管と、前記外側管内に配置されるとともに前記外側管と連接する内側管とを含み、前記放電気体が、前記内側管および前記外側管間に配置され、前記第２電極板が、前記内側管の内表面上に配置される請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項４】
前記第１電極板は、多数の第１湾曲補助孔を有し、第１湾曲補助孔は、前記第１電極板の周囲に分布されるとともに、前記第１光透過開口の外周を取り囲むように配置されている請求項３記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項５】
更に線材を含み、前記第１電極板が、前記線材を貫通する多数の貫通孔を有するとともに、前記線材は、前記第１電極板を前記外側管の前記外表面上にしっかりと貼り付けるようにされている請求項３記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項６】
前記第１電極板が、多数の係合孔および多数の突出部を有し、前記多数の係合孔が、前記第１電極板の一側に位置し、前記多数の突出部が、前記第１電極板の他側から突出するとともに、前記多数の突出部が、前記多数の係合孔内に係合され、前記第１電極板を前記外側管の前記外表面上にしっかりと貼り付けるようにされている請求項３記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項７】
前記第１電極板の一側および前記第１電極板の他側が溶接されるとともに、前記外側管の前記外表面上にしっかりと貼り付けられる請求項３記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項８】
前記第１電極板は、規則的かつ等間隔で配列される多数の第２光透過開口を有するとともに、前記第２光透過開口が、前記第１光透過開口の一側または両側に分布されている請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項９】
前記第１光透過開口および前記第２光透過開口が、相似形である請求項８記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１０】
前記第１光透過開口の配列間隔がＤ２であり、前記第２光透過開口の配列間隔がＤ３であり、Ｄ３＝Ｄ２/ｎであり、かつｎが正の整数である請求項９記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１１】
前記ランプ体が、ランプ管であり、前記第１電極板が、前記ランプ管の外表面上に配置され、前記第２電極板が、前記ランプ管の内部に位置する請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１２】
前記ランプ体が、平面ランプ体である請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１３】
前記平面ランプ体は、上基板と、該上基板の下方に位置する下基板と、前記上基板および前記下基板間に連接された多数の側壁とを有し、前記第１電極板が、前記上基板の上表面上に配置され、前記第２電極板が、前記下基板の下表面上に配置されている請求項１２記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１４】
前記第１光透過開口が、多辺形の開口である請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１５】
前記第１電極板の光透過開口が、エッチングまたはプレス加工によって形成される請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１６】
前記第１光透過開口が、正三角形の開口、正方形の開口、正六角形、菱形の開口または台形の開口を含む請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１７】
前記第１電極板および第２電極板の材質が、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、金、モリブデン、銀、白金、鉄、チタン、タングステン、コバルトまたは以上の金属の合金を含む請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１８】
前記放電気体が、気相水銀、ヘリウム、ネオン、キセノン、アルゴン、クリプトン、窒素、セレン化水素、重水素、フッ素または塩素、臭素、ヨウ素、または以上の２種以上の気体を混合した気体を含む請求項１記載の誘電体バリア放電ランプ。
【請求項１９】
規則的かつ等間隔で配列される多数の第１光透過開口を有する電極板。
【請求項２０】
更に多数の第１湾曲補助孔を有し、該第１湾曲補助孔は、前記第１電極板の周囲に分布されているとともに前記第１光透過開口の外周を取り囲むように配置されている請求項19記載の電極板。
【請求項２１】
更に多数の係合孔および多数の突出部を有し、前記多数の係合孔が、前記第１電極板の一側に位置し、前記多数の突出部が、前記第１電極板の他側から突出し、前記第１電極板が湾曲する時、前記多数の突出部が、前記多数の係合孔内に係合されるようにした請求項１９記載の電極板。
【請求項２２】
更に規則的かつ等間隔で配列される多数の第２光透過開口を有するとともに、前記多数の第２光透過開口が、前記多数の第１光透過開口の一側または両側に分布されている請求項１９記載の電極板。
【請求項２３】
前記多数の第１光透過開口および前記多数の第２光透過開口が、相似形である請求項22記載の電極板。
【請求項２４】
前記多数の第１光透過開口の配列間隔がＤ２であり、前記多数の第２光透過開口の配列間隔がＤ３であり、Ｄ３＝Ｄ２/ｎであり、かつｎが正の整数である請求項22記載の電極板。
【請求項２５】
前記多数の第１光透過開口および前記多数の第２光透過開口が、多辺形の開口である請求項22記載の電極板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ランプ（lamp）に関し、特に、誘電体バリア放電ランプ（dielectric barrier discharge lamp）に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の技術において、米国特許第4837484号は、同心円筒型誘電体バリア放電ランプ管を開示し、この誘電体バリア放電ランプ管は、内側管と、外側管と、外部電極と、内部電極と、放電気体とを含む。ここで、内側管が、外側管の内部に配置されるとともに、内側管および外側管が共通の軸線で配置される。外部電極が、外側管の外表面に位置し、内部電極が、内側管の内表面に位置し、放電気体が、内側管および外側管間に配置される。米国特許第4837484号が開示する誘電体バリア放電ランプ管は、内部電極および外部電極間に交流電圧を印加することにより、放電気体が励起されて光線を発生する。上記の放電気体は、キセノン（Ｘｅ）、アルゴン（Ａｒ）およびクリプトン（Ｋｒ）等の不活性ガス（希ガス）、またはフッ素（Ｆ２）、塩素（Ｃｌ２）等のハロゲン気体であり、注入される気体の圧力は、通常143〜480トル（torr）の間である。誘電体バリア放電ランプ管は、注入される気体の種類が異なることにより、異なる波長（例えば、172nm、222nmおよび308nmである）の光線を発生する。これら波長が異なる光線は、各種異なる用途に応用することができる。電子部品の洗浄を例とすれば、電子部品に付着した有機化合物を分解するために、波長約172nmの光線が必要であり、この時、キセノンを充填した誘電体バリア放電ランプを使用することにより有機化合物の分解を実行し、電子部品を洗浄する目的を達成することができる。
【０００３】
米国特許第4837484号が開示する誘電体バリア放電ランプ管の外部電極は、多くの異なる設計を有することが可能であり、これを以下に説明する。日本公開特許公報、特開平7-14554号は、誘電体バリア放電ランプ管の外部電極を開示し、この外部電極は、光出力の空間的な均一性、時間的な安定性および発光効率を向上させることができる。具体的には、上記の外部電極は、金属線を利用して円筒網状編み込み構造を有し、円筒網状編み込み構造の外部電極が、その軸方向に沿って伸縮性を有することができるとともに、円筒網状編み込み構造の外部電極が、誘電体バリア放電ランプ管の外側管の外表面を緊密に覆うことができる。
【０００４】
日本公開特許公報、特開平7-14554号中に開示されるのと同一の金属線を網状に編み込んだ外部電極構造が、米国特許第5581152号中にも開示されている。この特許において、特に言及すべきことは、網状編み込み外部電極に好適な伸縮性および均一な網目を持たせるため、その網目の孔の直径が、通常大きくないことである（約1〜2mm）。但し、この種の外部電極は、通常、網目が過度に細かいことにより（例えば1〜2mm）誘電体バリア放電ランプ管の開口率（即ち、第１電極中の光が透過できる面積を第１電極中の光が透過可能および光が透過不可能な全ての面積で割ったもの）が低下する。この状況の下、誘電体バリア放電ランプ管内に発生する光線の大部分が、細かい網目により邪魔され、外側管外へ有効に伝達することができず、更には誘電体バリア放電ランプ管の発光強度の低下を引き起こす。
【０００５】
上記の開口率低下の問題点の外に、円筒網状編み込み構造の外部電極は、その他の問題点が存在し、例えば、金属線の重複箇所であり、電極の高度が増加することにより、通常、誘電体バリア放電ランプ管内の光線射出の障害となり、誘電体バリア放電ランプ管の発光出力効率の低下も引き起こし、更には、ランプ管の発光強度を低下させる。公知の網状に編み込む電極技術において、前記誘電体バリア放電ランプ管の開口率を増加するため、通常、直径約0.1mmの微小な直径の金属線を使用することにより外部電極を製造するが、微小な直径の金属線を使用することにより外部電極の抵抗の増加を引き起こし、更には誘電体バリア放電ランプ管が操作時に必要とする電力の消耗を増加させる。上記を受けて、前記の円筒網状編み込み構造の外部電極中、編み込みに用いる金属線の交差する重複箇所が冶金接合されていないことにより、極めて高い接触抵抗を有し、誘電体バリア放電ランプ管を操作する時の電力の消耗の増加を引き起こす。その上、円筒網状編み込み構造の外部電極が、両側終端部において針状または突出点を形成し易く、これにより終端部が電場の集中または不均等の現象を発生し易くなり、更には、外部電極終端部によるマイクロプラズマ（micro-plasma）の発生を招く；従って、均等かつ等間隔で安定した放電フィラメントを発生させることができず、更には誘電体バリア放電ランプ管からの発光の均一性に影響を及ぼす。
【０００６】
日本公開特許公報2003-168394号においても誘電体バリア放電ランプ管の外部電極が開示され、その特徴は、1本の金属線により螺旋状に誘電体バリア放電ランプ管の外表面を往復して巻き付けることである。この種の方法の長所は、開口率が、前記円筒状編み込み構造の外部電極に比べて大きく、金属線が、交差する格子点の数が比較的少ないことであり、外部電極が、外側管の外表面によりしっかりと貼り付くことができ、外部電極と外側管の外表面との間に放電フィラメント現象が発生することを回避し、電力の消耗を減少させ、外部電極の寿命を増加させることができることである。しかしながら、誘電体バリア放電ランプ管の外側管は一般に石英管であることにより、石英管の表面が、相当滑らかであるので、巻き付けられる螺旋状金属糸は、固定することが容易でなく、従って、螺旋模様の間隔が等しくならず、放電時に電場の不安定および放電フィラメントの揺動等の現象を引き起こす。このように、誘電体バリア放電ランプ管の発光均一度が、好ましいものとならない。
【０００７】
また、同心円筒型誘電体バリア放電ランプ管は、従来技術において、光透過開口の無い金属板を外部電極として使用することもできる。この従来技術の板状の外部電極は、通常、半円弧状を呈して外側管の外側に配置されるとともに、外側管の大部分の外表面積を被覆する。即ち、外側管の外表面は、発光出力区と非発光出力区に分けられ、この光透過開口の無い金属板は、非発光出力区に配置され、発光出力面は、外部電極を全く被覆しない。この種の外側管一部分の面積を被覆した電極は、外側管を完全に被覆した電極に比べて有する放電空間が少ないので、放電管の発光強度は比較的弱くなる。また、非発光出力区で放電が発生させる紫外光線は、発光出力区に伝播して初めて外界に到達することができる。このように、紫外光線の伝播する距離が増長し、紫外光線が伝播する過程で常に空間物質により吸収されて減衰するので、この種の従来技術の光透過開口の無い外部電極も、発光出力効率が低く発光強度が低いという問題点を有する。
【０００８】
上記の外部電極（円筒網状編み込み構造の外部電極、巻き付け型螺旋状外部電極または板状外部電極）の製造方法の外に、外部電極の製造方法は、印刷、電気鍍金、蒸着鍍金、スパッタリング等の方法を採用することもでき、日本公開特許公報2004-127781号および同特開2002-100324号で既に開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、これらの方法において、蒸着鍍金およびスパッタリングの方法は操作が煩雑かつ高価格であるとともに、これらの方法が形成する外部電極は金属膜であり、その厚さは、通常、数マイクロメートル（μｍ）だけであり、これは外部電極の抵抗値が過度に高くなり、放電時にランプ管内の抵抗が電力損耗を増加させ、更には、誘電体バリア放電ランプ管の発光効率に影響を及ぼす。上記を受けて、金属膜および外側管の熱膨張係数の差が非常に大きいので（例：アルミニウム，石英がそれぞれ20，5ppm/K）、金属膜が、容易に外側管の表面から剥がれ落ちる。更に上記を受けて、プリントの方式を採用し金属膜の製造を実行する時、通常、有機または無機の接着剤を添加するが、これらの接着剤は、誘電体バリア放電ランプ管の発生する光照射を経過した後、極めて容易に微小な亀裂が入り劣化するので、この種のコーティング（coating）型の外部電極の寿命は、短くなる。
【００１０】
従って、発光効率、均一性、安定性および使用寿命がいずれも良好な誘電体バリア放電ランプ管が必要とされる。
【００１１】
これを考慮して、本発明の目的は、高開口率および良好な発光均一性を有する誘電体バリア放電ランプ管を提供することにある。
【００１２】
本発明のもう１つの目的は、誘電体バリア放電ランプの開口率および発光均一性を改善する電極板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記またはその他の目的を達成するため、本発明の一実施例に係る誘電体バリア放電ランプは、ランプ体と、第１電極体と、第２電極板と、放電気体とを含む。第１電極板が、ランプ体上に配置されるとともに、第１電極板が、規則的かつ等間隔に配列される多数の第１光透過口を有する。第２電極板が、ランプ体上に配置され、第２電極板が第１電極板と電気的に絶縁される。放電気体が、ランプ体内に配置されるとともに、第１電極板および第２電極板間に位置する。第１電極板および第２電極板間にバイアスを印加する時、ランプ体内に多数の等間隔に配列された放電フィラメントが発生するとともに、全て放電フィラメントの存在する位置が、第１電極板により被覆される。
【００１４】
上述またはその他の目的を達成するため、本発明の他の実施例に係る電極板は、規則的かつ等間隔に配列された多数の第１光透過開口を有する。
【００１５】
本発明の一実施例において、上記の放電フィラメントの間隔がλであり、第１光透過開口の配列間隔がＤ２であり、そのうち、Ｄ２＝λ／ｎであり、かつｎが正の整数である。
【００１６】
本発明の他の実施例において、上記したランプ体が外側管および内側管を含むものである。第１電極板が外側管の外表面上に配置され、内側管が外側管内に配置されるとともに、外側管に連接される。放電気体が内側管および外側管間に配置されるとともに、第２電極板が内側管の内表面上に配置される。
【００１７】
本発明の他の実施例において、上記の外側管の軸心および内側管の軸心が、重なり合うものである。
【００１８】
本発明の他の実施例において、上記の外側管の軸心および内側管の軸心の間隔が、１つの偏移（offset）量を有するものである。
【００１９】
本発明の他の実施例において、上記の第１電極板が、多数の第１湾曲補助孔を有し、それが、第１電極板の周囲に分布するとともに、第１光透過開口の外周を取り囲むものである。
【００２０】
本発明の他の実施例において、誘電体バリア放電ランプが、更に、線材を含むものであり、第１電極板が、線材を貫通する多数の貫通孔を有するとともに、線材が、第１電極板を外側管の外表面上にしっかりと貼り付けられることに適するものである。
【００２１】
本発明の他の実施例において、上記の線材が、単芯線材または多芯線材である。
【００２２】
本発明の他の実施例において、上記の線材が、導線または非導線である。
【００２３】
本発明の他の実施例において、上記の第１電極板が、多数の係合孔および多数の突出部を有し、多数の係合孔が、第１電極板の一側に位置し、多数の突出部が、第１電極板の他側から突出するとともに、突出部が、係合孔に係合されて、第１電極板を外側管の外表面上にしっかりと貼り付けるものである。
【００２４】
本発明の他の実施例において、上記の第１電極板が、規則的かつ等間隔に配列される多数の第２光透過開口を有するとともに、第２光透過開口が、第１光透過開口の少なくとも一側または両側に分布する。
【００２５】
本発明の他の実施例において、上記の第１電極板の外周が、金属線により巻き付けられるとともに、外側管の外表面上にしっかりと貼り付けられるものである。
【００２６】
本発明の他の実施例において、上記の第１電極板の一側および第１電極板の他側が、溶接されるとともに、外側管の外表面上にしっかりと貼り付けられるものである。
【００２７】
本発明の他の実施例において、第１光透過開口と第２光透過開口とが、相似形である。
【００２８】
本発明の他の実施例において、第１光透過開口の配列間隔がＤ２であり、第２光透過開口の配列間隔がＤ３であり、そのうち、Ｄ３＝Ｄ２／ｎであり、かつｎが正の整数である。
【００２９】
本発明の他の実施例において、上記の第２電極板が、規則的かつ等間隔に配列される多数の第３光透過開口を有するとともに、全ての放電フィラメントの存在する位置が、第２電極板により被覆されるものである。
【００３０】
本発明の他の実施例において、上記したランプ体がランプ管であり、第１電極板がランプ体の外表面上に配置され、かつ第２電極板がランプ体内部に配置される。
【００３１】
本発明の他の実施例において、上記の第１電極板が、多数の第１湾曲補助孔を有し、それが、第１電極板の周囲に分布するとともに、第１光透過開口の外周を取り囲むものである。
【００３２】
本発明の他の実施例において、上記の第１湾曲補助孔が、第１電極板の周囲に分布するとともに、第１光透過開口の軸方向の両側を取り囲むものである。
【００３３】
本発明の他の実施例において、上記の第１湾曲補助孔が、第１電極板の周囲に分布するとともに、第１光透過開口の径方向の両側を取り囲むものである。
【００３４】
本発明の他の実施例において、誘電体バリア放電ランプが、更に、線材を含むものであり、上記の第１電極板が、線材を貫通する多数の貫通孔を有するとともに、線材が、上記の第１電極をランプ管の外表面上にしっかりと貼り付けられることに適するものである。
【００３５】
本発明の他の実施例において、上記の線材が、単芯線材または多芯線材である。
【００３６】
本発明の他の実施例において、上記の線材が、導線または非導線である。
【００３７】
本発明の他の実施例において、上記の第１電極板が、多数の係合孔および多数の突出部を有し、多数の係合孔が、第１電極板の一側に位置し、多数の突出部が、第１電極板の他側に突出するとともに、突出部が係合孔に係合され、第１電極板をランプ管の外表面上にしっかりと貼り付けるものである。
【００３８】
本発明の他の実施例において、上記の第１電極板の一側および第１電極板の他側が溶接されるとともに、ランプ管の外表面上にしっかりと貼り付けられるものである。
【００３９】
本発明の他の実施例において、上記の第１電極板の外周が、金属線により巻き付けられるとともに、ランプ管の外表面上にしっかりと貼り付けられるものである。
【００４０】
本発明の他の実施例において、上記の第１電極板が、ランプ体の軸方向に沿って等間隔に配列される第１光透過開口および第２光透過開口を有するものである。
【００４１】
本発明の他の実施例において、上記のランプ体が、平面ランプ体である。
【００４２】
本発明の他の実施例において、上記の平面ランプ体が、上基板と、下基板と、多数の側壁とを含むものである。下基板が、上基板の下方に位置し、側壁が、上基板および下基板の間に連接するものである。第１電極板が、上基板の上表面上に配置され、第２電極基板が、下基板の下表面上に配置されるものである。
【００４３】
本発明の他の実施例において、上記の第１光透過開口が、多辺形の開口である。
【００４４】
本発明の他の実施例において、上記の第１基板の第１光透過開口が、エッチングまたはプレス加工により形成されるものである。
【００４５】
本発明の他の実施例において、上記の第１光透過開口が、正三角形の開口、正方形の開口、正六角形の開口、菱形の開口または台形の開口である。
【００４６】
本発明の他の実施例において、上記の第１電極板および第２電極板の材質が、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、金、モリブデン、銀、白金、鉄、チタン、タングステン、コバルトまたは上記金属の合金を含むものである。
【００４７】
本発明の更なる他の実施例において、上記の放電気体が、気相水銀、ヘリウム、ネオン、キセノン、アルゴン、クリプトン、窒素、セレン化水素、重水素、フッ素または塩素、臭素、ヨウ素、または上記の２種以上の気体を混合した混合気体を含むものである。
【００４８】
上記または他の目的を達成するため、本発明が提供する電極板は、規則的かつ等間隔に配列された第１光透過開口を有するものである。
【００４９】
本発明の一実施例において、上記の電極板が、更に多数の第１湾曲補助孔を有し、それが、第１電極板の周囲に分布するとともに、第１光透過開口の外周を取り囲むものである。
【００５０】
本発明の他の実施例において、上記の電極板が、更に、多数の係合孔および多数の突出部を有し、そのうち、多数の係合孔が、第１電極板の一側に位置し、多数突出部が、第１電極板の他側から突出し、第１電極が湾曲する時、突出部が係合孔中に係合されることに適するものである。
【００５１】
本発明の他の実施例において、上記の電極板が、更に、規則的かつ等間隔に配列された多数の第２光透過開口を有するとともに、第２光透過開口が、第１光透過開口の一側または両側に分布するものである。
【００５２】
本発明の他の実施例において、上記の第１光透過開口および第２光透過開口が、相似形である。
【００５３】
本発明の他の実施例において、第１光透過開口の配列間隔がＤ２であり、第２光透過開口の配列間隔がＤ３であり、そのうち、Ｄ３＝Ｄ２／ｎであり、かつｎが正の整数である。
【００５４】
本発明の他の実施例において、上記の第１光透過開口および第２光透過開口が、多辺形である。
【００５５】
本発明の更なる他の実施例において、上記の第１基板の第１光透過開口および第２光透過開口が、エッチングまたはプレス加工により形成されるものである。
【００５６】
＜作用＞
本発明の第１電極板状の第１光透過開口が、等間隔（equidistant）を有し規則的に配列され、従って、第１電極板および第２電極板間にバイアスを印加する時、ランプ体内に等間隔λを置いて配列される多数の放電フィラメントが発生する。間隔Ｄ２および間隔λの関係が、Ｄ２＝λ／ｎ（ｎは正の整数）である時、本発明の誘電体バリア放電ランプ管の開口率が増大するとともに、発光が比較的均一になる。
【発明の効果】
【００５７】
本発明の第１電極板上の第１光透過開口が、等間隔（equidistant）をもって規則的に配列されるので、第１電極板および第２電極板間にバイアスを印加する時、ランプ体内に等間隔λをおいて配列される多数の放電フィラメントが発生する。第１光透過開口Ｄ２および間隔λの関係がＤ２＝λ/ｎ（ｎは正の整数）である時、本発明の誘電体バリア放電ランプが良好な効能を有する（高い開口率、発光均一性等）。
【００５８】
本発明の上記およびその他の目的、特徴および長所をより明確に分かり易くするため、以下に実施例ならびに図を示し、詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５９】
＜第１実施例＞
図１および図２は、それぞれ本発明の第１実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの異なる方向（軸方向、径方向）の断面図である。図１および図２において、本発明の誘電体バリア放電ランプ１０１は、ランプ体１１０と、第１電極体１２０と、第２電極体１３０と、放電気体１４０とを含むものである。そのうち、ランプ体１１０が、例えば、外側管１１２および内側管１１４から構成され、第１電極板１２０が外側管１１２の外表面１１６上、第２電極板１３０が、内側管１１４の内表面１１８上に配置される。留意すべきことは、本発明が使用する第１電極板１２０が、規則的かつ等間隔に配列される多数の第１光透過開口１２２を有することである。図１から分かるように、内側管１１４および外側管１１２は、相互に連接するとともに、内側管１１４および外側管１１２間には、放電気体１４０を注入する空間を形成する。言い換えれば、放電気体１４０がランプ体１１０内に注入される時、放電気体１４０が、第１電極板１２０および第２電極板１３０間に位置する。また、第２電極板１３０および第１電極板１２０が、相互に電気的に絶縁し、バイアス（｜Ｖ１−Ｖ２｜）を第１電極板１２０および第２電極板１３０間に印加する時、ランプ体１１０内の放電気体１４０が、印加されたバイアス（｜Ｖ１−Ｖ２｜）の影響を受けて気体放電現象を発生させて、ランプ体１１０内に等間隔で配列される多数の放電フィラメントを発生させる。本発明の第１電極板１２０が、規則的かつ等間隔に配列される多数の第１光透過開口１２２を有することによって、全ての放電フィラメントの存在する位置が、第１電極板１２０により被覆される。放電フィラメントが発生する位置の詳細な制御メカニズムおよび第１電極板１２０の詳細な構造に関しては、後に詳細に記載する。
【００６０】
上記のランプ体１１０において、外側管１１２の軸心および内側管１１４の軸心は、重なり合うことができるものである。当然、本発明は、外側管１１２の軸心が内側管１１４の軸心と重なり合わなければならないものに限定するものではない；言い換えれば、外側管１１２の軸心および内側管１１４の軸心間は、適当な偏移量を有することができるものである。
【００６１】
図３は、本発明の第１実施例にかかる第１電極板の平面図である。図３において、本発明の第１光透過開口１２２が、特定の方向に沿って等間隔にマトリックス配列され、正六角形の第１光透過開口１２２を例とすれば、その任意の一辺に垂直な方向（直線ＡＢ，ＡＣ，ＡＤのような延伸方向）に配列されるとともに、蜂の巣状に配列される。図３から分かるように、本実施例中、本発明は、各第１光透過開口１２２のいずれか２つの相互に平行な対辺がなす距離Ｄ１を第１光透過開口幅と定義する。また、本発明は、各第１光透過開口１２２の光透過開口中心Ａと最も近隣する各第１光透過開口１２２（本実施例は６個）の光透過開口中心Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇがなす同一な距離Ｄ２を第１光透過開口間隔と定義する。図３が示す第１電極板１２０中、いずれか２つの隣り合う第１光透過開口１２２間の第１電極板１２０の線幅がｄであり、距離Ｄ１、第１光透過開口間隔Ｄ２および線幅ｄの三者の間の関係が：Ｄ２＝Ｄ１＋ｄである。
【００６２】
図４は、本発明の第１実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの要部拡大図である。図４において、本実施例のランプ管１１０が、円柱状であり、その外側管１１２の外表面１１６が、円弧状であることにより、第１電極板１２０が、ロール形状を呈して初めて外側管の外表面１１６上にしっかりと貼り付くことができるものである。第１電極板１２０が、外側管の外表面１１６上にしっかりと貼り付くことができるようにするため、本発明は、第１電極板１２０上に多数の第１湾曲補助孔１５０を形成し、第１電極板１２０が、スムーズに湾曲するとともに、適切な弾力を有することができるようにする。即ち、第１湾曲補助孔の大きさまたはその分布数を変更することにより、第１電極板１２０の適切な湾曲弾力を調整することができる。本実施例中、第１湾曲補助孔１５０が、第１電極板１２０の４つの側面に分布するものである。つまり、第１光透過開口１２２（図３）が、第１電極板１２０の中間領域に分布し、第１湾曲補助孔１５０が、第１光透過開口１２２の周囲に分布する。
【００６３】
留意すべきことは、第１湾曲補助孔１５０が、第１電極板１２０が容易にロールして外側管１１２の外表面１１６にしっかり貼り付くようにする以外に、第１電極板１２０の第１光透過開口１２２が、ロールした後に変形が生じるのを回避することができる。これに基づき、第１湾曲補助孔１５０が、第１光透過開口１２２の間隔Ｄ２が過度の変化を発生することを有効に回避する。
【００６４】
第１電極板１２０が、外側管１１２の外表面１１６上にしっかりと貼り付くことができるように、本実施例は、線材１６０および貫通孔１６２の組み合わせを利用して第１電極板１２０を湾曲させた後、両側を縫い合わせることにより、第１電極板１２０のロール状態を維持させる。具体的に言えば、本実施例は、第１電極板１２０が外側管１１２の軸方向に対応する両側に線材１６０を貫通する多数の貫通孔１６２を有するように形成することができる。線材１６０がこの貫通孔１６２を貫通した後、線材１６０が、適切な張力を提供するとともに、第１電極板１２０の弾力により、第１電極板１２０を外側管１１２の外表面１１６上にしっかりと貼り付ける。本実施例中、線材１６０が、例えば、単芯線材または多芯線材であり、線材１６０は、導線または非導線であることができる。
【００６５】
もちろん、本実施例では、この線材は、金属線を使用し、第１電極板１２０の外周に金属線を巻き付けて形成され、外側管１１２の外表面１１６上にしっかり接触させることもできる。
【００６６】
上記の線材を金属線と縫い合わせ巻き付ける方法の外、本実施例は、溶接（例えばスポット溶接）の方式を採用して第１電極板１２０の一側を他側と連接し、第１電極板１２０を外側管１１２の外表面１１６上にしっかりと貼り付けることも可能である。言い換えれば、溶接方式を採用することにより第１電極板１２０の一側を他側と連接する時、使用される第１電極板１２０の面積は、やや大きいものが必要とされ（図４と比較）、第１電極板１２０が外側管１１２の外表面１１６上に配置された後、その一側が、他側上に被覆することができ、この重なり合う領域を溶接に用いることができる。
【００６７】
線材１６０および溶接方式を使用する外に、第１電極板１２０を外側管１１２の外表面１１６上に固定する方法は、その他の形態を有することも可能であり、図５を用いて詳細に記載する。
【００６８】
図５は、本発明の第１実施例にかかる別な第１電極板の説明図である。図５において、第１電極板１２０ａが、多数の係合孔１７０および多数の突出部１７２を有し、これらの係合孔１７０が、第１電極板１２０ａの一側に位置し、それらの突出部１７２が、第１電極板１２０ａの他側から突出する。第１電極板１２０ａが、外側管１１２の外表面１１６（図４中に示す）上に配置される時、突出部１７２を係合孔１７０に係合され、第１電極板１２０を外側１１２の外表面１１６（図４中に示す）上にしっかりと貼り付ける（接触させる）ことができる。そのうち、係合孔１７０の形状が、例えば、長方形、Ｌ字形またはＴ字形の孔であり、突出部１７２の形状が、係合孔１７０の形状に組み合わされて、他側面に突出するものである。言い換えれば、突出部１７２の形状は、係合孔１７０とスムーズに係合できることを原則とし、本発明をこれに限定するものではない。例を挙げて言うと、係合孔１７０が、Ｔ字形である時、突出部１７２に組み合わせる形状をＴ字形とすることができる（即ち、前端の幅が後端の幅と比べて広い形状である）。
【００６９】
図６〜図１０は、それぞれ異なる形態の第１電極の平面図である。図６〜図１０において、図３中に示す正六角形の開口の外、本実施例が採用する第１光透過開口１２２の形状は、その他の形態の多辺形の開口であることができ、例えば、正三角形（図６参照）、正方形（図７参照）、菱形（図８参照）と台形（図９および図１０参照）等の規則的に配列される開口である。以下に異なる形状の第１光透過開口１２２の配列を詳細に説明する。
【００７０】
図６において、正三角形の第１光透過開口１２２を例とすれば、本発明は、各第１光透過開口１２２の光透過開口中心Ｈと最も近くに隣接する各第１光透過開口１２２（本実施例は３個）の光透過開口の中心Ｉ，Ｊ，Ｋとがなす距離Ｄ２を第１光透過開口間隔（即ち、直線ＨＩ，ＨＪ，ＨＫ）と定義する。
【００７１】
図７において、正方形の第１光透過開口１２２を例とすれば、その任意の一辺と垂直方向に等間隔で配列される（直線ＬＭ，ＬＮのような延伸方向）。図７から分かるように、本発明は、各第１光透過開口１２２のいずれか２つの相互に平行な対辺がなす距離Ｄ１を第１光透過開口幅と定義する。また、本発明は、各第１光透過開口１２２の光透過開口中心Ｌおよび最も近隣する各（本実施例は４個）第１光透過開口１２２の光透過開口中心Ｍ，Ｎ，Ｏ，Ｐがなす距離Ｄ２を第１光透過開口間隔と定義する。図７が示す第１電極板１２０ｃ中、いずれか２つの隣接する第１光透過開口１２２の間の第１電極板１２０ｃの線幅がｄであり、第１光透過開口幅Ｄ１、第１光透過開口間隔Ｄ２および線幅ｄの三者の間の関係は：Ｄ２＝Ｄ１＋ｄである。
【００７２】
図８において、菱形の第１光透過開口１２２を例とすれば、そのいずれか1辺に沿って平行方向に配列される（直線ＱＲ，ＱＳのような延伸方向）。図８から分かるように、本発明は、各第１光透過開口１２２のいずれか２つの相互に平行な対辺がなす距離Ｄ１を第１光透過開口幅と定義する。また、本発明は、各第１光透過開口１２２の光透過開口中心Ｑおよび最も近隣する各第１光透過開口１２２（本実施例は４個）の光透過開口中心Ｒ，Ｓ，Ｔ，Ｕがなす距離Ｄ２を第１光透過開口間隔と定義する。図８が示す第１電極板１２０ｄ中、いずれか２つの隣接する第１光透過開口１２２の間の第１電極板１２０ｄの線幅が、ｄであり、距離Ｄ１、第１光透過開口間隔Ｄ２および線幅ｄの三者の間の関係は：Ｄ２＝Ｄ１＋ｄである。
【００７３】
図９において、台形の第１光透過開口１２２を例とすれば、第１光透過開口１２２の開口中心Ｖの上下両側（垂直方向、即ち直線ＶＸの延伸方法）または左右両側（例：水平方向、即ち直線ＶＷの延伸方向）に沿って等間隔で配列される。更に詳細に言えば、垂直方向（即ち直線ＶＸの延伸方向）において、開口中心Ｖの第１光透過開口１２２の形状および上下両側の第１光透過開口１２２（即ち開口中心がＸ，Ｚの第１光透過開口１２２）の形状が逆になり、開口中心Ｖおよび上下両側の第１光透過開口１２２の開口中心Ｘ，Ｚがなす距離Ｄ２を間隔（即ち直線ＶＸ，ＶＺ）として定義する。水平方向において（即ち直線ＶＷの延伸方向）、開口中心Ｖの第１光透過開口１２２の形状および左右両側の第１光透過開口１２２（即ち開口中心がＷ，Ｙの第１光透過開口１２２）の形状が逆になり、開口中心Ｖおよび左右両側の第１光透過開口１２２の開口中心Ｗ，Ｙがなす距離Ｄ２を間隔（即ち直線ＶＹ，ＶＷ）として定義する。
【００７４】
図１０において、本実施例は、図９の台形の第１光透過開口１２２に類似し、台形の第１光透過開口１２２が、その上底および下底の延伸方向に沿って平行および垂直方向に配列される（直線ａｂおよびａｃのような延伸方向）。図１０において、そのうち、台形の第１光透過開口１２２が、垂直方向において、Ｄ２をもって等間隔に配列され、台形の第１光透過開口１２２が、水平方向において、間隔Ｄ２’をもって等間隔で配列される。更に詳細に言えば、垂直方向（即ち直線ａｂの延伸方向）において、光透過開口中心ａの第１光透過開口１２２の形状および上下両側の第１光透過開口１２２（即ち開口中心がｂ，ｄである第１光透過開口１２２）の形状が逆になり、開口中心ａと上下両側の第１光透過開口１２２の開口中心ｂ，ｄがなす距離Ｄ２を第１間隔（即ち直線ａｂ、ａｄ）として定義し、水平方向において（即ち直線ａｃの延伸方向）、光透過開口中心がａの第１光透過開口１２２の形状および左右両側の第１光透過開口１２２（即ち、開口中心をｃ，ｅとする第１光透過開口１２２）の形状が逆になり、光透過開口中心ａおよび左右両側の第１光透過開口１２２の開口中心ｃ，ｅがなす距離Ｄ２’を第２間隔（即ち直線ａｃ、ａｅ）として定義する。
【００７５】
図３および図６〜図１０において、これら図中、安定した放電フィラメント１８０が存在する位置が標示されるが、これら図には、安定した放電フィラメント１８０の位置のわずかな一部分だけを表示しており、これら放電フィラメントの位置のわずかな一部分を同一の分布方式によりその周囲方向へ延伸するように配列する、即ち、第１電極板１２０全体を満たすように分布させることができる。注意すべきことは、これら全部の安定した放電フィラメント１８０の位置が、図上の線幅ｄの内部または線幅ｄの交錯する位置に出現することである。これは、線幅ｄまたはその交錯する位置および第２電極板間の間隔が第１光透過開口１２２の間隔と比べて短いものである（例えば、第２電極板が光透過開口が無い時）。このように、これら線幅ｄの内部または線幅ｄの交錯する位置の付近の電場強度が、第１光透過開口１２２付近の電場強度と比べて高いものである。従って、放電フィラメント１８０が、それらの位置上に出現し、かつ等間隔で配列される時、放電フィラメント１８０が、安定して偏移することがない。即ち、本発明中、第１光透過開口１２２が、等間隔に配列されることにより、ランプ１０１が放電している時に発生する放電フィラメント１８０が、等間隔を呈して配列されるとともに、放電フィラメント１８０の全てが、いずれも第１電極板１２０により被覆されることによって、放電フィラメント１８０に安定して偏移しない効果を持たせることができる。
【００７６】
図３〜図１０から分かるように、第１光透過開口１２２が特定方向に沿って等間隔に配列されることにより、これらの第１光透過開口１２２の第１電極板（１２０、１２０ａ〜１２０ｆ）の図案（pattern）も十分な規則性を有し、この時、誘電体バリア放電ランプのバイアス、周波数、誘電体バリア放電ランプ中の気体総圧等のパラメータの入力を制御するだけで、誘電体バリア放電ランプが発生する放電フィラメント間隔（λ）を調整することができ、放電フィラメント間隔（λ）が第１電極板（１２０、１２０ａ〜１２０ｅ）の図案と整合できるようにさせる。このように、第１光透過開口１２２が規則的に配列されることにより、放電ランプ１０１が放電する時、第１電極板１２０および第２電極板１３０間の電場強度も規則的に分布し、誘電体バリア放電ランプ１０１に安定した偏移しない放電フィラメントを発生させることができる。また、誘電体バリア放電ランプ１０１が発生する放電フィラメントが、本発明が開示する第１電極板（１２０、１２０ａ〜１２０ｅ）により完全に被覆されるようにするものであり、この点に関して本明細書の後半で再度説明する。図１１は、第１実施例の別な第１電極板の平面図である。図１１において、本実施例の第１電極板１２０ｇは、図３に示す第１電極板１２０と類似するが、２者の異なる箇所は：第１光透過開口１２２の外、本実施例の第１電極板１２０ｇが更に多数の第２光透過開口１２４を含み、かつ第２光透過開口１２４が第１電極板１２０の外側管１１２の径方向の第１光透過開口１２２の両側に分布するか、または外側管１１２の軸方向の第１光透過開口１２２の両側および第１光透過開口１２２の周囲に分布するものである。図１０から分かるように、第１光透過開口１２２および第２光透過開口１２４は相似形（similar figures）であり、第１光透過開口１２２の配列される間隔が、Ｄ２であり、第２光透過開口１２４の配列される間隔が、Ｄ３であり、そのうち、Ｄ３＝Ｄ２／ｎであり、かつｎは正の整数である。第１光透過開口１２２の配列間隔（Ｄ２）が、第２光透過開口１２４の配列間隔（Ｄ３）の整数倍であるので、誘電体バリア放電ランプが発生する放電フィラメント間隔（λ）を調整するだけで、第１電極板１２０ｇ中の第１光透過開口１２２の配列間隔（Ｄ２）と整合させることができる。詳細に言えば、放電フィラメント間隔（λ）が第１光透過開口１２２の配列間隔（Ｄ２）と整合する時、自然に放電フィラメント間隔（λ）が、第２光透過開口１２４の配列間隔（Ｄ３）と整合する。
【００７７】
上記を受けて、本実施例が開示する第１電極板１２０の材質が、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、金（Ａｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、コバルト（Ｃｏ）等または上記金属の合金またはその他の導電性が良好な材質であり、その厚さが、例えば0.05mm〜0.15mmの間である。また、第１電極板１２０上に第１光透過開口１２２を形成する方法は、プレスまたはエッチング方式により形成するものである。
【００７８】
注意すべきことは、公知の外部電極（例えば、円筒網状編み込み構造、螺旋状に巻き付けられた金属線等）の終端部が、常に、編み込んだ金属線の端点または折り返し部により作り出される針状突出点の発生を有するので、放電管端部に電場集中の現象を引き起こし、端部の電場集中が、放電管両端の放電をランプ管中央に比べてより激しくさせると同時に、放電管両端の放電フィラメントも絶え間なく偏移するから、ランプ管両端の発光強度が、不均一の現象を有する。反対に本発明を観ると、上記の実施例が言及する第１電極板１２０は、針状突出点の発生がないだけではなく（図３，５〜１０参照、本発明の第１電極板１２０の軸方向両端が平坦な端部を有する）、更に本発明の第１電極板１２０が、ランプ体１１０と非永久的に接合しているので、第１電極板１２０およびランプ体１１０間で熱膨張係数が異なることにより発生する剥離現象というものがなく、従来の塗布方式の外部電極（印刷、電気鍍金、蒸着、スパッタリング方式により製作）のように寿命が短いという問題が無い。
【００７９】
この他、本発明の第１電極板１２０は、従来の金属線を編み込んだ網状電極またはコーティング（coating）型の電極に比べて電気抵抗が低く、不必要な電力の消耗を回避することができ、誘電体バリア放電ランプ１０１の発光効率を向上させる長所を有する。更なる説明は以下のとおりである：本発明の第１電極板１２０が低抵抗である原因は以下の２点がある：第１は、それが金属板全体の加工により形成されるものであり、網状電極が、通常１本の線を編み込んで形成され、金属線の直径が比較的細い以外に、網が交錯する点が冶金接合ではないため接触抵抗が高く、またコーティング（coating）型の電極の厚さが、一般に数μmだけであるので、電気抵抗も非常に高いことである。第２は、本実施例の第１電極板１２０の外側管１１２の径方向の両側に、孔が形成されないかまたは中間領域の第１光透過開口１２２に比べて小さい孔を形成する（例えば、第１湾曲補助孔１５０）と同時に、開口率が中央領域に比べて低く、第１電極板１２０の両側の電気抵抗値を低下させることである。このように、第１電極板１２０の両側の補助により、誘電体バリア放電ランプ１０１に入力される電流を迅速に第１電極板１２０の中間領域に送り、電流が確実に分散して第１電極板１２０の両端から中間領域に至る電気抵抗を低減し、更に放電ランプ１０１の発光効率を向上させる効果を達成する。
【００８０】
以上が、第１電極板１２０の設計に対し記載されたものであるが、本発明は、第２電極板１３０の形態を制限するものでない。本発明の実施例中、使用する第２電極板１３０が、規則的に配列される多数の第３光透過開口を有することができるものであり（図示せず）、第３光透過開口の配列間隔は、放電フィラメントが存在する位置により決定される。原則上、第３光透過開口の配列間隔の決定方式が第１光透過開口１２２の配列間隔の決定方式と同一であるので、ここでは改めて記載しない。
【００８１】
本発明の誘電体バリア放電ランプ１０１は、ランプ体１１０が放電する時、全ての放電フィラメントの存在する位置が第１電極板１２０により被覆されるという特徴を有し；同時に、この特徴が、開口率を増加して発光出力効率を向上し、放電フィラメントを安定させ、ランプ体の発光強度を向上させる長所を有する。上記を受けて、本実施例は、本発明の第１光透過開口１２２を正六角形とする例をもって説明する。図１２Ａから図１２Ｃは、本発明の第１実施例の３種類の放電フィラメントおよび間隔の関係を示す説明図である。図１２Ａから図１２Ｃにおいて、正六角形の第１光透過開口１２２を例とすれば、放電フィラメント１８０間隔λおよび第１光透過開口１２２の間隔Ｄ２の間の関係が、Ｄ２＝λ／ｎであり、かつｎが正の整数である。ｎ＝１の時、放電フィラメント１８０間隔λが、第１光透過開口１２２の間隔Ｄ２と等しくなり、図１２Ａに示されるものとなる。ｎ＝２の時は、放電フィラメント１８０の間隔λが、第１光透過開口１２２の間隔Ｄ２の２倍であり、図１２Ｂに示されるものとなる。ｎ＝３の時、放電フィラメント１８０間隔λが、第１光透過開口１２２の間隔Ｄ２の３倍であり、図１２Ｃに示されるものとなり、ｎ＝４，５…の場合も、このように類推することができる。放電フィラメント１８０の間隔λが、第１光透過開口１２２の間隔Ｄ２の整数倍である時、誘電体バリア放電ランプ１０１が放電する時に発生する放電フィラメント１８０の位置が、図１２Ａ〜図１２Ｃ中に書かれる黒点上に安定して固定される。一般の誘電体バリア放電ランプである時、放電フィラメントは、時間に基づいて位置を変化させることがなく、即ち放電フィラメントが任意に偏移することなく、安定した状態にあり、放電ランプが、比較的強い発光強度を有する。従って、本発明の誘電体バリア放電ランプ１０１は、高発光効率の長所を有する。
【００８２】
上記を受けて、本実施例中、放電フィラメント１８０が、等間隔（λ）をもって出現し、図１２Ａから図１２Ｃに示されるような第１光透過開口１２２の多辺形の頂点の位置付近、つまり、頂点付近の線幅ｄの交錯点の中心位置に固定される。これは、第１電極板１２０および第２電極板１３０間にバイアス電圧が印加される時、これらの線幅の交錯点付近の空間が、最高の電場を有するためである。従って、放電ランプの放電フィラメント１８０の特性間隔λが第１光透過開口１２２の間隔Ｄ２と相互に組み合わされる時、この時、放電フィラメント１８０が、自然に第１電極板１２０および第２電極板１３０間の電場が最も強い所、即ち、上記線幅ｄの交錯点上、例えば、図１２Ａ〜図１２Ｃ中に示される放電フィラメント１８０の位置に固定されるものである。反対に、本実施例中、第１電極板１２０の第１光透過開口１２２の間隔Ｄ２が、放電フィラメント１８０間隔λと整合しない時、放電フィラメント１８０が絶え間なく行き来して不安定に偏移すると、発光強度の低下および発光均一度の不良を引き起こす。従って、誘電体バリア放電ランプ１０１が放電する時に安定して偏移しない放電フィラメントを有するようにするため、第１電極板１２０および第２電極板１３０間の電場が最も強い所が、等間隔で周期性をもって配列される必要があり、本発明中の第１電極板１２０が、規則的かつ等間隔に配列される開口１１２を有するので、この目的および効果を達成することができる。
【００８３】
誘電体バリア放電ランプが、特定の放電フィラメント間隔λを有することに関して、以下に説明する：文献記載に基づき、J Guikema等は、Physical Review Letters,Vol.85,No.18,p.3817-3820中に言及する：誘電体バリア放電ランプが発生する放電フィラメントが、等間隔（λ）で配列され、かつ間隔（λ）の大きさが、放電電圧と関係がある。本実施例中、更に間隔（λ）の大きさが、放電電圧と関係がある以外に、入力する電流の周波数および気体総圧とも関係のあることが分かった。例を挙げれば、本実施例中、放電管に入力する交流バイアスが、5kVであり、交流バイアスの周波数が、18kHzであり、放電気体が、キセノンであり、第１電極板１２０および第２電極板１３０の間隔が、6.5mmであり、放電気体の気体総圧力が、それぞれ200トル（torr）、300トル（torr）、400トル（torr）である時、誘電体バリア放電ランプ１０１中に発生する放電フィラメント１８０の間隔λが、それぞれ15mm、12mm、10mmである。
【００８４】
上記を受けて、印加する周期電圧（｜Ｖ１−Ｖ２｜）、周波数または放電気体１４０の気体総圧力の大きさを変更することにより、誘電体バリア放電ランプ１０１が発生する放電フィラメント１８０の間隔λを調整する。または、誘電体バリア放電ランプの特性の１つである放電フィラメント間隔λが分かった後、電極を設計することにより、その第１光透過開口１２２の配列間隔Ｄ２を放電フィラメント間隔λと同一にすることができる。このように、放電する時、ランプ体１１０の放電フィラメント１８０の位置を第１電極の線幅ｄの交錯点（例えば、図１２Ａ〜図１２Ｃの放電フィラメント１８０の位置が示す）に安定して固定することができ、即ち、放電フィラメント１８０の位置は、既に第１電極板１２０により完全に被覆されているものとなる。
【００８５】
再び上記を受けて、放電フィラメント間隔がこのように広く（例：本実施例中、最も小さい場合でも10mmある）、従って、外部電極の孔の大きさは、実際、編み込んだ網状電極の網目のように細密（例えば１-２mm）である必要はない。しかしながら、網状電極の網目を12mmのように大きく編み込んだ場合、その網孔の配列および間隔は、非常に精密な制御をすることが容易ではない。本実施例の実験結果は、開口１２２の配列および間隔が精密な制御することによって初めて放電フィラメント１８０の安定した効果を達成することができ、これも本発明の実施例中の第１電極板１２０の製作方法が金属板の精密なエッチングまたはプレス加工を採用していることの原因である。以下に実施例を挙げて説明すると、誘電体バリア放電ランプ１０１の放電気体１４０の気体総圧力が、300トル（torr）であり、発生する放電フィラメント１８０の間隔λが、12mmであるという条件の下、第１電極板１２０の第１光透過開口１２２の間隔Ｄ２をそれぞれ4mm、6mm、8mm、10mm、12mmと設計する。その後、それぞれ同一のバイアス（｜Ｖ１−Ｖ２｜）を第１電極板１２０および第２電極板１３０の間に印加し、この時、第１電極板１２０の第１光透過開口間隔Ｄ２が8mmおよび10mmの誘電体バリア放電ランプ１０１中、発生する放電フィラメント１８０が往復して偏移する現象によって、誘電体バリア放電ランプ１０１の発光効率の低下を引き起こすことが分かる。しかしながら、第１電極板１２０の光第１光透過開口間隔Ｄ２が、4mm（即ちＤ２＝λ／３）、6mm（即ちＤ２＝λ／２）および12mm（即ちＤ２＝λ）である時、誘電体バリア放電ランプ１０１が発生する放電フィラメント１８０の位置（図１２Ａ〜図１２Ｃ参照）が、十分に安定し、この状況の下、誘電体バリア放電ランプ１０１の発光効率が、十分に良好ものとなる。
【００８６】
本発明の好適な実施例中、誘電体バリア放電ランプ１０１の外側管１１２および内側管１１４の長さが、例えば、300mmであり、外側管１１２および内側管１１４の厚さが、例えば、1mmであり、外側管１１２の直径が、例えば、27mmであり、内側管１１４の直径が、例えば、16mmであり、外側管１１２および内側管１１４の軸心が、重なり合うものである。また、放電気体１４０が、例えば、気相水銀、ヘリウム、ネオン、キセノン、アルゴン、クリプトン、窒素、セレン化水素、重水素、フッ素または塩素、臭素、ヨウ素、または上記の２種以上の気体を混合した混合気体であり、印加するバイアス（｜Ｖ１−Ｖ２｜）が、交流バイアスであり、かつバイアスの大きさが、例えば、５kVであり、交流バイアスの周波数が、例えば、18kHzである。
【００８７】
上記を受けて、放電気体１４０が、キセノンであり、第１光透過開口１２２の形状が、正六角形であり、線幅ｄが、1.0mmであることを例とし、異なる第１光透過開口１２２の間隔Ｄ２を使用する。誘電体バリア放電ランプ１０１の開口率（第１光透過開口の総面積を第１光透過開口の総面積および線幅ｄが被覆する面積の和で割った値）を計算すると、本実施例中の開口率が、およそ（Ｄ（２−ｄ）２／Ｄ２）２である。測定値172nmの紫外光強度を測定（測定位置は、径方向に向かって放電ランプの外側管外表面１１６の直下に4mmの距離であり、空気中で測定したものである）すると、得られた測定結果は、表1の通りである。
【００８８】
【表１】
2008010387.tif 000003
【００８９】
表１から分かるように、誘電体バリア放電ランプ１０１の開口率および第１光透過開口間隔Ｄ２が、およそ正比例の関係を成している。上記を受けて、第１光透過開口間隔Ｄ２が、第１光透過開口幅Ｄ１を変更することにより達成される以外に、線幅ｄを変更することでも達成することができる。注意すべきことは、第１光透過開口１２２の線幅ｄが、小さ過ぎてはならないことであり、第１の線幅ｄが過度に小さい時、反対に誘電体バリア放電ランプ１０１の発光強度を低下させることである。例えば：上記実施例中、第１光透過開口間隔Ｄ２が12mmである第１電極板１２０を例とし、線幅ｄが、1.0mmから0.2mmへ下降する時、開口率は85% から97%へ増加するが、発光強度が、4.9mW/cm2から4.1 mW/cm2へ下降する。
【００９０】
上記の本発明の好適な実施例中、第１光透過開口１２２が正六角形の時（図３参照）、その第１電極板の線幅および開口率が、誘電体バリア放電ランプの発光強度に影響を及ぼし、三者の関係が、図１３に示されるものである。図１３において、第１光透過開口間隔Ｄ２が4mmであり、線幅ｄが0.2mmである時、誘電体バリア放電ランプ１０１の発光強度が最高となる。
【００９１】
上記した本発明のランプ体が発光強度を向上させる長所を有する以外に、本発明のランプ体は、良好な発光均一性も有し、表２中は、誘電体バリア放電ランプ１０１の異なる測定位置（測定点は、放電ランプ管の一端から測定位置までの距離で表示する）、測定された発光強度（測定位置が放電ランプ管の直下方向2.0mm）を示すものである。注意すべきことは、表２の実験が使用する放電ランプ１０１の第１電極板が正六角形の第１光透過開口１２２を有することであり、間隔Ｄ２が、4mmであり、線幅ｄが0.2mmである。
【００９２】
【表２】
2008010387.tif 000004
【００９３】
表２から分かるように、誘電体バリア放電ランプ１０１から端部までの距離がより遠くなる時、その光強度は、あまり大きな変化を成さない。言い換えれば、誘電体バリア放電ランプ１０１の軸長全体が、良好な発光均一性を有する。
【００９４】
本発明の放電ランプが従来の放電ランプと比べて発生する光強度が高いかどうか確認するため、以下の実験を実施した：
【００９５】
上記実験が用いる放電ランプ管を従来の縫い目のない網状外部電極に置き換え、前記網状電極の網目の大きさが約1.5mmであり、編み込み網目が、ステンレスの金属線を採用し、線の直径が0.１mmである。この網状外部電極の放電ランプ管を使用し、放電管の下方3mmの所ならびに空気中において測定された172nm紫外光強度が、5.9 mW/cm2である。続いて、上記実験が用いる放電ランプ管を更に本発明の外部電極板に置き換え、前記板の孔の間隔Ｄ２（mm）/線幅（d）がそれぞれ4/0.2mmであり、同一の電力効率を入力した状況の下、同様に放電管の下方3mmの所で測定される光強度の値が、7.2 mW/cm2である。以上の実験数値から明らかであるように、本発明が開示する外部電極を採用して得られる放電管の発光強度は、従来の金属網外部電極放電管の発光強度に比べて明らかに高いものである。この原因は、前記した発明の説明に記載した通りであり、本発明を利用した外部電極は、有効に開口率を向上させることができるとともに、放電フィラメントの間隔、その安定性および強度も保持することができるためである。
【００９６】
＜第２実施例＞
図１４は、本発明の第２実施例に係る誘電体バリア放電ランプの側面図である。図１４において、本実施例の誘電体バリア放電ランプ１０２が、第１実施例の誘電体バリア放電ランプ１０１と異なり、主な相違点は：本実施例が使用するランプ体１１０’および図１，図２が示すランプ体１１０が異なり、本実施例のランプ体１１０’が、単一のランプ管１９０より構成されることである。採用するランプ体１１０’が単一ランプ管１９０より構成される時、誘電体バリア放電ランプ１０２の第１電極板１２０が、ランプ管１９０の外表面１９２上に配置され、第２電極板１３０が、ランプ管１９０の内部に配置され、放電気体１４０が、ランプ管１９０内に配置されるとともに、第１電極板１２０および第２電極板１３０の間に位置することである。
【００９７】
本実施例の第１電極板１２０の設計は、第１実施例の第１電極板１２０と同一であり、ランプ管１９０に固定する方法も第１実施例と同一である。従って、本実施例の誘電体バリア放電ランプ１０２の開口率、発光強度および発光均一性のいずれも第１実施例の誘電体バリア放電ランプ１０１と同様に公知の誘電体バリア放電ランプより優れている。
【００９８】
＜第３実施例＞
図１５は、本発明の第３実施例に係る誘電体バリア放電ランプの側面図である。図１５において、本実施例の誘電体バリア放電ランプ１０３が、第１実施例の誘電体バリア放電ランプ１０１および第２実施例の誘電体バリア放電ランプ１０２と異なるものであって、その主要な相違点は：本実施例が使用するランプ体１１０’’および図１，図２，図１３が示すランプ体１１０，１１０’が異なり、本実施例のランプ体１１０’’は、平面ランプ体１９４である。好適な実施例中、平面ランプ体１９４が、上基板１９４ａ、下基板１９４ｂおよび多数の側壁１９４ｃを含むものであり、下基板１９４ｂが、上基板１９４ａの下方に位置するものである。そのうち、側壁１９４ｃが、上基板１０４ａおよび下基板１９４ｂ間に連接され、第１電極板１２０が、上基板１９４ａの上表面１９６上に配置され、第２電極板１３０が、下基板１９４ｂの下表面１９８上に配置される。また、放電気体１４０が、上基板１９４ａ、下基板１９４ｂおよび側壁１９４ｃが構成するランプ体１１０’’内に配置されるとともに、第１電極板１２０および第２電極板１３０間に位置する。
【００９９】
本実施例の誘電体バリア放電ランプ１０３の第１電極板１２０が、例えば溶接またはラッチ方式で上基板１９４ａの上表面１９６に固定されるものである。同様に、第２電極板１３０が、例えば、溶接方式またはラッチ方式により下基板１９４ｂの下表面１９８に固定されるものである。更に、第１電極板１２０上の第１光透過開口１２２の設計が、第１実施例の第１電極板１２０と同一である。また、第２電極板１３０も、第１実施例の第１電極板１２０と同一である。従って、本実施例の誘電体バリア放電ランプ１０３の開口率、発光強度および発光均一性が、いずれも良好なものとなる。
【０１００】
以上のごとく、この発明を最良の実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの軸方向の断面図。
【図２】本発明の第１実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの径方向の断面図。
【図３】本発明の第１実施例にかかる第１電極板の平面図。
【図４】本発明の第１実施例にかかる誘電体バリア放電ランプの要部拡大図。
【図５】本発明の第１実施例にかかる別な第１電極板の平面図。
【図６】それぞれ異なる形態の第１電極の平面図。
【図７】それぞれ異なる形態の第１電極の平面図。
【図８】それぞれ異なる形態の第１電極の平面図。
【図９】それぞれ異なる形態の第１電極の平面図。
【図１０】それぞれ異なる形態の第１電極の平面図。
【図１１】第１実施例の他の第１電極板の平面図。
【図１２Ａ】本発明の第１実施例中の第１光透過口が正六角形である時の３種類の放電フィラメントおよび間隔の関係説明図。
【図１２Ｂ】本発明の第１実施例中の第１光透過口が正六角形である時の３種類の放電フィラメントおよび間隔の関係説明図。
【図１２Ｃ】本発明の第１実施例中の第１光透過口が正六角形である時の３種類の放電フィラメントおよび間隔の関係説明図。
【図１３】本発明の第１実施例中の第１光透過口が正六角形である時、第１電極板の線幅および開口率の誘電体バリア放電ランプの発光強度に対する発光強度関係図。
【図１４】本発明の第２実施例の誘電体バリア放電ランプの側面図。
【図１５】本発明の第３実施例の誘電体バリア放電ランプの側面図。
【符号の説明】
【０１０２】
１０１、１０２、１０３  誘電体バリア放電ランプ
１１０、１１０’、１１０’’ランプ体
１１２  外側管
１１４  内側管
１１６  外側管外表面
１１８  内側管外表面
１２０、１２０ａ〜１２０ｇ  第１電極板
１２２  第１光透過開口
１２４  第２光透過開口
１３０  第２電極板
１４０  放電気体
１５０  第１湾曲補助孔
１６０  線材
１６２  貫通孔
１７０  係合孔
１７２  突出部
１８０  放電フィラメント
１９０  ランプ管
１９２  ランプ管外表面
１９４  平面ランプ体
１９４ａ  上基板
１９４ｂ  下基板
１９４ｃ  側壁
１９６  上基板上表面
１９８  下基板下表面
Ｄ１  第１光透過開口幅
Ｄ２  第１光透過開口間隔
Ｄ２’  第１光透過開口第２間隔
Ｄ３  第２光透過開口間隔
λ  放電フィラメント間隔
ｄ  線幅
Ａ〜Ｚ、ａ〜ｅ  光透過開口中心
｜Ｖ１-Ｖ２｜  バイアス
【図１】
2008010387.tif 000005
【図２】
2008010387.tif 000006
【図３】
2008010387.tif 000007
【図４】
2008010387.tif 000008
【図５】
2008010387.tif 000009
【図６】
2008010387.tif 000010
【図７】
2008010387.tif 000011
【図８】
2008010387.tif 000012
【図９】
2008010387.tif 000013
【図１０】
2008010387.tif 000014
【図１１】
2008010387.tif 000015
【図１２Ａ】
2008010387.tif 000016
【図１２Ｂ】
2008010387.tif 000017
【図１２Ｃ】
2008010387.tif 000018
【図１３】
2008010387.tif 000019
【図１４】
2008010387.tif 000020
【図１５】
2008010387.tif 000021