JP2002008590A - 放電灯 - Google Patents
放電灯Info
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- JP2002008590A JP2002008590A JP2000193601A JP2000193601A JP2002008590A JP 2002008590 A JP2002008590 A JP 2002008590A JP 2000193601 A JP2000193601 A JP 2000193601A JP 2000193601 A JP2000193601 A JP 2000193601A JP 2002008590 A JP2002008590 A JP 2002008590A
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- aluminum oxide
- discharge lamp
- protective film
- arc tube
- tube
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 初期の紫外線強度に優れ、点灯中の紫外線強
度低下の極めて少ない、長寿命の放電灯を提供する。 【解決手段】 透明石英管からなる発光管の両端部に電
極を有し、内部に希ガスと水銀が封入され、前記発光管
内表面に酸化アルミニウムの保護膜が付設された放電灯
において、酸化アルミニウムの保護膜は平均粒径が０．
１ミクロン以下の微粉末からなり、発光管内表面の単位
面積当りの付着量を２０ないし１００［μｇ／ｃｍ2 ］
にした放電灯。
度低下の極めて少ない、長寿命の放電灯を提供する。 【解決手段】 透明石英管からなる発光管の両端部に電
極を有し、内部に希ガスと水銀が封入され、前記発光管
内表面に酸化アルミニウムの保護膜が付設された放電灯
において、酸化アルミニウムの保護膜は平均粒径が０．
１ミクロン以下の微粉末からなり、発光管内表面の単位
面積当りの付着量を２０ないし１００［μｇ／ｃｍ2 ］
にした放電灯。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は放電灯に関し、特に
光アッシャ、光ＣＶＤ、光洗浄等の用途で液晶・プラズ
マディスプレー等の表示装置あるいは半導体の製造装置
に用いられる、単位長さ当たりの出力が比較的大きな放
電灯の紫外線出力の低下防止に関する。
光アッシャ、光ＣＶＤ、光洗浄等の用途で液晶・プラズ
マディスプレー等の表示装置あるいは半導体の製造装置
に用いられる、単位長さ当たりの出力が比較的大きな放
電灯の紫外線出力の低下防止に関する。
【０００２】
【従来の技術】発光管に石英管を使用した高出力の短波
長紫外線放電灯としては、例えば特開平６−３１００９
６号公報に開示されているように、発光管の黒化防止を
目的として、発光管の内面に酸化アルミニウム等の金属
酸化物の保護膜を設けることが、一般的に行われてい
る。
長紫外線放電灯としては、例えば特開平６−３１００９
６号公報に開示されているように、発光管の黒化防止を
目的として、発光管の内面に酸化アルミニウム等の金属
酸化物の保護膜を設けることが、一般的に行われてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、発光管の内
面に酸化アルミニウム等の保護膜を設ける目的は前述し
たとおり、発光管の黒化を防止するためである。発光管
の黒化は次のような過程で起こると考えられている。発
光管内に封入された水銀は、電極間の放電によるエネル
ギーを受け取り、励起される。励起された水銀原子は、
基底状態に戻るときに波長１８５ｎｍや２５４ｎｍの光
エネルギーとして放射するが、一部の水銀原子は電離し
てイオン化する。イオン化した水銀原子は電極間の電界
で加速されて発光管を構成する石英ガラス中に進入す
る。放電により放射される強烈な紫外線と、石英ガラス
中に進入した水銀イオンによって、石英ガラスを構成す
るＳｉＯ2 が部分的に分解し、珪素の低級酸化物と水銀
酸化物が生成され、この珪素の低級酸化物と水銀酸化物
が黒化物となって、紫外線を吸収する。
面に酸化アルミニウム等の保護膜を設ける目的は前述し
たとおり、発光管の黒化を防止するためである。発光管
の黒化は次のような過程で起こると考えられている。発
光管内に封入された水銀は、電極間の放電によるエネル
ギーを受け取り、励起される。励起された水銀原子は、
基底状態に戻るときに波長１８５ｎｍや２５４ｎｍの光
エネルギーとして放射するが、一部の水銀原子は電離し
てイオン化する。イオン化した水銀原子は電極間の電界
で加速されて発光管を構成する石英ガラス中に進入す
る。放電により放射される強烈な紫外線と、石英ガラス
中に進入した水銀イオンによって、石英ガラスを構成す
るＳｉＯ2 が部分的に分解し、珪素の低級酸化物と水銀
酸化物が生成され、この珪素の低級酸化物と水銀酸化物
が黒化物となって、紫外線を吸収する。
【０００４】このような発光管の黒化現象を防止するに
は、水銀イオンと石英ガラスとの直接の接触を防いでや
ればよい。前述したように、このような目的のために発
光管の内面に酸化アルミニウムの保護膜が使用される。
しかしながら、酸化アルミニウムは紫外線（以下特に断
わらない限り１８５ｎｍの紫外線を指す）に対して完全
に透明体であるとはいえない。そのため、発光管の内面
に酸化アルミニウムの保護膜を形成すると紫外線の強度
が低下する。これは初期特性としての紫外線強度の低下
となる。
は、水銀イオンと石英ガラスとの直接の接触を防いでや
ればよい。前述したように、このような目的のために発
光管の内面に酸化アルミニウムの保護膜が使用される。
しかしながら、酸化アルミニウムは紫外線（以下特に断
わらない限り１８５ｎｍの紫外線を指す）に対して完全
に透明体であるとはいえない。そのため、発光管の内面
に酸化アルミニウムの保護膜を形成すると紫外線の強度
が低下する。これは初期特性としての紫外線強度の低下
となる。
【０００５】紫外線強度の低下の度合いは保護膜の膜厚
によって決まる。紫外線強度の低下の度合いを減らすた
めには、保護膜の膜厚はでき得る限り薄くした方がよ
い。ところが、保護膜の膜厚が薄くなると水銀イオンと
石英ガラスとの接触を防止する効果が低下するため、ラ
ンプ点灯により発光管の黒化を生じさせる。これは寿命
特性としての紫外線維持率の低下となる。このように、
保護膜の膜厚に対して、相反する要求があるため、従来
これらを同時に満足するような保護膜は得られていなか
った。
によって決まる。紫外線強度の低下の度合いを減らすた
めには、保護膜の膜厚はでき得る限り薄くした方がよ
い。ところが、保護膜の膜厚が薄くなると水銀イオンと
石英ガラスとの接触を防止する効果が低下するため、ラ
ンプ点灯により発光管の黒化を生じさせる。これは寿命
特性としての紫外線維持率の低下となる。このように、
保護膜の膜厚に対して、相反する要求があるため、従来
これらを同時に満足するような保護膜は得られていなか
った。
【０００６】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、その目的とするところは、初期特性における紫外
線強度の低下と寿命特性における紫外線維持率の低下の
両方を低減した放電灯を提供することである。
ので、その目的とするところは、初期特性における紫外
線強度の低下と寿命特性における紫外線維持率の低下の
両方を低減した放電灯を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明放電灯は、透明石
英管からなる発光管の両端部に電極を有し、内部に希ガ
スと水銀が封入され、発光管内表面に酸化アルミニウム
の保護膜が付設された放電灯において、酸化アルミニウ
ムの保護膜は平均粒径が０．１ミクロン以下の微粉末か
らなり、発光管内表面の単位面積当りの付着量を２０な
いし１００［μｇ／ｃｍ2 ］にしたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、放電路長１ｃｍ当り１
Ｗ以上の電力で点灯することを特徴とする。
英管からなる発光管の両端部に電極を有し、内部に希ガ
スと水銀が封入され、発光管内表面に酸化アルミニウム
の保護膜が付設された放電灯において、酸化アルミニウ
ムの保護膜は平均粒径が０．１ミクロン以下の微粉末か
らなり、発光管内表面の単位面積当りの付着量を２０な
いし１００［μｇ／ｃｍ2 ］にしたことを特徴とする。
また、請求項２に記載の発明は、放電路長１ｃｍ当り１
Ｗ以上の電力で点灯することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明放電灯では、透明石英管か
らなる発光管内表面に酸化アルミニウムの保護膜が付設
された放電灯において、保護膜として平均粒径が０．１
ミクロン以下の酸化アルミニウムの微粉末を用い、発光
管内表面の単位面積当りの付着量を２０ないし１００
［μｇ／ｃｍ2 ］とする。また、放電路長１ｃｍ当りの
電力を１Ｗ以上とする。このようにすることにより、初
期の紫外線強度が優れているとともに、点灯中の紫外線
強度の低下が極めて少ない、寿命の優れた放電灯を提供
することができる。
らなる発光管内表面に酸化アルミニウムの保護膜が付設
された放電灯において、保護膜として平均粒径が０．１
ミクロン以下の酸化アルミニウムの微粉末を用い、発光
管内表面の単位面積当りの付着量を２０ないし１００
［μｇ／ｃｍ2 ］とする。また、放電路長１ｃｍ当りの
電力を１Ｗ以上とする。このようにすることにより、初
期の紫外線強度が優れているとともに、点灯中の紫外線
強度の低下が極めて少ない、寿命の優れた放電灯を提供
することができる。
【０００９】
【実施例】以下本発明を実施例により説明する。図１は
本発明にかかる放電灯の外観図であり、１はＵ字形石英
ガラス管よりなる発光管である。石英ガラス管の内径は
約１８ｍｍ、全長は約１，０００ｍｍである。発光管１
の両端には電極２が気密的に封じ込まれている。
本発明にかかる放電灯の外観図であり、１はＵ字形石英
ガラス管よりなる発光管である。石英ガラス管の内径は
約１８ｍｍ、全長は約１，０００ｍｍである。発光管１
の両端には電極２が気密的に封じ込まれている。
【００１０】図２は図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図で
あり、発光管１の内面には図２に示すように酸化アルミ
ニウムの保護膜が形成されている。図２において３は石
英ガラス管、４は酸化アルミニウム保護膜を示してい
る。
あり、発光管１の内面には図２に示すように酸化アルミ
ニウムの保護膜が形成されている。図２において３は石
英ガラス管、４は酸化アルミニウム保護膜を示してい
る。
【００１１】酸化アルミニウム保護膜は次の手順で形成
する。まず所定の粒度分布を持つ酸化アルミニウムの微
粉末約１．５ｋｇを約８．５ｋｇのアルコールに加え攪
拌する。このとき超音波をかけながら攪拌すると、アル
コール中に酸化アルミニウム粒子を速く分散させること
ができる。調合した酸化アルミニウムのアルコール分散
液（以下スラリーと言う）の一定量を取り、開口部を上
にしたＵ字形石英管内に注入する。次にＵ字形石英管の
開口部を下にしてスラリーを流し出した後、乾燥空気を
送り込み、Ｕ字形石英管内部を乾燥する。乾燥したＵ字
形石英管は、次に空気中で約５００℃、１時間の熱処理
を行う。粒度分布の測定は市販の粒度分析計（レーザ光
散乱法）により実施した。
する。まず所定の粒度分布を持つ酸化アルミニウムの微
粉末約１．５ｋｇを約８．５ｋｇのアルコールに加え攪
拌する。このとき超音波をかけながら攪拌すると、アル
コール中に酸化アルミニウム粒子を速く分散させること
ができる。調合した酸化アルミニウムのアルコール分散
液（以下スラリーと言う）の一定量を取り、開口部を上
にしたＵ字形石英管内に注入する。次にＵ字形石英管の
開口部を下にしてスラリーを流し出した後、乾燥空気を
送り込み、Ｕ字形石英管内部を乾燥する。乾燥したＵ字
形石英管は、次に空気中で約５００℃、１時間の熱処理
を行う。粒度分布の測定は市販の粒度分析計（レーザ光
散乱法）により実施した。
【００１２】このようにして酸化アルミニウム保護膜を
形成したＵ字形石英管の両端開口端部に電極を気密に固
定する。なお図には示していないが、Ｕ字形石英管には
排気管が取り付けてあり、この排気管を通してＵ字形石
英管内を真空に排気したあと、所定量の水銀と約１００
Ｐａのアルゴンガスを封入した後、排気管を封じて発光
管は完成する。このようにして作られた発光管にリード
線等を取り付けて放電灯は完成する。
形成したＵ字形石英管の両端開口端部に電極を気密に固
定する。なお図には示していないが、Ｕ字形石英管には
排気管が取り付けてあり、この排気管を通してＵ字形石
英管内を真空に排気したあと、所定量の水銀と約１００
Ｐａのアルゴンガスを封入した後、排気管を封じて発光
管は完成する。このようにして作られた発光管にリード
線等を取り付けて放電灯は完成する。
【００１３】次に発明者の行った実験結果について説明
する。表１は本発明者等が製作したサンプルの一覧表で
ある。酸化アルミニウム微粉末の平均粒径と付着量を変
化させたときの熱処理後の状態を目視にて評価した。透
明な被膜形成のためには平均粒径は０．１ミクロン以
下、単位面積当りの付着量を１００［μｇ／ｃｍ2 ］以
下に設定する必要があることがわかる。
する。表１は本発明者等が製作したサンプルの一覧表で
ある。酸化アルミニウム微粉末の平均粒径と付着量を変
化させたときの熱処理後の状態を目視にて評価した。透
明な被膜形成のためには平均粒径は０．１ミクロン以
下、単位面積当りの付着量を１００［μｇ／ｃｍ2 ］以
下に設定する必要があることがわかる。
【００１４】図３は保護膜の付着量を変化させたときの
紫外線強度の変化を示す。付着量が増大するに従って紫
外線強度は低下する。紫外線利用効率を高くするには、
できるだけ付着量を少なくする必要があり、保護膜なし
の７０％強度を実用範囲とすると、付着量は１００［μ
ｇ／ｃｍ2 ］以下に抑えることが必要条件となる。
紫外線強度の変化を示す。付着量が増大するに従って紫
外線強度は低下する。紫外線利用効率を高くするには、
できるだけ付着量を少なくする必要があり、保護膜なし
の７０％強度を実用範囲とすると、付着量は１００［μ
ｇ／ｃｍ2 ］以下に抑えることが必要条件となる。
【００１５】図４は付着量を変化させたときのランプ寿
命の変化率を示したものである。紫外線強度が初期値の
７０％に低下するまでの時間の保護膜なしランプとの比
率で示す。酸化アルミニウムの保護膜付設によりランプ
寿命は著しく延長され、保護膜なしに比較して最大５０
０％の長寿命を達成できることがわかった。しかしなが
ら、１０［μｇ／ｃｍ2］以下の付着量ではその効果が
小さいことがわかる。寿命延長効果を安定して得るため
には２０［μｇ／ｃｍ2］以上の付着量が必要である。
命の変化率を示したものである。紫外線強度が初期値の
７０％に低下するまでの時間の保護膜なしランプとの比
率で示す。酸化アルミニウムの保護膜付設によりランプ
寿命は著しく延長され、保護膜なしに比較して最大５０
０％の長寿命を達成できることがわかった。しかしなが
ら、１０［μｇ／ｃｍ2］以下の付着量ではその効果が
小さいことがわかる。寿命延長効果を安定して得るため
には２０［μｇ／ｃｍ2］以上の付着量が必要である。
【００１６】図５は保護膜の付着量を５０［μｇ／ｃｍ
2］一定にしたときの酸化アルミニウムの平均粒径に対
するＵＶ強度の変化を示す。平均粒径の増大とともにＵ
Ｖ強度は低下する。０．１ミクロンでは保護膜なしの７
０％、０．２ミクロンでは約５０％まで低下した。
2］一定にしたときの酸化アルミニウムの平均粒径に対
するＵＶ強度の変化を示す。平均粒径の増大とともにＵ
Ｖ強度は低下する。０．１ミクロンでは保護膜なしの７
０％、０．２ミクロンでは約５０％まで低下した。
【００１７】平均粒径の増大により保護膜の透明度が低
下する実験結果は表１に示すように保護膜状態の目視観
察結果と良く一致した。
下する実験結果は表１に示すように保護膜状態の目視観
察結果と良く一致した。
【００１８】なお、本実施例では放電路長１ｃｍ当り１
Ｗ以上の高負荷タイプの低圧水銀放電灯で効果の説明を
行ったが、１Ｗ／ｃｍ以下の通常の負荷で使用される低
圧水銀灯でもその効果を奏する。
Ｗ以上の高負荷タイプの低圧水銀放電灯で効果の説明を
行ったが、１Ｗ／ｃｍ以下の通常の負荷で使用される低
圧水銀灯でもその効果を奏する。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【発明の効果】以上述べたように本発明の構成によれ
ば、初期の紫外線強度に優れ、点灯中の紫外線強度低下
の極めて少ない、長寿命の放電灯を提供することができ
る。
ば、初期の紫外線強度に優れ、点灯中の紫外線強度低下
の極めて少ない、長寿命の放電灯を提供することができ
る。
【図１】本発明放電灯の一実施例を示す外観図
【図２】図１におけるＡ−Ａ線拡大断面図
【図３】付着量と紫外線強度の関係を示した図
【図４】付着量とランプ寿命の関係を示した図
【図５】付着量一定における酸化アルミニウムの平均粒
径と紫外線強度の関係を示した図
径と紫外線強度の関係を示した図
１ 発光管 ２ 電極 ３ 石英ガラス管 ４ 酸化アルミニウム保護膜
Claims (2)
- 【請求項１】 透明石英管からなる発光管の両端部に電
極を有し、内部に希ガスと水銀が封入され、前記発光管
内表面に酸化アルミニウムの保護膜が付設された放電灯
において、前記酸化アルミニウムの保護膜は平均粒径が
０．１ミクロン以下の微粉末からなり、発光管内表面の
単位面積当りの付着量を２０ないし１００［μｇ／ｃｍ
2］にしたことを特徴とする放電灯。 - 【請求項２】 放電路長１ｃｍ当り１Ｗ以上の電力で点
灯することを特徴とする請求項１に記載の放電灯。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000193601A JP2002008590A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 放電灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000193601A JP2002008590A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 放電灯 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002008590A true JP2002008590A (ja) | 2002-01-11 |
Family
ID=18692565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000193601A Pending JP2002008590A (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 放電灯 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002008590A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010212180A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Orc Mfg Co Ltd | 放電ランプ |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0684498A (ja) * | 1992-09-03 | 1994-03-25 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯 |
| JPH06111782A (ja) * | 1992-09-30 | 1994-04-22 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 紫外線照射用放電灯および紫外線照射装置 |
| JPH06310096A (ja) * | 1993-04-27 | 1994-11-04 | Hitachi Ltd | 低圧水銀ランプ装置 |
| JPH0982280A (ja) * | 1995-09-08 | 1997-03-28 | Iwasaki Electric Co Ltd | 低圧水銀蒸気放電灯 |
| JPH09213270A (ja) * | 1996-02-06 | 1997-08-15 | Hitachi Ltd | 殺菌ランプ |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000193601A patent/JP2002008590A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0684498A (ja) * | 1992-09-03 | 1994-03-25 | Toshiba Lighting & Technol Corp | 紫外線照射用低圧水銀蒸気放電灯 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010212180A (ja) * | 2009-03-12 | 2010-09-24 | Orc Mfg Co Ltd | 放電ランプ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20051213 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070627 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090219 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090305 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090630 |