JP2010055782A

JP2010055782A - 紫外線放電ランプ

Info

Publication number: JP2010055782A
Application number: JP2008216416A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Fujita; 義貴藤田; Akihiko Tauchi; 亮彦田内
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2008-08-26
Filing date: 2008-08-26
Publication date: 2010-03-11

Abstract

【課題】紫外線照射用の蛍光体として用いたＬａＰＯ_４：Ｃｅの膜厚の適正化と特定の波長を透過させる発光管の組み合わせで紫外線照射の高効率化を実現する。
【解決手段】母材質の１００％中に１０％以上の酸化ナトリウムが含有されたソーダライムガラス製の透明ガラス発光管１１は、紫外線放電ランプが必要とする３２０〜３４０ｎｍの波長で８０％以上の透過率を得るものを使用する。発光管１１は、例えば管径Ｄが３８ｍｍ、管長Ｌが２６５０ｍｍであり、発光管１１内には対向した一対の電極１２１，１２２を配置するとともに、アルゴンガス等の希ガスと一定量の水銀が封入されている。そして、発光管１１の内側の表面には、波長３００ｎｍ〜３４０ｎｍの間に変換効率のピークを持つ紫外線発光型蛍光体１８を塗布する。この蛍光体１８の膜厚を５〜４０μｍとした。
【選択図】図１

Description

この発明は、紫外線の照射を行い高分子素材の重合や硬化を行う、例えば液晶パネル製造工程で使用される紫外線放電ランプに関する。

従来の紫外線蛍光ランプは、波長２５３．７ｎｍの紫外線を透過させるソーダライムガラスで発光管である気密容器を形成し、発光管内部に水銀および希ガスを含む放電媒体を封入し、発光管内部に低圧水銀蒸気放電を生起させるように一対の電極を配置している。発光管内面には、放電媒体の低圧水銀蒸気放電によって放射される波長２５３．７ｎｍの水銀輝線により励起される波長３２０〜４００ｎｍの近紫外線を発光させるＢａＳｉ_２Ｏ_５：Ｅｕ、ＹＰＯ_４：Ｃｅ、ＬａＰＯ_４：Ｃｅ等の蛍光体を少なくもと一つまたは二つ以上を組合せたもので、紫外線硬化形樹脂の内部に浸透性の高いＵＶ−Ａ領域の光と紫外線硬化形樹脂の表面を硬化させる力の強いＵＶ−Ｃの光を１本のランプで同時に得ることができる。（例えば、特許文献１）
特開２００２−３５８９２６公報

上記した特許文献１の技術は、紫外域に発光ピークを持つＬａＰＯ_４：Ｃｅが使用されている。この場合、ＵＶ−Ａ領域とＵＶ−Ｃ領域のそれぞれの光を共通のランプで得ることができるものの、波長３２０〜３４０ｎｍにおける照度を上昇させることはできず、この波長の照度を上昇させるにはその分ランプの本数を増加させる必要がありコストアップに繋がる、という問題があった。

この発明の目的は、紫外線照射用の蛍光体として用いたＬａＰＯ_４：Ｃｅの膜厚の適正化と特定の波長を透過させる発光管の組み合わせで紫外線照射の高効率化が可能な紫外線放電ランプを提供することにある。

上記した課題を解決するために、この発明の紫外線放電ランプは、紫外線透過性のソーダライムガラス製の発光管と、前記発光管内に封入した少なくとも水銀および不活性ガスと、前記発光管内に対向した一対の電極と、前記発光管内表面に３１８ｎｍに発光ピークを有するＬａＰＯ_４：Ｃｅを母体材料として形成された蛍光体と、を具備し、前記蛍光体の膜厚は、５〜４０μｍとしたことを特徴とする。

この発明によれば、３１８ｎｍ帯をピークにもつ紫外光の照度を上昇させることが可能となる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、この発明の紫外線放電ランプに関する一実施形態について説明するための構成図である。図１は、紫外線放電ランプの一例である熱陰極低圧水銀ランプの構成を示し、一部を切欠いている。

図１において、１１は、例えば３２０〜３４０ｎｍの波長で８０％以上の透過率が得られるＮａ_２Ｏが１０％以上含まれる廉価なソーダライムガラス製の透明ガラス発光管である。ソーダライムガラスを用いた発光管の透過率は、図２に示すように、３４０ｎｍ付近以上の波長で８０％以上の透過率を得ることができる。

発光管１１は、例えば管径Ｄが３８ｍｍ、管長Ｌが２３６７ｍｍであり、両端には、電極１２１，１２２を有しており、これら電極１２１，１２２は、導電性のリード線１３１，１３２でコイル状のタングステンフィラメント１４が支持される。リード線１３１，１３２は、ガラスプレス封止部１５を貫通させている。リード線１３１，１３２は、ランプの対向する両端部に固着されたそれぞれの口金１６１，１６２にあるピン状接点１７１，１７２に接続される。

さらに、発光管１１には１〜１０Ｔｏｒｒ程度の低圧力でアルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスと一定量の水銀が封入されている。そして、図３に示すように発光管１１の内側の表面には、３００ｎｍ〜３４０ｎｍの間に、変換効率のピークを持つ紫外線発光型蛍光体１８を塗布している。

このような蛍光体１８としては、例えば日亜化学工業（株）製のＮＰ−８０６が考えられる。この蛍光体は、ＬａＰＯ_４（リン酸ランタン）：Ｃｅ（セリウム）を組成としたものである。また、この蛍光体の粒径は、１〜５μｍであることが好ましい。

図４は、熱陰極低圧水銀ランプの蛍光体１８としてＬａＰＯ_４：Ｃｅを用いた場合における分光分布について説明するための特性図である。この発光分布では、３２０〜３４０ｎｍでピークが見られる。

図５は、熱陰極低圧水銀ランプの蛍光体１８としてＬａＰＯ_４：Ｃｅを用いた場合における分光分布の関係について説明するための特性図である。図５からわかるように、３２０〜３４０ｎｍの波長において高い照度が得られる。

図６は、蛍光体の膜厚を変化させた場合における相対照度の関係について説明するための説明図である。

ここでは、発光長が２３８２．８±２．４ｍｍで発光管１１の内径が３８±１．５ｍｍの熱陰極低圧水銀ランプを用いて蛍光体１８の膜厚を１μｍ〜４９μｍ程度に変化させたときの相対照度（％）（３２０ｎｍ帯）を測定している。

図６に示すように、蛍光体１８の膜厚が５〜４０μｍの範囲であれば、概ね９０％程度以上の相対照度が得られることがわかった。このため、使用する蛍光体１８の組成がＬａＰＯ_４：Ｃｅであるとともに、膜厚が５〜４０μｍの蛍光体１８とすれば、効率的な照度が得られる熱陰極低圧水銀ランプを実現することが可能である。

この実施形態では、組成がＬａＰＯ_４：Ｃｅである蛍光体１８を用い、この蛍光体１８の膜厚を５〜４０μｍの範囲内としたことで、波長３２０〜３４０ｎｍにおける照度の向上を図ることができる。

このため、波長３２０〜３４０ｎｍにおける照度を上昇させることができる。このため、この分の使用するランプ本数を増やさずに波長３２０〜３４０ｎｍのランプを得ることができ、コストダウンに寄与する、という効果を奏する。

なお、この発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。一般の紫外発光型の熱陰極ランプを用いた製作が可能であることから、同ランプの発光長を次世代液晶基板などの大型サイズのパネル照射に必要な２５００ｍｍにも適用可能である。

この発明の紫外線放電ランプに関する一実施形態について説明するための一部を切欠して示した構成図。一般のソーダガラスの紫外線透過率について説明するための説明図。図１の断面図。この発明に用いる蛍光体の発光分布について説明するための説明図。この発明のＬａＰＯ_４：Ｃｅを組成とする蛍光体を用いた場合の分光分布について説明するための説明図。この発明の効果について説明するための説明図。

符号の説明

１１発光管
１２１，１２２電極
１３１，１３２リード線
１４タングステンフィラメント
１５封止部
１６１，１６２口金
１７１，１７２ピン状接点
１８蛍光体

Claims

紫外線透過性のソーダライムガラス製の発光管と、
前記発光管内に封入した少なくとも水銀および不活性ガスと、
前記発光管内に対向した一対の電極と、
前記発光管内表面にＬａＰＯ_４：Ｃｅを母体材料として形成された蛍光体と、を具備し、
前記蛍光体の膜厚は、５〜４０μｍとしたことを特徴とする無電極紫外線ランプ。
前記蛍光体には、１〜５μｍの粒径のものが含まれていることを特徴とする請求項１記載の無電極紫外線ランプ。