JP2011210557A

JP2011210557A - メタルハライドランプ

Info

Publication number: JP2011210557A
Application number: JP2010077611A
Authority: JP
Inventors: Hidemi Orito; 日出海折戸; Masayuki Ono; 正之大野; Yukio Noguchi; 幸男野口; Toshinori Shikamata; 憲紀鹿又; Kenji Ubukata; 憲司生形; Sadaji Nishida; 定治西田
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Iwasaki Denki KK
Priority date: 2010-03-30
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】３２０ｎｍから３５０ｎｍまでの狭い波長範囲に有効な発光スペクトルを有し、光重合反応等の紫外線照射処理プロセスなどに好適に用いることができるメタルハライドランプを提供する。
【解決手段】ランプ発光管に、放電を維持するための希ガスと共に金属水銀を封入し、さらに少なくとも銀ハロゲン化物を封入し、該発光管の電極間における管壁負荷Ｓ（Ｗ／ｃｍ^２）が
２５ ≦ Ｓ ≦ ３２
なる条件を満たすようにして、紫外線のうち特に３２０−３５０ｎｍの波長領域の銀に起因する発光スペクトルが顕在化するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶パネル製造プロセスなど、特に波長３５０ｎｍ以下の狭い波長範囲の紫外線照射が求められるプロセスに好適なランプに関する。

近年、液晶パネル製造プロセスなどでは、従来の３６５ｎｍを中心とする紫外線よりも短波長側の発光が求められるようになってきている。（特許文献１参照）

これらのプロセスでは、光重合性材料物質は３５０ｎｍより短い波長領域において感度を有しており、一方、波長３２０ｎｍ以下の光では、液晶セル内で前記材料物質と共存している液晶素子が損傷を受けるため、３２０ｎｍから３５０ｎｍまでの非常に狭い波長領域の光が求められている。

これまでの紫外線ランプではこのプロセスに対して、鉄や水銀の発光スペクトルを利用してきたが、求められる波長領域の発光スペクトルが少なく、特に波長３５０ｎｍ以下の領域に吸収特性を持ち液晶配向を制御する重合性材料への光照射等では非効率となり、プロセスに時間がかかるため、試料の温度上昇などによる被照射試料の劣化などの問題が発生していた。

ところで、銀は、３２８ｎｍと３３８ｎｍに輝線を有することが知られている。そこで発明者は、この輝線による発光スペクトルを利用するため、銀をハロゲン化物として発光管に封入したメタルハライドランプを用いることを想起した。

しかしながら、単純に銀ハロゲン化物を発光管に封入したのでは、発光スペクトル上で必ずしも銀に特有な上記２本の輝線が現われるとは限らなかった。これは、発光管内で放電維持のために封入され共存する金属水銀による輝線スペクトルが優先的に現われ、これに銀の輝線スペクトルが隠されてしまうためと考えられる。

一方、発光管に供給する入力電力を高めていくと、徐々に銀の輝線による発光スペクトルが現われるようになるが、入力電力を高めすぎると今度はランプ寿命が短くなるという問題が発生した。

本発明はこうした点に鑑みてなされたものであって、ランプ寿命が短縮することなく、３２０−３５０ｎｍの波長領域の銀に起因する発光スペクトルが顕在化するための条件を検討して創出したものである。

特開２００６−５８７５５号公報

本発明は、３２０ｎｍから３５０ｎｍまでの狭い波長範囲に有効な発光スペクトルを有し、通常のランプ寿命が確保され、液晶パネル製造プロセスなどに好適に用いることができるメタルハライドランプを提供することを目的とする。

本発明のメタルハライドランプは、主に紫外線を照射するためのメタルハライドランプであって、ランプ発光管に、放電を維持するための希ガスと共に金属水銀を封入し、さらに少なくとも銀ハロゲン化物を封入し、
該発光管の電極間における管壁負荷Ｓ（Ｗ／ｃｍ^２）が
２５ ≦ Ｓ ≦ ３２
なる条件を満たすようにして、紫外線のうち特に３２０−３５０ｎｍの波長領域の銀に起因する発光スペクトルが顕在化するように構成したことを特徴とする。

上述した構成とすることにより、所望の限られた狭い波長領域に有効な発光スペクトルを有し、通常のランプ寿命が確保されるメタルハライドランプを提供することが出来る。

本発明の実施形態のメタルハライドランプの外観図。管壁負荷に対する波長３２０−３５０ｎｍの積算光量の変化を示すグラフ。ランプの連続点灯による波長３２０−３５０ｎｍの発光強度維持率の変化を示すグラフ。実施例及び比較例のランプの分光スペクトル図。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［実施例］
図１は本発明の実施の形態のメタルハライドランプの外観図である。図中、１１は発光部を形成する発光管、１２は電極、１３はベース、１４は電流導入線であり、１対の電極１２、１２の先端間の距離で規定されるこのランプの発光長は２５０ｍｍ、発光管内径は２０mmである。

本発明の実施例として、発光管１２内部にはアルゴンガス１．３ｋＰａ、水銀１．２ｍｇ／ｃｍ^３の他、０．３ｍｇ／ｃｍ^３の臭化銀を封入しているランプ１を作製した。また、比較例として、従来から紫外線ランプとして一般的に使われている鉄−スズ系ハロゲン化物を封入したランプ２を、いずれもランプ１と同寸法・形状で作製した。このランプにはアルゴンガス１．３ｋＰａ、水銀０．９ｍｇ／ｃｍ^３、ヨウ化鉄０．１ｍｇ／ｃｍ^３、ヨウ化スズ０．０３ｍｇ／ｃｍ^３を封入した。

これらのランプを、入力電力を変えて点灯し、波長３２０ｎｍから３５０ｎｍの領域における積算光量を比較した。但し、比較のため、ランプ２を３ｋＷで点灯した際の強度を１００％とした。その結果を表１に示す。

また、管壁負荷に対する波長３２０−３５０ｎｍの積算光量の変化を図２に示す。さらに、管壁負荷３０Ｗ／ｃｍ^２の時の紫外域の分光スペクトルを図４に示す。図４の縦軸は相対発光強度である。

ランプ１では、入力電力を上げていくと、図４に示すように、銀の輝線に起因する波長３３０ｎｍ及び３４０ｎｍ付近にピークを有する発光スペクトルが明瞭に現われるようになり、波長３２０−３５０ｎｍの積算光量は、図２に示す通り、管壁負荷が２５Ｗ／ｃｍ^２を超えると従来型の紫外線ランプ（ランプ２）より高くなった。

入力電力が３〜６ｋＷのランプの連続点灯による寿命試験の結果を図３に示す。図３では、縦軸に波長３２０−３５０ｎｍの積算光量の維持率を取り、この波長域の発光強度維持率の変化を示している。

図３の結果から、管壁負荷を高めた試験では、銀による発光は顕著になるが、一方で寿命性能が悪化するため、負荷は制限する必要があり、この種のランプの一般的な寿命である１０００時間での発光強度の維持率を７０％以上とすることができるのは、管壁負荷が３２Ｗ／ｃｍ^２までであることが分かった。

実施例であるランプ１では、発光管に封入する金属ハロゲン化物は臭化銀だけであったが、本発明では、これに限定されることはなく、ヨウ化銀等の他の銀ハロゲン化物であってもよく、また、銀ハロゲン化物と共に、３２０−３５０ｎｍの波長領域の銀に起因する発光スペクトルの顕在化に支障とならない範囲で、臭化鉄等の他の金属ハロゲン化物を少量封入してもよい。

本発明は、波長３２０−３５０ｎｍの領域の紫外線照射が求められるプロセスに提供する紫外線ランプに利用可能である。

１１…発光管
１２…電極
１３…ベース
１４…電力導入線

Claims

主に紫外線を照射するためのメタルハライドランプであって、ランプ発光管に、放電を維持するための希ガスと共に金属水銀を封入し、さらに少なくとも銀ハロゲン化物を封入し、該発光管の電極間における管壁負荷Ｓ（Ｗ／ｃｍ^２）が
２５ ≦ Ｓ ≦ ３２
なる条件を満たすようにして、紫外線のうち特に３２０−３５０ｎｍの波長領域の銀に起因する発光スペクトルが顕在化するように構成したことを特徴とするメタルハライドランプ。