JP2015187948A - 熱陰極紫外線ランプ - Google Patents

Abstract

【課題】照度低下を抑制し、立ち上がり特性の悪化を抑制した熱陰極紫外線ランプを提供する。【解決手段】実施形態によれば、内径が１３〜１７ｍｍである内管１１と、内管１１の内部に放電空間１２が設けられるように両端が封止され、放電空間１２の両端に設けられた一対の電極１４，１４と、前記放電空間に封入された水銀およびを含むアマルガム１３と、を有し、第１の紫外光を放射する発光管１０と；発光管１０の外側に設けられ、第１の紫外光が照射され、第１の紫外光よりも波長の長い第２の紫外光を放出する蛍光体層２０と；蛍光体層２０が形成された外管２１と；を備え、単位長さあたりのランプ入力密度が０．５〜４．０Ｗ／ｃｍである。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、熱陰極紫外線ランプに関する。

例えば、蛍光体が陽光柱や水銀ガスに触れる位置から離間して設けられた二重管構造の熱陰極蛍光ランプが開示されている。

特開平１０−１１２２８６号公報

本発明の実施形態は、照度低下を抑制し、立ち上がり特性の悪化を抑制した熱陰極紫外線ランプを提供する。

本発明の実施形態によれば、内径が１３〜１７ｍｍである内管と、前記内管の内部に放電空間が設けられるように両端が封止され、前記放電空間の両端に設けられた一対の電極と、前記放電空間に封入された水銀を含むアマルガムと、を有し、第１の紫外光を放射する発光管と；前記発光管の外側に設けられ、前記第１の紫外光が照射され、前記第１の紫外光よりも波長の長い第２の紫外光を放出する蛍光体層と；前記蛍光体層が形成された外管と；を備え、単位長さあたりのランプ入力密度が０．５〜４．０Ｗ／ｃｍである。

本発明の実施形態によれば、照度低下を抑制し、立ち上がり特性の悪化を抑制した熱陰極紫外線ランプを提供できる。

図１（ａ）、図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプを例示する模式図である。 第１の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプを例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプを例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係る別の熱陰極紫外線ランプを例示する模式的断面図である。 第２の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプを例示する模式的断面図である。 第３の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプを例示する模式図である。 第４の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプを例示する模式図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施形態）
図１（ａ）、図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプを例示する模式図である。図１（ａ）は、熱陰極紫外線ランプ１１０を例示している。図１（ｂ）は、図１（ａ）の破線部Ｂを拡大して例示している。また、図２は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。

図１（ａ）、図１（ｂ）および図２に表したように、本実施形態に係る熱陰極紫外線ランプ１１０は、発光管１０と、蛍光体層２０と、を含む。

本実施形態では、発光管１０として、熱陰極放電ランプを用いた実施形態を例示している。

発光管１０は、内管１１を含む。内管１１の内部に、放電空間１２が設けられる。放電空間１２には、例えば、水銀の合金であるアマルガム１３や希ガス（図示しない）が封入される。アマルガム１３は、水銀を主成分とした合金であり、アマルガム１３の一部が溶融することで放電空間１２へ水銀を放出する。アマルガム１３は、例えば、水銀−ビスマス−インジウム−チタンの四元素系であり、水銀が０．５ｗｔ％、ビスマスが２１．２ｗｔ％、インジウムが７２．０ｗｔ％、チタンが６．３ｗｔ％である。アマルガム１３の封入量は、例えば、０．０５〜１０ｇである。希ガスの圧力は、例えば、０．１３２〜１３．２ｋＰａ（０．１〜１０ｔｏｒｒ）である。

この例で、内管１１は、直管である。内管１１は、一端に設けられた封止部１４ａと、他端に設けられた封止部１４ｂと、を有する。封止部１４ａには、第１電極１５ａが、その一部分が埋設して設けられ、封止部１４ｂには、第２電極１５ｂが、その一部分が埋設して設けられている。

封止部１４ａ、１４ｂには、内管１１と同一の材料が用いられる。

第１電極１５ａは、例えば、フィラメント１６ａ、ピン１７ａ、１７ａ、金属箔１８ａ、１８ａ、および、内部リード線１９ａ、１９ａを含む。

フィラメント１６ａは、例えば、コイルを三重巻にした、いわゆるトリプルコイルである。フィラメント１６ａには、例えば、タングステンが用いられる。また、電子放射性をよくするために、フィラメント１６ａのコイルの隙間には、エミッタ（図示しない）が塗布されている。エミッタには、例えば、カルシウム、バリウム、ジルコニウムおよびストロンチウムの少なくともいずれかの酸化物などが用いられる。

ピン１７ａ、１７ａは、一端でフィラメント１６を保持して接続され、他端が金属箔１８ａと接続される。ピン１７ａ、１７ａには、例えば、モリブデン棒が用いられる。

金属箔１８ａ、１８ａは、封止部１４ａに埋設され、封止部１４ａが封止されることにより、内管１１の内部を気密に保つ。金属箔１８ａ、１８ａの一端には、ピン１７ａ、１７ａが接続され、金属箔１８ａ、１８ａの他端には、内部リード線１９ａ、１９ａが接続される。金属箔１８ａ、１８ａにより、内管１１の内部と外部との電気的接続を得る。金属箔１８ａ、１８ａの線膨張係数は、例えば、封止部１４ａの線膨張係数と実質的に等しい。金属箔１８ａ、１８ａには、例えば、モリブデンが用いられる。

内部リード線１９ａ、１９ａには、例えば、導電性の金属が用いられる。内部リード線１９ａ、１９ａには、例えば、モリブデンが用いられる。

第２電極１５ｂには、第１電極１５ａと同様の構成が適用される。すなわち、第２電極１５ｂは、フィラメント１６ｂ、ピン１７ｂ、１７ｂ、金属箔１８ｂ、１８ｂ、内部リード線１９ｂ、１９ｂを含む。

このように、発光管１０は、放電空間１２を含み、水銀輝線を含む第１の紫外光を放射する。第１の紫外光は、２５３．７ｎｍの水銀輝線を含む。

蛍光体層２０は、発光管１０の外側である、外管２１の内壁に設けられる。この例では、放電空間１２と蛍光体層２０との間に、発光管１０の壁部が設けられることで、放電空間１２と蛍光体層２０とは、互いに離隔される。この例では、蛍光体層２０と、発光管１０との間に、更に空間３０が設けられる。なお、蛍光体層２０は、外管２１の内壁に限定されず、例えば発光管１０の外側に設けられてもよい。要は、蛍光体層２０は、発光管の外側に設けられていれば、その位置は限定されない。

空間３０にはガス（図示しない）が封入される。ガスは、例えばネオン、アルゴン、窒素のいずれか、または二種以上の混合ガスが充填されている。なお、空間３０に封入されるガスは、熱伝導率が０．０１６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが望ましい。空間３０に封入されるガスの熱伝導率が０．０１６Ｗ／（ｍ・Ｋ）未満であると、発光管１０から放出される熱が空間３０内にこもってしまい、発光管１０の温度が過剰に上昇する。発光管１０の温度が過剰に上昇すると、発光管１０の内部に封入されたアマルガム１３から放出される水銀の蒸気圧が過剰に上昇してしまい、水銀自身による紫外線の自己吸収が生じるため、照度が低下してしまう。このため、空間３０に封入されるガスの熱伝導率は、０．０１６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが望ましい。ただし、空間３０に封入されるガスの熱伝導率が０．０１６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であっても、例えば、ヘリウムのように、原子半径の小さなものは、ガスが発光管１０に侵入するため、好ましくない。そのため、空間３０に封入されるガスは、ネオン、アルゴン、窒素のいずれか、または二種以上の混合ガスが充填されていることが望ましい。また、空間３０に封入されるガスの圧力は、６．７ｋＰａ（５０ｔｏｒｒ）以上であることが望ましい。空間３０に封入されるガスの圧力が６．７ｋＰａ未満であると、発光管１０から放出される熱が空間３０内にこもってしまい、発光管１０の温度が過剰に上昇する。発光管１０の温度が過剰に上昇すると、発光管１０の内部に封入されたアマルガム１３から放出される水銀の蒸気圧が過剰に上昇してしまい、水銀自身による紫外線の自己吸収が生じるため、照度が低下してしまう。このため、空間３０に封入されるガスの圧力は、６．７ｋＰａ（５０ｔｏｒｒ）以上であることが望ましい。なお、好ましくは、空間３０に封入されるガスがネオンの場合は６．７ｋＰａ以上１１１ｋＰａ（１．１気圧）以下、アルゴンの場合は４０ｋＰａ（３００ｔｏｒｒ）以上１１１ｋＰａ以下、窒素の場合は３３ｋＰａ（２５０ｔｏｒｒ）以上１１１ｋＰａ以下であることが望ましい。

この例では、内管１１の周りに、外管２１が設けられている。外管２１の内壁に、蛍光体層２０が設けられている。外管２１には、例えば、石英が用いられる。

蛍光体層２０には、発光管１０から放射された第１の紫外光が照射される。すなわち、蛍光体層２０は、２５３．７ｎｍの水銀輝線の少なくとも一部を吸収する。蛍光体層２０は、第１の紫外光とは異なる第２の紫外光を放出する。第２の紫外光の波長は、第１の紫外光の波長よりも長い。第２の紫外光の波長（ピーク波長）は、例えば、２８０ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。すなわち、第２の紫外光は、例えば、紫外線である。この例では、第２の紫外光は、外管２１を通過して、外部に放出される。この例では、紫外線の透過率が高い石英を外管２１に用いることで、外管２１における、紫外線の吸収が抑制できるため、第２の紫外光の照度は高い。なお、第２の紫外光は、第１の紫外光のように単一波長の紫外光である必要はなく、例えば、３６０ｎｍにピークを有する、２８０〜４００ｎｍのブロードな分光分布を有していてもよい。

また、図１（ｂ）には、本実施形態に係る内管１１と、外管２１との接続様式、および外管２１の封止を例示している。

図１（ｂ）に表したように、熱陰極紫外線ランプ１１０において、外管２１は、外管封止部２１ｃを有している。外管封止部２１ｃは、外管２１と、ステム２２ｃとが封止されることにより封止される。ステム２２ｃは、封止部２４ｃと、フレア部２６ｃを有する。封止部２４ｃは、ピンチシール構造を有している。フレア部２６ｃは、外管２１とステム２２ｃとの封止部（封着部）である。外管封止部２１ｃにおいては、内管１１の内部リード線１９ａ、１９ａの端（金属箔１８ａ、１８ａと接続されていない側の端）と、外管金属箔２８ａ、２８ａと、外部リード線３１ａ、３１ａと、が設けられている。

外管金属箔２８ａ、２８ａは、封止部２４ｃに埋設され、封止されることにより、外管２１の内部を気密に保つ。また、外管金属箔２８ａ、２８ａにより、外管２１の内部と外部との電気的接続を得る。外管金属箔２８ａ、２８ａには、例えば、モリブデンが用いられる。

外部リード線３１ａ、３１ａは、外管２１内に設けられた発光管１０に、熱陰極紫外線ランプ１１０の外部から電力を供給する。外部リード線３１ａ、３１ａの一端は、外管金属箔２８ａ、２８ａと接続される。外部リード線３１ａ、３１ａの他端は、外管２１の外側に露出している。外部リード線３１ａ、３１ａには、例えば、モリブデンが用いられる。

外管封止部２１ｄには、外管封止部２１ｃと同様の構成が適用される。すなわち、外管封止部２１ｄ、ステム２２ｄ、封止部２４ｄ、フレア部２６ｄを有する。また、外管封止部２１ｄには、該管金属箔２８ｂ、２８ｂ、外部リード線３１ｂ、３１ｂと、が設けられる。

熱陰極紫外線ランプ１１０は、例えば、液晶パネルの製造工程において用いられる。製造工程中の硬化工程において、熱陰極紫外線ランプから出射する光（例えば紫外線）が、被照射物に照射される。この光の照度は、例えば１ｍＪ以上１０，０００ｍＪ以下であり、光の波長（例えば、ピーク波長）は、例えば、３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。このような紫外線を、液晶パネルに含まれる部材となる材料、例えば紫外線硬化樹脂や重合開始剤に照射して、材料を硬化させたり、分子を重合させたりすることで、液晶パネルが製造される。

ここで、熱陰極紫外線ランプの単位長さあたりの入力密度Ｗ／ｃｍは、０．５〜４．０Ｗ／ｃｍの範囲であることが望ましい。単位長さあたりの入力密度が０．５Ｗ／ｃｍを下回ると、紫外線照度が低下するため、好ましくない。一方、単位長さあたりの入力密度が４．０Ｗ／ｃｍを上回ると、発光管１０を点灯させたときに発光管１０内に生じる陽光柱（図示しない）からの輻射熱が多くなり、中に封入する水銀の蒸気圧のコントロールが困難となるため、好ましくない。よって、単位長さあたりの入力密度は、０．５〜４．０Ｗ／ｃｍであることが望ましい。

また、内管１１は、その内径が１３〜１７ｍｍであることが望ましい。これは、単位長さあたりのランプ入力密度Ｗ／ｃｍを０．５〜４．０Ｗ／ｃｍの範囲で発光管１０を点灯させるときに、内管１１の内径が１３〜１７ｍｍの範囲にあると、水銀の蒸気圧を、所望の範囲におさめることができ、紫外線の発光強度を適切に保つことができるためである。

また、水銀は、アマルガムとして封入されることが望ましい。本実施形態に係る熱陰極紫外線ランプを提供するために、ランプ入力密度が０．５〜４．０Ｗ／ｃｍの条件を満たすよう水銀単体を封入しようとしても、発光管に電力を供給した際に形成される陽光柱からの輻射熱の影響で、水銀の蒸気圧が所望の範囲を大幅に上回ってしまい、水銀の蒸気圧を制御することが困難である。そのため、水銀単体よりも蒸気圧を下げることが可能なアマルガム、具体的には水銀−ビスマス−インジウム−チタンのアマルガムで存在することが望ましく、特に水銀−ビスマス−インジウム−チタンのアマルガムにおける水銀の重量％（ｗｔ％）は０．１〜３．０ｗｔ％の範囲であることが望ましく、特に０．３ｗｔ％が最もよい。水銀−ビスマス−インジウム−チタンのアマルガムにおいて水銀が０．３ｗｔ％であると最も紫外線照度が高く、０．１〜３．０ｗｔ％の範囲では０．３ｗｔ％のときの紫外線照度と比較して９０％の相対照度値が得られるためである。なお、ランプ内管に含まれるアマルガムの組成は、例えば熱陰極紫外線ランプを液体窒素で冷却し、アマルガムを硝酸に溶かして、アマルガムが溶けた硝酸溶液をＩＣＰ（発光分光分析装置）にて定量分析を行うことで、決定することができる。

また、図１（ａ）には、本実施形態に係るアマルガム１３の配設様式について例示している。本実施形態では、アマルガム１３を、第１の電極１４ａから放電空間１２側へ離間して配置した実施形態を例示している。

図１（ａ）に表したように、熱陰極紫外線ランプ１１０において、アマルガム１３は、発光管１０の放電空間１２に設けている。また、アマルガム１３は、発光管１０の内管１１と化学的な相互作用により結合している。これは、アマルガム１３中に含まれるチタンが影響している。アマルガム１３中に含まれるチタンは、内管１１を構成する石英ガラス（ＳｉＯ_２）と化学的に相互作用しやすいため、化学的に弱く結合している。つまり、アマルガム１３は、内管１１と結合している。一般に、熱陰極ランプにおいて、アマルガム１３は最冷部に設けられることが多いが、本実施形態のような二重管の熱陰極ランプでは、外管の中に設ける内管に最冷部を意図して設けることは困難である。内管より枝分かれして最冷部を設けると、外管との封止が困難となる。また、一重管にアマルガム１３を設けるときと異なり、二重管の内管にアマルガム１３を設けると、内管は外部からの温度の影響を受けにくくなり、局所的に内管の一部を冷却することが困難となる。よって、最冷部を意図的に設けることが困難である。また、内管と相互作用しやすいＴｉなどの金属をアマルガム１３に入れないと、アマルガム１３は内管で自由に移動することができ、特に移動の衝撃などによりアマルガム１３が分散する。アマルガム１３が分散すると、ランプ点灯時に紫外線強度がばらつくため、好ましくない。よって、アマルガム１３には内管１１と結合しやすいチタンなどを封入することが好ましい。また、アマルガム１３におけるチタンの重量％（ｗｔ％）は、１〜１０であることが望ましい。アマルガム１３におけるチタンの重量％が１．０を下回ると、アマルガム１３が内管１１と結合する力が弱まり、アマルガム１３が自由に移動してしまうためである。一方、アマルガム１３におけるチタンの重量が１０を上回ると、アマルガム１３自体の融点が高くなるため、水銀蒸気が放電空間１２へ放出される量が少なくなり、水銀蒸気圧が低下し、紫外線照度が低下してしまうためである。なお、アマルガム１３に含まれる金属はチタンに限定されず、内管１１の石英ガラスと弱い相互作用をする金属元素であればどのようなものでもよく、例えば、アルミニウムやケイ素でもよい。アマルガム１３に含まれる金属がアルミニウムの場合はアマルガム１３における重量％（ｗｔ％）が０．５〜３．０ｗｔ％の範囲であることが望ましく、ケイ素の場合はアマルガム１３における重量％（ｗｔ％）が２〜１２ｗｔ％の範囲であることが望ましい。

図３は、本実施形態の他の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプ１２０の発光管１０および外管２１の位置関係を例示している。図３は、図１（ａ）の一点鎖線Ａ１−Ａ２の断面を見た図である。

発光管１０は、外管２１の中で、隙間Ｄを介して設けられている。また、隙間Ｄは、１〜５ｍｍであることが望ましい。Ｄが１ｍｍよりも小さくなると、発光管１０と蛍光体層２０とが接近しすぎてしまい、発光管１０の点灯中に、発光管１０の熱が蛍光体層２０に伝わり、紫外線照度が低下する。また、Ｄが５ｍｍよりも大きくなると、発光管１０と蛍光体層２０とが離間しすぎてしまい、紫外線照度が低下する。

ここで、一般照明に用いられる蛍光ランプと同じように、発光管の放電空間内に蛍光体層を設ける参考例と比較する。本実施形態の熱陰極紫外線ランプと、参考例の熱陰極紫外線ランプとを１Ａで点灯したときにおいては、蛍光体層の特性が劣化し易いことが分かった。その理由は、本実施形態と参考例との適切な電流値が異なるためである。参考例の適切な電流値は０．８Ａ程度である。一方、本実施形態の適切な電流値は１〜４Ａである。電流値が上昇すれば、放電空間の温度が上昇するため、例えば、蛍光体層２０に与えられる熱により蛍光体劣化する。また、放電空間２０の温度が上昇するため、励起状態の水銀または希ガス元素が蛍光体へより衝突しやすくなり、蛍光体が劣化し、蛍光体における変換効率が低下する。また、例えば、蛍光体に水銀が付着しやすくなり、蛍光体における変換効率が低下する。また、例えば、電流値が増大することで、蛍光体に２５３．７ｎｍの光が照射されることでも、蛍光体が劣化する場合がある。これらの要因により、参考例においては、照度が低下し、照度の維持が困難である。

このような紫外線を出射する熱陰極紫外線ランプとして、一般照明用途の熱陰極蛍光ランプに用いられる、バルブ内面に塗布される蛍光体を、２８０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長範囲で発光する蛍光体（ＵＶ蛍光体）に変更する構成がある。しかしながら、この構成においては、蛍光体が一般照明用の蛍光体に比べて劣化し易いことが、発明者の検討により判明した。

本実施形態においては、発光管１０の放電空間１２と、蛍光体層２０と、を離間させる。これにより、蛍光体層２０における劣化が抑制できる。本実施形態によれば、照度低下を抑制し、立ち上がり特性の悪化を抑制した熱陰極紫外線ランプが提供できる。

本実施形態に係る熱陰極紫外線ランプ１１０によれば、このような用途に使用可能な、照度低下を抑制し、立ち上がり特性の悪化を抑制した熱陰極紫外線ランプが提供できる。

さらに、本実施形態に係る熱陰極紫外線ランプ１１０においては、外管２１として紫外線に対する透過率が高い材料（例えば石英）を用いることで、照度低下を抑制できる。これにより、製造工程における生産性は高い。

なお、外管２１に用いる材料は石英に限定されない。例えば、ソーダ石灰ガラスまたはいわゆる鉛フリーの軟質ガラスを用いてもよい。要は蛍光体層２０により変換された光を透過する材料であればどのような材料を用いてもよい。

また、外管２１の封止様式は、ステム２２ｃ、２２ｄを介したものに限定されない。例えば、図４に表したように、外管２１を直接ピンチシールすることにより外管封止部２１ｃ、２１ｄを形成してもよい。

（第２の実施形態）
図５は、第２の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプを例示する模式的断面図である。

図５に表したように、本実施形態に係る熱陰極紫外線ランプ１３０において、発光管１０、すなわち、内管１１の形状は、Ｕ字状である。内管１１は、第１部分１１ａと、第２部分１１ｂと、第３部分１１ｃと、を含む。第１部分１１ａおよび第２部分１１ｂは、第１方向に沿って延在する。第２部分１１ｂは、第１方向に対して交差（この例では直交）する第２方向に沿って、第１部分１１ａと並ぶ。第３部分１１ｃは、第１部分１１ａの一端と、第２部分１１ｂの一端と、を接続する。この例では、第１部分１１ａの他端に、第１電極１５ａが設けられる、第２部分１１ｂの他端に、第２電極１５ｂが設けられる。

第３部分１１ｃは、内管１１の折り曲げ部となる。このように、実施形態において、内管１１に折り曲げ部が設けられても良い。折り曲げ部の数は、１でも良く、２以上でも良い。例えば、内管１１は、Ｓ字形状や、Ｗ字形状を有しても良い。このように、内管１１に折り曲げ部を設けることにより、複数灯の熱陰極紫外線ランプを用いなくても、より広範囲に紫外線を照射することが可能となる。

本実施形態においても、照度低下を抑制し、立ち上がり特性の悪化を抑制した熱陰極紫外線ランプが提供できる。

本実施形態に係る構成は、第１の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプおよびその変形に適用しても良い。

（第３の実施形態）
図６は、第３の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプを例示する模式図である。

図６に表したように、本実施形態に係る熱陰極紫外線ランプ１４０においては、複数の発光管１０が設けられる。複数の発光管１０、１０のそれぞれが、１つの方向に延在する形状を有している場合、複数の発光管１０、１０のそれぞれにおける延在方向は、例えば、互いに平行に設定できる。複数の発光管１０、１０の少なくとも２つにおける延在方向が、互いに交差しても良い。このように、複数の発光管１０、１０を設けることにより、熱陰極紫外線ランプに用いられる発光管の光量が小さくても、発光管１０を複数用いることで、熱陰極紫外線ランプとしての光量を増大することが可能となる。

本実施形態においても、照度低下を抑制し、立ち上がり特性の悪化を抑制した熱陰極紫外線ランプが提供できる。

本実施形態に係る構成は、第１および第２の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプおよびその変形に適用しても良い。

（第４の実施形態）
図７は、第４の実施形態に係る熱陰極紫外線ランプを例示する模式図である。

図７に示すように、熱陰極紫外線ランプ１５０は、外管２１の一端から給電される、いわゆる片側給電の熱陰極紫外線ランプであってもよい。この場合、内管１１の一端と接続される内部リード線１９ａ、１９ａに加えて、内部リード線１９ｃ、１９ｃが設けられる。内部リード線１９ｃ、１９ｃは、内管１１の他端に設けられた第２電極１４ｂと接続される給電配線２９、２９と、接続される。

このように、片側給電の構造を採用することにより、熱陰極紫外線ランプに電力を供給する際に、熱陰極紫外線ランプの一方に電力供給手段をまとめることができ、熱陰極紫外線ランプ長手方向のスペースを短くすることが可能となる。

本実施形態においても、照度低下を抑制し、立ち上がり特性の悪化を抑制した熱陰極紫外線ランプが提供できる。

実施形態によれば、照度低下を抑制し、立ち上がり特性の悪化を抑制した熱陰極紫外線ランプが提供できる。

なお、本願明細書において、「垂直」および「平行」は、厳密な垂直および厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直および実質的に平行であれば良い。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、熱陰極紫外線ランプに含まれる発光管、アマルガム、内管、電極、蛍光体層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。

また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した熱陰極紫外線ランプを基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての熱陰極紫外線ランプも、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…発光管、
１１…バルブ、
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ…第１、第２、第３部分、
１２…放電空間、
１３…アマルガム、
１４ａ、１４ｂ…封止部、
１５ａ…第１電極、
１５ｂ…第２電極、
１６ａ、１６ｂ…フィラメント、
１７ａ、１７ｂ…ピン、
１８ａ、１８ｂ…金属箔、
１９ａ、１９ｂ、１９ｃ…内部リード線、
２０…蛍光体層、
２１…外管、
２１ｃ、２１ｄ…外部封止部、
２２ｃ、２２ｄ…ステム、
２４ｃ、２４ｄ…封止部、
２６ｃ、２６ｄ…フレア部、
２８ａ、２８ｂ…外部金属箔、
２９…給電配線、
３０…空間、
３１ａ、３１ｂ…外部リード線、
１１０、１２０、１３０、１４０、１５０…熱陰極紫外線ランプ、

Claims (5)

1. 内径が１３〜１７ｍｍである内管と、前記内管の内部に放電空間が設けられるように両端が封止され、前記放電空間の両端に設けられた一対の電極と、前記放電空間に封入された水銀を含むアマルガムと、を有し、第１の紫外光を放射する発光管と；
   前記発光管の外側に設けられ、前記第１の紫外光が照射され、前記第１の紫外光よりも波長の長い第２の紫外光を放出する蛍光体層と；
   前記蛍光体層が形成された外管と；
   を備え、単位長さあたりのランプ入力密度が０．５〜４．０Ｗ／ｃｍである熱陰極紫外線ランプ。
2. 前記アマルガムにおける前記水銀の封入量は０．１〜３．０ｗｔ％である請求項１記載の熱陰極紫外線ランプ。
3. 前記アマルガムには、チタン、アルミニウム、ケイ素のいずれか一を含む請求項１または２記載の熱陰極紫外線ランプ。
4. 前記空間に封入される前記ガスは、ネオン、アルゴン、窒素のいずれか、または二種以上の混合ガスが６．７ｋＰａ以上封入される請求項１〜３のいずれか一に記載の熱陰極紫外線ランプ。
5. 前記発光管が延びる方向に垂直な断面における前記発光管および前記外管との間に生じる隙間の距離Ｄは、１〜５ｍｍである請求項１〜４のいずれか一に記載の熱陰極紫外線ランプ。
   
   

Images