KR20080040570A - Ultraviolet discharge lamp - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 자외선 방전 램프에 관한 것이다.The present invention relates to an ultraviolet discharge lamp.
일반적으로, 350∼380㎚ 근변에 높은 발광 강도를 갖는 자외선 발광의 메탈 할라이드 램프는, 자외선 경화 도료의 경화나, 최근 시장 용도가 높은 기능성 고분자 필름에의 광반응에 효과적이다.Generally, the metal halide lamp of the ultraviolet light emission which has high luminescence intensity in the vicinity of 350-380 nm is effective for hardening an ultraviolet curable paint, and photoreaction to the functional polymer film with high market use recently.
그러나, 340㎚ 이하의 발광 파장 영역의 광은, 기능성 재료에 열화를 주는 것이 알려져 있고, 이들 단파장을 억제하여 사용되고 있다.However, it is known that the light of 340 nm or less light emission wavelength region deteriorates a functional material, and is used, suppressing these short wavelengths.
이와 같은 요구를 충족시키는 것으로서, 종래 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 금속 탈륨 혹은 할로겐화 탈륨을 철과 수은과 함께 기밀성 용기에 봉입함으로써 340㎚ 이하의 단파장의 자외선을 억제하여 365㎚ 근변에 높은 발광 강도를 갖는 자외선 조사 램프가 알려져 있다.As described in Patent Literature 1, as described above, the metal thallium or thallium halide is sealed together with iron and mercury in an airtight container to suppress ultraviolet rays having a short wavelength of 340 nm or less and high near 365 nm. Ultraviolet irradiation lamps with luminous intensity are known.
그러나, 종래의 철이 들어간 할로겐화 탈륨 램프는, 철 원소의 존재에 의해 365㎚의 스펙트럼은 급격하게 나타나지만, 실제로는 365㎚와 그 근방의 파장의 스펙트럼과의 적분값으로서의 365㎚의 스펙트럼이 얻어지고 있는 것으로서, 엄밀한 365㎚ 파장의 스펙트럼은 충분하지 않은 문제점이 있었다. 또한,장시간 방전 점 등시키고 있으면, 방전 매체 중의 철 원소가 기밀성 용기의 석영 글래스와 반응을 일으켜 실투를 발생하여 발광 강도가 저하됨과 함께 휘도 저하를 일으키는 문제점도 있었다. 또한 최근, 액정 표시 장치의 대화면화로 대표되는 대형 필름이나 인쇄물 등에서의 축 방향으로 균일하게 조도 분포를 실현하여 노광 가능한 장척(예를 들면, 1800㎜) 램프의 요구가 있다. 그러나, 철이 들어간 할로겐화 탈륨 램프에서는, 발광 길이가 300㎜를 초과하면 분리 발광을 발생하는 등, 장척화의 요구에 부적합한 램프 성능의 문제점도 있었다.However, in the conventional thallium halide lamp containing iron, the spectrum of 365 nm appears abruptly due to the presence of the iron element, but in reality, the spectrum of 365 nm as an integral value between the spectrum of the wavelength of 365 nm and its vicinity is obtained. As a matter of fact, the exact spectrum having a wavelength of 365 nm has not been sufficient. In addition, if the discharge is turned on for a long time, the iron element in the discharge medium reacts with the quartz glass of the hermetic container, causing devitrification, resulting in a decrease in luminescence intensity and also a problem in lowering luminance. In recent years, there has been a demand for a long (eg, 1800 mm) lamp capable of realizing uniform distribution of illuminance in the axial direction in a large film, printed matter, or the like represented by a large screen of a liquid crystal display device. However, in a halide thallium lamp containing iron, there is also a problem of lamp performance unsuitable for the demand for longening, such as separation light emission when the light emission length exceeds 300 mm.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평03-250549호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 03-250549
본 발명은, 상술한 종래 기술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 340㎚ 이하의 자외선 스펙트럼이 적고, 특히 352㎚에 높은 스펙트럼을 갖는 자외광을 발광할 수 있는 자외선 방전 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of the subject of the prior art mentioned above, and an object of this invention is to provide the ultraviolet discharge lamp which can emit the ultraviolet light which has a small ultraviolet spectrum of 340 nm or less and has a high spectrum especially at 352 nm. .
본 발명은 또한, 고조도로 램프 관축 방향으로 분광이나 조도의 편차(분리 발광)를 발생시키지 않고, 장척화(長尺化)가 도모되고, 또한 긴 수명을 도모할 수 있는 자외선 방전 램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention also provides an ultraviolet discharge lamp that can be lengthened and can have a long life without causing spectral or illuminance deviation (separated light emission) in the lamp tube axis direction at high illumination. For the purpose of
본 발명의 하나의 특징은, 발광 관 내에 방전 매체로서 철 원소를 함유하지 않고, 수은과 함께 할로겐화 탈륨이 봉입된 자외선 방전 램프이다.One feature of the present invention is an ultraviolet discharge lamp containing no elemental iron as a discharge medium in a light emitting tube, and containing thallium halide with mercury.
상기 자외선 방전 램프에서는, 상기 할로겐화 탈륨의 봉입량 M은, 상기 발광 관의 내경 D≤30㎜의 경우에 0.01㎎/cc≤M≤0.3㎎/cc로 할 수 있다.In the ultraviolet discharge lamp, the sealing amount M of the thallium halide can be 0.01 mg / cc ≦ M ≦ 0.3 mg / cc when the inner diameter D ≦ 30 mm of the light emitting tube.
또한, 상기 자외선 방전 램프에서는, 상기 발광 관의 내경 D≤30㎜로 발광 길이 L을 500㎜≤L≤2500㎜로 할 때, 상기 수은의 봉입량 Hg를 0.9㎎/cc≤Hg≤5.0㎎/cc, 할로겐화 탈륨의 봉입량 M을 0.012㎎/cc≤M≤0.1㎎/cc로 할 수 있다.In the ultraviolet discharge lamp, when the inner diameter D of the light emitting tube is 30 mm and the emission length L is 500 mm ≤ L ≤ 2500 mm, the amount of Hg charged in the mercury is 0.9 mg / cc ≤ Hg ≤ 5.0 mg /. cc and the sealing amount M of thallium halide can be 0.012 mg / cc <= M <0.1mg / cc.
또한, 상기 자외선 방전 램프에서는, 상기 발광 관 내에 함유하는 수은 및 할로겐화 탈륨의 방전 매체는, 상기 발광 관의 내경 D가 D<30㎜로 할 때 안정 점등 시의 전위 경도 E(V/㎝)의 값이 8<E<30의 값을 취하는 봉입량으로 할 수 있다.In the ultraviolet discharge lamp, the discharge medium of mercury and thallium halide contained in the light emitting tube has a potential hardness E (V / cm) at the time of stable lighting when the inner diameter D of the light emitting tube is D <30 mm. It can be set as the sealing amount whose value takes the value of 8 <E <30.
또한, 상기 자외선 방전 램프에서는, 상기 할로겐화 탈륨은 요오드화 탈륨(TlI)으로 할 수 있다.In the ultraviolet discharge lamp, the thallium halide may be thallium iodide (TlI).
또한, 상기 자외선 방전 램프에서는, 상기 요오드화 탈륨(TlI)은 수은(Hg)과의 중량비 Mr=Hg(㎎/cc)/TlI(㎎/cc)를 10≤Mr≤200으로 할 수 있다.In the ultraviolet discharge lamp, the thallium iodide (TlI) may have a weight ratio Mr = Hg (mg / cc) / TlI (mg / cc) to mercury (Hg) of 10 ≦ Mr ≦ 200.
본 발명의 자외선 방전 램프에 따르면, 램프 용기에 방전 매체로서 수은과 함께 할로겐화 탈륨이 봉입되고, 철 원소를 함유하지 않음으로써, 탈륨의 발광 파장인 352㎚에 높은 스펙트럼을 갖는 자외선을 효율적으로 발광시킬 수 있다. 또한, 본 발명의 자외선 방전 램프에 따르면, 고조도로, 램프 관축 방향으로 분광이나 조도의 편차가 발생하지 않고 발광시킬 수 있고, 또한 긴 수명을 도모할 수 있다.According to the ultraviolet discharge lamp of the present invention, thallium halide is sealed together with mercury as a discharge medium in a lamp container and contains no iron element, thereby efficiently emitting ultraviolet light having a high spectrum at 352 nm, the emission wavelength of thallium. Can be. In addition, according to the ultraviolet discharge lamp of the present invention, the light can be emitted at high illuminance without occurrence of spectral or illuminance deviation in the lamp tube axis direction, and further a long service life can be achieved.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail based on drawing.
(제1 실시 형태)(1st embodiment)
도 1을 이용하여, 본 발명의 제1 실시 형태의 자외선 방전 램프에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 자외선(UV) 방전 램프(52)는, 자외선 투과성을 갖는 석영제의 발광 관을 형성하는 기밀성 용기(520)의 내부에 텅스텐(W)제 등의 전극(521, 522)이 배치되고, 외부에 소켓(523, 524)이 각각 설치된 관 외경 27.5㎜, 두께 1.5㎜, 발광 길이 L이 1000㎜, 램프 전압 1100V, 램프 전류값 11.0A의 사양인 것이다.The ultraviolet discharge lamp of 1st Embodiment of this invention is demonstrated using FIG. In the ultraviolet (UV)
기밀성 용기(520)의 내부에는, 아르곤(Ar) 가스 등의 희박 가스, 수은, 그리고 할로겐화 탈륨이 봉입되어 있다. 이 할로겐화 탈륨으로서는, 요오드화 탈륨(TlI)을 이용할 수 있다. 요오드화 탈륨의 경우, 도 2에 도시한 바와 같이 파장 352㎚, 365㎚, 378㎚ 부근에, 특히 파장 352㎚, 378㎚ 부근에 큰 발광 피크를 갖는다. 요오드화 탈륨 대신에, 브롬화 탈륨을 채용할 수도 있다.Inside the
탈륨(Tl)은, 352㎚, 365㎚, 378㎚의 파장 영역 내에 강한 휘선 스펙트럼을 갖고, 수은의 발광 강도를 감소시키는 효과를 갖는다. 그 때문에, 313㎚의 수은 발광을 억제하고, 340∼400㎚의 파장 영역의 발광을 상대적으로 많게 한 자외선을 발광시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 자외선 방전 램프(52)는, 자외선 경화 도료 혹은 기능성 플라스틱 등에 대한 처리에서의 특성에 크게 영향을 미치는 파장 영역 340㎚ 이하의 자외선의 조사를 저감할 수 있다.Thallium (Tl) has a strong bright spectrum in the wavelength region of 352 nm, 365 nm, and 378 nm, and has an effect of reducing the luminescence intensity of mercury. Therefore, the mercury emission of 313 nm can be suppressed, and the ultraviolet-ray which made the light emission of the wavelength region of 340-400 nm relatively large can be emitted. Therefore, the
할로겐화 탈륨의 봉입량은, 발광 관의 내경 D≤30㎜의 경우에서, 봉입량 M은 0.01㎎/cc≤M≤0.3㎎/cc로부터 선택되는 양으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 발광 관의 내경 D가 D≤30㎜, 발광 길이 L이 500㎜≤L≤2500㎜로 한 경 우에, 수은의 봉입량 Hg를 0.9㎎/cc≤Hg≤5.0㎎/cc, 할로겐화 탈륨의 봉입량 M을, 0.012㎎/cc≤M≤0.1㎎/cc 내로부터 선택되는 양으로 하는 것이 바람직하다.In the case of the inner diameter D ≦ 30 mm of the light emitting tube, the sealing amount of thallium halide is preferably set to an amount selected from 0.01 mg / cc ≦ M ≦ 0.3 mg / cc. More preferably, when the inner diameter D of the light emitting tube is D ≦ 30 mm and the light emission length L is 500 mm ≦ L ≦ 2500 mm, the amount of mercury Hg added is 0.9 mg / cc ≦ Hg ≦ 5.0 mg / cc, It is preferable to make loading amount M of thallium halide into the quantity chosen from 0.012 mg / cc <= M <= 0.1mg / cc.
할로겐화 탈륨의 봉입량 M을 M≤0.3㎎/cc로 함으로써, 램프(52)의 축 방향에 대해 균일한 조도가 얻어지므로, 피조사물에 대한 자외선의 균일한 조사를 실현할 수 있다. 또한, 도 2의 분광 특성에 도시한 바와 같이, 피조사물의 특성에 영향을 미치는 파장 313㎚의 조도의 피크값을, 파장 365㎚의 조도의 피크값에 비해 5% 이하로 저감할 수 있으므로, 자외선 조사 후의 피조사물의 특성을 보다 향상시킬 수 있다. 한편, 할로겐화 탈륨의 봉입량을 0.3㎎/cc 이상으로 하면, 기밀성 용기(520) 내에 봉입된 탈륨이 램프(52)의 길이 방향으로 불균일하게 분산되기 때문에 발광 분리가 생기어, 램프 성능이 저하된다.When the amount M of encapsulation of thallium halide is M ≦ 0.3 mg / cc, uniform illuminance is obtained in the axial direction of the
또한, 할로겐화 탈륨의 혼입에 의해, 수은에 의한 자외선인 313㎚ 피크의 자외선의 발생을 억제할 수 있고, 피크 365㎚의 스펙트럼 강도에 대해 피크 313㎚의 스펙트럼 강도를 5% 이상으로 억제할 수 있고, 결과적으로 할로겐화 탈륨 혼입의 자외선 방전 램프로부터의 자외선에 의한 피조사물에의 조사에 의해 피조사물을 열화시키는 작용을 피해, 피조사물에 대한 자외선 처리를 보다 효과적으로 행할 수 있다.In addition, by the incorporation of thallium halide, generation of ultraviolet rays of the 313 nm peak which is ultraviolet rays by mercury can be suppressed, and the spectral intensity of the peak 313 nm can be suppressed to 5% or more relative to the spectral intensity of the peak 365 nm. As a result, the effect of deteriorating the irradiated object by irradiation with the irradiated object by the ultraviolet rays from the ultraviolet discharge lamp containing thallium halide mixed with the irradiated object can be more effectively performed.
또한, 본 실시 형태에서는, 발광 관 내경 D가 D<30㎜일 때에, 안정 점등 시의 전위 경도 E(V/㎝)를 8<E<30으로 할 수 있고, 이에 의해 과부하로 되지 않고 긴 수명이고 탈륨의 발광을 유효하게 이용하는 자외선 램프를 얻을 수 있다.In addition, in this embodiment, when the light emitting tube internal diameter D is D <30mm, the potential hardness E (V / cm) at the time of stable lighting can be set to 8 <E <30, and it does not become an overload, thereby long life And an ultraviolet lamp which effectively utilizes light emission of thallium.
또한, 기밀 용기의 내경이 30㎜ 이하이고, 또한 단위 길이당의 입력(W/㎝)이 60W/㎝ 이상으로 점등시킬 때에, 요오드화 탈륨의 봉입량(㎎/cc)을 0.3㎎/cc 이하로 할 수 있어, 이에 의해 340㎚ 이하의 스펙트럼의 발광 강도를 경감하여, 352㎚ , 365㎚, 378㎚의 스펙트럼의 발광 강도를 높일 수 있다.In addition, when the inside diameter of an airtight container is 30 mm or less, and the input (W / cm) per unit length lights 60 W / cm or more, the encapsulation amount (mg / cc) of thallium iodide shall be 0.3 mg / cc or less. The emission intensity of the spectrum of 340 nm or less can be reduced thereby, and the emission intensity of the spectrum of 352 nm, 365 nm, and 378 nm can be improved.
또한, 전극(521, 522)의 텅스텐재로서, 산화 세륨(Ce2O3)이 0.5% 이상 함유되어 있는 세륨 텅스텐을 사용할 수 있다. 일반적으로 널리 전극재로서 이용되고 있는 토륨 텅스텐은, 산화 토륨이 안정된 화합물이지만 방사성을 갖고 있다. 따라서, 일함수가 이 산화 토륨에 가까운 산화 세륨을 텅스텐에 함유시킴으로써, 토륨 텅스텐 전극과 동등한 전극 수명을 얻을 수 있고, 또한 방사성 물질에 의한 환경면에의 악영향의 걱정을 없앨 수 있다. 도 3의 그래프에는 종래의 토륨 텅스텐 전극을 채용한 자외선 방전 램프와 세륨 텅스텐 전극을 채용한 자외선 방전 램프와의 수명 특성의 측정 결과를 나타내고 있다. 그래프 A는 토륨 텅스텐 전극을 채용한 자외선 방전 램프의 수명 특성, 그래프 B는 세륨 텅스텐 전극을 채용한 자외선 방전 램프의 수명 특성이며, 세륨 텅스텐 전극을 채용한 램프의 수명 특성이 종래의 토륨 텅스텐 전극과 동등한 수명 특성을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 이와 같은 세륨 텅스텐 전극은, 이하의 다른 실시 형태의 자외선 방전 램프에 대해서도 마찬가지로 채용할 수 있다.As the tungsten material of the
(제2 실시 형태)(2nd embodiment)
본 발명의 제2 실시 형태의 자외선 방전 램프에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 자외선 방전 램프(52)의 구조는, 도 1에 도시한 제1 실시 형태와 마찬가지이 다. 그리고 기밀성의 방전 용기의 내부에 봉입하는 방전 매체에서의 요오드화 탈륨의 봉입량에 특징을 갖고 있다.The ultraviolet discharge lamp of 2nd Embodiment of this invention is demonstrated. The structure of the
본 실시 형태의 경우, 램프의 사양으로서는, 자외선 투과성을 갖는 석영제의 기밀성 용기(520)의 내부에 텅스텐(W)제 등의 전극(521, 522)이 배치된 관 외경 27.5㎜, 두께 1.5㎜, 발광 길이 L이 1800㎜로 할 수 있다. 또한, 기밀성 용기(520)의 내부에는, 방전 매체로서 아르곤(Ar) 가스, 수은, 그리고 요오드화 탈륨(TII)을 봉입한다. 이 방전 매체에서의 수은 Hg와 요오드화 탈륨 TII와의 중량비 Mr은 10≤Mr≤200이다. 이 비율로 함으로써, Mr<10으로 할 때, 램프 축 방향으로 분리 발광이 발생하게 된다. 한편,Mr>200으로 할 때, 탈륨의 발광 강도가 작아지게 되어, 수은의 발광만이 생기고 탈륨의 발광을 살린 램프에서는 없어지게 된다.In the case of this embodiment, as a specification of a lamp | ramp, the tube outer diameter of 27.5 mm and thickness 1.5 mm in which the
또한, 본 실시 형태에서도, 발광 관 내경 D가 D<30㎜일 때에, 안정 점등 시의 전위 경도 E(V/㎝)를 8<E<30으로 할 수 있고, 이에 의해 과부하로 되지 않아 긴 수명이고 탈륨의 발광을 유효하게 이용하는 자외선 램프를 얻을 수 있다.Moreover, also in this embodiment, when the light emitting tube internal diameter D is D <30mm, the potential hardness E (V / cm) at the time of stable lighting can be set to 8 <E <30, and it does not become an overload by this, and long lifetime And an ultraviolet lamp which effectively utilizes light emission of thallium.
(제3 실시 형태)(Third embodiment)
본 발명의 제3 실시 형태의 자외선 방전 램프에 대해 설명한다. 본 실시 형태의 자외선 방전 램프(52)의 구조, 봉입하는 방전 매체는, 도 1에 도시한 제1 실시 형태와 마찬가지이다. 그리고 본 실시 형태에서는 입력 전력 W(W/㎝), 기밀성 용기의 내표면적 2πr(㎠)로 할 때에, 관 벽 부하 W/㎠를 0.5<W/㎠<3.5로 함으로써, 램프 온도를 관리하여, 긴 수명의 램프로 하는 것을 특징으로 한다.The ultraviolet discharge lamp of 3rd Embodiment of this invention is demonstrated. The structure of the
예를 들면, 석영제의 기밀성 용기의 내부에 텅스텐제 등의 전극이 배치된 관 외경 27.5㎜, 두께 1.5㎜, 발광 길이 L이 1000㎜, 그리고 방전 매체로서 아르곤 가스와 함께, 수은 1.68㎎/cc, 요오드화 탈륨 0.1051mg/cc를 봉입한 자외선 방전 램프에 대해, 램프 전압 1100V, 램프 전류값 10.2A의 전력을 인가하여 점등시킨다. 이와 같이 관 벽 부하 W/㎠를 1<W/㎠<60으로 함으로써 램프 온도를 관리할 수 있고, 점등 중의 온도 열화를 적게 하여, 긴 수명의 램프로 할 수 있다.For example, mercury 1.68 mg / cc with an outer diameter of 27.5 mm, a thickness of 1.5 mm, a luminous length L of 1000 mm, and an argon gas as a discharge medium, in which an electrode such as tungsten is disposed inside a hermetic container made of quartz. And an ultraviolet discharge lamp in which 0.1051 mg / cc of thallium iodide is encapsulated, the lamp is applied by applying power of a lamp voltage of 1100 V and a lamp current value of 10.2 A. Thus, by setting the tube wall load W / cm 2 to 1 <W / cm <2> 60, the lamp temperature can be managed, the temperature deterioration during lighting can be reduced, and the lamp with a long life can be obtained.
또한, 본 실시 형태에서도, 발광 관 내경 D가 D<30㎜일 때에, 안정 점등 시의 전위 경도 E(V/㎝)를 8<E<30으로 할 수 있고, 이에 의해 과부하로 되지 않아 긴 수명이고 탈륨의 발광을 유효하게 이용하는 자외선 램프를 얻을 수 있다.Moreover, also in this embodiment, when the light emitting tube internal diameter D is D <30mm, the potential hardness E (V / cm) at the time of stable lighting can be set to 8 <E <30, and it does not become an overload by this, and long lifetime And an ultraviolet lamp which effectively utilizes light emission of thallium.
또한, 기밀 용기의 내경이 30㎜ 이하이고, 또한 단위 길이당의 입력(W/㎝)이 60W/㎝ 이상으로 점등시킬 때에, 요오드화 탈륨의 봉입량(㎎/cc)을 0.3㎎/cc 이하로 할 수 있고, 이에 의해 340㎚ 이하의 스펙트럼의 발광 강도를 경감하여, 352㎚, 365㎚, 378㎚의 스펙트럼의 발광 강도를 높일 수 있다.In addition, when the inside diameter of an airtight container is 30 mm or less, and the input (W / cm) per unit length lights 60 W / cm or more, the encapsulation amount (mg / cc) of thallium iodide shall be 0.3 mg / cc or less. As a result, the emission intensity of the spectrum of 340 nm or less can be reduced, and the emission intensity of the spectrum of 352 nm, 365 nm, and 378 nm can be increased.
(제4 실시 형태)(4th embodiment)
도 4, 도 5에 본 발명의 제4 실시 형태의 자외선 방전 램프의 점등 장치를 도시하고 있다. 본 실시 형태의 자외선 방전 램프 점등 장치는, 램프(52) 자체의 소켓(523, 524)과 회로측에 탑재하기 위한 소켓(525, 526)을 세라믹제로 하고, 또한 공용하는 구조에 특징을 갖고 있다.4 and 5 show a lighting device of the ultraviolet discharge lamp of the fourth embodiment of the present invention. The ultraviolet discharge lamp lighting device of the present embodiment is characterized in that the
본 실시 형태에서는, 외부 고정용 소켓(525, 526)을 회로측에 탑재하고, 램프(52)측의 스테아타이트 소켓(523, 524)과 감합시킴으로써 램프(52)를 고정한다. 이들 양쪽 소켓(523∼526)은 모두 세라믹제이다. 본 실시 형태에 따르면, 통전부 주변에 금속 부품을 없앨 수 있어, 전기적으로 안전한 기구를 확보할 수 있고, 그만큼 저비용의 설계가 가능하게 된다.In the present embodiment, the
또한, 상기의 각 실시 형태에서, 할로겐화 탈륨 대신에 할로겐화 코발트(Co) 혹은 할로겐화 인듐(In)을 채용할 수도 있다.In each of the above embodiments, cobalt halide (Co) or indium halide (In) may be employed instead of thallium halide.
또한, 본 발명의 자외선 방전 램프는 프린트 기판, 건조, 인쇄, 제판 소부 등, 다양한 노광 광원의 용도에 대응할 수 있다.Moreover, the ultraviolet discharge lamp of this invention can respond to the use of various exposure light sources, such as a printed board, drying, printing, and plate making baking.
<실시예 1> <Example 1>
본 발명의 실시예 1의 자외선 방전 램프는, 관 외경 ø27.5㎜, 두께 1.5㎜, 발광 길이 1000㎜의 자외선 투과성 석영제의 기밀 용기의 내부 양단에 텅스텐으로 이루어지는 전극을 봉착하고, 또한 기밀 용기의 내부에 아르곤 가스와 함께 발광 금속으로서 수은 및 요오드화 탈륨을 봉입한 것이다. 그 봉입량은, 수은 1.6㎎/cc, 요오드화 탈륨 0.1㎎/cc, 아르곤 1.33㎪이었다. 그때의 전기 특성이 1100V, 11.0A이었다. 상기 램프는, 자외 영역에서 각각의 금속의 피크를 갖고, 축 방향으로 균일한 발광을 하였다. 분광 분석하면, 실시예 1의 자외선 방전 램프의 경우, 요오드화 탈륨에 의한 파장, 즉 352㎚, 365㎚, 378㎚의 스펙트럼 성분의 조도가 높게 나오고, 게다가 축 방향으로 분광이나 조도의 편차, 즉 분리 발광이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다.The ultraviolet discharge lamp of Example 1 of this invention seals the electrode which consists of tungsten in the both ends of the inside of the airtight container made from ultraviolet-permeable quartz of tube outer diameter (DELTA) 27.5mm, thickness 1.5mm, and light emission length 1000mm, and also the airtight container Mercury and thallium iodide are encapsulated inside as a light emitting metal together with argon gas. The loading amount was 1.6 mg / cc of mercury, thallium iodide 0.1 mg / cc, and argon 1.33 Pa. The electrical characteristics at that time were 1100V and 11.0A. The lamp had peaks of the respective metals in the ultraviolet region and gave uniform light emission in the axial direction. According to the spectroscopic analysis, in the case of the ultraviolet discharge lamp of Example 1, the illuminance of the wavelength due to thallium iodide, that is, the spectral components of 352 nm, 365 nm, and 378 nm is high, and the deviation of spectroscopy or illuminance in the axial direction, that is, separation It was confirmed that luminescence did not occur.
이에 의해, 종래보다도 320㎚ 이하의 파장 성분을 강하게 컷트하는 필터를 채용함으로써, 더욱 확실하게 유해한 자외선 파장 영역을 억제한 처리가 가능하게 된다.Thereby, by employing the filter which cut | disconnects the wavelength component of 320 nm or less strongly conventionally, the process which reliably suppressed the harmful ultraviolet wavelength range is attained.
<실시예 2><Example 2>
실시예 2의 자외선 방전 램프로서, 석영제의 기밀성 용기의 내부에 텅스텐제 등의 전극이 배치된 관 외경 27.5㎜, 두께 1.5㎜, 발광 길이 L이 1800㎜, 그리고 방전 매체로서 아르곤 가스와 함께, 수은 1.68㎎/cc, 요오드화 탈륨 0.032㎎/cc(Mr=52.5)의 비율로 봉입한 자외선 방전 램프를 준비하였다.In the ultraviolet discharge lamp of Example 2, a tube outer diameter of 27.5 mm, a thickness of 1.5 mm, a light emission length L of 1800 mm, in which an electrode such as tungsten is disposed inside a hermetic container made of quartz, together with argon gas as a discharge medium, An ultraviolet discharge lamp encapsulated at a rate of 1.68 mg / cc of mercury and 0.032 mg / cc of thallium iodide (Mr = 52.5) was prepared.
또한, 비교예 1로서, 동일한 사양의 기밀성 용기에 대해, 수은 1.09㎎/cc, 요오드화 탈륨 0.218㎎/cc(Mr=5)의 비율로 봉입한 비교예 1의 자외선 방전 램프도 준비하였다. 또한, 비교예 2로서, 동일한 사양의 기밀성 용기에 대해, 수은 1.09㎎/cc, 요오드화 탈륨 0.001㎎/cc(Mr=1090)의 비율로 봉입한 비교예 2의 자외선 방전 램프도 준비하였다.Moreover, as the comparative example 1, the ultraviolet discharge lamp of the comparative example 1 which enclosed in the ratio of 1.09 mg / cc mercury and 0.218 mg / cc thallium iodide (Mr = 5) with the mercury container of the same specification was also prepared. Moreover, as the comparative example 2, the ultraviolet discharge lamp of the comparative example 2 which enclosed at the ratio of 1.09 mg / cc mercury and thallium iodide 0.001 mg / cc (Mr = 1090) with respect to the airtight container of the same specification was also prepared.
그리고 이들 실시예 2, 비교예 1, 비교예 2의 자외선 방전 램프를 방전 점등시키고, 분광 특성을 계측한 결과를 도 6(a)∼(c)에 도시하고 있다. 도 6(a)와 같이, 본 발명의 실시예 2의 경우, 고조도이면서 램프 축 방향으로 분광이나 조도의 편차(분리 발광)가 발생하지 않고, 352㎚, 378㎚의 스펙트럼의 탈륨의 발광을 효율적으로 방사하는 램프 특성을 도시하고 있다. 이에 대해, 도 6(b)와 같이, Mr<10인 비교예 1에서는 램프의 좌우에서의 조도에 차가 생기고, 분리 발광이 발생하고 있는 것이 확인된다. 이는, 수은과 요오드화 탈륨과의 비율 Mr<10으로 함으로써 방전 플라즈마 내에서 수은과 탈륨과의 원자 반경차에 의해 봉입물의 확산이 일어나기 어려워져, 축 방향으로 분리 발광이 발생하게 되기 때문이다. 또한, 도 6(c) 와 같이, Mr>200인 비교예 2에서는 탈륨의 스펙트럼이 작아지고, 수은의 발광만이 생겨, 요오드화 탈륨의 특성을 살린 자외선 방전 램프에서는 없어지게 되어 있다.And the result of having discharged the ultraviolet discharge lamp of these Example 2, the comparative example 1, and the comparative example 2, and measured the spectral characteristic is shown to FIG. 6 (a)-(c). As shown in Fig. 6 (a), in the second embodiment of the present invention, spectra and illuminance deviation (separated light emission) do not occur in the lamp axial direction while being high illuminance, and light emission of thallium having a spectrum of 352 nm and 378 nm is achieved. The lamp characteristics that emit efficiently are shown. On the other hand, as shown in Fig. 6B, in Comparative Example 1 in which Mr < 10, a difference occurs in illuminance on the left and right of the lamp, and it is confirmed that separated light emission occurs. This is because by setting the ratio Mr <10 between mercury and thallium iodide, diffusion of the inclusions hardly occurs due to the atomic radius difference between mercury and thallium in the discharge plasma, and separate light emission occurs in the axial direction. In addition, as shown in Fig. 6C, in Comparative Example 2 in which Mr> 200, the spectrum of thallium becomes small, only mercury emission occurs, and the ultraviolet discharge lamp utilizing the characteristics of thallium iodide disappears.
<실시예 3><Example 3>
본 발명의 실시예(Tl)로서, 방전 매체에 철 원소를 함유하지 않은 자외선 방전 램프로서, 석영제의 기밀성 용기의 내부에 텅스텐제 등의 전극이 배치된 관 외경 27.5㎜, 두께 1.5㎜, 그리고 방전 매체로서 아르곤 가스와 함께, 수은 1.68㎎/cc, 요오드화 탈륨 0.024mg/cc의 비율로 봉입한 도 7의 표 1에 나타낸 바와 같이 램프 길이가 서로 다른 복수 종의 자외선 방전 램프를 준비하였다. 또한 비교예(Fe+Tl)로서, 방전 매체에 철 원소를 함유하는 자외선 방전 램프로서, 석영제의 기밀성 용기의 내부에 텅스텐제 등의 전극이 배치된 관 외경 27.5㎜, 두께 1.5㎜, 그리고 방전 매체로서 아르곤 가스와 함께, 수은 1.10㎎/cc, 철 원소 0.03mg/cc, 요오드화 탈륨 0.10㎎/cc의 비율로 봉입한, 표 1에 나타낸 바와 같이 램프 길이가 서로 다른 복수 종의 자외선 방전 램프도 준비하였다. 그리고, 이들에 대해 분리 발광의 유무에 대해 조사한바, 비교예의 경우 램프 길이 200㎜에서는 분리 발광이 보이지 않았지만, 500㎜ 길이의 경우에는 발광이 불안정해지고, 750㎜ 이상의 램프에서는 분리 발광이 확인되었다. 이에 대해, 본 발명의 실시예의 경우, 램프 길이 200㎜∼2300㎜ 중 어느 것에서도 분리 발광이 확인되지 않고, 안정된 방전 발광이 얻어졌다.As an embodiment (Tl) of the present invention, an ultraviolet discharge lamp containing no iron element in a discharge medium, the outer diameter of a tube having a tube made of tungsten or the like in a hermetic container made of quartz, 27.5 mm, thickness 1.5 mm, and As the discharge medium, as shown in Table 1 of FIG. 7 encapsulated with mercury 1.68 mg / cc and thallium iodide at a rate of 0.024 mg / cc, a plurality of types of ultraviolet discharge lamps having different lamp lengths were prepared. Further, as a comparative example (Fe + Tl), an ultraviolet discharge lamp containing iron element in a discharge medium, a tube outer diameter of 27.5 mm, a thickness of 1.5 mm, and a discharge in which electrodes such as tungsten were disposed inside a hermetic container made of quartz As shown in Table 1, a plurality of types of ultraviolet discharge lamps having different lamp lengths are also encapsulated in a ratio of 1.10 mg / cc of mercury, 0.03 mg / cc of iron element, and 0.10 mg / cc of thallium iodide as a medium. Ready. In addition, when the presence or absence of the separate light emission was investigated, the light emission became unstable in the lamp length of 200 mm in the comparative example, but the light emission became unstable in the case of the 500 mm length, and the separate light emission was confirmed in the lamp of 750 mm or more. On the other hand, in the case of the Example of this invention, no separate light emission was recognized in any of lamp length 200mm-2300mm, and stable discharge light emission was obtained.
<실시예 4><Example 4>
석영제의 기밀성 용기의 내부에 텅스텐제 등의 전극이 배치된 관 외경 27.5 ㎜, 두께 1.5㎜, 발광 길이 L이 1800㎜, 그리고 방전 매체로서 아르곤 가스와 함께, 수은 1.68㎎/cc이며, 도 8의 표 2에 나타낸 바와 같이 요오드화 탈륨의 함유량을 서로 다르게 한 복수 종의 자외선 방전 램프를 준비하고, 분리 발광의 유무와 자외선 조도의 적부에 대해 조사하였다. 이 결과로서, 동일한 수은의 함유량이어도, 분리 발광하지 않고, 원하는 자외선 조도가 얻어지는 조건으로서, 요오드화 탈륨의 함유량이 0.012㎎/cc 이상이고, 0.032mg/cc가 적절한 것을 확인할 수 있었다.It is 1.68 mg / cc of mercury, together with argon gas as a discharge medium, 27.5 mm in tube diameter, 1.5 mm in thickness, luminous length L is 1800 mm, and an electrode made of tungsten or the like is placed inside a hermetic container made of quartz. As shown in Table 2, plural kinds of ultraviolet discharge lamps in which the content of thallium iodide were different from each other were prepared, and the presence or absence of separate light emission and appropriateness of ultraviolet light intensity were investigated. As a result, even if it was content of the same mercury, it was confirmed that content of thallium iodide is 0.012 mg / cc or more and 0.032 mg / cc is suitable as conditions on which the desired ultraviolet illuminance is obtained without separating light emission.
<실시예 5><Example 5>
본 발명의 실시예의 자외선 방전 램프는, 관 외경 ø27.5㎜, 두께 1.5㎜, 발광 길이 1000㎜의 자외선 투과성 석영제의 기밀 용기의 내부 양단에 텅스텐으로 이루어지는 전극을 봉착(封着)하고, 또한 기밀 용기의 내부에 아르곤 가스와 함께 발광 금속으로서 수은 및 요오드화 탈륨을 봉입한 것이다. 그 봉입량은 수은 1.6㎎/cc, 요오드화 탈륨 0.032㎎/cc, 아르곤 1.33㎪이었다. 그때의 전기 특성이 1100V, 11.0A이었다. 또한, 비교예로서, 방전 매체에 철 원소를 함유하는 자외선 방전 램프로서, 상기의 실시예와 동일 사양이며, 또한 철 원소 0.03㎎/cc, 요오드화 탈륨 0.10mg/cc의 비율로 봉입한 자외선 방전 램프를 준비하였다. 그리고, 이들에 대해 수명 초기와 수명 말기에서의 분광 특성을 측정한 결과를 도 9, 도 10에 도시하고 있다. 도 10에 도시한 비교예의 경우, 요오드화 탈륨에 의한 파장 352㎚, 365㎚, 378㎚의 스펙트럼 성분이 크게 저하되는 것, 그 때문에 수명이 짧지만, 도 9에 도시한 본 발명의 실시예의 경우, 수명 초기와 수명 말기에서 분광 특성에 거의 변화가 없어, 안정된 분광 특성을 갖는 것을 확인할 수 있었다.The ultraviolet discharge lamp of the Example of this invention seals the electrode which consists of tungsten in the both ends of the inside of the airtight container made from ultraviolet-permeable quartz of tube outer diameter (DELTA) 27.5mm, thickness 1.5mm, and light emission length 1000mm, Mercury and thallium iodide were enclosed with argon gas as a light emitting metal in the airtight container. The loading amount was 1.6 mg / cc of mercury, 0.032 mg / cc of thallium iodide, and 1.33 Pa of argon. The electrical characteristics at that time were 1100V and 11.0A. In addition, as a comparative example, an ultraviolet discharge lamp containing iron element in a discharge medium, the ultraviolet discharge lamp having the same specifications as the above-described embodiment, and sealed at a rate of 0.03 mg / cc iron element and thallium iodide 0.10 mg / cc. Was prepared. 9 and 10 show the results of measuring the spectral characteristics at the beginning of the life and the end of the life. In the comparative example shown in Fig. 10, the spectral components having wavelengths of 352 nm, 365 nm, and 378 nm due to thallium iodide are greatly reduced, and thus the lifespan is short, but in the case of the embodiment of the present invention shown in Fig. 9, There was almost no change in the spectral characteristics at the beginning and end of life, and it was confirmed that they had stable spectral characteristics.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태의 자외선 방전 램프의 정면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The front view of the ultraviolet discharge lamp of 1st Embodiment of this invention.
도 2는, 상기 실시 형태의 분광 특성의 그래프.2 is a graph of spectral characteristics of the above embodiment.
도 3은, 상기 실시 형태의 자외선 방전 램프에서, 토륨 텅스텐 전극과 세륨 텅스텐 전극과의 수명을 비교한 그래프.3 is a graph comparing the lifespan of a thorium tungsten electrode and a cerium tungsten electrode in the ultraviolet discharge lamp of the above embodiment.
도 4는, 상기 실시 형태에서의 소켓 부분의 분해도.4 is an exploded view of the socket portion in the embodiment;
도 5는, 상기 실시 형태에서의 소켓 부분의 장착 설명도.Fig. 5 is an explanatory view of the mounting of the socket portion in the embodiment;
도 6은, 상기 실시 형태의 탈륨 함유량에 의한 발광 특성의 변화를 나타내는 그래프.6 is a graph showing a change in light emission characteristics by thallium content of the embodiment.
도 7은, 상기 실시 형태의 종래예와의 발광 분리 특성의 비교표.7 is a comparison table of luminescence separation characteristics with a conventional example of the above embodiment.
도 8은, 상기 실시 형태의 탈륨 함유량에 의한 발광 특성의 변화를 나타내는 표.8 is a table showing a change in luminescence properties by thallium content of the embodiment.
도 9는, 상기 실시 형태의 수명 초기와 수명 말기에서의 발광 특성의 그래프.9 is a graph of light emission characteristics at the beginning and end of life of the embodiment.
도 10은, 종래예의 수명 초기와 수명 말기에서의 발광 특성의 그래프.Fig. 10 is a graph of light emission characteristics at the beginning of life and at the end of life of the conventional example.
<부호의 설명><Description of the code>
52 : 자외선 방전 램프 520 : 기밀성 용기52: ultraviolet discharge lamp 520: airtight container
521, 522 : 전극 523, 524 : 소켓521, 522:
525, 526 : 외부 소켓525, 526: external socket
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