KR20100122440A - 방전 램프 - Google Patents

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KR20100122440A
KR20100122440A KR1020100023815A KR20100023815A KR20100122440A KR 20100122440 A KR20100122440 A KR 20100122440A KR 1020100023815 A KR1020100023815 A KR 1020100023815A KR 20100023815 A KR20100023815 A KR 20100023815A KR 20100122440 A KR20100122440 A KR 20100122440A
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가즈유키 모리
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우시오덴키 가부시키가이샤
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Abstract

파장이 300~340㎚인 자외선의 적분 분광 방사 강도가 큰 방전 램프를 제공하는 것으로, 발광관(11)과, 이 발광관(11) 내에 배치된 한 쌍의 전극(13, 14)과, 상기 발광관(11) 내에 봉입된 발광 물질을 가지고 이루어지는 방전 램프(10)에 있어서,
상기 발광 물질은, 아연 및 수은을 함유하여 이루어지고, 당해 아연에 대한 당해 수은의 몰비가 3~35인 것을 특징으로 한다.
또, 상기 아연의 봉입량이 0.1μ㏖/㎤ 이상인 것이 바람직하다.
또, 상기 발광관(11) 내에는, 요오드 또는 브롬이 봉입되어 있고, 상기 발광관(11) 내에 봉입된 아연의 몰수가, 2원자 분자로 환산된 요오드 또는 브롬의 몰수보다 큰 것이 바람직하다.

Description

방전 램프{DISCHARGE LAMP}
본 발명은, 액정 디스플레이의 제조 공정에 있어서 적합하게 이용할 수 있는 방전 램프에 관한 것이다.
액정 디스플레이의 제조 공정에 있어서는, 서로 대향하도록 배치된 2매의 유리 기판의 둘레 가장자리부를, 자외선 경화성 접착제에 의해 접착하여 시일링하는 시일링 공정과, 이 시일링 공정에 계속해서, 봉입된 액정 분자를, 예를 들면 유리 기판의 두께 방향 혹은 면방향에 대해서 경사지도록 배향시킨 상태로, 액정 디스플레이의 화소를 형성할 때에 액정 분자와 함께 봉입된 감광성의 모노머를 중합시킴으로써, 액정 분자의 배향 방향을 고정시키는 프리틸트각 부여 공정을 가진다.
시일링 공정에 있어서는, 2매의 유리 기판의 사이에 액정 분자 및 감광성의 모노머가 주입되어 있고, 당해 모노머에 자외선이 조사되는 것을 방지하기 위해, 유리 기판의 중앙 부분에 마스크가 배치되고, 이 상태로 자외선 경화성 접착제가 도포된 유리 기판의 둘레 가장자리부에 자외선이 조사된다. 여기서, 조사되는 자외선은, 자외선 경화성 접착제에 따라 선택되고, 통상, 파장이 340㎚ 이하인 자외선이 필터에 의해 커트된, 파장이 340~390㎚인 자외선이 이용된다(특허 문헌 1 참조.).
한편, 프리틸트각 부여 공정에 있어서 이용되는 자외선은, 액정 분자에 부여하는 손상이 작은 것, 모노머의 감도가 높은 것, 유리 기판에 대한 투과성이 높은 것 등을 고려하여, 파장이 300~380㎚인 자외선이 이용되고, 그 때문에, 감광성의 모노머로서는, 파장이 300~380㎚인 자외선에 의해 중합이 발생되는 것, 예를 들면 감도의 피크가 파장 340㎚ 부근에 있는 모노머가 이용되고 있다(특허 문헌 2 참조.).
그리고, 시일링 공정에 있어서는, 유리 기판의 사이에 봉입되는 모노머에 자외선이 조사되는 것을 확실히 방지하기 위해서는, 유리 기판에 대해서 마스크를 높은 정밀도로 위치 맞춤하여 배치하는 것이 중요하다.
그런데, 유리 기판에 대해서 마스크를 높은 정밀도로 위치 맞춤하여 배치해도, 내부에 자외선이 진입하고, 이로 인해, 모노머가 중합해 버리고, 특히, 파장이 340㎚인 자외선이 내부에 진입하면, 모노머의 중합이 급속히 생긴다는 문제가 있다.
이러한 이유로부터, 최근에 있어서는, 시일링 공정에 있어서 모노머가 중합하는 것을 방지하기 위해서, 피크 감도가 파장이 340㎚보다 상당히 짧은 파장역에 있는 모노머를 이용하고 있는 경향에 있고, 이로 인해, 시일링 공정에 있어서 모노머의 중합이 생기는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 프리틸트각 부여 공정에 있어서는, 당해 공정에 이용되는 자외선을 모노머의 피크 감도와 맞출 필요성이 있고, 그 때문에, 파장이 300~340㎚인 자외선을 이용하는 것이 요구되고 있다.
이러한 방전 램프로서는, 발광관 내에 발광 물질로서, 파장 333㎚ 및 파장 338㎚에 발광 스펙트럼을 가지는 아연이 봉입되어 이루어지는 것이 알려져 있다.
그러나, 아연이 봉입된 종래의 방전 램프는, 방사광에 있어서의 파장이 300~340㎚인 자외선의 적분 분광 방사 강도가 큰 것은 아니다.
[선행 기술 문헌]
[특허 문헌]
(특허문헌 1) 일본국 특허공개 2008-269976호 공보
(특허문헌 2) 일본국 특허공개 2008-269977호 공보
본 발명은 이상과 같은 사정에 기초하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 파장이 300~340㎚인 자외선의 적분 분광 방사 강도가 큰 방전 램프를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 방전 램프는, 발광관과, 이 발광관 내에 배치된 한 쌍의 전극과, 상기 발광관 내에 봉입된 발광 물질을 가지고 이루어지는 방전 램프에 있어서,
상기 발광 물질은, 아연 및 수은을 함유하여 이루어지고, 당해 아연에 대한 당해 수은의 몰비가 3~35인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방전 램프에 있어서는, 상기 아연의 봉입량이 0.1μ㏖/㎤ 이상인 것이 바람직하다.
또, 상기 발광관 내에는, 요오드 또는 브롬이 봉입되어 있고,
상기 발광관 내에 봉입된 아연의 몰수, 2원자 분자로 환산된 요오드 또는 브롬의 몰수보다 큰 것이 바람직하다.
본 발명의 방전 램프에 의하면, 발광관 내에 발광 물질로서 아연 및 수은이 봉입되고, 당해 아연에 대한 당해 수은의 몰비가 특정의 범위에 있기 때문에, 파장 300~340㎚에 있어서의 적분 분광 방사 강도가 큰 자외선을 얻을 수 있다.
또, 아연의 봉입량이 0.1μ㏖/㎤ 이상인 것으로 인해, 파장 300~340㎚에 있어서의 적분 분광 방사 강도가 큰 자외선을 방사하는 방전 램프가 확실히 얻어진다.
또, 발광관 내에는, 요오드 또는 브롬이 봉입된 방전 램프에 의하면, 발광관 내에 이른바 할로겐 사이클이 형성되므로, 비교적 낮은 온도로, 아연에 의한 방사광이 얻어짐과 더불어, 발광관과 아연의 반응에 의한 흑화가 생기는 것이 억제되고, 또한, 봉입된 아연의 몰비가, 2원자 분자로 환산된 요오드 또는 브롬의 몰수보다 큰 방전 램프에 의하면, 장시간 점등시킴으로써, 발광에 제공되는 아연이 소모된 경우에도, 유리 할로겐이 발생하여 전자를 트랩함으로써 램프 전압을 상승시키고, 전원의 허용 범위를 넘어 램프가 켜지다 꺼져 버리는 문제를 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 방전 램프의 일례에 있어서의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
도 2는 실험예 1에 있어서 측정한, 방전 램프의 방사광에 있어서의 파장이 250~450nm인 광의 상대 출력 강도를 나타내는 곡선도이다.
도 3은 발광관 내에 봉입된 아연에 대한 수은의 몰비와, 방전 램프의 파장이 300~340nm인 자외선의 적분 분광 방사 강도(상대 강도비)의 관계를 나타내는 곡선도이다.
도 4는 발광관 내에 있어서의 아연의 봉입량과, 방전 램프의 파장이 300~340nm인 자외선의 적분 분광 방사 강도(상대 강도비)의 관계를 나타내는 곡선도이다.
이하, 본 발명의 실시의 형태에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명의 방전 램프의 일례에 있어서의 구성의 개략을 나타내는 설명도이다.
이 방전 램프(10)는, 양단에 시일링관부(12)가 형성된 석영 유리제의 발광관(11)을 가지며, 이 발광관(11) 내에는, 한 쌍의 전극(13, 14)이 서로 대향하도록 관축 방향을 따라 배치되어 있다. 발광관(11)에 있어서의 시일링관부(12)의 각각에는, 원통형상의 구금(口金: 15)이 설치되고, 이 구금(15)의 각각의 둘레측면에는, 전극(13, 14)간에 전력을 공급하기 위한 급전선(16)이 설치되고, 이 급전선(16)의 선단부에는, 점등 장치에 접속되는 급전 단자(17)가 설치되어 있다.
발광관(11) 내에는, 발광 물질 및 희가스가 봉입되어 있고, 발광 물질로서는, 아연 및 수은이 이용된다.
이와 같이, 발광 물질로서 아연 외에 수은이 봉입됨으로써, 아연에 의한 파장 333㎚ 및 파장 338nm인 자외선에 더하여, 수은에 의한 파장 313㎚ 및 파장 334㎚인 자외선이 방사되는 방전 램프(10)를 얻을 수 있음과 더불어, 전극(13, 14)간의 저항값이 낮아지기 때문에, 램프 전류가 작고, 전극(13, 14)에 가해지는 부하가 작은 방전 램프(10)을 얻을 수 있다.
발광관(11) 내에 봉입된 아연에 대한 수은의 몰비는 3~35가 되고, 바람직하게는 6~20이 된다. 이러한 몰비로 아연 및 수은이 봉입됨으로써, 파장 300~340㎚에 있어서의 적분 분광 방사 강도가 큰 자외선을 얻을 수 있다. 이 몰비가 3미만인 경우에는, 수은에 의한 파장 313nm 및 파장 334nm인 자외선을 충분히 얻을 수 없고, 그 결과, 파장 300~340nm에 있어서의 적분 분광 방사 강도가 큰 자외선을 얻을 수 없다. 한편, 이 몰비가 35를 넘는 경우에는, 수은에 의한 파장 365nm 및 파장 436nm인 자외선의 강도가 과대해지고, 파장 313nm 및 파장 334㎚인 자외선의 강도가 상대적으로 작아지기 때문에, 파장 300~340㎚에 있어서의 적분 분광 방사 강도가 큰 자외선을 얻을 수 없다.
또, 발광관(11) 내에 있어서의 아연의 봉입량은, 0.1μ㏖/㎤ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2μ㏖/㎤ 이상이다. 또, 아연의 봉입량의 상한은, 특별히 한정되지 않지만, 통상, 5μ㏖/㎤ 이하이다. 이러한 양의 아연이 봉입됨으로써, 파장 300~340㎚에 있어서의 자외선을 높은 강도로 얻을 수 있다.
또, 발광관(11) 내에는, 요오드 또는 브롬이 봉입되어 있는 것이 바람직하고 이로 인해, 발광관(11) 내에 있어서, 이른바 할로겐 사이클이 형성된다. 즉, 발광관(11)내에 있어서, 아연의 할로겐화물(옥화물 또는 브롬화물)이 생성되고, 이 할로겐화물은, 금속 아연보다 증기압이 높기 때문에 비교적 낮은 온도로 기화하고, 전극(13, 14)간에 형성되는, 온도가 매우 높은 아크 내에 있어서는, 할로겐화물이 해리하여 금속 증기가 생성되고, 또한, 금속 증기가, 온도가 낮은 발광관(11)의 관벽에 가까워지면, 다시 할로겐과 반응하여 할로겐화물이 생성된다. 따라서, 요오드 또는 브롬이 봉입됨으로써, 비교적 낮은 온도로, 아연에 의한 방사광을 얻을 수 있음과 더불어, 발광관(11)에, 이것을 구성하는 석영 유리와 아연의 반응에 의한 흑화가 생기는 것이 억제된다.
발광관(11) 내에 요오드 또는 브롬을 봉입하는 경우에는, 발광관(11) 내에 봉입된 아연의 몰수가, 2원자 분자로 환산된 요오드 또는 브롬의 몰수보다 큰 것이 바람직하고, 구체적으로는, 아연의 몰수가, 2원자 분자로 환산된 요오드 또는 브롬의 몰수의 2~10배인 것이 바람직하다. 이러한 양의 요오드 또는 브롬이 봉입됨으로써, 방전 램프(10)를 장시간 점등시키는 것에 의해, 발광에 제공되는 아연이 소모된 경우에도, 유리 할로겐이 발생하여 전자를 트랩함으로써 램프 전압을 상승시키고, 전원의 허용 범위를 넘어 램프가 켜지다 꺼지는 문제를 방지할 수 있다.
발광관(11) 내에, 요오드 또는 브롬을 봉입할 때에는, 아연의 할로겐화물(옥화 아연 또는 브롬화 아연)로서 봉입해도 되지만, 이들 할로겐화물은, 수분과 반응하기 쉬워 취급이 용이한 것은 아니며, 봉입 작업이 번잡해지기 때문에, 요오드 또는 브롬을 단독으로 봉입하는 것이 바람직하다.
상기의 방전 램프(10)에 의하면, 발광관(11) 내에 발광 물질로서 아연 및 수은이 봉입되고, 당해 아연에 대한 당해 수은의 몰비가 특정의 범위에 있기 때문에, 파장 300~340㎚에 있어서의 적분 분광 방사 강도가 큰 자외선을 얻을 수 있다.
또, 아연의 봉입량이 0.1μ㏖/㎤ 이상인 것으로 인해, 파장 300~340㎚에 있어서의 적분 분광 방사 강도가 큰 자외선을 방사하는 방전 램프(10)를 확실히 얻을 수 있다.
또, 발광관(11) 내에 요오드 또는 브롬이 봉입된 방전 램프(10)에 의하면, 발광관(11) 내에 이른바 할로겐 사이클이 형성되므로, 비교적 낮은 온도로, 아연에 의한 방사광을 얻을 수 있음과 더불어, 발광관과 아연의 반응에 의한 흑화가 생기는 것이 억제되고, 또한, 봉입된 아연의 몰수가, 2원자 분자로 환산된 요오드 또는 브롬의 몰수보다 큰 방전 램프(10)에 의하면, 장시간 점등시킴으로써, 발광에 제공되는 아연이 소모된 경우에도, 유리 할로겐이 발생하여 전자를 트랩함으로써 램프 전압을 상승시키고, 전원의 허용 범위를 넘어 램프가 켜지다 꺼지는 문제를 방지할 수 있다.
이러한 방전 램프(10)는, 파장이 300~340㎚인 자외선의 적분 분광 방사 강도가 크기 때문에, 액정 디스플레이의 제조 공정에 있어서의 프리틸트각 부여 공정에 있어서 사용되는 방전 램프로서 적합하다.
＜실험예 1＞
중앙 부분의 내경이 22㎜이고, 내용적이 95㎤인 발광관을 이용하여, 도 1에 나타내는 구성에 따라, 하기 표 1 및 하기 표 2에 나타내는 양의 요오드 아연(ZnI2) 혹은 브롬화 아연(ZnBr2) 및 수은이 봉입됨과 더불어, 크세논 가스가 점등시의 봉입압이 5㎪가 되도록 봉입되고, 250㎜의 이간 거리로 전극(13, 14)이 배치된 방전 램프(A1)~(A10) 및 방전 램프(B1)~(B8)를 제작했다.
이들 방전 램프는 모두, 정격 전압이 500V, 정격 전류가 14A, 램프 전력이 7000W인 것이다.
방전 램프(A5) 및 방전 램프(A10)의 각각을 점등시키고, 그 방사광에 있어서의 파장이 250~450㎚인 광의 상대 출력 강도를 측정했다. 결과를 도 2에 나타낸다. 단, 도 2에 있어서, 실선은, 방전 램프(A5)에 관련된 것이며, 파선은, 방전 램프(A10))에 관련된 것이다.
도 2의 결과로부터 분명하듯이, 옥화 아연이 봉입된 방전 램프(A5)는, 아연에 의한 파장 333㎚ 및 파장 338㎚인 자외선에 더하여, 수은에 의한 파장 313㎚ 및 파장 334㎚인 자외선이 방사되기 때문에, 방전 램프(A10)에 비교하여, 파장이 300~340㎚인 자외선의 적분 분광 방사 강도가 큰 것인 것이 이해된다.
또, 방전 램프(A1)~(A10) 및 방전 램프(B1)~(B8)의 각각을 점등시키고, 그 방사광에 있어서의 파장이 300~340㎚인 자외선의 적분 분광 방사 강도를 측정했다. 방전 램프(A1)~(A10)에 대해서는, 방전 램프(A10)에 관련하는 적분 분광 방사 강도를 1.00으로 했을 때의 강도비를 표 1에, 방전 램프(B1)~(B8)에 대해서는, 방전 램프(A10)에 관련된 적분 분광 방사 강도를 1.00으로 했을 때의 상대 강도비를 하기 표 2에 나타낸다.
Figure pat00001
Figure pat00002
상기 표 1 및 상기 표 2의 결과를 바탕으로 작성한, 아연에 대한 수은의 몰비와, 파장이 300~340㎚인 광의 적분 분광 방사 강도(상대 강도비)의 관계를 도 3에 나타낸다. 단, 도 3에 있어서, 실선은, 옥화 아연(ZnI2)이 봉입된 방전 램프에 관련된 것이며, 파선은 브롬화 아연(ZnBr2)이 봉입된 방전 램프에 관련된 것이다.
도 3의 결과로부터 분명하듯이, 발광관 내에 봉입된 아연에 대한 수은의 몰비가 3~35인 방전 램프에 있어서는, 파장 300~340㎚에 있어서의 적분 분광 방사 강도가 큰 자외선, 구체적으로는, 수은이 봉입되어 있지 않은 방전 램프의 1.2배 이상인 자외선이 얻어지는 것이 확인되었다. 특히, 발광관 내에 봉입된 아연에 대한 수은의 몰비가 6~20인 방전 램프에 있어서는, 파장 300~340㎚에 있어서의 적분 분광 방사 강도가 매우 크고, 구체적으로는 수은이 봉입되어 있지 않은 방전 램프의 1.25배 이상인 자외선을 얻을 수 있는 것이 확인되었다.
＜실험예 2＞
실험예 1과 같은 사양의 발광관을 이용하여, 도 1에 나타내는 구성에 따라, 요오드 아연(ZnI2) 혹은 브롬화 아연(ZnBr2) 및 수은이 봉입됨과 더불어, 크세논 가스가 점등시의 봉입압이 5㎪가 되도록 봉입되고, 250㎜의 이간 거리로 전극(13, 14)이 배치된 복수의 방전 램프를 제작했다. 이들 방전 램프는, 아연의 봉입량을 0.01~10μ㏖/㎤의 범위에서 단계적으로 변경한 것이며, 아연에 대한 수은의 몰비가 12가 되도록 수은의 봉입량을 조정했다.
또, 이들 방전 램프는 모두, 정격 전압이 500V, 정격 전류가 14A, 램프 전력이 7000W인 것이다.
그리고, 제작한 방전 램프의 각각을 점등시키고, 그 방사광에 있어서의 파장이 300~340㎚인 자외선의 적분 분광 방사 강도를 측정하고, 옥화 아연이 봉입된, 아연의 봉입량이 1μ㏖/㎤인 방전 램프에 관련된 적분 분광 방사 강도를 1.00으로 했을 때의 강도비를 산출했다. 그 결과를 바탕으로 작성한, 아연의 봉입량과, 파장이 300~340㎚인 광의 적분 분광 방사 강도(상대 강도비)의 관계를 도 4에 나타낸다. 단, 도 4에 있어서, 실선은, 옥화 아연(ZnI2)이 봉입된 방전 램프에 관련된 것, 파선은 브롬화 아연(ZnBr2)이 봉입된 방전 램프에 관련된 것이다.
도 4의 결과로부터 분명하듯이, 아연의 봉입량이 0.1μ㏖/㎤ 이상인 방전 램프이면, 파장 300~340㎚에 있어서, 아연의 봉입량이 1μ㏖/㎤인 방전 램프의 적분 분광 방사 강도에 대해서 90% 이상인 적분 분광 방사 강도를 가지는 자외선이 얻어지는 것이 확인되었다.
10 : 방전 램프 11 : 발광관
12 : 시일링관부 13, 14 : 전극
15 : 구금 16 : 급전선
17 : 급전 단자

Claims (3)

  1. 발광관과, 이 발광관 내에 배치된 한 쌍의 전극과, 상기 발광관 내에 봉입된 발광 물질을 가지고 이루어지는 방전 램프에 있어서,
    상기 발광 물질은, 아연 및 수은을 함유하여 이루어지고, 당해 아연에 대한 당해 수은의 몰비가 3~35인 것을 특징으로 하는 방전 램프.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 아연의 봉입량이 0.1μ㏖/㎤ 이상인 것을 특징으로 하는 방전 램프.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 발광관 내에는, 요오드 또는 브롬이 봉입되어 있고,
    상기 발광관 내에 봉입된 아연의 몰수가, 2원자 분자로 환산된 요오드 또는 브롬의 몰수보다 큰 것을 특징으로 하는 방전 램프.
KR1020100023815A 2009-05-12 2010-03-17 방전 램프 KR20100122440A (ko)

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