KR20110107733A - Fluorescent lamp - Google Patents

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KR20110107733A KR1020110013745A KR20110013745A KR20110107733A KR 20110107733 A KR20110107733 A KR 20110107733A KR 1020110013745 A KR1020110013745 A KR 1020110013745A KR 20110013745 A KR20110013745 A KR 20110013745A KR 20110107733 A KR20110107733 A KR 20110107733A
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사토시 마츠자와
노리타카 다케조에
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우시오덴키 가부시키가이샤
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Abstract

석영 유리제의 발광관을 가지고, 자외선을 방사하는 형광 램프에 있어서, 발광관 내외의 온도차가 커도 형광체층의 박리가 없는 구조를 제공하는 것이다.
상기 발광관의 내표면으로서 광 출사 영역 이외의 영역에 실리카 입자를 주성분으로 하는 자외선 반사층을 형성하고, 이 자외선 반사층의 내측으로서 당해 발광관의 전체 둘레에 석영 유리보다도 연화점이 낮은 물질로 이루어지는 유리층을 형성하며, 이 유리층의 내측에 형광체층을 형성함과 더불어, 상기 자외선 반사층의 두께를 30∼500㎛로 한 것을 특징으로 한다.A fluorescent lamp having a light emitting tube made of quartz glass and emitting ultraviolet rays provides a structure in which no phosphor layer is peeled off even if the temperature difference between the inside and the light emitting tube is large.
As the inner surface of the light emitting tube, an ultraviolet reflecting layer containing silica particles as a main component is formed in regions other than the light emitting region, and a glass layer made of a material having a lower softening point than quartz glass in the entire circumference of the light emitting tube as the inside of the ultraviolet reflecting layer. The phosphor layer is formed inside the glass layer, and the thickness of the ultraviolet reflecting layer is 30 to 500 mu m.

Description

형광 램프{FLUORESCENT LAMP}Fluorescent Lamps {FLUORESCENT LAMP}

이 발명은 형광 램프에 관한 것으로, 특히, 자외선을 방사하는 형광 램프에 관한 것이다.The present invention relates to a fluorescent lamp, and more particularly to a fluorescent lamp that emits ultraviolet light.

대형 TV 등에 사용되는 액정 패널의 제조 공정에서는, 파장 300nm∼400nm를 중심으로 하는 자외선을 방사하는 광원이 요구되고 있으며, 그 중 하나로서 자외선 방사형의 형광 램프가 주목되고 있다.In the manufacturing process of the liquid crystal panel used for a large sized TV etc., the light source which radiates the ultraviolet-ray which centers on the wavelength 300nm-400nm is calculated | required, The ultraviolet-ray fluorescent lamp is attracting attention as one of them.

그러나, 종래의 자외선 방사형의 형광 램프의 발광관에는, 일반적으로, 소다 유리, 붕규산 유리, 알루미노 규산 유리 등의 소위 경질 유리가 사용되고 있었지만, 이들 경질 유리는 자외선을 흡수해 버리기 때문에 자외선 방사형의 램프에는 바람직하지 않다.However, in general, so-called hard glass such as soda glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, and the like are used for a light emitting tube of a conventional ultraviolet-ray fluorescent lamp, but since these hard glass absorb ultraviolet rays, they are ultraviolet-ray lamps. Is not desirable.

그래서, 발광관으로서 석영 유리를 이용한 형광 램프가, 예를 들면, 특허 문헌 1, 2 등에 제안되어 있다. 석영 유리는 자외광의 투과 특성이 좋고, 효율적으로 광을 취출할 수 있기 때문이다.Thus, for example, Patent Documents 1 and 2 have proposed fluorescent lamps using quartz glass. This is because the quartz glass has good transmission characteristics of ultraviolet light and can efficiently extract light.

그런데, 형광 램프의 제조 공정에서는, 발광관을 구성하는 유리 재료를 연화점 부근까지 승온시키고, 그 상태에서 형광체를 부착시키지 않으면 안 된다. 석영 유리의 연화점 온도는 1600℃ 근방의 고온이기 때문에, 이러한 고온까지 석영 유리를 가열시켜 형광체를 부착시키려고 하면, 형광체 자체가 그 고온에 의해 열화해 버린다는 문제가 있었다.By the way, in the manufacturing process of a fluorescent lamp, the glass material which comprises a light emitting tube is heated up to the softening point vicinity, and a fluorescent substance must be stuck in that state. Since the softening point temperature of quartz glass is a high temperature near 1600 degreeC, when the quartz glass is heated up to such high temperature, and a fluorescent substance is going to adhere, there existed a problem that fluorescent substance itself deteriorated by the high temperature.

한편, 형광체가 열화하지 않는 온도, 예를 들면 900℃ 이하에서 발광관을 가열하는 것도 생각할 수 있지만, 그 경우에는, 석영 유리가 충분히 연화하지 않고, 형광체의 석영 유리로의 부착이 약해지고, 램프 점등 중에 형광체가 벗겨져 버린다고 하는 문제가 발생하게 된다.On the other hand, it is also conceivable to heat the light emitting tube at a temperature at which the phosphor does not deteriorate, for example, 900 ° C. or lower. In that case, the quartz glass does not soften sufficiently, and the adhesion of the phosphor to the quartz glass is weakened, and the lamp is turned on. There arises a problem that the phosphor peels off.

또한, 석영 유리와 형광체가 양호하게 부착될 수 있었다고 해도, 램프의 점등·소등시에, 이 램프의 외표면과 방전 공간 내의 온도차가 크면, 동일하게 형광체가 박리하는 경우가 있고, 결과적으로 방사광량을 저하시켜 버린다고 하는 결함이 있다. 특히, 액정 패널의 제조공정에 이용되는 형광 램프에서는, 액정 파넬의 온도 상승을 억제하기 위해서 강한 냉각이 행해지므로, 램프 내외에서의 온도차가 커지고, 상기 형광체의 박리라고 하는 결함은 심각한 것이 되고 있다.In addition, even if the quartz glass and the phosphor can be satisfactorily adhered to each other, if the temperature difference between the outer surface of the lamp and the discharge space is large when the lamp is turned on or off, the phosphor may peel similarly, and as a result, the amount of emitted light There is a flaw that it lowers. In particular, in the fluorescent lamp used for the manufacturing process of a liquid crystal panel, since strong cooling is performed in order to suppress the temperature rise of a liquid crystal panel, the temperature difference inside and outside a lamp becomes large, and the defect called peeling of the said fluorescent substance is serious.

일본국 특허 공표 2008－503046호 공보Japanese Patent Publication No. 2008-503046 일본국 특허 공표 2007－534128호 공보Japanese Patent Publication No. 2007-534128

이 발명이 해결하려고 하는 과제는, 석영 유리제의 발광관 내에 형광체층을 형성한 자외선 반사형의 형광 램프에 있어서, 형광체층을 발광관 내표면에 강고하게 부착시킴과 더불어, 램프 내외에서의 온도차가 커도 이 형광체층이 용이하게는 박리되지 않도록 한 구조를 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is an ultraviolet reflection type fluorescent lamp in which a phosphor layer is formed in a light emitting tube made of quartz glass, and the phosphor layer is firmly attached to the inner surface of the light emitting tube, Even if it is large, the structure which prevented this fluorescent substance layer from peeling easily is provided.

상기 과제를 해결하기 위해서, 이 발명에 따른 형광 램프는, 발광관의 내표면으로서 광 출사 영역 이외의 영역에 실리카 입자를 주성분으로 하는 자외선 반사층을 형성하고, 이 자외선 반사층의 내측으로서 당해 발광관의 전체 둘레에 석영 유리보다도 연화점이 낮은 물질로 이루어지는 유리층을 형성하며, 이 유리층의 내측에 형광체층을 형성함과 더불어, 상기 자외선 반사층의 두께가 30∼500㎛인 것을 특징으로 한다.In order to solve the said subject, the fluorescent lamp which concerns on this invention forms the ultraviolet reflecting layer which has a silica particle as a main component in the area | region other than a light emission area | region as an inner surface of a light emitting tube, A glass layer made of a material having a lower softening point than quartz glass is formed around the entire circumference, and a phosphor layer is formed inside the glass layer, and the thickness of the ultraviolet reflecting layer is 30 to 500 µm.

이 발명의 형광 램프에 의하면, 자외선 반사층의 내측에 유리층을 형성했으므로, 형광체층과의 사이에 석영 유리보다도 연화점이 낮은 유리층이 개재하고, 이 유리층의 입자의 표면이 연화하는 온도까지 상승시킴으로써, 형광체를 유리층에 강고하게 부착시킬 수 있다.According to the fluorescent lamp of this invention, since the glass layer was formed inside the ultraviolet reflecting layer, the glass layer which has a softening point rather than quartz glass interposes between fluorescent substance layers, and it rises to the temperature which the surface of the particle of this glass layer softens. By doing so, the phosphor can be firmly attached to the glass layer.

또, 이 유리층이 연화함으로써, 석영 유리 표면과 강고하게 고착시킬 수 있다.Moreover, by softening this glass layer, it can fix | fix firmly with the quartz glass surface.

그리고, 실리카 입자를 주성분으로 하는 자외선 반사층의 두께를 30∼500㎛로 함으로써, 이 자외선 반사층에 보온 기능을 갖게 할 수 있고, 램프 외부가 냉각되어, 발광관 내와 온도차가 생겼다고 해도, 발광관 내표면의 형광체층이 크고 온도 변화가 없기 때문에, 이 형광체층이 박리하는 일이 없다.And by making the thickness of the ultraviolet-ray reflection layer which has a silica particle as a main component into 30-500 micrometers, it is possible to make this ultraviolet-ray reflection layer have a heat retention function, even if the outside of a lamp is cooled and a temperature difference arises in an inside of a light emitting tube, Since the phosphor layer on the surface is large and there is no temperature change, the phosphor layer does not peel off.

도 1은 본 발명의 형광 램프의 축방향 단면도.
도 2는 도 1의 A－A 횡방향 단면도.
도 3은 자외선 반사층의 두께에 의한 형광체층의 박리 실험 결과를 나타내는 도면.1 is an axial cross-sectional view of a fluorescent lamp of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 1.
Fig. 3 shows the results of peeling experiments of the phosphor layer by the thickness of the ultraviolet reflecting layer.

도 1은, 본 발명의 축방향의 단면도이며, 도 2는, 그 A－A 횡단면도이다.1 is a cross-sectional view in the axial direction of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view along the A-A thereof.

도면에서, 형광 램프(1)는, 전체가 편평형상의 석영 유리로 이루어지는 발광관(2)을 가진다. 이 발광관(2)의 치수는 예를 들면, 14mm×42mm×650mm, 두께 2mm이다.In the figure, the fluorescent lamp 1 has a light emitting tube 2 made entirely of flat quartz glass. The size of this light emitting tube 2 is 14 mm x 42 mm x 650 mm, and thickness is 2 mm, for example.

상기 발광관(2)의 상하 외표면에는 대향하는 한 쌍의 외부 전극(3, 3)이 설치되어 있다.On the upper and lower outer surfaces of the light emitting tube 2, a pair of opposed external electrodes 3 and 3 are provided.

발광관(2)으로부터 자외광을 취출하는 광 출사 영역(2a)을 제외한 발광관(2)의 내표면에 자외선 반사층(4)이 형성되어 있다. 환언하면, 발광관(2)의 내표면의 축방향을 따르는 일부의 영역을 제외하고 자외선 반사층(4)이 형성되고, 이 자외선 반사층(4)이 설치되어 있지 않은 영역이 광 출사 영역(2a)을 구성한다.An ultraviolet reflecting layer 4 is formed on the inner surface of the light emitting tube 2 except for the light emitting region 2a which extracts ultraviolet light from the light emitting tube 2. In other words, except for a part of the region along the axial direction of the inner surface of the light emitting tube 2, the ultraviolet reflecting layer 4 is formed, and the region where the ultraviolet reflecting layer 4 is not provided is the light emitting region 2a. Configure

그리고, 상기 자외선 반사층(4)의 내측에는, 상기 광 출사 영역(2a)도 포함해서 발광관(2)의 내표면 전체 둘레에 걸쳐, 석영 유리보다도 연화점이 낮은 물질 로 이루어지는 유리층(5)이 형성되어 있다.And inside the said ultraviolet reflecting layer 4, the glass layer 5 which consists of a substance with a softening point lower than quartz glass is included over the whole periphery of the inner surface of the light emitting tube 2 including the said light emission area | region 2a. Formed.

또한, 이 유리층(5)의 내측에 형광체층(6)이 형성되어 있다.In addition, the phosphor layer 6 is formed inside this glass layer 5.

여기서 유리층(5)을 구성하는 석영 유리의 연화점(1600℃)보다도 낮은 연화점의 유리는, 예를 들면, 붕규산 유리, 알루미노 규산 유리, 바륨 규산 유리 등을 포함하는 유리이다.Here, the glass of the softening point lower than the softening point (1600 degreeC) of the quartz glass which comprises the glass layer 5 is glass containing borosilicate glass, aluminosilicate glass, barium silicate glass, etc., for example.

또, 형광체층(6)을 구성하는 형광체는, 예를 들면, 유로퓸부활붕산스트론튬(Sr－B－0：Eu), 세륨부활알루민산마그네슘란탄(La－Mg－Al：Ce(LAM이라고 칭한다)), 가돌리늄, 프라세오디뮴부활인산란탄(La－P－0：Gd, Pr) 등이 사용된다. 이들 형광체는, 모두 파장 250nm 미만의 영역의 자외광을 흡수하고, 300∼400nm의 파장대의 자외선으로 변환한다.The phosphor constituting the phosphor layer 6 is, for example, europium strontium borate strontium (Sr-B-0: Eu) or cerium-activated magnesium lanthanum (La-Mg-Al: Ce (called LAM)). ), Gadolinium, praseodymium-activated lanthanum phosphate (La-P-0: Gd, Pr) and the like. All of these phosphors absorb ultraviolet light in a region of wavelength less than 250 nm and convert it into ultraviolet rays in the wavelength band of 300 to 400 nm.

그리고, 자외선 반사층(4)은 실리카 입자(SiO2)를 주성분으로 하고 있고, 이 실리카 입자는 발광관(2)을 구성하는 재료와 같기 때문에 접착성(접착 강도)이라는 점에서 유리하다.The ultraviolet reflecting layer 4 has silica particles (SiO 2 ) as a main component, and the silica particles are advantageous in terms of adhesiveness (adhesive strength) because they are the same as the materials constituting the light emitting tube 2.

그리고 실리카 입자의 입자 직경 범위는, 예를 들면, 0.1∼2㎛, 중심 입자 직경(수 평균 입자 직경의 피크치)는 0.3㎛이다.And the particle diameter range of a silica particle is 0.1-2 micrometers, for example, and a center particle diameter (peak value of a number average particle diameter) is 0.3 micrometer.

이 입자 직경이나 중심 입자 직경은, 자외선 반사를 효과적으로 얻기 위해서 선택되고, 입자 직경은 0.01∼10㎛, 중심 입자 직경은 0.1∼3㎛의 범위로부터 선택되는 것이 바람직하다.This particle diameter and center particle diameter are selected in order to obtain ultraviolet reflection effectively, It is preferable that a particle diameter is selected from the range of 0.01-10 micrometers, and a center particle diameter of 0.1-3 micrometers.

또, 발광관(2)에는, 발광 가스로서 예를 들면, 크세논이 53kPa 봉입되어 있다. 그리고, 이 발광관(2)의 외표면에는 격자형상의 금속으로 이루어지는 전극(3, 3)이 설치되고, 그 치수는 예를 들면, 32×500mm이다.Moreover, xenon, for example, is encapsulated in the light emitting tube 2 as a light emitting gas. The outer surfaces of the light emitting tube 2 are provided with electrodes 3 and 3 made of lattice metal, and the dimensions thereof are, for example, 32 x 500 mm.

이상과 같은 구성의 형광 램프(1)에 있어서, 자외선 반사층(4)의 두께를 변화시킨 램프를 각각 제작하고, 형광체층(6)의 박리의 유무를 조사한다.In the fluorescent lamp 1 of the above structure, the lamp which changed the thickness of the ultraviolet reflecting layer 4 is produced, respectively, and the presence or absence of peeling of the fluorescent substance layer 6 is investigated.

유리층：두께 10㎛Glass layer: 10 micrometers in thickness

형광체층의 두께：15㎛Phosphor layer thickness: 15 μm

실험 방법에 대해서 설명한다. 도시하지 않은 냉각관(외경 85mm, 두께 3mm의 석영 유리관)의 내부에 형광 램프(1)를 광 출사부(2a)가 하향이 되도록(실제의 조사 장치와 같게 하향에 조사하기 위해) 설치하고, 냉각관 내부에 5m3/min의 공기를 흘려 램프를 공랭한다. 램프를 15분 점등시키고, 5분 소등하는 동작을 100회 반복한 후, 박리해서 광 출사부에 낙하한 형광체층(6)의 유무를 확인했다. 또한, 램프 입력은, 350W이다.The experimental method will be described. The fluorescent lamp 1 is installed inside the cooling tube (outer diameter 85mm, quartz glass tube of 3mm thickness) which is not shown so that the light output part 2a may be downward (to irradiate downward like an actual irradiation apparatus), Cool the lamp by flowing 5m 3 / min of air inside the cooling tube. After the lamp was turned on for 15 minutes and the operation of turning off the light for 5 minutes was repeated 100 times, the presence or absence of the fluorescent substance layer 6 which peeled and fell to the light emission part was confirmed. In addition, the lamp input is 350W.

실험 결과를 도 3에 나타낸다.The experimental results are shown in FIG. 3.

×：램프 축방향 전체에서 형광체층의 박리 있음X: There is peeling of the phosphor layer in the whole lamp axis direction

△：실용상 문제없는 정도의 박리 있음(Triangle | delta): There exists peeling of the grade which is practically no problem

○：형광체층의 박리는 전혀 없음○: There is no peeling of the phosphor layer at all

이 실험 결과로부터, 자외선 반사층(4)의 두께를 30㎛ 이상으로 함으로써 형광체층(6)의 박리를 억제할 수 있음이 확인되었다.From this experiment result, it was confirmed that peeling of the fluorescent substance layer 6 can be suppressed by making thickness of the ultraviolet-ray reflective layer 4 into 30 micrometers or more.

이 효과는, 다음과 같이 추찰된다. 자외선 반사층(4)은 주성분으로서 실리카 입자를 퇴적시켜 형성하고 있으므로, 그 내부에 다수의 공극이 존재한다. 이 공극의 단열 작용에 의해 이 자외선 반사층(4)은 보온 성능을 가진다. 즉, 자외선 반사층(4)을 소정 두께 이상으로 설치함으로써, 램프가 강하게 냉각된 경우에도, 그 보온 효과에 의해, 유리층(5)이나 형광체층(6)까지 냉각되지 않고, 램프 내부의 고온 상태와의 온도차가 발생하지 않고, 덧붙여서, 램프의 소등시에 있어서의 급격한 온도 저하도 억제됨으로써, 상기 유리층(5)의 박리가 없어지고, 따라서 형광체층(6)의 박리도 없어진다.This effect is estimated as follows. Since the ultraviolet reflecting layer 4 is formed by depositing silica particles as a main component, many voids exist therein. By the heat insulation effect of this space | gap, this ultraviolet reflecting layer 4 has heat insulation performance. That is, even when the lamp is strongly cooled by providing the ultraviolet reflective layer 4 at a predetermined thickness or more, the high temperature state inside the lamp is not cooled to the glass layer 5 or the phosphor layer 6 by the heat insulation effect. The difference in temperature does not occur, and in addition, the sudden drop in temperature at the time of lamp extinction is also suppressed, so that the peeling of the glass layer 5 is eliminated, and thus the peeling of the phosphor layer 6 is also eliminated.

또, 자외선 반사층(4)의 두께를 늘림으로써, 보온 효과는 향상한다. 단, 자외선 반사층(4)은 수 100㎛ 정도의 두께로 형성 가능하기는 하지만, 자외선 반사층(4) 자체가 박리되지 않고 형성하려면 500㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이상의 결과, 자외선 반사층(4)의 두께가 30∼500㎛, 바람직하게는, 60∼500㎛에서 형광체층의 박리를 양호하게 방지할 수 있다.Moreover, heat retention effect improves by increasing the thickness of the ultraviolet-ray reflection layer 4. However, although the ultraviolet reflecting layer 4 can be formed in thickness of about 100 micrometers, it is preferable that it is 500 micrometers or less in order to form the ultraviolet reflecting layer 4 itself without peeling. As a result of this, the thickness of the ultraviolet reflecting layer 4 is 30-500 micrometers, Preferably, peeling of a fluorescent substance layer can be prevented favorably.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 형광 램프는, 상기 발광관의 내표면에 실리카 입자를 주성분으로 하는 자외선 반사층을 형성하고, 이 자외선 반사층의 내측의 전체 둘레에 석영 유리보다도 연화점이 낮은 물질로 이루어지는 유리층을 형성하고, 이 유리층의 내측에 형광체층을 형성함으로써, 형광체층이 발광관에 강고하게 부착됨과 더불어, 상기 자외선 반사층의 두께를 30∼500㎛로 함으로써, 이 자외선 반사층에 보온 기능을 갖게 해서, 램프 내외에서의 온도차가 커도 형광체층이 발광관으로부터 박리하지 않는 효과를 발휘하는 것이다.As explained above, the fluorescent lamp which concerns on this invention forms the ultraviolet reflecting layer which has a silica particle as a main component in the inner surface of the said light emitting tube, and consists of a substance with a softening point lower than quartz glass in the whole periphery of this ultraviolet reflecting layer. By forming a glass layer and forming a phosphor layer inside the glass layer, the phosphor layer is firmly attached to the light emitting tube and the thickness of the ultraviolet reflecting layer is 30 to 500 占 퐉, thereby keeping the ultraviolet reflecting layer warm. In this case, even if the temperature difference inside and outside the lamp is large, the phosphor layer does not peel off from the light emitting tube.

1 : 형광 램프
2 : 발광관
3 : 전극
4 : 자외선 반사층
5 : 유리층
6 : 형광체층1: fluorescent lamp
2: light emitting tube
3: electrode
4: ultraviolet reflection layer
5: glass layer
6: phosphor layer

Claims (2)

석영 유리제의 발광관을 가지고, 자외선을 방사하는 형광 램프에 있어서,
상기 발광관의 내표면으로서 광 출사 영역 이외의 영역에 실리카 입자를 주성분으로 하는 자외선 반사층을 형성하고, 이 자외선 반사층의 내측으로서 당해 발광관의 전체 둘레에 석영 유리보다도 연화점이 낮은 물질로 이루어지는 유리층을 형성하며, 이 유리층의 내측에 형광체층을 형성하여 이루어지고,
상기 자외선 반사층의 두께가 30∼500㎛인 것을 특징으로 하는 형광 램프.In a fluorescent lamp having a light emitting tube made of quartz glass and emitting ultraviolet rays,
As the inner surface of the light emitting tube, an ultraviolet reflecting layer containing silica particles as a main component is formed in regions other than the light emitting region, and a glass layer made of a material having a lower softening point than quartz glass in the entire circumference of the light emitting tube as the inside of the ultraviolet reflecting layer. Forming a phosphor layer inside the glass layer,
A fluorescent lamp, characterized in that the thickness of the ultraviolet reflecting layer is 30 to 500㎛. 청구항 1에 있어서,
상기 형광 램프는, 파장 300nm∼400nm의 자외선을 주로 방사하는 것임을 특징으로 하는 형광 램프.The method according to claim 1,
The fluorescent lamp is characterized in that the fluorescent lamp mainly emits ultraviolet rays having a wavelength of 300nm to 400nm.
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