KR20120063428A - 형광 램프 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

석영 유리로 이루어지는 발광관과, 여기됨으로써 자외광을 방사하는 형광체층을 구비한 형광 램프에 있어서, 제조 시에 소성 공정을 줄여 1회로 끝나도록 하여, 제조에 관련된 비용 및 시간을 낮게 억제하면서, 발광관에 형광체층을 강고하게 안정적으로 유지?형성할 수 있는 형광 램프의 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다. 상기 형광체층이, 형광체 입자와 실리카 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이며, 바람직하게는, 상기 형광체층에 포함되는 실리카 입자는, 평균 입경이 10?100㎚이며, 그 형광체층에 포함되는 비율이 2?20wt%이며, 더욱 바람직하게는, 상기 실리카 입자의 평균 입경이 10?50㎚인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 형광 램프의 제조 방법은, 형광체 입자와 실리카 입자 등과 유기 용매를 혼합하여 형광체 도포액을 조제하고, 이를 석영 유리로 이루어지는 관에 도포하여, 건조 및 소성하는 것을 특징으로 한다.

Description

형광 램프 및 그 제조 방법{FLUORESCENT LAMP AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 형광 램프 및 그 제조 방법에 관한 것이며, 특히, 자외광을 방사하는 형광 램프 및 그 제조 방법에 관련된 것이다.

최근, 광 촉매나, 넓은 의미의 수지 경화, 제균, 미용, 의료 등의 다양한 분야에서, 파장 300㎚ 부근의 자외광이 이용되고 있다. 이러한 광의 광원으로는, 파장 250?380㎚ 근방에 강도 피크를 가지는 형광체가 발광관 내면에 도포된 형광 램프가 사용된다.

이러한 자외광을 방사하는 형광 램프에 있어서는, 발광관 내에 있어서 방전에 의해 비교적 단파장, 예를 들면 200㎚ 이하의 자외광을 얻고, 이 자외광을 형광체층에 조사하여 그 형광체를 여기시켜 소정 파장 영역, 예를 들면 상기 250?380㎚의 광으로 변환시키는 것으로서, 이와같이 하여 얻어진 소정 파장 영역의 자외광은, 형광체층 및 발광관을 투과하여, 외부로 방사되는 것이며, 원리적으로는 가시광을 얻는 형광 램프와 동일하다.

그런데, 자외광을 방사하는 형광 램프 중에서도, 예를 들면 상기한 파장 250?380㎚ 부근의 비교적 단파장의 자외광을 방사하는 형광 램프에 있어서는, 발광관을 구성하는 유리의 재질에 따라서는, 그 자외광이 흡수되어 버리므로, 당해 자외광을 효율적으로 방사시키기 위해서는 발광관을 석영 유리로 구성하는 것이 바람직하다.

그러나, 석영 유리는 연화점이 높기 때문에, 형광체를 석영 유리로 이루어지는 발광관에 안정적으로 유지시키는 것이 어렵다고 하는 문제가 있다.

여기서, 예를 들면 일본국 특허공개 2010－056007호 공보(특허 문헌 1)나 일본국 특허공개 2010－153054호 공보(특허 문헌 2)에 개시되는 기술과 같이, 석영 유리 상에 얇은 저융점의 유리층을 형성하여, 형광체와 석영 유리의 밀착성을 높이는 기술이 채용되어 있다.

이 중, 특허 문헌 1에 기재된 기술은, 형광체를 도포하는 전단계에서 발광관의 내주면 상에 저융점 유리 분말의 얇은 층을 소성?형성하고, 그 후, 형광체 슬러리를 도포하여 이를 소성하는 구조로 한 것이다. 이 구조에 의해, 형광체의 소성 온도를 낮게 억제할 수 있어, 석영 유리제의 발광관에 안정적으로 유지시키고자 하는 것이며, 도 10, 도 11을 참조하여, 이 기술을 설명한다.

도 10은, 종래 기술에 관련된 형광 램프(20)를, 관축에 대하여 수직 방향으로 절단한 단면도이며, (A)는 전체 단면도, (B)는 그 X부의 확대 단면도이다. 발광관(21)은 석영 유리로 이루어지고, 그 내면 상에 저융점 유리 분말의 층(22)이 형성되며, 이 위에 형광체층(23)이 적층되어 구성된다. 그리고, 발광관(21)의 외벽에는 대향하는 한쌍의 외부 전극(24, 24)이 설치된다.

이러한 형광 램프는, 대체로 도 11에 도시하는 제조 공정의 흐름도의 순서에 따라서 제작된다.

도 11에 도시하는 바와같이, 먼저, (1) 유리 분말 슬러리액을 조제하고, (2) 이를 석영 유리관 내면에 도포, 건조한다. (3) 유리 분말층을 석영 유리관에 정착시키기 위해서 고온에서 소성하여, 냉각한다. 이 소성의 조건은 약 500?1000℃이며, 소정 온도에 도달한 후 0.2?1h 유지한다.

이어서, (4) 형광체 슬러리액을 조제하고, (5) 저융점 유리 분말층을 형성한 석영 유리관에 도포하여, 건조시킨다. 그 후, (6) 소성하여, 냉각한다. 이 소성 온도는 약 500?800℃이며, 0.2?1h 유지한다. 이렇게 하여, (7) 발광관을 형성한 후, 발광관 내부를 배기하여 희가스 등의 소정의 봉입물을 봉입하여, 실링한다. 그리고, (8) 발광관 외부에 전극을 형성하여, 형광 램프가 완성된다.

이와 같이, 상기의 기술에 있어서는, 석영 유리제의 발광관 내면에 저융점 유리층을 형성하는 단계에서 발광관을 고온으로 가열하는 공정과, 후속하는 형광체의 소성 공정을 합쳐 2회의 가열 처리 공정이 필요해져, 제조 공정에서 큰 열량과 작업 시간이 걸려 버린다고 하는 문제가 있었다.

일본국 특허공개 2010－056007호 공보 일본국 특허공개 2010－153054호 공보

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 석영 유리로 이루어지는 발광관과, 여기됨으로써 자외광을 방사하는 형광체층을 구비한 형광 램프에 있어서, 제조 시에 소성 공정을 줄여 1회에 끝나도록 하여, 제조에 걸리는 비용 및 시간을 낮게 억제하면서, 발광관에 형광체층을 강고하게 안정적으로 유지?형성할 수 있는 형광 램프의 구조 및 그 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 상기 종래 기술의 문제점을 감안하여, 상기 과제를 해결하기 위해서, 발광관 내면에 형성하는 형광체층을, 형광체 입자와 실리카 입자를 포함하는 것으로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

또한, 상기 형광체층에 포함되는 실리카 입자는, 평균 입경이 10?100㎚이며, 상기 형광체층에 포함되는 비율이 2?20wt%인 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 형광체층에 포함되는 실리카 입자는, 평균 입경이 10?50㎚인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자외선을 방사하는 형광 램프의 제조 방법은, 형광체 입자와 실리카 입자와 유기 용매를 혼합하여 형광체 도포액을 조제하는 공정과, 상기 형광체 도포액을 석영 유리로 이루어지는 관에 도포하는 공정과, 상기 형광체 도포액을 건조시킨 후, 형광체 및 실리카 입자를 소성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 형광체 도포액을 조제하는 공정에 있어서, 실란커플링제에 의한 표면 처리를 실시한 실리카 입자를 이용한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 형광 램프에 의하면, 형광체층이 형광체 입자와 실리카 입자로 구성되어 있으므로, 그 제조 공정에 있어서 저융점 유리층을 형성하기 위해서 가열 소성하는 공정을 거치지 않고, 형광체층을 직접 발광관에 도포하여 소성한다고 하는 한번의 공정으로, 충분한 결착성을 가지고 발광관에 안정적으로 부착시킬 수 있고, 저열량으로 생산성이 양호한 형광 램프를 제공할 수 있다.

그리고, 실리카 입자의 평균 입경이 10?100㎚이며, 형광체층에 포함되는 비율이 2?20wt%이므로, 상기 결착성의 개선에 추가하여, 실리카 입자에 의한 자외광의 확산을 적게 할 수 있어, 종래 기술보다 이상의, 혹은 그와 동등한 정도의 강도로 자외광을 방사할 수 있고, 더욱 바람직하게는, 평균 입경을 10?50㎚으로 함으로써, 종래 기술 이상의 자외광 강도를 얻을 수 있다.

이 발명의 형광 램프의 제조 방법에 의하면, 석영 유리로 이루어지는 발광관을 구비한 자외광을 방사하는 형광 램프에 있어서, 제조 시에 소성 공정을 줄여 1회로 끝나도록 하여, 제조에 걸리는 비용 및 시간을 낮게 억제하면서, 발광관에 형광체층을 강고하게 안정적으로 유지?형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 형광 램프의 전체 사시도이다.
도 2는 도 1의 횡단면도.
도 3은 도 2의 A부의 확대 단면도.
도 4는 본 발명의 형광 램프의 제조 방법을 나타내는 흐름도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예의 단면도.
도 6은 도 5의 B부의 확대 단면도.
도 7은 본 발명의 효과를 나타내는 실험 결과를 나타내는 표.
도 8은 본 발명의 형광 램프의 결착성을 측정하기 위한 장치예.
도 9는 본 발명의 형광 램프의 자외광의 조도를 측정하기 위한 장치예.
도 10은 종래예의 단면도.
도 11은 종래예의 제조 방법을 나타내는 흐름도.

도 1은, 본 발명의 형광 램프의 전체를 나타내는 사시도, 도 2는 그 횡단면도, 도 3은 도 2의 A부 확대 단면도이다.

도면에 있어서, 형광 램프(1)는, 대략 직사각형 상자형상의 방전 공간을 구비하여 이루어지는 것이며, 석영 유리 등의 자외광 투과성을 가지는 유전체로 이루어지는 발광관(2)의 상면과 하면에 한쌍의 외부 전극(3, 4)을 구비하여 구성된 것이다.

발광관(2) 내에는, 엑시머 방전용의 가스가 소정의 봉입량으로 봉입되고, 예를 들면 방전 가스로서 크세논 가스가 10?70kPa 봉입된다. 물론 다른 희가스와 혼합해도 된다.

발광관(2)에 있어서의 상면과 하면에 형성된 전극(3, 4)은, 예를 들면, 알루미늄 등의 금속을, 인쇄, 증착 혹은 박형상으로 하여 맞붙여 형성한 것이며, 방전 공간내에서 생성된 자외광이 투과할 수 있도록, 예를 들면 그물코형상으로 구성되어 있다.

또한, 발광관(2)에 있어서 광을 방사하지 않는 측에 형성되는 전극은, 광 투과성이 불필요하고, 알루미늄 테이프 등의 이른바 솔리드 전극이어도 되는데, 이 예에서는 제조상의 간편함 등의 이유로 동 도면에 나타내는 바와같이 양쪽 모두 투광성을 갖추도록 구성하고 있다.

그리고, 발광관(2) 내에는 형광체층(5)이 형성되어 있고, 도 3에 나타내는 바와같이, 이 형광체층(5)은, 형광체 입자(6) 중에, 그 형광체 입자(7)보다도 입자 직경이 작은 실리카 입자(7)를 혼입하여 제작한 것이며, 형광체 입자(6)의 간격에 실리카 입자(7)가 충전된 상태로 형광체층이 구성되어 있다.

형광체층(5)의 형광체 입자(6) 상호의 간극에 실리카 입자(7)가 충전됨으로써, 그 형광체 입자(6) 상호의 결착성이 좋아지고, 형광체층(5)의 강도가 증가하기 때문에, 그 형광체층(5)의 박리가 억제된다.

여기서, 형광체 입자(6)는 일반적으로 사용되는 형광체를 사용할 수 있고, 입경으로서 일예를 들면 입경이 1?20㎛이며, 평균 입경이 2?10㎛이다.

형광체층(5)에 포함되는 실리카 입자(7)는, 상기 형광체 입자(6)보다도 입경이 작은 것이 사용되며, 예를 들면 입경이 몇㎚?200㎚이며, 평균 입경이 10?100㎚이다.

또한, 본 명세서에 있어서, 입경이란 입자의 1차 입자 직경이며, 평균 입경이란, 누적 중량 백분율이 50%가 되는 입경(즉, 메디안 직경)이다.

또한, 상기 도 2에 있어서는, 형광체층(5)을 발광관(2)의 전체 내주면에 형성한 것을 나타냈는데, 이에 한정되지 않고, 발광관(2)의 둘레 방향의 일부에 있어서 그 형광체층(5)을 형성하지 않고, 그 영역을 애퍼쳐부로 하여 그 부분으로부터 자외광을 취출하는 구성으로 해도 된다.

또한, 발광관(2)의 형상을 단면 편평한 4각 형상으로 했는데, 이에 한정되지 않고, 예를 들면, 단면 원형상이어도 된다.

상기 실리카 입자(7)의 바람직한 평균 입경의 범위로는 10?100㎚이며, 형광체층(5)에 포함되는 실리카 입자(7)의 비율로는, 2?20wt%의 범위인 것이 바람직하다. 그 이유는 다음과 같다. 우선, 실리카 입자(7)의 비율을 2wt% 이상의 범위로 함으로써, 종래의 형광 램프(저융점 유리층을 구비한 형광 램프)와 비교한 경우에 형광체층(5)과 발광관(2)의 내벽의 결착력을 동등 이상의 형광 램프로 할 수 있다. 한편, 실리카 입자(7)의 함유 비율이 많아지면, 그 실리카 입자(7)에 의한 확산 반사의 영향이 커져 광 취출부로부터 방사되는 광이 적어지는 경향이 있으므로, 램프로서 실용적인 효율을 유지할 수 있도록 20wt% 이하로 하는 것이 바람직하다.

또한, 자외광의 방사 효율은, 실리카의 입경(평균 입경)에도 의존하고 있고, 이것이 너무 커지면 광 방사면에 있어서 자외선의 출력 효율이 저하하는 경향이 있다. 여기서, 더욱 바람직하게는 평균 입경으로서 10?50㎚의 실리카 입자를 이용함으로써, 종래의 형광 램프(저융점 유리층을 구비한 형광 램프)와 비교한 경우에 동등 이상의 자외광의 방사 효율을 실현할 수 있게 된다.

본 발명의 형광 램프의 제조 방법을 도 4에 도시하는 흐름도에 의해 설명한다.

(1) 형광체 입자와 실리카 입자를 소정의 비율이 되도록 혼합하고, 이들 분말을 예를 들면 니트로셀룰로오스, 아세트산부틸로 이루어지는 유기 용매에 혼합하고, 충분히 교반하여 형광체 슬러리(도포액)를 제작한다. 이 때, 실리카 입자가 충분히 확산하기 위해서, 실리카 입자 표면에는 예를 들면 실란커플링제 처리의 표면 처리가 실시되어 있는 것이 바람직하다.

(2) 발광관용의 유리관에 형광체 슬러리(도포액)를 도포하여, 건조시킨다.

(3) 건조 후, 형광체층을 약 500?800℃, 0.2?2h 소성하여, 냉각한다.

(4) 발광관 내부를 배기하여 소정의 봉입물(희가스 등)을 봉입하고, 팁 오프(실링)한다.

(5) 이어서, 예를 들면, 금, 은, 알루미늄, 니켈 등의 재질을 진공 증착, 슬러리 인쇄 등의 수단으로 형성함으로써 전극을 형성하여, 형광 램프가 완성된다. 또한 전극으로는, 알루미늄 테이프 등을 이용할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 관련된 형광 램프에 의하면, 종래 기술에 관련된 제법(도 11 참조)과 비교해, 저융점 유리층을 형성하기 위해서 필요한 소성 공정을 생략할 수 있으므로, 생산성이 양호한 형광 램프를 제공할 수 있다.

도 5 및 도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 관련된 형광 램프를 설명하는 도면이다.

도 5에서는 관축에 대하여 수직으로 절단한 횡단면도를 나타내고 있다. 이 형광 램프는, 발광관(2)의 하측이 광을 방사하는 측의 면으로 되어 있다. 효율적으로 하측으로부터 광을 취출하기 위해서, 광 취출부(9)를 제외하고 자외광 반사층(8)이 발광관(2)과 형광체층(5)의 사이에 형성되어 있다.

도 6에 도시하는 바와같이, 이러한 자외광 반사층(8)은, 상기 특허 문헌 2에 개시되는 것을 사용할 수 있고, 실리카 입자, 또는 실리카 입자와 알루미나 입자의 혼합 입자 등에 의해 구성되는 것이다. 실리카 입자만을 사용하는 경우, 평균 입경으로는 예를 들면 0.1?0.6㎛, 막 두께가 약 10?30㎛인 층으로 이루어진다.

이러한 구성으로 함으로써, 형광체층(5)에 의해 생성된 자외광이 그 반사층(8)에 의해 반사되어, 하부의 광 취출부(9)로부터 효율적으로 방사된다.

이어서, 본 발명에 의한 효과를 실증하기 위한 시험을 행했다.

<시료의 제작>

실리카 입자의 입경, 혼합 비율을 다양하게 다르게 함으로써, 본 발명에 관련된 형광 램프의 시료를 제작했다. 우선, 형광체 입자와 실리카 입자를 소정의 비율로 유기 용매에 혼합하여, 형광체의 도포액을 조제했다.

조제한 도포액은 전부 20종류 있고, 도 7에 도시하는 바와같이, 시료 1?시료 5는 평균 입경이 10㎚, 시료 6?시료 10은 평균 입경이 15㎚, 시료 11?시료 15는 평균 입경이 50㎚, 시료 16?시료 20은 평균 입경이 100㎚인 실리카 입자를 이용하고, 또한, 각각 동일한 평균 입경의 실리카 입자를 이용한 것에 있어서, 형광체층에 포함되는 실리카 입자의 혼합비를 1wt%, 2wt%, 5wt%, 10wt%, 20wt%로 바꾸어 제작했다.

사용한 실리카 입자는 미리 실란커플링제의 표면 처리를 실시한 것을 이용한 것이며, 용제로서 비닐실란을 사용한 것이다. 이와 같이 실리카 입자를 미리 실란커플링제에 의해 표면 처리함으로써, 도포액 중에 실리카 입자를 균등하게 분산시킬 수 있다. 이 도포액을, 외경 10㎜, 두께 1㎜의 시료의 유리관 내에 도포하고, 건조시킨 후, 600℃에서 소성하여 형광체층으로 했다.

또한, 비교예로서 유리층과 형광체층(실리카 입자의 함유 없음)으로 이루어지는 종래 기술에 관련된 시료(이하, 종래 기술 시료 1이라고 한다)를 제작하고, 또한, 유리관의 내면에 저융점 유리층을 10㎛ 형성한 후, 실리카 입자를 포함하지 않는 형광체층을 15㎛의 막 두께로 형성한, 다른 종래 기술에 관련된 시료(이하, 종래 기술 시료 2라고 한다)를 제작했다.

또한, 모든 시료에 있어서의 형광체에는, 셀륨 부활 알루민산마그네슘 란탄(La－Mg－Al：Ce)을 이용하고 있고, 입자 직경 2?15㎛, 평균 입경 5.5㎛였다.

<내충격성 시험>

형광체의 부착 상태를 검증하기 위해, 내충격성 시험을 행했다.

시험은, 형광체를 도포한 석영 유리로 이루어지는 유리관을 수직으로 세우고, 두께 10㎜의 수지제(예를 들면 페놀 수지)의 평평한 판의 표면에, 유리관을 낙하시켜 행했다. 낙하 거리는 50㎜였다. 이를 10회 반복한 후, 형광체층이 벗겨져 있는지 여부를, 시각 관찰로 확인했다.

도 7의 내충격성 시험의 란에 나타내는 바와같이, 내충격성 시험의 결과, ○는, 형광체층의 벗겨짐이 인식되지 않은 것이며, ×는, 형광체층의 벗겨짐이 확인된 것이다. 이 시험에 의하면, 종래 기술 시료 1에 있어서는, 형광체층이 벗겨져 버려, 형광 램프를 구성하는데 이르지 않았다.

<결착성 시험>

계속하여, 형광체층의 발광관에 대한 결착성의 정도를 검증했다.

도 8에 나타내는 구성에 의거하여, 형광체층(5)을 형성한 유리관(2)의 내부에, 내경 2㎜의 공기 노즐(10)을 삽입하고, 노즐로부터 공기를 내뿜었다. 내뿜은 공기압을 서서히 올려 형광체층(5)이 박리되는 노즐(10)의 공기압을 측정했다.

이 결과를, 도 7의 결착성 시험의 란에 나타낸다. 이 실험으로 알 수 있듯이, 실리카 입자의 혼합비가 1wt% 정도로 매우 적으면, 요구되는 발광관에 대한 결착 기능이 발휘되지 않고, 형광체층의 결착력이 부족한데, 2wt% 이상이 되면 그 결착력이 종래 기술 시료 2와 동등 혹은 그 이상이 된다.

또한, 표 중에서 0.50(MPa) 이상으로 한 것은, 0.50MPa에서는 형광체층의 벗겨짐이 없고, 그 이상의 압력에서는 실험을 하지 않은 것을 의미한다.

또한, 종래 기술 시료 1에 대해서는, 상기 내충격성 시험에 있어서 이미 형광체층이 벗겨져 있으므로, 이 결착성 시험, 및 후술의 자외광 강도 시험은 실시하지 않는다.

<자외광 강도 시험>

상기 결과에 의거하여, 종래 기술 시료 2 및 본 발명에 관련된 시료 1?시료 16의 시료로부터, 실제로 형광 램프를 구성하고, 고주파 전압을 인가하여 램프의 점등 실험을 행했다. 제작한 형광 램프는, 외관으로는 도 1에 나타내는 것이며, 발광관 내부는 도 5에 도시한 구성이다.

도 9에 도시하는 바와같이, 이 형광 램프(1)의 광 취출부(9)에 조도계를 배치하여, 조도 측정을 행했다. 발광관의 치수는, 모두, 전체의 크기가 14×42×650㎜이며, 발광관을 구성하는 석영 유리의 두께는 2㎜였다.

또한, 이 실험에 있어서는, 광 취출부(9)가 되는 발광관(2)의 장변면을 제외한 부분의 발광관 내 표면에 자외광 반사층(8)을 설치했다. 이 자외광 반사층(8)은 실리카 입자에 의해 형성한 것이며, 입자 직경 0.1?0.6㎛, 평균 입경 0.25㎛이며, 자외광 반사층의 두께는 30㎛였다.

형광체는, 셀륨 부활 알루민산마그네슘 란탄(La－Mg－Al:Ce)을 이용하고 있고 입자 직경 2?15㎛, 평균 입경 5.5㎛였다. 형광체의 도포액을 상술한 방법과 동일한 공정으로 조제하고, 발광관 내면에 도포하여, 건조, 소성하여 형성했다. 최종적인 형광체층의 두께는 15㎛였다.

이와 같이 발광관 내면에 자외광 반사층 및 형광체층을 형성한 후, 발광관 내부에 발광 가스로서 크세논을 53kPa 봉입하고, 발광관의 외표면에 격자형상의 금속으로 이루어지는 전극을 설치했다. 전극의 치수는 32×500㎜였다.

상기 구성에 있어서, 하기 순서에 따라 자외광 조도를 측정했다.

우선, 광 출사부의 중앙부에 대향하는 위치에 있어서, 램프(1) 표면으로부터 5㎜ 떨어져 분광기 수광부(11)를 고정했다. 분광기 수광부(11)는 파이버에 의해 분광기(모두 도시하지 않음)와 접속했다. 램프의 전극간에 교류 고전압을 인가함으로써, 방전 용기 내부에 방전을 발생시키고, 격자형상 전극(4)을 통하여 광 취출부(9)로부터 방사되는 자외광을 측정했다.

램프 입력은 250W로 했다.

분광기의 측정 스펙트럼으로부터 300?400㎚의 조도를 적산한 값을 이용하여, 자외광 강도를 비교했다.

유리층과 형광체층(실리카 입자의 함유 없음)을 구비한, 종래 기술 시료 2에 관련된 램프의 자외광 조도를 100으로 했을 때의 상대치를 이용하여, 시료 1?20의 램프의 자외광 조도의 측정 결과를 도 7의 자외광 강도의 란에 나타낸다.

이 결과, 형광체층에 포함되는 실리카 입자의 평균 입경이 10㎚ 이상이면, 종래 기술 램프보다도 자외광 강도가 대체로 종래 램프를 웃도는 것이 판명되었다. 다만, 평균 입경이 100㎚ 이상이 되면 미소하게 자외광 강도가 낮아는 지지만, 실용상 문제가 될 정도의 것은 아니다.

이상 설명한 것처럼, 본 발명의 형광 램프에서는, 형광체층을 형광체 입자와 실리카 입자에 의해 구성함으로써, 형광체층을 발광관에 형성할 때에, 형광체층을 소성하는 공정 1회로 끝나, 종래와 같이, 저융점 유리층의 소결과 형광체층의 소결의 2회의 소결 공정에 비해 그 작업 공정이 대폭 개선된다.

또한, 상기 형광체층에 포함되는 실리카 입자의 평균 입경을 10?100㎚로 하고, 혼합비를 2?20wt%로 함으로써, 형광체층의 발광관에 대한 결착력이 개선되고, 더욱 바람직하게는, 평균 입경을 10?50㎚로 함으로써, 상기 결착력에 추가하여 자외광 강도도 종래 기술보다 큰 것을 얻을 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.

1: 형광 램프 2: 발광관
3, 4: 외부 전극 5: 형광체층
6: 형광체 7: 실리카 입자
8: 자외광 반사층 9: 광 취출부
10: 공기 노즐 11: 분광기 수광부

Claims (5)

1. 석영 유리로 이루어지는 발광관과, 여기됨으로써 자외광을 방사하는 형광체층을 구비한 형광 램프에 있어서,
   상기 형광체층은, 형광체 입자와 실리카 입자를 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 램프.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 형광체층에 포함되는 실리카 입자는, 평균 입경이 10?100㎚이며, 상기 형광체층에 포함되는 비율이 2?20wt%인 것을 특징으로 하는 형광 램프.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 형광체층에 포함되는 실리카 입자는, 평균 입경이 10?50㎚인 것을 특징으로 하는 형광 램프.
4. 자외선을 방사하는 형광 램프의 제조 방법으로서,
   형광체 입자와 실리카 입자와 유기 용매를 혼합하여 형광체 도포액을 조제하는 공정과,
   상기 형광체 도포액을 석영 유리로 이루어지는 관에 도포하는 공정과,
   상기 형광체 도포액을 건조시킨 후, 형광체 및 실리카 입자를 소성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 형광 램프의 제조 방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 형광체 도포액을 조제하는 공정에 있어서, 실란커플링제에 의한 표면 처리를 실시한 실리카 입자를 이용하는 것을 특징으로 하는 형광 램프의 제조 방법.

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