KR20150112740A

KR20150112740A - 열음극 자외선 램프

Info

Publication number: KR20150112740A
Application number: KR1020140181587A
Authority: KR
Inventors: 고키 히노; 아키히코 다우치; 아츠시 후지오카
Original assignee: 도시바 라이텍쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2014-03-27
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2015-10-07
Also published as: CN204391045U; TW201537616A; JP2015187948A

Abstract

본 발명은 조도 저하를 억제하고, 기동 특성의 악화를 억제한 열음극 자외선 램프를 제공한다.
실시형태에 따르면, 내부직경이 13~17㎜인 내관(11)과, 내관(11)의 내부에 방전 공간(12)이 설치되도록 양단이 봉지되고, 방전공간(12)의 양단에 설치된 한쌍의 전극(14)과, 상기 방전공간에 봉입된 수은을 포함하는 아말감(13)을 구비하고, 제1 자외광을 방사하는 발광관(10)과; 발광관(10)의 외측에 설치되고 제1 자외광이 조사되고, 제1 자외광보다 파장이 긴 제2 자외광을 방출하는 형광체층(2)과; 형광체층(20)이 형성된 와관(21)을 구비하고, 단위길이당의 램프입력밀도가 0.5~4.0W/㎝이다.

Description

열음극 자외선 램프{HOT CATHODE UV LAMP}

본 발명은 열음극 자외선 램프에 관한 것이다.

예를 들어, 형광체가 양광주(陽光柱)나 수은가스에 접촉되는 위치로부터 이격하여 설치된 이중관 구조의 열음극 형광램프가 개시되어 있다.

일본 공개특허공보 평10-112286호

본 발명의 실시형태는 조도 저하를 억제하고, 기동 특성의 악화를 억제한 열음극 자외선 램프를 제공한다.

본 발명의 실시형태에 따르면 내부직경이 13~17㎜인 내관과; 상기 내관의 내부에 방전공간이 설치되도록 양단이 봉지되고, 상기 방전공간의 양단에 설치된 한쌍의 전극과 상기 방전공간에 봉입된 수은을 포함하는 아말감을 갖고, 제1 자외광을 방사하는 발광관과; 상기 발광관의 외측에 설치되고, 상기 제1 자외광이 조사되며, 상기 제1 자외광보다 파장이 긴 제2 자외광을 방출하는 형광체층과; 상기 형광체층이 형성된 외관;을 구비하며, 단위 길이당의 램프 입력밀도가 0.5~4.0W/㎝이다.

본 발명의 실시형태에 따르면 조도 저하를 억제하고, 기동 특성의 악화를 억제한 열음극 자외선 램프를 제공할 수 있다.

도 1의 (a) 및 (b)는 제1 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프를 예시하는 모식도이다.
도 2는 제1 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프를 예시하는 모식적 단면도이다.
도 3은 제1 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프를 예시하는 모식적 단면도이다.
도 4는 제1 실시형태에 관한 다른 열음극 자외선 램프를 예시하는 모식적 단면도이다.
도 5는 제2 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프를 예시하는 모식적 단면도이다.
도 6은 제3 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프를 예시하는 모식도이다.
도 7은 제4 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프를 예시하는 모식도이다.

이하에 본 발명의 각 실시형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다.

(제1 실시형태)

도 1의 (a) 및 (b)는 제1 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프를 예시하는 모식도이다. 도 1의 (a)는 열음극 자외선 램프(110)를 예시하고 있다. 도 1의 (b)는 도 1의 (a)의 파선부 B를 확대하여 예시하고 있다. 또한, 도 2는 도 1의 (a)의 A1-A2선 단면도이다.

도 1의 (a) 및 (b)와 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프(110)는 발광관(10)과, 형광체층(20)을 포함한다.

본 실시형태에서는 발광관(10)으로서 열음극 방전램프를 사용한 실시형태를 예시하고 있다.

발광관(10)은 내관(11)을 포함한다. 내관(11)의 내부에 방전공간(12)이 설치된다. 방전공간(12)에는 예를 들어 수은의 합금인 아말감(13)이나 희가스(도시하지 않음)가 봉입된다. 아말감(13)은 수은을 주성분으로 한 합금이고, 아말감(13)의 일부가 용융함으로써 방전공간(12)으로 수은을 방출한다. 아말감(13)은 예를 들어 수은-비스무트-인듐-티탄의 4원소계이고 수은이 0.5wt%, 비스무트가 21.2wt%, 인듐이 72.0wt%, 티탄이 6.3wt%이다. 아말감(13)의 봉지량은 예를 들어 0.05~10g이다. 희가스의 압력은 예를 들어 0.132~13.2㎪(0.1~10torr)이다.

이 예에서, 내관(11)은 직관이다. 내관(11)은 일단에 설치된 봉지부(14a)와, 타단에 설치된 봉지부(14b)를 갖는다. 봉지부(14a)에는 제1 전극(15a)이 그 일부분이 매설되어 설치되고, 봉지부(14b)에는 제2 전극(15b)이 그 일부분이 매설되어 설치되어 있다.

봉지부(14a, 14b)에는 내관(11)과 동일한 재료가 사용된다.

제1 전극(15a)은 예를 들어 필라멘트(16a), 핀(17a), 금속박(18a), 및 내부 리드선(19a)를 포함한다.

필라멘트(16a)는 예를 들어 코일을 3중으로 감은, 소위 트리플 코일이다. 필라멘트(16a)에는 예를 들어 텅스텐이 사용된다. 또한, 전자방사성을 좋게 하기 위해, 필라멘트(16a)의 코일의 간극에는 에미터(도시하지 않음)가 도포되어 있다. 에미터에는 예를 들어 칼슘, 바륨, 지르코늄 및 스트론튬 중 적어도 어느 산화물 등이 사용된다.

핀(17a, 17a)은 일단에서 필라멘트(16)를 유지하여 접속되고, 타단이 금속박(18a)과 접속된다. 핀(17a, 17a)에는 예를 들어 몰리브덴봉이 사용된다.

금속박(18a, 18a)은 봉지부(14a)에 매설되고, 봉지부(14a)가 봉지됨으로써, 내관(11)의 내부를 기밀하게 유지한다. 금속박(18a, 18a)의 일단에는 핀(17a, 17a)이 접속되고 금속박(18a, 18a)의 타단에는 내부 리드선(19a, 19a)이 접속된다. 금속박(18a, 18a)에 의해, 내관(11)의 내부와 외부의 전기적 접속을 얻는다. 금속박(18a, 18a)의 선 팽창계수는 예를 들어 봉지부(14a)의 선 팽창계수와 실질적으로 동등하다. 금속박(18a, 18a)에는 예를 들어 몰리브덴이 사용된다.

내부 리드선(19a, 19a)에는 예를 들어 도전성의 금속이 사용된다. 내부 리드선(19a, 19a)에는 예를 들어 몰리브덴이 사용된다.

제2 전극(15b)에는 제1 전극(15a)과 동일한 구성이 적용된다. 즉, 제2 전극(15b)는 필라멘트(16b), 핀(17b, 17b), 금속박(18b, 18b), 내부 리드선(19b, 19b)을 포함한다.

이와 같이 발광관(10)은 방전공간(12)을 포함하고, 수은휘선을 포함하는 제1 자외광을 방사한다. 제1 자외광은 253.7㎚의 수은휘선을 포함한다.

형광체층(20)은 발광관(10)의 외측인, 외관(21)의 내벽에 설치된다. 이 예에서는 방전공간(12)과 형광체층(20) 사이에 발광관(10)의 벽부가 설치됨으로써, 방전공간(12)과 형광체층(20)은 서로 이격된다. 이 예에서는 형광체층(20)과, 발광관(10) 사이에 또한 공간(30)이 설치된다. 또한, 형광체층(20)은 외관(21)의 내벽에 한정되지 않고, 예를 들어 발광관(10)의 외측에 설치되어도 좋다. 요는 형광체층(20)은 발광관의 외측에 설치되어 있으면 그 위치는 한정되지 않는다.

공간(30)에는 가스(도시하지 않음)이 봉입된다. 가스는 예를 들어 네온, 아르곤, 질소 중 어느 것, 또는 2종 이상의 혼합가스가 충전되어 있다. 또한, 공간(30)에 봉입되는 가스는 열전도율이 0.016W/(m·K) 이상인 것이 바람직하다. 공간(30)에 봉입되는 가스의 열전도율이 0.016W/(m·K) 미만이면, 발광관(10)으로부터 방출되는 열이 공간(30)내에 고여 발광관(10)의 온도가 과잉으로 상승한다. 발광관(10)의 온도가 과잉으로 상승하면 발광관(10)의 내부에 봉입된 아말감(13)으로부터 방출되는 수은의 증기압이 과잉으로 상승하여 수은 자신에 의한 자외선의 자기 흡수가 발생하므로 조도가 저하된다. 이 때문에, 공간(30)에 봉입되는 가스의 열전도율은 0.016W/(m·K) 이상인 것이 바람직하다. 단, 공간(30)에 봉입되는 가스의 열전도율이 0.016W/(m·K) 이상이어도, 예를 들어 헬륨과 같이 원자 반경이 작은 것은 가스가 발광관(10)에 침입하므로 바람직하지 않다. 그 때문에, 공간(30)에 봉입되는 가스는 네온, 아르곤, 질소 중 어느 것, 또는 2종 이상의 혼합가스가 충전되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 공간(30)에 봉입되는 가스의 압력은 6.7kPa(50torr) 이상인 것이 바람직하다. 공간(30)에 봉입되는 가스의 압력이 6.7kPa 미만이면, 발광관(10)으로부터 방출되는 열이 공간(30)내에 고여 발광관(10)의 온도가 과잉으로 상승한다. 발광관(10)의 온도가 과잉으로 상승하면 발광관(10)의 내부에 봉입된 아말감(13)으로부터 방출되는 수은의 증기압이 과잉으로 상승하여 수은 자신에 의한 자외선의 자기 흡수가 발생하므로, 조도가 저하된다. 이 때문에, 공간(30)에 봉입되는 가스의 압력은 6.7kPa(50torr) 이상인 것이 바람직하다. 또한, 바람직하게는 공간(30)에 봉입되는 가스가 네온인 경우에는 6.7kPa 이상 111kPa(1.1기압) 이하, 아르곤인 경우에는 40kPa(300torr) 이상 111kPa 이하, 질소의 경우에는 33kPa(250torr) 이상 111kPa 이하인 것이 바람직하다.

상기 예에서는 내관(11)의 둘레에 외관(21)이 설치되어 있다. 외관(21)의 내벽에 형광체층(20)에 설치되어 있다. 외관(21)에는 예를 들어 석영이 사용된다.

형광체층(20)에는 발광관(10)으로부터 방사된 제1 자외광이 조사된다. 즉, 형광체층(20)은 253.7㎚의 수은 휘선 중 적어도 일부를 흡수한다. 형광체층(20)은 제1 자외광과는 다른 제2 자외광을 방출한다. 제2 자외광의 파장은 제1 자외광의 파장보다 길다. 제2 자외광의 파장(피크 파장)은 예를 들어, 280㎚ 이상 400㎚ 이하이다. 즉, 제2 자외광은 예를 들어 자외선이다. 이 예에서는 제2 자외광은 외관(21)을 통과하여 외부에 방출된다. 이 예에서는 자외선의 투과율이 높은 석영을 외관(21)에 사용함으로써, 외관(21)에서의 자외선의 흡수를 억제할 수 있으므로, 제2 자외광의 조도는 높다. 또한, 제2 자외광은 제1 자외광과 같이 단일 파장의 자외광일 필요는 없고, 예를 들어 360㎚에 피크를 갖는, 280~400㎚의 넓은 분광분포를 갖고 있어도 좋다.

또한, 도 1의 (b)에는 본 실시형태에 관한 내관(11)과, 외관(21)의 접속양식, 및 외관(21)의 봉지을 예시하고 있다.

도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이 열음극 자외선 램프(110)에서 외관(21)은 외관 봉지부(21c)를 갖고 있다. 외관 봉지부(21c)는 외관(21)과 스템(22c)이 봉지됨으로써 봉지된다. 스템(22c)은 봉지부(24c)와, 플레어부(26c)를 갖는다. 봉지부(24c)는 핀치시일 구조를 갖고 있다. 플레어부(26c)는 외관(21)과 스템(22c)의 봉지부(봉착부)이다. 외관 봉지부(21c)에서는 내관(11)의 내부 리드선(19a, 19a)의 단(금속박(18a, 18a)과 접속되어 있지 않은 측의 단)과, 외관 금속박(28a, 28a)과 외부 리드선(31a, 31a)이 설치되어 있다.

외관 금속박(28a, 28a)은 봉지부(24c)에 매설되고 봉지됨으로써, 외관(21)의 내부를 기밀하게 유지한다. 또한, 외관 금속박(28a, 28a)에 의해 외관(21)의 내부와 외부의 전기적 접속을 얻는다. 외관 금속박(28a, 28a)에는 예를 들어 몰리브덴이 사용된다.

외부 리드선(31a, 31a)은 외관(21)내에 설치된 발광관(10)에, 열음극 자외선 램프(110)의 외부로부터 전력을 공급한다. 외부 리드선(31a, 31a)의 일단은 외관 금속박(28a, 28a)와 접속된다. 외부 리드선(31a, 31a)의 타단은 외관(21)의 외측에 노출되어 있다. 외부 리드선(31a, 31a)에는 예를 들어 몰리브덴이 사용된다.

외관 봉지부(21d)에는 외관 봉지부(21c)와 동일한 구성이 적용된다. 즉, 외관 봉지부(21d), 스템(22d), 봉지부(24d), 플레어부(26d)를 갖는다. 또한, 외관 봉지부(21d)에는 관 금속박(28b, 28b), 외부 리드선(31b, 31b)이 설치된다.

열음극 자외선 램프(110)는 예를 들어 액정패널의 제조공정에서 사용된다. 제조공정 중의 경화공정에서 열음극 자외선 램프로부터 출사되는 광(예를 들어 자외선)이 피조사물에 조사된다. 상기 광의 조도는 예를 들어 1mJ 이상 10,000mJ 이하이고, 광의 파장(예를 들어, 피크파장)은 예를 들어 300㎚ 이상 400㎚이하이다. 이와 같은 자외선을, 액정패널에 포함되는 부재가 되는 재료, 예를 들어 자외선 경화수지나 중합개시제에 조사하고, 재료를 경화시키거나 분자를 중합시킴으로써, 액정패널이 제조된다.

여기에서, 열음극 자외선 램프의 단위길이당의 입력밀도 W/㎝는 0.5~4.0W/㎝의 범위인 것이 바람직하다. 단위 길이당의 입력밀도가 0.5W/㎝를 하회하면, 자외선 조도가 저하되므로 바람직하지 않다. 한편, 단위 길이당 입력밀도가 4.0W/㎝를 상회하면, 발광관(10)을 점등시켰을 때 발광관(10)내에 발생하는 양광주(도시하지 않음)로부터의 복사열이 많아지고, 안에 봉입되는 수은의 증기압의 컨트롤이 곤란해지므로 바람직하지 않다. 따라서, 단위당 입력밀도는 0.5~4.0W/㎝인 것이 바람직하다.

또한, 내관(11)은 그 내부직경이 13~17㎜인 것이 바람직하다. 이는 단위길이당의 램프입력밀도(W/㎝)를 0.5~4.0W/㎝의 범위에서 발광관(10)을 점등시킬 때, 내관(11)의 내경이 13~17㎜의 범위에 있으면, 수은의 증기압을 원하는 범위로 정리할 수 있고, 자외선의 발광강도를 적절하게 유지할 수 있기 때문이다.

또한, 수은은 아말감으로서 봉입되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프를 제공하기 위해 램프 입력 밀도가 0.5~4.0W/㎝의 조건을 만족하도록 수은 단체를 봉입하고자 해도, 발광관에 전력을 공급했을 때 형성되는 양광주로부터의 복사열의 영향으로 수은의 증기압이 원하는 범위를 대폭 상회하여 수은의 증기압을 제어하기 곤란하다. 그 때문에, 수은 단체보다 증기압을 하회하는 것이 가능한 아말감, 구체적으로는 수은-비스무트-인듐-티탄의 아말감에서 존재하는 것이 바람직하고, 특히 수은-비스부트-인듐-티탄의 아말감에서의 수은의 중량%(wt%)은 0.1~3.0wt%의 범위인 것이 바람직하고, 특히 0.3wt%가 가장 좋다. 수은-비스부트-인듐-티탄의 아말감에서 수은이 0.3wt%이면 가장 자외선 조도가 높고 0.1~3.0wt%의 범위에서는 0.3wt%일 때의 자외선 조도와 비교하여 90%의 상대조도값이 얻어지기 때문이다. 또한, 램프 내관에 포함되는 아말감의 조성은 예를 들어 열음극 자외선 램프를 액체질소로 냉각하고, 아말감을 질산에 용해시켜 아말감이 녹은 질산용액을 ICP(발광분광분석장치)에서 정량분석을 실시함으로써 결정할 수 있다.

또한, 도 1의 (a)에는 본 실시형태에 관한 아말감(13)의 설치양식에 대해서 예시하고 있다. 본 실시형태에서는 아말감(13)을, 제1 전극(14a)으로부터 방전공간(12)측으로 이격하여 배치한 실시형태를 예시하고 있다.

도 1의 (a)에 도시한 바와 같이 열음극 자외선 램프(110)에서 아말감(13)은 발광관(10)의 방전공간(12)에 설치하고 있다. 또한, 아말감(13)은 발광관(10)의 내관(11)과 화학적인 상호 작용에 의해 결합하고 있다. 이는 아말감(13) 중에 포함되는 티탄이 영향을 주고 있다. 아말감(13) 중에 포함되는 티탄은 내관(11)을 구성하는 석영 유리(SiO₂)와 화학적으로 상호 작용하기 쉬우므로, 화학적으로 약하게 결합되어 있다. 즉, 아말감(13)은 내관(11)과 결합되어 있다. 일반적으로 열음극 램프에서 아말감(13)은 최냉부에 설치되는 일이 많지만, 본 실시형태와 같은 2중관의 열음극 램프에서는 외관중에 설치되는 내관에 최냉부를 의도하여 설치하는 것은 곤란하다. 내관으로부터 분기하여 최냉부를 설치하면 외관과의 봉지가 곤란해진다. 또한, 일중관(一重管)에 아말감(13)을 설치할 때와 달리, 2중관의 내관에 아말감(13)을 설치하면, 내관은 외부로부터의 온도의 영향을 받기 어렵게 되고, 국소적으로 내관의 일부를 냉각하기 곤란해진다. 따라서, 최냉부를 의도적으로 설치하는 것이 곤란하다. 또한, 내관과 상호 작용하기 쉬운 Ti 등의 금속을 아말감(13)에 넣지 않으면 아말감(13)은 내관에서 자유롭게 이동할 수 있고, 특히 이동의 충격 등에 의해 아말감(13)이 분산된다. 아말감(13)이 분산되면, 램프 점등시에 자외선 강도가 편차가 생기므로 바람직하지 않다. 따라서, 아말감(13)에는 내관(11)과 결합하기 쉬운 티탄 등을 봉지하는 것이 바라직하다. 또한, 아말감(13)에서의 티탄의 중량%(wt%)은 1~10인 것이 바람직하다. 아말감(13)에서의 티탄의 중량%가 1.0을 하회하면 아말감(13)이 내관(11)과 결합되는 힘이 약화되어 아말감(13)이 자유롭게 이동하기 때문이다. 한편, 아말감(13)에서의 티탄의 중량이 10을 상회하면 아말감(13) 자체의 융점이 높아지므로, 수은 증기가 방전 공간(12)으로 방출되는 양이 적어지고 수은 증기압이 저하되어, 자외선 조도가 저하되기 때문이다. 또한, 아말감(13)에 포함되는 금속은 티탄에 한정되지 않고, 내관(11)의 석영유리와 약한 상호작용을 하는 금속원소이면 어떠한 것이어도 좋고, 예를 들어 알루미늄이나 규소이어도 좋다. 아말감(13)에 포함되는 금속이 알루미늄인 경우에는 아말감(13)에서의 중량%(wt%)이 0.5~3.0wt%의 범위인 것이 바람직하고, 규소의 경우에는 아말감(13)에서의 중량%(wt%)가 2~12wt%의 범위인 것이 바람직하다.

도 3은 본 실시형태의 다른 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프(120)의 발광관(10) 및 외관(21)의 위치관계를 예시하고 있다. 도 3은 도 1의 (a)의 일점 쇄선 A1-A2의 단면을 본 도면이다.

발광관(10)은 외관(21) 중에서 간극(D)을 통하여 설치되어 있다. 또한, 간극(D)은 1~5㎜인 것이 바람직하다. D가 1㎜보다 작아지면, 발광관(10)과 형광체층(20)이 너무 접근하고, 발광관(10)의 점등 중에 발광관(10)의 열이 형광체층(20)에 전달되고, 자외선 조도가 저하된다. 또한, D가 5㎜보다 커지면, 발광관(10)과 형광체층(20)이 너무 이격되어 자외선 조도가 저하된다.

여기에서, 일반 조명에 사용되는 형광램프와 동일하게, 발광관의 방전공간내에 형광체층을 설치하는 참고예와 비교한다. 본 실시형태의 열음극 자외선 램프와, 참고예의 열음극 자외선 램프를 1A에서 점등했을 때에는 형광체층의 특성이 열화되기 쉬운 것을 알 수 있었다. 그 이유는 본 실시형태와 참고예의 적절한 전류값이 다르기 때문이다. 참고예의 적절한 전류값은 0.8A 정도이다. 한편, 본 실시형태의 적절한 전류값은 1~4A이다. 전류값이 상승하면, 방전공간의 온도가 상승하므로, 예를 들어 형광체층(20)에 부여되는 열에 의해 형광체가 열화한다. 또한, 방전공간(20)의 온도가 상승하므로, 여기(勵起)상태의 수은 또는 희가스 원소가 형광체에 충돌하기 더욱 쉬워지고, 형광체가 열화되어 형광체에서의 변환효율이 저하된다. 또한, 예를 들어 형광체에 수은이 부착되기 쉬워지고, 형광체에서의 변환효율이 저하된다. 또한, 예를 들어 전류값이 증대함으로써 형광체에 253.7㎚의 광이 조사됨으로써도 형광체가 열화되는 경우가 있다. 이들의 요인에 의해 참고예에서는 조도가 저하되고 조도의 유지가 곤란하다.

이와 같은 자외선을 출사하는 열음극 자외선 램프로서 일반 조명용도의 열음극 형광체 램프에 사용되는 벌브 내면에 도포되는 형광체를, 280㎚ 이상 400㎚ 이하의 파장범위에서 발광하는 형광체(UV형광체)로 변경하는 구성이 있다. 그러나, 이 구성에서는 형광체가 일반 조명용 형광체에 비하여 열화되기 쉬운 것이 발명자의 검토에 의해 판명되었다.

본 실시형태에서는 발광관(10)의 방전공간(12)과, 형광체층(20)을 이격시킨다. 이에 의해, 형광체층(20)에서의 열화를 억제할 수 있다. 본 실시형태에 따르면 조도 저하를 억제하고, 기동 특성의 악화를 억제한 열음극 자외선 램프를 제공할 수 있다.

본 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프(110)에 따르면 이와 같은 용도에 사용 가능한, 조도 저하를 억제하고 상승 특성의 악화를 억제한 열음극 자외선 램프를 제공할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프(110)에서는 외관(21)으로서 자외선에 대한 투과율이 높은 재료(예를 들어 석영)를 사용함으로써, 조도 저하를 억제할 수 있다. 이에 의해, 제조공정에서의 생산성은 높다.

또한, 외관(21)에 사용하는 재료는 석영에 한정되지 않는다. 예를 들어, 소다석회 유리 또는 소위 무연의 연질 유리를 사용해도 좋다. 요는 형광체층(20)에 의해 변환된 광을 투과하는 재료이면 어떠한 재료를 사용해도 좋다.

또한, 외관(21)의 봉지 양식은 스템(22c, 22d)을 개재한 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도 4에 나타낸 바와 같이 외관(21)을 직접 핀치시일함으로써 외관 봉지부(21c, 21d)를 형성해도 좋다.

(제2 실시형태)

도 5는 제2 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프를 예시하는 모식적 단면도이다.

도 5에 나타낸 바와 같이 본 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프(130)에서 발광관(10), 즉 내관(11)의 형상은 U자 형상이다. 내관(11)은 제1 부분(11a)과, 제2 부분(11b)과, 제3 부분(11c)을 포함한다. 제1 부분(11a) 및 제2 부분(11b)은 제1 방향을 따라서 연장된다. 제2 부분(11b)은 제1 방향에 대해서 교차(이 예에서는 직교)하는 제2 방향을 따라서, 제1 부분(11a)과 늘어서 있다. 제3 부분(11c)은 제1 부분(11a)의 일단과, 제2 부분(11b)의 일단을 접속한다. 이 예에서는 제1 부분(11a)의 타단에, 제1 전극(15a)이 설치되는, 제2 부분(11b)의 타단에, 제2 전극(15b)이 설치된다.

제3 부분(11c)은 내관(11)의 절곡부가 된다. 이와 같이, 실시형태에서 내관(11)에 절곡부가 설치되어도 좋다. 절곡부의 수는 1이어도 좋고, 2 이상이어도 좋다. 예를 들어 내관(11)은 S자 형상이나, W자 형상을 가져도 좋다. 이와 같이, 내관(11)에 절곡부를 설치함으로써 복수등의 열음극 자외선 램프를 사용하지 않아도 보다 광범위하게 자외선을 조사하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에서도 조도 저하를 억제하고, 기동 특성의 악화를 억제한 열음극 자외선 램프를 제공할 수 있다.

본 실시형태에 관한 구성은 제1 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프 및 그 변형에 적용해도 좋다.

(제3 실시형태)

도 6은 제3 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프를 예시하는 모식도이다.

도 6에 나타낸 바와 같이 본 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프(140)에서는 복수의 발광관(10)이 설치된다. 복수의 발광관(10)의 각각이 하나의 방향으로 연장되는 형상을 갖고 있는 경우, 복수의 발광관(10)의 각각에서의 연장방향은 예를 들어 서로 평행으로 설정할 수 있다. 복수의 발광관(10) 중 적어도 2개에서의 연장방향이 서로 교차해도 좋다. 이와 같이 복수의 발광관(10)을 설치함으로써 열음극 자외선 램프에 사용되는 발광관의 광량이 작어도 발광관(10)을 복수 사용함으로써 열음극 자외선 램프로서의 광량을 증대하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에서도 조도 저하를 억제하고 기동 특성의 악화를 억제한 열음극 자외선 램프를 제공할 수 있다.

본 실시형태에 관한 구성은 제1 및 제2 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프 및 그 변형에 적용해도 좋다.

(제4 실시형태)

도 7은 제4 실시형태에 관한 열음극 자외선 램프를 예시하는 모식도이다.

도 7에 도시한 바와 같이 열음극 자외선 램프(150)는 외관(21)의 일단으로부터 급전되는, 소위 편측급전의 열음극 자외선 램프이어도 좋다. 이 경우, 내관(11)의 일단과 접속되는 내부 리드선(19a)에 추가하여 내부리드선(19c)이 설치된다. 내부 리드선(19c)은 내관(11)의 타단에 설치된 제2 전극(14b)과 접속되는 급전배선(29)과 접속된다.

이와 같이, 편측 급전의 구조를 채용함으로써 열음극 자외선 램프에 전력을 공급할 때, 열음극 자외선 램프의 한쪽에 전력공급수단을 정리할 수 있고, 열음극 자외선 램프 길이방향의 공간을 짧게 하는 것이 가능해진다.

실시형태에 따르면 조도 저하를 억제하고, 기동 특성의 악화를 억제한 열음극 자외선 램프를 제공할 수 있다.

또한, 본원 명세서에서 「수직」 및 「평행」은 엄밀한 수직 및 엄밀한 평행뿐만 아니라 예를 들어 제조공정에서의 편차 등을 포함하는 것이고, 실질적으로 수직 및 실질적으로 평행이면 좋다.

이상, 구체예를 참조하면서 본 발명의 실시형태에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 열음극 자외선 램프에 포함되는 발광관, 아말감, 내관, 전극, 형광체층 등의 각 요소의 구체적인 구성에 관해서는 당업자가 공지의 범위로부터 적절하게 선택함으로써 본 발명을 동일하게 실시하고, 동일한 효과를 얻을 수 있는 한, 본 발명의 범위에 포함된다.

또한, 각 구체예에 어느 2개 이상의 요소를 기술적으로 가능한 범위에서 조합시킨 것, 본 발명의 요지를 포함하는 한 본 발명의 범위에 포함된다.

그 밖에 본 발명의 실시형태로서 상술한 열음극 자외선 램프를 기초로 하여 당업자가 적절히 설계 변경하여 실시할 수 있는 모든 열음극 자외선 램프도, 본 발명의 요지를 포함하는 한 본 발명의 범위에 속한다.

본 발명의 몇가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 신규의 실시형태는 그 밖의 여러 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 여러가지 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.

10: 발광관 11: 밸브
11a, 11b, 11c: 제1, 제2, 제3 부분
12: 방전공간 13: 아말감
14a, 14b: 봉지부 15a: 제1 전극
15b: 제2 전극 16a, 16b: 필라멘트
17a, 17b: 핀 18a, 18b: 금속박
19a, 19b, 19c: 내부 리드선 20: 형광체층
21: 외관 21c, 21d: 외부 봉지부
22c, 22d: 스템 24c, 24d: 봉지부
26c, 26d: 플레어부 28a, 28b: 외부 금속박
29: 급전배선 30: 공간
31a, 31b: 외부 리드선
110, 120, 130, 140, 150: 열음극 자외선 램프

Claims

내부직경이 13~17㎜인 내관, 상기 내관의 내부에 방전공간이 설치되도록 양단이 봉지되고, 상기 방전공간의 양단에 설치된 한쌍의 전극, 및 상기 방전공간에 봉지된 수은을 포함하는 아말감을 구비하고, 제1 자외광을 방사하는 발광관;
상기 발광관의 외측에 설치되고, 상기 제1 자외광이 조사되며, 상기 제1 자외광보다 파장이 긴 제2 자외광을 방출하는 형광체층; 및
상기 형광체층이 형성된 외관을 구비하고,
단위길이당의 램프입력밀도가 0.5~4.0W/㎝인, 열음극 자외선 램프.
제 1 항에 있어서,
상기 아말감에서의 상기 수은의 봉입량은 0.1~3.0wt%인, 열음극 자외선 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 아말감에는 티탄, 알루미늄, 규소 중 어느 하나를 포함하는, 열음극 자외선 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 공간에 봉입된 상기 가스는 네온, 아르곤, 질소 중 어느 것, 또는 2종 이상의 혼합가스가 6.7㎪ 이상 봉입되는 열음극 자외선 램프.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 발광관이 연장되는 방향으로 수직인 단면에서의 상기 발광관 및 상기 외관과의 사이에 발생하는 간극의 거리(D)는 1~5㎜인, 열음극 자외선 램프.