TWI359437B - - Google Patents

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1359437 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於紫外線放電燈。 【先前技術】 —般在35 0至3 80nm附近具有高發光強度的紫 光的金屬鹵化物燈，是對於紫外線硬化塗料的硬化 近年來市場用途高的功能性高分子薄膜的光反應上 〇 然而，眾知340nm以下的燈光波長領域的光， 能性材料上給予劣化，而抑制此些短波長被使用。 作爲滿足此種要求者，如習知日本特開平03-號公報（專利文獻1)所述地，眾知藉由將金屬鉈 鉈與鐵與水銀一起封入在氣密性容器，抑制340nm 短波長的紫外線而在365nm附近具有高發光強度的 放電燈。 然而，習知的加入鐵的鹵化鉈燈，是藉由鐵元 在3 65nm的光譜是急峻地出現，惟實際上得到作爲 與其近旁波長的光譜的積分値的3 65nm的光譜之故 嚴密的3 65nm波長的光譜是有不充分的問題點。又 時間放電點燈，則放電媒體中的鐵元素與氣密性容 英玻璃產生反應而發生失透現象，也有降低發光強 時，產生降低亮度的問題點。又，近年來，有液晶 置的大畫面化所代表的大型薄膜或印刷物等的朝軸 外線發 ，或是 有效果 是在功 250549 或鹵化 以下的 紫外線 素的存 3 6 5 nm ，因而 ，若長 器的石 度之同 顯示裝 方向均 -5- 1359437 勻地實現照度分布而可曝光的較長（例如1 800mm )的燈 的需求。然而，在加入鐵的鹵化鉈燈，若發光長度超過 3 00mm ’則會發生分離發光等，也有在長度化要求上不適 合的燈性能的問題點。 專利文獻1:日本特開平03-250549號公報 【發明內容】 φ 本發明是鑑於上述習知技術的課題而創作者，其目的 是在於提供340nra以下的紫外線光譜較少，而在340nm 至380nm可發光具有強光譜的紫外光的紫外線放電燈。 本發明之其他目的是在於提供在高照度朝燈管軸方向 不會發生分光或照度偏差（分離發光），可得到長度化， 且可得到長壽命化的紫外線放電燈。 本發明第1項特徵是，一種紫外線放電燈，其特徵爲 :作爲放電媒體未含有鐵元素於發光管內，而與水銀一起 Φ 封入有鹵化鉈。 在上述紫外線放電燈中，上述鹵化鉈的封入量M，是 - 在上述發光管的內徑DS30mm的情形，作爲〇.〇img/cc彡 . M S 0 · 3 mg/cc 〇 又，在上述紫外線放電燈中，在上述發光管的內徑D S30mm，將發光長 L 作爲 500mm$LS2500mg/cc 時，則 將水銀的封入量Hg作爲0.9mg/cc$HgS5.0mg/cc，又將 鹵化銳的封入量Μ可作爲0.012mg/ccSM$0.1mg/cc。 又在上述紫外線放電燈，包括於上述發光管內的水銀 -6- 1359437 及鹵化鉈的放電媒體，是上述發光管的內徑 D作爲 D<30mm時，則將穩定點燈時的電位傾度E ( V/cm )的數 値可採用8<E<30的數値作爲封入量。 又，在上述紫外線放電燈中，上述鹵化鉈是可作爲碘 化鉈（T 11 )。 又，在上述紫外線放電燈中，上述碘化鉈（ΤΠ)是 將與水銀（Hg)的重量比 Mr = Hg(mg/cc) /Tll(mg/cc) 可作爲 10SMr$200。 依照本發明的紫外線放電燈，係爲放電媒體與水銀一 起有鹵化鉈被封入於燈容器，因未含有鐵元素，因此可有 效率地發光在鉈的發光波的352nm具有高光譜的紫外線。 又，依照本發明的紫外線放電燈，以高照度，而朝燈管軸 方向不會發生分光或照度偏差可進行發光，且可得到長壽 命化。 【實施方式】 以下，依據圖式詳述本發明的實施形態》 (第1實施形態） 使用第1圖，未說明本發明的第1實施形態的紫外線 放電燈。本實施形態的紫外線（UV )放電燈52是在形成 具有紫外線透射性的石英製發光管的氣密性容器520的內 部，配置有鎢（W)所製等的電極521，522，在外部分別 設有燈座523，524的外管徑27.5mm，厚度1.5mm，發光 1359437

長L爲1 000mm，燈電壓1 100V，燈電流値1 l.OA 者。 在氣密性容器520的內部，封入有氬（Ar)氣 稀有氣體、水銀、以及齒化鉈。作爲該鹵化鉈，可 化鉈（T1I )。如第2圖所示地，碘化鉈的情形， 352nm，365nm，378nm 附近，尤其在波長 352nm> 附近具有大的發光峰値。代替碘化鉈，也可採用溴 φ 鉈（T1 )是在 3 52nm，3 65nm，3 78nm 的波長 具有強輝線光譜，具有減少水銀的發光強度的效果 抑制313nm的水銀發光，可發光相對地增多340至 的波長領域的發光的紫外線。因此，本實施形態的 放電燈5 2，是可減低對於紫外線硬化塗料或功能性 的處理的特性有很大影響的波長領域3 40nm以下的 照射。 鹵化鉈的封入量是在發光管的內徑DS 30mm • ，封入量Μ是作成由0_01mg/ccSM‘0.3mg/cc所 量較佳。更佳爲，螢光管的內徑D爲DS 3 0mm，發 • 作爲500mmSLS 2500mg/cc時，則將水銀的封入量 - 爲0.9mg/ccSHg各5.0mg/cc，又將鹵化銳的封入量 0.012mg/ccSMS0.1mg/cc中所選擇的量較佳。 藉由將鹵化鉈的封入量Μ作爲MS0_3mg/cc， 52的軸方向可得到均勻的照度之故，因而可實現紫 於被照射物的均勻照射。又，如第2圖的分光特性 ，因可將對被照射物的特性有影響的波長31 3nm的 的規格 體等的 使用碘 在波長 3 78nm 化鉈。 領域內 ，因此 4 0 Onm 紫外線 塑膠等 紫外線 的情形 選擇的 光長L :Hg作 Μ作爲 對於燈 外線對 所示地 照度峰 -8- 1359437 値，比波長3 65 nm的照度峰値還減低 更提高紫外線照射後的被照射物的特性 化銳的封入量作成0.3mg/cc以上，則 器520內的鉈朝燈52的長度方向不均 光分離，會降低燈性能。 又，藉由混入鹵化鉈，可抑制發生 線的313nm峰値的紫外線，而可將峰 • 度對於峰値365nm的光譜強度抑制在 來自混入鹵化鉈的紫外線放電燈的紫外 射，避免劣化被照射物的作用，而更有 照射物的紫外線處理。 又，在本實施形態中，發光管內徑 可將穩定點燈時的電位傾度E ( V / c m ) 由此，可得到不會過負荷地長壽命而有 的紫外線放電燈。 # 又，氣密容器的內徑爲30nm以下 的輸入（W/cm )爲60W/cm以上進行點 封入量（mg/cc)作爲 0.3mg/cc以下 3 4 0mm以下光譜的發光強度，而可提高 3 7 8nm光譜的發光強度。 又，作爲電極521，522的鎢材，1 上氧化铈（Ce2〇3 )的姉鎢。一般廣泛 材的钍鎢，是氧化钍爲穩定的化合物， 此，將工作函數接近於該氧化钍的氧化 5 %以下，因此，可 。一方面，若將鹵 被封入在氣密性容 1句地分散而產生發 利用水銀燈的紫外 直313nm的光譜強 5 %以下，結果，以 線對被照射物的照 效果地進行對於被 D 爲 D<30mm 時， 作爲 8 <E<3 0 »藉 效地利用鉈之發光 ，且每一單位長度 燈，可將碘化鉈的 ，藉由此，可減輕 3 5 2 nm > 365nm， 叮使用含有0.5%以 地被利用作爲電極 惟具有放射性。如 鈽含有於鎢，則可 -9- 1359437 得到與钍鎢電極同等的電極壽命，且不必顧慮因放射性物 質對於環境面的不良影響。在第3圖的圖表表示採用習知 的钍鎢電極的紫外線放電燈及採用铈鎢電極的紫外線放電 燈的壽命特性的測定結果。圖表A是採用钍鎢電極的紫外 線放電燈的壽命特性，而圖表B是铈鎢電極的紫外線放電 燈的壽命特性，可知採用鈽鎢電極的燈的壽命特性與習知 的钍鎢電極表示同等的壽命特性。此種鈽鎢電極是針對於 以下的其他實施形態的紫外線放電燈也可同樣地被採用。 (第2實施形態） 針對於本發明的第2實施形態的紫外線放電燈加以說 明。本實施形態的紫外線放電燈52的構造，是與表示於 第1圖的第1實施形態同樣。又，封入於氣密性的放電容 器內部的放電媒體的碘化鉈的封入量上具有特徵。 作爲本實施形態的情形，作爲燈的規格，在具有紫外 線透射性的石英製氣密性容器520的內部，配置有鎢（W )製等電極521，522的外管徑27.5mm，厚度1.5mm，發 光長L可作成1 800mm。又，在氣密性容器520的內部， 作爲放電媒體封入氬（Ar )氣體，水銀以及碘化鉈（T1I )。該放電媒體的水銀Hg與碘化鉈T1I的重量比Mr是 10 S Mr $ 2 00。作成該比率，若作成Mr<l 0時，則在燈軸 方向發生分離發光。另一方面，若作成Mr> 200時，則銳 的發光變小，僅發生水銀的發光而成爲不是活用鉈的發光 的燈。 -10- 1359437 又’在本實施形態中，在發光內徑D爲D<30mm時， 也可將穩定點燈時的電位傾度E( V/cm )作成8<E<30， 藉由此’可得到不會過負荷地長壽命而有效地利用鉈之發 光的紫外線放電燈》 (第3實施形態） 針對於本發明的第3實施形態的紫外線放電燈加以說 明。本實施形態的紫外線放電燈52的構造，所封入放電 媒體是與表示於第1圖的第1實施形態同樣。又在本實施 形態’作爲輸入電力W ( W/cm )，氣密性容器的內表面 積2Trr(cm2)時，將管壁負荷w/cm2作爲 0.5<W/cm2/3.5，就可管理燈溫度作成長壽命的燈爲其特徵 者。 例如對於在石英製氣密性容器的內部，配置鎢製等的 電極的外管徑27.5mm，厚度1.5mm，發光長L爲1000mm ’又，作爲放電媒體與氬氣體一起封入水銀1.68mg/cc， 碘化鉈0.105mg/cc的紫外線放電燈，施加燈電壓1 100V， 燈電流値10.2 A的電力，如此地將管壁負荷W/cm2作成 l<W/cm2<60，就可管理燈溫度，可減少點燈中的溫度劣化 ，而可作成長壽命的燈。 又，在本實施形態中，發光管內徑D爲D<3 0mm時， 可將穩定點燈時的電位傾度E ( V/cm )作爲8<E<30，藉 由此，可得到不會過負荷地長壽命而有效地利用鉈之發光 的紫外線放電燈。 -11 - 1359437 又，氣密容器的內徑爲30nm以下，且每一單位長度 的輸入（W/cm )爲60W/cm以上進行點燈，可將碘化鉈的 封入量（mg/cc )作爲〇.3mg/cc以下，藉由此，可減輕 340mm以下光譜的發光強度，而可提高3 52nm，3 65nm， 3 7 8nm光譜的發光強度。 (第4實施形態） 在第4圖，第5圖表示本發明的第4實施形態的紫外 線放電燈的點燈裝置。本實施形態的紫外線放電燈點燈裝 置，是將燈52本體的燈座523，524與用以裝載於電路側 的燈座525，526作爲陶瓷製，且在共用的構造上具有特 徵。 在本實施形態，將外部固定用燈座525，526裝載於 電路側，而與燈52側的凍石燈座523，524嵌合就可固定 燈52。此些兩燈座523〜526都是陶瓷製。依照本實施形態 ，在通電部周邊可避免金屬零件，可確保電性上安全的機 構，僅該部分可成爲低成本的設計。 又，在上述的各實施形態，代替鹵化鉈也可採用鹵化 鈷或鹵化銦。 又，本發明的紫外線放電燈，是可對應於印刷基板、 乾燥、印刷、製版印相等，多種曝光光源的用途。 (實施例1 ) 本發明的實施例1的紫外線放電燈，是在管外徑Φ -12- 1359437 27.5mm，厚度1.5mm，發光長1000mm的紫外通過性石英 製的氣密容器內部兩端封裝鎢所成的電極，又將水銀及碘 化鉈與氬氣體一起作爲發光金屬封裝於氣密容器的內部者 。其封入量是水銀1.6mg/cc，碘化蛇 O.lmg/cc，氬氣 1.33kPa，此時的電性特性爲1 100V、1 1.0A。上述燈是在 紫外域具有各該金屬的峰値，進行朝軸方向均勻的發光。 進行分光分析，實施例1的紫外線放電燈的情形，可確認 利用确化銳的波長，亦即，352nm，365nm，378nm的光 譜成分的照度出現較高，而且不會發生朝軸方向分光成照 度偏差，亦即不會發生分離發光。 藉由此，採用強烈截斷比習知還低320nm以下的波長 成分的濾波器，成爲可更確實地抑制有害的紫外線波長領 域的處理。 (實施例2 ) # 作爲實施例2的紫外線放電燈，準備在石英製的氣密 性容器內部配置有鎢製等的電極的外管徑27.5mm，厚度 1.5mm，發光長L爲1800mm，又，作爲放電媒體與氬氣 體一起，以水銀 1.68mg/cc，确化銳 0.032mg/cc ( Mr = 52.5 )的比率封入的紫外線放電燈。

又，作爲比較例1，對於相同規格的氣密性容器，也 準備以水銀 l.〇9mg/cc，碘化銳0.218mg/cc ( Mr = 5)的比 率所封入的比較例1的紫外線放電燈。又，作爲比較例2 ，對於相同規格的氣密性容器，也準備以水銀1.09mg/CC -13- 1359437 ，确化銳 〇.〇〇lmg/cc(Mr=1090)的比率所封入的比較例 2的紫外線放電燈》 如此放電點燈此些實施例2，比較例1，比較例2的 紫外線放電燈，而將計測分光特性的結果表示於第6(a) 圖至第6(c)圖，如第6(a)圖所示地，本發明的實施 例2的情形，表示高照度且未發生朝燈軸方向分光或照度 偏差（分離發光），而有效率地放射3 5 2nm，3 7 8nm的光 • 譜的鉈發光的燈特性。對於此，如第6 ( b )圖所示地，認 定在Mr< 10的比較例1中，在燈左右的照度上發生相差， 而發生分離發光的情形。此爲，藉由作成水銀與碘化鉈的 比率Mr<10，在放電電漿中利用水銀與鉈的原子半徑差成 爲不容易產生封入物的擴散，而朝軸方向會發生分離發光 所致。又如第6 ( c )圖所示地在Mr>2 00的比較例2中， 鉈的光譜變小，僅產生水銀的發光，無法活用碘化鉈的特 性的紫外線放電燈。 (實施例3) 作爲本發明的實施例（T1)，準備作爲在放電媒體未 含有鐵元素的紫外線放電燈，在石英製的氣密性容器內部 配置有鎢製等電極的的外管徑27.5mm，厚度1.5mm，又 ，作爲放電媒體與氬氣體一起以水銀1.68mg/cc，碘化鉈 0.0 24m g/cc的比率所封入的如第7圖的表1所示地燈長不 相同的複數種紫外線放電燈。又，作爲比較例（F1 + T1 ) ，準備作爲在放電媒體含有鐵元素的紫外線放電燈，在石 -14- 1359437 英製的氣密性容器內部配置有鎢製等電極的外管徑 27.5mm’厚度1.5mm。又，作爲放電媒體與氬氣體一起以 水銀 l.l〇mg/cc，鐵元素 〇 〇3mg/cc，碘化鉈 0.10mg/cc 的 比率所封入的如同表所示的燈長不相同的複數種氣密性容 器。又，針對於此些進行調査有無分離發光，比較例的情 形，在燈長200mm未看到分離發光，惟在500mm長的情 形，發光成爲不穩定，而在750mm以上的燈被認出有分 離發光。對於此，本發明的實施例的情形，燈長200tnm 至2300mm的任一者都未被認出有分離發光，得到穩定的 放電發光。 (實施例4) 準備在石英製的氣密性容器內部配置有鎢製等的電極 的外管徑27.5mm，厚度1.5mm，發光長L1800mm，又作 爲放電媒體與氫氣體一起，水銀1.68mg/cc，而如第8圖 的表2所示地將碘化鉈的含有量作成不相同的複數種的紫 外線放電燈，進行調查有無分離發光與適否紫外線照度。 結果，即使相同的水銀含有量，作爲也不會有分離發光， 可得到所期望的紫外線照度的條件，可確認碘化鉈的含有 量爲0.012mg以上，而在0.032mg/cc較適當。 (實施例5 ) 本發明的實施例的紫外線放電燈，是在管外徑 Φ 27.5mm’厚度1.5mm，發光長l〇〇mm的紫外線透射性 -15- 1359437 石英製的氣密性容器內部兩端封裝鎢所成的電極，又將水 銀及碘化鉈作爲發光金屬與氬氣體一起封入在氣密性容器 內部者。其封入量是水銀1.6mg/cc，碘化鉈〇.〇32mg/cc， 氬氣1.33kPa。此時的電性特性爲1100V，11.0A。又，作 爲比較例，作爲在放電媒體含有鐵元素的紫外線放電燈， 準備與上述實施例相同規格，且以鐵元素0.03 mg/cc，碘 化鉈0.1 Omg/cc的比率所封入的紫外線放電燈，又，針對 於此些將測定壽命初期與壽命末期的分光特性的結果表示 於第9圖及第10圖。表示於第10圖的比較例的情形，利 用換化銥的波長352nm，365nm，378nm的光譜成分降低 很大，會縮短壽命，惟表示於第9圖的本發明的實施例的 情形，可確認分光特性在壽命初期與壽命末期幾乎沒有變 化，而具有穩定的分光特性。 【圖式簡單說明】 # 第1圖是表示本發明的第1實施形態的紫外線放電燈 的前視圖》 第2圖是表示上述實施形態的分光特性的圖表。 第3圖是表示在上述實施形態的紫外線放電燈中，比 較钍鎢電極與铈鎢電極的壽命的圖表。 第4圖是表示上述實施形態的燈座部分的分解圖。 第5圖是表示上述實施形態的燈座部分的裝設說明圖 〇 第6(a)圖至第6(c)圖是表示利用上述實施形態 -16 - 1359437 的鉈含有量的發光特性的變化的圖表。 第7圖是表示上述實施形態與習知例的發光分離特性 的比較表。 第8圖是表示利用上述實施形態的鉈含有量的發光特 性的變化的表。 第9圖是表示上述實施形態的壽命初期與壽命末期的 發光特性的圖表。 φ 第10圖是表示習知例的壽命初期與壽命末期的發光 特性的圖表。 【主要元件符號說明】 5 2 :紫外線放電燈 5 2 0 :氣密性容器 5 2 1，5 2 2 :電極 523 ， 524 :燈座 • 525，526 :外部燈座 -17-

Claims (1)

1359437 娜 第096137280號專利申請案中文申請專利範圍修正本 民國100年10月28日修正 十、申請專利範圍 1. 一種紫外線放電燈，其特徵爲：作爲放電媒體於 發光管內’與水銀一起封入有鹵化鉈，上述鹵化鉈的封入 量Μ’是在上述發光管的內徑DS30mm的情形，作爲 O.Olmg/ccS MS 〇.3mg/cc。 2 ·如申請專利範圍第1項所述的紫外線放電燈，其 中，在上述發光管的內徑 DS30mm，將發光長 L作爲 5G0mm S L S 2500mm時，則將水銀的封入量 Hg作爲 0-9mg/CCSHgS5.0mg/CC，又將鹵化鉈的封入量Μ作爲 0.012mg/ccS MS 0.1mg/cc。 3·如申請專利範圍第1項所述的紫外線放電燈，其 中’包括於上述發光管內的水銀及鹵化鉈的放電媒體，是 上述發光管的內徑D作爲D<3 0mm時，則將穩定點燈時的 電位傾度E ( V/cm )的數値採用8<E<30的數値作爲封入 量° 4·如申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述的 紫外線放電燈，其中，上述鹵化鉈是碘化鉈（T1I)。 5 ·如申請專利範圍第4項所述的紫外線放電燈，其 中’上述碘化鉈（T1I )是將與水銀（Hg )的重量比 Mr = Hg(mg/cc) /Tll(mg/cc)作爲 10$Mr$ 200。