紫外線放電ランプ
【課題】短波長域発光を持つ紫外発光用の蛍光体を塗布して特定波長の照度を上昇させた紫外線放電ランプを実現する。
【解決手段】母材質の１００％中に１０％以上の酸化ナトリウムが含有されたソーダライムガラス製の透明ガラス発光菅１１には、紫外線放電ランプが必要とする３２０〜３４０ｎｍの波長で８０％以上の透過率を得るものを使用する。発光管１１は、例えば管径Ｄが３８ｍｍ、管長Ｌが２６５０ｍｍであり、発光管１１にはアルゴンガス等の希ガスと一定量の水銀が封入されている。そして、発光管１１の内側の表面には、３００ｎｍ〜３４０ｎｍの間に変換効率のピークを持つ紫外線発光型蛍光体を塗布する。これにより、３２０〜３４０ｎｍの照度の向上を図ることができる。
【解決手段】母材質の１００％中に１０％以上の酸化ナトリウムが含有されたソーダライムガラス製の透明ガラス発光菅１１には、紫外線放電ランプが必要とする３２０〜３４０ｎｍの波長で８０％以上の透過率を得るものを使用する。発光管１１は、例えば管径Ｄが３８ｍｍ、管長Ｌが２６５０ｍｍであり、発光管１１にはアルゴンガス等の希ガスと一定量の水銀が封入されている。そして、発光管１１の内側の表面には、３００ｎｍ〜３４０ｎｍの間に変換効率のピークを持つ紫外線発光型蛍光体を塗布する。これにより、３２０〜３４０ｎｍの照度の向上を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紫外線の照射を行い高分子素材の重合や硬化を行う、例えば液晶パネル製造工程で使用される紫外線放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の紫外線蛍光ランプは、ソーダ石灰ガラスからなる気密容器の内部に水銀および希ガスを含む放電媒体を封入し、気密容器内部に低圧水銀蒸気放電を生起させるように一対の電極を配置している。さらに気密容器の内面には波長が３２０ｎｍ〜４００ｎｍの近紫外線を発光するＣｅ（ＭｅＢａ）Ａｌ１１Ｏ１９、ＹＰＯ４：Ｃｅ、ＬａＰＯ４：Ｃｅ等の蛍光体を少なくも一つまたは組合せたもので、紫外線硬化形樹脂の内部―の浸透性の高いＵＶ−Ａ領域の光と紫外線硬化形樹脂の表面を硬化させる力の強いＵＶ−Ｃの光を１本のランプで同時に得ることができる。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００２−３５８９２６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１の技術は、ＵＶ−Ａ領域とＵＶ−Ｃ領域の光を１本のランプで同時に得るができるものの、波長３２０〜３４０ｎｍでの照度を上昇させることはできず、この波長の照度を上昇させるにはその分ランプの本数を増加させる必要がありコストアップに繋がる、という問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、ソーダライムガラスの発光管で形成された熱陰極低圧水銀ランプに、短波長域を発光させる紫外線発光用の特定の蛍光体を塗布して照度の上昇を図ることのできる紫外線放電ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、この発明の紫外線放電ランプは、透明ガラス発光菅と、前記発光菅内に封入された始動用不活性ガスおよび水銀の封入物と、前記発光管内に対向して配置された一対の放電電極と、前記発光管内壁に塗布した水銀スペクトルである２５３．７ｎｍを変換し、３００ｎｍ〜３４０ｎｍの波長に変換効率のピークを持つ蛍光体と、を具備し、前記発光管は、母材質の１００％中に１０％以上の酸化ナトリウムが含有されたソーダライムガラス製であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、ソーダライムガラス製の発光管の内壁に短波長域発光を持つ紫外発光用の蛍光体を塗布したことで３２０〜３４０ｎｍの照度を上昇させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
図１は、この発明の紫外線放電ランプに関する一実施形態について説明するための構成図である。図１は、紫外線放電ランプの一例である熱陰極低圧水銀ランプの構成を示し、一部を切欠いている。
図１において、１１は、３２０〜３４０ｎｍの波長で８０％以上の透過率が得られるＮａ２Ｏが１０％以上含まれる廉価なソーダライムガラス製の透明ガラス発光管である。ソーダライムガラスを用いた発光管の透過率は、図２に示すように、３４０ｎｍ付近以上の波長で８０％以上の透過率を得ることができる。
【０００９】
発光管１１は、管径Ｄが３８ｍｍ、管長Ｌが２３６７ｍｍであり、両端には、電極１２１，１２２を有しており、これら電極１２１，１２２は、導電性のリード線１３１，１３２でコイル状のタングステンフィラメント１４が支持される。リード線１３１，１３２は、ガラスプレス封止部１５を貫通させている。リード線１３１，１３２は、ランプの対向する両端部に固着されたそれぞれの口金１６１，１６２にあるピン状接点１７１，１７２に接続される。
【００１０】
さらに、電極発光管１１には１〜１０Ｔｏｒｒ程度の低圧力でアルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスと一定量の水銀が封入されている。そして、発光管１１の内側の表面には、３００ｎｍ〜３４０ｎｍの間に、図３に示すような変換効率のピークを持つ紫外線発光型蛍光体１８を塗布している。
【００１１】
このような蛍光体１８としては、例えば日亜化学工業（株）製のＮＰ−８０６が考えられる。この発光体は、ＬａＰＯ４（リン酸ランタン）：Ｃｅ（セリウム）を組成としたものである。
【００１２】
このような熱陰極低圧水銀ランプに電極１２１，１２２から電力を供給することで、図４に示す分光分布を有する特性を確保することが可能となる。この分光分布では、３２０〜３４０ｎｍでより照度の向上が見られる。
【００１３】
図５は、この発明の紫外線放電ランプの中央部（ａ）および封止側（ｃ）と（ａ）と（ｃ）の中間部（ｂ）における、この発明の蛍光体を使用した場合と従来の異なる蛍光体Ａ，Ｂを使用した波長３２０〜３４０ｎｍの照度を測定した場合の比較結果について説明するための説明図である。また、図６は、この発明の蛍光体を使用した場合と従来の異なる蛍光体Ａ，Ｂを使用した照度の比較結果について説明するための説明図である。
【００１４】
この発明の蛍光体は、上記したようにＬａＰＯ４：Ｃｅを組成とし、従来の蛍光体ＡはＹＰＯ４：Ｃｅ、従来の蛍光体ＢはＣｅ(ＢａＭｇＳｒ)Ａｌ１１Ｏ１９をそれぞれ組成としたものである。
【００１５】
ＬａＰＯ４：Ｃｅを組成とした場合のランプの位置（ａ）〜（ｃ）における平均照度が０．４５７（ｍＷ／ｃｍ２）でこれを１００％とした場合、蛍光体Ａは７２．７０％で、蛍光体Ｂは４４．６７％であった。
【００１６】
従って、Ｎａ２Ｏが１０％以上含まれる廉価なソーダライムガラス製の透明ガラス発光管で構成された熱陰極低圧水銀ランプに、ＬａＰＯ４：Ｃｅを組成の蛍光体を塗布した場合は、蛍光体Ｂを塗布した場合に比して５５％以上の、蛍光体Ａを塗布した場合は３０％近くの照度向上が見られる。
【００１７】
この実施形態では、Ｎａ２Ｏが１０％以上含まれる廉価なソーダライムガラス製の発光管内壁に紫外発光用の蛍光体を塗布したことにより、３２０〜３４０ｎｍの照度が従来と比較して少なくとも３０％程度増加させることが可能となる。３２０〜３４０ｎｍの照度の向上は、例えば液晶材料と紫外線に反応して重合を起こす紫外線反応材料とが混合、封入された状態の液晶パネルに紫外線を照射して紫外線反応材料を効率よく重合できる。
【００１８】
また、照度の向上は、同じ照度で事済む場合にはランプの本数の低減にも寄与するとともに、省電力化に寄与することができる。
【００１９】
この実施形態では、一般の紫外発光型の熱陰極ランプを用いて、３２０〜３４０ｎｍの波長で高効率な発光を可能とする紫外線ランプを実現することができる。また、極度な短波長を照射することもなくなるので、液晶材料と紫外線反応材料とが混合、封入された状態の液晶パネルに当該紫外線放電ランプの発光した紫外光を照射しても液晶材料を破壊することなく紫外線反応材料を効率よく重合させることができる。
【００２０】
なお、この発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。一般の紫外発光型の熱陰極ランプを用いた製作が可能であることから、同ランプの発光長を次世代液晶基板などの大型サイズのパネル照射に必要な２５００ｍｍにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の紫外線放電ランプに関する一実施形態について説明するための一部を切欠して示した構成図。
【図２】一般のソーダガラスの紫外線透過率について説明するための説明図。
【図３】この発明に用いる蛍光体の発光分布について説明するための説明図。
【図４】この発明の効果について説明するための説明図。
【図５】この発明と従来のランプの異なる位置での照度の比較について説明するための説明図。
【図６】この発明と従来の照度の比較について説明するための説明図。
【符号の説明】
【００２２】
１１ 発光管
１２１，１２２ 電極
１３１，１３２ リード線
１４ タングステンフィラメント
１５ 封止部
１６１，１６２ 口金
１７１，１７２ ピン状接点
１８ 蛍光体
【技術分野】
【０００１】
この発明は、紫外線の照射を行い高分子素材の重合や硬化を行う、例えば液晶パネル製造工程で使用される紫外線放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の紫外線蛍光ランプは、ソーダ石灰ガラスからなる気密容器の内部に水銀および希ガスを含む放電媒体を封入し、気密容器内部に低圧水銀蒸気放電を生起させるように一対の電極を配置している。さらに気密容器の内面には波長が３２０ｎｍ〜４００ｎｍの近紫外線を発光するＣｅ（ＭｅＢａ）Ａｌ１１Ｏ１９、ＹＰＯ４：Ｃｅ、ＬａＰＯ４：Ｃｅ等の蛍光体を少なくも一つまたは組合せたもので、紫外線硬化形樹脂の内部―の浸透性の高いＵＶ−Ａ領域の光と紫外線硬化形樹脂の表面を硬化させる力の強いＵＶ−Ｃの光を１本のランプで同時に得ることができる。（例えば、特許文献１）
【特許文献１】特開２００２−３５８９２６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記した特許文献１の技術は、ＵＶ−Ａ領域とＵＶ−Ｃ領域の光を１本のランプで同時に得るができるものの、波長３２０〜３４０ｎｍでの照度を上昇させることはできず、この波長の照度を上昇させるにはその分ランプの本数を増加させる必要がありコストアップに繋がる、という問題があった。
【０００４】
この発明の目的は、ソーダライムガラスの発光管で形成された熱陰極低圧水銀ランプに、短波長域を発光させる紫外線発光用の特定の蛍光体を塗布して照度の上昇を図ることのできる紫外線放電ランプを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した課題を解決するために、この発明の紫外線放電ランプは、透明ガラス発光菅と、前記発光菅内に封入された始動用不活性ガスおよび水銀の封入物と、前記発光管内に対向して配置された一対の放電電極と、前記発光管内壁に塗布した水銀スペクトルである２５３．７ｎｍを変換し、３００ｎｍ〜３４０ｎｍの波長に変換効率のピークを持つ蛍光体と、を具備し、前記発光管は、母材質の１００％中に１０％以上の酸化ナトリウムが含有されたソーダライムガラス製であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
この発明によれば、ソーダライムガラス製の発光管の内壁に短波長域発光を持つ紫外発光用の蛍光体を塗布したことで３２０〜３４０ｎｍの照度を上昇させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【０００８】
図１は、この発明の紫外線放電ランプに関する一実施形態について説明するための構成図である。図１は、紫外線放電ランプの一例である熱陰極低圧水銀ランプの構成を示し、一部を切欠いている。
図１において、１１は、３２０〜３４０ｎｍの波長で８０％以上の透過率が得られるＮａ２Ｏが１０％以上含まれる廉価なソーダライムガラス製の透明ガラス発光管である。ソーダライムガラスを用いた発光管の透過率は、図２に示すように、３４０ｎｍ付近以上の波長で８０％以上の透過率を得ることができる。
【０００９】
発光管１１は、管径Ｄが３８ｍｍ、管長Ｌが２３６７ｍｍであり、両端には、電極１２１，１２２を有しており、これら電極１２１，１２２は、導電性のリード線１３１，１３２でコイル状のタングステンフィラメント１４が支持される。リード線１３１，１３２は、ガラスプレス封止部１５を貫通させている。リード線１３１，１３２は、ランプの対向する両端部に固着されたそれぞれの口金１６１，１６２にあるピン状接点１７１，１７２に接続される。
【００１０】
さらに、電極発光管１１には１〜１０Ｔｏｒｒ程度の低圧力でアルゴン（Ａｒ）ガス等の希ガスと一定量の水銀が封入されている。そして、発光管１１の内側の表面には、３００ｎｍ〜３４０ｎｍの間に、図３に示すような変換効率のピークを持つ紫外線発光型蛍光体１８を塗布している。
【００１１】
このような蛍光体１８としては、例えば日亜化学工業（株）製のＮＰ−８０６が考えられる。この発光体は、ＬａＰＯ４（リン酸ランタン）：Ｃｅ（セリウム）を組成としたものである。
【００１２】
このような熱陰極低圧水銀ランプに電極１２１，１２２から電力を供給することで、図４に示す分光分布を有する特性を確保することが可能となる。この分光分布では、３２０〜３４０ｎｍでより照度の向上が見られる。
【００１３】
図５は、この発明の紫外線放電ランプの中央部（ａ）および封止側（ｃ）と（ａ）と（ｃ）の中間部（ｂ）における、この発明の蛍光体を使用した場合と従来の異なる蛍光体Ａ，Ｂを使用した波長３２０〜３４０ｎｍの照度を測定した場合の比較結果について説明するための説明図である。また、図６は、この発明の蛍光体を使用した場合と従来の異なる蛍光体Ａ，Ｂを使用した照度の比較結果について説明するための説明図である。
【００１４】
この発明の蛍光体は、上記したようにＬａＰＯ４：Ｃｅを組成とし、従来の蛍光体ＡはＹＰＯ４：Ｃｅ、従来の蛍光体ＢはＣｅ(ＢａＭｇＳｒ)Ａｌ１１Ｏ１９をそれぞれ組成としたものである。
【００１５】
ＬａＰＯ４：Ｃｅを組成とした場合のランプの位置（ａ）〜（ｃ）における平均照度が０．４５７（ｍＷ／ｃｍ２）でこれを１００％とした場合、蛍光体Ａは７２．７０％で、蛍光体Ｂは４４．６７％であった。
【００１６】
従って、Ｎａ２Ｏが１０％以上含まれる廉価なソーダライムガラス製の透明ガラス発光管で構成された熱陰極低圧水銀ランプに、ＬａＰＯ４：Ｃｅを組成の蛍光体を塗布した場合は、蛍光体Ｂを塗布した場合に比して５５％以上の、蛍光体Ａを塗布した場合は３０％近くの照度向上が見られる。
【００１７】
この実施形態では、Ｎａ２Ｏが１０％以上含まれる廉価なソーダライムガラス製の発光管内壁に紫外発光用の蛍光体を塗布したことにより、３２０〜３４０ｎｍの照度が従来と比較して少なくとも３０％程度増加させることが可能となる。３２０〜３４０ｎｍの照度の向上は、例えば液晶材料と紫外線に反応して重合を起こす紫外線反応材料とが混合、封入された状態の液晶パネルに紫外線を照射して紫外線反応材料を効率よく重合できる。
【００１８】
また、照度の向上は、同じ照度で事済む場合にはランプの本数の低減にも寄与するとともに、省電力化に寄与することができる。
【００１９】
この実施形態では、一般の紫外発光型の熱陰極ランプを用いて、３２０〜３４０ｎｍの波長で高効率な発光を可能とする紫外線ランプを実現することができる。また、極度な短波長を照射することもなくなるので、液晶材料と紫外線反応材料とが混合、封入された状態の液晶パネルに当該紫外線放電ランプの発光した紫外光を照射しても液晶材料を破壊することなく紫外線反応材料を効率よく重合させることができる。
【００２０】
なお、この発明は、上記した実施形態に限定されるものではない。一般の紫外発光型の熱陰極ランプを用いた製作が可能であることから、同ランプの発光長を次世代液晶基板などの大型サイズのパネル照射に必要な２５００ｍｍにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の紫外線放電ランプに関する一実施形態について説明するための一部を切欠して示した構成図。
【図２】一般のソーダガラスの紫外線透過率について説明するための説明図。
【図３】この発明に用いる蛍光体の発光分布について説明するための説明図。
【図４】この発明の効果について説明するための説明図。
【図５】この発明と従来のランプの異なる位置での照度の比較について説明するための説明図。
【図６】この発明と従来の照度の比較について説明するための説明図。
【符号の説明】
【００２２】
１１ 発光管
１２１，１２２ 電極
１３１，１３２ リード線
１４ タングステンフィラメント
１５ 封止部
１６１，１６２ 口金
１７１，１７２ ピン状接点
１８ 蛍光体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明ガラス発光菅と、
前記発光菅内に封入された始動用不活性ガスおよび水銀の封入物と、
前記発光管内に対向して配置された一対の放電電極と、
前記発光管内壁に塗布した水銀スペクトルである２５３．７ｎｍを変換し、３００ｎｍ〜３４０ｎｍの波長に変換効率のピークを持つ蛍光体と、を具備し、
前記発光管は、母材質の１００％中に１０％以上の酸化ナトリウムが含有されたソーダライムガラス製であることを特徴とする紫外線放電ランプ。
【請求項１】
透明ガラス発光菅と、
前記発光菅内に封入された始動用不活性ガスおよび水銀の封入物と、
前記発光管内に対向して配置された一対の放電電極と、
前記発光管内壁に塗布した水銀スペクトルである２５３．７ｎｍを変換し、３００ｎｍ〜３４０ｎｍの波長に変換効率のピークを持つ蛍光体と、を具備し、
前記発光管は、母材質の１００％中に１０％以上の酸化ナトリウムが含有されたソーダライムガラス製であることを特徴とする紫外線放電ランプ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２６６５７４（Ｐ２００９−２６６５７４Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１４１９７（Ｐ２００８−１１４１９７）
【出願日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【出願人】（０００１１１６７２）ハリソン東芝ライティング株式会社 (995)
【Ｆターム（参考）】
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