JP6097093B2 - UV lamp - Google Patents

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本発明は、電子線で蛍光体を励起して紫外線を発生させる紫外線発光ランプに関する。   The present invention relates to an ultraviolet light emitting lamp that generates ultraviolet rays by exciting a phosphor with an electron beam.

ガラスバルブの内側に電子線放出部を配置し、ガラスバルブの天井部分に蛍光体層とメタルバック層を積層配置した可視光発光ランプが特許文献１等に開示されている。この可視光発光ランプでは、メタルバック層と電子線放出部との間の空間に、円筒状陽極が配置されている。メタルバック層は、Ａｌによって形成されている。電子線放出部から放出された電子線は、円筒状陽極で加速され、Ａｌメタルバック層を貫通して、蛍光体層に入射する。これにより、蛍光体が励起され、発せられた蛍光（可視光）は、ガラスバルブを通して外部に出射される。   Patent Document 1 discloses a visible light emitting lamp in which an electron beam emitting portion is disposed inside a glass bulb, and a phosphor layer and a metal back layer are laminated on the ceiling portion of the glass bulb. In this visible light emitting lamp, a cylindrical anode is disposed in a space between the metal back layer and the electron beam emitting portion. The metal back layer is made of Al. The electron beam emitted from the electron beam emitting portion is accelerated by the cylindrical anode, passes through the Al metal back layer, and enters the phosphor layer. Thereby, the phosphor is excited, and the emitted fluorescence (visible light) is emitted to the outside through the glass bulb.

また、特許文献２には、所定の酸素不純物濃度および積層欠陥を含む六方晶チッ化ホウ素単結晶を発光層として用いる電子線励起紫外線発光装置が開示されている。   Patent Document 2 discloses an electron beam-excited ultraviolet light emitting device using a hexagonal boron nitride single crystal containing a predetermined oxygen impurity concentration and stacking faults as a light emitting layer.

特許第３５５３８４０号公報Japanese Patent No. 3553840 特許第４８５９１７３号公報Japanese Patent No. 4859173

特許文献１に開示されている可視光ランプは、絶縁体である蛍光体が、電子線の照射を受けてチャージアップするため、蛍光体層の表面に導電膜（メタルバック層）を配置してチャージアップを防止する必要がある。導電膜としてＡｌ等の金属膜を用いた場合には、光を反射するため、蛍光をメタルバック層の方向に出射することができないため、蛍光体層のメタルバック層が配置されていない側から光を出射する必要がある。そのため、陽極を蛍光体層のメタルバック層が配置されていない側の面に配置することはできず、特許文献１の構成では、蛍光体層と電子線放出部との間の空間に円筒状の陽極を配置するという複雑な構造になっている。一方、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）等の透明導電膜をメタルバック層に用いた場合には、蛍光を透過するため、透明導電膜の方向に蛍光を出射することが可能になる。   The visible light lamp disclosed in Patent Document 1 has a conductive film (metal back layer) disposed on the surface of the phosphor layer because the phosphor, which is an insulator, is charged up by being irradiated with an electron beam. It is necessary to prevent charge-up. When a metal film such as Al is used as the conductive film, since light is reflected, fluorescence cannot be emitted in the direction of the metal back layer, so the phosphor layer from the side where the metal back layer is not disposed. It is necessary to emit light. Therefore, the anode cannot be disposed on the surface of the phosphor layer where the metal back layer is not disposed, and in the configuration of Patent Document 1, a cylindrical shape is formed in the space between the phosphor layer and the electron beam emitting portion. It has a complicated structure in which the anode is arranged. On the other hand, when a transparent conductive film such as ITO (indium tin oxide) is used for the metal back layer, the fluorescent light is transmitted, so that it is possible to emit the fluorescent light in the direction of the transparent conductive film.

近年、蛍光体を用いて、簡単な構成で紫外線を発光することのできるランプの開発が望まれている。しかしながら、ＩＴＯ等の透明導電膜は、紫外線を吸収する性質があるため、紫外線を発光する蛍光体の表面に配置することはできない。   In recent years, it has been desired to develop a lamp capable of emitting ultraviolet rays with a simple configuration using a phosphor. However, since a transparent conductive film such as ITO has a property of absorbing ultraviolet rays, it cannot be disposed on the surface of a phosphor that emits ultraviolet rays.

また、特許文献２のように特殊な六方晶チッ化ホウ素単結晶を用いる紫外線発光装置は、蛍光体を用いるランプよりも、材料が特殊であるため製造コストがかかる。   In addition, the ultraviolet light emitting device using a special hexagonal boron nitride single crystal as in Patent Document 2 is more expensive than a lamp using a phosphor, and thus costs more to manufacture.

本発明の目的は、蛍光体を電子線で励起して紫外線を発光する紫外線発光ランプを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an ultraviolet light emitting lamp that emits ultraviolet light by exciting a phosphor with an electron beam.

上記目的を達成するために、本発明の紫外線発光ランプは、少なくとも一部が紫外線を透過する容器と、容器内に配置された、電子放出源と、電子放出源の電子線で励起されて紫外線を発する蛍光体層と、蛍光体層の電子放出源側の面に配置された導電膜と、加速電極とを備えて構成される。導電膜は、グラフェンで構成されている。グラフェンは紫外線を透過するため、導電膜を介して紫外線を出射することができる。また、グラフェンは面内方向の導電性が高いため、蛍光体のチャージアップを防ぐことができる。   In order to achieve the above object, an ultraviolet light emitting lamp of the present invention includes a container that is at least partially transparent to ultraviolet light, an electron emission source disposed in the container, and an ultraviolet ray excited by an electron beam of the electron emission source. A phosphor layer that emits light, a conductive film disposed on the surface of the phosphor layer on the electron emission source side, and an acceleration electrode. The conductive film is made of graphene. Since graphene transmits ultraviolet light, it can emit ultraviolet light through the conductive film. In addition, since graphene has high conductivity in the in-plane direction, the phosphor can be prevented from being charged up.

本発明によれば、導電膜であるグラフェンを蛍光体層の表面に配置することにより、蛍光体のチャージアップを防ぎ、かつ、グラフェンを透過させて紫外線を出射することができる。これにより、蛍光体を電子線で励起して紫外線を出射するランプを提供できる。   According to the present invention, by disposing graphene, which is a conductive film, on the surface of the phosphor layer, it is possible to prevent the phosphor from being charged up and to transmit ultraviolet light through the graphene. Thereby, it is possible to provide a lamp that emits ultraviolet rays by exciting the phosphor with an electron beam.

第１の実施形態の紫外線発光ランプの（ａ）断面構造と電圧印加方向を示す説明図、（ｂ）下面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS (a) Explanatory drawing which shows the cross-sectional structure and voltage application direction of the ultraviolet-ray-emitting lamp of 1st Embodiment, (b) Bottom view. （ａ）、（ｂ）および（ｃ）図１の紫外線発光ランプの加速電極２、蛍光体層３および導電膜４の成膜工程を示す説明図。(A), (b) and (c) Explanatory drawing which shows the film-forming process of the acceleration electrode 2, the fluorescent substance layer 3, and the electrically conductive film 4 of the ultraviolet-light-emitting lamp of FIG. 第２の実施形態の紫外線発光ランプの（ａ）断面構造と電圧印加方向を示す説明図、（ｂ）下面図。(A) Explanatory drawing which shows the cross-sectional structure and voltage application direction of the ultraviolet-ray-emitting lamp of 2nd Embodiment, (b) Bottom view. （ａ）および（ｂ）図３の紫外線発光ランプの蛍光体層３および導電膜４の成膜工程を示す説明図。(A) And (b) Explanatory drawing which shows the film-forming process of the fluorescent substance layer 3 and the electrically conductive film 4 of the ultraviolet-light-emitting lamp of FIG. 第３の実施形態の紫外線発光ランプの（ａ）軸方向の断面構造と印加電圧方向を示す説明図、（ｂ）側面図、（ｃ）軸方向に直交する方向の断面図。(A) Explanatory drawing which shows the cross-section of an axial direction and applied voltage direction of the ultraviolet-ray-emitting lamp of 3rd Embodiment, (b) Side view, (c) Cross-sectional view of the direction orthogonal to an axial direction. 第４の実施形態の紫外線発光ランプの（ａ）斜視図、（ｂ）断面図。The (a) perspective view of the ultraviolet-ray-emitting lamp of 4th Embodiment, (b) Sectional drawing.

本発明の一実施形態について説明する。   An embodiment of the present invention will be described.

（第１の実施形態）
第１の実施形態の紫外線発光ランプについて図１を用いて説明する。図１のように、この紫外線発光ランプは、少なくとも一部が紫外線を透過する容器８と、容器８内に配置された、電子放出源６と、電子放出源６の電子線で励起されて紫外線を発する蛍光体層３と、蛍光体層３の電子放出源６側の面に配置された導電膜４と、加速電極２とを備えて構成される。導電膜４は、グラフェンで構成されている。導電膜４は、蛍光体層３に電子が照射された際に溜まった電子を流し、蛍光体層３のチャージアップを防ぐために配置されている。 (First embodiment)
The ultraviolet light-emitting lamp of the first embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, this ultraviolet light emitting lamp has a container 8 that at least partially transmits ultraviolet light, an electron emission source 6 disposed in the container 8, and an ultraviolet ray excited by the electron beam of the electron emission source 6. The phosphor layer 3 that emits light, the conductive film 4 disposed on the surface of the phosphor layer 3 on the electron emission source 6 side, and the acceleration electrode 2 are configured. The conductive film 4 is made of graphene. The conductive film 4 is disposed in order to flow electrons accumulated when the phosphor layer 3 is irradiated with electrons and to prevent the phosphor layer 3 from being charged up.

加速電極２は、蛍光体層３の、電子放出源６側の面とは逆側の面に配置されている。加速電極２もグラフェンで構成されている。加速電極２および蛍光体層３は、この順に、紫外線を透過する基板１上に積層されている。   The acceleration electrode 2 is disposed on the surface of the phosphor layer 3 opposite to the surface on the electron emission source 6 side. The acceleration electrode 2 is also made of graphene. The acceleration electrode 2 and the phosphor layer 3 are laminated on the substrate 1 that transmits ultraviolet rays in this order.

グラフェンは、ｓｐ２結合で結合した炭素原子であり、その格子構造は、平面状の六角形である。グラフェンは、低抵抗であり、高い導電性を示す。導電膜４および加速電極２はいずれも、グラフェンの層（平面状の六角形格子の層）が２層以上あればよい。２層以上で、抵抗率はＩＴＯと同等以上になり、紫外線透過率は９０％以上を保つことができる。抵抗率と紫外線透過率との兼ね合いから、グラフェンの層が４層程度のものが好ましいが、必要に応じて１０層程度のもの、さらに多くの層を持つものも使用可能である。 Graphene is a carbon atom bonded by an sp 2 bond, and its lattice structure is a planar hexagon. Graphene has low resistance and high conductivity. The conductive film 4 and the accelerating electrode 2 only need to have two or more graphene layers (planar hexagonal lattice layers). With two or more layers, the resistivity is equal to or higher than that of ITO, and the ultraviolet transmittance can be maintained at 90% or higher. In view of the balance between resistivity and ultraviolet transmittance, the graphene layer is preferably about 4 layers, but if necessary, about 10 layers or even more layers can be used.

蛍光体としては、例えば、AlGaN系結晶を母体とする蛍光体、またはフッ化カルシウム系蛍光体を用いることができる。   As the phosphor, for example, a phosphor based on an AlGaN crystal or a calcium fluoride phosphor can be used.

基板１としては、紫外線を透過する石英基板または紫外線透過性硬質ガラス基板等を用いることができる。   As the substrate 1, a quartz substrate that transmits ultraviolet rays or a hard glass substrate that transmits ultraviolet rays can be used.

電子放出源６は、電子を放出することができるものであれば冷陰極型でも熱陰極型でも良い。電子放出源６の電極としては、金属、エレクトライド等の酸化物、および、カーボンナノチューブやグランク等のカーボン製材料等を用いることができる。例えば、金属製のカップ電極にエレクトライドを充填したものを電子放出源６として用いることができる。   The electron emission source 6 may be either a cold cathode type or a hot cathode type as long as it can emit electrons. As the electrode of the electron emission source 6, an oxide such as metal or electride, and a carbon material such as carbon nanotube or grank can be used. For example, a metal cup electrode filled with electride can be used as the electron emission source 6.

引き出し電極５は、メッシュ状の金属等を用いることができる。電子放出源６は、例えば、引き出し電極５の中心の直下数ｍｍの位置に配置する。引き出し電極５と蛍光体３との距離は、例えば２０〜２５ｍｍに設定する。   For the extraction electrode 5, a mesh-like metal or the like can be used. The electron emission source 6 is disposed, for example, at a position of several millimeters directly below the center of the extraction electrode 5. The distance between the extraction electrode 5 and the phosphor 3 is set to 20 to 25 mm, for example.

容器８は、紫外線を透過する材料、例えば石英製の管の開口部をステム構造で気密を保って封止した構造である。電子放出源６、引き出し電極５および加速電極２には、それぞれリード線が接続され、リード線は、ステム構造のステムピン７に接続されている。   The container 8 has a structure in which an opening of a material that transmits ultraviolet light, for example, a quartz tube is sealed with a stem structure while keeping airtightness. Lead wires are connected to the electron emission source 6, the extraction electrode 5, and the acceleration electrode 2, respectively, and the lead wires are connected to stem pins 7 having a stem structure.

容器８の内部空間は、真空度１０−６Torr以下の高真空に排気されている。また、容器８内にゲッターを配置することで高真空を保つことができる。 The internal space of the container 8 is evacuated to a high vacuum with a degree of vacuum of 10 −6 Torr or less. Moreover, a high vacuum can be maintained by arranging a getter in the container 8.

ステムピン７を介して、電子放出源６と引き出し電極５との間に電圧を印加することにより、電子放出源６から引き出し電極５に向かって電子が放出される。それと同時に、加速電極２に正の電圧を印加することにより、引き出し電極５に向かう放出電子が加速電極２に向かって加速されて電子線となり、導電膜４を透過して、蛍光体層３に衝突する。蛍光体層３は、電子線により励起され、蛍光として紫外線を発生する。導電膜４および加速電極２は、いずれもグラフェンで構成されているため紫外線の透過率が高く、また、石英製の基板１も紫外線の透過率が高い。よって、蛍光体層３から発せられた紫外線は、蛍光体層３の両面から導電膜４、加速電極２および基板１を透過して、上方および下方に向かって出射される。これにより、容器８を透過して全方位に紫外線を出射できる。   By applying a voltage between the electron emission source 6 and the extraction electrode 5 via the stem pin 7, electrons are emitted from the electron emission source 6 toward the extraction electrode 5. At the same time, by applying a positive voltage to the accelerating electrode 2, the emitted electrons toward the extraction electrode 5 are accelerated toward the accelerating electrode 2 to become an electron beam, pass through the conductive film 4, and enter the phosphor layer 3. collide. The phosphor layer 3 is excited by an electron beam and generates ultraviolet rays as fluorescence. Since both the conductive film 4 and the acceleration electrode 2 are made of graphene, the transmittance of ultraviolet rays is high, and the quartz substrate 1 also has a high transmittance of ultraviolet rays. Therefore, the ultraviolet rays emitted from the phosphor layer 3 are transmitted through the conductive film 4, the acceleration electrode 2 and the substrate 1 from both sides of the phosphor layer 3 and are emitted upward and downward. Thereby, ultraviolet rays can be emitted in all directions through the container 8.

このように、蛍光体層３のチャージアップを防ぐ導電膜４および加速電極２として、グラフェン層を用いることにより、これらを蛍光体層３の両面に配置しても、全方位に紫外線を出射できる。また、蛍光体層３から離れた位置に、加速電極２を配置する必要がなく、加速電極２を、蛍光体層３の電子放出源６とは逆側の面に配置できる。よって、簡単な構造で、効率よく電子線を加速することのできる紫外線ランプを実現することができる。また、蛍光体層３上の導電膜４を加速電極として使用（兼用）してもよい。その場合、図１において蛍光体層３と基板１との間に配置した加速電極２は、省略することができる。   Thus, by using a graphene layer as the conductive film 4 and the acceleration electrode 2 that prevent the phosphor layer 3 from being charged up, ultraviolet rays can be emitted in all directions even if they are arranged on both sides of the phosphor layer 3. . Moreover, it is not necessary to arrange the acceleration electrode 2 at a position away from the phosphor layer 3, and the acceleration electrode 2 can be arranged on the surface of the phosphor layer 3 opposite to the electron emission source 6. Therefore, an ultraviolet lamp capable of efficiently accelerating an electron beam with a simple structure can be realized. Further, the conductive film 4 on the phosphor layer 3 may be used (also used) as an acceleration electrode. In that case, the acceleration electrode 2 arranged between the phosphor layer 3 and the substrate 1 in FIG. 1 can be omitted.

つぎに、図１の紫外線発光ランプの製造方法について図２を用いて説明する。   Next, a method for manufacturing the ultraviolet light emitting lamp of FIG. 1 will be described with reference to FIG.

図２（ａ）のように、基板１の全面に、溶媒可溶化処理を行った酸化グラフェンの溶液をスピンコートで塗布した後、還元処理を行う。酸化グラフェンの塗膜の厚みは１０ｎｍあれば十分である。還元後の紫外線透過率は６０％以上得られる。これにより、グラフェン膜（加速電極２）を基板１上に形成することができる。   As shown in FIG. 2A, a graphene oxide solution that has undergone solvent solubilization treatment is applied to the entire surface of the substrate 1 by spin coating, and then reduction treatment is performed. A thickness of the graphene oxide coating film of 10 nm is sufficient. An ultraviolet transmittance of 60% or more can be obtained after the reduction. Thereby, a graphene film (acceleration electrode 2) can be formed on the substrate 1.

つぎに、図２（ｂ）のように、基板１上の加速電極２の表面に蛍光体を分散した溶液をスクリーン印刷法により塗布する。このとき、加速電極２がリード線と接続される端部の領域２１には、蛍光体分散溶液が塗布されないようにする。蛍光体の塗布膜を加熱して乾燥させた後、焼成する。これにより、蛍光体層３を形成する。   Next, as shown in FIG. 2B, a solution in which a phosphor is dispersed is applied to the surface of the acceleration electrode 2 on the substrate 1 by a screen printing method. At this time, the phosphor dispersion solution is not applied to the end region 21 where the acceleration electrode 2 is connected to the lead wire. The phosphor coating film is heated and dried, and then fired. Thereby, the phosphor layer 3 is formed.

その後、基板１の全面に、再度、酸化グラフェンの溶液をスピンコート塗布した後、還元処理を行うことによりグラフェン膜（導電膜４）を成膜する。これにより、紫外線発光部が形成される。なお、端部の領域２１において導電膜４と加速電極２が電気的に接続される。これにより、蛍光体層３に溜まった電子を導電膜４を介して加速電極２のリード線に流すことができる。   Thereafter, a graphene oxide solution is spin-coated again on the entire surface of the substrate 1, and then a reduction treatment is performed to form a graphene film (conductive film 4). Thereby, an ultraviolet light emitting part is formed. The conductive film 4 and the acceleration electrode 2 are electrically connected in the end region 21. Thereby, the electrons accumulated in the phosphor layer 3 can be passed through the lead wire of the acceleration electrode 2 through the conductive film 4.

紫外線発光部、電子放出源６，引き出し電極５は、容器８内に配置し、リード線を接続する。容器８の内部を所定の真空度まで排気し、ステム構造によって封止する。これにより、図１の紫外線発光ランプを製造することができる。   The ultraviolet light emitting part, the electron emission source 6 and the extraction electrode 5 are arranged in the container 8 and connected to lead wires. The inside of the container 8 is evacuated to a predetermined degree of vacuum and sealed with a stem structure. Thereby, the ultraviolet light-emitting lamp of FIG. 1 can be manufactured.

なお、本実施形態において、蛍光体層３を形成する際に、蛍光体分散溶液中にグラフェンを分散しておくことにより、グラフェンが分散した蛍光体層３を形成できる。グラフェンが分散した蛍光体層３は、導電性であるため、導電膜４の成膜工程を省略することが可能である。   In the present embodiment, when the phosphor layer 3 is formed, the phosphor layer 3 in which graphene is dispersed can be formed by dispersing graphene in the phosphor dispersion solution. Since the phosphor layer 3 in which graphene is dispersed is conductive, the step of forming the conductive film 4 can be omitted.

また、図１の構成は、電子放出源（陰極）６、引き出し電極（グリッド）５、加速電極（陽極）２の３極構造であるが、引き出し電極５を省略し、電子放出源（陰極）６と加速電極（陽極）２の２極構造にすることも可能である。   1 has a three-pole structure of an electron emission source (cathode) 6, an extraction electrode (grid) 5, and an acceleration electrode (anode) 2, but the extraction electrode 5 is omitted and an electron emission source (cathode) is provided. 6 and an accelerating electrode (anode) 2 may be used.

（第２の実施形態）
第２の実施形態の紫外線発光ランプについて図３を用いて説明する。 (Second Embodiment)
The ultraviolet light-emitting lamp of the second embodiment will be described with reference to FIG.

図３の紫外線発光ランプは、基板１として光反射率の高い金属基板（例えばＡｌ）を用い、加速電極を兼用させる。これにより、蛍光体層３から発せられた紫外線は、加速電極を兼用する金属基板１によって反射されるため、下方（引き出し電極５方向）に向かって出射される反射型の紫外線発光ランプを提供できる。   The ultraviolet light emitting lamp of FIG. 3 uses a metal substrate (for example, Al) having a high light reflectance as the substrate 1 and also serves as an acceleration electrode. Thereby, since the ultraviolet rays emitted from the phosphor layer 3 are reflected by the metal substrate 1 that also serves as the acceleration electrode, it is possible to provide a reflective ultraviolet light emitting lamp that is emitted downward (in the direction of the extraction electrode 5). .

図３の紫外線発光ランプの製造時には、図４（ａ）のように金属基板１の全面に蛍光体分散溶液をスクリーン印刷法により塗布し、塗布膜を形成した後、加熱して乾燥させた後、焼成する。これにより、蛍光体層３を形成する。なお、加速電極を兼用する金属基板１とリード線との接続は、基板１の裏面において行うことができるため、基板１の全面に蛍光体を塗布できる。   When the ultraviolet light emitting lamp shown in FIG. 3 is manufactured, the phosphor dispersion solution is applied to the entire surface of the metal substrate 1 by screen printing as shown in FIG. 4A to form a coating film, and then heated and dried. , Fire. Thereby, the phosphor layer 3 is formed. The connection between the metal substrate 1 that also serves as the acceleration electrode and the lead wire can be made on the back surface of the substrate 1, so that the phosphor can be applied to the entire surface of the substrate 1.

その後、図４（ｂ）のように、基板１の全面に、酸化グラフェンの溶液をスピンコート塗布し、還元処理を行うことによりグラフェン膜（導電膜４）を成膜する。これにより、紫外線発光部が形成される。   Thereafter, as shown in FIG. 4B, a graphene oxide film (conductive film 4) is formed on the entire surface of the substrate 1 by spin-coating a solution of graphene oxide and performing a reduction treatment. Thereby, an ultraviolet light emitting part is formed.

他の構成および他の製造工程は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。   Other configurations and other manufacturing processes are the same as those in the first embodiment, and thus description thereof is omitted.

なお、本実施形態においても、蛍光体層３を形成する際に、蛍光体分散溶液中にグラフェンを分散しておくことにより、グラフェンが分散した蛍光体層３を形成できる。グラフェンが分散した蛍光体層３は、導電性であるため、導電膜４の成膜工程を省略することが可能である。   Also in the present embodiment, when the phosphor layer 3 is formed, the phosphor layer 3 in which graphene is dispersed can be formed by dispersing graphene in the phosphor dispersion solution. Since the phosphor layer 3 in which graphene is dispersed is conductive, the step of forming the conductive film 4 can be omitted.

（第３の実施形態）
第３の実施形態の紫外線発光ランプについて図５を用いて説明する。 (Third embodiment)
An ultraviolet light-emitting lamp according to a third embodiment will be described with reference to FIG.

図５の紫外線発光ランプにおいては、容器８は、円筒状の管である。電子放出源６は、ワイヤ状または棒状であり、円筒状の管の中心に配置されている。加速電極２および蛍光体層３は、容器８の全周の内壁に、この順に積層されている。加速電極２は、グラフェンである。蛍光体層３にはグラフェンが分散され、蛍光体層３は導電性を有している。   In the ultraviolet light emitting lamp of FIG. 5, the container 8 is a cylindrical tube. The electron emission source 6 has a wire shape or a rod shape, and is arranged at the center of a cylindrical tube. The acceleration electrode 2 and the phosphor layer 3 are laminated on the inner wall of the entire circumference of the container 8 in this order. The acceleration electrode 2 is graphene. Graphene is dispersed in the phosphor layer 3, and the phosphor layer 3 has conductivity.

電子放出源６は、ワイヤ状またはカーボン製の棒状タイプものを用いることができる。ワイヤータイプの電子放出源６としては、針金状の金属にカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）を塗布することで形成できる。カーボン製の棒状タイプの電子放出源６としては、以下の非特許文献１に示されているグラファイトロッドに水素プラズマ処理を施して凹凸が形成された冷陰極を用いることができる。
Applied Physics Letters 88, 073511(2006) Field emission characteristics of a graphite nanoneedle cathode and its application to scanning electron microscopy The electron emission source 6 may be a wire or carbon rod type. The wire-type electron emission source 6 can be formed by applying carbon nanotubes (CNT) to a wire-like metal. As the carbon rod-type electron emission source 6, a cold cathode in which irregularities are formed by performing hydrogen plasma treatment on a graphite rod shown in the following Non-Patent Document 1 can be used.
Applied Physics Letters 88, 073511 (2006) Field emission characteristics of a graphite nanoneedle cathode and its application to scanning electron microscopy

本実施形態の紫外線発光ランプは、蛍光等のように円筒状の容器８の全周から紫外線を放出することができる。   The ultraviolet light-emitting lamp of this embodiment can emit ultraviolet light from the entire circumference of the cylindrical container 8 like fluorescence.

なお、本実施形態においては、蛍光体層４として、グラフェンが分散されたものを用いることにより、積層数を低減し、径の細い管状の容器８であっても紫外線ランプを実現することができるが、必ずしもこの構造に限られるものではない。図１および図２の紫外線発光ランプのように、蛍光体層４の電子放出源６側の面に、導電膜４を備える構成にすることも可能である。また、備えた導電膜４を加速電極として使用（兼用）することも可能である。その場合、図５において容器８と蛍光体層３の間に配置されている加速電極２は省略することができる。   In the present embodiment, the use of the phosphor layer 4 in which graphene is dispersed reduces the number of stacked layers, and an ultraviolet lamp can be realized even with the tubular container 8 having a small diameter. However, it is not necessarily limited to this structure. As in the ultraviolet light-emitting lamp of FIGS. 1 and 2, it is also possible to have a configuration in which the conductive film 4 is provided on the surface of the phosphor layer 4 on the electron emission source 6 side. Further, the provided conductive film 4 can be used (also used) as an acceleration electrode. In that case, the acceleration electrode 2 arranged between the container 8 and the phosphor layer 3 in FIG. 5 can be omitted.

（第４の実施形態）
第４の実施形態の紫外線発光ランプについて図６を用いて説明する。 (Fourth embodiment)
The ultraviolet light-emitting lamp of the fourth embodiment will be described with reference to FIG.

図６の紫外線発光ランプは、容器８は、２枚の平板８１をスペーサ８２を挟んで一定の間隔で対向配置した平面発光ランプである。２枚の平板８１は、紫外線透過性基板（石英板、硝子板）である。一方の平板８１には、電子放出源６として、例えば金属膜（Ａｌ，Ｍｏ，Ｎｉ等）形成後にカーボンナノチューブまたはエレクトライドが塗布されている。対向する平板８１には、加速電極２として、グラフェンにより形成され、その上に、蛍光体層３が形成されている。蛍光体層３は、グラフェンが分散され、導電性を備えている。電子放出源６と蛍光体３との間には、引き出し電極５が配置されている。   In the ultraviolet light emitting lamp of FIG. 6, the container 8 is a flat light emitting lamp in which two flat plates 81 are opposed to each other at a constant interval with a spacer 82 interposed therebetween. The two flat plates 81 are ultraviolet transmissive substrates (quartz plate, glass plate). One flat plate 81 is coated with carbon nanotubes or electrides as the electron emission source 6 after forming a metal film (Al, Mo, Ni, etc.), for example. The opposing flat plate 81 is made of graphene as the acceleration electrode 2, and the phosphor layer 3 is formed thereon. The phosphor layer 3 is dispersed in graphene and has conductivity. An extraction electrode 5 is disposed between the electron emission source 6 and the phosphor 3.

なお、本実施形態においても、図１および図２の紫外線発光ランプのように、蛍光体層４の電子放出源６側の面に、導電膜４を備える構成にすることも可能である。また、備えた導電膜４を加速電極として使用（兼用）してもよい。その場合、図６の蛍光体層３と平板８１との間の加速電極２は、省略することができる。   In the present embodiment as well, a configuration in which the conductive film 4 is provided on the surface of the phosphor layer 4 on the electron emission source 6 side as in the ultraviolet light emitting lamps of FIGS. 1 and 2 may be employed. The provided conductive film 4 may be used (also used) as an acceleration electrode. In that case, the acceleration electrode 2 between the phosphor layer 3 and the flat plate 81 in FIG. 6 can be omitted.

他の構成および作用は、第３の実施形態と同様であるので、説明を省略する。   Other configurations and operations are the same as those of the third embodiment, and thus description thereof is omitted.

上述してきたように、本発明では、導電膜４および／または加速電極２として、紫外線透過率の高いグラフェン膜を用いることにより、簡単な構成でありながら紫外線発光効率が高いランプを提供できる。   As described above, in the present invention, by using a graphene film having a high ultraviolet transmittance as the conductive film 4 and / or the accelerating electrode 2, it is possible to provide a lamp having a high ultraviolet light emission efficiency with a simple configuration.

なお、外線発光ランプの用途としては、殺菌用ランプ、紫外線硬化樹脂用の紫外線照射ランプ、ならびに、光触媒励起用のランプ等がある。   The use of the external light emitting lamp includes a sterilizing lamp, an ultraviolet irradiation lamp for ultraviolet curable resin, a photocatalyst excitation lamp, and the like.

１…基板、２…加速電極、３…蛍光体層、４…導電膜、５…引き出し電極、６…電子放出源、７…ステムピン、８…容器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Board | substrate, 2 ... Acceleration electrode, 3 ... Phosphor layer, 4 ... Conductive film, 5 ... Extraction electrode, 6 ... Electron emission source, 7 ... Stem pin, 8 ... Container

Claims (7)

少なくとも一部が紫外線を透過する容器と、前記容器内に配置された、電子放出源と、電子線で励起されて紫外線を発する蛍光体層と、加速電極とを有し、
前記蛍光体層にはグラフェンが分散され、膜面方向に導電性を有することを特徴とする紫外線発光ランプ。 A container that at least partially transmits ultraviolet light, an electron emission source disposed in the container, a phosphor layer that emits ultraviolet light when excited by an electron beam, and an acceleration electrode,
An ultraviolet light-emitting lamp characterized in that graphene is dispersed in the phosphor layer and has conductivity in the film surface direction. 請求項１に記載の紫外線発光ランプにおいて、前記加速電極は、前記蛍光体層の、前記電子放出源側の面とは逆側の面に配置されていることを特徴とする紫外線発光ランプ。 2. The ultraviolet light emitting lamp according to claim 1 , wherein the accelerating electrode is disposed on a surface of the phosphor layer opposite to the surface on the electron emission source side. 請求項２に記載の紫外線発光ランプにおいて、前記加速電極は、グラフェンで構成されていることを特徴とする紫外線発光ランプ。 3. The ultraviolet light emitting lamp according to claim 2 , wherein the acceleration electrode is made of graphene. 請求項３に記載の紫外線発光ランプにおいて、前記加速電極および前記蛍光体層は、紫外線を透過する基板上に積層されていることを特徴とする紫外線発光ランプ。 4. The ultraviolet light emitting lamp according to claim 3 , wherein the accelerating electrode and the phosphor layer are laminated on a substrate that transmits ultraviolet light. 請求項１に記載の紫外線発光ランプにおいて、前記加速電極は、金属基板であり、前記蛍光体層は、前記金属基板上に積層されていることを特徴とする紫外線発光ランプ。 2. The ultraviolet light emitting lamp according to claim 1 , wherein the accelerating electrode is a metal substrate, and the phosphor layer is laminated on the metal substrate. 請求項１に記載の紫外線発光ランプにおいて、前記電子放出源と前記蛍光体層は、間隔をあけて対向配置され、前記電子放出源と前記蛍光体層との間には、引き出し電極が配置されていることを特徴とする紫外線発光ランプ。 2. The ultraviolet light emitting lamp according to claim 1 , wherein the electron emission source and the phosphor layer are arranged to face each other with a space therebetween, and an extraction electrode is arranged between the electron emission source and the phosphor layer. An ultraviolet light emitting lamp characterized by having 請求項１に記載の紫外線発光ランプの製造方法であって、前記蛍光体を形成する工程は、蛍光体とグラフェンを分散した溶液を塗布し、加熱する工程であることを特徴とする紫外線発光ランプの製造方法。 2. The ultraviolet light emitting lamp manufacturing method according to claim 1 , wherein the step of forming the phosphor is a step of applying and heating a solution in which the phosphor and graphene are dispersed. Manufacturing method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2919362B2 (en) * 1996-06-26 1999-07-12 日本電気株式会社 Slow electron beam excited fluorescent display and method of manufacturing the same
JP2002033080A (en) * 2000-07-14 2002-01-31 Futaba Corp Ultraviolet ray source
JP2002042735A (en) * 2000-07-28 2002-02-08 Mitsubishi Electric Corp Fluorescent lamp
JP2007115570A (en) * 2005-10-21 2007-05-10 Stanley Electric Co Ltd Field emission lamp
JP2008059897A (en) * 2006-08-31 2008-03-13 Nippo Electric Co Ltd Fluorescent lamp
TWI365476B (en) * 2007-12-31 2012-06-01 Ind Tech Res Inst Apparatus of flat light source with dual-side emitting light
KR101537638B1 (en) * 2010-05-18 2015-07-17 삼성전자 주식회사 Plating method for resin using graphene thin layer
JP5105028B2 (en) * 2010-11-24 2012-12-19 富士電機株式会社 Conductive thin film and transparent conductive film containing graphene
JP2012195112A (en) * 2011-03-15 2012-10-11 Nec Corp Field emission light-emitting device, manufacturing method of field emission light-emitting device, and light-emitting device
JP5772299B2 (en) * 2011-06-29 2015-09-02 富士通株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof

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