TWI440065B - 紫外線放電燈 - Google Patents

Description

紫外線放電燈

本發明係關於一種進行紫外線之照射而實施高分子材料之聚合或硬化，例如液晶面板製造步驟所使用之紫外線放電燈，更詳細而言，係關於一種藉由選定所塗佈之螢光體或膜厚而使發光效率提高之紫外線放電燈。

日本特開2002-358926(先前技術1)之紫外線放電燈，形成使波長253.7nm之紫外線透射之鈉鈣玻璃製發光管之氣密容器，於發光管內部封入包含水銀及稀有氣體之放電介質，於發光管內部配置引發低壓水銀蒸氣放電之一對電極。因發光管內面，置有使藉由放電介質之低壓水銀蒸氣放電所放射之波長253.7nm之水銀輝線激發而發出波長320~400nm之近紫外線光之BaSi₂ O₅ ：Eu、Ce(MeBa)Al₁₁ O₁₉ 、YPO₄ ：Ce、LaPO₄ ：Ce等螢光體之至少一種或其組合，故對紫外線硬化型樹脂之內部浸透性高之UV-A區域之光與使紫外線硬化型樹脂之表面硬化力強之UV-C之光，可由1根燈管同時獲得。

前述先前技術1之技術，雖UV-A區域與UV-C區域之光可由1根燈管同時獲得，但無法提高波長320~340nm下之照度。為提高該波長域之照度，有必要相應增加燈管之根數，而有增加多少成本就上昇多少之問題。

本發明之第1目的在於，提供一種於以鈉鈣玻璃之發光管所形成之熱陰極低壓水銀燈上，塗佈可發出短波長域光之紫外線發光用之特定螢光體，而謀求照度上昇之紫外線放電燈。

本發明之第2目的在於，提供一種藉由組合作為紫外線照射用螢光體使用之LaPO₄ ：Ce的膜厚之適當化及使特定波長透射之發光管，而使紫外線照射之高效率化成為可能之紫外線放電燈。

以下，茲對實施本發明之最佳方式，參照圖式進行詳細說明。

圖1、圖2係對關於本發明之紫外線放電燈之一實施例進行說明之圖，圖1係構成圖，圖2係圖1之I-I'線剖面圖。另，圖1係作為紫外線放電燈之一例之熱陰極低壓水銀燈之構成，局部以破斷狀態顯示之圖。

圖1、圖2中，11係包含於320~340nm之波長下可獲得80%以上透射率之Na₂ O達10%以上之廉價鈉鈣玻璃製之透明玻璃發光管。使用鈉鈣玻璃之發光管之透射率，如圖3所示，於340nm附近以上之波長下可獲得80%以上之透射率。

發光管11之管徑D為38mm、管長L為2367mm，兩端具有電極121、122，該等電極121、122係以導電性導線131、132支持線圈狀之鎢絲14而成。導線131、132係貫穿玻璃壓合密封部15。導線131、132係與位於固著於燈之對向兩端部之各插接頭161、162之銷狀接點171、172連接。

此外，於發光管11以1~10Torr左右之低壓力封入有氬氣(Ar)等稀有氣體與一定量之水銀。又，發光管11之內側表面，塗佈有可於300~340nm間出現峰值，具有如圖4所示之變換效率之峰值之紫外線發光型螢光體18。

作為如此之螢光體18，可考慮例如日亞化學工業(株)製之NP-806。該發光體係組成LaPO₄ (磷酸鑭)：Ce(鈰)而成者。

向前述構成之熱陰極低壓水銀燈從電極121、122供給電力，可確保具有如圖5所示之分光分布之特性。該分光分布中，基於紫外線發光型螢光體18之發光特性，可發現於320~340nm下之照度之進一步提高。

圖6係對於本發明之紫外線放電燈之中央部(a)、密封側(c)、及(a)與(c)之中間部(b)，使用本發明之螢光體之情形與使用先前之不同螢光體A、B之在測定波長320~340nm下之照度的情形之比較結果進行說明之說明圖。

另，圖7係對使用本發明之螢光體之情形與使用先前之不同螢光體A、B之照度之比較結果進行說明之說明圖。

本發明之螢光體，如前所述組成為LaPO₄ ：Ce，而先前之螢光體A組成為YPO₄ ：Ce，先前之螢光體B組成為Ce(BaMgSr)Al₁₁ O₁₉ 。

組成LaPO₄ ：Ce之情形之於燈位置(a)~(c)之平均照度為0.457(mW/cm² )，其為100%之情形之螢光體A為72.70%、螢光體B為44.67%。

因此，於含Na₂ O達10%以上之廉價之鈉鈣玻璃製之透明玻璃發光管所構成之熱陰極低壓水銀燈上，塗佈組成為LaPO₄ ：Ce之螢光體之情形，與塗佈螢光體B之情形相比可實現55%以上之照度提高，與塗佈螢光體A之情形相比可實現30%左右之照度提高。

該實施例中，藉由於含Na₂ O達10%以上之廉價之鈉鈣玻璃製之發光管內壁塗佈紫外發光用之螢光體，可使320~340nm之照度與先前相比至少增加30%左右。320~340nm之照度提高，例如在對混合、封入有液晶材料與對紫外線會反應而引起聚合之紫外線反應材料之狀態下之液晶面板照射紫外線時，可使紫外線反應材料高效聚合。

另，照度之提高，於以同等照度即可完成時，因減少燈管之根數，故可有助於省電力化。

該實施例中，使用一般之紫外發光型之熱陰極燈，可實現320~340nm之波長下高效率發光之紫外線燈。另，也無需極短波長照射，混合或封入有液晶材料與紫外線反應材料之狀態之液晶面板，可藉由來自本發明之紫外線放電燈所照射之紫外光，以不會破壞液晶材料下，使紫外線反應材料高效聚合。

圖8係對關於本發明之紫外線放電燈之其他實施例進行說明之說明圖。該實施例係使螢光體之膜厚變化者，圖8係對使螢光體18之膜厚變化時之相對照度之關係進行說明之說明圖。

此處，使用發光長為2382.8±2.4mm、發光管11之內徑為38±1.5mm之熱陰極低壓水銀燈，對螢光體18之膜厚於1~49μm左右變化時之相對照度(%)(320nm帶)進行測定。

如圖8所示，若螢光體18之膜厚為5~40μm之範圍，則可獲得大致90%左右以上之相對照度。因此，若所使用之螢光體18之組成係LaPO₄ ：Ce，且膜厚為5~40μm之螢光體18，則可實現獲得高效照度之熱陰極低壓水銀燈。

本實施例中，使用組成為LaPO₄ ：Ce之螢光體18，藉由使該螢光體18之膜厚在5~40μm之範圍，可謀求波長320~340nm下之照度提高。

因此，可使波長320~340nm下之照度上昇。可在不增加因照度上昇部分所需使用之燈管根數下，獲得波長320~340nm之燈管，有助於減少成本，是為其效果。

又，螢光體18之粒徑宜為1~5μm左右。此係主要因為：比1μm小之情形，光之透射性下降；比5μm大之情形，水銀易於在發光管內部於粒徑間附著並黑化，造成燈管壽命之降低。

另，本發明並非局限於前述實施例者。因可使用一般紫外發光型熱陰極燈製作，故同燈管之發光長亦可適用於次世代液晶基板等大型尺寸之面板照射所要求之2500mm。

11．．．發光管

14．．．鎢絲

15．．．密封部

18．．．螢光體

121、122．．．電極

131、132．．．導線

161、162．．．插接頭

171、172．．．接點

圖1係針對與本發明之紫外線放電燈有關之一實施例進行說明之局部破斷顯示之構成圖。

圖2係圖1之I-I'線剖面圖。

圖3係針對一般鈉玻璃之紫外線透射率進行說明之說明圖。

圖4係針對本發明所使用之螢光體之發光分布進行說明之說明圖。

圖5係針對本發明之效果進行說明之說明圖。

圖6係針對本發明與先前之燈之不同位置下之照度之比較進行說明之說明圖。

圖7係針對本發明與先前之照度之比較進行說明之說明圖。

圖8係針對與本發明之紫外線放電燈有關之其他實施例進行說明之說明圖。

11．．．發光管

14．．．鎢絲

15．．．密封部

18．．．螢光體

121、122．．．電極

131、132．．．導線

161、162．．．插接頭

171、172．．．接點

Claims (3)

1. 一種紫外線放電燈，其特徵在於具備：透明玻璃發光管；封入前述發光管內之啟動用惰性氣體及水銀之封入物；於前述發光管內對向配置之一對放電電極；及塗佈於前述發光管內壁，將水銀光譜253.7nm變換，於300~340nm波長具有變換效率峰值之螢光體；前述發光管，係母材質之100%中含有10%以上之氧化鈉之鈉鈣玻璃所製成；前述螢光體之膜厚為5~40μm。
2. 一種紫外線放電燈，其特徵在於具備：紫外線透射性之鈉鈣玻璃製之發光管；封入前述發光管內之起動用惰性氣體及水銀之封入物；於前述發光管內對向之一對電極；及於前述發光管內表面以LaPO₄ ：Ce為母體材料形成之螢光體；前述螢光體之膜厚為5~40μm。
3. 如請求項1或2之紫外線放電燈，其中前述螢光體含有1~5μm之粒徑者。