專利名稱：紫外線放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種進(jìn)行紫外線放射從而進(jìn)行高分子材料的聚合或硬化的、例如在液 晶面板制造工序中所使用的紫外線放電燈。
背景技術(shù)：
以往的紫外線熒光燈將含有水銀和稀有氣體的放電介質(zhì)封入由鈉石灰玻璃構(gòu)成 的發(fā)光管內(nèi)部，并在發(fā)光管內(nèi)部設(shè)置有一對(duì)電極以產(chǎn)生低壓水銀蒸汽放電。進(jìn)一步地，通 過在發(fā)光管的內(nèi)表面，涂敷有使得波長320 400nm的近紫外線發(fā)光的Ce(MeBa)Al11O19, YP04:Ce, LaPO4ICe等熒光體中至少一個(gè)或者其組合，可使得一根燈管同時(shí)獲得在紫外線硬 化形樹脂內(nèi)部的浸透性高的UV-A區(qū)域的光和使紫外線硬化形樹脂表面硬化能力較強(qiáng)的 UV-C區(qū)域的光(例如日本特開2002-358926號(hào)公報(bào)，下面稱為專利文獻(xiàn)1)。

發(fā)明內(nèi)容
采用上述專利文獻(xiàn)1的技術(shù)，存在著以下問題由于隨著歷時(shí)變化水銀滲透到發(fā) 光管中，從而燈管透射率降低并產(chǎn)生長度方向的照度分布的差異，或者由于點(diǎn)亮的熒光體 的水銀附著而導(dǎo)致變換效率降低，從而無法維持規(guī)定的紫外線強(qiáng)度。本發(fā)明的目的在于提供一種使得燈的軸方向的照度差減少并謀求改善燈的照度 的維持率的紫外線放電燈。為了解決上述課題，本發(fā)明的紫外線放電燈，其特征在于，具有由鈉石灰玻璃形 成的發(fā)光管、被封入所述發(fā)光管主體內(nèi)的啟動(dòng)用惰性氣體以及水銀、和相對(duì)設(shè)置在所述發(fā) 光管內(nèi)的一對(duì)放電電極，將變換水銀光譜253. 7nm、在300 340nm之間具有變換效率的峰 值的熒光體的量設(shè)為N(mg)，要涂布的內(nèi)表面積為S(cm2)時(shí)，以N/S滿足2< (N/S) <7的 條件，在所述發(fā)光管內(nèi)壁上涂布有熒光體。


圖1是顯示用來說明本發(fā)明的紫外線放電燈的第一實(shí)施形態(tài)的欠缺一部分的構(gòu) 成圖。圖2是對(duì)一般的鈉玻璃的紫外線透射率進(jìn)行說明用的說明圖。圖3是說明本發(fā)明所使用的熒光體所發(fā)出的波長的說明圖。圖4是說明本發(fā)明所使用的熒光體的發(fā)光分布的說明圖。
圖5是說明熒光體的量與紫外線照度的關(guān)系的說明圖。圖6是用來說明本發(fā)明的紫外線放電燈的第二實(shí)施形態(tài)的、放大顯示出主要部分 的截面圖。圖7是說明本發(fā)明第二實(shí)施形態(tài)的效果的說明圖。圖8是用來說明本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)的、對(duì)沒有添加鑭的以往的燈長度方向的 相對(duì)于時(shí)間經(jīng)過的照度分布進(jìn)行說明的說明圖。圖9是用來說明本發(fā)明的第三實(shí)施形態(tài)的、對(duì)添加有鑭的本發(fā)明的燈長度方向的 相對(duì)于時(shí)間經(jīng)過的照度分布進(jìn)行說明的說明圖。圖10是說明鑭的添加量與照度的可靠性的關(guān)系的說明圖。圖11是用來說明本發(fā)明的紫外線放電燈的第四實(shí)施形態(tài)的、放大顯示出主要部 分的截面圖。圖12是說明本發(fā)明第四實(shí)施形態(tài)的效果的說明圖。符號(hào)說明11發(fā)光管121、122 電極131 導(dǎo)線14 鎢絲15封裝部161、162 燈頭171、172 針狀接點(diǎn)18、181 熒光體61保護(hù)膜。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)實(shí)施本發(fā)明的形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是用于說明本發(fā)明的紫外線放電燈的第一實(shí)施形態(tài)的圖，圖1中，以局部切除 的狀態(tài)顯示作為紫外線放電燈的一例的熱陰極低壓水銀燈的一部分構(gòu)成。在圖1中，11是對(duì)于340nm波長能夠獲得80%以上透射率、含有10%以上的 Na2CK氧化鈉)的廉價(jià)的鈉石灰玻璃制的透明發(fā)光管。使用鈉石灰玻璃的發(fā)光管的透射率 如圖2所示，對(duì)于340nm的波長可獲得80%以上的透射率。發(fā)光管11例如其管徑D為38mm，管長L為2367mm，兩端具有電極121、122。電極 121通過導(dǎo)電性的導(dǎo)線131支承線圈狀的鎢絲14的兩端。導(dǎo)線131貫通玻璃壓制封裝部 15。電極122也具有與電極121相同的構(gòu)成。電極121側(cè)的導(dǎo)線131和電極122側(cè)的導(dǎo)線 與分別位于燈頭161、162上的針狀接點(diǎn)171、172連接，所述燈頭161、162分別固定在燈的 相對(duì)的兩端部上。進(jìn)一步的，發(fā)光管11中以1 IOTorr左右的低壓力封入氬氣(Ar)等稀有氣體和 一定量的水銀。圖3示出涂布于發(fā)光管11的內(nèi)側(cè)表面的各種熒光體中例如日亞化學(xué)工業(yè)(株)生 產(chǎn)的NP-806、NP-805、NP-807的相對(duì)于波長的亮度。在此，作為在300 340nm的波長間具有變換效率的峰值的熒光體18，NP-806比較合適。該NP-806以LaPO4 (磷酸鑭)Ce (鈰) 作為其組分。如果從上述那樣構(gòu)成的熱陰極低壓水銀燈的電極121、122提供電力，如圖4所示， 可確保在300 340nm的波長間具有峰值的分光分布的特性。圖5示出熒光體18采用NP-806時(shí)熒光體量(mg/cm2)與相對(duì)紫外線照度(％ )的 關(guān)系。即，在熒光體18的熒光體量以單位內(nèi)表面積3. 9mg/cm2涂布于發(fā)光管11的內(nèi)表面全 部區(qū)域的情況下，紫外線照度最高。相對(duì)紫外線照度變高的話，處理效率(時(shí)間或反應(yīng)性) 變高而具有效果。其結(jié)果，通過找出最合適的條件來規(guī)定熒光體18的變換效率和紫外線的透射率， 可以進(jìn)一步改善軸方向的分布。在此，將變換水銀光譜253. 7nm、在300 340nm之間具有變換效率的峰值的熒光 體的量設(shè)為N(mg)，要涂布的內(nèi)表面積設(shè)為S(cm2)時(shí)，在規(guī)定值滿足2< (N/S) < 7的條件 下，將熒光體18涂布在發(fā)光管11的內(nèi)壁。N/S的值小于2的情況下，透射率上升，但由于熒光體量少，因此發(fā)光效率降低，并 且水銀對(duì)于發(fā)光管的吸附增加，紫外線維持率下降。相反，N/S值大于7時(shí)，被變換的紫外 線被熒光體吸收，從燈的外表面放出的紫外線量減少。將NP-806用作為熒光體18時(shí)，涂布 量的最佳值為3. 9mg/cm2。雖然熒光體18的涂布量變薄使得左右照度的差消失，但是會(huì)導(dǎo)致變換效率降低、 或者熒光體產(chǎn)生燈管劣化。如該實(shí)施形態(tài)那樣，通過以滿足了 2 < (N/S) < 7的關(guān)系的熒 光體量來進(jìn)行涂布，可以抑制熒光體18的劣化，并減少軸方向的照度差。在此，N/S的值的 條件為2. 4 < (N/S) < 5. 7時(shí)，相對(duì)紫外線照度為95%，因此正好合適。圖6、圖7是說明本發(fā)明的紫外線放電燈的第二實(shí)施形態(tài)的圖。圖6是放大顯示出 主要部分的截面圖。圖7是用來說明圖6的效果的說明圖。在該實(shí)施形態(tài)中，如圖6所示，在發(fā)光管11和熒光體18之間介有保護(hù)膜61，該保 護(hù)膜61通過例如涂布氧化鋁(Al2O3)的手段而構(gòu)成，在截面上，處于發(fā)光管11、熒光體18、 和保護(hù)膜61被積層的狀態(tài)。保護(hù)膜61可以抑制水銀進(jìn)入到發(fā)光管11內(nèi)，從而可以抑制發(fā)光管11的透射率降 低。因此，可以抑制照度的維持率隨著時(shí)間流逝而降低。在該實(shí)施形態(tài)中，通過以滿足2 < (N/S) < 7的關(guān)系的熒光體量來進(jìn)行涂布，可以 在抑制熒光體18的劣化的同時(shí)減少軸方向的照度差，并能夠改善照度維持率。進(jìn)一步地，通過保護(hù)膜61的作用，可以抑制水銀進(jìn)入發(fā)光管11，謀求照度維持率 的改善。關(guān)于這一點(diǎn)，如圖7所示那樣，可以確認(rèn)到有保護(hù)膜61的能在經(jīng)過1200個(gè)小時(shí)后 維持90%的照度。在該實(shí)施形態(tài)中，能夠減少軸方向的照度差，并能夠通過設(shè)置保護(hù)膜來謀求照度 維持率的改善。圖8、圖9是說明本發(fā)明的紫外線放電燈的第三實(shí)施形態(tài)的圖。圖8是說明以往的 每單位面積的照度分布的說明圖，圖9是說明本實(shí)施形態(tài)中每單位面積的照度分布的說明 圖。該實(shí)施形態(tài)中，圖1所說明的紫外線放電燈的熒光體18采用的是按熒光體重量比
5的0.5%添加了鑭(La)的熒光體181。由于鑭抑制了水銀的吸附，因此添加了鑭的熒光體 181具有抑制熒光體181劣化的作用。另外，作為鑭的添加量，較理想的是超過0%而在2%以下，如果超過2%，變換效 率、透射率反而會(huì)下降，從而引起紫外線輸出的降低。即，沒有添加鑭的以往的熒光體其燈軸方向上的每單位面積的照度，呈圖8所示 那樣的分布。又，添加有鑭的本發(fā)明的熒光體其燈軸方向上的每單位面積的照度，呈圖9所 示那樣的分布。在沒添加鑭的情況下，如圖8所示，發(fā)現(xiàn)亮燈時(shí)間從48小時(shí)到100小時(shí)照度降低。 又，在添加了鑭的情況下，如圖9所示，即使亮燈時(shí)間經(jīng)過了 100小時(shí)，也能得到與亮燈時(shí)間 為與24小時(shí)的情形同等的照度。在此，參照?qǐng)D10，對(duì)鑭的添加量和照度的可靠性的關(guān)系進(jìn)行說明。S卩，將沒有添加鑭的初期的照度設(shè)為100%時(shí)，可以看見發(fā)光光譜，并且經(jīng)過2000 個(gè)小時(shí)后的照度維持率為85. %。添加了 0. 5%的鑭時(shí)的初期的照度為99%，發(fā)光光譜與 沒有添加鑭的情形沒有變化，經(jīng)過2000個(gè)小時(shí)后的照度維持率為91.8%。同樣，添加了 2. 0%的鑭時(shí)的經(jīng)過2000個(gè)小時(shí)后的照度維持率為90. 8%。又，添加了 3.0%的鑭時(shí)的初期的照度為78%，雖然發(fā)光光譜與添加有鑭的情形 沒有變化，但是經(jīng)過2000個(gè)小時(shí)后的照度維持率為88. 2%。由此可知，即使經(jīng)過2000個(gè)小時(shí)后照度的維持率仍在90%以上的鑭的量過多難 以維持照度，因此可以以超過0%且在2.0%以下的比例來實(shí)現(xiàn)。在該實(shí)施形態(tài)中，按照不含有熒光體重量比的0%且在熒光體重量比的2%以下 的范圍在熒光體中添加鑭，由此跨越較長的時(shí)間得到充分的照度能夠得以實(shí)現(xiàn)。圖11、圖12是說明本發(fā)明的紫外線放電燈的第四實(shí)施形態(tài)的圖。圖11是放大顯 示出主要部分的截面圖。圖12是用來說明圖11的效果的說明圖。該實(shí)施形態(tài)，除了如在熒光體中添加了鑭的上述第三實(shí)施形態(tài)那樣之外，還如圖 11所示，在發(fā)光管11和熒光體181之間介有保護(hù)膜61，該保護(hù)膜61通過例如涂布氧化鋁 (Al2O3)而形成，其構(gòu)成為在截面上看為發(fā)光管11、熒光體181、和保護(hù)膜61積層。保護(hù)膜61可以抑制水銀進(jìn)入到發(fā)光管11內(nèi)，從而可以抑制發(fā)光管11的透射率降 低。因此，可以抑制照度的維持率隨著老化而降低。圖12示出燈的長度方向上的照度隨著老化而變化，即便經(jīng)過100個(gè)小時(shí)之后，每 單位面積的照度仍然與經(jīng)過24小時(shí)的情形相同，沒有發(fā)生變化，這表示出保護(hù)膜61對(duì)照度 維持率的改善。在該實(shí)施形態(tài)中，由于添加了鑭，因此能夠在抑制熒光體劣化的同時(shí)減少軸方向 的照度差。進(jìn)一步地，由于保護(hù)膜的作用，可以抑制水銀進(jìn)入發(fā)光管，可以謀求照度維持率 的改善。另外，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施形態(tài)。由于可使用一般的紫外發(fā)光型熱陰極燈來 制作，因此本發(fā)明的紫外線放電燈的發(fā)光長度也可超過下一代液晶基板等大尺寸的面板照 射所需的2500mm。又，發(fā)光管例舉了鈉石灰玻璃，但是只要對(duì)于340nm附近的波長可以得到80%的 透射率，可以使用硬質(zhì)玻璃或者半硬質(zhì)玻璃。在使用鈉石灰玻璃和硬質(zhì)玻璃的情況下，硬質(zhì)玻璃的短波長的透射率較好，因此可以得到高的照度。 采用上述本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)，可以通過規(guī)定熒光體量來減少燈的軸方向的照度 差，并且、可以謀求燈照度的維持率的改善。
權(quán)利要求
一種紫外線放電燈，其特征在于，具有對(duì)于340nm附近的波長能得到80％透射率的玻璃制的發(fā)光管；被封入所述發(fā)光管主體內(nèi)的啟動(dòng)用惰性氣體以及水銀；和相對(duì)設(shè)置在所述發(fā)光管內(nèi)的一對(duì)放電電極，將變換水銀光譜253.7nm、在300～340nm之間具有變換效率的峰值的熒光體的量設(shè)為N(mg)，要涂布的內(nèi)表面積設(shè)為S(cm2)時(shí)，以N/S滿足2＜(N/S)＜7的條件，在所述發(fā)光管內(nèi)壁上涂布有熒光體。
2.如權(quán)利要求1所述的紫外線放電燈，其特征在于，相對(duì)于該熒光體重量，以2%以下 且比0%多的重量比在所述熒光體中添加有鑭(La)粉末。
3.如權(quán)利要求1所述的紫外線放電燈，其特征在于，所述發(fā)光管在100%母材質(zhì)中含有 10%以上的氧化鈉。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的紫外線放電燈，其特征在于，在所述熒光體和所述 發(fā)光管之間形成有由氧化鋁(Al2O3)構(gòu)成的保護(hù)膜。
全文摘要
本發(fā)明提供一種紫外線放電燈，在100％母材質(zhì)中含有10％以上氧化鈉的鈉石灰玻璃制的透明玻璃發(fā)光管(11)，對(duì)于紫外線放電燈所需的320～340nm波長獲得80％以上的透過率。發(fā)光管(11)例如管徑D為38mm，管長L為2367mm，發(fā)光管(11)內(nèi)配置有相對(duì)的一對(duì)電極(121、122)，并封入氬氣等稀有氣體和一定量的水銀。而且，將變換水銀光譜253.7nm、在300～340nm之間具有變換效率的峰值的熒光體的量設(shè)為N(mg)，要涂布的內(nèi)表面積設(shè)為S(cm2)時(shí)，以N/S滿足2＜(N/S)＜7的條件，在所述發(fā)光管內(nèi)壁上涂布熒光體。
文檔編號(hào)H01J61/30GK101964297SQ201010238520
公開日2011年2月2日 申請(qǐng)日期2010年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月23日
發(fā)明者渡邊昭男, 田內(nèi)亮彥 申請(qǐng)人:哈利盛東芝照明公司