JPH04101346A - 冷陰極型放電ランプ - Google Patents
冷陰極型放電ランプInfo
- Publication number
- JPH04101346A JPH04101346A JP21652090A JP21652090A JPH04101346A JP H04101346 A JPH04101346 A JP H04101346A JP 21652090 A JP21652090 A JP 21652090A JP 21652090 A JP21652090 A JP 21652090A JP H04101346 A JPH04101346 A JP H04101346A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cold cathode
- discharge lamp
- inert gas
- gas
- blackening
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 1
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 description 1
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、低圧水銀放電ランプなど、Ａ ｒガスによる
ペニング効果を利用した冷陰極型放電ランプに関するも
のである。
ペニング効果を利用した冷陰極型放電ランプに関するも
のである。
冷陰極型放電ランプは、例えば第４図に示すように両端
に電極２１Ａ１２１Ｂを封着したガラス管２２内に数百
〜数千（Ｐ ａ）のＡｒガスと水銀数ｍｇを封入した構
造となっている。水銀（Ｈｇ）は、常温では１０−’（
Ｐａ）程度の蒸気圧であり、Ｈｇ単体での放電には高電
圧が必要であるが、Ａｒを適量封入すると、放電電流に
よるＨｇ励起をＡｒが補助し、低電圧で放電させること
が可能となる（ペニング効果）。 電極２１Ａ１２１Ｂには、Ｎｉ１Ｆｅなどを単体あるい
はその複合材料により中空形状に成型したもの（ホロー
カソード）や、金属粉体を焼結したものなどが用いられ
ている。 また、ガス封入条件は、放電特性上、上記範囲内に設定
されるが、スパッタ防止の観点からは数千〜致方（Ｐ
ａ）が望ましい。しかし、その条件では電源電圧が非常
に高圧となるため、両者の妥協点て条件設定を行ってい
る。
に電極２１Ａ１２１Ｂを封着したガラス管２２内に数百
〜数千（Ｐ ａ）のＡｒガスと水銀数ｍｇを封入した構
造となっている。水銀（Ｈｇ）は、常温では１０−’（
Ｐａ）程度の蒸気圧であり、Ｈｇ単体での放電には高電
圧が必要であるが、Ａｒを適量封入すると、放電電流に
よるＨｇ励起をＡｒが補助し、低電圧で放電させること
が可能となる（ペニング効果）。 電極２１Ａ１２１Ｂには、Ｎｉ１Ｆｅなどを単体あるい
はその複合材料により中空形状に成型したもの（ホロー
カソード）や、金属粉体を焼結したものなどが用いられ
ている。 また、ガス封入条件は、放電特性上、上記範囲内に設定
されるが、スパッタ防止の観点からは数千〜致方（Ｐ
ａ）が望ましい。しかし、その条件では電源電圧が非常
に高圧となるため、両者の妥協点て条件設定を行ってい
る。
冷陰極に用いる金属材料は、比較的仕事関数が高く、電
子放出に高エネルギーが必要となるため、放電に伴うイ
オン衝撃が大きく、スパッタが生じる。 また、仕事関数を低くするためにエミ・ツタ材料を用い
た場合でも、エミッタの消耗により寿命末期まで安定し
た性能を得ることは難しい。 更に、スパッタによる黒化は、外観不良、光量の低減、
Ｈｇの吸収などを起こし、寿命の短縮を招くことになる
。 本発明の目的は、スパッタによる管端黒化を防止できる
冷陰極型放電ランプを提供することにある。
子放出に高エネルギーが必要となるため、放電に伴うイ
オン衝撃が大きく、スパッタが生じる。 また、仕事関数を低くするためにエミ・ツタ材料を用い
た場合でも、エミッタの消耗により寿命末期まで安定し
た性能を得ることは難しい。 更に、スパッタによる黒化は、外観不良、光量の低減、
Ｈｇの吸収などを起こし、寿命の短縮を招くことになる
。 本発明の目的は、スパッタによる管端黒化を防止できる
冷陰極型放電ランプを提供することにある。
本発明は、ＡｒとＨｇのペニング効果を利用する冷陰極
型放電ランプにおいて、Ｈｇの電離電圧に近いエネルギ
ー準位を持たない不活性ガスを封入したことを特徴とす
るものであり、電気的特性を変えずにスパッタのみを防
止することができるようになる。
型放電ランプにおいて、Ｈｇの電離電圧に近いエネルギ
ー準位を持たない不活性ガスを封入したことを特徴とす
るものであり、電気的特性を変えずにスパッタのみを防
止することができるようになる。
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
実施例は、外径１２）、全長１５０ ＋Ｉ＋−の冷陰極
型放電ランプの場合で、電極に鉄・ニッケルの複合材料
をプレス成型したホローカソードを用い、ガラス管内に
は約３ ＋ｎｇの水銀（Ｈｇ）とアルゴン（Ａｒ）を１
００〜３００ （Ｐａ）を封入した。 これにより、ＨｇのＡｒに対する比率が０．１〜０．０
１（％）となり、最も低い放電開始特性を示すようにな
る。 加えて、ネオ７（Ｎｅ）をＡｒの１−２．５倍まで封入
した。この結果、全封入圧は、２００〜７５０ （Ｐａ
）となる。この時、ランプの放電開始電圧（Ｖｓ）は、
Ａｒ単体での値の１３０（％）程度に止まる。 第１図にＮｅ量に対するＶｓと光束（Ｆ）の関係を示す
。Ｎｅ量をＡｒ比２００％程度まで増してもＶｓは変化
しないが、Ｆは増加する。２００％以上では、Ｖｓに上
昇傾向が出始める。 第２図にＮｅ量と管端黒化現象の関係を点灯時間と黒化
長さの関係で示す。この場合、黒化長さ１は、第３図に
示すように電極１が封着されたガラス管２の端面から測
定する。図中の斜線部分が黒化箇所である。 第２図から明らかなようにＮｅ／Ａｒ２００％タイプで
はＮ ４０００ ｈ ｒ ｓ以上まで黒化現象が現れな
い。 ここで、バッファガスの選定とその作用について補足す
る。ＡｒとＨｇのペニング効果は、Ａ ｒの準安定電位
（１１，５５ｅＶ）がＨｇの電離電圧（１０，４３４Ｖ
）より僅かに高く、電子の運動エネルギーを数の少ない
（蒸気圧の低い）Ｈｇ分子に代わって数の多い（分圧の
高い）Ａｒが受取り、励起状態となって粒子半径の小さ
い電子よりも確率よ＜Ｈｇ分子と衝突し、電離すること
に起因する。この時、プラズマ内の電子エネルギーはＨ
ｇの電離電圧（１０，４３４ｅＶ）が支配的となる。 そのような状態のプラズマ内に１０．４３４ｅＶに近い
エネルギー準位を一切持たない不活性ガス（例えばＮ
ｅｌＨｅ ）を加えても、ある範囲までは電子温度に変
化を与えない。 これに対し、１０．４３４ｅＶよりも低いエネルギー準
位を持つ不活性ガス（例えばＫ ｒ Ｎ Ｘ ｅ）を加
えると、電子エネルギーの一時的な吸収を起こすため、
電子温度への影響が太き（、混入可能な圧力範囲が非常
に狭くなる。 そこで、スパッタ防止には、ガス圧を大きくし、かつ分
子量の大きいガスを封入することが有効となるが、上記
理由により、Ｋｒ１Ｘｅなどは電気特性に影響を与えな
いという条件ではスパッタ防止に十分な分圧が得られな
いため、スパッタ防止に十分な分圧を加えても電気でき
特性に与える影響の小さいＮｅなどが選定される。 【発明の効果］ 以上のように本発明によれば、Ｈｇの電離電圧に近いエ
ネルギー準位を持たない不活性ガス、例えば、Ｎｅガス
をバッファガスとして封入したので、電気的特性を変え
ることなくスパッタを防止することができるようになり
、管端の黒化防止が図れる。また、Ｎｅの封入により放
電の陽光柱電位傾度が大きくなるため、発光に寄与する
陽光柱電力が増大し、同じ電流でも光出力が増加する。 それも、ランプ許容電流の増大が可能なことと相俟って
従来より約５０％以上の光量増加が可能となる。更に、
エミッタを使用することなくスパッタ防止が図れるため
、黒化による光量低減がなくなり、かつＨｇの消耗も遅
くなるため、長寿命となるといった利点がある。
型放電ランプの場合で、電極に鉄・ニッケルの複合材料
をプレス成型したホローカソードを用い、ガラス管内に
は約３ ＋ｎｇの水銀（Ｈｇ）とアルゴン（Ａｒ）を１
００〜３００ （Ｐａ）を封入した。 これにより、ＨｇのＡｒに対する比率が０．１〜０．０
１（％）となり、最も低い放電開始特性を示すようにな
る。 加えて、ネオ７（Ｎｅ）をＡｒの１−２．５倍まで封入
した。この結果、全封入圧は、２００〜７５０ （Ｐａ
）となる。この時、ランプの放電開始電圧（Ｖｓ）は、
Ａｒ単体での値の１３０（％）程度に止まる。 第１図にＮｅ量に対するＶｓと光束（Ｆ）の関係を示す
。Ｎｅ量をＡｒ比２００％程度まで増してもＶｓは変化
しないが、Ｆは増加する。２００％以上では、Ｖｓに上
昇傾向が出始める。 第２図にＮｅ量と管端黒化現象の関係を点灯時間と黒化
長さの関係で示す。この場合、黒化長さ１は、第３図に
示すように電極１が封着されたガラス管２の端面から測
定する。図中の斜線部分が黒化箇所である。 第２図から明らかなようにＮｅ／Ａｒ２００％タイプで
はＮ ４０００ ｈ ｒ ｓ以上まで黒化現象が現れな
い。 ここで、バッファガスの選定とその作用について補足す
る。ＡｒとＨｇのペニング効果は、Ａ ｒの準安定電位
（１１，５５ｅＶ）がＨｇの電離電圧（１０，４３４Ｖ
）より僅かに高く、電子の運動エネルギーを数の少ない
（蒸気圧の低い）Ｈｇ分子に代わって数の多い（分圧の
高い）Ａｒが受取り、励起状態となって粒子半径の小さ
い電子よりも確率よ＜Ｈｇ分子と衝突し、電離すること
に起因する。この時、プラズマ内の電子エネルギーはＨ
ｇの電離電圧（１０，４３４ｅＶ）が支配的となる。 そのような状態のプラズマ内に１０．４３４ｅＶに近い
エネルギー準位を一切持たない不活性ガス（例えばＮ
ｅｌＨｅ ）を加えても、ある範囲までは電子温度に変
化を与えない。 これに対し、１０．４３４ｅＶよりも低いエネルギー準
位を持つ不活性ガス（例えばＫ ｒ Ｎ Ｘ ｅ）を加
えると、電子エネルギーの一時的な吸収を起こすため、
電子温度への影響が太き（、混入可能な圧力範囲が非常
に狭くなる。 そこで、スパッタ防止には、ガス圧を大きくし、かつ分
子量の大きいガスを封入することが有効となるが、上記
理由により、Ｋｒ１Ｘｅなどは電気特性に影響を与えな
いという条件ではスパッタ防止に十分な分圧が得られな
いため、スパッタ防止に十分な分圧を加えても電気でき
特性に与える影響の小さいＮｅなどが選定される。 【発明の効果］ 以上のように本発明によれば、Ｈｇの電離電圧に近いエ
ネルギー準位を持たない不活性ガス、例えば、Ｎｅガス
をバッファガスとして封入したので、電気的特性を変え
ることなくスパッタを防止することができるようになり
、管端の黒化防止が図れる。また、Ｎｅの封入により放
電の陽光柱電位傾度が大きくなるため、発光に寄与する
陽光柱電力が増大し、同じ電流でも光出力が増加する。 それも、ランプ許容電流の増大が可能なことと相俟って
従来より約５０％以上の光量増加が可能となる。更に、
エミッタを使用することなくスパッタ防止が図れるため
、黒化による光量低減がなくなり、かつＨｇの消耗も遅
くなるため、長寿命となるといった利点がある。
第１図は本発明に係る冷陰極型放電ランプのバッファガ
ス（Ｎｅ）量と放電開始電圧（Ｖｓ）、光束（Ｆ）との
関係を示す特性図、第２図は同ランプのＮｅ量をパラメ
ータとする点灯時間−管端黒化長さ特性図、第３図は黒
化説明のための略図、第４図は冷陰極型放電ランプの一
般的な構造図である。 １・・・電極、 ２・・・ガラス管、 Ｖｓ・・・放電開始電圧、 Ｆ・・・光束。
ス（Ｎｅ）量と放電開始電圧（Ｖｓ）、光束（Ｆ）との
関係を示す特性図、第２図は同ランプのＮｅ量をパラメ
ータとする点灯時間−管端黒化長さ特性図、第３図は黒
化説明のための略図、第４図は冷陰極型放電ランプの一
般的な構造図である。 １・・・電極、 ２・・・ガラス管、 Ｖｓ・・・放電開始電圧、 Ｆ・・・光束。
Claims (3)
- （１）ＡｒとＨｇのペニング効果を利用する冷陰極型放
電ランプにおいて、Ｈｇの電離電圧に近いエネルギー単
位を持たない不活性ガスを封入したことを特徴とする冷
陰極型放電ランプ。 - （２）前記不活性ガスをＡｒ比２５０％までの範囲で封
入したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の冷
陰極型放電ランプ。 - （３）１００〜３００（Ｐａ）のＡｒと適量のＨｇに加
え、前記不活性ガスとしてＮｅをＡｒ比１００〜２５０
％のガス圧で封入したことを特徴とする特許請求の範囲
第１項記載の冷陰極型放電ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21652090A JPH04101346A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 冷陰極型放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21652090A JPH04101346A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 冷陰極型放電ランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04101346A true JPH04101346A (ja) | 1992-04-02 |
Family
ID=16689724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21652090A Pending JPH04101346A (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 冷陰極型放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04101346A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007209396A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Seiko Instruments Inc | 生体情報測定装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS496787A (ja) * | 1972-05-06 | 1974-01-21 | ||
| JPS5139471A (ja) * | 1974-10-01 | 1976-04-02 | Shigeo Kasai | Puresukikai |
| JPS6467856A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-14 | Toshiba Corp | Fluorescent lamp for equipment |
-
1990
- 1990-08-17 JP JP21652090A patent/JPH04101346A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS496787A (ja) * | 1972-05-06 | 1974-01-21 | ||
| JPS5139471A (ja) * | 1974-10-01 | 1976-04-02 | Shigeo Kasai | Puresukikai |
| JPS6467856A (en) * | 1987-09-09 | 1989-03-14 | Toshiba Corp | Fluorescent lamp for equipment |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007209396A (ja) * | 2006-02-07 | 2007-08-23 | Seiko Instruments Inc | 生体情報測定装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0697603B2 (ja) | 希ガス放電灯 | |
| JP2003168391A (ja) | 放電ランプ装置用水銀フリーアークチューブ | |
| JPH01115047A (ja) | 熱陰極形低圧希ガス放電蛍光ランプ | |
| KR100292020B1 (ko) | 방전램프 | |
| US4625149A (en) | Metal vapor discharge lamp including an inner burner having tapered ends | |
| US5103133A (en) | Fluorescent lamp having low cathode fall voltage | |
| JP3425929B2 (ja) | 高圧放電灯およびその製造方法 | |
| KR920010666B1 (ko) | 저압희가스방전램프 | |
| JPH04101346A (ja) | 冷陰極型放電ランプ | |
| JPH0721981A (ja) | メタルハライドランプ | |
| US4929868A (en) | Glow discharge lamp containing nitrogen | |
| JPH05504438A (ja) | ゼロのアノード電圧降下を有するグロー放電ランプ | |
| JP3246666U (ja) | アマルガムランプ | |
| JPH05144412A (ja) | 蛍光ランプ | |
| US3252028A (en) | High-output fluorescent lamp having means for maintaining a predetermined mercury vapor pressure during operation | |
| JP3269381B2 (ja) | メタルハライドランプ | |
| JP3127608B2 (ja) | メタルハライドランプおよびその製造方法 | |
| JPS58214266A (ja) | メタルハライドランプ | |
| JP2002056805A (ja) | 蛍光ランプ | |
| JP2002237274A (ja) | 低圧放電ランプ | |
| Kohmoto | Phosphors for lamps | |
| JPH0260044A (ja) | 金属蒸気放電灯 | |
| CN1979755A (zh) | 无汞金属卤化物灯 | |
| JPH06333534A (ja) | 高圧放電ランプ | |
| JPH06283137A (ja) | パルス点灯式希ガス放電灯装置 |