JPH05166489A - メタルハライドランプ - Google Patents
メタルハライドランプInfo
- Publication number
- JPH05166489A JPH05166489A JP35181791A JP35181791A JPH05166489A JP H05166489 A JPH05166489 A JP H05166489A JP 35181791 A JP35181791 A JP 35181791A JP 35181791 A JP35181791 A JP 35181791A JP H05166489 A JPH05166489 A JP H05166489A
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- JP
- Japan
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- quartz glass
- metal halide
- bonds
- halide lamp
- tube
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高管壁負荷で外管を有しないものであっても
長寿命のメタルハライドランプを提供する 【構成】 Ｓｉ−Ｈ結合が２×１０18個／cm3 以上含ま
れる石英ガラスを発光管として用いたことを特徴とす
る。
長寿命のメタルハライドランプを提供する 【構成】 Ｓｉ−Ｈ結合が２×１０18個／cm3 以上含ま
れる石英ガラスを発光管として用いたことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶投射型テレビやＯ
ＨＰのバックライトとして好適に使用されるメタルハラ
イドランプに関し、特に外管を有しないものに関する。
ＨＰのバックライトとして好適に使用されるメタルハラ
イドランプに関し、特に外管を有しないものに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、液晶投射型テレビのバックライ
トとしては、小型で発光効率が高いことからショートア
ーク型のメタルハライドランプが使用されている。そし
て、このショートアーク型メタルハライドランプは小型
のミラーと組み合わせて用いられるのでコンパクトに設
計することが要請されており、より発光効率を高めるた
めに管壁負荷も４０Ｗ／cm2 以上にするとともに、外管
を有しない単管タイプで設計されている。この管壁負荷
の高さのために、発光管の温度も８００℃以上の過酷な
条件設定で使用されている。
トとしては、小型で発光効率が高いことからショートア
ーク型のメタルハライドランプが使用されている。そし
て、このショートアーク型メタルハライドランプは小型
のミラーと組み合わせて用いられるのでコンパクトに設
計することが要請されており、より発光効率を高めるた
めに管壁負荷も４０Ｗ／cm2 以上にするとともに、外管
を有しない単管タイプで設計されている。この管壁負荷
の高さのために、発光管の温度も８００℃以上の過酷な
条件設定で使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このため、従来の液晶
投射型テレビのバックライトは寿命が非常に短いという
問題を有している。この問題を詳細に調査したところ、
大気からの水蒸気が発光管内に侵入して悪影響を及ぼし
ていることが判明した。すなわち、発光管内に大気中の
水が侵入すると、不点灯、管壁の黒化、発光管の失透、
メタルの消費量が増える等の不具合が生じ、短寿命にな
ってしまうものである。
投射型テレビのバックライトは寿命が非常に短いという
問題を有している。この問題を詳細に調査したところ、
大気からの水蒸気が発光管内に侵入して悪影響を及ぼし
ていることが判明した。すなわち、発光管内に大気中の
水が侵入すると、不点灯、管壁の黒化、発光管の失透、
メタルの消費量が増える等の不具合が生じ、短寿命にな
ってしまうものである。
【０００４】本発明は以上のような課題を解決するため
になされたものであり、その目的とするところは、管壁
負荷が高く、外管を有しないメタルハライドランプであ
っても長寿命のものを提供することにある。
になされたものであり、その目的とするところは、管壁
負荷が高く、外管を有しないメタルハライドランプであ
っても長寿命のものを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明のメタルハライド
ランプは、Ｓｉ−Ｈ結合が２×１０18個／cm3 以上含ま
れる石英ガラスを発光管として用いたことを特徴とす
る。また本発明においては、外管を有しないものである
ことを特徴とする。
ランプは、Ｓｉ−Ｈ結合が２×１０18個／cm3 以上含ま
れる石英ガラスを発光管として用いたことを特徴とす
る。また本発明においては、外管を有しないものである
ことを特徴とする。
【０００６】
【作用】大気中の水は、 Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ＋Ｈ2 Ｏ＝２ＳｉＯＨ (1) として、石英ガラス中にＯＨの形で溶解し、石英ガラス
中を拡散してランプ内に侵入して前記した不具合を発生
させる。しかしながら、本発明においては、Ｓｉ−Ｈ結
合が２×１０18個／cm3 以上含まれる石英ガラスを用い
ているので、 Ｓｉ−Ｈ＋Ｈ−Ｏ−Ｓｉ→Ｈ2 ＋Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ (2) の反応により、Ｈ2 がガスとして発光管外に放出されて
発光管の管壁に侵入してきたＯＨが取り除かれるので、
ＯＨが発光管内に侵入するのが抑制され、結果として発
光管内に水が侵入するのを遅らせることができる。尚、
(1) 式中の＝は平衡反応を示す。
中を拡散してランプ内に侵入して前記した不具合を発生
させる。しかしながら、本発明においては、Ｓｉ−Ｈ結
合が２×１０18個／cm3 以上含まれる石英ガラスを用い
ているので、 Ｓｉ−Ｈ＋Ｈ−Ｏ−Ｓｉ→Ｈ2 ＋Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ (2) の反応により、Ｈ2 がガスとして発光管外に放出されて
発光管の管壁に侵入してきたＯＨが取り除かれるので、
ＯＨが発光管内に侵入するのが抑制され、結果として発
光管内に水が侵入するのを遅らせることができる。尚、
(1) 式中の＝は平衡反応を示す。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。図１は本発明に関わる出力１５０Ｗのショー
トアーク型メタルハライドランプの断面図を示したもの
であり、１は石英ガラスよりなる発光管、２はタングス
テンよりなる電極である。発光管１の中央には外径が約
１０ｍｍの略球形状の発光空間囲繞部１１が形成され、
この発光空間囲繞部１１の両側にはピンチシールされた
封止管部１２が形成されている。そしてこの封止管部１
２内にはモリブデンよりなる金属箔２１が埋設されてお
り、この金属箔の両端には前記した発光空間囲繞部１１
内に伸びる電極２と封止管部１２より外方に伸びる外部
リード２２が溶接により接続されている。
説明する。図１は本発明に関わる出力１５０Ｗのショー
トアーク型メタルハライドランプの断面図を示したもの
であり、１は石英ガラスよりなる発光管、２はタングス
テンよりなる電極である。発光管１の中央には外径が約
１０ｍｍの略球形状の発光空間囲繞部１１が形成され、
この発光空間囲繞部１１の両側にはピンチシールされた
封止管部１２が形成されている。そしてこの封止管部１
２内にはモリブデンよりなる金属箔２１が埋設されてお
り、この金属箔の両端には前記した発光空間囲繞部１１
内に伸びる電極２と封止管部１２より外方に伸びる外部
リード２２が溶接により接続されている。
【０００８】発光空間囲繞部１１内には始動用ガスとし
てアルゴン等の希ガスと、沃化ディスプロシウム（Ｄｙ
Ｉ3 ）、沃化ネオジム（ＮｄＩ3 ）、沃化セシウム（Ｃ
ｓＩ）よりなる金属ハロゲン化物および水銀が封入され
ており、点灯とともにこれらの金属ハロゲン化物および
水銀が蒸発して、約２０気圧の安定点灯状態となり、こ
のときの発光空間囲繞部１１の外表面温度は約７００℃
程度にまで上昇する。尚、本実施例における発光空間囲
繞部１１は肉厚１．１ｍｍ、内表面積は２．５cm2 であ
り、管壁負荷は６０Ｗ／cm2 である。
てアルゴン等の希ガスと、沃化ディスプロシウム（Ｄｙ
Ｉ3 ）、沃化ネオジム（ＮｄＩ3 ）、沃化セシウム（Ｃ
ｓＩ）よりなる金属ハロゲン化物および水銀が封入され
ており、点灯とともにこれらの金属ハロゲン化物および
水銀が蒸発して、約２０気圧の安定点灯状態となり、こ
のときの発光空間囲繞部１１の外表面温度は約７００℃
程度にまで上昇する。尚、本実施例における発光空間囲
繞部１１は肉厚１．１ｍｍ、内表面積は２．５cm2 であ
り、管壁負荷は６０Ｗ／cm2 である。
【０００９】そして発光管１は、Ｓｉ−Ｈ結合を２×１
０18個／cm3 以上含む石英ガラスにより作られており、
外管を有しないものである。通常、外管を有しないメタ
ルハライドランプにおいては、発光管が直接大気と接し
ているために前記した(1) の反応が進行し、短寿命にな
ると考えられる。しかしながら、本発明のメタルハライ
ドランプにおいては、石英ガラス中にＳｉ−Ｈ結合を含
んでいるので、前記した(2) の反応により、外気より浸
入した水分はＨ2 ガスとして放出される。従って、ＯＨ
が発光空間囲繞部１１内に浸入することが防止され、あ
るいは浸入するまでの時間をのばすことができるので、
不点灯、管壁の黒化、発光管の失透、メタルの多量消費
が防止され、ランプの長寿命化が達成される。
０18個／cm3 以上含む石英ガラスにより作られており、
外管を有しないものである。通常、外管を有しないメタ
ルハライドランプにおいては、発光管が直接大気と接し
ているために前記した(1) の反応が進行し、短寿命にな
ると考えられる。しかしながら、本発明のメタルハライ
ドランプにおいては、石英ガラス中にＳｉ−Ｈ結合を含
んでいるので、前記した(2) の反応により、外気より浸
入した水分はＨ2 ガスとして放出される。従って、ＯＨ
が発光空間囲繞部１１内に浸入することが防止され、あ
るいは浸入するまでの時間をのばすことができるので、
不点灯、管壁の黒化、発光管の失透、メタルの多量消費
が防止され、ランプの長寿命化が達成される。
【００１０】本発明のショートアーク型メタルハライド
ランプに使用される石英ガラス管は、種々の方法で作る
ことができるが、その一例を示せば、例えばＶＡＤ法等
で得られたスートプリフォームを塩素もしくはアンモニ
アで脱水後、減圧したＨ2 中で焼結することにより得る
ことができる。そしてこのＨ2 の分圧をコントロールす
ることにより、石英ガラス中のＳｉ−Ｈ結合の含有量を
コントロールすることができる。
ランプに使用される石英ガラス管は、種々の方法で作る
ことができるが、その一例を示せば、例えばＶＡＤ法等
で得られたスートプリフォームを塩素もしくはアンモニ
アで脱水後、減圧したＨ2 中で焼結することにより得る
ことができる。そしてこのＨ2 の分圧をコントロールす
ることにより、石英ガラス中のＳｉ−Ｈ結合の含有量を
コントロールすることができる。
【００１１】石英ガラス中のＳｉ−Ｈ結合の含有量は、
ＩＲの吸収スペクトルを測定することにより定量でき
る。すなわち、Ｓｉ−Ｈ結合を含有していない標準試料
として、プラズマ法により作られた合成石英ガラスを用
い、Ｓｉ−Ｈ結合を含有している試料との差スペクトル
をとることにより、２２５０cm-1の吸光度βを、 β＝(1/t)log10(T0 /T) より求め、Ｓｉ−Ｈ結合の含有量ｎは、 ｎ＝β×1.2 ×1019（個／cm3 ） により求めることができる。尚、ここで標準試料との差
スペクトルを求める理由は、石英ガラス自体が２２５０
cm-1に吸収を持っているためである。そして上記式中の
ｔは試料の厚さ、Ｔ0 は試料無しの時の透過率、Ｔは試
料を置いた時の透過率であり、1.2 ×1019なる数値は実
験的に求めた消衰係数である。
ＩＲの吸収スペクトルを測定することにより定量でき
る。すなわち、Ｓｉ−Ｈ結合を含有していない標準試料
として、プラズマ法により作られた合成石英ガラスを用
い、Ｓｉ−Ｈ結合を含有している試料との差スペクトル
をとることにより、２２５０cm-1の吸光度βを、 β＝(1/t)log10(T0 /T) より求め、Ｓｉ−Ｈ結合の含有量ｎは、 ｎ＝β×1.2 ×1019（個／cm3 ） により求めることができる。尚、ここで標準試料との差
スペクトルを求める理由は、石英ガラス自体が２２５０
cm-1に吸収を持っているためである。そして上記式中の
ｔは試料の厚さ、Ｔ0 は試料無しの時の透過率、Ｔは試
料を置いた時の透過率であり、1.2 ×1019なる数値は実
験的に求めた消衰係数である。
【００１２】つぎに、本発明の効果を確認するために行
った実験結果についつて説明する。使用したショートア
ーク型メタルハライドランプは、本発明においてＳｉ−
Ｈ結合が４×1018個／cm3 の石英ガラスを使用した以外
は従来と同一のランプを製作し、点灯時間とスクリーン
照度との関係を調べた。尚、発光空間囲繞部１１の肉厚
は１．１ｍｍのもので行った。結果を図２に示すが、初
期のスクリーン照度の減少は従来と本発明においては同
じであったが、点灯後約８００時間において従来の場合
は急速にスクリーン照度が減少したのに対して、本発明
の場合は点灯後２４００時間まではスクリーン照度は初
期の７６％を維持し、その後急速にスクリーン照度は低
下した。この低下した原因は、前記した(2) の反応によ
り石英ガラス中のＳｉ−Ｈ結合が消費され、大気中の水
分が浸入するためにおこったものと思われる。
った実験結果についつて説明する。使用したショートア
ーク型メタルハライドランプは、本発明においてＳｉ−
Ｈ結合が４×1018個／cm3 の石英ガラスを使用した以外
は従来と同一のランプを製作し、点灯時間とスクリーン
照度との関係を調べた。尚、発光空間囲繞部１１の肉厚
は１．１ｍｍのもので行った。結果を図２に示すが、初
期のスクリーン照度の減少は従来と本発明においては同
じであったが、点灯後約８００時間において従来の場合
は急速にスクリーン照度が減少したのに対して、本発明
の場合は点灯後２４００時間まではスクリーン照度は初
期の７６％を維持し、その後急速にスクリーン照度は低
下した。この低下した原因は、前記した(2) の反応によ
り石英ガラス中のＳｉ−Ｈ結合が消費され、大気中の水
分が浸入するためにおこったものと思われる。
【００１３】また、Ｓｉ−Ｈ結合の濃度が異なる石英ガ
ラスを用いて種々のランプを製作し、Ｓｉ−Ｈ結合の濃
度と寿命（スクリーンでの照度が初期の５０％にまで落
ちるまでの時間）との関係を調べた。用いたランプの形
状や封入物等の条件は前記した実験と同じにした。結果
を図３に示すが、２×１０18個／cm3 から急激に寿命の
延長傾向がみられ、倍の４×１０18個／cm3 含有させる
と寿命は３０００時間にまで延ばすことができた。
ラスを用いて種々のランプを製作し、Ｓｉ−Ｈ結合の濃
度と寿命（スクリーンでの照度が初期の５０％にまで落
ちるまでの時間）との関係を調べた。用いたランプの形
状や封入物等の条件は前記した実験と同じにした。結果
を図３に示すが、２×１０18個／cm3 から急激に寿命の
延長傾向がみられ、倍の４×１０18個／cm3 含有させる
と寿命は３０００時間にまで延ばすことができた。
【００１４】以上説明してきたように、Ｓｉ−Ｈ濃度は
多いほど寿命は伸びるものと考えられるが、実際上、Ｓ
ｉ−Ｈ濃度は２×1019個／cm3 以上のガラスは製作困難
であり、また電極等に起因する寿命の制約条件も出てく
る。
多いほど寿命は伸びるものと考えられるが、実際上、Ｓ
ｉ−Ｈ濃度は２×1019個／cm3 以上のガラスは製作困難
であり、また電極等に起因する寿命の制約条件も出てく
る。
【００１５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明のメ
タルハライドランプは、Ｓｉ−Ｈ結合が２×１０18個／
cm3 以上含まれる石英ガラスを発光管として使用したの
で、大気中より浸入する水分がＨ2 ガスとして効果的に
取り除かれ、発光管の中に浸入するのが防止されるの
で、長寿命なランプとすることができる。
タルハライドランプは、Ｓｉ−Ｈ結合が２×１０18個／
cm3 以上含まれる石英ガラスを発光管として使用したの
で、大気中より浸入する水分がＨ2 ガスとして効果的に
取り除かれ、発光管の中に浸入するのが防止されるの
で、長寿命なランプとすることができる。
【図１】本発明のメタルハライドランプの断面図であ
る。
る。
【図２】点灯時間とスクリーン照度との関係図である。
【図３】Ｓｉ−Ｈ濃度と寿命との関係図である。
１…発光管 １１…発光空間囲繞部 １２…封止管部 ２…電極 ２１…金属箔 ２２…外部リード
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｉ−Ｈ結合が２×１０18個／cm3 以上
含まれる石英ガラスを発光管として用いたことを特徴と
するメタルハライドランプ。 - 【請求項２】 前記発光管が外管で覆われていないこと
を特徴とする請求項１記載のメタルハライドランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3351817A JP2994125B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | メタルハライドランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3351817A JP2994125B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | メタルハライドランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05166489A true JPH05166489A (ja) | 1993-07-02 |
| JP2994125B2 JP2994125B2 (ja) | 1999-12-27 |
Family
ID=18419810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3351817A Expired - Fee Related JP2994125B2 (ja) | 1991-12-16 | 1991-12-16 | メタルハライドランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2994125B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1119019A1 (en) * | 1998-07-31 | 2001-07-25 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Dielectric barrier discharge lamp and irradiation device |
| KR100349800B1 (ko) * | 1994-06-21 | 2002-12-18 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 방전램프 |
| KR100503221B1 (ko) * | 1999-10-28 | 2005-07-25 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 유전체 배리어 방전램프 및 조사장치 |
-
1991
- 1991-12-16 JP JP3351817A patent/JP2994125B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100349800B1 (ko) * | 1994-06-21 | 2002-12-18 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 방전램프 |
| EP1119019A1 (en) * | 1998-07-31 | 2001-07-25 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Dielectric barrier discharge lamp and irradiation device |
| US6373192B1 (en) | 1998-07-31 | 2002-04-16 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Dielectric barrier discharge lamp and irradiation device |
| KR100503221B1 (ko) * | 1999-10-28 | 2005-07-25 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 유전체 배리어 방전램프 및 조사장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2994125B2 (ja) | 1999-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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