JPH0831383A - ショトアークメタルハライドランプ - Google Patents
ショトアークメタルハライドランプInfo
- Publication number
- JPH0831383A JPH0831383A JP18413994A JP18413994A JPH0831383A JP H0831383 A JPH0831383 A JP H0831383A JP 18413994 A JP18413994 A JP 18413994A JP 18413994 A JP18413994 A JP 18413994A JP H0831383 A JPH0831383 A JP H0831383A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lamp
- halide
- arc
- metal halide
- rare earth
- 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
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- Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 希土類ハロゲン化物とセシウムハロゲン化物
を封入したショートアークメタルハライドランプにおい
て、発光管に発生する白濁を抑制してランプの長寿命化
を実現する。 【構成】 両端に陰極３と陽極２としてそれぞれ動作す
る一対のタングステン製電極を備えた石英製発光管１
に、希ガスと水銀のほか少なくとも希土類ハロゲン化物
とハロゲン化セシウムとを封入してランプを形成し、こ
のランプをアーク軸をほぼ水平にして、かつ直流電力で
点灯する直流点灯用ショートアークメタルハライドラン
プにおいて、前記陰極３を前記石英発光管の中心軸より
下方に位置せしめる。
を封入したショートアークメタルハライドランプにおい
て、発光管に発生する白濁を抑制してランプの長寿命化
を実現する。 【構成】 両端に陰極３と陽極２としてそれぞれ動作す
る一対のタングステン製電極を備えた石英製発光管１
に、希ガスと水銀のほか少なくとも希土類ハロゲン化物
とハロゲン化セシウムとを封入してランプを形成し、こ
のランプをアーク軸をほぼ水平にして、かつ直流電力で
点灯する直流点灯用ショートアークメタルハライドラン
プにおいて、前記陰極３を前記石英発光管の中心軸より
下方に位置せしめる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディスプレイ用の光源
として利用されるショートアークメタルハライドランプ
に関する。
として利用されるショートアークメタルハライドランプ
に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、液晶投射形ディスプレイ（ＴＶ）
用の光源として高効率で高演色性が得られるジスプロシ
ウム、ネオジウムなどの希土類のハロゲン化物を封入し
たショートアークメタルハライドランプが盛んに使用さ
れている。この種類のランプは高輝度の要請から３５Ｗ
／ｃｍ2 から８０Ｗ／ｃｍ2 の高負荷で点灯されるた
め、石英管壁温度が９００℃以上にも達し、数百時間の
点灯で管壁に白濁を発生する問題がある。白濁が発生す
ると、ランプからの発光は、アークの輝点よりもむしろ
発光管からの発光となってしまい、光学的応用を目的に
した用途では、ランプの発光面積が実質上大きくなるた
め光の利用効率が著しく悪くなり、また事実上白濁によ
りランプ寿命が決定されている。セシウムのハロゲン化
物の添加が白濁の抑制にも一定の効果があり採用されて
いるが不十分であり、従来のランプはスクリーン光束が
２０００時間以内に５０％以下に低下するため白濁の抑
制が強く要請されている。ショートアークメタルハライ
ドランプの点灯方法としては商用周波数（５０Ｈｚ−６
０Ｈｚ）の交流での点灯、５０Ｈｚ−５００Ｈｚ程度の
矩形波による点灯が一般的に実用化されているほか、直
流で点灯することも提案されている。直流で点灯すると
きは発光物質の偏りが生じるため、これを対流による混
合作用により低減するため一般に陰極を上方にし、アー
ク軸を鉛直にして点灯される。
用の光源として高効率で高演色性が得られるジスプロシ
ウム、ネオジウムなどの希土類のハロゲン化物を封入し
たショートアークメタルハライドランプが盛んに使用さ
れている。この種類のランプは高輝度の要請から３５Ｗ
／ｃｍ2 から８０Ｗ／ｃｍ2 の高負荷で点灯されるた
め、石英管壁温度が９００℃以上にも達し、数百時間の
点灯で管壁に白濁を発生する問題がある。白濁が発生す
ると、ランプからの発光は、アークの輝点よりもむしろ
発光管からの発光となってしまい、光学的応用を目的に
した用途では、ランプの発光面積が実質上大きくなるた
め光の利用効率が著しく悪くなり、また事実上白濁によ
りランプ寿命が決定されている。セシウムのハロゲン化
物の添加が白濁の抑制にも一定の効果があり採用されて
いるが不十分であり、従来のランプはスクリーン光束が
２０００時間以内に５０％以下に低下するため白濁の抑
制が強く要請されている。ショートアークメタルハライ
ドランプの点灯方法としては商用周波数（５０Ｈｚ−６
０Ｈｚ）の交流での点灯、５０Ｈｚ−５００Ｈｚ程度の
矩形波による点灯が一般的に実用化されているほか、直
流で点灯することも提案されている。直流で点灯すると
きは発光物質の偏りが生じるため、これを対流による混
合作用により低減するため一般に陰極を上方にし、アー
ク軸を鉛直にして点灯される。
【０００３】白濁物質を分析してみると直径１マイクロ
メートル前後の微結晶シリカ（クリストバライトと呼ば
れる結晶）が堆積したものであることが判明した。微結
晶シリカの発生原因は次のように推定される。封入した
希土類ハロゲン化物は通常は管壁近くではハロゲンと結
合した状態で存在し、管壁の温度が８５０℃前後に達す
ると希土類ハロゲン化物が蒸発する。この希土類ハロゲ
ン化物の分子が高温のアーク中に入ると希土類ハロゲン
化物は解離し、希土類原子となりこの希土類原子がイオ
ン化され、あるいは励起されて発光する。アーク中の希
土類原子が対流や拡散により管壁近くの低温部に達する
とハロゲンと再結合して希土類ハロゲン化物の分子に戻
る。しかし極く一部分の希土類イオン化原子や原子はハ
ロゲンと再結合できずにイオン化原子あるいは原子状態
のままで石英管壁に付着する可能性がある。希土類イオ
ン化原子は非常に高い確率で、また希土類中性原子でも
一定の確率で石英ガラスのシリカに作用してシリカを微
結晶状態のシリカ結晶に変化させる働きを行なうものと
推定される。希土類イオン化原子や希土類原子が石英管
壁に到達する可能性はアークと石英管壁の距離が近いほ
ど、また石英管壁の温度が高いほど増大すると考えられ
る。すなわち白濁はランプの管壁負荷が高いほど起こり
易いはずであり、これは経験的事実に合致している。
メートル前後の微結晶シリカ（クリストバライトと呼ば
れる結晶）が堆積したものであることが判明した。微結
晶シリカの発生原因は次のように推定される。封入した
希土類ハロゲン化物は通常は管壁近くではハロゲンと結
合した状態で存在し、管壁の温度が８５０℃前後に達す
ると希土類ハロゲン化物が蒸発する。この希土類ハロゲ
ン化物の分子が高温のアーク中に入ると希土類ハロゲン
化物は解離し、希土類原子となりこの希土類原子がイオ
ン化され、あるいは励起されて発光する。アーク中の希
土類原子が対流や拡散により管壁近くの低温部に達する
とハロゲンと再結合して希土類ハロゲン化物の分子に戻
る。しかし極く一部分の希土類イオン化原子や原子はハ
ロゲンと再結合できずにイオン化原子あるいは原子状態
のままで石英管壁に付着する可能性がある。希土類イオ
ン化原子は非常に高い確率で、また希土類中性原子でも
一定の確率で石英ガラスのシリカに作用してシリカを微
結晶状態のシリカ結晶に変化させる働きを行なうものと
推定される。希土類イオン化原子や希土類原子が石英管
壁に到達する可能性はアークと石英管壁の距離が近いほ
ど、また石英管壁の温度が高いほど増大すると考えられ
る。すなわち白濁はランプの管壁負荷が高いほど起こり
易いはずであり、これは経験的事実に合致している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、希土類ハロ
ゲン化物とセシウムハロゲン化物を封入したショートア
ークメタルハライドランプにおいて、発光管に発生する
白濁を抑制してランプの長寿命化を実現することを目的
とする。
ゲン化物とセシウムハロゲン化物を封入したショートア
ークメタルハライドランプにおいて、発光管に発生する
白濁を抑制してランプの長寿命化を実現することを目的
とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、両端に
陰極と陽極としてそれぞれ動作する一対のタングステン
製電極を備えた石英製発光管に、希ガスと水銀のほか少
なくとも希土類ハロゲン化物とハロゲン化セシウムとを
封入してランプを形成し、このランプをアーク軸をほぼ
水平にして、かつ直流電力で点灯する直流点灯用ショー
トアークメタルハライドランプにおいて、前記陰極が前
記石英製放電管の中心軸より下方に位置していることに
より達成される。
陰極と陽極としてそれぞれ動作する一対のタングステン
製電極を備えた石英製発光管に、希ガスと水銀のほか少
なくとも希土類ハロゲン化物とハロゲン化セシウムとを
封入してランプを形成し、このランプをアーク軸をほぼ
水平にして、かつ直流電力で点灯する直流点灯用ショー
トアークメタルハライドランプにおいて、前記陰極が前
記石英製放電管の中心軸より下方に位置していることに
より達成される。
【０００６】
【作用】本発明者らは既に特許出願済のように白濁の発
生を抑制する方法としてアーク軸を水平にしたままで直
流電力で点灯する方法を発明した。これは従来は嫌われ
ていた直流点灯した時に生じる発光物質の偏り現象（カ
タホリシスと呼ばれる）を白濁の抑制に積極的に利用す
るものである。すなわち直流点灯により希土類イオン化
原子が陰極方向に引っ張られ陽極に向かって希土類原子
の密度に勾配が生じる現象、特にイオン化原子を持続的
に陰極に引きつける効果により、管壁へ到達する希土類
イオン化原子や中性原子の数を減らすことにより、白濁
の発生を画期的に減らすことに成功した。
生を抑制する方法としてアーク軸を水平にしたままで直
流電力で点灯する方法を発明した。これは従来は嫌われ
ていた直流点灯した時に生じる発光物質の偏り現象（カ
タホリシスと呼ばれる）を白濁の抑制に積極的に利用す
るものである。すなわち直流点灯により希土類イオン化
原子が陰極方向に引っ張られ陽極に向かって希土類原子
の密度に勾配が生じる現象、特にイオン化原子を持続的
に陰極に引きつける効果により、管壁へ到達する希土類
イオン化原子や中性原子の数を減らすことにより、白濁
の発生を画期的に減らすことに成功した。
【０００７】本発明ではアーク軸を水平にした直流点灯
においても高負荷点灯時あるいは特に長期の点灯により
陰極上側管壁付近に発生する白濁を抑制する手段を提供
する。すなわち陰極先端の位置を放電管中心軸よりも下
方に配置することにより、陰極と上側石英管壁の距離を
遠くし、原子状希土類元素の数を減少させ、白濁を抑制
するものである。
においても高負荷点灯時あるいは特に長期の点灯により
陰極上側管壁付近に発生する白濁を抑制する手段を提供
する。すなわち陰極先端の位置を放電管中心軸よりも下
方に配置することにより、陰極と上側石英管壁の距離を
遠くし、原子状希土類元素の数を減少させ、白濁を抑制
するものである。
【０００８】
【実施例】本発明の効果を実施例によって説明する。内
径９．５ｍｍ、内容積１．０ｃｍ3 の石英製発光管にタ
ングステン製陽極と陰極を５ｍｍの間隔で対向させて封
止したが、第１のタイプとして図１のように大きい陽極
２と小さい陰極３を石英製放電管１のほぼ中心軸上に設
置したランプと、第２のタイプとして図２のように陰極
３を放電管１の中心軸より０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ下側
に設置したランプとを製作した。この両タイプの発光管
を排気し、希土類ハロゲン化物、ハロゲン化インジウ
ム、ハロゲン化セシウム、水銀、アルゴンガスを適量封
入した。ランプの陰極側の発光管外面に耐熱性酸化物を
保温膜４として塗布した。このランプを回転放物面鏡５
に取付け、２５０Ｗ入力電力で点灯して寿命試験を行っ
たところ、２０００時間点灯時点で第１のタイプのラン
プは陰極側上部の石英管壁に白濁を発生したが、第２の
タイプのランプでは陰極を１．５ｍｍずらせたランプは
白濁の発生は全く見られず、０．５ｍｍずらせたランプ
で僅かに白濁が発生する程度であった。
径９．５ｍｍ、内容積１．０ｃｍ3 の石英製発光管にタ
ングステン製陽極と陰極を５ｍｍの間隔で対向させて封
止したが、第１のタイプとして図１のように大きい陽極
２と小さい陰極３を石英製放電管１のほぼ中心軸上に設
置したランプと、第２のタイプとして図２のように陰極
３を放電管１の中心軸より０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ下側
に設置したランプとを製作した。この両タイプの発光管
を排気し、希土類ハロゲン化物、ハロゲン化インジウ
ム、ハロゲン化セシウム、水銀、アルゴンガスを適量封
入した。ランプの陰極側の発光管外面に耐熱性酸化物を
保温膜４として塗布した。このランプを回転放物面鏡５
に取付け、２５０Ｗ入力電力で点灯して寿命試験を行っ
たところ、２０００時間点灯時点で第１のタイプのラン
プは陰極側上部の石英管壁に白濁を発生したが、第２の
タイプのランプでは陰極を１．５ｍｍずらせたランプは
白濁の発生は全く見られず、０．５ｍｍずらせたランプ
で僅かに白濁が発生する程度であった。
【０００９】第２の検討実験として陽極の位置を変化さ
せて陽極の位置の効果を試験した。その結果、陽極の位
置はあまり白濁の発生に影響しないが、陽極は陰極より
やや上に位置している場合が１番良好な傾向があること
が判明した。
せて陽極の位置の効果を試験した。その結果、陽極の位
置はあまり白濁の発生に影響しないが、陽極は陰極より
やや上に位置している場合が１番良好な傾向があること
が判明した。
【００１０】
【発明の効果】上述のように本発明では希土類ハロゲン
化物を発光物質として用いた液晶投射形デイスプレイ用
ランプの大きな欠点である白濁の発生を、水平の点灯姿
勢と直流点灯により抑制するとき、陰極を特定の場所に
設置するという補完手段を提供し、より完全な白濁抑制
手段を提供するものである。なお発光管の製作時に製造
誤差により予期しない電極の発光管中心位置からのずれ
が起きるが、これは一般に０．５ｍｍ以下に抑えること
が可能である。従って中心位置からの下方向の変位を
０．５ｍｍ以上に設定すれば本発明の効果が得られる
が、より明確な効果を得るためには１ｍｍ程度以上の変
位が望ましい。しかし変位量の設定は光学的な要求にも
依存して決定される。
化物を発光物質として用いた液晶投射形デイスプレイ用
ランプの大きな欠点である白濁の発生を、水平の点灯姿
勢と直流点灯により抑制するとき、陰極を特定の場所に
設置するという補完手段を提供し、より完全な白濁抑制
手段を提供するものである。なお発光管の製作時に製造
誤差により予期しない電極の発光管中心位置からのずれ
が起きるが、これは一般に０．５ｍｍ以下に抑えること
が可能である。従って中心位置からの下方向の変位を
０．５ｍｍ以上に設定すれば本発明の効果が得られる
が、より明確な効果を得るためには１ｍｍ程度以上の変
位が望ましい。しかし変位量の設定は光学的な要求にも
依存して決定される。
【図１】従来のランプの陰極配置の説明図である。
【図２】本発明のランプの陰極配置の説明図である。
１ 発光管 ２ 陽極 ３ 陰極 ４ アルミナ保温膜 ５ モリブデン箔 ６ リード線
Claims (2)
- 【請求項１】 管壁負荷３５Ｗ／ｃｍ2 以上の高負荷で
点灯されるショートアークメタルハライドランプであっ
て、封入物として始動用希ガスと水銀と、少なくとも希
土類ハロゲン化物とセシウムハロゲン化物とを封入し、
かつアーク軸をほぼ水平にして、直流電力で点灯するこ
とを特徴とするショートアークメタルハライドランプに
おいて，陰極を放電管の中心軸より下に設置することを
特徴とするショートアークメタルハライドランプ。 - 【請求項２】 陰極が陽極よりも低い位置になるように
設置したことを特徴とする請求項１に記載のショートア
ークメタルハライドランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18413994A JPH0831383A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | ショトアークメタルハライドランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18413994A JPH0831383A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | ショトアークメタルハライドランプ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0831383A true JPH0831383A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16148059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18413994A Pending JPH0831383A (ja) | 1994-07-14 | 1994-07-14 | ショトアークメタルハライドランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831383A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8461955B2 (en) | 2010-06-22 | 2013-06-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Reactor and reactor manufacturing method |
-
1994
- 1994-07-14 JP JP18413994A patent/JPH0831383A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8461955B2 (en) | 2010-06-22 | 2013-06-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Reactor and reactor manufacturing method |
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