JPH083993B2 - 低圧希ガス放電ランプ - Google Patents
低圧希ガス放電ランプInfo
- Publication number
- JPH083993B2 JPH083993B2 JP15025489A JP15025489A JPH083993B2 JP H083993 B2 JPH083993 B2 JP H083993B2 JP 15025489 A JP15025489 A JP 15025489A JP 15025489 A JP15025489 A JP 15025489A JP H083993 B2 JPH083993 B2 JP H083993B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rare gas
- discharge lamp
- gas discharge
- life
- pressure
- Prior art date
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、発光ガスとして希ガスを封入した低圧希
ガス放電ランプに関する。
ガス放電ランプに関する。
〔従来の技術〕 従来、例えば東芝レビュー（40巻12号）昭和60年第10
79頁〜1082頁に、通常の蛍光ランプの水銀に代えて、数
10Torr〜数100Torrのキセノンを封入した低圧希ガス放
電ランプが記載されている。これは、通常の蛍光ランプ
が水銀蒸気を用いるため周囲温度の変化によりこの蒸気
圧が変化し、光出力も変動するのに対し、キセノンを用
いたものは、水銀を使わないので広い温度範囲にわたっ
て光出力が変動しないという利点を活かし、OA関連機器
用の光源としての用途拡大を図ったものである。
79頁〜1082頁に、通常の蛍光ランプの水銀に代えて、数
10Torr〜数100Torrのキセノンを封入した低圧希ガス放
電ランプが記載されている。これは、通常の蛍光ランプ
が水銀蒸気を用いるため周囲温度の変化によりこの蒸気
圧が変化し、光出力も変動するのに対し、キセノンを用
いたものは、水銀を使わないので広い温度範囲にわたっ
て光出力が変動しないという利点を活かし、OA関連機器
用の光源としての用途拡大を図ったものである。
一方、例えば、昭和50年照明学会全国大会で松下電子
工業（株）奥野氏の発表にもあるように、キセノンを封
入した低圧希ガス放電ランプにおいては、封入ガス圧を
0.1Torr以下という極めて低圧力にすると、発光効率が
最良となることが知られている。しかしながら、同発表
にもあるように、このような低圧領域では、放電中のク
リーンアップ現象によりキセノンが消失しランプが短時
間に寿命になってしまうという問題点があった。
工業（株）奥野氏の発表にもあるように、キセノンを封
入した低圧希ガス放電ランプにおいては、封入ガス圧を
0.1Torr以下という極めて低圧力にすると、発光効率が
最良となることが知られている。しかしながら、同発表
にもあるように、このような低圧領域では、放電中のク
リーンアップ現象によりキセノンが消失しランプが短時
間に寿命になってしまうという問題点があった。
このように、低圧希ガス放電ランプは、封入ガスを低
くすれば輝度が増し効率も向上するが、クリーンアップ
現象により極端な短寿命となる。このため、寿命を確保
するためにやむを得ずガス圧を高くして、輝度・効率を
犠牲にしなければならないという問題点があった。
くすれば輝度が増し効率も向上するが、クリーンアップ
現象により極端な短寿命となる。このため、寿命を確保
するためにやむを得ずガス圧を高くして、輝度・効率を
犠牲にしなければならないという問題点があった。
この発明はかかる問題点を解決するためになされたも
ので、低圧希ガス放電ランプのクリーンアップ現象は、
ガラス管中の残渣と希ガスイオンとの反応に密接に関係
しており、希ガスイオンとガラス中の残渣を互いに隔離
すれば、互いの反応が抑制されることを究明し、この結
果に基づき、封入希ガス圧力を極めて低くしてもクリー
ンアップを防止でき、輝度・効率が良好な低ガス圧領域
で寿命を延長させた低圧希ガス放電ランプを提供するこ
とを目的とする。
ので、低圧希ガス放電ランプのクリーンアップ現象は、
ガラス管中の残渣と希ガスイオンとの反応に密接に関係
しており、希ガスイオンとガラス中の残渣を互いに隔離
すれば、互いの反応が抑制されることを究明し、この結
果に基づき、封入希ガス圧力を極めて低くしてもクリー
ンアップを防止でき、輝度・効率が良好な低ガス圧領域
で寿命を延長させた低圧希ガス放電ランプを提供するこ
とを目的とする。
この発明にかかる低圧希ガス放電ランプは、バルブ内
面の少なくとも陽光柱を囲繞する部分に、放電空間との
隔離膜を設けたものである。
面の少なくとも陽光柱を囲繞する部分に、放電空間との
隔離膜を設けたものである。
また、別の発明は、上記の発明において、隔離膜を透
光性を有する酸化チタン薄膜としたものである。
光性を有する酸化チタン薄膜としたものである。
この発明においては、ガラスバルブ内面に設けられた
隔離膜は、バルブ内に封入された希ガスとガラスバルブ
中の残渣との反応を抑制するため、クリリーンアップを
防止し寿命を延長する。
隔離膜は、バルブ内に封入された希ガスとガラスバルブ
中の残渣との反応を抑制するため、クリリーンアップを
防止し寿命を延長する。
また、隔離膜として透光性の酸化チタン薄膜を用いる
ことにより、効果的に希ガスとバルブ中の残渣との反応
を抑制でき、一層の寿命延長を可能にする。
ことにより、効果的に希ガスとバルブ中の残渣との反応
を抑制でき、一層の寿命延長を可能にする。
第１図はこの発明の一実施例を示す低圧希ガス放電ラ
ンプの部分断面図である。図において、（１）は管径1
5.5mmのガラスバルブである。このガラスバルブ（１）
は、フッ素が0.004重量％，塩素が0.031重量％程度残渣
として含有されている極く一般的なソーダガラスで形成
されている。（２）はこのガラスバルブ（１）の内面に
隔離膜として塗着された酸化チタン膜で、テトラブチル
チタネートを塗布・乾燥し、これを焼付し分解して得た
ものである。（３）はこの酸化チタン膜（２）の面上に
設けられた蛍光体層で、化成オプトニクス社製GP1G1緑
色蛍光体より成る。（４）は反射膜，（５）はアパーチ
ャ開口部，（６）はフィラメントである。特に図示しな
いが、このフィラメント（６）には電子放射物質が塗布
されており、ガラスバルブ（１）の内部にはキセノン10
0％ガスが封入されている。またガラスバルブ（１）中
には、寿命中不純ガスを吸着させる目的で、十分量のバ
リウムゲッターが設けられている。点灯条件は、電源は
30KHzの正弦高周波とし、ランプ電流は100mA一定とし
た。
ンプの部分断面図である。図において、（１）は管径1
5.5mmのガラスバルブである。このガラスバルブ（１）
は、フッ素が0.004重量％，塩素が0.031重量％程度残渣
として含有されている極く一般的なソーダガラスで形成
されている。（２）はこのガラスバルブ（１）の内面に
隔離膜として塗着された酸化チタン膜で、テトラブチル
チタネートを塗布・乾燥し、これを焼付し分解して得た
ものである。（３）はこの酸化チタン膜（２）の面上に
設けられた蛍光体層で、化成オプトニクス社製GP1G1緑
色蛍光体より成る。（４）は反射膜，（５）はアパーチ
ャ開口部，（６）はフィラメントである。特に図示しな
いが、このフィラメント（６）には電子放射物質が塗布
されており、ガラスバルブ（１）の内部にはキセノン10
0％ガスが封入されている。またガラスバルブ（１）中
には、寿命中不純ガスを吸着させる目的で、十分量のバ
リウムゲッターが設けられている。点灯条件は、電源は
30KHzの正弦高周波とし、ランプ電流は100mA一定とし
た。
第２図は、上記のように構成されたランプにおいて、
ガス圧を変化させた場合の寿命特性を示している。パラ
メータとして、ガラスバルブ内面上の酸化チタン付着量
をとった。また、寿命は封入キセノン圧100Torrのラン
プ寿命を100％とし、相対値で示している。図からもわ
かるように、酸化チタンの付着量を増すと寿命は飛躍的
に延長する。寿命終了となったランプのフィラメントを
観察してみると、酸化チタンの付着量が0.05mg/cm2を超
えたものは電子放射物質の残存はほとんど無かった。こ
れは酸化チタンを被着させなかった封入ガス圧50Torr以
上のランプのフィラメントの状態に近いものであった。
ガス圧を変化させた場合の寿命特性を示している。パラ
メータとして、ガラスバルブ内面上の酸化チタン付着量
をとった。また、寿命は封入キセノン圧100Torrのラン
プ寿命を100％とし、相対値で示している。図からもわ
かるように、酸化チタンの付着量を増すと寿命は飛躍的
に延長する。寿命終了となったランプのフィラメントを
観察してみると、酸化チタンの付着量が0.05mg/cm2を超
えたものは電子放射物質の残存はほとんど無かった。こ
れは酸化チタンを被着させなかった封入ガス圧50Torr以
上のランプのフィラメントの状態に近いものであった。
また、他の同様な実験によれば、キセノンよりクリプ
トンの方が寿命を短くすることが判った。一般には、希
ガスは反応性が極めて小さく不活性ガスと称され、原子
が小さくなればなる程その傾向は強まるとされている。
しかし、発明者らの実験では、実際プラズマ中では小さ
い原子の方が反応しやすい傾向にあった。これはイオン
化レベルがクリプトンの方がキセノンより高いため、放
電中電子エネルギーはクリプトンの方が高く、反応が促
進されていると思われる。同様に、例えば、キセノン10
0％ガスとキセノン10％，ネオン90％ガスを同じ圧力で
封入した場合、後者の方が電子エネルギーは高くなり、
輝度は高くなるが、寿命は短くなった。表１にいくつか
の実験例を示す。
トンの方が寿命を短くすることが判った。一般には、希
ガスは反応性が極めて小さく不活性ガスと称され、原子
が小さくなればなる程その傾向は強まるとされている。
しかし、発明者らの実験では、実際プラズマ中では小さ
い原子の方が反応しやすい傾向にあった。これはイオン
化レベルがクリプトンの方がキセノンより高いため、放
電中電子エネルギーはクリプトンの方が高く、反応が促
進されていると思われる。同様に、例えば、キセノン10
0％ガスとキセノン10％，ネオン90％ガスを同じ圧力で
封入した場合、後者の方が電子エネルギーは高くなり、
輝度は高くなるが、寿命は短くなった。表１にいくつか
の実験例を示す。
表１で酸化アルミニウム，酸化ケイ素はデグッサ社製
のアルミニウムオキサイドＣ等を用いたが、効果がない
ばかりか、若干寿命を短くする形鋼を示した。これは隔
離膜としての機能、つまりガラス遮蔽が不完全なだけで
なく、焼付け時、これらの微粒子がガラスバルブ内面を
きずつけ、ガラス中の不純物（残渣）を露呈させたため
と考えられる。
のアルミニウムオキサイドＣ等を用いたが、効果がない
ばかりか、若干寿命を短くする形鋼を示した。これは隔
離膜としての機能、つまりガラス遮蔽が不完全なだけで
なく、焼付け時、これらの微粒子がガラスバルブ内面を
きずつけ、ガラス中の不純物（残渣）を露呈させたため
と考えられる。
なお、ガラスバルブ内面に酸化チタンの被膜を形成す
ることは、例えば特公昭36-7240号公報や特開昭50-3596
7号公報に示されており周知である。しかし、これらは
ガラスバルブ内面に形成された導電膜と水銀との反応を
抑制するためのものである。一方、特開昭52-93184号公
報には、ガラス中のナトリウムの析出を抑え、このナト
リウムと水銀との反応を防止するものが記載されてい
る。このように、上記従来の酸化チタン膜いずれも水銀
との反応を抑制し、光束の改善を図ったもので、水銀を
有さない希ガス放電ランプの低圧領域において酸化チタ
ン膜がガラス中の残渣と希ガスイオンとの反応を抑え、
寿命特性を大幅に向上させることの示唆は何ら与えるも
のではない。
ることは、例えば特公昭36-7240号公報や特開昭50-3596
7号公報に示されており周知である。しかし、これらは
ガラスバルブ内面に形成された導電膜と水銀との反応を
抑制するためのものである。一方、特開昭52-93184号公
報には、ガラス中のナトリウムの析出を抑え、このナト
リウムと水銀との反応を防止するものが記載されてい
る。このように、上記従来の酸化チタン膜いずれも水銀
との反応を抑制し、光束の改善を図ったもので、水銀を
有さない希ガス放電ランプの低圧領域において酸化チタ
ン膜がガラス中の残渣と希ガスイオンとの反応を抑え、
寿命特性を大幅に向上させることの示唆は何ら与えるも
のではない。
〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明は、陽光柱を囲繞する
ガラスバルブの内面に隔離膜を設けたので、クリーンア
ップを招く発光ガスとガラスバルブ中の残渣との反応を
抑制でき、寿命を延長させる。よって、寿命を損なうこ
となく、輝度および効率を大幅に改善できる効果があ
る。
ガラスバルブの内面に隔離膜を設けたので、クリーンア
ップを招く発光ガスとガラスバルブ中の残渣との反応を
抑制でき、寿命を延長させる。よって、寿命を損なうこ
となく、輝度および効率を大幅に改善できる効果があ
る。
第１図はこの発明の一実施例を示す部分断面図，第２図
は酸化チタン膜を用いた低圧希ガス放電ランプの寿命特
性図である。 図において、（１）はガラスバルブ，（２）は隔離膜
（酸化チタン膜），（３）は蛍光体，（６）はフィラメ
ント。
は酸化チタン膜を用いた低圧希ガス放電ランプの寿命特
性図である。 図において、（１）はガラスバルブ，（２）は隔離膜
（酸化チタン膜），（３）は蛍光体，（６）はフィラメ
ント。
Claims (2)
- 【請求項１】バルブ内に発光ガスとして希ガスを封入
し、放電によりこれらが放射する光を利用するものにお
いて、バルブ内面の少なくとも陽光柱を囲繞する部分に
放電空間との隔離膜を設けたことを特徴とする低圧希ガ
ス放電ランプ。 - 【請求項２】隔離膜はテトラブチルチタネートを加熱分
解させて形成した透光性を有する酸化チタン薄膜（Ti
O2）であることを特徴とする請求項（１）記載の低圧希
ガス放電ランプ。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15025489A JPH083993B2 (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | 低圧希ガス放電ランプ |
| KR1019900008489A KR920010666B1 (ko) | 1989-06-13 | 1990-06-11 | 저압희가스방전램프 |
| DE69019597T DE69019597T2 (de) | 1989-06-13 | 1990-06-12 | Niederdruckedelgasentladungslampe. |
| EP90111134A EP0402878B1 (en) | 1989-06-13 | 1990-06-12 | Low pressure rare gas discharge lamp |
| EP93110967A EP0570024B1 (en) | 1989-06-13 | 1990-06-12 | Low pressure rare gas discharge lamp |
| DE69032825T DE69032825T2 (de) | 1989-06-13 | 1990-06-12 | Niederdruckedelgasentladungslampe |
| US07/538,084 US5187415A (en) | 1989-06-13 | 1990-06-13 | Low-pressure rare gas discharge lamp and method for lighting same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15025489A JPH083993B2 (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | 低圧希ガス放電ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0317951A JPH0317951A (ja) | 1991-01-25 |
| JPH083993B2 true JPH083993B2 (ja) | 1996-01-17 |
Family
ID=15492925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15025489A Expired - Lifetime JPH083993B2 (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | 低圧希ガス放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH083993B2 (ja) |
-
1989
- 1989-06-13 JP JP15025489A patent/JPH083993B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0317951A (ja) | 1991-01-25 |
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Legal Events
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080117 Year of fee payment: 12 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090117 Year of fee payment: 13 |
|
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