JPH09115481A - Electrodeless discharge lamp - Google Patents

Electrodeless discharge lamp

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JPH09115481A
JPH09115481A JP20690196A JP20690196A JPH09115481A JP H09115481 A JPH09115481 A JP H09115481A JP 20690196 A JP20690196 A JP 20690196A JP 20690196 A JP20690196 A JP 20690196A JP H09115481 A JPH09115481 A JP H09115481A
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discharge lamp
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arc tube
metal
electrodeless discharge
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元洋 齋見
Atsunori Okada
淳典 岡田
Kazuhiko Watanabe
和彦 渡辺
Shingo Tosaka
真吾 東坂
Koji Nishioka
浩二 西岡
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Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrodeless discharge lamp whose starting characteristic is improved and which can restrain devitrification of a light emitting tube and an increase in starting voltage caused by reaction between the light emitting tube and a sealing substance at lighting time. SOLUTION: This electrodeless discharge lamp is provided with an airtight light emitting tube 1 formed of a light transmissive material of a metallic oxide, and a light emitting substance containing at least one or more kinds of rare earth metal halogen compounds is sealed in its light emitting tube 1. In this case, a promotive substance to easily promote a halogen cycle caused in the vicinity of a light emitting tube inner wall is sealed in the light emitting tube 1.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は無電極放電灯、特に
その発光管内に効果的な封入物を封入した無電極金属蒸
気放電灯に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrodeless discharge lamp, and more particularly to an electrodeless metal vapor discharge lamp in which an effective filling material is enclosed in the arc tube.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、発光物質として金属ハロゲン化
物を用いた金属蒸気放電灯は、点灯中に発光管が高温に
なるために、封入されている発光物質と発光管が反応
し、発光管が変色したり、発光管材料の結晶化による失
透現象等が生じ、発光管の光透過率を低下させ、ランプ
寿命を短くさせるという問題がある。
2. Description of the Related Art Generally, in a metal vapor discharge lamp using a metal halide as a light emitting substance, the temperature of the light emitting tube becomes high during lighting, so that the light emitting material and the light emitting tube which are enclosed react with each other, and There is a problem that discoloration or devitrification phenomenon occurs due to crystallization of the material of the arc tube, which lowers the light transmittance of the arc tube and shortens the lamp life.

【0003】また、金属ハロゲン化物の金属が発光管に
溶け込んだり、発光管と反応し、消失することによって
残されたハロゲンにより、始動電圧あるいはランプ電圧
の上昇による不点灯や立ち消え現象が生じ、これによっ
てもランプ寿命を短くするという問題もある。
In addition, the halogen of the metal halide which is melted into the arc tube or reacts with the arc tube and disappears causes a non-lighting or extinguishing phenomenon due to an increase in the starting voltage or the lamp voltage. There is also a problem of shortening the lamp life.

【0004】これらの問題を解決するために、有電極の
金属蒸気放電灯では、発光管内への封入物の組成によっ
てランプを長寿命化する方法が提案されている。例えば
特開平6−111769号公報には、発光管内でのハロ
ゲンサイクルに着目し、過剰のハロゲンを加えることに
よって電極による黒化を防止する手段が開示されてい
る。
In order to solve these problems, a method of prolonging the life of a metal vapor discharge lamp with an electrode has been proposed by adjusting the composition of the material enclosed in the arc tube. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 6-111769 discloses a means for preventing blackening by an electrode by paying attention to a halogen cycle in an arc tube and adding excess halogen.

【0005】そこで、我々はハロゲンサイクルを利用し
て発光物質と発光管の反応を防止するために、上記特開
平6−111769号公報に記載された条件で、過剰の
ハロゲンをガス状態で発光管内に含む無電極放電灯を作
製し、点灯を試みたところ、電子親和力の強いハロゲン
が過剰に発光管内に存在するために、ランプの始動時に
必要な電子がハロゲンによって奪われ、絶縁破壊が非常
に困難であり、点灯時の光束値が低いことが判明した。
また、過剰のハロゲンを金属ハロゲン化物の状態で封入
した場合、始動の困難性は改良されるが、点灯時の光束
の低下は防ぐことができなかった。
Therefore, in order to prevent the reaction between the luminous substance and the arc tube by utilizing the halogen cycle, we have used the conditions described in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 6-111769 to introduce an excess of halogen in a gas state in the arc tube. In an attempt to light an electrodeless discharge lamp that contains a lamp, the halogen that has a strong electron affinity is excessively present in the arc tube. It was difficult, and it was found that the luminous flux value during lighting was low.
Further, when the excess halogen is sealed in the state of the metal halide, the difficulty of starting is improved, but the decrease of the luminous flux during lighting cannot be prevented.

【0006】この結果から、有電極金属蒸気放電灯にお
ける電極による発光管の黒化を防止するハロゲンサイク
ルの促進方法は、無電極金属蒸気放電灯には適さないこ
とが判明した。
From these results, it was found that the method of promoting the halogen cycle for preventing the blackening of the arc tube by the electrodes in the electrode-equipped metal vapor discharge lamp is not suitable for the electrodeless metal vapor discharge lamp.

【0007】無電極金属蒸気放電灯に過剰のハロゲンを
封入した例として特開昭62−43058号公報に、発
光物質に沃化ナトリウム、過剰なハロゲンとして沃化水
銀を用いた構成が開示されている。この構成は、過剰な
ハロゲンによって発光管の管壁付近のナトリウムを沃化
ナトリウムにすることにより、ナトリウムのままでは発
光管内のアーク中心部で発生したナトリウムのD線が自
己吸収され効率が低下することを防止する。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-43058 discloses, as an example in which an electrodeless metal vapor discharge lamp is filled with an excess of halogen, sodium iodide is used as a luminescent material and mercury iodide is used as an excess of halogen. There is. In this structure, sodium in the vicinity of the wall of the arc tube is converted to sodium iodide by excess halogen, and if the sodium is left as it is, the D line of sodium generated at the arc center in the arc tube is self-absorbed and the efficiency is lowered. Prevent that.

【0008】発光物質として希土類金属ハロゲン化物を
用いた無電極金属蒸気放電灯に、沃化水銀をハロゲンサ
イクル促進物質として用いた場合、沃化水銀の蒸気圧が
高いために始動が困難になったり、始動しても点灯時の
光束量が沃化水銀を封入しないときに比べ低くなるとい
う問題がある。
When mercury iodide is used as a halogen cycle promoting substance in an electrodeless metal vapor discharge lamp using a rare earth metal halide as a light emitting substance, it is difficult to start because mercury iodide has a high vapor pressure. However, there is a problem that the luminous flux amount at the time of lighting becomes lower than that when mercury iodide is not enclosed even after starting.

【0009】さらに、無電極金属蒸気放電灯において発
光物質に希土類金属の一種であるネオジウムを用いたも
のが特開平5−217561号公報に記載されている。
発光物質に希土類金属の化合物を用いた場合、発光管が
金属酸化物で形成されていると、点灯中の温度により発
光管と希土類金属が反応し、複合酸化物を形成する。無
電極金属蒸気放電灯の場合、有電極金属蒸気放電灯に比
べると、発光管内に発生するアークが発光管の内壁に近
いため、上記の反応も激しい。
Further, JP-A-5-217561 discloses an electrodeless metal vapor discharge lamp using neodymium, which is one of rare earth metals, as a light emitting substance.
When a rare earth metal compound is used as the light emitting material and the arc tube is formed of a metal oxide, the arc tube and the rare earth metal react with each other depending on the temperature during lighting to form a composite oxide. In the case of an electrodeless metal vapor discharge lamp, the above-mentioned reaction is more vigorous than the arc of a metal vapor discharge lamp with an electrode because the arc generated in the arc tube is closer to the inner wall of the arc tube.

【0010】従って、発光物質に希土類金属ハロゲン化
物を用いた無電極金属蒸気放電灯では、上記の反応で複
合酸化物を生成し、その反応によって残ったハロゲンに
よって始動が困難になる問題が残り、何らかの手段を施
さない場合、この始動性劣化は改善できない。
Therefore, in the electrodeless metal vapor discharge lamp using a rare earth metal halide as the light emitting material, there remains a problem that the complex oxide is produced by the above reaction and the halogen remaining by the reaction makes starting difficult. If no measures are taken, this deterioration of startability cannot be improved.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するためになされたもので、その目的とするとこ
ろは、始動特性の改善および点灯中に発光管と封入物質
との反応によって発生する発光管の失透や始動電圧の上
昇を抑制することのできる無電極放電灯を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to improve the starting characteristics and to improve the starting characteristics by reacting the arc tube with the encapsulating substance during lighting. An object of the present invention is to provide an electrodeless discharge lamp capable of suppressing devitrification of an arc tube and increase in starting voltage that occur.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、金属酸化物の透光性材料で形成された気密性
を有する発光管を備え、その発光管内に少なくとも1種
類以上の希土類金属ハロゲン化物を含む発光物質が封入
されている無電極放電灯において、前記発光管内に発光
管内壁近辺で起こるハロゲンサイクルを促進しやすくす
る促進物質を封入したことを特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention comprises an airtight arc tube formed of a translucent material of a metal oxide, and at least one or more rare earth elements are contained in the arc tube. In an electrodeless discharge lamp in which a light-emitting substance containing a metal halide is sealed, a promoting substance for facilitating a halogen cycle that occurs near the inner wall of the discharge tube is sealed in the discharge tube.

【0013】以下、作用と共に詳細に説明する。金属酸
化物からなる発光管として石英を例に採ると、発光物質
として希土類金属が用いられた場合、希土類金属イオン
と石英が反応して失透現象が生じる。また、希土類金属
が金属ハロゲン化物の形で発光管内に封入されているた
め、石英と反応して希土類金属が失われるとハロゲンが
発光管内に残り、ハロゲンの電子親和力が強いために、
始動電圧あるいはランプ電圧の上昇につながる。これら
の現象はランプ寿命の低下を招く。金属酸化物からなる
発光管の他の例として、アルミナセラミックスを用いた
場合でも、希土類金属とアルミナセラミックスが反応す
ることが報告されている。
The operation will be described in detail below. Taking quartz as an example of the arc tube made of a metal oxide, when a rare earth metal is used as a light emitting substance, the rare earth metal ion and quartz react with each other to cause devitrification. Further, since the rare earth metal is enclosed in the arc tube in the form of a metal halide, when the rare earth metal reacts with quartz and the rare earth metal is lost, the halogen remains in the arc tube and the electron affinity of the halogen is strong.
This will increase the starting voltage or lamp voltage. These phenomena lead to a reduction in lamp life. As another example of an arc tube made of a metal oxide, it has been reported that a rare earth metal reacts with alumina ceramics even when alumina ceramics is used.

【0014】発光管内に封入された金属ハロゲン化物
は、高温部で金属とハロゲンに解離し、低温部で金属ハ
ロゲン化物に結合するというハロゲンサイクルが生じて
おり、高温部で金属は励起され発光する。このハロゲン
サイクルを利用することにより、無電極金属蒸気放電灯
における管壁近辺の金属の状態を、反応性の強い金属イ
オンの状態から、より反応性の低い状態、つまり、金属
ハロゲン化物の状態にすることができる。しかし、ハロ
ゲン量によっては、無電極金属蒸気放電灯の始動性能の
低下や点灯時の光束量の低下を招く。
The metal halide enclosed in the arc tube is dissociated into a metal and a halogen at a high temperature portion and is bonded to the metal halide at a low temperature portion, which causes a halogen cycle, and the metal is excited and emits light at a high temperature portion. . By utilizing this halogen cycle, the state of the metal near the tube wall in the electrodeless metal vapor discharge lamp is changed from the state of highly reactive metal ions to the state of less reactivity, that is, the state of metal halides. can do. However, depending on the amount of halogen, the starting performance of the electrodeless metal vapor discharge lamp and the amount of luminous flux during lighting are reduced.

【0015】本発明は、無電極金属蒸気放電灯の始動性
能の低下や点灯時の光束量の低下を招くことなく、点灯
中に発光管と封入物質の反応によって発生する発光管の
失透や始動電圧の上昇を抑制することのできるハロゲン
サイクル促進封入したことを特徴とするものである。
According to the present invention, the devitrification of the arc tube caused by the reaction between the arc tube and the encapsulating substance during lighting and the deterioration of the starting performance of the electrodeless metal vapor discharge lamp and the decrease in the luminous flux amount at the time of lighting are avoided. It is characterized in that a halogen cycle promoting encapsulation capable of suppressing an increase in the starting voltage is included.

【0016】金属イオンに対してハロゲンが多量に存在
すれば、金属イオンはハロゲンとの衝突確率が高くな
り、金属ハロゲン化物になりやすくなる(ハロゲンサイ
クルが促進される)。そこで、発光管内に封入する金属
ハロゲン化物以外にハロゲンを封入するか、ランプ点灯
中に、発光管内に多量のハロゲンが存在するような封入
物を好適に選択すると、金属イオンが金属ハロゲン化物
になり、発光管の内壁近辺の金属イオン密度が小さくな
って、発光物質と発光管との反応が抑制され、ランプを
長寿命化する。また、消灯中は発光管内に気体として存
在するハロゲン量が少ないほど、始動性能が良くなる。
If a large amount of halogen is present with respect to the metal ion, the metal ion has a high probability of collision with the halogen and is likely to be a metal halide (promoting the halogen cycle). Therefore, if a halogen is enclosed in addition to the metal halide to be enclosed in the arc tube, or if an enclosure containing a large amount of halogen in the arc tube during lamp operation is selected appropriately, the metal ion becomes a metal halide. The metal ion density near the inner wall of the arc tube is reduced, the reaction between the light emitting substance and the arc tube is suppressed, and the life of the lamp is extended. Further, the starting performance is improved as the amount of halogen existing as a gas in the arc tube is smaller while the light is off.

【0017】上記の効果を高める手段として、発光管内
に発光物質と共に封入する希ガスの圧力を高めることは
言うまでもない。管壁での金属イオンや金属原子に着目
すると、希ガスの圧力が高い程、希ガスと金属イオンや
金属原子との衝突確率が高くなる。つまり、衝突を繰り
返している間に、金属イオンは電子やハロゲンと出合う
確率も高くなり、管壁に対してより安定な金属原子や金
属ハロゲン化物になる。金属原子も同様に金属ハロゲン
化物になる。
Needless to say, as a means for enhancing the above effect, the pressure of the rare gas filled in the arc tube together with the luminescent material is increased. Focusing on metal ions and metal atoms on the tube wall, the higher the pressure of the rare gas, the higher the probability of collision between the rare gas and the metal ions or metal atoms. That is, during repeated collisions, metal ions have a higher probability of encountering electrons and halogens, and become more stable metal atoms and metal halides with respect to the tube wall. Metal atoms also become metal halides.

【0018】また、発光管内のプラズマ部から管壁へ向
かって飛んでくる電子や金属イオン等も衝突回数が増え
ることにより、各粒子が持っている運動エネルギ−も減
り、管壁に衝突した時に、管壁に与えるダメージも有効
に低減される。
Further, the number of collisions of electrons and metal ions flying from the plasma part in the arc tube toward the tube wall is also increased, so that the kinetic energy of each particle is reduced, and when the particles collide with the tube wall. , Damage to the tube wall is also effectively reduced.

【0019】発光管内に封入するガス圧は、ランプの種
類等により異なる為に数値で限定し難いが、そのランプ
の性能等を考慮し、許せる範囲内で出来るだけ高く設定
することが望ましい。
The gas pressure to be filled in the arc tube varies depending on the type of the lamp, so it is difficult to limit it numerically, but it is desirable to set the gas pressure as high as possible within the allowable range in consideration of the performance of the lamp.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る無電極放電灯
を点灯装置と共に示す概略図である。無電極放電灯を構
成する発光管1は、透光性を有する石英ガラスなどの材
料で気密に形成されている。発光管1の内部には、発光
物質と希ガスが封入されている。発光管1の外周には誘
導コイル3が巻かれ、その両端は高周波発生装置4に接
続されている。高周波発生装置4は、高周波を発生する
高周波発生器4aと、高周波発生器4aの出力を増幅す
る増幅器4bと、増幅器4bと誘導コイル3の間に介在
されインピーダンスを整合させるマッチング回路4cと
により構成される。
1 is a schematic view showing an electrodeless discharge lamp according to the present invention together with a lighting device. The arc tube 1 which constitutes the electrodeless discharge lamp is hermetically formed of a material such as transparent quartz glass. A luminous substance and a rare gas are enclosed inside the arc tube 1. An induction coil 3 is wound around the outer circumference of the arc tube 1, and both ends thereof are connected to a high frequency generator 4. The high frequency generator 4 includes a high frequency generator 4a that generates a high frequency, an amplifier 4b that amplifies the output of the high frequency generator 4a, and a matching circuit 4c that is interposed between the amplifier 4b and the induction coil 3 to match impedance. To be done.

【0021】図2は無電極金属蒸気放電灯と点灯装置を
示す概略図で、無電極金属蒸気放電灯は、発光管1と外
管5と誘導コイル3で構成されている。発光管1は略円
筒形で、発光管1と外管5の間は真空排気されており、
発光管1の最冷点温度の上昇を図っている。なお、上記
構成は本発明に係る実施形態の一例であり、発光管形状
や封入物質等はこれに限定するものでないことは言うま
でもない。
FIG. 2 is a schematic diagram showing an electrodeless metal vapor discharge lamp and a lighting device. The electrodeless metal vapor discharge lamp comprises an arc tube 1, an outer tube 5 and an induction coil 3. The arc tube 1 has a substantially cylindrical shape, and the space between the arc tube 1 and the outer tube 5 is evacuated.
The coldest spot temperature of the arc tube 1 is increased. Needless to say, the above configuration is an example of the embodiment according to the present invention, and the shape of the arc tube, the encapsulating material, and the like are not limited thereto.

【0022】(実施例1)この実施例に係る無電極金属
蒸気放電灯は、図2に示すような二重管構造であり、発
光管1は直径30mm、高さ15mmの円筒形である。
発光管1には発光物質として沃化ネオジウム(Nd
3 )15mgと沃化セシウム(CsI)5mgとが封
入されている。この沃化セシウムは沃化ネオジウムと複
合ハロゲン化物を作り、沃化ネオジウムの蒸気圧を上昇
させるためのものである(一般に適量の沃化セシウム
は、希土類金属ハロゲン化物と複合ハロゲン化物を作
り、希土類金属ハロゲン化物の蒸気圧を高めることがで
きる)。さらに、ハロゲンサイクル促進物質として、点
灯中の発光管内のハロゲン蒸気圧を高くする為に、高蒸
気圧、多価ハロゲン化物を用いる。その例として、沃化
アンチモン(SbI3 )0.2mgが封入されている。
(Embodiment 1) The electrodeless metal vapor discharge lamp according to this embodiment has a double tube structure as shown in FIG. 2, and the arc tube 1 is a cylindrical shape having a diameter of 30 mm and a height of 15 mm.
The arc tube 1 has neodymium iodide (Nd) as a light emitting substance.
15 mg of I 3 ) and 5 mg of cesium iodide (CsI) are enclosed. This cesium iodide is used to form a complex halide with neodymium iodide and increase the vapor pressure of neodymium iodide (generally, an appropriate amount of cesium iodide forms a complex halide with a rare earth metal halide, Can increase the vapor pressure of metal halides). Further, as a halogen cycle promoting substance, a high vapor pressure, polyvalent halide is used in order to increase the halogen vapor pressure in the arc tube during lighting. As an example, 0.2 mg of antimony iodide (SbI 3 ) is enclosed.

【0023】SbI3 が封入されていないランプの場
合、初期点灯時、入力電力200Wで16,600ルー
メン(lm)、1時間点灯後の初期の始動電圧は1.6
kVであったが、10,000時間点灯後の光束維持率
は48%であり、さらに始動電圧は4.0kVであっ
た。ここで、始動電圧とは、ランプ点灯時に必要な誘導
コイル3のコイル間電圧である。これに対して本実施例
1のランプでは、入力電力200Wで15,100ルー
メンで、初期始動電圧は1.72kVであり、10,0
00時間点灯後の光束維持率は88%で、始動電圧は
1.78kVとなり、光束維持率、始動電圧とも改善さ
れていることが判る。
In the case of a lamp in which SbI 3 is not enclosed, the initial starting voltage is 1.6600 lumens (lm) at an input power of 200 W and the initial starting voltage after lighting for 1 hour is 1.6 at the initial lighting.
Although it was kV, the luminous flux maintenance factor after lighting for 10,000 hours was 48%, and the starting voltage was 4.0 kV. Here, the starting voltage is a voltage between the coils of the induction coil 3 which is necessary when the lamp is turned on. On the other hand, in the lamp of the first embodiment, the input power is 200 W, the lumen is 15,100 lumens, and the initial starting voltage is 1.72 kV.
The luminous flux maintenance factor after lighting for 00 hours is 88%, the starting voltage is 1.78 kV, and it is understood that both the luminous flux maintenance factor and the starting voltage are improved.

【0024】このように、沃化アンチモン(SbI3
を封入することによって、ランプ点灯中においてSbI
3 が解離することにより発光管内に多量の沃素が存在
し、つまり、発光管壁付近でNdイオンに対して多量の
沃素が存在するので、発光管壁付近のハロゲンサイクル
が促進され、発光管と封入物との反応を抑制することが
できる。初期光束は9%ダウンしたが、これは沃素によ
り放電プラズマの発光体積が小さくなったことによるも
ので、光束維持率を大幅に向上させることができるとと
もに、点灯による始動性劣化の改善も図れることが判っ
た。
Thus, antimony iodide (SbI 3 )
By encapsulating SbI, the SbI
Due to the dissociation of 3 , a large amount of iodine exists in the arc tube, that is, a large amount of iodine exists in the vicinity of the arc tube wall with respect to Nd ions, so that the halogen cycle near the arc tube wall is promoted and The reaction with the inclusion can be suppressed. The initial luminous flux was reduced by 9%. This is because the luminous volume of the discharge plasma was reduced by iodine. Therefore, the luminous flux maintenance factor can be greatly improved and the deterioration of startability due to lighting can be improved. I understood.

【0025】また、沃化アンチモンは、点灯中は解離に
より多くの沃素を生成しハロゲンサイクルの促進に役立
つが、消灯中は温度が低いために沃化アンチモンの状態
で発光管内に存在し、発光管中に気体の状態で存在しな
いので、始動性能の低下を招かない。
Further, antimony iodide produces a large amount of iodine due to dissociation during lighting and serves to promote the halogen cycle, but since the temperature is low during extinction, it exists in the arc tube in the state of antimony iodide and emits light. Since it does not exist in a gas state in the pipe, the starting performance is not deteriorated.

【0026】実施例1に用いたランプについて、さらに
詳細に検討した結果(10,000時間の点灯結果)を
図8に示す。実施例1に用いたランプでは、始動電圧お
よび点灯中の光束値を考慮し、実用に適するランプ内に
封入するハロゲンサイクル促進物質としての沃化アンチ
モン量は、0.07mgから1mgであった。
FIG. 8 shows the result of further detailed examination of the lamp used in Example 1 (result of lighting for 10,000 hours). In the lamp used in Example 1, the amount of antimony iodide as a halogen cycle promoting substance sealed in the lamp suitable for practical use was 0.07 mg to 1 mg in consideration of the starting voltage and the luminous flux value during lighting.

【0027】本実施例1では、発光物質に沃化ネオジウ
ム、ハロゲンサイクル促進物質として高蒸気圧、多価ハ
ロゲン化物として沃化アンチモンを用いたが、他の希土
類金属ハロゲン化物、ハロゲンサイクル促進物質として
他の金属ハロゲン化物について検討した結果、次に示す
結果が得られた。
In Example 1, neodymium iodide was used as the light-emitting substance, high vapor pressure was used as the halogen cycle promoting substance, and antimony iodide was used as the polyvalent halide, but other rare earth metal halides or halogen cycle promoting substances were used. As a result of examining other metal halides, the following results were obtained.

【0028】ハロゲンサイクル促進物質としての条件
は、寿命を考慮した始動性能を維持するためには、40
0℃における蒸気圧が1Torr以上で1,000Torr以下
の金属ハロゲン化物であって、発光管内に封入する量
は、その金属ハロゲン化物の組成をMXn(M:金属、
X:ハロゲン、n:ハロゲンの数)と表記したとき、前
記発光物質に含まれる希土類金属1モルに対して、5×
10-3/(n/2)モル以上であった。また、さらに点
灯中のランプの光束量を考慮すると、発光管内に封入す
る量は、5×10-3/(n/2)モル以上であり、且つ
1×10-1/(n/2)モル以下であることが望まし
い。
The condition as the halogen cycle promoting substance is 40% in order to maintain the starting performance in consideration of the life.
A metal halide having a vapor pressure at 0 ° C. of not less than 1 Torr and not more than 1,000 Torr, the amount of which is enclosed in the arc tube is MXn (M: metal,
X: halogen, n: number of halogen), 5 × with respect to 1 mol of the rare earth metal contained in the luminescent material.
It was 10 −3 / (n / 2) mol or more. Further, considering the luminous flux of the lamp during lighting, the amount sealed in the arc tube is 5 × 10 −3 / (n / 2) mol or more and 1 × 10 −1 / (n / 2). It is desirable that the amount is not more than mol.

【0029】(実施例2)本実施例における実験結果を
先ず説明する。沃化ネオジウム(NdI3 )を一定量に
して沃化セシウム(CsI)の量が異なるランプについ
て点灯実験を行なった。用いた発光管1は、直径30m
m、高さ15mmの円筒形であり、発光管1内に封入す
る沃化ネオジウムは一定量の15mgとし、沃化セシウ
ムの封入量を5mg,10mg,15mgと変えた3種
類のランプを用意した。
Example 2 First, the experimental results in this example will be described. A lighting experiment was conducted on lamps with a constant amount of neodymium iodide (NdI 3 ) and different amounts of cesium iodide (CsI). The arc tube 1 used has a diameter of 30 m.
m is a cylindrical shape having a height of 15 mm, neodymium iodide to be enclosed in the arc tube 1 is a fixed amount of 15 mg, and three types of lamps having cesium iodide enclosed amounts of 5 mg, 10 mg, and 15 mg were prepared. .

【0030】その結果、1時間点灯後では、NdI3
15mg,CsI:5mgのランプで、光束13,90
0ルーメン、始動電圧0.92kV、NdI3 :15m
g,CsI:10mgのランプで、初期光束14,40
0ルーメン、始動電圧0.98kV、NdI3 :15m
g,CsI:15mgのランプで、初期光束13,10
0ルーメン、始動電圧1.00kVであった。
As a result, after lighting for 1 hour, NdI 3 :
Luminous flux 13,90 with a lamp of 15mg, CsI: 5mg
0 lumen, starting voltage 0.92kV, NdI 3 : 15m
g, CsI: 10 mg lamp, initial luminous flux 14, 40
0 lumen, starting voltage 0.98kV, NdI 3 : 15m
g, CsI: 15 mg lamp, initial luminous flux 13, 10
It was 0 lumen and the starting voltage was 1.00 kV.

【0031】また、10,000時間点灯後では、Nd
3 :15mg,CsI:5mgのランプで、光束7,
600ルーメン、始動電圧2.45kV、NdI3 :1
5mg,CsI:10mgのランプで、光束11,50
0ルーメン、始動電圧2.6kV、NdI3 :15m
g,CsI:15mgのランプで、光束9,500ルー
メン、始動電圧2.05kVであった。
After lighting for 10,000 hours, Nd
I 3 : 15mg, CsI: 5mg lamp, luminous flux 7,
600 lumens, starting voltage 2.45 kV, NdI 3 : 1
5mg, CsI: 10mg lamp, luminous flux 11,50
0 lumen, starting voltage 2.6kV, NdI 3 : 15m
g, CsI: 15 mg, the luminous flux was 9,500 lumens, and the starting voltage was 2.05 kV.

【0032】上記結果をグラフにすると、図5及び図6
のようになる。なお、図5は1時間点灯後の光束及び始
動電圧を示すグラフであり、図6は10,000時間点
灯後の光束及び始動電圧を示すグラフである。
Graphing the above results, FIG. 5 and FIG.
become that way. 5 is a graph showing the luminous flux and the starting voltage after lighting for 1 hour, and FIG. 6 is a graph showing the luminous flux and the starting voltage after lighting for 10,000 hours.

【0033】これらのグラフより明らかなように、光束
については、CsI量が約10mgのとき最大値を示す
ことがわかる。これは、CsIには発光管内のプラズマ
体積を増大させる効果がある一方、封入量が多いと、そ
れ自身の発光が赤外領域にあるために光束が落ちること
に起因する。
As is clear from these graphs, the luminous flux shows the maximum value when the amount of CsI is about 10 mg. This is because CsI has the effect of increasing the plasma volume in the arc tube, but when the enclosed amount is large, the luminous flux of the CsI itself falls in the infrared region, so that the luminous flux falls.

【0034】また、始動電圧については、CsI量が多
いほど始動電圧上昇が小さい。これは、CsI量が多い
ほど発光管内のNdに対する沃素の量が増え、ハロゲン
サイクルが促進され、また、Csは発光管とは反応性が
小さいことに因る。
Regarding the starting voltage, the larger the amount of CsI, the smaller the increase in the starting voltage. This is because as the amount of CsI increases, the amount of iodine with respect to Nd in the arc tube increases, the halogen cycle is promoted, and Cs has less reactivity with the arc tube.

【0035】このように、光束劣化、始動性劣化を考慮
すると、CsI量は8〜20mgが適当であると考えら
れる。他の希土類金属ハロゲン化物についてもほぼ同じ
ような結果が得られた。このCsI量は、希土類金属1
モルに対して換算すると、1.00〜2.70モルにす
ることが好ましいことが判った。
Thus, considering the deterioration of luminous flux and the deterioration of startability, it is considered appropriate that the CsI amount is 8 to 20 mg. Similar results were obtained with other rare earth metal halides. This amount of CsI is 1
It has been found that it is preferable to set it to 1.00 to 2.70 mol in terms of mol.

【0036】(実施例3)本実施例3において、発光管
1の内部には、キセノン(Xe)ガス100Torrと、発
光物質として希土類金属ハロゲン化物である沃化ネオジ
ウム(NdI3 )15mgと沃化セシウム(CsI)5
mgとが封入され、さらに、沃素ガスが0.5Torr(N
dI3 :1モルに対して5.7×10-3モルに相当)封
入されている。
(Embodiment 3) In the present embodiment 3, xenon (Xe) gas 100 Torr, neodymium iodide (NdI 3 ) 15 mg which is a rare earth metal halide as a light emitting material, and iodide are provided inside the arc tube 1. Cesium (CsI) 5
mg, and iodine gas at 0.5 Torr (N
dI 3 (corresponding to 5.7 × 10 −3 mol with respect to 1 mol).

【0037】次に、本実施例3のランプと、沃素ガスが
封入されていない比較例のランプとを用いた点灯試験の
結果を説明する。
Next, the results of the lighting test using the lamp of the third embodiment and the lamp of the comparative example in which iodine gas is not enclosed will be described.

【0038】比較例のランプの場合は、初期点灯(1時
間点灯)時、入力電力200Wで16,600ルーメ
ン、初期の始動電圧(ランプ点灯に必要な誘導コイル3
のコイル間電圧)は1.6kVであったが、10,00
0時間点灯後の光束維持率は48%であり、さらに始動
電圧は4.0kVであった。
In the case of the lamp of the comparative example, at the time of initial lighting (lighting for 1 hour), input power 200 W, 16,600 lumens, initial starting voltage (induction coil 3 necessary for lamp lighting)
The voltage between the coils) was 1.6 kV, but
The luminous flux maintenance factor after lighting for 0 hours was 48%, and the starting voltage was 4.0 kV.

【0039】これに対して本実施例3のランプでは、初
期点灯(1時間点灯)時、入力電力200Wで15,4
00ルーメンで、初期の始動電圧は1.68kVであ
り、10,000時間点灯後の光束維持率は88%で、
始動電圧は1.75kVとなり、光束維持率、始動電圧
とも改善されていることがわかる。
On the other hand, in the lamp of the third embodiment, at the time of initial lighting (lighting for 1 hour), the input power is 200 W and the power is 15,4.
At 00 lumens, the initial starting voltage is 1.68 kV, and the luminous flux maintenance rate after lighting for 10,000 hours is 88%,
The starting voltage was 1.75 kV, which shows that both the luminous flux maintenance factor and the starting voltage were improved.

【0040】このように、沃素ガスを封入することによ
って、ランプ点灯中において発光管1の内壁近辺に多量
の沃素が存在し、発光管壁付近のハロゲンサイクルが促
進され、発光管と封入物との反応を抑制することができ
た。初期光束は7%ダウンしたが、これは沃素により放
電プラズマの発光体積が小さくなったことによるもの
で、光束維持率を大幅に向上させることができ、始動性
も改善できた。
As described above, by enclosing the iodine gas, a large amount of iodine is present near the inner wall of the arc tube 1 while the lamp is lit, and the halogen cycle near the arc tube wall is promoted, so that the arc tube and the enclosure are separated. The reaction of was able to be suppressed. The initial luminous flux was reduced by 7%. This is because the luminous volume of the discharge plasma was reduced by iodine, so that the luminous flux maintenance factor could be greatly improved and the startability could be improved.

【0041】封入沃素の量が多いほどハロゲンサイクル
が促進されやすくなり、劣化が少なくなるが、光束値が
小さくなるという問題が残る。実験結果より、封入沃素
の量を1〜2Torrにすることにより発光管と封入物との
反応を抑制することができ、また、初期光束も1桁%ダ
ウンに抑えることができることがわかった。
The larger the amount of enclosed iodine is, the more easily the halogen cycle is promoted and the deterioration is reduced, but the problem that the luminous flux value becomes small remains. From the experimental results, it was found that the reaction between the arc tube and the inclusions can be suppressed and the initial luminous flux can be suppressed by one digit% by setting the amount of the enclosed iodine to 1 to 2 Torr.

【0042】実施例3に用いたランプについて、さらに
詳細に検討した結果(10,000時間の点灯結果)を
図7に示す。実施例3に用いたランプでは、始動電圧を
考慮しランプ内に封入するハロゲンサイクル促進物質と
しての沃素ガス量は、0.4Torr以上であった。また、
始動電圧および点灯中の光束値を考慮しランプ内に封入
するハロゲンサイクル促進物質としての沃素ガス量は、
0.4Torrから8.8Torrであった。
FIG. 7 shows the result of further detailed examination of the lamp used in Example 3 (result of lighting for 10,000 hours). In the lamp used in Example 3, the amount of iodine gas as a halogen cycle promoting substance sealed in the lamp in consideration of the starting voltage was 0.4 Torr or more. Also,
Considering the starting voltage and the luminous flux value during lighting, the amount of iodine gas as a halogen cycle promoting substance sealed in the lamp is
It was from 0.4 Torr to 8.8 Torr.

【0043】他の希土類金属ハロゲン化物についても試
みた結果、寿命および光束も考慮すると、希土類金属1
モルに対してハロゲンを5.0×10-3モル以上、1.
0×10-1モル以下封入すればよいことが判った。
As a result of trying other rare earth metal halides, considering the life and luminous flux, the rare earth metal 1
The halogen is 5.0 × 10 −3 mol or more per mol.
It was found that it is sufficient to encapsulate 0 × 10 -1 mol or less.

【0044】(実施例4)図3及び図4は実施例4を示
すもので、この実施例において、発光管となる部分1
は、直径30mm、高さ15mmの円筒形であり、その
底面の略中央には、直径5mm、長さ10mmの円筒状
の補助管6と支持棒9が設けられ、発光管となる部分1
と補助管6とは、図4(a)に示すように接合部で連通
し、同一の気密空間を形成している。
(Embodiment 4) FIG. 3 and FIG. 4 show Embodiment 4, and in this embodiment, a portion 1 to be an arc tube.
Is a cylindrical shape having a diameter of 30 mm and a height of 15 mm, and a cylindrical auxiliary tube 6 having a diameter of 5 mm and a length of 10 mm and a support rod 9 are provided at the substantially center of the bottom surface thereof to form a luminous tube 1.
As shown in FIG. 4A, the auxiliary pipe 6 and the auxiliary pipe 6 communicate with each other at a joint to form the same airtight space.

【0045】このように構成された気密空間内に、発光
物質として希土類金属ハロゲン化物である沃化ネオジウ
ム(NdI3 )15mgと沃化セシウム(CsI)5m
gを封入し、補助管6内に存在するようにした。始動用
ガスとしてキセノン(Xe)ガスを100Torr封入し
た。
In the airtight space thus constructed, 15 mg of neodymium iodide (NdI 3 ) which is a rare earth metal halide and 5 m of cesium iodide (CsI) are used as light emitting substances.
g was enclosed so that it was present in the auxiliary tube 6. As a starting gas, 100 Torr of xenon (Xe) gas was filled.

【0046】次に、図4(a)に示すように、補助管6
の外周に巻回したコイル7により、入力電力300Wで
1時間点灯させたところ、図4(b)に示すように、補
助管6のコイル巻回部分の内壁に白濁した失透現象(図
中、符号8で示す)が観察された。この時、同時に遊離
沃素が発生していることは、その後の分析によって確認
されている。なお、この遊離沃素発生量は、ランプ始動
が可能な量だけ発生させることは言うまでもない。
Next, as shown in FIG. 4A, the auxiliary pipe 6
When the coil 7 wound around the outer periphery of the auxiliary lamp 6 was turned on at an input power of 300 W for 1 hour, as shown in FIG. 4 (b), the devitrification phenomenon in which the inner wall of the coil winding portion of the auxiliary tube 6 became cloudy (in the figure, , Indicated by reference numeral 8) was observed. It was confirmed by subsequent analysis that free iodine was generated at the same time. Needless to say, the amount of generated free iodine is generated in such an amount that the lamp can be started.

【0047】次に、図4(c)に示すように、補助管6
と発光管1との接合部をバーナーによって封着し、気密
空間が直径30mm、高さ15mmの発光管1の部分だ
けになるようにする。なお、封着時に沃化ネオジウム、
沃化セシウム及び先の点灯で発生した沃素が発光管1内
に封入されるようにすることは言うまでもない。
Next, as shown in FIG. 4 (c), the auxiliary pipe 6
The joint portion between the arc tube 1 and the arc tube 1 is sealed by a burner so that the airtight space is only the part of the arc tube 1 having a diameter of 30 mm and a height of 15 mm. Incidentally, neodymium iodide at the time of sealing,
It goes without saying that cesium iodide and iodine generated by the previous lighting are enclosed in the arc tube 1.

【0048】このようにして製作した実施例4のランプ
と、沃素ガスが封入されていない比較例として作製した
ランプとによる点灯試験の結果は次の通りである。
The lighting test results of the thus manufactured lamp of Example 4 and the lamp manufactured as a comparative example in which iodine gas was not sealed are as follows.

【0049】比較例のランプの場合、1時間の初期点灯
時に、入力電力200Wで13,600ルーメン、初期
始動電圧(ランプ点灯に必要な誘導コイル3のコイル間
電圧)は1.5kVであったが、10,000時間点灯
後の光束維持率は57%であり、さらに始動電圧は4.
0kVであった。
In the case of the lamp of the comparative example, at the time of initial lighting for 1 hour, the input power was 200 W, 13,600 lumens, and the initial starting voltage (the coil-to-coil voltage of the induction coil 3 necessary for lighting the lamp) was 1.5 kV. However, the luminous flux maintenance factor after lighting for 10,000 hours was 57%, and the starting voltage was 4.
It was 0 kV.

【0050】これに対して実施例4のランプでは、入力
電力200Wで12,700ルーメンで、初期始動電圧
は1.6kVであり、10,000時間点灯後の光束維
持率は88%で、始動電圧は1.9kVとなり、光束維
持率、始動電圧とも改善されていることがわかる。
On the other hand, in the lamp of Example 4, the input power was 200 W, the lumens were 12,700 lumens, the initial starting voltage was 1.6 kV, and the luminous flux maintenance factor after lighting for 10,000 hours was 88%, and the lamps were started. The voltage was 1.9 kV, which shows that both the luminous flux maintenance factor and the starting voltage were improved.

【0051】発生した沃素ガス量を調べた結果、図4
(b)に示す失透現象が発生する面積8を制御(補助管
6の寸法や補助管6の外周に巻回したコイル7の巻回数
を変える)することにより、本実施例4においても実施
例3と同等の効果が得られた。また、実施例4の場合
は、ランプの製造装置に沃素ガスの導入経路を設けるこ
となく、ランプ化後、沃素ガスを発生させることができ
るので、沃素の取り扱いが容易である。
As a result of examining the amount of generated iodine gas, FIG.
The embodiment 8 is also performed by controlling the area 8 where the devitrification phenomenon occurs as shown in (b) (changing the size of the auxiliary pipe 6 and the number of windings of the coil 7 wound around the outer pipe 6). The same effect as in Example 3 was obtained. In addition, in the case of Example 4, since iodine gas can be generated after the lamp is formed without providing an iodine gas introduction path in the lamp manufacturing apparatus, the iodine can be easily handled.

【0052】このように、実施例4の場合も実施例1と
同様の効果が得られた。また、本実施例4の場合、沃素
の発生方法の簡略化が図れるという特徴もある。なお、
実施例4のランプは、図3に示す方式(外管なし)で点
灯した結果を示したが、他の実施例のように図2に示す
外管を設けた二重管方式にも適用できることは言うまで
もない。
As described above, in the case of Example 4, the same effect as that of Example 1 was obtained. Further, in the case of the fourth embodiment, there is also a feature that the method of generating iodine can be simplified. In addition,
The lamp of Example 4 showed the result of lighting by the method shown in FIG. 3 (without the outer tube), but it can be applied to the double tube method provided with the outer tube shown in FIG. 2 like the other Examples. Needless to say.

【0053】(実施例5)本実施例5において点灯装置
の構成は上述の実施例と同様である。他の実施例と異な
る点は、発光管1が石英で形成された直径27mmの球
状の発光管を用いたことである。
(Fifth Embodiment) In the fifth embodiment, the structure of the lighting device is the same as that of the above-mentioned embodiments. The difference from the other examples is that the arc tube 1 is a spherical arc tube having a diameter of 27 mm and made of quartz.

【0054】発光管1内には、Xeガス200Torr以外
に、発光物質として希土類金属発光物質であるNdI3
が15mg、CsIが5mg封入されている。また、ハ
ロゲンサイクル促進物質として沃化アンチモン(SbI
3 )が0.2mg封入されている。本実施例では、さら
に、色温度を低下させるために、赤色発光物質であるナ
トリウムのハロゲン化物とリチウムのハロゲン化物の
内、沃化ナトリウム(NaI)を2mg添加した。
In the arc tube 1, in addition to Xe gas of 200 Torr, NdI 3 which is a rare earth metal light emitting material is used as a light emitting material.
15 mg and CsI 5 mg are enclosed. Further, as a halogen cycle promoting substance, antimony iodide (SbI
3 ) 0.2 mg is enclosed. In this example, 2 mg of sodium iodide (NaI) was added to the red light emitting substances, sodium halide and lithium halide, in order to further reduce the color temperature.

【0055】このランプを他の実施例と同様に初期点灯
(1時間点灯)した(入力は180Wである)ところ、
その結果、沃化ナトリウムを添加する前のランプの特性
は、光束:13,700ルーメン、色温度:6,500
K、平均演色評価数:82であったが、沃化ナトリウム
添加後のランプの特性は、光束:14,600ルーメ
ン、色温度:5,800K、平均演色評価数:80とな
り、色温度を低下させることができた。
This lamp was initially lit (lighted for 1 hour) as in the other examples (input was 180 W),
As a result, the characteristics of the lamp before adding sodium iodide were as follows: luminous flux: 13,700 lumens, color temperature: 6,500.
K, average color rendering index: 82, but the characteristics of the lamp after addition of sodium iodide are: luminous flux: 14,600 lumens, color temperature: 5,800K, average color rendering index: 80, lowering the color temperature. I was able to do it.

【0056】一方、初期点灯(1時間点灯)時の初期の
始動電圧は1.7kVであったが、点灯時間が500時
間の時点では、始動電圧は4.3kVに上昇した。これ
は、希土類金属ハロゲン化物と発光管との反応を抑制す
るために封入したハロゲンサイクル促進物質である沃化
アンチモン(SbI3 )0.2mgでは、赤色発光物質
であるナトリウムと発光管との反応を抑制できずに、ナ
トリウムが発光管内に溶け込み、その結果発生した遊離
沃素により始動電圧を上昇させたものと考えられる。
On the other hand, the initial starting voltage at the time of initial lighting (lighting for 1 hour) was 1.7 kV, but when the lighting time was 500 hours, the starting voltage increased to 4.3 kV. This is because when 0.2 mg of antimony iodide (SbI 3 ) which is a halogen cycle promoting substance enclosed in order to suppress the reaction between the rare earth metal halide and the arc tube, the reaction between the red light emitting sodium and the arc tube is caused. It is considered that sodium could not be suppressed and sodium dissolved into the arc tube, and the free iodine generated as a result increased the starting voltage.

【0057】そこで、ナトリウムと発光管との反応を抑
制するために、赤色発光物質用ハロゲンサイクル促進物
質の増量を試みた。上記と同様の封入材料(Xeガス:
200Torr、NdI3 :15mg、CsI:5mg、N
aI:2mg)に、ハロゲンサイクル促進物質である沃
化アンチモン(SbI3 )を0.4mg更に増量したラ
ンプを作製し、同様の実験を行ったところ、初期点灯
(1時間点灯)時のランプ特性は、光束:13,500
ルーメン、色温度:5,700K、平均演色評価数:8
0であった。また、初期の始動電圧は1.72kVであ
り、点灯時間が500時間の時点でも、始動電圧は1.
72kVと変化なく、さらに点灯実験を続けた結果、1
0,000時間点灯後の結果も始動電圧が1.81k
V、光束維持率が87%と良好な結果が得られた。
Therefore, in order to suppress the reaction between sodium and the arc tube, an attempt was made to increase the amount of the halogen cycle promoting substance for the red light emitting substance. The same encapsulation material (Xe gas:
200 Torr, NdI 3 : 15 mg, CsI: 5 mg, N
A lamp was prepared by further increasing the amount of antimony iodide (SbI 3 ) which is a halogen cycle promoting substance by 0.4 mg in aI: 2 mg), and conducted a similar experiment to find that the lamp characteristics during initial lighting (one hour lighting) Is the luminous flux: 13,500
Lumen, color temperature: 5,700K, average color rendering index: 8
It was 0. Further, the initial starting voltage is 1.72 kV, and even when the lighting time is 500 hours, the starting voltage is 1.
As a result of continuing the lighting experiment without change of 72 kV, 1
The starting voltage is 1.81k even after lighting for 10,000 hours.
Good results were obtained with V and a luminous flux maintenance factor of 87%.

【0058】次に、追加して添加する赤色発光物質用ハ
ロゲンサイクル促進物質として、沃化アンチモン(Sb
3 )0.4mgの代わりに沃化インジウム(InI)
0.3mgを用いた構成について説明する。このランプ
の初期点灯(1時間点灯)時の特性は、光束:15,5
00ルーメン、色温度:5,500K、平均演色評価
数:86であった。また、初期の始動電圧は1.76k
Vであり、10,000時間点灯後の結果も始動電圧が
1.83kV、光束維持率が87%と良好な結果が得ら
れた。沃化アンチモン0.4mgの場合と比べると、始
動電圧に関してはほぼ同等の良好な結果が得られ、光
束、平均演色評価数については改善が図られた。
Next, antimony iodide (Sb) is additionally used as a halogen cycle promoting substance for red light emitting substance.
I 3 ) 0.4 mg instead of indium iodide (InI)
A configuration using 0.3 mg will be described. The characteristics of this lamp during initial lighting (lighting for 1 hour) are: luminous flux: 15, 5
The value was 00 lumen, the color temperature was 5,500 K, and the average color rendering index was 86. The initial starting voltage is 1.76k.
The voltage was V, and after 10,000 hours of lighting, good results were obtained with a starting voltage of 1.83 kV and a luminous flux maintenance factor of 87%. Compared with the case of 0.4 mg of antimony iodide, almost the same good results were obtained with respect to the starting voltage, and the luminous flux and the average color rendering index were improved.

【0059】他の希土類金属ハロゲン化物や赤色発光物
質としてリチウムのハロゲン化物を用いた場合にも、ほ
ぼ同様の結果が得られた。この結果をまとめると、1
0,000時間以上点灯させても始動電圧の大幅な上昇
を生じず、他の実施例と同様にするためには、ハロゲン
サイクル促進物質を希土類金属に関しては請求項2に記
載した量に加えて、赤色発光物質用に新たに加えればよ
い。このとき、赤色発光物質用ハロゲンサイクル促進物
質を多く封入し過ぎると、点灯中の光束量が低下するこ
とを考慮する必要がある。
Similar results were obtained when other rare earth metal halides or lithium halides were used as the red light emitting material. Summarizing these results, 1
In order to obtain a similar increase in the starting voltage even when the lamp is turned on for more than 10,000 hours, and in order to make it similar to the other examples, a halogen cycle promoting substance is added to the amount described in claim 2 for the rare earth metal. , A red light emitting substance may be newly added. At this time, it is necessary to consider that if the halogen cycle promoting substance for the red light emitting substance is filled in too much, the luminous flux amount during lighting decreases.

【0060】その赤色発光物質用ハロゲンサイクル促進
物質の条件は、400℃における蒸気圧が1Torr以上、
1000Torr以下の金属ハロゲン化物であり、その封入
量は、始動電圧の上昇を防ぐために、金属ハロゲン化物
の組成をMXn(M:金属、X:ハロゲン、n:ハロゲ
ンの数)と表記したとき、赤色発光物質に含まれるナト
リウム、リチウム、またはその合計1モルに対して、1
×10-3/(n/2)モル以上を追加封入する必要があ
る。更に点灯中の光束量を考慮するときは、希土類金属
用促進物質と赤色発光物質用促進物質の合計が1×10
-1/(n/2)モル以下となるようにすることが望まし
い。
The conditions for the halogen cycle promoting substance for the red light emitting substance are that the vapor pressure at 400 ° C. is 1 Torr or more,
It is a metal halide of 1000 Torr or less, and its encapsulation amount is red when the composition of the metal halide is expressed as MXn (M: metal, X: halogen, n: number of halogen) in order to prevent an increase in starting voltage. 1 per 1 mol of sodium or lithium contained in the luminescent material
It is necessary to additionally enclose at least 10 −3 / (n / 2) mol. Further, when considering the luminous flux amount during lighting, the total of the promoting substance for rare earth metal and the promoting substance for red light emitting substance is 1 × 10.
It is desirable that the amount be -1 / (n / 2) mol or less.

【0061】(実施例6)本実施例6についてもその実
験結果を説明する。
(Embodiment 6) The experiment results of this embodiment 6 will be described.

【0062】発光管1は、直径30mm、高さ15mm
の円筒形で、発光管1内に発光物質として、臭化ネオジ
ウム(NdBr3 )11mgと沃化ネオジウム(NdI
3 )15mgと沃化セシウム(CsI)5mgを封入し
た。このランプを図2に示すような点灯装置で入力電力
200Wで点灯し、比較例としてのランプ(NdI3
30mg,CsI:5mg)と光束及び始動電圧につい
て比較、検討した。なお、NdBr3 :11mgとNd
3 :15mgはほぼ同モル数であり、試作した2種類
の発光管内のNdのモル数は同一にした。
The arc tube 1 has a diameter of 30 mm and a height of 15 mm.
In the arc tube 1, neodymium bromide (NdBr 3 ) 11 mg and neodymium iodide (NdI) were used as luminous substances in the arc tube 1.
3 ) 15 mg and cesium iodide (CsI) 5 mg were enclosed. This lamp is lit with an input power of 200 W by a lighting device as shown in FIG. 2, and a lamp (NdI 3 :
30 mg, CsI: 5 mg) and the luminous flux and starting voltage were compared and examined. In addition, NdBr 3 : 11 mg and Nd
I 3 : 15 mg was almost the same number of moles, and the number of moles of Nd in the two types of trial-produced arc tubes was the same.

【0063】実施例6のランプの場合、1時間点灯では
光束は14,800ルーメン、始動電圧は1.01kV
であった。さらに点灯を続け10,000時間後では、
光束は10,900ルーメン、始動電圧は1.71kV
であった。一方、比較例のランプの場合、1時間点灯で
は光束は13,000ルーメン、始動電圧は1.01k
Vであったが、10,000時間後では、光束は7,8
00ルーメン、始動電圧は2.46kVとなった。
In the case of the lamp of Example 6, the luminous flux is 14,800 lumens and the starting voltage is 1.01 kV after being lit for 1 hour.
Met. It continues to light up and 10,000 hours later,
Luminous flux is 10,900 lumens, starting voltage is 1.71 kV
Met. On the other hand, in the case of the lamp of the comparative example, the luminous flux is 13,000 lumens and the starting voltage is 1.01 k after 1 hour of lighting.
However, after 10,000 hours, the luminous flux was 7,8
The starting voltage was 00 lumens and 2.46 kV.

【0064】この結果より、実施例6のランプの方が、
光束、始動電圧とも劣化の度合いが小さいことがわか
る。これは実施例6のランプは、ハロゲン化物として、
沃化物及び臭化物が封入されており、ランプ点灯中にそ
れぞれが独立して蒸発するので、沃素、臭素がそれぞれ
独立して存在し、結果として発光管内に存在する総ハロ
ゲン数は、(NdI3 +CsI)よりも(NdI3 +N
dBr3 +CsI)の方が多くなり、ハロゲンサイクル
が促進されるのである。
From these results, the lamp of Example 6 is
It can be seen that the degree of deterioration of both the luminous flux and the starting voltage is small. This is because the lamp of Example 6 is a halide.
Since iodide and bromide are encapsulated and vaporize independently during lamp operation, iodine and bromine exist independently, and as a result, the total number of halogens present in the arc tube is (NdI 3 + CsI). ) Than (NdI 3 + N
The amount of dBr 3 + CsI) is larger, and the halogen cycle is accelerated.

【0065】[0065]

【発明の効果】上述のように本発明は、金属酸化物の透
光性材料で形成された気密性を有する発光管を備え、そ
の発光管内に少なくとも1種類以上の希土類金属ハロゲ
ン化物を含む発光物質が封入されている無電極放電灯に
おいて、前記発光管内に発光管内壁近辺で起こるハロゲ
ンサイクルを促進しやすくする促進物質を封入したこと
により、始動特性の改善および点灯中に発光管と封入物
質との反応によって発生する発光管の失透や始動電圧の
上昇を抑制することのできる無電極放電灯を提供するこ
とができる。
As described above, the present invention is provided with an airtight arc tube formed of a translucent material of a metal oxide, and light emission containing at least one kind of rare earth metal halide in the arc tube. In an electrodeless discharge lamp in which a substance is encapsulated, by encapsulating a promoting substance that facilitates the halogen cycle that occurs near the inner wall of the arc tube in the arc tube, the starting characteristics are improved and the arc tube and the encapsulating material are improved during lighting. It is possible to provide an electrodeless discharge lamp capable of suppressing the devitrification of the arc tube and the increase in the starting voltage caused by the reaction with.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る無電極放電灯を点灯装置と共に示
す概略図である。
FIG. 1 is a schematic view showing an electrodeless discharge lamp according to the present invention together with a lighting device.

【図2】本発明に係る無電極金属蒸気放電灯と点灯装置
を示す概略図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an electrodeless metal vapor discharge lamp and a lighting device according to the present invention.

【図3】実施例4に係る無電極金属蒸気放電灯と点灯装
置を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an electrodeless metal vapor discharge lamp and a lighting device according to a fourth embodiment.

【図4】実施例4に係る発光管の製造行程を示す概略図
で、(a)はハロゲンを発生させる状態を示し、(b)
はハロゲンを発生させた後の状態を示し、(c)は補助
管を封着した後の状態を示すものである。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a manufacturing process of an arc tube according to Example 4, (a) showing a state in which halogen is generated, (b).
Shows the state after generating halogen, and (c) shows the state after sealing the auxiliary tube.

【図5】実施例2に係るCsI量を変化させたときの1
時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラフである。
FIG. 5 is 1 when the CsI amount according to the second embodiment is changed.
It is a graph which shows the luminous flux and lighting voltage after lighting for a while.

【図6】実施例2に係るCsI量を変化させたときの1
0,000時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラフ
である。
FIG. 6 is 1 when the CsI amount according to the second embodiment is changed.
It is a graph which shows the luminous flux and the starting voltage after lighting for 10,000 hours.

【図7】実施例3に係るI2 量を変化させたときの1
0,000時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラフ
である。
FIG. 7 is a graph 1 when the amount of I 2 according to Example 3 is changed.
It is a graph which shows the luminous flux and the starting voltage after lighting for 10,000 hours.

【図8】実施例1に係るSbI3 量を変化させたときの
10,000時間点灯後の光束及び始動電圧を示すグラ
フである。
FIG. 8 is a graph showing a luminous flux and a starting voltage after lighting for 10,000 hours when the SbI 3 amount according to Example 1 was changed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 発光管 3 誘導コイル 4 高周波発生装置 5 外管 6 補助管 7 コイル 1 arc tube 3 induction coil 4 high frequency generator 5 outer tube 6 auxiliary tube 7 coil

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東坂 真吾 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 西岡 浩二 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shingo Higashisaka 1048, Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Works Co., Ltd. (72) Koji Nishioka, 1048, Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Works Co., Ltd.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属酸化物の透光性材料で形成された気
密性を有する発光管を備え、その発光管内に少なくとも
1種類以上の希土類金属ハロゲン化物を含む発光物質が
封入されている無電極放電灯において、前記発光管内に
発光管内壁近辺で起こるハロゲンサイクルを促進しやす
くする促進物質を封入したことを特徴とする無電極放電
灯。
1. An electrodeless device comprising an airtight arc tube formed of a translucent material of a metal oxide, and a light emitting substance containing at least one or more kinds of rare earth metal halides enclosed in the arc tube. In the discharge lamp, an electrodeless discharge lamp characterized in that a promoting substance for facilitating a halogen cycle occurring near the inner wall of the arc tube is enclosed in the arc tube.
【請求項2】 前記促進物質は、400℃における蒸気
圧が1Torr以上で1000Torr以下の金属ハロゲン化物
であって、そのハロゲン化物の組成をMXn(M:金
属、X:ハロゲン、n:ハロゲンの数)と表記したと
き、前記発光物質に含まれる希土類金属1モルに対し
て、5×10-3/(n/2)モル以上となる金属ハロゲ
ン化物であることを特徴とする請求項1記載の無電極放
電灯。
2. The accelerating substance is a metal halide having a vapor pressure at 400 ° C. of 1 Torr or more and 1000 Torr or less, and the composition of the halide is MXn (M: metal, X: halogen, n: number of halogens). )), The metal halide is 5 × 10 −3 / (n / 2) mol or more with respect to 1 mol of the rare earth metal contained in the luminescent material. Electrodeless discharge lamp.
【請求項3】 前記促進物質は、5×10-3/(n/
2)モル以上で、且つ1×10-1/(n/2)モル以下
となる金属ハロゲン化物であることを特徴とする請求項
2記載の無電極放電灯。
3. The accelerator is 5 × 10 −3 / (n /
The electrodeless discharge lamp according to claim 2, which is a metal halide having a molar ratio of 2) or more and 1 × 10 -1 / (n / 2) or less.
【請求項4】 前記促進物質である金属ハロゲン化物が
沃化アンチモン(SbI3 )であることを特徴とする請
求項1記載の無電極放電灯
4. The electrodeless discharge lamp according to claim 1, wherein the metal halide that is the accelerating substance is antimony iodide (SbI 3 ).
【請求項5】 前記促進物質がハロゲン化セシウムであ
り、前記発光物質に含まれる希土類金属1モルに対して
ハロゲン化セシウムが1.00〜2.70モル含まれて
いることを特徴とする請求項1記載の無電極放電灯。
5. The accelerating substance is cesium halide, and cesium halide is contained in an amount of 1.00 to 2.70 mol with respect to 1 mol of the rare earth metal contained in the luminescent substance. Item 2. The electrodeless discharge lamp according to Item 1.
【請求項6】 前記促進物質が沃素、臭素、塩素のハロ
ゲンガス単体、またはこれらの混合ガスであり、前記発
光物質に含まれる希土類金属1モルに対し合計5×10
-3モル以上であり、且つ1×10-1モル以下であること
を特徴とする請求項1記載の無電極放電灯。
6. The accelerating substance is a halogen gas simple substance of iodine, bromine, chlorine, or a mixed gas thereof, and a total of 5 × 10 5 with respect to 1 mol of the rare earth metal contained in the luminescent substance.
3. The electrodeless discharge lamp according to claim 1, which is -3 mol or more and 1 × 10 -1 mol or less.
【請求項7】 前記促進物質である前記ハロゲンガスを
無電極放電灯の初期点灯で発生させるようにしたことを
特徴とする請求項6記載の無電極放電灯。
7. The electrodeless discharge lamp according to claim 6, wherein the halogen gas, which is the accelerating substance, is generated at the initial lighting of the electrodeless discharge lamp.
【請求項8】 前記発光物質には、赤色用として色温度
を低下させるナトリウムとリチウムの単体またはそれぞ
れのハロゲン化合物の内、少なくとも1種以上を添加
し、前記促進物質には、赤色物質用として400℃にお
ける蒸気圧が1Torr以上で1000Torr以下の金属ハロ
ゲン化物であって、そのハロゲン化物の組成をMXn
(M:金属、X:ハロゲン、n:ハロゲンの数)と表記
したとき、前記赤色発光物質に含まれるナトリウム、リ
チウム、またはその合計1モルに対して、1×10-3
(n/2)モル以上となる金属ハロゲン化物を追加封入
したことを特徴とする請求項1記載の無電極放電灯。
8. The luminescent material is added with at least one or more of sodium and lithium alone or halogen compounds of each of them, which lowers the color temperature for red material, and the accelerating material is added for red material. A metal halide having a vapor pressure at 400 ° C. of not less than 1 Torr and not more than 1000 Torr, the composition of the halide being MXn
When expressed as (M: metal, X: halogen, n: number of halogen), it is 1 × 10 −3 / with respect to sodium, lithium, or a total of 1 mol thereof contained in the red light emitting substance.
2. The electrodeless discharge lamp according to claim 1, wherein a metal halide having a molar ratio of (n / 2) or more is additionally enclosed.
【請求項9】 前記促進物質は、1×10-3/(n/
2)モル以上で、且つ1×10-1/(n/2)モル以下
となる金属ハロゲン化物であることを特徴とする請求項
8記載の無電極放電灯。
9. The promoting material is 1 × 10 −3 / (n /
The electrodeless discharge lamp according to claim 8, which is a metal halide having a molar ratio of 2) or more and 1 × 10 -1 / (n / 2) or less.
【請求項10】 前記促進物質として追加封入されたも
のが、沃化アンチモンであることを特徴とする請求項8
記載の無電極放電灯。
10. The antimony iodide is additionally encapsulated as the accelerating substance.
An electrodeless discharge lamp as described.
【請求項11】 前記促進物質として追加封入されたも
のが、沃化インジウムであることを特徴とする請求項8
記載の無電極放電灯。
11. The indium iodide is additionally encapsulated as the accelerating substance.
An electrodeless discharge lamp as described.
【請求項12】 前記発光物質の希土類金属ハロゲン化
物は、沃素、臭素、塩素のハロゲン化物の内、少なくと
も2種類以上の金属ハロゲン化物が含まれていることを
特徴とする請求項1記載の金属蒸気放電灯。
12. The metal according to claim 1, wherein the rare earth metal halide of the light emitting substance contains at least two kinds of metal halides among halides of iodine, bromine and chlorine. Steam discharge lamp.
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