JPH11111226A

JPH11111226A - ショートアーク型超高圧放電ランプ

Info

Publication number: JPH11111226A
Application number: JP28122497A
Authority: JP
Inventors: Masamitsu Oyama; 将允大山; Yoshiteru Kondo; 吉輝近藤; Yoshiharu Kamaya; 佳治釜谷; Tomoyoshi Arimoto; 智良有本; Kazuhiro Goto; 一浩後藤
Original assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Current assignee: Ushio Denki KK; Ushio Inc
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】点灯時の水銀蒸気圧がきわめて高い放電ラン
プであって、十分な耐圧力性を有するショートアーク型
超高圧放電ランプを提供すること。【解決手段】発光空間膨出部２０とその両端にそれぞれ
伸びる細長の封止部２１（２１ａ，２１ｂ）よりなるシ
ョートアーク型超高圧放電ランプであって、発光空間膨
出部内２０には、２．５ｍｍ以下の間隔で対向する一対
の電極３（３ａ，３ｂ）が配置されて、かつ、点灯時の
蒸気圧が８０気圧以上になる水銀が封入されており、細
長の封止部２１（２１ａ，２１ｂ）の内部には、発光空
間側の端部が曲線形状である金属箔４（４ａ，４ｂ）が
埋設されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電極間距離が２．
５ｍｍ以下で点灯時の水銀蒸気圧が８０気圧以上の水銀
を封入したショートアーク型超高圧放電ランプに関し、
特に、液晶ディスプレイ装置などのバックライトとして
使用されるショートアーク型超高圧放電ランプに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】投射型の液晶ディスプレイ装置は、矩形
状のスクリーンに対して均一に、しかも十分な演色性を
もって画像を照明させることが要求され、このため、光
源として、水銀や金属ハロゲン化物を封入させたメタル
ハライドランプが使われる。また、このようなメタルハ
ライドランプも、最近では、より一層の小型化、点光源
化が進められ、電極間距離の極めて小さいものが実用化
されている。

【０００３】このような背景のもと、最近では、メタル
ハライドランプに代わって、今までにない高い水銀蒸気
圧、例えば２００バール(約１９７気圧)以上、を持つラ
ンプが提案されている。これは、点灯時の水銀蒸気圧を
より高くすることで、アークを小さくする（絞り込む）
とともに、より一層の光出力と演色性の向上を図るとい
うものである。このようなランプは、例えば、特開平２
−１４８５６１号、特開平６−５２８３０号に開示され
ている。

【０００４】ところで、上記公報に開示される超高圧水
銀ランプは、点灯中の水銀蒸気圧が著しく高いので、発
光空間膨出部には極めて強い耐圧力性が要求される。そ
の一方で、当該ランプは、前述のごとく小型化、点光源
化が要求されるので、発光管をあまりに大きくしたり、
あるいは発光管肉厚を大きくすることはできない。そし
て、このような極めて高い内圧をもつ放電ランプにあっ
ては、発光管にクラックが発生しやすくなり、発光空間
内が２０〜３０気圧程度の通常の放電ランプでは問題に
ならないぐらいにクラック対策が必要になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、点灯時の水銀蒸気圧がきわめて高い放電
ランプであって、十分な耐圧力性を有するショートアー
ク型超高圧放電ランプを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるショー
トアーク型超高圧放電ランプは、発光空間膨出部とその
両端にそれぞれ伸びる細長の封止部よりなるショートア
ーク型超高圧放電ランプであって、発光空間膨出部内に
は、２．５ｍｍ以下の間隔で対向する一対の電極が配置
されて、かつ、点灯時の蒸気圧が８０気圧以上になる水
銀が封入されており、細長の封止部の内部には、発光空
間側の端部が曲線形状である金属箔が埋設されているこ
とを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明は、より点光源を実現するために電極間
距離を２．５ｍｍ以下と小さくするとともに、細長の封
止部の内部には、発光空間側の端部が曲線状である金属
箔が埋設されている。このため、金属箔にはクラックや
応力集中を生じさせる角型形状のエッジ部分が存在しな
いので、発光空間膨出部内の高い水銀蒸気圧に対して十
分に強い耐圧力特性を持つことができる。また、上記先
行文献では、水銀蒸気圧が２００バール（約１９７気
圧）以上のとき、光出力と演色性が著しく向上すること
が記載されているが、それよりも低い水銀蒸気圧であっ
ても、実用上は問題がないこと見いだし、水銀蒸気圧が
２００バールよりも低い分だけ耐圧の問題を容易に改善
したというものである。本発明者の研究によれば、ラン
プ点灯時８０気圧以上の水銀蒸気圧があれば、実質的に
十分な光出力、演色性を得ることが確認されている。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１に本発明のショートアーク型
超高圧放電ランプを示す。放電ランプは石英ガラスより
なり、中央の発光空間膨出部２０とその両端につながる
細長の封止部２１(２１ａ、２１ｂ)より構成される。発
光空間膨出部２０の中（以下、これを「発光空間」とい
う)には、一対に電極３（３ａ、３ｂ）が２．５ｍｍ以
下の間隙をもって配置される。電極３（３ａ、３ｂ）の
後端は封止部２１(２１ａ、２１ｂ)の中に埋設されて金
属箔４（４ａ、４ｂ）に溶接される。金属箔４（４ａ、
４ｂ）の他端は外部リード５（５ａ、５ｂ）が接合され
る。陰極３ａはそのまま金属箔４ａに接合されるが、陽
極３ｂは一体又は別体の電極支持棒が金属箔４ｂに接合
される。発光空間には、発光物質として水銀が封入さ
れ、また、点灯始動ガスとしてアルゴン、キセノンガス
などの希ガスが封入される。水銀の封入量は、安定点灯
時の蒸気圧が８０気圧以上になる相当量が計算されて封
入されている。

【０００９】図２は金属箔４ａと電極３ａ、または電極
支持棒との接合状態を示す。すなわち、金属箔４ａの発
光空間側の端部４０はクラック、及び応力集中が生じな
いように丸みを持たせた形状（曲線形状）をしている。
金属箔は、例えばモリブデン箔からなり、厚さ２０μ
ｍ、幅１．５ｍｍ、長さ２５ｍｍのものである。曲線形
状の部分（丸みの部分）は、金属箔の長さ方向１ｍｍに
形成され、その形状は楕円弧である。

【００１０】図３（ａ）、（ｂ）は金属箔４ａと電極３
ａ、または電極支持棒との接合状態を示す他の実施例で
ある。この図は石英ガラスを省略している。図３（ａ）
は、発光空間側端部４０は、角を有することなく曲線形
状４１になっている点で図２に示す構造と共通するが、
全体において完全な曲線形状をしているのではなく、直
線部４２を有する点で異なる。また、図３（ｂ）に示す
ように、金属箔４ａの発光空間側端部４０は、電極３
ａ、または電極支持棒の幅とほぼ同一の大きさまでなっ
ており、端部４０は各頂点に丸みのある略三角形状にな
っている。このような構造でも、金属箔４にはクラック
や応力集中を生じさせる角型形状のエッジ部分が存在し
なくなり、発光空間内の高い水銀蒸気圧に対して十分に
強い耐圧力特性を持つことができる。

【００１１】図４はさらに他の実施例を示す。図４
（ａ）は金属箔４と電極３の接合部分の要部拡大図であ
り、金属箔４のＡ−Ａ’における断面図を同図（ｂ）に
示し、Ｂ−Ｂ’における断面図を同図（ｃ）に示す。同
図（ｃ）に示す断面図で表れる金属箔４の厚さ方向での
エッヂは従来からも広く行なわれているが、本発明にお
いては同図（ｂ）に示す断面図で表れる金属箔４の厚さ
方向にもエッヂを有することに特徴を有する。このよう
に、箔の厚さ方向においてもエッヂを作ることで、クラ
ック、応力集中を抑える点において、さらに効果を発生
する。すなわち、クラック、応力集中は、金属箔の
「角」において発生しやすいので、金属箔の厚さ方向に
おいても「角」をなくし、これらの発生を良好に防止す
るものである。

【００１２】ここで、本発明の箔構造の製造方法につい
て説明する。すなわち、リン酸等の水溶液に金属箔の端
面と電極を浸け、この金属箔と電極の間に電圧（例え
ば、２１Ｖ）を印加する。このような電圧の印加によ
り、金属箔表面が自然に研磨され、また、金属箔端面の
角が取り去られてエッヂが形成される。電圧の印加時間
と水溶液の温度を変えることで、金属箔端部の形状、エ
ッヂの角度を調整することができる。

【００１３】次に、本発明にかかるショートアーク型超
高圧放電ランプの具体的な数値例を示す。発光空間膨出部の最大外径：Φ１１ｍｍ発光空間膨出部における発光管の肉厚：２ｍｍ発光空間膨出部の内容積：２２０ｍｍ³ 電極間距離：１．５ｍｍ水銀封入量：３３．６ｍｇ安定点灯時の水銀蒸気圧：１２５気圧ランプ電力：１２５Ｗランプ電圧：８０Ｖランプ効率：６５ｌｍ／Ｗ管壁負荷：８０Ｗ／ｃｍ²

【００１４】図５は上記放電ランプの分光スペクトルを
示す。縦軸は最大値を１００としたときの相対値を％で
表し、横軸は放射波長を表す。この図より、本発明の放
電ランプが波長４００ｎｍ〜６００ｎｍに範囲において
十分な放射をしていることが示され、すなわち、演色性
に優れていることがわかる。すなわち、水銀ランプであ
っても内圧を高めることで演色性に優れた放射を可能に
する。

【００１５】次に、本発明の効果を示す。金属箔にはモ
リブデン箔を使い、本発明のものとして、金属箔の端部
を曲線形状、かつ、図４（ｂ）に示す箔の厚み方向にも
エッヂを設けた構造（図６ａ）を採用し、従来のものと
して、金属箔の端部を角型形状、かつ、箔の厚み方向に
図４（ｂ）に示すエッヂが設けられない構造（図６ｂ）
を採用した。なお、どちらの場合も図４（ｃ）に示すエ
ッヂは設けられている。モリブデン箔の幅は１．５ｍ
ｍ、厚さは２０μｍである。このような２種類の箔構造
に図６（ｃ）に示すように、電極側から徐々に加圧させ
てしていき、破壊圧力を測定した。測定は、各々につい
て２０回ずつ行ない、その平均値をとったが、この結
果、本発明のものは１３３（ｋｇｆ／ｃｍ²）であるの
に対し、従来のものは１１３（ｋｇｆ／ｃｍ²）であっ
た。すなわち、この破壊圧力を封止部の耐圧強度とすれ
ば、従来のものに比べて、耐圧強度が約2割増している
ことがわかる。

【００１６】以上、本実施例では発光物質として水銀の
みを封入した放電ランプについて説明したが、水銀以外
に沃化ジスプロシウムなどのハロゲン化物を封入し、メ
タルハライドランプとすることも可能である。

【００１７】また、ランプ点灯中の水銀蒸気圧について
は８０気圧以上としているが、上限値は、発光管形状に
よって変わり、本願発明のように球状もしくは楕円体状
のものは、一般的に１８０気圧ぐらいである。

【００１８】また、本発明の放電ランプは直流、交流の
いずれの点灯方式においても適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかるショートアーク型超高圧放電ラ
ンプを示す。

【図２】本発明にかかるショートアーク型超高圧放電ラ
ンプの部分拡大図を示す。

【図３】本発明にかかるショートアーク型超高圧放電ラ
ンプの他の実施例を示す。

【図４】本発明にかかるショートアーク型超高圧放電ラ
ンプの他の実施例を示す。

【図５】ショートアーク型超高圧放電ランプの分光スペ
クトルを示す。

【図６】本発明の効果を示すための実験に使用した試料
形状の説明図である。

【符号の説明】１：放電ランプ２０：発光空間膨出部２１：封止部３：電極４：金属箔４０：金属箔の発光空間側の端部４１：金属箔端部の曲線形状部分４２：金属箔端部の直線形状部分５：外部リード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者有本智良兵庫県姫路市別所町佐土1194番地ウシオ電機株式会社内 (72)発明者後藤一浩兵庫県姫路市別所町佐土1194番地ウシオ電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光空間膨出部とその両端にそれぞれ伸び
る細長の封止部よりなるショートアーク型超高圧放電ラ
ンプであって、発光空間膨出部内には、２．５ｍｍ以下の間隔で対向す
る一対の電極が配置されて、かつ、点灯時の蒸気圧が８
０気圧以上になる水銀が封入されており、細長の封止部の内部には、発光空間側の端部が曲線状に
形成された金属箔が埋設されていることを特徴とするシ
ョートアーク型超高圧放電ランプ。