JPH1167154A

JPH1167154A - ショートアーク型超高圧放電ランプ

Info

Publication number: JPH1167154A
Application number: JP22702797A
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: 1997-08-11
Filing date: 1997-08-11
Publication date: 1999-03-09

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よりなるショートアーク型超高
圧放電ランプ１であって、発光空間膨出部２０内には、
２．５ｍｍ以下の間隔で対向する一対の電極３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は、その発光空間
膨出部２０側において、その他の部分より太く形成され
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、水銀蒸気圧をより高く
することで、アークの広がりを抑える(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２−１
４８５６１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
光空間膨出部とその両側の封止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。

【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、細長の封止部は、その発光空間膨
出部側において、その他の部分より太く形成されている
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
止部はその発光空間膨出部側において、その他の部分よ
り太く形成されているので、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、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１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、一対の電極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３１（３１ａ、３１ｂ）に溶接される。金属箔３
１（３１ａ、３１ｂ）の他端は外部リード４（４ａ、４
ｂ）が接合される。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
ノン等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】封止部２１は、全体が細長のものである
が、発光空間膨出部２０側には大径部５（５ａ、５ｂ）
が形成される。図２は大径部５の拡大図を示す。すなわ
ち、発光空間の著しく高い水銀蒸気圧に対して、電極棒
と石英ガラスの接触部Ａからクラックが発生するが、こ
のクラックによって発光管が破損することがないように
構成している。大きさの一例をあげれば、封止部２１の
大径部５はΦ６．５ｍｍであり、その他の部分はΦ５．
５ｍｍである。封止部２１は、通常、内部に埋設される
金属箔３１の幅によって定まる。具体的には、箔エッヂ
の石英ガラスへの応力集中等の理由を考慮して、金属箔
３１の幅より２倍程度大きい値が設定される。なお、金
属箔の幅は供給する電流量によって定まる。一方、金属
箔３１の大きさに関わらず、封止部全体を大きくするこ
とは、耐圧という点では好ましいが、液晶プロジェクタ
ーのバックライトのような本願発明の場合はふさわしく
ない。その理由は、通常、放電ランプを反射ミラーに組
み込んで使用するので、あまりに封止部全体が太い場合
には、反射ミラーの端部中央に設けた穴径を太くせねば
ならず、光の利用効率を落とし、また、組み立て工程も
煩雑化するからである。

【００１０】図３に発光管１の製造方法を示す。 (１)．まず、封止部２１の大径部５以外の部分５０に相
当する外径を有する石英ガラス管を用意して、発光空間
を形成する部分に対して、バーナー等で加熱する。（図
３ａ） (２)．所望の発光空間形状を形成するのに必要な量の石
英ガラスを発光空間を形成する部分に集める。（図３
ｂ） (３)．次に、当該加熱した部分の石英ガラスが柔らかく
なってきたら、発光空間膨出部の形状を作るよう設計さ
れ、かつ、発光空間膨出部側の封止部がその他の部分に
比べて太くなるよう設計された合わせ金型６を使って、
石英ガラス管の中にガスを送風しながら、所望の発光管
の形状を生成する。（図３ｃ） (４)．このようにして、図３ｄに示すような発光管の原
形ができあがる。なお、(１)〜(３)の工程は、石英ガラ
ス管内に窒素等のガスを送風しながら行なう。

【００１１】本発明では、大径部５を発光空間膨出部２
０から、どこまで設けるかは内部の水銀蒸気圧、発光管
の肉厚等種々の条件で決定されるが、好ましくは、金属
箔３１と電極棒との溶接部が存在するところまでは設け
ることである。これは、金属箔と電軸棒との溶接部分に
おいて、特に、耐圧性能が要求されるからである。

【００１２】ここで、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

【００１３】図４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３８０ｎｍ〜７６０ｎｍの範囲において
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。

【００１４】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たメ
タルハライドランプとすることも可能である。

【００１５】また、点灯時の水銀蒸気圧については８０
気圧以上としているが、あまりに蒸気圧を高くしようと
すると、発光管の温度を異常に高く設計せねばならず、
短寿命などの不具合を生じる。上限値はおよそ１８０気
圧ぐらいである。

【００１６】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】発光管の製造工程を示す。

【図４】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。

【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３１：金属箔４：外部リード５：大径部

───────────────────────────────────────────────────── 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８０気圧以上になる水銀が封入されてお
り、細長の封止部は、その発光空間膨出部側において、
その他の部分より太く形成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。