JP2013535762A

JP2013535762A - 高圧放電灯

Info

Publication number: JP2013535762A
Application number: JP2013518956A
Authority: JP
Inventors: ゲンツアンドレアス
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2013-09-12
Also published as: CN102985997A; US20130106281A1; EP2532021A1; WO2012003875A1

Abstract

本発明の高圧放電灯は、有利には青色スペクトル領域で発光し、きわめて良好なメンテナンス特性を有する。本発明の高圧放電灯は、充填物として、インジウムハロゲン化物から成る混合物を用いている。

Description

本発明は、請求項１の上位概念記載の高圧放電灯に関する。これは特にはメタルハライドランプである。こうしたランプは、特には、セラミック放電管または石英ガラス管を備えた一般照明のための高圧放電灯である。

従来技術
独国公開第１０１０１５０８号には、金属ハロゲン化物の充填物を用いた高圧放電灯が開示されている。当該高圧放電灯は金属ハロゲン化物としてインジウムヨウ化物を含む。

発明の開示
本発明の課題は、請求項１の上位概念記載の高圧放電灯において、青色スペクトル領域における色発光を簡単かつ低コストに行えるようにすることである。

この課題は、請求項１記載の特徴により解決される。特に有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

カラーランプは建築物照明における効果光として市場での重要性が増している。本発明は青色ＨＱＩランプに関する。ここには３つの目的があり、第１の目的は青色での高い光出力を得ること、第２の目的は高い色飽和度を得ること、第３の目的は良好なメンテナンス性を得ることである。従来使用されてきた充填物はインジウムヨウ化物ＩｎＩである。

驚くべきことに、インジウム臭化物ＩｎＢｒ＋インジウムヨウ化物ＩｎＩ＋インジウム塩化物ＩｎＣｌから成る充填物は、従来のインジウムヨウ化物ＩｎＩから成る充填物に比べて、良好なメンテナンス性を呈する。ここでは、次の限界値が相当する。インジウムヨウ化物ＩｎＩのモルでの割合（分量）は４０％から９０％である。インジウム臭化物ＩｎＢｒのモルでの割合は１０％から６０％である。インジウム塩化物ＩｎＣｌのモルでの割合は最大で２０％である。モルでの割合の和は１００％となる。これらの限界値の根拠は、インジウム塩化物の割合が２０％を越えると、および／または、インジウム臭化物の割合が６０％を越えると、電極腐食が発生し、早期の故障に至るということである。また、インジウムヨウ化物のモルでの割合が上記範囲を超えると、メンテナンス性が低下する。インジウムハロゲン化物全体の充填量は、放電容積１ｍｌ当たり０．０５ｍｇから０．５ｍｇである。

これにより、青色の光出力が高まる。なお、メンテナンス性、すなわち、青色スペクトル領域で放射される光出力の安定性は、その他の重要なパラメータの変化なしに、特に、色飽和度を劣化させることなく、改善される。

これまで用いられてきた青色放射のための充填物は、通常の場合、インジウムヨウ化物ＩｎＩであって、ハロゲン化物の混合物はあまり熱心には研究されてこなかった。なぜなら、付加的な利点が約束されず、しかも、混合物の制御および調整が必要で製造に手間がかかるためである。

しかし、驚くべきことに、種々のインジウムハロゲン化物の混合物は、従来のインジウムヨウ化物ＩｎＩの充填物および純粋なインジウム臭化物ＩｎＢｒの充填物に比べ、メンテナンス性が良好となる。

この場合、次の限界値が相当する。インジウムヨウ化物の割合は、２５重量％以上、最大で７５重量％である。インジウムハロゲン化物全体の充填量は、放電容積１ｍｌ当たり０．１ｍｇから１ｍｇである。特に有利には、出力領域３５Ｗから１５０Ｗのランプで０．２ｍｇ／ｍｌから１．０ｍｇ／ｍｌの値であり、出力領域１７５Ｗから１０００Ｗのランプで０．１ｍｇ／ｍｌから０．６ｍｇ／ｍｌの値である。

本発明のコンセプトは特に１５Ｗから１０００Ｗの低い出力から中程度の出力のランプに適する。

本発明の主要な特徴を挙げるならば、
１．放電容積を包囲する管を備え、
前記放電容積内に、インジウムハロゲン化物と、水銀と、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンのグループから選択される希ガスとを含む充填物が収容されている、
高圧放電灯において、
前記充填物はヨウ素および臭素のハロゲン化物を同時に含み、
インジウムハロゲン化物の総量に対するインジウムヨウ化物の割合は最大で９０モル％である
ことを特徴とする高圧放電灯。

２．前記インジウムヨウ化物の割合は２５％以上、特に４０％以上である、請求項１記載の高圧放電灯。

３．前記インジウムハロゲン化物の総量に対するインジウム臭化物の割合は１０％から最大で６０モル％である、請求項１記載の高圧放電灯。

４．前記充填物は、前記インジウムハロゲン化物の総量に対して最大で２０モル％、特に２モル％以上の割合のインジウム塩化物を含む、請求項１記載の高圧放電灯。

５．前記希ガスは、アルゴン、キセノン、クリプトンもしくはネオンまたはこれらの混合物である、請求項１記載の高圧放電灯。

６．前記希ガスの冷間充填圧は３０ｈＰａから３００ｈＰａの範囲に選定されている、請求項１記載の高圧放電灯。

７．前記水銀の含量は３ｍｇ／ｃｍ^３から３０ｍｇ／ｃｍ^３の範囲に選定されている、請求項１記載の高圧放電灯。

８．前記放電灯は効果照明用のカラー発光ランプである、請求項１記載の高圧放電灯。

９．前記インジウムハロゲン化物全ての充填量は、前記放電容積１ｍｌ当たり０．０５ｍｇから０．５ｍｇまでの範囲である、請求項１記載の高圧放電灯。

１０．放電管は石英ガラスから形成されている、請求項１記載の高圧放電灯。

以下に、本発明を幾つかの実施例に則して詳細に説明する。

放電管と別の外管とを備えた高圧放電灯を示す図である。放電管が外管に収容された高圧放電灯を示す図である。７０Ｗランプでのメンテナンス特性を充填物ごとに示したグラフである。１５０Ｗランプでのメンテナンス特性を充填物ごとに示したグラフである。

図面および実施例の説明
図１には、メタルハライドランプ１が示されている。このランプは、２つの電極３が挿入された、石英ガラスから成る放電管２を含む。放電管２は中央部５と２つの端部４とを有する。各端部４にそれぞれ封止部材６が配置されている。

放電管２は外管７によって包囲されている。放電管２は、短い電流リード１１ａと長い電流リード１１ｂとを含むフレームにより、外管７内に支承されている。

放電管２は、典型的には３ｍｇ／ｃｍ^３から３０ｍｇ／ｃｍ^３の水銀Ｈｇと０．１ｍｇ／ｃｍ^３から１ｍｇ／ｃｍ^３のインジウムハロゲン化物とを含有する充填物を含む。希ガスとして冷間圧３０ｈＰａから３００ｈＰａでアルゴンが使用されている。これにより、青色を発光するメタルハライドランプ１が実現される。

図２には、石英ガラスから成る放電管２を用いた第２の実施例が示されている。放電管２にはフレームを必要とせずに組み合わせ可能な外管１０が取り付けられている。充填物は図１ａの実施例と同様である。

図３には、７０Ｗランプに対して、種々異なるインジウムハロゲン化物の充填物のメンテナンス性を比較したグラフが示されている。この場合、１つだけ離れた曲線ａで表されている純粋なインジウムヨウ化物ＩｎＩは最悪の特性を呈している。青色スペクトル領域における光出力は、混合物が使用される場合、１００時間経過後の基準時点から６０００時間経過するまでに、最大で８０％低下している。

これに対して、インジウムヨウ化物ＩｎＩとインジウム臭化物ＩｎＢｒとの混合物、特にインジウムヨウ化物ＩｎＩの割合が２５重量％から７５重量％までの混合物は、曲線ｂで示されているように、格段に改善された値を有している。同様に、大部分がインジウムヨウ化物ＩｎＩ（５０重量％から８０重量％）であり、１０重量％から２０重量％のインジウム臭化物ＩｎＢｒと、２重量％から１０重量％のインジウム塩化物ＩｎＣｌとを使用した３種混合物が使用される場合にも、曲線ｃで示されているように、良好な値が得られる。

図４には、１５０Ｗランプに対して、５５重量％のタリウムヨウ化物ＴｌＩと４５重量％のインジウム臭化物ＩｎＢｒとの混合物（曲線ａ）、純粋なインジウムヨウ化物ＩｎＩ（曲線ｂ）、純粋なインジウム臭化物ＩｎＢｒ（曲線ｃ）、および、７０重量％のインジウムヨウ化物ＩｎＩと２０重量％のインジウム臭化物ＩｎＢｒと１０重量％のインジウム塩化物ＩｎＣｌとの３種混合物（曲線ｄ）のそれぞれのメンテナンス性を比較したグラフが示されている。塩素の添加が充分に注意して調量されなければならないことは明らかである。有利には、これは、インジウムヨウ化物ＩｎＩに対して少量すなわち最大で１３：１の量が添加され、有利には、インジウム臭化物ＩｎＢｒは、インジウムヨウ化物ＩｎＩに対して１：３から１：６の量が添加される。

後掲する表１には、図１および図２の石英ガラス管を備えた種々のメタルハライドランプ１の光技術的データが示されている。

充填物は青色スペクトル領域４４０ｎｍから４８５ｎｍの発光に対して設けられている。この種のランプは一般照明、特に建築物照明の効果光として使用される。石英ガラス放電管に関連した新規な充填物により、青色スペクトル領域において高い出力が得られるうえ、寿命が長くなり、高い色飽和度と良好なメンテナンス性とが達成される。寿命は９０００時間以上、メンテナンス性は８０％以上、色飽和度は５０％以上である。

充填物はナトリウムＮａまたはスカンジウムＳｃまたはタリウムＴｌを含まない。金属ハロゲン化物としてはインジウムハロゲン化物のみが使用される。インジウムヨウ化物ＩｎＩの最大の割合は９０モル％、インジウム臭化物ＩｎＢｒの最小の割合は１０モル％である。こうした臭化物とヨウ化物との混合物にさらに２０モル％までの割合のインジウム塩化物ＩｎＣｌを添加することができる。有利には、インジウムヨウ化物ＩｎＩの割合は４０モル％から９０モル％であり、インジウム臭化物ＩｎＢｒの割合は１０モル％から６０モル％である。

インジウムハロゲン化物全体の充填量は、有利には、放電管容積１ｍｌ当たり０．０５ｍｇから０．５ｍｇである。他の充填物の割合はアルゴンＡｒおよび水銀Ｈｇなどの希ガスである。

１５０Ｗ出力のランプでは、インジウムハロゲン化物全体の充填量は、有利には、放電管容積１ｍｌ当たり０．０９ｍｇから０．５ｍｇである。２００Ｗ出力のランプでは、インジウムハロゲン化物全体の充填量は、有利には、放電管容積１ｍｌ当たり０．０５ｍｇから０．４ｍｇである。

Claims

放電容積を包囲する管を備え、
前記放電容積内に、インジウムハロゲン化物と、水銀と、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンのグループから選択される希ガスとを含む充填物が収容されている、
高圧放電灯において、
前記充填物はヨウ素および臭素のハロゲン化物を同時に含み、
インジウムハロゲン化物の総量に対するインジウムヨウ化物の割合は最大で９０モル％である
ことを特徴とする高圧放電灯。
前記インジウムヨウ化物の割合は少なくとも２５％、とりわけ少なくとも４０％である、請求項１記載の高圧放電灯。
前記インジウムハロゲン化物の総量に対するインジウム臭化物の割合は１０％から最大で６０モル％である、請求項１記載の高圧放電灯。
前記充填物は、前記インジウムハロゲン化物の総量に対して最大で２０モル％、とりわけ少なくとも２モル％の割合のインジウム塩化物を含む、請求項１記載の高圧放電灯。
前記希ガスは、アルゴン、キセノン、クリプトンもしくはネオンまたはこれらの混合物である、請求項１記載の高圧放電灯。
前記希ガスの冷間充填圧は３０ｈＰａから３００ｈＰａの範囲に選定されている、請求項１記載の高圧放電灯。
前記水銀の含量は３ｍｇ／ｃｍ^３から３０ｍｇ／ｃｍ^３の範囲に選定されている、請求項１記載の高圧放電灯。
前記放電灯は効果照明用のカラー発光ランプである、請求項１記載の高圧放電灯。
前記インジウムハロゲン化物全体の充填量は、前記放電容積１ｍｌ当たり０．０５ｍｇから０．５ｍｇまでの範囲である、請求項１記載の高圧放電灯。
放電管は石英ガラスから形成されている、請求項１記載の高圧放電灯。