JPH0794150A - 希ガス放電灯およびこれを用いた表示装置 - Google Patents
希ガス放電灯およびこれを用いた表示装置Info
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- JPH0794150A JPH0794150A JP21426393A JP21426393A JPH0794150A JP H0794150 A JPH0794150 A JP H0794150A JP 21426393 A JP21426393 A JP 21426393A JP 21426393 A JP21426393 A JP 21426393A JP H0794150 A JPH0794150 A JP H0794150A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】水銀を使用せずに水銀を使用した場合と同等ま
たはそれに近い波長の紫外線を発して発光効率が向上す
る希ガス放電灯および表示装置を提供する。 【構成】発光管１内に少なくとも１種の発光用希ガス
と、少なくとも１種のハロゲンガスとを封入し、水銀を
使用しないことを特徴とする希ガス放電灯。 【作用】希ガスおよびハロゲンからそれぞれ紫外線が発
せられ、水銀と同等な波長域の紫外線を発するようにな
り、紫外線の発光強度を高くすることができる。
たはそれに近い波長の紫外線を発して発光効率が向上す
る希ガス放電灯および表示装置を提供する。 【構成】発光管１内に少なくとも１種の発光用希ガス
と、少なくとも１種のハロゲンガスとを封入し、水銀を
使用しないことを特徴とする希ガス放電灯。 【作用】希ガスおよびハロゲンからそれぞれ紫外線が発
せられ、水銀と同等な波長域の紫外線を発するようにな
り、紫外線の発光強度を高くすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光物質として水銀を
使用しない水銀レスけい光ランプと称する希ガス放電灯
およびこれを用いた表示装置に関する。
使用しない水銀レスけい光ランプと称する希ガス放電灯
およびこれを用いた表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般にけい光ランプは、両端に電極を封
装した発光管の内面にけい光体被膜を形成し、この発光
管内に水銀とアルゴン等の希ガスを封入して構成してあ
り、両電極間で発生した放電により発光管内の水銀を蒸
発させるとともにこの水銀原子を励起および電離させ、
この水銀原子が励起する時に発する水銀共鳴線である１
８５nmおよび２５４nmの紫外線を管壁に形成したけい光
体により可視光線に変換し、この可視光線を発光管の外
部に放出するようになっている。したがって、上記のよ
うな種類のけい光ランプは水銀が不可欠である。しかし
ながら、水銀を使用するランプは、資源の枯渇問題と、
水銀が放棄された場合の環境汚染の社会的問題があり、
水銀を使用しないランプの開発が進められている。
装した発光管の内面にけい光体被膜を形成し、この発光
管内に水銀とアルゴン等の希ガスを封入して構成してあ
り、両電極間で発生した放電により発光管内の水銀を蒸
発させるとともにこの水銀原子を励起および電離させ、
この水銀原子が励起する時に発する水銀共鳴線である１
８５nmおよび２５４nmの紫外線を管壁に形成したけい光
体により可視光線に変換し、この可視光線を発光管の外
部に放出するようになっている。したがって、上記のよ
うな種類のけい光ランプは水銀が不可欠である。しかし
ながら、水銀を使用するランプは、資源の枯渇問題と、
水銀が放棄された場合の環境汚染の社会的問題があり、
水銀を使用しないランプの開発が進められている。
【０００３】このような水銀を含まないランプ、つまり
水銀レスランプとしては、水銀に代わってキセノンＸｅ
を封入し、キセノンの発する紫外線によりけい光体を励
起して可視光を発するようにした希ガス放電灯、いわゆ
るキセノン希ガス放電灯が知られており、既にＯＡ機器
の表示用光源等に使用されている。
水銀レスランプとしては、水銀に代わってキセノンＸｅ
を封入し、キセノンの発する紫外線によりけい光体を励
起して可視光を発するようにした希ガス放電灯、いわゆ
るキセノン希ガス放電灯が知られており、既にＯＡ機器
の表示用光源等に使用されている。
【０００４】しかしながら、従来のキセノン希ガス放電
灯は、発光管端部の内部に電極を封装してあり、これら
内部電極間で放電を発生させてこの放電を持続させ、こ
の陽光柱によりキセノン原子（Ｘｅ* ）を励起させて波
長１４７nmの紫外線を発するものである。このような放
電による紫外線放出形態は１４７nmの自己吸収作用が大
きく、紫外線の有効利用率が低く、またこの波長は水銀
の一方の共鳴線である１８５nmから遠いため、水銀の共
鳴線で励起されることにより可視光線を発するように開
発されたけい光体を使用した場合には可視光の発光効率
がよくない。例えば、上記キセノン希ガス放電灯をセリ
ウム付活イットリウムけい酸塩けい光体Ｙ2 ＳｉＯ5 ：
Ｃｅに適用した場合は、水銀による紫外線発光に比べて
同等入力であっても１０％程度の発光効率しか得られな
いという欠点がある。
灯は、発光管端部の内部に電極を封装してあり、これら
内部電極間で放電を発生させてこの放電を持続させ、こ
の陽光柱によりキセノン原子（Ｘｅ* ）を励起させて波
長１４７nmの紫外線を発するものである。このような放
電による紫外線放出形態は１４７nmの自己吸収作用が大
きく、紫外線の有効利用率が低く、またこの波長は水銀
の一方の共鳴線である１８５nmから遠いため、水銀の共
鳴線で励起されることにより可視光線を発するように開
発されたけい光体を使用した場合には可視光の発光効率
がよくない。例えば、上記キセノン希ガス放電灯をセリ
ウム付活イットリウムけい酸塩けい光体Ｙ2 ＳｉＯ5 ：
Ｃｅに適用した場合は、水銀による紫外線発光に比べて
同等入力であっても１０％程度の発光効率しか得られな
いという欠点がある。
【０００５】このようなことから、電極を発光管の外壁
に形成し、この外部電極により発光管内に放電を発生さ
せるようにしたランプが提案されている。電極を外部電
極にすると、これはいわゆる無声放電を生じ、発光管の
管壁内表面で微小な放電が生じる。つまり、このものは
管壁がコンデンサの役割をなし、管壁の表面でひげのよ
うな微小放電が発生し、これはガラスの絶縁作用により
放電が直ちに消滅し、陽光柱のような連続してしかも収
束するような放電が起こらない。このような無声放電に
よれば、発光管内に封入したキセノンから、下記［化
１］のように、多量のエキシマ−（excimer ＝基底状態
の分子１個と励起状態の分子１個が会合してできた二量
体）を発生させることができる。
に形成し、この外部電極により発光管内に放電を発生さ
せるようにしたランプが提案されている。電極を外部電
極にすると、これはいわゆる無声放電を生じ、発光管の
管壁内表面で微小な放電が生じる。つまり、このものは
管壁がコンデンサの役割をなし、管壁の表面でひげのよ
うな微小放電が発生し、これはガラスの絶縁作用により
放電が直ちに消滅し、陽光柱のような連続してしかも収
束するような放電が起こらない。このような無声放電に
よれば、発光管内に封入したキセノンから、下記［化
１］のように、多量のエキシマ−（excimer ＝基底状態
の分子１個と励起状態の分子１個が会合してできた二量
体）を発生させることができる。
【０００６】
【化１】
【０００７】上記キセノンのエキシマー（Ｘｅ2 * ）は
１７３nmの紫外線を発する特性があり、この波長領域は
自己吸収が少なく、水銀の一方の共鳴線である１８５nm
に近いことから、前記内部電極形のキセノン希ガス放電
灯に比べて紫外線の発光量が多くなり、可視光の発光強
度が高くなる。
１７３nmの紫外線を発する特性があり、この波長領域は
自己吸収が少なく、水銀の一方の共鳴線である１８５nm
に近いことから、前記内部電極形のキセノン希ガス放電
灯に比べて紫外線の発光量が多くなり、可視光の発光強
度が高くなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような外部電極を用いて無声放電を行わせるキセノン希
ガスけい光ランプにおいては、キセノンのエキシマーが
１７３nmの紫外線を発することから可視光の発光効率は
よくなるが、水銀の他方の共鳴線である２５４nmの近傍
で紫外線の発光が生じなく、よってこの部分のけい光体
の励起機能を有効に利用していない。このため、依然と
して効率が低いという問題がある。
ような外部電極を用いて無声放電を行わせるキセノン希
ガスけい光ランプにおいては、キセノンのエキシマーが
１７３nmの紫外線を発することから可視光の発光効率は
よくなるが、水銀の他方の共鳴線である２５４nmの近傍
で紫外線の発光が生じなく、よってこの部分のけい光体
の励起機能を有効に利用していない。このため、依然と
して効率が低いという問題がある。
【０００９】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、水銀を使用せず、
しかしながら水銀を使用した場合と同等なまたはそれに
近い波長の紫外線を発して発光効率が向上する希ガス放
電灯およびこれを用いた表示装置を提供しようとするも
のである。
たもので、その目的とするところは、水銀を使用せず、
しかしながら水銀を使用した場合と同等なまたはそれに
近い波長の紫外線を発して発光効率が向上する希ガス放
電灯およびこれを用いた表示装置を提供しようとするも
のである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、発光
管内に放電用希ガスを封入し、この希ガスから発する紫
外線を放出する希ガス放電灯において、上記発光管内
に、少なくとも１種の上記放電用希ガスと、少なくとも
１種のハロゲンガスとを封入したことを特徴とする。請
求項２の発明は、発光管の内面にけい光体被膜を形成し
てあることを特徴とする。請求項３の発明は、発光管の
外部に設けた電極により発光管内に放電を発生させるよ
うにしたことを特徴とする。請求項４の発明は、上記放
電用希ガスの封入圧は１０００Ｐａ以上であることを特
徴とする。請求項５の発明は、上記放電用希ガスはキセ
ノンであることを特徴とする。請求項６の発明は、上記
ハロゲンガスは、２０℃におけるこのハロゲン固有の蒸
気圧以下の封入圧で封入されていることを特徴とする。
請求項７の発明は、上記ハロゲンガスは臭素またはヨウ
素の少なくとも１種であることを特徴とする。請求項８
の発明は、発光管の内面にけい光体被膜を形成しない請
求項１に記載の希ガス放電灯と、この放電灯の外部に設
けられてこの放電灯から発せられる紫外線を受けて発光
するけい光体層を備えた表示部とからなることを特徴と
する表示装置である。
管内に放電用希ガスを封入し、この希ガスから発する紫
外線を放出する希ガス放電灯において、上記発光管内
に、少なくとも１種の上記放電用希ガスと、少なくとも
１種のハロゲンガスとを封入したことを特徴とする。請
求項２の発明は、発光管の内面にけい光体被膜を形成し
てあることを特徴とする。請求項３の発明は、発光管の
外部に設けた電極により発光管内に放電を発生させるよ
うにしたことを特徴とする。請求項４の発明は、上記放
電用希ガスの封入圧は１０００Ｐａ以上であることを特
徴とする。請求項５の発明は、上記放電用希ガスはキセ
ノンであることを特徴とする。請求項６の発明は、上記
ハロゲンガスは、２０℃におけるこのハロゲン固有の蒸
気圧以下の封入圧で封入されていることを特徴とする。
請求項７の発明は、上記ハロゲンガスは臭素またはヨウ
素の少なくとも１種であることを特徴とする。請求項８
の発明は、発光管の内面にけい光体被膜を形成しない請
求項１に記載の希ガス放電灯と、この放電灯の外部に設
けられてこの放電灯から発せられる紫外線を受けて発光
するけい光体層を備えた表示部とからなることを特徴と
する表示装置である。
【００１１】
【作用】請求項１および請求項２の発明によれば、発光
管に放電用希ガスとハロゲンを封入したから、希ガス原
子、希ガスのエキシマー、ハロゲンのエキシマーならび
に希ガスとハロゲンの化合物のエキシマー等からそれぞ
れ紫外線が発せられ、水銀と同等な波長域の紫外線を発
するようになり、可視光の発光強度を高くすることがで
きる。請求項３の発明によれば、発光管の外部に設けた
電極によって、発光管でいわゆる無声放電が発生し、多
量のエキシマ−が生じるので、紫外線出力が高くなる。
管に放電用希ガスとハロゲンを封入したから、希ガス原
子、希ガスのエキシマー、ハロゲンのエキシマーならび
に希ガスとハロゲンの化合物のエキシマー等からそれぞ
れ紫外線が発せられ、水銀と同等な波長域の紫外線を発
するようになり、可視光の発光強度を高くすることがで
きる。請求項３の発明によれば、発光管の外部に設けた
電極によって、発光管でいわゆる無声放電が発生し、多
量のエキシマ−が生じるので、紫外線出力が高くなる。
【００１２】請求項４の発明によれば、放電用希ガスの
封入圧を１０００Ｐａ以上にしたから、放電用希ガスと
ハロゲンとの化合物のエキシマーを多量に発生させるこ
とができる。請求項５の発明によれば、放電用希ガスを
キセノンとしたから、紫外線の発生効率がよい。請求項
６の発明によれば、ハロゲンガスを２０℃におけるこの
ハロゲン固有の蒸気圧よりも低い封入圧力で封入してあ
るので、温度が２０℃を越えてもハロゲンの蒸気圧は変
化せず、よって温度変化によるハロゲンの発光量の変化
が少なく、温度変化にもとづく光出力の変化を防止する
ことができる。請求項７の発明によれば、ハロゲンガス
として臭素またはヨウ素の少なくとも１種を使用したの
で紫外線の発生効率がよい。請求項８の発明によれば、
発光管の内面にけい光体被膜を形成しない希ガス放電灯
であっても、この放電灯から発せられる紫外線を受けて
表示部に設けたけい光体が励起されて可視光を発し、こ
の場合光源としての希ガス放電灯の紫外線出力が高いの
で、表示性能が高くなる。
封入圧を１０００Ｐａ以上にしたから、放電用希ガスと
ハロゲンとの化合物のエキシマーを多量に発生させるこ
とができる。請求項５の発明によれば、放電用希ガスを
キセノンとしたから、紫外線の発生効率がよい。請求項
６の発明によれば、ハロゲンガスを２０℃におけるこの
ハロゲン固有の蒸気圧よりも低い封入圧力で封入してあ
るので、温度が２０℃を越えてもハロゲンの蒸気圧は変
化せず、よって温度変化によるハロゲンの発光量の変化
が少なく、温度変化にもとづく光出力の変化を防止する
ことができる。請求項７の発明によれば、ハロゲンガス
として臭素またはヨウ素の少なくとも１種を使用したの
で紫外線の発生効率がよい。請求項８の発明によれば、
発光管の内面にけい光体被膜を形成しない希ガス放電灯
であっても、この放電灯から発せられる紫外線を受けて
表示部に設けたけい光体が励起されて可視光を発し、こ
の場合光源としての希ガス放電灯の紫外線出力が高いの
で、表示性能が高くなる。
【００１３】
【実施例】以下本発明について、図１ないし図３に示す
一実施例にもとづき説明する。このバルブ１内には、キ
セノンＸｅ、アルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、ネオンＮ
ｅ等の中から選ばれた少なくとも１種の希ガスと、臭素
Ｂｒ、ヨウ素Ｉ、塩素Ｃｌ、フッ素Ｆ等の中から選ばれ
た少なくとも１種のハロゲン族元素が封入されている。
本実施例の場合は、希ガスとしてキセノンＸｅを、およ
びハロゲンとして臭素Ｂｒを封入してある。キセノンＸ
ｅガスは１０００Ｐａ以上、例えば１００００Ｐａ（分
圧）封入してあり、ハロゲンとしての臭素Ｂｒは、温度
が２０℃となった場合に臭素固有の蒸気圧（２００００
Ｐａ）以下、例えば２００００Ｐａ（分圧）となる状態
で封入してある。
一実施例にもとづき説明する。このバルブ１内には、キ
セノンＸｅ、アルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、ネオンＮ
ｅ等の中から選ばれた少なくとも１種の希ガスと、臭素
Ｂｒ、ヨウ素Ｉ、塩素Ｃｌ、フッ素Ｆ等の中から選ばれ
た少なくとも１種のハロゲン族元素が封入されている。
本実施例の場合は、希ガスとしてキセノンＸｅを、およ
びハロゲンとして臭素Ｂｒを封入してある。キセノンＸ
ｅガスは１０００Ｐａ以上、例えば１００００Ｐａ（分
圧）封入してあり、ハロゲンとしての臭素Ｂｒは、温度
が２０℃となった場合に臭素固有の蒸気圧（２００００
Ｐａ）以下、例えば２００００Ｐａ（分圧）となる状態
で封入してある。
【００１４】上記バルブ１の外表面には、互いに向かい
合って外部電極３、４が設けられている。これら外部電
極３、４はバルブ１の軸方向に沿って帯構造をなしてお
り、例えば導電性塗料を塗布する、または導電金属片を
接合する等の手段でバルブ１の外表面に取り付けられて
いる。これら外部電極３、４は交流電源５に接続されて
いる。この交流電源５は、周波数が数ｋＨｚ〜数１０ｋ
Ｈｚの正弦波を供給する高周波光源である。
合って外部電極３、４が設けられている。これら外部電
極３、４はバルブ１の軸方向に沿って帯構造をなしてお
り、例えば導電性塗料を塗布する、または導電金属片を
接合する等の手段でバルブ１の外表面に取り付けられて
いる。これら外部電極３、４は交流電源５に接続されて
いる。この交流電源５は、周波数が数ｋＨｚ〜数１０ｋ
Ｈｚの正弦波を供給する高周波光源である。
【００１５】このような構成の水銀レスハロゲン入りキ
セノン希ガス放電灯は、外部電極３と４の間に数ｋＨｚ
〜数１０ｋＨｚ、例えば２０ｋＨｚの正弦波の高周波を
供給すると、管壁の内側表面に多数のひげのような無声
放電が発生する。この放電は、管壁内面に局部的な微小
グロー放電を発生し、このグロー放電は直ちに消滅し、
他の点に他の微小なグロー放電を発生し、またこのグロ
ー放電は直ちに消滅する。このような微小放電は管壁内
面の全体に亘り発生し、あたかも全体が均等に放電して
いるかのような無声放電となる。
セノン希ガス放電灯は、外部電極３と４の間に数ｋＨｚ
〜数１０ｋＨｚ、例えば２０ｋＨｚの正弦波の高周波を
供給すると、管壁の内側表面に多数のひげのような無声
放電が発生する。この放電は、管壁内面に局部的な微小
グロー放電を発生し、このグロー放電は直ちに消滅し、
他の点に他の微小なグロー放電を発生し、またこのグロ
ー放電は直ちに消滅する。このような微小放電は管壁内
面の全体に亘り発生し、あたかも全体が均等に放電して
いるかのような無声放電となる。
【００１６】このような放電により、発光管１に封入さ
れたキセノンＸｅと臭素Ｂｒは、それぞれキセノン原子
（Ｘｅ* ）および臭素原子（Ｂｒ2 * ）の形態で存在す
るとともに、これらキセノンのエキシマー（Ｘｅ2
* ）、およびキセノンＸｅと臭素Ｂｒの化合物のエキシ
マー（ＸｅＢｒ* ）の形で存在する。しかもキセノン原
子Ｘｅは［化１］で示すようにエキシマー（Ｘｅ2 * ）
を作るとともに、このエキシマー（Ｘｅ2 * ）は下記
［化２］で示すように、電離する反応を繰り返す。
れたキセノンＸｅと臭素Ｂｒは、それぞれキセノン原子
（Ｘｅ* ）および臭素原子（Ｂｒ2 * ）の形態で存在す
るとともに、これらキセノンのエキシマー（Ｘｅ2
* ）、およびキセノンＸｅと臭素Ｂｒの化合物のエキシ
マー（ＸｅＢｒ* ）の形で存在する。しかもキセノン原
子Ｘｅは［化１］で示すようにエキシマー（Ｘｅ2 * ）
を作るとともに、このエキシマー（Ｘｅ2 * ）は下記
［化２］で示すように、電離する反応を繰り返す。
【００１７】
【化２】
【００１８】また、キセノンＸｅと臭素Ｂｒの化合物の
エキシマー（ＸｅＢｒ* ）は、下記［化３］で示すよう
に、会合および分離を繰り返す。
エキシマー（ＸｅＢｒ* ）は、下記［化３］で示すよう
に、会合および分離を繰り返す。
【００１９】
【化３】
【００２０】さらに、キセノン原子（Ｘｅ* ）は波長１
４７nmの紫外線を発するとともに、キセノンのエキシマ
ー（Ｘｅ2 * ）は波長１７３nmの紫外線を発する。ま
た、臭素のエキシマー（Ｂｒ2 * ）は下記［表１］に示
す通り、２８９nmの紫外線を発し、かつキセノンＸｅと
臭素Ｂｒのエキシマー（ＸｅＢｒ* ）は２８３nmの紫外
線を発する。
４７nmの紫外線を発するとともに、キセノンのエキシマ
ー（Ｘｅ2 * ）は波長１７３nmの紫外線を発する。ま
た、臭素のエキシマー（Ｂｒ2 * ）は下記［表１］に示
す通り、２８９nmの紫外線を発し、かつキセノンＸｅと
臭素Ｂｒのエキシマー（ＸｅＢｒ* ）は２８３nmの紫外
線を発する。
【００２１】
【表１】
【００２２】すなわち、発光管１内では、キセノン原子
（Ｘｅ* ）から放出される波長１４７nmの紫外線、キセ
ノンのエキシマー（Ｘｅ2 * ）から放出される波長１７
３ｎｍの紫外線、臭素のエキシマー（Ｂｒ２ ＊ ）か
ら放出される波長２８９nmの紫外線およびキセノンＸｅ
と臭素Ｂｒのエキシマー（ＸｅＢｒ* ）から放出される
波長２８３nmの紫外線が同時に発せられる。
（Ｘｅ* ）から放出される波長１４７nmの紫外線、キセ
ノンのエキシマー（Ｘｅ2 * ）から放出される波長１７
３ｎｍの紫外線、臭素のエキシマー（Ｂｒ２ ＊ ）か
ら放出される波長２８９nmの紫外線およびキセノンＸｅ
と臭素Ｂｒのエキシマー（ＸｅＢｒ* ）から放出される
波長２８３nmの紫外線が同時に発せられる。
【００２３】このため、水銀の共鳴線である１８５nmお
よび２５４nmに近い紫外線が発せられることになり、水
銀の共鳴線で励起されることにより可視光線を発するよ
うに開発されたけい光体を使用した場合には可視光の発
光効率がよくなる。
よび２５４nmに近い紫外線が発せられることになり、水
銀の共鳴線で励起されることにより可視光線を発するよ
うに開発されたけい光体を使用した場合には可視光の発
光効率がよくなる。
【００２４】例えば、けい光体被膜２としてセリウム付
活イットリウムけい酸塩けい光体Ｙ2 ＳｉＯ5 ：Ｃｅを
用いた場合は、臭素Ｂｒを混合しないランプに比べて１
５％以上の効率向上が認められた。
活イットリウムけい酸塩けい光体Ｙ2 ＳｉＯ5 ：Ｃｅを
用いた場合は、臭素Ｂｒを混合しないランプに比べて１
５％以上の効率向上が認められた。
【００２５】また、本実施例の場合、臭素Ｂｒの封入圧
を、温度が２０℃となった場合に臭素の固有の蒸気圧
（２００００Ｐａ）以下、例えば２００００Ｐａ（分
圧）となる状態で封入してあり、このため周囲温度が２
０℃以上になっても臭素の供給源がないから２００００
Ｐａを大幅に越えることはなく、２００℃程度までは殆
ど蒸気圧の変化がない。これに対し、臭素Ｂｒ2 を過剰
に封入してある場合、温度によって蒸気圧が変化する性
質があるため、周囲温度が変化したり、起動から安定に
至るまでの間に最冷部温度が変化する過程で、臭素Ｂｒ
2 の蒸気圧が変化し、このためハロゲンの発光具合が変
わるので、光出力が変化する。つまり、発光管１内に臭
素を液体の状態で過剰に封入しておくと、図３の特性Ｂ
で示す通り、温度上昇に伴って臭素の蒸発が促されて臭
素の蒸発圧はどんどん上昇し、例えば２０℃で２０００
０Ｐａ、５０℃では約７００００Ｐａ、７５℃では約２
０００００Ｐａ、１００℃では５０００００Ｐａ程度ま
で上昇する。このため、管壁の温度変化に伴い臭素の発
光量が変化し、よって全体の光出力が変化する。
を、温度が２０℃となった場合に臭素の固有の蒸気圧
（２００００Ｐａ）以下、例えば２００００Ｐａ（分
圧）となる状態で封入してあり、このため周囲温度が２
０℃以上になっても臭素の供給源がないから２００００
Ｐａを大幅に越えることはなく、２００℃程度までは殆
ど蒸気圧の変化がない。これに対し、臭素Ｂｒ2 を過剰
に封入してある場合、温度によって蒸気圧が変化する性
質があるため、周囲温度が変化したり、起動から安定に
至るまでの間に最冷部温度が変化する過程で、臭素Ｂｒ
2 の蒸気圧が変化し、このためハロゲンの発光具合が変
わるので、光出力が変化する。つまり、発光管１内に臭
素を液体の状態で過剰に封入しておくと、図３の特性Ｂ
で示す通り、温度上昇に伴って臭素の蒸発が促されて臭
素の蒸発圧はどんどん上昇し、例えば２０℃で２０００
０Ｐａ、５０℃では約７００００Ｐａ、７５℃では約２
０００００Ｐａ、１００℃では５０００００Ｐａ程度ま
で上昇する。このため、管壁の温度変化に伴い臭素の発
光量が変化し、よって全体の光出力が変化する。
【００２６】しかし、本実施例では、臭素Ｂｒの封入圧
を、温度が２０℃の場合に臭素の固有の蒸気圧（２００
００Ｐａ）以下、例えば２００００Ｐａ（分圧）に封入
してあるから、温度が２００℃程度まで昇しても、臭素
蒸気の供給源がないことから、図３の特性Ａで示す通
り、蒸気圧の変化がほとんどなく、したがって臭素の発
光量の変化がなく、全体の光出力の変化を少なくするこ
とができる。このことから、周囲温度の変化や、光束の
立上がり時における光出力の変化を軽減することができ
る。
を、温度が２０℃の場合に臭素の固有の蒸気圧（２００
００Ｐａ）以下、例えば２００００Ｐａ（分圧）に封入
してあるから、温度が２００℃程度まで昇しても、臭素
蒸気の供給源がないことから、図３の特性Ａで示す通
り、蒸気圧の変化がほとんどなく、したがって臭素の発
光量の変化がなく、全体の光出力の変化を少なくするこ
とができる。このことから、周囲温度の変化や、光束の
立上がり時における光出力の変化を軽減することができ
る。
【００２７】なお、上記無声放電を発生させるには、正
弦波による数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚの高周波を印加して
パルス的な電流にて点灯することが効果的である。しか
し、点灯周波数を数ＭＨｚ程度まで高くすると放電は持
続するものの、ＸｅＢｒ* エキシマーによる２８３nmの
減少がみられる。これは、点灯周波数が高くなることに
よりパルス的な放電ができなくなり、いわゆる休止期間
が短くなることにより、ＸｅＢｒ* がＸｅとＢｒに分離
する時間的ゆとりがなくなり、したがって２８３nmの減
少が生じるものと推測される。この点から、ＸｅＢｒ*
エキシマーの分解による２８３nmの強度を得るにはパル
ス的ランプ電流を供給することが有効であり、正弦波に
よる数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚの高周波を印加することが
よい。
弦波による数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚの高周波を印加して
パルス的な電流にて点灯することが効果的である。しか
し、点灯周波数を数ＭＨｚ程度まで高くすると放電は持
続するものの、ＸｅＢｒ* エキシマーによる２８３nmの
減少がみられる。これは、点灯周波数が高くなることに
よりパルス的な放電ができなくなり、いわゆる休止期間
が短くなることにより、ＸｅＢｒ* がＸｅとＢｒに分離
する時間的ゆとりがなくなり、したがって２８３nmの減
少が生じるものと推測される。この点から、ＸｅＢｒ*
エキシマーの分解による２８３nmの強度を得るにはパル
ス的ランプ電流を供給することが有効であり、正弦波に
よる数ｋＨｚ〜数１０ｋＨｚの高周波を印加することが
よい。
【００２８】また、希ガスの封入圧は１０００Ｐａ以上
が望ましい。希ガスの封入圧が１０００Ｐａ未満である
と、ＸｅＢｒ* エキシマーによる２８３nmの減少がみら
れる。これはキセノン原子Ｘｅの数が少なくなることか
ら、キセノンＸｅと臭素Ｂｒとの衝突チャンスが少なく
なり、ＸｅＢｒ* エキシマーの発生数が減少するためと
考えられる。なお、希ガスの封入圧は３０００００Ｐａ
程度まで高くしてもよいことが判っている。
が望ましい。希ガスの封入圧が１０００Ｐａ未満である
と、ＸｅＢｒ* エキシマーによる２８３nmの減少がみら
れる。これはキセノン原子Ｘｅの数が少なくなることか
ら、キセノンＸｅと臭素Ｂｒとの衝突チャンスが少なく
なり、ＸｅＢｒ* エキシマーの発生数が減少するためと
考えられる。なお、希ガスの封入圧は３０００００Ｐａ
程度まで高くしてもよいことが判っている。
【００２９】上記実施例では、希ガスとしてキセノンＸ
ｅを用いるとともに、ハロゲンとして臭素Ｂｒを用いた
例を説明したが、ハロゲンとして臭素Ｂｒの代わりにヨ
ウ素Ｉを用いた例を説明する。ヨウ素Ｉを用いると、キ
セノン原子（Ｘｅ* ）から出る波長１４７nmおよびキセ
ノンのエキシマー（Ｘｅ2 * ）から発せられる１７３nm
の紫外線の外に、［表１］から判る通り、ヨウ素のエキ
シマー（Ｉ2 * ）から発せられる波長３４２ｎｍの紫外
線、およびキセノンＸｅとヨウ素Ｉの化合物のエキシマ
ー（ＸｅＩ＊ ）から発せられる波長２５３nmの紫外線
が放出される。このため、けい光体被膜２として４００
nm以下の波長域に対して広い励起感度をもつけい光体を
用いれば可視光の強度が強くなり、例えば（Ｂａ、Ｃ
ａ、Ｍｇ）10（ＰＯ4 ）6 Ｃｌ2 ：Ｅｕけい光体などを
用いると有効である。
ｅを用いるとともに、ハロゲンとして臭素Ｂｒを用いた
例を説明したが、ハロゲンとして臭素Ｂｒの代わりにヨ
ウ素Ｉを用いた例を説明する。ヨウ素Ｉを用いると、キ
セノン原子（Ｘｅ* ）から出る波長１４７nmおよびキセ
ノンのエキシマー（Ｘｅ2 * ）から発せられる１７３nm
の紫外線の外に、［表１］から判る通り、ヨウ素のエキ
シマー（Ｉ2 * ）から発せられる波長３４２ｎｍの紫外
線、およびキセノンＸｅとヨウ素Ｉの化合物のエキシマ
ー（ＸｅＩ＊ ）から発せられる波長２５３nmの紫外線
が放出される。このため、けい光体被膜２として４００
nm以下の波長域に対して広い励起感度をもつけい光体を
用いれば可視光の強度が強くなり、例えば（Ｂａ、Ｃ
ａ、Ｍｇ）10（ＰＯ4 ）6 Ｃｌ2 ：Ｅｕけい光体などを
用いると有効である。
【００３０】また、希ガスはキセノンＸｅの外に、上記
したアルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、ネオンＮｅ等の中
から選ばれた少なくとも１種であってもよく、またハロ
ゲンは、臭素Ｂｒやヨウ素Ｉの外に塩素Ｃｌやフッ素Ｆ
等の中から選ばれた少なくとも１種のハロゲン族元素で
あってもよく、これらのエキシマーおよびこれらの組み
合わせによるエキシマーの発光波長は［表１］に示す通
りである。
したアルゴンＡｒ、クリプトンＫｒ、ネオンＮｅ等の中
から選ばれた少なくとも１種であってもよく、またハロ
ゲンは、臭素Ｂｒやヨウ素Ｉの外に塩素Ｃｌやフッ素Ｆ
等の中から選ばれた少なくとも１種のハロゲン族元素で
あってもよく、これらのエキシマーおよびこれらの組み
合わせによるエキシマーの発光波長は［表１］に示す通
りである。
【００３１】さらに、本発明は外部電極３、４により無
声放電を行わせるランプには限らない。たとえば、図４
および図５に示すように、発光管１の端部に冷陰極７、
７を封装した冷陰極希ガス放電灯の場合でもエキシマー
の発生が可能であり、複数の波長域で紫外線発光が可能
になる。なお、図４において、符号８は電流制限手段で
ある。図４のような構造の希ガス放電灯において、バル
ブの最冷部温度と相対全光束との関係を測定した実験例
を説明する。内径８mmのバルブ１の内面にＬａＰＯ4か
らなるけい光体被膜２を形成し、このバルブ１内に１０
０００Ｐａのキセノンと、２０℃で８０００Ｐａの臭素
（この蒸気圧は０℃の蒸気圧に相当する）を気体の状態
で封入した。ランプ電流を２０ mＡとして２０ｋＨｚの
高周波を印加すると、臭素Ｂｒを混合しないランプに比
べて２０％以上の効率向上が認められた。
声放電を行わせるランプには限らない。たとえば、図４
および図５に示すように、発光管１の端部に冷陰極７、
７を封装した冷陰極希ガス放電灯の場合でもエキシマー
の発生が可能であり、複数の波長域で紫外線発光が可能
になる。なお、図４において、符号８は電流制限手段で
ある。図４のような構造の希ガス放電灯において、バル
ブの最冷部温度と相対全光束との関係を測定した実験例
を説明する。内径８mmのバルブ１の内面にＬａＰＯ4か
らなるけい光体被膜２を形成し、このバルブ１内に１０
０００Ｐａのキセノンと、２０℃で８０００Ｐａの臭素
（この蒸気圧は０℃の蒸気圧に相当する）を気体の状態
で封入した。ランプ電流を２０ mＡとして２０ｋＨｚの
高周波を印加すると、臭素Ｂｒを混合しないランプに比
べて２０％以上の効率向上が認められた。
【００３２】そして、臭素を液体の状態で過剰に封入し
た場合は、図５において特性Ｄで示すように、最冷部温
度の変化に伴い相対全光束の変化が大きいが、臭素を２
０℃で８０００Ｐａの封入圧として規制した本発明の場
合は、図５において特性Ｃで示すように、最冷部温度の
変化に伴う相対全光束の変化が少なく、よって温度変化
による光出力の変化が少ないことが確かめられた。
た場合は、図５において特性Ｄで示すように、最冷部温
度の変化に伴い相対全光束の変化が大きいが、臭素を２
０℃で８０００Ｐａの封入圧として規制した本発明の場
合は、図５において特性Ｃで示すように、最冷部温度の
変化に伴う相対全光束の変化が少なく、よって温度変化
による光出力の変化が少ないことが確かめられた。
【００３３】また、本発明は、一方の電極が内部の冷陰
極であり、他方の電極が外部電極とした希ガス放電灯で
あっても実施可能である。さらにまた、上記実施例の場
合、発光管バルブ１の内面にけい光体被膜２を形成し、
放電用希ガスおよびハロゲンガスから放出される紫外線
を上記けい光体被膜２により可視光に変換して放出する
ようにしたが、放電灯は必ずしも可視光を発することに
は限らず、紫外線を放出する希ガス放電灯であってもよ
い。このような希ガスから放出される紫外線は、図示し
ないが、紫外線露光装置の光源として使用したり、希ガ
ス放電灯の外部に設けた表示板などのような表示部に照
射し、この表示部に形成したけい光体層により所定の可
視光に変換して表示するような装置にも使用できる。し
たがって、発光管内に放電用希ガスを封入し、この希ガ
スから発する紫外線を放出する希ガス放電灯において、
上記発光管内に、少なくとも１種の上記放電用希ガス
と、少なくとも１種のハロゲンガスとを封入した希ガス
放電灯であってもよい。
極であり、他方の電極が外部電極とした希ガス放電灯で
あっても実施可能である。さらにまた、上記実施例の場
合、発光管バルブ１の内面にけい光体被膜２を形成し、
放電用希ガスおよびハロゲンガスから放出される紫外線
を上記けい光体被膜２により可視光に変換して放出する
ようにしたが、放電灯は必ずしも可視光を発することに
は限らず、紫外線を放出する希ガス放電灯であってもよ
い。このような希ガスから放出される紫外線は、図示し
ないが、紫外線露光装置の光源として使用したり、希ガ
ス放電灯の外部に設けた表示板などのような表示部に照
射し、この表示部に形成したけい光体層により所定の可
視光に変換して表示するような装置にも使用できる。し
たがって、発光管内に放電用希ガスを封入し、この希ガ
スから発する紫外線を放出する希ガス放電灯において、
上記発光管内に、少なくとも１種の上記放電用希ガス
と、少なくとも１種のハロゲンガスとを封入した希ガス
放電灯であってもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、発
光管に放電用希ガスとハロゲンを封入したから、希ガス
原子、希ガスのエキシマー、ハロゲンのエキシマーなら
びに希ガスとハロゲンの化合物のエキシマー等からそれ
ぞれ紫外線が発せられ、水銀と同等な波長域の紫外線を
発するようになり、紫外線の発光強度を高くすることが
できる。このため、水銀を使用する必要がなくなり、資
源や環境汚染等の社会的問題を解消することができる。
光管に放電用希ガスとハロゲンを封入したから、希ガス
原子、希ガスのエキシマー、ハロゲンのエキシマーなら
びに希ガスとハロゲンの化合物のエキシマー等からそれ
ぞれ紫外線が発せられ、水銀と同等な波長域の紫外線を
発するようになり、紫外線の発光強度を高くすることが
できる。このため、水銀を使用する必要がなくなり、資
源や環境汚染等の社会的問題を解消することができる。
【図１】本発明の一実施例に係る希ガス放電灯の概略的
構成を示す断面図。
構成を示す断面図。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図。
【図３】温度変化による臭素の蒸気圧変化を示す特性
図。
図。
【図４】本発明の他の実施例に係る希ガス放電灯の概略
的構成を示す断面図。
的構成を示す断面図。
【図５】バルブ最冷部の温度変化に伴う全光束の変化具
合を示す特性図。
合を示す特性図。
１…発光管 ２…けい光体被膜 ３、４…
外部電極 ５…高周波電源 ７…冷陰極
外部電極 ５…高周波電源 ７…冷陰極
Claims (8)
- 【請求項１】 発光管内に放電用希ガスを封入し、この
希ガスから発する紫外線を放出する希ガス放電灯におい
て、 上記発光管内に、少なくとも１種の上記放電用希ガス
と、少なくとも１種のハロゲンガスとを封入したことを
特徴とする希ガス放電灯。 - 【請求項２】 発光管の内面にはけい光体被膜が形成さ
れていることを特徴とする請求項１に記載の希ガス放電
灯。 - 【請求項３】 発光管の外部に設けた電極により発光管
内に放電を発生させるようにしたことを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の希ガス放電灯。 - 【請求項４】 上記放電用希ガスの封入圧は１０００Ｐ
ａ以上であることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の希ガス放電灯。 - 【請求項５】 上記放電用希ガスはキセノンであること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の希ガス放
電灯。 - 【請求項６】 上記ハロゲンガスは、２０℃におけるこ
のハロゲン固有の蒸気圧以下の封入圧で封入されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の希ガ
ス放電灯。 - 【請求項７】 上記ハロゲンガスは臭素またはヨウ素の
少なくとも１種であることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の希ガス放電灯。 - 【請求項８】 発光管の内面にけい光体被膜を形成しな
い上記請求項１に記載の希ガス放電灯と、この放電灯の
外部に設けられてこの放電灯から発せられる紫外線を受
けて発光するけい光体層を備えた表示部とからなること
を特徴とする表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21426393A JPH0794150A (ja) | 1993-07-30 | 1993-08-30 | 希ガス放電灯およびこれを用いた表示装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-190185 | 1993-07-30 | ||
| JP19018593 | 1993-07-30 | ||
| JP21426393A JPH0794150A (ja) | 1993-07-30 | 1993-08-30 | 希ガス放電灯およびこれを用いた表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794150A true JPH0794150A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=26505925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21426393A Pending JPH0794150A (ja) | 1993-07-30 | 1993-08-30 | 希ガス放電灯およびこれを用いた表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0794150A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997026779A1 (fr) * | 1996-01-16 | 1997-07-24 | Ushio Denki Kabushiki Kaisya | Dispositif d'eclairage de lampe a decharge |
| WO1998035536A1 (fr) * | 1997-02-05 | 1998-08-13 | Ushio Denki Kabushiki Kaisya | Dispositif de mise en circuit de lampe a decharge |
| JP2002018432A (ja) * | 2000-07-07 | 2002-01-22 | Shibaura Mechatronics Corp | オゾン水処理装置及び洗浄処理装置 |
| US6628088B2 (en) | 2000-06-10 | 2003-09-30 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Plasma display panel using excimer gas |
| KR100784710B1 (ko) * | 2002-02-20 | 2007-12-12 | 한국과학기술원 | 장파장 자외선을 방출하는 기체 방전을 이용한 백 라이트유닛 |
| JP2008052916A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Ehime Univ | 紫外線照射装置 |
| JP2010056008A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Ehime Univ | 無水銀殺菌ランプおよび殺菌装置 |
| CN101840839A (zh) * | 2009-03-16 | 2010-09-22 | 优志旺电机株式会社 | 准分子灯 |
| JP2010212045A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Ushio Inc | ランプ |
| JP2010218858A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Ushio Inc | 紫外線照射装置 |
| JP2011108487A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Ushio Inc | 放電ランプ |
| WO2022084402A3 (en) * | 2020-10-21 | 2022-07-07 | United Kingdom Research And Innovation | Photoreactor and source for generating uv and vuv |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP21426393A patent/JPH0794150A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997026779A1 (fr) * | 1996-01-16 | 1997-07-24 | Ushio Denki Kabushiki Kaisya | Dispositif d'eclairage de lampe a decharge |
| WO1998035536A1 (fr) * | 1997-02-05 | 1998-08-13 | Ushio Denki Kabushiki Kaisya | Dispositif de mise en circuit de lampe a decharge |
| US6084360A (en) * | 1997-02-05 | 2000-07-04 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Device for operation of a discharge lamp |
| US6628088B2 (en) | 2000-06-10 | 2003-09-30 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Plasma display panel using excimer gas |
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| JP2008052916A (ja) * | 2006-08-22 | 2008-03-06 | Ehime Univ | 紫外線照射装置 |
| JP2010056008A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Ehime Univ | 無水銀殺菌ランプおよび殺菌装置 |
| CN101958224A (zh) * | 2009-03-10 | 2011-01-26 | 优志旺电机株式会社 | 灯 |
| JP2010212045A (ja) * | 2009-03-10 | 2010-09-24 | Ushio Inc | ランプ |
| KR101380425B1 (ko) * | 2009-03-10 | 2014-04-01 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 램프 |
| JP2010218804A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Ushio Inc | エキシマランプ |
| CN101840839A (zh) * | 2009-03-16 | 2010-09-22 | 优志旺电机株式会社 | 准分子灯 |
| KR101374022B1 (ko) * | 2009-03-16 | 2014-03-12 | 우시오덴키 가부시키가이샤 | 엑시머 램프 |
| TWI449082B (zh) * | 2009-03-16 | 2014-08-11 | Ushio Electric Inc | Excimer lamp |
| JP2010218858A (ja) * | 2009-03-17 | 2010-09-30 | Ushio Inc | 紫外線照射装置 |
| JP2011108487A (ja) * | 2009-11-17 | 2011-06-02 | Ushio Inc | 放電ランプ |
| WO2022084402A3 (en) * | 2020-10-21 | 2022-07-07 | United Kingdom Research And Innovation | Photoreactor and source for generating uv and vuv |
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