JPH02256151A - 照明用ランプ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、赤色領域の演色性に優れた照明用ランプに関
し、特に、カラー液晶の投影用光源等に好適な照明用ラ
ンプに関する。

〔技術の背景〕

希土類金属とハロゲンとが封入されてなるショートアー
クメタルハライドランプは、可視光波長域における発光
効率が高く、また、分光特性が太陽光に近似しているた
約演色性に優れていることから、スタジオ照明用等の光
源として好適に用いられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、カラー液晶の投影用光源においては、太陽光と
は異なり、カラーフィルターの感度特性に適合した分光
特性が要求されるため、従来のショートアークメタルハ
ライドランプでは、赤色領域の放射強度が相対的に低く
、そのためカラー液晶表示の演色性が劣る問題がある。

一方、赤色領域の放射強度を高めるためには、発光管の
内部にリチウムを封入することが有効である。

しかし、リチウムは発光管を構成するガラスとの反応性
が高いために、点灯中において発光管の失透が著しく発
生し、その結果、全体の光束が減少するとともに、赤色
光の放射強度が急激に減衰し、十分な使用寿命が得られ
ない問題がある。

斯かる事情から本発明者が鋭意研究を重ねた結果、発光
管の内部に、ルテチウム（Ｌｕ）を封入するとともに、
このルテチウムに対して特定割合のリチウム（Ｌｉ）を
封入し、さらにルテチウムおよびリチウムに対して過剰
量の特定範囲のハロゲンを封入することにより、発光管
の失透を抑制することができて、光束の減衰が少なく、
しかも赤色光の放射強度の高い分光特性が得られること
を見出し本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の目的は、発光管の失透を抑制して、
光束の減衰を少なくし、赤色光の放射強度を高くするこ
とができる照明用ランプを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、ガラス製の発光管の内部に、水銀と希ガスと
ともに、ルテチウム（Ｌｕ）と、リチウム（Ｌｉ）と、
ハロゲンとが封入されてなり、下記の条件■および■を
満足することを特徴とする。

条件の リチウムのルテチウムに対する割合Ｌ　ｉ　／　Ｌ　＋
１（原子数の比）が０．５乃至１．５である。

条件■ ハロゲンの封入量は、ルテチウムおよびリチウムとの間
で過不足なくハロゲン化物を形成しうる標準量と、発光
管の内容積に対して０．５Ｘ１０−６乃至４　ＸＩＱ−
６分子モル／ＣＣの過剰量との合計である。

〔作用〕

リチウムのルテチウムに対する割合が特定範囲にあり、
ハロゲンの封入量が、ルテチウムおよびリチウムに対応
する標準量と、特定範囲の過剰量との合計であるので、
発光管の失透が十分に抑制され、光束の減衰を少なくし
、赤色光の放射強度の高い分光特性を有する照明光が得
られる。

斯かる優れた作用が発揮される理由は必ずしも明らかで
はないが、次のように推察される。すなわち、ハロゲン
の封入量が、標準量と特定範囲の一 過剰量との合計量であるため、特定範囲の過剰量のハロ
ゲンにより、リチウムのハロゲン化物の解離が抑制され
、その結果、ガラス製の発光管とリチウムとの反応が十
分に抑制されて発光管の失透が生じにくくなるうえ、リ
チウムによる赤色領域の放射強度を高める作用が安定に
発揮されるからであると解される。

なお、ルテチウムは、青色光および緑色光の放射強度を
高め、しかもガラス製の発光管との反応性が低いために
発光管の失透が生じにくいという特長を有しているが、
赤色光の放射強度が低いという弱点がある。このため、
ルテチウムとハロゲンのみでは赤色領域の放射強度の高
い分光特性が得られない。一方、リチウムは、赤色光の
放射強度を高めることができるという特長を有している
が、ガラス製の発光管との反応性が高いという弱点があ
る。このため、リチウムとハロゲンのみでは青色光およ
び緑色光の放射強度が低いうえ、発光管の失透を十分に
抑制することができない。

これに対して、本発明によれば、発光管の失透を抑制し
て、光束の減衰を少なくし、赤色光の放射強度を高くす
ることができる。

従って、本発明の照明用ランプを光学系と組合せてカラ
ー液晶の投影用光源として用いるときには、効率的に集
光するこ七ができ、光束利用率の低下を伴わずに、カラ
ーフィルターの感度特性に適合した分光特性の照明光が
得られ、演色性の優れたカラー液晶表示を達成すること
ができる。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

（実施例１） 本実施例においては、第１図に示すように、例えば石英
ガラス製の発光管１０の内部に、水銀と希ガスを封入す
るとともに、上記条件のおよび■を満足する範囲のルテ
チウムとリチウムとハロゲンとを封入して、照明用ラン
プを構成する。

発光管１０の中央には発光空間囲繞部１１が設けられ、
この発光空間囲繞部１１内には、一対の電極２１゜２２
が対向配置されている。点灯中においてはこの一対の電
極２１．２２間でアーク放電が生じて発光する。３１．
３２は口金である。

水銀と希ガスはアーク放電を持続させるために必要な成
分であり、その封入量は適宜選択される。

希ガスとしては、キセノン、アルゴン等を用いることが
できる。

ルテチウムと、リチウムは、それぞれハロゲン化物の形
態で封入することができる。具体的には、ルテチウムの
沃化物（ＬｕＩ３）、ルテチウムの臭化物（ＬｕＢｒ３
）　、リチウムの沃化物（ＬｉＩ）、リチウムの臭化物
（ＬｉＢｒ）等である。

そして、ハロゲンは、上記のようにルテチウムおよびリ
チウムのハロゲン化物の形態で封入することができるほ
か、水銀のハロゲン化物（ＨｇＩ２）の形態で封入する
ことができる。

ルテチウムと、リチウムと、ハロゲンの封入量は、上記
条件■および■を満足することが必要である。

すなわち、リチウムのルテチウムに対する割合Ｌｉ／Ｌ
ｕ（原子数の比）は０．５乃至１．５である（条件■）
。

この割合Ｌｉ／Ｌｕが０．５未満であると、赤色光、青
色光、緑色光の発光のバランスが悪くなり、相対的に赤
色光（６１０ｎｍ、　６７１ｎｍ等）の放射強度が弱く
なる。

一方、この割合Ｌｉ／Ｌｕが１．５を超えると、リチウ
ムとガラス製の発光管１０との反応が活発化して失透が
生じやすく、光束が大きく減少する。

また、ハロゲンの封入量は、ルテチウムおよびリチウム
との間で過不足なくハロゲン化物を形成しろる標準量と
、発光管１０の内容積に対して０．５ｘｉｏ−６乃至４
　×１０−６分子モル／ｃｃの過剰量との合計である（
条件■）。

ハロゲンの過剰量が０．５Ｘ１０−６分子モル／ＣＣ未
満であると、リチウムと発光管１０との反応を十分に抑
制できないため失透が生じやすい。これはリチウムのハ
ロゲン化物の解離反応を抑制する効果が少なくなるから
であると考えられる。

一方、ハロゲンの過剰量が４Ｘ１０−６分子モル／ＣＣ
を超えると、ハロゲンと電極２１．２２　との反応が活
発化して発光管１０の管壁が黒化しやすく、また、遊離
したハロゲンの増加によって、点灯性が悪化する。

なお、アーク放電の安定化等のため、必要に応じて、ナ
トリウム、カリウム、ルビジウム、センラム等のアルカ
リ金属を発光管１０の内部に封入してもよい。

次に、本発明の効果を裏付けるために行った実験例につ
いて説明する。

〔実験例１〕 上記実施例に基づいて、下記条件の照明用ランプを試作
した。

・発光空間囲繞部１１の外径　　　　　　２１　ｍｍ・
発光管１０の内容積　　　　　　　　　２．３　ｃｃ・
電極間距離β（発光長）７ｍｍ ・定格点灯電力　　　　　　　　　　　４００Ｗ・封入
物 ルテチウム（Ｌｕ）１．２ｍｇ ヨウ化リチウム（ＬＩＩ）０，９ｍｇ ヨ＋７化水調水銀ｇＩ２）６．８ｍｇ 水銀（Ｈｇ）４０ｍｇ 希ガス（アルゴン）４×１０４Ｐａ 以上の照明用ランプにおいて、Ｌｉ／Ｌｕは１であり、
ハロゲンの過剰量は２Ｘ１０−６分子モル／ｃｃである
。

この照明用ランプを定格点灯電力（４００Ｗ）で実際に
点灯したところ、色温度が５０．００に、全光束が３４
０００］ｍ　（８５１ｍ／Ｗ）　、Ｒａ（平均演色評価
数）が８３であった。

そして、点灯時間の経過に対する光束維持率を調べたと
ころ、第２図において曲線Ａで示す結果が得られた。す
なわち、本実験例の照明用ランプによれば、光束の経時
的変化が小さく、長期間安定した照胡光が得られる。

また、分光特性を調べたところ、第３図に示す結果が得
られた。すなわち、本実験例の照明用ランプは、青色光
、緑色光のみならず、赤色光の放射強度（６１０ｎｍ、
　６７１ｎｍ）が十分に高く、カラー液晶に用いられる
カラーフィルターの感度特性に適合した分光特性を有し
ている。

〔比較実験例１〕 比較のため、上記実験例１において、封入物を下記のよ
うに変更したほかは同様にして比較用の照明用ランプを
試作した。

・封入物 ルテチウム（Ｌ　ｕ）　　　　　　　　　１．２　＋ｒ
＋ｇヨウ化リチウリチウム　ｉ　Ｉ　）　　　−−０，
９ｍｇヨウ化水銀（Ｈｇ　Ｉ　２）　　−−−−−−−
９，９ｍｇ水銀（Ｈｇ）４０ｍｇ 希ガス（アルゴン）４×１０４Ｐａ 以上の照明用ランプにおいて、Ｌｉ／Ｌｕは１であり、
ハロゲンの過剰量は５×１叶６分子モル／ｃｃである。

この比較用の照明用ランプを定格点灯電力で実際に点灯
して、点灯時間の経過に対する光束維持率を調べたとこ
ろ、第２図において曲線ａで示す結果が得られた。すな
わち、この比較用の照明用ランプは、光束の経時的変化
が大きく、使用寿命の小さいものであった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ガラス製の発光管の失透を抑制するこ
とができ、光束の減衰を少なくし、赤色光の放射強度の
高い分光特性の照明光を長期間にわたり安定に得ること
ができる。

従って、本発明の照明用ランプをカラー液晶の投影用光
源として用いるときには、赤色光の放射強度が高くてカ
ラーフィルターの感度特性に適合した分光特性を有して
いるため、演色性の優れたカラー液晶表示を達成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は照明用ランプの概略図、第２図は点灯時間の経
過に対する光束維持率を示す図、第３図は実験例１の照
明用ランプの分光特性図である。 １０・・・発光管　　　　　　１１・・発光空間囲繞部
２１、２２・・・電極　　　　　３１３２・・・口金報
候雪剪千？

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス製の発光管の内部に、水銀と希ガスととも
   に、ルテチウム（Ｌｕ）と、リチウム（Ｌｉ）と、ハロ
   ゲンとが封入されてなり、下記の条件１および２を満足
   することを特徴とする照明用ランプ。 条件［１］ リチウムのルテチウムに対する割合Ｌｉ／Ｌｕ（原子数
   の比）が０．５乃至１．５である。 条件［２］ ハロゲンの封入量は、ルテチウムおよびリチウムとの間
   で過不足なくハロゲン化物を形成しうる標準量と、発光
   管の内容積に対して０．５×１０＾−＾６乃至４×１０
   ＾−＾６分子モル／ｃｃの過剰量との合計である。