JPH0448547A - 発光装置 - 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、放電灯に係り、特に蛍光ランプのような照明
用の放電灯に関する。

〔従来の技術〕

間歇放電を行い、少なくとも２種類の紫外線を放射させ
、この紫外線を励起感度が異なり且つ発光色が異なる複
数種の蛍光体で可視光に変化する方式の発光色可変の低
圧放電装置は、特公平２−２２６６号に記載されている
。この低圧放電装置における発光色可変の方法は、放電
ランプへの印加電圧波形の立上り傾斜を変えることによ
っていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の低圧放電灯装置においては、ランプに電圧が
印加された状態でランプ内に発生したプラズマ、いわゆ
るアクティブプラズマから放射される光だけを利用して
いる１本発明の目的は、アクティブプラズマから放射さ
れる光に加えて、ランプへの電圧印加が中止された状態
においてランプ内に存在するプラズマ、いわゆるアフタ
ーグローから放射される光を利用し、高効率の発光装置
や可変色の発光装置を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、少なくとも、間歇放電を行うための点灯回
路と、少なくとも前記間歇放電によって発生したアフタ
ーグローからの放射光で励起、発光する蛍光体を設けた
放電ランプを有することを特徴とした発光装置方式を用
いることによって達成される。

〔作用〕

少なくとも、間歇放電を行うための点灯回路で間歇放電
を行い、少なくとも前記間歇放電によって発生したアフ
ターグローからの放射光で励起され可視光を発生する蛍
光体を設けた放電ランプ構造にすると、ランプに電力を
注入しない期間においても可視光が得られるので、高効
率の発光装置が得られる。

アクティブプラズマとアフターグローにおいては、当然
、電子のエネルギー分布が異り、従って、放射光の分光
エネルギー分布も異なる。すなわち、相対的に、アクテ
ィブプラズマとアフターグローにおける紫外線の実効的
な波長が異なることになる。そこで、上記の実効的な二
種類の紫外線に対して励起感度が異なり、且つ発光色が
異なる一種もしくは多種の蛍光体を設け、さらに、アク
ティブプラズマの発生期間とアフターグローの期間の割
合を変化させると、光色可変の発光装置が得られる。

一般に、アフターグローから放射される紫外線の放射強
度はアクティブプラズマからの紫外線の放射強度に比較
し小さいので、アフターグローからの放射光で発光する
前記蛍光体のアフターグローからの放射光に対する実質
的な励起効率が、アクティブプラズマからの放射光に対
する実質的な励起効率よりも大きくすると、可変色の範
囲が大きくなるという利点が生じる。

一般に、アクティブプラズマ中の電子のエネルギーはア
フターグローにおける電子のエネルギーよりも大きく、
従って、アクティブプラズマから放射される紫外線の実
効的な波長はアフターグローから放射される紫外線の実
効的な波長よりも短い。また、アフターグローからの放
射光で励起。

発光する蛍光体は、アクティブプラズマから放射される
実効的に短波長の紫外線でも発光する場合が多い、前記
アフターグローからの放射光で励起、発光する蛍光体の
上に、アクティブプラズマから放射された光で励起され
る第二の蛍光体を設けると、アクティブプラズマから放
射される実効的に短波長の紫外線は第二の蛍光体で吸収
されてしまい、前記アフターグローからの放射光で励起
、発光する蛍光体迄は届かない、アフターグローからの
放射される実質的に長波長の紫外線は、前記第二の蛍光
体を透過するので、アフターグローからの放射光で励起
する蛍光体を発光させる。以上のように、前記アフター
グローからの放射光で励起、発光する蛍光体の上に、ア
クティブプラズマから放射された光で励起される第二の
蛍光体を設けると、アフターグローからの放射光で励起
する蛍光体はアフターグローからの放射光だけで発光す
るので、可変色の範囲が大きくなるという利点が生じる
。

放電用ガスとして少なくとも水銀を用いると、高効率の
発光装置が得られる。

放電用ガスの主成分を希ガスとし、希ガスの原子量をＭ
とするとき、Ｔｏｒｒで表した希ガスの圧力が８０７Ｍ
未満では、アフターグロー中の再結合が少なくなるので
アフターグローにおける発光が少なくなり、４０００／
Ｍを越えた場合は放電始動が困難になるという欠点が生
じる。すなわち、放電用ガスの主成分を希ガスとし、希
ガスの原子量をＭとするとき、Ｔｏｒｒで表した希ガス
の圧力が８０／Ｍから４０００／Ｍの範囲において上記
の効果はよりいっそう達成される。

前記放電ランプの内径が８ｍ未満においてはアフターグ
ロー中の再結合が少なくなるのでアフターグローにおけ
る発光が少なくなり、２５１Ｉｌを越えると放電が不安
定になるという欠点が生じた。

すなわち、前記放電ランプの内径が８膿以上２５−以下
において、上記の効果はよりいっそう達成される。

定格電力で動作中の前記放電ランプ内の水銀の蒸気圧が
０．０．００１Ｔｏｒｒ未満、６　Ｔｏｒｒを越えた範
囲においては効率が低くなるという欠点が生る。

すなわち、定格電力で動作中の前記放電ランプ内の水銀
の蒸気圧がＯ，０．００１Ｔｏｒｒ以上６　Ｔｏｒｒ以
下にすることにより、高効率の発光装置が得られる。

［実施例〕 第１図に、本発明の第１の実施例を示す、管径１８ｍ、
長さ４０■の直管状のガラス製放電容器４の両端に、熱
陰極１，２が封入されている。放電用ガスは５　Ｔｏｒ
ｒのアルゴンと水銀で、定格動作中における水銀の蒸気
圧は、０．０９丁ｏｒｒである。

放電容器４の内面に蛍光体３を塗布した。蛍光体３とし
ては、主に水銀原子の共鳴線２５４ｎｍで励起される希
土類蛍光体で、赤色に発光するＹ２Ｏ）　：　Ｅ　ｕと
、緑色に発光する（Ｌａ、Ｃｅ）ＰＯ４：Ｔｂと、青色
に発光する（Ｓｒ、　Ｃａ　、　Ｂ　ａ　。

Ｍ　ｇ）、、（Ｐ　Ｏ４）、ＣＱ、　：　Ｅ　ｕの混合
物である第一のグループの蛍光体と、さらに３６５ｎｍ
で励起され、主として黄色に発光するＹ、ＡＱ、Ｏ，□
：Ｃｅおよび主として深赤色に発光する３、５Ｍｇ０・
０．５ＭｇＦ、・ＧｅＯ，：Ｍｎからなる第２のグルー
プの蛍光体を塗布した。

第２図に、間歇放電を行うための点灯回路のブロック図
を示す、商用電源１１は整流回路１２によって直流に変
換され、降圧インバータ１３を通してフルブリッジイン
バータ１４に供給される。

フルブリッジインバータ１４は制御回路１６によって駆
動され、第３図に示したように、電圧印加時間Ｔ１、電
圧を印加しない時間Ｔ２の間歇的な交流電圧を発生する
。この実施例におけるＴ１は２０μｓ、Ｔ２は２００μ
ｓである。電圧印加時間Ｔ１においては、２アンペアの
ランプ電流を供給した。

１５は、熱陰極１，２を予熱するための予熱回路であり
、制御回路１６によって制御される。

１７はランプ電流を検出するための手段である。

１７における検知値を制御回路１６を通して降圧インバ
ータ１３に帰還することにより、１７゜１６．１３で放
電灯の安定記の役割をする。

第２図のような点灯回路で発生させた第３図のような間
歇的な交流電圧を用いてランプ１０を点灯すると、以下
のような発光が得られる。まず。

ランプ１０に電圧が印加されている期間は、アクティブ
プラズマが発生し電子のエネルギー状態は高くなってお
り、従って、通常の蛍光ランプのように水銀の共鳴線２
５４　ｎｍの放出が支配的である。水銀の共鳴線２５４
ｎｍは第一のグループの蛍光体を光らせ、従って、この
期間には昼白色光が得られる。

一方、ランプ１０に電圧が印加されていない期間は、ア
フターグローが発生し、従って、電子のエネルギーは非
常に低くなっており、２５４ｎｍが非常に弱くなるが、
水銀イオンの再結合に伴う水銀原子のスペクトル線３６
５ｎｍが強く発光する。水銀原子のスペクトル線３６５
ｎｍは第二のグループの蛍光体を光らせるので、従って
、この期間は赤色の発光が得られる。

上記の発光装置から放射される照明光は、ランプに電圧
が印加されている期間に放射される光と、電圧が印加さ
れていない期間に放射される光の平均になる。

上記したように、本発明の発光装置においては、ランプ
に電圧が印加されていない期間に放射される光も利用し
ているので、高効率が達成される。

さらに、電圧の印加されている期間Ｔｌ、！圧の印加さ
れていない期間Ｔ２．電圧の印加されている期間のラン
プ電流の大きさを単独に、あるいは同時に＋’　＃御回
路１６を通してコントロールすることにより、可変色が
可能である発光装置が得られる。

上記の実施例においては、希ガスとしてアルゴンガスを
使用したが、キセノン、ネオン、ヘリウムも使用できる
ことは、自明である。

本発明の別の実施例においては、第一の実施例において
使用した３価のセリウムイオン付活のアルミン酸塩蛍光
体、４価のマンガンイオン付活のゲルマニウム酸塩蛍光
体、（Ｓｒ、　Ｃａ　、　Ｂ　ａ　。

Ｍｇ）ｘ。（ＰＯ４）、Ｃ：　ｆｌｚ：　Ｅ　ｕ蛍光体
粒子の表面に５２５４ｎｍを透過せず３６５ｎｍを透過
する物質、例えばＭｇＯをコーティングした蛍光体を使
用することを特徴とする。この実施例の蛍光体において
は、アクティブプラズマからの放射光である２５４ｎｍ
はＭｇＯに吸収されてしまうので、アフターグローから
の放射光３６５ｎｍに対する実質的な励起効率が、アク
ティブプラズマからの放射光に対する実質的な励起効率
よりもはるかに大きくなるという特徴がある。従って、
可変色の範囲が広くなるという利点が生ずる。

第４図は、本発明の別の実施例の間歇放電用の電圧波形
で、高周波電力を間歇的に供給するものである。Ｔ１．
Ｔ２を適当に選択することにより、第３図と同等の効果
が得られる。

第５図は１本発明の別の実施例で、アフターグローから
の放射光２５４ｎｍ、３６５ｎｍで励起し青色に発光す
る蛍光体３　Ｓｒ、（Ｐ　Ｏ４）、・ＣａＣＱ。

３の上に、アクティブプラズマから放射された水銀原子
の共鳴線２５４ｎｍで励起される第二の蛍光体２０とし
てＹ、０３：　ＥｕとＭｇＡ　Ｑ　１１０ｔｓ　：Ｃｅ
、Ｔｂの混合物を設けたものである。ランプに電圧が印
加されている期間は２５４ｎｍにょっ３までは２５４ｎ
ｍが届かないので青色の光は無い、アフターグローの期
間においては、主な放射光である３６５ｎｍが３　Ｓ　
ｒａ　（ｐ　０４）２　・ＣａＣＱ　２３を励起し、青
色の光だけが放射される０以上のように、アフターグロ
ーからの放射光で励起、発光する蛍光体、の上に、アク
ティブプラズマから放射された光で励起される第二の蛍
光体を設ける２層蛍光体方式とすると、可変色の範囲が
大きくなるという利点が生じる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、高効率発光装置５発光色可変の発光装
置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第５図は本発明の一実施例の放電ランプの
断面図、第２図は本発明の実施例の点灯回路のブロック
図、第３図および第４図は本発明の点灯回路の出力電圧
波形である。 符号の説明 １．２・・・電極、３，２０・・・蛍光体、１ｏ・・・
放電ランプ、１３・・降圧インバータ、１４山ブルブリ
ッ舅 図 １ρ １文１乞ラシフ０ 竿 ■ 図 第 団

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも、間歇放電を行うための点灯回路と、少
   なくとも前記間歇放電によって発生したアフターグロー
   からの放射光で励起、発光する蛍光体を設けた放電ラン
   プを有することを特徴とした発光装置。 ２、前記蛍光体のアフターグローからの放射光に対する
   実質的な励起効率が、アクティブプラズマからの放射光
   に対する実質的な励起効率よりも大きいことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の発光装置。 ３、前記アフターグローからの放射光で励起，発光する
   蛍光体の上に、アクティブプラズマから放射された光で
   励起される第二の蛍光体を設けたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の発光装置。 ４、前記放電ランプの放電用ガスとして少なくとも水銀
   を用いたことを特徴とした特許請求の範囲第１項から第
   ３項までのいずれか１つの項に記載の発光装置。 ５、放電用ガスの主成分を希ガスとし、希ガスの原子量
   をＭとするときＴｏｒｒで表した希ガスの圧力が８０／
   Ｍ以上で４０００／Ｍ以下であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第４項までのいずれか１つの項に
   記載の発光装置。 ６、前記放電ランプの内径が８ｍｍ以上２５ｍｍ以下で
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項
   までのいずれか１つの項に記載の発光装置。 ７、定格電力で動作中の前記放電ランプ内の水銀の蒸気
   圧が０．００１Ｔｏｒｒ以上６Ｔｏｒｒ以下にしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第４項から第６項までのい
   ずれか１つの項に記載の発光装置。 ８、間歇放電を行うための点灯回路が、少なくとも前記
   間歇放電の時間、放電休止時間、間歇放電の放電電流の
   大きさの中から選ばれた１個以上の条件を可変にする手
   段を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第７項までのいずれか１つの項に記載の発光装置。