JPH0794150A - Rare gas discharge lamp and display device using the same - Google Patents
Rare gas discharge lamp and display device using the sameInfo
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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。
(57) [Abstract] [Purpose] To provide a rare gas discharge lamp and a display device that emit ultraviolet light having a wavelength equal to or close to that of the case of using mercury without using mercury, and improve luminous efficiency. A rare gas discharge lamp in which at least one kind of rare gas for light emission and at least one kind of halogen gas are enclosed in an arc tube 1 and mercury is not used. The ultraviolet ray is emitted from each of the rare gas and the halogen, and the ultraviolet ray in the wavelength range equivalent to that of mercury is emitted, so that the emission intensity of the ultraviolet ray can be increased.
Description
【0001】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rare gas discharge lamp called a mercury-less fluorescent lamp which does not use mercury as a light emitting substance, and a display device using the rare gas discharge lamp.
【0002】[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。2. Description of the Related Art Generally, a fluorescent lamp is formed by forming a phosphor coating on the inner surface of an arc tube having electrodes sealed at both ends, and filling the arc tube with a rare gas such as mercury and argon. By discharging the mercury between the electrodes, the mercury in the arc tube is evaporated and the mercury atoms are excited and ionized.
This is the mercury resonance line emitted when this mercury atom is excited 1
The 85 nm and 254 nm ultraviolet rays are converted into visible light by a phosphor formed on the tube wall, and this visible light is emitted to the outside of the arc tube. Therefore, mercury is essential for fluorescent lamps of the type described above. However, the lamp using mercury has the problem of resource depletion,
There is a social problem of environmental pollution when mercury is abandoned,
Lamps that do not use mercury are being developed.
【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。As such a mercury-free lamp, that is, a mercury-less lamp, xenon Xe is used instead of mercury.
Is known as a rare gas discharge lamp in which the fluorescent substance is excited by the ultraviolet rays emitted by xenon to emit visible light, so-called xenon rare gas discharge lamp, which is already used as a display light source for OA equipment. Has been done.
【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。However, in the conventional xenon rare gas discharge lamp, electrodes are sealed inside the end portions of the arc tube, and discharge is generated between these internal electrodes to sustain this discharge, and the xenon atom is generated by this positive column. It excites (Xe * ) to emit ultraviolet rays having a wavelength of 147 nm. The ultraviolet ray emission form by such discharge has a large self-absorption effect at 147 nm, the effective utilization rate of ultraviolet rays is low, and since this wavelength is far from 185 nm which is one resonance line of mercury, it is excited by the resonance line of mercury. Therefore, when a phosphor developed to emit visible light is used, the luminous efficiency of visible light is not good. For example, the above xenon noble gas discharge lamp can be used as a cerium-activated yttrium silicate phosphor Y 2 SiO 5 :
When it is applied to Ce, it has a drawback that only about 10% of the luminous efficiency can be obtained even with the same input as compared with the ultraviolet light emission by mercury.
【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。In view of the above, there has been proposed a lamp in which electrodes are formed on the outer wall of the arc tube and discharge is generated in the arc tube by the external electrodes. When the electrode is an external electrode, this causes so-called silent discharge, and a minute discharge occurs on the inner surface of the tube wall of the arc tube. In other words, in this product, the tube wall acts as a capacitor, and a minute discharge like a whiskers occurs on the surface of the tube wall. This is because the insulating action of the glass immediately extinguishes the discharge, and the discharge continues like a positive column. In addition, a discharge that converges does not occur. According to such a silent discharge, a large amount of excimer (excimer = one molecule in the ground state and one molecule in the excited state) associate with each other from the xenon encapsulated in the arc tube as shown in the following [Chemical formula 1]. The resulting dimer) can be generated.
【0006】[0006]
【化1】 [Chemical 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。The above-mentioned xenon excimer (Xe 2 * ) has a characteristic that it emits ultraviolet rays of 173 nm. In this wavelength region, there is little self-absorption, and one resonance line of mercury, 185 nm.
As compared with the internal electrode type xenon rare gas discharge lamp, the amount of emitted ultraviolet light increases and the emission intensity of visible light increases.
【0008】[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。However, in the xenon noble gas fluorescent lamp for performing the silent discharge by using the external electrodes as described above, the xenon excimer emits ultraviolet rays of 173 nm, and therefore the luminous efficiency of visible light is high. However, the emission of ultraviolet rays does not occur in the vicinity of 254 nm, which is the other resonance line of mercury, so that the excitation function of the phosphor in this portion is not effectively utilized. Therefore, there is still a problem that the efficiency is low.
【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。The present invention has been made in view of the above circumstances. The object of the present invention is not to use mercury,
However, it is an object of the present invention to provide a rare gas discharge lamp that emits ultraviolet rays having a wavelength equal to or close to that of the case of using mercury to improve luminous efficiency, and a display device using the rare gas discharge lamp.
【0010】[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。According to a first aspect of the present invention, there is provided a rare gas discharge lamp in which a discharge rare gas is enclosed in an arc tube and ultraviolet rays emitted from the rare gas are emitted. The above rare gas for discharge and at least one kind of halogen gas are enclosed. The invention of claim 2 is characterized in that a phosphor coating is formed on the inner surface of the arc tube. The invention of claim 3 is characterized in that discharge is generated in the arc tube by an electrode provided outside the arc tube. The invention according to claim 4 is characterized in that the filling pressure of the rare gas for discharge is 1000 Pa or more. The invention of claim 5 is characterized in that the discharge rare gas is xenon. The invention of claim 6 is characterized in that the halogen gas is filled at a filling pressure equal to or lower than the vapor pressure specific to the halogen at 20 ° C.
The invention of claim 7 is characterized in that the halogen gas is at least one of bromine and iodine. Claim 8
The invention according to claim 1, wherein the phosphor coating is not formed on the inner surface of the arc tube, and the rare gas discharge lamp according to claim 1, which is provided outside the discharge lamp and emits light by receiving ultraviolet rays emitted from the discharge lamp. A display device comprising: a display unit having a light body layer.
【0011】[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。According to the inventions of claims 1 and 2, since the rare gas for discharge and the halogen are enclosed in the arc tube, the rare gas atom, the excimer of the rare gas, the excimer of the halogen and the compound of the rare gas and the halogen are contained. Ultraviolet light is emitted from each of the excimers and the like, and ultraviolet light in a wavelength range equivalent to that of mercury is emitted, so that the emission intensity of visible light can be increased. According to the third aspect of the invention, so-called silent discharge is generated in the arc tube by the electrode provided outside the arc tube, and a large amount of excimer is generated, so that the ultraviolet ray output is increased.
【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。According to the fourth aspect of the present invention, since the filling pressure of the rare gas for discharge is 1000 Pa or more, a large amount of excimer of the compound of the rare gas for discharge and halogen can be generated. According to the invention of claim 5, since the rare gas for discharge is xenon, the ultraviolet ray generation efficiency is good. According to the invention of claim 6, since the halogen gas is sealed at a sealing pressure lower than the vapor pressure specific to the halogen at 20 ° C., the vapor pressure of the halogen does not change even when the temperature exceeds 20 ° C. Therefore, the change in the amount of halogen light emission due to the temperature change is small, and the change in the light output due to the temperature change can be prevented. According to the invention of claim 7, since at least one of bromine and iodine is used as the halogen gas, the generation efficiency of ultraviolet rays is good. According to the invention of claim 8,
Even in rare gas discharge lamps that do not form a phosphor coating on the inner surface of the arc tube, the phosphor provided in the display section is excited to emit visible light when receiving the ultraviolet rays emitted from this discharge lamp. Since the rare gas discharge lamp as a light source has a high ultraviolet output, the display performance is high.
【0013】[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。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on an embodiment shown in FIGS. In this valve 1, xenon Xe, argon Ar, krypton Kr, neon N
At least one rare gas selected from e and the like and at least one halogen group element selected from bromine Br, iodine I, chlorine Cl, fluorine F, and the like are enclosed.
In the case of this embodiment, xenon Xe is enclosed as a rare gas and bromine Br is enclosed as a halogen. Xenon X
The e gas is sealed at 1000 Pa or more, for example, 10000 Pa (partial pressure), and the bromine Br as a halogen has a vapor pressure (20,000) intrinsic to bromine when the temperature reaches 20 ° C.
Pa) or less, for example, 2000 Pa (partial pressure).
【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。External electrodes 3 and 4 are provided on the outer surface of the bulb 1 so as to face each other. These external electrodes 3 and 4 have a band structure along the axial direction of the bulb 1, and are attached to the outer surface of the bulb 1 by means such as applying a conductive paint or joining a conductive metal piece. There is. These external electrodes 3 and 4 are connected to an AC power supply 5. This AC power source 5 has a frequency of several kHz to several tens of kHz.
It is a high frequency light source that supplies a sine wave of Hz.
【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。The mercury-free halogen-containing xenon rare gas discharge lamp having such a structure has a frequency of several kHz between the external electrodes 3 and 4.
When a high frequency sine wave of several tens of kHz, for example, 20 kHz is supplied, many whisker-like silent discharges are generated on the inner surface of the tube wall. This discharge generates a local minute glow discharge on the inner surface of the tube wall, and this glow discharge is immediately extinguished,
Another minute glow discharge is generated at another point, and this glow discharge is immediately extinguished. Such a minute discharge is generated over the entire inner surface of the tube wall, and becomes a silent discharge as if the entire discharge is even.
【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。By such discharge, the xenon Xe and bromine Br enclosed in the arc tube 1 exist in the form of xenon atom (Xe * ) and bromine atom (Br 2 * ), respectively, and the excimer of these xenon ( Xe 2
* ), And in the form of an excimer (XeBr * ) of a compound of xenon Xe and bromine Br. Moreover, the xenon atom Xe is an excimer (Xe 2 * ) as shown in [Chemical formula 1].
This excimer (Xe 2 * ) repeats the reaction of ionization as shown in the following [Chemical formula 2].
【0017】[0017]
【化2】 [Chemical 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。The excimer (XeBr * ) of the compound of xenon Xe and bromine Br repeats association and separation as shown in the following [Chemical formula 3].
【0019】[0019]
【化3】 [Chemical 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。Further, the xenon atom (Xe * ) has a wavelength of 1
The xenon excimer (Xe 2 * ) emits an ultraviolet ray having a wavelength of 173 nm while emitting an ultraviolet ray of 47 nm. Further, the excimer of bromine (Br 2 * ) emits an ultraviolet ray of 289 nm, and the excimer of xenon Xe and bromine Br (XeBr * ) emits an ultraviolet ray of 283 nm, as shown in [Table 1] below.
【0021】[0021]
【表1】 [Table 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。That is, in the arc tube 1, ultraviolet rays having a wavelength of 147 nm emitted from a xenon atom (Xe * ) and a wavelength of 17 emitted from an excimer (Xe 2 * ) of xenon.
3 nm UV, 289 nm UV emitted from bromine excimer (Br 2 * ) and xenon Xe
And bromine Br excimer (XeBr * ) emits ultraviolet light having a wavelength of 283 nm at the same time.
【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。Therefore, ultraviolet rays close to the resonance lines of 185 nm and 254 nm, which are the resonance lines of mercury, are emitted, and a phosphor developed to emit visible light by being excited by the resonance line of mercury was used. In this case, the luminous efficiency of visible light is improved.
【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。For example, when the cerium-activated yttrium silicate phosphor Y 2 SiO 5 : Ce is used as the phosphor coating 2, it is 1% as compared with the lamp not mixed with bromine Br.
An efficiency improvement of 5% or more was recognized.
【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。Further, in the case of the present embodiment, the bromine Br is sealed in such a state that when the temperature reaches 20 ° C., it becomes equal to or lower than the intrinsic vapor pressure of bromine (20,000 Pa), for example, 20,000 Pa (partial pressure). Therefore, the ambient temperature is 2
There is no source of bromine even at temperatures above 0 ℃, 20,000
It does not significantly exceed Pa, and the vapor pressure hardly changes up to about 200 ° C. On the other hand, when bromine Br 2 is excessively enclosed, the vapor pressure has the property of changing with temperature, so the ambient temperature changes and the temperature of the coldest part changes from startup to stabilization. In the process of bromine Br
The vapor pressure of 2 changes, which changes the light emission state of halogen, which changes the light output. That is, when bromine is excessively enclosed in the arc tube 1 in a liquid state, the characteristic B in FIG.
As shown in, the evaporation of bromine is promoted as the temperature rises, and the evaporation pressure of bromine increases rapidly.
0 Pa, about 70,000 Pa at 50 ° C, about 2 at 75 ° C
At 00000 Pa and 100 ° C., it rises to about 500000 Pa. Therefore, the luminescence amount of bromine changes as the temperature of the tube wall changes, and the total light output changes accordingly.
【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。However, in the present embodiment, the encapsulation pressure of bromine Br is set to 200 ° C. when the temperature is 20 ° C.
00 Pa) or less, for example, 20000 Pa (partial pressure), so even if the temperature rises to about 200 ° C., there is no bromine vapor supply source, so as shown by the characteristic A in FIG. There is almost no change, and therefore, there is no change in the luminescence amount of bromine, and the change in the total light output can be reduced. From this, it is possible to reduce changes in the ambient temperature and changes in the light output when the luminous flux rises.
【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。In order to generate the silent discharge, it is effective to apply a high frequency of several kHz to several tens of kHz by a sine wave and light it with a pulsed current. However, when the lighting frequency is increased to about several MHz, the discharge continues, but a decrease of 283 nm is observed due to the XeBr * excimer. This is because the pulsed discharge cannot be performed due to the increase in the lighting frequency, and the so-called rest period is shortened, so that there is no time allowance for XeBr * to be separated into Xe and Br, and therefore a decrease of 283 nm occurs. Guessed. From this point, XeBr *
It is effective to supply a pulsed lamp current in order to obtain the intensity of 283 nm by the decomposition of the excimer, and it is preferable to apply a high frequency of several kHz to several tens of kHz by a sine wave.
【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。Further, it is desirable that the filling pressure of the rare gas is 1000 Pa or more. When the filling pressure of the rare gas is less than 1000 Pa, the decrease of 283 nm by the XeBr * excimer is observed. It is considered that this is because the number of xenon atoms Xe decreases, the chance of collision between xenon Xe and bromine Br decreases, and the number of XeBr * excimers generated decreases. The rare gas filling pressure is 300,000 Pa.
It is known that it may be raised to some extent.
【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。In the above embodiment, xenon X is used as the rare gas.
While e was used and bromine Br was used as a halogen, an example in which iodine I was used instead of bromine Br as a halogen will be described. With iodine I, the wavelength 147 nm emitted from the xenon atom (Xe * ) and 173 nm emitted from the excimer of xenon (Xe 2 * )
In addition to the ultraviolet rays of the above, as can be seen from [Table 1], ultraviolet rays having a wavelength of 342 nm emitted from the excimer of iodine (I 2 * ) and wavelengths of 253 nm emitted from the excimer of the compound of xenon Xe and iodine I (XeI * ). Ultraviolet rays are emitted. Therefore, as the phosphor coating 2, 400
The intensity of visible light is increased by using an optical body having a wide excitation sensitivity in the wavelength range of nm or less, for example (Ba, C
a, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 : Eu phosphor is effective.
【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。In addition to the xenon Xe, the rare gas may be at least one selected from the above-mentioned argon Ar, krypton Kr, neon Ne, etc., and the halogen is bromine Br or iodine I. Chlorine Cl and fluorine F outside
It may be at least one kind of halogen group element selected from the above, and the emission wavelengths of these excimers and excimers obtained by the combination thereof are as shown in [Table 1].
【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。Furthermore, the present invention is not limited to a lamp in which silent discharge is performed by the external electrodes 3 and 4. For example, in FIG.
And, as shown in FIG. 5, a cold cathode 7,
Even in the case of a cold cathode rare gas discharge lamp in which 7 is sealed, excimers can be generated and ultraviolet light can be emitted in a plurality of wavelength regions. In FIG. 4, reference numeral 8 is a current limiting means. An example of an experiment in which the relationship between the temperature of the coldest part of the bulb and the relative total luminous flux is measured in the rare gas discharge lamp having the structure as shown in FIG. 4 will be described. A phosphor coating 2 made of LaPO 4 is formed on the inner surface of a bulb 1 having an inner diameter of 8 mm.
000 Pa of xenon and 8000 Pa of bromine at 20 ° C. (the vapor pressure corresponds to the vapor pressure of 0 ° C.) were enclosed in a gas state. When a high frequency of 20 kHz was applied with a lamp current of 20 mA, an efficiency improvement of 20% or more was recognized as compared with a lamp not mixed with bromine Br.
【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。When bromine is excessively enclosed in a liquid state, as shown by the characteristic D in FIG. 5, the change in the relative total luminous flux is large with the change in the temperature of the coldest part.
In the case of the present invention in which the enclosed pressure is regulated to 8000 Pa at 0 ° C., as shown by the characteristic C in FIG. 5, there is little change in the relative total luminous flux due to the change in the temperature of the coldest part, and therefore the change in the optical output due to the temperature change. It was confirmed that there were few.
【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。The present invention can also be carried out in a rare gas discharge lamp in which one electrode is an internal cold cathode and the other electrode is an external electrode. Furthermore, in the case of the above embodiment, the phosphor coating 2 is formed on the inner surface of the arc tube bulb 1,
Although the ultraviolet rays emitted from the rare gas for discharge and the halogen gas are converted into visible light by the phosphor coating 2 and emitted, the discharge lamp does not always emit visible light and emits ultraviolet rays. The discharge lamp may be a rare gas discharge lamp. Although not shown, the ultraviolet light emitted from such a rare gas is used as a light source of an ultraviolet exposure device or is irradiated to a display portion such as a display plate provided outside the rare gas discharge lamp. It can also be used in a device that converts the visible light into a predetermined visible light by the phosphor layer formed on the display. Therefore, in a rare gas discharge lamp in which a discharge rare gas is enclosed in the arc tube and ultraviolet rays emitted from this rare gas are emitted,
It may be a rare gas discharge lamp in which at least one kind of rare gas for discharge and at least one kind of halogen gas are enclosed in the arc tube.
【0034】[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。As described above, according to the present invention, since the rare gas for discharge and the halogen are enclosed in the arc tube, the rare gas atom, the excimer of the rare gas, the excimer of the halogen and the compound of the rare gas and the halogen are included. The excimer or the like emits ultraviolet rays, respectively, and emits ultraviolet rays in a wavelength range equivalent to that of mercury, so that the emission intensity of ultraviolet rays can be increased. Therefore, it is not necessary to use mercury, and it is possible to solve social problems such as resource and environmental pollution.
【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。FIG. 1 is a sectional view showing a schematic configuration of a rare gas discharge lamp according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のII−II線に沿う断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
【図3】温度変化による臭素の蒸気圧変化を示す特性
図。FIG. 3 is a characteristic diagram showing changes in vapor pressure of bromine due to changes in temperature.
【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。FIG. 4 is a sectional view showing a schematic configuration of a rare gas discharge lamp according to another embodiment of the present invention.
【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。FIG. 5 is a characteristic diagram showing how the total luminous flux changes as the temperature of the coldest part of the bulb changes.
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1 ... Arc tube 2 ... Fluorescent film 3, 4 ...
External electrode 5 ... High frequency power supply 7 ... Cold cathode
Claims (8)
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。1. A rare gas discharge lamp in which a rare gas for discharge is sealed in an arc tube and ultraviolet rays emitted from the rare gas are discharged, wherein at least one kind of the rare gas for discharge and at least one kind are contained in the arc tube. A rare gas discharge lamp characterized by being filled with the halogen gas of.
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。2. The rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein a phosphor coating is formed on the inner surface of the arc tube.
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。3. The rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein discharge is generated in the arc tube by an electrode provided outside the arc tube.
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。4. The filling pressure of the rare gas for discharge is 1000 P.
It is a or more, The claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
Noble gas discharge lamp described in.
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。5. The rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein the rare gas for discharge is xenon.
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。6. The rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein the halogen gas is filled at a filling pressure equal to or lower than a vapor pressure specific to the halogen at 20 ° C.
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。7. The rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein the halogen gas is at least one of bromine and iodine.
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。8. A rare gas discharge lamp according to claim 1, wherein a phosphor coating is not formed on the inner surface of the arc tube, and light is emitted by receiving ultraviolet rays emitted from the discharge lamp provided outside the discharge lamp. A display device comprising: a display unit having a phosphor layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21426393A JPH0794150A (en) | 1993-07-30 | 1993-08-30 | Rare gas discharge lamp and display device using the same |
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP19018593 | 1993-07-30 | ||
| JP5-190185 | 1993-07-30 | ||
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0794150A true JPH0794150A (en) | 1995-04-07 |
Family
ID=26505925
Family Applications (1)
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