(57)【要約】    【課題】  電気特性およびランプ特性の向上を図った水銀フリーの高圧放電ランプを提供する。    【解決手段】  高圧放電ランプは、内部に放電空間を有し成分元素に成分元素にケイ素（Ｓｉ）を含まない透光性セラミックスからなる気密容器１と、気密容器１に封装されて放電空間１ｃに臨む一対の電極２、２と、最大封入比率のツリウム（Ｔｍ）ハロゲン化物、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムハロゲン化物および希ガスを含み、水銀を本質的に含まない気密容器１内に封入されたイオン化媒体とを具備している。【選択図】    図１
2006221928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に放電空間を有し成分元素にケイ素（Ｓｉ）を含まない透光性セラミックスからなる気密容器と；
気密容器に封装されて放電空間に臨む一対の電極と；
最大封入比率のツリウム（Ｔｍ）ハロゲン化物、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムハロゲン化物および希ガスを含み、水銀を本質的に含まないで気密容器内に封入されたイオン化媒体と；
を具備していることを特徴とする高圧放電ランプ。
【請求項２】
イオン化媒体は、そのイオン化ポテンシャルが５．４０ｅＶ以上であることを特徴とする請求項１記載の高圧放電ランプ。
【請求項３】
イオン化媒体は、ナトリウム（Ｎａ）ハロゲン化物をイオン化媒体全体の１０質量％未満含んでいることを特徴とする請求項１または２記載の高圧放電ランプ。
【請求項４】
アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムハロゲン化物は、イオン化媒体全体の３０質量％以下であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載の高圧放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水銀を本質的に含まない高圧放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
メタルハライドランプなどの高圧放電ランプを水銀フリーにする場合、水銀に代わる緩衝物質を用いることが必要である。緩衝物質となり得る条件として、以下のことが要求されることは当業者に既知である。
（１）蒸気圧が高い。
（２）電子との衝突断面積が大きい。
（３）イオン化ポテンシャルおよび励起エネルギーが高い。
【０００３】
上記の条件を満足する物質としては、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ベリリウム（Ｂｅ）、レニウム（Ｒｅ）、ガリウム（Ｇａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）およびハフニウム（Ｈｆ）が挙げられる。これらの金属の中でアルミニウム（Ａｌ）は、可視光の発光に寄与しないことから好ましいものとして期待される。
【０００４】
ところが、気密容器が石英ガラスからなる場合には、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）とアルミニウム（Ａｌ）またはそのハロゲン化物との間で激しく反応し、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）生成による気密容器の白濁やクラックが生じる。また、上記の反応の結果、解離したケイ素（Ｓｉ）と電極物質のタングステン（Ｗ）との間で低融点合金が生成され、その結果電極溶解によるランプ短寿命や低光束維持率を招く。
【０００５】
そこで、気密容器を石英ガラスに変えて成分元素に少なくともアルミニウム（Ａｌ）を含む例えば透光性アルミナなどで形成し、この気密容器の内部に水銀に代わるランプ電圧形成媒体としてアルミニウムハロゲン化物を封入したメタルハライドランプが提案されている（特許文献１参照。）。特許文献１に記載されたメタルハライドランプによれば、いわゆる水銀フリーのメタルハライドランプとして所望の高いランプ電圧を得ることができるとともに、気密容器がアルミニウムハロゲン化物によって白濁を生じることもない。したがって、ケイ素（Ｓｉ）とタングステン（Ｗ）との間の低融点合金生成に伴う電極溶解によるランプ短寿命や低光束維持率を招くこともない。
【特許文献１】特開平１１−０４０１０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、特許文献１に記載されているメタルハライドランプの実施例によれば、その発光効率が５３．４〜６２．７ｌｍ／Ｗであり、実用的な値まで到達するに至っていない。また、ランプ電圧に関して、寿命中のランプ電圧変動が抑制される旨が記載されているが、相対値での議論であり、絶対値として適当なランプ電圧が得られているか明らかでない。
【０００７】
本発明者は、特許文献１に記載されているメタルハライドランプの改良について検討した。その結果、適当なランプ電圧は、アルミニウムハロゲン化物の封入量にほぼ比例して増加するが、発光効率は必ずしも比例しない。また、アルミニウムハロゲン化物の封入量が多くなると、相対的に主発光物質ハロゲン化物の封入比率が低下するので、発光効率が低下する。さらに、イオン化媒体全体の総封入量が増加すると、発光効率が低下したり、イオン化媒体に付着して放電空間内へ紛れ込む不純ガスの増加の確率が高くなったり、蒸発しないで液相のまま残留して気密容器の内面に付着するイオン化媒体により放電による遮光のためにも発光効率が低下したり、寿命特性の低下や製造コストが上昇したりするなどの問題があることが分かった。
【０００８】
本発明者は、上述の問題を回避するにはランプ電圧低下に繋がる要因を排除することが効果的であることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００９】
本発明は、電気特性およびランプ特性の向上を図った水銀フリーの高圧放電ランプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の高圧放電ランプは、内部に放電空間を有し成分元素にケイ素（Ｓｉ）を含まない透光性セラミックスからなる気密容器と；気密容器に封装されて放電空間に臨む一対の電極と；最大封入比率のツリウム（Ｔｍ）ハロゲン化物、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムハロゲン化物および希ガスを含み、水銀を本質的に含まないで気密容器内に封入されたイオン化媒体と；を具備していることを特徴としている。
【００１１】
〔気密容器について〕    気密容器は、成分元素にケイ素（Ｓｉ）を含まない透光性セラミックスからなり、その内部に形成された放電空間内おいて放電により発生した可視光放射を外部に導出する。本発明において、成分元素にケイ素（Ｓｉ）を含まない透光性セラミックスとしては、例えば透光性アルミナ、酸化イットリウム（ＹＯＸ）、ＹＡＧおよびアルミニウム窒化物（ＡｌＮ）などの多結晶構造体および単結晶構造体を用いることができ、これらの物質は、そのいずれも透光性を有していて、ランプの通常の作動温度に十分耐える耐火性の材料である。なお、ＹＡＧは、イットリウム−アルミニウム−ガーネット（Ａｌ10Ｙ6Ｏ24またはＡｌ5Ｙ3Ｏ12（焼成温度で異なる。））である。なお、必要に応じて、気密容器の内面に耐ハロゲン性または耐金属性の透明性被膜を形成するか、気密容器の内面を改質することが許容される。
【００１２】
また、気密容器は、その内部に放電空間を形成するために、包囲部を備えている。包囲部の内部すなわち放電空間が適当な形状、例えば球状、楕円球状、ほぼ円柱状などの形状をなしていることを許容する。放電空間の容積は、高圧放電ランプの定格ランプ電力、電極間距離などに応じてさまざまな値が選択され得る。例えば、液晶プロジェクタ用ランプの場合、０．１ｃｃ以下にすることができる。自動車前照灯用ランプの場合、０．０５ｃｃ以下にすることができる。また、一般照明用ランプの場合、定格ランプ電力に応じて１ｃｃ以上および以下のいずれにすることもできる。
【００１３】
また、包囲部の両端に一対の封止部を備えていることができる。一対の封止部は、包囲部を封止するとともに、電極の軸部がここに支持され、かつ、点灯回路から電流を電極へ気密に導入するのに寄与する手段である。透光性セラミックスからなる気密容器の封止手段としては、例えばフリット材を透光性セラミックスと給電導体の間に流し込んで封止するフリット封着やフリット材に代えて金属を用いる金属封着などを用いることができる。また、気密容器の封止部を所要の比較的低い温度に保持しながら気密容器内に形成される放電空間の最冷部温度を所望の比較的高い温度に維持するために、包囲部に連通する小径筒部を形成することができる。このような構造の場合、封止部は小径筒部の端部部分に配設されるとともに、小径筒部内に電極軸を延在させて電極軸と小径筒部の内面との間にキャピラリーと称する僅かな隙間を小径筒部の軸方向に沿って形成するのが一般的である。なお、電極の基端は、給電導体に接続する。
【００１４】
〔一対の電極について〕    一対の電極は、気密容器に封装されて放電空間に離間して臨むように配設される。一対の電極の間に形成される電極間距離は、液晶プロジェクタなどの場合、好適には２ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以下であり、例えば０．５ｍｍ程度であってもよい。また、前照灯用としては中心値で４．２ｍｍが規格化されている。一般照明用ランプの場合、小形で電極間距離の小さいものでは６ｍｍ以下、中形ないし大形では６ｍｍ以上に設定することができる。
【００１５】
また、電極の構成材としては、耐火性があって、導電性の金属、例えば純タングステン（Ｗ）、ドープ剤（例えばスカンジウム（Ｓｃ）、アルミニウム（Ａｌ）、カリウム（Ｋ）およびケイ素（Ｓｉ）などのグループから選択された一種または複数種）を含有するドープドタングステン、酸化トリウムを含有するトリエーテッドタングステン、レニウム（Ｒｅ）またはタングステン−レニウム（Ｗ−Ｒｅ）合金などを用いて形成することができる。
【００１６】
さらに、小形の高圧放電ランプの場合、直棒状の線材や先端部に径大部を形成した線材を電極として用いることができる。中形ないし大形の電極の場合、電極軸の先端部に電極構成材製のコイルを巻回したりすることができる。なお、一対の電極は、交流で作動する場合、同一構造とするが、直流で作動する場合、一般に陽極は温度上昇が激しいから、陰極より放熱面積の大きい、したがって主部が太いものを用いることができる。
【００１７】
〔イオン化媒体について〕    イオン化媒体は、本発明の特徴的構成部分であり、ツリウム（Ｔｍ）ハロゲン化物、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムハロゲン化物および希ガスを含み、水銀を本質的に含まないという構成である。
【００１８】
（ツリウム（Ｔｍ）ハロゲン化物について）  ツリウムハロゲン化物は、気密容器内に封入されるイオン化媒体中最大封入比率、好適にはこの条件に加えて４０〜９０質量％で封入され、放電により主として可視光を放射する。そして、ツリウムハロゲン化物は、後述するアルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウムハロゲン化物との共存下において、それ自体電極間の電位傾度、したがってランプ電圧を高くする作用を有していて、水銀フリーランプとして好適な発光金属のハロゲン化物である。ツリウムハロゲン化物のハロゲンとしては、適度の反応性を有していることからヨウ素が好適であるが、所望により臭素および塩素のいずれかでもよく、またヨウ素、臭素および塩素のうち所望の二種以上を用いてもよい。
【００１９】
また、ツリウムハロゲン化物は、その蒸気圧が低いが、ツリウムの発光のピークが視感度曲線のピークに一致するので、発光効率を向上させるのに極めて効果的な発光金属である。ツリウムの発光強度は、高圧放電ランプの点灯中の動作温度に大きく依存しており、その最冷部温度が約８００℃となる条件下で効率が最大になる。気密容器がセラミックス製の場合、最冷部温度が約８００℃となる条件下での動作に全く問題がなく、しかも耐薬品性が強いので、本発明の場合、ツリウムハロゲン化物の封入は、ランプ寿命および光束維持率に悪影響を与えない。すなわち、ツリウムハロゲン化物は、透光性セラミックスからなる気密容器を用いる高圧放電ランプに好適な発光金属ハロゲン化物である。
【００２０】
さらに、ツリウムハロゲン化物の上記好適な封入比率範囲について説明する。すなわち、ツリウムハロゲン化物は、好ましい態様であるヨウ化物の場合、一般には粉体であり、その封入比率が大きくなると、ランプ製造上取り扱いやすいペレットなどの固体形状化が困難になる。また、ツリウムの臭化物の場合には、ヨウ化物と比較してペレットなどの固体形状化は容易であるが、臭素の封入比が高くなりすぎると電極損傷が大きくなり、ランプ寿命の短縮、光束維持率低下が顕著になる。したがって、ランプ製造、ランプ寿命および光束維持率の各観点からすれば、ツリウムハロゲン化物の封入比率は、８０質量％未満であるのが好ましい。また、発光効率の観点からすれば、ツリウムハロゲン化物の封入比率は、５０〜６０質量％の範囲で発光効率がピークとなる。さらに、ツリウムハロゲン化物は、前述のように水銀フリーの高圧放電ランプにおいて適性ランプ電圧確保にも寄与し、ツリウムハロゲン化物の封入比率が高いほどランプ電圧が高くなる。
【００２１】
（アルミニウムまたはアルミニウムハロゲン化物について）    アルミニウムまたはアルミニウムハロゲン化物、例えばヨウ化アルミニウムおよび臭化アルミニウムは、緩衝物質として作用し、蒸気圧が高く、電子との衝突断面積が大きくて、しかもイオン化ポテンシャルが大きいため、前述の気密容器との組み合わせにおいて、水銀に代わるランプ電圧形成媒体として好適な物質である。なお、ＡｌＩ３の蒸気圧が１気圧になる温度は３６１℃、ＡｌＢｒ３の蒸気圧が１気圧になる温度は２５６℃である。また、アルミニウムまたはアルミニウムハロゲン化物の好適な封入比率は、イオン化媒体全体の３０質量％以下である。好ましくは５〜２０質量％である。
【００２２】
（希ガスについて）    希ガスは、主として緩衝ガスおよび始動ガスとして作用する。そして、アルゴン（Ａｒ）、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などのグループの一種を単独で、または複数種を混合して封入することができる。希ガスの封入圧力は、高圧放電ランプの用途に応じて適宜設定することができる。
【００２３】
希ガスの中でもキセノンは、その原子量が他の希ガスより大きいため、熱伝導率が相対的に小さいので、これを1気圧以上、好適には５気圧以上封入することにより、点灯直後のランプ電圧形成に寄与するとともに、ハロゲン化物の蒸気圧が低い段階で白色の可視光発光を行い、光束立ち上がりに寄与するので、前照灯用の高圧放電ランプの場合に効果的である。この場合、キセノンの好ましい封入圧は、６気圧以上、より好適には８〜１６気圧の範囲である。このため、点灯直後からの光束立ち上がりと自動車前照灯用のＨＩＤ光源としての白色発光の規格を満足することができる。
【００２４】
（その他のハロゲン化物について）    ツリウムハロゲン化物、アルミニウムまたはアルミニウムハロゲン化物および希ガスは、以上説明したように本発明において必須イオン化媒体であるが、本発明は副成分として以下のハロゲン化物の封入を許容する。
【００２５】
１．（アルカリ金属）    アルカリ金属を封入する場合には、気密容器内に封入されている全ての金属ハロゲン化物に対して１０質量％未満の範囲内で許容される。アルカリ金属の封入比率が１０質量％以上になると、ランプ電圧が低下しやすくなるので、ランプ電圧の形成の観点からは好ましくない。しかしながら、アルカリ金属の封入比率が１０質量％未満であれば、ランプ電圧の低下は最小限に抑制される一方、発光効率、ランプ寿命改善および光色調整、特に色偏差改善が可能になる。このような観点から、所要のランプ電圧を確保できる場合には、上記の範囲内であれば封入が許容される。なお、好ましくは２〜８質量％、より好ましくは３〜７質量％、なお一層好ましくは４〜６質量％である。また、アルカリ金属としては、主としてナトリウム（Ｎａ）、しかし所望によりまたは／およびセシウム（Ｃｓ）およびリチウム（Ｌｉ）の少なくとも一方を選択的に封入することができる。
【００２６】
ナトリウム（Ｎａ）は、主として発光効率向上に寄与する。セシウム（Ｃｓ）は、放電アーク温度の適正化による寿命特性の向上に寄与する。リチウム（Ｌｉ）は、赤色演色性の改善に寄与する。
【００２７】
２．（その他の希土類金属のハロゲン化物）    ツリウムハロゲン化物に加えて以下の金属ハロゲン化物を主として発光金属のハロゲン化物として封入することができる。プラセオジム（Ｐｒ）、セリウム（Ｃｅ）、ホルミウム（Ｈｏ）、ネオジム（Ｎｄ）およびサマリウム（Ｓｍ）からなるグループの希土類金属の一種または複数種のハロゲン化物である。
【００２８】
上記希土類金属は、ツリウムハロゲン化物に次いで発光金属として有用であり、所定量以下の封入比率で封入することが許容される。すなわち、上記希土類金属は、そのいずれも視感度特性曲線のピーク波長付近で無数の輝線スペクトルを有するため、発光効率向上に寄与することができる。
【００２９】
また、上記希土類金属のハロゲン化物を添加する場合には、ツリウム（Ｔｍ）ハロゲン化物を含めて全イオン化媒体に対する封入比率が５０質量％以上になるように構成するのが好ましい。
【００３０】
３．（タリウムまたは／およびインジウムのハロゲン化物）    タリウム（Ｔｌ）または／およびインジウム（Ｉｎ）のハロゲン化物は、所望の演色性および／または色温度などを得るなどの目的で副成分として選択的に封入することが許容される。また、インジウムは、ランプ電圧形成媒体としても効果的である。
【００３１】
タリウム（Ｔｌ）ハロゲン化物は、波長５３５ｎｍに輝線を有するタリウムの緑色成分を発光中に加えることができる。なお、一般的に採用し得るタリウムハロゲン化物の封入比率範囲は、封入される全ての金属ハロゲン化物に対して３０質量％未満であるのが望ましい。タリウムハロゲン化物の封入比率範囲が３０質量％以上になると、発光効率の低下が顕著になる。なお、好適には１５質量％未満の範囲で封入するのがよい。
【００３２】
また、インジウム（Ｉｎ）ハロゲン化物を添加することにより、ハロゲン化物の発光中に青色成分を増加させることができるとともに、ランプ電圧形成にも寄与する。
【００３３】
４．（アルミニウム以外のランプ電圧形成媒体）    ランプ電圧形成媒体としてのアルミニウムまたはアルミニウムハロゲン化物に主として亜鉛（Ｚｎ）ハロゲン化物などの金属ハロゲン化物を添加することができる。亜鉛以外の金属ハロゲン化物として例えばマグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、アンチモン（Ｓｂ）、ベリリウム（Ｂｅ）、レニウム（Ｒｅ）、ガリウム（Ｇａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）およびハフニウム（Ｈｆ）からなるグループから選択された一種または複数種の金属のハロゲン化物を添加することもできる。
【００３４】
（水銀）    本発明において、水銀（Ｈｇ）は、全く含まないのが環境負荷物質削減のために好ましいことであるが、不純物程度に含んでいても許容される。
【００３５】
（イオン化媒体の好ましい態様）    本発明において、以上説明したイオン化媒体の中で好ましい態様の一つとして以下の構成を採用することができる。すなわち、全ての金属ハロゲン化物を形成する金属のイオン化ポテンシャルが５．４ｅＶ以上であるように構成する。このように構成することにより、発光効率がより大きくなる。次に、本発明において気密容器の内部にハロゲン化物として封入し得る主な金属のイオン化ポテンシャル（ｅＶ）を金属元素記号の後にある括弧の中に示す。
（１）主として発光を行う金属：Ｔｍ（６．１８）、Ｐｒ（５．４２）、Ｃｅ（５．４７）、Ｓｍ（５．６３）、Ｉｎ（５．７８６）、Ｔｌ（６．１０８）
（２）主としてランプ電圧形成に寄与する金属：Ａｌ（５．９８６）、Ｚｎ（９．３９４）、Ｍｇ（７．６４４）、Ｆｅ（７．８７）、Ｃｏ（７．８６４）、Ｃｒ（６．７６５）、Ｎｉ（７．６３５）、Ｍｎ（７．４３２）、Ｓｂ（８．６４２）、Ｂｉ（７．２８７）、Ｒｅ（９．３２３）、Ｇａ（５．９９９）、Ｔｉ（６．８４）、Ｚｒ（６．８３７）、
Ｈｆ（７）
これに対して、Ｎａ（イオン化ポテンシャル５．１４ｅＶ）、Ｌｉ（５．３９２）などのアルカリ金属は、そのイオン化ポテンシャルが５．４０ｅＶ未満であり、封入量が多くなるほどランプ電圧が低下する。したがって、本態様においては、アルカリ金属は、実質的に含まないようにするものである。
【００３６】
〔その他の構成について〕    本発明においては、以下の構成を所望により選択的に付加することができる。
【００３７】
１．（外管）    気密容器、一対の電極およびイオン化媒体を備えた構成部分を発光管として、この発光管を外管の内部に配設することができる。この場合、外管は、任意所望の形状および大きさにすることができる。また、外管の内部を外部に対して気密にしてもよいし、外気に連通させてもよい。前者の場合、必要に応じてアルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ２）などの不活性ガスを封入することができる。さらに、外管は、石英ガラス、硬質ガラスや軟質ガラスなどの透光性材料を用いて形成することができる。
【００３８】
２．（反射ミラー）    気密容器を反射ミラー内の所定の位置に固定的に配設することができる。なお、反射ミラーには、内面にダイクロイックミラーを形成したガラス基体からなる構造を採用することができる。
【００３９】
〔本発明の作用について〕    本発明においては、イオン化媒体が、成分元素にケイ素を含まない透光性セラミックスからなる気密容器に封入される全ての金属ハロゲン化物のうちで最大封入比率として封入されているツリウム（Ｔｍ）のハロゲン化物を含んでいることにより、高圧放電ランプの最冷部温度をツリウムが最も効率高く発光する約８００℃近傍に設定できる。このため、ツリウムの発光が高効率で発生し、しかも高圧放電ランプの発光の支配的中心となる。ツリウムの発光は、視感度曲線のピーク波長の５５５ｎｍ付近で多くの輝線スペクトルを有しているので、全体として高い発光効率を有する高圧放電ランプが得られる。
【００４０】
また、ツリウムハロゲン化物と一緒に封入されているアルミニウムまたはアルミニウムハロゲン化物の蒸気は、緩衝ガスとして作用して高圧放電ランプを水銀フリーにする。しかも、水銀入りの高圧放電ランプと同等のランプ電圧を形成することができるとともに、気密容器が白濁やクラックを生じることがなく寿命特性に影響を与えない。
【００４１】
さらに、ツリウムは、そのイオン化ポテンシャルがナトリウムなどのアルカリ金属に比較して高く、ツリウムハロゲン化物の封入がランプ電圧低下要因にならないばかりでなく、驚くべきことにアルミニウムまたはアルミニウムハロゲン化物との共存下においては、封入量に比例してランプ電圧を高くする作用のあることを本発明者は見出した。ランプ電圧が高くなれば、所要のランプ電力を投入するに当たりランプ電流の増加を回避しやすくなるので、電極や気密容器の設計が容易になる。
【００４２】
さらにまた、本発明においては、気密容器が透光性セラミックス製であり、成形により形成できるため、気密容器の寸法精度が高くなるので、ランプ個々の特性ばらつきが少なくなり、優れた水銀フリーの高圧放電ランプが得られる。
【００４３】
さらにまた、本発明において、メタルハライドランプの定格ランプ電力は、広範囲の値の中から自由に設定することができ、例えば数ｋＷ以下の任意の値に設定することができる。用途においても多様であることを許容し、例えば自動車前照灯用、プロジェクション用、一般照明用などに適している。したがって、定格ランプ電力および用途に応じて適当な形状および大きさの気密容器、適当な値の電極間距離ならびに適当な値の放電媒体の封入量とすることができる。
【００４４】
さらにまた、イオン化媒体を構成する全ての物質のイオン化ポテンシャルを５．４０ｅＶ以上にすることにより、高圧放電ランプの発光効率を大きく維持することができる。
【００４５】
しかしながら、イオン化媒体中にナトリウムハロゲン化物を１０質量％未満の範囲内で添加することにより、ランプ電圧の低下を最小限に抑えながら高圧放電ランプの発光効率をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００４６】
本発明によれば、イオン化媒体中最大封入比率で封入しているツリウムハロゲン化物を最も発光効率の高い状態で発光させるとともに、主としてアルミニウムまたはアルミニウムハロゲン化物により高いランプ電圧を確保するので、電気特性およびランプ特性が優れた水銀フリーの高圧放電ランプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態を説明する。
【００４８】
図１は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第１の形態を示す断面図である。図において、高圧放電ランプは、気密容器１、それぞれ一対の電極２、２、給電導体３、３、フリットガラス４、４およびイオン化媒体を具備している。
【００４９】
気密容器１は、透光性アルミナセラミックスからなり、包囲部１ａおよび一対の封止部１ｂ、１ｂを備えている。包囲部１ａは、中空で外形が紡錘形状に成形されてなり、その内部に紡錘形状をなす放電空間１ｃが形成されている。一対の封止部１ｂ、１ｂは、それぞれ包囲部１ａの管軸方向の両端から管軸方向に沿って外側へ一体に延長している小径筒部からなる。
【００５０】
一対の電極２、２は、ドープドタングステン線からなり、軸方向の先端部、中間部および基端部にわたり軸部の直径が同じで、先端部および中間部の一部が放電空間１ｃ内に露出し、かつ、中間部の主体部分が封止部１ｂ、１ｂ内に周囲にわずかな間隙ｇを形成して延在している。
【００５１】
一対の給電導体３、３は、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）などの棒体からなる。そして、それぞれ先端部が気密容器１の封止部１ｂ内に挿入され、かつ、電極２の基端部に溶接され、基端部が外部に露出している。
【００５２】
一対のフリットガラス４、４は、気密容器１を封止部１ｂおよび導入導体３と協働して封止している。そして、封止部１ｂ内に挿入されている部位の導入導体３を被覆するとともに電極２の基端部の周囲にまで達している。
【００５３】
イオン化媒体は、ツリウムハロゲン化物、アルミニウムまたはアルミニウムハロゲン化物および希ガスを含み、気密容器１内に封入されている。
【実施例１】
【００５４】
実施例１は、図１に示す高圧放電ランプについてのものである。
【００５５】
気密容器  ：最大外径６．２ｍｍ、最大内径４．４ｍｍ、包囲部長９．２ｍｍ、
封止部外径１．９ｍｍ、長さ１２．４ｍｍ、全長３４．０ｍｍ、
内容積０．０９４ｃｃ、
電極      ：タングステン製、軸径０．３ｍｍ、全長１２ｍｍ、
電極間距離４．２ｍｍ
導入導体  ：ニオブ製、
放電媒体  ：ＡｌＩ３（１４．３）−ＩｎＩ（２．０）−ＴｌＩ（２２．０）−
ＴｍＩ３（６１．７）＝１０ｍｇ、Ｘｅ１気圧
（）内の数字は封入比率（質量％）
電気特性  ：ランプ電圧８０Ｖ、ランプ電流０．４４Ａ、ランプ電力３５Ｗ
ランプ特性：全光束２８８０ｌｍ、発光効率８２ｌｍ／Ｗ、色温度４６００Ｋ、
平均演色評価数Ｒａ８０
【実施例２】
【００５６】
放電媒体  ：ＡｌＩ３（１２．５）−ＩｎＩ（１．８）−ＴｌＩ（７．２）−
ＴｍＩ３（６９．０）−ＮａＩ（９．５）＝１０ｍｇ、Ｘｅ１気圧
（）内の数字は封入比率（質量％）
その他は実施例１と同じ。
【００５７】
電気特性  ：ランプ電圧７２Ｖ、ランプ電流０．４９４Ａ、ランプ電力３５Ｗ
ランプ特性：全光束３１００ｌｍ、発光効率８９ｌｍ／Ｗ、色温度４３００Ｋ、
平均演色評価数Ｒａ７６
図２は、本発明の高圧放電ランプを実施するための第２の形態を示す断面図である。本形態は、透光性気密容器１の包囲部１ａが円筒形である点で異なる。
【実施例３】
【００５８】
実施例１は、図２に示す高圧放電ランプについてのものである。
【００５９】
気密容器  ：最大外径１１．３ｍｍ、最大内径９．１ｍｍ、包囲部長１４．０ｍｍ、
封止部外径２．６ｍｍ、長さ１４．０ｍｍ、全長４７．０ｍｍ、
内容積０．９７６ｃｃ、
電極      ：タングステン製、軸径０．４ｍｍ、全長１４ｍｍ、
電極間距離９．０ｍｍ
導入導体  ：ニオブ製、
放電媒体  ：ＡｌＩ３（１０．５）−ＴｌＩ（１０．５）−ＴｍＩ３（６１．７）
＝１０ｍｇ、Ｘｅ１気圧、（）内の数字は封入比率（質量％）
電気特性  ：ランプ電圧８６Ｖ、ランプ電流２．０Ａ、ランプ電力１５０Ｗ
ランプ特性：全光束１２６００ｌｍ、発光効率８４ｌｍ／Ｗ、色温度４８００Ｋ、
平均演色評価数Ｒａ８５
【実施例４】
【００６０】
放電媒体  ：ＡｌＩ３（１０．５）−ＴｌＩ（１０．５）−ＴｍＩ３（７０．７）−
ＮａＩ（８．３）＝２０ｍｇ、Ｘｅ１気圧
（）内の数字は封入比率（質量％）
その他は実施例３と同じ。
【００６１】
電気特性  ：ランプ電圧６９Ｖ、ランプ電流２．５Ａ、ランプ電力１５０Ｗ
ランプ特性：全光束１３４００ｌｍ、発光効率８９ｌｍ／Ｗ、色温度４５００Ｋ、
平均演色評価数Ｒａ８１
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の高圧放電ランプを実施するための第１の形態を示す断面図
【図２】本発明の高圧放電ランプを実施するための第２の形態を示す断面図
【符号の説明】
【００６３】
１…気密容器、１ａ…包囲部、１ｂ…封止部、１ｃ…放電空間、２…電極、３…給電導体、４…フリットガラス、ｇ…キャピラリー
【図１】
2006221928.tif 000003
【図２】
2006221928.tif 000004