[发明专利]金属卤化物灯以及照明装置

说明书

技术领域

本发明涉及在本质上不含有水银的金属卤化物灯以及使用它的照明装置。

背景技术

已知一种低功率类型的金属卤化物灯，其具有：在内部具有一对电极的发光部、和在发光部的两端部分别具有细管部的由陶瓷材料构成的发光管，并且在发光管的内部作为封入物封入有金属卤化物，所述金属卤化物包括卤化镝、卤化铥、卤化钬以及卤化铈中的至少一种和卤化钠；其中，在将发光部内的电极间距离设为Le(mm)，将发光部的中央部的管内径设为φi(mm)时，发光管形状参数Le/φi值满足0.45～0.65的范围。由此，能够抑制特定的点亮方向上产生的发光颜色变动，提高了灯的寿命特性，从而能够得到一种点亮方向自由且高效率·长寿命的金属卤化物灯(参照专利文献1)。

另外，已知一种本质上不含有水银的金属卤化物灯(例如参照专利文献2)。专利文献2所述的金属卤化物灯，代替水银将蒸气压相对较大、且与第1卤化物的金属相比较难以在可见光区域内发光的金属的卤化物作为第2卤化物封入，并将主要在可见光区域内发光的金属的卤化物作为第1卤化物封入。

另外，在专利文献2中，作为第1实施方式记载了一种液晶投影机用的金属卤化物灯，其电极间距离为4mm，分别封入1mg碘化镝(DyI₃)以及1mg碘化钕(NdI₃)作为第1卤化物、封入500Torr氩(Ar)作为稀有气体，然后以150W的输入功率点亮。在该实施方式中，在例如封入8mg碘化锌(ZnI₂)作为第2卤化物时，灯电压为73V，发光效率为68lm/W，色温为9160K。

进而，在专利文献2中，作为第8实施方式记载了一种金属卤化物灯，其电极间距离为30mm，分别封入各4mg的溴化镝(DyBr₃)、溴化钬(HoBr₃)以及溴化铥(TmBr₃)作为第1卤化物、封入100Torr氩(Ar)作为稀有气体，然后以2kW的输入功率点亮。在该实施方式中，在例如封入30mg碘化锌(ZnI₂)作为第2卤化物时，灯电压为112V，发光效率为92lm/W，色温为5340K，平均彩色再现评价系数为Ra73。

另一方面，当为了实现色温为3500K左右的暖白(warm white)和3900～4200K的中性白(neutral white)的光颜色而使用钠(Na)时，因钠的离子半径比较小故容易扩散从而会产生问题，因此第1组的金属卤化物的沸点应为1000℃以上，从而至少使用镝(Dy)以及钙(Ca)(参照专利文献3)。

专利文献1：特开2003-272560号公报

专利文献2：特开平11-238488号公报

专利文献3：特开2001-076670号公报

发明内容

专利文献1所述的发明必须封入水银作为缓冲气体，使用了对环境造成负担的物质，所以不优选。

根据专利文献2所述的发明，能得到不使用对环境负担大的水银却具有与封入水银的以往金属卤化物灯大致相同的电气特性以及发光特性的金属卤化物灯。但是，期待有一种本质上不使用水银却具有比以往更优异的发光效率的金属卤化物灯。

作为高效地产生白色系的光的物质所使用的是钠，但钠的D线波长为589nm，与可见度曲线的峰值波长555nm相偏离，所以必须谋求进一步的效率提高。

另一方面，众所周知，在金属卤化物灯中为了提高发光效率，除了如上所述那样在发光金属中使用钠的方法之外，还有使发光管的最冷部分的温度上升的方法。

但是，由于受到构成发光管的气密容器的耐热性、钠的反应性等各种各样的限制，所以仅通过上述的方法难以大幅度地提高发光效率。加之，在不封入水银的金属卤化物灯(下面为了方便称作“无水银灯”)的情况下，钠虽然有助于发光效率，但却是电极间的电位梯度降低、进而灯电压降低的主要原因。在放电介质包含较多的钠时灯电压降低，所以为了输入所希望的灯功率，必须使灯电流增加。其结果，不但电极轴径增大从而电极、气密容器的设计变得困难，而且稳定器的设计也变得困难。

但是，在专利文献2的情况下，虽然能够得到具有与以往金属卤化物灯大致相同的电气特性以及发光特性的金属卤化物灯，但发光效率与封入水银的金属卤化物灯为相同程度。

另外，在专利文献3的情况下，必须使用镝以及钙，所以虽然彩色再现评价系数R9较高，但发光效率为60lm/W，极低。