超高压水银灯制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种超高压水银灯，在其起动时和点灯时，构成电极的钨不会飞散，发光管的内部不会变黑。本发明专利技术的超高压水银灯，在发光管内突出而相对地配置有一对电极，并且作为发光物质封装０．１５ｍｇ／ｍｍ↑［３］以上的水银，其特征在于，上述一对电极中的至少一方电极包括由钨构成的轴部和起动辅助部，上述轴部和／或上述起动辅助部含有容易放射电子的物质，在发光管内突出的上述电极中，设含有容易放射电子的物质的部位的表面积为Ｓ（ｍｍ↑［２］）、设该部位中的容易放射电子的物质的浓度（重量％）为Ａ时，满足１≤Ｓ／Ａ（ｍｍ↑［２］／重量％）≤１×１０↑［４］的关系。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应用于液晶显示装置、使用DMD(digital mirror device，数字微镜装置)的DLP(digital light processor，数字光路处理器)等投影装置的放电灯。特别涉及在发光管内封装0.15mg/mm3以上的水银，点灯时的水银蒸气压成为150大气压以上的超高压水银灯。
技术介绍
在以液晶投影机、使用DMD的DLP等作为代表的投射型投影装置中，要求相对于矩形屏幕，均匀且具有充足的显色性地对图像进行照明。为此，作为光源使用封装水银、金属卤化物的金属卤化物的金属卤化物灯。最近以来，推进使这种金属卤化物灯进一步变小，点光源化的进度，电极间距离极其小的灯也实现实用化。根据这样的背景，最近以来，替代金属卤化物灯，提出了在点灯时，例如具有到目前为止未有过的150大气压以上的高水银蒸气压的灯。通过使水银蒸气压如此之高，抑制(限制)电弧的扩散，并且可以实现光输出的进一步提高。例如在专利文献1或专利文献2中公开了这种超高压水银灯。专利文献1特开平2-148561号专利文献2特开平6-52830号这种超高压水银灯，由于发光管的内壁经常变黑，因而存在降低光透射率的问题。这是由于电极的工作温度高，点灯时构成电极的材料容易飞散而引起的，例如在电极由钨构成的情况下，飞散的钨附着在真空管的内壁而引起。因此，在上述文献中记载有如下内容在中央部具有球状发光部的发光管内封装规定量的卤素气体，通过进行卤素循环，防止发光管变黑。另一方面，上述超高压水银灯在起动时构成电极的钨飞散的情况较多。认为其原因如下所述。通常，超高压水银灯的点灯，在点灯初期产生以阴极为起点的辉光放电，通过辉光放电，电极成为高温状态时，放电起点转移至阴极前端，从而转移至基于热电弧放电的平稳点灯。但是，在该辉光放电过程中，由于起动电压(起动所需的电压)高，因而相对于电极施加激烈的离子溅射、热冲击，从而钨容易飞散。并且，由于在产生这种钨飞散的情况下，起动时不进行卤素循环，因而直接导致发光管变黑。因此，钨的飞散，相比点灯时，在起动时更成为问题。
技术实现思路
根据以上问题，本专利技术的目的在于提供一种长寿命的超高压水银灯，在其起动和点灯时，构成电极的钨不会飞散，可抑制发光管的内壁变黑的情况。对于防止如上所述的钨的飞散，有效的是，通过使电极含有功函数低于构成电极的钨的容易放射电子的物质，从而降低电极的功函数，由此，从电极容易地释放电子，降低起动电压。这样一来，通过降低产生上述辉光放电所需的起动电压，抑制如上所述的施加在电极上的离子溅射、热冲击，因而可防止起动时的钨飞散。在此，本专利技术人等人并未停留在使电极只是含有功函数低于构成电极的钨的容易放射电子的物质的事情上，而是进行反复研究，发现在电极中含有上述容易放射电子的物质的情况下，在发光管内突出的电极中，含有上述容易放射电子的物质的部位的表面积S(mm2)与该部位中的容易放射电子的物质的浓度A(重量％)的关系对钨的飞散产生很大影响。具体而言，当在发光管内突出的电极表面积S小时，为了防止钨的飞散，优选的是，使容易放射电子的物质的浓度变高。另一方面，当在发光管内突出的电极的表面积S大时，为了防止钨的飞散，并且为了防止在发光管内过度地释放容易放射电子的物质，优选的是，使容易放射电子的物质的浓度变小。即，发现通过最适当地规定发光管内突出的电极中的，含有容易放射电子的物质的部位的表面积S与容易放射电子的物质的浓度A之间的关系，能够可靠地防止发光管的内壁变黑。技术方案1的专利技术是根据上述发现作出的，即，一种超高压水银灯，在发光管内突出而相对地配置有一对电极，并且作为发光物质封装0.15mg/mm3以上的水银，其特征在于，上述一对电极中的至少一方电极包括由钨构成的轴部和起动辅助部，上述轴部和/或上述起动辅助部含有功函数低于钨的容易放射电子的物质，在上述发光管内突出的电极中，设含有容易放射电子的物质的部位的表面积为S(mm2)、设该部位中的容易放射电子的物质的浓度(重量％)为A时，满足1≤S/A(mm2/重量％)≤1×104的关系。并且，技术方案2的专利技术，其特征在于，由轴部和起动辅助部构成的电极中，只有起动辅助部含有容易放射电子的物质，在起动辅助部中，设含有容易放射电子的物质的部位的表面积为S(mm2)、设该部位中的容易放射电子的物质的浓度(重量％)为A时，满足1≤S/A(mm2/重量％)≤1×104的关系。由此得到的技术意义如下所述。对于起因于钨从电极飞散的情况的问题，通过使用上述容易放射电子的物质，以及通过最适当地规定在发光管内突出的电极中的，含有容易放射电子的物质的部分的表面积与该部分中的容易放射电子的物质的浓度之间的关系，能够应付。技术方案2的专利技术，其目的在于，除此之外，着眼于成为钨飞散的主要原因的辉光放电，根据缩短产生辉光放电的时间的情况，以及在远离发光管内壁的部位上产生辉光放电的观点，防止钨的飞散。并且，技术方案3的专利技术，其特征在于，上述一对电极中的至少一方电极包括由钨构成的粗径部和起动辅助部，上述粗径部和/或起动辅助部含有功函数低于钨的容易放射电子的物质，在上述发光管内突出的电极中，设含有容易放射电子的物质的部位的表面积为S(mm2)、设该部位中的容易放射电子的物质的浓度为A(重量％)时，满足1≤S/A(mm2/重量％)≤1×104的关系。并且，技术方案4的专利技术，其特征在于，上述一对电极中的至少一方电极包括由钨构成的粗径部和起动辅助部，只有上述起动辅助部含有容易放射电子的物质，在上述起动辅助部中，设含有容易放射电子的物质的部位的表面积为S(mm2)、设该部位中的容易放射电子的物质的浓度为A(重量％)时，满足1≤S/A(mm2/重量％)≤1×104的关系。并且，本专利技术人等人进行反复研究后，发现上述容易放射电子的物质为钇、镧、铈、钡、锶、铪、锆中的至少一种以上元素时，这些元素与卤素难以结合。即，技术方案5的专利技术是根据上述发现作出的，其特征在于，上述容易放射电子的物质包含钇、镧、铈、钡、锶、铪、锆中的至少一种以上元素。并且，技术方案6的专利技术，其特征在于，为了进一步缩短辉光放电的产生时间，上述起动辅助部具有线圈形状。专利技术效果根据技术方案1的专利技术的超高压水银灯，通过最适当地规定在发光管内突出的电极中的，含有容易放射电子的物质的部位的表面积S与该部位中的容易放射电子的物质的浓度A之间的关系，可防止钨的飞散，并且能够抑制容易放射电子的物质释放在发光管内而对卤素循环的引起的不良影响。根据技术方案2的专利技术的超高压水银灯，通过在由轴部和起动辅助部构成的电极中，只有起动辅助部含有容易放射电子的物质，由于起动辅助部的功函数低于其他部位的功函数，因而使辉光放电集中在起动辅助部，从而能够使起动辅助部的温度迅速上升，能够缩短辉光放电的产生时间，能够迅速地转移至热电弧放电。并且，即使在万一情况下钨飞散，也通过辉光放电的起点为起动辅助部，由于从发光管内壁的分离距离变大，从而能够抑制钨附着在发光管的内壁上的情况。根据技术方案3和技术方案4的专利技术的超高压水银灯，交流点灯方式的灯也能够得到与技术方案1和技术方案2相同的效果。根据技术方案4的专利技术的超高压水银灯，通过在上述发光管内突出的电极含有由钇、镧、铈、钡、锶、铪、锆中的至少一种以上元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高压水银灯，在发光管内突出而相对地配置有一对电极，并且作为发光物质封装０．１５ｍｇ／ｍｍ↑［３］以上的水银，其特征在于，所述一对电极中的至少一方电极包括由钨构成的轴部和起动辅助部；所述轴部和／或所述起动辅助部含有功函数低于钨的容易放射电子的物质；在发光管内突出的所述电极中，设含有容易放射电子的物质的部位的表面积为Ｓ（ｍｍ↑［２］）、设该部位中的容易放射电子的物质的浓度为Ａ（重量％）时，满足１≤Ｓ／Ａ（ｍｍ↑［２］／重量％）≤１×１０↑［４］的关系。

【技术特征摘要】
JP 2005-6-3 2005-1640351.一种超高压水银灯，在发光管内突出而相对地配置有一对电极，并且作为发光物质封装0.15mg/mm3以上的水银，其特征在于，所述一对电极中的至少一方电极包括由钨构成的轴部和起动辅助部；所述轴部和/或所述起动辅助部含有功函数低于钨的容易放射电子的物质；在发光管内突出的所述电极中，设含有容易放射电子的物质的部位的表面积为S(mm2)、设该部位中的容易放射电子的物质的浓度为A(重量％)时，满足1≤S/A(mm2/重量％)≤1×104的关系。2.一种超高压水银灯，在发光管内突出而相对地配置有一对电极，并且作为发光物质封装0.15mg/mm3以上的水银，其特征在于，所述一对电极中的至少一方电极包括由钨构成的轴部和起动辅助部；只有所述起动辅助部含有容易放射电子的物质；在所述起动辅助部中，设含有容易放射电子的物质的部位的表面积为S(mm2)、设该部位中的容易放射电子的物质的浓度为A(重量％)时，满足1≤S/A(mm2/重量％)≤1×104的关系。3.一种超高压水银灯，在发光管内突出而相对地配置有一对电极，并且作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：松本圭市，寺田庄一，冈本哲，
申请(专利权)人：优志旺电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]