短弧型超高压放电灯制造技术

本发明专利技术提供一种在极高水银蒸汽压下点灯的超高压水银灯，具有充分高耐压性的构造。由内部相对向地配置有一对电极且封入了０．１５ｍｇ／ｍｍ↑［３］以上的水银的发光部和延伸到其两侧、将电极的一部分密封了的侧管部构成；其特征是：在上述电极中位于上述侧管部中的部分的外表面与构成上述侧管部的石英玻璃之间形成微小空隙，并且在该电极部分上形成有凹凸。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及一种点灯时的水银蒸汽压在150个大气压以上的短弧型超高压放电灯，特别涉及的是作为液晶显示装置或使用DMD(デジタルミラ-デバイス)的DLP(デジタルライトプロセッサ)等投影装置的背景光源使用的短弧型超高压放电灯。
技术介绍
投射型投影装置，对于矩形形状的屏幕，要求能够均匀且具有充分显色性地对图象进行照明，因此，将封入了水银或金属卤化物的卤化金属灯作为光源使用。另外，最近，这样的卤化金属灯进一步向更加小型化、点光源化发展，此外，电极间距离极小的也被实际应用。在这样的背景下，最近，提出了到目前为止还没有出现过的具有高水银蒸汽压、例如有150个大气压的灯以取代金属卤化灯。目的是通过使水银蒸汽压变得更高，抑制(限定)电弧扩大并使光的输出得到进一步的提高。这样的超高压放电灯例如在美国专利第5109181(特开平2-148561号)、美国专利第5497049(特开平6-52830号)中已经公开。而这样的超高压放电灯，因发光管内的压力在点灯时变得极高，所以对于向发光部的两侧延伸的侧管部，要求构成该侧管部的石英玻璃和电极以及供电用的金属箔要充分且坚固地密合。如果密合性不好，封入的气体就会漏出或者成为产生裂缝的原因。所以，侧管部的密封工序中，例如在2000℃的高温下对石英玻璃进行加热，在这一状态下，厚质的石英逐渐收缩(即收缩密封)，或者通过对石英玻璃进行夹紧密封使侧管部的密封性提高。但是，如果在过高的高温下对石英玻璃进行烧制，虽然石英玻璃和电极或金属箔的密合性得到提高，但会出现放电灯在完成后侧管部容易破损的问题。这个问题可认为是在加热处理后，侧管部的温度逐渐下降的阶段中，因为构成电极的材料(钨)与构成侧管部的材料(石英玻璃)的膨胀系数不同，相应的伸缩量也不同，而在二者的接触部分就会出现裂缝。这个裂缝虽然极小，但随着点灯中所处的超高压状态，将导致这个裂缝逐渐增大，从而导致放电灯破损。为了解决上述问题，提出了图11所示的构造，这个图是将放电灯的一部分扩大后的图，发光部10处连着侧管部11，电极2在侧管部11中与金属箔3接合。而且，侧管部11中被埋入的电极2上缠绕有线圈构件5。这种构造是缠绕在电极2上的线圈构件5能够缓和起因于电极2的热膨胀所带来的对石英玻璃的应力，例如，在特开平11-176385号中已有记载。但是，通过这样的构造，即使使电极2的热膨胀得到缓和，实际中电极2或线圈构件5的周边还残留有裂缝K。这个裂缝K虽然很微小，在发光部10的水银蒸汽压有150个大气压的程度时，偶尔会有引起侧管部破损的情况。另外，近年来，要求其中的水银蒸汽压要达到200个、甚至300个大气压这样非常高的程度，这样高的水银蒸汽压下，在点灯时会促进裂缝K的增大，结果导致侧管部11的破损非常明显。即虽然最初时裂缝K是微小的，但随着点灯时的高水银蒸汽压将逐渐增大。可以说这在点灯时的蒸汽压在50～100个大气压的程度或在其之下时绝对不会存在的、新的技术课题。所以，本申请人先在专利申请2000-168798号中提出了图12所示的构造。10是发光部，11是侧管部，电极2在侧管部11中与金属箔3接合在一起。电极2通过其侧面2a与端面2b处的微小空隙B与石英玻璃公开配置。如果能够正确形成这个空隙构造的话，当然可以解决上述裂缝的问题，但已经判明在实际中完全正确地形成该空隙是十分困难的。具体地讲就是虽然阐述了空隙的形成是通过对电极施加振动而形成的，但实际上仅用振动不能形成充分的空隙。另外，图12所示的构造又产生了新的问题。图13表示的是图12中的A部分的放大图。图13(a)表示的是图12的A部分的放大图，(b)表示的是从上方(D侧)看到的(a)的C-C剖面的剖面图，(c)表示的是从左侧(C侧)看到的(a)的D-D’剖面的剖面图。如图所示，空隙B的存在一直延伸到电极2的侧面2a及端面2b。可是，在电极的端面2b处却产生了不希望出现的楔形空隙X。图14表示的是空隙X的放大图。因空隙X通过空隙B与发光部10直接连在一起，发光部10内产生的高气压(150个大气压以上)同样施加到空隙X上。在楔形空隙X中这个高气压沿图中箭头方向P3、P4很强地施加，由于这个原因对石英玻璃与金属箔产生了剥离作用。由于这种现象，导致了最终石英玻璃与金属箔剥落，结果导致了放电灯的破损。另外，这种现象是在具有发光部和电极端面通过空隙连接的构造并象本专利技术这样内压在100个大气压以上、更高为150、200甚至300个大气压以上的极高的高压放电灯中产生的特有的技术课题。
技术实现思路
本专利技术是为了解决上述问题而提出的，对于在具有极高水银蒸汽压下点灯的超高原水银灯，提供一种具有充分高耐压性的构造。为了解决上述问题，本专利技术的短弧型超高压放电灯由内部相对向地配置有一对电极且封入了0.15mg/mm3以上的水银的发光部和延伸到其两侧、将电极的一部分密封了的侧管部构成，其特征是上述电极是其侧面和端面配置在上述侧管部内，并与该侧管部构成材料的石英玻璃之间形成微小空隙，该电极部分上形成有凹凸。而且，上述微小空间是因构成该电极的材料和构成上述侧管部的材料的膨胀系数的差，该电极可沿轴向不受约束地自由伸缩的程度。而且，上述凹凸的深度为1.0～100μm。另外，本专利技术的短弧型超高压放电灯由内部相对向地配置有一对电极且封入了0.15mg/mm3以上的水银的发光部和延伸到其两侧、将电极的一部分密封了的侧管部构成，其特征是上述电极是其侧面和端面处与该侧管部构成材料的石英玻璃之间形成微小空隙地配置的，由该电极的端面与上述金属箔形成了锐角构造的同时，在这种锐角构造中也配置有石英玻璃。这种锐角构造的角度在70°以下。通过上述结构，本专利技术中的短弧型超高压放电灯可以完全或大致完全抑制侧管部发生的微小裂缝。这是由于因在位于侧管部的电极(电极棒)在其表面(包括端面)处与石英玻璃之间有空隙，所以石英玻璃与电极的交界处没有密合的缘故。如果具有这样的构造，因电极表面与石英玻璃没有接触，即使电极相对于石英玻璃移动，两者之间当然不会因这种移动而产生裂缝。而且，本专利技术为了简单且可靠地形成这种空隙，专利技术了在电极表面上设置凹凸。虽然对于形成了凹凸形状就能相关地可靠形成空隙的技术说明并不一定明确，但本申请人经过反复探讨，得到了下述论点。即，如上述在先申请的说明书中所述，用于形成空隙的制造方法是在密封工序的最终阶段对电极施加冲击。于是推测这时凹凸形成处、在凹部中存在的处于熔融状态的玻璃石英在受到冲击的同时溅出，正因为这种溅出而可靠地形成了空隙。而且，为了解决楔形空间的问题，专利技术者们专心探讨的结果，是在电极的端面形状上下工夫。附图说明图1为短弧型超高压放电灯的整体图。图2为本专利技术的短弧型超高压放电灯的部分图。图3为图2的A-A’剖面图。图4为表示本专利技术的电极构造的附图。图5为短弧型超高压放电灯的制造方法的说明图。图6为本专利技术的短弧型超高压放电灯的部分图。图7为本专利技术的短弧型超高压放电灯的部分图。图8为本专利技术的短弧型超高压放电灯的部分图。图9表示本专利技术的短弧型超高压放电灯的其他实施例。图10表示本专利技术的实验结果。图11表示现有的短弧型超高压放电灯的部分图。图12为说明本专利技术的短弧型超高压放电灯的部分图。图13为说明本专利技术的短弧型超高压放电灯的部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短弧型超高压放电灯，由内部相对向地配置有一对电极且封入了０．１５ｍｇ／ｍｍ↑［３］以上的水银的发光部和延伸到其两侧、将电极的一部分密封的侧管部构成，其特征是：上述电极是其侧面和端面配置在上述侧管部内，并与该侧管部构成材料的石英玻璃之 间形成微小空隙，该电极部分上形成有凹凸。

【技术特征摘要】
JP 2001-6-13 178300/01;JP 2001-6-13 178301/011.一种短弧型超高压放电灯，由内部相对向地配置有一对电极且封入了0.15mg/mm3以上的水银的发光部和延伸到其两侧、将电极的一部分密封的侧管部构成，其特征是上述电极是其侧面和端面配置在上述侧管部内，并与该侧管部构成材料的石英玻璃之间形成微小空隙，该电极部分上形成有凹凸。2.权利要求1所记载的短弧型超高压放电灯，其特征是上述微小空间是因构成上述电极的材料和构成上述侧管...

【专利技术属性】
技术研发人员：神崎义隆，熊田丰彦，小宫正伸，
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]