CN100495627C - 高压放电灯的制造方法、使用该制造方法制造的高压放电灯、灯单元以及图像显示装置 - Google Patents

Abstract

一种耐压强度大的高压水银灯之制造方法，通过包含在高温保持高压水银灯的状态下至少向发光部施加电场的电场施加工序，减少放电空间内、和发光部(1)或密封部(2)中使用的玻璃中的氢和碱金属等杂质，抑制点亮时的黑化和失透。

Description

高压放电灯的制造方法、使用该制造方法制造的高压放电灯、灯单元以及图像显示装置

技术领域

本发明涉及一种光束维持率高的长寿命高压放电灯的制造方法、使用该制造方法制造出的高压放电灯、灯单元和图像显示装置。

背景技术

近年来，作为实现大画面映像的系统，广泛使用液晶投影仪或DMD(数字微型反射镜器件)投影仪等投射型图像显示装置。作为这种图像显示装置的光源，广泛使用高亮度的高压放电灯、尤其是高压水银灯(例如参照特开平2-148561号公报)。

图1中示出上述公报中公开的高压水银灯1000的构造。

如该图所示，高压水银灯1000由以石英为主要成分的发光部501、和在其两侧延伸的一对密封部502构成。在密封部502中密封金属制的电极构造体，在气密密封发光部501内部的同时，从外部向发光部内供电。

电极构造体采用依次电连接钨(W)制的电极503、钼(Mo)箔504、外部导线505的构成。另外，在电极503的前端卷绕线圈512。

在发光部501内，密封作为发光物质的水银(Hg)、氩(Ar)和少量的卤素气体。

若向这种高压水银灯1000的一对外部导线505的两端施加启动电压，则Ar产生放电，发光部501内的温度上升。由于该温度上升，Hg原子蒸发，作为气体充满发光部501内。此时，构造成虽然Hg蒸气压达到15-20MPa、但密封部502中的钼箔504的部分仍保持气密性(箔密封构造)。

另一方面，就上述构成的高压水银灯1000而言，为了实现长寿命化和高亮度化，推进水银的高封入压化。

但是，若提高封入压，则随着点亮时间的经过，密封部502中钼箔与石英玻璃的热膨胀系数差等，引起两者剥离，结果，产生发光部501内的封入物泄漏的问题。

为了消除这种缺陷，例如在特开2002-93361号公报中，公开了如下构造，即在电极的电极棒中位于密封部的部分与形成密封部的石英玻璃之间，夹入向氧化硅(SiO₂)中添加了氧化铜(CuO)、氧化铝(Al₂O₃)等原料的其它部件后密封，由此就该其它部件夹入的部分而言，密封时与电极构造体的紧贴性提高，抑制钼箔与石英玻璃的剥离，可防止透光性容器泄漏。

另外，就例如特开2000-182566号公报或特开2000-195468号公报中的高压水银灯而言，通过在密封部经倾斜功能部件密封电极构造体，实现耐压强度的可靠性的提高。

图2是表示上述特开2000-182566号公报中公开的高压水银灯之构造的局部剖视图。如该图所示，在石英玻璃制的发光部521两端延伸的侧管部522内，固定作为倾斜功能部件的闭塞体523，在该闭塞体523的外侧端部附近，密封供电体524。

这里，所谓倾斜功能部件因其位置不同，热膨胀系数也不同，在图2的实例中，构成为闭塞体523越靠近侧管部522，则其热膨胀系数越接近石英玻璃，越向外侧移动，则热膨胀系数越接近供电体524中使用的金属。具体而言，闭塞体523由作为导电性成分的钼与作为非导电成分的氧化硅构成，与发光部521相反侧的端部为钼成分多的导电性，越朝向发光部521侧，则氧化硅成分连续或分阶段地增大，其端部为氧化硅成分丰富的非导电性。

由此，降低因热膨胀系数差产生的各密封部位中的不同部件间之接触部分中的热应力的发生，尽可能不产生裂纹等，使密封部的耐压强度提高。

但是，如上所述，经包含氧化铜等其它部件来密封电极构造体的构成、或经倾斜功能部件来密封的构成的确使密封部中的耐压强度提高，对高压水银灯的高亮度化做出贡献，但另一方面，点亮中发光部中易产生黑化或失透，蕴含缩短高压水银灯的点亮寿命的问题。

认为该问题起因于在包含氧化铜等其它部件或倾斜功能部件中、在其性质上怎么都会包含杂质，在高压水银灯的制造过程或点亮中，无法避免该杂质混入发光部内的放电空间内。

即，若放电空间内有杂质，则尤其是温度高的部位，易与放电空间内表面的石英玻璃反应，产生失透，或该杂质、尤其是碱金属离子化后，与封入同一放电空间内的卤素结合，卤素循环不能充分作用，从电极蒸发的钨固定在发光部的内壁上，所以产生黑化。

去除这种密封部的高耐压构造引起而混入高压水银灯的发光部内的杂质之尝试直至现在仍在进行，但现状是未提议确定的抑制手段。另外，相同的问题不仅在高压水银灯，还在具有密封部的高压放电灯中产生。

本发明为了解决上述课题而作出，其目的在于提供一种高压放电灯的制造方法，就为了增加耐压强度而在密封部内部夹入向倾斜功能材料或石英玻璃中添加其它物质的材料等之高压放电灯而言，利用非常简单的方法，去除尤其是混入发光部内的放电空间中的杂质，尽可能抑制发光部中的黑化和失透的发生，并提供由这种制造方法制造出的高压放电灯、灯单元和图像显示装置。

发明内容

为了实现上述目的，本发明是一种高压放电灯的制造方法，该高压放电灯具有在内部配设一对电极的同时、封入发光物质的玻璃制发光部；和在从所述发光部延伸的第一部件内密封连接于所述电极的供电体、气密地保持发光部内部的密封部，其特征在于：该制造方法包含密封工序，在使第二部件夹在至少所述供电体的长方向上的部分周围的状态下，将所述供电体密封在第一部件内；和电场施加工序，向所述发光部施加从所述发光部的外部起作用的电场，使所述杂质扩散至形成所述发光部的玻璃中，并将所述发光部保持在规定以上的温度，该规定以上的温度为使存在于所述发光部内部的杂质离子化的温度。

通过执行所述电场施加工序，发光部内部的杂质由于从外部作用的电场而受到静电力，发生移动，并扩散到形成发光部的玻璃部件内，或再透过该玻璃部件，放出到发光部外部，所以可尽可能降低发光部内部的杂质量，抑制失透或黑化。结果，可使高压放电灯的照度维持率提高，实现长寿命化。

这里，所谓‘供电体’是指用于向电极供电的导电体，不仅是金属箔，还考虑因位于灯的密封部的电极构造体形状不同而各异的导电体，在不同情况下，也可以是电极轴本身。另外，所谓‘供电体的周围’未必是该部位的整个周围。

这里，在所述发光部为石英玻璃制的情况下，期望该电场施加工序中的规定以上的温度是600℃以上、1100℃以下范围的温度。

由此，容易离子化发光部内部的杂质，仅利用电场的作用而容易从发光部内的放电空间放出。

另外，利用上述制造方法制造出的高压放电灯由于抑制发光部的失透或黑化而长寿命，所以使该高压放电灯与凹面反射镜组合，构成灯单元，并若用作图像显示装置的光源，则不必频繁交换灯单元，降低维修成本。

附图说明

图1是表示现有高压水银灯的构成之模式图。

图2是表示具有现有倾斜功能构造的高压水银灯的构成之模式图。

图3(a)是本实施方式的高压水银灯1100的正面图，图3(b)是图3(a)的b-b线的横截面图。

图4(a)和(b)是原理地表示沿密封部2的长方向(电极轴方向)的压缩变形分布的主要部分放大图。

图5(a)和(b)是表示实际上使用锐敏色板法测定的压缩应力的分布之模式图。

图6是表示放电灯用玻璃导管80的构成之截面图。

图7是表示玻璃管70的构成之截面图。

图8是用于说明在玻璃导管80的侧管部2’固定玻璃管70的工序之截面图。

图9是模式表示电极构造体50的构成的图。

图10是说明电极构造体50的插入工序的截面图。

图11是图10的c-c线的横截面图。

图12是说明密封部形成工序的截面图。

图13是说明本实施方式的电场施加工序的图。

图14是表示图13的点亮装置20的构成框图。

图15(a)是表示未实施本实施方式的电场施加工序的高压水银灯之光束的分光分布的图，图15(b)是表示实施了电场施加工序的高压水银灯之光束的分光分布的图。

图16(a)是表示实施了本实施方式的电场施加工序的高压水银灯的Na含有量之测定部位的图，(b)是表示该测定结果的表的图。

图17是说明第二实施方式的电场施加工序的图。

图18是说明第三实施方式的电场施加工序的图。

图19是表示使水银灯1100与凹面反射镜组合的灯单元构成之局部剖面图。

图20是表示使用图19的灯单元的图像显示装置之构成一例的图。

图21(a)、(b)分别是表示在电场施加工序中使电场产生的变形例的图。

图22(a)、(b)分别是表示在电场施加工序中使电场产生的其它变形例的图。

图23是表示实施变形例1的电场施加工序的装置的示意图。

图24是表示实施图23的电场施加工序时的效果的图。

图25是表示图23的电场施加工序中、使施加于导电线51、52上的电压变化时的实验结果的图。

图26是表示实施变形例1的电场施加工序的装置的示意图。

图27是表示在密封部2内的其它位置上设置第二玻璃部7的实例的图。

图28是表示覆盖金属箔4整体地设置第二玻璃部7的实例的图。

图29是表示作为本发明的高压水银灯的变形例、代替高硼硅酸盐耐热玻璃管所使用的倾斜材料管的立体图。

图30是表示倾斜材料管为2层时的密封构造的模式图。

图31是图30的倾斜材料管的d-d线的箭头截面图。

具体实施方式

下面，参照附图来说明本发明的实施方式。

<第一实施方式>

本申请发明人就高压放电灯(包含高压水银灯)发明了在发光部内的压力变高时、提高密封部的耐压之新的构成，并成功使耐压强度的可靠性提高，据此申请专利(特愿2002-351523号、特开2003-234067)。

在本实施方式中，说明就这种耐压强度高的高压放电灯、尤其是高压水银灯而言，抑制发光部中的黑化或失透的发生、并实现灯的长寿命化的制造方法。

(1)高压水银灯的构成

图3(a)、(b)中示出本实施方式的高压水银灯(下面简称为‘灯’)1100的构造。

图3(a)是模式地表示灯1100的整体构成之正面图的图，图3(b)是模式地表示在包含图3(a)的b-b线之平面切断灯1100时的横截面图的图。另外，本来，图3(a)中，位于发光部或密封部内部的电极或金属箔等应由虚线表示，但由于发光部、密封部本身由透明的玻璃部件构成，内部看着透明，所以重视实际的视觉，特意用实线来表示(下面，除图18外，其它类似的附图都一样。)。

该灯1100是具备在管内封入发光物质6的发光部1、和从该发光部1的两端延伸的两个密封部2的双末端型的灯。

如图3(a)所示，密封部2是保持发光部1内部的气密性的部位，具有从发光部1延伸的第一玻璃部(侧管部)8、和夹入第一玻璃部8内侧(中心侧)的至少一部分中的第二玻璃部7。

如图3(b)所示，密封部2的横截面形状大致为圆形，为了向密封部2内提供灯功率，配置例如由钼构成的金属箔(供电体)4。该金属箔4位于密封部的大致中心部，其周围连接第二玻璃部7。另外，第二玻璃部7也位于密封部2的大致中心部，第二玻璃部7的外周紧贴第一玻璃部8的内表面。

发光部1大致为球状，其外径例如为5mm-20mm左右，玻璃厚度例如为1mm-5mm左右。发光部1内的放电空间9的容积例如为0.01-1cc左右(0.01-1cm³)。

具体而言，在本实施方式中，发光部1的尺寸为外径10mm左右、内径5mm左右、放电空间的容量0.06cc左右。另外，从第二玻璃部7在发光部1侧的端面至发光部1的放电空间9的距离H约为1mm。

在发光部1内，封入水银6，作为发光物质。在使灯1100作为超高压水银灯动作的情况下，水银6例如以200mg/cc左右或之上(220mg/cc以上或230mg/cc以上或250mg/cc以上)、优选是300mg/cc左右或之上(例如300mg/cc-500mg/cc)的水银、与5-30kPa的惰性气体(例如氩)、必需时和少量的卤素一起被封入发光部1内。

封入发光部1内的卤素承担在灯动作中将从电极棒3蒸发的W(钨)重新返回到电极棒3的卤素循环的作用，例如使用溴(Br)。

这里，封入的卤素不仅是单体的方式，也可以是卤素前驱体的方式(化合物的方式)，在本实施方式中，将卤素以CH₂Br₂的方式导入发光部1内。

另外，本实施方式中的CH₂Br₂的封入量为0.0017-0.17mg/cc左右，若换算为灯动作时的卤素原子密度，则相当于0.01-1μmol/cc左右。另外，根据本实施方式，灯1100的耐压强度(动作压力)为20MPa以上(例如30-50MPa左右或之上)。

另外，管壁负荷例如为60W/cm²程度之上，不特别设定上限。若示例表示，则可实现管壁负荷例如从60W/cm²程度以上至300W/cm²程度的范围(优选为80-200W/cm²左右)的灯。若设置风扇装置等冷却部件，则也可实现300W/cm²程度之上的管壁负荷。另外，额定功率例如为150W(相当于此时的管壁负荷约为130W/cm²)，但不限于此。

密封部2中的第一玻璃部8包含99重量％以上的SiO₂，例如，由石英玻璃构成。另一方面，第二玻璃部7包含15重量％以下的Al₂O₃和4重量％以下的B中至少之一、和氧化硅(SiO₂)，例如，由コ-ニンゲ公司制的高硼硅酸盐耐热玻璃(注册商标第1657152号)构成。若在SiO₂中添加Al₂O₃或B，则玻璃的软化点下降，所以第二玻璃部7的软化点变得比第一玻璃部8的软化点温度低。

这里，所谓高硼硅酸盐耐热玻璃是指使添加物混入石英玻璃中后降低软化点、使加工性比石英玻璃高的玻璃，例如可通过对硼硅酸玻璃进行热、化学处理，接近石英特性来制作。高硼硅酸盐耐热玻璃的组成例如为氧化硅(SiO₂)96.5重量％、氧化铝(Al₂O₃)0.5重量％、硼(B)3重量％。第二玻璃部7包含比第一玻璃多的杂质。

(耐压强度提高的原理)

这样，就灯1100的密封部2而言，通过经第二玻璃部7将作为供电体的金属箔4在放电空间9侧的一部分密封在第一玻璃部8内，耐压强度飞跃增大(40MPa-50MPa)。这被认为是由于在密封部2中产生压缩变形、尤其是在密封部长方向上产生压缩应力。

下面，说明其原理。

图4(a)和图4(b)模式地表示沿密封部2的长方向(电极轴方向)的压缩变形之分布，图4(a)表示设置有第二玻璃部7的灯1100的构成的情况，另一方面，图4(b)表示没有第二玻璃部7的现有灯1100’的构成(比较例)的情况。

这里，图4(a)所示的密封部2中，在相当于第二玻璃部7的区域(加网线的区域)存在压缩应力(压缩变形)，而第一玻璃部8的部位(斜线区域)中的压缩应力大小实质上为0。另一方面，如图4(b)所示，在没有第二玻璃部7的密封部2的情况下，没有局部存在压缩变形的部位，第一玻璃部8的压缩应力大小实质上为0。

实际上定量测定灯1100的变形，观测在密封部2中于第二玻璃部7中存在压缩应力。使用利用光弹性效应的锐敏色板法来进行该变形的定量化。根据该手法，可看到有变形(应力)的部位之颜色变化，将该颜色与变形标准器进行比较，定量化变形的大小。即，通过读取与想测定的变形颜色相同颜色的光路差，可算出应力。用于变形定量化的测定器是变形检查器(东芝制：SVP-200)，若使用该变形检查器，则可求出密封部2的压缩变形大小，作为施加于密封部2上的应力的平均值。

图5(a)是表示使用利用光弹性效应的锐敏色板法所测定的灯1100之压缩应力的分布之模式图，另一方面，图5(b)是表示没有第二玻璃部7的灯1100’的压缩应力分布的模式图。

如图5(a)所示，灯1100的密封部2中第二玻璃部7的区域7a内的部分为与第一玻璃部8不同的颜色(图中，为白的部分7a)，可知在第二玻璃部7中存在压缩应力(压缩变形)。

另一方面，如图5(b)所示，灯1100’的密封部2中没有不同颜色的区域，因此，可知在密封部2(第一玻璃部8)的特定部分中不存在压缩应力。

这样，认为产生压缩应力的原因在于石英玻璃与高硼硅酸盐耐热玻璃的软化点和变形点的差异。这点在上述的特开2003-234067号公报中详细记载，所以这里省略详细说明，但主要认为在加热侧管部、使第一与第二玻璃部一起软化并密封之后，软化点高的外侧的第一玻璃部8会先固化，第二玻璃部7在固化后的第一玻璃部8内部的有限空间内以无自由度的状态固化，所以在内部产生压缩应力。

因此，在图5(a)所示的锐敏色板法的测定结果中，仅能确认仅在金属箔的长方向上的压缩应力，但根据关于上述压缩应力的产生原因的考察，可推断第二玻璃部的径向也产生压缩应力。

因此，作为第一玻璃部8的石英玻璃的软化点约为1650℃，作为第二玻璃部7的高硼硅酸盐耐热玻璃的软化点为1530℃，两者有100℃以上的差。

另外，由于这样在密封部2内部的金属箔4的周围存在具有压缩应力、尤其是电极棒3的轴方向上的压缩应力的部位，从而耐压强度提高，即便在最高50MPa的内压下也能点亮，可进行提高这么多的高输出化。

不明确知道这种密封部内部的压缩应力的存在与耐压强度提高的直接因果关系，但推测为是由于若沿第二玻璃部7的长方向施加压缩应力，则可抑制从金属箔4产生应力而造成的。

即，可利用第二玻璃部7的压缩应力来抑制由金属箔4产生的应力，结果，例如降低在密封部2的玻璃部中产生的裂纹、在密封部2的玻璃部与金属箔4之间的泄漏的发生，从而密封部2的强度提高。

(3)灯的制造方法

下面，说明本实施方式的灯的制造方法。

该制造方法大致由灯的形成工序、与向该形成的灯施加电场并去除发光部1内部的杂质的电场施加工序构成。

下面，参照图6-图12来详细说明本实施方式的灯1100的制造方法。

(3-1)灯形成工序

首先，如图6所示，准备具有应成为灯1100的发光部1的发光部形成预定部1’、和从发光部形成预定部1’延伸的侧管部2’的放电灯用玻璃导管80。

本实施方式的玻璃导管80加热外径6mm、内径2mm的筒状石英玻璃的中央部并使之膨胀，形成基本上为球形的发光部1’。

另外，如图7所示，另外准备构成第二玻璃部7的玻璃管70。本实施方式的玻璃管70是外径(D1)1.9mm、内径(D2)1.7mm、长度(L)7mm的高硼硅酸盐耐热玻璃制玻璃管。这里，玻璃管70的外径D1比侧管部2’的内径小，以插入玻璃导管80的侧管部2’中。

之后，如图8所示，在玻璃导管80的侧管部2’的内部规定位置上固定玻璃管70。该固定通过将玻璃管70插入侧管部2’后、利用燃烧器等加热侧管部2’后使两者紧贴来进行。

之后，准备图9所示的另外制作的电极构造体50，插入到固定了玻璃管70的侧管部2’中。电极构造体50由电极棒3、连接于电极棒3上的金属箔4、和连接于金属箔4上的外部导线5构成。电极棒3是钨制电极棒，在其前端卷绕钨制线圈12。线圈12也可使用钍-钨制的线圈。另外，电极棒也不仅是钨棒，也可使用由钍-钨构成的棒。

另外，在外部导线5的一端，设置用于将电极构造体50固定在侧管部2’内表面上的支撑部件(金属制的固定架)11。该支撑部件11是由钼构成的钼带(Mo带)，但也可代之以钼制的环状发条。Mo带11的宽度a比侧管部2’的内径2mm稍大些，由此，可将电极构造体50固定在侧管部2’内。

之后，如图10所示，在一个侧管部2’上接通电极构造体50，将电极棒3的线圈12侧定位在发光部形成预定部1’内。

图11是图10的c-c线的截面构成的图。

之后，边保持气密性，边将电极构造体50插入后的玻璃导管80的两端装配在可旋转的卡盘82上。

卡盘82连接于真空系统(未图示)上，可使玻璃导管80内减压。在对玻璃导管80内真空排气之后，导入200torr左右(约20kPa)的惰性气体(Ar)。之后，以电极棒3为旋转中心轴，使玻璃导管80沿箭头81的方向旋转。

之后，加热侧管部2’和玻璃管70，使之收缩，密封电极构造体50，由此如图12所示，在作为侧管部2’的第一玻璃部8的内侧，形成设置了作为玻璃管70的第二玻璃部7的密封部2。

该密封部2的形成通过从发光部形成预定部1’与侧管部2’之间的交界部分起至外部导线5的中间附近为止依次加热侧管部2’和玻璃管70后、使之收缩来进行。通过该密封部形成工序，从侧管部2’和玻璃管70得到包含至少沿长方向(电极棒3的轴方向)施加压缩应力的状态的部位之密封部2。另外，也可从外部导线5向发光部形成预定部1’进行加热、收缩。

之后，从开放的侧管部2’侧的端部导入规定量的水银6。此时，必要时还导入卤素(例如CH₂Br₂)。

在导入水银6后，另一侧管部2’也进行与上述一样的工序。即，首先在将电极构造体50插入未密封的侧管部2’中后，真空吸引玻璃导管80内(优选减压至10^-4Pa左右)，封入惰性气体，之后，加热密封。此时的加热密封时，为了防止水银蒸发，优选边冷却发光部形成预定部1’边进行。这样，在密封两个侧管部2’之后，切除侧管部2’的无用部分，由此完成图3所示的灯1100的构造。

(3-2)电场施加工序

电场施加工序是向灯的至少发光部1施加电场来去除发光部1内部的杂质之工序，在本实施方式中，在灯完成后的初始点亮(老化)时执行。

图13是表示实施电场施加工序的装置示意图。

20是灯的点亮装置，由直流电源21与镇流器22构成，从镇流器22输出的交流电压连接于灯1100的一对外部导线5的C、D上。

图14是详细表示上述点亮装置20、尤其是镇流器22的构成框图。直流电源21连接于交流电源(AC100V)(未图示)上，向镇流器22提供规定的直流电压。镇流器22具备用于提供灯1100点亮所需功率的DC/DC转换器23；将该DC/DC转换器23的输出变换为规定频率的交流电流的DC/AC逆变器24；在启动时将高压脉冲重叠在灯1100上的高压发生器25；用于检测灯1100的灯电流的电流检测部26；用于检测灯1100的灯电压的电压检测部27；和控制DC/DC转换器23和DC/AC逆变器24的输出的控制部28。

控制部28接收电流检测部26和电压检测部27的检测信号，控制DC/DC转换器23和DC/AC逆变器24，以使提供给灯1100的功率为规定的恒定值。

回到图13，在实施电场施加工序的装置中，除点亮装置20中的直流电源21外，还具备直流电源30，在其输出端子A连接于点亮装置20的接地输出(GND)上的同时，从输出端子B输出规定的负电压。

另一方面，在灯1100的一对密封部2上，从与该发光部1的交界部开始，以规定宽度卷绕导电线10。该导电线10从一个密封部2开始卷绕，跨过发光部1，卷绕在另一密封部2上，匝数为左右分别10圈左右。连接两个卷线的部分的导电线与发光部1表面的最短距离L约为2mm。在本实施方式中，因为发光部1的外径约为10mm，所以该部分中从电极棒3至导电线10的距离约为7mm。

将该灯中卷绕的导电线10连接于直流电源30的输出端子B上，在向其施加-300V的状态下，导通点亮电路20的开关，使灯1100点亮数小时。

在本实施方式中，因为利用矩形波电流来交流点亮，所以点亮中，C侧、D侧的电极交互变为GND，但C侧、D侧的电位差与灯电压相等，为60-90V左右。即便GND为C侧、D侧之一的情况下，在发光部内的电极与导电线10之间也产生约为300V的电位差。在直流点亮形的灯的情况下，仅通过将C侧、D侧之一固定在GND，效果也相同。

结果，产生从电极棒3指向导电线10的强的电场，向发光部1施加电场。

为了确认这种电场施加工序产生的效果，如以前那样，对不施加电场而进行初始点亮的灯、和施加电场后进行初始点亮的灯进行比较。

具体而言，准备15个与灯1100相同构成、不施加电场的灯，其中，利用以前的方法使5个灯点亮，同时，其余的10个灯如图13所示，在密封部2上卷绕导电线10，边从直流电源30施加-300V的电压边点亮。

两组的点亮时间相同，为2小时。此时，以前的方法中，全部数量的灯薄薄地黑化，用分光光度计来测定这些灯的光束的分光分布，如图15(a)的分布图所示，观测到Na发光。

相反，施加了电压的本发明品10个均未黑化，也未观测Na发光(图15(b))。

因此，就现有品的灯与进行了电场施加工序的发明品而言，分别由原子吸光分析法来分析图16(a)的发光部1的斜线E的部分、与未配置密封部2的第二玻璃部7的部分(斜线F的部分)之Na含有量，得到图16(b)的表1的结果。

从该表可知，现有品中，发光部1的Na含有量为0.61ppm，而本发明品中，降低至接近其1/6的0.11ppm。

通过实施本实施方式的电场施加工序，可知可减少混入发光部1内的杂质，抑制黑化。另外，因为通过杂质的降低还抑制失透，所以灯寿命也提高。

下面，考察上述抑制黑化、失透的原理。

在灯的稳定点亮中，在电极棒3之间产生电弧放电，其温度最高达到6000℃以上。因此，发光部1的温度上升，变为1000℃以上。在这种高温下，认为放电空间9内和形成发光部1的玻璃中的杂质离子化。

若从外部向这种状态的灯施加电场，则静电力作用于离子并移动。在上述实施方式中，由于发光部内部变为GND，发光部外部变为-300V，所以正离子受到向发光部1外部的力，扩散到石英玻璃内部，进而释放到发光部1外部。

尤其是因为对黑化、失透产生不良影响的是氢和碱金属(钙、锂、钠)等正离子，所以推测可通过本电场施加工序来降低放电空间9内的杂质。

实际上，就Na而言，根据图15(b)的分光分布和图16(b)的分析结果，确认放电空间内和发光部的玻璃内的含有量比现有品少。

另外，还确认由于电场施加工序，放电空间9内的氢(H₂)量也大幅度降低。以前，需要对放电空间9内的氢降低与形成发光管的玻璃部件的无用变形的去除进行兼顾、并在灯密封后的适当阶段对灯整体真空烘烤规定时间的工序，但通过实施上述电场施加工序，可大幅度缩短该真空烘烤工序的时间。

另外，在本实施方式中，因为向发光部1外部的导电线10与电极棒3的距离约7mm之间施加300V的电压，所以电场的大小约为43kV/m，但不限于此。为了有效去除杂质，期望为10kV/m以上。该电场强度虽然没有特别的上限，但即便大至去除杂质所需的强度以上也无意义，另一方面，因为电源装置大型化后成本上升，所以将500kV/m左右设为上限即可。

本实施方式的灯制造方法对点亮动作压力达到23.3MPa(230atm。单位发光部内容积的Hg量：230mg/cc)以上的灯特别有效。在点亮动作压力为23.3MPa以上的灯中，电弧温度上升，电极的蒸发量也变大。因此，正因为存在少量杂质，所以卤素循环不能平滑进行，容易引起黑化。另外，因为发光部温度自身也变大，所以容易过早引起失透。若实施本实施方式的工序，则因为与以前相比，大大减少了碱金属(锂、钠、钙)等杂质，所以在23.3MPa以上的点亮动作压力的灯中，可确保此前无法达到的2000h以上的寿命。

<第二实施方式>

下面，说明本发明的灯制造方法的第二实施方式。

在以下的实施方式中，灯形成工序与第一实施方式一样，仅电场施加工序不同，所以重点说明这一点。

图17是表示该第二实施方式的电场施加工序的示意图。

在灯1100完成后，在执行初始点亮之前，与第一实施方式一样，在灯1100的密封部2的外周上卷绕导电线10。导电线10从一个侧管部开始卷绕，跨过发光部，卷绕在另一侧管部上。匝数分别为10圈左右。发光部1与导电线10的距离L约为2mm。因为发光部1的外径约为10mm，所以该部分中从电极棒3至导电线10的距离约为7mm。

之后，边配置在电气加热炉的内部进行加热处理，边在与图13所示一样的直流电源30的输出端子A上连接一对电极5，连接于输出端子B上向导电线10施加-300V。

在本实施方式中，该电场施加工序在将灯1100加热到1100℃的温度的同时，进行数小时。该加热将加热炉内变为Ar气氛气来进行，以不使灯1100的电极和导电线10氧化，但也可以是N₂气氛气或真空。

在本实施方式中，电极棒3均为GND，导电线10的电位变为-300V。因为灯的温度高至1100℃，所以发光部空间内或形成发光部的玻璃中的杂质离子化，氢或碱金属等正离子被释放到发光部外部。

本实施方式也可有效抑制灯的黑化、失透。

<第三实施方式>

下面，说明第三实施方式的电场施加工序。

在本实施方式中，其特征在于，在形成灯的前阶段，从成为发光部1、密封部2的材料的玻璃导管中去除杂质。

图18是表示该第三实施方式的电场施加工序的示意图。

图中，玻璃导管2000是灯制造前的灯用玻璃导管，由大致为球状的中空发光部形成预定部1’和筒状的侧管部2’构成。在该玻璃导管2000的内侧，插通金属棒2010。该金属棒2010由未图示的保持部件保持，以使玻璃导管2000与管轴处于大致一致的位置上。

另外，在玻璃导管2000的一对侧管部2’上卷绕导电线10。该导电线10的卷绕条件与上述第一、第二实施方式相同。

另外，将卷在灯上的导电线10和金属棒2010分别连接于直流电源的输出端子B、A上，将金属棒2010变为GND，向导电线10施加-300V，在该状态下，在加热炉内使玻璃导管2000过热。

在本实施方式中，与第二实施方式一样，加热也在1100℃下进行数小时。加热炉在Ar气氛气来进行，以不使金属棒2010和导电线10氧化，但也可以是N₂气氛气或真空。

在本实施方式中，玻璃导管2000中的杂质离子化，氢或碱金属等正离子被释放到玻璃导管外部。

在图3所示的构造的灯的情况下，可以与上述一样的方法来热处理第二玻璃部7。例如，在第二玻璃部7为高硼硅酸盐耐热玻璃(氧化硅(SiO₂)96.5重量％、氧化铝(Al₂O₃)0.5重量％、硼(B)3重量％)的情况下，利用热处理，可大致不改变其组成地减少氢和碱金属。就执行这种处理所制造出的灯而言，黑化、失透的抑制被确认。

另外，利用以上构成实施电场施加工序的灯与不使用本申请的制造方法的灯相比，在构成上存在以下差异。

(a)初始点亮灯时的杂质形成的发光频谱非常少(参照图15(b))。

这是因为通过施加电场，发光部内的放电空间中的杂质移动到发光部的材料内或发光部之外。发光频谱的差异尤其是在将高硼硅酸盐耐热玻璃制的第二玻璃部或倾斜功能材料用于密封部的情况下显著呈现。

(b)通过施加电场，在发光部或从该发光部延伸的密封部中产生杂质的浓度分布(参照图16)。另外，即便是同一发光部，靠近内壁侧的部分中的杂质比靠近外表面的部分少。另外，在卷绕导电线10的部分、尤其是Na量多的部分呈现环状。由此也证明在放电空间内的离子化的杂质在发光部壁面内向外部移动。

利用这两个特征的有无是否存在于灯中，可确认是否适用了本申请的制造方法。

尤其是Na含有量的差异显著，从这点也可将本发明的灯表征为发光部1每单位体积的Na含有量比从该发光部延伸的第一玻璃部的每单位体积的Na含有量少的构成。

另外，期望本发明中的发光部的Na之每单位体积的含有量为密封部的每单位体积的含有量的至少1/2以下。

<灯单元和图像显示装置>

(1)灯单元的构成

在将灯用作图像显示装置的光源的情况下，为了使光束的聚光效率提高，所以一般构成为与凹面反射镜组合的灯单元。

图19是表示将上述灯1100用作光源的投影仪用灯单元100构成之局部剖面图。

如该图所示，灯单元100在凹面反射镜103内配置灯1100，以使该一对电极棒3的电极间距离的中心与凹面反射镜103的焦点位置大致一致，并且使灯1100的长方向的中心轴X与凹面反射镜103的光轴(图1中与所述中心轴X一致)大致平行。

一个外部导线5电连接于通过形成于凹面反射镜103中的贯穿孔114并导出到凹面反射镜103外部的供电线115上。

另一外部导线5(图19中未图示)电连接于利用粘接剂(未图示)固定在灯1100的一个密封部2的端部上的灯座116上。

凹面反射镜103分别在前方具有开口部117，在后方具有颈部118，并且内表面为例如旋转抛物面或旋转椭圆面等形状，在其表面淀积金属等，形成反射面119。

将固定在灯1100中的灯座116插入颈部118内，利用粘接剂120固定后，使灯1100与凹面反射镜103一体化。

另外，在开口部117中，虽未图示，但利用粘接剂等固定前面玻璃，防止尘埃等混入内部。

(2)下面，作为使用这种灯单元100的图像显示装置一例，说明3板式液晶投影仪。

图20是表示该液晶投影仪150的构成的示意图。

如该图所示，液晶投影仪150具备作为光源的灯单元100；反射镜128；用于将来自灯单元100的白色光分离成蓝、绿、红三原色的分色镜129、130；分别反射分离后的光的反射镜131、132、133；对分离后的三原色、分别形成单色光图像的液晶光阀134、135、136；物镜137、138、139；中继透镜140、141；合成分别透过液晶光阀134、135、136的光的分色棱镜142；和投影透镜143。另外，来自图像显示装置的图像被投影到屏幕等被投影面144上。

另外，上述图像显示装置除灯单元100外，均为公知的构成，所以省略UV滤波器等光学元件。

灯单元100由于将利用上述制造方法制造出的灯单元1100用作光源，所以可使照度维持率提高，实现长寿命化。并且，就使用这种照度维持率高的灯单元之图像显示装置而言，因为不必频繁地交换灯单元100，所以可降低其维修成本。

这里，说明3板式液晶投影仪作为图像显示装置的一例，但本发明除此之外，还可适用于使用单板式液晶投影仪或DLP的投影仪等中。

<变形例>

另外，本发明的技术范围不限于上述实施方式，例如，还可考虑如下的变形例。

(1)电场施加工序中的变形例

施加电场的方法不限于上述各实施方式。只要是在发光部内部与发光部外部产生电位差的方法，则不管手段如何。

例如，在上述第一实施方式中，将导电线10分别在一对密封部2上卷绕10圈，但匝数也可比这多或比这少，例如图21(a)所示，即便仅分别卷绕一圈导电线51、52，也可得到一样的效果。另外，如图21(b)所示，也可将板状或棒状的导电部件12配置在发光部附近。并且，如图22(a)所示，若在筒状电极53’的内部插入灯1100，则可更有效地释放杂质。

另外，如图22(b)所示，也可将两个板状导电部件54、55配置在灯两侧，向它们施加电位差。此时，因为使正离子吸引到一个导电板侧，使负离子吸引到另一导电板，所以还得到同时去除正离子、负离子的杂质的效果。

这里，将利用上述图21(a)和图22(b)的实例来具体实施电场施加工序时的实例分别说明为变形例1、2。

(1-1)变形例1

图23是表示利用图21(a)的构成的、电场施加工序的变形例的图。

本变形例1中的灯1100中，发光部1的外形形状为大致球状或大致旋转椭圆体状，最大外径为12mm，最大壁厚为2.7mm-3mm，密封部2为直径6mm的圆柱状。这里，最大外径表示发光部1的外形形状为大致旋转椭圆体状的情况下、短轴方向上的最大外径。发光部1的内容积例如为0.2cc。

点亮中，发光部1的内壁的管壁负荷为60W/cm²以上，例如为140W/cm²。在发光部1的构成材料为石英玻璃的情况下，作为管壁负荷的实际使用范围，优选为200W/cm²以下。

另外，在发光部1内，除水银外，例如分别封入氩气或氙气等惰性气体、和例如溴元素等卤素。水银的封入量为0.15mg/mm³以上，作为实际使用的范围，优选是0.35mg/mm³以下。惰性气体的封入量为5kPa-40kPa左右。卤素的封入量为10^-7μmol/mm³-10^-2μmol/mm³。

由将钨作为主成成分、含有碱金属等作为杂质的直径为0.3mm-0.45mm的电极棒3、与卷绕在该电极棒的一端部、并且成分与电极棒3相同的线圈12构成电极。另外，电极棒3的前端部的一部分与线圈12一起熔融后，成为大致半球形的块状。电极间距离为0.2mm-5.0mm。

这里，举例电极棒3的杂质一例及其含有量如下。

钙  10ppm

钠  20ppm

另外，在电极棒3中位于密封部2内的部分与形成密封部2的石英玻璃之间，与第一实施方式一样，夹入由高硼硅酸盐耐热玻璃构成的筒状的第二玻璃部7(图23中未图示。参照图3)。

这里的第二玻璃部7的成分如下所示。

SiO₂：96重量％以上

Al₂O₃：0.5重量％

B₂O₃：3.0重量％

Na₂O：0.04重量％

另外，在上述灯1100的发光部1与密封部2的交界部分的外周，接近或接触地分别各卷绕1线匝的线径为0.2mm-0.5mm、例如0.2mm的铁、铬和铝的合金构成的线状导电线51、52。

另外，在这些导电线51、52被卷绕在发光部1与密封部2的交界部分上之后，在发光部1的长方向的轴以相对铅直方向大致垂直的姿势(下面将该姿势称为‘水平配置’。)点亮的情况下，跨过位于下方的发光部1的外面地沿其外面形状接近或接触地配置，在位于其下方的发光部1的外面中央部合成一条来连接。

即，在灯1100在水平配置下被点亮的情况下，为了避免导电线51、52接近发光部1的外面中、温度最高的上方外面，使该导电线51、52配置在位于内表面的温度较低的下方之发光部1的外表面。

在电场施加工序中，将灯1100保持为水平配置，在将外部导线5、5连接于镇流器22上的同时，将导电线51、52连接于另一直流电源30的输出端子B上。连接成直流电源21的一个端子与直流电源30的输出端子A为相同电位。

例如，在灯1100为交流点亮形的额定功率为220W的高压水银灯的情况下，若设直流电源21的一个端子的电位为基准(0V)，则分别在直流电源21的另一端子上产生+380V的电位，在另一直流电源30的另一端子B上产生-50V以下的电位。

因此，在稳定点亮时，若设直流电源21的一个端子的电位为基准(0V)，则两电极5的电位在0V-100V的范围内变动，向导电线51、52施加-50V以下的电压。

结束以上准备，使用镇流器22以与实际使用状态大致相同的状态下使灯1100连续点亮的同时，向导电线51、52施加-50V以下的电压。

在该状态下放置5分钟以上、优选是15分钟以上、更好是3小时～10小时以上。该放置时间为施加之后的时间。

其间，因为点亮灯1100，所以至少发光部1保持在规定温度、例如800℃。另外，此时还兼作通常的点亮试验(初始点亮)。

为了使位于放电空间内的杂质、尤其是离子化后的碱金属充分扩散到石英玻璃中，优选至少将发光部1保持在600℃以上。但是，在发光部1由石英玻璃构成的情况下，优选为1100℃以下，以使石英玻璃不再结晶化、失透。

之后，自然冷却或强制冷却灯1100，摘下导电线51、52，作为最终的制品完成。

之后，在灯1100中装配凹面反射镜，构成灯单元(参照图19)(下面称为‘本发明品’)，确认其作用效果。

就本发明品而言，分别测定在经过300小时点亮后，和经过2000小时点亮后的发光部1的内表面有无黑化、有无失透，和将5小时点亮时间后的照度设为100％时的照度维持率(％)，得到图24的表2所示的结果。

另外，就灯1100的制造过程而言，将导电线51、52的施加电位设为-50V。

另外，这里的‘照度维持率’是将上述灯单元搭载于图像显示装置(参照图20)上后、投影于40英寸屏幕时的平均照度维持率(％)。

并且，为了比较，在灯1100的制造过程中，使用除不施加电场、仅进行通常的点亮试验外、与本发明品一样的制造方法，并对具有相同构成的灯单元(下面称为‘比较品’)进行与本发明品一样的测定，将其结果一起示出表2中。

另外，本发明品、比较品的采样数量均为5个。

从表2可知，本发明品即便在经过2000小时点亮之后，在发光部1中也基本上看不到失透或黑化，照度维持率也维持在74％。另一方面，比较品在经过300小时点亮之后，发光部1的内表面已明显失透，同时黑化，照度维持率为85％，并且在经过点亮时间2000小时之前，由于全部失透，故内部温度上升，发光部1膨胀变形。

如上所述，在实施图23的电场施加工序的情况下，通过向导电线51、52施加相对一对电极棒3的电位为负的电位，利用产生于电极棒3与导电线51、52之间的电场，可向导电线51、52引诱存在于发光部1内的空间中的杂质或灯中使用的部件(电极棒3、作为封入物的溴化汞、第二玻璃部7等)中包含的杂质、尤其是碱金属，使之扩散到石英玻璃中，释放到发光部1的外部，所以可在灯的使用中，抑制发光部1的石英玻璃失透，同时，防止内表面黑化。

另外，由于在电场施加工序中，灯整体的玻璃部件中至少发光部1保持规定的温度以上，所以可加快石英玻璃中的离子化碱金属的扩散速度。

尤其是因为可通过使灯1100点亮来将发光部1保持在规定的温度以上，所以不使用特别加热用的设备，就可将发光部1保持在规定温度以上，结果，在可抑制设备成本的同时，可兼作制造过程中通常进行的灯点亮试验，所以可高效地在短时间内进行所述杂质的去除作业。

另外，因为将灯1100变为水平配置的状态，并且，使导电线51、52接近或接触发光部1与密封部2的交界部来配置，施加电场，所以即便在该交界部聚集杂质、尤其是碱金属，也由于在水平配置状态下的点亮中，不会越接近发光部1的上部该部分的温度越高，所以在该部分引诱的石英玻璃与碱金属难以化学反应，可减少失透的担心。

另外，即便假设该交界部失透也无妨，石英玻璃不会达到变形或破损，另外，该失透部分为电极的根部分周边的玻璃部分，光束不会下降。

并且，因为导电线51、52接近或接触发光部1的外面中位于上方的部分，所以使用时，不会在位于发光部1上方的部分中集中引诱所述杂质、尤其是碱金属，可抑制该部分的石英玻璃失透。

因此，在实际使用灯的情况下，也期望在灯1100的密封部2等上添加表示上下方向的标记等，以便以与在该电场施加工序实施时一样的姿势点亮。

之后，对本发明品分别测定使对导电线51、52的施加电压变化为0V、-25V、-50V、-100V和-200V时的、经过1000小时点亮之后与经过2000小时点亮之后的照度维持率(％)，得到图25的表3所示的结果。

从表3可知，在施加电压为-50V以下、例如-50V、-100V和-200V的情况下，即便经过2000小时点亮之后，照度维持率也为60％以上，未见发光部1的变形等。

另一方面，在施加电压超过-50V、例如为-25V的情况下，若点亮经过时间为1000小时，则尽管照度维持率为71％，但在点亮经过时间达到2000小时之前，发光部1因失透而膨胀，变形。

因此，可知为了在制造工序中充分去除杂质、尤其是碱金属，若以一个电极的电位0V为基准，则对导电线51、52的施加电压需要为-50V以下。

另外，在上述图23的实例中，说明使用铁、铬和铝的合金来作为导电线51、52的材料的情况，但此外即便是钨或钼等耐热性很高的金属，也可得到与上述一样的效果。另外，导电线51、52的线径不限于上述0.2mm-0.5mm，也可以是此外的不同线径，另外，形状即便例如为板状，也可得到与上述一样的效果。

另外，在图23的实例中，说明在与实际使用状态大致相同的状态下使灯1100连续点亮，向导电线51、52施加-50V以下的电位的情况，但未必以与实际使用状态大致相同的状态使灯1100连续点亮，只要点亮以使得至少发光部1的温度为600℃以上即可。

并且，在图23的实例中，说明假设在水平配置的状态下点亮灯1100，将导电线51、52卷绕在发光部1与密封部2的交界部分上的情况，但只要是灯1100的长方向的轴位于与铅直方向成45度以上的范围内的状态，则通过将导电线51、52卷绕在发光部1与密封部2的交界部分上，可得到与上述一样的效果。

当然未必将导电线51、52卷绕在发光部1与密封部2的交界部分上，只要根据点亮方向或温度环境将导电线51、52适当配置在想引诱碱金属的部位即可。

(1-2)变形例2

在该变形例2中，使用图22(b)所示的电场施加方法。

图26表示实施电场施加工序的装置的示意。

在形成规格与上述变形例1一样的灯1100之后，如图26所示，在水平配置灯1100的同时，夹持发光部1地大致平行相对配置例如由铜制的四方平板状导电部件54、55。

另外，若考虑失透或黑化的发生部位主要是发光部1，则优选至少覆盖发光部1整体。在图26的实例中，设导电部件54、55的灯1100的中心轴方向上的长度与发光部1的同方向尺寸大致相同，与中心轴正交的方向(与图26的纸面正交的方向)上的宽度与发光部1的直径大致相同。

另外，向导电部件54、55分别施加不同的电位、例如一个施加正电位，另一个施加负电位。只要利用与产生期望的电场(期望为10kV/m以上)地向各个导电部件54、55施加的电压的关系来适当确定该导电部件54、55之间的距离即可。

之后，如图26所示，在将该灯1100的外部导线5、5连接于镇流器22上的同时，将导电部件54、55分别连接于直流电源30上。

这里，例如通过将位于下侧的导电部件55设为负，将位于上侧的导电部件54设为正，则可使作为失透因素的碱金属离子(正离子)引诱到温度比发光部1的上方低的下方，结果，可进一步抑制发光部1的石英玻璃失透。

利用该变形例2的灯1100的制造方法，也可与上述各实施方式、变形例1中的灯1100的制造方法一样，利用施加的电场来引诱存在于发光部1内的空间中的杂质或灯中使用的部件(电极棒3、作为封入物的溴化汞、和第二玻璃部7)中包含的杂质、尤其是碱金属，可使之扩散到石英玻璃中，释放到发光部1的外部，所以在灯的使用中，可在抑制发光部1的石英玻璃失透的同时，防止发光部1的内表面黑化。

另外，在变形例2中，说明使用四方平板状导电部件54、55的情况，但不限于该形状，例如即便是圆板状的情况、或沿发光部1的外表面形状弯曲的情况下，也可得到与上述一样的效果。

另外，在变形例2中，说明将导电部件54、55设置在发光部1的正好上下的情况，但即便在以图26的状态为基准，设置在发光部1的左右或面前侧或背后侧的情况下，也可得到与上述一样的效果。

另外，在变形例1、2中，说明通过使灯1100连续点亮来加热发光部1中至少发光部1，并保持在规定温度以上的情况，但即便重复点亮、熄灭，至少将发光部1保持在规定温度以上，也可得到与上述一样的效果。另外，例如也可从外部通过加热器等加热部件加热发光部1中至少发光部1并保持在规定温度以上。并且，也可在暂时点亮之后熄灭灯1100，并在之后利用所述加热部件加热灯1100的至少发光部1并保持在规定温度以上。

另外，在上述各变形例中，将额定功率为220W的灯1100示为一例，但也可将本发明适用于额定功率为150W的高压水银灯或额定功率超过220W的250W的高压水银灯中。

(2)电场施加工序的时期等

如上所述，在电场施加工序中，在点亮灯后加热发光部1的情况下，期望在灯的初始点亮时执行该电场施加工序。初始点亮(老化)工序在出厂前是必需执行的，此时，通过与电场施加工序一起执行，可削减工序时间。

在边由加热炉等加热边执行电场施加工序的情况下，期望在上述初始点亮之前执行。这是因为若先执行初始点亮，则由于放电空间内的杂质，会产生黑化、失透。

另外，电场最低也需要施加5分钟，期望施加2小时以上。电场的施加时间的上限不特别限定，但因为只要在抑制黑化或失透所需的范围下实施电场施加工序即可，所以上限时间由具体施加的电场的强度或加热温度等、根据与制造成本的平衡来自己确定。

但是，不特别认为初始点亮必然不先于电场施加工序执行。实际上，在认为杂质导致一度黑化的灯中，在执行电场施加工序时，去除Na。之后，若灯点亮数小时至数十小时，可消除黑化。

另外，加热部位只要至少是发光部即可，其温度也期望为放电空间内的大部分杂质离子化所需的温度(600℃)以上，在发光部1的原料为石英玻璃的情况下，为了不再结晶化，上限为1100℃。

另外，在本实施方式中，利用变为高温来离子化杂质，但离子化的手段也可以是其它手段。例如，也有通过施加非常大的电场来实现杂质的离子化的方法。

(3)灯构成的变形例

(3-1)在上述实施方式中，第二玻璃部7配置在包围金属箔4的与电极棒3之连接部位的位置上，但配置位置不仅限于该部分。如图27所示，也可覆盖金属箔4的与外部导线5的连接部侧端部地配置，也可如图28所示，覆盖金属箔4的整体。为了进一步增加耐压强度，期望图28的构成，但若考虑第二玻璃部7的材料中杂质多或部件成本，则期望第二玻璃部7的部分的量尽可能少，另外，若考虑密封部2的裂纹因放电产生的热的影响而容易在靠近放电空间的一侧产生，则期望如图3所示，覆盖与电极棒3之接合部地仅设置在一部分中。

另外，第二玻璃部7即便未必覆盖该所在部位的金属箔4的全周，也可一定程度上得到抑制金属箔4的应力的压缩应力。此时，只要在灯形成工序中使用横截面为C形状的其它玻璃管来代替玻璃管70(参照图7)即可。

另外，第二玻璃部7由于如上所述，软化点比第一玻璃部8低，从而实现在密封部内部产生压缩应力的作用。作为用于降低氧化硅(SiO₂)的软化点的添加物，只要包含Al2O3和B中的至少一个即可。但是，若过多添加这些物质，则软化点会过低，有时得不到适当的压缩应力，另外，由于混入放电空间中的杂质量也会无用地变多，所以期望SiO₂为70重量％以上、不足99重量％，添加的Al₂O₃为15重量％以下，B为4重量％以下。

(3-2)另外，在上述实施方式中，通过在密封部2设置由高硼硅酸盐耐热玻璃构成的第二玻璃部7，使耐压强度提高，但也可代替高硼硅酸盐耐热玻璃，使由倾斜功能材料的部件夹入来密封。

即，在灯形成工序中，代替由高硼硅酸盐耐热玻璃构成的图7所示的玻璃管70，将尺寸与其大致相同、由倾斜功能材料构成的管(下面称为‘倾斜材料管’。)71插入侧管内，形成密封部2。倾斜材料管71例如使石英粉末与钼或钨等金属粉混合后加热成型而成，此时，形成为越是内侧部分，则金属粉72的含有量越多。

由此，倾斜材料管71可具有比第一玻璃部8大、比金属箔4小的范围的热膨胀系数，并且倾斜材料管71的内侧部分之热膨胀系数接近金属箔4的热膨胀系数，倾斜材料管71的外侧部分的热膨胀系数接近第一玻璃部8的热膨胀系数，其间，可使热膨胀系数缓慢变化。

这样，倾斜材料管71由于热膨胀系数缓慢变化，所以可利用灯点亮时或熄灭时发光部1的剧烈的温度变化(热冲击)来减小在密封部2中的相邻部件间产生的热应力，所以难以产生裂纹，极大地提高密封部2的耐压强度。

使倾斜功能部件夹入的部位与利用上述高硼硅酸盐耐热玻璃的第二玻璃部7时一样，不仅包含第二金属箔4的与电极棒3之连接位置的端部，也可以是图27或图28所示的部位。

另外，倾斜材料管也可不象上述那样热膨胀系数从内侧向外侧大致连续变化，而作为多层构造，在各层中，热膨胀系数不同。

图30表示为一例，倾斜材料管为2层构造时的密封部2的构造。

这里，覆盖金属箔4的整体地配置2层的倾斜部件管73。图31是图30的倾斜材料管73的d-d线的箭头截面图。如图31所示，倾斜材料管73构成为第一倾斜材料74与第二倾斜材料75的2层构造，在设金属箔4、第一倾斜材料74、第二倾斜材料75、第一玻璃部8的热膨胀系数分别为K1、K2、K3、K4时，选定第一、第二倾斜材料，使K1>K2>K3>K4。作为具体的材料，例如可考虑混入氧化硅中的金属粉量不同的两种材料。另外，这种多层构造的倾斜材料管覆盖的部位也可以是金属箔4的长方向的一部分。

这样，就在密封部中使用具有倾斜功能的材料的灯中，尤其是在其制造工序中杂质混入放电空间中的可能性高，即便在此情况下，也可通过执行电场施加工序，去除发光部内的杂质，抑制黑化或失透。

(3-3)另外，在上述实施方式中，经第二玻璃部或倾斜材料来密封金属箔4的一部分或全部，但在使用其它电极构造体的情况下，不是金属箔而是存在于该密封部分中的供电体的一部分或全部构成为经上述第二玻璃部或倾斜材料来密封。此时，有时供电体是电极轴本身。

(3-4)另外，虽未图示，但也可在电极的密封部内的埋设部的至少部分表面中形成金属电镀。这样，可防止在位于电极棒3周围的玻璃中产生微小的裂纹。该金属电镀中的金属只要由从Pt、Ir、Rh、Ru、Re中选择的至少一种金属构成即可，从与电极棒3的紧贴性的观点看，优选在下层形成Au层后，在其上层电镀例如Pt层。

在位于密封部2内的电极棒3中没有金属电镀的灯的情况下，在灯制造工序中的密封部形成时，一旦密封部2的玻璃与电极棒3紧贴之后，在冷却时，因两者的热膨胀系数差异，两者分离。此时，在电极棒3周围的石英玻璃中产生裂纹。由于该裂纹的存在，耐压强度比没有裂纹的理想灯低。

但是，若在电极棒3的埋设部表面中形成上述金属的电镀，则密封部2的石英玻璃与电极棒3的表面(例如Pt层)之间的浸渍性变差。即，相比于钨与石英玻璃的组合，铂与石英玻璃的组合由于金属与石英玻璃的浸渍性变差，所以两者容易分离。由于这种电极棒3与石英玻璃的浸渍性差，加热后的冷却时的两者分离更好，可防止细微裂纹的产生，可得到更高的耐压强度。

这样，即便因在电极棒上电镀其它金属的工序引起、例如在发光部内混入杂质，也可通过电场施加工序来去除。

(3-5)在上述实施方式中，说明了双末端型的高压水银灯的制造方法，但也可是单末端型的，不限于高压水银灯，例如氙灯或卤素灯等具有密封部并在点亮时内部压力变高的高压放电灯中一般均可适用本发明的制造方法。

尤其是图18所示的从密封前的玻璃导管中去除杂质的方法之对象不限于高压水银灯的放电用玻璃导管，例如也可以是金属卤化物或电球中使用的玻璃材料，另外，也可对等离子体显示器或液晶中使用的玻璃材料适用。

即，本发明的制造方法也可适用于可能引起由于发光部内混入氢或碱金属(钙、锂、钠)等杂质而产生的黑化、失透的全部放电灯、或利用放电效应的显示用面板中。

产业上的可利用性

根据本发明的高压放电灯的制造方法，可降低放电空间内和构成发光部的玻璃中氢和碱金属等杂质，适用为即便高输出、也可抑制黑化、失透的长寿命的高压放电灯的制造方法。

Claims (23)

1、一种高压放电灯的制造方法，该高压放电灯具有在内部配设一对电极的同时、封入发光物质的玻璃制发光部；和在从所述发光部延伸的第一部件内密封连接于所述电极的供电体、气密地保持发光部内部的密封部，其特征在于：该制造方法包含

密封工序，在使第二部件夹在至少所述供电体的长方向上的部分周围的状态下，将所述供电体密封在第一部件内；和

电场施加工序，向所述发光部施加从所述发光部的外部起作用的电场，使所述杂质扩散至形成所述发光部的玻璃中，并将所述发光部保持在规定以上的温度，该规定以上的温度为使存在于所述发光部内部的杂质离子化的温度。

2、根据权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

所述发光部是石英玻璃制的，所述电场施加工序中的规定以上的温度是600℃以上、1100℃以下范围的温度。

3、根据权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

所述第二部件的软化点温度比所述第一部件的软化点温度低。

4、根据权利要求3所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

所述第一部件包含99重量％以上的SiO₂，所述第二部件的SiO₂为70重量％以上、不足99重量％。

5、根据权利要求3所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

所述第二部件包含Al₂O₃和B中的至少之一，在设Al₂O₃的含量为P重量％、B含量为Q重量％的情况下，各个材料的含量范围为0<P≦15、0<Q≦4。

6、根据权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

所述第二部件的热膨胀系数比所述供电体的热膨胀系数小，比所述第一部件的热膨胀系数大。

7、根据权利要求6所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

随着所述第二部件从所述供电体侧移动到所述第一部件侧，所述第二部件的热膨胀系数连续或分阶段地变小。

8、根据权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在所述发光部内，作为发光物质，至少封入水银，所述水银封入量为230mg/cc以上、500mg/cc以下。

9、根据权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在所述电场施加工序中，通过使高压放电灯点亮，将发光部保持在规定以上的温度。

10、根据权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在所述电场施加工序中，在加热炉内加热高压放电灯，将发光部保持在规定以上的温度。

11、根据权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在所述电场施加工序中，通过向存在于发光部内的电极、和配置在发光部外部的导电材料之间施加电位差，从而至少向发光部施加电场。

12、根据权利要求11所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

所述导电材料是卷绕在密封部周围的导电线。

13、根据权利要求11所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

所述导电材料是配置在高压放电灯的至少与发光部相对的位置上之金属板。

14、根据权利要求11所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

所述导电材料是配置在高压放电灯的至少与发光部相对位置上的金属棒。

15、根据权利要求11所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在所述电场施加工序中，配置在发光部外部的导电材料的电位比施加于电极上的电位低。

16、根据权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在所述电场施加工序中，使发光部夹在两块金属板之间，通过向该两块金属板之间施加电位差，从而至少向发光部施加电场。

17、根据权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在所述电场施加工序中，所述至少施加于发光部上的电场的电场强度为10kV/m以上。

18、根据权利要求17所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在所述电场施加工序中，施加电场的时间为5分钟以上。

19、根据权利要求1所述的高压放电灯的制造方法，其特征在于：

在初始点亮执行前或初始点亮时执行所述电场施加工序。

20、一种制造高压放电灯的方法，该高压放电灯具有加工玻璃导管、在内部配设一对电极的同时、封入发光物质的玻璃制发光部；和在从所述发光部延伸的第一部件内密封连接于所述电极的供电体、气密地保持发光部内部的密封部，其特征在于：该制造方法包含

电场施加工序，在玻璃导管中形成密封部之前，向该玻璃导管的至少预定形成发光部的部分施加电场，并将该玻璃导管的至少该部分保持在使存在于所述玻璃导管的该部分内的杂质离子化所需的温度，其中所述电场从所述玻璃导管的该部分的外部起作用；和

密封工序，在使第二部件夹在至少所述供电体的长方向上的部分周围的状态下，将所述供电体密封在第一部件内。

21、一种利用权利要求1～20之一所述的高压放电灯的制造方法制造出的高压放电灯。

22、一种灯单元，其特征在于：在凹面反射镜内装配权利要求21所述的高压放电灯，使所述一对电极间的中心与所述反射镜的焦点位置基本上一致。

23、一种图像显示装置，其特征在于：具备权利要求22所述的灯单元；对从所述灯单元照射的光进行聚光的聚光部件；使用由所述聚光部件聚光的光来形成图像的图像形成部件；和将由所述图像形成部件形成的图像投射到被投射面的投射部件。

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