CN102859641B

CN102859641B - 金属卤化物灯

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Publication number: CN102859641B
Application number: CN201280001170.0A
Authority: CN
Inventors: 折户日出海; 大野正之; 西田定治; 野口幸男; 鹿又宪纪; 生形宪司
Original assignee: Iwasaki Denki KK
Current assignee: Cosmo Holdings Ltd; Iwasaki Denki KK
Priority date: 2011-01-06
Filing date: 2012-01-02
Publication date: 2015-02-25
Anticipated expiration: 2032-01-02
Also published as: KR20120107020A; TWI401725B; JP4978738B1; WO2012093664A1; DE112012000416T5; CN102859641A; KR101233734B1; TW201243900A; US20130285535A1; US8749138B2; JP2012142240A

Abstract

本发明的目的在于提供一种新颖的紫外线照射用金属卤化物灯，其提高了波长365〔nm〕附近的紫外线发光。该灯为主要发出紫外线光的金属卤化物灯，其中，为了使其在紫外线、特别是波长350～380〔nm〕范围发出强线光谱，在封入稀有气体的同时至少封入水银(Hg)与铁成分；所封入的上述铁成分包含属于卤化亚铁(FeX₂)的碘化亚铁(FeI₂)和溴化亚铁(FeBr₂)以及金属铁(Fe)；将所封入的量分别表示为A：金属铁的封入量、B：碘化亚铁的封入量、C：溴化亚铁的封入量时，金属铁的量A在0.5(B+C)≦A≦10.0(B+C)〔mol/cm³〕的范围内、卤化亚铁的量(B+C)在1.0×10^-7≦(B+C)≦4.5×10^-7〔mol/cm³〕的范围内、溴化亚铁在卤化亚铁中的比例｛C/(B+C)｝在｛C/(B+C)｝=5～70〔%〕的范围内。

Description

金属卤化物灯

技术领域

本发明涉及金属卤化物灯。更具体地说，本发明涉及例如用于油墨或涂料的干燥工序、树脂的固化工序等中所使用的光化学反应的紫外线照射用金属卤化物灯。

背景技术

近年来，紫外线照射用金属卤化物灯被用于印刷工序、涂布工序、树脂的密封工序等各种领域中。对于这些工序中所用的金属卤化物灯，因为要在短时间内效率良好地进行印刷、涂布、密封等处理，因而开发出了更高照度的灯。作为光源，以高压水银灯为主流，但最近金属卤化物灯被众所周知，其在紫外线区域的发光效率要高于高压水银灯。金属卤化物灯在发光管内以卤化物的形式封入有金属，从而发出金属特有的光谱光。

本发明人对于这样的紫外线照射用金属卤化物灯所涉及的下述专利文献进行了了解。对各文献中被认为是相关的部分进行了引用记述。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭50-044675号(公开日：1975年4月22日)“金属蒸气放电灯”(申请人：岩崎电气株式会社)。

专利文献2：日本特开昭52-16886号(公开日：1977年2月8日)“金属蒸气放电灯”(日本特公昭58-018743号、日本专利第1,262,477号)(申请人：岩崎电气株式会社)。

专利文献3：日本特开平02-072551号(公开日：1990年3月12日)“金属蒸气放电灯”(申请人：Toshiba Lighting&Technology株式会社)。

专利文献4：日本特开平10-069883号(公开日：1998年3月10日)“金属蒸气放电灯”(申请人：岩崎电气株式会社)。

专利文献5：日本特开2002-008588号(公开日：2002年1月11日)“金属蒸气放电灯”(日本专利第4,411,749号)(申请人：日本电池株式会社)。

在专利文献1中记载了下述金属蒸气放电灯，在该金属蒸气放电灯中，在每1cc内容积的发光管中封入0.1×10^-6～1.0×10^-6克原子的卤素以及相对于该卤素以原子比计为1/2～3倍的铁(权利要求书)。

在专利文献2中记载了下述金属蒸气放电灯，在该金属蒸气放电灯中，在封入了维持电弧放电所需的充分量的水银以及适量的稀有气体的同时还封入了卤素、铁和锡，卤素的封入量在每1cm³内容积的发光管中为1.0×10^-5～1.0×10^-8克原子，相对于卤素，铁和锡的总量以原子比计为1/2～3，且以原子比计锡相对于铁的量为1/20～3，使光能量集中于280～420〔nm〕的紫外线区域(公告公报的权利要求书)。

在专利文献3中记载了下述金属蒸气放电灯，该金属蒸气放电灯为在发光管内封入有水银和稀有气体、此外还封入有铁、锡、和卤素的金属蒸气放电灯，该金属蒸气放电灯中，除了上述铁、锡之外还添加了银，将这些铁、锡、银和卤素的封入量以克原子数表示并分别记为[Fe]、[Sn]、[Ag]和[J]的情况下，([Fe]+[Sn])/[J]<0.5、且(2[Fe]+2[Sn]+[Ag])/[J]>1(权利要求书)。

在专利文献4中，记载了下述的放电灯，其为在发光管中封入水银、稀有气体和卤素、以及选自铁、钴、镍一组中的至少一种以上的金属作为发光物质而成的金属蒸气放电灯，在该放电灯中，将水银以外的封入金属的封入量设定为A×D×V+B(A为封入金属的原子价的倒数；D为封入卤素的密度，为1×10^-5～1×10^-8mol/cm³；V为发光管的内容积cm³；B为常数，为0.7×10^-4～3.6×10^-4mol)(权利要求书)。

在专利文献5中记载了一种金属蒸气放电灯，其为封入有作为主发光金属元素的铁、作为卤素的碘而成的金属蒸气放电灯，其目的在于不降低始动性能而增加450～500nm的发光强度(摘要、段落0008)。其中封入了氩气作为始动用稀有气体，使其分压为5～10〔torr〕(摘要、段落0020)。其中记载了，在发光管内至少封入缓冲气体用的水银、作为发光金属的铁、作为卤素的碘和溴、始动用稀有气体，对于换算为发光管每单位内容积中的封入原子数，在将碘表示为(I)、将溴表示为(Br)时，(Br)+(I)为2×10^-7～14×10^-7(mol/cc)，以(Br)：(I)表示的原子比处于10：90～30：70的范围(权利要求1)。

若对这些现有技术文献与本发明进行简单比较，则如下所示。

专利文献1限于封入有特定量的卤素与相对于该卤素以原子比计为1/2～3倍的铁的金属蒸气放电灯的记载。

专利文献2限于卤素为特定量并且铁和锡的总量相对于卤素以原子比计为1/2～3的金属蒸气放电灯的记载。

在专利文献3中，在灯内封入了铁、锡、银以及卤素。进一步地，对铁、锡、银、卤素的量进行了限定。

专利文献4限于以与卤素的关系来规定水银以外的封入金属的封入量的放电灯的记载。

专利文献5着眼于始动性能，其目的在于增加450～500〔nm〕的发光强度。使始动用稀有气体的氩处于5～10〔torr〕的范围的低压，抵消了始动性恶化程度。以下说明的本实施方式处于不同的波长、稀有气体压力。进一步地，着眼于铁成分的封入，其在实施例1中，(Fe)为6×10^-7〔mol/cc〕、(Sn)为2×10^-7〔mol/cc〕、(I)+(Br)为8×10^-7〔mol/cc〕，由该数值可知，(Fe)和(Sn)均以卤化亚铁、卤化锡的形式存在。另外，在第2实施例中，仅将锡替换为铅，在第3实施例中，仅将这些锡或铅替换为铁，金属量与卤素量的关系不变。因而，这与除卤化亚铁外增加金属铁的量的本发明是不同的。

发明内容

发明所要解决的课题

本发明以用于油墨或涂料的干燥工序、树脂的固化工序等中使用的光化学反应的紫外线照射用金属卤化物灯为对象。通常将波长100～400〔nm〕的光谱称为紫外线，但在本发明中，以特别是强烈发出波长350～380〔nm〕光谱的紫外线(下文也会取中心波长而称为“波长365〔nm〕附近的紫外线”。)光的金属卤化物灯为对象。

在金属蒸气放电灯的研究开发中，本申请人着眼于作为发光物质的铁(Fe)，在专利文献1中提出了封入有预定量的卤素与相对于该卤素以原子比计为1/2～3倍的铁的金属蒸气放电灯。进一步，在专利文献2中提出了使所封入的铁和锡的总量相对于预定量的卤素以原子比计为1/2～3、且使所封入的锡量相对于铁以原子比计为1/20～3的金属蒸气放电灯。

对于含有铁成分的金属卤化物灯来说，发现在产生电弧放电的高温环境下，铁与形成电极的钨(W)之间发生反应，而出现电极发生损伤、劣化的倾向。

解决课题的手段

鉴于上述课题，本发明的目的在于提供在波长365〔nm〕附近的紫外线发光高的新颖的紫外线照射用金属卤化物灯。

本发明的金属卤化物灯为主要发出紫外线光的金属卤化物灯，其中，为使上述灯在紫外线、特别是在波长350～380〔nm〕范围发出强线光谱，在封入稀有气体的同时至少封入水银与铁成分；上述铁成分含有属于卤化亚铁(FeX₂)的碘化亚铁(FeI₂)和溴化亚铁(FeBr₂)以及金属铁(Fe)；将上述铁成分的量分别表示为A：金属铁(Fe)的封入量、B：碘化亚铁(FeI₂)的封入量、C：溴化亚铁(FeBr₂)的封入量时，金属铁(Fe)的量A在0.5(B+C)≦A≦10.0(B+C)〔mol/cm³〕的范围内、卤化亚铁(FeX₂)的量(B+C)在1.0×10^-7≦(B+C)≦4.5×10^-7〔mol/cm³〕的范围内、溴化亚铁(FeBr₂)在卤化亚铁(FeX₂)中的比例{C/(B+C)}在{C/(B+C)}＝5～70〔％〕的范围内。

进一步地，上述金属卤化物灯中，可使金属铁(Fe)的量A处于0.5(B+C)≦A≦3.0(B+C)〔mol/cm³〕的范围内、使卤化亚铁(FeX₂)的量(B+C)处于2.0×10^-7≦(B+C)≦3.5×10^-7〔mol/cm³〕的范围内、使溴化亚铁(FeBr₂)在卤化亚铁(FeX₂)中的比例{C/(B+C)}处于{C/(B+C)}＝5～60〔％〕的范围内。

另外，在上述金属卤化物灯中，进一步地可以封入2.0〔kPa〕的氩(Ar)作为上述稀有气体。

进而，在本发明的金属卤化物灯的制造方法中，为使上述灯在紫外线、特别是波长350～380〔nm〕范围发出强线光谱，在封入稀有气体的同时至少封入水银与铁成分；所封入的上述铁成分含有属于卤化亚铁(FeX₂)的碘化亚铁(FeI₂)和溴化亚铁(FeBr₂)以及金属铁(Fe)；若将所封入的量分别表示为A：金属铁(Fe)的封入量、B：碘化亚铁(FeI₂)的封入量、C：溴化亚铁(FeBr₂)的封入量，则将金属铁(Fe)的量A确定为0.5(B+C)≦A≦10.0(B+C)〔mol/cm³〕的范围内、将卤化亚铁(FeX₂)的量(B+C)确定为1.0×10^-7≦(B+C)≦4.5×10^-7〔mol/cm³〕的范围内、将溴化亚铁(FeBr₂)在卤化亚铁(FeX₂)中的比例{C/(B+C)}确定为{C/(B+C)}＝5～70〔％〕的范围内；在封体加工工序中，将石英管加工成预定的形状，在作为发光部的中央部石英管两端连接作为电极固定部的石英管(封体加工工序)；将电极封在石英管内并将内部排气成真空后封入微压(数kPa左右)的氩气，之后进行预密封(预排气工序，仮排気工程)；在密封、溶封工序中，将电极固定于上述石英管；在排气工序中，在对上述石英管内部进行排气之后，封入上述卤化物和金属铁、以及铁以外的金属卤化物、水银和稀有气体(氩等)等，将排气部密封；在装配工序(仕上げ工程)中，将基座(ベース)固定于上述石英管的两端。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种新颖的紫外线照射用金属卤化物灯，其提高了在波长365〔nm〕附近的紫外线的发光。并且，只要使用该灯，则可以有效地对液晶材料物质照射光化学反应所需要的光，可制造出性能高于以往的液晶面板。

附图说明

图1为本实施方式金属卤化物灯的截面示意图。

图2为在第1阶段中的求出作为发光物质而优选的金属铁(Fe)的量A的实验中，对各灯的照度维持率进行图示化的曲线图。

图3为在第2阶段中的求出作为发光物质而优选的卤化亚铁(FeX₂)的量(B+C)的实验中，对各灯照度的测定结果进行图示化的曲线图。

图4为在第3阶段中的求出构成作为发光物质而优选的卤化亚铁(FeX₂)(B+C)的碘化亚铁(B)与溴化亚铁(C)的优选比例{C/(B+C)}的实验中，对各灯的照度维持率进行图示化的曲线图。

图5为用于对图1所示灯的制造方法进行说明的流程图。

具体实施方式

下面参照所附附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，在图中，对于相同要素赋予相同符号，省略重复说明。并且要知道的是，本实施方式为用于说明本发明的示例，并非对本发明的范围进行任何限定。

[金属卤化物灯]

对象金属卤化物灯的形状等物理尺寸与专利文献4中公开的灯相同。图1为该金属卤化物灯10的截面示意图，其在石英制发光管1的内部具备一对电极2,2，各电极在电极心棒的周围分别以线圈状多次卷绕钨线，从而各自形成了电极前端部2a，所述电极心棒由钨(W)或含有2〔％〕左右氧化钍的涂钍钨或者掺杂有稀土类氧化物的氧化物掺杂钨形成。各电极2,2分别隔着钼箔3,3与外部引线相连。发光管1的形状为直管型，灯管内径为20mm，电极间距离(发光长)为250mm、封入了作为稀有气体的氩(Ar)2.0〔kPa〕(相当于约15〔torr〕)。下面对于在发光管内封入的发光物质进行说明。

[发光物质的组成]

对于图1所示的灯中封入的发光物质的组成进行说明。作为发光物质，使用金属铁(Fe)与卤化亚铁(FeX₂)。FeX₂由碘化亚铁(FeI₂)和溴化亚铁(FeBr₂)的混合物构成。

下面，为了容易理解关于发光物质的说明，将各要素记号化从而表示为A：金属铁(Fe)的封入量、B：碘化亚铁(FeI₂)的封入量、C：溴化亚铁(FeBr₂)的封入量。因此，表示为发光物质的铁成分＝金属铁(Fe)+卤化亚铁(FeX₂)＝金属铁(Fe)+碘化亚铁(FeI₂)+溴化亚铁(FeBr₂)＝A+B+C。

(第1阶段：关于金属铁Fe的量的研究)

在第1阶段进行求出作为发光物质而优选的金属铁(Fe)的量A的实验。具体地说，发光物质的铁成分＝金属铁(Fe)+卤化亚铁(FeX₂)＝A+(B+C)，其中，使卤化亚铁的量(B+C)一定，使金属铁的量A在零～(B+C)的15倍之间进行变化，从而制造了2个以上的灯来进行评价。作为电弧稳定剂，使用少量的碘化锡(SnI₂)。卤化亚铁在高温环境下与钨(W)电极剧烈反应。同样地，金属铁在高温环境下也与钨(W)电极反应。因而，通过求出灯照度的经时劣化特性来进行金属铁的优选量A的评价。

表1 灯照度的经时劣化特性

所使用的灯：图1所示的金属卤化物灯

表1为使卤化亚铁(FeX₂)的封入量(B+C)一定、改变封入物质中的金属铁(Fe)的量A的各灯所涉及的数据。实验中所使用的灯为图1所示的灯。另外，为了避免与其它实验的样品重复，对表1的样品No.赋予以10为基准(番台)的编号。

准备下述6种样品No.11～16：使卤化亚铁(FeX₂)的封入量(B+C)恒定为3.1×10^-7〔mol/cm³〕，并且使金属铁(Fe)的封入量A在0～46×10^-7〔mol/cm³〕的范围进行变化。

为了求出照度的经时劣化，对各样品均测定在经过了0、500、1000、1500、2000小时时的波长365〔nm〕的灯照度，将各样品刚制造后不久(经过时间为零)的照度(下面称为“最初照度”。)设为100〔％〕，以相对值的形式求出上述灯照度，作为各经过时间的照度维持率〔％〕。图2为对该照度维持率进行图示化的曲线图。

金属卤化物灯的寿命公认为1,500小时左右。在经过了1,500小时时维持了最初照度的80〔％〕以上的为样品No.14、13、15。样品No.16、12、11下降到小于最初照度的80〔％〕。

样品No.11中，金属铁(Fe)的量A＝0。样品No.12为金属铁(Fe)的量A最少的样品。样品No.16为金属铁(Fe)的量A最多的样品。

首先，由样品No.11(A＝0)与其它样品(A≠0)的比较可知，除含有卤化亚铁(B+C)之外还含有金属铁A的样品的照度维持率高。接下来明确了，在金属铁的量A增加的样品No.12～14中照度维持率提高，样品No.14达到峰，但在进一步增加A的No.14～16中照度维持率降低。可认为在样品No.13与15之间、样品No.14附近具有峰值。

对于样品No.11灯的照度维持率比较快速地劣化的理由，可认为是由于下述原因：即，在灯管内，铁成分以卤化亚铁(FeX₂)的形式存在，但在高温环境下，卤化亚铁与电极的钨W剧烈反应而生成化合物，从而有助于发光的铁成分随着时间的经过而消失。样品No.12的灯也是同样的，据认为极少量的金属铁(Fe)也会在高温环境下与钨(W)电极缓慢地发生反应，因而结果导致有助于发光的铁成分在较短期间内枯竭。

样品No.16的金属铁Fe的量A相当于卤化亚铁FeX₂的量(B+C)的15倍。据认为，在高温环境下，过剩的金属铁与钨(W)电极发生反应，随着时间的经过，电极本身受到损伤，电弧放电受到抑制从而使照度变差。

根据图2所示的结果，从灯照度维持的方面出发，优选的灯为在经过1,500小时时维持了最初照度的80〔％〕以上的灯。根据表1，金属铁(Fe)的封入量A相对于卤化亚铁FeX₂的封入量(B+C)的比例优选为对应于样品No.13、14、15的A/(B+C)＝0.5～10.0的范围。若以A表示，则优选在0.5(B+C)≦A≦10.0(B+C)〔mol/cm³〕的范围。

进一步地，若为对应于即使经过2,000小时时也维持在最初照度的80〔％〕以上的样品No.13、14的A/(B+C)＝0.5～3.0的范围，则更为优选。若以A(金属铁的量)表示，则为0.5(B+C)≦A≦3.0(B+C)〔mol/cm³〕的范围内。

(第2阶段：关于卤化亚铁FeX₂的量的研究)

在第1阶段中，明确了A(金属铁的量)的优选范围。在第2阶段中，在第1阶段的铁量A的范围内，进行求出作为发光物质而优选的卤化亚铁(FeX₂)的量(B+C)的实验。

具体地说，其为涉及下述各灯的实验，在各灯中的发光物质的铁成分＝金属铁(Fe)+卤化亚铁(FeX₂)＝A+(B+C)，其中，使A一定、改变(B+C)。同时还对卤化亚铁由碘化亚铁(FeI₂)单独构成的情况(B单独)与卤化亚铁由碘化亚铁(FeI₂)+溴化亚铁(FeBr₂)的混合物构成的情况(B+C)进行比较实验。使用少量的碘化铊(Tll)作为电弧稳定剂。

金属铁和卤化亚铁的铁成分是为提高照度而作为发光物质封入的。因而，最佳的卤化亚铁量(B+C)的评价根据灯照度的测定结果来进行。

表2 关于卤化亚铁的照度特性

所使用的灯：图1所示的金属卤化物灯

实验中所使用的灯为图1所示的灯。在表2所示的样品No.21～31中，发光物质中的金属铁(Fe)的量A恒定为A＝13×10^-7〔mol/cm³〕。该作为A所选择的值为第1阶段中处于优选范围内的样品No.13、14、15的大致平均值。需要说明的是，为了避免与其它实验的样品重复，对于表2的样品No.赋予以20～30为基准的编号。

样品No.21～24中，作为卤化亚铁(FeX₂)，仅使用碘化亚铁(B单独)而未使用溴化亚铁(FeBr₂)。样品No.25～31中，使用碘化亚铁与溴化亚铁的混合物(B+C)作为卤化亚铁。

在B单独的样品No.21～24中，使B的量在0.78×10^-7～2.3×10^-7〔mol/cm³〕的范围内缓慢地增多来进行变化。同样地，在(B+C)的样品No.25～31中，使(B+C)的量在0.62×10^-7～5.7×10^-7〔mol/cm³〕的范围内缓慢地增多来进行变化。

照度使用波长365〔nm〕用的照度计进行测定。对于测定数据，将样品No.21的照度设为100〔％〕，以相对值来表示其它测定数据。

图3为图示出该照度测定结果的曲线图。若进行(B单独)与(B+C)的比较，则可明确，在作为卤化亚铁为相同量的情况下的全部数据中，(B+C)的照度高于(B单独)的照度。

对于(B单独)的照度，在碘化亚铁的量增加的样品No.21～23中，照度提高。但是，在碘化亚铁的量进一步增加的样品No.23～24中，照度反而降低。对于(B+C)的照度，在卤化亚铁的量增加的样品No.25～28中，照度提高。但是，在卤化亚铁的量进一步增加的样品No.28～31中，照度反而缓慢降低。由此判断出，在(B单独)和(B+C)这两种情况下，照度随卤化亚铁量的增加而提高，在一定量时迎来峰值；若进一步增加，则照度有降低的倾向。

在灯内，铁成分为发光物质。因此可认为，在样品No.21～23和No.25～28中，随着卤化亚铁(FeX₂)的增加，照度提高。另一方面，在样品No.23～24和No.28～31中，照度随卤化亚铁量的增加而缓慢降低。据认为，其原因在于，照度的峰值偏离了波长365〔nm〕而移动至其它波长。

(B单独)的相对照度的最高值处于B＝1.8×10^-7〔mol/cm³〕附近，大致为115〔％〕。因此，与(B单独)相比，为了得到采用(B+C)的益处，优选(B+C)的相对照度为115〔％〕以上。关于图3中的(B+C)，优选处于1.0×10^-7≦(B+C)≦4.5×10^-7〔mol/cm³〕的范围内。相当于表2中的样品No.26～30的(B+C)列的由方框所围起的数据。若处于图3所示的相对照度为125〔％〕以上、处于2.0×10^-7≦(B+C)≦3.5×10^-7〔mol/cm³〕的范围内，则更为优选。

(第3阶段：关于溴化亚铁(FeBr₂)在卤化亚铁(FeX₂)中的比例的研究)

在第1阶段中，明确了金属铁的量A的优选范围。在第2阶段中，明确了卤化亚铁的量(B+C)的优选范围。

在第3阶段中，在第1阶段明确的铁的量A的范围内以及第2阶段中明确的卤化亚铁的量(B+C)的范围内，进行求出构成卤化亚铁(B+C)的碘化亚铁(B)与溴化亚铁(C)的优选比例的实验。具体地说，其为涉及下述各灯的实验，在各灯中的封入物质的铁成分＝金属铁(Fe)+卤化亚铁(FeX₂)＝A+(B+C)，其中，使A和(B+C)在第1阶段和第2阶段中明确的范围内呈大致为恒定，改变C相对于(B+C)的比例{C/(B+C)}。

金属铁(Fe)和卤化亚铁(FeX₂)的铁成分是为了提高照度而封入的。另外，金属铁和卤化亚铁与钨(W)电极反应。因而，优选的溴化亚铁量相对于卤化亚铁量的比例{C/(B+C)}的评价根据灯照度与照度维持率两方面进行。

表3 灯的照度特性及经时劣化特性

所使用的灯：图1所示的金属卤化物灯

实验中所使用的灯为图1所示的灯。在第1阶段的表1和图2所示的内容(关于金属铁Fe的研究)中，明确了A优选处于0.5(B+C)≦A≦10.0(B+C)〔mol/cm³〕的范围内。进而，在第2阶段的表2和图3所示的内容(卤化亚铁FeX₂的量)中，明确了(B+C)优选处于1.0×10^-7≦(B+C)≦4.5×10^-7〔mol/cm³〕。在该第3阶段中，金属铁的量A为在第1阶段求得的范围内，恒定为9.1×10^-7〔mol/cm³〕。卤化亚铁的量(B+C)也为在第2阶段求得的范围内，并大致恒定为3.0×10^-7～3.2×10^-7〔mol/cm³〕。相当于表3中的A的列和(B+C)的列的方框所围起的数据。

在该条件下，使溴化亚铁的量相对于卤化亚铁的量的比例{C/(B+C)}在0～74.2〔％〕的范围缓慢地变化。使用少量的碘化锡(SnI₂)作为电弧稳定剂。需要说明的是，为了避免与其它实验的样品重复，对于表3的样品No.赋予以40为基准的编号。

照度数据使用波长365〔nm〕用的照度计进行测定。对于照度数据，将不含C的样品No.41的照度设为100〔％〕，以相对值来表示各灯的照度。

作为评价，优选最初照度相对于样品No.41确认到显著性差异、即优选照度提高10〔％〕以上。关于该条件，除样品No.42之外，样品No.43～48符合该条件。利用这些样品，明确了溴化亚铁的量相对于卤化亚铁的量的比例优选为大致{C/(B+C)}≧5〔％〕的范围内。

接下来，为了求出照度的经时劣化，对于各样品均测定经过了0、500、1000、1500、2000小时时的灯照度，将各样品的最初照度设为100〔％〕来求出相对值，作为各经过时间下的照度维持率〔％〕。图4为对该照度维持率进行图示化的曲线图。

根据图4所示的结果，从灯照度维持的方面出发优选的灯为经过1,500小时时维持了最初照度的80〔％〕以上的灯。由图4可以明确，样品No.44、45、43、46、47是符合的。由表3明确了，这些样品No.43～47的{C/(B+C)}处于{C/(B+C)}＝5～70〔％〕的范围内，是优选的。这些样品也满足相对于上述样品No.41照度提高10〔％〕以上的条件。

进而，参照图4，更优选为经过2,000小时时也维持了最初照度的80〔％〕以上的样品No.44、45、43、46。由表3明确了，若处于No.43～46的{C/(B+C)}＝5～60〔％〕的范围内，则更为优选。

对于{C/(B+C)}为零或非常小的样品No.41、42来说，如上所述，最初照度没有显著性差异、且照度维持率也低。根据该结果，在{C/(B+C)}＝0、即卤化亚铁仅由碘化亚铁构成(B单独)的情况下，与(B+C)比较，除了第2阶段中明确的最初照度低之外，在第3阶段明确了其照度维持率也低。{C/(B+C)}非常小的样品也呈现同样的倾向。

在缓慢提高{C/(B+C)}的样品No.43～45中，如表3所示，最初照度也缓慢地提高、为116、117、119〔％〕，并且如图4所示，照度维持率也有所提高。但是，在{C/(B+C)}进一步提高的样品No.45～48中，最初照度达到顶点、且照度维持率也降低。即，明确了，在卤化亚铁由碘化亚铁与溴化亚铁的混合物(B+C)构成的情况下，溴化亚铁的量相对于卤化亚铁的量的比例{C/(B+C)}的最佳峰值处于覆盖样品No.45、46的{C/(B+C)}＝35～55〔％〕附近。

已判明，与由碘化亚铁与溴化亚铁的混合物构成的情况(B+C)相比较，在卤化亚铁仅由碘化亚铁构成的情况下(B单独)在最初照度和照度维持率这两方面变差。进一步明确了，通过将溴化亚铁的量增加至一定量，在照度和照度维持率两方面得到了良好的结果。但是，由于相比于碘化亚铁(FeI₂)来说，溴化亚铁(FeBr₂)的反应性比较高，因而容易与钨(W)电极反应，所以认为卤化亚铁中过剩的溴化亚铁的比例的结果是导致照度维持率降低。

[金属卤化物灯的制造方法]

该金属卤化物灯的制造方法如图5所示。

在步骤S1的封体加工工序中，将石英管(图1的符号1)加工成所期望的形状。在作为发光部的中央部石英管1的两端连接作为电极固定部的石英管。在中央部的石英管上预先热粘连接有与石英管正交的细管(排气管)，该细管兼作封入物的投入通路与石英管内部的排气通路(未图示。)。

在步骤S2的预排气工序中，将电极封入封体内并排气成真空，之后封入微压的氩等惰性气体。

在步骤S3的密封、溶封工序中，将电极2,2固定于石英管。

在步骤S4的排气工序中，在对发光管1内部进行排气之后，封入下述说明的预定组成的卤化物和金属铁、以及水银和稀有气体(氩等)等，使排气管脱焊(チップオフ)来进行封闭。此处，金属铁使用高纯度铁试剂。

对于该阶段中封入的铁和卤化亚铁，按上述第1阶段，在0.5(B+C)≦A≦10.0(B+C)〔mol/cm³〕的范围内确定金属铁的量A；按第2阶段，在1.0×10^-7≦(B+C)≦4.5×10^-7〔mol/cm³〕的范围内确定卤化亚铁的量(B+C)；按第3阶段，在{C/(B+C)}＝5～70〔％〕的范围内确定构成卤化亚铁的溴化亚铁(FeBr₂)的量C相对于碘化亚铁(FeI₂)的量B的优选比例{C/(B+C)}。

在步骤S5的装配工序中，将基座固定于石英管1的两端固定。

[本实施方式的优点·效果]

(1)通过第1阶段的实验，可以求出作为封入物质的属于发光物质的铁成分中所优选的金属铁(Fe)的量A。优选为0.5(B+C)≦A≦10.0(B+C)〔mol/cm³〕的范围。进一步优选为0.5(B+C)≦A≦3.0(B+C)〔mol/cm³〕的范围。

(2)通过第2阶段的实验，通过相对于金属铁Fe追加卤化亚铁FeX₂、使作为发光物质的铁成分的量增加，从而可以提高照度。即，明确了，在(B单独)和(B+C)这两者情况下，照度随卤化亚铁量的增加而提高，在一定量时迎来照度的峰值；若进一步增加卤化亚铁的量，则照度有降低的倾向。

(3)通过第2阶段的实验，对由(B单独)与(B+C)来构成的情况进行比较，则明确了，在作为卤化亚铁(FeX₂)为相同量的情况下，(B+C)情况下的最初照度高于(B单独)的情况。

(4)通过第2阶段的实验，在第1阶段的实验中得到的优选的金属铁(Fe)量A的条件下，可以求出优选的卤化亚铁(FeX₂)的量(B+C)。

优选为1.0×10^-7≦(B+C)≦4.5×10^-7〔mol/cm³〕的范围内。进一步优选为2.0×10^-7≦(B+C)≦3.5×10^-7〔mol/cm³〕的范围内。

(5)通过第3阶段的实验，若进行(B单独)与(B+C)的比较，则明确了，在照度维持率的方面，(B+C)优异。

(6)通过第3阶段的实验，可以求出构成卤化亚铁(FeX₂)的碘化亚铁(FeI₂)的量B与溴化亚铁(FeBr₂)的量C的优选比例{C/(B+C)}。

优选为{C/(B+C)}＝5～70〔％〕的范围内。进一步优选为{C/(B+C)}＝5～60〔％〕的范围内。

通过以上述(1)～(6)中得到的发光物质的量的相关数据为基础来确定封入物质的组成，能够制造一种用于光化学反应的紫外线照射用金属卤化物灯，其在紫外线、特别是波长350～380〔nm〕下的最初照度高、且照度维持率高。并且，由于该波段是对用于液晶取向形成的光化学反应来说最有效的波段，因而可对液晶材料物质有效地进行光的照射，与以往相比，能够制造出可实现高精细图像的液晶面板。

[变形例·总结]

上面对本发明金属卤化物灯的实施方式进行了说明，但这些为示例，并不对本发明进行限制。本领域技术人员能够很容易对本实施方式进行的追加·削除·变更·改良等也在本发明的范围内。

例如，在上述的实施方式中，在第1阶段中求出了优选的金属铁量A的范围，在第2阶段中求出了在第1阶段得到的A的条件下优选的卤化亚铁量(B+C)的范围，在第3阶段中求出了在第1阶段和第2阶段得到的A和(B+C)的条件下优选的溴化亚铁的量C相对于卤化亚铁(B+C)的比例{C/(B+C)}的范围。但是，本发明的范围并不限于该确定顺序。

在优选的(B+C)的范围的确定与比例{C/(B+C)}的范围的确定中，在时间上是先确定(B+C)、后确定{C/(B+C)}。但是，对于A的范围的确定与(B+C)的范围的确定来说，任意一个在先均可。本申请人在专利文献1中提出了封入有预定量的卤素以及相对于该卤素以原子比计为1/2～3倍的“铁”的金属蒸气放电灯的方案。基于该经验，也可以在第1阶段中，使铁的量A为一定量来确定优选的(B+C)的范围。

从而，若以上述实施方式中说明的顺序作为发光物质的第1确定顺序，则还有除此以外的如下第2和第3变形例。

1.第2确定顺序

(第1阶段)使A为一定量、确定(B+C)的范围；

(第2阶段)使(B+C)为一定量、确定A的范围；

(第3阶段)使A和(B+C)分别为一定量、确定{C/(B+C)}的范围。

2.第3确定顺序

(第1阶段)使A为一定量、确定(B+C)的范围；

(第2阶段)使A和(B+C)分别为一定量、确定{C/(B+C)}的范围；

(第3阶段)使(B+C)和{C/(B+C)}分别为一定量、确定A的范围。

本发明的技术范围基于所附权利要求书的记载来确定。

符号的说明

1：发光管、2：电极、2a：电极前端部、3：钼箔、10：金属卤化物灯、

A：金属铁(Fe)的封入量、B：碘化亚铁(FeI₂)的封入量、C：溴化亚铁(FeBr₂)的封入量、

Claims

1.一种金属卤化物灯，其为主要发出紫外线光的金属卤化物灯，其中：

为使上述灯在紫外线、特别是波长350nm～380nm范围发出强线光谱，在封入稀有气体的同时至少封入水银与铁成分；

上述铁成分包含属于卤化亚铁FeX₂的碘化亚铁FeI₂和溴化亚铁FeBr₂以及金属铁；

将上述铁成分的量分别表示为A：金属铁Fe的封入量、B：碘化亚铁FeI₂的封入量、C：溴化亚铁FeBr₂的封入量时，

金属铁Fe的量A在0.5(B+C)≦A≦10.0(B+C)的范围内，该量的单位为mol/cm³；

卤化亚铁FeX₂的量(B+C)在1.0×10^-7≦(B+C)≦4.5×10^-7的范围内，该量的单位为mol/cm³；

溴化亚铁FeBr₂在卤化亚铁FeX₂中的比例C/(B+C)在C/(B+C)=5%～70%的范围内。

2.如权利要求1所述的金属卤化物灯，其中：

金属铁Fe的量A在0.5(B+C)≦A≦3.0(B+C)的范围内，该量的单位为mol/cm³；

卤化亚铁FeX₂的量(B+C)在2.0×10^-7≦(B+C)≦3.5×10^-7的范围内，该量的单位为mol/cm³；

溴化亚铁FeBr₂在卤化亚铁FeX₂中的比例C/(B+C)为C/(B+C)=5%～60%的范围内。

3.如权利要求1或2所述的金属卤化物灯，其中，进一步地封入2.0kPa的氩Ar作为所述稀有气体。

4.一种金属卤化物灯的制造方法，其中：

所封入的上述铁成分包含属于卤化亚铁FeX₂的碘化亚铁FeI₂和溴化亚铁FeBr₂以及金属铁Fe；

在确定发光物质组成的工序中，若将所封入的量分别表示为A：金属铁Fe的封入量、B：碘化亚铁FeI₂的封入量、C：溴化亚铁FeBr₂的封入量，则在0.5(B+C)≦A≦10.0(B+C)的范围内确定金属铁Fe 的量A、在1.0×10^-7≦(B+C)≦4.5×10^-7的范围内确定卤化亚铁FeX₂的量(B+C)、在C/(B+C)=5%～70%的范围内确定溴化亚铁FeBr₂在卤化亚铁FeX₂中的比例C/(B+C)，上述量A与量(B+C)的单位为mol/cm³；

在封体加工工序中，将石英管加工成预定的形状，在作为发光部的中央部石英管两端连接作为电极固定部的石英管；

在密封、溶封工序中，将电极固定于上述石英管；

在排气工序中，在对上述石英管内部进行排气之后，封入经上述确定发光物质组成的工序确定的卤化物和金属铁、以及水银和稀有气体等，然后将排气部密封，该稀有气体为氩等；

在收尾工序中，将基座固定于上述石英管的两端。