JP2003086135A - 放電ランプ - Google Patents
放電ランプInfo
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- JP2003086135A JP2003086135A JP2001276772A JP2001276772A JP2003086135A JP 2003086135 A JP2003086135 A JP 2003086135A JP 2001276772 A JP2001276772 A JP 2001276772A JP 2001276772 A JP2001276772 A JP 2001276772A JP 2003086135 A JP2003086135 A JP 2003086135A
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- coating film
- metal foil
- metal
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
- H01J61/02—Details
- H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
Landscapes
- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 気密シール部における気密の耐久性が高くて
長い使用寿命が得られる放電ランプを提供すること。 【解決手段】 放電ランプは、シリカガラスからなり、
発光管部と、封止部とを有する放電容器を備え、当該放
電容器の封止部において、金属箔が埋設されて気密シー
ル部が形成されてなり、前記金属箔の少なくとも一面
に、酸化チタン、酸化ランタンおよび酸化タンタル、酸
化イットリウムを含有する酸化ジルコニウムおよび酸化
イットリウムを含有する酸化ハフニウムから選ばれた少
なくとも一種の金属酸化物よりなる被覆膜が形成されて
いることを特徴とする。被覆膜を形成する金属酸化物が
結晶質であることが好ましい。被覆膜は、酸化アルミニ
ウムまたは酸化イットリウムよりなる下層膜を介して形
成されていることが好ましい。
長い使用寿命が得られる放電ランプを提供すること。 【解決手段】 放電ランプは、シリカガラスからなり、
発光管部と、封止部とを有する放電容器を備え、当該放
電容器の封止部において、金属箔が埋設されて気密シー
ル部が形成されてなり、前記金属箔の少なくとも一面
に、酸化チタン、酸化ランタンおよび酸化タンタル、酸
化イットリウムを含有する酸化ジルコニウムおよび酸化
イットリウムを含有する酸化ハフニウムから選ばれた少
なくとも一種の金属酸化物よりなる被覆膜が形成されて
いることを特徴とする。被覆膜を形成する金属酸化物が
結晶質であることが好ましい。被覆膜は、酸化アルミニ
ウムまたは酸化イットリウムよりなる下層膜を介して形
成されていることが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、放電ランプに関
し、例えば液晶ディスプレイ装置などの光源として好適
に用いられる放電ランプに関する。
し、例えば液晶ディスプレイ装置などの光源として好適
に用いられる放電ランプに関する。
【０００２】
【従来の技術】投射型の液晶ディスプレイ装置などの光
源ランプとして、例えばシリカガラスよりなる球形また
は楕円球形の発光管部と、この発光管部の両端に連設さ
れた封止部とを有する放電容器を備え、当該発光管部内
に一対の電極が対向配置され、これらの電極に係る電極
棒が、封止部内に埋設された電気導入体を形成するモリ
ブデンよりなる金属箔（以下、単に「モリブデン箔」と
もいう。）に接続され、このモリブデン箔の表面に封止
部を形成するシリカガラスが溶融密着していることによ
り、気密シール部が形成されてなる放電ランプが使用さ
れている。
源ランプとして、例えばシリカガラスよりなる球形また
は楕円球形の発光管部と、この発光管部の両端に連設さ
れた封止部とを有する放電容器を備え、当該発光管部内
に一対の電極が対向配置され、これらの電極に係る電極
棒が、封止部内に埋設された電気導入体を形成するモリ
ブデンよりなる金属箔（以下、単に「モリブデン箔」と
もいう。）に接続され、このモリブデン箔の表面に封止
部を形成するシリカガラスが溶融密着していることによ
り、気密シール部が形成されてなる放電ランプが使用さ
れている。
【０００３】しかながら、このような気密シール部を有
する放電ランプにおいては、導電体であるモリブデン箔
と、非導電体であるシリカガラスとの界面において大き
な電位勾配が存在することとなり、これにより、シリカ
ガラス中の不純物であるアルカリイオンなどの陽イオン
がモリブデン箔との界面の近傍に集積される現象が生ず
る。そして、放電ランプが通電状態とされて高温状態に
なると、封止部を形成するシリカガラスにおいて、例え
ば陽イオンにより結晶核が形成される結果、相変態が生
じてクオーツまたはクリストバライトなどの結晶体が生
成されてしまうが、このような結晶体への変態は、シー
ル工程により確立されたモリブデンとシリカガラスとの
界面構造を乱し、機械的強度を弱めるものであるため、
モリブデン箔との界面の個所から封止部を形成するシリ
カガラスにクラックが生じ、これにより気密シール部に
おける気密性が失われ、結局、放電ランプの所期の使用
寿命を得ることができない、という問題があった。
する放電ランプにおいては、導電体であるモリブデン箔
と、非導電体であるシリカガラスとの界面において大き
な電位勾配が存在することとなり、これにより、シリカ
ガラス中の不純物であるアルカリイオンなどの陽イオン
がモリブデン箔との界面の近傍に集積される現象が生ず
る。そして、放電ランプが通電状態とされて高温状態に
なると、封止部を形成するシリカガラスにおいて、例え
ば陽イオンにより結晶核が形成される結果、相変態が生
じてクオーツまたはクリストバライトなどの結晶体が生
成されてしまうが、このような結晶体への変態は、シー
ル工程により確立されたモリブデンとシリカガラスとの
界面構造を乱し、機械的強度を弱めるものであるため、
モリブデン箔との界面の個所から封止部を形成するシリ
カガラスにクラックが生じ、これにより気密シール部に
おける気密性が失われ、結局、放電ランプの所期の使用
寿命を得ることができない、という問題があった。
【０００４】また、シリカガラスとモリブデン箔とは、
シリカガラスがモリブデン箔の表面の凹凸部へ入り込む
ことによる物理的力および両者の化学結合により生じる
化学的力により接着されているが、この化学結合は、ア
ルカリ金属またはアルカリハロゲン化物によるアタック
により切断されるため、シリカガラスとモリブデン箔と
における接着強度が徐々に低下してモリブデン箔がシリ
カガラスから剥離するようになり、これにより気密シー
ル部における気密性が徐々に失われ、結局、放電ランプ
の所期の使用寿命を得ることができない、という問題が
あった。
シリカガラスがモリブデン箔の表面の凹凸部へ入り込む
ことによる物理的力および両者の化学結合により生じる
化学的力により接着されているが、この化学結合は、ア
ルカリ金属またはアルカリハロゲン化物によるアタック
により切断されるため、シリカガラスとモリブデン箔と
における接着強度が徐々に低下してモリブデン箔がシリ
カガラスから剥離するようになり、これにより気密シー
ル部における気密性が徐々に失われ、結局、放電ランプ
の所期の使用寿命を得ることができない、という問題が
あった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであり、その目的は、金
属箔を用いた気密シール部を有する放電ランプであっ
て、当該気密シール部における耐久性が高く、従って長
い使用寿命が得られる放電ランプを提供することにあ
る。
な事情に基づいてなされたものであり、その目的は、金
属箔を用いた気密シール部を有する放電ランプであっ
て、当該気密シール部における耐久性が高く、従って長
い使用寿命が得られる放電ランプを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の放電ランプは、
シリカガラスからなり、その内部に一対の電極が対向配
置された発光管部と、当該発光管部の端部に設けられた
封止部とを有する放電容器を備え、当該放電容器の封止
部において、電気導入体を形成するモリブデンよりなる
金属箔が埋設されて気密シール部が形成されてなる放電
ランプにおいて、前記金属箔の少なくとも一面に、酸化
チタン、酸化ランタンおよび酸化タンタルから選ばれた
少なくとも一種の金属酸化物よりなる被覆膜が形成され
ていることを特徴とする。
シリカガラスからなり、その内部に一対の電極が対向配
置された発光管部と、当該発光管部の端部に設けられた
封止部とを有する放電容器を備え、当該放電容器の封止
部において、電気導入体を形成するモリブデンよりなる
金属箔が埋設されて気密シール部が形成されてなる放電
ランプにおいて、前記金属箔の少なくとも一面に、酸化
チタン、酸化ランタンおよび酸化タンタルから選ばれた
少なくとも一種の金属酸化物よりなる被覆膜が形成され
ていることを特徴とする。
【０００７】本発明の放電ランプは、シリカガラスから
なり、その内部に一対の電極が対向配置された発光管部
と、当該発光管部の端部に設けられた封止部とを有する
放電容器を備え、当該放電容器の封止部において、電気
導入体を形成するモリブデンよりなる金属箔が埋設され
て気密シール部が形成されてなる放電ランプにおいて、
前記金属箔の少なくとも一面に、０〜２０モル％の酸化
イットリウムを含有する酸化ジルコニウムおよび０〜４
０モル％の酸化イットリウムを含有する酸化ハフニウム
から選ばれた少なくとも一種の金属酸化物よりなる被覆
膜が形成されていることを特徴とする。
なり、その内部に一対の電極が対向配置された発光管部
と、当該発光管部の端部に設けられた封止部とを有する
放電容器を備え、当該放電容器の封止部において、電気
導入体を形成するモリブデンよりなる金属箔が埋設され
て気密シール部が形成されてなる放電ランプにおいて、
前記金属箔の少なくとも一面に、０〜２０モル％の酸化
イットリウムを含有する酸化ジルコニウムおよび０〜４
０モル％の酸化イットリウムを含有する酸化ハフニウム
から選ばれた少なくとも一種の金属酸化物よりなる被覆
膜が形成されていることを特徴とする。
【０００８】以上の構成において、被覆膜を形成する金
属酸化物が結晶質であることが好ましい。また、被覆膜
は、酸化アルミニウムまたは酸化イットリウムよりなる
下層膜を介して前記金属箔の少なくとも一面に形成され
ていることが好ましい。
属酸化物が結晶質であることが好ましい。また、被覆膜
は、酸化アルミニウムまたは酸化イットリウムよりなる
下層膜を介して前記金属箔の少なくとも一面に形成され
ていることが好ましい。
【０００９】
【作用】本発明の放電ランプによれば、気密シール部に
おける電気導入体を形成するモリブデンよりなる金属箔
の少なくとも一面が被覆膜により覆われていることによ
り、金属箔近傍に、封止部を形成するシリカガラス中の
不純物として存在するアルカリ金属陽イオンなどが移動
して集積するが、特定の金属酸化物よりなる被覆膜を金
属箔に被覆することにより、陽イオンの影響による特性
の劣化がなく、しかも、シリカガラスにおいては陽イオ
ンの集積に起因した相変態を生ずることがない。その結
果、当該封止部における気密シール部に非常に高い耐久
性が得られ、結局、放電ランプにおいて、長い使用寿命
が得られる。
おける電気導入体を形成するモリブデンよりなる金属箔
の少なくとも一面が被覆膜により覆われていることによ
り、金属箔近傍に、封止部を形成するシリカガラス中の
不純物として存在するアルカリ金属陽イオンなどが移動
して集積するが、特定の金属酸化物よりなる被覆膜を金
属箔に被覆することにより、陽イオンの影響による特性
の劣化がなく、しかも、シリカガラスにおいては陽イオ
ンの集積に起因した相変態を生ずることがない。その結
果、当該封止部における気密シール部に非常に高い耐久
性が得られ、結局、放電ランプにおいて、長い使用寿命
が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明に
ついて詳細に説明する。図１は、本発明に係る放電ラン
プの構成の一例を、放電容器の管軸に沿った断面で示す
説明用断面図、図２は、図１における気密シール部を拡
大して示す説明用断面図である。
ついて詳細に説明する。図１は、本発明に係る放電ラン
プの構成の一例を、放電容器の管軸に沿った断面で示す
説明用断面図、図２は、図１における気密シール部を拡
大して示す説明用断面図である。
【００１１】この放電ランプは、楕円球形の発光管部１
１と、この発光管部１１の両端部からそれぞれ外方に伸
びるよう連設されたロッド状の封止部１２とを有する、
シリカガラスよりなる放電容器１０を備えている。
１と、この発光管部１１の両端部からそれぞれ外方に伸
びるよう連設されたロッド状の封止部１２とを有する、
シリカガラスよりなる放電容器１０を備えている。
【００１２】放電容器１０の発光管部１１内には、放電
容器１０の管軸Ｘ上において、陽極１５１と、陰極１５
２とが互いに近接した状態で対向するよう配置されてい
る。陽極１５１は、例えばタングステンよりなり、先端
に向かうに従ってその外径が小さくなるよう円錐台状に
形成された先端部を有する陽極体１５１Ａが電極棒１３
１の先端に固定保持されて構成されており、陰極５２
は、例えばタングステンよりなる円柱状の陰極体１５２
Ａが、電極棒１３２に固定保持されて構成されている。
容器１０の管軸Ｘ上において、陽極１５１と、陰極１５
２とが互いに近接した状態で対向するよう配置されてい
る。陽極１５１は、例えばタングステンよりなり、先端
に向かうに従ってその外径が小さくなるよう円錐台状に
形成された先端部を有する陽極体１５１Ａが電極棒１３
１の先端に固定保持されて構成されており、陰極５２
は、例えばタングステンよりなる円柱状の陰極体１５２
Ａが、電極棒１３２に固定保持されて構成されている。
【００１３】放電容器１０における一方の封止部１２に
おいては、例えばタングステンよりなる電極棒１３１が
管軸Ｘに沿って伸びてその一端が封止部１２内に延在す
ると共に、この封止部１２内に気密に埋設された、電気
導入体を形成するモリブデンよりなる金属箔（以下、単
に「モリブデン箔」ともいう。）１４の内端部に接続さ
れ、このモリブデン箔１４の外端部には、封止部１２の
外端から外方に突出して伸びる外部リード棒１７の内端
部が接続されることにより、気密シール部１６が形成さ
れている。放電容器１０の他方の封止部においても、電
極棒１３２に係る気密シール部１６は、一方の封止部１
２における電極棒１３１に係る気密シール部１６の構成
と同様に、モリブデン箔１４によって構成されている。
おいては、例えばタングステンよりなる電極棒１３１が
管軸Ｘに沿って伸びてその一端が封止部１２内に延在す
ると共に、この封止部１２内に気密に埋設された、電気
導入体を形成するモリブデンよりなる金属箔（以下、単
に「モリブデン箔」ともいう。）１４の内端部に接続さ
れ、このモリブデン箔１４の外端部には、封止部１２の
外端から外方に突出して伸びる外部リード棒１７の内端
部が接続されることにより、気密シール部１６が形成さ
れている。放電容器１０の他方の封止部においても、電
極棒１３２に係る気密シール部１６は、一方の封止部１
２における電極棒１３１に係る気密シール部１６の構成
と同様に、モリブデン箔１４によって構成されている。
【００１４】以上における寸法例を挙げると、発光管部
１１の最大外径が１０〜１３ｍｍ、発光管部１１の最大
内径が４．０〜５．０ｍｍ、放電容器１０の内部空間の
全長（管軸Ｘ方向の長さ）が９．０〜１１．０ｍｍ、封
止部１２の長さが１６〜５０ｍｍ、封止部１２の外径が
５．８〜７．４ｍｍ、内部空間の容積が５０〜１００ｍ
ｍ3 、発光管部１１の内表面積が５０〜１５０ｍｍ2 で
ある。
１１の最大外径が１０〜１３ｍｍ、発光管部１１の最大
内径が４．０〜５．０ｍｍ、放電容器１０の内部空間の
全長（管軸Ｘ方向の長さ）が９．０〜１１．０ｍｍ、封
止部１２の長さが１６〜５０ｍｍ、封止部１２の外径が
５．８〜７．４ｍｍ、内部空間の容積が５０〜１００ｍ
ｍ3 、発光管部１１の内表面積が５０〜１５０ｍｍ2 で
ある。
【００１５】また、電極棒１３１、１３２は、例えばそ
の最大外径は０．３〜１．０ｍｍ、好ましくは０．５〜
０．８ｍｍとされる。また、モリブデン箔１４は、薄い
短冊状のものであり、例えばその厚みが２０〜３０μ
ｍ、好ましくは２５μｍであり、その管軸Ｘ方向の長さ
が７〜１５ｍｍ、好ましくは１１ｍｍであり、その幅が
１．０〜３．０ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍである。
の最大外径は０．３〜１．０ｍｍ、好ましくは０．５〜
０．８ｍｍとされる。また、モリブデン箔１４は、薄い
短冊状のものであり、例えばその厚みが２０〜３０μ
ｍ、好ましくは２５μｍであり、その管軸Ｘ方向の長さ
が７〜１５ｍｍ、好ましくは１１ｍｍであり、その幅が
１．０〜３．０ｍｍ、好ましくは１．５ｍｍである。
【００１６】モリブデン箔１４の表面には、図３に示す
ように、その全面において、モリブデン箔１４と封止部
１２を構成するシリカガラスとの間に介在し、後述する
特定の金属酸化物よりなる被覆膜（以下、単に「被覆
膜」ともいう。）２０が形成されている。
ように、その全面において、モリブデン箔１４と封止部
１２を構成するシリカガラスとの間に介在し、後述する
特定の金属酸化物よりなる被覆膜（以下、単に「被覆
膜」ともいう。）２０が形成されている。
【００１７】被覆膜２０を形成する金属酸化物は、酸化
チタン、酸化ランタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウ
ムおよび酸化ハフニウムから選ばれた少なくとも一種の
金属酸化物（以下、「特定の金属酸化物」ともいう。）
を挙げることができる。
チタン、酸化ランタン、酸化タンタル、酸化ジルコニウ
ムおよび酸化ハフニウムから選ばれた少なくとも一種の
金属酸化物（以下、「特定の金属酸化物」ともいう。）
を挙げることができる。
【００１８】ここで、酸化ジルコニウムとしては、酸化
イットリウムを２０モル％以下、好ましくは１５モル％
以下、特に好ましくは３モル％の割合で含有するものを
用いることができ、また、酸化ハフニウムとしては、酸
化イットリウムを４０モル％以下、好ましくは２０モル
％以下、特に好ましくは３モル％の割合で含有するもの
を用いることができる。
イットリウムを２０モル％以下、好ましくは１５モル％
以下、特に好ましくは３モル％の割合で含有するものを
用いることができ、また、酸化ハフニウムとしては、酸
化イットリウムを４０モル％以下、好ましくは２０モル
％以下、特に好ましくは３モル％の割合で含有するもの
を用いることができる。
【００１９】以上のような特定の金属酸化物は、２０℃
における熱膨張係数が、１．０×１０-6／Ｋ〜１０．０
×１０-6／Ｋであって、モリブデンと熱膨張係数が同
等、または近似するものであり、これによって、被覆膜
２０とモリブデン箔１４とにおける熱膨張係数の差によ
り、放電ランプが点灯されて高温となったときにも、当
該被覆膜２０がモリブデン箔１４から剥離したり、クラ
ックが生ずることがない。また、特定の金属酸化物は、
封止部１２を構成するシリカガラスと化合物を生成する
ことにより化学的に結合すると共に、陽イオンの作用に
よって相変態を生じることがないものである。そして、
被覆膜２０は、その膜厚が１０〜５０００ｎｍ、好まし
くは３０〜４０００ｎｍ、更に好ましくは５０〜３００
０ｎｍであることが好ましい。以上において、被覆膜２
０を構成する特定の金属酸化物は、結晶質であることが
好ましい。
における熱膨張係数が、１．０×１０-6／Ｋ〜１０．０
×１０-6／Ｋであって、モリブデンと熱膨張係数が同
等、または近似するものであり、これによって、被覆膜
２０とモリブデン箔１４とにおける熱膨張係数の差によ
り、放電ランプが点灯されて高温となったときにも、当
該被覆膜２０がモリブデン箔１４から剥離したり、クラ
ックが生ずることがない。また、特定の金属酸化物は、
封止部１２を構成するシリカガラスと化合物を生成する
ことにより化学的に結合すると共に、陽イオンの作用に
よって相変態を生じることがないものである。そして、
被覆膜２０は、その膜厚が１０〜５０００ｎｍ、好まし
くは３０〜４０００ｎｍ、更に好ましくは５０〜３００
０ｎｍであることが好ましい。以上において、被覆膜２
０を構成する特定の金属酸化物は、結晶質であることが
好ましい。
【００２０】この被覆膜２０は、モリブデン箔１４の全
表面に、特定の金属酸化物を被着することによって形成
することができ、具体的には、スパッタリング法、電子
サイクロトロン共鳴法（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏ
ｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）および化学蒸着法（Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）などの気相蒸着法あるいは堆積法を有利な方法とし
て挙げることができ、特にスパッタリング法を好適に利
用することができる。以上において、被覆膜２０は、モ
リブデン箔１４の全面に形成されている必要はなく、そ
の一面のみに形成されていても有効である。
表面に、特定の金属酸化物を被着することによって形成
することができ、具体的には、スパッタリング法、電子
サイクロトロン共鳴法（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏ
ｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）および化学蒸着法（Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏ
ｎ）などの気相蒸着法あるいは堆積法を有利な方法とし
て挙げることができ、特にスパッタリング法を好適に利
用することができる。以上において、被覆膜２０は、モ
リブデン箔１４の全面に形成されている必要はなく、そ
の一面のみに形成されていても有効である。
【００２１】放電容器１０の内部空間には、例えば０．
１６ｍｇ／ｍｍ3 以上となる量の水銀、２×１０-4〜７
×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3 となる量のハロゲン、およ
び、例えばアルゴンなどの希ガスよりなる封入ガスが封
入されており、これにより、動作時における内部圧力が
１×１０7 Ｐａ以上であり、例えば波長３８０〜７８０
ｎｍの可視光の連続スペクトルを放射することができ、
例えば液晶プロジェクタの光源として好適な放電ランプ
が得られる。
１６ｍｇ／ｍｍ3 以上となる量の水銀、２×１０-4〜７
×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3 となる量のハロゲン、およ
び、例えばアルゴンなどの希ガスよりなる封入ガスが封
入されており、これにより、動作時における内部圧力が
１×１０7 Ｐａ以上であり、例えば波長３８０〜７８０
ｎｍの可視光の連続スペクトルを放射することができ、
例えば液晶プロジェクタの光源として好適な放電ランプ
が得られる。
【００２２】ハロゲンとしては、臭素、塩素、沃素など
を挙げることができ、放電容器１０の内部空間に封入さ
れるハロゲンの量が、２×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3 以上
であることにより、波長が１２６〜１８５ｎｍの範囲に
ある紫外線が吸収され、これにより、発光管部１１を構
成するシリカガラスの白濁化が十分に抑制される。ま
た、ハロゲンの量が、７×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3 以下
であることにより、過剰なハロゲンにより生じる、電極
の著しい変形や損耗を、有効に抑制することができる。
以上において、臭素を用いることにより、放電ランプに
おける発光特性の経時的安定性を高いものとすることが
できる。
を挙げることができ、放電容器１０の内部空間に封入さ
れるハロゲンの量が、２×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3 以上
であることにより、波長が１２６〜１８５ｎｍの範囲に
ある紫外線が吸収され、これにより、発光管部１１を構
成するシリカガラスの白濁化が十分に抑制される。ま
た、ハロゲンの量が、７×１０-4μｍｏｌ／ｍｍ3 以下
であることにより、過剰なハロゲンにより生じる、電極
の著しい変形や損耗を、有効に抑制することができる。
以上において、臭素を用いることにより、放電ランプに
おける発光特性の経時的安定性を高いものとすることが
できる。
【００２３】以上のような構成の放電ランプによれば、
後述する実施例からも明らかなように、封止部１２に形
成されている気密シール部１６の耐久性が著しく大きい
ものとなる。すなわち、この放電ランプの封止部１２に
おいては、モリブデン箔１４の表面に被覆膜２０が形成
されていることによって、アルカリ金属陽イオンは被覆
膜２０に集積することとなり、シリカガラスにおいては
相変態などが生ずることが抑制されて、しかも、特定の
金属酸化物とシリカガラスとの化学結合は、アルカリ金
属などのアタックに対して安定であり、その結果、気密
シール部１６における剥離が有効に発生することが防止
される。
後述する実施例からも明らかなように、封止部１２に形
成されている気密シール部１６の耐久性が著しく大きい
ものとなる。すなわち、この放電ランプの封止部１２に
おいては、モリブデン箔１４の表面に被覆膜２０が形成
されていることによって、アルカリ金属陽イオンは被覆
膜２０に集積することとなり、シリカガラスにおいては
相変態などが生ずることが抑制されて、しかも、特定の
金属酸化物とシリカガラスとの化学結合は、アルカリ金
属などのアタックに対して安定であり、その結果、気密
シール部１６における剥離が有効に発生することが防止
される。
【００２４】以上において、被覆膜２０を形成する酸化
ハフニウムまたは酸化ジルコニウムに酸化イットリウム
が特定の割合で含有されることにより、酸化ハフニウム
または酸化ジルコニウムにおける分子の配列構造が安定
なものとなるため、相変態により結晶化が生ずることが
ない。また、被覆膜２０を構成する特定の金属酸化物
が、結晶質であることにより、当該特定の金属酸化物が
高温下においても相としてきわめて安定であり、アルカ
リ金属陽イオンなどの影響により、その特性の劣化が生
ずることがない。
ハフニウムまたは酸化ジルコニウムに酸化イットリウム
が特定の割合で含有されることにより、酸化ハフニウム
または酸化ジルコニウムにおける分子の配列構造が安定
なものとなるため、相変態により結晶化が生ずることが
ない。また、被覆膜２０を構成する特定の金属酸化物
が、結晶質であることにより、当該特定の金属酸化物が
高温下においても相としてきわめて安定であり、アルカ
リ金属陽イオンなどの影響により、その特性の劣化が生
ずることがない。
【００２５】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明においては、種々の変形を加えることがで
きる。例えば、モリブデン箔１４の表面には、図４に示
すように、先ず、下層膜２１を形成し、この下層膜２１
の上に被覆膜２０が形成された構成とすることができ
る。この下層膜２１を構成する材質としては、アルカリ
金属陽イオンの拡散速度が遅い酸化イットリウムまたは
酸化アルミニウムを挙げることができ、特に酸化イット
リウムを用いることが好ましい。このような下層膜２１
を形成することにより、モリブデン箔１４と、被覆膜２
０との界面におけるアルカリ金属陽イオンの介在が抑制
され、結局、モリブデン箔１４と、封止部１２を構成す
るシリカガラスとの間における付着強度を向上させるこ
とができる。下層膜２１の膜厚としては、１０〜２００
０ｎｍ、特に５０〜１０００ｎｍであることが好まし
い。
たが、本発明においては、種々の変形を加えることがで
きる。例えば、モリブデン箔１４の表面には、図４に示
すように、先ず、下層膜２１を形成し、この下層膜２１
の上に被覆膜２０が形成された構成とすることができ
る。この下層膜２１を構成する材質としては、アルカリ
金属陽イオンの拡散速度が遅い酸化イットリウムまたは
酸化アルミニウムを挙げることができ、特に酸化イット
リウムを用いることが好ましい。このような下層膜２１
を形成することにより、モリブデン箔１４と、被覆膜２
０との界面におけるアルカリ金属陽イオンの介在が抑制
され、結局、モリブデン箔１４と、封止部１２を構成す
るシリカガラスとの間における付着強度を向上させるこ
とができる。下層膜２１の膜厚としては、１０〜２００
０ｎｍ、特に５０〜１０００ｎｍであることが好まし
い。
【００２６】また、上述のように、モリブデン箔１４の
表面に、下層膜２１を介して、または介さずに被覆膜２
０を形成した後、被覆膜２０を被覆するようシリカ膜を
例えばスパッタリング法などの適宜の手段により、積層
して形成することができる。このシリカ膜は例えば２０
０μｍの厚さとされ、これにより、シュリンクシールを
行う際に金属酸化物が蒸発して、発光管部１１の内面に
付着することによりその透光性が損なわれることが防止
されると共に、封止部１２を構成するシリカガラスとの
接着性が向上する。このシリカ膜は、モリブデン箔１４
の表面に電極棒１３１、１３２および外部リード棒１７
を溶着した後に形成すればよい。更に、放電ランプは、
直流点灯型に制限されるものではなく、交流点灯型の放
電ランプであってもよい。
表面に、下層膜２１を介して、または介さずに被覆膜２
０を形成した後、被覆膜２０を被覆するようシリカ膜を
例えばスパッタリング法などの適宜の手段により、積層
して形成することができる。このシリカ膜は例えば２０
０μｍの厚さとされ、これにより、シュリンクシールを
行う際に金属酸化物が蒸発して、発光管部１１の内面に
付着することによりその透光性が損なわれることが防止
されると共に、封止部１２を構成するシリカガラスとの
接着性が向上する。このシリカ膜は、モリブデン箔１４
の表面に電極棒１３１、１３２および外部リード棒１７
を溶着した後に形成すればよい。更に、放電ランプは、
直流点灯型に制限されるものではなく、交流点灯型の放
電ランプであってもよい。
【００２７】
【実施例】以下、本発明の放電ランプの実施例について
具体的に説明するが、本発明がこれによって制限される
ものではない。 ＜実施例１＞長さ１１ｍｍ、幅１．５ｍｍ、厚み２５μ
ｍのモリブデン箔（１４）の全表面に対して、内部ガス
としてアルゴンガスを用い、ガスの流量５０ｃｃ／分、
チャンバ内圧力０．４Ｐａの環境条件において、ターゲ
ット材として酸化チタンを用い、製膜速度１０ｎｍ／分
の条件でスパッタリングを行うと共に、このスパッタリ
ングを行う時間を制御することにより、５０ｎｍ、５０
０ｎｍ、３０００ｎｍの膜厚を有する酸化チタンよりな
る被覆膜（２０）をそれぞれ形成した。この被覆膜（２
０）が形成されたモリブデン箔（１４）の一端部および
他端部に、外径０．８ｍｍのタングステンよりなる電極
棒（１３）と、外径０．５ｍｍのタングステンよりなる
外部リード棒（１７）とをそれぞれ溶接することにより
マウントを製造した。
具体的に説明するが、本発明がこれによって制限される
ものではない。 ＜実施例１＞長さ１１ｍｍ、幅１．５ｍｍ、厚み２５μ
ｍのモリブデン箔（１４）の全表面に対して、内部ガス
としてアルゴンガスを用い、ガスの流量５０ｃｃ／分、
チャンバ内圧力０．４Ｐａの環境条件において、ターゲ
ット材として酸化チタンを用い、製膜速度１０ｎｍ／分
の条件でスパッタリングを行うと共に、このスパッタリ
ングを行う時間を制御することにより、５０ｎｍ、５０
０ｎｍ、３０００ｎｍの膜厚を有する酸化チタンよりな
る被覆膜（２０）をそれぞれ形成した。この被覆膜（２
０）が形成されたモリブデン箔（１４）の一端部および
他端部に、外径０．８ｍｍのタングステンよりなる電極
棒（１３）と、外径０．５ｍｍのタングステンよりなる
外部リード棒（１７）とをそれぞれ溶接することにより
マウントを製造した。
【００２８】そして、水素雰囲気、９００℃の条件で３
０分の間加熱処理を行うことにより、電極表面上に発生
した酸化物を除去したマウントを用い、図１に示す構成
に従って、下記の仕様による放電ランプを作製した。す
なわち、シリカガラスよりなり、内部空間の全長が１
０．０ｍｍ、発光管部（１１）の外径が１０．５ｍｍ、
発光管部（１１）の内径が４．５ｍｍ、封止部（１２）
の長さが２０ｍｍ、封止部（１２）の外径が６．０ｍ
ｍ、内部空間の容積が７５ｍｍ3 、発光管部（１１）の
内表面積が１００ｍｍ2 である放電容器（１０）と、上
記マウントとを用い、放電容器（１０）の内部空間に、
封入物として水銀を１７ｍｇ、臭素（封入量３．８μｍ
ｏｌ）、アルゴンガス（封入時圧力１３．３ｋＰａ）と
を充填すると共に、シュリンクシール方式により、気密
シール部（１６）を形成することにより、定格電力が１
５０Ｗ、管壁負荷が１．５Ｗ／ｍｍ2 であり、動作時に
おける内部圧力が１５ＭＰａ（１５０気圧）である放電
ランプを作製した。
０分の間加熱処理を行うことにより、電極表面上に発生
した酸化物を除去したマウントを用い、図１に示す構成
に従って、下記の仕様による放電ランプを作製した。す
なわち、シリカガラスよりなり、内部空間の全長が１
０．０ｍｍ、発光管部（１１）の外径が１０．５ｍｍ、
発光管部（１１）の内径が４．５ｍｍ、封止部（１２）
の長さが２０ｍｍ、封止部（１２）の外径が６．０ｍ
ｍ、内部空間の容積が７５ｍｍ3 、発光管部（１１）の
内表面積が１００ｍｍ2 である放電容器（１０）と、上
記マウントとを用い、放電容器（１０）の内部空間に、
封入物として水銀を１７ｍｇ、臭素（封入量３．８μｍ
ｏｌ）、アルゴンガス（封入時圧力１３．３ｋＰａ）と
を充填すると共に、シュリンクシール方式により、気密
シール部（１６）を形成することにより、定格電力が１
５０Ｗ、管壁負荷が１．５Ｗ／ｍｍ2 であり、動作時に
おける内部圧力が１５ＭＰａ（１５０気圧）である放電
ランプを作製した。
【００２９】このようにして作製された放電ランプを直
流の定格条件で５時間点灯させる点灯試験を行い、この
放電ランプに係るモリブデン箔（１４）の近傍を目視に
て観察し、気密シール部（１６）における剥離の有無を
確認した。結果を下記表１に示す。
流の定格条件で５時間点灯させる点灯試験を行い、この
放電ランプに係るモリブデン箔（１４）の近傍を目視に
て観察し、気密シール部（１６）における剥離の有無を
確認した。結果を下記表１に示す。
【００３０】＜実施例２〜５＞被覆膜（２０）を形成す
る金属酸化物として、酸化チタンの代りに、表１に示す
金属酸化物を用いたこと以外は実施例１と同様にして放
電ランプを作製し、実施例１と同様に点灯試験を行い、
気密シール部（１６）における剥離の有無を確認した。
る金属酸化物として、酸化チタンの代りに、表１に示す
金属酸化物を用いたこと以外は実施例１と同様にして放
電ランプを作製し、実施例１と同様に点灯試験を行い、
気密シール部（１６）における剥離の有無を確認した。
【００３１】＜実施例６＞長さ１１ｍｍ、幅１．５ｍ
ｍ、厚み２５μｍのモリブデン箔（１４）の全表面に対
して、内部ガスとしてアルゴンガスを用い、ガスの流量
５０ｃｃ／分、チャンバ内圧力０．４Ｐａの環境条件に
おいて、ターゲット材として酸化イットリウムを用い、
製膜速度１０ｎｍ／分の条件でスパッタリングを行うこ
とにより、１００ｎｍの膜厚を有する酸化イットリウム
よりなる下層膜（２１）を形成し、この下層膜（２１）
の上に積層するように、酸化チタンよりなる被覆膜（２
０）を形成したこと以外は実施例１同様にして、放電ラ
ンプを作製すると共に、点灯試験を行い気密シール部
（１６）における剥離の有無を確認した。
ｍ、厚み２５μｍのモリブデン箔（１４）の全表面に対
して、内部ガスとしてアルゴンガスを用い、ガスの流量
５０ｃｃ／分、チャンバ内圧力０．４Ｐａの環境条件に
おいて、ターゲット材として酸化イットリウムを用い、
製膜速度１０ｎｍ／分の条件でスパッタリングを行うこ
とにより、１００ｎｍの膜厚を有する酸化イットリウム
よりなる下層膜（２１）を形成し、この下層膜（２１）
の上に積層するように、酸化チタンよりなる被覆膜（２
０）を形成したこと以外は実施例１同様にして、放電ラ
ンプを作製すると共に、点灯試験を行い気密シール部
（１６）における剥離の有無を確認した。
【００３２】＜実施例７＞ターゲット材として酸化アル
ミニウムを用いてスパッタリングを行うことにより、酸
化アルミニウムよりなる下層膜（２１）を形成したこと
以外は実施例６と同様にして、放電ランプを作製すると
共に、点灯試験を行い気密シール部（１６）における剥
離の有無を確認した。以上の実施例１から実施例７の結
果を表１に示す。
ミニウムを用いてスパッタリングを行うことにより、酸
化アルミニウムよりなる下層膜（２１）を形成したこと
以外は実施例６と同様にして、放電ランプを作製すると
共に、点灯試験を行い気密シール部（１６）における剥
離の有無を確認した。以上の実施例１から実施例７の結
果を表１に示す。
【００３３】＜比較例＞モリブデン箔（１４）の表面に
被覆膜（２０）を形成しなかったこと以外は実施例１と
同様にして、放電ランプを作製すると共に、点灯試験を
行い気密シール部（１６）における剥離の有無を確認し
た。結果を表１に示す。
被覆膜（２０）を形成しなかったこと以外は実施例１と
同様にして、放電ランプを作製すると共に、点灯試験を
行い気密シール部（１６）における剥離の有無を確認し
た。結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】以上から、モリブデン箔（１４）の表面に
特定の金属酸化物よりなる被覆膜（２０）あるいは、下
層膜（２１）および被覆膜（２０）を形成することによ
って、気密シール部（１６）において高い耐久性が得ら
れることが明らかである。
特定の金属酸化物よりなる被覆膜（２０）あるいは、下
層膜（２１）および被覆膜（２０）を形成することによ
って、気密シール部（１６）において高い耐久性が得ら
れることが明らかである。
【００３６】また、以上の実施例６および実施例７にお
いて、被覆膜（２０）を、酸化チタンに代えて、酸化ラ
ンタン、酸化タンタル、酸化イットリウムを３モル％含
有した酸化ジルコニウム、または酸化イットリウムを３
モル％含有した酸化ハフニウムにより形成した場合にお
いても、同様に良好な結果を得ることができ、これらの
場合においても気密シール部（１６）において高い耐久
性を得ることができたことが確認された。
いて、被覆膜（２０）を、酸化チタンに代えて、酸化ラ
ンタン、酸化タンタル、酸化イットリウムを３モル％含
有した酸化ジルコニウム、または酸化イットリウムを３
モル％含有した酸化ハフニウムにより形成した場合にお
いても、同様に良好な結果を得ることができ、これらの
場合においても気密シール部（１６）において高い耐久
性を得ることができたことが確認された。
【００３７】また、上記各実施例において、被覆膜（２
０）の上に、更に２００ｎｍの膜厚のシリカ膜を同様の
スパッタリング法により形成した場合においても、各実
施例と同様に良好な結果を得ることができ、これらの場
合においても気密シール部（１６）において高い耐久性
を得ることができたことが確認された。
０）の上に、更に２００ｎｍの膜厚のシリカ膜を同様の
スパッタリング法により形成した場合においても、各実
施例と同様に良好な結果を得ることができ、これらの場
合においても気密シール部（１６）において高い耐久性
を得ることができたことが確認された。
【００３８】
【発明の効果】本発明の放電ランプによれば、気密シー
ル部における電気導入体を形成するモリブデンよりなる
金属箔の少なくとも一面が被覆膜により覆われているこ
とにより、金属箔近傍に、封止部を形成するシリカガラ
ス中の不純物として存在するアルカリ金属陽イオンなど
が移動して集積するが、特定の金属酸化物よりなる被覆
膜を金属箔に被覆することにより、陽イオンの影響によ
る特性の劣化がなく、しかも、シリカガラスにおいては
陽イオンの集積に起因した相変態を生ずることがない。
その結果、当該封止部における気密シール部に非常に高
い耐久性が得られ、結局、放電ランプにおいて、長い使
用寿命が得られる。
ル部における電気導入体を形成するモリブデンよりなる
金属箔の少なくとも一面が被覆膜により覆われているこ
とにより、金属箔近傍に、封止部を形成するシリカガラ
ス中の不純物として存在するアルカリ金属陽イオンなど
が移動して集積するが、特定の金属酸化物よりなる被覆
膜を金属箔に被覆することにより、陽イオンの影響によ
る特性の劣化がなく、しかも、シリカガラスにおいては
陽イオンの集積に起因した相変態を生ずることがない。
その結果、当該封止部における気密シール部に非常に高
い耐久性が得られ、結局、放電ランプにおいて、長い使
用寿命が得られる。
【図１】本発明における、放電ランプの構成の一例を管
軸に沿った断面で示す説明用断面図である。
軸に沿った断面で示す説明用断面図である。
【図２】図１における、気密シール部を拡大して示す説
明用断面図である。
明用断面図である。
【図３】図２における、領域Ａを拡大して示す説明用断
面図である。
面図である。
【図４】図２における、領域Ａを拡大して示す説明用断
面図である。
面図である。
【符号の説明】
１０ 放電容器
１１ 発光管部
１２ 封止部
１３１、１３２ 電極棒
１４ 金属箔（モリブデン箔）
１５１ 陽極
１５２ 陰極
１５１Ａ 陽極体
１５２Ａ 陰極体
１６ 気密シール部
１７ 外部リード棒
２０ 被覆膜
２１ 下層膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 5C043 AA14 BB09 CD01 DD03 DD12
DD18 EA11
Claims (4)
- 【請求項１】 シリカガラスからなり、その内部に一対
の電極が対向配置された発光管部と、当該発光管部の端
部に設けられた封止部とを有する放電容器を備え、当該
放電容器の封止部において、電気導入体を形成するモリ
ブデンよりなる金属箔が埋設されて気密シール部が形成
されてなる放電ランプにおいて、 前記金属箔の少なくとも一面に、酸化チタン、酸化ラン
タンおよび酸化タンタルから選ばれた少なくとも一種の
金属酸化物よりなる被覆膜が形成されていることを特徴
とする放電ランプ。 - 【請求項２】 シリカガラスからなり、その内部に一対
の電極が対向配置された発光管部と、当該発光管部の端
部に設けられた封止部とを有する放電容器を備え、当該
放電容器の封止部において、電気導入体を形成するモリ
ブデンよりなる金属箔が埋設されて気密シール部が形成
されてなる放電ランプにおいて、 前記金属箔の少なくとも一面に、０〜２０モル％の酸化
イットリウムを含有する酸化ジルコニウムおよび０〜４
０モル％の酸化イットリウムを含有する酸化ハフニウム
から選ばれた少なくとも一種の金属酸化物よりなる被覆
膜が形成されていることを特徴とする放電ランプ。 - 【請求項３】 被覆膜を形成する金属酸化物が結晶質で
あることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
放電ランプ。 - 【請求項４】 被覆膜は、酸化アルミニウムまたは酸化
イットリウムよりなる下層膜を介して前記金属箔の少な
くとも一面に形成されていることを特徴とする請求項１
から請求項３のいずれかに記載の放電ランプ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001276772A JP3687582B2 (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 放電ランプ |
| US10/237,734 US6815892B2 (en) | 2001-09-12 | 2002-09-10 | Discharge lamp with metal oxide coating |
| EP02020249A EP1294012A3 (en) | 2001-09-12 | 2002-09-10 | Discharge lamp |
| CNB021426031A CN1303643C (zh) | 2001-09-12 | 2002-09-12 | 放电灯 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001276772A JP3687582B2 (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 放電ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003086135A true JP2003086135A (ja) | 2003-03-20 |
| JP3687582B2 JP3687582B2 (ja) | 2005-08-24 |
Family
ID=19101426
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001276772A Expired - Fee Related JP3687582B2 (ja) | 2001-09-12 | 2001-09-12 | 放電ランプ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6815892B2 (ja) |
| EP (1) | EP1294012A3 (ja) |
| JP (1) | JP3687582B2 (ja) |
| CN (1) | CN1303643C (ja) |
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