JP3411810B2 - Ceramic discharge lamp - Google Patents

Ceramic discharge lamp

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JP3411810B2
JP3411810B2 JP01597898A JP1597898A JP3411810B2 JP 3411810 B2 JP3411810 B2 JP 3411810B2 JP 01597898 A JP01597898 A JP 01597898A JP 1597898 A JP1597898 A JP 1597898A JP 3411810 B2 JP3411810 B2 JP 3411810B2
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、透光性多結晶アル
ミナよりなるバルブを有するセラミック製放電ランプに
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic discharge lamp having a bulb made of translucent polycrystalline alumina.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、液晶表示装置のバックライト用光
源や紫外線処理装置の光源として、高圧または低圧の水
銀放電ランプやメタルハライドランプなどの放電ランプ
が使用されている。このような放電ランプでは、透光性
のバルブの発光管部内に一対の電極が互いに対向するよ
う配置されると共に、水銀、希ガス、および必要に応じ
て各種の金属ハロゲン化物よりなる発光物質が封入され
ている。放電ランプのバルブは、通常、石英ガラスによ
り形成され、球形または楕円球形の発光管部と、その両
端に一体に連設された封止管部とを有してなり、先端に
電極を有する電極構造体がこの封止管部において封着さ
れることによって、当該封止管部に気密封止構造が形成
されると共に、発光管部内に気密に伸びる電流供給部が
構成されている。
2. Description of the Related Art At present, a discharge lamp such as a high pressure or low pressure mercury discharge lamp or a metal halide lamp is used as a light source for a backlight of a liquid crystal display device or a light source of an ultraviolet ray processing device. In such a discharge lamp, a pair of electrodes are arranged so as to face each other in an arc tube portion of a translucent bulb, and a luminescent material composed of mercury, a rare gas, and, if necessary, various metal halides is provided. It is enclosed. The bulb of a discharge lamp is usually made of quartz glass and has a spherical or elliptic spherical arc tube portion and sealing tube portions integrally connected to both ends thereof, and an electrode having an electrode at its tip. By sealing the structural body in the sealing tube portion, an airtight sealing structure is formed in the sealing tube portion, and a current supply portion extending in an airtight manner is formed in the arc tube portion.

【0003】一方、透光性材料としては、石英ガラスの
他に、例えばアルミナ、イットリア、イットリウム−ア
ルミニウム−ガーネット(いわゆる「YAG」)、ジル
コニアなどの透光性セラミックスが知られており、この
透光性セラミックスは、石英ガラスに比較して、機械的
強度が大きいこと、耐熱温度が高いこと、特定の金属元
素に対して優れた耐蝕性を有することなどの利点を有し
ている。このため、最近においては、バルブを透光性セ
ラミックス、特に、透光性多結晶アルミナにより形成し
たセラミック製放電ランプが注目されている。
On the other hand, as the translucent material, in addition to quartz glass, translucent ceramics such as alumina, yttria, yttrium-aluminum-garnet (so-called "YAG") and zirconia are known. Photo-ceramics have advantages such as high mechanical strength, high heat-resistant temperature, and excellent corrosion resistance against specific metal elements, compared with quartz glass. For this reason, in recent years, a discharge lamp made of a transparent ceramic, particularly a ceramic discharge lamp in which a transparent polycrystalline alumina is used for the bulb has been receiving attention.

【0004】しかしながら、このようなセラミック製放
電ランプにおいては、以下のような問題がある。石英ガ
ラス製のバルブを有する放電ランプの製造においては、
そのバルブ材に対して一旦真空脱ガス処理を行えば、そ
の後、このバルブ材が大気中に晒されることによってそ
の表面に例えば水分子が吸着しても、当該バルブ材に対
してあらためて約400℃の真空加熱を行うことによっ
てその表面に吸着した水分子を除去することができ、そ
の結果、完成後の放電ランプの発光管内に取り込まれる
水分子の量を少なくすることができる。然るに、透光性
多結晶アルミナは、石英ガラスに比較して、表面に吸着
した水分子やCO、ハイドロカーボン分子を除去しにく
いものである。そのため、セラミックス製放電ランプの
製造においては、そのバルブ材に対して一旦真空脱ガス
処理を行った場合でも、その後、このバルブ材が大気中
に晒されることによってその表面に水分子やCO、ハイ
ドロカーボン分子が吸着したときには、400℃程度の
真空加熱では表面に吸着した水分子を除去することはで
きない。そして、バルブの内面に吸着した水分子が放電
空間に放出されると、当該水分子によって、始動電圧の
上昇、発光管の黒化現象などが生じるため、所期のラン
プ特性を有するセラミック製放電ランプを得ることが困
難となる。また、COやハイドロカーボン分子が放電空
間に放出されると、発光物質の酸化や始動電圧の上昇を
起こす。
However, such a ceramic discharge lamp has the following problems. In the production of discharge lamps with quartz glass bulbs,
Once the valve material is subjected to vacuum degassing treatment, even if water molecules are adsorbed on the surface of the valve material by exposing it to the atmosphere, the valve material is newly reheated to about 400 ° C. The water molecules adsorbed on the surface of the discharge lamp can be removed by performing the vacuum heating, and as a result, the amount of water molecules taken into the arc tube of the completed discharge lamp can be reduced. However, the translucent polycrystalline alumina is more difficult to remove water molecules, CO, and hydrocarbon molecules adsorbed on the surface than quartz glass. Therefore, in manufacturing a ceramic discharge lamp, even if the valve material is once subjected to a vacuum degassing process, the surface of the valve material is exposed to the atmosphere to cause water molecules, CO, or hydrous gas. When carbon molecules are adsorbed, the water molecules adsorbed on the surface cannot be removed by vacuum heating at about 400 ° C. When water molecules adsorbed on the inner surface of the bulb are discharged into the discharge space, the water molecules cause a rise in the starting voltage, a blackening phenomenon of the arc tube, and so on. It is difficult to get a lamp. Further, when CO or hydrocarbon molecules are released into the discharge space, the light emitting material is oxidized and the starting voltage is increased.

【0005】具体的には、放電ランプを製造する際にそ
のバルブの発光管部内に取り込まれる水分子の量と、得
られる放電ランプのランプ特性との関係については、次
のことが判明している。 (1)ランプの始動特性:水分子がバルブの発光管部内
に取り込まれると、ランプの始動電圧が上昇する。発光
管部内における水分子の濃度が数百ppmになると、当
該放電ランプには、点灯時の始動性に不具合が生じる。 (2)発光管の黒化現象:水分子がバルブの発光管部内
に取り込まれると、当該放電ランプの点灯中において、
水分子がアーク中で解離して電極物質であるタングステ
ンと反応することにより、タングステン酸化物(WO2
あるいはWO3 )が生成され、このタングステン酸化物
は蒸発してバルブの内壁に付着する。そして、バルブの
内壁に付着したタングステン酸化物が水素分子によって
還元されることにより、当該バルブの内壁においてタン
グステンと水分子とが生成する。このような現象(いわ
ゆるウォーターサイクル)によって電極物質が当該電極
からバルブの内壁に輸送されることにより、バルブの黒
化現象が生ずる。特に、メタルハライドランプにおいて
は、水素分子によって気相中のタングステンの溶解度が
増大するため、バルブの黒化現象が早期に生じやすい。
Specifically, regarding the relationship between the amount of water molecules taken into the arc tube portion of the bulb when manufacturing the discharge lamp and the obtained lamp characteristics of the discharge lamp, the following has been found. There is. (1) Lamp starting characteristics: When water molecules are taken into the arc tube of the bulb, the lamp starting voltage rises. When the concentration of water molecules in the arc tube portion becomes several hundred ppm, the discharge lamp has a problem in startability at the time of lighting. (2) Blackening phenomenon of arc tube: When water molecules are taken into the arc tube part of the bulb, during discharge lamp lighting,
The water molecules dissociate in the arc and react with the electrode material tungsten, whereby tungsten oxide (WO 2
Alternatively, WO 3 ) is produced, and this tungsten oxide evaporates and adheres to the inner wall of the bulb. Then, the tungsten oxide attached to the inner wall of the valve is reduced by hydrogen molecules, so that tungsten and water molecules are generated on the inner wall of the valve. Due to such a phenomenon (so-called water cycle), the electrode material is transported from the electrode to the inner wall of the bulb, so that the bulb blackening phenomenon occurs. Particularly, in a metal halide lamp, the solubility of tungsten in the gas phase is increased by hydrogen molecules, so that the blackening phenomenon of the bulb is likely to occur early.

【0006】このような理由から、セラミック製放電ラ
ンプの製造においては、それぞれ脱ガス処理されたバル
ブ材および電極構造体を、大気中に晒すことなく、水分
濃度が極めて小さい環境下、例えばガス精製機によって
雰囲気の露点が−90℃以下に制御されたグローブボッ
クス内に搬入し、このグローブボックス内において、バ
ルブ材および電極構造体の組立・封止作業が行われる。
然るに、グローブボックス内における雰囲気の露点を−
90℃以下に制御するためには、高い能力を有する高価
なガス精製機を用いることが必要であるため、ランプの
製造コストが高くなる、という問題がある。
For these reasons, in the production of a ceramic discharge lamp, the degassed valve material and electrode structure are not exposed to the atmosphere, and the environment is extremely low in water concentration, for example, gas purification. The dew point of the atmosphere is controlled by a machine to be loaded into a glove box in which the dew point is controlled to be −90 ° C. or lower, and the valve material and the electrode structure are assembled and sealed in this glove box.
Therefore, the dew point of the atmosphere in the glove box-
In order to control the temperature to 90 ° C. or lower, it is necessary to use an expensive gas purifier having a high capacity, which causes a problem of increasing the manufacturing cost of the lamp.

【0007】[0007]

【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って、その目的は、
バルブ内に取り込まれる水分子の量が少なくて所期のラ
ンプ特性を有し、しかも、製造コストの小さいセラミッ
ク製放電ランプを提供することにある。
The present invention has been made based on the above circumstances, and its purpose is to:
It is an object of the present invention to provide a ceramic discharge lamp which has a desired lamp characteristic in which the amount of water molecules taken into the bulb is small and the manufacturing cost is low.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、透光性多結晶
アルミナ中には、不純物としてカルシウムが含有されて
おり、このカルシウムがバルブの表面に偏析して水やC
O、ハイドロカーボン分子などの吸着サイトとして作用
することを見い出し、この知見に基づいて本発明を完成
した。
In order to solve the above problems, the inventors of the present invention have conducted extensive studies and as a result, the translucent polycrystalline alumina contains calcium as an impurity. Segregate on the valve surface, causing water or C
The inventors have found that they act as adsorption sites for O, hydrocarbon molecules, etc., and have completed the present invention based on this finding.

【0009】すなわち、本発明のセラミック製放電ラン
プは、透光性多結晶アルミナよりなるバルブと、このバ
ルブ内に互いに対向するよう配置された一対の電極とを
具えてなるセラミック製放電ランプにおいて、前記バル
ブは、水蒸気分圧が水素分圧より高く、全圧が1×10
-3 Pa以下の環境下において1400℃以上の温度で1
〜4時間加熱するサーマルエッチングによるカルシウム
の除去処理により、オージェ電子分光法により測定され
た、前記バルブの内表面におけるカルシウムの表面被覆
率が3%以下とされていることを特徴とする。
That is, the ceramic discharge lamp of the present invention comprises a bulb made of translucent polycrystalline alumina and a pair of electrodes arranged in the bulb so as to face each other. The bar
The steam has a partial pressure of steam higher than that of hydrogen and a total pressure of 1 × 10.
-1 at a temperature of 1400 ° C or higher in an environment of -3 Pa or lower
Calcium by thermal etching that heats for ~ 4 hours
The surface treatment of calcium on the inner surface of the valve is 3% or less as measured by Auger electron spectroscopy.

【0010】本発明のセラミック製放電ランプにおいて
は、バルブを構成する透光性多結晶アルミナの平均結晶
粒子径が20〜40μmであることが好ましい。
In the ceramic discharge lamp of the present invention, it is preferable that the translucent polycrystalline alumina forming the bulb has an average crystal grain size of 20 to 40 μm.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明のセラミック製放電
ランプについて詳細に説明する。図1は、本発明のセラ
ミック製放電ランプの一例における構成を示す説明用断
面図である。このセラミック製放電ランプにおいて、バ
ルブ10は、放電空間Sを囲繞する大略球状の発光管部
11と、この発光管部11の両端から外方に伸びるよう
連設された直管状の封止管部12とを有してなり、透光
性多結晶アルミナにより形成されている。このバルブ1
0は、通常、発光管部11の最大外径が8.7〜10.
0mm、内容積は0.4〜0.7mm3 、封止管部12
の外径は1.8〜2.6mm、内径は0.65〜1.0
mm、長さは8〜15mm、全長は32〜40mmとさ
れる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The ceramic discharge lamp of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 is an explanatory sectional view showing the structure of an example of the ceramic discharge lamp of the present invention. In this ceramic discharge lamp, the bulb 10 includes a substantially spherical arc tube portion 11 that surrounds the discharge space S, and a straight tubular sealing tube portion that extends from both ends of the arc tube portion 11 to the outside. 12 and are formed of translucent polycrystalline alumina. This valve 1
0, the maximum outer diameter of the arc tube portion 11 is usually 8.7 to 10.
0 mm, the internal volume is 0.4 to 0.7 mm 3 , the sealing tube portion 12
Has an outer diameter of 1.8 to 2.6 mm and an inner diameter of 0.65 to 1.0
mm, the length is 8 to 15 mm, and the total length is 32 to 40 mm.

【0012】バルブ10内には、一対の電極21が互い
に対向するよう配置されている。図示の例の電極21
は、封止管部12内から発光管部11内に管軸に沿って
伸びる電極棒22の先端部に、金属コイルが巻き付けら
れて形成されている。電極棒22の基端には、電極棒2
2と同方向に伸びる棒状の中間リード23を介して、こ
れと同方向に伸びる棒状の外部リード24が例えば溶接
により一体に連結されて電気的に接続された状態とされ
ている。具体的には、電極21が発光管部11内に位置
すると共に外部リード24の先端が外部に位置され、ま
た電極棒22の基端側部分および中間リード23が封止
管部12内に位置された状態とされている。ここに、電
極棒22および金属コイルの材質としては例えばタング
ステンなどが用いられ、中間リード23の材質としては
例えばニオブなどが用いられ、また外部リード24の材
質としては例えば白金などが用いられる。
A pair of electrodes 21 are arranged in the bulb 10 so as to face each other. Electrode 21 in the illustrated example
Is formed by winding a metal coil around the tip of an electrode rod 22 extending from the inside of the sealing tube portion 12 into the arc tube portion 11 along the tube axis. At the base end of the electrode rod 22, the electrode rod 2
The rod-shaped outer lead 24 extending in the same direction as the rod-shaped intermediate lead 23 extending in the same direction as the rod 2 is integrally connected by, for example, welding and is electrically connected. Specifically, the electrode 21 is located inside the arc tube portion 11, the tips of the external leads 24 are located outside, and the proximal end portion of the electrode rod 22 and the intermediate lead 23 are located inside the sealing tube portion 12. It is said that it has been Here, for example, tungsten is used as the material of the electrode rod 22 and the metal coil, niobium is used as the material of the intermediate lead 23, and platinum is used as the material of the external lead 24.

【0013】バルブ10の封止管部12内における発光
管部11に接近する内方位置には、セラミックスよりな
るスリーブ26が、電極棒22が挿通された状態で配置
されている。このスリーブ26を構成する材料として
は、アルミナ多結晶体、シリカガラスなどを用いること
ができるが、バルブ10の材料と同一であることが好ま
しい。またスリーブ26の長さは、封止管部12の長さ
にもよるが、例えば4〜6mmである。
A sleeve 26 made of ceramics is disposed in an inner position of the bulb 10 close to the arc tube 11 in the sealing tube 12 with the electrode rod 22 inserted therethrough. The material forming the sleeve 26 may be an alumina polycrystal, silica glass, or the like, but is preferably the same as the material of the bulb 10. The length of the sleeve 26 depends on the length of the sealing tube portion 12, but is, for example, 4 to 6 mm.

【0014】スリーブ26は、その外径が封止管部12
の内径と適合すると共にその内径が電極棒22の外径と
適合する形状を有することが望ましい。特にスリーブ2
6の外径と封止管部12の内径との差は小さいことが好
ましく、具体的には0.12mm以下であることが望ま
しい。これにより、両者間の間隙が狭隘となってこれに
進入して凝縮する封入物の量を少なく抑えることが可能
となり、その結果、発光管部11内において、発光物質
の蒸気圧を、常に所期の演色性が実現される上で必要な
高さに維持することができる。
The sleeve 26 has an outer diameter of the sealing tube portion 12.
It is desirable to have a shape that matches the inside diameter of the electrode rod 22 and that matches the outside diameter of the electrode rod 22. Especially sleeve 2
The difference between the outer diameter of No. 6 and the inner diameter of the sealing tube portion 12 is preferably small, and specifically 0.12 mm or less. As a result, the gap between the two becomes narrow, and it is possible to reduce the amount of the inclusions that enter and condense into the gap, and as a result, the vapor pressure of the luminescent material is constantly maintained in the arc tube portion 11. It is possible to maintain the height required for achieving the desired color rendering.

【0015】更に、封止管部12におけるスリーブ26
よりも外方に位置する外端側部分には気密封止構造が形
成されている。具体的には、封止用のフリットガラス3
0が封止管部12の外端側部分内に注入されて、スリー
ブ26の外端から突出する電極棒22の基端部および中
間リード23と封止管部12の内壁面との間の間隙に充
填されると共に、封止管部12の外端部上にフリットガ
ラスのビード部31が外方に突出するよう形成され、こ
のビード部31内に、中間リード23と外部リード24
との接続部を含む部分が埋没された状態で固定され、外
部リード24の先端部はこのフリットガラスのビード部
31から外部に突出した状態とされている。ここに、封
止用のフリットガラス30としては、例えばアルミナ−
シリカ−希土類酸化物系のものを好ましく用いることが
できる。
Further, the sleeve 26 in the sealing tube portion 12
An airtight sealing structure is formed on the outer end side portion located outside of the above. Specifically, the frit glass 3 for sealing
0 is injected into the outer end side portion of the sealing tube portion 12, and the base end portion of the electrode rod 22 protruding from the outer end of the sleeve 26 and the intermediate lead 23 and the inner wall surface of the sealing tube portion 12 are provided. A bead portion 31 of frit glass is formed on the outer end portion of the sealing tube portion 12 so as to project outward, while filling the gap, and inside the bead portion 31, the intermediate lead 23 and the outer lead 24 are provided.
The portion including the connection portion with is fixed in a buried state, and the tips of the external leads 24 are projected to the outside from the bead portion 31 of the frit glass. Here, as the frit glass 30 for sealing, for example, alumina-
A silica-rare earth oxide-based material can be preferably used.

【0016】このセラミック製放電ランプにおいては、
バルブ10の内表面におけるカルシウムの表面被覆率が
3%以下とされている。ここに、「カルシウムの表面被
覆率」は、バルブ10の内表面に露出した全原子の数密
度に対するカルシウム原子の数密度を百分率で示したも
のであり、オージェ電子分光法(AES)により測定さ
れたものである。カルシウムの表面被覆率が3%を超え
る場合には、当該放電ランプの製造において、例えば露
点が−80℃以上の雰囲気下で組立・封止作業を行う
と、バルブ10の表面に対する水分子の吸着量が増大す
る結果、始動電圧が上昇するなどの不具合が生じる。
In this ceramic discharge lamp,
The surface coverage of calcium on the inner surface of the valve 10 is 3% or less. Here, the “surface coverage of calcium” is a percentage of the number density of calcium atoms with respect to the number density of all atoms exposed on the inner surface of the bulb 10, and is measured by Auger electron spectroscopy (AES).
It was the one. When the surface coverage of calcium exceeds 3%, water molecules are adsorbed to the surface of the bulb 10 when the assembly / sealing work is performed in an atmosphere having a dew point of −80 ° C. or higher in the production of the discharge lamp. As a result of the increased amount, problems such as an increase in starting voltage occur.

【0017】また、バルブ10を構成する透光性多結晶
アルミナは、その平均結晶粒子径が20〜40μmのも
のであることが好ましい。本発明において、「平均結晶
粒子径」とは、「インターセプト長の1.5倍」を意味
する。ここに、「インターセプト長」とは、以下の方法
により測定されるものをいう。透光性多結晶アルミナの
焼結体の表面を、例えばダイヤモンドペーストにより研
磨し、この研磨された面を粒界が現れるようプラズマエ
ッチング処理した後、走査型電子顕微鏡(SEM)によ
り、プラズマエッチング処理された面の写真を撮影す
る。得られた写真に、適宜の寸法の正方形を描き、この
正方形にその横辺および縦辺の各々に平行な直線を等間
隔で引くことにより、正方形内に同一の寸法の枡目を形
成し、正方形の4辺および枡目を形成する直線の各々を
横切る粒界の数を測定する。そして、正方形の4辺およ
び枡目を形成する直線の合計の長さ(写真上での長さ)
をLとし、正方形の4辺および枡目を形成する直線の各
々を横切る粒界の数をnとしたとき、インターセプト長
はL/nの値である。例えば、一辺が300μmの正方
形内に一辺が30μmの正方形の枡目を形成した場合に
は、正方形の4辺および枡目を形成する直線の合計の長
さLは6600μmであり、正方形の4辺および枡目を
形成する直線の各々を横切る粒界の数nが330である
場合には、インターセプト長は20μmであり、平均結
晶粒子径は30μmである。
The light-transmissive polycrystalline alumina forming the bulb 10 preferably has an average crystal grain size of 20 to 40 μm. In the present invention, the “average crystal particle size” means “1.5 times the intercept length”. Here, the “intercept length” means that measured by the following method. The surface of the sintered body of translucent polycrystalline alumina is polished with, for example, diamond paste, and the polished surface is plasma-etched so that grain boundaries appear, and then plasma-etched with a scanning electron microscope (SEM). Take a photo of the surface that was cut. On the obtained photograph, draw a square of appropriate size, draw a straight line parallel to each of the horizontal and vertical sides of this square at equal intervals, to form cells of the same size within the square, The number of grain boundaries across each of the four sides of the square and the straight line forming the grid is measured. And the total length of the four sides of the square and the straight lines that form the cells (length on the photo)
Is L and n is the number of grain boundaries crossing each of the four sides of the square and the straight lines forming the grid, the intercept length is the value of L / n. For example, in the case of forming a square mesh having a side of 30 μm in a square having a side of 300 μm, the total length L of the four sides of the square and the straight line forming the grid is 6600 μm, and the four sides of the square are And when the number n of grain boundaries crossing each of the straight lines forming the cells is 330, the intercept length is 20 μm and the average crystal grain diameter is 30 μm.

【0018】透光性多結晶アルミナの平均結晶粒子径が
20μm未満である場合には、得られるバルブ10は透
光性が低いもの(例えば全光線透過率が95%以下)と
なることがある。一方、透光性多結晶アルミナの平均結
晶粒子径が40μmを超える場合には、粒界に存在する
カルシウムの量が多いため、カルシウムの表面被覆率が
3%以下であるバルブ10を得ることが実際上困難とな
る。
When the average crystal grain size of the translucent polycrystalline alumina is less than 20 μm, the resulting bulb 10 may have low translucency (for example, total light transmittance of 95% or less). . On the other hand, when the average crystal grain size of the translucent polycrystalline alumina exceeds 40 μm, the amount of calcium existing at the grain boundaries is large, and thus the valve 10 having a calcium surface coverage of 3% or less can be obtained. It becomes difficult in practice.

【0019】上記のセラミック製放電ランプは、例えば
以下のようにして製造される。先ず、図2(イ)に示す
ような、発光管部11の両端に封止管部12が形成され
た、透光性多結晶アルミナよりなるバルブ材10aを製
造するとと共に、図2(ロ)に示すような、先端部に電
極21が形成された電極棒22、中間リード23、外部
リード線24およびスリーブ26により構成される電極
構造体20と、封止用のフリットガラスと、必要な固体
発光物質とを用意する。
The above ceramic discharge lamp is manufactured, for example, as follows. First, as shown in FIG. 2A, a bulb material 10a made of translucent polycrystalline alumina in which the sealing tube portions 12 are formed at both ends of the arc tube portion 11 is manufactured, and as shown in FIG. , An electrode structure 20 composed of an electrode rod 22 having an electrode 21 formed at its tip, an intermediate lead 23, an external lead wire 24 and a sleeve 26, a frit glass for sealing, and a necessary solid material. Prepare a luminescent substance.

【0020】バルブ材10aは、透光性多結晶アルミナ
の原料粉末をバルブ材10aの形状に成形した後、この
成形体を焼結処理し、得られる焼結体を洗浄処理するこ
とにより製造される。以上において、透光性多結晶アル
ミナの原料粉末としては、カルシウムの濃度が10pp
m以下のものを用いることが好ましい。焼結処理工程に
おいては、用いられる焼結炉の炉体を構成する耐火性材
料として、カルウシムを含有するものを使用しないこと
が好ましい。また、焼結処理は、大気圧の水素ガス中に
おいて、処理温度が1650〜1900℃、処理時間が
4〜16時間の条件で行われることが好ましい。洗浄処
理工程においては、脱イオン化された水を用いることが
好ましい。
The valve material 10a is manufactured by molding raw material powder of translucent polycrystalline alumina into the shape of the valve material 10a, sintering the molded body, and washing the obtained sintered body. It In the above, the raw material powder of translucent polycrystalline alumina has a calcium concentration of 10 pp.
It is preferable to use those of m or less. In the sintering process step, it is preferable not to use a material containing calcium carbonate as a refractory material forming the furnace body of the sintering furnace used. Further, the sintering treatment is preferably carried out in hydrogen gas at atmospheric pressure under the conditions of a treatment temperature of 1650 to 1900 ° C. and a treatment time of 4 to 16 hours. Deionized water is preferably used in the washing process.

【0021】そして、バルブ材10aに対して、その表
面に例えば酸化物として存在するカルシウムの除去処理
を行う。このカルシウムの除去処理は、サーマルエッチ
ングにより行われる。具体的には、水蒸気分圧が水素分
圧より高く、かつ、全圧が1×10-3Pa以下の環境下
において、1400℃以上の温度で1〜4時間加熱する
ことにより、カルシウムの除去処理を行うことが好まし
い。
Then, the valve material 10a is subjected to a treatment for removing calcium existing on its surface as an oxide, for example. This calcium removal treatment is performed by thermal etching. Specifically, calcium is removed by heating at a temperature of 1400 ° C. or higher for 1 to 4 hours in an environment in which the partial pressure of water vapor is higher than the partial pressure of hydrogen and the total pressure is 1 × 10 −3 Pa or less. Treatment is preferred.

【0022】また、バルブ材10aの表面に対して、サ
ーマルエッチングを行う前に、必要に応じて、硫酸など
の酸により、化学的エッチングを行うことが好ましい。
このような方法を用いることにより、カルシウムの表面
被覆率が例えば2%以下のバルブ材が得られる。
Before the thermal etching, the surface of the valve material 10a is preferably chemically etched with an acid such as sulfuric acid, if necessary.
By using such a method, a valve material having a calcium surface coverage of, for example, 2% or less can be obtained.

【0023】次いで、バルブ材10a、電極構造体2
0、フリットガラスおよび固体封入物の脱ガス処理を行
う。これらの脱ガス処理は、減圧下において加熱するこ
とにより行われる。以下、バルブ材10a、電極構造体
20、フリットガラスおよび固体発光物質の各々の脱ガ
ス処理の具体的な条件について説明する。
Next, the valve material 10a and the electrode structure 2
0, degassing frit glass and solid inclusions. These degassing treatments are performed by heating under reduced pressure. Hereinafter, specific conditions for the degassing treatment of the valve material 10a, the electrode structure 20, the frit glass, and the solid light emitting material will be described.

【0024】〔バルブ材の脱ガス処理〕バルブ材10a
の脱ガス処理は、1×10-3Pa以下の圧力の環境下に
おいて、800℃以上の温度で15〜120分間加熱す
ることにより行うことが好ましい。1×10-3Paを超
える圧力の環境下において脱ガス処理を行う場合には、
脱ガス処理に使用する加熱用ヒーターを構成する材料、
その酸化物あるいは炭化物や、真空排気装置からの油分
が、バルブ材10aに付着することにより、当該バルブ
材10aが汚染することがある。加熱温度が800℃未
満である場合には、バルブ材10aの表面に吸着した
水、CO、ハイドロカーボンのような不純ガスを十分に
除去することができない。加熱時間が15分間未満であ
る場合には、十分な脱ガス処理が行われないことがあ
る。一方、加熱時間が120分間を超える場合には、脱
ガス処理における時間的効率が低くなるため、好ましく
ない。
[Degassing Treatment of Valve Material] Valve Material 10a
It is preferable to perform the degassing treatment by heating at a temperature of 800 ° C. or higher for 15 to 120 minutes in an environment of a pressure of 1 × 10 −3 Pa or lower. When performing degassing treatment in an environment with a pressure exceeding 1 × 10 −3 Pa,
Materials that make up the heating heater used for degassing,
The oxide or carbide and the oil component from the vacuum exhaust device may adhere to the valve material 10a, which may contaminate the valve material 10a. If the heating temperature is lower than 800 ° C., impure gas such as water, CO, or hydrocarbon adsorbed on the surface of the valve material 10a cannot be sufficiently removed. When the heating time is less than 15 minutes, sufficient degassing treatment may not be performed. On the other hand, if the heating time exceeds 120 minutes, the time efficiency in the degassing process becomes low, which is not preferable.

【0025】〔電極構造体の脱ガス処理〕電極構造体2
0の脱ガス処理は、1×10-3Pa以下の圧力の環境下
において、800〜1100℃の温度で15〜120分
間加熱することにより行うことが好ましい。1×10-3
Paを超える圧力の環境下において脱ガス処理を行う場
合には、例えば中間リード23を構成するニオブが、無
視することができない程度に酸化される恐れがある。ま
た、脱ガス処理に使用する加熱用ヒーターを構成する材
料、その酸化物あるいは炭化物が、電極構造体20に付
着することがある。加熱温度が800℃未満である場合
には、電極構造体20の表面に吸着した不純ガスを十分
に除去することができない。一方、加熱温度が1100
℃を超える場合には、中間リード23に劣化が生じる恐
れがある。また、加熱時間が15分間未満である場合に
は、十分な脱ガス処理が行われないことがある。一方、
加熱時間が120分間を超える場合には、脱ガス処理に
おける時間的効率が低くなるため、好ましくない。
[Degassing Treatment of Electrode Structure] Electrode Structure 2
The degassing treatment of 0 is preferably performed by heating at a temperature of 800 to 1100 ° C. for 15 to 120 minutes in an environment of a pressure of 1 × 10 −3 Pa or less. 1 x 10 -3
When the degassing process is performed in an environment with a pressure exceeding Pa, for example, niobium forming the intermediate lead 23 may be oxidized to a degree that cannot be ignored. In addition, the material constituting the heating heater used for the degassing process, or its oxide or carbide may sometimes adhere to the electrode structure 20. If the heating temperature is lower than 800 ° C., the impure gas adsorbed on the surface of the electrode structure 20 cannot be sufficiently removed. On the other hand, the heating temperature is 1100
If the temperature exceeds ℃, the intermediate lead 23 may be deteriorated. Further, when the heating time is less than 15 minutes, sufficient degassing treatment may not be performed. on the other hand,
If the heating time exceeds 120 minutes, the time efficiency in the degassing process becomes low, which is not preferable.

【0026】〔フリットガラスの脱ガス処理〕フリット
ガラスの脱ガス処理は、1×10-3Pa以下の圧力の環
境下において1000〜1200℃以上の温度で15〜
120分間加熱することにより行うことが好ましい。1
×10-3Paを超える圧力の環境下において脱ガス処理
を行う場合には、脱ガス処理に使用する加熱用ヒーター
を構成する材料、その酸化物あるいは炭化物や、真空排
気装置からの油分が、フリットガラスに付着することに
より、当該フリットガラスが汚染することがある。加熱
温度が1000℃未満である場合には、十分な脱ガス処
理を行うためには相当に長い時間を要し、脱ガス処理に
おける時間的効率が低くなるため、好ましくない。一
方、加熱温度が1200℃を超える場合には、当該フリ
ットガラスの焼結が進行するため、好ましくない。ま
た、加熱時間が15分間未満である場合には、十分な脱
ガス処理が行われないことがある。一方、加熱時間が1
20分間を超える場合には、脱ガス処理における時間的
効率が低くなるため、好ましくない。
[Degassing Treatment of Frit Glass] The degassing treatment of frit glass is performed at a temperature of 1000 to 1200 ° C. for 15 to 15 in an environment of a pressure of 1 × 10 −3 Pa or less.
It is preferable to carry out heating for 120 minutes. 1
When the degassing treatment is performed in an environment of a pressure exceeding × 10 −3 Pa, the material constituting the heating heater used for the degassing treatment, its oxide or carbide, and the oil content from the vacuum exhaust device are The frit glass may be contaminated by being attached to the frit glass. When the heating temperature is lower than 1000 ° C., it takes a considerably long time to perform a sufficient degassing process, and the time efficiency in the degassing process becomes low, which is not preferable. On the other hand, when the heating temperature exceeds 1200 ° C., the frit glass is sintered, which is not preferable. Further, when the heating time is less than 15 minutes, sufficient degassing treatment may not be performed. On the other hand, heating time is 1
When it exceeds 20 minutes, the time efficiency in the degassing process becomes low, which is not preferable.

【0027】〔固体発光物質の脱ガス処理〕固体発光物
質の脱ガス処理は、当該固体発光物質がハロゲン化金属
である場合には、1×10-3Pa以下の圧力の環境下に
おいて、当該ハロゲン化金属の飽和蒸気圧が1×10-3
〜1×10-5Paとなる温度または350℃以下の温度
で、15〜120分間加熱することにより行われること
が好ましい。1×10-3を超える圧力の環境下において
脱ガス処理を行う場合には、真空排気装置からの油分が
固体発光物質に付着することにより、当該固体発光物質
が汚染することがある。加熱温度が、ハロゲン化金属の
飽和蒸気圧が1×10-5Paとなる温度未満である場合
には、十分な脱ガス処理が行われないことがある。一
方、加熱温度が、ハロゲン化金属の飽和蒸気圧が1×1
-3Paとなる温度または350℃を超える場合には、
当該ハロゲン化金属の蒸発が著しくなるため、好ましく
ない。また、加熱時間が15分間未満である場合には、
十分な脱ガス処理が行われないことがある。一方、加熱
時間が120分間を超える場合には、脱ガス処理におけ
る時間的効率が低くなるため、好ましくない。
[Degassing Treatment of Solid Light-Emitting Substance] When the solid light-emitting substance is a metal halide, the degassing treatment is performed under an environment of a pressure of 1 × 10 −3 Pa or less. Saturated vapor pressure of metal halide is 1 × 10 -3
It is preferably carried out by heating for 15 to 120 minutes at a temperature of ˜1 × 10 −5 Pa or a temperature of 350 ° C. or lower. When the degassing process is performed in an environment with a pressure exceeding 1 × 10 −3 , the solid light emitting material may be contaminated by the oil component from the vacuum exhaust device adhering to the solid light emitting material. When the heating temperature is lower than the temperature at which the saturated vapor pressure of the metal halide becomes 1 × 10 −5 Pa, sufficient degassing treatment may not be performed. On the other hand, the heating temperature is such that the saturated vapor pressure of the metal halide is 1 × 1.
When the temperature reaches 0 -3 Pa or exceeds 350 ° C,
It is not preferable because the evaporation of the metal halide becomes remarkable. If the heating time is less than 15 minutes,
Sufficient degassing may not be performed. On the other hand, if the heating time exceeds 120 minutes, the time efficiency in the degassing process becomes low, which is not preferable.

【0028】このようにして脱ガス処理されたバルブ材
10a、電極構造体20、フリットガラスおよび固体発
光物質の各々を、大気中に晒すことなく、例えば低湿度
雰囲気のグローブボックス内に搬入する。ここに、グロ
ーブボックス内の露点は−70〜−80℃程度である。
次いで、グローブボックス内において、図3に示すよう
に、電極構造体20を、バルブ材10aの一端から挿入
し、当該バルブ材10a内の所定の位置に配置する。そ
して、加熱溶融されたフリットガラスを、スリーブ26
の外端から突出する電極棒22の基端部および中間リー
ド23と封止管部12の内壁面との間の間隙Kに充填す
ると共に、封止管部12の一端にフリットガラスのビー
ド部を外方に突出するよう形成し、その後、フリットガ
ラスを冷却することにより、バルブ材10aの封止管部
12に電極構造体20が気密に固着され、以て、気密封
止構造が形成される。
Each of the valve material 10a, the electrode structure 20, the frit glass and the solid light emitting material which have been degassed as described above is carried into a glove box in a low humidity atmosphere without being exposed to the atmosphere. Here, the dew point in the glove box is about −70 to −80 ° C.
Next, in the glove box, as shown in FIG. 3, the electrode structure 20 is inserted from one end of the valve material 10a and arranged at a predetermined position in the valve material 10a. Then, the frit glass that has been heated and melted is transferred to the sleeve 26.
The gap K between the base end portion of the electrode rod 22 protruding from the outer end of the electrode and the intermediate lead 23 and the inner wall surface of the sealing tube portion 12 is filled, and the bead portion of the frit glass is provided at one end of the sealing tube portion 12. Is formed so as to project outward, and then the frit glass is cooled, whereby the electrode structure 20 is airtightly fixed to the sealing tube portion 12 of the valve material 10a, and thus an airtight sealing structure is formed. It

【0029】そして、バルブ材10aの発光管部11内
に固体発光物質を配置した後、上記と同様にして、バル
ブ材10aの他端側の封止管部12に電極構造体20を
気密に固着して気密封止構造を形成することにより、図
1に示すセラミック製放電ランプが製造される。
After arranging the solid light-emitting substance in the arc tube portion 11 of the bulb material 10a, the electrode structure 20 is hermetically sealed in the sealing tube portion 12 on the other end side of the bulb material 10a in the same manner as above. By fixing and forming the hermetically sealed structure, the ceramic discharge lamp shown in FIG. 1 is manufactured.

【0030】本発明のセラミック製ランプによれば、バ
ルブ10の内表面におけるカルシウムの表面被覆率が3
%以下であるため、当該セラミック製ランプの製造にお
いて、例えば露点が−70℃の雰囲気下でバルブ材10
aおよび電極構造体20の組立・封止作業を行っても、
バルブ材10aの表面に吸着する水分子などの量が極め
て少ない。従って、バルブ10内に取り込まれる水分子
などの量が少なくて所期のランプ特性を有し、しかも、
製造のコストの小さいセラミック製放電ランプが得られ
る。
According to the ceramic lamp of the present invention, the surface coverage of calcium on the inner surface of the bulb 10 is 3%.
% Or less, therefore, in the production of the ceramic lamp, for example, in the atmosphere having a dew point of −70 ° C., the bulb material 10
a, and the electrode structure 20 is assembled and sealed,
The amount of water molecules adsorbed on the surface of the valve material 10a is extremely small. Therefore, the amount of water molecules taken into the bulb 10 is small, and the desired lamp characteristics are obtained.
A ceramic discharge lamp with a low manufacturing cost is obtained.

【0031】以上、本発明の実施の一形態について説明
したが、本発明は上記のセラミック製放電ランプに限定
されず、その具体的構成については種々の変更を加える
ことが可能である。例えば、中間リード23が除去され
て電極棒22と外部リード24とが直接接続されていて
もよい。この場合には、外部リード24の材質として例
えばニオブが用いられる。また、バルブは、両端封止型
のものに限られず、一端封止型のものであってもよい。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-mentioned ceramic discharge lamp, and various modifications can be made to its specific structure. For example, the intermediate lead 23 may be removed and the electrode rod 22 and the external lead 24 may be directly connected. In this case, niobium, for example, is used as the material of the outer leads 24. Further, the valve is not limited to the both ends sealed type, and may be the one end sealed type.

【0032】本発明のセラミック製放電ランプを例えば
メタルハライドランプとして実施する場合には、図4に
示すように、ハルブ10を内管とし、このバルブ10を
取り囲むよう、外管40が設けられていてもよい。具体
的に説明すると、図示の例の外管40は、一端に排気管
残部41を有し、他端にピンチシール部42を有してな
り、石英ガラスまたは硬質ガラスにより形成されてお
り、外管40の内部空間Nは、排気されることによって
例えば1×10-3Torr以下の真空状態とされてい
る。外管40のピンチシール部42には、モリブデンよ
りなる一対の金属箔43が互いに離間して埋設されてお
り、金属箔43の各々の内端部(図で左端部)には、接
続用リード44を介して外部リード24が電気的に接続
され、金属箔43の各々の外端部には、外管40の管軸
方向に伸びる給電用リード45が接続されている。ま
た、外管40内には、例えば亜鉛−アルミニウム合金よ
りなるゲッター46が配置されており、このゲッター4
6は、適宜の位置に設けられた支柱(図示省略)に、ス
ポット溶接により固定されている。
When the ceramic discharge lamp of the present invention is implemented as, for example, a metal halide lamp, as shown in FIG. 4, the hull 10 is used as an inner tube, and an outer tube 40 is provided so as to surround the bulb 10. Good. More specifically, the outer pipe 40 in the illustrated example has an exhaust pipe residual portion 41 at one end and a pinch seal portion 42 at the other end, and is made of quartz glass or hard glass. The inner space N of the tube 40 is evacuated to a vacuum state of, for example, 1 × 10 −3 Torr or less. A pair of metal foils 43 made of molybdenum are embedded in the pinch seal portion 42 of the outer tube 40 so as to be spaced apart from each other, and a connecting lead is provided at each inner end portion (left end portion in the figure) of the metal foil 43. The external leads 24 are electrically connected via 44, and the power supply leads 45 extending in the tube axis direction of the outer tube 40 are connected to the outer ends of the metal foils 43. A getter 46 made of, for example, a zinc-aluminum alloy is arranged in the outer tube 40.
6 is fixed by spot welding to a column (not shown) provided at an appropriate position.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明のセラミック製放電ランプの具
体的な実施例について説明するが、本発明はこれらに限
定されるものではない。
EXAMPLES Specific examples of the ceramic discharge lamp of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these.

【0034】〈実施例1〉下記の条件により、図5
(イ)および(ロ)に示す構成に従ってバルブ材および
電極構造体を作製すると共に、フリットガラスおよび固
体封入物質を用意した。バルブ材(10a)は、平均粒
子径が約30μmの透光製多結晶アルミナよりなり、発
光管部(11)の最大外径が8.7mm,内容積が0.
4mm3 であり、封止管部(12)の外径が2.2m
m、内径が0.75mm、全長が36mmであって、透
光性多結晶アルミナの原料粉末として、カルシウムの濃
度が6ppm以下のものを用い、大気圧の水素ガス中に
おいて、1900℃で12時間の条件で焼結することに
よって製造されたものである。電極構造体(20)の電
極棒(22)は外径が0.3mmのタングステン線、外
部リード(24)は外径が0.5mmのニオブ線であ
る。電極構造体(20)のスリーブ(26)は、多結晶
アルミナよりなり、外径が0.72mm、長さが5mm
である。フリットガラスとしては、Dy2 3 −Al2
3 −SiO2 〔組成比が60:17:23(重量%)
のもの〕を用いた。固体発光物質としては、DyI3
TlI−NaI(組成比が33:10:57(重量%)
のもの〕を3.6g用いた。
Example 1 FIG. 5 was obtained under the following conditions.
A valve material and an electrode structure were produced according to the configurations shown in (a) and (b), and a frit glass and a solid encapsulating substance were prepared. The bulb material (10a) is made of translucent polycrystalline alumina having an average particle diameter of about 30 μm, and the arc tube portion (11) has a maximum outer diameter of 8.7 mm and an inner volume of 0.1.
4 mm 3 and the outer diameter of the sealing tube part (12) is 2.2 m
m, the inner diameter is 0.75 mm, the total length is 36 mm, and the raw material powder of the translucent polycrystalline alumina having a calcium concentration of 6 ppm or less is used at 1900 ° C. for 12 hours in hydrogen gas at atmospheric pressure. It is manufactured by sintering under the conditions of. The electrode rod (22) of the electrode structure (20) is a tungsten wire having an outer diameter of 0.3 mm, and the outer lead (24) is a niobium wire having an outer diameter of 0.5 mm. The sleeve (26) of the electrode structure (20) is made of polycrystalline alumina and has an outer diameter of 0.72 mm and a length of 5 mm.
Is. As frit glass, Dy 2 O 3 -Al 2
O 3 -SiO 2 [composition ratio 60:17:23 (wt%)
No.] was used. As a solid light emitting substance, DyI 3
TlI-NaI (composition ratio 33:10:57 (wt%)
No.] was used.

【0035】そして、上記のバルブ材(10a)に対し
て、雰囲気圧力が1.3×10-4Pa、加熱温度が14
50℃、加熱時間が2時間のサーマルエッチングを行う
ことにより、当該バルブ材(10a)の表面におけるカ
ルシウムの除去処理を行った。
With respect to the above valve material (10a), the atmospheric pressure is 1.3 × 10 −4 Pa and the heating temperature is 14
The calcium removal treatment was performed on the surface of the valve material (10a) by performing thermal etching at 50 ° C. for a heating time of 2 hours.

【0036】上記のバルブ材(10a)、電極構造体
(20)、フリットガラスおよび固体発光物質に対して
下記の条件により脱ガス処理を行った。 〔バルブ材(10a)〕 雰囲気圧力:2×10-4Pa,加熱温度:1100℃,
加熱時間:1時間, 〔電極構造体(20)〕 雰囲気圧力:2×10-4Pa,加熱温度:1100℃,
加熱時間:1時間, 〔フリットガラス〕 雰囲気圧力:2×10-4Pa,加熱温度:1100℃,
加熱時間:1時間, 〔固体発光物質〕 雰囲気圧力:2×10-4Pa,加熱温度:1100℃,
加熱時間:1時間,
The above valve material (10a), electrode structure (20), frit glass and solid light emitting material were degassed under the following conditions. [Valve material (10a)] Atmospheric pressure: 2 × 10 −4 Pa, heating temperature: 1100 ° C.,
Heating time: 1 hour, [electrode structure (20)] Atmospheric pressure: 2 × 10 −4 Pa, Heating temperature: 1100 ° C.,
Heating time: 1 hour, [Frit glass] Atmospheric pressure: 2 × 10 −4 Pa, Heating temperature: 1100 ° C.,
Heating time: 1 hour, [Solid luminescent material] Atmospheric pressure: 2 × 10 −4 Pa, Heating temperature: 1100 ° C.,
Heating time: 1 hour,

【0037】このようにして脱ガス処理されたバルブ材
(10a)、電極構造体(20)、フリットガラスおよ
び固体発光物質の各々を、外気に晒すことなく、露点が
−70℃に設定されたアルゴンガス雰囲気のグローブボ
ックス内に搬入した。そして、電極構造体(20)を、
バルブ材(10a)の一端から挿入し、当該バルブ材
(10a)内の所定の位置に配置し、加熱溶融されたフ
リットガラスを、スリーブ(26)の外端から突出する
電極棒(22)の基端部および外部リード(24)の内
端側部分と封止管部(12)の内壁面との間の間隙
(K)に充填すると共に、封止管部(12)の一端にフ
リットガラスのビード部を外方に突出するよう形成し、
その後、フリットガラスを冷却することにより、バルブ
材(10a)の一端側の封止管部(12)に電極構造体
(20)を固着した。次いで、バルブ材(10a)の発
光管部(11)内に固体発光物質を配置した後、上記と
同様にして、バルブ材(10a)の他端側の封止管部
(12)に電極構造体(20)を固着することにより、
電極間距離が7mmで、バルブ(10)の発光管部(1
1)内にアルゴンガス(封入圧13kPa)および固体
封入物質が封入された、定格電力が75Wのセラミック
製放電ランプを製造した(図6参照)。このセラミック
製放電ランプのバルブ(10)の表面におけるカルシウ
ムの表面被覆率を、オージェ電子分光法により測定した
ところ、3%であった。
The dew point was set to -70 ° C. without exposing each of the degassed valve material (10a), electrode structure (20), frit glass and solid luminescent material to the outside air. It was loaded into a glove box in an argon gas atmosphere. Then, the electrode structure (20) is
The frit glass, which is inserted from one end of the valve material (10a), is placed at a predetermined position in the valve material (10a), and is heated and melted, of the electrode rod (22) protruding from the outer end of the sleeve (26). Frit glass is filled in the gap (K) between the inner ends of the proximal end portion and the outer lead (24) and the inner wall surface of the sealing tube portion (12) and at one end of the sealing tube portion (12). The bead part of is formed so as to project outward,
After that, the electrode structure (20) was fixed to the sealing tube portion (12) on one end side of the valve material (10a) by cooling the frit glass. Next, after arranging the solid light-emitting substance in the arc tube portion (11) of the bulb material (10a), the electrode structure is formed in the sealing tube portion (12) on the other end side of the bulb material (10a) in the same manner as above. By fixing the body (20),
The distance between the electrodes is 7 mm, and the arc tube portion (1) of the bulb (10) is
A ceramic discharge lamp having a rated power of 75 W, in which argon gas (filling pressure: 13 kPa) and a solid filling substance were filled in 1) was manufactured (see FIG. 6). The surface coverage of calcium on the surface of the bulb (10) of this ceramic discharge lamp was 3% when measured by Auger electron spectroscopy.

【0038】〈実施例2〉バルブ材(10a)のカルシ
ウムの除去処理において、サーマルエッチングを行う前
に以下のようにして化学的エッチングを行ったこと以外
は、実施例1と同様にしてセラミック製放電ランプを製
造した。内壁がフッ素樹脂よりなるオートクレーブ内に
10%硫酸水溶液を仕込み、このオートクレーブ内にお
いて、バルブ材(10a)を200℃で1時間加熱する
ことにより、バルブ材(10a)の表面の化学的エッチ
ングを行った。このセラミック製放電ランプのバルブの
表面におけるカルシウムの表面被覆率を、オージェ電子
分光法により測定したところ、1.5%であった。
<Example 2> In the calcium removal treatment of the valve material (10a), a ceramic material was prepared in the same manner as in Example 1 except that chemical etching was performed as follows before thermal etching. A discharge lamp was manufactured. A 10% aqueous solution of sulfuric acid was charged into an autoclave having an inner wall made of a fluororesin, and the valve material (10a) was heated at 200 ° C. for 1 hour in the autoclave to chemically etch the surface of the valve material (10a). It was The surface coverage of calcium on the surface of the bulb of this ceramic discharge lamp was measured by Auger electron spectroscopy and found to be 1.5%.

【0039】〈比較例1〉バルブ材(10a)のカルシ
ウムの除去処理を行わなかったこと以外は、実施例1と
同様にしてセラミック製放電ランプを製造した。このセ
ラミック製放電ランプのバルブの表面におけるカルシウ
ムの表面被覆率を、オージェ電子分光法により測定した
ところ、5%であった。
Comparative Example 1 A ceramic discharge lamp was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the calcium removal treatment of the bulb material (10a) was not performed. The surface coverage of calcium on the surface of the bulb of the ceramic discharge lamp was measured by Auger electron spectroscopy and found to be 5%.

【0040】〈実験例〉実施例1、実施例2および比較
例1に係るセラミック製放電ランプをそれぞれ5本ずつ
用意し、これらの放電ランプの始動電圧を20回ずつ測
定した。始動電圧の測定結果の平均値を表1に示す。
<Experimental Example> Five ceramic discharge lamps according to each of Example 1, Example 2 and Comparative Example 1 were prepared, and the starting voltage of each discharge lamp was measured 20 times. Table 1 shows the average value of the measurement results of the starting voltage.

【0041】[0041]

【表1】 [Table 1]

【0042】表1の結果から明らかなように、実施例1
および実施例2に係るセラミック製放電ランプは、始動
電圧の平均値がいずれも600〜700Vで十分に低い
ものであることが確認された。これに対し、比較例1に
係るセラミック製放電ランプは、始動電圧の平均値が8
00V以上と高いものであった。
As is clear from the results shown in Table 1, Example 1
It was confirmed that the ceramic discharge lamps according to Example 2 had an average starting voltage of 600 to 700 V, which was sufficiently low. On the other hand, the ceramic discharge lamp according to Comparative Example 1 has an average starting voltage of 8
It was as high as 00V or higher.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
透光性多結晶アルミナよりなるバルブと、このバルブ内
に互いに対向するよう配置された一対の電極とを具えて
なるセラミック製放電ランプにおいて、バルブ内に取り
込まれる水分子の量が少なくて所期のランプ特性を有
し、しかも、製造コストの小さいセラミック製放電ラン
プを提供することができる。
As described above, according to the present invention,
In a ceramic discharge lamp including a bulb made of translucent polycrystalline alumina and a pair of electrodes arranged so as to face each other in the bulb, the amount of water molecules taken into the bulb is small and expected. It is possible to provide a ceramic discharge lamp having the above lamp characteristics and a low manufacturing cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のセラミック製放電ランプの一例におけ
る構成を示す説明用断面図である。
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing a configuration of an example of a ceramic discharge lamp of the present invention.

【図2】図1に示すセラミック製放電ランプに用いられ
るバルブ材および電極構造体を示す説明用断面図であ
る。
FIG. 2 is an explanatory sectional view showing a bulb member and an electrode structure used in the ceramic discharge lamp shown in FIG.

【図3】バルブ材内に電極構造体が挿入された状態を示
す説明用断面図である。
FIG. 3 is an explanatory sectional view showing a state in which an electrode structure is inserted into a valve material.

【図4】本発明のセラミック製放電ランプの他の例にお
ける構成を示す説明用断面図である。
FIG. 4 is an explanatory sectional view showing the structure of another example of the ceramic discharge lamp of the present invention.

【図5】実施例で使用したバルブ材および電極構造体を
示す説明用断面図である。
FIG. 5 is an explanatory sectional view showing a valve member and an electrode structure used in Examples.

【図6】実施例に係るセラミック製放電ランプの構成を
示す説明用断面図である。
FIG. 6 is an explanatory sectional view showing a structure of a ceramic discharge lamp according to an embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 バルブ 10a バルブ材 11 発光管部 12 封止管部 20 電極構造体 21 電極 22 電極棒 23 中間リード 24 外部リード 26 スリーブ 30 フリットガラス 31 ビート部 40 外管 41 排気管残部 42 ピンチシール部 43 金属箔 44 接続用リード 45 給電用リード K 間隙 N 内部空間 S 放電空間 10 valves 10a Valve material 11 arc tube 12 Sealed tube 20 electrode structure 21 electrodes 22 electrode rod 23 Intermediate lead 24 External lead 26 Sleeve 30 frit glass 31 beat section 40 outer tube 41 Remaining exhaust pipe 42 Pinch seal part 43 Metal foil 44 Connection lead 45 Power supply lead K gap N internal space S discharge space

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森 和之 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシ オ電機株式会社内 (72)発明者 宮永 晶司 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシ オ電機株式会社内 (72)発明者 塚本 卓也 兵庫県姫路市別所町佐土1194番地 ウシ オ電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−320524(JP,A) 特開 平8−301666(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/30 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Kazuyuki Mori 1194 Sado, Bessho-cho, Himeji-shi, Hyogo Ushio Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akashi Miyanaga 1194 Sado, Bessho-cho, Himeji-shi, Hyogo Ushio Electric Machinery Co., Ltd. (72) Inventor Takuya Tsukamoto 1194 Sado, Bessho-cho, Himeji City, Hyogo Prefecture Ushio Electric Co., Ltd. (56) Reference JP-A-9-320524 (JP, A) JP-A-8-301666 ( (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01J 61/30

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 透光性多結晶アルミナよりなるバルブ
と、このバルブ内に互いに対向するよう配置された一対
の電極とを具えてなるセラミック製放電ランプにおい
て、前記バルブは、水蒸気分圧が水素分圧より高く、全圧が
1×10 -3 Pa以下の環境下において1400℃以上の
温度で1〜4時間加熱するサーマルエッチングによるカ
ルシウムの除去処理により、 オージェ電子分光法により
測定された、前記バルブの内表面におけるカルシウムの
表面被覆率が3%以下とされていることを特徴とするセ
ラミック製放電ランプ。
1. A ceramic discharge lamp comprising a bulb made of translucent polycrystalline alumina and a pair of electrodes arranged so as to face each other in the bulb , wherein the bulb has a water vapor partial pressure of hydrogen. Higher than partial pressure, total pressure
1400 ℃ or more under the environment of 1 × 10 -3 Pa or less
Thermal etching for 1 to 4 hours at temperature
A ceramic discharge lamp characterized by having a surface coverage of calcium on the inner surface of the bulb of 3% or less , as measured by Auger electron spectroscopy , by a treatment for removing lucium .
【請求項2】 バルブを構成する透光性多結晶アルミナ
の平均結晶粒子径が20〜40μmであることを特徴と
する請求項1に記載のセラミック製放電ランプ。
2. The ceramic discharge lamp according to claim 1, wherein the translucent polycrystalline alumina forming the bulb has an average crystal grain size of 20 to 40 μm.
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