JP4358959B2 - Discharge lamp - Google Patents

Discharge lamp Download PDF

Info

Publication number
JP4358959B2
JP4358959B2 JP2000033639A JP2000033639A JP4358959B2 JP 4358959 B2 JP4358959 B2 JP 4358959B2 JP 2000033639 A JP2000033639 A JP 2000033639A JP 2000033639 A JP2000033639 A JP 2000033639A JP 4358959 B2 JP4358959 B2 JP 4358959B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ppm
halogen
alkali metal
μmol
concentration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2000033639A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001229876A (en
Inventor
敦二 中川
富彦 池田
哲也 白井
達夫 山本
博昭 岩澤
哲也 大川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Electric Co Ltd
Original Assignee
Phoenix Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Electric Co Ltd filed Critical Phoenix Electric Co Ltd
Priority to JP2000033639A priority Critical patent/JP4358959B2/en
Publication of JP2001229876A publication Critical patent/JP2001229876A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4358959B2 publication Critical patent/JP4358959B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、長時間にわたって安定した色調と光学系内での光束を維持可能な放電灯に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特開平6-52830号に開示されているように、高い寿命を得るために非常に少量のハロゲンを封入したランプが有るが、そのハロゲン濃度は1×10-5〜1×10-4μmol/mm3と極めて低いものである。
【0003】
これを例えば内容積0.08ccのランプに金属ハロゲン化物として封入すると、その金属ハロゲン化物を臭化水銀とした場合には0.0015×10-2〜0.0015mgのペレットとなる。
【0004】
しかしながら、当該サイズの金属ハロゲン化物ペレットの製造は不可能であり、0.005mg程度が限界である。したがって、これをランプ製造工程でばらつき無く封入することも不可能である。
【0005】
唯一当該ハロゲン量を封入するための手段としては、CH2Br2の様な炭化水素ハロゲン化物やHBrの様な水素ハロゲンの蒸気圧を利用し封入するしかなかった。
【0006】
しかしこの封入方法では、ランプ製造工程での温度管理に注意を要し、十分な温度コントロールが無ければその封入濃度のバラツキを生じていた。
【0007】
また、封入されたハロゲン化物はそれぞれ、炭素や水素を持ち込むこととなり、いずれもランプに悪影響を及ぼすものである。例えば炭素は電極のタングステンを炭化し、その強度を低下させ、水素は電極のタングステン輸送を活発にして、ランプの黒化を促進する。
【0008】
当該仕様外つまり金属ハロゲン化物として封入可能な範囲にある、ハロゲン量が1×10-4μmol/mm3よりも多い金属ハロゲン化物封入でランプを製造した場合について検討する。
【0009】
例えば特開平11−86785号に記載されている様に封入金属ハロゲン化物量が0.04〜0.3mg/ccで、これは封入金属ハロゲン化がDyBr3の場合、そのハロゲン濃度が3×10-4〜2.2×10-3μmol/mm3の範囲に有る。
【0010】
この発明の場合ランプの寿命はこの範囲以上のハロゲン濃度のランプより長寿命となるが、光学系内での光束維持率は1000時間で50%が限界であった。
【0011】
これは電極や石英硝子中のアルカリ金属とその過剰ハロゲンが反応し、ランプ内にハロゲン化アルカリを浮遊させ、ハロゲン化カリウムが放電容器内に残留することが主な原因である。
【0012】
これは、ランプの点灯作動中に放電容器内に残留したハロゲン化カリウムが、石英硝子の失透核を作り、長時間のランプ作動においてその失透を広げ、光学系内での光束維持率を下げ、またランプの色調を変化させるものである。
【0013】
更にハロゲン化カリウムの様な励起エネルギー順位の低い金属ハロゲン化物がランプ内に残留すると、ハロゲン化アルカリがアークの中心から離れたところで発光をはじめ、そのアーク中心近傍のエネルギーを低下させ、光学系内での光束を低下させるものである。またハロゲン化カリウムの残留は、その残留量が点灯時間と共に増加し、光束を点灯時間と共に低下させる要因となる。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明はランプ内に炭素や水素を持ち込まず、また封入ハロゲン量の多い中で長時間にわたって安定した色調と光学系内での光束を維持可能な放電灯を提供することを課題とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項1記載の放電灯は、不純物として含まれるアルカリ金属がリチウム又は/及びナトリウムに特定され、該アルカリ金属の濃度が75PPM以下のタングステンからなる電極を備え、封入されたハロゲン量は1.1×10-4〜3.2×10-3μmol/mm3であることを特徴とする。
【0016】
封入ハロゲンとして金属ハロゲン化物を用いれば、そのサイズはペレット製造可能な範囲である0.005mg以上となり、製造が容易となる。このことは以下の請求項にかかる発明においても同様である。
【0017】
又、タングステン電極中の不純物であるアルカリ金属をリチウム、ナトリウムのいずれか、又はリチウム及びナトリウムに特定し、その濃度を75PPM以下とすることにより、過剰な封入ハロゲンによるランプ内へのハロゲン化アルカリの残留を防止することができる。
【0018】
通常タングステン電極には、その加工上の都合からカリウムをドープし、その電極完成品での残留量を75PPMとする。このカリウムはランプの点灯中に過剰のハロゲンとの反応により、ハロゲン化カリウムとして放電容器内に浮遊することとなる。
【0019】
カリウムはそのイオン半径が大きいのに対し、リチウム、ナトリウムのイオン半径はそれぞれ0.6オングストローム、0.98オングストロームと小さく、過剰のハロゲンにより放電容器内に浮遊しても、点灯中にイオン化された際、放電容器である石英硝子の編み目構造から抜け出し、放電容器内に残留することがない。
【0020】
よって点灯中に放電容器である、石英硝子は失透することなく、また残留ハロゲン化アルカリの増加による光束低下もなく、良好な光束維持が実現できる。
【0024】
請求項記載の放電灯は、不純物として含まれるアルカリ金属がリチウム又は/及びナトリウムに特定され、該アルカリ金属の濃度が75PPM以下のタングステンからなる電極と、石英硝子中のアルカリ金属の総量が0.6PPM以下の放電容器を備え、封入されたハロゲン量は1.1×10-4〜3.2×10-3μmol/mm3であることを特徴とする。
【0025】
極材料と、放電容器材料を上記範囲のものに特定することにより、過剰な封入ハロゲンによるランプ内へのハロゲン化アルカリの浮遊と残留を更に有効に防止することができる。
【0026】
請求項記載の放電灯は、不純物として含まれるアルカリ金属がリチウム又は/及びナトリウムに特定され、該アルカリ金属の濃度が75PPM以下のタングステンを、アルカリ金属以外の金属又はその酸化物からなる濃度が0.1PPM以上100PPM以下のドープ材によりドープしてなるタングステン電極を備え、封入されたハロゲン量は1.1×10-4〜3.2×10-3μmol/mm3であることを特徴とする。
【0027】
ランプ内でのハロゲン濃度範囲を1.1×10-4〜3.2×10-3とすることにより、封入ハロゲンとして金属ハロゲンを用いても、そのサイズはペレット製造可能な範囲である0.005mg以上となり、製造が容易となる。
【0028】
過剰な封入ハロゲンによるランプ内へのハロゲン化アルカリの浮遊を防止するために使用する電極のドープ材にアルカリ金属以外の金属及び酸化物を採用し、その濃度を0.1 PPM以上100PPM以下としている。
【0029】
アルカリ金属以外の金属ドープの場合、過剰ハロゲンによりその金属が放電容器内に浮遊し、残留してもアルカリ金属の様に石英硝子の失透核を形成することが無く、またアルカリ金属の様な低融点金属でないために、過剰ハロゲンにより電極から放電容器内に浮遊する確率は非常に低くなる。
【0030】
請求項記載の放電灯は、不純物として含まれるアルカリ金属がリチウム又は/及びナトリウムに特定され、該アルカリ金属の濃度が75PPM以下のタングステンを、アルカリ金属以外の金属又はその酸化物からなる濃度が0.1PPM以上100PPM以下のドープ材によりドープしてなるタングステン電極と、石英硝子中のアルカリ金属の総量が0.6PPM以下の放電容器を備え、封入されたハロゲン量は1.1×10-4〜3.2×10-3μmol/mmであることを特徴とする。
【0031】
極材料と放電容器材料を上記範囲のものに特定することにより、請求項3記載の発明に比べて、過剰な封入ハロゲンによるランプ内へのハロゲン化アルカリの浮遊と残留を更に有効に防止することができる。
【0032】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好適な実施例を用いて説明する。
【0033】
図1は一般的な放電灯の基本構成を例示した図であり、(1)は石英硝子からなる放電容器であり、中央部にハロゲンを封入する内部空間(3)を有している。(2)は放電容器(1)の内部空間(3)に両側のシール部(4)から突出した電極であり、金属箔(5)を介して外部リード棒(6)に接続されている。金属箔(5)の周囲はシール部(4)により封止されている。
【0034】
本発明は電極材料、放電容器材料、封入ハロゲン量を特定したものであり、各部材の形状や大きさ等は特に限定されるものではない。
【0035】
従来仕様のランプにおいては通常カリウムが75PPMのタングステン電極が使用され、100時間程度でその容器である石英硝子の内壁にわずかに失透が確認され、1000時間でその光学系内での光束維持率は50%迄低下していた。
【0036】
一方、本発明においては電極材料、放電容器材料、封入ハロゲン量を特定することにより、失透は寿命末期まで確認されず、1000時間で90%、2000時間で80%程度まで維持率を得ることができる。
【0037】
以下、各請求項に対応した実施例と共に本発明を説明する。
【0038】
[実施例1(請求項1記載の発明の実施例)]
最初にハロゲンの封入量について検討するために試験を行った。ハロゲンとしてHgBr2とDyI2を用い、ハロゲンの封入量を変化させ、好ましい範囲を検討した。良否は「アーク揺らぎ」と寿命(1000時間維持率及び2000時間維持率)により判断した。
【0039】
使用した電極は従来型のカリウムが75PPMのタングステン電極を使用し、1.9PPMのアルカリ成分を含む石英硝子からなる従来型の放電容器を用いた。
【0040】
HgBr2を使用した場合の結果を表1に、DyI3を使用した場合の結果を表2に示す。
【0041】
【表1】

Figure 0004358959
【0042】
【表2】
Figure 0004358959
【0043】
封入濃度を上げ3.2×10-3μmol/mm3を越える、浮遊ハロゲンとアークとが反発しゆらぎが発生した。これらの結果から封入するハロゲンの量はハロゲンの量が1.1×10-4〜3.2×10-3μmol/mm3の範囲が、アーク揺らぎの点でも寿命の点でも適しているといえる。
【0044】
したがって以下の実験はハロゲン量が1.1×10-4〜3.2×10-3μmol/mm3の条件で行う。又、ハロゲンとしてはHgBr2を使用する。
【0045】
次に含まれる不純物をリチウム、ナトリウム、カリウムとの3種とし、その濃度を変化させた、異なる種々のタングステン電極を用い、寿命特性を比較した。封入金属としてはHgBr2を使用し、放電容器は上記実験と同じ1.9PPMのアルカリ成分を含む石英硝子からなるものを使用した。
【0046】
ハロゲン量を1.6×10-4μmol/mm3としたときの実験結果を表3に、3.2×10-3μmol/mm3としたときの実験結果を表4に示す。
【0047】
いずれの実験においてもタングステン電極中のアルカリ金属がリチウム又は/及びナトリウムに特定され、その濃度が75PPM以下となるものが請求項1記載の発明の実施例となる。
【0048】
【表3】
Figure 0004358959
【0049】
【表4】
Figure 0004358959
【0050】
ハロゲン量が1.6×10-4μmol/mm3の場合も、3.2×10-3μmol/mm3の場合もタングステン電極中の不純物であるアルカリ金属がリチウム又は/及びナトリウムの場合で、その濃度が75PPM以下の場合、すなわち本実施例の場合に良好な寿命が得られることがわかる。
【0051】
参考例
ハロゲン量を1.6×10-4μmol/mm3とした場合と、3.2×10-3μmol/mm3とした場合について、石英硝子中のアルカリ金属の総量が種々異なる放電容器を用いて、寿命を比較した。
【0052】
電極は実施例1と異なり、タングステン中のアルカリ金属がカリウムでその濃度が75PPMの従来型電極を使用している。
【0053】
ハロゲン量を1.6×10-4μmol/mm3としたときの実験結果を表5に、3.2×10-3μmol/mm3としたときの実験結果を表6に示す。いずれの実験においても石英硝子中のアルカリ成分の総量が0.6PPM以下のものが請求項2記載の発明の実施例となる。
【0054】
【表5】
Figure 0004358959
【0055】
【表6】
Figure 0004358959
【0056】
いずれの場合もアルカリ成分の総量が0.6PPM以下の本実施例の場合は、1000時間維持率も2000時間維持率も共に良好であることがわかる。
【0057】
[実施例(請求項記載の発明の実施例)]
実施例1と同様にタングステン中のアルカリ金属がリチウム又は/及びナトリウムに特定され、その濃度が75PPM以下の電極を使用すると共に、参考例と同様に石英硝子中のアルカリ金属の総量が0.6PPMの放電容器を使用し、ハロゲン量を1.6×10-4μmol/mm3とした場合と、3.2×10-3μmol/mm3とした場合について、寿命を比較した。
【0058】
ハロゲン量を1.6×10-4μmol/mm3としたときの実験結果を表7に、3.2×10-3μmol/mm3としたときの実験結果を表8に示す。いずれも請求項記載の発明の実施例となる。
【0059】
【表7】
Figure 0004358959
【0060】
【表8】
Figure 0004358959
【0061】
いずれの場合も、1000時間維持率も2000時間維持率も共に極めて良好であることがわかる。
【0062】
[実施例(請求項記載の発明の実施例)]
ハロゲン量を1.6×10-4μmol/mm3とした場合と、3.2×10-3μmol/mm3とした場合について、1.9PPMのアルカリ金属を含む石英硝子からなる従来型の放電容器を用い、電極の金属ドープに用いるドープ材の濃度を変化させて寿命を比較した。
【0063】
ドープ材としてはアルカリ金属以外の金属又はその酸化物からなる濃度が0.1 PPM以上100PPM以下のドープ材が適しているが、特に点灯中に電極から不純物として放出されにくい傾向を有するランタノイド類(La,Ce,Pr,Nd,Pm,Eu,Cd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu)金属又はその酸化物を用いることが好ましい。尚、ドープ材濃度の下限を0.1PPMとしたのは、タングステンの成型可能なドープ下限濃度が0.1PPMだからである。
【0064】
本実施例ではドープ材として酸化ディスプロシウムを用いた。ハロゲン量を1.6×10-4μmol/mm3としたときの実験結果を表9に、3.2×10-3μmol/mm3としたときの実験結果を表10に示す。
【0065】
いずれの実験においてもドープ材濃度が100PPM以下のものが請求項記載の発明の実施例となる。
【0066】
【表9】
Figure 0004358959
【0067】
【表10】
Figure 0004358959
【0068】
いずれの場合も、タングステン中のドープ材濃度が100PPM以下の本実施例では、1000時間維持率も2000時間維持率も共に良好であることがわかる。
【0069】
[実施例(請求項記載の発明の実施例)]
実施例と同様にドープ材濃度が100PPM以下の電極を使用すると共に、参考例と同様に石英硝子中のアルカリ金属の総量が0.6PPMの放電容器を使用し、ハロゲン量を1.6×10-4μmol/mm3とした場合と、3.2×10-3μmol/mm3とした場合について、寿命を比較した。
【0070】
ハロゲン量を1.6×10-4μmol/mm3としたときの実験結果を表11に、3.2×10-3μmol/mm3としたときの実験結果を表12に示す。いずれも請求項記載の発明の実施例となる。
【0071】
【表11】
Figure 0004358959
【0072】
【表12】
Figure 0004358959
【0073】
いずれの場合も、1000時間維持率も2000時間維持率も共に極めて良好であることがわかる。
【0074】
【発明の効果】
以上述べたように本発明により、製造が容易で、ランプ内に炭素や水素を持ち込まず、また封入ハロゲン量の多い中で長時間にわたって安定した色調と光学系内での光束を維持可能な放電灯を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】一般的な放電灯の基本構成を示した図。
【符号の説明】
(1) 放電容器
(2) 電極
(3) 容器内空間
(4) ピンチシール部
(5) 金属箔
(6) 外部リード棒[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a discharge lamp capable of maintaining a stable color tone and a luminous flux in an optical system over a long period of time.
[0002]
[Prior art]
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-52830, there is a lamp in which a very small amount of halogen is encapsulated in order to obtain a long life, but the halogen concentration is 1 × 10 −5 to 1 × 10 −4 μmol / It is extremely low at 3 mm.
[0003]
When encapsulating it as metal halide lamp, for example, the internal volume 0.08Cc, the pellets of 0.0015 × 10 -2 ~0.0015mg in case of the metal halide and mercuric bromide.
[0004]
However, the manufacture of metal halide pellets of the size is impossible, about 0.005mg is the limit. Therefore, it is impossible to encapsulate the lamp in the lamp manufacturing process without variation.
[0005]
The only means for encapsulating the halogen content was to encapsulate using the vapor pressure of a hydrocarbon halide such as CH 2 Br 2 or a hydrogen halogen such as HBr.
[0006]
However, this enclosing method requires attention to temperature control in the lamp manufacturing process, and if the temperature control is not sufficient, the encapsulating concentration varies.
[0007]
In addition, each of the enclosed halides brings in carbon and hydrogen, both of which adversely affect the lamp. For example, carbon carbonizes the tungsten of the electrode, reducing its strength, and hydrogen activates the tungsten transport of the electrode to promote blackening of the lamp.
[0008]
In the range which can be sealed as the spec clogging metal halides, consider the case where the halogen amount to produce a lamp 1 × 10 -4 μmol / mm 3 large metal halide sealed than.
[0009]
For example sealed metal halide amount as that described in JP-A-11-86785 is in 0.04~0.3mg / cc, which when sealed metal halide compound is DyBr 3, the halogen concentration of 3 × 10 -4 It is in the range of ˜2.2 × 10 −3 μmol / mm 3 .
[0010]
In the case of the present invention, the lifetime of the lamp is longer than that of a lamp having a halogen concentration exceeding this range, but the luminous flux maintenance factor in the optical system is limited to 50% at 1000 hours.
[0011]
This is mainly because the alkali metal in the electrode or quartz glass reacts with the excess halogen to float the alkali halide in the lamp and the potassium halide remains in the discharge vessel.
[0012]
This is because potassium halide remaining in the discharge vessel during lamp operation creates devitrified nuclei of quartz glass, spreading the devitrification during long-time lamp operation, and increasing the luminous flux maintenance rate in the optical system. Lowering and changing the color of the lamp.
[0013]
Furthermore the lower metal halide of such excitation energy level of potassium halide remains in the lamp, including light emitting where the alkali halide is separated from the center of the arc, to reduce the energy of the arc near the center, in the optical system This reduces the luminous flux at. Further , the residual potassium halide increases the residual amount with the lighting time, and causes the luminous flux to decrease with the lighting time.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a discharge lamp that does not bring carbon or hydrogen into the lamp and can maintain a stable color tone and light flux in the optical system over a long period of time with a large amount of encapsulated halogen.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The discharge lamp according to claim 1 of the present invention includes an electrode made of tungsten whose alkali metal contained as an impurity is specified as lithium and / or sodium, and the concentration of the alkali metal is 75 PPM or less, and the enclosed halogen amount is 1.1 × 10 −4 to 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 .
[0016]
If a metal halide is used as the encapsulated halogen, the size becomes 0.005 mg or more, which is the range in which pellets can be manufactured, and manufacturing is facilitated. The same applies to the invention according to the following claims.
[0017]
In addition, by specifying the alkali metal that is an impurity in the tungsten electrode as lithium, sodium, or lithium and sodium, and by setting the concentration to 75 PPM or less, alkali halide in the lamp due to excessive encapsulated halogen is generated. Residue can be prevented.
[0018]
The tungsten electrode is usually doped with potassium for the convenience of processing, and the residual amount in the finished electrode product is 75 PPM. This potassium floats in the discharge vessel as potassium halide by reaction with excess halogen during lamp operation.
[0019]
Potassium has a large ionic radius, whereas lithium and sodium have small ionic radii of 0.6 angstrom and 0.98 angstrom, respectively. Even when floating in the discharge vessel due to excess halogen, when it is ionized during lighting, the discharge vessel The quartz glass does not escape from the stitch structure and remains in the discharge vessel.
[0020]
Therefore, the quartz glass, which is a discharge vessel during lighting, does not devitrify, and the luminous flux can be maintained well without deteriorating the luminous flux due to the increase in residual alkali halide.
[0024]
In the discharge lamp according to claim 2, the alkali metal contained as impurities is specified as lithium or / and sodium, the concentration of the alkali metal is 75 PPM or less, and the total amount of alkali metals in the quartz glass is 0.6. A discharge vessel having a PPM or less is provided, and the amount of enclosed halogen is 1.1 × 10 −4 to 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 .
[0025]
A conductive electrode material, by specifying the discharge vessel material to the above range, it is possible to further effectively prevent the floating and residual alkali halide into the lamp due to excessive inclusion halogen.
[0026]
In the discharge lamp according to claim 3, the alkali metal contained as an impurity is specified as lithium or / and sodium, and the concentration of the alkali metal is 75 PPM or less, and the concentration of the metal other than the alkali metal or its oxide is used. A tungsten electrode doped with a doping material of 0.1 PPM or more and 100 PPM or less is provided, and the amount of encapsulated halogen is 1.1 × 10 −4 to 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 .
[0027]
By setting the halogen concentration range in the lamp to 1.1 × 10 −4 to 3.2 × 10 −3 , even if metal halogen is used as the encapsulated halogen, the size becomes 0.005 mg or more, which is the range in which pellets can be manufactured. Manufacturing becomes easy.
[0028]
Metals and oxides other than alkali metals are used for the electrode dope used to prevent the alkali halide from floating in the lamp due to excessive encapsulated halogen, and the concentration is 0.1 PPM or more and 100 PPM or less.
[0029]
In the case of metal doping other than alkali metal, the metal floats in the discharge vessel due to excess halogen, and even if it remains, it does not form devitrification nuclei of quartz glass like alkali metal, and Since it is not a low melting point metal, the probability of floating from the electrode into the discharge vessel due to excess halogen is very low.
[0030]
In the discharge lamp according to claim 4, the alkali metal contained as an impurity is specified as lithium and / or sodium, and the concentration of the alkali metal is 75 PPM or less, and the concentration of the metal other than the alkali metal or its oxide is used. A tungsten electrode doped with a doping material of 0.1 PPM or more and 100 PPM or less and a discharge vessel in which the total amount of alkali metals in quartz glass is 0.6 PPM or less, and the enclosed halogen amount is 1.1 × 10 −4 to 3.2 × 10 6 -3 μmol / mm.
[0031]
By identifying the conductive electrode material and the discharge container material to those of the above-mentioned range, as compared to the invention of claim 3, further to effectively prevent stray residual alkali halide into the lamp due to excessive inclusion halogen be able to.
[0032]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described below with reference to preferred embodiments.
[0033]
FIG. 1 is a diagram illustrating a basic configuration of a general discharge lamp. (1) is a discharge vessel made of quartz glass, and has an internal space (3) in which halogen is sealed at the center. (2) is an electrode protruding from the seal part (4) on both sides into the internal space (3) of the discharge vessel (1), and is connected to the external lead rod (6) via the metal foil (5). The periphery of the metal foil (5) is sealed with a seal portion (4).
[0034]
In the present invention, the electrode material, the discharge vessel material, and the amount of encapsulated halogen are specified, and the shape and size of each member are not particularly limited.
[0035]
In conventional lamps, a tungsten electrode with 75PPM potassium is usually used, and a slight devitrification is confirmed on the inner wall of the quartz glass, which is the container in about 100 hours, and the luminous flux maintenance factor in the optical system is reached in 1000 hours. Was down to 50%.
[0036]
On the other hand, in the present invention, by specifying the electrode material, the discharge vessel material, and the amount of encapsulated halogen, devitrification is not confirmed until the end of the life, and 90% in 1000 hours and up to about 80% in 2000 hours can be obtained. Can do.
[0037]
Hereinafter, the present invention will be described together with embodiments corresponding to the respective claims.
[0038]
[Embodiment 1 (Invention of Claim 1)]
First, a test was conducted to examine the amount of halogen contained. Using HgBr 2 and DyI 2 as halogen, by changing the amount of halogen was investigated preferred ranges. The quality was judged by “arc fluctuation” and life (1000-hour maintenance rate and 2000-hour maintenance rate).
[0039]
The electrode used was a conventional tungsten electrode of 75PPM potassium, and a conventional discharge vessel made of quartz glass containing an alkaline component of 1.9PPM.
[0040]
The results when HgBr 2 is used are shown in Table 1, and the results when DyI 3 is used are shown in Table 2.
[0041]
[Table 1]
Figure 0004358959
[0042]
[Table 2]
Figure 0004358959
[0043]
Fluctuation occurred due to repulsion of floating halogen and arc that increased the concentration of inclusion and exceeded 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 . From these results, it can be said that the amount of halogen to be encapsulated is in the range of 1.1 × 10 −4 to 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 in terms of arc fluctuation and life.
[0044]
Therefore, the following experiment is performed under the condition that the halogen content is 1.1 × 10 −4 to 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 . As the halogen, HgBr 2 is used.
[0045]
Next, the life characteristics were compared using various different tungsten electrodes with different concentrations of lithium, sodium, and potassium as the impurities contained therein. HgBr 2 was used as the encapsulating metal, and the discharge vessel was made of quartz glass containing the same 1.9 PPM alkali component as in the above experiment.
[0046]
The experimental results when the halogen content is 1.6 × 10 −4 μmol / mm 3 are shown in Table 3, and the experimental results when the halogen content is 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 are shown in Table 4.
[0047]
In any of the experiments, the alkali metal in the tungsten electrode is specified as lithium or / and sodium, and the concentration is 75 PPM or less.
[0048]
[Table 3]
Figure 0004358959
[0049]
[Table 4]
Figure 0004358959
[0050]
When the halogen content is 1.6 × 10 −4 μmol / mm 3 or 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 , the alkali metal that is an impurity in the tungsten electrode is lithium or / and sodium. It can be seen that a good lifetime can be obtained when the concentration is 75 PPM or less, that is, in the case of this example.
[0051]
[ Reference example ]
When the halogen content is 1.6 × 10 −4 μmol / mm 3 and 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 , the lifespan can be increased by using discharge vessels with different total amounts of alkali metals in quartz glass. Compared.
[0052]
Unlike Example 1, the electrode is a conventional electrode in which the alkali metal in tungsten is potassium and its concentration is 75 PPM.
[0053]
Table 5 shows the experimental results when the halogen content is 1.6 × 10 −4 μmol / mm 3, and Table 6 shows the experimental results when the halogen content is 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 . In any experiment, the total amount of alkali components in the quartz glass is 0.6 PPM or less.
[0054]
[Table 5]
Figure 0004358959
[0055]
[Table 6]
Figure 0004358959
[0056]
In any case, in the case of the present example in which the total amount of alkali components is 0.6 PPM or less, both the 1000-hour maintenance rate and the 2000-hour maintenance rate are good.
[0057]
[Embodiment 2 (Embodiment of Invention of Claim 2 )]
As in Example 1, an alkali metal in tungsten is specified as lithium or / and sodium, and an electrode having a concentration of 75 PPM or less is used, and the total amount of alkali metals in quartz glass is 0.6 PPM as in Reference Example . The lifespan was compared between the case where a discharge vessel was used and the halogen content was 1.6 × 10 −4 μmol / mm 3 and 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 .
[0058]
Table 7 shows the experimental results when the halogen content is 1.6 × 10 −4 μmol / mm 3, and Table 8 shows the experimental results when the halogen content is 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 . Either of these is an embodiment of the invention described in claim 2 .
[0059]
[Table 7]
Figure 0004358959
[0060]
[Table 8]
Figure 0004358959
[0061]
In either case, it can be seen that both the 1000-hour maintenance rate and the 2000-hour maintenance rate are extremely good.
[0062]
[Embodiment 3 (Embodiment of Invention of Claim 3 )]
For the case where the halogen content is 1.6 × 10 −4 μmol / mm 3 and 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 , a conventional discharge vessel made of quartz glass containing 1.9 PPM alkali metal is used. The lifetime was compared by changing the concentration of the doping material used for the metal doping of the electrode.
[0063]
As the doping material, a doping material composed of a metal other than an alkali metal or an oxide thereof having a concentration of 0.1 PPM or more and 100 PPM or less is suitable, but in particular, lanthanoids (La, (Ce, Pr, Nd, Pm, Eu, Cd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) It is preferable to use a metal or an oxide thereof. The lower limit of the doping material concentration is set to 0.1 PPM because the lower limit doping concentration of tungsten that can be molded is 0.1 PPM.
[0064]
In this example, dysprosium oxide was used as a doping material. The experimental results when the halogen content is 1.6 × 10 −4 μmol / mm 3 are shown in Table 9, and the experimental results when the halogen content is 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 are shown in Table 10.
[0065]
Others dopant concentration is less than 100PPM is an embodiment of the invention described in claim 3 in any of the experiments.
[0066]
[Table 9]
Figure 0004358959
[0067]
[Table 10]
Figure 0004358959
[0068]
In either case, it can be seen that both the 1000-hour retention rate and the 2000-hour retention rate are good in this example in which the concentration of the dopant in tungsten is 100 PPM or less.
[0069]
[Embodiment 4 (Embodiment of Invention of Claim 4 )]
As in Example 3 , an electrode having a doping material concentration of 100 PPM or less was used, and similarly to the reference example , a discharge vessel in which the total amount of alkali metals in quartz glass was 0.6 PPM was used, and the halogen content was 1.6 × 10 −4. The lifetime was compared between the case of μmol / mm 3 and the case of 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 .
[0070]
Table 11 shows the experimental results when the halogen content is 1.6 × 10 −4 μmol / mm 3, and Table 12 shows the experimental results when the halogen content is 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 . Either of these is an embodiment of the invention described in claim 4 .
[0071]
[Table 11]
Figure 0004358959
[0072]
[Table 12]
Figure 0004358959
[0073]
In either case, it can be seen that both the 1000-hour maintenance rate and the 2000-hour maintenance rate are extremely good.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is easy to manufacture, does not bring carbon or hydrogen into the lamp, and is capable of maintaining a stable color tone and light flux in the optical system for a long time with a large amount of encapsulated halogen. Electric light can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a general discharge lamp.
[Explanation of symbols]
(1) Discharge vessel
(2) Electrode
(3) Container space
(4) Pinch seal part
(5) Metal foil
(6) External lead bar

Claims (4)

不純物として含まれるアルカリ金属がリチウム又は/及びナトリウムに特定され、該アルカリ金属の濃度が75PPM以下のタングステンからなる電極を備え、封入されたハロゲン量は1.1×10-4〜3.2×10-3μmol/mm3であることを特徴とする放電灯。An alkali metal contained as an impurity is specified as lithium and / or sodium, and an electrode made of tungsten having a concentration of the alkali metal of 75 PPM or less is provided. The amount of encapsulated halogen is 1.1 × 10 −4 to 3.2 × 10 −3 μmol. A discharge lamp characterized by being / mm 3 . 不純物として含まれるアルカリ金属がリチウム又は/及びナトリウムに特定され、該アルカリ金属の濃度が75PPM以下のタングステンからなる電極と、石英硝子中のアルカリ金属の総量が0.6PPM以下の放電容器を備え、封入されたハロゲン量は1.1×10-4〜3.2×10-3μmol/mm3であることを特徴とする放電灯。 As specified in the alkali metal is lithium and / or sodium contained as an impurity, comprising an electrode density of the alkali metal consists of the following tungsten 75 ppm, the total amount of alkali metal in the quartz glass is the following discharge vessel 0.6 ppm, A discharge lamp characterized in that the amount of enclosed halogen is 1.1 × 10 −4 to 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 . 不純物として含まれるアルカリ金属がリチウム又は/及びナトリウムに特定され、該アルカリ金属の濃度が75PPM以下のタングステンを、アルカリ金属以外の金属又はその酸化物からなり濃度が0.1PPM以上100PPM以下のドープ材によりドープしてなるタングステン電極を備え、封入されたハロゲン量は1.1×10-4〜3.2×10-3μmol/mm3であることを特徴とする放電灯。The alkali metal contained as an impurity is specified as lithium or / and sodium, and the concentration of the alkali metal is 75 PPM or less by a doping material made of a metal other than the alkali metal or its oxide and having a concentration of 0.1 PPM to 100 PPM. A discharge lamp comprising a doped tungsten electrode, wherein the amount of enclosed halogen is 1.1 × 10 −4 to 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 . 不純物として含まれるアルカリ金属がリチウム又は/及びナトリウムに特定され、該アルカリ金属の濃度が75PPM以下のタングステンを、アルカリ金属以外の金属又はその酸化物からなり濃度が0.1PPM以上100PPM以下のドープ材によりドープしてなるタングステン電極と、石英硝子中のアルカリ金属の総量が0.6PPM以下の放電容器を備え、封入されたハロゲン量は1.1×10-4〜3.2×10-3μmol/mm3であることを特徴とする放電灯。The alkali metal contained as an impurity is specified as lithium or / and sodium, and the concentration of the alkali metal is 75 PPM or less by a doping material made of a metal other than the alkali metal or its oxide and having a concentration of 0.1 PPM to 100 PPM. A doped tungsten electrode and a discharge vessel in which the total amount of alkali metals in quartz glass is 0.6 PPM or less are provided, and the amount of enclosed halogen is 1.1 × 10 −4 to 3.2 × 10 −3 μmol / mm 3 A discharge lamp characterized by
JP2000033639A 2000-02-10 2000-02-10 Discharge lamp Expired - Fee Related JP4358959B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000033639A JP4358959B2 (en) 2000-02-10 2000-02-10 Discharge lamp

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000033639A JP4358959B2 (en) 2000-02-10 2000-02-10 Discharge lamp

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001229876A JP2001229876A (en) 2001-08-24
JP4358959B2 true JP4358959B2 (en) 2009-11-04

Family

ID=18558092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000033639A Expired - Fee Related JP4358959B2 (en) 2000-02-10 2000-02-10 Discharge lamp

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4358959B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001029862A1 (en) * 1999-10-18 2001-04-26 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High-pressure discharge lamp, lamp unit, method for producing high-pressure discharge lamp, and incandescent lamp
JP3678212B2 (en) 2002-05-20 2005-08-03 ウシオ電機株式会社 Super high pressure mercury lamp
CN1762036B (en) * 2003-03-17 2010-06-02 松下电器产业株式会社 Method for producing high-pressure discharge lamp, high-pressure discharge lamp and lamp unit using such high-pressure discharge lamp, and image display

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001229876A (en) 2001-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1830388B1 (en) High-pressure mercury discharge lamp whose blackening is reduced by low content of lithium, sodium, and potassium
JPH09118540A (en) Low-sodium-permeability glass and lamp
EP1806766A1 (en) Metal halide lamp and lighting equipment
KR100364086B1 (en) High-Pressure Electrical Discharge Lamp and Lighting Device
JP2001076670A (en) Metal halide lamp containing no mercury
KR101233734B1 (en) Metal halide lamp
EP0627759B1 (en) High pressure metal halide lamp
US20070138964A1 (en) Mercury-free high-pressure discharge lamp and luminaire using the same
JP4358959B2 (en) Discharge lamp
TWI437610B (en) High pressure discharge lamp
JP2000504476A (en) High pressure discharge lamp
JP2007115652A (en) High-pressure discharge lamp and lighting device
US5021703A (en) Metal halide lamp
US5159229A (en) Metal halide lamp having CO in gas fill
US7116050B2 (en) Metal halide lamp, headlight apparatus for vehicle using the same, and method of manufacturing metal halide lamp
JP4231113B2 (en) High pressure discharge lamp and lighting device
JP2000100377A (en) High-pressure discharge lamp and lighting system
JP2006221928A (en) High-pressure discharge lamp
US8174195B2 (en) Mercury-free arc tube for discharge lamp unit
EP0757778B1 (en) Sodium halide discharge lamp
JPH0272551A (en) Metal vapor discharge lamp
US7583030B2 (en) Dopant-free tungsten electrodes in metal halide lamps
JP3268190B2 (en) Arc tube for discharge lamp
JP2004039323A (en) Metal-halide lamp and headlamp for automobile using the same
JP2014154455A (en) Metal halide lamp

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060823

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080813

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080826

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081021

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20081021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090414

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090611

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20090714

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20090807

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120814

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4358959

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130814

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees