JP4449566B2 - 放電ランプ - Google Patents
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Description
前記放電容器の内部空間に、0.15mg/mm3 以上の水銀と、希ガスと、ハロゲンとが封入されてなり、
前記導電性箔が、モリブデンよりなる基材の表面に厚み3nm以下の酸化層を有する酸化処理箔であり、その表面における深さ3nmの表層領域に存在するモリブデンのモル数をm1 (モル)、およびモリブデン酸化物のモル数をm2 (モル)とし、当該モリブデン酸化物を構成する二酸化モリブデンのモル数をm3 (モル)、および三酸化モリブデンのモル数をm4 とすると共に、下記式(1)で示されるモリブデンのモル数m1 とモリブデン酸化物のモル数m2 との合計モル数に対するモリブデン酸化物のモル数m2 の比をa(%)とし、下記式(2)で表される二酸化モリブデンのモル数m3 に対する三酸化モリブデンのモル数m4 の比をb(%)とするとき、下記式(A)で示される条件を満たすものであることを特徴とする。
前記放電容器の内部空間に、0.1mg/cm3 以上であって10mg/cm3 以下の水銀が封入されてなり、
前記導電性箔が、モリブデンよりなる基材の表面に厚み3nm以下の酸化層を有する酸化処理箔であり、その表面における深さ3nmの表層領域に存在するモリブデンのモル数をm1 (モル)、およびモリブデン酸化物のモル数をm2 (モル)とし、当該モリブデン酸化物を構成する二酸化モリブデンのモル数をm3 (モル)、および三酸化モリブデンのモル数をm4 とすると共に、下記式(1)で示されるモリブデンのモル数m1 とモリブデン酸化物のモル数m2 との合計モル数に対するモリブデン酸化物のモル数m2 の比をa(%)とし、下記式(2)で表される二酸化モリブデンのモル数m3 に対する三酸化モリブデンのモル数m4 の比をb(%)とするとき、下記式(B)で示される条件を満たすものであることを特徴とする。
前記放電容器の内部空間に、キセノンガスが封入されてなり、
前記導電性箔が、モリブデンよりなる基材の表面に厚み3nm以下の酸化層を有する酸化処理箔であり、その表面における深さ3nmの表層領域に存在するモリブデンのモル数をm1 (モル)、およびモリブデン酸化物のモル数をm2 (モル)とし、当該モリブデン酸化物を構成する二酸化モリブデンのモル数をm3 (モル)、および三酸化モリブデンのモル数をm4 とすると共に、下記式(1)で示されるモリブデンのモル数m1 とモリブデン酸化物のモル数m2 との合計モル数に対するモリブデン酸化物のモル数m2 の比をa(%)とし、下記式(2)で表される二酸化モリブデンのモル数m3 に対する三酸化モリブデンのモル数m4 の比をb(%)とするとき、下記式(C)で示される条件を満たすものであることを特徴とする。
従って、本発明の放電ランプによれば、気密封止部における気密の耐久性が高くなり、長い使用寿命が得られる。
図1は、本発明の請求項1に係る放電ランプである超高圧放電ランプの構成の一例を示す説明用断面図であり、図2は、図1の超高圧水銀ランプを構成する導電性箔の断面を示す説明図である。
この超高圧水銀ランプ10は、例えば液晶プロジェクタの光源などとして好適に用いられるものであり、楕円球状の発光管部12と、その両端に連設されて管軸方向外方に伸びる直管状の封止管部13とよりなる、石英ガラス製の放電容器11を有してなり、当該封止管部13の各々の内部には、導電性箔20が気密に埋設されて気密封止部18が形成されている。この放電容器11の内部空間11Aには、導電性箔20の内端部から管軸方向内方に突出して伸びる、タングステンよりなる内部リード棒14の先端部に金属コイル15Aが巻回されることにより形成された電極15の一対が、互いに対向するよう配置されている。
この図において、19は、導電性箔20の外端部に電気的に接続された外部リード棒である。
この超高圧水銀ランプ10においては、点灯動作時における内部圧力が15MPa以上となる。
この条件(A)は、導電性箔20の特定表層領域における酸化状態を規定するための条件であり、図4におけるモリブデン酸化物比aと三酸化モリブデン比bとの関係を表すグラフにおいて、直線(イ)と曲線(ロ)とで囲まれる領域内を示す。
また、上記式(2)において、「二酸化モリブデンのモル数m3 」は、特定表層領域に存在するモリブデン酸化物のモル数m2 中における二酸化モリブデンのモル数を示す値であり、「三酸化モリブデンのモル数m4 」は、モリブデン酸化物のモル数m2 中における二酸化モリブデンのモル数を示す値である。
例えば、封止体25に酸素ガス濃度が5%の特定混合ガスを26.6kPa(200Torr)封入した場合には、特定表層領域におけるモリブデン酸化物比aが33.40%であり、三酸化モリブデン比bが30.50%である導電性箔20が得られる。また、封止体25に酸素ガス濃度が10%の特定混合ガスを66.5kPa(500Torr)封入した場合には、表層領域におけるモリブデン酸化物比aが85.30%であり、三酸化モリブデン比bが60.30%である導電性箔20が得られる。
従って、超高圧水銀ランプ10によれば、気密封止部18における気密の耐久性が高いことから、長い使用寿命が得られる。
例えば超高圧水銀ランプは、石英ガラスからなり、その内部に一対の電極が対向配置された発光管部と、当該発光管部の両端に連設された封止管部とを有する放電容器を備え、当該放電容器の内部空間に所期の封入ガスが封入され、当該封止管部の各々の内部に導電性箔が気密に埋設されてなる構成を有すると共に、モリブデンよりなる基材の表面に酸化層を有し、特定表層領域において条件(A)を満たす導電性箔を備えてなるものであれば、その他の構成は特に限定されるものではない。
図6は、本発明の請求項2に係る放電ランプである高圧放電ランプの構成の一例を示す説明用断面図である。
この高圧水銀ランプ30は、例えば半導体露光装置や液晶装置用ガラス基板露光装置の光源などとして好適に用いられるものであり、楕円球状の発光管部32と、その両端に連設されて管軸方向外方に伸びる直管状の封止管部33とよりなる、石英ガラス製の放電容器31を有してなり、当該封止管部33の大径部33Aの内部には、複数(図の例においては5枚)の導電性箔40の各々が、その両端の各々が金属ワッシャー41、42に電気的に接続された状態で気密に埋設されて気密封止部38が形成されている。この放電容器31の内部空間31Aには、複数の導電性箔40の内端部に接続された一方(図6において右方)の金属ワッシャー41から封止管部33の小径部33Bを介して管軸方向内方に突出して伸びる、タングステンよりなる内部リード棒34の先端部に形成された陰極35と、他方(図6において左方)の金属ワッシャー41から管軸方向内方に突出して伸びる、タングステンよりなる内部リード棒34の先端部に形成された陽極36とが、互いに対向するよう配置されている。
この図において、39は、導電性箔40の外端部に接続された金属ワッシャー42に電気的に接続された外部リード棒であり、48は、接続部材49を介して外部リード棒39と電気的に接続されたリード線であり、47は、放電容器31における封止管部33の端部に、例えば接着剤によって固定されて設けられた口金である。
この高圧水銀ランプ30においては、点灯動作時における内部圧力が1〜5MPaとなる。
この条件(B)は、導電性箔40の特定表層領域における酸化状態を規定するための条件であり、図7におけるモリブデン酸化物比aと三酸化モリブデン比bとの関係を表すグラフにおいて、直線(イ)と曲線(ハ)とで囲まれる領域内を示す。
従って、高圧水銀ランプ30によれば、気密封止部38における気密の耐久性が高いことから、長い使用寿命が得られる。
例えば高圧水銀ランプは、石英ガラスからなり、その内部に一対の電極が対向配置された発光管部と、当該発光管部の両端に連設された封止管部とを有する放電容器を備え、当該放電容器の内部空間に所期の封入ガスが封入され、当該封止管部の各々の内部に導電性箔が気密に埋設されてなる構成を有すると共に、モリブデンよりなる基材の表面に酸化層を有し、特定の表層領域において条件(B)を満たす導電性箔を備えてなるものであれば、その他の構成は特に限定されるものではない。
図8は、本発明の請求項3に係る放電ランプであるキセノンランプの構成の一例を示す説明用断面図である。
このキセノンランプ50は、例えば小型の検査装置の光源などとして好適に用いられるものであり、楕円球状の発光管部52と、その両端に連設されて管軸方向外方に伸びる直管状の封止管部53とよりなる、石英ガラス製の放電容器51を有してなり、当該封止管部53の各々の内部には、導電性箔60が気密に埋設されて気密封止部58が形成されている。この放電容器51の内部空間51Aにおいては、一方(図において左方)の導電性箔60の内端部から管軸方向内方に突出して伸びる内部リード棒54の先端に形成された、例えばタングステンよりなる陰極55Aと、他方(図において右方)の導電性箔60の内端部から管軸方向内方に突出して伸びる内部リード棒54の先端に形成された、例えばタングステンよりなる陽極55Bとが、互いに対向するよう配置されている。
この図において、導電性箔60の外端部には、外部リード棒(図示せず)が電気的に接続されており、また、放電容器51における封止管部53の端部の各々には、口金67が、例えば接着剤によって固定されて設けられている。
この条件(C)は、導電性箔60の特定表層領域における酸化状態を規定するための条件であり、図9におけるモリブデン酸化物比aと三酸化モリブデン比bとの関係を表すグラフにおいて、直線(イ)と曲線(ニ)とで囲まれる領域内を示す。
従って、キセノンランプ50によれば、気密封止部58における気密の耐久性が高いことから、長い使用寿命が得られる。
例えばキセノンランプは、石英ガラスからなり、その内部に一対の電極が対向配置された発光管部と、当該発光管部の両端に連設された封止管部とを有する放電容器を備え、放電容器の内部空間に所期の封入ガスが封入され、当該封止管部の各々の内部に導電性箔が気密に埋設されてなる構成を有すると共に、モリブデンよりなる基材の表面に酸化層を有し、特定の表層領域において条件(C)を満たす導電性箔を備えてなるものであれば、その他の構成は特に限定されるものではない。
図5に示すように、モリブデンよりなる清浄な短冊状の材料金属箔を用意し、この材料金属箔を、酸素ガスとアルゴンガスとが混合されなる特定混合ガスが充填されたアンプル管内に投入して当該アンプル管を封止することによって封止体を形成し、この封止体内の材料金属箔に対して、キセノンエキシマ光放射装置によって、照度8.5mW/cm 2 の条件で30分間キセノンエキシマ光を照射する工程を経ることにより、モリブデン製の材料金属箔の表面を酸化処理する手法を用い、封止体中における特定混合ガス中の酸素ガス濃度および内部圧力を調整することにより、酸化処理箔(A1)〜酸化処理箔(A29)を作製した。
すなわち、石英ガラスよりなり、内部空間の全長が12mm、発光管部の外径が12mm、発光管部の内径が7.4mm内部空間の容積が120mm3 である放電容器と、酸化処理箔(A1)〜酸化処理箔(A29)の各々と、タングステンよりなる内部リード棒の先端部に金属コイルが巻回されることにより形成された電極と、タングステンよりなる外部リード棒とを用い、放電容器の内部空間に、封入物として水銀を0.15mg/mm3 、ハロゲンである臭素(封入量3.0×10-4μmol/mm3 )、希ガスであるアルゴンガス(封入時圧力13.3kPa)を充填すると共に、シュリンクシール方式によって気密封止部を形成することにより、定格点灯電流が2.5Aであり、定格点灯電圧が80Vであり、消費電力が200Wであり、点灯動作時における内部圧力が20.3MPaである超高圧水銀ランプ(A1)〜超高圧水銀ランプ(A29)を作製した。
表1において、気泡の発生が確認されなかった場合を「○」と記し、気泡の発生が確認された場合には「×」と記した。
表1において、界面剥離現象の発生が確認されなかった場合を「○」と記し、界面剥離現象の発生が確認された場合には「×」と記した。
実験例1と同様の手法を用い、封止体中における特定混合ガス中の酸素ガス濃度および内部圧力を調整することにより、酸化処理箔(B1)〜酸化処理箔(B13)を作製した。
すなわち、石英ガラスよりなり、内部空間の全長が142mm、発光管部の外径が100mm、発光管部の内径が95mm内部空間の容積が400cm3 である放電容器と、酸化処理箔(B1)〜酸化処理箔(B13)の各々と、タングステンよりなる内部リード棒の先端部に形成された陰極および陽極と、タングステンよりなる外部リード棒とを用い、放電容器の内部空間に、封入物として水銀を8mg/cm3 、希ガスであるキセノン(封入時圧力100kPa)を充填すると共に、シュリンクシール方式によって気密封止部を形成することにより、定格点灯電流が100Aであり、定格点灯電圧が80Vであり、消費電力が8kWであり、点灯動作時における内部圧力が4.0MPaである高圧水銀ランプ(B1)〜高圧水銀ランプ(B13)を作製した。
表2において、気泡の発生が確認されなかった場合を「○」と記し、気泡の発生が確認された場合には「×」と記した。
表2において、界面剥離現象の発生が確認されなかった場合を「○」と記し、界面剥離現象の発生が確認された場合には「×」と記した。
実験例1と同様の手法を用い、封止体中における特定混合ガス中の酸素ガス濃度および内部圧力を調整することにより、酸化処理箔(C1)〜酸化処理箔(C13)を作製した。
すなわち、石英ガラスよりなり、内部空間の全長が12mm、発光管部の外径が12.5mm、発光管部の内径が8mm内部空間の容積が130mm3 である放電容器と、酸化処理箔(C1)〜酸化処理箔(C13)の各々と、各々、タングステンよりなる内部リード棒の先端部に形成されたタングステンよりなる陰極および陽極と、タングステンよりなる外部リード棒とを用い、放電容器の内部空間に、封入物としてキセノン(封入時圧力1.2MPa)を充填すると共に、シュリンクシール方式によって気密封止部を形成することにより、定格点灯電流が5.4Aであり、定格点灯電圧が14Vであり、消費電力が75Wであり、点灯動作時における内部圧力が10.1MPaであるキセノンランプ(C1)〜キセノンランプ(C13)を作製した。
表3において、気泡の発生が確認されなかった場合を「○」と記し、気泡の発生が確認された場合には「×」と記した。
表3において、界面剥離現象の発生が確認されなかった場合を「○」と記し、界面剥離現象の発生が確認された場合には「×」と記した。
11 放電容器
11A 内部空間
12 発光管部
13 封止管部
14 内部リード棒
15 電極
15A 金属コイル
18 気密封止部
19 外部リード棒
20 導電性箔
23 材料金属箔
25 封止体
26 キセノンエキシマ光放射装置
30 高圧水銀ランプ
31 放電容器
31A 内部空間
32 発光管部
33 封止管部
33A 大径部
33B 小径部
34 内部リード棒
35 陰極
36 陽極
38 気密封止部
39 外部リード棒
40 導電性箔
41、42 金属ワッシャー
47 口金
48 リード線
49 接続部材
50 キセノンランプ
51 放電容器
51A 内部空間
52 発光管部
53 封止管部
54 内部リード棒
55A 陰極
55B 陽極
58 気密封止部
60 導電性箔
67 口金
Claims (3)
- 石英ガラスからなり、その内部に一対の電極が対向配置された発光管部と、当該発光管部の両端に連設された封止管部とを有する放電容器を備え、当該封止管部の各々の内部に導電性箔が気密に埋設されてなる構成の放電ランプにおいて、
前記放電容器の内部空間に、0.15mg/mm3 以上の水銀と、希ガスと、ハロゲンとが封入されてなり、
前記導電性箔が、モリブデンよりなる基材の表面に厚み3nm以下の酸化層を有する酸化処理箔であり、その表面における深さ3nmの表層領域に存在するモリブデンのモル数をm1 (モル)、およびモリブデン酸化物のモル数をm2 (モル)とし、当該モリブデン酸化物を構成する二酸化モリブデンのモル数をm3 (モル)、および三酸化モリブデンのモル数をm4 とすると共に、下記式(1)で示されるモリブデンのモル数m1 とモリブデン酸化物のモル数m2 との合計モル数に対するモリブデン酸化物のモル数m2 の比をa(%)とし、下記式(2)で表される二酸化モリブデンのモル数m3 に対する三酸化モリブデンのモル数m4 の比をb(%)とするとき、下記式(A)で示される条件を満たすものであることを特徴とする放電ランプ。
- 石英ガラスからなり、その内部に一対の電極が対向配置された発光管部と、当該発光管部の両端に連設された封止管部とを有する放電容器を備え、当該封止管部の各々の内部に導電性箔が気密に埋設されてなる構成の放電ランプにおいて、
前記放電容器の内部空間に、0.1mg/cm3 以上であって10mg/cm3 以下の水銀が封入されてなり、
前記導電性箔が、モリブデンよりなる基材の表面に厚み3nm以下の酸化層を有する酸化処理箔であり、その表面における深さ3nmの表層領域に存在するモリブデンのモル数をm1 (モル)、およびモリブデン酸化物のモル数をm2 (モル)とし、当該モリブデン酸化物を構成する二酸化モリブデンのモル数をm3 (モル)、および三酸化モリブデンのモル数をm4 とすると共に、下記式(1)で示されるモリブデンのモル数m1 とモリブデン酸化物のモル数m2 との合計モル数に対するモリブデン酸化物のモル数m2 の比をa(%)とし、下記式(2)で表される二酸化モリブデンのモル数m3 に対する三酸化モリブデンのモル数m4 の比をb(%)とするとき、下記式(B)で示される条件を満たすものであることを特徴とする放電ランプ。
- 石英ガラスからなり、その内部に一対の電極が対向配置された発光管部と、当該発光管部の両端に連設された封止管部とを有する放電容器を備え、当該封止管部の各々の内部に導電性箔が気密に埋設されてなる構成の放電ランプにおいて、
前記放電容器の内部空間に、キセノンガスが封入されてなり、
前記導電性箔が、モリブデンよりなる基材の表面に厚み3nm以下の酸化層を有する酸化処理箔であり、その表面における深さ3nmの表層領域に存在するモリブデンのモル数をm1 (モル)、およびモリブデン酸化物のモル数をm2 (モル)とし、当該モリブデン酸化物を構成する二酸化モリブデンのモル数をm3 (モル)、および三酸化モリブデンのモル数をm4 とすると共に、下記式(1)で示されるモリブデンのモル数m1 とモリブデン酸化物のモル数m2 との合計モル数に対するモリブデン酸化物のモル数m2 の比をa(%)とし、下記式(2)で表される二酸化モリブデンのモル数m3 に対する三酸化モリブデンのモル数m4 の比をb(%)とするとき、下記式(C)で示される条件を満たすものであることを特徴とする放電ランプ。
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