JP5200448B2 - Discharge lamp - Google Patents

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description

本発明は、液晶や半導体、プリント基板などの露光装置の光源に用いられる放電ランプに関する。特に、封止部がモリブデンからなる金属箔によって封止された箔シール構造の放電ランプに関する。   The present invention relates to a discharge lamp used for a light source of an exposure apparatus such as a liquid crystal, a semiconductor, or a printed board. In particular, the present invention relates to a discharge lamp having a foil seal structure in which a sealing portion is sealed with a metal foil made of molybdenum.

放電ランプの給電構造として、電極が封止管に埋設された金属箔に接続され、金属箔の他端に外部リードが接続されて導通をとるものが知られている。このような箔シール構造の封止部を有する放電ランプは、封止管を構成する石英ガラスと外部リードを構成するモリブデンあるいはタングステンの膨張係数が異なることに起因して、封止管と外部リードの外周との間に微細な隙間が形成される。このような隙間が存在するため、金属箔と外部リードの表面まで大気が侵入し、点灯時に金属箔および外部リードの酸化が大幅に促進される、という問題があった。その結果、封止管にクラックが発生することや、金属箔が溶断するなどして、放電ランプの寿命を短くしていた。   As a power supply structure for a discharge lamp, one in which an electrode is connected to a metal foil embedded in a sealing tube and an external lead is connected to the other end of the metal foil to establish conduction is known. A discharge lamp having a sealing part with such a foil seal structure has a difference in expansion coefficient between quartz glass constituting the sealing tube and molybdenum or tungsten constituting the external lead, so that the sealing tube and the external lead are different. A fine gap is formed between the outer periphery of the two. Since such a gap exists, there is a problem that the air enters the surface of the metal foil and the external lead, and the oxidation of the metal foil and the external lead is greatly promoted during lighting. As a result, the life of the discharge lamp has been shortened, for example, cracks are generated in the sealing tube or the metal foil is melted.

このような問題を解決する手段として、特開２００４−３１９１７７公報に示す技術が知られている。図４に示すように、液晶プロジェクタ用に用いられる放電ランプにおいて、封止管２と外部リード９の外周に形成された隙間に、ルビジウム酸化物２２からなる封着材を充填し、封止管２の外端部に酸化ホウ素と酸化ビスマスを主成分とする低融点ガラス２０を付着している。このような構造にすることにより、封止管２の外端面の大気の侵入口を塞いで外部リード９および箔を外気から遮断することができ、封止部の耐熱温度を向上させることができる。さらに、高温にさらされる状況下での使用寿命を延ばすこともできる。
特開２００４−３１９１７７公報 As means for solving such a problem, a technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-319177 is known. As shown in FIG. 4, in a discharge lamp used for a liquid crystal projector, a gap formed on the outer periphery of the sealing tube 2 and the external lead 9 is filled with a sealing material made of rubidium oxide 22, and the sealing tube A low-melting glass 20 mainly composed of boron oxide and bismuth oxide is attached to the outer end portion of 2. By adopting such a structure, it is possible to block the external lead 9 and the foil from the outside air by closing the air entrance of the outer end surface of the sealing tube 2, and to improve the heat resistance temperature of the sealing portion. . Furthermore, the service life under conditions exposed to high temperatures can be extended.
JP 2004-319177 A

しかしながら、露光装置の光源に用いられる大型の放電ランプの寸法は、液晶プロジェクタ用に用いられる放電ランプに比べ約一桁近く大きくなり、封止管２と外部リード９の外周に形成された隙間も、当然広がってきている。それ故に、露光装置の光源に用いられる大型の放電ランプに、上記する構成、すなわち、封止管２と外部リード９の外周に形成された隙間に封着材を充填し、封止管２の外端面に低融点ガラス２０を付着させる構成を適用しても、隙間に外気が流入し、金属箔が酸化してしまう問題が発生した。露光装置の光源に用いられる放電ランプの点灯時の封止管２の外端面４２側の温度は、概ね１５０〜３００℃であるが、低融点ガラス２０の軟化点は４４０℃であるため、放電ランプの点灯中でも低融点ガラス２０は粘性を有さず、表面に微小クラックが存在している。この微小クラックから外気が流入していると考えられる。   However, the size of the large discharge lamp used for the light source of the exposure apparatus is about an order of magnitude larger than that of the discharge lamp used for the liquid crystal projector, and the gap formed on the outer periphery of the sealing tube 2 and the external lead 9 is also large. Of course, it is spreading. Therefore, the large discharge lamp used as the light source of the exposure apparatus is filled with a sealing material in the above-described configuration, that is, the gap formed between the outer periphery of the sealing tube 2 and the external lead 9. Even when the configuration in which the low-melting glass 20 is attached to the outer end surface, there is a problem that the outside air flows into the gap and the metal foil is oxidized. The temperature on the outer end face 42 side of the sealing tube 2 when the discharge lamp used for the light source of the exposure apparatus is turned on is approximately 150 to 300 ° C., but the softening point of the low melting point glass 20 is 440 ° C. Even when the lamp is lit, the low-melting glass 20 does not have viscosity, and microcracks are present on the surface. It is considered that outside air flows from these micro cracks.

図５は、露光装置の光源に用いられる放電ランプの封止部の外端側を示す拡大断面図である。
そこで、図５に示すように、封止管２の外端面４２側から通じ、外部リード９の外周に沿って形成される隙間３０全体に低融点ガラス２０を設けることにした。つまり、外部石英管１３と外部リード９の外周に形成された隙間３１、ガラス部材４と外部リード９の外周に形成された隙間３２、外部石英管１３とガラス部材４との間に形成された隙間３３、封止管２と外部石英管１３の外周に形成された隙間３４、および、封止管２とガラス部材４の外周に形成された隙間３５に、低融点ガラス２０を満たしている。低融点ガラス２０を設けることによって、隙間３０を埋めて、外気の流入路を塞いでいる。十分な量の低融点ガラス２０で隙間３０満たして塞ぐことによって、外部から内部まで貫通する微小クラックをなくして、外気の流入を防ぎ、金属箔５を外気から遮断できる。 FIG. 5 is an enlarged sectional view showing an outer end side of a sealing portion of a discharge lamp used for a light source of an exposure apparatus.
Therefore, as shown in FIG. 5, the low melting point glass 20 is provided in the entire gap 30 formed along the outer periphery of the external lead 9 from the outer end face 42 side of the sealing tube 2. That is, a gap 31 formed on the outer periphery of the external quartz tube 13 and the external lead 9, a gap 32 formed on the outer periphery of the glass member 4 and the external lead 9, and a space between the external quartz tube 13 and the glass member 4. The low melting point glass 20 is filled in the gap 33, the gap 34 formed on the outer periphery of the sealing tube 2 and the outer quartz tube 13, and the gap 35 formed on the outer periphery of the sealing tube 2 and the glass member 4. By providing the low melting point glass 20, the gap 30 is filled and the outside air inflow path is blocked. By filling the gap 30 with a sufficient amount of the low melting point glass 20 and closing it, the micro cracks penetrating from the outside to the inside can be eliminated, the inflow of outside air can be prevented, and the metal foil 5 can be blocked from the outside air.

しかしながら、ガラス部材４と外部リード９の外周との隙間３２に形成された低融点ガラス２５は、放電ランプの点灯時に５００℃程度になる。低融点ガラス２５は粘性を有して微小クラックを塞ぐが、熱膨張もする。一方、封止管２の外端面４２側の温度は３００℃程度に留まるため、外部石英管１３と外部リード９の外周との隙間３１に形成された低融点ガラス２６は軟化せず、放電ランプの点灯時も消灯時の位置に留まる。   However, the low melting point glass 25 formed in the gap 32 between the glass member 4 and the outer periphery of the external lead 9 is about 500 ° C. when the discharge lamp is turned on. The low melting point glass 25 has viscosity and closes microcracks, but also thermally expands. On the other hand, since the temperature on the outer end face 42 side of the sealing tube 2 remains at about 300 ° C., the low melting point glass 26 formed in the gap 31 between the outer quartz tube 13 and the outer periphery of the outer lead 9 is not softened, and the discharge lamp Even when is lit, it stays in the off position.

ガラス部材４と外部リード９の外周との隙間３２に形成された低融点ガラス２５は熱膨張しようとするが、外部石英管１３と外部リード９の外周との隙間３１に形成された低融点ガラス２６は消灯時の位置に留まって、蓋のようになって、低融点ガラス２６の膨張を阻止する。熱膨張する低融点ガラス２６は行き場をなくし、ガラス部材４を破損する場合がある。
本発明は、上記の問題点に鑑み、露光装置の光源に用いられる放電ランプにおいて、封止部を破損せずに、封止管の外端面の大気の侵入口を塞いで金属箔を外気から遮断できる放電ランプを提供することを目的とする。 The low melting point glass 25 formed in the gap 32 between the glass member 4 and the outer periphery of the external lead 9 tends to thermally expand, but the low melting point glass formed in the gap 31 between the outer quartz tube 13 and the outer periphery of the external lead 9. 26 stays at the position when the light is extinguished and becomes a lid to prevent the low melting point glass 26 from expanding. The low-melting glass 26 that thermally expands loses its place and may damage the glass member 4.
In view of the above-described problems, the present invention provides a discharge lamp used as a light source of an exposure apparatus in which the metal foil is removed from the outside air by closing the air entrance on the outer end surface of the sealing tube without damaging the sealing portion. An object of the present invention is to provide a discharge lamp that can be shut off.

本願第１の発明は、発光管の両端に封止管が連設されてなる放電容器と、前記発光管の内部に配置された電極と、前記封止管の内部に配置されたガラス部材を備え、前記ガラス部材の外周面に複数枚の金属箔が形成され、当該金属箔の一端を電気的に接続する内部リードと、前記内部リードを挿通した状態で支持する保持用筒体と、前記ガラス部材に一端が挿入された外部リードと、前記外部リードを挿通する外部石英管を有し、前記金属箔の他端を接続した集電板を介して外部リードが電気的に接続された放電ランプにおいて、前記外部石英管と前記外部リードの外周に形成された隙間に低融点ガラスを備え、前記ガラス部材と前記外部リードの外周に形成された隙間に前記低融点ガラスが設けられていない空隙が形成されている、ことを特徴とする。
また、本願第２の発明は、本願第１の発明において、ルビジウム酸化物が前記金属箔の周囲に形成されている。
The first invention of the present application includes a discharge vessel in which a sealing tube is connected to both ends of an arc tube, an electrode disposed in the arc tube, and a glass member disposed in the seal tube. A plurality of metal foils are formed on the outer peripheral surface of the glass member, an internal lead for electrically connecting one end of the metal foil, a holding cylinder for supporting the internal lead in a inserted state, and and external leads having one end inserted into the glass member, have a outer quartz tube for inserting the external lead, the external leads are electrically connected via a current collector plate connected to the other end of the metal foil discharge the lamp, wherein with low-melting-point glass in the gap formed in the outer periphery of the outer quartz tube and the external lead, the low melting point glass in the gap formed in the outer periphery of the glass member and the outer lead is not provided air gap There are formed, in that And butterflies.
In addition, according to a second invention of the present application, in the first invention of the present application, a rubidium oxide is formed around the metal foil.

本発明に係る放電ランプによれば、ガラス部材の外周面に金属箔が配置され、外部リードの一端がガラス部材に挿入された放電ランプにおいて、外部石英管と外部リードの外周に形成された隙間に低融点ガラスを備えることによって、大気の侵入口を塞いで金属箔を外気から遮断できる。さらに、ガラス部材と外部リードの外周に形成された隙間に、低融点ガラスが設けられていない空隙を形成することによって、低融点ガラスが熱膨張できる余裕ができ、封止部の破損を抑制できる。また、金属箔の周囲に、ルビジウム酸化物を形成することによって、金属箔をより効果的に外気から遮断することができる。   According to the discharge lamp of the present invention, in the discharge lamp in which the metal foil is disposed on the outer peripheral surface of the glass member and one end of the external lead is inserted into the glass member, the gap formed on the outer periphery of the external quartz tube and the external lead. By providing the low melting point glass, it is possible to block the metal entrance from the outside air by closing the entrance of the atmosphere. Further, by forming a gap in which the low melting point glass is not provided in the gap formed on the outer periphery of the glass member and the external lead, there is room for the low melting point glass to thermally expand, and damage to the sealing portion can be suppressed. . Further, by forming rubidium oxide around the metal foil, the metal foil can be more effectively shielded from the outside air.

図１は、放電ランプの構成の概略を示す断面図である。
放電ランプは、例えば石英ガラスなどの光透過性材料よりなり、概略球状の発光管３とその両端に連続して外方に伸びる封止管２とを有する放電容器１を具え、発光管３の内部には、各々例えばタングステンからなる陽極６および陰極７が対向配置されている。放電容器１内には、発光物質としての水銀および始動補助用のバッファガスとしての例えばキセノンガスがそれぞれ所定の封入量で封入されている。水銀の封入量は、例えば１〜７０ｍｇ／ｃｍ３の範囲内、例えば２２ｍｇ／ｃｍ３とされ、キセノンガスの封入量は例えば０．０５〜０．５ＭＰａの範囲内、例えば０．１ＭＰａとされる。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a discharge lamp.
The discharge lamp is made of a light-transmitting material such as quartz glass, and includes a discharge vessel 1 having a substantially spherical arc tube 3 and a sealing tube 2 extending continuously outward at both ends thereof. Inside, an anode 6 and a cathode 7 each made of tungsten, for example, are arranged opposite to each other. In the discharge vessel 1, mercury as a luminescent substance and, for example, xenon gas as a starting assisting buffer gas are sealed in predetermined amounts. Amount of enclosed mercury, for example in the range of 1~70mg / cm 3, for example, is a 22 mg / cm 3, it is enclosed amount of xenon gas in the range of for example 0.05 to 0.5 MPa, for example, 0.1MPa .

ガラス部材４の外周面に、互いに周方向に離間して、複数枚例えば６枚の帯状の金属箔５が放電ランプの管軸方向に沿って互いに並行に配設されている。金属箔５は、例えばタングステン、タンタル、ルテニウム、レニウム等の高融点金属またはそれらの合金により構成することができるが、溶接のしやすさ、溶接熱の伝導性がよいことなどの理由から、モリブデンを主成分とする金属により構成されていることが好ましい。各々の金属箔５は、厚みが例えば０．０２〜０．０６ｍｍ、幅が例えば６〜１５ｍｍである。また、ガラス部材４の外部石英管１３側の端面には、直径６ｍｍの外部リード９が挿入される穴が設けられている。   A plurality of, for example, six strip-shaped metal foils 5 are arranged on the outer peripheral surface of the glass member 4 in parallel with each other along the tube axis direction of the discharge lamp. The metal foil 5 can be made of, for example, a high melting point metal such as tungsten, tantalum, ruthenium, rhenium or an alloy thereof, but for reasons such as ease of welding and good welding heat conductivity, molybdenum. It is preferable that it is comprised with the metal which has as a main component. Each metal foil 5 has a thickness of, for example, 0.02 to 0.06 mm and a width of, for example, 6 to 15 mm. Further, a hole into which the external lead 9 having a diameter of 6 mm is inserted is provided in the end surface of the glass member 4 on the external quartz tube 13 side.

各々の金属箔５の一端が内部リード８に電気的に接続され、他端が外部リード９に電気的に接続される。具体的には、内部リード８は保持用筒体１０に挿通された状態で支持され、内部リード８の封止部側には金属板１１が固定されており、金属箔５が金属板１１に溶接されることにより、内部リード８と金属箔５とが電気的に接続される。ガラス部材４に挿入された外部リード９は外部石英管１３に挿通された状態で支持され、外部石英管１３の発光管側の端面から外周面を覆うように集電板１２が設けられ、金属箔５が集電板１２の外周面に溶接されることにより、外部リード９と金属箔５とが電気的に接続される。集電板１２は、例えば、外部石英管１３の外周面に複数の金属リボンを放射状に渡すことによって形成されている。   One end of each metal foil 5 is electrically connected to the internal lead 8, and the other end is electrically connected to the external lead 9. Specifically, the internal lead 8 is supported while being inserted through the holding cylinder 10, the metal plate 11 is fixed to the sealing portion side of the internal lead 8, and the metal foil 5 is attached to the metal plate 11. The internal lead 8 and the metal foil 5 are electrically connected by welding. The external lead 9 inserted into the glass member 4 is supported in a state of being inserted into the external quartz tube 13, and a current collector plate 12 is provided so as to cover the outer peripheral surface from the end surface of the external quartz tube 13 on the arc tube side. By welding the foil 5 to the outer peripheral surface of the current collector plate 12, the external lead 9 and the metal foil 5 are electrically connected. The current collector plate 12 is formed, for example, by passing a plurality of metal ribbons radially on the outer peripheral surface of the external quartz tube 13.

封止管２とガラス部材４とを金属箔５を介して溶着して封止することにより、発光空間と外気空間が分けられている。ガラス部材４より外端側は外気空間となっているため、封止管２の外端面側から通じる隙間は外部と連通している。タングステンやモリブデンなどの金属の熱膨張率と、石英ガラスの熱膨張率とは約１桁違うので、金属の熱膨張を許容すべく、金属と石英ガラスとの間には隙間が設けられている。放電ランプの入力電力が増大することや、封止部の軸方向の長さを短くすることにより、封止管２の外端面側が高温になりやすい。金属箔５の外端面側は外気空間となっている隙間に連通しており、高温にさらされると酸化しやすい。そこで、隙間に低融点ガラスを充填して、大気中の酸素が隙間から侵入して金属箔５を酸化させないようにしている。   By sealing and sealing the sealing tube 2 and the glass member 4 via the metal foil 5, the light emitting space and the outside air space are separated. Since the outer end side of the glass member 4 is an outside air space, the gap communicating from the outer end surface side of the sealing tube 2 communicates with the outside. Since the thermal expansion coefficient of metals such as tungsten and molybdenum differs from the thermal expansion coefficient of quartz glass by about an order of magnitude, a gap is provided between the metal and quartz glass to allow thermal expansion of the metal. . By increasing the input power of the discharge lamp and shortening the axial length of the sealing portion, the outer end face side of the sealing tube 2 is likely to become high temperature. The outer end surface side of the metal foil 5 communicates with a gap serving as an outside air space, and is easily oxidized when exposed to a high temperature. Therefore, the gap is filled with low-melting glass so that oxygen in the atmosphere does not enter through the gap and oxidize the metal foil 5.

図２は、低融点ガラス２０が設けられていない空隙２１が形成されている放電ランプの封止部の外端側を示す拡大断面図である。
封止管２の外端面４２から通じる隙間３０において、低融点ガラス２０が熱膨張できる空間を設けるべく、外部リード９の先端部４１の外周に、低融点ガラス２０が設けられていない空隙２１を形成している。つまり、ガラス部材４と外部リード９の外周に形成された隙間３２に低融点ガラス２０が設けられていない隙間２１を形成し、外部石英管１３と外部リード９の外周に形成された隙間３１、外部石英管１３とガラス部材４との間に形成された隙間３３、封止管２と外部石英管１３の外周に形成された隙間３４、および、封止管２とガラス部材４の外周に形成された隙間３５に、低融点ガラス２０を満たしている。
低融点ガラス２０は、酸化ホウ素と酸化ビスマスを主成分とし、この主成分の合計重量が全体の重量の７０％以上である。また、ＤＴＡ転移温度は３７０℃〜５５０℃の範囲にある。なお、ＤＴＡ転移温度は酸化ホウ素と酸化ビスマスの組成比によって異なり、通常、ＤＴＡ転移温度が高くなるに伴い融点も高くなる。 FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the outer end side of the sealing portion of the discharge lamp in which the gap 21 where the low melting point glass 20 is not provided is formed.
In order to provide a space in which the low melting point glass 20 can be thermally expanded in the gap 30 leading from the outer end surface 42 of the sealing tube 2, a gap 21 where the low melting point glass 20 is not provided is provided on the outer periphery of the tip portion 41 of the external lead 9. Forming. That is, a gap 21 in which the low melting point glass 20 is not provided is formed in a gap 32 formed on the outer periphery of the glass member 4 and the external lead 9, and a gap 31 formed on the outer periphery of the external quartz tube 13 and the external lead 9, A gap 33 formed between the outer quartz tube 13 and the glass member 4, a gap 34 formed on the outer periphery of the sealing tube 2 and the outer quartz tube 13, and an outer periphery of the sealing tube 2 and the glass member 4. The low gap glass 20 is filled in the gap 35 formed.
The low melting point glass 20 contains boron oxide and bismuth oxide as main components, and the total weight of these main components is 70% or more of the total weight. The DTA transition temperature is in the range of 370 ° C to 550 ° C. The DTA transition temperature varies depending on the composition ratio of boron oxide and bismuth oxide, and usually the melting point increases as the DTA transition temperature increases.

空隙２１が形成された低融点ガラス２０は次のようにして設けることができる。
溶融した低融点ガラス２０を封止管２の外端面４２から、外部石英管１３と外部リード９の外周に形成された隙間３０に注入する。低融点ガラス２０が注入される以前の隙間３０には空気があり、封止管２の外端面４２側以外に空気の抜け穴がないため、外部石英管１３と外部リード９の外周に形成された隙間３１に低融点ガラス２０を滴下しても、そのまま隙間３０を満たすことはできない。そのため、隙間３０の中の空気を外に出しつつ、低融点ガラス２０を滴下する。このようにして形成されるため、注入口側に低融点ガラス２０が配設され、隙間３０の先端側に空気が満たされる。十分な量の低融点ガラス２０が注入されて自然冷却により固化されると、封止管２の外端面４２近傍の隙間３０は低融点ガラス２０で充填され、注入口から遠い外部リード９の先端部４１の外周は低融点ガラス２０が設けられていない空隙２１が設けられる。
また、放電ランプの使用時は、点灯中のガラス部材４と外部リード９の外周に形成された隙間３２の温度が４５０℃を超えるので、隙間３２に注入された低融点ガラス２０は軟化する。しかし、低融点ガラス２０が溶けて流れ出すほどの温度までには上昇しない。そのため、低融点ガラス２０は初めに設けた位置に留まり、外部リード９の先端部４１の外周に形成された空隙２１が埋められることはない。 The low-melting glass 20 in which the voids 21 are formed can be provided as follows.
The molten low melting point glass 20 is injected from the outer end face 42 of the sealing tube 2 into the gap 30 formed on the outer periphery of the external quartz tube 13 and the external lead 9. Since there is air in the gap 30 before the low melting point glass 20 is injected and there is no air hole except for the outer end face 42 side of the sealing tube 2, it is formed on the outer periphery of the external quartz tube 13 and the external lead 9. Even if the low melting point glass 20 is dropped into the gap 31, the gap 30 cannot be filled as it is. Therefore, the low melting point glass 20 is dropped while taking out the air in the gap 30 to the outside. Since it is formed in this way, the low melting point glass 20 is disposed on the inlet side, and the tip side of the gap 30 is filled with air. When a sufficient amount of the low-melting glass 20 is injected and solidified by natural cooling, the gap 30 near the outer end face 42 of the sealing tube 2 is filled with the low-melting glass 20 and the tip of the external lead 9 far from the injection port. The outer periphery of the portion 41 is provided with a gap 21 in which the low melting point glass 20 is not provided.
Further, when the discharge lamp is used, the temperature of the gap 32 formed on the outer periphery of the lighting glass member 4 and the external lead 9 exceeds 450 ° C., so the low melting glass 20 injected into the gap 32 is softened. However, it does not rise to a temperature at which the low melting point glass 20 melts and flows out. Therefore, the low melting point glass 20 stays at the position where it is initially provided, and the gap 21 formed on the outer periphery of the tip portion 41 of the external lead 9 is not filled.

放電ランプの入力電力を増大させることや、封止部の軸方向の長さを短くすることにより、放電ランプの点灯条件を厳しくすると、封止管２の外端面４２側も高温になりやすい。このような条件下で低融点ガラス２０が３００℃程度の温度差の熱膨張をした場合でも、低融点ガラス２０の周囲に空隙２１を予め設けることによって、低融点ガラス２０が外部リード９の先端部４１の外周において熱膨張できる空間的余裕があり、ガラス部材４または周囲の低融点ガラス２０を破損することがない。
また、空隙２１を設けても十分な量の低融点ガラス２０を隙間３０に設ければ、外気の流入路を塞ぐことができる。金属箔５を外気から遮断するために、低融点ガラス５は、隙間３０を塞ぐように径方向断面において密に配設され、微小クラックが貫通しない程度に外部リード９の軸方向に十分な長さにわたって形成される。 If the lighting conditions of the discharge lamp are made strict by increasing the input power of the discharge lamp or shortening the axial length of the sealing portion, the outer end face 42 side of the sealing tube 2 is likely to become hot. Even when the low-melting glass 20 has a thermal expansion with a temperature difference of about 300 ° C. under such conditions, the low-melting glass 20 is provided at the front end of the external lead 9 by providing a gap 21 around the low-melting glass 20 in advance. There is room for thermal expansion on the outer periphery of the portion 41, and the glass member 4 or the surrounding low melting point glass 20 is not damaged.
In addition, if a sufficient amount of the low-melting-point glass 20 is provided in the gap 30 even if the gap 21 is provided, the inflow path for the outside air can be blocked. In order to shield the metal foil 5 from the outside air, the low melting point glass 5 is densely arranged in the radial cross section so as to close the gap 30 and is long enough in the axial direction of the external lead 9 so that the microcracks do not penetrate. Formed over.

ガラス部材４の外周面に金属箔５が配置され、外部リード９の一端がガラス部材４に挿入された放電ランプにおいて、外部石英管１３と外部リード９の外周に形成された隙間３１に低融点ガラス２０を備えることによって、大気の侵入口を塞いで金属箔５を外気から遮断できる。さらに、ガラス部材４と外部リード９の外周に形成された隙間３２に、低融点ガラス２０が設けられていない空隙２１を形成することによって、低融点ガラス２０が熱膨張できる余裕ができ、封止部の破損を抑制できる。   In the discharge lamp in which the metal foil 5 is disposed on the outer peripheral surface of the glass member 4 and one end of the external lead 9 is inserted into the glass member 4, a low melting point is formed in the gap 31 formed on the outer periphery of the external quartz tube 13 and the external lead 9. By providing the glass 20, it is possible to block the metal entrance 5 from outside air by closing the air entrance. Further, by forming a gap 21 in which the low melting point glass 20 is not provided in the gap 32 formed on the outer periphery of the glass member 4 and the external lead 9, the low melting point glass 20 can be afforded a thermal expansion and sealed. The damage of the part can be suppressed.

図３は、低融点ガラス２０が設けられていない空隙２１が形成されている放電ランプの封止部の外端側を示す拡大断面図である。
図３に示す放電ランプの封止部は、図２に示す放電ランプの封止部の集電板１２を、ドーナツ状の円板よりなる集電板１４に替えている。集電板１４の側面に金属箔５を溶接することによって、外部リード９と金属箔５とを電気的に接続している。また、外部リード９は、外周面にモリブデンよりなる巻き箔１５を設けて外部石英管１３に挿通されている。石英ガラスよりなる外部石英管１３とタングステンよりなる外部リード９とが直接に接触しないようにしている。石英ガラスに比べてタングステンの熱膨張率は約１桁大きいが、巻き箔１５を設けて保持することによって、外部リード９の熱膨張による外部石英管１３の破損を防止できる。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing the outer end side of the sealing portion of the discharge lamp in which the gap 21 where the low melting point glass 20 is not provided is formed.
In the sealing part of the discharge lamp shown in FIG. 3, the current collecting plate 12 of the sealing part of the discharge lamp shown in FIG. 2 is replaced with a current collecting plate 14 made of a donut-shaped disk. By welding the metal foil 5 to the side surface of the current collector plate 14, the external leads 9 and the metal foil 5 are electrically connected. The external lead 9 is inserted into the external quartz tube 13 with a winding foil 15 made of molybdenum on the outer peripheral surface. The external quartz tube 13 made of quartz glass and the external lead 9 made of tungsten are prevented from coming into direct contact. Although the thermal expansion coefficient of tungsten is about an order of magnitude larger than that of quartz glass, the external quartz tube 13 can be prevented from being damaged by the thermal expansion of the external lead 9 by providing and holding the wound foil 15.

低融点ガラス２０を外部石英管１３と外部リード９の外周に形成された隙間３１に設け、ルビジウム酸化物２２を封止管２と集電板１４の外周に形成された隙間３４、封止管２とガラス部材４の外周に形成された隙間３５に設けている。
低融点ガラス２０は、巻き箔１５が外気にさらされないように、封止管２の外端面４２から盛り上がるようにして巻き箔１５を覆っている。また、低融点ガラス２０は、微小クラックが外部から内部まで貫通しないように、外部石英管１３と外部リード９の外周に形成された隙間３１に入り込むように設けられる。低融点ガラス２０は外気の流入を抑えることを目的とするので、外部石英管１３と外部リード９の外周に形成された隙間３１を塞ぐように、径方向断面において密に配設され、微小クラックが貫通しない程度に、外部リード９の軸方向に少なくとも３ｍｍにわたって形成される。また、低融点ガラス２０に続いて、封止管２の外端面４２から通じる隙間３０の外部リード９の先端部４１の外周に、低融点ガラス２０が設けられていない空隙２１が形成されている。 The low melting point glass 20 is provided in the gap 31 formed on the outer periphery of the external quartz tube 13 and the external lead 9, and the rubidium oxide 22 is provided on the outer periphery of the sealing tube 2 and the current collector plate 14, and the sealing tube. 2 and a gap 35 formed on the outer periphery of the glass member 4.
The low melting point glass 20 covers the winding foil 15 so as to rise from the outer end face 42 of the sealing tube 2 so that the winding foil 15 is not exposed to the outside air. The low melting point glass 20 is provided so as to enter the gap 31 formed on the outer periphery of the external quartz tube 13 and the external lead 9 so that micro cracks do not penetrate from the outside to the inside. Since the low melting point glass 20 is intended to suppress the inflow of outside air, the low melting point glass 20 is densely arranged in the radial cross section so as to close the gap 31 formed on the outer periphery of the external quartz tube 13 and the external lead 9, and the micro crack Is formed over at least 3 mm in the axial direction of the external lead 9 so as not to penetrate. Further, following the low melting point glass 20, a gap 21 where the low melting point glass 20 is not provided is formed on the outer periphery of the distal end portion 41 of the external lead 9 in the gap 30 leading from the outer end surface 42 of the sealing tube 2. .

金属箔５を覆うように、ルビジウム酸化物２２が設けられる。ルビジウム酸化物２２は、高温でも安定した化合物であるので、金属箔５と反応せず、侵食しない。低融点ガラス２０に加えて、ルビジウム酸化物２２を充填することによって、効果的に外気から遮断することができる。特に、金属箔５の外周にルビジウム酸化物２２を形成すれば、金属箔の酸化をより一層抑えることができる。   A rubidium oxide 22 is provided so as to cover the metal foil 5. Since the rubidium oxide 22 is a stable compound even at high temperatures, it does not react with the metal foil 5 and does not erode. In addition to the low melting point glass 20, the rubidium oxide 22 can be filled to effectively cut off from the outside air. In particular, if the rubidium oxide 22 is formed on the outer periphery of the metal foil 5, the oxidation of the metal foil can be further suppressed.

ルビジウム酸化物２２は、低融点ガラス２０を隙間３１に形成する前に、次のようにして設けることができる。
濃度が調整されたルビジウム硝酸塩の水溶液を、封止管２の外端面４２の隙間３０から適量滴下する。隙間３０にルビジウム硝酸塩の水溶液が充填された放電ランプを約１５０℃に加熱して乾燥させることにより、水分が蒸発してルビジウム硝酸塩が生成する。蒸発した水分は放電ランプの外部に放出される。さらに水素バーナーで加熱すると、ＮＯＸガスが放出されてルビジウム酸化物２２が生成される。
なお、ルビジウム硝酸塩の水溶液は、例えば、濃度が２ｍｏｌ／Ｌとなるように純水と硝酸ルビジウムを秤量し、純水に硝酸ルビジウムを溶解させて形成される。ルビジウム硝酸塩の水溶液を均一な被膜が得られるように注入し、量が不足するときは乾燥後に追加注入することもできる。注入と乾燥を複数回繰り返せば、厚い被膜を作ることもできる。 The rubidium oxide 22 can be provided as follows before the low melting point glass 20 is formed in the gap 31.
An appropriate amount of an aqueous solution of rubidium nitrate whose concentration is adjusted is dropped from the gap 30 of the outer end face 42 of the sealing tube 2. When the discharge lamp in which the gap 30 is filled with an aqueous solution of rubidium nitrate is heated to about 150 ° C. and dried, moisture is evaporated and rubidium nitrate is generated. The evaporated water is discharged outside the discharge lamp. Further heating with a hydrogen burner releases NO X gas and produces rubidium oxide 22.
The aqueous solution of rubidium nitrate is formed, for example, by weighing pure water and rubidium nitrate so that the concentration is 2 mol / L and dissolving rubidium nitrate in the pure water. An aqueous solution of rubidium nitrate can be injected so as to obtain a uniform film, and when the amount is insufficient, additional injection can be performed after drying. If injection and drying are repeated several times, a thick film can be formed.

ガラス部材４の外周面に金属箔５が配置され、外部リード９の一端がガラス部材４に挿入された放電ランプにおいて、封止管２の外端面４２側から通じる隙間３０に低融点ガラス２０を備えることによって、大気の侵入口を塞いで金属箔５を外気から遮断できる。さらに、低融点ガラス２０の発光管側端面２３に続く発光管側に、低融点ガラス２０が設けられていない空隙２１を形成することによって、低融点ガラス２０が熱膨張できる余裕ができ、封止部の破損を抑制できる。また、空隙２１に続く発光管側である、金属箔５の周囲にルビジウム酸化物２２を設けることによって、金属箔５をより効果的に外気から遮断することができる。
In the discharge lamp in which the metal foil 5 is disposed on the outer peripheral surface of the glass member 4 and one end of the external lead 9 is inserted into the glass member 4, the low melting point glass 20 is placed in the gap 30 that leads from the outer end surface 42 side of the sealing tube 2. By providing, the metal ingress can be blocked from the outside air by closing the air entrance. Further, by forming a gap 21 in which the low melting point glass 20 is not provided on the arc tube side following the arc tube side end face 23 of the low melting point glass 20, there is room for the low melting point glass 20 to be thermally expanded, and sealing. The damage of the part can be suppressed. Further, by providing the rubidium oxide 22 around the metal foil 5 on the arc tube side following the gap 21, the metal foil 5 can be more effectively shielded from the outside air.

本発明の放電ランプの構成の概略を示す断面図Sectional drawing which shows the outline of a structure of the discharge lamp of this invention 本発明の放電ランプの封止部の外端側を示す拡大断面図The expanded sectional view which shows the outer end side of the sealing part of the discharge lamp of this invention 本発明の放電ランプの封止部の外端側を示す拡大断面図The expanded sectional view which shows the outer end side of the sealing part of the discharge lamp of this invention 従来の放電ランプの封止部の外端側を示す拡大断面図Expanded sectional view showing the outer end side of the sealing portion of a conventional discharge lamp 放電ランプの封止部の外端側を示す拡大断面図Expanded sectional view showing the outer end side of the sealing part of the discharge lamp

符号の説明Explanation of symbols

１ 放電容器
２ 封止管
３ 発光管
４ ガラス部材
５ 金属箔
６ 陽極
７ 陰極
８ 内部リード
９ 外部リード
１０ 保持用筒体
１１ 金属板
１２ 集電板
１３ 外部石英管
２０ 低融点ガラス
２１ 空隙
２２ ルビジウム酸化物 1 discharge vessel 2 sealing tube 3 arc tube 4 glass member 5 metal foil 6 anode 7 cathode 8 internal lead 9 external lead 10 holding cylinder 11 metal plate 12 current collecting plate 13 external quartz tube 20 low melting glass 21 void 22 rubidium Oxide

Claims (2)

発光管の両端に封止管が連設されてなる放電容器と、前記発光管の内部に配置された電極と、前記封止管の内部に配置されたガラス部材を備え、前記ガラス部材の外周面に複数枚の金属箔が形成され、当該金属箔の一端を電気的に接続する内部リードと、前記内部リードを挿通した状態で支持する保持用筒体と、前記ガラス部材に一端が挿入された外部リードと、前記外部リードを挿通する外部石英管を有し、前記金属箔の他端を接続した集電板を介して外部リードが電気的に接続された放電ランプにおいて、
前記外部石英管と前記外部リードの外周に形成された隙間に低融点ガラスを備え、前記ガラス部材と前記外部リードの外周に形成された隙間に前記低融点ガラスが設けられていない空隙が形成されている、ことを特徴とする放電ランプ。 A discharge vessel in which sealing tubes are connected to both ends of the arc tube, an electrode disposed in the arc tube, and a glass member disposed in the seal tube, and an outer periphery of the glass member A plurality of metal foils are formed on the surface, an internal lead for electrically connecting one end of the metal foil, a holding cylinder for supporting the metal lead in a state where the internal lead is inserted, and one end inserted into the glass member. and the external lead, in the have a external quartz tube for inserting the external lead, the discharge lamp outer leads via the current collecting plate and the other end connected to the metal foil is electrically connected,
Comprising a low-melting glass in a gap formed in said outer periphery of the outer quartz tube and the external lead, the gap which the low melting point glass is not provided is formed in a gap formed in the outer periphery of the glass member and the external lead and it has the discharge lamp, characterized in that. ルビジウム酸化物が前記金属箔の周囲に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。 The discharge lamp according to claim 1, wherein rubidium oxide is formed around the metal foil.
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