JPH11224648A - セラミック製放電ランプ - Google Patents
セラミック製放電ランプInfo
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- JPH11224648A JPH11224648A JP2319098A JP2319098A JPH11224648A JP H11224648 A JPH11224648 A JP H11224648A JP 2319098 A JP2319098 A JP 2319098A JP 2319098 A JP2319098 A JP 2319098A JP H11224648 A JPH11224648 A JP H11224648A
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- Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多結晶アルミナ焼結体よりなる透光性の高い
バルブを具え、十分な発光動作と、長い使用寿命が得ら
れるセラミック製放電ランプを提供すること。 【解決手段】 酸化マグネシウムと、酸化カルシウムお
よび二酸化ケイ素の少なくとも一方とを含有してなる透
光性多結晶アルミナ焼結体よりなるバルブ内に、一対の
電極が互いに対向するよう配置されると共に金属ハロゲ
ン化物が封入されてなるセラミック製放電ランプにおい
て、バルブを形成する多結晶アルミナ焼結体は、酸化マ
グネシウムの含有割合が１００〜３００重量ｐｐｍであ
り、酸化カルシウムの酸化マグネシウムに対する重量比
が０．１以下であり、二酸化ケイ素の酸化マグネシウム
に対する重量比が０．５以下であることを特徴とする。
バルブを具え、十分な発光動作と、長い使用寿命が得ら
れるセラミック製放電ランプを提供すること。 【解決手段】 酸化マグネシウムと、酸化カルシウムお
よび二酸化ケイ素の少なくとも一方とを含有してなる透
光性多結晶アルミナ焼結体よりなるバルブ内に、一対の
電極が互いに対向するよう配置されると共に金属ハロゲ
ン化物が封入されてなるセラミック製放電ランプにおい
て、バルブを形成する多結晶アルミナ焼結体は、酸化マ
グネシウムの含有割合が１００〜３００重量ｐｐｍであ
り、酸化カルシウムの酸化マグネシウムに対する重量比
が０．１以下であり、二酸化ケイ素の酸化マグネシウム
に対する重量比が０．５以下であることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透光性多結晶アル
ミナ焼結体よりなるバルブを具えてなるセラミック製放
電ランプに関する。
ミナ焼結体よりなるバルブを具えてなるセラミック製放
電ランプに関する。
【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
のバルブ内に一対の放電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
金属のハロゲン化物よりなる発光物質が封入されて構成
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。
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
のバルブ内に一対の放電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
金属のハロゲン化物よりなる発光物質が封入されて構成
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。
【０００３】一方、透光性材料としては、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、機械的強度が大きく、耐熱
温度が高く、また特定の金属元素に対して優れた耐蝕性
を有するなどの利点を有している。このため、最近にお
いては、このような透光性セラミックス、特に透光性多
結晶アルミナ焼結体によりバルブを形成したセラミック
製放電ランプが注目されている。
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、機械的強度が大きく、耐熱
温度が高く、また特定の金属元素に対して優れた耐蝕性
を有するなどの利点を有している。このため、最近にお
いては、このような透光性セラミックス、特に透光性多
結晶アルミナ焼結体によりバルブを形成したセラミック
製放電ランプが注目されている。
【０００４】しかしながら、透光性多結晶アルミナ焼結
体よりなるバルブを具えたセラミック製放電ランプにお
いて、バルブ内に金属ハロゲン化物を封入してメタルハ
ライドランプを得る場合には、以下のような問題がある
ことが本発明者らの研究により判明した。すなわち、多
結晶アルミナ焼結体を得るための原料であるアルミナ粉
末には、不純物として酸化カルシウム（ＣａＯ）および
二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）が通常少なくとも１０重量ｐ
ｐｍ程度以上の割合で含有されている。これらのＣａＯ
およびＳｉＯ2 は、アルミナ粉末の焼結工程においてア
ルミナ結晶粒子の成長を促進する作用を有するためにア
ルミナ結晶粒子の異常成長が生じ、その結果、得られる
焼結体の機械的強度が低下したり、また焼結体の内部に
気泡が形成されて透光性が不十分なものとなることもあ
る。そして、アルミナ粉末からＣａＯやＳｉＯ2 などの
不純物を完全に除去することは相当に困難であり、コス
トが高いものとなる。
体よりなるバルブを具えたセラミック製放電ランプにお
いて、バルブ内に金属ハロゲン化物を封入してメタルハ
ライドランプを得る場合には、以下のような問題がある
ことが本発明者らの研究により判明した。すなわち、多
結晶アルミナ焼結体を得るための原料であるアルミナ粉
末には、不純物として酸化カルシウム（ＣａＯ）および
二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）が通常少なくとも１０重量ｐ
ｐｍ程度以上の割合で含有されている。これらのＣａＯ
およびＳｉＯ2 は、アルミナ粉末の焼結工程においてア
ルミナ結晶粒子の成長を促進する作用を有するためにア
ルミナ結晶粒子の異常成長が生じ、その結果、得られる
焼結体の機械的強度が低下したり、また焼結体の内部に
気泡が形成されて透光性が不十分なものとなることもあ
る。そして、アルミナ粉末からＣａＯやＳｉＯ2 などの
不純物を完全に除去することは相当に困難であり、コス
トが高いものとなる。
【０００５】このような問題を解決するためには、原料
のアルミナ粉末に酸化マグネシウムを添加することが有
効である。これは、アルミナ粉末の焼結工程において、
酸化マグネシウムが異常成長抑制剤として作用するから
である。詳細に説明すると、酸化マグネシウムはアルミ
ナと共にスピネル相の複合酸化物を形成するが、この複
合酸化物がアルミナ中に含有されるカルシウムを固溶す
るためにＡｌ−Ｃａ−Ｏ系の液相が生成されることが防
止され、その結果、アルミナの結晶粒子が異常に成長す
ることが有効に防止されて好適なアルミナの結晶成長が
実現され、結局、粒子径の揃った、透光性の高い多結晶
アルミナ焼結体が得られるからである。そして、これら
の事情は、二酸化ケイ素についても同様である。
のアルミナ粉末に酸化マグネシウムを添加することが有
効である。これは、アルミナ粉末の焼結工程において、
酸化マグネシウムが異常成長抑制剤として作用するから
である。詳細に説明すると、酸化マグネシウムはアルミ
ナと共にスピネル相の複合酸化物を形成するが、この複
合酸化物がアルミナ中に含有されるカルシウムを固溶す
るためにＡｌ−Ｃａ−Ｏ系の液相が生成されることが防
止され、その結果、アルミナの結晶粒子が異常に成長す
ることが有効に防止されて好適なアルミナの結晶成長が
実現され、結局、粒子径の揃った、透光性の高い多結晶
アルミナ焼結体が得られるからである。そして、これら
の事情は、二酸化ケイ素についても同様である。
【０００６】このように、アルミナ粉末に酸化マグネシ
ウムを添加したものを例えば水素ガス雰囲気中で焼結す
ることによって得られる多結晶アルミナ焼結体は、高い
透光性を有すると共にアルカリ金属に対する耐性が大き
く、従って高圧ナトリウムランプなどの発光管材料とし
て有用である。
ウムを添加したものを例えば水素ガス雰囲気中で焼結す
ることによって得られる多結晶アルミナ焼結体は、高い
透光性を有すると共にアルカリ金属に対する耐性が大き
く、従って高圧ナトリウムランプなどの発光管材料とし
て有用である。
【０００７】然るに、当該多結晶アルミナ焼結体におい
て、酸化マグネシウムとアルミナとにより形成される複
合酸化物は、異相物質としてアルミナの粒界、すなわち
アルミナの結晶粒子とその周囲において隣接する結晶粒
子との間のスピネル相として微小間隙に存在するが、こ
の異相物質は、金属ハロゲン化物に対する化学的安定性
が低く、そのため、当該多結晶アルミナ焼結体よりなる
バルブ内に金属ハロゲン化物を封入してなるセラミック
製放電ランプにおいては、当該異相物質が金属ハロゲン
化物によって腐食されてバルブ内に不純物が放出される
ようになる。従って当該多結晶アルミナ焼結体を放電ラ
ンプのバルブ材料として用いた場合に、当該放電ランプ
は動作温度を高くすることが制限されて十分な発光を達
成することができず、また当該放電ランプは早期にその
性能が低下して使用寿命が短いものとなるという問題が
ある。
て、酸化マグネシウムとアルミナとにより形成される複
合酸化物は、異相物質としてアルミナの粒界、すなわち
アルミナの結晶粒子とその周囲において隣接する結晶粒
子との間のスピネル相として微小間隙に存在するが、こ
の異相物質は、金属ハロゲン化物に対する化学的安定性
が低く、そのため、当該多結晶アルミナ焼結体よりなる
バルブ内に金属ハロゲン化物を封入してなるセラミック
製放電ランプにおいては、当該異相物質が金属ハロゲン
化物によって腐食されてバルブ内に不純物が放出される
ようになる。従って当該多結晶アルミナ焼結体を放電ラ
ンプのバルブ材料として用いた場合に、当該放電ランプ
は動作温度を高くすることが制限されて十分な発光を達
成することができず、また当該放電ランプは早期にその
性能が低下して使用寿命が短いものとなるという問題が
ある。
【０００８】
【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、
多結晶アルミナ焼結体よりなる透光性の高いバルブを具
えてなり、しかも十分な発光動作と、長い使用寿命が得
られるセラミック製放電ランプを提供することにある。
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
多結晶アルミナ焼結体よりなる透光性の高いバルブを具
えてなり、しかも十分な発光動作と、長い使用寿命が得
られるセラミック製放電ランプを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のセラミック製放電ランプは、酸化マグネシ
ウムと、酸化カルシウムおよび二酸化ケイ素の少なくと
も一方とを含有してなる透光性多結晶アルミナ焼結体よ
りなるバルブ内に、一対の電極が互いに対向するよう配
置されると共に金属ハロゲン化物が封入されてなるセラ
ミック製放電ランプにおいて、当該バルブを形成する多
結晶アルミナ焼結体は、酸化マグネシウムの含有割合が
１００〜３００重量ｐｐｍであり、かつ、酸化カルシウ
ムの酸化マグネシウムに対する重量比が０．１以下であ
り、二酸化ケイ素の酸化マグネシウムに対する重量比が
０．５以下であることを特徴とする。
め、本発明のセラミック製放電ランプは、酸化マグネシ
ウムと、酸化カルシウムおよび二酸化ケイ素の少なくと
も一方とを含有してなる透光性多結晶アルミナ焼結体よ
りなるバルブ内に、一対の電極が互いに対向するよう配
置されると共に金属ハロゲン化物が封入されてなるセラ
ミック製放電ランプにおいて、当該バルブを形成する多
結晶アルミナ焼結体は、酸化マグネシウムの含有割合が
１００〜３００重量ｐｐｍであり、かつ、酸化カルシウ
ムの酸化マグネシウムに対する重量比が０．１以下であ
り、二酸化ケイ素の酸化マグネシウムに対する重量比が
０．５以下であることを特徴とする。
【００１０】
【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を囲繞する大略球形状の発光管
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焼結体により形成されている。この
バルブ１０は、通常、発光管部１１の最大外径が４．０
〜１５ｍｍ、内容積は２５〜１５００ｍｍ3 とされ、封
止管部１２の外径は１．６〜３．２ｍｍ、内径は０．５
〜１．０ｍｍ、長さは４．０〜１２ｍｍとされる。
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を囲繞する大略球形状の発光管
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焼結体により形成されている。この
バルブ１０は、通常、発光管部１１の最大外径が４．０
〜１５ｍｍ、内容積は２５〜１５００ｍｍ3 とされ、封
止管部１２の外径は１．６〜３．２ｍｍ、内径は０．５
〜１．０ｍｍ、長さは４．０〜１２ｍｍとされる。
【００１１】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、当該電極棒
２２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。
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、当該電極棒
２２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。
【００１２】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。このスリーブ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。
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。このスリーブ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。
【００１３】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。
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。
【００１４】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。
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。
【００１５】そして、バルブ１０内には発光物質として
適宜の金属ハロゲン化物が封入されるが、この金属ハロ
ゲン化物としては従来公知のものを用いることができ、
特に限定されるものではない。
適宜の金属ハロゲン化物が封入されるが、この金属ハロ
ゲン化物としては従来公知のものを用いることができ、
特に限定されるものではない。
【００１６】上記のセラミック製放電ランプにおいて、
バルブ１０の材質は透光性多結晶アルミナ焼結体とされ
るが、この多結晶アルミナ焼結体としては、酸化マグネ
シウム（ＭｇＯ）の含有割合が１００〜３００重量ｐｐ
ｍであり、かつ、酸化カルシウム（ＣａＯ）の酸化マグ
ネシウムに対する重量比（以下「ＣａＯ／ＭｇＯ」と記
す。）が０．１以下、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）の酸化
マグネシウムに対する重量比（以下「ＳｉＯ2 ／Ｍｇ
Ｏ」と記す。）が０．５以下であるものが用いられてい
る。以上において、アルミナ粉末がＣａＯおよびＳｉＯ
2 の一方を含有しなくてもよく、この場合にはＣａＯ／
ＭｇＯまたはＳｉＯ2 ／ＭｇＯの値は０となる。
バルブ１０の材質は透光性多結晶アルミナ焼結体とされ
るが、この多結晶アルミナ焼結体としては、酸化マグネ
シウム（ＭｇＯ）の含有割合が１００〜３００重量ｐｐ
ｍであり、かつ、酸化カルシウム（ＣａＯ）の酸化マグ
ネシウムに対する重量比（以下「ＣａＯ／ＭｇＯ」と記
す。）が０．１以下、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）の酸化
マグネシウムに対する重量比（以下「ＳｉＯ2 ／Ｍｇ
Ｏ」と記す。）が０．５以下であるものが用いられてい
る。以上において、アルミナ粉末がＣａＯおよびＳｉＯ
2 の一方を含有しなくてもよく、この場合にはＣａＯ／
ＭｇＯまたはＳｉＯ2 ／ＭｇＯの値は０となる。
【００１７】具体的には、原料のアルミナ粉末に、１０
０〜３００重量ｐｐｍとなる範囲内で、当該アルミナ粉
末に不純物として含有されるＣａＯおよびＳｉＯ2 の含
有割合に応じて上記の所定割合となる量のＭｇＯと、必
要に応じて適宜のバインダーとを混合したアルミナ粉末
組成物を、発光管部１１および封止管部１２よりなる所
定形状に成型し、これを水素ガス雰囲気中で例えば１６
５０〜１９００℃程度の温度で焼結して透光性多結晶ア
ルミナ焼結体よりなるバルブ材料を得、このバルブ材料
を用いてセラミック製放電ランプが作製される。なお、
原料のアルミナ粉末としては、平均粒径が例えば０．１
〜２μｍのものが好ましく用いられる。
０〜３００重量ｐｐｍとなる範囲内で、当該アルミナ粉
末に不純物として含有されるＣａＯおよびＳｉＯ2 の含
有割合に応じて上記の所定割合となる量のＭｇＯと、必
要に応じて適宜のバインダーとを混合したアルミナ粉末
組成物を、発光管部１１および封止管部１２よりなる所
定形状に成型し、これを水素ガス雰囲気中で例えば１６
５０〜１９００℃程度の温度で焼結して透光性多結晶ア
ルミナ焼結体よりなるバルブ材料を得、このバルブ材料
を用いてセラミック製放電ランプが作製される。なお、
原料のアルミナ粉末としては、平均粒径が例えば０．１
〜２μｍのものが好ましく用いられる。
【００１８】セラミック製放電ランプのバルブ１０を形
成する多結晶アルミナ焼結体において、ＭｇＯの含有割
合が１００重量ｐｐｍ未満では、当該焼結体を得るため
の焼結工程において、ＭｇＯによる異常成長抑制効果が
不十分となるために不純物のＣａＯやＳｉＯ2 によって
アルミナ結晶粒子の異常成長が生ずる結果、得られる多
結晶アルミナ焼結体は透光性が不十分で放電ランプのバ
ルブとして実用性のないものとなる。一方、ＭｇＯの含
有割合が３００重量ｐｐｍを超える場合には、ＭｇＯと
アルミナとの複合酸化物が多量に生成され、これが金属
ハロゲン化物によって腐食されるために多量の不純ガス
が発光管部１１内に放出される結果、得られる放電ラン
プは、十分な発光作用が発揮されず、また使用寿命が短
いものとなる。
成する多結晶アルミナ焼結体において、ＭｇＯの含有割
合が１００重量ｐｐｍ未満では、当該焼結体を得るため
の焼結工程において、ＭｇＯによる異常成長抑制効果が
不十分となるために不純物のＣａＯやＳｉＯ2 によって
アルミナ結晶粒子の異常成長が生ずる結果、得られる多
結晶アルミナ焼結体は透光性が不十分で放電ランプのバ
ルブとして実用性のないものとなる。一方、ＭｇＯの含
有割合が３００重量ｐｐｍを超える場合には、ＭｇＯと
アルミナとの複合酸化物が多量に生成され、これが金属
ハロゲン化物によって腐食されるために多量の不純ガス
が発光管部１１内に放出される結果、得られる放電ラン
プは、十分な発光作用が発揮されず、また使用寿命が短
いものとなる。
【００１９】また、多結晶アルミナ焼結体におけるＣａ
Ｏ／ＭｇＯが０．１以上の場合、あるいはＳｉＯ2 ／Ｍ
ｇＯが０．５以上の場合には、アルミナ粉末の焼結工程
において、アルミナ結晶粒子の異常成長が生ずるため
に、得られる多結晶アルミナ焼結体は結晶組織が不均一
性の高いものとなる結果、例えば全光線透過率が９５％
以下と透光性が低いものとなって放電ランプのバルブ材
料として不適当であり、しかも機械的強度が低いものと
なる。
Ｏ／ＭｇＯが０．１以上の場合、あるいはＳｉＯ2 ／Ｍ
ｇＯが０．５以上の場合には、アルミナ粉末の焼結工程
において、アルミナ結晶粒子の異常成長が生ずるため
に、得られる多結晶アルミナ焼結体は結晶組織が不均一
性の高いものとなる結果、例えば全光線透過率が９５％
以下と透光性が低いものとなって放電ランプのバルブ材
料として不適当であり、しかも機械的強度が低いものと
なる。
【００２０】なお、バルブ１０を構成する透光性多結晶
アルミナ焼結体は、その平均結晶粒子径が２０〜４０μ
ｍのものであることが好ましい。ここに、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。
アルミナ焼結体は、その平均結晶粒子径が２０〜４０μ
ｍのものであることが好ましい。ここに、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。
【００２１】本発明のセラミック製放電ランプのバルブ
１０は、その材質が、ＣａＯおよびＳｉＯ2 の少なくと
も一方を含有し、かつＭｇＯを含有する多結晶アルミナ
焼結体であるところ、この焼結体におけるＭｇＯの含有
割合が１００〜３００重量ｐｐｍという特定の範囲内で
あり、かつ、ＭｇＯに対するＣａＯの割合が０．１以
下、ＭｇＯに対するＳｉＯ2 の割合が０．５以下に規定
されているため、後述する実験結果から明らかなよう
に、当該多結晶アルミナ焼結体を得るための焼結工程に
おいて、アルミナ結晶粒子の異常成長が生ずることが好
適に抑制され、当該多結晶アルミナ焼結体を透光性の高
いものとして得ることができる。
１０は、その材質が、ＣａＯおよびＳｉＯ2 の少なくと
も一方を含有し、かつＭｇＯを含有する多結晶アルミナ
焼結体であるところ、この焼結体におけるＭｇＯの含有
割合が１００〜３００重量ｐｐｍという特定の範囲内で
あり、かつ、ＭｇＯに対するＣａＯの割合が０．１以
下、ＭｇＯに対するＳｉＯ2 の割合が０．５以下に規定
されているため、後述する実験結果から明らかなよう
に、当該多結晶アルミナ焼結体を得るための焼結工程に
おいて、アルミナ結晶粒子の異常成長が生ずることが好
適に抑制され、当該多結晶アルミナ焼結体を透光性の高
いものとして得ることができる。
【００２２】しかも、原料のアルミナ粉末に含有される
ＣａＯおよびＳｉＯ2 の割合に応じて決定される範囲内
で少ない量のＭｇＯを添加することにより、確実にアル
ミナ結晶粒子の異常成長を抑制することができるから、
ＭｇＯを過剰に添加することを確実に回避することがで
きる。その結果、当該多結晶アルミナ焼結体によるバル
ブによりメタルハライドランプを構成した場合に、当該
ＭｇＯとアルミナとの複合酸化物の腐食により放出され
る不純ガスを微少量に抑制することができるので、点灯
時の動作温度を十分に高いものとして封入された金属ハ
ロゲン化物による発光作用を十分に発揮させることがで
き、しかも好適な放電雰囲気が長期にわたって安定に維
持されるため、長い使用寿命が得られる。
ＣａＯおよびＳｉＯ2 の割合に応じて決定される範囲内
で少ない量のＭｇＯを添加することにより、確実にアル
ミナ結晶粒子の異常成長を抑制することができるから、
ＭｇＯを過剰に添加することを確実に回避することがで
きる。その結果、当該多結晶アルミナ焼結体によるバル
ブによりメタルハライドランプを構成した場合に、当該
ＭｇＯとアルミナとの複合酸化物の腐食により放出され
る不純ガスを微少量に抑制することができるので、点灯
時の動作温度を十分に高いものとして封入された金属ハ
ロゲン化物による発光作用を十分に発揮させることがで
き、しかも好適な放電雰囲気が長期にわたって安定に維
持されるため、長い使用寿命が得られる。
【００２３】
【実施例】平均粒径０．６μｍのアルミナ粉末を原料と
して用い、これに１００重量ｐｐｍとなる割合の酸化マ
グネシウムと、バインダーとしてのポリビニルアルコー
ルを混合したものを成型し、仮焼結した後、水素ガス雰
囲気中で温度１９００℃に加熱することにより、基本的
に図１に示す構成を有する、平均粒径が約３０μｍの透
光性多結晶アルミナ焼結体よりなるバルブ材料を得た。
なお、原料のアルミナ粉末におけるＣａＯの含有割合は
１０重量ｐｐｍ以下であり、ＳｉＯ2 の含有割合は１重
量ｐｐｍ以下であった。ここに得られたバルブ材料をを
用いて図１の構成を有するセラミック製放電ランプを製
造した。
して用い、これに１００重量ｐｐｍとなる割合の酸化マ
グネシウムと、バインダーとしてのポリビニルアルコー
ルを混合したものを成型し、仮焼結した後、水素ガス雰
囲気中で温度１９００℃に加熱することにより、基本的
に図１に示す構成を有する、平均粒径が約３０μｍの透
光性多結晶アルミナ焼結体よりなるバルブ材料を得た。
なお、原料のアルミナ粉末におけるＣａＯの含有割合は
１０重量ｐｐｍ以下であり、ＳｉＯ2 の含有割合は１重
量ｐｐｍ以下であった。ここに得られたバルブ材料をを
用いて図１の構成を有するセラミック製放電ランプを製
造した。
【００２４】ここに得られたセラミック製放電ランプ
は、バルブ１０の発光管部１１の外径の最大値が８．７
ｍｍ、全長が３６ｍｍ、肉圧がほぼ均一で０．７ｍｍ、
内容積が約０．３ｍｍ3 であり、電極は、直径０．３ｍ
ｍのタングステン製電極棒２２の先端に直径が０．２ｍ
ｍのタングステンコイルが６ターン巻き付けられて構成
され、発光管部１１内にはアルゴンを１３ｋＰａを封入
し、発光物質として沃化ディスプロシウム−沃化タリウ
ム−沃化ナトリウム（Ｄｙ3 −ＴｌＩ−ＮａＩ）４ｍｇ
と、水銀５．４ｍｇが封入されてなるものである。
は、バルブ１０の発光管部１１の外径の最大値が８．７
ｍｍ、全長が３６ｍｍ、肉圧がほぼ均一で０．７ｍｍ、
内容積が約０．３ｍｍ3 であり、電極は、直径０．３ｍ
ｍのタングステン製電極棒２２の先端に直径が０．２ｍ
ｍのタングステンコイルが６ターン巻き付けられて構成
され、発光管部１１内にはアルゴンを１３ｋＰａを封入
し、発光物質として沃化ディスプロシウム−沃化タリウ
ム−沃化ナトリウム（Ｄｙ3 −ＴｌＩ−ＮａＩ）４ｍｇ
と、水銀５．４ｍｇが封入されてなるものである。
【００２５】以上のようにして製造された本発明のセラ
ミック製放電ランプを、ランプ入力７５Ｗ、ランプ電圧
９０Ｖ、ランプ電流０．９５Ａの定格条件で連続点灯さ
せたところ、所期の発光動作が得られ、しかも、その点
灯時間が２０００時間に達したときにも、光束維持率
（当初の光束を１００％としたときの割合）は８０％以
上であり、長い使用寿命を有するものであった。
ミック製放電ランプを、ランプ入力７５Ｗ、ランプ電圧
９０Ｖ、ランプ電流０．９５Ａの定格条件で連続点灯さ
せたところ、所期の発光動作が得られ、しかも、その点
灯時間が２０００時間に達したときにも、光束維持率
（当初の光束を１００％としたときの割合）は８０％以
上であり、長い使用寿命を有するものであった。
【００２６】また、本発明の効果が得られる範囲を確認
するために、上記のものと同一のアルミナ粉末に、表１
に示すように、ＭｇＯを添加せずに、あるいはＭｇＯの
添加割合を２００重量ｐｐｍ、３００重量ｐｐｍおよび
４００重量ｐｐｍと変更すると共に、ＣａＯをその含有
割合が２０重量ｐｐｍおよび３０重量ｐｐｍの異なる量
で添加し、更にＳｉＯ2 をその含有割合が５０重量ｐｐ
ｍ、１００重量ｐｐｍおよび１５０重量ｐｐｍの異なる
量で添加する態様により、種々の条件で多結晶アルミナ
焼結体を製造し、その焼結工程におけるアルミナ結晶粒
子の異常成長の発生の有無を調べた。ここに「異常成長
の発生がある」とは、当該アルミナ焼結体中の最大径粒
子の当該最大径の値が、当該アルミナ焼結体のアルミナ
結晶の平均粒径の５倍以上である場合をいう。結果を表
１に示す。
するために、上記のものと同一のアルミナ粉末に、表１
に示すように、ＭｇＯを添加せずに、あるいはＭｇＯの
添加割合を２００重量ｐｐｍ、３００重量ｐｐｍおよび
４００重量ｐｐｍと変更すると共に、ＣａＯをその含有
割合が２０重量ｐｐｍおよび３０重量ｐｐｍの異なる量
で添加し、更にＳｉＯ2 をその含有割合が５０重量ｐｐ
ｍ、１００重量ｐｐｍおよび１５０重量ｐｐｍの異なる
量で添加する態様により、種々の条件で多結晶アルミナ
焼結体を製造し、その焼結工程におけるアルミナ結晶粒
子の異常成長の発生の有無を調べた。ここに「異常成長
の発生がある」とは、当該アルミナ焼結体中の最大径粒
子の当該最大径の値が、当該アルミナ焼結体のアルミナ
結晶の平均粒径の５倍以上である場合をいう。結果を表
１に示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】表１から、ＭｇＯが添加されない場合に
は、原料のアルミナ粉末中に不純物としてＣａＯやＳｉ
Ｏ2 が含有されているためにアルミナ結晶粒子の異常成
長が発生すること、並びに１００重量ｐｐｍまたはそれ
以上のＭｇＯが添加される場合には、ＣａＯ／ＭｇＯの
割合が０．１以下であるとき、およびＳｉＯ2 ／ＭｇＯ
の割合が０．５以下であるときに、アルミナ結晶粒子の
異常成長が発生することがないことが明らかである。
は、原料のアルミナ粉末中に不純物としてＣａＯやＳｉ
Ｏ2 が含有されているためにアルミナ結晶粒子の異常成
長が発生すること、並びに１００重量ｐｐｍまたはそれ
以上のＭｇＯが添加される場合には、ＣａＯ／ＭｇＯの
割合が０．１以下であるとき、およびＳｉＯ2 ／ＭｇＯ
の割合が０．５以下であるときに、アルミナ結晶粒子の
異常成長が発生することがないことが明らかである。
【００２９】
【発明の効果】本発明のセラミック製放電ランプは、バ
ルブの材質が、ＣａＯおよびＳｉＯ2の少なくとも一方
を含有し、かつＭｇＯを含有する多結晶アルミナ焼結体
であって、ＭｇＯの含有割合が特定の範囲内であると共
に、ＭｇＯに対するＣａＯの割合が０．１以下、ＭｇＯ
に対するＳｉＯ2 の割合が０．５以下に規定されている
ため、当該多結晶アルミナ焼結体を得るための焼結工程
において、アルミナ結晶粒子の異常成長が生ずることが
好適に抑制され、当該多結晶アルミナ焼結体を透光性の
高いものとすることができる。しかも、少ない量のＭｇ
Ｏによって確実にアルミナ結晶粒子の異常成長を抑制す
ることができるから、ＭｇＯを過剰に添加することが回
避され、その結果、バルブ内に金属ハロゲン化物が封入
された放電ランプにおいて、点灯時の動作温度を十分に
高いものとして発光作用を十分に発揮させることがで
き、しかも好適な放電雰囲気が長期にわたって安定に維
持されて長い使用寿命が得られる。
ルブの材質が、ＣａＯおよびＳｉＯ2の少なくとも一方
を含有し、かつＭｇＯを含有する多結晶アルミナ焼結体
であって、ＭｇＯの含有割合が特定の範囲内であると共
に、ＭｇＯに対するＣａＯの割合が０．１以下、ＭｇＯ
に対するＳｉＯ2 の割合が０．５以下に規定されている
ため、当該多結晶アルミナ焼結体を得るための焼結工程
において、アルミナ結晶粒子の異常成長が生ずることが
好適に抑制され、当該多結晶アルミナ焼結体を透光性の
高いものとすることができる。しかも、少ない量のＭｇ
Ｏによって確実にアルミナ結晶粒子の異常成長を抑制す
ることができるから、ＭｇＯを過剰に添加することが回
避され、その結果、バルブ内に金属ハロゲン化物が封入
された放電ランプにおいて、点灯時の動作温度を十分に
高いものとして発光作用を十分に発揮させることがで
き、しかも好適な放電雰囲気が長期にわたって安定に維
持されて長い使用寿命が得られる。
【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。
る構成を示す説明用断面図である。
１０ バルブ Ｓ 放電空間 １１ 発光管部 １２ 封止管部 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 ビード部
フロントページの続き (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
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化マグネシウムと、酸化カルシウムお
よび二酸化ケイ素の少なくとも一方とを含有してなる透
光性多結晶アルミナ焼結体よりなるバルブ内に、一対の
電極が互いに対向するよう配置されると共に金属ハロゲ
ン化物が封入されてなるセラミック製放電ランプにおい
て、 当該バルブを形成する多結晶アルミナ焼結体は、酸化マ
グネシウムの含有割合が１００〜３００重量ｐｐｍであ
り、かつ、酸化カルシウムの酸化マグネシウムに対する
重量比が０．１以下であり、二酸化ケイ素の酸化マグネ
シウムに対する重量比が０．５以下であることを特徴と
するセラミック製放電ランプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02319098A JP3385952B2 (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | セラミック製放電ランプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02319098A JP3385952B2 (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | セラミック製放電ランプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11224648A true JPH11224648A (ja) | 1999-08-17 |
| JP3385952B2 JP3385952B2 (ja) | 2003-03-10 |
Family
ID=12103751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02319098A Expired - Fee Related JP3385952B2 (ja) | 1998-02-04 | 1998-02-04 | セラミック製放電ランプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3385952B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002245967A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-30 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置 |
-
1998
- 1998-02-04 JP JP02319098A patent/JP3385952B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002245967A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-30 | Toshiba Lighting & Technology Corp | 高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置 |
| JP4525886B2 (ja) * | 2001-02-19 | 2010-08-18 | 東芝ライテック株式会社 | 高圧放電ランプ、高圧放電ランプ点灯装置および照明装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3385952B2 (ja) | 2003-03-10 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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