JPS6315700B2 - - Google Patents

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JPS6315700B2
JPS6315700B2 JP55021084A JP2108480A JPS6315700B2 JP S6315700 B2 JPS6315700 B2 JP S6315700B2 JP 55021084 A JP55021084 A JP 55021084A JP 2108480 A JP2108480 A JP 2108480A JP S6315700 B2 JPS6315700 B2 JP S6315700B2
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JP
Japan
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metal
pinch seal
discharge lamp
current conductor
arc tube
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JP55021084A
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Kuusu Heisuberuto
Yan De Rideru Adoriaan
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/36—Seals between parts of vessels; Seals for leading-in conductors; Leading-in conductors
    • H01J61/366—Seals for leading-in conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J5/00—Details relating to vessels or to leading-in conductors common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J5/46—Leading-in conductors

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge Lamps And Accessories Thereof (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ピンチシールによつて真空密にシー
ルされた石英ガラスの発光管を有し、前記ピンチ
シールの中に第２の金属層で被覆した金属箔がシ
ールされ、該金属箔が、発光管の内側に位置する
電極に固着された内部電流導体と、外部電流導体
とに接続され、前記発光管が、水銀、希ガス及び
金属ハロゲン化物から成る充填物を含む高圧水銀
放電灯に関するものである。
そのような放電灯は英国特許第1521129号明細
書に開示されている。この既知の放電灯において
は、モリブデン箔が発光管のピンチシールに存在
しかつタングステンの層で被覆されている。この
タングステン被覆が設けられるのは、発光管内の
金属ハロゲン化物がピンチシールの中に侵入しモ
リブデン箔を攻撃しがちであるため、モリブデン
箔に対する石英ガラスの接着を破壊すると信じら
れるからである。この箔の攻撃を防止又は回避す
る目的でこの箔上の2μｍの厚さのタングステン
層が提案された。このタングステン層は、この箔
の全面の厚さが真空密のピンチシールの形成を邪
魔しないならば、好ましくは10μｍ以上の厚さま
でにする。
本発明に導いた研究中に、タングステンによる
モリブデン箔の被覆が放電灯の発光管内の充填物
に金属ハロゲン化物を含む高圧水銀灯の早期の不
良化を防止する完全に信頼性がある手段を構成し
ないことが見出された。
本発明の目的は、発光管におけるピンチシール
の気密性を改良した金属ハロゲン化物を含む高圧
水銀灯を提供することである。
この目的は、金属箔が、タンタル（Ta）、ニオ
ブ（Nb）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Cr）、ジ
ルコニウム（Zr）、チタン（Ti）、イツトリウム
（Ｙ）、ランタン（La）、スカンジウム（Sc）、及
びハフニウム（Hf）からなる群から選ばれる第
２の金属によつて被覆された冒頭の段落に述べた
この種の高圧水銀灯にて達成される。
そのような被覆された箔が用いられる時、この
放電灯の経済的寿命は、電灯バルブの壁に黒化
（現象）が形成される結果の発光効率の低下によ
つて決定される。
本発明は以下に説明する仮設に基づく。
高圧水銀灯の発光管におけるピンチシールは、
その製造直後は、内部電流導体の端部と、外部電
流導体の端部との間に位置する金属箔の長さの一
部にわたつて真空密である。毛細管の導管がピン
チシールの２個の電流導体の周りに延在する。電
灯バルブの発光管の充填物からの成分が内部電流
導体の周りの導管を通してピンチシールの箔まで
侵入することができ、電灯バルブを取り囲む大気
からの構成物が外部電流導体の周りの導管を通し
てピンチシールの箔まで侵入することができる。
モリブデン箔とタングステン箔とは両方共、ピ
ンチシールの金属箔として用いられることが考慮
される。両者の材料を天然の酸化物が覆い、この
酸化物が石英ガラスと箔との間の良好な接着を生
ずるのに重要である。
金属ハロゲン化物を入れた高圧水銀灯は、１種
又は２種以上のアルカリ金属、例えばナトリウム
及びリチウム、さらに周期表のＢ、Ａ、Ｂ
及びＢ族からの１種又は２種以上の他の金属、
例えばインジウム、タリウム、スカンジウム、カ
ドミウム、亜鉛、鉛及び錫を含む。
本発明の基礎となる仮説によれば、次の反応が
ピンチシールにて起こる。すなわち、 2SiO2＋MoO2＋4NaX2Na2SiO3＋MoX4 (1) MoX4＋4InMo＋4InX (2) ここでＸはハロゲンである。
ここでNaはアルカリ金属の見本であり、Inは
他の金属の見本であり、さらにＸは、例えば沃素
である。平衡(1)は左へ強くその位置をおく。その
理由は自由エンタルピイーの変化が正であるから
である（ΔG1 ＞０）。しかしながら、平衡(2)は右
へ非常に強くその位置をおく。その理由はΔG2
≪０であるからである。両方の反応はこの放電灯
で起こる。その理由はΔG1 ＋ΔG2 ＜０であるか
らである。上述の英国特許明細書に記述されてい
ることに反して、これらの反応の効果は、モリブ
デン箔の浸食ではなくして、この箔と石英ガラス
との間の弱まつた接着に導くその酸化物表皮の現
象であり、さらに放電灯バルブの漏洩である。さ
らに、これらの反応が珪酸ナトリウムの生成をも
たらし、この珪酸ナトリウムからクリストバル石
（SiO2）が容易に生成され、石英の結晶形態は機
械強度が低い。クリストバル石の生成はピンチシ
ールのひび割れをもたらす結果になる。
例えば、過剰のハロゲンが存在して、混合ガス
中のインジウムのような金属の濃度が非常に低い
ならば、封止の気密性に対し悪影響がさらに徐々
に生じるにもかかわらず、これらの反応がまた起
こることが見出された。
本発明によれば、第２の金属を間に入れて石英
ガラスから金属箔を分離することによつて、反応
(1)の起生を不可能にする。しかしながら、この第
２の金属は、石英ガラスに対し良好な接着をする
ように酸化物表皮を持つべきである。その上、こ
の第２の金属は反応(1)に類似する反応に入るべき
でない。本発明により用いられる第２の金属は、
従つて、これらの金属を用いたとき、ΔG1 ≫０
及びΔG1 ＋ΔG2 ＞０であるような安定な酸化物
を有する。タングステンはこの要求を満たさな
い。第２金属で被覆された金属箔は、第２金属上
に酸化物表皮を形成するため何等かの特別の処理
を施す必要がない。この酸化物表皮は、モリブデ
ンやタングステンの被覆されていない箔における
場合のように、放電灯の通常の製造工程中に生成
される。
高圧水銀放電灯に用いられる金属ハロゲン化物
の幾らかのものは強い吸湿性である。それ故、水
の導入を避けるため、金属ハロゲン化物それ自体
を放電灯の中に入れる代わりに、金属とハロゲン
化水銀とを放電灯中に入れて、高温度において放
電灯バルブ中にて金属ハロゲン化物を生成させ
る。しかしながら、その場合金属ハロゲンとを化
学量論比に秤量調合することは実質的に不可能で
ある。
本発明による放電灯においては、インジウムの
ような金属は金属箔への石英ガラスの接着にもは
や悪影響を及ぼすことができないので、そのよう
な金属をハロゲンに関して過剰に秤量調合するこ
とができる。そのような好都合な効果は、一旦そ
の放電灯が高温になると、すなわち、放電灯が作
動すると、ハロゲン化水銀がこの放電灯中に存在
しなくなるということである。ハロゲン化水銀の
非常に低い分圧が放電灯の点弧電圧及び再点弧電
圧を増大することが知られている。過剰の金属の
使用は又、放電灯バルブ壁からの汚染物と放電灯
バルブの充填物との反応の結果、放電灯の寿命中
にハロゲン化水銀が生成されるのを防止するのに
役立つ。
本発明の１つの態様においては、ピンチシール
に存在する外部導体の部分（第２図における参照
数字３３の部分）が少なくともその表面におい
て、タンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、ジ
ルコニウム、チタン、イツトリウム、ランタン、
スカンジウム、及びハフニウムからなる群から選
ばれた金属から成る。勿論、この放電灯バルブ、
すなわち発光管の外側に突出している外部電流導
体の部分をそのような金属で被覆することが可能
であり、又１種又は２種以上の前記金属から前部
を又はピンチシールに存在する部分に対して構成
する外部電流導体を用いることが可能である。一
般に、この被覆の厚みは少なくとも0.01μｍにな
るように選ばれるだろう。この実施例の利点は、
外部電流導体の周りのアルカリ金属珪酸塩の生成
が避けられるということである。アルカリ金属
（例えばナトリウム及びリチウム）が、封止の成
分間の接着を弱めずに金属箔と石英ガラスとの接
触領域に沿つて外部電流導体へ移動することがで
きることが事実見出された。外部電流導体の周り
にすでに毛細管空間が存在するため、この移動と
アルカリ金属珪酸塩の生成とが、ピンチシールの
漏洩をもたらさないけれども、これらの処理は発
光管からアルカリ金属を引き取る。従つて、放電
の色が放電灯の寿命中に変化する。
驚くべきことに、金属箔上の第２の金属の非常
に薄い層が所望の効果を生ずることが見出され
た。一般に、0.01〜0.2μｍの厚さ、特に0.05〜
0.1μｍの厚さの第２金属層が用いられる。
この被覆はとりわけ、蒸着、スパツタリング、
電気分解、イオンメツキ又は化学蒸着によつて得
られる。
タンタル、ニオブ、バナジウム又はハフニウム
の層が用いられると好ましい。前記金属は、薄層
の場合には、被覆層の酸化が金属箔又は外部電流
導体それ自体まで下に下つて容易に継続すること
なしに、これらの被覆された金属箔及び外部電流
導体の処理加工中に表面的に酸化される。
金属ハロゲン化物を発光管に添加した高圧水銀
蒸気放電灯は、殆ど通常は、真空に保たれるか又
は非酸化性ガスが存在する真空密に封止られた外
被すなわち外側バルブ中に収納される。
発光管のピンチシールの攻撃が、発光管が溶融
二酸化珪素から成る場合にだけでなく、少なくと
も95重量％の二酸化珪素含量を有するガラスが用
いられる場合にも起こり、かつ本発明が又これに
当てはまるので、石英ガラスは、ここでは、少な
くとも95重量％の二酸化珪素含量を有するガラス
を意味するものと理解されるべきである。
本発明による放電灯の実施例を図面につき、例
によつて以下説明する。
第１図において、放電灯１は、放電灯キヤツプ
５を有する外被４中の電流供給導体２及び３間に
配列された放電容器すなわち発光管１０を含む。
電流供給導体３は、セラミツク管６によつて取り
囲まれている。この発光管１０は、石英ガラスよ
り成り、金属箔１３及び１４がそれぞれ封止られ
たピンチシール１１及び１２によつて封止られて
いる。内部電流導体１５及び１６は、それぞれ金
属箔１３及び１４に溶接され、これらの金属箔１
３及び１４は又、それぞれ外部電流導体１９，２
０に溶接される。放電灯の発光管の内側に収容さ
れた電極１７及び１８は、内部電流導体１５及び
１６に溶接される。
第２図において、参照数字３０は、ピンチシー
ル１２がその幅全体にわたつて真空密である内部
電流導体１６と外部電流導体２０との両端部間の
ピンチシール１２の領域を表わす。
毛細管空間３１及び３２が、それぞれ、内部電
流導体１６の周りと外部電流導体２０の周りとに
延在する。外部電流導体２０は空気からの酸素と
湿気とに接触することができ、ピンチシール１２
の製造後それが未だ高温にある間に直ちにその全
長にわたつて酸化される。外部電流導体２０はモ
リブデンから成る。ピンチシール１２に位置しか
つ石英ガラスと接触している外部電流導体２０の
部分３３は、タンタルで被覆されている。箔１４
は又、タンタルを被覆したモリブデン箔から成
る。
例 実際の場合に、石英ガラス発光管に、36mgの水
銀、5330Paの圧力のアルゴン、30mgの沃化ナト
リウム（NaI）、3.7mgの沃化タリウム（TlI）、0.3
mgの沃化インジウム（InI）、及び２mgのインジウ
ム（In）を充填する。この放電灯のモリブデン箔
及びモリブデンの外部電流導体が0.05μｍのタン
タルで被覆された。220Vにおける作動中にこの
放電灯は400Wの電力を消費した。この放電灯の
ピンチシールは、依然として真空密であり、又、
クリストバル石（SiO2）の生成が観察されなか
つた。
以上要するに、金属ハロゲン化物を添加した高
圧水銀放電灯は、しばしば、ピンチシールの漏洩
の結果、早期に寿命の終りに達してしまう。
本発明によれば、これは、ピンチシール１２に
電流導入導体として封止られる金属箔１４を、タ
ンタル、ニオブ、バナジウム、クロム、ジルコニ
ウム、チタン、イツトリウム、ランタン、スカン
ジウム、及びハフニウムから選ばれる第２の金属
箔によつて被覆することにより防止される。
ピンチシール１２に位置する外部電流導体２０
の部分３３が、少なくともその表面において、前
記の第２金属のうちの１種から又形成されれば、
それは発光管１０内の充填物からアルカリ金属が
脱出するのを防止する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による高圧水銀放電灯の側面
図、第２図は第１図に示す放電灯の放電容器すな
わち発光管の一部とピンチシールとを拡大した寸
法で示す。 １……放電灯、２，３……電流供給導体、４…
…外被、５……放電灯キヤツプ、６……セラミツ
ク管、１０……放電容器すなわち発光管、１１，
１２……ピンチシール、１３，１４……金属箔、
１５，１６……内部電流導体、１７，１８……電
極、１９，２０……外部電流導体、３０……内部
電流導体１６と外部電流導体２０との両端部間の
ピンチシール１２の領域、３１，３２……毛細管
空間、３３……ピンチシール１２に位置しかつ石
英ガラスと接触している外部電流導体２０の部
分。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ピンチシールによつて真空密にシールされ石
    英ガラスの発光管を有し、前記ピンチシールの中
    に第２の金属層で被覆した金属箔がシールされ、
    該金属箔が、発光管の内側に位置する電極に固着
    された内部電流導体と、外部電流導体とに接続さ
    れ、前記発光管が、水銀、希ガス、及び金属ハロ
    ゲン化物から成る充填物を含む高圧水銀灯におい
    て、 前記金属箔が、タンタル、ニオブ、バナジウ
    ム、クロム、ジルコニウム、チタン、イツトリウ
    ム、ランタン、スカンジウム、及びハフニウムか
    らなる群から選ばれる前記の第２の金属で被覆さ
    れることを特徴とする高圧水銀放電灯。 ２ ピンチシールに位置する外部電流導体の部分
    が、少なくともその表面において、タンタル、ニ
    オブ、バナジウム、クロム、ジルコニウム、チタ
    ン、イツトリウム、ランタン、スカンジウム、及
    びハフニウムからなる群から選ばれる金属から成
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    高圧水銀灯。 ３ 第２の金属が0.01〜0.2μｍの層の厚みを有す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    高圧水銀放電灯。
JP2108480A 1979-02-26 1980-02-23 High voltage mercury discharge lamp Granted JPS55117859A (en)

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