專利名稱：超高壓水銀燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種液晶顯示裝置或使用DMD(數(shù)字微鏡設(shè)備)的液晶投影儀裝置所 使用的、在發(fā)光管內(nèi)封入有0. 15mg/mm3以上的水銀，點燈時的水銀蒸氣壓達到150個大氣 壓以上的超高壓水銀燈。
背景技術(shù)：
在使用DMD的液晶投影儀裝置中，要求對于矩形的熒幕均勻且具有充分的演色性 地照明圖像，因此光源使用封入有水銀的超高壓水銀燈。最近，這種超高壓水銀燈中，也逐 漸要求進一步的小型化、點光源化，電極間距離極小的燈正在被實用化。例如在特開2007-179966中記載了作為液晶投影儀裝置使用的超高壓水銀燈。圖 6(a)是其整體圖，圖6(b)是電極的放大圖。在圖6 (a)中，超高壓水銀燈8包括內(nèi)部具有放電空間S的發(fā)光部81、由設(shè)在該發(fā) 光部8的兩側(cè)的封固部82、82構(gòu)成的發(fā)光管80、在放電空間S的內(nèi)部相對配置的電極83、 83。在放電空間S中，封入有預(yù)定量的水銀、其他啟動輔助用稀有氣體等，作為發(fā)光物質(zhì)。電 極83、83的基端部在封固部82、82內(nèi)通過焊接等與金屬箔85、85連接，金屬箔85、85通過 焊接等連接到突出到發(fā)光管10的外部的外部引線86、86，通過該外部引線86、86而被供電。在發(fā)光管80的外部，觸發(fā)線87的一端卷繞在一方的外部引線86并進行固定，該 觸發(fā)線87沿著一方的封固部82延伸，越過發(fā)光部81，架橋到另一方的封固部83，該觸發(fā)線 87的另一端卷繞并固定。在圖6 (b)中，電極83由例如大概半球狀的前端部831和軸部833構(gòu)成，具有卷繞 在軸部833上的線圈部830。該線圈部830在電極的側(cè)周面形成有凹凸，因此通過該凹凸的間隙而產(chǎn)生中空效 果，誘導(dǎo)點燈啟動時的放電啟動。另外，由于線圈部833是細線，容易被加熱，具有容易進行 從輝光放電向弧光放電的轉(zhuǎn)移的作用。專利文獻1日本特開2007-179966但是，上述線圈部例如在制造時通過將線圈材料鉚接而固定并形成在電極上。但 是在點燈啟動時，從輝光放電向弧光放電的轉(zhuǎn)移慢時，存在以該線圈為起點的放電暴露到 附近的發(fā)光管壁，成為產(chǎn)生白濁的原因。這是由于，線圈為了切實地固定在軸部上而密接地卷繞，在線圈部產(chǎn)生的熱經(jīng)由 軸部向電極的基端部(根部)逃逸，從而用于從輝光放電向弧光放電轉(zhuǎn)移的溫度上升變得 不充分，可以想到其原因是向弧光放電的轉(zhuǎn)移慢。并且，在線圈的端部銳利的情況下，以該處為起點發(fā)生放電，因此在制造時需要對 其進行處理，還存在工數(shù)增加的問題。除此以外，還存在由于點燈過程中的熱導(dǎo)致線圈劣 化、脫落的問題。

發(fā)明內(nèi)容
由于以上內(nèi)容，本發(fā)明的目的在于提供一種超高壓水銀燈，不利用線圈部也能夠 產(chǎn)生中空(* 口一)效果，點燈啟動時的向弧光放電的轉(zhuǎn)移能夠順利地進行。為了解決上述課題，本發(fā)明的超高壓水銀燈，在發(fā)光管的內(nèi)部具有一對電極并且 封入有0. 15mg/mm3以上的水銀，其特征在于，上述電極具有軸部和直徑比該軸部大的胴部， 在該胴部的側(cè)周面形成有具有開口的最小寬度d為1.0mm以下的孔，該孔設(shè)置為至少穿過 該電極的中心軸。根據(jù)本發(fā)明，在電極的胴部的側(cè)周面形成有最小寬度為1. Omm以下的孔，從而作為該 最小寬度d的位置的兩個中空重疊，從而不利用線圈部也能夠在點燈啟動時產(chǎn)生中空效果。另外，通過形成為穿過電極的中心軸，能夠抑制熱通過軸部從前端向基端側(cè)逃逸， 能夠促進前端部的溫度上升，從而能夠更快速地進行從輝光放電向弧光放電的轉(zhuǎn)移。


圖1是表示本發(fā)明的超高壓水銀燈的概要結(jié)構(gòu)的整體圖。圖2(a)是本發(fā)明的超高壓水銀燈的電極的放大圖，(b)是徑向的A-A’線剖面圖， (c)是沿著軸向切斷的B-B’線剖面圖。圖3是本發(fā)明的超高壓水銀燈的點燈啟動的情況的示意圖，(a)是表示產(chǎn)生了輝 光放電的狀態(tài)的圖，(b)是向弧光放電轉(zhuǎn)移的狀態(tài)的圖。圖4是本發(fā)明的超高壓水銀燈的其他實施例，(a)是電極的放大圖，(b)是徑向的 A-A'線剖視圖。圖5是本發(fā)明的超高壓水銀燈的其他實施例，(a)是電極的放大圖，(b)是徑向的 A-A'線剖視圖，(c)是沿著軸向切斷的B-B’線剖面圖。圖6(a)是表示現(xiàn)有的超高壓水銀燈的概要結(jié)構(gòu)的整體圖，(b)是電極的放大圖。
具體實施例方式圖1是表示本發(fā)明的超高壓水銀燈的概要結(jié)構(gòu)的整體圖。超高壓水銀燈1包括例如石英玻璃的發(fā)光管10，該發(fā)光管10由內(nèi)部具有放電空 間S的發(fā)光部11和設(shè)在該發(fā)光部11的兩側(cè)的封固部12、12構(gòu)成。在放電空間S的內(nèi)部具 有相對配置的電極13、13。電極13、13的基端部在封固部12、12內(nèi)通過焊接等連接有例如 鉬制的金屬箔15、15，金屬箔15、15通過焊接等連接有向發(fā)光管的外部突出的外部引線16、 16，通過該外部引線16、16而被供電。在發(fā)光管10的外部，觸發(fā)線17的一端卷繞在一方的外部引線16并進行固定，該 觸發(fā)線17沿著一方的封固部12延伸，在封固部12和發(fā)光部11的邊界附近暫時回轉(zhuǎn)卷繞， 進而越過發(fā)光部11并延伸，架橋到另一方的封固部13，該觸發(fā)線17的另一端卷繞并固定。 開始向外部引線16供電時，通過施加到外部觸發(fā)器17，促進發(fā)光部11內(nèi)的放電介質(zhì)的離子 化，能夠使電極13間的絕緣破壞容易發(fā)生。在放電空間S內(nèi)，封入有0. 15mg/mm3以上的水銀作為發(fā)光物質(zhì)，以使點燈時發(fā)光 部11內(nèi)的水銀蒸氣壓達到150個大氣壓以上。作為其他輔助用氣體，用于使啟動容易進行 的稀有氣體、例如氬氣(Ar)封入有5 50kPa的范圍。另外，用于使鹵素循環(huán)起作用的鹵素氣體例如可以在10_6 10_2ymOl/mm3的范圍內(nèi)適當調(diào)整并封入。圖2(a)是本發(fā)明的超高壓水銀燈的電極的放大圖，(b)是徑向的A-A’線剖面圖， (c)是沿著中心軸切斷的B-B’線剖面圖。如圖2 (a)所示，電極13由切削例如桿狀的鎢材料而形成，具有電極軸部133、與軸 部133接續(xù)、直徑比軸部133大的胴部132、與胴部132接續(xù)、前端為圓錐形或未圖示的圓錐 臺形、大致半球狀的前端部131。軸部133、胴部132和前端部131通常中心軸一致。軸部133的外徑例如為0. 4 0. 8mm，胴部132的外徑例如為1. 0 3. Omm0另夕卜， 前端部133、胴部132、軸部133也可以分別由不同的部件構(gòu)成，通過焊接等將其連接。在胴部132的側(cè)周面至少形成有1個孔130，該孔至少到達胴部132的中心軸，最 小寬度d為1. Omm以下。在此，孔130的最小寬度d是指，相對于形成在胴部132的側(cè)周面 的孔130的開口邊緣，使平行的2根線與其外接觸時兩根線之間的距離d最小時的d的長 度。如圖2(b)所示，孔130沿著徑向貫穿例如剖面圓形的胴部132的內(nèi)部以穿過胴部 132的中心軸，在內(nèi)部形成空洞。該孔130的內(nèi)壁134、135以其開口緣部的最小寬度d分離 相向，從而能夠得到所謂中空陰極和同樣的中空效果。這是由于最小寬度d達到預(yù)定的數(shù) 值以下，從而輝光放電時兩個輝光重疊。這一點如下所述。另夕卜，在本發(fā)明中，孔130的最小寬度d為1.0mm以下即可，形狀不成問題，其剖面 形狀也不限定于圓形、橢圓形。在此對超高壓水銀燈的點燈啟動和中空效果進行說明。孔130的最小寬度d的間隔變小時，在孔130的開口，該d所在的位置的兩個輝光 重疊。由此，陰極下降區(qū)域和負輝光的距離分別減少。在通常的放電中，其放電電壓大多數(shù)由陰極下降區(qū)域負擔(dān)，因此陰極下降區(qū)域的 電壓增加。進而，離子密度變大時，電極間的離子電流密度增加。并且，通過陰極下降區(qū)域的 距離的減小，陰極暗部內(nèi)的電子的沖突次數(shù)減少，能量損失小。因此，電子以高于負輝光的 能量飛入，促進電離或激勵。來自負輝光的光的強度也增加，通過光中含有的紫外線，促進 來自陰極的光電子的放出。因此，輝光放電電流密度變高，孔130開口附近的溫度上升，可以快速地轉(zhuǎn)移到熱 弧光放電。另一方面，孔130的最小寬度d過大時，2個輝光不重疊，因此無法得到中空效果。圖3是表示本發(fā)明的超高壓水銀燈的點燈啟動的情況的示意圖，(a)是發(fā)生輝光放電的狀態(tài)的圖，(b)是表示向弧光放電轉(zhuǎn)移的狀態(tài)的圖。在超高壓水銀燈點燈啟動時，流過直流電流而使其點燈的情況下，施加預(yù)定的電 壓時，首先在絕緣破壞后，通過作為陰極動作的一方的電極13(以下僅稱作電極13)表面的 水銀電弧而啟動，在該陰極13表面的水銀完全蒸發(fā)后，進行輝光放電。輝光放電時，陰極13 被充分加熱時，向弧光放電(圖3(b))轉(zhuǎn)移。因此，為了從輝光放電向弧光放電轉(zhuǎn)移，前端 需要充分地進行溫度上升，其轉(zhuǎn)移沒有快速進行時，電極產(chǎn)生急劇的損耗，進而成為燈壽命 縮短的原因。在此重新回到圖2，在從軸向切斷圖2(c)的電極13的剖面圖觀察時，可以看出由
5于孔130而形成空洞，電極13分斷成前端側(cè)和基端側(cè)的形態(tài)。電極13的前端部133、胴部132的熱經(jīng)由軸部133而從其基端部向封固部12方向 傳遞。即，由于中空效果，即使在前端側(cè)產(chǎn)生了溫度上升，如果熱傳遞到軸部133而向封固 部12逃逸的話，也不能快速地從輝光放電向弧光放電轉(zhuǎn)移。但是，由于孔130而在胴部132形成空洞，其阻止了從前端向軸部133的熱傳導(dǎo)， 能夠促進前端部131的溫度上升，能夠快速地從輝光放電向弧光放電轉(zhuǎn)移。特別是，將孔130形成為通過電極13的中心軸時，從前端向軸部133的最短路徑 也就是熱最容易傳導(dǎo)的中心部分變?yōu)榭斩矗璧K熱傳遞的效果很大。另外，孔130形成為通過中心軸，但用于支撐前端的外周部分殘留，因此能夠維持 電極的機械強度。從上文可以看出，通過在電極13的胴部132的側(cè)周面形成最小寬度d為1. Omm以 下的孔130，2個輝光重疊，不利用線圈部也能夠在點燈啟動時產(chǎn)生中空效果。另外，前端部 的熱不會逃逸，而可以快速地向弧光放電轉(zhuǎn)移。由于不存在線圈部，因此在制造時不會增加 多余的工序，也不會產(chǎn)生因熱而劣化的線圈脫落等問題。實施例1以下表示上述超高壓水銀燈的電極的實施例。如果表示制作圖2的電極13時的尺寸的一個例子，則軸部133的外徑為0. 4mmΦ， 胴部132的外徑為1. 6πιπιΦ，從前端到軸部133的基端為止的長度為8. 0mm。形成在胴部132的孔130的最小寬度為0. 25mm，軸方向的寬度為0. 6mm?？?30通過向電極13的胴部132照射例如激光而形成。激光例如為脈沖振蕩的固體(YAG等)激光，激光的直徑縮小到20 μ m以下。將該 激光向電極13的胴部132的側(cè)周面照射。由此，可以在胴部132上形成孔，因此通過使激 光掃描并照射，能夠形成最小寬度在1. Omm以下的孔130。另外通過調(diào)整激光的能量密度、 光圈等，既可以形成貫穿胴部132的孔，也可以形成不貫穿的孔。實施例2圖4是本發(fā)明的超高壓水銀燈的其他實施例，(a)是電極的放大圖，(b)是徑向的 A-A'線剖面圖。在該圖中，與圖2(a)、(b)標以相同標號的結(jié)構(gòu)是相同的，省略其說明。尺寸等也 與上述實施例1相同，因而省略。在圖4(a)中，形成有多個孔130。這種情況下，形成有沿徑向貫穿胴部132的3個 孔130，如圖2 (b)所示，在側(cè)周面部形成有最小寬度d為1. Omm以下的具有6個開口的空 洞。該6個開口在點燈啟動時產(chǎn)生中空效果，并且穿過中心軸而形成空洞，因此能夠 阻礙向軸部133方向的傳熱，可以快速地將輝光放電向弧光放電引導(dǎo)。這樣一來，孔130可以形成多個，由于形成的數(shù)量的不同，可以通過胴部132的空 洞和殘存部的剖面積比率來調(diào)整阻礙熱傳導(dǎo)的效果。實施例3圖5是本發(fā)明的超高壓水銀燈的其他實施例，(a)是電極的放大圖，(b)是徑向的 A-A'線剖面圖，(c)是沿著中心軸的B-B’線剖面圖。
在該圖中，與圖2(a)、(b)、(C)標以相同標號的結(jié)構(gòu)是相同的，省略其說明。尺寸 等也與上述實施例1相同，因而省略。在圖2(a)中，在電極13的胴部132的側(cè)周面部上包括未被圖示的部分形成了 3 個孔130。如圖2(b)所示，該3個孔130沿著徑向延伸，在中心軸附近連通。這樣一來，孔130沒有必要在一個方向上貫穿胴部132，至少穿過中心軸地形成即 可。另外，圖中未示出，但3個孔130中的任一個穿過中心軸即可，并不需要全部的孔130 穿過中心軸。
權(quán)利要求
一種超高壓水銀燈，在發(fā)光管的內(nèi)部具有一對電極并且封入有0.15mg/mm3以上的水銀，其特征在于，上述電極具有軸部和直徑比該軸部大的胴部，在該胴部的側(cè)周面形成有具有開口的最小寬度d為1.0mm以下的孔，該孔設(shè)置為至少穿過該電極的中心軸。
全文摘要
提供一種超高壓水銀燈，不利用線圈部也能夠產(chǎn)生中空效果，點燈啟動容易，該超高壓水銀燈(1)，在發(fā)光管(10)的內(nèi)部具有一對電極(13、13)并且封入有0.15mg/mm3以上的水銀，其特征在于，上述電極(13)具有軸部(133)和直徑比該軸部(133)大的胴部(132)，在該胴部(132)的側(cè)周面形成有具有開口的最小寬度d為1.0mm以下的孔(130)，該孔(130)設(shè)置為至少穿過該電極(13)的中心軸。
文檔編號H01J61/073GK101908463SQ201010183719
公開日2010年12月8日 申請日期2010年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者熊田豐彥, 石川博久, 長町信宏 申請人:優(yōu)志旺電機株式會社