专利名称：超高压水银灯的制作方法
技术领域：
本发明关于一种液晶显示装置或使用DMD(数字微镜设备)的液晶投影仪装置所 使用的、在发光管内封入有0. 15mg/mm3以上的水银，点灯时的水银蒸气压达到150个大气 压以上的超高压水银灯。
背景技术：
在使用DMD的液晶投影仪装置中，要求对于矩形的荧幕均勻且具有充分的演色性 地照明图像，因此光源使用封入有水银的超高压水银灯。最近，这种超高压水银灯中，也逐 渐要求进一步的小型化、点光源化，电极间距离极小的灯正在被实用化。例如在特开2007-179966中记载了作为液晶投影仪装置使用的超高压水银灯。图 6(a)是其整体图，图6(b)是电极的放大图。在图6 (a)中，超高压水银灯8包括内部具有放电空间S的发光部81、由设在该发 光部8的两侧的封固部82、82构成的发光管80、在放电空间S的内部相对配置的电极83、 83。在放电空间S中，封入有预定量的水银、其他启动辅助用稀有气体等，作为发光物质。电 极83、83的基端部在封固部82、82内通过焊接等与金属箔85、85连接，金属箔85、85通过 焊接等连接到突出到发光管10的外部的外部引线86、86，通过该外部引线86、86而被供电。在发光管80的外部，触发线87的一端卷绕在一方的外部引线86并进行固定，该 触发线87沿着一方的封固部82延伸，越过发光部81，架桥到另一方的封固部83，该触发线 87的另一端卷绕并固定。在图6 (b)中，电极83由例如大概半球状的前端部831和轴部833构成，具有卷绕 在轴部833上的线圈部830。该线圈部830在电极的侧周面形成有凹凸，因此通过该凹凸的间隙而产生中空效 果，诱导点灯启动时的放电启动。另外，由于线圈部833是细线，容易被加热，具有容易进行 从辉光放电向弧光放电的转移的作用。专利文献1日本特开2007-179966但是，上述线圈部例如在制造时通过将线圈材料铆接而固定并形成在电极上。但 是在点灯启动时，从辉光放电向弧光放电的转移慢时，存在以该线圈为起点的放电暴露到 附近的发光管壁，成为产生白浊的原因。这是由于，线圈为了切实地固定在轴部上而密接地卷绕，在线圈部产生的热经由 轴部向电极的基端部(根部)逃逸，从而用于从辉光放电向弧光放电转移的温度上升变得 不充分，可以想到其原因是向弧光放电的转移慢。并且，在线圈的端部锐利的情况下，以该处为起点发生放电，因此在制造时需要对 其进行处理，还存在工数增加的问题。除此以外，还存在由于点灯过程中的热导致线圈劣 化、脱落的问题。
发明内容
由于以上内容，本发明的目的在于提供一种超高压水银灯，不利用线圈部也能够 产生中空(* 口一)效果，点灯启动时的向弧光放电的转移能够顺利地进行。为了解决上述课题，本发明的超高压水银灯，在发光管的内部具有一对电极并且 封入有0. 15mg/mm3以上的水银，其特征在于，上述电极具有轴部和直径比该轴部大的胴部， 在该胴部的侧周面形成有具有开口的最小宽度d为1.0mm以下的孔，该孔设置为至少穿过 该电极的中心轴。根据本发明，在电极的胴部的侧周面形成有最小宽度为1. Omm以下的孔，从而作为该 最小宽度d的位置的两个中空重叠，从而不利用线圈部也能够在点灯启动时产生中空效果。另外，通过形成为穿过电极的中心轴，能够抑制热通过轴部从前端向基端侧逃逸， 能够促进前端部的温度上升，从而能够更快速地进行从辉光放电向弧光放电的转移。
图1是表示本发明的超高压水银灯的概要结构的整体图。图2(a)是本发明的超高压水银灯的电极的放大图，(b)是径向的A-A’线剖面图， (c)是沿着轴向切断的B-B’线剖面图。图3是本发明的超高压水银灯的点灯启动的情况的示意图，(a)是表示产生了辉 光放电的状态的图，(b)是向弧光放电转移的状态的图。图4是本发明的超高压水银灯的其他实施例，(a)是电极的放大图，(b)是径向的 A-A'线剖视图。图5是本发明的超高压水银灯的其他实施例，(a)是电极的放大图，(b)是径向的 A-A'线剖视图，(c)是沿着轴向切断的B-B’线剖面图。图6(a)是表示现有的超高压水银灯的概要结构的整体图，(b)是电极的放大图。
具体实施例方式图1是表示本发明的超高压水银灯的概要结构的整体图。超高压水银灯1包括例如石英玻璃的发光管10，该发光管10由内部具有放电空 间S的发光部11和设在该发光部11的两侧的封固部12、12构成。在放电空间S的内部具 有相对配置的电极13、13。电极13、13的基端部在封固部12、12内通过焊接等连接有例如 钼制的金属箔15、15，金属箔15、15通过焊接等连接有向发光管的外部突出的外部引线16、 16，通过该外部引线16、16而被供电。在发光管10的外部，触发线17的一端卷绕在一方的外部引线16并进行固定，该 触发线17沿着一方的封固部12延伸，在封固部12和发光部11的边界附近暂时回转卷绕， 进而越过发光部11并延伸，架桥到另一方的封固部13，该触发线17的另一端卷绕并固定。 开始向外部引线16供电时，通过施加到外部触发器17，促进发光部11内的放电介质的离子 化，能够使电极13间的绝缘破坏容易发生。在放电空间S内，封入有0. 15mg/mm3以上的水银作为发光物质，以使点灯时发光 部11内的水银蒸气压达到150个大气压以上。作为其他辅助用气体，用于使启动容易进行 的稀有气体、例如氩气(Ar)封入有5 50kPa的范围。另外，用于使卤素循环起作用的卤素气体例如可以在10_6 10_2ymOl/mm3的范围内适当调整并封入。图2(a)是本发明的超高压水银灯的电极的放大图，(b)是径向的A-A’线剖面图， (c)是沿着中心轴切断的B-B’线剖面图。如图2 (a)所示，电极13由切削例如杆状的钨材料而形成，具有电极轴部133、与轴 部133接续、直径比轴部133大的胴部132、与胴部132接续、前端为圆锥形或未图示的圆锥 台形、大致半球状的前端部131。轴部133、胴部132和前端部131通常中心轴一致。轴部133的外径例如为0. 4 0. 8mm，胴部132的外径例如为1. 0 3. Omm0另夕卜， 前端部133、胴部132、轴部133也可以分别由不同的部件构成，通过焊接等将其连接。在胴部132的侧周面至少形成有1个孔130，该孔至少到达胴部132的中心轴，最 小宽度d为1. Omm以下。在此，孔130的最小宽度d是指，相对于形成在胴部132的侧周面 的孔130的开口边缘，使平行的2根线与其外接触时两根线之间的距离d最小时的d的长 度。如图2(b)所示，孔130沿着径向贯穿例如剖面圆形的胴部132的内部以穿过胴部 132的中心轴，在内部形成空洞。该孔130的内壁134、135以其开口缘部的最小宽度d分离 相向，从而能够得到所谓中空阴极和同样的中空效果。这是由于最小宽度d达到预定的数 值以下，从而辉光放电时两个辉光重叠。这一点如下所述。另夕卜，在本发明中，孔130的最小宽度d为1.0mm以下即可，形状不成问题，其剖面 形状也不限定于圆形、椭圆形。在此对超高压水银灯的点灯启动和中空效果进行说明。孔130的最小宽度d的间隔变小时，在孔130的开口，该d所在的位置的两个辉光 重叠。由此，阴极下降区域和负辉光的距离分别减少。在通常的放电中，其放电电压大多数由阴极下降区域负担，因此阴极下降区域的 电压增加。进而，离子密度变大时，电极间的离子电流密度增加。并且，通过阴极下降区域的 距离的减小，阴极暗部内的电子的冲突次数减少，能量损失小。因此，电子以高于负辉光的 能量飞入，促进电离或激励。来自负辉光的光的强度也增加，通过光中含有的紫外线，促进 来自阴极的光电子的放出。因此，辉光放电电流密度变高，孔130开口附近的温度上升，可以快速地转移到热 弧光放电。另一方面，孔130的最小宽度d过大时，2个辉光不重叠，因此无法得到中空效果。图3是表示本发明的超高压水银灯的点灯启动的情况的示意图，(a)是发生辉光放电的状态的图，(b)是表示向弧光放电转移的状态的图。在超高压水银灯点灯启动时，流过直流电流而使其点灯的情况下，施加预定的电 压时，首先在绝缘破坏后，通过作为阴极动作的一方的电极13(以下仅称作电极13)表面的 水银电弧而启动，在该阴极13表面的水银完全蒸发后，进行辉光放电。辉光放电时，阴极13 被充分加热时，向弧光放电(图3(b))转移。因此，为了从辉光放电向弧光放电转移，前端 需要充分地进行温度上升，其转移没有快速进行时，电极产生急剧的损耗，进而成为灯寿命 缩短的原因。在此重新回到图2，在从轴向切断图2(c)的电极13的剖面图观察时，可以看出由
5于孔130而形成空洞，电极13分断成前端侧和基端侧的形态。电极13的前端部133、胴部132的热经由轴部133而从其基端部向封固部12方向 传递。即，由于中空效果，即使在前端侧产生了温度上升，如果热传递到轴部133而向封固 部12逃逸的话，也不能快速地从辉光放电向弧光放电转移。但是，由于孔130而在胴部132形成空洞，其阻止了从前端向轴部133的热传导， 能够促进前端部131的温度上升，能够快速地从辉光放电向弧光放电转移。特别是，将孔130形成为通过电极13的中心轴时，从前端向轴部133的最短路径 也就是热最容易传导的中心部分变为空洞，阻碍热传递的效果很大。另外，孔130形成为通过中心轴，但用于支撑前端的外周部分残留，因此能够维持 电极的机械强度。从上文可以看出，通过在电极13的胴部132的侧周面形成最小宽度d为1. Omm以 下的孔130，2个辉光重叠，不利用线圈部也能够在点灯启动时产生中空效果。另外，前端部 的热不会逃逸，而可以快速地向弧光放电转移。由于不存在线圈部，因此在制造时不会增加 多余的工序，也不会产生因热而劣化的线圈脱落等问题。实施例1以下表示上述超高压水银灯的电极的实施例。如果表示制作图2的电极13时的尺寸的一个例子，则轴部133的外径为0. 4mmΦ， 胴部132的外径为1. 6πιπιΦ，从前端到轴部133的基端为止的长度为8. 0mm。形成在胴部132的孔130的最小宽度为0. 25mm，轴方向的宽度为0. 6mm。孔130通过向电极13的胴部132照射例如激光而形成。激光例如为脉冲振荡的固体(YAG等)激光，激光的直径缩小到20 μ m以下。将该 激光向电极13的胴部132的侧周面照射。由此，可以在胴部132上形成孔，因此通过使激 光扫描并照射，能够形成最小宽度在1. Omm以下的孔130。另外通过调整激光的能量密度、 光圈等，既可以形成贯穿胴部132的孔，也可以形成不贯穿的孔。实施例2图4是本发明的超高压水银灯的其他实施例，(a)是电极的放大图，(b)是径向的 A-A'线剖面图。在该图中，与图2(a)、(b)标以相同标号的结构是相同的，省略其说明。尺寸等也 与上述实施例1相同，因而省略。在图4(a)中，形成有多个孔130。这种情况下，形成有沿径向贯穿胴部132的3个 孔130，如图2 (b)所示，在侧周面部形成有最小宽度d为1. Omm以下的具有6个开口的空 洞。该6个开口在点灯启动时产生中空效果，并且穿过中心轴而形成空洞，因此能够 阻碍向轴部133方向的传热，可以快速地将辉光放电向弧光放电引导。这样一来，孔130可以形成多个，由于形成的数量的不同，可以通过胴部132的空 洞和残存部的剖面积比率来调整阻碍热传导的效果。实施例3图5是本发明的超高压水银灯的其他实施例，(a)是电极的放大图，(b)是径向的 A-A'线剖面图，(c)是沿着中心轴的B-B’线剖面图。
在该图中，与图2(a)、(b)、(C)标以相同标号的结构是相同的，省略其说明。尺寸 等也与上述实施例1相同，因而省略。在图2(a)中，在电极13的胴部132的侧周面部上包括未被图示的部分形成了 3 个孔130。如图2(b)所示，该3个孔130沿着径向延伸，在中心轴附近连通。这样一来，孔130没有必要在一个方向上贯穿胴部132，至少穿过中心轴地形成即 可。另外，图中未示出，但3个孔130中的任一个穿过中心轴即可，并不需要全部的孔130 穿过中心轴。
权利要求
一种超高压水银灯，在发光管的内部具有一对电极并且封入有0.15mg/mm3以上的水银，其特征在于，上述电极具有轴部和直径比该轴部大的胴部，在该胴部的侧周面形成有具有开口的最小宽度d为1.0mm以下的孔，该孔设置为至少穿过该电极的中心轴。
全文摘要
提供一种超高压水银灯，不利用线圈部也能够产生中空效果，点灯启动容易，该超高压水银灯(1)，在发光管(10)的内部具有一对电极(13、13)并且封入有0.15mg/mm3以上的水银，其特征在于，上述电极(13)具有轴部(133)和直径比该轴部(133)大的胴部(132)，在该胴部(132)的侧周面形成有具有开口的最小宽度d为1.0mm以下的孔(130)，该孔(130)设置为至少穿过该电极(13)的中心轴。
文档编号H01J61/073GK101908463SQ201010183719
公开日2010年12月8日 申请日期2010年5月18日 优先权日2009年6月2日
发明者熊田丰彦, 石川博久, 长町信宏 申请人:优志旺电机株式会社