电介质阻挡放电灯的制作方法与工艺

文档序号:11971513阅读:204来源:国知局
电介质阻挡放电灯的制作方法与工艺
本发明涉及用于照射真空紫外线的电介质阻挡放电灯。

背景技术:
近些年,公知有放电管的形状为在照射侧具有平坦的面的电介质阻挡放电灯(专利文献1、2、3等)。该电介质阻挡放电灯通过与规定的电源装置连接而能够以低成本制造紫外线照射装置,具有能够向照射对象物直接照射真空紫外线的优点。在专利文献1中记载有如下技术:在形成为前后极其纵长的形状的电介质阻挡放电灯中,通过在主要由石英构成的放电容器内的前后端壁板或左右侧壁板的内表面形成“真空紫外线保护层”,从而抑制前后端壁板或左右侧壁板的劣化(第10段及第11段等)。另外,在专利文献2中记载有如下技术:在主要由石英构成且具有将左右侧壁板和上下的壁板相连的边缘部的放电容器中,将上下的壁板的中央部以朝向放电容器的内侧的方式形成为弯曲状,并在放电容器的内侧表面形成“紫外线反射膜”,由此能够防止以边缘部为破损的起点的放电容器的破裂(第8段及第9段等)。另外,在本发明诸发明者的先前的研究中,了解到存在因收纳放电管的灯罩内的气流等而使各种飞散物容易附着于放电管,且因该管壁的附着物而对放电管产生损伤这样的问题。因此,本发明诸发明者提出如下方案:通过至少遮挡50%以上的紫外线的“遮光构件”来构成主要由石英构成的位于放电管中的下壁板的周围的长侧面上的壁面,由此来减少向放电管飞来的飞散物的附着及其固化(专利文献3)。以下,在说明书中,包含放电管在内而称为放电容器。【在先技术文献】【专利文献】【专利文献1】日本特开2004-127710号公报【专利文献2】日本特开2009-181818号公报【专利文献3】国际公开第2011/078181号【发明的概要】【发明要解决的课题】然而,在上述现有的电介质阻挡放电灯中,若使放电容器的左右侧壁板整体为遮光构件、或者在其内侧的表面整体形成遮挡紫外线的遮光膜,则存在使紫外线的照射光量降低这样的问题。另外,在上述现有的电介质阻挡放电灯中,由于放电容器主要由石英构成,因此若使极高的紫外线的能量向放电容器连续照射,则存在因形成遮光膜的范围而产生裂纹,从而使放电容器破损的情况。在使放电容器的左右侧壁板的截面以朝向外侧成为凸出的方式弯曲时,在没有遮光膜的情况下,存在在该弯曲的顶部附近发生破损的情况。另外,即使当遮光膜在左右侧壁板的内侧表面上形成在弯曲的顶部附近的情况下,在加速实验中,也存在放电容器在遮光膜的短缘部附近发生破损的情况。本件发明诸发明者着眼于将紫外线向放电容器照射时的弯曲部中的破损部位及其破坏应力,认为应力集中的部位因遮光膜的形成范围而不同,因此遮光膜的形成范围与在放电容器的弯曲部产生的应力分布一定具有某种关系。并且,在周密地调查遮光膜的形成范围与放电容器的应力分布的关系后,完成遮光膜的形成范围是在放电容器的弯曲部产生的应力分布中是否达到破坏应力的重要的原因之一的见解(第一方面的见解)。另外,本件发明诸发明者着眼于将紫外线向放电容器照射时的弯曲部中的破损部位、遮光膜的紫外线的透过率及其破坏应力,认为直至放电容器的破损为止的时间因遮光膜的形成范围及紫外线的透过率而不同,因此遮光膜的形成范围及遮光膜的紫外线的透过率与在放电容器的弯曲部产生的应力分布一定有某种关系。并且,在周密地调查遮光膜的形成范围及遮光膜的紫外线的透过率与放电容器的应力分布的关系后,完成遮光膜的形成范围及紫外线的透过率是在放电容器的弯曲部产生的应力分布中是否达到破坏应力的重要的原因之一的见解(第二方面的见解)。

技术实现要素:
本发明鉴于上述情况而提出,其技术的课题在于,在用于照射真空紫外线的电介质阻挡放电灯中,主要抑制真空紫外线的照射光量的降低,并同时抑制放电容器的破损来提高寿命。【解决方案】该第一方面的电介质阻挡放电灯具备由上下的壁板、左右的侧壁板及前后的侧壁板构成的放电容器、封入到放电容器的内部的用于受激准分子发光的放电用气体、在放电容器的外部且在上下的壁板的至少一方上设置的电极。并且,左右的侧壁板在与前后的侧壁板平行的截面中,以向放电容器的外侧凸出的方式弯曲。在该左右的侧壁板的内侧表面形成有遮挡紫外线的遮光膜。并且,该电介质阻挡放电灯的特征在于,该遮光膜覆盖左右的侧壁板的弯曲的顶部的内侧,且该遮光膜在与前后的侧壁板平行的截面中,将交点和遮光膜的一端连结的直线与将交点和遮光膜的另一端连结的直线所成的角度为60度以上且小于180度,其中,所述交点为上下的壁板的中间的直线与将上下的壁板和左右的侧壁板的交界连结的直线的交点。通过该结构,遮光膜抑制在左右的侧壁板上产生的应力,由此能够防止左右的侧壁板的裂纹等的产生,使放电容器的寿命提高。并且,由于遮光膜未覆盖左右的侧壁板整体,因此能够抑制紫外线的照射光量的降低。在该第一方面的电介质阻挡放电灯中,优选形成有遮光膜的角度为86度以上且152度以下。通过该结构,在左右的侧壁板中,在更适合抑制应力的集中的区域上配置遮光膜的端缘部,因此能够将遮光膜的形成限制成最小限度,从而能够进一步抑制紫外线的照射光量的降低。该第二方面的电介质阻挡放电灯具备由上下的壁板、左右的侧壁板及前后的侧壁板构成的放电容器、封入到放电容器的内部的用于受激准分子发光的放电用气体、在放电容器的外部且在上下的壁板的至少一方上设置的电极。并且,左右的侧壁板在与前后的侧壁板平行的截面中,以向放电容器的外侧凸出的方式弯曲。在该左右的侧壁板的内侧表面形成有遮挡紫外线的遮光膜。并且,该遮光膜覆盖左右的侧壁板的弯曲的顶部的内侧,且该遮光膜在与前后的侧壁板平行的截面中,将交点和遮光膜的一端连结的直线与将交点和遮光膜的另一端连结的直线所成的角度小于180度,其中,所述交点为上下的壁板的中间的直线与将上下的壁板和左右的侧壁板的交界连结的直线的交点。并且,该电介质阻挡放电灯的特征在于,遮光膜的紫外线的透过率为16%以上且86%以下的范围。在此,遮光膜的紫外线的透过率为相对于放电灯的发光波长的值。通过该结构,使遮光膜的紫外线的透过率为16%以上且86%以下的范围,由此来抑制在左右的侧壁板上产生的应力,因此能够抑制左右的侧壁板的裂纹等的产生而提高放电容器的寿命。并且,由于遮光膜未覆盖左右的侧壁板整体,因此能够抑制紫外线的照射光量的降低。尤其在左右的侧壁板中,将遮光膜的交界附近配置在适合抑制应力的集中的区域中,因此能够将遮光膜的形成限制成最小限度。在该第二方面的电介质阻挡放电灯中,还可以构成为,上下的壁板为平坦的面且与左右的侧壁板平滑地相连,在与前后的侧壁平行的截面中,形成有遮光膜的角度为86度以下。该第二方面的另一电介质阻挡放电灯具备由上下的壁板、左右的侧壁板及前后的侧壁板构成的放电容器、封入到放电容器的内部的用于受激准分子发光的放电用气体、在放电容器的外部且在上下的壁板的至少一方上设置的电极。并且,左右的侧壁板在与前后的侧壁板平行的截面中,以向放电容器的外侧凸出的方式弯曲。在该左右的侧壁板的内侧表面形成有遮挡紫外线的遮光膜。并且,该遮光膜覆盖左右的侧壁板的弯曲的顶部的内侧,且该遮光膜在与前后的侧壁板平行的截面中,将交点和遮光膜的一端连结的直线与将交点和遮光膜的另一端连结的直线所成的角度小于180度,其中,所述交点为上下的壁板的中间的直线与将上下的壁板和左右的侧壁板的交界连结的直线的交点。并且,该电介质阻挡放电灯的特征在于,遮光膜的紫外线的透过率在上下的壁板与左右的侧壁板的交界侧相对高于弯曲的顶部附近。通过该结构,使遮光膜的弯曲的顶部附近的透过率相对低,使上下的壁板与左右的侧壁板的交界侧的透过率相对高,由此能够缓和在左右的侧壁板的遮光膜的端缘部附近产生的应力的集中,抑制左右的侧壁板的裂纹等的产生,从而使放电容器的寿命提高。【发明效果】根据该第一及第二方面的电介质阻挡放电灯,能够抑制紫外线的照射光量的降低,并同时防止左右的侧壁板的裂纹等的产生而提高放电容器的寿命。附图说明图1是表示该第一方面的一实施方式的图,是电介质阻挡放电灯的垂直于纵长方向的剖视图。图2是表示该第一方面的一实施方式的图,是电介质阻挡放电灯的省略了纵长的中央部的立体图。图3是表示该第一方面的一实施方式的图,(a)是在图2的放电容器的纵长的中心轴处剖开并从侧面方向观察放电容器而得到的剖视图,(b)是(a)的A-A线剖视图。图4(a)及(b)都是表示在图1及图2所示的电介质阻挡放电灯的放电容器中的左右的侧壁板的内侧面形成紫外线遮光膜的情况的图。图5是说明该第一方面的放电容器的左右的壁板的应力分布的图,(a)是没有遮光膜的放电容器的剖视图,(b)是在左右的侧壁板的内侧表面的顶部附近形成有遮光膜的放电容器的剖视图,(c)是在左右的侧壁板的内侧表面的更宽的范围形成有遮光膜的放电容器的剖视图。图6是表示该第一方面的放电容器的左右的侧壁板的应力分布的测定结果的图。图7是对该第一方面的测定的紫外线光量进行说明的图,(a)是说明遮光膜的宽度的图,(b)是表示遮光膜的宽度与紫外线光量的关系的图。图8是表示没有遮光膜的现有的电介质阻挡放电灯的图,是放电灯的垂直于纵长方向的剖视图。图9是说明电介质阻挡放电灯的遮光膜的透过率的测定方法的图。图10是表示该第二方面的第一实施方式的一例的图,是电介质阻挡放电灯的垂直于纵长方向的剖视图。图11是说明该第二方面的放电容器的左右的侧壁板的应力分布的图,(a)是没有遮光膜的放电容器的剖视图,(b)是在左右的侧壁板的内侧表面的顶部附近形成有透过率约为7.9%的遮光膜的放电容器的剖视图,(c)是在左右的侧壁板的内侧表面的顶部附近形成有透过率约为24%的遮光膜的放电容器的剖视图。图12是表示该第二方面的第一实施方式的放电容器的左右的侧壁板的应力分布的测定结果的图。图13是表示该第二方面的第一实施方式的实验结果的图,(a)是表示放电容器的峰值应变与放电容器的点亮时间的关系的图,(b)是表示放电容器的峰值应变与遮光膜的紫外线的透过率的关系的图。图14是表示该第二方面的第二实施方式的一例的图,是电介质阻挡放电灯的垂直于纵长方向的剖视图。【符号说明】1放电容器1a上下的壁板1b左右的侧壁板1c前后的侧壁板2上部电极3下部电极4遮光膜5排气管10电介质阻挡放电灯具体实施方式(第一方面)以下,参照图面,对本发明的各实施方式进行说明。在同一或同类的构件上使用同一符号或仅使尾标不同来进行表示,并省略重复的说明,但各实施方式的记载应该为了理解本发明的技术的思想而合乎目的地解释,不应该限定解释为实施方式的记载。首先,对表示本发明的实施方式的电介质阻挡放电灯的整体的概要进行说明。图2及图3是表示本发明的一实施方式的图,图2是电介质阻挡放电灯的省略了中央部的立体图,图3是图2的剖视图。图3(a)是将图2的放电容器在纵长的中心轴处剖开并从侧面方向观察而得到的剖视图,图3(b)是沿着图3(a)的箭头方向观察到的A-A线剖视图。需要说明的是,图中的单点划线表示纵长的中心轴。电介质阻挡放电灯10具有纵长的放电容器1、电极2、3、在放电容器1的内部用于遮挡紫外线的遮光膜4、排气管5。在放电容器1中封入有用于受激准分子发光的氙(Xe)气。放电容器1由合成石英制玻璃构成,包括:上下面对的平坦的壁板(以下,称为“上下的壁板”。)1a、左右面对的侧壁板(以下,称为“左右的侧壁板”。)1b;前后面对的侧壁板(以下,称为“前后的侧壁板”。)1c。放电容器1能够通过将由上下的壁板1a和左右的侧壁板1b构成的纵长的管的前后利用前后的侧壁板1c分别熔敷而堵塞来构成。在放电容器1中,上下的壁板1a及左右的侧壁板1b都相对于纵长的中心轴平行配置,前后的侧壁板1c相对于纵长的中心轴垂直配置。左右的侧壁板1b在相对于纵长的中心轴垂直剖开的截面中,以朝向外侧凸出的方式弯曲。例如,图3(a)所示的放电容器1的横截面的上下方向的最大宽度为十几mm,左右方向的最大宽度为几十mm,前后方向的长度为几百mm以上。在前后的侧壁板1c上分别事前突出设置有排气管5。各排气管5是以从前后的侧壁板1c的外表面进一步向外侧突出的方式熔敷的熔融石英玻璃制的管材,各排气管5内分别与放电容器1的内部连通。该放电容器1在上下的壁板1a的外表面形成有电极2、3的金属薄膜。电极2以除了用于对电介质阻挡放电灯放射的真空紫外线的强度进行检查的传感器用的未涂膜部之外,覆盖上壁板1a的上表面的大致整面的方式成膜。另外,电极3以网眼状的图案在下壁板1a的下表面的大致整面成膜。在左右的侧壁板1b及前后的侧壁板1c的内侧面设有对含有氧化钇(Y2O3)的料浆进行烧成而得到的用于遮挡紫外线的遮光膜4。通过将电介质阻挡放电灯10与电源装置连接来构成紫外线照射装置,并通过经由引线向电极施加规定的电力,来使电介质阻挡放电灯点亮,从而通过该平坦的下壁板1a向图3(a)的箭头的方向照射172nm的真空紫外线。图1是本实施方式的电介质阻挡放电灯的垂直于纵长方向的剖视图。需要说明的是,图1中的纵横方向的单点划线分别表示截面的线对称的对称轴,两个对称轴的交点位于图2的纵长的中心轴上。另外,虚线的箭头表示紫外线的照射方向。如图1所示,放电容器1中,将上下的壁板1a和左右的侧壁板1b在交界B1处分别平滑地相连。将上下的壁板1a和左右的侧壁板1b在交界B1处平滑地相连是指以交界B1处的切线的倾斜的变化小的方式进行连接。在图1中,左右的侧壁板1b的截面以朝向外侧成为凸形状的方式弯曲。具体而言,外侧表面由曲率半径为R1的半圆构成,内侧表面由曲率半径为R2的半圆构成。左右的侧壁板1b的截面也可以以使各表面成为椭圆或使顶点附近大致成为直线状等方式进行各种弯曲。在图1中,遮光膜4形成在左右的侧壁板1b的内侧表面上。而且,遮光膜4覆盖左右的侧壁板1b的弯曲的顶点P1的内侧,并且,在图1(与前后的侧壁板1c平行的截面)中,遮光膜4将上下的壁板1a的中间的直线L1作为对称线而呈线对称地同样形成,且将交点C和遮光膜的一端B21连结的直线L3与将交点C和遮光膜4的另一端B22连结的直线L4所成的角度θ为152度,其中,该交点C为上下的壁板1a的中间的直线L1与将上下的壁板1a和左右的侧壁板1b的交界连结的直线L2的交点。当这样形成遮光膜4时,能够通过少量的遮光膜4来抑制在左右的侧壁板1b上产生的应变而延长直至达到破坏为止的时间。为了充分地抑制在左右的侧壁板1b产生的应变,只要使形成遮光膜4的角度θ为60度以上即可。图4(a)及(b)都作为一例而表示在图1、图2及图3所示的电介质阻挡放电灯的放电容器1中的左右的侧壁板1b的内侧面上形成紫外线遮光膜的情况。首先,将放电容器1如图4(a)所示那样以左右的侧壁板1b的面成为下方的方式倾斜,并从排气管5将含有氧化钇(Y2O3)的料浆S在左右的侧壁板1b的内侧表面上从下侧的顶部注入到规定的高度。形成遮光膜的角度通过注入的料浆S的高度来调整,但也可以在注入少量的料浆S后使左右的侧壁板1b倾斜来调整。之后,将不需要的料浆S从排气管5排出而后进行干燥。图4(a)的箭头表示料浆S的移动方向。该遮光膜能够遮挡172nm的真空紫外线,遮光率能够通过膜厚或制造方法等来调整。遮光率能够通过使规定量的料浆中的氧化钇的浓度变化来调整。例如,还可以利用Sn-丁醇将以重量比计含有10%的氧化钇(Y2O3)的料浆稀释来调整遮光率,在3倍稀释下能够得到遮光率约为90%的遮光膜,或者在10倍稀释下能够得到遮光率约为65%的遮光膜。在此,遮光率为相对于波长为172[nm]的真空紫外线的值。图9是说明电介质阻挡放电灯的遮光膜的透过率的测定方法的图。如图9所示,将上述电介质阻挡放电灯10破坏而取出的左右的侧壁板的部分100的透过率的测定方法如以下这样。首先,通过未图示的夹具将左右的侧壁板的部分100立起而固定在氮(N2)氛围中的测定装置的台102上。此时,将作为测定对象的左右的侧壁板配置在狭缝102a的上方。狭缝102a的宽度充分地比测定的遮光膜的宽度窄。接着,从光源101将测定波长(在本实施方式中,为172nm)的真空紫外线经由狭缝102a向一方的左右的侧壁板侧照射,并通过传感器103从另一方的左右的侧壁板侧对透过遮光膜后的真空紫外线的光强度(透过强度)进行测定。根据这样测定的真空紫外线的透过强度,通过下式来求出透过率T。T=I1/I0其中,I0表示没有遮光膜的电介质阻挡放电灯的透过强度,I1表示测定对象的电介质阻挡放电灯的透过强度。需要说明的是,在通过百分率(%)表示T的情况下乘以100。另外,通过下式求出遮光率Sr。Sr=1-T当如上述那样对左右的侧壁板1b及前后的侧壁板1c涂敷料浆S后而进行烧成时,得到图4(b)中虚线所示那样的遮光膜4。在遮挡的真空紫外线为基于氙气得到的波长为172nm的真空紫外线的情况下,除了氧化钇之外,还可以使用使氧化锌(ZnO)等超微粒子、或者通过二氧化硅包覆氧化钛而得到的超微粒子混浊在溶剂中而得到的料浆(混浊液)或氧化铝(Al2O3)微粒子分散的料浆的烧成物等。之后,从排气管5排气并注入放电用气体G(例如氙气),使放电用气体G填充到内部。然后,将双方的排气管5的前端部熔融密封来将内部密闭。之后,对电极用的金属进行蒸镀来进行图制,最后通过蒸镀氟化镁(MgF2)来形成用于保护电极的涂层,从而完成形成有遮光膜的放电容器1。图8是表示没有遮光膜的现有的电介质阻挡放电灯的图,是放电灯的垂直于纵长方向的剖视图。电介质阻挡放电灯80的放电容器的形状及材质与图1中说明的放电容器1相同。当从内侧向电介质阻挡放电灯80的石英制放电容器长时间照射紫外线时,石英玻璃的体积收缩,从而在左右的侧壁板的内侧表面上产生压缩应力,相反在左右的侧壁板的外侧表面上产生拉伸应力。其结果是,在左右的侧壁板的外侧表面的顶部P附近集中有拉伸应力,从而容易产生裂纹。在此,如图5中表示截面那样,在左右的侧壁板的截面中,改变从外侧表面的凸部的顶点P2到遮光膜的端部的平行于上下的壁板的距离W1、W2(以下,为了方便,称为“遮光膜的宽度”。)来制作放电灯,测定使放电灯长时间点亮时在放电容器上产生的应变。制作出的放电灯C0、C1、C2如以下表1那样。将测定对象的放电灯以由偏振板和灵敏色板夹着的方式配置在偏振板上,从偏振板侧进行照明并从灵敏色板侧拍照,且通过图像分析来求出应变值及应力值。应变值与应力值处于正比关系。【表1】放电灯遮光率Sr(%)角度(度)C00-C19086C290152图5(a)(C0)是没有遮光膜的放电灯,图5(b)(C1)是在左右的侧壁板的内侧表面的顶部附近形成有遮光膜的放电灯,图5(c)(C2)是在左右的侧壁板的内侧表面的更宽的范围形成有遮光膜的放电灯。放电灯C0、C1、C2的垂直于纵长方向的截面的外形尺寸都为最大纵向宽度16[mm]×最大横向宽度45[mm]、厚度2.5[mm]、长度1220[mm],左右的侧壁板的外侧表面是曲率半径为8[mm]的半圆,内侧表面是曲率半径为5.5[mm]的半圆。遮光膜41、42都遮挡90%以上的紫外线。形成遮光膜41的角度θ1约为86度,形成遮光膜42的角度θ2约为152度。上述的角度θ1、θ2都根据遮光膜41、42覆盖左右的侧壁板的内侧表面的范围W1、W2的实测值,并利用放电灯的左右的侧壁板的曲率半径、厚度及折射率来算出。图6是表示图5的放电灯C0、C1、C2的左右的侧壁板的应力分布的测定结果的图。图中的曲线F0表示图5(a)的放电灯C0的应力分布的曲线图,曲线F1表示图5(b)的放电灯C1的应力分布的曲线图,曲线F2表示图5(c)的放电灯C2的应力分布的曲线图。另外,通过图6的P2表示图5中的左右的侧壁板的外侧表面的顶点P2,通过图6的B1表示图5中的上下的壁板与左右的侧壁板的交界B1,通过图6的B23表示图5(b)的遮光膜41的端部B23,通过图6的B24表示图5(c)的遮光膜42的端部B24。放电灯C0、C1、C2在点亮放电灯之前都没有应变,应力值大致为0。曲线图F0、F1、F2都表示将真空紫外线照射2000小时以上之后的应力值。如图6所示,在曲线图F0中,在顶点P2处,拉伸应力的值成为最大。这很好地说明了在长时间照射后,在顶点P2处放电灯C0容易破损的事实。在曲线图F1中,在顶点P2处不产生拉伸应力,从而能够确认出遮光膜41的效果。但是,在图5(b)的遮光膜41的端部B23、即图6中的B23处,拉伸应力的值成为最大。并且认为当持续照射紫外线时,放电灯C1在图6中的B23处容易破损。由该结果可知,当在电介质阻挡放电灯80的左右的侧壁板的内侧表面的顶点附近形成遮光膜,且从内侧向该放电容器照射紫外线时,在左右的侧壁板的内侧表面的顶点附近处,紫外线向左右的侧壁板的照射量减少,能够缓和内侧表面的顶点附近的收缩。然而,在形成有遮光膜的区域的交界附近,因石英的收缩的不同而容易产生大的应变,在该交界附近的外侧表面集中有拉伸应力,因此容易产生裂纹。在曲线图F2中,在图5(c)的遮光膜42的端部24、即图6中的B24处也未观测到拉伸应力的峰值。并且,在曲线图F2中,可知在遮光膜42的比端部B24靠内侧的位置,拉伸应力的值相对地增大,但拉伸应力的最大值比曲线图F1降低。接着,制作在没有遮光膜的放电灯C0的外侧形成有简易的遮光膜的放电灯S1~S7,来研究该遮光膜的宽度与紫外线的照射光量的关系。在放电灯C0的外侧表面,以包括没有遮光膜(0[mm])在内的7种宽度分别形成遮挡100%的紫外线的遮光膜,由此得到放电灯S1~S7。图7是对测定的紫外线光量进行说明的图。图7(a)是说明遮光膜的宽度的图,图7(b)是表示遮光膜的宽度与紫外线光量的关系的图。需要说明的是,图7(a)仅将放电容器的垂直于纵长方向的截面示出单侧一半。对于表2的条件S1~S7进行测定。测定紫外线的光量的检查装置中,将其传感器头的受光膜以从试制的放电夹紧装置的下表面隔开3.5[mm]的间隔的方式配置。在图7(b)中,在横轴上表示在放电容器的截面中从纵长的中心轴Os朝向左右的侧壁板的距离D2[mm],在纵轴上表示将放电容器的中央部标准化为1.0的172nm的真空紫外线的照度I(a.u.,任意单位)。根据图7(b),形成有各遮光膜的放电灯的光量为由横轴、横轴成为凸部的顶点的两个纵线以及基于各遮光膜得到的照度的曲线图包围的面积,当以没有遮光膜的放电灯的光量为基准而分别计算比率(%)时,成为表2所示的结果。需要说明的是,如图7(a)所示,表中的角度θs表示形成遮光膜的范围。【表2】由表2可知,与没有遮光膜的放电灯相比,遮光膜的宽度为6[mm]且形成遮光膜的范围为152度的放电灯中,将光量的降低抑制到约20%以内,遮光膜的宽度为3[mm]且形成遮光膜的范围为102度的放电灯中,将光量的降低抑制到约10%以内。当汇总以上的结果时,由上述放电灯的光量的实验结果及图6的放电容器的左右的壁板的应力分布可知,形成遮光膜的角度优选为86度以上且152度以下,更优选为102度以上且152度以下。在本发明的实施例的放电灯中,当垂直于纵长方向的截面与上述实验中试制的放电灯的尺寸相同,在左右的侧壁板的内侧表面上从凸部的顶点朝向内侧以6.7[mm]的宽度、152度形成遮光膜,且使遮光膜的紫外线的遮光率约67%时,相对于没有遮光膜的放电灯,能够得到94%的光量。另外,在该放电灯中,真空紫外线的照射时间即使经过500小时,也不会产生峰状的应变。另外,在另一实施例的放电灯中,确认了即使在垂直于纵长方向的截面的外形尺寸为最大纵向宽度12[mm]×最大横向宽度37[mm]、厚度2[mm],且在左右的侧壁板的截面中,外侧表面是朝向外侧的曲率半径为6[mm]的半圆,内侧表面是朝向外侧的曲率半径为4[mm]的半圆的情况下,也能够与上述实验中试制的放电灯同样地抑制光量的降低,并同时抑制应变的产生。本发明的电介质阻挡放电灯在左右的侧壁板的内侧表面形成有一层遮光膜,但也可以形成由使紫外线的遮光率不同的多个遮光膜构成的多层膜。此时,可以通过各层的形成遮光膜的范围来设定多种紫外线的遮光率,例如可以按距凸部的顶点的距离来设定不同的遮光率。具体而言,可以在凸部的顶点附近形成遮挡90%以上的紫外线的第一遮光膜,并且,通过透过率相对低的第二遮光膜覆盖该第一遮光膜的交界附近并形成到上下的壁板与左右的侧壁板的交界附近。由此,在凸部的顶点附近能够减少向放电容器飞来的飞散物的附着及其固化,并且在第一遮光膜的交界附近能够抑制峰状的拉伸应力的产生,从而能够抑制紫外线的照射光量的降低并同时抑制放电容器的破损。(第二方面)(第一实施方式)图2及图3是表示本发明的第一实施方式的一例的图,图2是电介质阻挡放电灯的省略了纵长的中央部的立体图,图3是图2的剖视图。图3(a)是将图2的放电容器在纵长的中心轴处剖开并从侧面方向观察而得到的剖视图,图3(b)是沿着图3(a)的箭头方向观察到的A-A线剖视图。需要说明的是,图中的单点划线表示纵长的中心轴。需要说明的是,图2及图3的结构与第一方面同样,因此省略说明。图10是表示本发明的第一实施方式的一例的图,是电介质阻挡放电灯的垂直于纵长方向的剖视图。图10中的纵横方向的单点划线分别表示截面的线对称的对称轴,两个对称轴的交点位于图2的纵长的中心轴上。另外,虚线的箭头表示紫外线的照射方向。如图10所示,放电容器1中,将上下的壁板1a和左右的侧壁板1b在交界B1处分别平滑地相连。将上下的壁板1a和左右的侧壁板1b在交界B1处平滑地相连是指以交界B1处的切线的倾斜的变化小的方式进行连接。在图10中,左右的侧壁板1b的截面以朝向外侧成为凸形状的方式弯曲。具体而言,外侧表面由曲率半径为R1的半圆构成,内侧表面由曲率半径为R2的半圆构成。需要说明的是,左右的侧壁板1b的截面也可以以使各表面成为椭圆或使顶点附近大致成为直线状等方式进行各种弯曲。在图10中,遮光膜4使紫外线的透过率约为24%,其形成在左右的侧壁板1b的内侧表面上。遮光膜4的紫外线的透过率为16%以上且86%以下,优选为22%以上且80%以下。而且,遮光膜4覆盖左右的侧壁板1b的弯曲的顶点P1的内侧,并且在图10(与前后的侧壁板1c平行的截面)中,遮光膜4将上下的壁板1a的中间的直线L1作为对称线而呈线对称地同样形成,且将交点C和遮光膜的一端B21连结的直线L3与将交点C和遮光膜4的另一端B22连结的直线L4所成的角度θ为86度,该交点C为上下的壁板1a的中间的直线L1与将上下的壁板1a和左右的侧壁板1b的交界B1连结的直线L2的交点。直线L3与直线L4所成的角度θ小于180度,优选为86度以下。这样,能够通过少量的遮光膜4来抑制在左右的侧壁板1b上产生的应变而延长直至达到破坏为止的时间。图4(a)及(b)都作为一例而表示在图10、图2及图3所示的电介质阻挡放电灯的放电容器1中的左右的侧壁板1b的内侧面上形成紫外线遮光膜的情况。需要说明的是,图4的结构也与第一方面同样,因此省略说明。图9是说明电介质阻挡放电灯的遮光膜的紫外线的透过率的测定方法的图。需要说明的是,图9的结构也与第一方面同样,因此省略说明。图8是表示没有遮光膜的现有的电介质阻挡放电灯的图,是放电灯的垂直于纵长方向的剖视图。电介质阻挡放电灯80的放电容器的形状及材质与图1中说明的放电容器相同。需要说明的是,图8的结构也与第一方面同样,因此省略说明。另外,如图11中表示截面那样,改变遮光膜的紫外线的透过率T来制作放电灯,测定使放电灯长时间点亮时在放电容器上产生的应变。制作出的放电灯C0、C1、C2如以下表3那样。将测定对象的放电灯以由偏振板和灵敏色板夹着的方式配置在偏振板上,从偏振板侧进行照明并从灵敏色板侧拍照,且通过图像分析来求出应变值及应力值。应变值与应力值处于正比关系。【表3】放电灯透光率T(%)角度θ1(度)C0没有遮光膜(100)-C17.986C22486图11(a)(C0)是没有遮光膜的放电灯,图11(b)(C1)是在左右的侧壁板的内侧表面的顶部附近形成有透过率约为7.9%的遮光膜的放电灯,图11(c)(C2)是在左右的侧壁板的内侧表面的顶部附近形成有透过率约为24%的遮光膜的放电灯。放电灯C0、C1、C2的垂直于纵长方向的截面的外形尺寸都为最大纵向宽度16[mm]×最大横向宽度45[mm]、厚度2.5[mm]、长度870[mm],左右的侧壁板的外侧表面是曲率半径为8[mm]的半圆,内侧表面是曲率半径为5.5[mm]的半圆。遮光膜41、42都覆盖外侧表面的顶点附近,且形成遮光膜41、42的角度θ1约为86度。能够根据遮光膜41、42覆盖左右的侧壁板的内侧表面的范围W的实测值,并利用放电灯的左右的侧壁板的曲率半径、厚度及折射率来算出该角度θ1。图12是表示图11的放电灯C0、C1、C2的左右的侧壁板的应力分布的测定结果的图。图中的F0表示图11(a)的放电灯C0的应力分布的曲线图,F1表示图11(b)的放电灯C1的应力分布的曲线图,F2表示图11(c)的放电灯C2的应力分布的曲线图。放电灯C0、C1、C2在点亮放电灯之前都没有应变,应力值大致为0。曲线图F0、F1、F2都表示将真空紫外线照射2000时间以上之后的应力值。另外,通过图12的P2表示图11中的左右的侧壁板的顶部P2,通过图12的B1表示图11中的上下的壁板与左右的侧壁板的交界B1,通过图12的B2表示图11(b)及图11(c)的遮光膜41、42的端部B2。需要说明的是,以下,为了方便,有时使用峰值应力或峰值应变这样的表述。峰值应力在图12所示那样的应力分布图中,是指顶点P2处的拉伸应力的最大值,或者当应力在顶点P2处不是最大时,是指灯的左右的侧壁板的范围(P2~B1的范围)内的拉伸应力的极大值,或者当应力在顶点P2处不是最大且灯的左右的侧壁板的范围(P2~B1的范围)内的拉伸应力的极大值不存在时,是指上下的壁板的范围(从B1向内侧)内的最大值。峰值应变是指与峰值应力对应的应变。在图12中,曲线图F0在顶点P2处表现出峰值应力及峰值应变,曲线图F1及F2在B2处表现出峰值应力及峰值应变。如图12所示,在曲线图F0中,在顶点P2处拉伸应力的值成为最大。这很好地说明了在长时间照射后,在顶点P2处放电灯C0容易破损的事实。在曲线图F1中,在顶点P2处不产生拉伸应力,从而能够确认出遮光膜41的效果。但是,在遮光膜41的端部、即图12中的B2处,拉伸应力的值成为最大。并且认为当持续照射紫外线时,放电灯C1在图11中的B2处容易破损。由该结果可知,当在电介质阻挡放电灯70的左右的侧壁板的内侧表面的顶点附近形成遮光膜,且从内侧向该放电容器照射紫外线时,在左右的侧壁板的内侧表面的顶点附近处,紫外线向左右的侧壁板的照射量减少,能够缓和内侧表面的顶点附近的收缩。然而,在形成遮光膜的区域的交界附近,因石英的收缩的不同而容易产生大的应变,在该交界附近的外侧表面集中有拉伸应力,因此容易产生裂纹。在曲线图F2中,可知在遮光膜42的端部、即图12中的B2处观测到拉伸应力的峰值,但拉伸应力的最大值比曲线图F1降低。接着,制作在没有遮光膜的放电灯C0的内侧表面将透过率约为22.8%的遮光膜从外侧表面的顶点朝向内侧形成到4[mm]、角度约86度的范围的放电灯C3,来研究上述放电灯C1、C2、C3的放电容器的峰值应变与放电容器的点亮时间的关系。峰值应变的值与上述应变值同样地测定。研究的放电灯C1、C2、C3如以下表4那样。【表4】放电灯透光率T(%)角度θ1(度)C17.986C22486C322.886图13(a)是表示放电容器的峰值应变与放电容器的点亮时间的关系的曲线图。在图13(a)中,在横轴上表示放电容器的点亮时间Hr,在纵轴上表示峰值应变的值ε(a.u.,任意单位)。在图13(a)中的各标识中,圆形(○)表示使放电灯C0在点灯装置的器具内点亮时的峰值应变的测定值,菱形(◇)表示使放电灯C1在点灯装置的器具内点亮时的峰值应变的测定值,四方形(□)表示使放电灯C2无罩(没有器具)点亮时的峰值应变的测定值,三角形(△)表示使放电灯C3在点灯装置的器具内点亮时的峰值应变的测定值。需要说明的是,曲线G0~G3分别表示根据上述的测定结果推定的曲线图。并且,明确了当放电灯在点灯装置的器具内点亮时,比无罩点亮寿命缩短约25%。根据图13(a),在放电灯C0中,如曲线图G0所示,在点亮时间为2000小时时,应变的值为48(a.u.)。在放电灯C1中,如曲线图G1所示,在点亮时间为2221小时时,应变的值为46(a.u.)。另一方面,在放电灯C3中,如曲线图G3所示,在点亮时间为2040小时时,应变的值为30(a.u.),在点亮时间为2978小时时,应变的值为40(a.u.)。由此可知,当提高遮光膜的紫外线的透过率T时,即使在相同的点亮时间下,峰值应变的值也下降。因此,形成有上述遮光膜的放电灯通过提高遮光膜的紫外线的透过率T,能够延长到产生放电容器的裂纹为止的时间,能够抑制放电容器的破损而延长寿命。接着,根据上述图12及图13(a),求出使上述放电灯C0~C3点亮2000小时时的放电容器的峰值应变值,来研究峰值应变与遮光膜的紫外线的透过率T的关系。并且,在以下的条件下分别试作放电灯C4~C8,来研究点亮2000小时时的放电容器的峰值应变与遮光膜的紫外线的透过率T的关系。表5表示该结果。放电灯C4~C8使用与上述放电灯C0~C3相同的尺寸及形状的放电容器。放电灯C4~C8中,遮光膜形成在左右的侧壁板的内侧表面的顶部附近,形成遮光膜的角度约为152度,遮光膜的透过率分别为20%、30%、40%、50%、60%。【表5】图13(b)是表示放电容器的峰值应变与遮光膜的紫外线的透过率T的关系的图。在横轴上表示遮光膜的紫外线的透过率T(%),在纵轴上表示点亮2000小时时的放电容器的峰值应变的值ε(a.u.)。图中的标识C0~C8分别表示使上述放电灯C0~C8分别点亮2000小时时的相对于各透过率T的峰值应变。另外,曲线H表示标识C0~C8的插补曲线。可知图13(b)中的标识C8的峰值应变的值为17,遮光膜的紫外线的透过率在60%附近时,峰值应变的值变得最小。并且,还可知存在峰值应变的值为规定值以下的最佳的透过率的范围。从曲线H读取出峰值应变的值为约35以下的透过率的范围为约16%以上且约86%以下。并且,读取出峰值应变的值小于约30的透过率的范围为约22%以上且约80%以下。由以上可知,本发明的第一实施方式的放电灯在遮光膜的紫外线的透过率为约16%以上且约86%以下时,在放电灯的实用上能够得到充分的寿命。为了延长放电灯的寿命,优选遮光膜的紫外线的透过率为约22%以上且约80%以下。(第二实施方式)在表示本发明的实施方式的电介质阻挡放电灯中,可以在形成遮光膜的各范围中以使遮光膜的紫外线的透过率不同的方式构成。图14是表示本发明的第二实施方式的一例的图,是电介质阻挡放电灯的垂直于纵长方向的剖视图。电介质阻挡放电灯20为与上述的图1的电介质阻挡放电灯同样的形状及材质,在左右的侧壁板1b的内侧表面形成遮光膜24,且还形成覆盖该遮光膜24的遮光膜25。在图14中,左右的侧壁板1b的截面以朝向外侧成为凸形状的方式弯曲,具体而言,外侧表面由曲率半径为R1的半圆构成,内侧表面由曲率半径为R2的半圆构成。需要说明的是,左右的侧壁板1b的截面也可以以使各表面成为椭圆或使顶点附近大致成为直线状等方式进行各种弯曲。在图14中,遮光膜24覆盖左右的侧壁板1b的弯曲的顶部P1的内侧,并且在图1(与前后的侧壁板1c平行的截面)中,遮光24将上下的壁板1a的中间的直线L1作为对称线而呈线对称地同样形成,且将交点C和遮光膜24的一端B21连结的直线L3与将交点C和遮光膜24的另一端B22连结的直线L4所成的角度θ2为86度,该交点C为上下的壁板1a的中间的直线L1与将上下的壁板1a和左右的侧壁板1b的交界连结的直线L2的交点。另外,遮光膜25覆盖遮光膜24,并且,在图12(与前后的侧壁板1c平行的截面)中,遮光膜25将上下的壁板1a的中间的直线L1作为对称线而呈线对称地同样形成,且将交点C和遮光膜25的一端B31连结的直线L5与将交点C和遮光膜25的另一端B32连结的直线L6所成的角度θ3小于180度。遮光膜24只要覆盖左右的侧壁板1b的弯曲的顶部P1的内侧即可,角度θ2可以为86度以下。在图14中,遮光膜24的紫外线的透过率相对低于遮光膜25的紫外线的透过率,且在上下的壁板1a与左右的侧壁板1b的交界B1侧相对高于弯曲的顶部P1附近相比。具体而言,遮光膜24使约10%紫外线透过,遮光膜25使约50%的紫外线透过。遮光膜24也可以使紫外线以约10%以下透过。这样通过遮光膜25使遮光膜24的端部B21、22附近的石英的收缩之差减小,也能够抑制遮光膜24的端部B21、22处的峰状地产生的拉伸应力的最大值而抑制放电容器的破损。并且,通过遮光膜24能够减少左右的侧壁板1b的弯曲的顶部附近的白色的飞散物的附着及其固化。需要说明的是,遮光膜24与遮光膜25的上下关系不限。在本发明的第二实施方式中,通过在左右的侧壁板的弯曲的顶部附近使遮光膜的紫外线的透过率成为10%以下,从而在顶部附近能够减少向放电容器飞来的飞散物的附着及其固化。并且,通过透过率相对高的其他的遮光膜来覆盖该遮光膜的交界附近,能够抑制峰状的拉伸应力的产生,从而能够抑制紫外线的照射光量的降低并同时抑制放电容器的破损。本发明的电介质阻挡放电灯中,放电容器的结构对双层管结构、单管结构不限。并且,在双层管结构的情况下,还可以设置辅助电极。
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1