专利名称：放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及放电灯。特别涉及封装了0.15mg/mm3以上的水银、氩(Ar)以及卤素的放电灯。
背景技术：
作为投影仪用光源，使用超高压水银灯，这种水银灯一般在由石英玻璃制成的发光管上以2mm左右的间隔相对设置的一对电极，并且，在发光空间中封装有0.15mg/mm3以上的水银、以氩为主要成分的惰性气体以及卤素。例如，参见特许第2829339号，特许第2980882号等。
这些放电灯用于液晶显示器装置或使用了DMD的DLP等投影装置以及背投电视。
此处，封装卤素的主要目的在于防止发光管的失透，以此方式，能够实现所谓卤素循环功能，从而产生延长使用寿命的效果。
为了良好地实现卤素循环，必须封装适量的卤素，此外，还知道要封装适量的氧。在氧过多或过少的情况下，均会产生发光管内表面变黑或由钨构成的电极损耗的问题。例如，在特开2004-303573号中，对于卤素的封装量而言，记载了应封入规定氧的内容。
一般情况下，作为对放电灯的发光空间中所含的物质进行定量的方法，存在测定分光光谱的方法。其为从某种物质的明线光谱强度测定该物质的封入量的方法，并且，在有氧的情况下，通过OH基的明线光谱强度进行定量。
然而，作为水银灯，特别是投影装置使用的放电灯那样的含有大量水银的放电灯，由于由水银产生的发光过强，因此，不可能测定OH基的明线光谱。
总之，从正常照明时(电弧放电发光)的分光光谱测定在放电灯中所含的物质的方法对于水银灯而言，是难以进行的。
另外，还存在使放电灯进行辉光放电而对物质(封装物)进行定量的方法。由于通过水银产生的发光不强，因此，能够测定OH基的明线光谱。在这种技术中，例如，在特开2002-75269或特开2004-158204号中所说明的那样，这些文献采用各个光谱强度比，对OH基和氩等物质进行定量。特别是，在特开2004-158204号中，测定OH基和氩的发光强度比以及氢和氩的发光强度比，以限定OH基和氢相对于氩的发光光谱。
另外，利用OH基的光谱作为氧的定量的理由在于氧原子(O)或氧分子(O2)易于与其它物质反应，从而难以测定氧原子(O)或氧分子(O2)的辉光光谱，在现实中，从与氢反应生成的水分子(H2O)分离的OH基会发光，其发光强度与水分子(H2O)成比例。
此处，产生新的问题。
由辉光放电进行的上述分析方法为测定温度较低时气相中的气体成分。
一般情况下，虽然放电灯在点亮时，一定量的氧作为与钨以及溴的化合物以气相的状态下存在并用于卤素循环，但是，若灯熄灭而温度降低，则作为化合物的形态，这些氧化物会形成固态，并附着在发光管的内壁等上。具体来说，以钨的氧化物(WOx)、钨的溴氧化物(WOxBry)存在。
总之，存在于发光空间的氧在正常照明(电弧放电发光)时，作为钨以及溴的化合物，以气相状态有助于卤素循环，但是在处于低温状态下的辉光放电发光中，不能充分实现气相化，或多或少会存在所谓化合物的固相状态。
因此，在以往通过辉光放电进行的OH基的定量方法中，有时只不过是仅能测定处于气相状态的一部分氧，不能测定固相状态的氧，换句话说，不能测定应原本测定的氧。结果，其意味着在以往通过辉光放电进行的分析方法中，不能正确地对有助于卤素循环的氧进行定量。
不言而喻，还要考虑在制造阶段，进行控制以便确保封入规定量的氧。若按设计封入氧，则即使成品的放电灯不能实现定量，仍能够将氧的量限定在特定范围内。
这种考虑在道理上可能正确，但是在封入放电灯中的氧与形成材料的热处理条件和环境气体等制造工艺息息相关，从而不可能与目标值和实际封入量相一致。
具体来说，溶解或吸附水会附着在钨的电极或钼的金属箔上，另外，在封闭部的封闭工序中，石英玻璃会蒸发并且氧成分会进入发光空间内。总之，在制造工序中不能进行控制，并且，不可避免地存在混入的氧。
另外，在投影装置中使用的放电灯中发光管内容积在100mm3以下，即使氧的量略微不同，卤素循环的功能或效果也会有很大变化。
另外，还考虑了通过破坏制造后的放电灯的方法来测定氧的量。但是，在破坏的瞬间，氧会从外部不可避免地混入。
其结果，在制造阶段控制氧的量或在制造后破坏放电灯，以便测定氧的方法在现实中是不合理的，在实际中，只能通过非破坏方法测定封入放电灯中的氧的量的方法。
若整理以上内容，则(1)在封入卤素的放电灯中，为了有效地发挥卤素循环的功能，必须相对于卤素封入量封入一定量的氧。在特开2004-303573号中，虽然披露了氧相对于卤素封入量的范围，但是，并未对如何定量进行说明，在正常照明时，不能正确限定真正发挥作用的氧的量。
(2)虽然存在由发光光谱测定发光物质的封入量的方法，但是，若使放电灯进行电弧放电，则由于水银的强发光，不能测定其它物质的光谱。另外，虽然如特开平2002-75269号、特开2004-158204号中所示，还存在利用辉光放电的定量方法，但是，由于氧以固相状态存在，因此，不能正确测定正常时形成气相的氧[专利文献1]特开2004-303573号公报[专利文献2]特开2002-75269号公报[专利文献3]特开2004-158204号公报[专利文献4]特许2829339号公报[专利文献5]特许2980882号公报发明内容本发明的要解决的课题在于提供正确测定正常照明时在发光空间中以气相状态存在的氧的量的方法或与其相适合的放电灯。
本发明的放电灯的制造方法，制造由石英玻璃制成的放电容器内具有一对电极，并封装至少0.15mg/mm3以上的水银和氩(Ar)以及卤素的放电灯，其特征在于使上述放电灯进行辉光放电，测定由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a1以及由OH基形成的波长309nm的发光强度b的关系b/a1，接着，在该放电灯的放电容器内封入氢，同样，使该放电灯进行辉光放电，测定由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a2以及由OH基形成的波长309nm的发光强度c的关系c/a2，使c/a2与b/a1的差(c/a2-b/a1)达到0.001～15。
另外，在本发明的放电灯，在由石英玻璃制成的放电容器内具有一对电极，并封装至少0.15mg/mm3以上的水银和氩(Ar)以及卤素，其特征在于使上述放电灯进行辉光放电时的由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a1以及由OH基形成的波长309nm的发光强度b的关系b/a1，以及在该放电灯的放电容器内封入氢，同样，使该放电灯进行辉光放电时的由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a2与由OH基形成的波长309nm的发光强度c的关系c/a2，其c/a2与b/a1的差(c/a2-b/a1)为0.001～15。
发明效果通过以上结构，本发明可以提供一种长寿命的放电灯，这种放电灯在熄灯或进行辉光放电时，能够正确定量以钨的氧化物(WOx)、钨的溴氧化物(WOxBry)那样的固相状态存在的氧的量，并且，通过封装正确定量的氧能够有效实现卤素循环。
即，本发明提供了在熄灯或进行辉光放电时，作为钨的氧化物(WOx)或钨的溴氧化物(WOxBry)等化合物，以固相状态存在的氧能够确保支持卤素循环，从而可以使其达到定量的制造方法，以及被定量的放电灯。
其特征在于通过将氢注入放电灯中，能够还原以化合物形式存在的氧并以水分子(H2O)的形式回收，从而能够测定在发光空间中存在的几乎全部氧的量。
具体来说，首先，在利用辉光放电的分析法中测定气相的OH基的发光强度(测定结果1)。接着，将氢混入该放电灯中后，同样，通过利用辉光放电的分析法测定气相的OH基的发光强度(测定结果2)。在由测定结果2定量的OH基的发光强度中，含有在氢混入前作为气相的水分子(H2O)以及在氢混入前作为钨的氧化物(WOx)或钨的溴氧化物(WOxBry)的化合物的氧。因此，通过从测定结果2中减去测定结果1，能够使氢混入前作为钨的氧化物(WOx)或钨的溴氧化物(WOxBry)的化合物的氧实现定量。
图1表示涉及本发明的放电灯的整体结构。
图2表示说明本发明的现象的状态。
图3表示分光测定装置。
图4表示涉及本发明的放电灯的光谱的一个例子。
图5表示涉及本发明的放电灯的光谱的一个例子。。
图6表示涉及本发明的放电灯的制造工序。
图7表示本发明的实验结果。
具体实施例方式
图1显示了涉及本发明的放电灯的整体结构。
放电灯10整体通过由石英玻璃制成的放电容器形成，并具有大致球状发光部11和封闭部12。发光部11在其内部形成发光空间，并相对设有一对电极20。另外，封闭部12以从发光部11的两端伸出的方式形成，在内部，通常，例如通过收缩密封，以气密方式埋设由钼制成的导电用金属箔13。将电极20的轴部与金属箔13焊接在一起并形成电连接，另外，在金属箔13的另一端，焊接有向外部突出的外部导线14。
在发光部11中，封装有水银、氩气和卤素。
水银为用于获得必要的可见光波长、例如，波长为400～700nm的放射光的物质，并应封装0.15mg/mm3以上。该封装量随温度条件不同而不同，但是，在照明时达到150个大气压以上，从而形成极高的蒸汽压。另外，通过封装更多的水银，从而能够制造出照明时的水银蒸汽压200气压以上、300气压以上的高水银蒸汽压的放电灯，并且，水银蒸汽压越高，就越能实现适于投影装置的光源。
对于氩气而言，例如可封装13kPa，并具有改善照明起动性的功能。
卤素是以溴、碘、氯等与水银和其它金属的化合物的形式封入的。卤素的封装量的范围可从10-6～10-2μmol/mm3中选择。封装卤素的主要目的在于防止放电容器的失透，由于如本发明那样，非常小并且具有高内压的放电灯，以此方式还会产生卤素循环。
氧为有效实现卤素循环功能不可缺少的物质，并且必须以最佳量正确封入。
若给出放电灯的数值例，则例如，发光部的最大外径为9.5mm，电极间距离为15mm，发光管内容积为75mm3，额定电压为80V，额定电功率为150W，并且能够进行交流照明。
另外，这种放电灯为内置于小型投影装置的装置，一方面，由于要使装置的整体尺寸非常小，另一方面，要求较高的光通过量，因此，发光空间的热影响非常厉害，灯管壁的负载值为0.8～2.0W/mm2，具体来说，为1.5W/mm2。
具有这种高水银蒸汽压或管壁负载值能够在装载在投影装置或悬挂式投影仪等显示装置或者背投电视上的情况下，能够提供现色性良好的放射光。
此处，在放电灯中，封装有卤素循环能够起到最佳功能的最佳量的氧。该氧在熄灯的状态以及辉光放电的状态下，作为WOx等化合物(固相)存在，在电弧放电的状态下，即在正常照明的状态下，意味着形成气相的氧。
本发明提供了一种制造方法，在该方法中，卤素的封装量根据放电容器的失透和卤素循环的作用，选择10-6～10-2μmol/mm3的数值范围，并根据其与卤素量的关系，确保正确限定有助于卤素循环的氧，本发明还提供了由该制造方法制成的放电灯。
具体来说，首先，使放电灯1进行辉光放电，测定由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a1与由OH基形成的波长309nm的发光强度b的关系b/a1。
接着，在该放电灯的放电容器内封入氢，同样，使放电灯进行辉光放电，测定由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a2与由OH基形成的波长309nm的发光强度c的关系c/a2。
之后，实现最初测定的b/a1的值与之后测定的c/a2的值的差，即(c/a2-b/a1)的定量。
图2是用于说明上述测定原理的模式图。为了便于说明，除去了电极、金属箔、外部导线等，并且，在说明中对各种物质的尺寸、个数进行了修正。(a)表示在投入氢之前进行辉光放电时的放电容器内的氧或水分子(H2O)的状态，(b)表示在投入氢之后进行辉光放电时的氧或水分子(H2O)的状态。在该模式图中，虽然没有写入作为发光分子的OH基，但是，在进行辉光放电的情况下，由水分子(H2O)分离的OH基会发光，其发光强度与水分子(H2O)的量成比例。
在(a)中，许多氧与钨结合以形成化合物WOx。但是，少量的氧与氢结合形成水分子(H2O)。若在这种状态下进行辉光放电，则能够测定在这种状态下的OH基的光谱。
在(b)中，若在放电灯中投入氢，则处于WOx状态的氧引起还原反应，并与氢结合形成水分子(H2O)。若在这种状态下进行辉光放电，则能够测定在这种状态下的OH基的光谱。
因此，若从在(b)中测定的OH基与Ar的发光强度比减除在(a)中测定的OH基与Ar的发光强度比，则能真实地测定有助于卤素循环的氧。
氢向放电容器内的注入例如可通过在氢环境气体中加热放电灯进行。氢通过作为放电容器的形成材料的石英玻璃浸入放电容器内(发光空间)。
加热温度的条件也要考虑在发光空间内注入对于反应足量的氢，进而充分促进WOx或WOxBry的还原反应。若列举数值例，则为600℃～1050℃。
此处，注入放电容器内的氢量也存在最佳范围。若注入量较少，则WOx或WOxBry的氧不能充分还原而回收，另外，由于若注入量过多，则放电电压过高，因此，难以进行用于测定的辉光放电。
氢注入量的最佳范围由加热温度、加热时间、氢透过的面积(发光空间的内表面面积)、发光部的石英玻璃厚度决定。具体来说，对于通常用于本灯的阀尺寸而言，加热温度为600～1050℃，例如为950℃；加热时间为60～300分钟，例如为120分钟，因此，能够充分实现固相状态的氧的气相化，并且，能够进行辉光放电发光。关于氢对石英玻璃的透过，例如，在森胁等的《石英玻璃中的氢的异常扩散现象》(J.Illum.Engng.Japan 61(2)1977pp.99-105)”中有所记载。
在氢的注入中，一边使氢流入装入灯的石英玻璃管内，一边在管状电炉进行加热。若列举数值的例子，则以950℃进行加热120分钟。
下面，将对进行辉光放电发光时的OH基的发光强度测定进行说明。
图3显示了放电灯发光强度的测定装置的大致结构。
分光器30具有衍射光栅31，用于使所述衍射光栅31转动的驱动器32，控制该驱动器32的控制机构33。从放电灯10发出的光通过入射狭缝34进入分光器30，并通过由CCD构成的检测器35及其控制装置36检测测定从分光器30发出的射出光。
在测定中，在使放电灯进行辉光放电发光的状态下，测定波长309nm的发光强度，接着，使衍射光栅31转动，测定波长668nm的发光强度。对将氢注入放电容器内之前的放电灯以及注入氢之后的放电灯分别实施上述测定。
例如，辉光放电发光在额定电流为2.0A时，以5mA左右的直流电流进行照明。在放电难以稳定的情况下，也可以在封闭部12上安装外部电极，以与5mA相当的输出，进行容量结合型交流照明，由此实现测定。
图4、图5显示了通过检测器30测定的光谱的一个例子。图4显示了注入氢之前的光谱，(a)表示OH基的波长309nm附近，(b)表示氩的波长668nm附近。另外，图5显示了注入氢后的光谱，(a)表示OH基的波长309nm附近，(b)表示氩的波长668nm附近。纵轴分别表示光谱的强度(counts(读数))，横轴表示波长(nm)。纵轴的强度是将CCD接收的光量以称为counts的数值表示，用于测定波长间的相对值。
下面，对于OH基与氩的发光强度比的计算，说明一个例子。
在图4中，波长309nm的强度为3414，本底为3100，OH基的发光为314(＝3414-3100)。波长668nm的强度为9588，本底为100，氩的发光为9488(＝9588-100)。
在图5中，波长309nm的强度为75453，本底为31000，OH基的发光为44453(＝75453-31000)。波长668nm的强度为41117，本底为400，氩的发光为40717(＝41117-400)。
本底为OH基以外的发光，例如，在波长为309nm的情况下，意味着氩、水银、石英玻璃的发光，为了求出由OH基形成的发光，必须减除这些本底。波长为668nm的情况也是相同的。
其结果，在注入氢之前的OH基和氩的发光强度的比为0.033(＝314/9488)，在注入氢之后的OH基和氩的发光强度的比为1.092(＝44453/40717)。
此处，由检测器获得的数值数据受到分光器内光学系统或检测器的波长依赖性的影响，与从灯发射出的光性质有所不同。因此，必须在上述测定值中增加修正值，从而达到从灯发出的光的强度。修正值是由分光器或检测器规定的，修正所必需的数据通常由分光器或检测器明示。具体地说，存在由衍射光栅的衍射光效率形成的修正值、CCD的感光修正值、为了在分光器的狭缝前防止倍波的影响而设置锐截止滤色片(例如，旁路滤波器)时的该修正值。
此处，若考虑了上述因素的修正值为0.4而继续说明，注入氢之前的OH基和氩的发光强度的比为0.0132(＝0.033×0.4)，该数值相当于灯的放射光的强度比，即，权利要求的b/a1。另外，在注入氢之后的OH基和氩的发光强度的比为0.4368(＝1.092×0.4)，该数值相当于灯的放射光的强度比，即，权利要求的c/a2。总之，两个强度的差为0.4236(＝0.4368-0.0132)。
在上面的说明中，虽然在OH基和氩的发光强度比中添加了修正值，但是，由于在各个测定值(在图4中，OH基为314，氩为9488)考虑了修正值，因此，计算两者的比率则是相同的。
在测定存在于放电空间中的水分子量时，比较OH基和氩的发光强度的理由在于由于在发光空间中的OH基的发光强度对于照明条件或环境条件受到较大影响，因此，不能作为绝对值测定。例如，由于即使点亮相同的放电灯，但通过环境温度差而改变了Hg的蒸汽压，因此，实质上作用于OH基的发光的能量会改变，其结果，OH基的发光光谱的绝对值不同。另外，即使灯照明的状态(设定位置或照明时间)存在多少差异，但所检测出的OH基的发光光谱的绝对值仍是不同的。因此，应同时测定Ar的发光光谱，采用同氩的发光强度的比，使OH基的量达到定量。
作为比较物质，采用氩的理由在于是原本作为照明起动用的缓冲气体应当封入的物质，以及如水银那样，由温度引起的发光强度的变化不大。
在OH基和氩发光强度的测定中，首先，希望测定OH基的发光强度，另外，在进行数次测定时，希望在每一次测定中均要使放电灯熄灭，并在照明起动后2秒内进行测定。OH基的发光光谱在随着照明时间的流失，强度会减弱。具体来说，首先，点亮放电灯，在2秒内测定OH基的发光强度，之后，测定Ar的发光强度。接着，使放电灯熄灭，再次点亮后，同样，在2秒内测定OH的发光强度，之后，测定Ar的发光强度。重复进行该顺序，如果点亮后，在下一次测定时，优选有5分钟左右的额定照明(电弧放电)。由此复原灯内的气体成分的状态。
这样，本发明的放电灯的制造方法最初进行辉光放电发光，并测定在该状态下形成气相的OH基和Ar的发光强度比，同时，接着在放电灯中注入氢，再次，测定进行辉光放电发光形成气相的OH基和氩的发光强度比。
之后，通过求出第一次测定的OH基和Ar的发光强度比与第二次测定的OH基和Ar的发光强度比的差，能够正确测定在第一次测定中作为化合物形成固相，而在第二次的测定中与氢结合形成水分子并形成气相的氧，即，真正有助于卤素循环的氧。
本发明的特征在于注入氢前的发光强度比(b/a1)与注入氢后的发光强度比(c/a2)的差，即((c/a2)-(b/a1))在0.001～15的范围内。
在卤素循环中，利用从电极蒸发·飞散的金属物质在发光空间内形成与氧和卤素的化合物，再次返回电极的机理，延长放电灯的寿命。
在((c/a2)-(b/a1))小于0.001的情况下，作用于卤素循环的氧量较少，从而不能充分发挥卤素循环的功能，结果，在短时间内，在发光管内会发生变黑。
在((c/a2)-(b/a1))大于15的情况下，卤素循环过度活化，从而会引发电极变形。在电极距离较短的情况下，灯的电压降低，以致引发照明镇流电阻破坏。另外，会将电极前端的钨材输送至电极后端，并且，在电极后端堆积钨。若进行这种堆积，则会到达发光管内表面以致引起发光管的破坏。特别是，在投影装置用灯中，电极间的距离为1.5mm左右，发光管外径在10mm以下，上述现象会显著发生。
另外，(b/a1)优选小于0.05。(b/a1)较高的灯在照明的初期阶段会发生白浊，从而在初级阶段的照明度降低较大。这样，在制造时，在放电容器内会带入水，其中的氢会使构成放电容器的石英玻璃(SiO2)还原并形成SiO而蒸发。SiO与气相中的氧再次结合并以SiO2再次附着在放电容器的内表面。但是，不能构成与放电容器内壁形成一体的玻璃，而是作为方石英的微粒附着于内壁，其是形成白浊的原因。
另外，在照明起动时，若OH基(即，水分子)较多，则放电开始电压较高，从而会产生装置的大型化以及安全问题。
此处，在放电容器内，除了氢以外，还可能存在碳(C)等。因此，气相的氧不仅作为水分子存在，而且作为COx等存在。但是，这种COx即使在注入氢的情况下，同样，仍以COx的状态存在。
总之，即使在放电容器内混入碳(C)，并且，存在COx等，在注入氢的前后，其量不会变化，从而不会对本发明的定量方法产生任何影响。
虽然反复进行，但是，在本发明中，通过注入氢，以所谓氧的状态的含意，模拟形成与电弧放电时相同的状态，在这种状态下，通过进行辉光放电发光，能够不受水银发光影响地测定氧量。其特征在于通过注入氢，新增加的OH基(即，水分子)为真正有助于卤素循环的氧。
本发明的制造方法，通过测定((c/a2)-(b/a1))，能够确认所述放电灯含有适当量的氧。其意味着本发明也可以作为放电灯的检查方法。但是，通过从该放电灯除去氢，能够返回到市场销售的放电灯，在放电灯制造工序中进行该测定意味着可以说是一种放电灯的制造方法。
作为除去氢的方法，例如，可以考虑通过灯整体的真空烘焙或如WO2004/084253中披露的那样，在发光部外表面和内部的导电性部件(电极·Mo箔)之间施加电场，由此除去放电空间内的氢的方法等等。
一般情况下，这种放电灯大多适用于能够以相同的规格连续生产相同式样的灯具，或者进行批量生产的情况。这样，制造相同式样的放电灯的((c/a2)-(b/a1))的值大致相同，一盏放电灯的((c/a2)-(b/a1))的范围为0.001～15，在相同工序中制造的其它放电灯也具有相同的特性。
总之，对于特定的放电灯，仅定期进行该测定，就能根据该测定结果同时对其它放电灯进行评定。其与以抽样方式进行破坏检测是相同的。
作为控制放电容器中所含的氧量的方法，可考虑在封闭工序中，将氧混入封入的氩中并调整其氧量的方法。
图6显示了放电灯的制造工序的大致情况。以(a)～(h)的流程进行工序。
(a)在一侧的封闭部中插入安装件。安装件为电极、金属箔、外部导线一体形成的物体。
(b)封闭所述封闭部。
(c)在发光部内封入水银、卤化物，在另一侧封闭部中插入安装件。
(d)在发光部内排气。
(e)在发光部内封入氩和氧的混合气体。
(f)封闭另一侧封闭部。
(g)封闭(例如，收缩密封)一侧封闭部。
(h)封闭(例如，收缩密封)另一侧封闭部。
此处，在(e)工序中，虽然封装了氩和氧的混合物，但是，通过调整该混合比能够控制氧量。若给出一个例子，则氩为99.9％，氧为0.1％，整体为13kPa，或者，氩为99％，氧为1％，整体为13kPa。
并且，在((c/a2)-(b/a1))的值较小的情况下，在(e)工序中提高氧的比，而在较大的情况下，通过降低氧的比来调整。在这种情况下，虽然可以从测定的放电灯中除去氢，并进行再生产，但是，从简化整个制造工艺的角度出发，也可以放弃该放电灯，从下一盏放电灯的制造进行(e)工序的上述调整。
下面，对与((c/a2)-(b/a1))的数值范围相关的实验进行说明。
制作24种(灯1～灯24)各两个、共计48盏与图1所示结构相同的放电灯。各盏放电灯中，虽然封入氧的量和封入卤素的量不同，但是，放电容器、电极、其它封入物、电特性灯其它条件却是相同的。具体来说，放电灯的材料为石英玻璃，全长为60nm，发光部的外径为9.4mm，内径为4mm，发光空间的容积为60mm3。封闭部的长度分别为20mm，其外径为5mm。对于放电容器(石英玻璃)的真空除气处理而言，处理压力为5×10-5Pa，处理温度为1150℃，处理时间为40小时。电极同时也由钨制成，电极间距为1.2mm。另外，在电极的热处理中，处理压力为8×10-5Pa，处理温度为2200℃，处理时间为30分钟。
水银封入量在所有的灯中约为13mg(大约相当于0.22mg/mm3)。
溴的封入量为2×10-4μmol/mm3，1×10-3μmol/mm3，7×10-3μmol/mm3三种各16个。
具体来说，灯1、灯4、灯7、灯10、灯13、灯16、灯19、灯22为2×10-4μmol/mm3，灯2、灯5、灯8、灯11、灯14、灯17、灯20、灯23为1×10-3μmol/mm3，灯3、灯6、灯9、灯12、灯15、灯18、灯21、灯24为7×10-4μmol/mm3。
另外，以灯1为2盏，灯2为2盏…的方式，各类灯均制造2盏。
Ar-O2混合气体为13.3kPa，O2的浓度相对于Ar形成7种，即0.005％，0.01％、0.1％、0.3％、0.5％、1％、3％。
具体来说，灯1～3为0.005％，灯4～6为0.01％，灯7～9为0.1％，灯10～12为0.3％，灯13～15为0.5％，灯16～18为1％，灯19～21为3％，灯22～24为0.3％。
在这些放电灯中，作为额定值，灯电压为70V，灯电流为1.7A，灯的电功率为120W。
对于这24种的各种放电灯而言，1盏进行发光强度的测定，另一盏进行寿命特性的检查。
以950℃进行在氢的环境气体中的加热处理，加热时间为120分钟。
发光强度的测定对于各盏灯而言，在供给约5mA的直流电流而进行辉光放电发光，通过图3所示的分光测定装置测定波长668nm的发光强度以及波长309nm的发光强度，如前所述，考虑修正值后计算比率(b/a1)。
接着，在各盏放电灯中注入氢后，同样，测定波长668nm的发光强度以及波长309nm的发光强度，同样，考虑修正值后计算比率(c/a2)。由这些计算值求出((c/a2)-(b/a1))。
分光器使用尼康公司制造的“g-500III”，检测器使用AndorTechnologyg公司制造的电子冷却型CCD检测器“DV-420”。入射狭缝25的狭缝宽度为50μm，衍射光栅31的刻线数为1200Lines/mm，波长500nm中的倒数分散为1.5nm/mm。由此构成的分光测定装置的分解能以半值宽度为0.05～0.08nm。在分解能较低的情况下，由于不能充分进行峰值检测，因此，必须使用分解能至少比0.10nm好的分光测定装置。衍射光栅对于H309nm/Ar668nm的测定值的修正值为0.3154，CCD灵敏度的修正值为1.548，锐截止滤色片的修正值为0.9217。通过使用这些数据能够求出灯的发光强度比。
在寿命特性中，分别使各盏放电灯照明10000个小时，测定以初期照度为100的相对值。
图7为上述实验的结果，显示了灯1～24的b/a1的值、c/a2的值、b/a1-c/a2的值以及每一照明时间的相对照度。相对照度表示100小时、300小时、500小时、1000小时、3000小时、5000小时、10000小时的值。
对于寿命而言，一般来说，将使用维持初期照度的50％的时间作为使用寿命，10000小时照明后维持70％的产品为优良品。
结果，灯4～18为优良品，灯1～3以及灯19～24为不合格品。另外，灯4～18的b/a1-c/a2的值被纳入0.001(灯4)～15.0010(灯18)中，即，还考虑了测定误差等后，得出0.001～15.0的范围是最佳的另外，在灯22～24中，虽然b/a1-c/a2的值在0.001～15.0的范围内，但是，寿命特性并不好。其表明由于c/a2的值大于0.05，因此，在早期，放电容器的内壁会出现白浊。
如以上说明的那样，本发明的放电灯的制造方法，制造在由石英玻璃制成的放电容器内具有一对电极，并封装至少0.15mg/mm3以上的水银和氩(Ar)以及卤素的放电灯，其特征在于使上述放电灯进行辉光放电，测定由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a以及由OH基形成的波长309nm的发光强度b的关系b/a1，接着，在该放电灯的放电容器内封装氢，同样，使该放电灯进行辉光放电，测定由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a以及由OH基形成的波长309nm的发光强度c的关系c/a2，使b/a1与c/a2的差异，即，(c/a2-b/a1)为0.001～15。并且，其特征在于还有由该制造方法制成的放电灯。
通过这种结构，能够提供一种长寿命的放电灯，这种放电灯在熄灯或进行辉光放电时，能够正确定量实现以钨的氧化物(WOx)、钨的溴氧化物(WOxBry)那样的固相状态存在的氧的量，并且，通过封装该氧能够有效实现卤素循环。
在上述实施例中，虽然举例说明了交流式放电灯，但是，不言而喻，其对于直流照明式放电灯也同样适用。
权利要求
1.一种放电灯的制造方法，制造由石英玻璃制成的放电容器内具有一对电极，并封装至少0.15mg/mm3以上的水银和氩(Ar)以及卤素的放电灯，其特征在于使所述放电灯进行辉光放电，测定由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a1以及由OH基形成的波长309nm的发光强度b的关系b/a1，接着，在该放电灯的放电容器内封入氢，同样，使该放电灯进行辉光放电，测定由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a2以及由OH基形成的波长309nm的发光强度c的关系c/a2，使c/a2与b/a1的差(c/a2-b/a1)达到0.001～15。
2.一种放电灯，在由石英玻璃制成的放电容器内具有一对电极，并封装至少0.15mg/mm3以上的水银和氩(Ar)以及卤素，其特征在于使所述放电灯进行辉光放电时的由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a1以及由OH基形成的波长309nm的发光强度b的关系b/a1，和在该放电灯的放电容器内封入氢，同样，使该放电灯进行辉光放电时的由氩(Ar)形成的波长668nm的发光强度a2与由OH基形成的波长309nm的发光强度c的关系c/a2，其c/a2与b/a1的差(c/a2-b/a1)为0.001～15。
全文摘要
本发明提供正确测定正常照明时在发光空间中以气相状态存在的氧的量的方法或与其相适合的放电灯。该放电灯的制造方法，制造由石英玻璃制成的放电容器内具有一对电极，并封装至少0.15mg/mm
文档编号H01J9/395GK1841643SQ200610009348
公开日2006年10月4日 申请日期2006年2月28日 优先权日2005年3月31日
发明者塚本卓也, 西明范子, 堀川好广, 千贺岳人 申请人:优志旺电机株式会社