[发明专利]超高压水银灯

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压水银灯。特别涉及的是在放电容器内密封了0.15mg/mm³以上的水银，点灯(起动)时的水银蒸汽压达到150个大气压以上的短弧型的超高压水银灯。

背景技术

投射型投影装置，要求对图象的照明相对于矩形屏幕是均匀而且充分的现色性，所以，密封了水银、金属卤化物的金属卤化物灯作为光源来使用。另外，最近，随着小型化、点光源化的进一步发展，使得电极之间距离极小的灯实用化。

在这样的背景下，最近，提出取代金属卤光灯的具有极高的水银蒸汽气压例如200巴(约为197个大气压)以上的灯。这样做的目的在于通过将水银蒸汽气压提高，在抑制弧光扩大的同时还能更加提高光输出。例如，在特开平2-148561号(美国专利第5,109,181号)、特开平6-52830号(美国专利第5,497,049号)中公开的那样。

这样的投影装置中使用的光源装置在涉及到投射出鲜明的图象方面，出现了放电灯有失透现象的大问题。另一方面，最近由于使用了采用DMD(微镜设备)的DLP(数字光处理器)，就变得没有必要使用液晶面板，这样一来，更加小型的投影装置正在受到注目。也就是说，对于投影装置的放电灯要求其有高的光输出、照度维持率，另一方面，随着投影装置的小型化，要求放电灯也更加小型化，且对其点灯条件也有更严格的要求。

这里，虽然作为放电容器的材料，因具有能透过紫外光的特性，一般采用石英玻璃，但在灯的制造阶段，石英玻璃有发生残留变形的现象。这样的残留变形会对放电灯的高光输出、高照度维持率带来影响。

所以，在现有的灯制造工序中，为了除去或减低这样的残留变形，将放电容器本身进行高温加热处理(退火)。

另外，除了将石英玻璃的残留变形除去，还有控制石英玻璃本身的结晶构造的技术。它并不是将已发生的残留变形除去而是考虑到可以提供原本就没有发生变形的石英玻璃。众所周知，这种控制结晶构造技术虽然具体而言是控制虚拟温度，但由于使用这种技术，可以有效的减低石英玻璃的失透现象。

象这样的技术，例如特开平7-215731号中有说明。

可是，将以特开平7-215731号中的说明的技术为基础将放电灯作为投影装置的光源进行点灯实验，实际上，发现点灯情况并不能一定就良好。

具体说，随着放电灯的点灯时间的过去，放电容器出现了失透现象和照度维持率降低等情况，另外，使放电容器出现了裂缝等破损现象，而这种裂缝在一定场合，在实验的水平下能导致放电容器被破坏这样的严重后果。

发明内容

本发明所要解决的问题是在由石英玻璃形成的放电容器中密封0.15mg/mm³以上的水银用于投影装置的超高压水银灯，提供解决放电容器的失透现象和放电容器的破损的新颖的构造。

为了解决以上问题，本发明中的超高压水银灯的构造是将由石英玻璃形成的放电容器的一对电极相对设置，并在这个放电容器里密封0.15mg/mm³以上的水银，且其特征是：上述石英玻璃的虚拟温度为1000～1250℃，且碱金属的总含有量为0.1～3重量(wt.)ppm、铝的含有量为1～30重量(wt.)ppm。

本发明者为了解决上述问题，进行了专心的研究，发现得到的结果是，对于放电容器里密封了0.15mg/mm³以上的水银和卤素气体的用于投影装置的超高压水银灯，只通过控制石英玻璃的虚拟温度(结晶构造)，并不能使放电容器的失透现象和破损这两种问题都得到解决。

于是，考虑到点灯时灯的内部压力(水银蒸汽气压)极高这一特有的情形发现，除了规定石英玻璃的虚拟温度，再加上对石英玻璃所含有的碱金属的总含有量和铝的含有量也进行规定，从而有效地使问题得以解决。

这里，在规定了上述虚拟温度的早先出现的文献中(特开平7-215731号)虽然提到可采用在高压水银灯、激发物灯等中的记载，但实际的说明是以低压水银灯为前提的。

而且，本发明不是点灯时水银蒸汽气压只有1～10个大气压左右的一般水银灯，而是以密封水银量为0.15mg/mm³以上、点灯时产生了150个大气压以上的极高气压的灯为对象的。另外，放电容器的内容积(放电空间的内容积)，例如为70mm³以下的极小的放电灯，有着一般高压水银灯不可比的不同性质的点灯状态。