專利名稱：具有熱改善的燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電燈，例如高壓氣體放電燈或者鹵素白熾燈。
背景技術(shù)：
在設(shè)計(jì)燈(例如鹵素?zé)艋蛘吒邏簹怏w放電燈)時(shí)一個(gè)重要的標(biāo)準(zhǔn)是熱平衡 (Waermehaushalt)。特別重要的是在燈中產(chǎn)生的熱輻射。優(yōu)選由石英玻璃制成的燈容器的常見結(jié)構(gòu)形式具有一個(gè)至兩個(gè)桿，饋電線通過所 述桿來引導(dǎo)。出于密封的原因，在饋電線中優(yōu)選使用鉬箔，該鉬箔在臨界溫度以上由于氧化 而越來越快地老化。在其他材料的情況下，燈部件、尤其是桿或者饋電線也會(huì)表現(xiàn)出與溫度 相關(guān)的退化現(xiàn)象。在根據(jù)美國專利6，084，352的燈中，在桿的外側(cè)上使用良好導(dǎo)熱的、此外具有高 的熱輻射系數(shù)的涂層來降低溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所基于的問題是，提高帶有桿的燈的壽命。本發(fā)明借助一種燈容器來解決該問題，該燈容器具有桿和在桿的外側(cè)上的金屬導(dǎo) 電的涂層，饋電線通過所述桿，其特征在于，所述涂層具有最大30nm的層厚度，并且層厚度 設(shè)計(jì)用于使得在燈中產(chǎn)生的紅外輻射的反射最小化。此外，本發(fā)明涉及將燈用于投影或者用于電影/照片/舞臺照明的應(yīng)用。此外，本發(fā)明涉及一種用于制造該燈的方法。本發(fā)明的不同方面的優(yōu)選擴(kuò)展方案在從屬權(quán)利要求中說明，并且此外由以下的描 述中得出。在此，并未詳細(xì)地在本發(fā)明的方法特征、應(yīng)用特征和裝置特征之間進(jìn)行區(qū)分，于 是以下的公開內(nèi)容應(yīng)當(dāng)鑒于所有這些類型來予以理解。本發(fā)明基于的基本思想是，降低燈的燈容器的溫度，尤其是桿的溫度，特別優(yōu)選是 桿端部的溫度，以便延長燈的壽命，尤其是饋電線的壽命。在燈工作時(shí)產(chǎn)生的熱的大部分是紅外輻射形式的輻射熱。為了將紅外輻射從燈 容器引出，根據(jù)本發(fā)明希望的是在燈容器的外側(cè)在玻璃-空氣的過渡部上盡可能高的透射 度。透射度在此尤其是取決于玻璃的折射率以及在紅外輻射的傳播方向與燈容器的表面之 間的角度。該角度越小，則通常透射就越小，并且在足夠小的角度的情況下，出現(xiàn)全反射，使 得輻射熱并不從燈容器出射。由于燈容器的幾何結(jié)構(gòu)該狀況尤其出現(xiàn)在桿中，該桿于是如波導(dǎo)那樣工作并且鎖 閉紅外輻射，并且尤其是引導(dǎo)至溫度敏感的部分，例如饋電線。為了減少桿端部的發(fā)熱，根據(jù)本發(fā)明在桿壁上對于寬的光譜范圍提高紅外輻射的 透射。根據(jù)本發(fā)明，這通過在桿的外側(cè)上的導(dǎo)電涂層來實(shí)現(xiàn)，其中層厚度尤其是根據(jù)燈容器 的玻璃的折射率以及涂層的材料來選擇。該涂層的功能原理例如在文獻(xiàn)WO 2006/086806A1中示出并且借助電阻來模擬
3兩個(gè)波導(dǎo)的阻抗匹配。在阻抗匹配的情況下，為了避免在兩個(gè)波導(dǎo)的過渡部上的反射 而將電阻插入兩個(gè)波導(dǎo)之間。在該模型圖中，燈容器和包圍該容器的空間是要匹配的 波導(dǎo)，并且根據(jù)本發(fā)明的涂層對應(yīng)于阻抗匹配的電阻。根據(jù)本發(fā)明的涂層的表面電阻 (Flaechenwiderstand)的值選擇為使得對于紅外輻射，表面電阻與空氣的特性阻抗的并聯(lián) 電路對應(yīng)于燈容器的石英玻璃的特性阻抗。因此在本發(fā)明中，最優(yōu)的層厚度與所選擇的涂 層材料的層導(dǎo)電性相關(guān)。根據(jù)本發(fā)明的涂層尤其是并不對應(yīng)于二色性涂層，更確切地說在該發(fā)明中該層厚 度選擇為明顯小于紅外輻射的波長的四分之一。該涂層(不同于二色性涂層)能夠?qū)τ谡?個(gè)紅外光譜范圍實(shí)現(xiàn)高的透射，而與紅外輻射的入射角無關(guān)。因?yàn)樵跅U中在紅外輻射的傳播方向和燈容器的表面之間出現(xiàn)小的角度，所以根據(jù) 本發(fā)明的涂層在此是特別有效的。在設(shè)計(jì)用于光出射的燈容器的區(qū)域中，紅外輻射幾乎垂 直射到燈容器的表面上。在該區(qū)域中出現(xiàn)較少的反射，使得該涂層會(huì)對紅外輻射的引出貢 獻(xiàn)較少，并且由于其自身吸收會(huì)容易具有干擾作用。優(yōu)選的是，層厚度大于2nm，更好的是大于3nm，并且在特別優(yōu)選的情況下為至少 4nm。作為用于密封饋電線的材料，鉬箔是常見的并且優(yōu)選的，然而該鉬箔隨著升高的 溫度更強(qiáng)地在與空氣的接觸面上氧化，由此降低了其密封作用并且限制了燈的壽命。在此， 本發(fā)明是特別有利的。而此外從鉬箔向外引導(dǎo)的鉬線或者其他金屬部件也可以是對氧化敏 感的。如果燈具有帶有饋電線的兩個(gè)桿，則優(yōu)選的是兩個(gè)桿被涂敷。對于涂層尤其是可以使用金屬鋁、鉬、銥、鎢、鎳、鈦、優(yōu)選為鉻以及它們的合金、混 合物和多層作為材料。根據(jù)本發(fā)明，材料的導(dǎo)電能力是必需的，使得除了所列舉的傳統(tǒng)金屬 之外，例如ITO(銦錫氧化物)或者導(dǎo)電的納米顆粒作為涂層同樣是可能的。合乎目的的 是，選擇如下物質(zhì)作為導(dǎo)電材料這些物質(zhì)可以以良好的粘附作為一致且均勻的層來施加， 并且具有充分的長期穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性。本發(fā)明可以特別有利地應(yīng)用在鹵素?zé)粢约疤貏e優(yōu)選地在高壓氣體放電燈中，優(yōu)選 在特別大功率的情況下應(yīng)用。借助本發(fā)明的涂層實(shí)現(xiàn)的燈桿的溫度降低不僅用于延長燈的 壽命，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)減小燈的結(jié)構(gòu)。通過本發(fā)明可能實(shí)現(xiàn)的對功率/大小比的優(yōu)化例如 對于投影燈是特別重要的。此外，本發(fā)明在電影、照片和舞臺照明中也是有利的。對于這些 應(yīng)用領(lǐng)域，希望的是大功率燈。 最后，本發(fā)明涉及制造具有根據(jù)本發(fā)明的涂層的燈。施加涂層的常用的技術(shù)方法 是噴涂、濺射、氣相淀積或者浸浴，其中包含如下方法在這些方法中將事先施加的層薄化 到所希望的層厚度。一種優(yōu)選的方法是ICPECVD(感應(yīng)耦合等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積)。 該方法能夠?qū)崿F(xiàn)在受控的過程中借助等離子體來沉積事先作為金屬氫化物氣體輸送的金 屬，該過程允許尤其是通過施加多個(gè)分別在厚度方面自限的層來精確地控制在燈容器上形 成的層厚度。


下面要借助實(shí)施例來進(jìn)一步闡述本發(fā)明，其中在此所公開的特征也可以以其他組 合的形式而對本發(fā)明是重要的，并且此外并未在本發(fā)明的方法方面、應(yīng)用方面和裝置方面
4進(jìn)行區(qū)分。具體而言，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的高壓氣體放電燈的示意圖，圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中的比較燈，圖3示出了 ICPECVD方法的示意圖，圖4示出了薄的鉻層的表面電阻。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的帶有反射器9的高壓氣體放電燈的示意圖。為了比較， 圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)中的帶有反射器19的燈。兩個(gè)燈的燈容器1、11由石英玻璃制成并且 在對置的側(cè)上分別具有兩個(gè)桿3、13。饋電線4、14通過桿3、13的端部引導(dǎo)，并且在反射器 9、19內(nèi)部的饋電線4、14以延長部10、20引導(dǎo)至反射器9、19的外側(cè)上。燈殼體1、11的密 封在桿3、13內(nèi)的饋電線4、14中的鉬箔5、15上實(shí)現(xiàn)。在該燈類型中，在電極8、18之間的光弧2、12是光源。該光弧2、12同樣是通過箭 頭象征性地表示的紅外輻射6、16的源。對于圖2中的燈補(bǔ)充地，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的在燈的桿3的外側(cè)上的涂層7。 該涂層由鉻構(gòu)成，其具有高的熔點(diǎn)并且形成保護(hù)性的氧化層。涂層7的層厚度選擇為使得 通過其層電阻實(shí)現(xiàn)在燈容器1的石英玻璃(具有大約1. 5的折射率)和包圍燈容器1的空 氣(具有大約1的折射率)之間的阻抗匹配。由空氣中的針對紅外輻射6的大約377 Ω的 特性阻抗，通過空氣(Luft)和石英玻璃的折射率的比值得到大約251 Ω (377 Ω/1.5)的特
性阻抗。基于涂層7的層電阻和空氣中的特性阻抗的并聯(lián)電路，根據(jù)公式
權(quán)利要求
一種燈，其具有燈容器(1)，該燈容器(1)具有桿(3)和在所述桿(3)的外側(cè)上的金屬導(dǎo)電的涂層(7)，饋電線(4)通過所述桿，其特征在于，所述涂層(7)具有最大30nm的層厚度，并且層厚度設(shè)計(jì)用于使得在燈中產(chǎn)生的紅外輻射(6)的反射最小化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中涂層(7)僅僅施加在桿(3)的區(qū)域中。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的燈，其中層厚度為至少2nm。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的燈，其中所述桿(3)中的饋電線(4)具有鉬箔(5)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的燈，其中涂層(7)的材料選自鉻、鉬、銥、鎢、鎳、鈦及 其合金、混合物和多層。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的燈，其在光產(chǎn)生部(2)的位置的分別對置的側(cè)上具有 兩個(gè)容器桿(3)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的燈，其為高壓氣體放電燈。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的燈用于投影的應(yīng)用。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的燈用于電影/照片/舞臺照明的應(yīng)用。
10.一種用于制造根據(jù)權(quán)利要求1-7之一所述的燈的方法，其中將導(dǎo)電的涂層(7)施加 到燈的桿(3)的外側(cè)上，使得實(shí)現(xiàn)最大30nm的層厚度，其中饋電線(4)通過所述桿，并且層 厚度設(shè)計(jì)用于使得在燈中產(chǎn)生的紅外輻射(6)的反射最小化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中涂層通過感應(yīng)耦合等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積 (ICPECVD)來進(jìn)行。
全文摘要
本發(fā)明涉及燈的熱平衡，其中在燈中形成的紅外輻射6借助防反射涂層7更好地引出。這在該涂層7的情況下對于整個(gè)紅外光譜范圍是可能的，并且與紅外輻射6至燈容器1的表面上的入射角無關(guān)。根據(jù)本發(fā)明，尤其是燈桿3的外側(cè)被涂覆，以便降低饋電線4、5的溫度。
文檔編號H01J61/35GK101939815SQ200880126239
公開日2011年1月5日 申請日期2008年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月5日
發(fā)明者約瑟夫·克勒爾 申請人:奧斯蘭姆有限公司