专利名称：具有热改善的灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电灯，例如高压气体放电灯或者卤素白炽灯。
背景技术：
在设计灯(例如卤素灯或者高压气体放电灯)时一个重要的标准是热平衡 (Waermehaushalt)。特别重要的是在灯中产生的热辐射。优选由石英玻璃制成的灯容器的常见结构形式具有一个至两个杆，馈电线通过所 述杆来引导。出于密封的原因，在馈电线中优选使用钼箔，该钼箔在临界温度以上由于氧化 而越来越快地老化。在其他材料的情况下，灯部件、尤其是杆或者馈电线也会表现出与温度 相关的退化现象。在根据美国专利6，084，352的灯中，在杆的外侧上使用良好导热的、此外具有高 的热辐射系数的涂层来降低温度。
发明内容
本发明所基于的问题是，提高带有杆的灯的寿命。本发明借助一种灯容器来解决该问题，该灯容器具有杆和在杆的外侧上的金属导 电的涂层，馈电线通过所述杆，其特征在于，所述涂层具有最大30nm的层厚度，并且层厚度 设计用于使得在灯中产生的红外辐射的反射最小化。此外，本发明涉及将灯用于投影或者用于电影/照片/舞台照明的应用。此外，本发明涉及一种用于制造该灯的方法。本发明的不同方面的优选扩展方案在从属权利要求中说明，并且此外由以下的描 述中得出。在此，并未详细地在本发明的方法特征、应用特征和装置特征之间进行区分，于 是以下的公开内容应当鉴于所有这些类型来予以理解。本发明基于的基本思想是，降低灯的灯容器的温度，尤其是杆的温度，特别优选是 杆端部的温度，以便延长灯的寿命，尤其是馈电线的寿命。在灯工作时产生的热的大部分是红外辐射形式的辐射热。为了将红外辐射从灯 容器引出，根据本发明希望的是在灯容器的外侧在玻璃-空气的过渡部上尽可能高的透射 度。透射度在此尤其是取决于玻璃的折射率以及在红外辐射的传播方向与灯容器的表面之 间的角度。该角度越小，则通常透射就越小，并且在足够小的角度的情况下，出现全反射，使 得辐射热并不从灯容器出射。由于灯容器的几何结构该状况尤其出现在杆中，该杆于是如波导那样工作并且锁 闭红外辐射，并且尤其是引导至温度敏感的部分，例如馈电线。为了减少杆端部的发热，根据本发明在杆壁上对于宽的光谱范围提高红外辐射的 透射。根据本发明，这通过在杆的外侧上的导电涂层来实现，其中层厚度尤其是根据灯容器 的玻璃的折射率以及涂层的材料来选择。该涂层的功能原理例如在文献WO 2006/086806A1中示出并且借助电阻来模拟
3两个波导的阻抗匹配。在阻抗匹配的情况下，为了避免在两个波导的过渡部上的反射 而将电阻插入两个波导之间。在该模型图中，灯容器和包围该容器的空间是要匹配的 波导，并且根据本发明的涂层对应于阻抗匹配的电阻。根据本发明的涂层的表面电阻 (Flaechenwiderstand)的值选择为使得对于红外辐射，表面电阻与空气的特性阻抗的并联 电路对应于灯容器的石英玻璃的特性阻抗。因此在本发明中，最优的层厚度与所选择的涂 层材料的层导电性相关。根据本发明的涂层尤其是并不对应于二色性涂层，更确切地说在该发明中该层厚 度选择为明显小于红外辐射的波长的四分之一。该涂层(不同于二色性涂层)能够对于整 个红外光谱范围实现高的透射，而与红外辐射的入射角无关。因为在杆中在红外辐射的传播方向和灯容器的表面之间出现小的角度，所以根据 本发明的涂层在此是特别有效的。在设计用于光出射的灯容器的区域中，红外辐射几乎垂 直射到灯容器的表面上。在该区域中出现较少的反射，使得该涂层会对红外辐射的引出贡 献较少，并且由于其自身吸收会容易具有干扰作用。优选的是，层厚度大于2nm，更好的是大于3nm，并且在特别优选的情况下为至少 4nm。作为用于密封馈电线的材料，钼箔是常见的并且优选的，然而该钼箔随着升高的 温度更强地在与空气的接触面上氧化，由此降低了其密封作用并且限制了灯的寿命。在此， 本发明是特别有利的。而此外从钼箔向外引导的钼线或者其他金属部件也可以是对氧化敏 感的。如果灯具有带有馈电线的两个杆，则优选的是两个杆被涂敷。对于涂层尤其是可以使用金属铝、钼、铱、钨、镍、钛、优选为铬以及它们的合金、混 合物和多层作为材料。根据本发明，材料的导电能力是必需的，使得除了所列举的传统金属 之外，例如ITO(铟锡氧化物)或者导电的纳米颗粒作为涂层同样是可能的。合乎目的的 是，选择如下物质作为导电材料这些物质可以以良好的粘附作为一致且均勻的层来施加， 并且具有充分的长期稳定性和温度稳定性。本发明可以特别有利地应用在卤素灯以及特别优选地在高压气体放电灯中，优选 在特别大功率的情况下应用。借助本发明的涂层实现的灯杆的温度降低不仅用于延长灯的 寿命，而且也能够实现减小灯的结构。通过本发明可能实现的对功率/大小比的优化例如 对于投影灯是特别重要的。此外，本发明在电影、照片和舞台照明中也是有利的。对于这些 应用领域，希望的是大功率灯。 最后，本发明涉及制造具有根据本发明的涂层的灯。施加涂层的常用的技术方法 是喷涂、溅射、气相淀积或者浸浴，其中包含如下方法在这些方法中将事先施加的层薄化 到所希望的层厚度。一种优选的方法是ICPECVD(感应耦合等离子体增强化学气相沉积)。 该方法能够实现在受控的过程中借助等离子体来沉积事先作为金属氢化物气体输送的金 属，该过程允许尤其是通过施加多个分别在厚度方面自限的层来精确地控制在灯容器上形 成的层厚度。
下面要借助实施例来进一步阐述本发明，其中在此所公开的特征也可以以其他组 合的形式而对本发明是重要的，并且此外并未在本发明的方法方面、应用方面和装置方面
4进行区分。具体而言，其中图1示出了根据本发明的高压气体放电灯的示意图，图2示出了现有技术中的比较灯，图3示出了 ICPECVD方法的示意图，图4示出了薄的铬层的表面电阻。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的带有反射器9的高压气体放电灯的示意图。为了比较， 图2示出了现有技术中的带有反射器19的灯。两个灯的灯容器1、11由石英玻璃制成并且 在对置的侧上分别具有两个杆3、13。馈电线4、14通过杆3、13的端部引导，并且在反射器 9、19内部的馈电线4、14以延长部10、20引导至反射器9、19的外侧上。灯壳体1、11的密 封在杆3、13内的馈电线4、14中的钼箔5、15上实现。在该灯类型中，在电极8、18之间的光弧2、12是光源。该光弧2、12同样是通过箭 头象征性地表示的红外辐射6、16的源。对于图2中的灯补充地，图1示出了根据本发明的在灯的杆3的外侧上的涂层7。 该涂层由铬构成，其具有高的熔点并且形成保护性的氧化层。涂层7的层厚度选择为使得 通过其层电阻实现在灯容器1的石英玻璃(具有大约1. 5的折射率)和包围灯容器1的空 气(具有大约1的折射率)之间的阻抗匹配。由空气中的针对红外辐射6的大约377 Ω的 特性阻抗，通过空气(Luft)和石英玻璃的折射率的比值得到大约251 Ω (377 Ω/1.5)的特
性阻抗。基于涂层7的层电阻和空气中的特性阻抗的并联电路，根据公式
权利要求
一种灯，其具有灯容器(1)，该灯容器(1)具有杆(3)和在所述杆(3)的外侧上的金属导电的涂层(7)，馈电线(4)通过所述杆，其特征在于，所述涂层(7)具有最大30nm的层厚度，并且层厚度设计用于使得在灯中产生的红外辐射(6)的反射最小化。
2.根据权利要求1所述的灯，其中涂层(7)仅仅施加在杆(3)的区域中。
3.根据上述权利要求之一所述的灯，其中层厚度为至少2nm。
4.根据上述权利要求之一所述的灯，其中所述杆(3)中的馈电线(4)具有钼箔(5)。
5.根据上述权利要求之一所述的灯，其中涂层(7)的材料选自铬、钼、铱、钨、镍、钛及 其合金、混合物和多层。
6.根据上述权利要求之一所述的灯，其在光产生部(2)的位置的分别对置的侧上具有 两个容器杆(3)。
7.根据上述权利要求之一所述的灯，其为高压气体放电灯。
8.一种根据权利要求1-7之一所述的灯用于投影的应用。
9.一种根据权利要求1-7之一所述的灯用于电影/照片/舞台照明的应用。
10.一种用于制造根据权利要求1-7之一所述的灯的方法，其中将导电的涂层(7)施加 到灯的杆(3)的外侧上，使得实现最大30nm的层厚度，其中馈电线(4)通过所述杆，并且层 厚度设计用于使得在灯中产生的红外辐射(6)的反射最小化。
11.根据权利要求10所述的方法，其中涂层通过感应耦合等离子体增强化学气相沉积 (ICPECVD)来进行。
全文摘要
本发明涉及灯的热平衡，其中在灯中形成的红外辐射6借助防反射涂层7更好地引出。这在该涂层7的情况下对于整个红外光谱范围是可能的，并且与红外辐射6至灯容器1的表面上的入射角无关。根据本发明，尤其是灯杆3的外侧被涂覆，以便降低馈电线4、5的温度。
文档编号H01J61/35GK101939815SQ200880126239
公开日2011年1月5日 申请日期2008年2月5日 优先权日2008年2月5日
发明者约瑟夫·克勒尔 申请人:奥斯兰姆有限公司