專利名稱：具有陶瓷放電管的高壓放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有陶瓷放電管的高壓放電燈。 本發(fā)明還涉及一種反光燈。
背景技術(shù)：
具有陶瓷放電管的高壓放電燈含有填充物，除了惰性氣體(例如，氬
氣或氙氣)之外，還包括金屬卣化物鹽的混合物，如NaCe、 NaTl、 NaSc 和NaTlDy囟化物(例如，硪化物)或這些鹽的組合。這些金屬面化物鹽 的混合物尤其適用于獲得高的燈效能、特定色溫和一般顯色指數(shù)的特定 值Ra。
這種類型的高壓放電燈通常具有放電管，其封裝包括金屬卣化物鹽 混合物的填充物的放電空間。放電空間還包括在其間維持放電的電極。 一般來說，電極與穿入放電管的也被稱為饋入導(dǎo)體的引入導(dǎo)體連接。為 將引入導(dǎo)體與放電管連接并密封， 一般使用也被稱為玻璃料的玻璃材 料。然而，由于玻璃料相對(duì)較低的熔融溫度和當(dāng)高壓放電燈工作時(shí)放電 管的放電空間內(nèi)相對(duì)較高的溫度，因此放電管包括延長(zhǎng)塞，其中玻璃料 將電極引入導(dǎo)體密封到放電管。
高壓放電燈的另 一個(gè)實(shí)施例可從PCT專利申請(qǐng)WO 2005/124823知 曉。這種已知的高壓放電燈的放電管包括在放電管兩側(cè)的第一和第二封 閉結(jié)構(gòu)。封閉結(jié)構(gòu)與放電管連接，并分別包括第一和第二電流饋線，至 少第二電流饋線包括具有燒結(jié)粘結(jié)物的管，該燒結(jié)粘結(jié)物連接到形成第 二封閉結(jié)構(gòu)的延伸陶瓷塞。由選自鉬、錸、鴒、銥及它們的合金的金屬 構(gòu)成并任選還包括釩和/或鈦的管，封裝電流供應(yīng)導(dǎo)體，同時(shí)保持毛細(xì)空 間。管和電流供應(yīng)導(dǎo)體在延伸的陶瓷塞的外端被焊接在一起，這種焊接 構(gòu)成了毛細(xì)空間的密封。已知的高壓放電燈具有封閉結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜和壽 命相對(duì)較短的缺點(diǎn)。
另一種已知的燈結(jié)構(gòu)記載在EP1580797中。這種燈具有至少一個(gè)球 形件的引入結(jié)構(gòu)，球形件由選自鉑族的金屬制成并通過焊料密封到陶資 塞。這種已知的結(jié)構(gòu)具有一些缺點(diǎn)。在密封工藝中，焊料往往流到密封 區(qū)外部和電極本身上。因此存在于被放電管封裝的放電空間內(nèi)的焊料會(huì) 污染放電空間的填充物，這對(duì)燈的所光性能產(chǎn)生不利影響，從而對(duì)壽命 產(chǎn)生有害影響。
此外，球形是不利的，因?yàn)樘沾扇鸵朐薅ǖ捏w積:故完成填 充時(shí)它存在問題。當(dāng)引入元件由 一排兩個(gè)以上的球形件構(gòu)成時(shí)尤其如 此。
此外，缺點(diǎn)在于，沒有合適的焊料可以與陶資塞和引入元件的金屬
形成強(qiáng)的粘結(jié)，并能夠承受超過1000小時(shí)燈壽命的燈工作條件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有更長(zhǎng)壽命的金屬卣化物放電燈。 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，所述目的通過一種高壓放電燈實(shí)現(xiàn)，其具 有放電管，所述放電管封裝填充有包括一種以上卣化物的可電離填充物 的放電空間，所述放電管基本上由具有笫 一和第二端部的陶瓷材料構(gòu) 成，和電流供應(yīng)導(dǎo)體通過每一端部與配置在所述放電空間中的相應(yīng)電極 連接，從而維持放電，至少一個(gè)所述電流供應(yīng)導(dǎo)體形成為含有銥的棒。 在優(yōu)選實(shí)施例中，所述棒直接密封到所述陶瓷材料。
根據(jù)本發(fā)明的措施的效果是，使用直接密封到所述陶瓷材料的含有 銥的棒使得所述放電管壁的陶瓷材料在所述棒和所述陶瓷材料的界面 處形成裂紋的危險(xiǎn)大大降低。這對(duì)于高壓放電燈壽命的有效增加有顯著 影響。
在根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的優(yōu)選實(shí)施例中，所述棒通過燒結(jié)粘結(jié) 物直接密封到所述陶瓷材料，這導(dǎo)致通過所述棒和所述陶瓷材料之間的 直接連接真空密封性封閉或密封放電管。棒的橫截面可以是任何形狀，
例如圓形、橢圓形、正方形或角形狀。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述含有Ir的引入棒通過合適的密封組合 物直接固定到所述陶瓷放電管的壁上，例如，密封玻璃或晶體密封陶瓷， 從而形成所述放電管的密封。
本發(fā)明者已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，已知的高氣壓放電燈中直接燒結(jié)到陶瓷材料
上的管由于經(jīng)打開和關(guān)閉已知高壓放電燈而加熱和冷卻時(shí)將反復(fù)變形。 已知高壓放電燈中的這種反復(fù)變形會(huì)在陶瓷材料中導(dǎo)致裂紋，特別是在管和陶瓷材料之間的界面處，這將導(dǎo)致放電管泄漏，通常會(huì)導(dǎo)致已知高 氣壓放電燈的壽命結(jié)束。當(dāng)使用根據(jù)本發(fā)明的含有銥的棒時(shí)，與管相比， 所述棒的變形較小，因此，在棒和陶瓷材料之間的界面處的裂紋將減少， 從而導(dǎo)致高壓氣體放電燈的壽命更長(zhǎng)。
誠(chéng)然，相對(duì)于氧化鋁的熱膨脹率熱膨脹率，Ir和Nb的熱膨脹率可 以忽略。然而，作為陶瓷放電管中引入導(dǎo)體所用的最常見金屬的Nb當(dāng) 然比Ir更柔韌。在這方面，令人驚訝的是，在形成直接密封的引入元件 時(shí)，Ir棒導(dǎo)致獲得可靠和持久的高壓放電燈的饋入結(jié)構(gòu)。此外，其使燈 的饋入密封的復(fù)雜性降低，在大規(guī)模工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中這是很大的優(yōu)點(diǎn)。
使用根據(jù)本發(fā)明的直接密封到陶瓷材料的銥棒優(yōu)點(diǎn)在于使放電管 較小，這使得高壓放電燈進(jìn)一步小型化。所述含有銥的棒通過燒結(jié)粘結(jié) 物直接密封到所述陶瓷材料時(shí)，所述含有銥的棒和所述陶瓷材料之間的 連接通?？梢猿惺芨邷?，使得所述棒和所述陶瓷材料之間的連接可以相 對(duì)更近地應(yīng)用于所述放電管的放電。這使得高壓放電燈小型化。
當(dāng)通過密封玻璃料進(jìn)行直接密封時(shí)，密封玻璃料一般包括不同玻璃 樣材料的組合物，如A1203、 0丫203和Si02。使用密封玻璃料的一方面 是，通常其熔點(diǎn)低于高壓放電燈的放電空間的平均工作溫度。因此，密 封玻璃料優(yōu)選距高壓氣體放電燈的放電空間 一定距離應(yīng)用。特別是在小 尺寸的放電管中，通過高壓放電燈形成作為塞的第一和第二端部實(shí)現(xiàn)這 一點(diǎn)，塞遠(yuǎn)離放電延伸。由于在這種結(jié)構(gòu)中，接近密封玻璃料處的溫度 相對(duì)較低，高壓放電燈的包括一種或多種卣化物的可電離填充物的鹽成 分與玻璃料的反應(yīng)性將大大降低。
使用根據(jù)本發(fā)明的直接密封到陶瓷材料的銥棒的額外優(yōu)點(diǎn)在于，其 允許放電管中具有相對(duì)較高的溫度，特別是當(dāng)通過燒結(jié)粘結(jié)物形成直接 密封時(shí)，這導(dǎo)致放電管內(nèi)溫度分布更加均勻，促進(jìn)燈的維護(hù)，從而有助 于延長(zhǎng)壽命。在其他特征中，放電管中相對(duì)較高的溫度降低了陶瓷材料 從放電管的一部分遷移到另一部分，從而進(jìn)一步促進(jìn)了高壓放電燈的壽 命延長(zhǎng)。在具有遠(yuǎn)離放電突出的延伸塞的放電燈中，在接近放電處的放 電管和接近延伸塞端部處的放電管之間將出現(xiàn)相對(duì)較大的溫差。這種相 對(duì)較大的溫差可能會(huì)造成陶瓷材料從放電管的內(nèi)壁遷移到端部，這將弱 化靠近放電的放電管，從而縮短高壓放電燈的壽命。使用直接密封到陶 瓷材料的含有銥的棒提供了保持延伸塞的長(zhǎng)度非常減少的可能性，從而可以降低陶瓷材料的遷移，這也有助于進(jìn)一步增加高壓放電燈的壽命。 高壓放電燈相對(duì)均勻溫度的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是改善其色彩穩(wěn)定性。
在說明書和權(quán)利要求書中，"陶瓷材料"被理解成是指耐火材料， 如單晶金屬氧化物(例如藍(lán)寶石)、多晶金屬氧化物(例如多晶致密燒結(jié)的 氧化鋁和氧化釔)和多晶非氧化物材料(例如氮化鋁)。當(dāng)幾乎完全致密
時(shí)，這種材料可以是半透明的，允許壁溫為1500~ 1700開氏度，并對(duì) 于卣化物和其他填充物成分的化學(xué)攻擊具有很高耐性。為了本發(fā)明的目 的，多晶氧化鋁(PCA)已經(jīng)被認(rèn)為是最合適的。
在高壓放電燈的實(shí)施例中，燒結(jié)粘結(jié)物形成在所述棒和所述陶瓷材 料之間，在所述棒和所述陶瓷材料之間構(gòu)成直接密封。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn) 在于，在所述陶瓷材料和所述棒之間沒有不留縫隙，這樣使所述可電離 填充物的鹽成分通過鹽成分在縫隙中沉淀而從所述放電空間出來的最 少。不存在縫隙可以改善高壓氣體放電燈的色彩穩(wěn)定性。
在根據(jù)本發(fā)明的放電燈的另一個(gè)實(shí)施例中，通過密封玻璃料形成形 成作含有Ir的棒的電流供應(yīng)導(dǎo)體和放電管的陶瓷材料之間的直接密封。 該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，成熟的燈制造技術(shù)可以基本保持不變。此外，棒
形狀使得密封玻璃料在陶瓷部分和密封部的Ir棒的表面上均勻展開，從 而與具有球形部的現(xiàn)有導(dǎo)體結(jié)構(gòu)相比具有更可靠和更強(qiáng)的粘結(jié)。
為進(jìn)一步有助于通過密封玻璃料的直接密封的質(zhì)量、強(qiáng)度和耐久 性，所述Ir棒和所述陶乾材料在所述密封位置呈錐形。陶資部和作為電 流供應(yīng)導(dǎo)體的Ir棒的錐形在各元件間提供了自對(duì)準(zhǔn)配合，從而有助于密 封玻璃料在密封長(zhǎng)度上的均勻分布。此外，所述結(jié)構(gòu)的形狀有助于防止 密封玻璃料在密封過程中流入放電空間。
在另一種結(jié)構(gòu)中，Ir棒設(shè)有凸緣，其通過密封玻璃料密封在陶瓷放 電管的外表面上。在這種結(jié)構(gòu)中，凸緣在陶資塞的頭部或陶資管壁的端 部上形成一種帽。由于形狀原因，密封玻璃料幾乎不可能流入放電空間，
而同時(shí)密封玻璃料所形成的密封在燈工作時(shí)距離放電有相對(duì)較大的距 離。按此方式，得以實(shí)現(xiàn)既保持密封玻璃料在;^文電空間之外又在燈工作 時(shí)保持相對(duì)冷卻的優(yōu)點(diǎn)。
在高壓放電燈的實(shí)施例中，所述放電管包括具有所述第 一和第二端 部的半透明陶瓷燃燒器壁和密封所述半透明陶瓷燃燒器壁的第一和/或 第二端部的陶瓷塞，所述含有銥的棒直接密封到所述陶瓷塞。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，使用陶瓷塞允許在半透明陶瓷燃燒器中具有相對(duì)較大的開 口，從而提供了在面對(duì)放電的電流供應(yīng)導(dǎo)體一側(cè)使用該結(jié)構(gòu)的可能性。 這些延伸結(jié)構(gòu)也常被稱為線圏或球。高壓放電燈中使用線圈或球的優(yōu)點(diǎn) 在于，降低了放電管壁由鎢的濺射造成的的發(fā)黑效果，例如，在高壓放 電燈的點(diǎn)火過程中發(fā)生，以及例如當(dāng)光強(qiáng)度增大/減弱時(shí)發(fā)生。
在高壓放電燈的實(shí)施例中，所述陶瓷塞和所述半透明陶瓷燃燒器由 不同的陶瓷材料構(gòu)成。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，所述陶瓷塞可以由被選擇 為允許在含有銥的棒和陶瓷塞之間完全連接的不同瓷材料構(gòu)成。例如，
數(shù),:^棒和二t:塞之間的熱v^"力最小:可選擇地 例如，;述陶覺塞
的不同陶瓷材料被選擇為在棒和陶瓷塞之間形成強(qiáng)的真空密封。不同的 陶瓷材料可以由例如與半透明陶瓷燃燒器(在化學(xué)上)不同的材料構(gòu)成， 或者，例如，僅有不同的預(yù)燒結(jié)工藝而不同于半透明陶瓷燃燒器，例如， 在比半透明陶瓷燃燒器更高的溫度下進(jìn)行。 一般來說，放電空間中產(chǎn)生 的光必須從高壓放電燈發(fā)射，因此，至少一部分放電管必須由半透明陶 瓷材料構(gòu)成。當(dāng)放電管包括半透明陶瓷燃燒器和陶瓷塞時(shí)，陶瓷塞的不 同的陶瓷材料并不一定必須是半透明的，這允許在根據(jù)本發(fā)明的高壓放 電燈中使用更廣泛的陶瓷材料作為陶瓷塞。陶瓷塞的陶瓷材料例如在將 銥棒燒結(jié)成陶瓷塞的過程中也可以變化，因此，陶瓷塞的陶瓷材料不同 于半透明陶瓷燃燒器的陶瓷材料。這允許使用在棒和陶瓷塞之間導(dǎo)致強(qiáng) 的氣密連接的燒結(jié)工藝，同時(shí)例如減少陶瓷塞的陶瓷材料的半透明特 性。
在高壓放電燈的實(shí)施例中，燒結(jié)粘結(jié)物配置在所述半透明陶瓷燃燒 器壁和所述陶乾塞之間，以密封所述半透明陶瓷燃燒器壁與所述陶瓷 塞。該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，燒結(jié)粘結(jié)物通常對(duì)高壓放電燈的侵略性環(huán)境 有抵抗性，并僅由幾種不同的材料構(gòu)成，從而導(dǎo)致相對(duì)簡(jiǎn)單的密封過程。
在高壓放電燈的實(shí)施例中，玻璃料配置在所述半透明陶瓷燃燒器壁 和所述陶瓷塞之間，從而密封所述半透明陶瓷燃燒器壁與所述陶瓷塞。 該實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，所述半透明陶瓷燃燒器可用所述陶瓷塞密封，同 時(shí)在相對(duì)較低的溫度下使用所述玻璃料，從而防止所述填充物成分蒸 發(fā)。當(dāng)使用水銀作為放電管的可電離填充物的填充成分時(shí)，這是特別有 利的，在這種情況下，在半透明陶瓷燃燒器密封前水銀溫度不應(yīng)超過
8300。C。
然而，使用密封所述半透明陶資燃燒器與所述陶瓷塞的玻璃料造成 所述玻璃料相對(duì)接近于放電空間的高溫放電。因此，這種結(jié)構(gòu)特別適合 于具有極低填充量的燈。在其中填充物在工作中基本上完全蒸發(fā)的燈 中，按相對(duì)接近于放電空間的方式使用玻璃料因而是可能的。
在高壓放電燈的實(shí)施例中，所述含有銥的棒的直徑小于600nm，優(yōu) 選小于300pm。直徑超過600pm的棒經(jīng)常在所述棒和所述陶瓷材料之 間的界面處表現(xiàn)出裂紋，這通常是因?yàn)樗鲢灠艉退龇烹姽艿奶涨?料的熱膨脹差異引起。這些裂紋通常導(dǎo)致放電管泄漏，通常會(huì)導(dǎo)致高氣 壓放電燈的壽命結(jié)束。 一方面，較小的直徑確保在所述棒和所述陶資材 料之間的界面處熱應(yīng)力減少，并提高放電燈的壽命。另一方面，較小的 直徑導(dǎo)致傳導(dǎo)減少，特別是熱傳導(dǎo)。此外，處理這類小直徑棒更為復(fù)雜。 棒直徑約為100(am-300nm已成為很好的妥協(xié)。
本發(fā)明還涉及包括根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的反光燈。


參照以下實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其他方面將是顯而易見的，下面 將說明這些實(shí)施例。 在附圖
圖1A和圖1B是根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈實(shí)施例的剖視圖，
圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的端部的剖視圖，其中電 流供應(yīng)導(dǎo)體密封到配置在半透明陶資燃燒器的開口中的陶乾塞，
圖3A和圖3B是根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的端部的剖視圖，其中電 流供應(yīng)導(dǎo)體密封到在半透明陶瓷燃燒器的開口上配置作為帽的陶資塞， 陶瓷塞通過玻璃料與半透明陶瓷燃燒器連接，
圖4A和圖4B是根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的端部的剖視圖，其中直 接密封通過用于將電流供應(yīng)導(dǎo)體密封到半透明陶瓷燃燒器的密封玻璃 料配置在電流供應(yīng)導(dǎo)體和半透明陶瓷燃燒器之間，和
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的反光燈。
這些附圖純粹是示意性，不是按比例繪制的。尤其是為清楚起見， 某些尺寸被強(qiáng)烈放大。各附圖中類似的部件盡可能用相同的附圖標(biāo)記表示。
具體實(shí)施例方式
圖1A和圖1B是根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈10, 12的實(shí)施例的剖視 圖。在這些實(shí)施例中，放電燈10, 12包括封裝放電空間24的放電管21, 22。放電管21, 22基本上由陶瓷材料構(gòu)成，如氧化鋁(八1203)。放電管 21, 22還包括第一端部31, 33和第二端部32， 34，電流供應(yīng)導(dǎo)體44 從它們伸出進(jìn)入放電管21, 22。電流供應(yīng)導(dǎo)體44由含有銥的棒構(gòu)成。 一般來說，電極42在面對(duì)放電空間24的 一側(cè)與電流供應(yīng)導(dǎo)體44連接。 電極通常由鴒構(gòu)成。此外，電線46在面對(duì)遠(yuǎn)離放電空間24的一側(cè)與電 流供應(yīng)導(dǎo)體44連接。電線46通常由鉬構(gòu)成，用于經(jīng)由電流供應(yīng)導(dǎo)體44 將電極42與為高壓放電燈10， 12供電的電源(圖未示)連接。
在圖1A所示的放電燈10的實(shí)施例中，放電管21包括帶有壁210 和陶瓷塞61的半透明陶瓷燃燒器，均由第一陶瓷材料構(gòu)成。半透明陶 瓷燃燒器壁210基本上呈圓柱形，并且在第一端部31處被含有銥的棒 狀電流供應(yīng)導(dǎo)體44密封，在第二端部處被在半透明陶瓷燃燒器壁210 上配置作為帽的陶資塞61密封。帶有壁210的圓柱形半透明陶乾燃燒 器可以相對(duì)容易和成本相對(duì)較低地制造。
在陶瓷燃燒器21的第一端部31，電流供應(yīng)導(dǎo)體44通過第一陶資材 料和電流供應(yīng)導(dǎo)體44的銥棒之間的燒結(jié)粘結(jié)物71直接密封到半透明陶 瓷燃燒器21的陶瓷材料。例如，通過使用烤爐將包圍電流供應(yīng)導(dǎo)體44 的銥棒的第一陶資材料的溫度升至1700。C~ 1800°C的燒結(jié)溫度，可以 產(chǎn)生半透明陶瓷燃燒器壁210的第一陶瓷材料和電流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒 之間的燒結(jié)粘結(jié)物71?？蛇x擇地，例如，通過首先在約1000°C - 1400°C 的溫度下預(yù)燒結(jié)陶乾燃燒器壁210,然后，在陶瓷燃燒器壁210的孔中 應(yīng)用銥棒之后，燒結(jié)銥棒周圍的陶瓷燃燒器壁210,從而形成基本上真 空密封的燒結(jié)粘結(jié)密封，可以產(chǎn)生燒結(jié)粘結(jié)物71。
在陶瓷燃燒器壁210的第二端部32，電流供應(yīng)導(dǎo)體44通過陶資塞 61的第一陶瓷材料和電流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒之間的燒結(jié)粘結(jié)物710直接 密封到陶瓷塞61。然后，陶瓷塞61密封半透明陶資燃燒器，例如，通 過陶瓷塞61和半透明陶瓷燃燒器壁210之間的燒結(jié)粘結(jié)物72。在圖1A 所示的實(shí)施例中，陶瓷塞61的第一陶瓷材料基本上與半透明陶瓷燃燒 器壁210的第一陶瓷材料相同。使用陶瓷塞61的優(yōu)點(diǎn)在于，與如第一 端部31所示的在電流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒和半透明陶資燃燒器壁210之間產(chǎn)生燒結(jié)粘結(jié)物71的燒結(jié)工藝相比，它允許不同的燒結(jié)工藝用于在電 流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒和陶瓷塞61之間產(chǎn)生燒結(jié)粘結(jié)物710。當(dāng)在電流供 應(yīng)導(dǎo)體44的棒和半透明陶瓷燃燒器壁210之間產(chǎn)生燒結(jié)粘結(jié)物時(shí)，燒 結(jié)工藝不應(yīng)改變半透明陶瓷燃燒器壁210的半透明特性。這限制了對(duì)于 產(chǎn)生燒結(jié)粘結(jié)物710的燒結(jié)工藝的選擇，從而可能會(huì)導(dǎo)致電流供應(yīng)導(dǎo)體 44的棒和半透明燃燒器壁210之間的燒結(jié)粘結(jié)物710不是最佳的。由于 使用了陶瓷塞61，對(duì)于產(chǎn)生在陶瓷塞61和電流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒之間的 燒結(jié)粘結(jié)物710可以選擇不同的燒結(jié)工藝，例如，在陶瓷塞61的陶瓷 材料和電流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒之間產(chǎn)生更強(qiáng)粘結(jié)的工藝。如果這種不同 的燒結(jié)工藝改變了陶瓷塞61的第一陶瓷材料的半透明特性，那么這將 僅略微影響高壓放電燈10的發(fā)射特性。對(duì)于半透明陶瓷燃燒器壁210 和陶瓷塞61使用基本上相同的第一陶瓷材料會(huì)產(chǎn)生基本上相同的材料 特性，如陶瓷塞61和半透明陶瓷燃燒器壁210的熱膨脹。這樣導(dǎo)致例 如在工作時(shí)高壓放電燈10經(jīng)打開和關(guān)閉分別加熱和冷卻時(shí)陶瓷塞61和 半透明陶瓷燃燒器壁210之間相對(duì)較低的熱應(yīng)變。這種相對(duì)較低的熱應(yīng) 變將導(dǎo)致高壓放電燈10的相對(duì)較長(zhǎng)壽命。此外，使用陶瓷塞61允許在 半透明陶瓷燃燒器壁210中具有相對(duì)較大的開口 ，這樣例如可以在電極 42處提供使用延伸結(jié)構(gòu)48的可能性(參見圖1B)。這些延伸結(jié)構(gòu)48也常 被稱為線圈(圖未示)或球48。使用線圈或球48降低了放電管壁210的 發(fā)黑效果，發(fā)黑效果是由鎢42的濺射造成的，例如，在高壓放電燈10 的點(diǎn)火過程中發(fā)生，以及例如當(dāng)光強(qiáng)度增大/減弱時(shí)發(fā)生。
在圖1B所示的放電燈12的實(shí)施例中，放電管22包括帶有由第一 陶瓷材料構(gòu)成的壁220和由不同于第 一 陶瓷材料的第二陶瓷材料構(gòu)成的 陶瓷塞61的半透明陶瓷燃燒器。帶有壁220的半透明陶瓷燃燒器呈球 形，并且在第一端部33處被電流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒密封，在第二端部處 被在半透明陶瓷燃燒器壁220上配置作為帽61的陶瓷塞61密封。球形 半透明陶瓷燃燒器的放電空間24中的放電更為遠(yuǎn)離球形半透明陶瓷燃 燒器壁220的壁，這通常會(huì)改善高壓放電燈12的顯色性指數(shù)并且由于 半透明陶瓷燃燒器壁220的壁溫低的原因而改善壽命。
在帶有壁220的陶瓷燃燒器的第一端部33，電流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒 通過第一陶乾材料和電流供應(yīng)導(dǎo)體44的銥棒之間的燒結(jié)粘結(jié)物71直接 密封到半透明陶瓷燃燒器壁220的第一陶瓷材料，基本上與圖IA所示的實(shí)施例相同。
在半透明陶瓷燃燒器壁220的第二端部34，電流供應(yīng)導(dǎo)體44通過 陶t;塞61的第二陶乾材料和電流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒之間的燒結(jié)粘結(jié)物 710直接密封到陶瓷塞61。然后，陶瓷塞61密封半透明陶瓷燃燒器壁 220,例如，通過陶資塞61和半透明陶瓷燃燒器壁220之間的燒結(jié)粘結(jié) 物72。第一陶瓷材料被選擇為例如對(duì)于在工作時(shí)從高壓放電燈12的放 電空間24的放電而發(fā)出的光基本上半透明。第二陶瓷材料被選擇為例 如用于在電流供應(yīng)導(dǎo)體44和陶瓷塞61之間獲得強(qiáng)的燒結(jié)粘結(jié)710。第 二陶瓷材料對(duì)于從放電空間24的放電而發(fā)出的光的半透明特性將只略 微影響高壓放電燈12的發(fā)射特性。這允許更廣泛地選擇第二陶瓷材料， 以在電流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒和陶乾塞61之間獲得強(qiáng)的燒結(jié)粘結(jié)710。
在圖1A和圖1B所示的實(shí)施例中，陶瓷塞61可以通過眾所周知的 成型工藝在電流供應(yīng)導(dǎo)體44的周圍產(chǎn)生，如注塑、擠出和流鑄。
在高壓放電燈IO, 12的實(shí)施例中，電流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒的直徑d 小于600pm,優(yōu)選小于300pm。當(dāng)使用直徑小于600pm的棒時(shí)，例如， 由陶瓷材料和電流供應(yīng)導(dǎo)體44的棒的熱膨脹差異引起的燒結(jié)粘結(jié)71， 710的殘余熱應(yīng)變保持相對(duì)較小，從而防止在使用時(shí)高壓放電燈10, 12 經(jīng)打開和關(guān)閉分別加熱和冷卻時(shí)燒結(jié)粘結(jié)物71， 710中出現(xiàn)的裂紋。
圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈14, 15的端部32， 34 的剖視圖。放電管21, 22由帶有壁210， 220和陶瓷塞62的半透明陶 瓷燃燒器構(gòu)成。與圖1A和圖1B所示實(shí)施例不同的是，圖2A和圖2B 所示的陶資塞62基本上配置在半透明陶資燃燒器壁210,220的開口中， 而不是作為圖1A和圖1B所示的帽61。陶瓷塞62的這種配置通常在陶 資塞62和半透明陶瓷燃燒器壁210, 220之間產(chǎn)生燒結(jié)粘結(jié)物，與圖1A 和圖1B中的在半透明陶瓷燃燒器壁210, 220的開口上作為帽的陶瓷塞 61應(yīng)用相比，這種粘結(jié)更強(qiáng)。為獲得這種強(qiáng)的燒結(jié)粘結(jié)物72,陶瓷塞 62例如在比半透明陶資燃燒器壁210, 220更高的溫度下預(yù)燒結(jié)。當(dāng)預(yù) 燒結(jié)的陶瓷塞62燒結(jié)在預(yù)燒結(jié)的透明陶瓷燃燒器壁210, 220上時(shí)，這 種壁210， 220比陶瓷塞62收縮更大，從而產(chǎn)生了基本上真空密封和強(qiáng) 的粘結(jié)。此外，這種更強(qiáng)的燒結(jié)粘結(jié)72通常是由于當(dāng)陶瓷塞62安裝在 半透明陶瓷燃燒器壁210， 220的開口中時(shí)，燒結(jié)粘結(jié)物72增大的連接 面積。在圖2A所示的實(shí)施例中，基本上圓柱形的半透明陶瓷燃燒器壁210 和陶資塞62均由第一陶瓷材料構(gòu)成。燒結(jié)粘結(jié)物710配置在電流供應(yīng) 導(dǎo)體44和陶f:塞62之間，燒結(jié)粘結(jié)物72配置在陶資塞62和半透明陶 瓷燃燒器壁210之間。同樣，使用陶瓷塞62和半透明陶瓷燃燒器壁210 的第一陶瓷材料導(dǎo)致例如在工作中高壓放電燈14經(jīng)打開和關(guān)閉分別加 熱和冷卻時(shí)陶瓷塞62和半透明陶瓷燃燒器壁210之間相對(duì)較低的熱應(yīng) 變。這種相對(duì)較低的熱應(yīng)變將導(dǎo)致高壓放電燈14相對(duì)較長(zhǎng)的壽命。將 電流供應(yīng)導(dǎo)體44密封到陶瓷塞62的燒結(jié)工藝可以針對(duì)強(qiáng)和無裂紋的燒 結(jié)粘結(jié)物710進(jìn)行優(yōu)化，這樣可能會(huì)損失陶瓷塞62的第一陶瓷材料的 部分半透明特性。
在圖2B所示的實(shí)施例中，球形半透明陶瓷燃燒器壁220由第一陶 瓷材料構(gòu)成，陶瓷塞62由笫二陶瓷材料構(gòu)成。第一陶瓷材料被選擇為 例如對(duì)于在工作時(shí)從高壓放電燈15的放電空間24的放電而發(fā)出的光基 本上半透明。第二陶瓷材料被選擇為例如用于在電流供應(yīng)導(dǎo)體44和陶 覺塞61之間獲得強(qiáng)的燒結(jié)粘結(jié)710。
在圖2A和圖2B所示的實(shí)施例中，陶瓷塞62從半透明陶瓷燃燒器 壁210， 220伸出。然而，陶覺塞62也可以配置在高壓放電燈的端部31， 33中。
圖3A和圖3B是根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈16, 17的端部32, 34 的剖視圖，其中電流供應(yīng)導(dǎo)體44密封到在半透明陶瓷燃燒器21, 22的 開口上配置作為帽的陶瓷塞61 ，陶瓷塞61通過玻璃料73與半透明陶瓷 燃燒器壁210， 220連接。高壓放電燈16, 17的放電管21， 22由半透 明陶瓷燃燒器壁210， 220和陶瓷塞61構(gòu)成。使用玻璃料73允許在相 對(duì)較低的溫度下相對(duì)快速地封閉放電管21, 22。當(dāng)在高壓放電燈16, 17可電離填充物中使用水銀時(shí)，這是特別有利的，因?yàn)榘ㄋy的可電 離填充物的溫度不應(yīng)超過300°C,以防止在半透明陶乾燃燒器密封之前 水銀蒸發(fā)。
在圖3A所示的實(shí)施例中，基本上圓柱形的半透明陶資燃燒器壁210 由第一陶瓷材料構(gòu)成，陶瓷塞62由第二陶瓷材料構(gòu)成。同樣，第一陶 瓷材料被選擇為例如對(duì)于在工作時(shí)從高壓放電燈16的放電空間24的放 電而發(fā)出的光基本上半透明。第二陶瓷材料被選擇為例如用于在電流供 應(yīng)導(dǎo)體44和陶瓷塞61之間獲得強(qiáng)的燒結(jié)粘結(jié)710。在圖3B所示的實(shí)施例中，球形半透明陶瓷燃燒器壁220和陶瓷塞 61均由第一陶資材料構(gòu)成。燒結(jié)粘結(jié)物710配置在電流供應(yīng)導(dǎo)體44和 陶瓷塞61之間，玻璃料73配置在陶瓷塞61和半透明陶瓷燃燒器壁220 之間。同樣，使用陶資塞61和半透明陶瓷燃燒器壁220的第一陶瓷材 料導(dǎo)致例如在工作中高壓放電燈17的陶瓷塞61和半透明陶瓷燃燒器壁 220之間相對(duì)較低的熱應(yīng)變。半透明陶乾燃燒器壁220和陶瓷塞61之間 這種相對(duì)較低的熱應(yīng)變(在工作中)將導(dǎo)致玻璃料73相對(duì)較低的熱應(yīng)變， 從而防止在玻璃料73中出現(xiàn)裂紋，并提高高壓放電燈17的壽命。將電 流供應(yīng)導(dǎo)體44密封到陶資塞61的燒結(jié)工藝可以針對(duì)強(qiáng)和無裂紋的燒結(jié) 粘結(jié)710進(jìn)行優(yōu)化，這樣可能會(huì)損失陶資塞61的第一陶瓷材料的部分 半透明特性。
圖4A和圖4B是根據(jù)本發(fā)明的高壓放電燈的端部32的剖視圖，其 中密封玻璃料74配置在電流供應(yīng)導(dǎo)體44和半透明陶瓷塞61之間，形 成放電管(圖未示)的電流供應(yīng)導(dǎo)體44與半透明陶瓷材料的直接密封。密 封玻璃料74例如由A1203、 Dy203和Si02構(gòu)成。在電流供應(yīng)導(dǎo)體44、密 封半透明陶瓷燃燒器壁210, 220周圍形成真空密封。
圖4A顯示高壓放電燈的密封結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，其中Ir棒設(shè)有凸緣 440，其已經(jīng)通過密封玻璃庫(kù)牛74密封在陶瓷塞61的外表面上。在這種 結(jié)構(gòu)中，凸緣440在陶資塞61的頭部上形成一種帽?？蛇x擇地，凸緣 440直接密封到陶瓷管壁的端部。由于形狀原因，密封玻璃料幾乎不可 能流入放電空間，而同時(shí)密封玻璃料74所形成的密封在燈工作時(shí)距離 放電有相對(duì)較大的距離。按此方式，得以實(shí)現(xiàn)既保持密封玻璃料在放電 空間之外又在燈工作時(shí)保持相對(duì)冷卻的優(yōu)點(diǎn)。沿著陶瓷塞61和形成電 流供應(yīng)導(dǎo)體44的Ir棒的長(zhǎng)度留出可以用密封玻璃料部分填充的非常薄 縫隙740。通過部分填充縫隙740,它的體積盡可能小，從而盡量減少 在燈工作中冷凝的填充物成分占據(jù)的體積。
圖4B顯示高壓放電燈的密封結(jié)構(gòu)的實(shí)施例，其中Ir棒和陶瓷塞61 在密封位置呈錐形。在部分610上的陶瓷部和在部分444上作為電流供 應(yīng)導(dǎo)體44的Ir棒的錐形在各元件間提供了自對(duì)準(zhǔn)配合，從而有助于密 封玻璃料74在密封長(zhǎng)度上的均勻分布。此外，所述結(jié)構(gòu)的形狀有助于 防止密封玻璃料74在密封過程中流入放電空間?？蛇x擇地，在作為電 流供應(yīng)導(dǎo)體44的帶有錐形部分444的Ir棒和在陶資放電管端部的錐形部分之間形成直接密封。
此外，還可以將放電管 一端的密封玻璃料的直接密封與放電管另一 端的組合。
在具有密封玻璃料的直接密封的結(jié)構(gòu)中，至少當(dāng)端部的錐形與電極
42連接時(shí)，Ir棒優(yōu)選具有小直徑，例如，￡ 400pm，優(yōu)選5 300pm。凸 緣440優(yōu)選具有以下尺寸外徑2mm以上，優(yōu)選1 mm;凸緣厚度lOO(im 以下。0.5~0.8 mm的玻璃料長(zhǎng)度顯示出足以實(shí)現(xiàn)能夠延長(zhǎng)燈壽命的真 空密封。
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的反光燈100。反光燈100包括根據(jù)本發(fā)明的 高壓^i:電燈12。
應(yīng)當(dāng)指出的是，上述實(shí)施例用于說明而不是限制本發(fā)明，而且本領(lǐng) 域技術(shù)人員在未所附權(quán)利要求范圍的前提下能夠設(shè)計(jì)出許多其他實(shí)施 例。
對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，圖1-圖4中示出的每個(gè)端部 31， 32, 33， 34，包括不同端部31, 32, 33， 34的任意組合，可以用 于獲得根椐本發(fā)明的高壓放電燈10, 12, 14， 15, 16, 17， 18, 19，而 沒有偏離本發(fā)明的范圍。
在權(quán)利要求書中，置于括號(hào)內(nèi)的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為限制權(quán) 利要求。使用動(dòng)詞"包括，，及類似措詞不排除權(quán)利要求中所述之外的要 素或步驟的存在。元件前的"一"不排除存在多個(gè)這種要素。本發(fā)明可 采取包括若干不同元件的硬件來實(shí)施。在列舉若干裝置的設(shè)備權(quán)利要求 中，這些裝置中的一些可以通過一個(gè)硬件體現(xiàn)。事實(shí)在于，某些措施4皮 引用在相不相同的從屬權(quán)利要求中，并不表明這些措施的組合沒有優(yōu) 點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種具有陶瓷放電管(21；22)的高壓放電燈(10，12，14，15，16，17，18，19)，所述陶瓷放電管封裝填充有包括一種以上鹵化物的可電離填充物的放電空間(24)，所述放電管(21；22)基本上由具有第一和第二端部(31，32；33，34)的陶瓷材料構(gòu)成，并且電流供應(yīng)導(dǎo)體(44)通過每一端部(31，32；33，34)與配置在所述放電空間(24)中的相應(yīng)電極(42)連接，從而維持放電，至少一個(gè)所述電流供應(yīng)導(dǎo)體(44)形成為含有銥的棒，所述棒直接密封到所述陶瓷材料。
2. 如權(quán)利要求1所述的高壓放電燈(IO， 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19),其中所述棒和所述陶瓷材料之間的燒結(jié)粘結(jié)物(71)形成所述棒和所 述陶瓷材料之間的直接密封。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈(IO, 12, 14, 15, 16, 17，18, 19),其中所述放電管(21; 22)包括具有所述第一和第二端部(31， 32; 33, 34)的半透明陶資燃燒器壁(210， 220)和密封所述半透明陶瓷燃燒器 壁(210, 220)的第一和/或第二端部(31, 32; 33, 34)的陶瓷塞(61, 62)， 所述含有銥的棒直接密封到所述陶瓷塞(61, 62)。
4. 如權(quán)利要求3所述的高壓放電燈(IO, 12， 14, 15， 16， 17， 18, 19)，其中所述陶瓷塞(61， 62)和所述半透明陶瓷燃燒器壁(210, 220)由 不同的陶瓷材料構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求3或4所述的高壓放電燈(10, 12, 14, 15， 16, 17, 18, 19),其中在所述半透明陶瓷燃燒器壁(210, 220)和所述陶瓷塞(61， 62)之間配置另一燒結(jié)粘結(jié)物(72),以密封所述半透明陶瓷燃燒器壁(210, 220)與所述陶瓷塞(61， 62)。
6. 如權(quán)利要求3或4所述的高壓放電燈(10， 12, 14, 15, 16， 17， 18， 19),其中玻璃料(73)配置在所述半透明陶瓷燃燒器壁(210, 220)和 所述陶瓷塞(61, 62)之間，從而密封所述半透明陶瓷燃燒器壁(210， 220) 與所述陶瓷塞(61, 62)。
7. 如權(quán)利要求1或2所述的高壓放電燈(10, 12， 14， 15, 16, 17， 18, 19),其中所述含有銥的棒的直徑(d)小于600pm,優(yōu)選小于300ium。
8. —種包括如權(quán)利要求l, 2或3所述的高壓放電燈(IO, 12， 14, 15， 16， 17, 18， 19)的反光燈(100)。
9. 一種具有陶瓷放電管(21; 22)的高壓放電燈(10， 12， 14, 15, 16, 17， 18， 19),所述陶資放電管封裝填充有包括一種以上卣化物的可電離 填充物的放電空間(24),所述放電管(21; 22)基本上由具有第一和第二端 部(31, 32; 33, 34)的陶資材料構(gòu)成，并且電流供應(yīng)導(dǎo)體(44)通過每一端 部(31, 32; 33, 34)與配置在所述放電空間(24)中的相應(yīng)電極(42)連接， 從而維持》丈電，其中至少一個(gè)所述電流供應(yīng)導(dǎo)體(44)形成為含有銥的棒，并且在所 述棒和所述陶瓷材料之間形成密封，所述棒通過密封玻璃料(74)直接密 封到所述陶瓷材料。
10. 如權(quán)利要求9所述的燈，其中所述棒和所述陶瓷材料在直接密 封位置呈錐形。
11. 如權(quán)利要求9所述的燈，其中所述棒設(shè)有通過密封玻璃料直接 密封在所述陶瓷材料外表面上的凸緣。
全文摘要
本發(fā)明涉及高壓放電燈(12)和反光燈。該高壓放電燈具有放電管(22，61)，該放電管封裝填充有包括一種以上鹵化物的可電離填充物的放電空間(24)。該放電管基本上由具有第一和第二端部(33，34)的陶瓷材料(51，52)構(gòu)成。電流供應(yīng)導(dǎo)體(44)通過每一端部與配置在該放電空間(24)中的相應(yīng)電極(42)連接，從而維持放電。至少一個(gè)該電流供應(yīng)導(dǎo)體形成為含有銥的棒(44)。該棒直接密封到該陶瓷材料。使用直接密封到該陶瓷材料的銥棒具有該棒和該陶瓷材料之間的界面牢固并且基本上沒有裂紋的效果，從而使該高壓放電燈的壽命更長(zhǎng)。
文檔編號(hào)H01J61/36GK101563754SQ200780046885
公開日2009年10月21日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月18日
發(fā)明者A·G·M·德尼斯, A·J·A·C·多雷斯坦, C·J·M·丹尼森, D·K·迪肯, F·J·G·哈肯斯, J·C·M·亨德里克斯, M·H·布利斯, P·J·夫魯格特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司