專利名稱：氣體放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
氣體放電燈技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及燈，特別涉及利用氣體放電而發(fā)光的燈。
背景技術(shù)：
[0002]氣體放電燈(Gas-discharge lamps)是指利用靜電放電效應(yīng),通過電離氣體,例如等離子，以產(chǎn)生光源的人造照明器具。通常，這類燈具會使用稀有氣體來作為發(fā)光之用，如氖、氬、氪、氙。其中大多數(shù)也會使用一些金屬，例如汞、鈉。[0003]氣體放電燈的原理一般是，電極釋放電子，電子加速得到能量，電子撞擊氣體放電燈中的發(fā)光材料，例如稀有氣體或者金屬，稀有氣體或者金屬原子中的電子得到能量并躍遷至高能級。由于高能級不穩(wěn)定，該電子會躍遷回低能級并伴隨著光子的釋放，從而發(fā)出光。[0004]圖I示出了一種氣體放電燈的構(gòu)造，燈泡包括球形部分B和管狀部分T，球形部分 B中裝有發(fā)光材料。與導向L相連的正負電極E伸入球形部分B中，并正負電極E之間放電，發(fā)光材料獲得電極E放電提供的能量后躍遷發(fā)光。實用新型內(nèi)容[0005]在氣體放電燈中，電子躍遷通常會產(chǎn)生寬波段的輻射，即在紫外波段(波長約 IOnm至400nm)、可見光波段(波長約400nm至800nm)以及紅外波段(波長約O. 8 μ m至 IOOOym)上都有輻射產(chǎn)生。但是，氣體放電燈所應(yīng)用的環(huán)境通常只需要其中某一種波段的光線。例如，在照明用的氣體放電燈中，人們所需要的是可見光。但是，照明用的氣體放電燈中的電子躍遷并不僅僅產(chǎn)生可見光，還伴隨著產(chǎn)生紫外光(或稱紫外輻射，UVR)和紅外光(或稱紅外福射，NIR)。紫外光和紅外光的產(chǎn)生耗能占了氣體放電燈耗能的很大部分。 以投影儀所用的超高壓汞燈，例如UHP (Ultra High Performance)燈為例，燈泡消耗的能量中，只有25%被轉(zhuǎn)換為可見光，剩下的很多能量都被用于產(chǎn)生并不需要的紫外光和紅外光。 不僅如此，紫外光和紅外光在很多設(shè)備中是需要避免的，例如在投影儀中，紫外光和紅外光會對液晶面板或者DLP (數(shù)字光處理)面板造成損傷，所以設(shè)備中還需要額外的濾鏡來濾除紫外光和紅外光。[0006]可見，提供一種氣體放電燈，降低甚至消除不需要的波段的光的能量消耗，在能量利用上將會是十分具有優(yōu)勢的。[0007]本實用新型的發(fā)明構(gòu)思在于，在燈泡上附加反射層，允許所需要的波段的光射出， 而將不需要的波段的光反射回燈泡中，從而將不需要的波段的光的能量重新用于氣體放電，等效地降低了不需要的波段的光的能量消耗，節(jié)約了能量。[0008]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種氣體放電燈，具有燈泡，燈泡內(nèi)部產(chǎn)生第一波段的光，并產(chǎn)生第二波段的光，其特征在于，[0009]該燈泡上有反射層，該反射層允許至少部分該第一波段的光射出燈泡，并將至少部分該第二波段的光反射回燈泡內(nèi)部。[0010]該方面的優(yōu)點在于，首先，第二波段的光被發(fā)射回去后，由于第二波段的光本身帶有一定能量，該能量會被燈泡中的氣體吸收，從而能量被重新利用，等離子效率得到了增加。并且，這樣提高了燈的功率，使得氣體放電燈光譜中的峰會下降，低谷會上升，從而獲得更連續(xù)的、改善了的光譜。該方面還降低了燈泡對外的第二波段輻射，減少了對外置的第二波段濾鏡的需求。[0011]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，該燈泡中含有發(fā)光等離子，該等離子接受能量后通過電子躍遷產(chǎn)生該第一波段的光，并產(chǎn)生該第二波段的光，[0012]所述反射層將至少部分第二波段的光反射回該等離子。[0013]該實施方式中，能量發(fā)回給發(fā)光等離子后，促使電子躍遷到高能級，進而再次躍遷回低能級發(fā)出光，使等離子效率得到了增加，并且改善了光譜。[0014]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，燈泡內(nèi)部產(chǎn)生可見光作為第一波段的光，并產(chǎn)生紫外光和/或紅外光作為第二波段的光，[0015]該反射層允許至少部分可見光射出燈泡，并將至少部分紫外光和/或紅外光反射回燈泡內(nèi)部。[0016]該實施方式適合于產(chǎn)生照明用的可見光的氣體放電燈。[0017]根據(jù)一個進一步優(yōu)選的實施方式，該反射層位于該燈泡的外表面，由交替的二氧化硅層和五氧化二鋯層構(gòu)成。[0018]該實施方式的優(yōu)點在于，反射層的涂覆比較簡便，使得氣體放電燈容易制造；并且，二氧化硅層和五氧化二鋯層可以耐高溫。另外，由于二氧化硅層射和五氧化二鋯層的折射率不同，光在它們之間傳播時會發(fā)生折射彎曲。交替使用兩個反射層最后達到的效果是 紫外光和/或紅外光通過不斷的折射彎曲，最終在這些層中走類似拋物線的軌跡而回到入射面并射出，即該反射層整體上將紫外光和/或紅外光反射回燈泡內(nèi)部，而允許可見光通過反射層從燈泡射出。[0019]根據(jù)一個更進一步優(yōu)選的實施方式，各二氧化硅層和五氧化二鋯層的厚度均不同。[0020]該實施方式的優(yōu)點在于，以盡量薄的反射層將紫外光和/或紅外光等效地反射回燈泡內(nèi)部。[0021]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，該燈泡含有球形部分，該反射層位于該球形部分。[0022]該實施方式的優(yōu)點在于，反射層能夠?qū)⒌诙ǘ蔚墓庵苯臃瓷浠氐角蛐尾糠种行谋恢匦吕?，具有較好的能量重用率。[0023]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，所述燈泡含有第一區(qū)域和第二區(qū)域，第二區(qū)域的工作溫度低于第一區(qū)域的工作溫度，[0024]該反射層位于該燈泡的第二區(qū)域。[0025]在燈泡里面各個位置溫度不一致時，金屬蒸汽會在溫度低的地方凝結(jié)，產(chǎn)生發(fā)黑現(xiàn)象，影響壽命，這種溫度低的區(qū)域被稱為冷區(qū)。本實施方式通過在冷區(qū)反射第二波段的光，可以提高冷區(qū)的溫度，從而減少發(fā)黑現(xiàn)象。[0026]根據(jù)一個進一步優(yōu)選的實施方式，該燈泡含有球形部分和管狀部分，該第二區(qū)域包括該球形部分和管狀部分的連接部分。[0027]這種結(jié)構(gòu)的燈泡在連接部分的溫度偏低，屬于冷區(qū)。該實施方式為這種結(jié)構(gòu)的燈泡提供了反射層所在的優(yōu)選位置，可以提高連接部分的溫度，從而減少連接部分的發(fā)黑現(xiàn)象。[0028]根據(jù)一個優(yōu)選的實施方式，該燈是超高壓放電汞燈。[0029]該實施方式提供了本實用新型優(yōu)選適用的一種氣體放電燈的類型。[0030]本實用新型的以上以及其它優(yōu)點、特性將在下文中的實施方式部分進行明確地闡述。


[0031]通過參照附圖閱讀以下所作的對非限制性實施例的詳細描述，能夠更容易地理解本實用新型的特征、目的和優(yōu)點。其中，相同或相似的附圖標記代表相同或相似的部件與部分。[0032]圖I是現(xiàn)有的氣體放電燈的結(jié)構(gòu)圖；[0033]圖2是根據(jù)本實用新型的實施方式的氣體放電燈的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
[0034]本實用新型提供了一種氣體放電燈，具有燈泡，燈泡內(nèi)部產(chǎn)生第一波段的光，并產(chǎn)生第二波段的光，其特征在于，[0035]該燈泡上有反射層，該反射層允許至少部分該第一波段的光射出燈泡，并將至少部分該第二波段的光反射回燈泡內(nèi)部。[0036]圖2示出了根據(jù)本實用新型一個實施方式的超高壓放電汞燈的結(jié)構(gòu)圖。該燈包括燈泡，該燈泡包括球形部分B和管狀部分T，球形部分B中裝有汞和少量氬氣作為發(fā)光材料。正負電極E伸入球形部分B中并在電極之間放電，放電之后汞蒸發(fā)，汞原子獲得電極E 放電提供的能量后電子躍遷，從而發(fā)光。發(fā)出的光并不僅僅是可見光，還伴隨著紫外光和紅外光。[0037]在本實施方式中，該超高壓放電汞燈是用于提供可見光，進行照明等用途。則，如圖2中的斜線部分C所示，該燈泡上有反射層C，該反射層C允許至少部分該可見光射出燈泡，并將至少部分該紫外光和/或紅外光反射回燈泡內(nèi)部。該能量會被燈泡中的汞原子吸收，促進汞原子的電子躍遷，再次產(chǎn)生可見光以及紫外光/紅外光，從而能量被重新利用， 等離子效率得到了增加。[0038]在圖2所示的燈泡結(jié)構(gòu)中，球形部分B和管狀部分T的連接部分屬于冷區(qū)。出于前述的提高冷區(qū)溫度的目的，該反射層C位于連接部分。可以理解，本實用新型并不限于圖 2所示的燈泡結(jié)構(gòu)，在其他結(jié)構(gòu)的燈泡中，冷區(qū)的位置隨燈泡的結(jié)構(gòu)而變化，而反射層C的位置也能夠隨冷區(qū)的位置而變化，從而提高冷區(qū)的溫度，這些變化都落入本實用新型的權(quán)利要求保護范圍。[0039]在另一個實施方式中，該反射層C能夠位于該球形部分B，從而能夠?qū)⒆贤夤?紅外光直接反射回到球形部分中心被重新利用，具有較好的能量重用率。[0040]出于便于制造加工的目的，該反射層能夠位于燈泡的外表面。在一個替代的實施方式中，該反射層也能夠被附加于燈泡的內(nèi)表面上。[0041]該反射層的實現(xiàn)方式是多種多樣的，只要能夠允許該可見光射出，并將至少部分該紫外光和/或紅外光反射回去即可。該反射層的一種具體的實現(xiàn)為，由交替的二氧化硅 (SiO2)層和五氧化二鋯(Zr2O5)層構(gòu)成。優(yōu)選的，二氧化硅層和五氧化二鋯層的厚度均不同。在一個具體的實施方式中，各層厚度的如下表所不[0042]表I[0043]
權(quán)利要求1.一種氣體放電燈，具有燈泡，燈泡內(nèi)部產(chǎn)生第一波段的光，并產(chǎn)生第二波段的光，其特征在于， 該燈泡上有反射層(C)，該反射層(C)允許至少部分該第一波段的光射出燈泡，并將至少部分該第二波段的光反射回燈泡內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燈，其特征在于，該燈泡中含有發(fā)光等離子，該等離子接受能量后通過電子躍遷產(chǎn)生該第一波段的光，并產(chǎn)生該第二波段的光， 所述反射層將至少部分第二波段的光反射回該等離子。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的燈，其特征在于，燈泡內(nèi)部產(chǎn)生可見光作為第一波段的光，并產(chǎn)生紫外光和/或紅外光作為第二波段的光， 該反射層允許至少部分可見光射出燈泡，并將至少部分紫外光和/或紅外光反射回燈泡內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燈，其特征在于，該反射層位于該燈泡的外表面，由交替的二氧化硅層和五氧化二鋯層構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的燈，其特征在于，各二氧化硅層和五氧化二鋯層的厚度均不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燈，其特征在于，該燈泡含有球形部分(B)，該反射層位于該球形部分⑶。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的燈，其特征在于，所述燈泡含有第一區(qū)域和第二區(qū)域，第二區(qū)域的工作溫度低于第一區(qū)域的工作溫度， 該反射層位于該燈泡的第二區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的燈，其特征在于，該燈泡含有球形部分(B)和管狀部分(T)，該第二區(qū)域包括該球形部分(B)和管狀部分(T)的連接部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的燈，其特征在于，該燈是超高壓放電汞燈。
專利摘要現(xiàn)有的氣體放電燈中，電子躍遷通常會產(chǎn)生寬波段的輻射，但僅有部分波段的光是所需要的，因此造成了能量的浪費。本實用新型提供一種氣體放電燈，具有燈泡，燈泡內(nèi)部產(chǎn)生第一波段的光，并產(chǎn)生第二波段的光，其特征在于，該燈泡上有反射層(C)，該反射層允許至少部分該第一波段的光射出燈泡，并將至少部分該第二波段的光反射回燈泡內(nèi)部，從而將該波段的光的能量重新用于氣體放電，降低了該波段的光的能量消耗，節(jié)約了能量。優(yōu)選地，該反射層允許至少部分可見光射出燈泡，并將至少部分紫外光和/或紅外光反射回燈泡內(nèi)部，適合于照明用途的超高壓放電汞燈。
文檔編號H01J61/35GK202816869SQ20122035204
公開日2013年3月20日 申請日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者郝軍 申請人:飛利浦電子技術(shù)(上海)有限公司