气体放电灯的制作方法

专利名称：气体放电灯的制作方法
技术领域：
气体放电灯技术领域[0001]本实用新型涉及灯，特别涉及利用气体放电而发光的灯。
背景技术：
[0002]气体放电灯(Gas-discharge lamps)是指利用静电放电效应,通过电离气体,例如等离子，以产生光源的人造照明器具。通常，这类灯具会使用稀有气体来作为发光之用，如氖、氩、氪、氙。其中大多数也会使用一些金属，例如汞、钠。[0003]气体放电灯的原理一般是，电极释放电子，电子加速得到能量，电子撞击气体放电灯中的发光材料，例如稀有气体或者金属，稀有气体或者金属原子中的电子得到能量并跃迁至高能级。由于高能级不稳定，该电子会跃迁回低能级并伴随着光子的释放，从而发出光。[0004]图I示出了一种气体放电灯的构造，灯泡包括球形部分B和管状部分T，球形部分 B中装有发光材料。与导向L相连的正负电极E伸入球形部分B中，并正负电极E之间放电，发光材料获得电极E放电提供的能量后跃迁发光。实用新型内容[0005]在气体放电灯中，电子跃迁通常会产生宽波段的辐射，即在紫外波段(波长约 IOnm至400nm)、可见光波段(波长约400nm至800nm)以及红外波段(波长约O. 8 μ m至 IOOOym)上都有辐射产生。但是，气体放电灯所应用的环境通常只需要其中某一种波段的光线。例如，在照明用的气体放电灯中，人们所需要的是可见光。但是，照明用的气体放电灯中的电子跃迁并不仅仅产生可见光，还伴随着产生紫外光(或称紫外辐射，UVR)和红外光(或称红外福射，NIR)。紫外光和红外光的产生耗能占了气体放电灯耗能的很大部分。 以投影仪所用的超高压汞灯，例如UHP (Ultra High Performance)灯为例，灯泡消耗的能量中，只有25%被转换为可见光，剩下的很多能量都被用于产生并不需要的紫外光和红外光。 不仅如此，紫外光和红外光在很多设备中是需要避免的，例如在投影仪中，紫外光和红外光会对液晶面板或者DLP (数字光处理)面板造成损伤，所以设备中还需要额外的滤镜来滤除紫外光和红外光。[0006]可见，提供一种气体放电灯，降低甚至消除不需要的波段的光的能量消耗，在能量利用上将会是十分具有优势的。[0007]本实用新型的发明构思在于，在灯泡上附加反射层，允许所需要的波段的光射出， 而将不需要的波段的光反射回灯泡中，从而将不需要的波段的光的能量重新用于气体放电，等效地降低了不需要的波段的光的能量消耗，节约了能量。[0008]根据本实用新型的一个方面，提供了一种气体放电灯，具有灯泡，灯泡内部产生第一波段的光，并产生第二波段的光，其特征在于，[0009]该灯泡上有反射层，该反射层允许至少部分该第一波段的光射出灯泡，并将至少部分该第二波段的光反射回灯泡内部。[0010]该方面的优点在于，首先，第二波段的光被发射回去后，由于第二波段的光本身带有一定能量，该能量会被灯泡中的气体吸收，从而能量被重新利用，等离子效率得到了增加。并且，这样提高了灯的功率，使得气体放电灯光谱中的峰会下降，低谷会上升，从而获得更连续的、改善了的光谱。该方面还降低了灯泡对外的第二波段辐射，减少了对外置的第二波段滤镜的需求。[0011]根据一个优选的实施方式，该灯泡中含有发光等离子，该等离子接受能量后通过电子跃迁产生该第一波段的光，并产生该第二波段的光，[0012]所述反射层将至少部分第二波段的光反射回该等离子。[0013]该实施方式中，能量发回给发光等离子后，促使电子跃迁到高能级，进而再次跃迁回低能级发出光，使等离子效率得到了增加，并且改善了光谱。[0014]根据一个优选的实施方式，灯泡内部产生可见光作为第一波段的光，并产生紫外光和/或红外光作为第二波段的光，[0015]该反射层允许至少部分可见光射出灯泡，并将至少部分紫外光和/或红外光反射回灯泡内部。[0016]该实施方式适合于产生照明用的可见光的气体放电灯。[0017]根据一个进一步优选的实施方式，该反射层位于该灯泡的外表面，由交替的二氧化硅层和五氧化二锆层构成。[0018]该实施方式的优点在于，反射层的涂覆比较简便，使得气体放电灯容易制造；并且，二氧化硅层和五氧化二锆层可以耐高温。另外，由于二氧化硅层射和五氧化二锆层的折射率不同，光在它们之间传播时会发生折射弯曲。交替使用两个反射层最后达到的效果是 紫外光和/或红外光通过不断的折射弯曲，最终在这些层中走类似抛物线的轨迹而回到入射面并射出，即该反射层整体上将紫外光和/或红外光反射回灯泡内部，而允许可见光通过反射层从灯泡射出。[0019]根据一个更进一步优选的实施方式，各二氧化硅层和五氧化二锆层的厚度均不同。[0020]该实施方式的优点在于，以尽量薄的反射层将紫外光和/或红外光等效地反射回灯泡内部。[0021]根据一个优选的实施方式，该灯泡含有球形部分，该反射层位于该球形部分。[0022]该实施方式的优点在于，反射层能够将第二波段的光直接反射回到球形部分中心被重新利用，具有较好的能量重用率。[0023]根据一个优选的实施方式，所述灯泡含有第一区域和第二区域，第二区域的工作温度低于第一区域的工作温度，[0024]该反射层位于该灯泡的第二区域。[0025]在灯泡里面各个位置温度不一致时，金属蒸汽会在温度低的地方凝结，产生发黑现象，影响寿命，这种温度低的区域被称为冷区。本实施方式通过在冷区反射第二波段的光，可以提高冷区的温度，从而减少发黑现象。[0026]根据一个进一步优选的实施方式，该灯泡含有球形部分和管状部分，该第二区域包括该球形部分和管状部分的连接部分。[0027]这种结构的灯泡在连接部分的温度偏低，属于冷区。该实施方式为这种结构的灯泡提供了反射层所在的优选位置，可以提高连接部分的温度，从而减少连接部分的发黑现象。[0028]根据一个优选的实施方式，该灯是超高压放电汞灯。[0029]该实施方式提供了本实用新型优选适用的一种气体放电灯的类型。[0030]本实用新型的以上以及其它优点、特性将在下文中的实施方式部分进行明确地阐述。


[0031]通过参照附图阅读以下所作的对非限制性实施例的详细描述，能够更容易地理解本实用新型的特征、目的和优点。其中，相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件与部分。[0032]图I是现有的气体放电灯的结构图；[0033]图2是根据本实用新型的实施方式的气体放电灯的结构图。
具体实施方式
[0034]本实用新型提供了一种气体放电灯，具有灯泡，灯泡内部产生第一波段的光，并产生第二波段的光，其特征在于，[0035]该灯泡上有反射层，该反射层允许至少部分该第一波段的光射出灯泡，并将至少部分该第二波段的光反射回灯泡内部。[0036]图2示出了根据本实用新型一个实施方式的超高压放电汞灯的结构图。该灯包括灯泡，该灯泡包括球形部分B和管状部分T，球形部分B中装有汞和少量氩气作为发光材料。正负电极E伸入球形部分B中并在电极之间放电，放电之后汞蒸发，汞原子获得电极E 放电提供的能量后电子跃迁，从而发光。发出的光并不仅仅是可见光，还伴随着紫外光和红外光。[0037]在本实施方式中，该超高压放电汞灯是用于提供可见光，进行照明等用途。则，如图2中的斜线部分C所示，该灯泡上有反射层C，该反射层C允许至少部分该可见光射出灯泡，并将至少部分该紫外光和/或红外光反射回灯泡内部。该能量会被灯泡中的汞原子吸收，促进汞原子的电子跃迁，再次产生可见光以及紫外光/红外光，从而能量被重新利用， 等离子效率得到了增加。[0038]在图2所示的灯泡结构中，球形部分B和管状部分T的连接部分属于冷区。出于前述的提高冷区温度的目的，该反射层C位于连接部分。可以理解，本实用新型并不限于图 2所示的灯泡结构，在其他结构的灯泡中，冷区的位置随灯泡的结构而变化，而反射层C的位置也能够随冷区的位置而变化，从而提高冷区的温度，这些变化都落入本实用新型的权利要求保护范围。[0039]在另一个实施方式中，该反射层C能够位于该球形部分B，从而能够将紫外光/红外光直接反射回到球形部分中心被重新利用，具有较好的能量重用率。[0040]出于便于制造加工的目的，该反射层能够位于灯泡的外表面。在一个替代的实施方式中，该反射层也能够被附加于灯泡的内表面上。[0041]该反射层的实现方式是多种多样的，只要能够允许该可见光射出，并将至少部分该紫外光和/或红外光反射回去即可。该反射层的一种具体的实现为，由交替的二氧化硅 (SiO2)层和五氧化二锆(Zr2O5)层构成。优选的，二氧化硅层和五氧化二锆层的厚度均不同。在一个具体的实施方式中，各层厚度的如下表所不[0042]表I[0043]
权利要求1.一种气体放电灯，具有灯泡，灯泡内部产生第一波段的光，并产生第二波段的光，其特征在于， 该灯泡上有反射层(C)，该反射层(C)允许至少部分该第一波段的光射出灯泡，并将至少部分该第二波段的光反射回灯泡内部。
2.根据权利要求I所述的灯，其特征在于，该灯泡中含有发光等离子，该等离子接受能量后通过电子跃迁产生该第一波段的光，并产生该第二波段的光， 所述反射层将至少部分第二波段的光反射回该等离子。
3.根据权利要求I或2所述的灯，其特征在于，灯泡内部产生可见光作为第一波段的光，并产生紫外光和/或红外光作为第二波段的光， 该反射层允许至少部分可见光射出灯泡，并将至少部分紫外光和/或红外光反射回灯泡内部。
4.根据权利要求3所述的灯，其特征在于，该反射层位于该灯泡的外表面，由交替的二氧化硅层和五氧化二锆层构成。
5.根据权利要求4所述的灯，其特征在于，各二氧化硅层和五氧化二锆层的厚度均不同。
6.根据权利要求I所述的灯，其特征在于，该灯泡含有球形部分(B)，该反射层位于该球形部分⑶。
7.根据权利要求I所述的灯，其特征在于，所述灯泡含有第一区域和第二区域，第二区域的工作温度低于第一区域的工作温度， 该反射层位于该灯泡的第二区域。
8.根据权利要求7所述的灯，其特征在于，该灯泡含有球形部分(B)和管状部分(T)，该第二区域包括该球形部分(B)和管状部分(T)的连接部分。
9.根据权利要求3所述的灯，其特征在于，该灯是超高压放电汞灯。
专利摘要现有的气体放电灯中，电子跃迁通常会产生宽波段的辐射，但仅有部分波段的光是所需要的，因此造成了能量的浪费。本实用新型提供一种气体放电灯，具有灯泡，灯泡内部产生第一波段的光，并产生第二波段的光，其特征在于，该灯泡上有反射层(C)，该反射层允许至少部分该第一波段的光射出灯泡，并将至少部分该第二波段的光反射回灯泡内部，从而将该波段的光的能量重新用于气体放电，降低了该波段的光的能量消耗，节约了能量。优选地，该反射层允许至少部分可见光射出灯泡，并将至少部分紫外光和/或红外光反射回灯泡内部，适合于照明用途的超高压放电汞灯。
文档编号H01J61/35GK202816869SQ20122035204
公开日2013年3月20日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者郝军 申请人:飞利浦电子技术(上海)有限公司