具有放电耦合有源天线的电气气体放电灯的制作方法
【专利说明】
【背景技术】
[0001 ]本发明涉及电气气体放电灯，其包含布置在外灯泡之内的内灯泡，所述内灯泡用放电气体填充并且包含第一电极和相对的第二电极，所述第二电极距所述第一电极一距离，该距离通过在电极之间应用点火电压而允许所述内灯泡内的气体放电的点火。
[0002]这种结构允许用于汽车应用的高强度放电(HID)灯的实现，在该灯中，该内灯泡用高压放电气体填充。这个高压允许在点火之后只有小的延迟，灯发出光的高强度，这在汽车领域是必要的。由于内灯泡中的放电气体的高压，汽车HID灯周知地需要20kV量级的高点火电压，从而确保经在几秒的操作后已经有足够的光通量。这特别应用于汽车HID灯。该高点火电压然而需要复杂昂贵的点火电路。
[0003]现有技术描述
已知有若干种降低HID灯并且特别是汽车HID灯的点火电压的方法，这些方法可以被认为由三个基本措施组成。第一已知的措施是在外灯泡的气体填充物中产生电介质阻挡放电(DBD)，其在快速点火脉冲期间暂时形成并且帮助在内灯泡中的主放电以在低电压点火。在点火期间，DBD在灯的点火期间形成于内灯泡的两个电极侧之间。DBD的瞬态等离子体制造一电场，其提高内灯泡中的场并且帮助点火。DBD的形成需要对外灯泡内的气体压强的正确调整。
[0004]第二措施是无源天线的使用，该无源天线由比如导线或者内灯泡外部的导电涂层的导电部件形成。术语“无源”意味着天线处于浮动电位，即，不连接到用以接触内灯泡的电极的两个导电引线中的任何一个。涂层由光学透明材料形成并且电容地耦合到接触所述电极的导电引线。在快速点火脉冲期间，一支持电场通过这个无源天线产生，该支持电场提高内灯泡中的场强并且帮助点火。同样已知的是，通过使用无源天线与DBD组合而组合两个措施。
[0005]W02008/007284A2描述一种通过在外灯泡的气体填充物中产生DBD而降低HID灯的点火电压的方法，所述气体填充物被允许直接地，而不是仅仅电容地，接触引到内灯泡的电极的两个导电引线其中之一。这是通过在外灯泡内的导电引线的馈通部其中之一中加工一小、薄的通孔或者通道而实现。该瞬态DBD之后可以经由该通孔耦合到对应的引线。
[0006]降低HID灯的点火电压的第三措施是使用有源天线。术语“有源”意味着该天线直接地(电流地)连接到导电引线其中之一，该引线接触到内灯泡的电极。这种有源天线的使用比上述第一和第二措施更有效。实现这种有源天线的一个可能性是将导线连接到引线其中之一，该导线之后延伸靠近相对电极。这样，靠近此相对电极制造一高电场，而且点火电压降低。有源天线在外灯泡的外部连接到导电引线。然而，这种结构在实践中很难建造，因为它需要许多额外的制作步骤，包括用于外灯泡的额外馈通部。
[0007]W02008/007283A2公开一种具有有源天线的HID灯，该有源天线连接到导电引线其中之一，该导电引线引到外灯泡内部的内灯泡的电极。为了这个目的，在用于外灯泡内的对应导电引线的馈通部中形成小的通孔。有源天线之后通过导电涂层形成，该导电涂层延伸到该通孔并且填充该通孔以直接地(电流地)接触该导电引线。然而此方案在生产过程期间对于电气接触需要额外付出。
[0008]US2012/0169224A1公开一种具有陶瓷放电容器的HID灯，该陶瓷放电容器具有密封的第一和第二端塞和一外部电气天线。端塞开口用密封玻璃密封。该密封玻璃是导电的。该外部电气天线在陶瓷放电容器的外部表面的至少部分上和在该端塞之一的外部表面的至少部分上延伸。端塞围住电流引入导体。该天线不与该电流引入导体物理接触;然而通过导电密封玻璃存在电气接触。
【发明内容】
[0009]本发明的一目的是提供上面类型的电气气体放电灯，其包含减小的点火电压并且可以以简单的方式制作。
[0010]该目的利用依据权利要求1的电气气体放电灯被实现。该灯的有利的实施例是从属权利要求的主题，或者描述于说明书的后续部分和优选的实施例。
[0011 ]提出的电气气体放电灯，具体是汽车HID灯，由内灯泡和外灯泡形成，所述内灯泡布置在所述外灯泡之内，所述内灯泡用放电气体填充并且包含第一电极和相对的第二电极，所述第二电极距所述第一电极一距离，该距离通过在两个电极之间应用一点火电压而允许内灯泡中的气体放电的点火。该内和外灯泡由合适的材料制成，该材料对于由放电发出的期望辐射是光学穿透的。典型地，该内和外灯泡由玻璃材料，具体是石英玻璃制成。为了允许内灯泡用高压的放电气体填充，该内灯泡与两个电极一起被合适地气密地密封。所述第一电极通过第一导电引线被电气连接，所述第一导电引线在位于所述内灯泡的第一侧上穿过所述外灯泡的电绝缘馈通部中延伸。以同样的方式，所述第二电极借助第二导电引线被电气接触，所述第二导电引线在位于所述内灯泡的第二侧上穿过所述外灯泡的第二电绝缘馈通部中延伸。承载导电引线以接触电极的这些馈通部优选地也由内灯泡的玻璃材料制成，并且可以与内灯泡一起在一个单一的生产步骤中形成。然而，这些馈通部例如具有管状形状，也可以由另一种材料制成并且气密地连接到内灯泡。用于接触内灯泡的电极的导电引线经由这些馈通部引导到外灯泡的外部，以便为了应用需要的点火电压和操作电流而能够电气接触该灯。所述外灯泡用优选地在低于大气压，具体在10到500hPa之间范围中的气压的第二气体填充。用于外灯泡的合适填充气体是例如氙、氪、氩和氖。所述外灯泡也可以用其它气体或者气体混合物填充，例如用空气填充。所述内灯泡的放电气体是惰性气体，例如氙气。所述内灯泡也可以用其它惰性气体或者用惰性气体、金属卤化物、汞(如果需要的话)等等的混合填充。
[0012]在提出的电气气体放电灯中，至少一个通孔或者通道形成于所述第一馈通部中直到所述第一导电引线。导电部件在形成于所述内灯泡和所述外灯泡之间的空间之内，至少自一靠近所述通孔的位置延伸至距所述第二电极一距离处，该距离小于两个电极之间的距离。靠近所述通孔的所述导电部件的位置使得，当在所述电极之间应用所述点火电压时，通过所述第二气体的离子化，导电通路穿过所述导电部件和所述第一导电引线之间的所述通孔而暂时形成。无关紧要的是，是否该通孔-以及因此该暂时导电通路-被制成直到高电压被应用到的引线，或者直到在点火脉冲期间接近接地电位的引线。
[0013]利用电气气体放电灯的这种结构，导电部件仅仅在灯的点火期间，通过由所述第二气体的离子化形成的传导通路被电气接触到导电引线而形成有源天线。在此上下文中特征，导电部件的位置“靠近”通孔，意味着导电部件必须位置设为足够靠近通孔，以经由离子化的第二气体实现期望的电气接触。此位置因此依赖于所述外灯泡中第二气体的气体种类和气体压强，并且可以随着不同的压强和气体而不同。
[0014]导电部件可以是自支持元件，比如导线或者应用到内灯泡的外表面的元件，例如导电涂层或者部分涂层。此导电部件延伸到内灯泡的第二侧以具有到第二电极的一距离，该距离小于内灯泡中的两个电极之间的距离。由于此更小的距离，在点火期间在第二电极附近实现更高的电场，导致与没有这种导电部件的结构相比减小的点火电压。点火电压的减小与导电部件和第二电极之间的距离成比例，即，更小的距离导致点火电压更大的减小。因此，导电部件优选地在整个内灯泡上延伸到第二馈通部。
[0015]提出的电气气体放电灯允许汽车HID灯和另外其它灯种类的点火电压的减小，并且可以以容易方式制作，因为在制作期间，不必须建立所述导电引线和形成天线的所述导电部件之间的直接电气接触。所述制作只需要在内灯泡和外灯泡之间的空间中的导电部件的形成，例如通过简单地将导电涂层或者部分涂层应用到内灯泡的外部，以及对应馈通部中的小通孔的加工。与现有技术中的已知方案相反，通孔的效果不是加强外灯泡填充物中的DBD，而是允许由导电部件形成的原来的无源天线到对应引线的暂时传导连接，这使得天线暂时是有源的。令人惊讶地，这已经被发现与直接连接到该引线的真实有源天线一样强烈地降低点火电压。外灯泡气体填充物，即第二气体，优选地应该具有显著地低于大气压的压强，S卩10-500hPa，正如对于正常DK)。然而，通孔放电的性能不像现有技术措施的体积DBD那样极度地依赖于压强。换句话说，几乎在任何低压下的任何气体填充物将会这样。
[0016]提出的电气放电气体灯的导电引线优选地包含由金属箔，具体是如本领域已知的钼箔形成的至少一个节段。通孔于是优选地形成到该金属箔以暴露此箔的小部分，因为到金属箔的孔不影响内灯泡的或者外灯泡的气密密封，其可能是当将该孔加工到该电极或者到该引线的另一部分时的情况。
[0017]在一优选实施例中，形成天线的导电部件是内灯泡的外侧的光学透明涂层或者部分涂层。对于这种导电和光学透明涂层的示例性材料是掺杂的氧化锡，例如掺有硼和/或锂的氧化锡。使用这种光学透明涂层具有下述优势:在制作期间，整个内灯泡可以浸入一对应的涂层溶液中并且因此全部地用此涂层材料涂覆。这允许导电部件的非常简单的生产。
[0018]在另外实施例中，导电部件可以由非透明的导电材料的部分涂层形成。在这种情况下，内灯泡的外表面只是部分地用此材料涂覆，以便避免光发射的显著遮蔽。这种情况下的天线可以例如由条状的金属涂层形成。但是，其它导电材料也可以使用。涂层可以通过已知涂覆工艺应用，例如通过涂画(painting)、溅射或者化学气相沉积。在陶瓷灯泡的情况下，形成天线的导电材料也可以被应用于灯泡的未烧结的材料并且与该灯泡一起烧结。在任何情况下，该天线必须形成为吸收尽可能少的光并且在灯操作期间耐受内灯泡的高温。
[0019]形成提出的放电灯的导电部件的涂层的厚度优选为50到200nm之间。依赖于所应用的材料的导电性，其它厚度也是可能的。所应用的导电部件的电阻值优选为低于100kQ。该阻值可以通过该涂层的所应用的材料和厚度的组合而实现。然而，本发明不限制于这样