NL8502966A - Hogedrukontladingslamp. - Google Patents

Description

i PHN 11.541 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

"Hogedrukontladingslamp"

De uitvinding heeft betrekking op een hogedrukontladingslamp die voorzien is van een vakuumdicht gesloten, kwartsglazen ontladingsvat dat een ioniseerbare vulling heeft, en van geleiders om energie aan de ioniseerbare vulling toe te voeren, welk 5 ontladingsvat een omhullende bekleding heeft. Een dergelijke lamp is bekend uit DE 31 34 907 A1 (Eguesült Izzólampa es Villa mossagi Részvénytarsasag, 22-10-1981).

Het kan om verscheidene redenen wenselijk zijn om te voorkomen, dat UV-straling het ontladingsvat verlaat. Bij lampen die 10 alkalimetaal, bijvoorbeeld lithium en/of natrium, in de ioniseerbare vulling hebben, kan het uittreden van UV-straling het onttrekken van alkalimetaal aan de ontlading tot gevolg hebben. UV-straling kan nl. uit metalen delen in de nabijheid van het ontladingsvat elektronen vrijmaken, die op het buitenoppervlak van het ontladingsvat terechtkomen 15 en alkalimetaalionen door de wand van het lampvat heen naar buiten doen migreren.

In geval het ontladingsvat in een glazen buitenballon is opgesteld, wordt UV-straling door de buitenballon onderschept. Als de buitenballon echter breekt, kan UV-straling schade aanrichten aan mens, 20 plant en dier, maar ook aan voor UV gevoelige materialen.

In geval het ontladingsvat niet door een buitenballon is omgeven, maar in een armatuur of in een lantaarn is opgesteld, kan UV-straling tot degeneratie van kunststofonderdelen leiden, maar ook tot schade aan levende organismen indien het armatuur of de lantaarn de UV-25 straling niet in voldoende mate tegenhoudt.

Volgens de in de openingsparagraaf genoemde publikatie heeft een lamp ter bestrijding van alkalimetaalverlies een bekleding van siliciumnitride, maar dat niet alleen op het ontladingsvat, maar ook op de geleiders en op isolators van de lamp. De bekledingen zijn elektrisch 30 isolerende lagen.

Het is een bezwaar, dat bij de bekende lamp niet alleen het ontladingsvat, maar ook de geleiders en isolators van de lamp S502 96 ö PHN 11.541 2 bekleed moeten zijn. Voorts is het een bezwaar, dat de bekende lamp ondanks de bekledingen UV uitstraalt, zodat de lamp zonder buitenste omhulling, of met een onvolledige buitenste omhulling, een risico vormt voor levende organismen.

5 De geciteerde Duitse octrooiaanvrage vermeldt, dat niet een zó dikke laag (enige honderden nm) siliciumnitride op het ontladingsvat kan worden aangebracht, dat die laag alleen in staat is om alkalimetaal-verlies te voorkomen. Zo'n dikke laag zou de optische eigenschappen van de lamp verminderen en zou gaan scheuren, hetgeen een 10 verdere verslechtering van de optische eigenschappen zou meebrengen. Vooral in geval de lamp bestemd is in een optisch systeem gebruikt te worden, zijn de optische eigenschappen echter zeer belangrijk.

De uitvinding heeft ten doel een lamp van de in de openingsparagraaf genoemde soort te verschaffen, waarbij door een 15 eenvoudige maatregel het uitstralen van UV-straling is bestreden.

Dit doel is volgens de uitvinding bij een lamp van de in de openingsparagraaf omschreven soort daardoor bereikt, dat de bekleding een lichtdoorlatend, UV-reflekterend interferentiefilter is.

De lamp volgens de uitvinding heeft het voordeel, dat het 20 middel dat de uitstraling van ÜV belemmert, geïntegreerd is met de lichtbron zelf. Het interferentiefilter kan worden aangebracht, nadat de vervaardigingsstappen waarbij het ontladingsvat bij hoge temperatuur bewerkt wordt, bijvoorbeeld om het ontladingsvat af te sluiten, zijn voltooid, zodat dat filter geen schade ondervindt van die stappen bij 25 hoge temperatuur. Het interferentiefilter laat zich zeer goed aanbrengen door alternerend lagen van hoge en van lage brekingsindex op het ontladingsvat af te zetten door bij lage druk (bijvoorbeeld 100 Pa) dampvormige verbindingen aan het oppervlak van het ontladingsvat te ontleden (LPCVD).

30 Als materiaal van lage brekingsindex komt met name S1O2 (n = 1.46) voor toepassing in aanmerking. Lagen uit dit materiaal kunnen bijvoorbeeld worden verkregen uit een mengsel van silaan en zuurstof in stikstof of uit tetraethylorthosilikaat in stikstof. Als materiaal van hoge brekingsindex kan bijvoorbeeld Irt^Og (n = 2.35) of S13N4 (n 35 = 2.0) worden toegepast, die verkregen kunnen worden uit bijvoorbeeld pentaethylniobaat in stikstof respektievelijk uit bijvoorbeeld silaan en ammoniak, of uit tetrachloorsilaan en ammoniak, in stikstof of argon.

8502 96 6 PHN 11.541 3

De lamp volgens de uitvinding heeft een ioniseerbare vulling met edelgas en veelal kwik, in het bijzonder edelgas, kwik en metaalhalogenide. De bekleding van het ontladingsvat met een UV-reflekterend interferentiefilter is in het bijzonder nuttig gebleken in 5 gevallen waarin de ioniseerbare vulling alkalimetaalhalogenide bevat, zoals bijvoorbeeld natriumiodide, bijvoorbeeld in een mengsel met scandiumoxide en thalliumiodide. Het nut van het interferentiefilter bestaat in dit geval primair uit de bestrijding van het verdwijnen van natrium uit de vulling en daarmee uit de bestrijding van verandering van 10 het kleurpunt van het door de lamp uitgezonden licht.

Voor dat doel is de maatregel volgens de uitvinding veel eenvoudiger en gemakkelijker realiseerbaar dan het omhullen van metalen delen in de nabijheid van het ontladingsvat met een keramisch of glazen lichaam, hetgeen bij handelslampen het geval is. Het omhullen met zo'n 15 lichaam is bovendien moeilijk of niet uitvoerbaar in geval de betreffende metalen delen een gekompliceerde vorm hebben, bijvoorbeeld als ze niet cylindrisch zijn, zoals wanneer een geleider zich schroeflijnvormig om het ontladingsvat heenslingert.

De maatregel volgens de uitvinding heeft voorts het 20 voordeel dat geen separaat lichaam om het ontladingsvat heen wordt aangebracht.Een bekende maatregel is nl. het omhullen van het ontladingsvat met een aan beide einden open kwartsglazen cylinder. Die cylinder onderschept photoelectronen op hun weg naar het ontladingsvat. Bij verscheidene toepassingen is het een bezwaar als het ontladingsvat 25 omgeven is door een lichaam waar het door de lichtbron uitgezonden licht doorheen moet lopen, omdat zo'n lichaam ongewenste reflekties geeft. Bezwaarlijk is zo'n lichaam bij een lamp die in een optisch systeem wordt toegepast. Een autokoplamp is zo een lamp. Die lamp wordt bij . gebruik grotendeels omgeven door het metaal van een reflektor. Bovendien 30 bevindt zich bij een autokoplamp die een dimlichtbundel moet geven, op zeer geringe afstand van het ontladingsvat een, veelal metalen, afschermkap (dimkap), die het ontladingsvat nagenoeg voor de helft omgeeft.

Bij een hogedrukontladingslamp die bestemd is als 35 koplamp, bijvoorbeeld van een auto, te worden gebruikt is het ontladingsvat meestal stevig bevestigd aan een lampvoet en is het ontladingsvat vrij van een buitenomhulling.

15 0 2 9 6 6 PHN 11.541 4

De maatregel volgens de uitvinding is voorts bij een autokoplamp van voordeel, omdat eventuele kunststofdelen van de koplantaarn, zoals de lens, beschermd worden en omdat voorkomen wordt dat gebruikers van de lamp en verkeersdeelnemers aan eventueel door de 5 lens doorgelaten UV-straling worden blootgesteld.

Bij het aanbrengen van de bekleding op het lampvat kan tezelfder tijd eenzelfde bekleding worden aangebracht op de geleiders. Dit brengt bij het maken van de bekleding door LPCVD geen komplikatie van die vervaardigingsstap mee. Het heeft daarentegen met 10 name bij een hogedrukontladingslamp die als autokoplamp gebruikt kan worden, voordelen als ten minste een van die geleiders buiten het lampvat bekleed is. Om binnen korte tijd na het bekrachtigen van zo'n lamp een relatief hoge lichtstroom te bereiken, kan men die lamp nl. op een hoge spanning willen ontsteken, bijvoorbeeld op enkele kV, 15 bijvoorbeeld 12 kV. De bekleding van de geleiders kan dan overslag tussen de geleiders voorkomen.

In het algemeen kan met een interferentiefilter van een gering aantal bijvoorbeeld 13, lagen worden volstaan of met een filter met twee van zulke stapels lagen, die elk een maximale reflektie bij een 20 eigen golflengte hebben, zoals de één bij 350 nm en de ander bij 310 nm.

Als het filter is opgebouwd uit lagen met een groot verschil in brekingsindex, bijvoorbeeld uit Si02 (n = 1.46) en uit ^2^5 = 2.35) kan het aantal lagen bovendien nog beduidend 25 kleiner zijn bij gelijke eigenschappen van het filter, dan in geval het filter uit lagen met een kleiner verschil in brekingsindex, bijvoorbeeld uit S1O2 en S13N4 (n = 2.0) is opgebouwd.

Uitvoeringsvorm van de lamp volgens de uitvinding wordt in de tekening getoond. Daarin is 30 Fig. 1 een lamp in langsdoorsnede

Fig. 2 een lamp in perspektief.

De hogedrukontladingslamp van Fig. 1 heeft een vakuumdicht gesloten, kwartsglazen lampvat 1, dat een ontladingsruimte 2 omsluit waarin zich een ioniseerbare vulling bevindt. Geleiders 3a,b,c; 35 4a,b,c voeren energie toe aan de ioniseerbare vulling. Ze hebben aan hun in de ontladingsruimte 2 gelegen einden een omwikkeling van wolfraamdraad, daarmee elektroden 5,6 vormend. Het ontladingsvat heeft PHN 11.541 5 een omhullende bekleding 7 van een lichtdoorlatend, UV-reflekterend interferentiefilter.

De ontladingsruimte 2 is, behoudens nabij de elektroden 5,6 waar die ruimte 2 konisch toeloopt, cylindrisch van vorm. De 5 ontladingsruimte is voorzien van 53.500 Pa argon, 1.4 mg kwik en 1 mg natrium- scandium- en thoriumiodide in een molverhouding van 94.5 : 4.4 : 1.1. De diameter van de ontladingsruimte 2 bedraagt midden tussen de elektroden 5,6 2.5 mm, de afstand tussen de elektroden 4.5 mm. De elektroden 5,6 liggen met hun top circa 1 mm van de plaats waar de 10 geleiders 3c respektievelijk 4c de ontladingsruimte 2 binnentreden. De wand van het ontladingsvat 2 heeft een dikte van 1.75 mm. De lamp neemt bij bedrijf op 100 V, 10 kHz een vermogen op van circa 35 W en is bestemd te worden gebruikt als autokoplamp.

Fig. 2 toont de hogedrukontladingslamp 11 van Fig. 1 door 15 middel van geleiders 13,14 stevig bevestigd aan een lampvoet 12. Een afschermkap 15 is met de lamp 11 verbonden en omgeeft die zijdelings voor nagenoeg de helft. De afschermkap 15 kan uit metaal zijn vevaardigd, aangezien de hogedrukontladingslamp 11 op zijn ontladingsvat een UV-reflekterend interferentiefilter 16 heeft als omhullende 20 bekleding.

De lamp van Fig. 2 is geschikt om in samenwerking met de reflektor een lens van een autokoplamp een dimlichtbundel te geven.

IS02 88 6 PHN 11.541 6

Voorbeelden van UV-reflekterende interferentiefilters die als omhullende bekleding kunnen worden gebruikt zijn: laag materiaal dikte (nm)

5 I II

lucht 1 Si3N4 19 22 2 Si02 52 60 3 Si3N4 37 43 10 4 Si02 52 60 5 Si3N4 37 43 6 Si02 52 60 7 SioN, 37 43 8 Si02 52 60 15 9 Si3N4 37 43 10 Si02 52 60 11 Si3N4 37 43 12 Si02 52 60 13 Si3N4 19 22 20 substraat 8502 0S i

Claims (5)

1. Hogedrukontladingslamp die voorzien is van een vakuumdicht gesloten, kwartsglazen lampvat dat een ioniseerbare vulling heeft, en van geleiders om energie aan de ioniseerbare vulling toe te voeren, welk ontladingsvat een omhullende bekleding heeft, met het 5 kenmerk, dat de bekleding een lichtdoorlatend, UV-straling reflekterend interferentiefilter is.

2. Hogedrukontladingslamp volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ioniseerbare vulling alkalimetaalhalogenide bevat.

3. Hogedrukontladingslamp volgens conclusie 2, met het 10 kenmerk, dat het ontladingsvat stevig bevestigd is aan een lampvoet en vrij is van een buitenomhulling.

4. Hogedrukontladingslamp volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat een afschermkap aanwezig is die het ontladingsvat nagenoeg voor de helft zijdelings omgeeft. 15

5. Hogedrukontladingslamp volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat ten minste een der geleiders buiten het lampvat bekleed is met eenzelfde bekleding als het lampvat. 1502 §8 S