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Dokumentenidentifikation DE10245228B4 26.06.2008
Titel Quecksilberfreie Bogenentladungsröhre für Entladungsleuchteneinheit
Anmelder Koito Manufacturing Co., Ltd., Tokyo, JP
Erfinder Takagaki, Michio, Shimizu, Shizuoka, JP;
Irisawa, Shinichi, Shimizu, Shizuoka, JP
Vertreter Grünecker, Kinkeldey, Stockmair & Schwanhäusser, 80802 München
DE-Anmeldedatum 27.09.2002
DE-Aktenzeichen 10245228
Offenlegungstag 08.05.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 26.06.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.06.2008
IPC-Hauptklasse H01J 61/18(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01J 61/84(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   H01J 61/12(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bogenentladungsröhre für eine Entladungsleuchteneinheit, und betrifft insbesondere eine quecksilberfreie Bogenentladungsröhre für eine Entladungsleuchteneinheit, in der ein Puffermetallhalogenid als Puffersubstanz anstelle von Quecksilber verwendet wird, wodurch eine Bogenentladungsröhre bereit gestellt wird, die nicht so umweltschädigend wie herkömmliche quecksilberbasierte Bogenentladungsröhren sind.

Aus der DE 197 31 168 A1 ist bereits ein Beleuchtungssystem bekannt, bei dem Quecksilber durch ein Metallhalogenid ersetzt wurde. Aus der EP 1 037 258 A1 ist ebenfalls bereits eine quecksilberfreie Metallhalogenidlampe bekannt. Aus der CA 2 295 385 A1 ist auch bereits eine quecksilberfreie Entladungslampe bekannt.

3 zeigt einen Entladungskolben, der eine bekannte Entladungsleuchteneinheit ist, die als eine Lichtquelle einer Fahrzeugleuchte verwendbar ist. Der Entladungskolben besitzt einen Aufbau, in dem eine Bogenentladungsröhre 2 mit einem geschlossenen Glaskolben 2a als ein lichtemittierender Bereich mit einem isolierenden Einschubkörper 1, der aus synthetischem Harz hergestellt ist, vereinigt ist. Die Bogenentladungsröhre 2 ist an dem hinteren Endbereich mittels eines Metallhalteelements 8 gehalten, das an dem isolierenden Einschubkörper 1 angebracht ist, und die Bogenentladungsröhre 2 wird an ihrem vorderen Endbereich mittels einer Metallanschlusshalterung 9 gehalten, die auch als Stromleitung dient, die sich aus dem isolierenden Einschubkörper 1 heraus erstreckt.

Die Bogenentladungsröhre 2 besitzt einen Aufbau, bei dem das Hauptlichtemissionsmetallhalogenid, das Pufferquecksilber und das Starter-Edelgas in dem geschlossenen Glaskolben 2a eingeschlossen sind, der zwischen zwei Quetschdichtbereichen 2b und 2b, die an gegenüberliegenden Enden des geschlossenen Glaskolbens 2a angeordnet sind, gehalten wird. Es wird Licht von einem durch die elektrische Entladung zwischen zwei Elektroden 3 und 3 erzeugten Entladungsbogen ausgesandt. Der Entladungskolben ist hinsichtlich der Lichtemission einem Glühkolben überlegen und besitzt eine lange Lebensdauer. Aus diesem Grund besteht heutzutage die Tendenz, diese Art des Entladungskolbens als eine Lichtquelle für einen Scheinwerfer oder einen Nebelscheinwerfer eines Fahrzeugs zu verwenden.

Ein Anschlussdraht 4 ist aus dem Quetschdichtbereich 2b herausgeführt. Eine Molybdänfolie 5 verbindet die aus Wolfram hergestellte Elektrode 3 mit dem Anschlussdraht 4. Des Weiteren ist die Bogenentladungsröhre 2 integral mit einem ultraviolettes Licht abschirmenden Abdeckglas 6 verschweißt, um damit eine Struktur zu bilden, in der der geschlossene Glaskolben 2a von einem abgeschlossenen Raumbereich, der durch das Abdeckglas 6 abgeteilt wird, umgeben ist. Diese Anordnung schneidet ultraviolette Strahlung in einem Wellenlängenbereich, der für den Menschen schädlich ist, aus dem von der Bogenentladungsröhre 2 ausgesandten Licht heraus und hält gleichzeitig den geschlossenen Glaskolben 2a auf einer hohen Temperatur.

In dem konventionellen geschlossenen Glaskolben 2a ist das Quecksilber eingeschlossen, aber bekanntlich ist Quecksilber schädlich für die Umwelt. Im Hinblick auf die gesellschaftlichen Anforderungen zur Reduzierung der Ursachen der globalen Umweltverschmutzung in möglichst effizienter Weise ist es wünschenswert, eine quecksilberfreie Bogenentladungsröhre zu entwickeln, d. h. eine Bogenentladungsröhre, die das für die Umwelt giftige Quecksilber nicht enthält.

Bei der Entwicklung einer quecksilberfreien Bogenentladungsröhre wurden im Laufe der Untersuchungen die folgenden Erkenntnisse gewonnen.

In der Entladungsleuchteneinheit (der Entladungskolben) wird ein der Bogenentladungsröhre zugeführter Strom durch ein Vorschaltgerät eingestellt, so dass die Bogenentladungsröhre bei Nennspannung (beispielsweise 35 W) gezündet wird. Das in dem geschlossenen Glaskolben eingeschlossene Quecksilber dient hauptsächlich als eine Puffersubstanz, die hilft, eine vorbestimmte Röhrenspannung (beispielsweise 85 V) für eine Nennleistung (beispielsweise 35 W) in der Bogenentladungsröhre aufrecht zu erhalten, um Beschädigungen der Elektroden aufgrund eines Anstiegs der Röhrenspannung (Anstieg der Anzahl der Elektronenstöße mit den Elektroden) zu reduzieren. Das Quecksilber dient auch als eine lichtemittierende Substanz zum Aussenden eines vorbestimmten Lichtes (weißes Licht) im Zusammenwirken mit dem Hauptlichtemissionsmetallhalogenid. Wenn aus diesem Grunde das Quecksilber aus dem geschlossenen Glaskolben entfernt wird, treten die folgenden Änderungen (und damit Probleme) im Verhalten der Bogenentladungsröhre auf.

Zunächst geht die Röhrenspannung zurück. Daher steigt der der Entladungsleuchteneinheit (dem Entladungskolben) zugeführte Strom an, wodurch Schäden an der Elektrode oder der Lichtemissionswirkungsgrad reduziert werden (das Verhältnis von Lichtemission zu angelegtem Strom).

Zweitens nimmt der Lichtstrom im Betrag ab, da im sichtbaren Bereich das von dem Quecksilber emittierte Licht fehlt.

Drittens ist die Farbe des ausgesandten Lichtes unterschiedlich (rötlich) zu der Farbe des von einer konventionellen, Quecksilber enthaltenden Entladungsröhre ausgesandten Lichtes.

Der Erfinder hat ein Metallhalogenid als einen Ersatzstoff für das Quecksilber (nicht toxische Substanz für die Umgebung) gewählt, das Metallhalogenid in dem geschlossenen Glaskolben eingeschlossen und Untersuchungen durchgeführt, ob Eigenschaften vergleichbar zu jenen der konventionellen quecksilberenthaltenden Bogenentladungsröhre erreicht werden können oder nicht. Der Erfinder hat dabei entdeckt, dass eine quecksilberfreie Bogenentladungsröhre mit ähnlichen Beleuchtungseigenschaften wie von einer konventionellen Quecksilber-Bogenentladungsröhre bereit gestellt werden kann.

Die Erfindung geht von den Problemen im Stand der Technik aus und es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine quecksilberfreie Bogenentladungsröhre für eine Entladungsleuchteneinheit bereit zu stellen, in der die Eigenschaften vergleichbar oder besser sind zu jenen einer konventionellen Bogenentladungsröhre.

Zur Lösung dieser Aufgabe umfasst gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung eine quecksilberfreie Bogenentladungsröhre für eine Entladungsleuchteneinheit: einen geschlossenen Glaskolben, der zwischen Quetschdichtbereichen gehalten wird, die an gegenüberliegenden Enden des geschlossenen Glaskolbens angeordnet sind; und ein Paar Elektroden, die in dem geschlossenen Glaskolben so vorgesehen sind, dass diese einander gegenüberliegend sind, wobei der geschlossene Glaskolben ein Hauptlichtemissionsmetallhalogenid, ein Puffermetallhalogenid und ein Starteredelgas enthält, die darin eingeschlossen sind; wobei das Puffermetallhalogenid ein Ionisierungspotential von ungefähr 5 bis 8,5 eV und ein Anregungspotential von ungefähr 4,5 eV oder weniger und ein Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich aufweist.

Beim Austausch des konventionellen Quecksilbers verhindert das Puffermetallhalogenid, das in dem geschlossenen Glaskolben enthalten ist, eine große Verringerung der Röhrenspannung und des Lichtstroms, die ansonsten bei Abwesenheit von Quecksilber in dem Kolben auftreten würden, und trägt zur Lösung des zuvor genannten ersten und zweiten Problems bei.

Wenn ferner mindestens eine Art der Metallhalogenide, die Licht in der Nähe des Lichtemissionsspektrums des Quecksilbers aussenden, ausgewählt wird, um in den geschlossenen Glaskolben eingebracht zu werden, wird die Verringerung der ausgesandten Lichtmenge oder des Lichtstroms im sichtbaren Bereich (das weiße Licht) kompensiert, wodurch das zuvor erläuterte dritte Problem gelöst wird.

Obwohl das Ionisierungspotential des Puffermetalihalogenids von ungefähr 5 bis 8,5 eV reicht, reicht dies nicht für eine Emission aus, wenn das Anregungspotential dieser Substanz zu hoch ist (höher als 4,5 eV), und daher ist es wünschenswert, dass das Anregungspotential des Puffermetallhalogenids ein Emissionsspektrum aufweist, das nicht so hoch ist und unter 4,5 eV liegt.

In einem zweiten Aspekt der Erfindung kann in der quecksilberfreien Bogenentladungsröhre für eine Entladungsleuchteneinheit, wie sie im ersten Aspekt beschrieben ist, das Puffermetallhalogenid ein oder mehrere Halogenide mit Ta, Th, Cu, Rb, Nb und Pd aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eines der Halogenide mit Ta, Cu, Rb oder Nb gebildet.

Substanzen, die im konventionellen Fall verwendet werden, können in ähnlicher Weise als Hauptlichtemissionsmetallhalogenid und als Starter-Edelgas in der vorliegenden Erfindung angewendet werden. Das heißt, das Hauptlichtemissionsmetallhalogenid kann ein Halogenid auf Natrium-Scandium-Basis sein, etwa Nal und Scl3, und das Starter-Edelgas kann Xe sein.

Das anstelle des Quecksilbers gewählte Puffermetallhalogenid ist mindestens ein Halogenid mit Ta, Th, Cu, Rb, Nb oder Pd. Wenn das Puffermetallhalogenid in dem geschlossenen Glaskolben eingeschlossen ist, kann eine große Reduzierung der Röhrenspannung und des Lichtstroms, die ansonsten bei Nichtverwendung von Quecksilber hervorgerufen werden, unterdrückt werden, wodurch mitgeholfen wird, das erste und das zweite Problem zu lösen.

In der bevorzugten Ausführungsform kann mindestens eines der Halogenide von den Halogeniden mit Ta, Cu, Rb oder Nb gewählt werden, die Licht ähnlich zu Quecksilber aussenden und in dem geschlossenen Glaskolben enthalten sind. Daher wird die Verringerung der ausgesandten Lichtstärke oder des Lichtstroms im sichtbaren Bereich (das weiße Licht) kompensiert, wodurch das dritte Problem gelöst wird.

In einem dritten Aspekt der Erfindung ist die quecksilberfreie Bogenentladungsröhre für eine Entladungsleuchteneinheit, wie sie in dem ersten und dem zweiten Aspekt erläutert ist, so aufgebaut, dass ein Gewichtsverhältnis des Puffermetallhalogenids zu dem Hauptlichtemissionsmetallhalogenid ungefähr 1 zu 500% beträgt.

Die obigen und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bei Bezugnahme zu den begleitenden Zeichnungen hervor.

1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der quecksilberfreien Bogenentladungsröhre für die Entladungsleuchteneinheit;

2 ist eine Tabelle, die Eigenschaften der Röhrenspannung, des Lichtstroms und des Farbverhaltens für das in dem geschlossenen Glaskolben eingeschlossenen Puffermetallhalogenids zeigt; und

3 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer konventionellen Bogenentladungsleuchteneinheit.

1 ist eine vertikale Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der quecksilberfreien Bogenentladungsröhre für die Entladungsleuchteneinheit entsprechend der vorliegenden Erfindung, und 2 ist eine Tabelle, die Eigenschaften der Röhrenspannung, des Lichtstroms und des Farbverhaltens für das in dem geschlossenen Glaskolben enthaltene Puffermetallhalogenid zeigt.

In 1 hat die Bogenentladungsröhre einen Aufbau, in dem ein zylindrisches, Ultraviolett abschirmendes Abdeckglas 20 in integraler Weise (abgedichtet) mit einem Bogenentladungsröhrenkörper 11 mit einem geschlossenen Glaskolben 12 verschweißt ist, der ein Paar Elektroden 15a und 15b, die gegenüberliegend angeordnet sind, aufweist, so dass der geschlossene Glaskolben 12 von dem Ultraviolett abschirmenden Abdeckglas 20 umschlossen und abgedichtet ist, wie dies auch in dem konventionellen Beispiel (3) gezeigt ist; dieser ist ferner mit einem isolierenden Grundelement als Einheit verbunden.

Der Bogenentladungsröhrenkörper 11 kann aus einer runden röhrenförmigen Quarzglasröhre hergestellt werden und kann eine Struktur aufweisen, in der der als kugelartig geformte geschlossene Glaskolben 12 gebildet wird, und ist ferner von Quetschdichtbereichen 13a und 13b eingeschlossen, die in einem Querschnitt in einer vorbestimmten Position in der Längsrichtung wie ein Rechteck geformt sind. Rechteckige Molybdänfolien 16a und 16b sind an den Quetschdichtbereichen 13a und 13b luftdicht angeordnet. Eine Seite jeder Molybdänfolie 16a und 16b ist mit Wolframelektroden 15a und 15b verbunden, während die andere Seite mit Anschlussdrähten 18a, 18b verbunden ist, die aus dem Bogenentladungsröhrenkörper 11 herausgeführt sind.

Der Bogenentladungsröhrenkörper 11 ist in integraler Weise mit dem zylindrischen, Ultraviolett abschirmenden Abdeckglas 20, das einen größeren Durchmesser als der geschlossene Glaskolben 12 aufweist, verschweißt, so dass ein Gebiet, das aus den Quetschdichtbereichen 13a und 13a des Bogenentladungsröhrenkörpers sich zu dem geschlossenen Glaskolben 12 erstreckt, von dem Ultraviolett abschirmenden Abdeckglas 20 gasdicht umschlossen ist, wohingegen ein kreisförmiger röhrenähnlicher, sich nach hinten erstreckender Bereich 14b, der kein Dichtbereich des Bogenentladungsröhrenkörpers 11 ist, an der hinteren Seite des Abdeckglases 20 herausragt. Das Abdeckglas 20 ist aus Quarzglas aufgebaut, das mit TiO2 oder CeO2 dotiert ist und das eine Ultraviolett abschirmende Funktion aufweist. Das Abdeckglas 20 ist vorgesehen, um zuverlässig Ultraviolettstrahlung in einem vorbestimmten Wellenlängenbereich, der für den Menschen schädlich ist, aus dem von dem geschlossenen Glaskolben 12, der ein elektrischer Entladungsbereich ist, ausgesandten Lichtes herauszuschneiden.

In dem Glaskolben 12A sind das Starter-Edelgas, das Hauptlichtemissionsmetallhalogenid und das Puffermetallhalogenid, das das konventionelle Quecksilber ersetzt, eingeschlossen. Somit zeigen die quecksilberfreien Bogenentladungsröhren Eigenschaften, die ähnlich denen der konventionellen Bogenentladungsröhre mit Quecksilber sind.

Das Hauptlichtemissionsmetallhalogenid, das in dem geschlossenen Glaskolben enthalten ist, kann Nal und Scl3 sein, die Substanzen sind, die im Wesentlichen zur Lichtemission beitragen.

Das eingeschlossene Puffermetallhalogenid dient als eine Puffersubstanz, die eine große Verringerung der Röhrenspannung verhindert, wenn in der konventionellen Bogenentladungsröhre kein Quecksilber eingeschlossen ist, und dient ferner als eine Lichtemissionssubstanz anstelle von Quecksilber. Das Puffermetallhalogenid sollte ein Ionisierungspotential von ungefähr 5 bis 8,5 eV und ein Anregungspotential von ungefähr 4,5 eV oder weniger mit einem Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich aufweisen.

Wenn das Ionisierungspotential des eingeschlossenen Puffermetallhalogenids zu gering ist (kleiner als 5 eV), steigt die Röhrenspannung nicht ausreichend an, da die Elektronen bei geringer Energie emittiert werden; und umgekehrt, wenn das Ionisierungspotential zu hoch ist (mehr als 8,5 eV), ist die Entladung nur schwierig zu stabilisieren, da die Ionisierung schwierig ist und die Lichtemission verringert ist und der Lichtstrom nicht ausreichend ansteigt. Daher ist es wünschenswert, dass das Ionisierungspotential des Puffermetallhalogenids in einem Bereich von ungefähr 5 bis 8,5 eV liegt, in dem die Röhrenspannung und der Lichtstrom für Beleuchtungszwecke ausreichend sind.

Obwohl das Ionisierungspotential des Puffermetallhalogenids von ungefähr 5 bis 8,5 eV reichen kann, ist dieses nicht imstande zur Emission, wenn das Anregungspotential dieser Substanz zu hoch ist (größer als 4,5 eV), und daher wird die lichtemittierende Substanz vorzugsweise auf ein Puffermetallhalogenid eingeschränkt, das ein Anregungspotential von 4,5 eV oder geringer und ein Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich besitzt. Das Puffermetallhalogenid kann aus einem oder mehreren Halogeniden mit Ta, Th, Cu, Rb, Nb oder Pd gewählt werden.

Ein in dem geschlossenen Glaskolben 12 eingeschlossenes Edelgas kann Xe sein und der Druck kann wie im Stand der Technik 3 bis 6 Atmosphären betragen.

Die weitere Erläuterung zielt insbesondere auf einen nach außen nicht eingeschränkten Aufbau der quecksilberfreien Bogenentladungsröhre ab.

Das Volumen des geschlossenen Glaskolbens 12 beträgt 20 bis 50 &mgr;l, der Abstand zwischen den Elektroden beträgt 4,0 bis 4,4 mm, die Länge L des Fortsatzes jeder Elektrode in dem geschlossenen Glaskolben beträgt 1,8 bis 2,0 mm und die Menge des eingeschlossenen Hauptlichtemissionsmetallhalogenids beträgt 0,2 bis 0,4 mg. Diese Anordnung ist ähnlich der konventionellen Bogenentladungsröhre mit Quecksilber.

In einem umschlossenen Raumbereich zwischen dem Abdeckglas 20 und dem Bogenentladungsröhrenkörper 11 ist ein inertes Gas mit 0,5 Atmosphären zur Wärmeisolierung gegenüber Wärmestrahlung aus dem geschlossenen Glaskolben 12, der ein Entladungsbereich ist, eingeschlossen.

Unterschiedlich jedoch zu der konventionellen Bogenentladungsröhre mit Quecksilber ist, dass das in dem geschlossenen Glaskolben eingeschlossene Puffermetallhalogenid als Ersatz für das Quecksilber derartige Substanzen aufweist, die das vorbestimmte Ionisierungspotential und das Anregungspotential, wie dies zuvor erläutert ist, aufweisen und dass diese das Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich besitzen; zusätzlich kann das als Ersatz für das Quecksilber dienende Puffermetallhalogenid ein oder mehrere Halogenide sein mit Ta, Th, Cu, Rb, Nb oder Pd, und mindestens eines mit Ta, Cu, Rb oder Nb.

Durch Einbringen des Puffermetallhalogenids in den geschlossenen Glaskolben steigt die Röhrenspannung im Vergleich dazu, wenn kein Quecksilber eingeschlossen ist, an und eine Verringerung der Röhrenspannung aufgrund des Weglassens des Quecksilbers wird gemildert, wodurch es möglich ist, eine Röhrenspannung zu erreichen (85 V), die ähnlich zu der konventionellen Bogenentladungsröhre mit Quecksilber ist.

Diese Puffermetallhalogenide erhöhen den Lichtstrom im Vergleich zu Lampen ohne Quecksilber und die Röhrenspannungsverringerung aufgrund des Fehlens von Quecksilber ist verringert, wodurch es möglich ist, einen Lichtstrom zu erhalten (3500 Im), der ähnlich ist dem der bekannten Bogenentladungsröhre mit Quecksilber.

Jedes der Metalle, etwa Ra, Cu, Rb und Nb) emittiert eine Lichtfarbe, die in der Nähe der Lichtemission des Quecksilbers liegt (ein Licht mit einem Spektrum im Wellenlängenbereich von Blau), und die Metallhalogenide dienen zur Kompensation der Lichtstromreduzierung und der Reduzierung der Lichtemissionsfarbe von hauptsächlich Blau im sichtbaren Bereich, die bei Fehlen von Quecksilber auftritt; das Farbverhalten der Lichtemission der Bogenentladungsröhre liegt in einem Bereich, der von dem ECE-Standard bestimmt ist.

Ferner ist das Gewichtsverhältnis des eingeschlossenen Puffermetalihalogenids zu dem Hauptlichtemissionsmetallhalogenid auf einen Bereich von ungefähr 1 bis 500% eingestellt.

Wenn das Gewichtsverhältnis des Puffermetallhalogenids zu dem Hauptlichtemissionsmetallhalogenid kleiner als ungefähr 1% ist, ist die Lichtemission von dem Puffermetallhalogenid nicht ausreichend und der Lichtstrom steigt nur unzureichend an. Umgekehrt wenn das Verhältnis größer als 500% ist, ist zuviel Puffermetallhalogenid vorhanden und beeinträchtigt die Lichtemission des Hauptlichtemissionsmetallhalogenids, so dass der Lichtstrom nicht ausreichend ist. Daher ist es wünschenswert, dass das Gewichtsverhältnis des Puffermetallhalogenids zu dem Hauptlichtemissionsmetallhalogenid in einem Bereich von ungefähr 1 bis 500% liegt.

2 ist eine Tabelle, die Eigenschaften der Röhrenspannung, des Lichtstroms und des Farbverhaltens und Ergebnisse der Untersuchung für die Verfügbarkeit der Röhrenspannung, des Lichtstroms und des Farbverhaltens auf der Grundlage des zuvor aufgeführten Ionisierungspotentials und Anregungspotentials für das in dem geschlossenen Glaskolben enthaltene Puffermetallhalogenid zeigt.

Wie in 2 gezeigt ist, sind Metalle, die zur Verbesserung der Röhrenspannung (Erhöhung der Röhrenspannung) wirksam sind, Ta, Th, Cu, Nb und Pd mit Ausnahme von Rb, wobei Ta besonders wirksam ist.

Die Metalle, die zur Verbesserung des Lichtstroms (Erhöhung des Lichtstroms) wirksam sind, sind Ta, Cu, Rb, Nb und Pd, mit Ausnahme von Th, wobei Cu und Rb besonders effizient sind.

Die Metalle, die zur Verbesserung des Farbverhaltens (die Farbtönung ist in dem weißen Bereich des ECE-Standards vorhanden) wirksam sind, sind Ta, Cu, Rb und Nb, wobei Rb und Nb besonders wirksam sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Bogenentladungsröhre ein oder mehrere Halogenide mit Ta, Th, Cu, Rb, Nb oder Pd und mindestens eine Art eines Halogenids mit Ta, Cu, Rb oder Nb, wobei eine Kombination von für die Röhrenspannung, den Lichtstrom und das Farbverhalten wirksamen Halogeniden gewählt wird und in den geschlossenen Glaskolben 12 eingebracht wird, so dass eine quecksilberfreie Bogenentladungsröhre erhalten wird, die hinsichtlich der Röhrenspannung, des Lichtstroms und des Farbverhaltens verbessert ist und Eigenschaften aufweist, die ähnlich oder besser sind als jene der konventionellen Bogenentladungsröhre mit Quecksilber.

Wie aus der obigen Erläuterung hervorgeht, ist gemäß der quecksilberfreien Bogenentladungsröhre für die Entladungsleuchteneinheit nach dem ersten Aspekt der Erfindung das Puffermetallhalogenid wirksam beim Verbessern der Röhrenspannung, des Lichtstroms und des Farbverhaltens und ist spezifiziert durch das Ionisierungspotential und das Anregungspotential, so dass es einfach ist, das Puffermetallhalogenid, das in dem geschlossenen Glaskolben einzubringen ist, auszuwählen und die quecksilberfreie Bogenentladungsröhre herzustellen, die Eigenschaften aufweist, die ähnlich sind denen bekannter Bogenentladungsröhren mit Quecksilber. Folglich ist die erfindungsgemäße Bogenentladungsröhre weniger umweltbelastend.

Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung ist es mit der Anordnung zum Einschließen des vorbestimmten Puffermetallhalogenids als Ersatz für das Quecksilber in den geschlossenen Glaskolben möglich, eine quecksilberfreie Bogenentladungsröhre bereit zu stellen, die Eigenschaften aufweist, die ähnlich sind denen der konventionellen Bogenentladungsröhre mit Quecksilber und die weniger umweltbelastend ist.

Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung wird das Gewichtsverhältnis des Puffermetallhalogenids zu dem Hauptlichtemissionsmetallhalogenid spezifiziert und daher ist es einfach, die eingeschlossene Menge des Puffermetallhalogenids zu bestimmen.


Anspruch[de]
Quecksilberfreie Bogenentladungsröhre (10) für eine Entladungsleuchteneinheit mit:

einem geschlossenen Glaskolben (12), der zwischen Quetschdichtbereichen (13a, b) gehalten wird, die an gegenüberliegenden Enden des geschlossenen Glaskolbens angeordnet sind; und

zwei Elektroden (15a, b), die in dem geschlossenen Glaskolben so vorgesehen sind, dass diese einander gegenüberliegend sind, wobei der geschlossene Glaskolben ein Hauptlichtemissionsmetallhalogenid, ein Puffermetallhalogenid und ein Starter-Edelgas, die in dem geschlossenen Glaskolben (12) eingeschlossen sind, enthält,

wobei das Puffermetallhalogenid ein Ionisierungspotentiai von ungefähr 5 bis 8,5 eV und ein Anregungspotential von ungefähr 4,5 eV oder weniger mit einem Emissionsspektrum im sichtbaren Bereich aufweist.
Quecksilberfreie Bogenentladungsröhre (10) für eine Entladungsleuchteneinheit nach Anspruch 1, wobei das Puffermetallhalogenid ein oder mehrere Halogenide mit Ta, Th, Cu, Rb, Nb oder Pd aufweist. Quecksilberfreie Bogenentladungsröhre (10) für eine Entladungsleuchteneinheit nach Anspruch 2, wobei mindestens eines des einen oder mehreren Halogeniden Ta, Cu, Rb oder Nb aufweist. Quecksilberfreie Bogenentladungsröhre (10) für eine Entladungsleuchteneinheit nach Anspruch 1, wobei das Gewichtsverhältnis des Puffermetallhalogenids zu dem Hauptlichtemissionsmetallhalogenid ungefähr 1 bis 500% beträgt. Quecksilberfreie Bogenentladungsröhre (10) für eine Entladungsleuchteneinheit nach Anspruch 2, wobei das Gewichtsverhältnis des Puffermetallhalogenids zu dem Hauptlichtemissionsmetallhalogenid ungefähr 1 bis 500% beträgt.






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