DE102005007680A1

DE102005007680A1 - Gasentladungslampe, insbesondere für Kraftfahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE102005007680A1
Application number: DE200510007680
Authority: DE
Inventors: Sascha Dolenec; Dieter Dr. Jestel; Ulrich Dr. Köhler; Burkhard Dr. Leifhelm; Martin Niehaus; Reinhard Dr. Wille
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2005-02-19
Filing date: 2005-02-19
Publication date: 2006-08-31

Abstract

Gasdentladungslampe, insbesondere für Kraftfahrzeug-Scheinwerfer, umfassend einen Brenner (1) mit einem Hohlraum (2), in dem sich ein Gas befindet, mindestens zwei Elektroden (4, 5), die in den Hohlraum (2) hineinragen und zwischen denen im Betriebszustand der Gasentladungslampe ein Lichtbogen (3) ausgebildet wird, sowie mindestens eine Zündhilfselektrode (6), die als elektrisch leitende Schicht auf der Außenseite des Brenners (1) zumindest abschnittsweise im Bereich des Hohlraums (2) angeordnet ist, wobei die die Zündhilfselektrode (6) bildende elektrisch leitende Schicht als Schicht aus einem transparenten leitenden Oxid (TCO) ausgebildet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gasentladungslampe, insbesondere für Kraftfahrzeugscheinwerfer umfassend einen Brenner mit einem Hohlraum, in dem sich ein Gas befindet, mindestens zwei Elektroden, die in den Hohlraum hineinragen und zwischen denen im Betriebszustand der Gasentladungslampe ein Lichtbogen ausgebildet wird, sowie mindestens eine Zündhilfselektrode, die als elektrisch leitende Schicht auf der Außenseite des Brenners zumindest abschnittsweise im Bereich des Hohlraums angeordnet ist.

Eine Gasentladungslampe der vorgenannten Art ist aus der europäischen Patentschrift EP 0 886 881 B1 bekannt. Bei einer der darin beschriebenen Gasentladungslampen ist eine Zündhilfselektrode vorgesehen, die aus einer Schicht eines nicht oxidierbaren Metalls besteht. Dabei kann sich diese Schicht insbesondere über große Teile des Hohlraums der Gasentladungslame erstrecken. Insbesondere kann sich die Schicht in der Richtung, in der die Elektroden einander gegenüberliegend angeordnet sind, sich über den gesamten Hohlraum erstrecken, insbesondere derart, dass etwa die Hälfte des Hohlraumes von der Metallisierung bedeckt wird. Diese Metallisierung kann das von dem Lichtbogen erzeugte Licht reflektieren, so dass hier mit einer vergleichsweise hohen Lichtausbeute Licht an der der Metallisierung gegenüberliegenden Seite aus der Lampe austreten kann. Durch eine derartige als metallische Schicht ausgeführte Zündhilfselektrode kann die für die Zündung einer beispielsweise als Xenon-Lampe ausgeführten Gasentladungslampe verwendete Zündspannung deutlich reduziert werden. Beispielsweise kann bei dem vorgenannten Stand der Technik die Zündspannung von 18 kV auf 4 kV reduziert werden. Durch eine Reduktion der Zündspannung kann die Ansteuerelektronik kostengünstiger gestaltet werden.

Als nachteilig bei einer derartigen Gasentladungslampe erweist sich die Tatsache, dass diese Lampe bei Verwendung in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer in einer genau vorgegebenen Orientierung eingebaut werden muss. Weiterhin kann der durch die Metallisierung gegebene Reflektor nicht hinsichtlich seiner optischen Funktionalität für die Lampe und die nachfolgende Lichtverteilung optimiert werden, weil der Reflektor durch die Wandung des Hohlraums gebildet wird, in dem die Gasentladung stattfindet. Die Form dieser Wandung wird in der Regel so gestaltet, dass die Gasentladung optimiert wird.

Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Gasentladungslampe der eingangs genannten Art, bei der das austretende Licht nicht oder nur unwesentlich durch die Zündhilfselektrode beeinflusst wird.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass die die Zündhilfselektrode bildende elektrisch leitende Schicht als Schicht aus einem transparenten leitenden Oxid (TCO) ausgebildet ist. Derartige TCO-Schichten sind in der Regel ausreichend transparent, um das von dem Lichtbogen erzeugte Licht ungehindert aus dem Hohlraum austreten zu lassen. Die Gasentladungslampe könnte somit einerseits in einer denkbaren Gestaltung in vergleichsweise beliebigen Orientierungen hinsichtlich der Drehung um ihre Längsachse in eine entsprechende Halterung in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer eingebaut werden. Andererseits kann ein für die Formung eines Lichtstrahls zu verwendender Reflektor hinter der Gasentladungslampe positioniert werden und hinsichtlich des zu erzielenden Lichtbündels optimiert werden.

Es besteht dabei die Möglichkeit, dass die die Zündhilfselektrode bildende elektrisch leitende Schicht zumindest teilweise aus zinndotiertem Indium-Oxid (ITO) besteht.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann die die Zündhilfselektrode bildende Schicht zumindest teilweise aus aluminiumdotiertem Zink-Oxid (ZnO:Al) bestehen.

Alternativ oder zusätzlich dazu kann die die Zündhilfselektrode bildende Schicht zumindest teilweise aus fluordotiertem Zinn-Oxid (SnO:F) bestehen. Sämtliche der vorgenannten Materialien bilden transparente elektrisch leitende Schichten aus.

Es besteht die Möglichkeit, dass die die Zündhilfselektrode bildende Schicht eine Schichtdicke zwischen 50 nm und 500 nm, insbesondere eine Schichtdicke von etwa 200 nm aufweist. Eine derartig geringe Schichtdicke ist ausreichend, um die Funktion als Zündhilfselektrode zu erfüllen.

Insbesondere können die zwei in den Hohlraum hineinragenden Elektroden von entgegengesetzten Seiten in den Hohlraum hineinragen.

Vorzugsweise erstreckt sich die die Zündhilfselektrode bildende Schicht in der Richtung, in der sich die Elektroden gegenüberliegen im Wesentlichen über den gesamten Hohlraum hinweg. Insbesondere kann auf diese Weise die Schicht bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wirkungsvoll zur anfänglichen Ausbildung eines Lichtbogens beitragen.

Dabei kann vorgesehen sein, dass die die Zündhilfselektrode bildende Schicht im Wesentlichen streifenförmig ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die von der transparenten elektrisch leitenden Schicht bedeckte Fläche des Hohlraums vergleichsweise klein gehalten werden.

Es besteht die Möglichkeit, dass die die Zündhilfselektrode bildende Schicht von einem Kontakt kontaktiert ist.

Dabei kann der Kontakt elektrisch leitend beziehungsweise galvanisch mit einer der beiden Elektroden verbunden sein. Alternativ kann der Kontakt auch kapazitiv beziehungsweise galvanisch nicht gekoppelt mit einer der Elektroden, insbesondere mit Masse verbunden sein.

ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Gasentladungslampe;
2 eine schematische stirnseitige Ansicht der Gasentladungslampe gemäß 1.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Aus 1 ist ersichtlich, dass die Gasentladungslampe einen im Wesentlichen rohrförmigen Brenner 1 umfasst, der etwa in seinem mittleren Bereich einen Hohlraum 2 aufweist, in dem sich ein Lichtbogen 3 ausbilden kann. Durch den Brenner hindurch in den Hohlraum ragen von entgegengesetzten Seiten zwei Elektroden 4, 5 hinein, zwischen denen sich der Lichtbogen 3 ausbilden kann. 1 ist lediglich eine schematische Darstellung. Der Brenner 1 kann durchaus die üblichen Konturen mit einem bauchigen Brennraum und seitlichen Einschnürungen aufweisen.
In dem Hohlraum 2 kann sich beispielsweise Xenon befinden. Zusätzlich zu dem Xenon können in dem Hohlraum 2 Feststoffe vorhanden sein. Die Gasentladungslampe kann insbesondere als quecksilberfreie Lampe ausgebildet sein.
An der in 1 unteren Seite des Brenners ist eine Zündhilfselektrode 6 vorgesehen, die als elektrisch leitende Schicht aus einem transparenten leitenden Oxid (TCO) ausgebildet ist. Die Schicht erstreckt sich dabei in Längsrichtung des rohrförmigen Brenners 1 beinahe über die gesamte Länge des Brenners 1. Insbesondere erstreckt sich die als leitende Schicht ausgebildete Zündhilfselektrode 6 auch über den Bereich, in dem der Hohlraum 2 ausgebildet ist. Die Schicht ist dabei deutlich länger als breit. Insbesondere ist die die Zündhilfselektrode 6 bildende Schicht streifenförmig ausgebildet und deckt nur einen vergleichsweise kleinen Umfangsbereich ab, wie dies aus 2 ersichtlich ist.
Aus 1 ist weiterhin ein Kontakt 7 ersichtlich, der der elektrischen Kontaktierung der Zündhilfselektrode 6 dient. Der Kontakt 7 kann entweder mit der Elektrode 4 oder mit der Elektrode 5 elektrisch leitend beziehungsweise galvanisch verbunden sein. Alternativ kann der Kontakt 7 kapazitiv mit einer der Elektroden 4, 5 verbunden sein.
Die Schichtdicke der die Zündhilfselektrode 6 bildenden Schicht kann ca. 200 nm betragen. Die die Zündhilfselektrode 6 bildende Schicht kann aus zinndotiertem Indium-Oxid (ITO) oder aus aluminiumdotiertem Zink-Oxid (ZnO:Al) oder aus fluordotiertem Zinn-Oxid (SnO:F) bestehen.
Aufgrund der Tatsache, dass die die Zündhilfselektrode 6 bildende Schicht einen geringeren Abstand zu beispielsweise der Elektrode 4 oder aber auch zu der Elektrode 5 aufweist als der Abstand zwischen den Elektroden 4, 5, wird die für den Zündfunken zu überbrückende Zündfunkenstrecke verkürzt. Dadurch wird sich bei geringeren Zündspannungen von beispielsweise weniger als 10kV zwischen einer der beiden Elektroden 4, 5 und der die Zündhilfselektrode 6 bildenden Schicht ein Zündfunke ausbilden, der bei galvanischer Kopplung zwischen Kontakt 7 und einer der Elektroden 4, 5 in kürzester Zeit in dem Hohlraum 2 wandert, bis sich ein stabiler Lichtbogen 3 zwischen den Elektroden 4, 5 ausbildet.
Es besteht die Möglichkeit, den Brenner 1 im Bereich des Hohlraums 2 mit einer TiO₂-Schicht zu versehen, um eine regelkonforme beziehungsweise hinreichende UV-Absorption zu gewährleisten.
Die die Zündhilfselektrode 6 bildende Schicht kann durch Drucken, wie beispielsweise Siebdruck, Dispensen, Sputtern oder ein Sol-Gel-Verfahren aufgebracht werden.

Claims

Gasentladungslampe, insbesondere für Kraftfahrzeug-Scheinwerfer, umfassend – einen Brenner (1) mit einem Hohlraum (2), in dem sich ein Gas befindet; – mindestens zwei Elektroden (4, 5), die in den Hohlraum (2) hineinragen und zwischen denen im Betriebszustand der Gasentladungslampe ein Lichtbogen (3) ausgebildet wird; – mindestens eine Zündhilfselektrode (6), die als elektrisch leitende Schicht auf der Außenseite des Brenners (1) zumindest abschnittsweise im Bereich des Hohlraums (2) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, dass die die Zündhilfselektrode (6) bildende elektrisch leitende Schicht als Schicht aus einem transparenten leitenden Oxid (TCO) ausgebildet ist.
Gasentladungslampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Zündhilfselektrode (6) bildende elektrisch leitende Schicht zumindest teilweise aus zinndotiertem Indium-Oxid (ITO) besteht.
Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Zündhilfselektrode (6) bildende Schicht zumindest teilweise aus aluminiumdotiertem Zink-Oxid (ZnO:Al) besteht.
Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die die Zündhilfselektrode (6) bildende Schicht zumindest teilweise aus fluordotiertem Zinn-Oxid (SnO:F) besteht.
Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die die Zündhilfselektrode (6) bildende Schicht eine Schichtdicke zwischen 50 nm und 500 nm, insbesondere eine Schichtdicke von etwa 200 nm aufweist.
Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei in den Hohlraum (2) hineinragenden Elektroden (4, 5) von entgegengesetzten Seiten in den Hohlraum (2) hineinragen.
Gasentladungslampe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die die Zündhilfselektrode (6) bildende Schicht sich in der Richtung, in der sich die Elektroden (4, 5) gegenüberliegen, im Wesentlichen über den gesamten Hohlraum (2) hinweg erstreckt.
Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die Zündhilfselektrode (6) bildende Schicht im Wesentlichen streifenförmig ausgebildet ist.
Gasentladungslampe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die die Zündhilfselektrode (6) bildende Schicht von einem Kontakt (7) kontaktiert ist.
Gasentladungslampe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt (7) elektrisch leitend oder kapazitiv mit einer der beiden Elektroden (4, 5) verbunden ist.