專利名稱：低壓水銀蒸汽放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低壓水銀蒸汽放電燈，包括一個放電管，以氣密方式密封，并且密封有一個放電空間，該放電管具有一個玻璃壁，壁的內(nèi)表面含有堿金屬離子；位于放電管中的填充物，包括惰性氣體和水銀；以及放電管中用于維持放電的裝置，放電管的內(nèi)表面上有一涂層，用于阻止水銀從填充物遷移到放電管壁和堿金屬離子從放電管的管壁遷移到填充物中。
上述低壓水銀蒸汽放電燈已經(jīng)在US-A-5,753,999中公開。
為了保持低壓水銀蒸汽放電燈的效率，阻止從燈的填充物中析出水銀是很重要的。沒有特別的措施，水銀離子可以在放電管壁上被吸收成為金屬態(tài)水銀。結(jié)果燈的變黑部分產(chǎn)生輻射導(dǎo)致燈的效率降低。此外，燈中的水銀壓力降低，這也會對燈效率產(chǎn)生不利影響。一旦汞齊形成并且水銀壓強降低，堿金屬離子從管壁到填充物的遷移會導(dǎo)致燈的效率下降。水銀壓強的降低還會導(dǎo)致燈的壽命減少。
由于涉及燈的成本價格以及環(huán)境保護，放電水銀的析出結(jié)果并不能通過向燈提供額外的水銀來抵消。
在已知的燈中，放電管的管壁上直接涂有一層SiO2，該涂層用于阻止堿金屬離子的遷移。在上述面對放電空間的涂層表面，燈具有一些氧化物粉末涂層，例如釔的氧化物。這一涂層阻礙了水銀遷移到放電管的壁上去。為了這一目的，涂層的粉末顆粒尺寸必須小于1μm。
已知放電燈的缺陷在于為了阻止來自填充物中的水銀與管壁以及與放電管壁的其它成分交互作用，必須在壁上提供包括由兩層組成的涂層。這使得燈的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜。
本發(fā)明的一個目的是要提供一種如本文開頭一段所述類型的低壓水銀蒸汽放電燈，其中，盡管燈的結(jié)構(gòu)簡單，也能有效地阻止由管壁和內(nèi)部填充物的交互作用所引起的填充物中水銀的損耗。
根據(jù)本發(fā)明，這一目的是通過在內(nèi)表面上涂一薄膜來實現(xiàn)的，該薄膜包括至少一種選自來自鑭系至多為三價元素的三氟化物和氧氟化物，如鑭、鈧和釔的化合物。
薄膜有效地阻礙了水銀離子向管壁遷移以及堿金屬離子向填充物遷移。這樣就克服了燈效率降低的重要因素，增加了點燃時間。事實在于上述提到的三價金屬的三氟化物和氧氟化物不能夠離子導(dǎo)電。鑭系包括具有原子量為58-71的元素，屬于鑭系的鈰和鋱既是三價的也是四價的。為了防止能夠離子導(dǎo)電的四價鈰和鋱的化合物出現(xiàn)，應(yīng)該避免采用鈰和鋱。
通過把一種含氟的化合物、或者一種含氟和氧的化合物、選定的金屬的溶液加到放電管壁的內(nèi)表面，除去溶劑并對化合物加熱將其分解為金屬的三氟化物和/或氧氟化物，該薄膜可以輕易地得到。為了達到這一目的，最好使用低分子量的有機酸，例如三氟化乙酸鹽。
根據(jù)本發(fā)明的燈的一個具體實施例，管壁設(shè)置在面對放電空間的薄膜的一側(cè)上，帶有包含一種發(fā)光材料的涂層。該薄膜有利于抵抗水和陰離子表面活性物，這樣發(fā)光材料可用作一種含水懸浮物。從而避免采用通常的揮發(fā)有機離散劑，例如乙酸丁酯。
如果薄膜包含釔的氟化物和/或釔的氧氟化物是很有利的。釔比大多數(shù)鑭系金屬便宜，而且它已經(jīng)被用于低壓水銀蒸汽放電燈中作為一個水銀屏障并且摻雜銪作為發(fā)光材料。
作為發(fā)光材料，該燈可包括在可視寬帶光譜內(nèi)發(fā)出輻射的物質(zhì)。另一方面，可以存在兩種或者更多的物質(zhì)，混合物或者非混合物，每種都發(fā)射在可見光譜中不同的然而卻能互補的一部分光譜，例如紅光和綠光部分，或者紅、綠和藍光部分。放電產(chǎn)生的UV(紫外)輻射被這些物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可見光。放電管壁內(nèi)表面上的薄膜不具備這樣的效果。
維持放電的裝置可以包括放電管的電極對。它們也可以由放電管內(nèi)的一個電極和外面的一個電極構(gòu)成，外面的電極靠近放電管或者與放電管接觸。另一方面，這些裝置還可以包括一個導(dǎo)電線圈，該線圈處在放電空間以外，例如處在放電管的一個凹陷部分，使得圍繞著線圈放電。
放電管可具有各種外形和尺寸。例如，放電管可以是線形管子也可是彎曲的管子。它們可以由各個直的管狀部分串聯(lián)連接。另一方面，放電管可以是球形、橢圓形或者梨形。
放電燈可以有高負荷，例如500W/m2或者更高。
附圖
示出本發(fā)明的低壓水銀蒸汽放電燈的具體實施例的側(cè)面圖，其一部分被切掉了。
圖中，低壓水銀蒸汽放電燈包括一個密封的放電管1，密封了一個放電空間2，該放電管還包括一個玻璃管壁3，其內(nèi)表面4含有堿金屬離子。放電管1含有由惰性氣體和水銀構(gòu)成的填充物。該燈還包括裝置5，在圖中為一對電極，用于維持放電管1中的放電，在所示的燈中，為放電管1中的一對電極。放電管1的內(nèi)表面4具有一涂層，用于阻止水銀從填充物到放電管1的管壁3的轉(zhuǎn)移以及堿金屬離子從放電管1的管壁3到填充物的轉(zhuǎn)移。
為此，內(nèi)表面4涂有至少包括一種化合物的薄膜6，該化合物選自鑭系至多為三價元素的三氟化物和氧氟化物，如鑭、鈧和釔的化合物。
在所示燈的情況下，壁3設(shè)置在面對放電空間2的薄膜6的一側(cè)上，涂層7包括發(fā)光材料可由EuIII(YOX)激活的Y2O3，由Tb(CAT)激活的鈰鎂鋁酸鹽以及可由EuII(BAM)激活的鋇鎂鋁酸鹽。
薄膜6至少包括選自釔氧氟化物和釔氟化物的一種化合物，在該選定的燈中，所用的是上述物質(zhì)的組合物。
通過施加1.25克釔三氟化乙酯溶解到100毫升水中的溶液、去除溶劑并且加熱放電管，例如加熱5分鐘達到500℃來獲得該薄膜。另一方面，也可采用溶解在其它溶劑中，例如乙醇，以及其它濃縮或稀釋的溶液，例如0.5到5％重量濃度的溶液，如1到3％的溶液。施加發(fā)光材料是通過提供YOX、CAT和BAM的懸浮水溶液接著將其干燥而實現(xiàn)的。發(fā)光材料被燒結(jié)，然后抽空光電管，將水銀和惰性氣體加入其中并以抽空方式密封。加熱薄膜可以與燒結(jié)發(fā)光材料同時進行。完成的薄膜具有大約10nm的厚度。然而，也可以把薄膜的厚度選擇為更大或更小，例如至少大約1nm到大約50nm。如果薄膜太薄，薄膜就有不被密封的危險，而太厚的薄膜僅需要更多的材料。
權(quán)利要求
1.一種低壓水銀蒸汽放燈管，包括一個放電管(1)，以氣密方式密封，并且密封有一個放電空間(2)，該放電管具有一個玻璃壁，壁的內(nèi)表面(4)含有堿金屬離子；位于放電管(1)中的填充物，包括惰性氣體和水銀；以及放電管(1)中用于維持放電的裝置(5)，放電管(1)的內(nèi)表面(4)上有一涂層，用于阻止水銀從填充物遷移到放電管(1)和堿金屬離子從放電管(1)的管壁(3)遷移到填充物中，其特征在于在內(nèi)表面(4)上涂有一薄膜(6)，該薄膜包括至少一種選自來自鑭系至多為三價元素的三氟化物和氧氟化物，如鑭、鈧和釔的化合物。
2.如權(quán)利要求1中所述的低壓水銀蒸汽放電燈，其特征在于，管壁(3)設(shè)置在面對放電空間的薄膜(6)的一側(cè)上，帶有包含發(fā)光材料的涂層(7)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的低壓水銀蒸汽放電燈，其特征在于，薄膜(6)包括至少一種選自釔的氧氟化物和釔的三氟化物的化合物。
全文摘要
低壓水銀蒸汽放電燈內(nèi)填充水銀和惰性氣體,并且玻璃放電管(1)的壁(3)的內(nèi)表面(4)上設(shè)有至少一種元素的三氟化物和/或者氧氟化物薄膜(6),該元素為來自于鑭系的至多三價元素,如鑭、鈧和釔。薄膜(6)阻止水銀從放電管遷移到管壁和堿金屬從管壁遷移到放電管。通過該方式可防止燈的效率和使用壽命減小。
文檔編號H01J61/72GK1338112SQ00803168
公開日2002年2月27日 申請日期2000年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年11月30日
發(fā)明者I·J·M·斯尼科斯－赫德利克, H·A·M·范哈爾, V·D·希登布蘭德西 申請人:皇家菲利浦電子有限公司