專利名稱：低壓放電燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種低壓氣體放電燈，包括圍繞含有填充氣體的放電空間的氣體放電容器，還包括用于形成電磁場的體，以產生禾喺持低壓氣體放電。
背景技術：
招氐壓氣體放電燈中光的產生依賴于以下原理電荷載體，特別是電子以及離子，被燈的電場很強烈地加速，與燈的填充氣體中的原子或5吁碰撞，使得這些氣體原子或^^被激發(fā)或電離。當填充氣體的原子或分子回到較低能態(tài)時，激發(fā)能量的或多或少的一實質部分被轉換鵬射。
傳統(tǒng)的低壓氣體放電燈包括填充氣體中的滎，此外還在氣體放電容器上具有磷涂層。滎低壓氣體放電燈的缺點是汞蒸氣主要以高能產生輻射，即電磁光
譜的不可見光uv-c范圍，i效昌射必須首先通過磷轉換成具^U低能量級的可
見輻射。在這僧程中，能量差被轉換成不希望的賣被融寸("斯托克斯損失")，降低了放電效率。
其它低壓氣體放電燈，比如在US6731070中魏的那些，i柳帶硫族化物的填充氣體，這產生大量可見和近可見輻射。因而通過磷轉換成可見輻射可減小斯托克斯損失，這是其一個優(yōu)點。然而，這種燈，需要高溫以產生高放電效率所需的最適宜的蒸氣氣壓。
填充有比如金屬鹵化物或汞填充物的燈產生至少一部分短波長uv光(UV-B和UV-C型)。燈的,部分在短波長UV光下的暴露會對i亥燈的玻璃結構產生損壞。這種所謂的曝B西作用導致燈的玻璃部分的透光能力降低，甚至導致^褪色成褐色。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是樹共一種具有改進的氣^^電效率的低壓氣#^電燈。依據本發(fā)明，該目的M3l如在權利要求l描述制氐壓氣1^文電燈實現(xiàn)。通過使氣體放電燈具有第一和第二磷涂層，第一磷涂層選自熱穩(wěn)定磷，氣體放電效報己知的氣體放電燈有所提高。雌地，該第一磷涂層位于氣體放電燈管的內表面上。依據本發(fā)明在燈中使用了較寬范圍的填充物，而不產生如曝曬作
用等的問題。比如，現(xiàn)在將能從短波長UV-B和UV-C光中獲得好處而不需要使用會嫩UV-B和UV-C光的昂貴鵬。事實上，在光到達玻璃氣體放電容器前,至少部分短波長UV光由第一磷涂層轉換賺長波長的光。當該光最終照射到玻璃時其產生的褪色和曝曬作用的危害較依據現(xiàn)有技術的燈小。當燈開啟時，即，當填充的蒸氣壓不夠以及惰性氣體主導氣體放電時，將出現(xiàn)另外的優(yōu)點。情性氣4稱文電的一W寺征是發(fā)出具有非常低的波長，通常低于200nm的光，通常稱作深UV光。依據本發(fā)明的燈將這種非常低波長的光的至少一部分在光實際照射至U燈的玻璃部分之鵬換繊高波長的光。
M:使用第一磷涂層，依據本發(fā)明的燈具有比傳統(tǒng)低壓放電燈實質上更高
的可見光效率。該可見光效率，以流明/瓦表示，是具體可見光波長范圍中的輻射的亮度和產生這些輻射的能量之間的比例。依據本發(fā)明的燈的高可見光效率意味違在劍氏能源消耗下獲得一定量的光。此外， 1{頓至少兩個磷涂層，將可會樹它們謝m擇使得燈能獲得改善的顏色再現(xiàn)。
當在本申請的上下文中提及熱穩(wěn)定磷時，該磷指的是能基本不受到高于
IO(TC，雌高于15(TC，更雌高于20(TC的^^的影響，而具有將UV光轉換至較長波長(例如可見)光的一定效率的磷。 第一磷涂層選自金屬鋁酸鹽和/或金屬氧化物。
特別適合的具有熱阻斷特性的磷包 恭錄磷，比如SON[(SrjBa)Si2N202:EU]、(Ba^Sr)02N2:Eu、 BOSE[(Ba^r)2Si04:Eu]和Y2Si05:Ce、 Tb;黃/橙磷，比如OSE[(Ca^r)2Si04:Eu] 、 CaAlSiN3:Ce禾B YAG:Ce[Y3Al5012:Ce];白磷，比如Ca2Mg2V2012:Eu，和紅磷，比如YOS[Y202S:Eu]、 SSNE[Sr2Si5N5:Eu]、 La3P07:Eu和CaAlSiN3:Ce。這些磷4，作為低于大約20(TC的第二磷涂層。
特別適合的具有低熱阻斷特性的磷包括藍磷，比如BAM[(BaAlg)AlKA7:Eu];綠磷，比如CBT[(Ce,Gd)MgB501():Tb]、CAT[(Ce,Tb)MgAl!A9]、 BAM-雜[BaMg2Al,6027:Eu^Mn]、 SS〇N[SrSi2N202:Eu]和SK}a2S4:Eu;橙磷，比如Mg4Ge05.sF:Mn和Sr2Si2N5:Eu; SrS:Eu;和紅磷，比如YOX[Y203:Eu]， Y-flKk[YV04:Eu]、 Y(P,V)04:Eu和Y(P,V)04:Eu、 Bi。通
常在2oo°c以上這^ltm作為第一磷涂層。特別im第一磷涂層包括鋇鎂鋁酸鹽，鈰鋱難Mk和氧化乾，和其組合物。
4在另一個依據本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，低壓氣#^文電燈其特征在于第一磷
涂層包括UV-A禾口/^^光的磷，第二磷涂層包括當暴露到UV-A和/或藍輻射
時將被激發(fā)的磷。在該實施例中，第一磷涂層的內容物至少部分地轉換成藍光，而第二磷涂層的內容物將藍光進一步轉換成期望波長的光。在本實施例中特別
雌地是BAM[(Ba^Mg)MA7:Eu]作為第一磷涂層，選擇性地混合其它磷，以及YAG[Y3AlA2:Ce]作為第二磷涂層，選擇性地混合其它磷。
在依據本發(fā)明的另一個實施例中，低壓氣#^電燈其特征在于氣體放電容器具有紅外反射層。紅外反射層本身是公知的，通常用于改善氣體放電燈的發(fā)光效率?？赏ㄟ^將燈發(fā)出的紅外能量的一實質部分反射回放電區(qū)域由此提高放電區(qū)域的溫度以提高燈的效率，而不需要從激發(fā)源中增加輸入功率。盡管如此，當^(頓短波長UV光，比如UV-B和UV-C光時，由于UV-B和UV-C輻射的很大部分被紅外反射器層吸收，因此紅外線反射器層的使用通常導致效率降低。這在當使用的紅外反射器層對350nm以下波長具有強烈吸收時特別明顯，比如銦摻^f易氧化物(ITO)和氟摻雜錫氧化物(FTO)。還可使用高導電和透明的摻皿和鎵-的鋅氧化物(ZnO:Al和ZnO:Al)薄膜。
一種依據本發(fā)明特別雌的低壓氣體放電燈其特征在于戶腿紅外反射層位于氣體放電容器的夕卜側表面。該實施例的燈與沒有紅外反射層的燈相比顯示出改進的效率，特別當紅外反射層選自金屬氧化物， 錫氧化物，更雌ITO禾口/或FTO。
依據本發(fā)明，低壓氣體放電燈具有第二磷涂層。該第二磷涂層原則上能施加至倣電容器和/敬卜部燈泡，可基本遍布其^h表面，或只分布在其中部分上。應當理解，依據本發(fā)明，第二磷涂層位于比第一磷涂層更遠離氣體放電空間的表面上。優(yōu)選實施例具有氣體放電容器，在其外側表面上具有第二磷涂層。這種結構易于制造且能保證來自第一層的轉換光能進一步被轉換或部分轉換成更長波長范圍的光。另一個,的選擇是掛共一種低壓氣體放電燈，其中,在其外表面具有第二磷涂層。更遠離氣體放電空間具有第二磷涂層通常允許使用更普通的磷，比如較低穩(wěn)定磷。這種磷是己知的，包括稀土磷，比如稀zhH磷，也可以是磷酸酯磷或其它本領域中公知的可吸收uv光的磷。
在本發(fā)明的范圍， 氣體放電容器和/鄉(xiāng)了泡包括在其外側表面上具有另一個磷涂層。依據本發(fā)明的低壓氣體放電燈出射的其余的UV-A輻射不會被傳統(tǒng)玻璃品種吸收，而^ffl:放電容器的壁，實質上沒有損失。因此，另外的磷
涂層可以設置H體放電容器和/或燈泡的夕剛以至少部分地將UV-A光轉換成
可見光，進一步提高燈泡的效率。


進一步M31下面非限制性的實施例說明本發(fā)明，其中
圖1示出了依據本發(fā)明的低壓放電燈的第一實施例的正視圖，禾口
圖2示出了依據本發(fā)明的低壓放電燈的第二實施例的正視圖。
具體實施例方式
附圖僅僅是圖示性的，并未梳主刻度。為了更加清楚，對一些方位進行了放大。相似的部件盡 用相同的附圖標己標注。
在圖1和圖2示出的實施例中，依據本發(fā)明的低壓氣體放電燈由基本跡
形曲面的放電容器1組成，其圍繞放電空間2。用來產生電磁場的裝置3以通常為平衡熱量的熱傳導體3a和鐵素體部件3b的形式布置在中心，通過它們引燃存在于放電空間2中的氣體放電。感應驢3與該燈的基座10連接。該低壓氣體放電燈還包括，以本身公知的方式，用來控制引燃和氣體放電燈操作的電子鎮(zhèn)流器。
該氣體放電容器1可選地具體表現(xiàn)成圓*擠多，多彎曲，半球形，圓環(huán)形或線巻形。放電容器1通常由外部燈泡4包圍。該氣體放電容器的壁雌由玻璃型，石英，氧化鋁或憶-鋁-合體(gmnate)制成。本發(fā)明的一個優(yōu)點是可以4頓更普通和廉價的玻璃材料，比如堿石灰玻璃。外部燈泡4和放電容器1之間具有(部分)真空區(qū)域S， 具剤氐于2帕斯卡的壓九以避免或至少抑制熱傳導。參看圖l，該真空區(qū)iMil位于該放電容器l和外部燈泡4之間半圓室11抽氣形成。參看圖2，該真空區(qū)域8通過半圓室11的內部空間抽氣形成，半圓室11由外部燈泡4以氣密的方式連接到內部燈泡12構成。根據燈的熱設計，可略去真空區(qū)域8。
再次參看圖1和2，依據本發(fā)明的氣^J夂電燈中^ffl的氣^i真充物可以是本領域中公知的〗il可填充物。其比如可以^fOT金屬劍七物i真充，如果需要還可O帶有惰性氣體。合適的氣體填充物的例子包括銦鹵化物、鋅鹵化物、鎵鹵化物和其它適合的鹵化物，這些填充物中可能補充惰性氣體，和金屬，比如銦、鋅或鎵，和其混合物。其也可以用硫族化物，比如硅、鍺、錫和/或鉛、和惰性氣
6體。惰性氣體作為緩沖氣體能使氣體放電更容易弓燃。作為緩沖氣體4頓雌氬氣。氬氣可以全部或部分地由另一種惰性氣體代替，比如氦氣、氖氣、氪氣或氤氣。
依據本發(fā)明，該氣體放電燈具有第一磷涂層5，如實施例示出的，其施加在氣體放電容器1的內部表面(涂層厚度僅僅是圖示性地l戯文大)。該第一磷涂層5能夠在高溫下使用，,高于15(TC。非常^i用作第一磷涂層的磷包括鋁Ml貝鎂(BaMgAlKA7:Eu))、鋁M 鋱((Ce，Tb)MgAluCh9)、氧化釔(Y203:Eu)、鍺麟(Mg4Ge05.5F:Mn)、釩酸釔和其混合物。
進--步發(fā)現(xiàn)，依據這個有利的措施，可借助于適當的結構調整來控制燈的操作溫度，實現(xiàn)提高低壓氣體放電燈的流明效率，因此在操作期間得以保持放電容器中的提高了的內部溫度。為了提高氣體放電容器1的內咅歐鵬，該放電容器fW^ IR輻射-反lt凃層6涂敷在其外表面上。ttei也，4頓由氟摻練化銦的紅外輻射-反針凃層。
該燈泡4的內部表面涂有第二磷涂層7。從氣體放電空間2出射的UV輻射激發(fā)第一和第二磷涂層5和7的磷，以從燈中發(fā)出可見光范圍的光。第一和第二磷涂層的化學組成決定了光的光譜和其顏色。^S作為磷涂層的物質必須吸收產生的輻射和以統(tǒng)波長范圍出射戶腿輻射，比如三原色紅、綠和藍，并實現(xiàn)高熒光量子場。
依據本發(fā)明，第二磷涂層可選自較寬范圍的念g的磷，而不需要只是那些在高溫下表現(xiàn)穩(wěn)定特性的磷。合適的第二磷涂層包括比如過氧硫化銪(Y202S:Eu)、過氧硫化銪牽丐、OSE(CaSrSi04:Eu)、 BOSE((BaSr)2Si04:Eu)、釔鋁石槽體鋪、YAG-鈰(Y3AI5〇12:Ce3+)，但其它也可以4頓。
依據本發(fā)明，可使用比如布置在氣體放電容器內的傳統(tǒng)電極來激發(fā)燈。依據另一實施例，可利用具有例如2.65MHz或13.56MHz頻率的高頻場來電容性激發(fā)該燈，其中電極設在氣體放電容器的外側。也可提供一種燈，可利用具有比如100kHz、 2.65MHz或13.56MHz頻率的高頻場感應激發(fā)。也可使用典型微波頻率比如2.4GHz電磁激發(fā)該燈。
當燈被弓,，填充氣體的被激發(fā)的原子和^ /人t寺征輻射和連續(xù)^^光譜出射UV和/或可見光輻射。該放電加熱填充氣體，因此實現(xiàn)需要的蒸氣壓禾嚅要的操作纟驢，其時光輸出是理想的。依據本發(fā)明，放電2產生可見光和通常主要分布在UV-A范圍波長的UV光。出射的UV光的UV-B和UV-C部分至少 部分地M第一磷涂層5被轉換成更長波長的光。該更長波長的光然后和UV-A (至少波長比UV-B和UV-C光更長的光)出射通過放電容器1的壁。在示出的 實施例中，紅外反射層6將反射從放電容器1和放電2出射的紅外輻射，并加 熱放電2。燈開啟之后，從隋性氣體產生的UV-C輻射也至少部分iH31第一磷 涂層5轉化成可見光。因為在照射到放電光壁1之前該短波長輻射已被轉換成 較長波長光，因此該壁能較少地出現(xiàn)褪色和曝曬作用，并因此能由普通玻璃制 作，比如$艦灰玻璃。依據本發(fā)明，第二磷涂層7實質上吸收了放電容器1出 射的UV-A光，并將該光轉換成可見光。
在一可選實施例中，第二磷涂層7位于氣體放電容器1的外部表面，在IR 反射層6上部。參看圖l，在另一可選實施例中，IR輻射-反射層6位于半圓室 11的內部壁13面向放電容器1的一側上。在另一個可選實施例中，第二磷涂層 7位于該半圓室11的外部壁14的一側上。應當注意戰(zhàn)實施例僅僅是示例性的 而不是對本發(fā)明的限制，本領域的技術人員能在不脫離權利要求范圍下變更本 發(fā)明。在權利要求中，括號之間的任何附圖標記不解釋為對權禾U要求的限制。 動詞"包括"的4頓及其M不排除存在權禾腰求中存在的以夕卜的部件或步驟。 在部件前的定語"一"、"一個"等不排除存在多個這種部件。僅僅在彼此不同 的從屬權利要求中陳述的某種特征不表示這些特征的組合不能使用來獲得優(yōu) 點。
權利要求
1.一種低壓氣體放電燈，包括圍繞放電空間(2)和包含氣體填充物的氣體放電容器(1)，還包括產生電磁場(3)的裝置以產生和保持低壓氣體放電，其特征在于該放電燈具有第一磷涂層(5)和第二磷涂層(7)，第一磷涂層(5)位于該氣體放電容器(1)的表面，該第二磷涂層(7)位于相比于第一磷涂層(5)更遠離放電空間(2)的燈的表面上，第一磷涂層(5)選自熱穩(wěn)定磷。
2. 如權利要求1的低壓氣#*文電燈，其特征在于i^一磷涂層(5)選自 金屬鋁艦和鵬屬氧化物。
3. 如權禾腰求1的低壓氣^^文電燈，其特征在于i織一磷涂層包括UV-A 和/或皿光的磷。
4. 如權利要求3的低壓氣^^文電燈，其特征在于i織二磷涂層包括當暴露 到UV-A和/皿輻射時被激發(fā)的磷。
5. 如權利要求4的低壓氣體放電燈，其特征在于該氣體放電容器(1)在 其內側表面具有第一磷涂層(5)。
6. 如權禾頓求5的低壓氣##電燈，^f寺征在于該氣體放電容器(1)在 其外表面具有第二磷涂層(7)。
7. 如權利要求1至5的低壓氣體放電燈，其特征在于 該燈還包括圍繞該氣體放電容器(1)的外部燈泡(4)，以及其中 該外部燈泡(4)具有第二磷涂層(7)。
8. 如權利要求7的低壓氣體放電燈，其特征在于外部燈泡(4)在其內表 面具有第二磷涂層(7)。
9. 如權利要求1的低壓氣#^文電燈，其特征在于該氣##電容器(1)具 有紅外蹄凃層(6)。
10. 如權利要求9的低壓氣##:電燈，其特征在于該紅外反射凃層(6)位 于該氣#^電容器(1)的夕卜側表面上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種改進的低壓氣體放電燈，包括圍繞含有填充氣體的放電空間(2)的氣體放電容器(1)，還包括產生電磁場(3)的裝置和產生和保持低壓氣體放電的裝置。該燈的特征在于該放電燈具有位于該氣體放電容器表面的第一磷涂層和位于燈表面的第二磷涂層，該第二磷涂層相比于第一磷涂層位于更遠離放電空間，該第一磷涂層選自熱穩(wěn)定磷。該低壓放電燈相比于商業(yè)可用的低壓放電燈能提高效率以及減小曝曬作用。
文檔編號H01J65/04GK101553898SQ200780015861
公開日2009年10月7日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權日2006年5月1日
發(fā)明者G·A·R·范迪克, M·J·S·E·森森, P·安東尼斯, R·E·德曼 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司