具有兩帶螢光物質的放電燈的製作方法

2023-06-01 14:23:36 1

專利名稱：具有兩帶螢光物質的放電燈的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種具有螢光物質的放電燈，其中在工作時在放電燈的放電容器內所包含的一种放電介質主要在VUV範圍內發出電磁輻射。在此在大約200nm以下的、特別是在大約100nm至200nm的範圍內的波長理解為VUV範圍。VUV輻射藉助於螢光物質轉變為具有較長波長的輻射，例如轉變為可見光的光譜範圍。
本發明也特別涉及上述類型的放電燈，該放電燈此外設計為藉助於介電阻礙放電的運行、所謂的介電障礙放電燈。這种放電燈本來就是這種技術狀況並且已經在以前的、同一申請人的專利申請中作了極其詳盡地描述。在此不再詳細探討這种放電燈的基本的物理的和技術的細節，而請參閱有關的技術標準，在這些標準中該燈偶爾也稱作靜止放電燈。該燈也特別適合於脈衝工作方式，在該方式中特別高效地產生輻射。典型以惰性氣體、主要是氙或者混合惰性氣體填充該燈。在燈工作期間在放電容器內部特別產生受激準分子、例如Xe2*，該受激準分子發出具有最大值為大約172nm的分子帶輻射。
對於以白光為前提條件的應用-例如對於普通照明、電子分色機、彩色液晶顯示屏的背景照明等等，VUV輻射藉助於適當的白光-螢光物質混合物進行轉換。為此考慮了發出紅色、綠色和藍色的螢光物質成分(RGB)的傳統三帶螢光物質混合物。然而有這樣的問題，在燈壽命的過程中由於VUV輻射而特別損害普遍使用的藍色螢光物質成分，由此發光強度就會喪失。由此螢光物質混合物的各種螢光物質成分的發光強度不同地改變，並引起色品位置偏移(Farbortverschiebung)的增加。此外由藍色螢光物質成分發出的輻射偏移到較長波的光譜範圍中。這將使得已知的紅色螢光物質成分在以VUV輻射激發時有相對較差的量子效率。
背景技術：
專利文獻US-A 5 714 835指出了具有一種白光-螢光物質混合物的介電障礙放電燈。這種白光-螢光物質混合物的成分是
紅色螢光物質成分(Y0.72Gd0.2Eu0.08)BO3，綠色螢光物質成分(La0.43Ce0.39Tb0.18)PO4，藍色螢光物質成分(Ba0.94Eu0.06)MgAl10O17。
在燈的內部惰性氣體氙作為放電介質存在。在燈工作期間放電介質發出小於200nm波長的輻射，該輻射由白光-螢光物質混合物轉變為白光。

發明內容
本發明的任務是，消除開始提到的問題並且給出一個以在工作中發出VUV輻射的放電介質填充的、具有螢光物質的放電燈，該燈關於其光學技術特性表明改善的持久性能。該任務的特殊方面是，該燈在它的壽命期間具有較低的色品位置偏移。該任務的另一個方面是達到較高的光通量。
通過具有一個放電容器、處在放電容器內部並且在燈工作時在VUV範圍內發出輻射的一种放電介質、一種塗敷在放電容器壁上的螢光物質的一個放電燈解決所述任務，其特徵在於，螢光物質包括黃色和藍色螢光物質成分(兩帶螢光物質(Zweibandenleucht-stoff))。
在從屬權利要求中得出另外特別優選的方案。
因為所述螢光物質根據本發明沒有紅色螢光物質成分、也就是說正好放棄了具有相對較差的VUV激發效率的螢光物質成分，所以通過這種方式可以達到較高的光通量。
這兩種螢光物質成分原則上可以作為螢光物質混合物以唯一一個螢光物質層進行塗敷。這有這樣的優點，即螢光物質輻射的獲得的色品位置不依賴於被調整的層厚的生產波動，並因此可以比所述兩種螢光物質成分的每一種成分以各自獨立的層進行塗敷更簡單且更準確地保持恆定。其它細節在實施例中進一步詳細闡述。
然而也可以有益地以各自一個獨立的螢光物質層、也就是說以一個黃色螢光物質層和藍色螢光物質層塗敷所述兩種螢光物質成分。在第一變型中螢光物質層的順序是這樣的，即從放電介質向外首先看到黃色螢光物質層，例如YAG:Ce，然後是藍色螢光物質層、例如BaMgAl10O17:Eu。為了這個目的例如將螢光物質層塗敷在放電容器的內壁上，更確切地說，藍色螢光物質層塗敷在黃色螢光物質層的下面。這有附加的優點，即黃色螢光物質層部分地吸收高能的VUV輻射，如此保護處於下面的VUV敏感的藍色螢光物質層。由此最終得到一種改善了的藍色螢光物質層的持久性能。通過上述措施最終避免或至少減少開始提到的、VUV敏感的螢光物質的發光強度通常隨著VUV輻射的降低和在螢光物質混合物中由此引起的色品位置偏移，此外黃色-藍色螢光物質組合物的特定選擇能夠放棄相對低效的紅色螢光物質成分、比如YBO3:Eu。由此可以達到一個較高的光通量。
在第二變型中，以相反的順序塗敷所述兩種螢光物質成分，也就是說「外部的」、關於放電介質的第一螢光物質層由藍色螢光物質成分、例如BaMgAl10O16:Eu製成。「內部的」、關於放電介質的第二螢光物質層由黃色螢光物質成分、例如YAG:Ce製成。此外在這種情況下如此選擇「外部的」藍色螢光物質層的厚度，使得射入到藍色螢光物質層中的VUV輻射在那裡基本上完全被吸收，並且因此位於下面的、「內部」的黃色螢光物質層基本完全不受VUV輻射的影響。由此黃色螢光物質由僅僅通過由藍色螢光物質層發出的藍色輻射所激發。因此實現，在燈的壽命過程中黃色輻射以如同藍色螢光物質層由於出現的VUV輻射而遞降的基礎上的藍色輻射同樣的比例下降。通過所述措施最終實現，色品位置有益地幾乎不依賴於燈的使用壽命保持恆定。在把BaMgAl10O16:Eu用於「外部的」藍色螢光物質層的情況下層重在大約3.20和3.40mg/cm2之間的範圍證明是適當的。
原則上所有已知的、可以用VUV輻射激勵的黃色或者藍色螢光物質成分都適合，主要是具有較高量子效率的如此成分。下面列舉的螢光物質個體上是特別適合。
例如適合作為黃色螢光物質成分的是A)(Y，Gd，Tb)AG:Ce，例如適合作為藍色螢光物質成分的是B)BaMgAl10O17:Eu；C)SrMgAl10O17:Eu；D)(Ba，Sr)MgAl10O17:Eu；上述列舉的螢光物質成分的化學計量成分的細微變化是常見的並且因此由上面的描述共同包含。


下面根據實施例詳細闡述本發明。附圖示出圖1a 介電阻礙放電燈的第一實施例的側面圖，圖1b 圖1a的燈沿著線AB的橫截面，圖1c 圖1b的燈的橫截面的局部放大圖，圖2 根據圖1a-1c的試驗燈的光譜，圖3a 一個介電阻礙放電燈的第二實施例的側面圖，圖3b 圖3a的燈沿著線AB的橫截面，圖3c 圖3b的橫截面的局部放大圖。
具體實施例方式
在本發明的一個實施例的下面闡述中涉及圖1a-1c。
放電燈1具有管狀雙側封閉的、外徑為大約10mm的放電容器2。該放電容器2由鹼石灰玻璃製成，並且把氙作為放電介質以大約15kPa的壓力進行填充。兩個作為線狀印刷導線形成的金屬電極3a、3b彼此相對並且平行於放電容器的縱向軸線塗敷在放電容器2的壁的外側面上。在放電容器2的壁的內側面上(大約450cm2)塗敷「內部的」螢光物質層4和「外部的」螢光物質層5。「外部的」、關於放電介質的第一螢光物質層5由黃色螢光物質成分YAG:Ce製成。「內部的」、關於放電介質的第二螢光物質層4由BaMgAl10O16:Eu製成。
就這種燈類型I以所述兩層4或者5的不同層重或者層重比生產了多個試驗燈。在下面的表中列舉了由此獲得的色品位置的坐標(按照CIE標準比色圖表)。


以12號燈與一個可比較的標準RGB燈相比達到了13％的校正的亮度增加。在圖2中示出了該燈的測量光譜。對此Y軸和X軸表明相對的能量或者以nm為單位的波長。
對於本發明另外實施例的下面闡述涉及圖3a-3c。
在此以與第一實施例相反的順序塗敷所述兩種螢光物質成分，也就是說「外部的」、關於放電介質的第一螢光物質層7由藍色螢光物質成分BaMgAl10O16:Eu。「內部的」、關於放電介質的第二螢光物質層6由黃色螢光物質成分YAG:Ce製成。就這種燈類型II以不同的、藍色和黃色螢光物質層厚比例生產了多個試驗燈。在下面的表中列舉了因此獲得的色品位置的坐標(按照CIE標準比色圖表)。對此象通常一樣通過相應的層重表示層厚。

另一個實施例涉及由兩個前面的實施例製成的燈的變體(沒有示出)，當然具有僅僅一個螢光物質層，在該層中混合藍色螢光物質成分BaMgAl10O16:Eu(BAM)和黃色螢光物質成分YAG:Ce(YAG)。
就這種燈類型III同樣以不同的、藍色和黃色螢光物質比例生產多個試驗燈。在下面的表中列舉了因此獲得的色品位置的坐標(按照CIE標準比色圖表)。


下面的表指出了在持續照明100或者500小時後上述實施例的試驗燈的保持數據一覽表。正如看到的，所有三種類型(I、II、III)的兩帶燈與所比較的傳統三帶結構(RGB)相比表明提高的色品位置穩定性，其中這種結構、在該結構中藍色螢光物質層朝向放電(類型II)、雖然具有最高的光通量減少，可是同時具有最高的色品位置穩定性。

雖然前面例舉管狀放電燈的例子闡述本發明。但本發明仍然不局限於這種燈類型。更確切地說，本發明不依賴於放電容器的形狀發揮其有益的作用。因此比如在文獻US-A 5 994 849中公開的平面燈形式同樣適合。此外，原則上這是無關緊要的，即，電極是否布置在放電容器壁的外側或可選擇地布置在內側並以介電層覆蓋。同樣電極也可以是完全無阻礙的。結合開始概括的問題起決定性作用的是，僅僅放電介質在燈工作中發出VUV輻射。然而介電障礙放電燈在這點上有一定的優先地位，正如開始已經提到的，因為在一個特殊的脈衝工作方式中能夠產生特別高效的VUV輻射。
權利要求
1.放電燈(1；1』)，該放電燈具有·一個放電容器(2；2』)，·一种放電介質，該放電介質處在放電容器(2；2』)的內部並且在燈工作時在VUV範圍內發出電磁輻射，·塗敷在放電容器(2；2』)的壁上的一種螢光物質(4-7)，其特徵在於，·所述螢光物質(4-7)由一種黃色和一種藍色螢光物質成分製成。
2.按照權利要求1的放電燈，其中以一個各自獨立的螢光物質層、也就是說以一種黃色螢光物質層(5；6)和藍色螢光物質層(4；7)塗敷所述兩種螢光物質成分。
3.按照權利要求2的放電燈，其中螢光物質層(4；5)的順序是這樣的，即從放電介質向外首先是黃色螢光物質層(5)，然後是藍色螢光物質層(4)。
4.按照權利要求2或3的放電燈，其中所述兩種螢光物質層(4、5)塗敷在放電容器(2)的內壁上，更確切地說，藍色螢光物質層(4)塗敷在黃色螢光物質層(5)的下面。
5.按照權利要求2的放電燈，其中所述兩種螢光物質層(6、7)塗敷在放電容器(2』)的壁的內側面上，更確切地說，黃色螢光物質層(6)塗敷在藍色螢光物質層(7)的下面，並且在這種情況下如此選擇「外部的」藍色螢光物質層(7)的厚度，使得「內部的」黃色螢光物質層(6)通過藍色螢光物質層(7)基本上完全不受VUV輻射的影響。
6.按照權利要求1的放電燈，其中所述兩種螢光物質成分在一種共同的螢光物質層中進行混合。
7.按照權利要求1至6之一的放電燈，具有黃色螢光物質成分(Y，Gd，Tb)AG:Ce。
8.按照權利要求1至7之一的放電燈，具有藍色螢光物質成分BaMgAl10O17:Eu。
9.按照權利要求1至7之一的放電燈，具有藍色螢光物質成分SrMgAl10O17:Eu。
10.按照權利要求1至7之一的放電燈，具有藍色螢光物質成分(Ba，Sr)MgAl10O17:Eu。
11.按照上述權利要求之一的放電燈，其中放電介質包含惰性氣體氙。
12.按照上述權利要求之一的放電燈，該放電燈是介電障礙放電燈。
全文摘要
一個具有包圍一种放電介質的一個放電容器(2)的放電燈(1)，該放電介質在燈工作時在VUV範圍內發出電磁輻射，所述放電燈在放電容器壁的內側面上具有朝向放電介質的黃色螢光物質層和在其下面的藍色螢光物質層。與傳統的三帶螢光物質混合物相比由此達到一種較高的光通量和較低的色品位置偏移。
文檔編號H01J61/48GK1574193SQ20041004858
公開日2005年2月2日 申請日期2004年6月14日 優先權日2003年6月13日
發明者G·胡伯, F·耶曼, U·米勒, M·查肖 申請人:電燈專利信託有限公司