专利名称：低压水银蒸汽放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低压水银蒸汽放电灯，包括一个放电管，以气密方式密封，并且密封有一个放电空间，该放电管具有一个玻璃壁，壁的内表面含有碱金属离子；位于放电管中的填充物，包括惰性气体和水银；以及放电管中用于维持放电的装置，放电管的内表面上有一涂层，用于阻止水银从填充物迁移到放电管壁和碱金属离子从放电管的管壁迁移到填充物中。
上述低压水银蒸汽放电灯已经在US-A-5,753,999中公开。
为了保持低压水银蒸汽放电灯的效率，阻止从灯的填充物中析出水银是很重要的。没有特别的措施，水银离子可以在放电管壁上被吸收成为金属态水银。结果灯的变黑部分产生辐射导致灯的效率降低。此外，灯中的水银压力降低，这也会对灯效率产生不利影响。一旦汞齐形成并且水银压强降低，碱金属离子从管壁到填充物的迁移会导致灯的效率下降。水银压强的降低还会导致灯的寿命减少。
由于涉及灯的成本价格以及环境保护，放电水银的析出结果并不能通过向灯提供额外的水银来抵消。
在已知的灯中，放电管的管壁上直接涂有一层SiO2，该涂层用于阻止碱金属离子的迁移。在上述面对放电空间的涂层表面，灯具有一些氧化物粉末涂层，例如钇的氧化物。这一涂层阻碍了水银迁移到放电管的壁上去。为了这一目的，涂层的粉末颗粒尺寸必须小于1μm。
已知放电灯的缺陷在于为了阻止来自填充物中的水银与管壁以及与放电管壁的其它成分交互作用，必须在壁上提供包括由两层组成的涂层。这使得灯的结构更加复杂。
本发明的一个目的是要提供一种如本文开头一段所述类型的低压水银蒸汽放电灯，其中，尽管灯的结构简单，也能有效地阻止由管壁和内部填充物的交互作用所引起的填充物中水银的损耗。
根据本发明，这一目的是通过在内表面上涂一薄膜来实现的，该薄膜包括至少一种选自来自镧系至多为三价元素的三氟化物和氧氟化物，如镧、钪和钇的化合物。
薄膜有效地阻碍了水银离子向管壁迁移以及碱金属离子向填充物迁移。这样就克服了灯效率降低的重要因素，增加了点燃时间。事实在于上述提到的三价金属的三氟化物和氧氟化物不能够离子导电。镧系包括具有原子量为58-71的元素，属于镧系的铈和铽既是三价的也是四价的。为了防止能够离子导电的四价铈和铽的化合物出现，应该避免采用铈和铽。
通过把一种含氟的化合物、或者一种含氟和氧的化合物、选定的金属的溶液加到放电管壁的内表面，除去溶剂并对化合物加热将其分解为金属的三氟化物和/或氧氟化物，该薄膜可以轻易地得到。为了达到这一目的，最好使用低分子量的有机酸，例如三氟化乙酸盐。
根据本发明的灯的一个具体实施例，管壁设置在面对放电空间的薄膜的一侧上，带有包含一种发光材料的涂层。该薄膜有利于抵抗水和阴离子表面活性物，这样发光材料可用作一种含水悬浮物。从而避免采用通常的挥发有机离散剂，例如乙酸丁酯。
如果薄膜包含钇的氟化物和/或钇的氧氟化物是很有利的。钇比大多数镧系金属便宜，而且它已经被用于低压水银蒸汽放电灯中作为一个水银屏障并且掺杂铕作为发光材料。
作为发光材料，该灯可包括在可视宽带光谱内发出辐射的物质。另一方面，可以存在两种或者更多的物质，混合物或者非混合物，每种都发射在可见光谱中不同的然而却能互补的一部分光谱，例如红光和绿光部分，或者红、绿和蓝光部分。放电产生的UV(紫外)辐射被这些物质转化为可见光。放电管壁内表面上的薄膜不具备这样的效果。
维持放电的装置可以包括放电管的电极对。它们也可以由放电管内的一个电极和外面的一个电极构成，外面的电极靠近放电管或者与放电管接触。另一方面，这些装置还可以包括一个导电线圈，该线圈处在放电空间以外，例如处在放电管的一个凹陷部分，使得围绕着线圈放电。
放电管可具有各种外形和尺寸。例如，放电管可以是线形管子也可是弯曲的管子。它们可以由各个直的管状部分串联连接。另一方面，放电管可以是球形、椭圆形或者梨形。
放电灯可以有高负荷，例如500W/m2或者更高。
附图
示出本发明的低压水银蒸汽放电灯的具体实施例的侧面图，其一部分被切掉了。
图中，低压水银蒸汽放电灯包括一个密封的放电管1，密封了一个放电空间2，该放电管还包括一个玻璃管壁3，其内表面4含有碱金属离子。放电管1含有由惰性气体和水银构成的填充物。该灯还包括装置5，在图中为一对电极，用于维持放电管1中的放电，在所示的灯中，为放电管1中的一对电极。放电管1的内表面4具有一涂层，用于阻止水银从填充物到放电管1的管壁3的转移以及碱金属离子从放电管1的管壁3到填充物的转移。
为此，内表面4涂有至少包括一种化合物的薄膜6，该化合物选自镧系至多为三价元素的三氟化物和氧氟化物，如镧、钪和钇的化合物。
在所示灯的情况下，壁3设置在面对放电空间2的薄膜6的一侧上，涂层7包括发光材料可由EuIII(YOX)激活的Y2O3，由Tb(CAT)激活的铈镁铝酸盐以及可由EuII(BAM)激活的钡镁铝酸盐。
薄膜6至少包括选自钇氧氟化物和钇氟化物的一种化合物，在该选定的灯中，所用的是上述物质的组合物。
通过施加1.25克钇三氟化乙酯溶解到100毫升水中的溶液、去除溶剂并且加热放电管，例如加热5分钟达到500℃来获得该薄膜。另一方面，也可采用溶解在其它溶剂中，例如乙醇，以及其它浓缩或稀释的溶液，例如0.5到5％重量浓度的溶液，如1到3％的溶液。施加发光材料是通过提供YOX、CAT和BAM的悬浮水溶液接着将其干燥而实现的。发光材料被烧结，然后抽空光电管，将水银和惰性气体加入其中并以抽空方式密封。加热薄膜可以与烧结发光材料同时进行。完成的薄膜具有大约10nm的厚度。然而，也可以把薄膜的厚度选择为更大或更小，例如至少大约1nm到大约50nm。如果薄膜太薄，薄膜就有不被密封的危险，而太厚的薄膜仅需要更多的材料。
权利要求
1.一种低压水银蒸汽放灯管，包括一个放电管(1)，以气密方式密封，并且密封有一个放电空间(2)，该放电管具有一个玻璃壁，壁的内表面(4)含有碱金属离子；位于放电管(1)中的填充物，包括惰性气体和水银；以及放电管(1)中用于维持放电的装置(5)，放电管(1)的内表面(4)上有一涂层，用于阻止水银从填充物迁移到放电管(1)和碱金属离子从放电管(1)的管壁(3)迁移到填充物中，其特征在于在内表面(4)上涂有一薄膜(6)，该薄膜包括至少一种选自来自镧系至多为三价元素的三氟化物和氧氟化物，如镧、钪和钇的化合物。
2.如权利要求1中所述的低压水银蒸汽放电灯，其特征在于，管壁(3)设置在面对放电空间的薄膜(6)的一侧上，带有包含发光材料的涂层(7)。
3.如权利要求1或2所述的低压水银蒸汽放电灯，其特征在于，薄膜(6)包括至少一种选自钇的氧氟化物和钇的三氟化物的化合物。
全文摘要
低压水银蒸汽放电灯内填充水银和惰性气体,并且玻璃放电管(1)的壁(3)的内表面(4)上设有至少一种元素的三氟化物和/或者氧氟化物薄膜(6),该元素为来自于镧系的至多三价元素,如镧、钪和钇。薄膜(6)阻止水银从放电管迁移到管壁和碱金属从管壁迁移到放电管。通过该方式可防止灯的效率和使用寿命减小。
文档编号H01J61/72GK1338112SQ00803168
公开日2002年2月27日 申请日期2000年11月10日 优先权日1999年11月30日
发明者I·J·M·斯尼科斯－赫德利克, H·A·M·范哈尔, V·D·希登布兰德西 申请人:皇家菲利浦电子有限公司