专利名称：具有类似BaTiO的制作方法
技术领域：
本发明介绍一种低压气体放电灯，它装有气体放电管，管内含有作为缓冲气体的惰性气体填充物和铟、铊和/或铜的卤化物；此低压气体放电灯还装有电极及产生和维持低压气体放电的装置。
在低压气体放电灯中光的产生是基于这样的事实载荷子，特别是电子，但也可以是离子，被灯中电极间的电场快速加速，以致由于它们与灯中气体填充物的原子或分子发生碰撞，而导致这些原子和分子产生激发或电离，当气体填充物的原子或分子回到它们的正常状态时，或多或少会有部分激发能转化为辐射。
在通常的低压气体放电灯中气体填充物包含汞，并在气体放电管的内壁还有荧光涂层。汞蒸汽发射的辐射主要在高能区，但在电磁谱的不可见的UV-C光区，只有使用这些荧光材料，这种辐射才能转换成能量低得多的可见光辐射，这是汞低压气体放电灯的一个缺点。因此，这种能量差会转换成并不需要的热辐射。
气体填充物中的汞还越来越被认为是一种环境污染物和有毒物质，由于它的使用、生产和处置会造成对环境的危害，只要可能，在现代大规模生产中应避免使用汞。
已知用其他物质代替气体填充物中的汞，会影响低压气体放电灯的光谱。
例如，从德国专利申请书100 44 562和100 44 563中可以知道，铜化合物或铟化合物，可与包含惰性气体的气体填充物一起，加入到低压气体放电灯中。然而，当使用标准的TL电极(带有三种氧化物(BaO、SrO、CaO)发射体的钨丝)时，会发生气化，如带有发射体的溴化铟会根据反应式而发生转化，其结果是发光的铟或溴化铟会在放电过程中消失。
如果在带有纯钨电极而不带发射体的灯中加入InBr，虽然InBr可在放电过程中保留下来，但也会由于钨的高的功函数而发生大量的溅射，并跟着产生气泡。而且，由于高的阴极电位降而使这种电极失去优势，从而导致低的放电效率。
因此，本发明的目的是产生一种没有上述缺点的低压放电灯，其中它的辐射要尽可能接近电磁谱的可见光区域。
通过依据本发明的一种低压气体放电灯可以达到上述目的。这种灯装有气体放电管，管内含有作为缓冲气体的惰性气体填充物和铟、铊和/或铜的卤化物；这种灯还装有电极及产生和维持低压气体放电的装置。在这种灯中，选自ABO3或AnBO2+n、AnC2O5+n、或AnD2O3+n的某种化合物用作电子发射体物质，其中A＝碱土元素或几种不同碱土元素的混合物B＝铈、钛、锆、铪，或这些元素的混合物C＝钒、铌、钽，或这些元素的混合物D＝钪、钇、镧、稀土元素或这些元素的混合物。
令人惊奇的是，在灯的工作条件下，类似于BaTiO3的电子发射体物质并不与铟、铊或铜的卤化物发生作用，而是发生气化，这已由实验得到证实。在这些实验中，冷阴极灯(直径约3.5mm、长约40cm的园柱形灯)使用BaTiO3“电极”而不用常用的金属电极作为灯的耦合结构(所用的工作频率50kHz或13.56MHz)。依据本发明，在此由分子组成的铟、铊或铜卤化物的灯填充物与作为电子发射体物质的化合物，不发生反应或至少几乎感觉不到有反应。
依据本发明用作电子发射体物质的化合物，在此简称为类似于BaTiO3的物质。
在依据本发明的灯中，分子的气体放电发生于低压状态下，发出的辐射在电磁谱的可见光区和接近紫外吸收区。如果用铜的卤化物，则辐射除了包含位于325、327、510、570和578nm的铜特征线以外，还包含一个位于电磁谱蓝光区400-550nm的宽连续谱。如果用铟的卤化物，除了有位于410和451nm的铟特征线外，还观察到在320-450nm范围的宽连续谱。因为这是从分子放电产生的辐射，连续谱的精确位置可通过铜、铊或铟的卤化物、任何其他添加剂的性质、灯内压力和工作温度来控制。
依据本发明的灯结合使用荧光材料，就会具有比常规的低压汞放电灯高得多的视觉效率。以流明/瓦表示的视觉效率是指，在一定的可见光波长范围的辐射亮度与产生辐射的能量之比。依据本发明的灯的高视觉效率，即意味着用较低的电力消耗就能获得一定量的光。
在最简单情况下，气体填充物包含1-10μg/cm3的铟、铊和/或铜的卤化物及惰性气体。惰性气体用作缓冲气体并促进气体放电的触发。优选的缓冲气体是氩气，氩气可以全部或部分地由其它惰性气体，如氦、氖、氪或氙替代。
如将灯的内部工作压力最优化，效率还能进一步提高。缓冲气体的冷注压力最大为10毫巴，优选1.0-2.5毫巴。
从一种更有利的尺寸已证实，通过合适的设计尺寸来控制灯的工作温度，能提高依据本发明的低压气体放电灯的流明效率。灯的直径和长度的选择，要使得当外部温度为25℃时，灯在工作时的内部温度要达到170-285℃。内部温度是指气体放电管最冷区域的温度，因为管内会由于放电而产生温度梯度。
为了提高内部温度，气体放电管也可以涂上用来反射红外辐射的涂层，优选包含掺铟的氧化锡作涂层来反射红外辐射。
必须强调，电子发射体物质ABO3或AnBO2+n、AnC2O5+n或AnD2O3+n在工作过程中很容易被还原，所以这些物质在烧上一段时间后，会以ABO3-ε、AnBO2+n-ε、AnC2O5+n-ε或AnD2O3+n-ε形式存在。在这些还原的化合物中，ε代表0-1之间的小数。当然，也可以直接用稍微还原的电子发射体物质。
象BaTiO3或类似物质一样，依据本发明的电子发射体物质，可用来作为由分子组成的铟、铊和/或铜的卤化物电容式运作的耦合结构，如
图1所示。然而，依据本发明的发射体物质也可用在钨电极上，如图2所示。最后，依据本发明的发射体物质也可用作电极材料(没有钨丝)。但这种所谓的棒状电极(图3)必须通过辅助物质而使它变得具有导电性，为此，用烧结在一起的钛酸钡和金属钨是合适的。
依据本发明的发射体物质的独特优点，取决于释放电子只需要低的功函数这一事实。
依据本发明的低压气体放电灯的一个可能的实施方案是，在灯的外表面涂上一层荧光涂层。气体放电管发射的紫外辐射激发此荧光涂层中的荧光材料，从而在可见光区发出光。此荧光涂层的化学组成决定光谱和光的色彩。可用作荧光材料的那些材料必须能吸收所产生的紫外辐射，并发出在合适波长范围的光，如三种基本颜色红、蓝和绿，而且能有高的荧光量子产额。
然而，合适的荧光材料及荧光材料的组合并不一定要用在气体放电管的内部，也可以用在放电管的外部，因为所产生的在紫外吸收区的辐射不会被普通类型的玻璃所吸收。
依据本发明的低压气体放电灯的一种有利的用途是，用作日光浴的紫外吸收灯、消毒灯和疼痛治疗等。作为一般照明用，这种灯要与合适的荧光材料相结合。由于从斯托克斯漂移(Stokes Shift)产生的损失很低，所以可得到大于100流明/瓦这样高光产额的可见光。
权利要求
1.一种装有气体放电管的低压气体放电灯，此气体放电管包含作为缓冲气体的惰性气体填充物和铟、铊和/或铜的卤化物；此低压气体放电灯还装有电极和产生和维持低压气体放电的装置；其特征在于用选自ABO3或AnBO2+n、AnC2O5+n、或AnD2O3+n的一种化合物作为电子发射体物质，其中A＝碱土元素或几种不同碱土元素的混合物B＝铈、钛、锆、铪或这些元素的混合物C＝钒、铌、钽或这些元素的混合物D＝钪、钇、镧、稀土元素或这些元素的混合物。
2.在权利要求1中要求专利保护的一种低压气体放电灯，其特征在于用选自ABO3-ε、AnBO2+n-ε、AnC2O5+n-ε或AnD2O3+n-ε的一种还原的发射体物质作为电子发射体物质，其中ε代表0-1之间的一个小数。
3.在权利要求1或2中要求专利保护的一种低压气体放电灯，其特征在于它包含选自氦、氖、氩、氪、和/或氙的一种惰性气体作为缓冲气体。
4.在权利要求1-3中任何一条要求专利保护的低压气体放电灯，其特征在于气体放电管的内部和/或外部涂有荧光涂层。
5.在权利要求1中要求专利保护的电子发射体物质作为分子卤化铟、卤化铊/或卤化铜放电的电容式操作的耦合结构的用途。
6.在权利要求1中要求专利保护的电子发射体物质作为钨电极上的发射体的用途。
7.在权利要求1中要求专利保护的电子发射体物质作为电极材料，它已通过使用添加剂而变得具有导电性的用途。
全文摘要
描述了一种低压气体放电灯，它装有气体放电管，管内含有作为缓冲气体的惰性气体填充物和铟、铊和/或铜的卤化物；这种灯还装有电极及产生和维持低压气体放电的装置；电极带有选自ABO
文档编号H01J61/06GK1682348SQ03821467
公开日2005年10月12日 申请日期2003年8月29日 优先权日2002年9月12日
发明者R·肖尔, R·希尔比希, B·劳森伯格 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司