专利名称：低压放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种低压气体放电灯，包括围绕含有填充气体的放电空间的气体放电容器，还包括用于形成电磁场的體，以产生禾喺持低压气体放电。
背景技术：
招氐压气体放电灯中光的产生依赖于以下原理电荷载体，特别是电子以及离子，被灯的电场很强烈地加速，与灯的填充气体中的原子或5吁碰撞，使得这些气体原子或^^被激发或电离。当填充气体的原子或分子回到较低能态时，激发能量的或多或少的一实质部分被转换鹏射。
传统的低压气体放电灯包括填充气体中的荥，此外还在气体放电容器上具有磷涂层。荥低压气体放电灯的缺点是汞蒸气主要以高能产生辐射，即电磁光
谱的不可见光uv-c范围，i效昌射必须首先通过磷转换成具^U低能量级的可
见辐射。在这僧程中，能量差被转换成不希望的卖被融寸("斯托克斯损失")，降低了放电效率。
其它低压气体放电灯，比如在US6731070中魏的那些，i柳带硫族化物的填充气体，这产生大量可见和近可见辐射。因而通过磷转换成可见辐射可减小斯托克斯损失，这是其一个优点。然而，这种灯，需要高温以产生高放电效率所需的最适宜的蒸气气压。
填充有比如金属卤化物或汞填充物的灯产生至少一部分短波长uv光(UV-B和UV-C型)。灯的,部分在短波长UV光下的暴露会对i亥灯的玻璃结构产生损坏。这种所谓的曝B西作用导致灯的玻璃部分的透光能力降低，甚至导致^褪色成褐色。
发明内容
本发明的目的是樹共一种具有改进的气^^电效率的低压气#^电灯。依据本发明，该目的M3l如在权利要求l描述制氐压气1^文电灯实现。通过使气体放电灯具有第一和第二磷涂层，第一磷涂层选自热稳定磷，气体放电效報己知的气体放电灯有所提高。雌地，该第一磷涂层位于气体放电灯管的内表面上。依据本发明在灯中使用了较宽范围的填充物，而不产生如曝晒作
用等的问题。比如，现在将能从短波长UV-B和UV-C光中获得好处而不需要使用會嫩UV-B和UV-C光的昂贵鹏。事实上，在光到达玻璃气体放电容器前,至少部分短波长UV光由第一磷涂层转换赚长波长的光。当该光最终照射到玻璃时其产生的褪色和曝晒作用的危害较依据现有技术的灯小。当灯开启时，即，当填充的蒸气压不够以及惰性气体主导气体放电时，将出现另外的优点。情性气4称文电的一W寺征是发出具有非常低的波长，通常低于200nm的光，通常称作深UV光。依据本发明的灯将这种非常低波长的光的至少一部分在光实际照射至U灯的玻璃部分之鹏换繊高波长的光。
M:使用第一磷涂层，依据本发明的灯具有比传统低压放电灯实质上更高
的可见光效率。该可见光效率，以流明/瓦表示，是具体可见光波长范围中的辐射的亮度和产生这些辐射的能量之间的比例。依据本发明的灯的高可见光效率意味違在劍氏能源消耗下获得一定量的光。此外， 1{顿至少两个磷涂层，将可會树它们謝m择使得灯能获得改善的颜色再现。
当在本申请的上下文中提及热稳定磷时，该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^^的影响，而具有将UV光转换至较长波长(例如可见)光的一定效率的磷。 第一磷涂层选自金属铝酸盐和/或金属氧化物。
特别适合的具有热阻断特性的磷包 恭录磷，比如SON[(SrjBa)Si2N202:EU]、(Ba^Sr)02N2:Eu、 BOSE[(Ba^r)2Si04:Eu]和Y2Si05:Ce、 Tb;黄/橙磷，比如OSE[(Ca^r)2Si04:Eu] 、 CaAlSiN3:Ce禾B YAG:Ce[Y3Al5012:Ce];白磷，比如Ca2Mg2V2012:Eu，和红磷，比如YOS[Y202S:Eu]、 SSNE[Sr2Si5N5:Eu]、 La3P07:Eu和CaAlSiN3:Ce。这些磷4，作为低于大约20(TC的第二磷涂层。
特别适合的具有低热阻断特性的磷包括蓝磷，比如BAM[(BaAlg)AlKA7:Eu];绿磷，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;和红磷，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以上这^ltm作为第一磷涂层。特别im第一磷涂层包括钡镁铝酸盐，铈铽難Mk和氧化乾，和其组合物。
4在另一个依据本发明的优选实施例中，低压气#^文电灯其特征在于第一磷
涂层包括UV-A禾口/^^光的磷，第二磷涂层包括当暴露到UV-A和/或蓝辐射
时将被激发的磷。在该实施例中，第一磷涂层的内容物至少部分地转换成蓝光，而第二磷涂层的内容物将蓝光进一步转换成期望波长的光。在本实施例中特别
雌地是BAM[(Ba^Mg)MA7:Eu]作为第一磷涂层，选择性地混合其它磷，以及YAG[Y3AlA2:Ce]作为第二磷涂层，选择性地混合其它磷。
在依据本发明的另一个实施例中，低压气#^电灯其特征在于气体放电容器具有红外反射层。红外反射层本身是公知的，通常用于改善气体放电灯的发光效率。可通过将灯发出的红外能量的一实质部分反射回放电区域由此提高放电区域的温度以提高灯的效率，而不需要从激发源中增加输入功率。尽管如此，当^(顿短波长UV光，比如UV-B和UV-C光时，由于UV-B和UV-C辐射的很大部分被红外反射器层吸收，因此红外线反射器层的使用通常导致效率降低。这在当使用的红外反射器层对350nm以下波长具有强烈吸收时特别明显，比如铟掺^f易氧化物(ITO)和氟掺杂锡氧化物(FTO)。还可使用高导电和透明的掺皿和镓-的锌氧化物(ZnO:Al和ZnO:Al)薄膜。
一种依据本发明特别雌的低压气体放电灯其特征在于戶腿红外反射层位于气体放电容器的夕卜侧表面。该实施例的灯与没有红外反射层的灯相比显示出改进的效率，特别当红外反射层选自金属氧化物， 锡氧化物，更雌ITO禾口/或FTO。
依据本发明，低压气体放电灯具有第二磷涂层。该第二磷涂层原则上能施加至倣电容器和/敬卜部灯泡，可基本遍布其^h表面，或只分布在其中部分上。应当理解，依据本发明，第二磷涂层位于比第一磷涂层更远离气体放电空间的表面上。优选实施例具有气体放电容器，在其外侧表面上具有第二磷涂层。这种结构易于制造且能保证来自第一层的转换光能进一步被转换或部分转换成更长波长范围的光。另一个,的选择是掛共一种低压气体放电灯，其中,在其外表面具有第二磷涂层。更远离气体放电空间具有第二磷涂层通常允许使用更普通的磷，比如较低稳定磷。这种磷是己知的，包括稀土磷，比如稀zhH磷，也可以是磷酸酯磷或其它本领域中公知的可吸收uv光的磷。
在本发明的范围， 气体放电容器和/鄉了泡包括在其外侧表面上具有另一个磷涂层。依据本发明的低压气体放电灯出射的其余的UV-A辐射不会被传统玻璃品种吸收，而^ffl:放电容器的壁，实质上没有损失。因此，另外的磷
涂层可以设置H体放电容器和/或灯泡的夕刚以至少部分地将UV-A光转换成
可见光，进一步提高灯泡的效率。
进一步M31下面非限制性的实施例说明本发明，其中
图1示出了依据本发明的低压放电灯的第一实施例的正视图，禾口
图2示出了依据本发明的低压放电灯的第二实施例的正视图。
具体实施例方式
附图仅仅是图示性的，并未梳主刻度。为了更加清楚，对一些方位进行了放大。相似的部件尽 用相同的附图标己标注。
在图1和图2示出的实施例中，依据本发明的低压气体放电灯由基本跡
形曲面的放电容器1组成，其围绕放电空间2。用来产生电磁场的装置3以通常为平衡热量的热传导体3a和铁素体部件3b的形式布置在中心，通过它们引燃存在于放电空间2中的气体放电。感应驢3与该灯的基座10连接。该低压气体放电灯还包括，以本身公知的方式，用来控制引燃和气体放电灯操作的电子镇流器。
该气体放电容器1可选地具体表现成圆*挤多，多弯曲，半球形，圆环形或线巻形。放电容器1通常由外部灯泡4包围。该气体放电容器的壁雌由玻璃型，石英，氧化铝或忆-铝-合体(gmnate)制成。本发明的一个优点是可以4顿更普通和廉价的玻璃材料，比如碱石灰玻璃。外部灯泡4和放电容器1之间具有(部分)真空区域S， 具剤氐于2帕斯卡的压九以避免或至少抑制热传导。参看图l，该真空区iMil位于该放电容器l和外部灯泡4之间半圆室11抽气形成。参看图2，该真空区域8通过半圆室11的内部空间抽气形成，半圆室11由外部灯泡4以气密的方式连接到内部灯泡12构成。根据灯的热设计，可略去真空区域8。
再次参看图1和2，依据本发明的气^J夂电灯中^ffl的气^i真充物可以是本领域中公知的〗il可填充物。其比如可以^fOT金属劍七物i真充，如果需要还可O带有惰性气体。合适的气体填充物的例子包括铟卤化物、锌卤化物、镓卤化物和其它适合的卤化物，这些填充物中可能补充惰性气体，和金属，比如铟、锌或镓，和其混合物。其也可以用硫族化物，比如硅、锗、锡和/或铅、和惰性气
6体。惰性气体作为缓冲气体能使气体放电更容易弓燃。作为缓冲气体4顿雌氩气。氩气可以全部或部分地由另一种惰性气体代替，比如氦气、氖气、氪气或氤气。
依据本发明，该气体放电灯具有第一磷涂层5，如实施例示出的，其施加在气体放电容器1的内部表面(涂层厚度仅仅是图示性地l戯文大)。该第一磷涂层5能够在高温下使用，,高于15(TC。非常^i用作第一磷涂层的磷包括铝Ml贝镁(BaMgAlKA7:Eu))、铝M 铽((Ce，Tb)MgAluCh9)、氧化钇(Y203:Eu)、锗麟(Mg4Ge05.5F:Mn)、钒酸钇和其混合物。
进--步发现，依据这个有利的措施，可借助于适当的结构调整来控制灯的操作温度，实现提高低压气体放电灯的流明效率，因此在操作期间得以保持放电容器中的提高了的内部温度。为了提高气体放电容器1的内咅欧鹏，该放电容器fW^ IR辐射-反lt凃层6涂敷在其外表面上。ttei也，4顿由氟掺練化铟的红外辐射-反針凃层。
该灯泡4的内部表面涂有第二磷涂层7。从气体放电空间2出射的UV辐射激发第一和第二磷涂层5和7的磷，以从灯中发出可见光范围的光。第一和第二磷涂层的化学组成决定了光的光谱和其颜色。^S作为磷涂层的物质必须吸收产生的辐射和以统波长范围出射戶腿辐射，比如三原色红、绿和蓝，并实现高荧光量子场。
依据本发明，第二磷涂层可选自较宽范围的念g的磷，而不需要只是那些在高温下表现稳定特性的磷。合适的第二磷涂层包括比如过氧硫化铕(Y202S:Eu)、过氧硫化铕牵丐、OSE(CaSrSi04:Eu)、 BOSE((BaSr)2Si04:Eu)、钇铝石槽体铺、YAG-铈(Y3AI5〇12:Ce3+)，但其它也可以4顿。
依据本发明，可使用比如布置在气体放电容器内的传统电极来激发灯。依据另一实施例，可利用具有例如2.65MHz或13.56MHz频率的高频场来电容性激发该灯，其中电极设在气体放电容器的外侧。也可提供一种灯，可利用具有比如100kHz、 2.65MHz或13.56MHz频率的高频场感应激发。也可使用典型微波频率比如2.4GHz电磁激发该灯。
当灯被弓,，填充气体的被激发的原子和^ /人t寺征辐射和连续^^光谱出射UV和/或可见光辐射。该放电加热填充气体，因此实现需要的蒸气压禾嚅要的操作纟驢，其时光输出是理想的。依据本发明，放电2产生可见光和通常主要分布在UV-A范围波长的UV光。出射的UV光的UV-B和UV-C部分至少 部分地M第一磷涂层5被转换成更长波长的光。该更长波长的光然后和UV-A (至少波长比UV-B和UV-C光更长的光)出射通过放电容器1的壁。在示出的 实施例中，红外反射层6将反射从放电容器1和放电2出射的红外辐射，并加 热放电2。灯开启之后，从隋性气体产生的UV-C辐射也至少部分iH31第一磷 涂层5转化成可见光。因为在照射到放电光壁1之前该短波长辐射已被转换成 较长波长光，因此该壁能较少地出现褪色和曝晒作用，并因此能由普通玻璃制 作，比如$舰灰玻璃。依据本发明，第二磷涂层7实质上吸收了放电容器1出 射的UV-A光，并将该光转换成可见光。
在一可选实施例中，第二磷涂层7位于气体放电容器1的外部表面，在IR 反射层6上部。参看图l，在另一可选实施例中，IR辐射-反射层6位于半圆室 11的内部壁13面向放电容器1的一侧上。在另一个可选实施例中，第二磷涂层 7位于该半圆室11的外部壁14的一侧上。应当注意战实施例仅仅是示例性的 而不是对本发明的限制，本领域的技术人员能在不脱离权利要求范围下变更本 发明。在权利要求中，括号之间的任何附图标记不解释为对权禾U要求的限制。 动词"包括"的4顿及其M不排除存在权禾腰求中存在的以夕卜的部件或步骤。 在部件前的定语"一"、"一个"等不排除存在多个这种部件。仅仅在彼此不同 的从属权利要求中陈述的某种特征不表示这些特征的组合不能使用来获得优 点。
权利要求
1.一种低压气体放电灯，包括围绕放电空间(2)和包含气体填充物的气体放电容器(1)，还包括产生电磁场(3)的装置以产生和保持低压气体放电，其特征在于该放电灯具有第一磷涂层(5)和第二磷涂层(7)，第一磷涂层(5)位于该气体放电容器(1)的表面，该第二磷涂层(7)位于相比于第一磷涂层(5)更远离放电空间(2)的灯的表面上，第一磷涂层(5)选自热稳定磷。
2. 如权利要求1的低压气#*文电灯，其特征在于i^一磷涂层(5)选自 金属铝艦和鹏属氧化物。
3. 如权禾腰求1的低压气^^文电灯，其特征在于i織一磷涂层包括UV-A 和/或皿光的磷。
4. 如权利要求3的低压气^^文电灯，其特征在于i織二磷涂层包括当暴露 到UV-A和/皿辐射时被激发的磷。
5. 如权利要求4的低压气体放电灯，其特征在于该气体放电容器(1)在 其内侧表面具有第一磷涂层(5)。
6. 如权禾頓求5的低压气##电灯，^f寺征在于该气体放电容器(1)在 其外表面具有第二磷涂层(7)。
7. 如权利要求1至5的低压气体放电灯，其特征在于 该灯还包括围绕该气体放电容器(1)的外部灯泡(4)，以及其中 该外部灯泡(4)具有第二磷涂层(7)。
8. 如权利要求7的低压气体放电灯，其特征在于外部灯泡(4)在其内表 面具有第二磷涂层(7)。
9. 如权利要求1的低压气#^文电灯，其特征在于该气##电容器(1)具 有红外蹄凃层(6)。
10. 如权利要求9的低压气##:电灯，其特征在于该红外反射凃层(6)位 于该气#^电容器(1)的夕卜侧表面上。
全文摘要
本发明涉及一种改进的低压气体放电灯，包括围绕含有填充气体的放电空间(2)的气体放电容器(1)，还包括产生电磁场(3)的装置和产生和保持低压气体放电的装置。该灯的特征在于该放电灯具有位于该气体放电容器表面的第一磷涂层和位于灯表面的第二磷涂层，该第二磷涂层相比于第一磷涂层位于更远离放电空间，该第一磷涂层选自热稳定磷。该低压放电灯相比于商业可用的低压放电灯能提高效率以及减小曝晒作用。
文档编号H01J65/04GK101553898SQ200780015861
公开日2009年10月7日 申请日期2007年4月24日 优先权日2006年5月1日
发明者G·A·R·范迪克, M·J·S·E·森森, P·安东尼斯, R·E·德曼 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司