專(zhuān)利名稱(chēng)：具有降頻轉(zhuǎn)換熒光體的放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體放電燈，它安裝有氣體放電容器，其中充滿了適合于氣體放電的氣體填充物，該氣體放電發(fā)射VUV(真空紫外線)，它還安裝有含有一種降頻轉(zhuǎn)換的熒光體的熒光體涂層，以及安裝了用于起弧和保持氣體放電的裝置。
傳統(tǒng)的熒光燈是水銀氣體放電燈，這種燈的發(fā)光是以水銀的低壓氣體放電為基礎(chǔ)的。水銀的低壓氣體放電發(fā)出主要是在UV(紫外線)附近最大值約為254nm的射線，這樣的射線由UV熒光體轉(zhuǎn)變成可見(jiàn)光。
水銀氣體放電燈具有一種精確的技術(shù)，在燈效率η方面，其它的燈的技術(shù)僅可以與之相當(dāng)或者說(shuō)很難超越。
然而，在氣體填充物中水銀逐漸被視為一種對(duì)環(huán)境有害的有毒物質(zhì)，該種物質(zhì)由于在使用，生產(chǎn)和處理方面的環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)該盡可能地避免在現(xiàn)代的批量生產(chǎn)中使用。因此，一段時(shí)間以來(lái)一直集中努力在發(fā)展出一種可替換的燈技術(shù)。
一種替換傳統(tǒng)的水銀氣體放電燈的無(wú)水銀或者低水銀氣體放電燈是氙的氣體放電燈，這種燈的氣體填充物主要包括氙。在氙的低壓氣體放電燈中氣體放電發(fā)出與水銀放電的UV射線不同的真空紫外線(VUV射線)。該VUV射線由諸如Xe2*的激態(tài)原子產(chǎn)生，并且是波譜范圍約172nm的分子光譜譜帶射線，使用這種技術(shù)已經(jīng)獲得65％的放電效率ηdis。
氙的低壓氣體放電燈的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于氣體放電的短的響應(yīng)時(shí)間，因此使得它可以用作汽車(chē)的信號(hào)燈，復(fù)印機(jī)或者傳真設(shè)備用燈和水的消毒燈。
但是盡管氙的低壓氣體放電燈獲得的放電效率ηdis可以與水銀的氣體放電燈的放電效率ηdis相比，但是氙的低壓氣體放電燈的燈效率ηlamp仍然非常低于水銀的氣體放電燈的燈效率ηlamp。
原則上，燈效率包括元件的放電效率ηdis，熒光體效率ηphos，離開(kāi)燈的所產(chǎn)生的可見(jiàn)光部分ηesc和熒光體產(chǎn)生的UV射線部分ηvuvηlamp＝ηdis*ηphos*ηesc*ηVUV。
傳統(tǒng)的氙的低壓氣體放電燈的阻礙在于，波長(zhǎng)在172nm范圍的富含能量的VUV光子向來(lái)自通過(guò)燈的熒光體涂層產(chǎn)生的400nm-700nm的可見(jiàn)光譜的相對(duì)能量較低的光子的低效率的轉(zhuǎn)換。即使熒光體的量子效率接近100％，VUV向可見(jiàn)光子的轉(zhuǎn)換，由于非輻射轉(zhuǎn)換導(dǎo)致平均損失了能量的65％。
然而，令人驚奇的是，已經(jīng)可以研制一種VUV熒光體，對(duì)于VUV光子向可見(jiàn)光子的轉(zhuǎn)換來(lái)說(shuō)，它所獲得的量子效率大于100％。該量子效率的獲得是由于一個(gè)具有電子能量7.3ev的VUV量子轉(zhuǎn)換為兩個(gè)具有電子能量2.5ev的可見(jiàn)量子。這樣的用于氙的低壓氣體放電燈的熒光體是公知的例如rene T.Wegh，Harry Donker，KoentraadD.Oskam，Andries Meijerink的在Science(科學(xué))283，663中的“Visible Quantum Cutting LiGdF4Eu3+through Downconversion”。
類(lèi)似于一段時(shí)間公知的多光子熒光體，該熒光體通過(guò)“增加頻率轉(zhuǎn)換(upconversion)”從兩個(gè)可見(jiàn)的長(zhǎng)波光子產(chǎn)生一個(gè)短波光子，公知這些新的熒光體用作從一個(gè)短波光子產(chǎn)生兩個(gè)長(zhǎng)波光子的降低頻率轉(zhuǎn)換的熒光體。
但是，雖然已知的降低頻率轉(zhuǎn)換的熒光體的量子效率很高，還是不能意味著熒光體效率ηphos也很高。熒光體效率ηphos不僅由量子效率決定還由熒光體吸收待轉(zhuǎn)換的VUV射線的能力決定。而已知的降低頻率轉(zhuǎn)換的熒光體的吸收率很小。由于在晶格中非期望的吸收作用，因此損失了很多能量，并因此降低了被激發(fā)狀態(tài)占有期。
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)在于開(kāi)發(fā)出一種裝備有氣體放電容器，熒光體涂層和用于起弧和保持氣體放電的裝置的氣體放電燈，該放電容器充滿了適于氣體放電的氣體填充物，該氣體放電發(fā)出VUV射線，該熒光體涂層包括降低頻率轉(zhuǎn)換的熒光體，該氣體放電燈的效率得到了改進(jìn)。
根據(jù)本發(fā)明，所取得的目標(biāo)在于一種裝備有氣體放電容器，熒光體涂層和用于起弧和保持氣體放電的裝置的氣體放電燈，該放電容器充滿了適于支持發(fā)出VUV射線的氣體放電的氣體填充物，其中降低頻率轉(zhuǎn)換的熒光體包括一對(duì)第一鑭系離子和第二鑭系離子的活化劑和感光劑，感光劑選自由鉈(I)離子，鉛(II)離子和鉍(III)離子構(gòu)成的組。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，如果第一鑭系離子為釓(III)離子，第二鑭系離子為從鈥(III)離子銪(III)離子中選擇的，則本發(fā)明將獲得特別好的效果。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，最好降低頻率轉(zhuǎn)換的熒光體包括作為第一鑭系離子的釓(III)離子和，作為第二鑭系離子的鈥(III)離子以及從由鋱(III)離子，鐿(III)離子，鏑III)離子，銪(III)離子，釤(III)離子，錳(III)離子，組成的組中選擇的助活化劑。
另外本發(fā)明最好是該降低頻率的熒光體的主晶格是氟化物。
該降低頻率的熒光體最好包括濃度為10.0-99.8mol％的第一鑭系離子，濃度為0.01-30.0mol％的第二鑭系離子和濃度為0.01-30.0mol％的感光劑。
根據(jù)本發(fā)明的氣體放電燈的實(shí)施例，該降低頻率轉(zhuǎn)換的熒光體包括濃度為0.5mol％的感光劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該降低頻率轉(zhuǎn)換的熒光體包括濃度為0.01-30.0mol％的助活化劑。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，該降低頻率轉(zhuǎn)換的熒光體包括濃度為0.5mol％的助活化劑。
本發(fā)明還涉及一種降低頻率轉(zhuǎn)換的熒光體，它包括有在主晶格中的一對(duì)第一鑭系離子和第二鑭系離子的活化劑和感光劑，該感光劑從由鉈(I)離子，鉛(II)離子和鉍(III)離子構(gòu)成的組中選擇。該熒光體的特征在于高量子效率，VUV光子的高吸收作用，以及高化學(xué)穩(wěn)定性，因此所述的熒光體特別適于商業(yè)應(yīng)用，還適于等離子體顯示屏。這樣的熒光體最好還可以用作機(jī)動(dòng)車(chē)輛的信號(hào)燈。
現(xiàn)在具體描述本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的氣體放電燈包括一氣體放電容器和至少一個(gè)壁，該放電容器充滿氣體填充物，該壁的一個(gè)表面上至少可部分穿過(guò)可見(jiàn)射線并且提供有熒光體層。熒光體層包括一種具有無(wú)機(jī)結(jié)晶體主晶格的降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體的熒光體制劑，通過(guò)一第一和第二鑭系離子活化劑對(duì)的活化作用，該熒光體層獲得了發(fā)光的能量。降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體通過(guò)一種感光劑而具有感光性，該感光劑從由鉈(I)離子，鉛(II)離子和鉍(III)離子構(gòu)成的組中選擇。另外，該氣體放電燈裝有起弧氣體放電的電極結(jié)構(gòu)和起弧和保持該氣體放電的進(jìn)一步的裝置。
氣體放電燈最好是一種氙的低壓氣體放電燈。公知的各種氙的低壓氣體放電燈在氣體放電的起弧方面是不同的。首先氣體放電的光譜包括人眼可見(jiàn)的VUV射線部分，該部分在氣體放電容器內(nèi)部上的VUV熒光體涂層中被轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光，然后被發(fā)射。
術(shù)語(yǔ)“真空紫外線”在下面還指具有波長(zhǎng)范圍在145-185nm的最大發(fā)射的電磁射線。
用于氣體放電燈體的典型結(jié)構(gòu)中，包括一個(gè)充滿氙的圓柱形玻璃燈泡，在外面燈泡的壁上設(shè)有一對(duì)彼此電氣絕緣的帶狀電極。該帶狀電極在燈泡的全長(zhǎng)上伸展，其中電極的長(zhǎng)邊彼此對(duì)置留有兩個(gè)間隙地設(shè)置。電極連到高壓電源的電極上，該電源是用20kHz-500kHz的交流電壓操作的，使得僅僅在燈泡的內(nèi)表面區(qū)域中形成放電。
當(dāng)交流電壓施加在電極上時(shí)，可以起弧在含氙填充物氣體中的電暈放電。因此，在氙中形成激態(tài)原子，即由受激發(fā)的氙原子和在基本狀態(tài)下的氙原子組成的分子。
激發(fā)能量再作為波長(zhǎng)為λ＝170-190nm的VUV射線被發(fā)射。這個(gè)從電子能量到UV射線的轉(zhuǎn)換是高效率的。所產(chǎn)生的VUV光子被熒光體層的熒光體所吸收并且激發(fā)能量再被部分地以更長(zhǎng)的長(zhǎng)波光譜范圍發(fā)射。
原則上對(duì)于放電容器來(lái)說(shuō)，可以有多種形式，例如盤(pán)形，單個(gè)管子，共軸的管子，直線形，U形管子，圓弧形或者盤(pán)線形，圓柱形或者其它放電管。
可以使用石英或者玻璃類(lèi)型作為放電容器的材料。
電極包括金屬，例如鋁或者銀，金屬合金或者一種透明的導(dǎo)體無(wú)機(jī)化合物，如ITO。它們可以做成涂層，粘合薄片，金屬絲網(wǎng)或者鐵絲網(wǎng)。
放電容器充滿了含有惰性氣體如氙，氪，氖或者氦。氣體填充物最好主要包括具有低的氣體壓力例如2Torr的不氧化的氙。該氣體填充物還可以包括小量的水銀以便保持放電期間的低的氣體壓力。
氣體放電容器的內(nèi)壁部分或者全部涂裝有熒光體涂層，該涂層包括一個(gè)或者多個(gè)熒光體或者熒光體制劑。該熒光體層還可以包括有機(jī)或者無(wú)機(jī)粘合劑或者一種粘合劑的組合。
熒光體涂層最好作為一種物質(zhì)涂到氣體放電容器的內(nèi)壁上并且可以包括單個(gè)熒光體層或者多個(gè)熒光體層，特別是底部層和覆蓋層的雙層。
有底部層和覆蓋層的熒光體涂層允許了覆蓋層中的降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體的數(shù)量減少，在底部層使用較便宜的熒光體。底部層最好包括用作熒光體的磷酸鈣鹽熒光體，以便獲得所期望的燈的色調(diào)。
覆蓋層包括降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體，該熒光體這樣將由氣體放電產(chǎn)生的VUV射線基本部分直接轉(zhuǎn)換成所期望的可見(jiàn)范圍的射線。
根據(jù)本發(fā)明該降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體的重要特征在于，它包括一對(duì)第一和第二鑭系離子的活化劑和在主晶格中的感光劑。
該活化劑對(duì)的第一鑭系離子最好是釓(III)，該活化劑對(duì)的第二鑭系離子可以從鈥(III)離子，銪(III)離子中選擇。
感光劑可以從由鉈(I)離子，鉛(II)離子和鉍(III)離子構(gòu)成的組中選擇?？傊?，這些離子根據(jù)它們的電子結(jié)構(gòu)表示為6s2離子。
感光劑增強(qiáng)了降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體對(duì)VUV的感光性并且使得它更少地依賴(lài)波長(zhǎng)。在100-200nm范圍的所期望的VUV中，感光劑具有高的固有吸收作用，該吸收作用超過(guò)非感光的降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體在大致183，195和202nm的固有吸收作用。由于晶格的缺陷導(dǎo)致穿過(guò)晶格的激發(fā)態(tài)以熱振動(dòng)形式釋放給晶格能量因此損失了激發(fā)能量到活化劑對(duì)的轉(zhuǎn)換。然后減少的，吸收的激發(fā)能量被傳遞到活化劑并且激活降低頻率轉(zhuǎn)換機(jī)制。因此導(dǎo)致降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體的增加的亮度，因?yàn)樵摻档皖l率轉(zhuǎn)換熒光體通過(guò)感光劑被感光，以至于在暴露在VUV射線時(shí)能夠發(fā)光。
降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體還可以附加包括一種助活化劑。該助活化劑從三價(jià)鋱(III)離子，鐿(III)離子，鏑(III)離子，銪(III)離子，釤(III)離子和二價(jià)錳(III)離子組成的組中選擇。第一鑭系離子和第二鑭系離子的活化劑對(duì)和助活化劑離子共同在光子的順序發(fā)射中合作，通過(guò)光子的順序發(fā)射，熒光體從VUV光子產(chǎn)生多于一個(gè)的可見(jiàn)光子。
通過(guò)釓(III)離子的8S-6G激發(fā)而發(fā)生激發(fā)機(jī)制，然后發(fā)生了在Gd(III)離子和鈥(III)離子之間的交叉馳豫轉(zhuǎn)換或者銪(III)離子的交叉馳豫轉(zhuǎn)換。由于交叉馳豫轉(zhuǎn)換，釓(III)離子從6G態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?P態(tài)，所釋放的能量導(dǎo)致鈥(III)離子或者銪(III)離子從5I8態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)?F5態(tài)。然后鈥(III)離子或者銪(III)離子發(fā)出一個(gè)可見(jiàn)光子，該能量對(duì)應(yīng)于從5F5到5I8的轉(zhuǎn)變或者從5D0到7F1的轉(zhuǎn)變。
在釓(III)離子的6P態(tài)向助活化劑能量轉(zhuǎn)化之后，也發(fā)出可見(jiàn)光子。
降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體的主晶格可以包括諸如氟，氧化物，鹵化物，鋁酸鹽，鎵酸鹽，磷酸鹽，硼酸鹽或者硅酸鹽的含有一些百分含量的兩種活化劑的無(wú)機(jī)材料。該活化劑可以設(shè)置在主晶格的晶格內(nèi)位置和晶格間隙位置上。
對(duì)于主晶格來(lái)說(shuō)，最好使用氟，例如氟的化合物M1F，其中M1＝Li，Na，K，Rb，Cs或者氟的化合物M2F2，其中M2＝Mg，Ca，Sr，Ba或者氟的化合物M3F3，其中M3＝B，Al，In，Ga，Sc，Y，La，和鑭系元素。最好是GdF3，其中第一鑭系離子Gd3+是主晶格的一種構(gòu)成成份。
此外，作為主晶格最好是含釓的氟的化合物M1GdF4，M12GdF5，M13GdF6，M1Gd2F7，M1Gd3F10，M15Gd9F32，其中M1＝Li，Na，K，Rb，Cs或者M(jìn)2GdF5，M22GdF7，M123GdF9，M2Gd2F8，M2Gd3F11，M2Gd4F14，M213Gd6F43其中M2＝Mg，Ca，Sr，Ba，Mn，Zn其中釓也是主晶格的組成成份。
再有作為主晶格最好是氟的化合物M1M3F4，M12M3F5，M13M3F6，M1M32F7，M1M33F10，M15M39F32，其中M1＝Li，Na，K，Rb，Cs，M3＝B，Al，In，Ga，Sc，Y，La和鑭系元素；M2M3F5，M22M3F7，M123M3F9，M2M32F8，M2M33F11，M2M34F14，M213M36F43其中M2＝Mg，Ca，Sr，Ba，Mn，Zn而M3＝B，Al，In，Ga，Sc，Y，La和鑭系元素；M3M4F7，M32M4F10，M33M4F13，M3M42F11，M3M43F15，M3M44F14其中M3＝B，Al，In，Ga，Sc，Y，La和鑭系元素M4＝Ti，Zr，Si，Ge，Sn，Pb。
作為主晶格最好是氟化物，其主晶格建立在氟化鈣晶體晶格類(lèi)型上。在這些晶格中，陽(yáng)離子具有8對(duì)配位。另外最好是其晶格由YF3晶體晶格類(lèi)型衍生的氟化物，其中陽(yáng)離子具有9對(duì)配位。由于高的配位數(shù)和非極性的配合基，所以這些主晶格的特征在于作為主晶格部分的陽(yáng)離子的低配位場(chǎng)。
攙有活化劑對(duì)的熒光體最好包括10-99.8mol％的三價(jià)Gd3+和0.01-30mol％最好是1.0mol％的三價(jià)鈥或者三價(jià)銪。
降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體可以方便地?cái)v有三價(jià)助活化劑鋱，鐿，鏑，，銪，釤，或錳，如果在熒光體的生產(chǎn)中，將從由TbF3，YbF3，DyF3，EuF3，SmFe或者M(jìn)nF2組成的組中選擇的氟化物加入到起始化合物中。
根據(jù)本發(fā)明的被感光的降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體的吸收系數(shù)，對(duì)于氙射線的波長(zhǎng)范圍來(lái)說(shuō)特別大，并且量子效率水平很高。主晶格在發(fā)光過(guò)程中不是一個(gè)因素但是影響了活化劑離子的能量級(jí)的精確位置并且因此影響吸收和發(fā)射波長(zhǎng)。發(fā)射帶位于從長(zhǎng)的UV到黃-桔黃范圍內(nèi)，但是主要是位于電磁波譜的紅和綠范圍內(nèi)。熒光體的熄滅溫度高于100℃。
熒光體顆粒的粒度并不重要。一般地，熒光體用作粒度分布在1-20微米的細(xì)顆粒粉末。
對(duì)于在放電容器的壁上的熒光體層的生產(chǎn)工藝來(lái)說(shuō)，可以考慮諸如靜電沉積或者靜電支撐的陰極真空噴鍍的干涂裝工藝和諸如浸漬涂裝或者噴涂的濕涂裝工藝。
對(duì)于濕涂裝工藝來(lái)說(shuō)，熒光體制劑必須分散水，一種有機(jī)溶劑中，其中與分散劑一起使用的是一種表面活性劑和一種抗泡沫劑或者粘合劑制劑。根據(jù)本發(fā)明用于氣體放電的合適的粘合劑制劑是有機(jī)或者無(wú)機(jī)粘合劑，該粘合劑能夠保持操作溫度在250℃，而不破壞，變脆和變色。
例如可以通過(guò)流涂工藝涂抹熒光體制劑到放電容器壁上。用于流涂工藝的涂裝懸浮液包括水或者一種諸如丁基醋酸纖維素的作為溶劑的有機(jī)化合物。通過(guò)添加諸如穩(wěn)定劑，稀釋劑，纖維素衍生物的助劑穩(wěn)定該懸浮液并且影響其流變性能。將熒光體懸浮液涂抹到容器壁上作為薄層，在600℃下干燥并燃燒。
用于熒光體層的熒光體制劑也可以?xún)?yōu)選為在放電容器的內(nèi)部上進(jìn)行靜電沉積。
對(duì)于發(fā)出白光的氣體放電燈來(lái)說(shuō)，發(fā)射藍(lán)光熒光體與發(fā)射紅光熒光體和發(fā)射綠光熒光體及綠紅熒光體最好組合起來(lái)。其中發(fā)射藍(lán)光熒光體選自BaMgAl10O17Eu2+和Sr5(PO4)3ClEu2+，而發(fā)射紅光熒光體選自RbGd2F7O17Eu，Tl；KMgF3Eu；BaGd2F8Eu；KGd2F7Eu，Bi，綠光熒光體選自(Y，Gd)BO3Tb和LaPO4Ce，Tb，綠紅熒光體例如為L(zhǎng)iGd4Ho，Tb，Tl。
熒光體層的厚度通常為5-10微米。
然后容器被抽空去除所有氣體污染物，特別是氧氣。然后該容器充滿氙氣并且密封。
實(shí)施例1長(zhǎng)度為590毫米，直徑為24毫米壁厚0.8毫米的圓柱形放電玻璃容器充滿壓力為200hPa的氙。該放電容器包括軸平行的直徑為2.2毫米貴金屬桿的內(nèi)部電極。在放電容器的外面是包含有軸平行設(shè)置的并且與電源導(dǎo)電連接的寬2毫米導(dǎo)電的銀帶。通過(guò)脈沖直流電壓操作該燈。
放電容器的內(nèi)壁涂有熒光體層。熒光體層包括三帶熒光體混合物，并含有下述成份作為藍(lán)色成份的BaMgAl10O17Eu2+，和作為綠紅成份的LiGdF4Ho，Tb，Tl。
為了生產(chǎn)LiGdF4Ho，Tb，Tl，將1.0mol％鈥和0.5mol％鋱和2.0mol％鉈，29.55g的GdF3，3.83g的LiF，0.31g的HoF3，0.15g的TbF3和0.63g的TlF3徹底混合并且在瑪瑙研缽中研磨。該混合物在壓力為8hPa溫度300℃的氬氣環(huán)境下在石英管中的剛玉坩鍋中預(yù)燃燒2個(gè)小時(shí)。在燃燒期間，用氬氣漂洗石英管三次并再抽空到8hPa。然后以5.5℃/min的速率將爐溫計(jì)升高到650℃并且使混合物在650℃燒結(jié)8個(gè)小時(shí)。燒結(jié)的粉末再被碾碎并篩選粒度小于40微米。并且通過(guò)X射線的衍射測(cè)量檢查所形成的相的晶體結(jié)構(gòu)。
在這種方式中，獲得了最初的371m/W的光輸出。在1000個(gè)工作小時(shí)后，光輸出大致為341m/W。VUV光的量子效率大致為70％。
實(shí)施例2長(zhǎng)度為590毫米，直徑為24毫米壁厚0.8毫米的圓柱形放電玻璃容器充滿壓力為200hPa的氙。該放電容器包括軸平行的直徑為2.2毫米貴金屬桿的內(nèi)部電極。在放電容器的外面是包含有軸平行設(shè)置的并且與電源導(dǎo)電連接的寬2毫米導(dǎo)電的銀帶。通過(guò)脈沖直流電壓操作該燈。
放電容器的內(nèi)壁涂有熒光體層。熒光體層包括三帶熒光體混合物，并含有下述成份作為藍(lán)色成份的BaMgAl10O17Eu2+，作為綠色成份的LaPO4Ce，Tb和作為紅色成份的KGd2F7Eu，Bi。
為了生產(chǎn)KGd2F7Eu，Bi，將1.0mol％銪和5.0mol％鉍和，29.7g的GdF3，0.29g的EuF3，4.27g的KF，1.86g的BiF3徹底混合并且在瑪瑙研缽中研磨。該混合物在壓力為8hPa溫度300℃的氬氣環(huán)境下在石英管中的，剛玉坩鍋中預(yù)燃燒2個(gè)小時(shí)。在燃燒期間，用氬氣漂洗石英管三次并再抽空到8hPa。然后以5.5℃/min的速率將爐溫計(jì)升高到650℃并且使混合物在650℃燒結(jié)8個(gè)小時(shí)。燒結(jié)的粉末再被碾碎并篩選粒度小于40微米。并且通過(guò)X射線的衍射測(cè)量檢查所形成的相的晶體結(jié)構(gòu)。
在這種方式中，獲得了最初的371m/W的光輸出。在1000個(gè)工作小時(shí)后，光輸出大致為341m/W。VUV光的量子效率大致為70％。
實(shí)施例3長(zhǎng)度為590毫米，直徑為24毫米壁厚0.8毫米的圓柱形放電玻璃容器充滿壓力為200hPa的氙。該放電容器包括軸平行的直徑為2.2毫米貴金屬桿的內(nèi)部電極。在放電容器的外面是包含有軸平行設(shè)置的并且與電源導(dǎo)電連接的寬2毫米導(dǎo)電的銀帶。通過(guò)脈沖直流電壓操作該燈。
放電容器的內(nèi)壁涂有熒光體層。熒光體層包括三帶熒光體混合物，并含有下述成份作為藍(lán)色成份的BaMgAl10O17Eu2+，作為綠色成份的LaPO4Ce，Tb和作為紅色成份的BaGd2F8Eu，Pb。
為了生產(chǎn)BaGd2F8Eu，Pb，將1.0mol％銪和1.0mol％鉛和，29.7g的GdF3，0.29g的EuF3，12.88g的BaF2，0.34g的PbF2徹底混合并且在瑪瑙研缽中研磨。該混合物在壓力為8hPa溫度300℃的氬氣環(huán)境下在石英管中的，剛玉坩鍋中預(yù)燃燒2個(gè)小時(shí)。在燃燒期間，用氬氣漂洗石英管三次并再抽空到8hPa。然后以5.5℃/min的速率將爐溫計(jì)升高到650℃并且使混合物在650℃燒結(jié)8個(gè)小時(shí)。燒結(jié)的粉末再被碾碎并篩選粒度小于40微米。并且通過(guò)X射線的衍射測(cè)量檢查所形成的相的晶體結(jié)構(gòu)。
在這種方式中，獲得了最初的371m/W的光輸出。在1000個(gè)工作小時(shí)后，光輸出大致為341m/W。VUV光的量子效率大致為70％。
實(shí)施例4長(zhǎng)度為590毫米，直徑為24毫米壁厚0.8毫米的圓柱形放電玻璃容器充滿壓力為200hPa的氙。該放電容器包括軸平行的直徑為2.2毫米貴金屬桿的內(nèi)部電極。在放電容器的外面是包含有軸平行設(shè)置的并且與電源導(dǎo)電連接的寬2毫米導(dǎo)電的銀帶。通過(guò)脈沖直流電壓操作該燈。
放電容器的內(nèi)壁涂有熒光體層。熒光體層包括三帶熒光體混合物，并含有下述成份作為藍(lán)色成份的BaMgAl10O17Eu2+，作為綠色成份的LaPO4Ce，Tb和作為紅色成份的KMgF3Eu，Pb。
為了生產(chǎn)KMgF3Eu，Pb，將1.0mol％銪和1.0mol％鉛和，30.00g的MgF2，1.00g的EuF3，30.87g的KF，1.18g的PbF2徹底混合并且在瑪瑙研缽中研磨。該混合物在壓力為8hPa溫度300℃的氬氣環(huán)境下在石英管中的，剛玉坩鍋中預(yù)燃燒2個(gè)小時(shí)。在燃燒期間，用氬氣漂洗石英管三次并再抽空到8hPa。然后以5.5℃/min的速率將爐溫計(jì)升高到650℃并且使混合物在650℃燒結(jié)8個(gè)小時(shí)。燒結(jié)的粉末再被碾碎并篩選粒度小于40微米。并且通過(guò)X射線的衍射測(cè)量檢查所形成的相的晶體結(jié)構(gòu)。
在這種方式中，獲得了最初的371m/W的光輸出。在1000個(gè)工作小時(shí)后，光輸出大致為341m/W。VUV光的量子效率大致為70％。
實(shí)施例5長(zhǎng)度為590毫米，直徑為24毫米壁厚0.8毫米的圓柱形放電玻璃容器充滿壓力為200hPa的氙。該放電容器包括軸平行的直徑為2.2毫米貴金屬桿的內(nèi)部電極。在放電容器的外面是包含有軸平行設(shè)置的并且與電源導(dǎo)電連接的寬2毫米導(dǎo)電的銀帶。通過(guò)脈沖直流電壓操作該燈。
放電容器的內(nèi)壁涂有熒光體層。熒光體層包括三帶熒光體混合物，并含有下述成份作為藍(lán)色成份的BaMgAl10O17Eu2+，作為綠色成份的LaPO4Ce，Tb和作為紅成份的RbGd2F7Eu，Tl。
為了生產(chǎn)RbGd2F7Eu，Tl，將1.0mol％銪和2.0mol％鉈和，29.70g的GdF3，0.29g的EuF3，8.02g的RbF，0.31g的TlF徹底混合并且在瑪瑙研缽中研磨。該混合物在壓力為8hPa溫度300℃的氬氣環(huán)境下在石英管中的，剛玉坩鍋中預(yù)燃燒2個(gè)小時(shí)。在燃燒期間，用氬氣漂洗石英管三次并再抽空到8hPa。然后以5.5℃/min的速率將爐溫計(jì)升高到650℃并且使混合物在650℃燒結(jié)8個(gè)小時(shí)。燒結(jié)的粉末再被碾碎并篩選粒度小于40微米。并且通過(guò)X射線的衍射測(cè)量檢查所形成的相的晶體結(jié)構(gòu)。
在這種方式中，獲得了最初的371m/W的光輸出。在1000個(gè)工作小時(shí)后，光輸出大致為341m/W。VUV光的量子效率大致為70％。
權(quán)利要求
1.一種裝有氣體放電容器，熒光體涂層和用于起弧和保持氣體放電的裝置的氣體放電燈，該氣體放電容器充滿適于發(fā)射VUV射線的氣體放電的氣體填充物，熒光體涂層包括降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體，其中該降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體包括在主晶格中的一對(duì)第一鑭系離子和第二鑭系離子的活化劑和從由鉈(I)離子，鉛(II)離子和鉍(III)離子組成的組中選擇的感光劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體放電燈，其特征在于，第一鑭系離子是釓(III)離子，第二鑭系離子選自鈥(III)離子和銪(III)離子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體放電燈，其特征在于，降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體包括作為第一鑭系離子的釓(III)離子和作為第二鑭系離子的鈥(III)離子或銪(III)離子和從由鋱(III)離子，鐿(III)離子，鏑(III)離子，銪(III)離子，釤(III)離子，錳(III)離子組成的組中選擇的助活化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體放電燈，其特征在于，該降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體的主晶格為氟化物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體放電燈，其特征在于，該降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體包括濃度為10.0-99.98mol％的第一鑭系離子，濃度為0.01-30.0mol％的第二鑭系離子和濃度為0.01-30.0mol％的感光劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體放電燈，其特征在于，該降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體包括濃度為0.5mol％的感光劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體放電燈，其特征在于，該降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體包括濃度為0.01-30.0mol％的助活化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣體放電燈，其特征在于，該降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體包括濃度為0.5mol％的助活化劑。
9.一種降低頻率轉(zhuǎn)換熒光體，它包括在主晶格中的一對(duì)第一鑭系離子和第二鑭系離子的活化劑，和從鉈(I)離子，鉛(II)離子和鉍(III)離子中選擇的感光劑。
全文摘要
一種氣體放電燈，它安裝有氣體放電容器，其中充滿了適合于氣體放電的氣體填充物，該氣體放電發(fā)射VUV(真空紫外線)，它還安裝有含有一種降頻轉(zhuǎn)換熒光體的熒光體涂層，以及安裝了用于起弧和保持氣體放電的裝置，其中該降頻轉(zhuǎn)換熒光體在一個(gè)主晶格中具有一對(duì)第一鑭系金屬離子和第二鑭系金屬離子的活化劑并且自鉈(I)離子，鉛(II)離子和鉍(III)離子組成的組中選擇的感光劑是環(huán)保的并且具有高的燈效率。本發(fā)明還涉及一種降頻轉(zhuǎn)換熒光體，該熒光體包括在主晶格中的一對(duì)第一鑭系金屬離子和第二鑭系金屬離子的活化劑和自鉈(I)離子，鉛(II)離子和鉍(III)離子組成的組中選擇的感光劑。
文檔編號(hào)H01J61/44GK1463464SQ02801934
公開(kāi)日2003年12月24日 申請(qǐng)日期2002年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月30日
發(fā)明者K·奧斯卡姆, A·梅杰林克, R·T·維格, C·費(fèi)爾德曼, D·U·維歇爾特, T·于斯特爾, C·R·隆達(dá) 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司