專利名稱：帶有反射器的uvc/vuv電介質(zhì)阻擋放電燈的制作方法
帶有反射器的uvc/vuv電介質(zhì)阻擋放電燈 本發(fā)明涉及用于產(chǎn)生和/或發(fā)射紫外(uv)光輻射的高效電介質(zhì)阻擋放電(DBD)燈，包括至少部分地由至少內(nèi)壁和外壁形成和/或包 圍的放電間隙，內(nèi)壁和外壁每個(gè)帶有面向放電間隙的內(nèi)表面和布置為 相對(duì)于且指向離開相應(yīng)的內(nèi)表面的外表面，其中壁的至少一個(gè)是電介 質(zhì)壁和/或壁的一個(gè)具有至少部分地透明的部分，放電間隙的氣態(tài)填充 物，至少兩個(gè)電接觸裝置，第一電接觸裝置與外壁關(guān)聯(lián)且第二電接觸 裝置與內(nèi)壁關(guān)聯(lián)，和至少一個(gè)布置在相應(yīng)的壁的內(nèi)表面處/上的且至少 部分地覆蓋了相應(yīng)的壁的內(nèi)表面的至少部分的發(fā)光涂層，布置使得由 燈內(nèi)的氣體放電產(chǎn)生的一定波長(zhǎng)范圍的輻射的至少部分可以從放電間 隙通過發(fā)光涂層到DBD燈的外側(cè)。這樣的電介質(zhì)阻擋放電燈一般地是已知的且用于其中必須為多種 目的產(chǎn)生一定波長(zhǎng)的光波的寬的應(yīng)用領(lǐng)域。已熟知的電介質(zhì)阻擋放電燈用于例如用于液晶顯示(LCD)背光 的平的燈，如用于影印機(jī)的圓柱形燈，和如用于表面和流體處理目的 的共軸的燈。EP1048620B1描述了 DBD燈，它適用于流體消毒且包括 發(fā)光層，在此情況中是磷光體層，磷光體層沉積在燈罩的內(nèi)表面上， 在此情況中燈罩由兩個(gè)石英管制成，石英管限定了放電容積或放電間 隙。放電間隙填充以一定壓力下的氣氣，只要在放電間隙內(nèi)開始?xì)怏w 放電，特別是電介質(zhì)阻擋放電，則氙氣發(fā)射初級(jí)輻射。帶有輻射的最 大值為H2 nm的此初級(jí)等離子輻射通過發(fā)光層轉(zhuǎn)化為希望的波長(zhǎng)范 圍，例如大約180nm到大約380nm。根據(jù)特定的應(yīng)用，在生產(chǎn)超純水 的情況中此范圍可以降低到180 nm至190 nm的范圍，或如果用來(lái)對(duì) 水、空氣和表面等消毒則降低到200rnn至280nm的范圍。發(fā)光層一般地通過VUV或UV磷光體涂層實(shí)現(xiàn)。在EP 1048620、 EP 1154461和DE 10209191中示出了帶有合適的磷光體層涂層的用于產(chǎn)生vuv或uvc光的共軸電介質(zhì)阻擋放電燈。EP 1048620 Bl示出了包括氣體放電燈的用于對(duì)水消毒的i殳備，氣 體放電燈包括帶有電介質(zhì)材料壁的放電容器，所述的壁的外表面提供 有至少第一電極，且放電容器包括含有氣的氣體填充物，其中壁在至 少內(nèi)表面的部分上提供有包含在uv-c范圍發(fā)射的磚光體的涂層，所述的磷光體包括來(lái)自由主晶格內(nèi)的Pb2+、 B產(chǎn)和P一+形成的組的激活 劑。DE 102 09 191 Al和EP 1154461 Al示出了類似的構(gòu)造或布置 所述文獻(xiàn)中示出的燈典型地是共軸形式的，包括在兩側(cè)熔合在一 起而形成了環(huán)形放電間隙的外管和內(nèi)管，且外管和內(nèi)管相對(duì)于放電間 隙的寬度具有相對(duì)地大的直徑。其他類型的燈是換頂形式的，包括在 一側(cè)封閉的外管和也在一側(cè)封閉的內(nèi)管，外管和內(nèi)管在非封閉的側(cè)熔 合在一起而形成了環(huán)形放電間隙且相對(duì)于放電間隙的寬度具有相對(duì)地 大的直徑。通常用于提供用來(lái)產(chǎn)生輻射的能量的電接觸通過像金屬電極的電 接觸裝置實(shí)現(xiàn)，金屬電極分別施加在外管的外側(cè)或外表面上和內(nèi)管的 內(nèi)側(cè)或內(nèi)表面上。外電極通常至少部分地是透明的，例如柵格形式， 用于令生成的光通過電極。此外，熟知的DBD燈通常在其燈罩內(nèi)側(cè)具 有發(fā)光涂層。此熟知的布置具有的缺點(diǎn)是因在內(nèi)電極、內(nèi)電介質(zhì)壁和以內(nèi)電介 質(zhì)壁為邊界的容積處的吸收損失，特別地在燈內(nèi)多反射的情況中這些 熟知的燈的效率相對(duì)地低，因此，本發(fā)明的目的是提供帶有最小吸收損失和高的輻射輸出效 率或高效輻射輸出的適合于流體處理的電介質(zhì)阻擋放電燈。此問題通過用于產(chǎn)生和發(fā)射紫外輻射的高效電介質(zhì)阻擋放電 (DBD)燈解決，電介質(zhì)阻擋放電燈包括至少部分地由至少內(nèi)壁和 外壁形成和/或包圍的放電間隙，內(nèi)壁和外壁每個(gè)帶有面向放電間隙的 內(nèi)表面和布置為相對(duì)于且指向離開相應(yīng)的內(nèi)表面的外表面，其中壁的 至少一個(gè)是電介質(zhì)壁和/或壁的一個(gè)具有至少部分地透明的部分，位于 放電間隙內(nèi)的填充物，至少兩個(gè)電接觸裝置，第一電接觸裝置與外壁 關(guān)聯(lián)且第二電接觸裝置與內(nèi)壁關(guān)聯(lián)，和至少一個(gè)布置在相應(yīng)的壁的內(nèi) 表面處/上的且至少部分地覆蓋了相應(yīng)的壁的內(nèi)表面的至少部分的發(fā)光 涂層，布置使得由放電間隙內(nèi)的氣體放電產(chǎn)生的輻射的至少部分可以 從放電間隙通過發(fā)光涂層到DBD燈的環(huán)境，其中兩個(gè)壁的至少一個(gè)至 少部分地布置有引導(dǎo)裝置，使得由放電間隙內(nèi)的氣體放電產(chǎn)生的和/或 由發(fā)光涂層發(fā)射的擴(kuò)散的輻射在限定的方向被引導(dǎo)通過壁的至少一個(gè)
的透明的部分而無(wú)因吸收效應(yīng)等引起的損失。根據(jù)本發(fā)明的DBD燈包括外部分和內(nèi)部分。外部分包括內(nèi)部分的 罩，其中內(nèi)部分包括用于產(chǎn)生輻射的裝置和用于將此輻射的鐠向更長(zhǎng) 的波長(zhǎng)移動(dòng)/轉(zhuǎn)化的裝置。根據(jù)本發(fā)明的DBD燈的內(nèi)部分結(jié)構(gòu)上從內(nèi)側(cè) 到外側(cè)布置為如下DBD燈的中心部分是帶有氣體填充物的放電間隙。此放電間隙由 周圍的壁形成，其中至少一個(gè)壁或此壁的部分是電介質(zhì)材料的。這些 壁在其內(nèi)表面覆蓋有發(fā)光層，特別地是磷光體層，用于轉(zhuǎn)化在放電間 隙內(nèi)產(chǎn)生的輻射。在其外表面，壁具有兩個(gè)相應(yīng)的電接觸裝置，例如 布置為電極，用于提供能量以激勵(lì)放電間隙內(nèi)的氣體放電且因此用于 在放電間隙內(nèi)產(chǎn)生輻射，輻射優(yōu)選地在VUV范圍(<180nm)內(nèi)，它 然后被發(fā)光涂層轉(zhuǎn)化為更長(zhǎng)波長(zhǎng)的輻射，優(yōu)選地轉(zhuǎn)化為180 nm至400 nm范圍的輻射，更優(yōu)選地轉(zhuǎn)為為180nm至380nm內(nèi)的輻射，且最優(yōu) 選地轉(zhuǎn)為為180nm至280nm范圍的輻射。電接觸裝置可以是任何用于將電能傳遞到燈的裝置，特別地是例 如金屬涂層或金屬柵格的形式的電極。但然而例如如果DBD燈用于流 體或水處理則也可以使用其他不同于電極的裝置。在此情況中，DBD 燈至少在一側(cè)-內(nèi)壁側(cè)或外壁側(cè)-至少部分地被水或流體包圍。包圍 的水或流體則用作電接觸裝置，其中電極又將電傳遞到水或流體。也 可以通過非電容性裝置，通過電感或甚至通過使用微波產(chǎn)生等離子 體。因此本發(fā)明不限制于如電接觸裝置的電極。電接觸裝置因此與相 應(yīng)的壁關(guān)聯(lián)。在本發(fā)明中高效或高效率意味著根據(jù)本發(fā)明的DBD燈具有比根據(jù) 現(xiàn)有技術(shù)的DBD燈更高的效率。常規(guī)的低壓汞燈和汞齊燈例如具有在30%到40%的范圍內(nèi)的高效 率，但僅在低UV-C功率密度下，這意味著低于l Wiiv/cn^到低于(U Wuv/cm2。平均壓力汞燈具有高UV-C功率密度，這意味著高于1 Wuv/em2到高于10 Wuv/cm2,但僅有在10%到20%的范圍內(nèi)低效率。 與這些燈相比，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)化的DBD燈在UV-C的功率密度在0.1 Wuv/cm2到10 Wuv/cm2之間具有在20°/ 到30%范圍內(nèi)的中等效率。與 無(wú)汞的方面相結(jié)合，此高效和高UV-C功率密度的結(jié)合使得DBD燈最 佳地適合于處理流體，優(yōu)選地處理水，特別是處理飲用水。另外，DBD燈的特性在大范圍內(nèi)對(duì)溫度不敏感且因此當(dāng)接通DBD燈后立即實(shí)現(xiàn)最 大的光輸出，這一般地已知為即時(shí)點(diǎn)亮。根據(jù)本發(fā)明的DBD燈布置為產(chǎn)生且發(fā)射優(yōu)選地在UV范圍內(nèi)的輻 射，用于水、空氣和表面處理，特別是用于消毒處理。特別是對(duì)于處 理水，需要波長(zhǎng)《280mn的輻射。為產(chǎn)生UV光或更一般地UV輻射，需要由電介質(zhì)壁包圍和/或形 成的放電容積或放電間隙。用于電介質(zhì)壁的材料從優(yōu)選地為石英玻璃 的電介質(zhì)材料的組中選擇。用于電介質(zhì)壁的材料必須布置為使得需要 的輻射通過至少外電介質(zhì)壁的部分且照射包圍外燈表面的容積或介 質(zhì)。壁的每個(gè)具有內(nèi)表面和外表面，每個(gè)壁的內(nèi)表面被引導(dǎo)向且面對(duì) 放電間隙。 一個(gè)壁的內(nèi)表面和外表面之間的距離限定了壁厚，壁厚在 一些特殊的情況中可以變化。電接觸裝置或電極位于外表面處或外表 面附近。它們以電的形式提供能量用于產(chǎn)生需要的輻射。為應(yīng)用輻射， 在外表面處或外表面附近的電極必須布置為使得輻射能從內(nèi)側(cè)通過電 極。因此，所述的電極必須是至少部分透明的，例如以柵格的形式， 特別是當(dāng)電極鄰近外壁的外表面布置時(shí)。在此電極與外壁的外表面分 開的情況中，例如在水處理的情況中，電極可以是任何合適的材料以 在相應(yīng)的環(huán)境中供電。為產(chǎn)生要求的輻射，放電間隙內(nèi)的至少 一個(gè)發(fā)光涂層是必需的。 發(fā)光涂層通常地位于壁的內(nèi)表面處。發(fā)光材料將放電間隙內(nèi)通過氣體 放電產(chǎn)生的輻射轉(zhuǎn)化為需求的輻射。來(lái)自發(fā)光材料和氣體放電自身的 輸出輻射是擴(kuò)散的，這意味著并非所產(chǎn)生的輻射的全部在其最短的途 徑上被引導(dǎo)通過外壁到外側(cè)。通過在其最短的途徑上引導(dǎo)輻射，最小 化了損失的風(fēng)險(xiǎn)。因此，主要的優(yōu)點(diǎn)是在放電間隙內(nèi)布置引導(dǎo)裝置。本發(fā)明意義中 的引導(dǎo)裝置是所有適合于引導(dǎo)、反射、轉(zhuǎn)向或一般地影響輻射的特征， 特別是輻射的方向的裝置、設(shè)備、零件等。簡(jiǎn)單的引導(dǎo)裝置例如是鏡 子或反射層。引導(dǎo)裝置將由發(fā)光涂層和氣體放電自身發(fā)射的擴(kuò)散的輻射引導(dǎo)向 希望的方向，該方向優(yōu)選地是如果可能則輻射在其最短的途徑上通過 外壁的方向。通過這樣，僅處于外壁-或處在輻射應(yīng)通過的壁上的內(nèi) 表面處的僅一個(gè)發(fā)光涂層是必需的。當(dāng)然，可以布置第二發(fā)光涂層，
例如在內(nèi)壁側(cè)處-或一般地在相應(yīng)的壁處，布置在反射涂層的內(nèi)表面 -即面向間隙的表面或一般地引導(dǎo)裝置的內(nèi)表面上/處，使得反射涂層 夾在發(fā)光層和內(nèi)壁之間。第二發(fā)光涂層也可以布置在內(nèi)壁的內(nèi)表面 處，其中在此情況中反射涂層直接地或分開地位于內(nèi)壁的外表面處。 通過此布置，可以避免因內(nèi)壁(第一情況)處和鄰近內(nèi)壁的外表面的 區(qū)(第二情況)的吸收的損失。在此情況中，在一個(gè)壁處僅使用一個(gè)發(fā)光涂層，相應(yīng)的壁的內(nèi)表 面僅具有反射涂層而無(wú)發(fā)光涂層。反射涂層因此必須能反射由氣體放 電發(fā)射的輻射和由發(fā)光層發(fā)射的輻射。通常地由氣體放電發(fā)射的輻射具有比由發(fā)光層發(fā)射的輻射(>180nm)更短的波長(zhǎng)(<180nm)。優(yōu) 選地，兩個(gè)輻射必須反射到壁，輻射應(yīng)通過壁。引導(dǎo)裝置可以是用于將輻射引導(dǎo)到希望的方向的任何裝置，其中 在希望的方向的引導(dǎo)可以包括避免在不希望的方向的引導(dǎo)。優(yōu)選地， 引導(dǎo)裝置避免在不希望的方向的引導(dǎo)。因此有利的是引導(dǎo)裝置布置為至少一個(gè)反射涂層，布置為反射金 屬壁，布置為反射金屬圓筒，布置為反射金屬涂層，布置為反射非金 屬壁等，其至少部分地布置在內(nèi)壁和/或外壁處。當(dāng)然，可以使用布置 在燈罩內(nèi)側(cè)或外側(cè)的任何其他合適的反射幾何形狀、主體和/或裝置。 引導(dǎo)裝置可以布置在內(nèi)壁處、布置在外壁處、布置在內(nèi)壁處和部分地 布置在外壁處以及布置在外壁處和部分地布置在內(nèi)壁處。通過布置如像反射涂層的反射裝置的引導(dǎo)裝置，可實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)裝置 的容易的實(shí)現(xiàn)。在大多數(shù)應(yīng)用DBD燈的情況中，作為向某些方向的引 導(dǎo)的替代需要避免不希望的方向。因此在大多數(shù)或幾乎所有的情況 中，通過內(nèi)壁到內(nèi)壁的鄰近的區(qū)的輻射的引導(dǎo)是不希望的，但通過外 壁向外壁外側(cè)區(qū)的精確的方向可以在某些情況中也是有利的。為此原 因，反射涂層是用于實(shí)現(xiàn)合適的且容易的生產(chǎn)引導(dǎo)裝置的有利的布 置。此涂層可以布置在內(nèi)壁的內(nèi)側(cè)和/或外側(cè)處。涂層可以直接:l也(或 直接地)布置在各自的表面處或非直接地或間接地通過中間層的方式 布置。中間層例如可以是壁、發(fā)光層、粘性層、保護(hù)性層等。反射涂層的位置取決于例如輻射的方向的數(shù)個(gè)參數(shù)。在通過外壁 引導(dǎo)輻射的情況中，反射涂層的位置取決于發(fā)光層的數(shù)量和位置。如 果布置了兩個(gè)發(fā)光層， 一個(gè)布置在內(nèi)壁處且一個(gè)布置在外壁處，則反
射涂層可以位于內(nèi)壁的內(nèi)表面，夾在發(fā)光層和內(nèi)壁之間。在此布置中， 反射涂層可以布置為金屬反射涂層且因此金屬層也可以用作電接觸裝 置，特別地作為電極。反射涂層可以至少部分地由另外的保護(hù)性層覆 蓋。也可以將反射涂層布置為非金屬反射涂層。優(yōu)選地，反射裝置布置在內(nèi)壁的外表面處/上，在外壁的外表面處/ 上，至少部分地在內(nèi)壁的外表面處/上和/或至少部分地在外壁的外表面 處/上。反射涂層可以再次布置為金屬或非金屬反射涂層。如果反射涂 層布置為金屬層，金屬反射涂層也可以用作電接觸裝置，例如電極。通過具有引導(dǎo)裝置可以僅使用一個(gè)發(fā)光層，其中發(fā)光層優(yōu)選地布 置在此壁處，輻射應(yīng)該通過它。在描述中，發(fā)光層主要地位于外壁處 或在外壁上。但對(duì)于位于內(nèi)壁處的發(fā)光層可以類似地實(shí)現(xiàn)相同的效 果 反射涂層優(yōu)選地布置在內(nèi)壁的內(nèi)表面處/上，在外壁的內(nèi)表面處/ 上，至少部分地在內(nèi)壁的內(nèi)表面處/上和至少部分地在外壁的內(nèi)表面處/上。以此方式，避免輻射通過內(nèi)壁a反射涂層布置為使得僅反射希望 的或需求的輻射。當(dāng)然，不希望的或不需要的輻射可以通過反射涂層， 所以反射涂層布置為濾波器，其中涂層僅對(duì)于希望的輻射反射。進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)表面處的反射涂層是優(yōu)選地從如下的組中選擇的反射材料，組包括像Al或Al合金涂層的金屬涂層和/或高反射性超 細(xì)化氧化物微粒涂層，例如A1P04、 YP04、 LaP04、 Si02、 MgO、 A1203 和/或MgAl204。更優(yōu)選地，金屬引導(dǎo)裝置、金屬涂層、金屬圓筒、金屬壁等布置 為電接觸裝置，優(yōu)選地具有電極的形式，用于同時(shí)地反射輻射和供電。涂層可以包括夾為一個(gè)總的涂層的數(shù)個(gè)涂層，其中不同的涂層之 間的界限可以是階變或漸變的，即不同的層可以階變地布置或平滑轉(zhuǎn) 換地布置。為防止放電間隙內(nèi)的反射涂層的可能損壞，有利地是為反射涂層 涂敷以至少一個(gè)保護(hù)性層，優(yōu)選地是氧化物層，其中氧化物層自身可 以包括形成總氧化物層的數(shù)個(gè)氧化物層。在涂層包括夾為一個(gè)總的涂 層的數(shù)個(gè)涂層的情況中，鄰近放電間隙內(nèi)側(cè)的涂層由保護(hù)性涂層覆 蓋。涂層是從如下組中選擇的保護(hù)性材料，組為高反射性超細(xì)化氧化 物涂層，例如A1P04、 YP04、 LaP04、 Si02、 MgO、人1203和/或MgAl204。保護(hù)性涂層當(dāng)然可以整合為一個(gè)如上所述的總的反射涂層。保護(hù)性涂 層不限制于僅覆蓋涂層。它也可以完整地覆蓋一個(gè)壁或更精確地一個(gè) 內(nèi)表面，例如內(nèi)壁的內(nèi)表面。通過僅以反射層或以反射和保護(hù)性層完整地覆蓋一個(gè)壁，用于此 壁的材料可以與其他的壁不同，其通常地由石英玻璃，優(yōu)選地由高質(zhì) 量合成石英制成。通過以反射涂層或以反射和保護(hù)性涂層覆蓋所述的 內(nèi)壁，非合成石英，玻璃，或甚至例如標(biāo)準(zhǔn)陶資或金屬的非透明的材 料可以用作用于內(nèi)壁的材料而不具有性能上的缺點(diǎn)，但具有成本、復(fù) 雜性等方面的優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)選地，反射涂層由反射材料制成，反射材料優(yōu)選地從如下的組 中選擇，組包括金屬涂層或高反射性超細(xì)化氧化物微粒涂層，例如Si02、 MgO、 Ah03或類似物。用于實(shí)現(xiàn)涂層的方法優(yōu)選地是電化學(xué)沉 積、電泳、電子束蒸發(fā)、濺射和/或CVD (化學(xué)蒸汽沉積)、從懸浮液 中的沉析/沉淀(沖上/沖下方法)、離心和印刷。沖上/沖下方法是使涂 層到壁上的方法，通過該方法懸浮液通過壓力-即通過主體內(nèi)的低壓 或真空沿相應(yīng)的壁被吸引到主體內(nèi)，例如吸引到雙管主體內(nèi)，且通過 增加主體內(nèi)的壓力使懸浮液流出所述的主體。在金屬涂層的情況中，材料根據(jù)其分類選擇，分類根據(jù)其在入-200nm處的反射能力。合適的材料的分級(jí)如下列出 Al: R = 80% Si: R = 67 % Mg: R-65% Rh: R = 50% Cr: R-38% M: R = 30%在此情況中最合適的材料是Al,當(dāng)然，反射能力受到其他參數(shù)的 影響，例如幾何形狀，特別是在此情況中的涂敷材料的涂層厚度。反 射涂層的厚度可以根據(jù)如下公式增加反射能力對(duì)于一定的入，公式給出了用于涂層的相應(yīng)的厚度d。
在非金屬涂層的情況中，優(yōu)選地使用氧化的涂層且最優(yōu)選地高反 射性超細(xì)化氧化物微粒涂層。反射涂層具有由數(shù)個(gè)顆粒構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。對(duì)于優(yōu)化的反射，顆粒的中間直徑優(yōu)選地在20 nm到1000 nm的范圍 內(nèi)，更優(yōu)選地在20 nm到800 nm的范圍內(nèi)，且最優(yōu)選地在50 rnn到200 nm的范圍內(nèi)。用作此涂層的材料是多種氧化物，例如SK)2、 MgO、 Ah03或類似物，它們是通常已知的，且可以以粉末或現(xiàn)成的漿料購(gòu) 買。當(dāng)然，數(shù)個(gè)反射涂層可以相互鄰近安裝，使得實(shí)現(xiàn)非均一的涂層。 非均一的涂層可以由不同的層或由層的漸變即由階變限制區(qū)實(shí)現(xiàn)，或 由帶有平滑和/或連續(xù)地轉(zhuǎn)變的區(qū)實(shí)現(xiàn)。反射涂層或一般地引導(dǎo)裝置可 以鄰近內(nèi)壁的外表面，或它可以與內(nèi)壁的外表面分開。也可以的是內(nèi)電介質(zhì)壁完全地由反射金屬圓筒取代，反射金屬圓筒同時(shí)用作電接觸 裝置的一個(gè)。壁、電極、和/或不同的層的布置主要地取決于燈的幾何 形狀。 一般地?zé)艨梢允侨魏涡问降?。?yōu)選地，燈的幾何形狀從如下的組中選擇，組包括平的燈幾何形 狀、共軸的燈幾何形狀、拱頂?shù)臒魩缀涡螤?、平面的燈幾何形狀等?對(duì)于工業(yè)用途，優(yōu)選地使用帶有與放電間隙的直徑或相應(yīng)的內(nèi)壁和外 壁的內(nèi)表面之間的距離相比相對(duì)地大的直徑的共軸的DBD燈或優(yōu)選地 使用換頂形狀的共軸的燈，以實(shí)現(xiàn)帶有大的用于環(huán)境處理的有故區(qū)的 燈。發(fā)光涂層的材料優(yōu)選地布置為使得產(chǎn)生一定波長(zhǎng)范圍的輻射，優(yōu) 選地> 100 nm且《400 nm的波長(zhǎng)范圍、更優(yōu)選地> 180 nm且< 380 nm 的波長(zhǎng)范圍且最優(yōu)選地> 180 nm且< 280 nm的波長(zhǎng)范圍的輻射，且使 得此輻射可以通過外壁的透明的部分，其中用于發(fā)光涂層的材料優(yōu)選 地從如下的組中選擇，組包括磷光體涂層，優(yōu)選地UVC和/或VUV 磷光體涂層，且最優(yōu)選地例如YP04:Nd、 YP04:Pr、 LuP04:Pr、 LaP04:Pr、 ( YlxyLuxLay) P04:Bi、 ( YlxyLuxLay ) P04:Pr的磷光體 涂層，其中x+y可以在從0.0到0.9的范圍變化。此材料和此波長(zhǎng)范圍 最合適于例如處理和/或消毒水或其他流體、空氣或其他氣態(tài)流和表面 的應(yīng)用。本發(fā)明的優(yōu)選的應(yīng)用是燈的幾何形狀基本上基于兩個(gè)圓柱形主 體，布置為使得一個(gè)圓柱形主體包圍另一個(gè)圓柱形主體。兩個(gè)主體優(yōu)
選地由石莢玻璃制成，但也可以使用像玻璃、陶乾或金屬的材料以用于至少一個(gè)圓柱形主體。不是由對(duì)于uv-c輻射透明的材料制成的主體優(yōu)選地具有引導(dǎo)裝置，引導(dǎo)裝置優(yōu)選地具有反射涂層的形式?？梢缘氖峭馄灾沃黧w或圓柱形管由或至少主要地由石英玻璃的 材料制成，其中內(nèi)圓柱形管主要地由具有反射涂層的金屬材料制成。 這意味著本發(fā)明也可應(yīng)用于帶有僅一個(gè)形成放電間隙的電介質(zhì)壁的DBD燈。本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)是DBD燈優(yōu)選地僅包括一個(gè)至少部分 地布置在壁的一個(gè)的內(nèi)表面處/上的發(fā)光涂層和一個(gè)至少部分地布置在 相對(duì)的壁的內(nèi)表面處/上的反射涂層。通過將發(fā)光涂層的個(gè)數(shù)減少為僅 一個(gè)而不是在每個(gè)壁的每個(gè)內(nèi)表面處具有兩個(gè)發(fā)光涂層，可以節(jié)約材 料。另外，可以降低因由內(nèi)壁處的此笫二涂層造成的吸收或擴(kuò)散反射 的損失。除此以外，避免在一個(gè)壁處的發(fā)光材料允許此壁的更高的運(yùn) 行溫度，假定發(fā)光材料的最高運(yùn)行溫度低于壁材料和反射涂層的最高 運(yùn)行溫度。通過具有僅一個(gè)發(fā)光涂層，燈的效率增加且更接近相對(duì)理 論可能極限，因?yàn)榘l(fā)光涂層在發(fā)光材料的發(fā)射波長(zhǎng)上不是100%的反射 性的。 一般地，發(fā)光涂層發(fā)射在靠近激發(fā)波長(zhǎng)處不是100%反射性的， 因?yàn)樾〉乃雇锌怂诡l移意味著發(fā)射帶和吸收帶的強(qiáng)的重疊且因此導(dǎo)致 強(qiáng)的譜相互作用。在僅一個(gè)發(fā)光涂層的情況中此缺點(diǎn)被減輕。為保證涂層不從鄰近的區(qū)(壁、涂層)分離， 一個(gè)另外的粘性涂 層可以至少部分地夾在壁的一個(gè)和涂層的一個(gè)之間和/或夾在兩個(gè)涂層 之間，其中此粘性涂層的材料從合適的粘性材料的組中選擇，組包括 A1P04、 YP04、 LaP04、 MgO、 A1203、 MgAl204和/或Si02。本發(fā)明的部分是用于生產(chǎn)高效DBD燈的方法，方法包括用于將所 有零件布置在一起的步驟。這些步驟包括用于涂敷的合適的方法，例 如通過電化學(xué)沉積、電泳、電子束蒸發(fā)、濺射和/或CVD (化學(xué)蒸汽沉 積)、從懸浮液中的沉析/沉淀(沖上/沖下方法)、離心和印刷來(lái)用于 實(shí)現(xiàn)反射涂層的方法。進(jìn)一步包括了用于以至少一個(gè)保護(hù)性層覆蓋反 射涂層的合適的方法。根據(jù)本發(fā)明的DBD燈可以用于寬的應(yīng)用范圍。優(yōu)選地，燈用在合 并了根據(jù)權(quán)利要求1到IO的任何項(xiàng)所述的燈的系統(tǒng)中且用在如下應(yīng)用 的一個(gè)或多個(gè)中流體處理和/或硬的和/或軟的表面的表面處理，優(yōu)選
地為清潔、消毒和/或凈化；液體消毒和/或凈化，飲料消毒和/或凈化， 水消毒和/或凈化，廢水消毒和/或凈化，飲用水消毒和/或凈化，自來(lái)水 消毒和/或凈化，超純水的生產(chǎn)，氣體消毒和/或凈化，空氣消毒和/或凈 化，廢氣消毒和/或凈化，成分的裂化和/或去除，優(yōu)選地?zé)o機(jī)和/或有機(jī) 化合物裂化和/或去除，半導(dǎo)體表面清潔，從半導(dǎo)體表面裂化和/或去除 成分，食品清潔和/或消毒，食品補(bǔ)充劑清潔和/或消毒，藥品清潔和/ 或消毒。 一個(gè)有利的應(yīng)用是凈化或一般地是清潔。這主要地通過消滅 不希望的微生物和/或裂化不希望的化合物等完成。通過此DBD燈的基 本功能，上述的應(yīng)用可以容易地實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的這些和其他方面將參考如下描述的實(shí)施例變得顯見且被 闡明。圖la示出了 DBD燈的內(nèi)部部分的縱截面視圖，DBD燈帶有放電 間隙內(nèi)的反射涂層而代替了在內(nèi)壁內(nèi)表面處的第二發(fā)光涂層。 圖lb示出了圖la的內(nèi)部部分的橫截面視圖。圖2詳細(xì)地且以縱截面視圖示出了共軸DBD燈的層的結(jié)構(gòu)，DBD 燈帶有由依據(jù)根據(jù)圖la和圖lb的層結(jié)構(gòu)的內(nèi)和外石英管形成的放電 間隙，帶有在內(nèi)管內(nèi)側(cè)的第二發(fā)光層和夾在內(nèi)壁和發(fā)光層之間的反射層。圖3以示意性方式示出了根據(jù)本發(fā)明的共軸DBD燈，其中內(nèi)石英 管由反射金屬管取代，反射金屬管同時(shí)用作內(nèi)壁、用作反射器和用作 電接觸裝置的一個(gè)。圖4示意性地示出了在很好地限定的方向上反射輻射的不同方式。圖la和圖lb示出了帶有環(huán)形形狀的放電間隙1的共軸DBD燈。 圖la以縱截面視圖示出了 DBD燈的內(nèi)部部分。圖lb以橫截面視圖示 出了相同的DBD燈或DBD燈的相同的內(nèi)部部分而不帶相應(yīng)的電極。 DBD燈的放電間隙1由電介質(zhì)內(nèi)壁2和電介質(zhì)外壁3形成。在此圖中， 放電間隙1由具有用作內(nèi)壁2的周向壁的內(nèi)燈管和具有用作外壁3的 周向壁的外燈管形成。燈管由石英玻璃制成，石英玻璃是電介質(zhì)材料。 內(nèi)壁2具有內(nèi)表面2a和外表面2b。內(nèi)表面2a面向放電間隙1且外表 面2b指向相對(duì)的方向。內(nèi)壁2的厚度由內(nèi)表面2a和外表面2b之間最 短的距離限定。外壁3具有類似的內(nèi)表面3a和外表面3b。內(nèi)表面h 對(duì)應(yīng)于內(nèi)壁2的內(nèi)表面2a且面向放電間隙1。外表面3b指向與內(nèi)表面 ;3b相對(duì)的方向。外壁3的厚度由內(nèi)表面3a和外表面3b之間最短的距 離限定。DBD燈具有兩個(gè)布置在外壁和內(nèi)壁2、 3處的相應(yīng)的電極4。 第一電極布置在內(nèi)壁2的外表面2b處且柵格形狀的第二電極4b布置 在外壁3的外表面3b處。發(fā)光涂層5布置和/或位于內(nèi)壁的內(nèi)表面3a 處。內(nèi)壁2的內(nèi)表面2a不具有這樣的發(fā)光涂層。作為替代，反射涂層 6a形式的引導(dǎo)裝置6布置在內(nèi)壁2的內(nèi)表面2a處。在此情況中，粘性 涂層由MgO的超細(xì)微粒制成且用作反射或引導(dǎo)裝置6。替代地，反射 涂層可由以例如SiCh或A1203的超細(xì)微粒制成的層取代。形成此層的 顆粒的直徑選擇為使得實(shí)現(xiàn)所產(chǎn)生的UV輻射的波長(zhǎng)范圍的最佳反 射。此處，DBD燈的填充物是填充壓力在100mbar至800 mbar之間 的氙填充物。在此情況中，氙輻射的波長(zhǎng)范圍大約入-172nm。此反射 的波長(zhǎng)范圍到達(dá)外壁3的內(nèi)側(cè)3a上的發(fā)光涂層。用作此涂層的材料是 多種氧化物，它們是一般地已知的且可以粉末購(gòu)買。用于形成這樣的DBD燈的方法主要地在如下描述。首先內(nèi)管和外 管在一側(cè)連接。然后，在內(nèi)壁和外壁之間引入輔助主體，例如輔助圓 筒，其中保護(hù)性圓筒的直徑略微大于內(nèi)玻璃管的直徑。輔助圓筒可以 由任何像金屬、玻璃或石英的材料制成。當(dāng)布置輔助圓筒后，磷光體 涂層通過浸入到另一個(gè)懸浮液中實(shí)現(xiàn)。最后，移開保護(hù)性圓筒。作為 此方法的替代，在本發(fā)明中包括了兩個(gè)管在組裝前分開地涂敷。第二 方式使得更容易地應(yīng)用不同涂層到管。本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例在圖2 中示出。圖2詳細(xì)地且以縱截面視圖示出了共軸DBD燈的層結(jié)構(gòu)，共軸 DBD燈帶有由依據(jù)根據(jù)圖la和圖lb的層結(jié)構(gòu)的內(nèi)石英管和外石英管 形成的放電間隙1，帶有在內(nèi)管內(nèi)側(cè)上的第二發(fā)光層和夾在內(nèi)壁和發(fā)光 層之間的反射層。DBD燈是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱構(gòu)造的。虛線代表了旋轉(zhuǎn)軸線。 層結(jié)構(gòu)從內(nèi)側(cè)描述，即從旋轉(zhuǎn)軸線到外側(cè)。內(nèi)層是內(nèi)壁2。反射涂層6 布置在內(nèi)壁2處，反射涂層被覆蓋以第一發(fā)光涂層5a，在此布置為磷 光體涂層。放電間隙1進(jìn)一步包括填充物。也在此布置為磷光體涂層 的第二發(fā)光涂層5b位于外壁3處。第三實(shí)施例在圖3中示出。圖3以示意性方式示出了根據(jù)本發(fā)明的DBD燈的內(nèi)部分，DBD燈 帶有形成為金屬圓筒或金屬管7的反射或引導(dǎo)裝置，它另外地用作壁
的一個(gè)和用于電接觸的裝置的一個(gè)。在圖3中內(nèi)壁不由石英玻璃制成 而由金屬材料制成。在此特殊的情況中，內(nèi)玻璃管由電連接到外電源 (在此未示出)的內(nèi)金屬圓筒取代。金屬圃筒在其內(nèi)表面上具有基本 上由Al制成的反射涂層，或金屬圓筒完全地由Al制成而帶有面向放 電間隙的拋光的表面。為防止賊射，面向放電間隙的表面覆蓋有保護(hù) 性涂層，在此情況中是SK)2。在此情況中，發(fā)光涂層5僅沉積在外壁3 的內(nèi)側(cè)上。
圖4a至圖4c示意性地示出了布置引導(dǎo)裝置6的不同的方式以在很 好地限定的方向上發(fā)射輻射(以箭頭示意性地示出)到燈的外部環(huán) 境(圖4a)，到燈的內(nèi)容積(圖4b)和到燈的環(huán)境的僅某部分(圖4c)。 在所有三個(gè)情況中，發(fā)光層(此處未示出)可以沉積在內(nèi)壁的內(nèi)側(cè)處/ 上，外壁的內(nèi)側(cè)處/上，兩個(gè)壁處/上。在此反射層和發(fā)光涂層應(yīng)用到一 個(gè)壁的情況中，反射涂層夾在發(fā)光層和壁之間。
附圖
標(biāo)記列表1 放電間隙2 內(nèi)壁2a (內(nèi)壁的)內(nèi)表面 2b (內(nèi)壁的)外表面 3外壁3a (外壁的)內(nèi)表面3b (外壁的)外表面4電接觸裝置4a第一電接觸裝置4b第二電接觸裝置5發(fā)光涂層5a第一發(fā)光涂層5b第二發(fā)光涂層6引導(dǎo)/反射裝置6a反射涂層7(用作內(nèi)壁、反射器和電極的)金屬管
權(quán)利要求
1.用于產(chǎn)生和發(fā)射紫外輻射的高效電介質(zhì)阻擋放電(DBD)燈，其包括-至少部分地由-至少內(nèi)壁(2)和-外壁(3)形成和/或包圍的放電間隙(1)，-每個(gè)內(nèi)壁(2)和外壁(3)帶有面向放電間隙(1)的內(nèi)表面(2a、3a)和-布置為與相應(yīng)的內(nèi)表面(2a、3a)相對(duì)且指向離開相應(yīng)的內(nèi)表面(2a、3a)的外表面(2b、3b)，其中壁的至少一個(gè)是電介質(zhì)壁和/或壁(2、3)的一個(gè)具有至少部分地透明的部分，-位于放電間隙(1)內(nèi)的填充物，-至少兩個(gè)電接觸裝置(4)，-第一電接觸裝置(4a)與外壁(3)關(guān)聯(lián)和-第二電接觸裝置(4b)與內(nèi)壁(2)關(guān)聯(lián)，和至少一個(gè)布置在各自的壁的內(nèi)表面(3a)處/上且至少部分地覆蓋了各自的壁的內(nèi)表面(3a)的至少部分的發(fā)光涂層(5)，布置使得通過放電間隙內(nèi)的氣體放電產(chǎn)生的輻射的至少部分可以從放電間隙(1)通過發(fā)光涂層(5)到DBD燈的環(huán)境，其中兩個(gè)壁(2、3)的至少一個(gè)至少部分地布置有引導(dǎo)裝置(6)，使得通過放電間隙內(nèi)的氣體放電產(chǎn)生的和/或由發(fā)光涂層發(fā)射的擴(kuò)散的輻射以限定的方式被引導(dǎo)通過壁(2、3)的至少一個(gè)而帶有減小的因吸收效應(yīng)等的損失。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的高效DBD燈，其中引導(dǎo)裝置(6)布置 為至少一個(gè)反射涂層(6a)、反射金屬壁、反射金屬圓筒(7)、反射 金屬涂層、反射非金屬等，至少部分地布置在內(nèi)壁(2)和/或外壁(3) 處。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的高效DBD燈，其中反射涂層(6a) 布置在內(nèi)壁(2)的內(nèi)表面(h)處/上，在外壁(3)的內(nèi)表面(h) 處/上，至少部分地在內(nèi)壁(2)的內(nèi)表面(2a)處/上和至少部分地在 外壁(3)的內(nèi)表面(;3a)處/上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效DBD燈，其中反射涂層(6a)由 優(yōu)選地從如下的組中選擇的反射材料制成，該組包括例如Al或AI合 金的金屬涂層或高反射性超細(xì)化氧化物微粒涂層，例如SiOz、 MgO、 入1203或類似物。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3到5所述的高效DBD燈，其中反射涂層(6a) 由保護(hù)性氧化物層(6b)涂敷。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所迷的高效DBD燈，其中反射裝置(6) 布置在內(nèi)壁(2)的外表面處/上，在外壁(3)的外表面處/上，至少部 分地在內(nèi)壁(2)的外表面處/上和/或至少部分地在外壁(3)的外表面 處/上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1到6所述的高效DBD燈，其中燈的幾何形狀 從如下的組中選擇，該組包括平的燈幾何形狀、共軸的燈幾何形狀、 拱頂?shù)臒魩缀涡螤?、平面的燈幾何形狀等?br> 8. 根據(jù)權(quán)利要求1到8所述的高效DBD燈，其中金屬引導(dǎo)裝置 布置為電接觸裝置，用于同時(shí)反射輻射和供電。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8所述的高效DBD燈，其中DBD燈包括僅 一個(gè)至少部分地布置在壁(2、 3)的一個(gè)的內(nèi)表面處/上的發(fā)光層(5) 和至少部分地布置在相對(duì)的壁(3、 2)的內(nèi)表面處/上的一個(gè)反射涂層。
10. 用于生產(chǎn)根據(jù)前述權(quán)利要求1到9的一項(xiàng)所述的高效DBD燈 的方法，其包括用于將所有零件布置在一起的步驟。
11. 一種合并了根據(jù)權(quán)利要求1到10的任何項(xiàng)所述的燈且用在一 個(gè)或多個(gè)如下的應(yīng)用中的系統(tǒng)-.流體處理和/或硬的和/或軟表面的表面處理，優(yōu)選地為清潔、消毒 和/或凈化；液體消毒和/或凈化，飲料消毒和/或凈化，水消毒和/或凈化，廢水消毒和/或凈化，飲用水消毒和/或凈化，自來(lái)水消毒和/或凈化，超純水的生產(chǎn)，氣體消毒和/或凈化，空氣消毒和/或凈化， 廢氣消毒和/或凈化，成分的裂化和/或去除，優(yōu)選地?zé)o機(jī)和/或有機(jī)化合物裂化和/或去 半導(dǎo)體表面清潔，從半導(dǎo)體表面裂化和/或去除成分，食品清潔和/或消毒，食品補(bǔ)充劑清潔和/或消毒，藥品清潔和/或消毒。
全文摘要
本發(fā)明的主題涉及用于產(chǎn)生和/或發(fā)射紫外(UV)光輻射的高效電介質(zhì)阻擋放電(DBD)燈，包括至少部分地由至少內(nèi)壁(2)和至少部分地透明的外壁(3)形成和/或包圍的放電間隙(1)，內(nèi)壁(2)和外壁(3)每個(gè)帶有面向放電間隙(1)的內(nèi)表面(2a、3a)和布置為與相應(yīng)的內(nèi)表面(2a、3a)相對(duì)的且指向離開相應(yīng)的內(nèi)表面(2a、3a)的外表面(2b、3b)，位于放電間隙(1)的填充氣體，至少兩個(gè)電接觸裝置(4)、在內(nèi)壁(2)處的第一電接觸裝置(4a)和在外壁(3)處的第二電接觸裝置(4b)，和至少一個(gè)布置在各壁的內(nèi)表面(3a)處/上且至少部分地覆蓋各壁的內(nèi)表面(3a)的至少部分的發(fā)光涂層(5)，布置使得產(chǎn)生的一定波長(zhǎng)范圍的UV光的至少部分可以從放電間隙(1)通過發(fā)光涂層(5)到DBD燈的外側(cè)，其中兩個(gè)壁(2、3)的至少一個(gè)至少部分地布置有引導(dǎo)裝置(6)，使得擴(kuò)散的輻射在通過外壁(3)的透明的部分的方向上被引導(dǎo)而帶有減小的因吸收效應(yīng)等的損失。
文檔編號(hào)H01J61/04GK101133475SQ200580023247
公開日2008年2月27日 申請(qǐng)日期2005年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者G·F·加特納, G·格魯爾, T·祖斯特爾, W·施恩 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司