專利名稱：帶有保護(hù)涂層的介質(zhì)阻擋放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在介質(zhì)阻擋放電(DBD-)燈中尤其是在無(wú)汞介質(zhì)阻 擋放電燈中用作發(fā)光涂層的磷光涂層；介質(zhì)阻擋放電燈；以及加入介 質(zhì)阻擋放電燈的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括一起形成發(fā)光涂層的若干磷顆粒，用 于將一次放電輻射轉(zhuǎn)換成期望的輻射；加入這樣一種磷光涂層作為發(fā) 光涂層的用于產(chǎn)生和發(fā)射紫外輻射的介質(zhì)阻擋放電燈。
這種眾所周知的介質(zhì)阻擋放電燈一般來(lái)說(shuō)是已知的，它的應(yīng)用領(lǐng) 域很寬，在應(yīng)用中必須產(chǎn)生一定波長(zhǎng)的光波以便用于各種不同的目 的。某些應(yīng)用例如要產(chǎn)生波長(zhǎng)約為180納米到380納米的紫外輻射以 便用于工業(yè)目的，例如廢水處理、飲用水的消毒、超純水的脫氯或生 產(chǎn)。
眾所周知的介質(zhì)阻擋放電燈例如用在液晶顯示器(LCD)背光照 明的平板燈(flat lamp)，如用于影印機(jī)的圓筒形燈、以及用于表面處理目 的和水處理目的的同軸燈。
背景技術(shù)：
介質(zhì)阻擋放電燈一般說(shuō)來(lái)可以具有任意形式?，F(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)的燈 通常是同軸形式的，它包括外管和內(nèi)管，外管和內(nèi)管在兩側(cè)熔化在一 起，形成一個(gè)環(huán)形放電間隙，并且相對(duì)于放電間隙的寬度來(lái)說(shuō)具有相 對(duì)較大的直徑。另一種類型的燈是屋頂形式，所說(shuō)的燈由外管和內(nèi)管 構(gòu)成，外管在一側(cè)是封閉，燈的內(nèi)管在一側(cè)也是封閉的，在非封閉側(cè) 所說(shuō)外管和內(nèi)管熔合在一起，形成環(huán)形的放電間隙，并且相對(duì)于放電 間隙的寬度來(lái)說(shuō)具有相當(dāng)大的尺寸。
EP1048620、 EP1154461、 DE10209191示出了同軸的介質(zhì)阻擋放 電燈，具有適合的磷光層涂層，用于產(chǎn)生VUV光或UVC光。
EP1048620B1描述一種介質(zhì)阻擋放電燈，它適合于流體消毒，并 且包括發(fā)光層，在這種情況下是磷光層，發(fā)光層淀積在燈外殼的內(nèi)表 面上，在這種情況下由兩個(gè)石英管制成，它們確定了放電體積或放電 間隙。在這種情況下，用一定壓力的氙氣填充放電間隙， 一旦在放電
間隙內(nèi)啟動(dòng)氣體放電，尤其是介質(zhì)阻擋放電，氙氣就放射出一次輻射。
發(fā)射最大值約為172納米的這種等離子體一次輻射通過(guò)發(fā)光層轉(zhuǎn) 換成期望的波長(zhǎng)范圍，例如約為180納米到約為380納米。按照特定 的應(yīng)用，這個(gè)波長(zhǎng)范圍在生產(chǎn)超純水的情況下可以減小到180納米-190納米的范圍，在用于消毒水、空氣、表面、等等的條件下可以減小 到200納米-280納米的范圍。磷光層在UV-C范圍發(fā)射一次輻射。
在DE10209191A1和EP1154461A1中示出的是類似的結(jié)構(gòu)和裝 置。這些專利共同地具有發(fā)光層或磷光層只發(fā)出一種輻射，即一次 輻射。
介質(zhì)阻擋放電燈的發(fā)光涂層通常是由磷光涂層實(shí)現(xiàn)的，磷光涂層 將在放電間隙中產(chǎn)生的準(zhǔn)分子輻射(所謂的體積輻射)轉(zhuǎn)換成磷光體 特定發(fā)射光譜，例如VUV光譜、UVC光鐠、UVA光譜、可見(jiàn)光光譜 或紅外光譜。
為了在介質(zhì)阻擋放電燈中產(chǎn)生高強(qiáng)度的VUV/UVC，要施加約為2 瓦/厘米2的高電壁負(fù)載，因此可產(chǎn)生高達(dá)65%的放電效率的高強(qiáng)度 放電。因而磷光涂層暴露到高能量的放電和電荷淀積，例如用氙作為 填充物，在壁上氙離子的沖擊導(dǎo)致磷的老化，因此減小了效率和壽命。
JPll-307060表示具有金屬杜美絲的放電燈，外面包有鈉玻璃制成 的半透明的玻璃燈泡。這個(gè)燈泡在外表面的整個(gè)外圍有一個(gè)外電極， 該外電極由透明的導(dǎo)電膜制成，例如由ITO膜制成，在玻璃燈泡的內(nèi) 表面上覆蓋例如由MgO制成的保護(hù)膜并且還涂有磷。內(nèi)電極安裝在玻 璃燈泡的內(nèi)部。以這樣的方式形成內(nèi)電極在例如由杜美絲制成的金 屬導(dǎo)體表面上形成一個(gè)介電層，在介電層上形成保護(hù)層，并且將磷光 涂敷在保護(hù)層上。即使為了加亮亮度增加放電電流，也可減小電極的 濺射。
這種眾所周知的安排的缺點(diǎn)是由MgO制作的保護(hù)膜安排在磷光膜 和玻璃壁之間，所以可以起玻璃壁的保護(hù)膜的作用，或者在這種安排 的另一個(gè)實(shí)施例中用于保護(hù)杜美絲。進(jìn)而，這種保護(hù)膜用在低功率燈 中，不可能用在象本發(fā)明建議的那樣用在高效介質(zhì)阻擋放電燈中，在 這里保護(hù)涂層保護(hù)發(fā)光層。
US5604396公開(kāi)了用于汞放電燈的發(fā)光材料，包括一種磷光材料， 磷光材料包括磷光顆粒，用于在激發(fā)時(shí)通過(guò)"4納米的紫外輻射發(fā)
出光通量；在磷光顆粒上用從下述的組中選擇出來(lái)的至少一種金屬氧 化物連續(xù)形成的保護(hù)層MgO、 Y203、 La203、 Sm203、 Gd203、 Dy203、 Ho203、 Er203、 Yb203、 Lu203、 CaO、 Zr02、 SrO、 BaO、 a-Al203、 和BeO。汞放電燈在它的透光燈泡的壁上有發(fā)光材料。
這種眾所周知的安排具有缺點(diǎn)保護(hù)涂層僅用于汞燈中，不象在 本發(fā)明中那樣可用在無(wú)汞的介質(zhì)阻擋放電燈中；保護(hù)涂層僅用于常規(guī) 的低壓氣體放電燈中。因此，保護(hù)層具有不同的特征，即，這種公知 的保護(hù)層的透射率在輻射波長(zhǎng)為254納米時(shí)約為80%，在波長(zhǎng)約為185 納米的吸收率至少為50%。這就阻礙了由汞發(fā)射的V-UV輻射引起的 磷的老化。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種發(fā)光涂層，優(yōu)選為磷光涂層， 它具有用在無(wú)汞高效介質(zhì)阻擋放電燈中的合適的特征，用于保證燈的 較長(zhǎng)的耐用性和/或使介質(zhì)阻擋放電燈中使用的磷的老化最小。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有所說(shuō)發(fā)光涂層的介質(zhì)阻擋放電燈 和加入所說(shuō)介質(zhì)阻擋》文電燈的系統(tǒng)。
電燈中用作發(fā)光涂層的磷光涂層解決的，所說(shuō)的磷光涂層包括在一起 形成一個(gè)發(fā)光涂層的若干磷光顆粒，用于轉(zhuǎn)換一次放電輻射為所期望 的輻射，磷光涂層包括一個(gè)保護(hù)涂層，保護(hù)涂層至少部分地包圍磷光 涂層，以使介質(zhì)阻擋放電燈使用期間發(fā)光涂層的老化最小。
本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是，通過(guò)至少一部分發(fā)光涂層的附加保護(hù)涂 層，或者在磷光顆粒周圍的附加保護(hù)涂層，使平均壽命和效率最大， 磷光體的老化最小。通過(guò)這個(gè)保護(hù)涂層，尤其是致密的保護(hù)涂層，可 以實(shí)現(xiàn)高光輸出的并且穩(wěn)定性改善的磷光涂層。
保護(hù)涂層至少部分地包圍發(fā)光涂層，其在發(fā)光涂層的最靠近放電 間隙的那一側(cè)。保護(hù)涂層還可以包圍整個(gè)發(fā)光涂層，因此還可以用作 發(fā)光涂層和玻璃壁之間的粘結(jié)裝置，以改善粘結(jié)。
磷光涂層在介質(zhì)阻擋放電燈中用作發(fā)光涂層。按照本發(fā)明的介質(zhì) 阻擋放電燈包括一個(gè)外部和一個(gè)內(nèi)部。外部包括內(nèi)部的外殼，借此內(nèi) 部包括用于產(chǎn)生輻射并發(fā)射介質(zhì)阻擋放電燈的光的裝置。按照本發(fā)明
的介質(zhì)阻擋放電燈內(nèi)部的結(jié)構(gòu)從內(nèi)到外安排如下
介質(zhì)阻擋放電燈的核心是帶有填充物的放電間隙。這個(gè)放電間隙
是由外圍壁形成的，這些壁中的至少一個(gè)是由介電材料制成的，并且， 至少一個(gè)壁是至少部分透明的。這些壁的內(nèi)部表面由發(fā)光涂層覆蓋，
長(zhǎng)的輻射的發(fā)光涂:覆蓋，隨:將所說(shuō)輻:i射到介質(zhì)阻^放:燈的
周圍。通常，在由發(fā)光涂層轉(zhuǎn)換之前的輻射，即一次輻射，在VUV范 圍(<180納米)。這個(gè)一次輻射然后通過(guò)發(fā)光涂層轉(zhuǎn)換成二次輻射， 二次輻射的波長(zhǎng)范圍優(yōu)選在^179納米和^400納米之間，優(yōu)選的范圍在 $180納米和$380納米之間，最優(yōu)選的范圍在^180納米和^280納米之間。
在這些壁的外表面上有兩個(gè)對(duì)應(yīng)的用于電接觸的裝置，用于提供 能量以在放電間隙內(nèi)產(chǎn)生氣體放電，于是在放電間隙內(nèi)產(chǎn)生輻射。電 接觸裝置能向燈尤其是例如金屬涂層或金屬網(wǎng)格形式的電極傳送電能 的任何裝置。當(dāng)然，例如如果介質(zhì)阻擋放電燈用于液體或水的處理， 還能使用除電極以外的其它裝置。在這樣的情況下，介質(zhì)阻擋放電燈 至少在一側(cè)由水或液體至少部分包圍。這時(shí)外圍的水或液體用作電接
觸裝置，借此，電極再一次地將電傳送到水或液體。
介質(zhì)壁(一個(gè)或多個(gè))的材料是從介電材料的組中選擇出來(lái)的，這 個(gè)介電材料組優(yōu)選有石英、玻璃或陶瓷。介質(zhì)壁的材料必須這樣安排 輻射可能通過(guò)外介質(zhì)壁和/或內(nèi)介質(zhì)壁的至少一部分，以便將所說(shuō)輻 射施加到介質(zhì)阻擋放電燈的周圍。每個(gè)壁具有內(nèi)表面和外表面。每個(gè) 壁的內(nèi)表面朝向并且面向放電間隙。 一個(gè)壁的內(nèi)表面和外表面之間的 距離確定了壁厚，在某些特殊的情況下壁厚可以改變。在外表面上或 者在外表面的附近，施加用于電接觸的裝置。它們以電的形式提供能 量，用于在放電間隙內(nèi)部產(chǎn)生氣體放電，并且因此在放電間隙內(nèi)部產(chǎn) 生輻射。為了應(yīng)用所說(shuō)的輻射，在至少一個(gè)壁上的電極或電接觸裝置 必須這樣安排來(lái)自內(nèi)部的輻射能通過(guò)相應(yīng)的電極。因此，所說(shuō)的電 極優(yōu)選地安排成網(wǎng)格，尤其是當(dāng)電極安排接近外壁的外表面或內(nèi)壁的 外表面時(shí)更是如此。在這種情況下，例如在水處理的情況下，如果電 極與外壁的外表面隔開(kāi)，或者與內(nèi)壁的外表面隔開(kāi)，為了在相應(yīng)的環(huán) 境供電，電極能采用任何合適的材料。
優(yōu)選地，從包括平板燈幾何形狀、同軸燈幾何形狀、屋頂形燈幾 何形狀、平面燈幾何形狀等在內(nèi)的組中選擇燈的幾何形狀。對(duì)于工業(yè) 應(yīng)用，優(yōu)選使用與放電間隙的直徑或者對(duì)應(yīng)的內(nèi)和外壁的內(nèi)表面之間 的距離相比具有相對(duì)較大直徑的同軸介質(zhì)阻擋放電燈或屋頂形同軸 燈，來(lái)實(shí)現(xiàn)用于流體和表面處理的有效面積大的燈。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，介質(zhì)阻擋放電燈尤其是高效高功率的介質(zhì)阻擋放電燈 的最佳操作(峰值)振幅十分接近(有時(shí)僅僅低于)所需的初始點(diǎn)火 電壓。因此，通常需要附加的手段，如輔助電極或瞬時(shí)電壓過(guò)沖，來(lái) 實(shí)現(xiàn)可靠的燈啟動(dòng)。所有這些措施將導(dǎo)致更加復(fù)雜的并且因此更加昂 貴的燈電源或燈驅(qū)動(dòng)器。
優(yōu)選地，磷光涂層主要是由從包括下述的發(fā)光磷光體的組中選擇
出來(lái)的材料制成的LaP04:Pr， YP04:Pr， LuP04:Pr， YP04:Bi， CaS04:Pb， MgS04:Pb， LuB03:Pr， YB03:Pr， LiYF4:Nd， LuP(Xi:Nd，和/ 或 YP04:Nd(Cai.xMgx)S04:Pb， (Yh.yLuxLay)P04:Pr， (Y^ yLuxLay)P04:Nd， (Ylx yLuxLay)P04:Bi， (YlxyLuxLay)B03:Pr，其中l(wèi)誦 x-y^)，x和y分別在^0和^1的范圍。
這種新的材料(一種或多種)適合于高的效率并且具有優(yōu)良的發(fā) 光特性。這種材料與保護(hù)涂層很好地協(xié)同配合，使兩種材料，即發(fā)光 磷光材料與保護(hù)涂層材料，可得到抗拒老化并具有高發(fā)光效率的磚光 涂層。進(jìn)而，這種材料與某些用作保護(hù)涂層的材料具有良好的粘結(jié)特 性，以使保護(hù)涂層和發(fā)光涂層強(qiáng)耦合。
例如包括YP04:Bi的磷光涂層或發(fā)光涂層的平均顆粒大小范圍為 ^2微米到^6微米，每個(gè)顆粒作為一個(gè)整體由一個(gè)薄的封閉的MgO涂 層覆蓋。由于這一事實(shí)，在波長(zhǎng)小于220納米的非晶體的MgO開(kāi)始吸 收輻射，于是就開(kāi)始吸收由氙等離子體發(fā)出的光，由氙等離子體發(fā)出 的光的范圍在氙分壓上升的情況下為172納米，涂層的厚度對(duì)于涂敷 的磷的發(fā)光效率來(lái)說(shuō)是一個(gè)相關(guān)的方面。借助于沉淀Mg(OH)2的合適 的過(guò)程，隨后是使所說(shuō)的Mg(OH)2完全脫水的煅燒(calcination)步驟以 最后產(chǎn)生MgO (下面對(duì)這些步驟還要進(jìn)行描述)，可以實(shí)現(xiàn)厚度范圍 為^5納米和S20納米的致密的、極薄的涂層。相對(duì)低的溶解度產(chǎn)物 Mg(OH)2 (kL約為1，2xl(T11)和相對(duì)低的水解趨勢(shì)使對(duì)于含水溶液敏 感的磷光材料穩(wěn)定。這由于下面的事實(shí)是相關(guān)的和有益的為了生產(chǎn)涂敷的介質(zhì)阻擋放電燈，出于環(huán)境的理由，越來(lái)越多地使用基于水的 磷光懸浮液。
下面描述前面提到的過(guò)程
將1.0克Mg(NO3)2,6H2O(3.9毫摩爾(mmol))溶解在50亳升的水 中。8.0克YP04:Bi是懸浮的，并且填加硝酸鎂溶液。攪拌pH值約為 7.5的最終的懸浮液。將懸浮液連到氨溶液，以使大約2小時(shí)后的pH 值提高到約為9.1。達(dá)到這個(gè)值時(shí)，Mg(OH)2的沉淀開(kāi)始。接下去進(jìn)行 攪拌，以使pH值進(jìn)一步提高到約為9.5。最后，對(duì)于磷進(jìn)行過(guò)濾、在 約80。C干燥、并在450。C煅燒2小時(shí)。
作為一種變化，通過(guò)包括超精細(xì)MgO顆粒的一個(gè)層來(lái)包圍磷光涂 層YP04:Bi，所說(shuō)超精細(xì)MgO顆粒是通過(guò)MgO懸浮液、干燥、并加 熱到約500°C獲得的。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，發(fā)光涂層的發(fā)光磷光體適合于或者說(shuō)主要適合于 由將一次放電輻射轉(zhuǎn)換成范圍為2170納米到^300納米的輻射的材料制 成，優(yōu)選的范圍為^180納米到^290納米的輻射，更加優(yōu)選的范圍為^183 納米到5285納米的輻射，最優(yōu)選的范圍為^185納米到^280納米。所
合。 、— p 、 ；
還是優(yōu)選地，保護(hù)涂層主要由從包括下面材料的保護(hù)磷光涂層的
的組中選擇出來(lái)的材料MgO, A1203， MgAl204， Si04， Y2SiOs, La2SiOs Gd2SiOs Lu2Si05 YP04， LaP04 GdP04， LuP04 CaS04 SrS04和/或 BaS04。如在前所述的，這些材料與發(fā)光涂層的磷光體材料協(xié)同配合， 可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期耐用的高效磷光涂層。上述的材料還有優(yōu)良的粘結(jié)特 性，可將磷光涂層粘結(jié)到壁例如介質(zhì)阻擋放電燈的壁上。
為了實(shí)現(xiàn)最好的保護(hù)，保護(hù)涂層完全包圍發(fā)光涂層，以保護(hù)整個(gè) 發(fā)光涂層。借此，保護(hù)涂層一方面用作保護(hù)，防止從放電間隙的方向 引起的老化，另一方面用作粘結(jié)裝置，使發(fā)光涂層的磷光體和壁發(fā)生 良好的耦合。
為了實(shí)現(xiàn)最好的保護(hù)，并且為了至少包圍發(fā)光涂層的磷光體的主 要部分，保護(hù)涂層完全包圍發(fā)光涂層的磷光顆粒的至少^50%到^100 %，優(yōu)選的^60%到^100% ，更加優(yōu)選的^75%到^100% ，最優(yōu)選的>95%到^100%，從而可以保護(hù)整個(gè)發(fā)光涂層。
最佳的保護(hù)是通過(guò)完全包圍發(fā)光涂層實(shí)現(xiàn)的。為此，要包圍發(fā)光 涂層的整體，或者包圍構(gòu)成發(fā)光涂層的每個(gè)單獨(dú)的部分，每個(gè)單獨(dú)的 部分是發(fā)光涂層的顆粒。通過(guò)覆蓋每個(gè)單獨(dú)的顆粒或者至少幾乎每個(gè) 顆粒，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)光涂層的包圍。
優(yōu)選地，通過(guò)所說(shuō)的保護(hù)涂層，完全包圍每個(gè)顆粒，即包圍顆粒
的100%。由此可包圍整個(gè)發(fā)光涂層。這種顆粒包圍還有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，
由于保護(hù)涂層的優(yōu)良的粘結(jié)特性，這些顆粒形成一個(gè)更加穩(wěn)定的和更 加耐用的發(fā)光涂層。
優(yōu)選地，在介質(zhì)阻擋放電燈中使用形成所說(shuō)磷光涂層的這種發(fā)光 涂層。
優(yōu)選地，用于產(chǎn)生和發(fā)射紫外輻射的介質(zhì)阻擋放電燈包括封裝 的放電間隙，借此外殼具有至少兩個(gè)壁，其中至少一個(gè)壁是介質(zhì)壁， 并且至少一個(gè)壁具有至少部分透明的部分；定位在放電間隙內(nèi)的填充 物；至少兩個(gè)電接觸裝置，用于實(shí)現(xiàn)分別與至少兩個(gè)壁相關(guān)的電接觸； 和至少一個(gè)發(fā)光涂層，用于轉(zhuǎn)換填充物的一次放電輻射為一種期望的 輻射，發(fā)光涂層是從介質(zhì)阻擋放電磷光涂層的組中選擇出來(lái)的，所說(shuō) 的組包括按照本發(fā)明的用于減小發(fā)光涂層的老化至最小的所說(shuō)磷光涂 層。
按照現(xiàn)有技術(shù)介質(zhì)阻擋放電燈沒(méi)有任何保護(hù)涂層。在汞燈中使用 保護(hù)涂層來(lái)阻止在汞和發(fā)光材料的材料之間的反應(yīng)。在無(wú)汞的介質(zhì)阻 擋放電燈中，這個(gè)問(wèn)題沒(méi)有出現(xiàn)。令人驚奇的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，按照本
射、尤其是^圍^160納米的輻射、并且由于放電氣體如氙的濺射可肯: 受到的損壞。
為了實(shí)現(xiàn)合適的保護(hù)涂層，必須找到用于發(fā)光層的材料，這種材 料與用于保護(hù)涂層的材料協(xié)同配合，借此對(duì)于介質(zhì)阻擋放電燈的發(fā)光 特性應(yīng)該沒(méi)有負(fù)面的影響。因此，必須找到用于磷光涂層并且用于保 護(hù)涂層的新材料，它們可與象先前提到過(guò)的材料的保護(hù)涂層協(xié)同配合。
因此，介質(zhì)阻擋放電燈優(yōu)選包括這樣的新材料。 上述材料在一般情況下可用在任何的介質(zhì)阻擋放電燈中。優(yōu)選
地，出于環(huán)境保護(hù)的需要，介質(zhì)阻擋放電燈的填充物優(yōu)選是無(wú)汞的。
優(yōu)選地，發(fā)光涂層的透射率范圍至少^50%到￡100%，優(yōu)選的從>60 %到^100%，更加優(yōu)選的從^70%到￡100% ，最優(yōu)選的從^75%到^100 %，和/或發(fā)光涂層在一次輻射波長(zhǎng)的吸收率范圍^)%到^20%，優(yōu)選 的從^0%到￡17%，更加優(yōu)選的從^0%到^15% ，最優(yōu)選的從^%到^10%。
具有高效光輸出的介質(zhì)阻擋放電燈的發(fā)光涂層的透射率至少^50 %，更加優(yōu)選的^70%。這樣就保證了高的光輸出。
另一方面，吸收，特別是在波長(zhǎng)約為172納米的吸收，必須盡可 能地小，優(yōu)選的^20%，更加優(yōu)選的￡15%，最優(yōu)選的約為10%。
為了實(shí)現(xiàn)具有所說(shuō)特性的這樣的介質(zhì)阻擋放電燈，發(fā)光涂層的厚 度范圍優(yōu)選的是^200納米，更加優(yōu)選的^150納米，最優(yōu)選的SIOO納米。
此外，介質(zhì)阻擋放電燈說(shuō)得更準(zhǔn)確些發(fā)光涂層具有很高的二次電 子發(fā)射系數(shù)的范圍，優(yōu)選的是^).001，更加優(yōu)選的^0.005，最優(yōu)選的 $0.01 。
這些特性允許使用具有相對(duì)較大帶隙的材料，這使發(fā)光涂層的制 造更加容易，復(fù)雜性更小。所說(shuō)新的磷光涂層的材料具有這些特性。
介質(zhì)阻擋放電燈可以用在大量的應(yīng)用場(chǎng)合。因此，可以提供加入 按照本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電燈的 一種系統(tǒng)，所說(shuō)的燈具有按照本發(fā)明
的磷光涂層作為發(fā)光層，并且可用在如下的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合硬 或軟表面的流體和/或表面的處理，優(yōu)選的是清潔、消毒和/或提純； 液體的消毒和/或提純，食品和/或飲料的處理和/或消毒，水的處 理和/或消毒，廢水的處理和/或消毒，飲用水的處理和/或消毒， 自來(lái)水的處理和/或消毒，超純水的生產(chǎn)，液體或氣體的總的有機(jī)碳 含量的減小，氣體的處理和/或消毒，空氣的處理和/或消毒，排放 氣體的處理和/或清潔，組分的裂解和/或去除(優(yōu)選是無(wú)機(jī)的和/ 或有機(jī)的化合物)，半導(dǎo)體表面的清潔，從半導(dǎo)體表面的組分的裂解 和/或去除，食品供應(yīng)的清潔和/或消毒，藥品的清潔和/或消毒。
本發(fā)明的這些和其它方面參照下面的實(shí)施例將變得顯而易見(jiàn)并得 到說(shuō)明。


圖1用縱向剖面圖示意地表示在壁的內(nèi)表面具有發(fā)光涂層的介質(zhì)
阻擋放電燈；
圖2用縱向剖面圖詳細(xì)示意地表示了同軸的介質(zhì)阻擋放電燈的層 結(jié)構(gòu)，它的放電間隙是通過(guò)內(nèi)和外石英管形成的，在管的內(nèi)部有發(fā)光 層和保護(hù)涂層；
圖3用放大的剖面圖示意地表示由保護(hù)涂層包圍的磷光顆粒。
具體實(shí)施例方式
圖1示意地表示一個(gè)同軸的介質(zhì)阻擋放電燈1，燈1在縱向剖面 圖中有一個(gè)環(huán)形的放電間隙。介質(zhì)阻擋放電燈1的放電間隙是由介質(zhì) 內(nèi)壁和介質(zhì)外壁形成的。在圖1中，放電間隙是由內(nèi)和外燈管形成的， 內(nèi)燈管具有圓周形的壁，起內(nèi)壁的作用，外燈管具有圓周形的壁，起 外壁的作用。燈管由石英玻璃制成，它是一種介質(zhì)材料。內(nèi)壁具有內(nèi) 表面和外表面。內(nèi)表面面對(duì)放電間隙，外表面指向相反的方向。內(nèi)壁 的厚度由內(nèi)和外表面之間的最短距離確定。外壁類似地具有內(nèi)表面和 外表面。外壁的內(nèi)表面對(duì)應(yīng)于內(nèi)壁的內(nèi)表面，并且面對(duì)放電間隙。外 表面沿反向方向指向內(nèi)表面。外壁的厚度由內(nèi)和外表面之間的最短距 離確定。介質(zhì)阻擋放電燈1具有兩個(gè)相應(yīng)的電極，這些電極安排在外 和內(nèi)壁上。第一電極安排在內(nèi)壁的外表面上，形狀如網(wǎng)格的第二電極 安排在外壁的外表面上。在內(nèi)壁的內(nèi)表面上，安排和/或定位包括磷 光涂層2在內(nèi)的發(fā)光涂層。內(nèi)壁的內(nèi)表面也具有這樣一種包括磷光涂 層2在內(nèi)的發(fā)光涂層。磷光涂層2包括發(fā)光涂層和保護(hù)涂層，因此發(fā) 光涂層包括若干單個(gè)的磷光顆粒。對(duì)于形成發(fā)光涂層的顆粒的直徑進(jìn) 行選擇，以便可以實(shí)現(xiàn)所產(chǎn)生的紫外輻射的波長(zhǎng)范圍的最佳反射。
介質(zhì)阻擋放電燈1的填充物是氣的填充物，填充壓力在100毫巴 和800毫巴之間。在這種情況下，氙輻射的波長(zhǎng)范圍約為k= 172納米。 這個(gè)反射的波長(zhǎng)可以抵達(dá)發(fā)光涂層。
用于發(fā)光涂層確切地說(shuō)磷光涂層2的材料，或者更加準(zhǔn)確地說(shuō)， 用于發(fā)光涂層或磷光顆粒的材料，主要是由從發(fā)光磷光體的組中選擇 出來(lái)的，發(fā)光磷光體的組包括LaP04:Pr， YP04:Pr， LuP04:Pr， YP04:Bi， CaS04:Pb， MgS04:Pb， LuB03:Pr， YB03:Pr， LiYF4:Nd， LuP04:Nd，和/或YP04:Nd(CalxMgx)S04:Pb， (Ylx_yLuxLay)P04:Pr，
(YLx.yLuxLay)P04:Nd， (Yk.yLuxLa^PO^Bi, (Y^.yLuxLay)B03:Pr,其 中l(wèi)-x-y^0，x和y分別在^0和^1的范圍。
進(jìn)而，磷光涂層包括一個(gè)保護(hù)涂層，保護(hù)涂層主要由從保護(hù)磷光 涂層的組中選擇出來(lái)的材料制成所述的組包括MgO， A1203， MgAl204， Si04， Y2Si05， La2SiOs Gd2Si05 Lu2SiOs YP04， LaP04 GdP04 LuP04 CaS04 SrS04和/或BaS04。
在這個(gè)特殊的實(shí)施例中，用于磷光顆粒的材料包括YP04:Bi， YP04:Bi的平均顆粒大小范圍為^2微米到S6微米，每個(gè)顆粒作為一個(gè) 整體由一個(gè)薄的封閉的MgO涂層覆蓋。由于這一事實(shí)，在波長(zhǎng)小于220 納米的非晶體的MgO開(kāi)始吸收輻射，于是就開(kāi)始吸收由氙等離子體發(fā) 出的光，由氣等離子體發(fā)出的光的范圍在氤的分壓提高的情況下為172 納米，顆粒的保護(hù)涂層的厚度對(duì)于磚光涂層的發(fā)光效率來(lái)說(shuō)是一個(gè)相 關(guān)的方面。借助于沉淀Mg(OH)2的合適的過(guò)程，隨后是使所說(shuō)的 Mg(OH)2完全脫水的煅燒步驟以最后產(chǎn)生MgO (下面對(duì)這些步驟還要 進(jìn)行描述)，可以實(shí)現(xiàn)厚度范圍為^5納米和S20納米的致密的、極薄 的涂層。比較低的溶解度產(chǎn)物Mg(OH)2 (kL約為l，2x 10—11)和比較低 的水解趨勢(shì)使對(duì)于含水溶液敏感的磷光材料很穩(wěn)定。這由于下面的事 實(shí)是關(guān)聯(lián)的和有益的為了生產(chǎn)涂敷的介質(zhì)阻擋放電燈1，出于環(huán)境的 理由，越來(lái)越多地使用基于水的磚光懸浮液。
下面描述前面提到的過(guò)程
將1.0克Mg(N03)2.6H20(3.9毫摩爾)溶解在50毫升的水中。8.0克 YP04:Bi是懸浮的，并且填加硝酸鎂溶液。攪拌pH值約為7.5的最終 的懸浮液。將懸浮液連到氨溶液，以使大約2小時(shí)后的pH值提高到約 為9.1。達(dá)到這個(gè)值時(shí)，Mg(OH)2的沉淀開(kāi)始。接下去進(jìn)行攪拌，以使 pH值進(jìn)一步提高到約為9.5。最后，對(duì)于磷光體進(jìn)行過(guò)濾、在約80。C 干燥、并在450。C煅燒2小時(shí)。
作為一種變化，通過(guò)包括超精細(xì)MgO顆粒的一個(gè)層來(lái)包圍磷光涂 層YP04:Bi，所說(shuō)超精細(xì)MgO顆粒是通過(guò)MgO懸浮液、干燥、并加 熱到約500°C獲得的。
在圖2中，示意地表示這樣的磷光涂層2的結(jié)構(gòu)，磷光涂層2具 有發(fā)光涂層3和覆蓋整個(gè)發(fā)光涂層3的保護(hù)涂層4，在這個(gè)圖中，示出 兩個(gè)不同的磷光涂層，第一磷光涂層2a在內(nèi)壁上，第二磷光涂層2b
在介質(zhì)阻擋放電燈的外壁上。在外壁上的第二磷光涂層2b的發(fā)光涂層 3是作為發(fā)光涂層3表示的，發(fā)光涂層3的每個(gè)單個(gè)的磷光顆粒是由保 護(hù)涂層4包圍的。
圖2用縱向剖面圖詳細(xì)地表示同軸的介質(zhì)阻擋放電燈的層結(jié)構(gòu)， 其放電間隙是由按照?qǐng)D1的層結(jié)構(gòu)的內(nèi)和外石英管形成的，在內(nèi)管內(nèi) 部的第一磷光涂層2a包括發(fā)光涂層3和保護(hù)涂層4，發(fā)光涂層3包括 若干辯光顆粒，保護(hù)涂層4定位在放電間隙和發(fā)光涂層3之間的附近。 介質(zhì)阻擋放電燈確切地說(shuō)介質(zhì)阻擋放電燈的壁是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的結(jié)構(gòu)。虛 線表示的是旋轉(zhuǎn)軸。從旋轉(zhuǎn)軸開(kāi)始，從內(nèi)到外地描述所說(shuō)的層結(jié)構(gòu)。 內(nèi)層是內(nèi)壁。第一磷光涂層2a安排在內(nèi)壁上，第一磷光涂層2a包括 發(fā)光涂層3，發(fā)光涂層3主要由若干單個(gè)的磷光顆粒構(gòu)成的。發(fā)光涂層 3由保護(hù)涂層4覆蓋。這兩者形成了第一磷光涂層2a。
放電間隙進(jìn)一步還包含填充物，在這里是氣。第二磷光涂層2b 包括發(fā)光涂層3和保護(hù)涂層4，發(fā)光涂層3主要由若干單個(gè)的磷光顆粒 構(gòu)成，因此，保護(hù)涂層4包圍每個(gè)單個(gè)的磷光顆粒，這樣的第二磚光 涂層2b定位在外壁上。笫一磷光涂層2a包括由保護(hù)涂層4整體覆蓋 的發(fā)光涂層3，笫二磷光涂層2b包括主要由若干單個(gè)的磷光顆粒組成 的發(fā)光涂層3，每個(gè)磷光顆粒由保護(hù)涂層4包圍。在圖3中示意地表示 了后者的結(jié)構(gòu)。
圖3用放大的剖面圖示意地表示由保護(hù)涂層4包圍的一個(gè)單個(gè)的
磷光顆粒3a。保護(hù)涂層4完全包圍或環(huán)繞磷光顆粒3a。所有被包圍的
磷光顆粒3a在一起形成了第二磷光涂層2b。
參考標(biāo)號(hào)的列表
1介質(zhì)阻擋放電燈(DBD-燈)
2磷光涂層
2a第一磷光涂層
2b第二磷光涂層
3發(fā)光涂層
3a磷光顆粒
4保護(hù)涂層
權(quán)利要求
1、一種在介質(zhì)阻擋放電燈(1)中特別是在無(wú)汞的介質(zhì)阻擋放電燈中用作發(fā)光涂層的磷光涂層(2)，所說(shuō)的磷光涂層包括一起形成一個(gè)發(fā)光涂層(3)的若干磷光顆粒(3a)，用于轉(zhuǎn)換一次放電輻射為所期望的輻射，其中所說(shuō)的磷光涂層(2)還包括一個(gè)保護(hù)涂層(4)，保護(hù)涂層至少部分地包圍發(fā)光涂層(3)，以使介質(zhì)阻擋放電燈(1)使用期間發(fā)光涂層(3)的老化最小。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷光涂層(2)，其中發(fā)光涂層(3) 包括從發(fā)光磷光體的組中選擇出來(lái)的材料，所述發(fā)光磷光體的組包 括LaP04:Pr， YP04:Pr， LuP04:Pr， YP04:Bi， CaS04:Pb， MgS04:Pb， LuB03:Pr， YB03:Pr， LiYF4:Nd， LuP04:Nd， YP04:Nd(CalxMgx)S04:Pb， (Ylx—yLuxLay)P04:Pr， (Ylx.yLuxLay)P04:Nd， (Y1XyLuxLay)P04:Bi，和/ 或(Yk-yLuJLay)B03:Pr，其中l(wèi)-x-化0，x和y分別在20和^1的范圍。
3、 根據(jù)前述權(quán)利要求1 - 2之一所述的磷光涂層(2)，其中發(fā) 光涂層(3)的發(fā)光磷光體適合于將一次放電輻射轉(zhuǎn)換成范圍為^170 納米到￡300納米的輻射，優(yōu)選的范圍為^180納米到^290納米的輻射， 更加優(yōu)選的范圍為^183納米到^285納米的輻射，最優(yōu)選的范圍為^185 納米到^280納米的輻射。
4、 根據(jù)前述權(quán)利要求1 - 3之一所述的磷光涂層(2)，其中保 護(hù)涂層(4)包括從保護(hù)磷光涂層的組中選擇出來(lái)的材料，所說(shuō)保護(hù)磷 光涂層的組包括MgO， A1203, MgAl204， Si04， Y2SK)5 La2SiOs Gd2Si05 Lu2SiOs YP04， LaP04 GdP04 LuP04 CaS04， SrS04和/或 BaS04。
5、 根據(jù)前述權(quán)利要求1 - 4之一所述的磷光涂層(2)，其中保 護(hù)涂層(4)完全包圍發(fā)光涂層(3)，以保護(hù)整個(gè)發(fā)光涂層(3)。
6、 根據(jù)前述權(quán)利要求1 - 5之一所述的磷光涂層(2)，其中保 護(hù)涂層(4)完全包圍發(fā)光涂層(3)的磷光顆粒(3a)的至少^50%到 ￡100%，優(yōu)選的^60%到^100% ，更加優(yōu)選的^75%到^100% ，最優(yōu)選 的>95%到^100%，從而保護(hù)整個(gè)發(fā)光涂層(3)。
7、 一種用于產(chǎn)生和發(fā)射紫外輻射的介質(zhì)阻擋放電燈(1 )，包括 -封裝的放電間隙，借此外殼具有至少兩個(gè)壁，至少一個(gè)壁是介質(zhì)壁，至少一個(gè)壁具有至少一部分透明的部分； -定位在放電間隙內(nèi)部的填充物；-至少兩個(gè)電接觸裝置，用于分別與至少兩個(gè)壁有關(guān)的電接觸；和-至少一個(gè)發(fā)光涂層，用于轉(zhuǎn)換填充物的一次放電輻射為期望的 輻射，其中的發(fā)光涂層是從包括按照權(quán)利要求1 - 6之一所述的磷光涂 層U)的介質(zhì)阻擋放電磷光涂層的組中選擇出來(lái)的以減小發(fā)光涂層的 老化至最小。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的介質(zhì)阻擋放電燈(1)，其中介質(zhì)阻 擋放電燈(1)的填充物是無(wú)汞的，用于環(huán)境友好的介質(zhì)阻擋放電燈(1)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的介質(zhì)阻擋放電燈(1)，其中發(fā)光 涂層的透射率范圍至少^50%到^100%，優(yōu)選的從^60%到^100% ，更 加優(yōu)選的從^70%到^100% ，最優(yōu)選的從^75%到￡100% ，和/或發(fā)光 涂層在一次輻射波長(zhǎng)的吸收率范圍^0%到￡20% ，優(yōu)選的從^)%到^17 %,更加優(yōu)選的從^)%到^15% ，最優(yōu)選的從^%到^10%。
10、 一種加入按照權(quán)利要求7 - 9中任何一個(gè)所述的介質(zhì)阻擋放電 燈(1)的系統(tǒng)，所說(shuō)的燈具有按照權(quán)利要求1-6之一所述的磷光涂 層(2)作為發(fā)光層，并且可用在如下的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合硬或軟表面的流體和/或表面的處理，優(yōu)選的是清潔、消毒和/ 或提純；液體的消毒和/或提純，食品和/或飲料的處理和/或消毒，水的處理和/或消毒，廢水的處理和/或消毒，飲用水的處理和/或消毒，自來(lái)水的處理和/或消毒，超純水的生產(chǎn)，液體或氣體的總的有機(jī)碳含量的減小， 氣體的處理和/或消毒， 空氣的處理和/或消毒， 排放氣體的處理和/或清潔，組分的裂解和/或去除，組分優(yōu)選是無(wú)機(jī)的和/或有機(jī)的化合 半導(dǎo)體表面的清潔，從半導(dǎo)體表面的組分的裂解和/或去除， 食品供應(yīng)的清潔和/或消毒， 藥品的清潔和/或消毒。
全文摘要
本發(fā)明的主題是一種加入介質(zhì)阻擋放電燈(1)的系統(tǒng)、一種介質(zhì)阻擋放電燈(1)、和在介質(zhì)阻擋放電燈(1)中特別是在無(wú)汞的介質(zhì)阻擋放電燈中用作發(fā)光涂層的磷光涂層(2)，所說(shuō)的磷光涂層包括在一起形成一個(gè)發(fā)光涂層(3)的若干磷光顆粒(3a)，用于轉(zhuǎn)換一次放電輻射為所期望的輻射，其中所說(shuō)的磷光涂層(2)還包括一個(gè)保護(hù)涂層(4)，保護(hù)涂層至少部分地包圍磷光涂層(3)，以使介質(zhì)阻擋放電燈(1)使用期間發(fā)光涂層(3)的老化最小。
文檔編號(hào)C09K11/55GK101103433SQ200680001982
公開(kāi)日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2006年1月2日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月7日
發(fā)明者G·F·加爾特納, G·格魯爾, J·邁耶, T·朱斯特爾, W·謝恩 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司