[發(fā)明專利]具有降低轉(zhuǎn)換發(fā)光體的氣體放電燈

無效

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• 申請日: 2002-04-24
• 公開（公告）號: CN1384528A
• 公開（公告）日: 2002-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·費爾德曼;M·A·多伊特切瓦;C·R·隆達;T·于斯特爾
• 申請（專利權(quán)）人: 皇家菲利浦電子有限公司
• 主分類號: H01J61/44
• 分類號: H01J61/44
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 傅康

本發(fā)明涉及備有氣體放電容器、含有降低轉(zhuǎn)換發(fā)光體(down?conversionluminophore)的發(fā)光體涂層和用于點燃和維持氣體放電的裝置的氣體放電燈，其中氣體放電容器填充有適合于支持發(fā)射VUV輻射的氣體放電的氣體。

常規(guī)熒光燈是汞氣體放電燈，其光發(fā)射基于汞低壓氣體放電。汞低壓氣體放電發(fā)射主要在最大值在254nm的UV附近的輻射，這種輻射可以被UV發(fā)光體轉(zhuǎn)換成可見光。

汞氣體放電燈具有精制的生產(chǎn)技術(shù)，并且關(guān)于燈效率η_lamp只能與其它燈生產(chǎn)技術(shù)的難度相稱或超過其它燈技術(shù)的難度。

然而，氣體填充物中的汞是日益被認為對環(huán)境造成損害和有毒的物質(zhì)，由于在使用、生產(chǎn)和處理中的環(huán)境風險，在現(xiàn)代批量生產(chǎn)中這應(yīng)當是盡可能避免的。因此已經(jīng)做了很多努力，主要集中在替代燈生產(chǎn)技術(shù)的研制方面。

對于常規(guī)汞氣體放電燈的無汞或低汞替代物之一是具有主要含氙的氣體填充物的氙低壓氣體放電燈。氙低壓氣體放電燈中的氣體放電發(fā)射與汞放電的UV輻射相反的真空紫外輻射(VUV輻射)。VUV輻射是由受激準分子如Xe₂^*產(chǎn)生的，并且是具有在約172nm范圍內(nèi)的寬光譜的分子帶輻射。采用這種燈技術(shù)可以實現(xiàn)65％的放電效率η_dis。

氙低壓氣體放電燈的另一優(yōu)點是氣體放電的響應(yīng)時間短，這使該燈可用做機動車的信號燈、作為復(fù)印機或傳真設(shè)備的燈及水消毒燈。

但是，雖然氙低壓氣體放電燈已經(jīng)實現(xiàn)了可與汞氣體放電燈相比的放電效率η_dis，但是氙低壓氣體放電燈的燈效率η_lapm仍然明顯低于汞氣體放電燈的燈效率。

原則上，燈效率η_lamp包括成分：放電效率η_dis、發(fā)光體效率η_phos、由發(fā)光體產(chǎn)生的離開燈η_esc的可見光的比例及由發(fā)光體產(chǎn)生的UV輻射的比例η_VUV：

η_lamp＝η_dis·η_phos·η_esc·η_VUV

常規(guī)氙低壓氣體放電燈的一個缺陷在于：具有在172nm左右波長的能量豐富的VUV光子基本上無效地通過燈的發(fā)光體涂層轉(zhuǎn)換成來自可見光譜400nm到700nm的可比的低能光子。即使發(fā)光體的量子效率接近于100％，通過VUV光子轉(zhuǎn)換成可見光子，平均65％的能量由于非輻射轉(zhuǎn)變而損失。

然而，令人驚訝的是，已經(jīng)可以研制成能實現(xiàn)VUV光子轉(zhuǎn)換成可見光子的100％以上的量子效率的VUV發(fā)光體。這個量子效率是如此實現(xiàn)的：具有7.3eV電子能量的VUV量子被轉(zhuǎn)換成具有2.5eV電子能量的兩種可見量子。用于氙低壓氣體放電燈的這種發(fā)光體例如可從下面文獻中知道：René?T.Wegh，Harry?Donker，Koentraad?D.Oskam，Andries?Meijerink“Visible?Quantum?Cutting?inLiGdF₄：Eu³⁺through?Downconversion”Science?283，663。

類似于相當長的一段時間公知的多光子發(fā)光體，其通過“最高轉(zhuǎn)換”從兩種可見長波長光子產(chǎn)生一種短波長光子，從一種短波長光子產(chǎn)生兩種長波長光子的這些新發(fā)光體作為降低轉(zhuǎn)換發(fā)光體是公知的。

雖然該公知降低轉(zhuǎn)換發(fā)光體的量子效率很高，但是這不意味著相應(yīng)地發(fā)光體效率η_phos也很高。發(fā)光體效率η_phos不僅受到量子效率的影響，而且受到發(fā)光體吸收要轉(zhuǎn)換的VUV輻射的能力的影響。然而公知降低轉(zhuǎn)換發(fā)光體的吸收能力十分低。太多的能量通過在晶格中的不希望的吸收而損失了，因此受激狀態(tài)的占有減少了。

本發(fā)明的目的是研制一種具有提高了效率的氣體放電燈，其配有用適合于發(fā)射VUV輻射的氣體放電的氣體填充的氣體放電容器、含有降低轉(zhuǎn)換發(fā)光體的發(fā)光體涂層以及用于點燃和維持氣體放電的裝置。