CN101103433A - 带有保护涂层的介质阻挡放电灯 - Google Patents
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Abstract
本发明的主题是一种加入介质阻挡放电灯(1)的系统、一种介质阻挡放电灯(1)、和在介质阻挡放电灯(1)中特别是在无汞的介质阻挡放电灯中用作发光涂层的磷光涂层(2)，所说的磷光涂层包括在一起形成一个发光涂层(3)的若干磷光颗粒(3a)，用于转换一次放电辐射为所期望的辐射，其中所说的磷光涂层(2)还包括一个保护涂层(4)，保护涂层至少部分地包围磷光涂层(3)，以使介质阻挡放电灯(1)使用期间发光涂层(3)的老化最小。
Description
技术领域
本发明涉及：在介质阻挡放电(DBD-)灯中尤其是在无汞介质阻挡放电灯中用作发光涂层的磷光涂层；介质阻挡放电灯；以及加入介质阻挡放电灯的系统。系统包括一起形成发光涂层的若干磷颗粒，用于将一次放电辐射转换成期望的辐射；加入这样一种磷光涂层作为发光涂层的用于产生和发射紫外辐射的介质阻挡放电灯。
这种众所周知的介质阻挡放电灯一般来说是已知的，它的应用领域很宽，在应用中必须产生一定波长的光波以便用于各种不同的目的。某些应用例如要产生波长约为180纳米到380纳米的紫外辐射以便用于工业目的，例如废水处理、饮用水的消毒、超纯水的脱氯或生产。
众所周知的介质阻挡放电灯例如用在液晶显示器(LCD)背光照明的平板灯(flat lamp)，如用于影印机的圆筒形灯、以及用于表面处理目的和水处理目的的同轴灯。
背景技术
介质阻挡放电灯一般说来可以具有任意形式。现有技术公开的灯通常是同轴形式的，它包括外管和内管，外管和内管在两侧熔化在一起，形成一个环形放电间隙，并且相对于放电间隙的宽度来说具有相对较大的直径。另一种类型的灯是屋顶形式，所说的灯由外管和内管构成，外管在一侧是封闭，灯的内管在一侧也是封闭的，在非封闭侧所说外管和内管熔合在一起，形成环形的放电间隙，并且相对于放电间隙的宽度来说具有相当大的尺寸。
EP1048620、EP1154461、DE10209191示出了同轴的介质阻挡放电灯，具有适合的磷光层涂层，用于产生VUV光或UVC光。
EP1048620B1描述一种介质阻挡放电灯，它适合于流体消毒，并且包括发光层，在这种情况下是磷光层，发光层淀积在灯外壳的内表面上，在这种情况下由两个石英管制成，它们确定了放电体积或放电间隙。在这种情况下，用一定压力的氙气填充放电间隙，一旦在放电间隙内启动气体放电，尤其是介质阻挡放电，氙气就放射出一次辐射。
发射最大值约为172纳米的这种等离子体一次辐射通过发光层转换成期望的波长范围，例如约为180纳米到约为380纳米。按照特定的应用，这个波长范围在生产超纯水的情况下可以减小到180纳米-190纳米的范围，在用于消毒水、空气、表面、等等的条件下可以减小到200纳米-280纳米的范围。磷光层在UV-C范围发射一次辐射。
在DE10209191A1和EP1154461A1中示出的是类似的结构和装置。这些专利共同地具有：发光层或磷光层只发出一种辐射，即一次辐射。
介质阻挡放电灯的发光涂层通常是由磷光涂层实现的，磷光涂层将在放电间隙中产生的准分子辐射(所谓的体积辐射)转换成磷光体特定发射光谱，例如VUV光谱、UVC光谱、UVA光谱、可见光光谱或红外光谱。
为了在介质阻挡放电灯中产生高强度的VUV/UVC，要施加约为2瓦/厘米2的高电壁负载，因此可产生高达65％的放电效率的高强度放电。因而磷光涂层暴露到高能量的放电和电荷淀积，例如用氙作为填充物，在壁上氙离子的冲击导致磷的老化，因此减小了效率和寿命。
JP11-307060表示具有金属杜美丝的放电灯，外面包有钠玻璃制成的半透明的玻璃灯泡。这个灯泡在外表面的整个外围有一个外电极，该外电极由透明的导电膜制成，例如由ITO膜制成，在玻璃灯泡的内表面上覆盖例如由MgO制成的保护膜并且还涂有磷。内电极安装在玻璃灯泡的内部。以这样的方式形成内电极：在例如由杜美丝制成的金属导体表面上形成一个介电层，在介电层上形成保护层，并且将磷光涂敷在保护层上。即使为了加亮亮度增加放电电流，也可减小电极的溅射。
这种众所周知的安排的缺点是由MgO制作的保护膜安排在磷光膜和玻璃壁之间，所以可以起玻璃壁的保护膜的作用，或者在这种安排的另一个实施例中用于保护杜美丝。进而，这种保护膜用在低功率灯中，不可能用在象本发明建议的那样用在高效介质阻挡放电灯中，在这里保护涂层保护发光层。
US5604396公开了用于汞放电灯的发光材料，包括一种磷光材料，磷光材料包括：磷光颗粒，用于在激发时通过254纳米的紫外辐射发出光通量；在磷光颗粒上用从下述的组中选择出来的至少一种金属氧化物连续形成的保护层：MgO、Y2O3、La2O3、Sm2O3、Gd2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Yb2O3、Lu2O3、CaO、ZrO2、SrO、BaO、α-Al2O3、和BeO。汞放电灯在它的透光灯泡的壁上有发光材料。
这种众所周知的安排具有缺点：保护涂层仅用于汞灯中，不象在本发明中那样可用在无汞的介质阻挡放电灯中；保护涂层仅用于常规的低压气体放电灯中。因此，保护层具有不同的特征，即，这种公知的保护层的透射率在辐射波长为254纳米时约为80％，在波长约为185纳米的吸收率至少为50％。这就阻碍了由汞发射的V-UV辐射引起的磷的老化。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种发光涂层，优选为磷光涂层，它具有用在无汞高效介质阻挡放电灯中的合适的特征，用于保证灯的较长的耐用性和/或使介质阻挡放电灯中使用的磷的老化最小。
本发明的另一个目的是提供具有所说发光涂层的介质阻挡放电灯和加入所说介质阻挡放电灯的系统。
这个问题是通过在介质阻挡放电灯中特别是在无汞的介质阻挡放电灯中用作发光涂层的磷光涂层解决的，所说的磷光涂层包括在一起形成一个发光涂层的若干磷光颗粒，用于转换一次放电辐射为所期望的辐射，磷光涂层包括一个保护涂层，保护涂层至少部分地包围磷光涂层，以使介质阻挡放电灯使用期间发光涂层的老化最小。
本发明的主要优点是，通过至少一部分发光涂层的附加保护涂层，或者在磷光颗粒周围的附加保护涂层，使平均寿命和效率最大，磷光体的老化最小。通过这个保护涂层，尤其是致密的保护涂层，可以实现高光输出的并且稳定性改善的磷光涂层。
保护涂层至少部分地包围发光涂层，其在发光涂层的最靠近放电间隙的那一侧。保护涂层还可以包围整个发光涂层，因此还可以用作发光涂层和玻璃壁之间的粘结装置，以改善粘结。
磷光涂层在介质阻挡放电灯中用作发光涂层。按照本发明的介质阻挡放电灯包括一个外部和一个内部。外部包括内部的外壳，借此内部包括用于产生辐射并发射介质阻挡放电灯的光的装置。按照本发明的介质阻挡放电灯内部的结构从内到外安排如下：
介质阻挡放电灯的核心是带有填充物的放电间隙。这个放电间隙是由外围壁形成的，这些壁中的至少一个是由介电材料制成的，并且，至少一个壁是至少部分透明的。这些壁的内部表面由发光涂层覆盖，尤其是由将放电间隙内产生的辐射转换成不同的波长的尤其是较高波长的辐射的发光涂层覆盖，随后将所说辐射发射到介质阻挡放电灯的周围。通常，在由发光涂层转换之前的辐射，即一次辐射，在VUV范围(＜180纳米)。这个一次辐射然后通过发光涂层转换成二次辐射，二次辐射的波长范围优选在≥179纳米和≤400纳米之间，优选的范围在≥180纳米和≤380纳米之间，最优选的范围在≥180纳米和≤280纳米之间。
在这些壁的外表面上有两个对应的用于电接触的装置，用于提供能量以在放电间隙内产生气体放电，于是在放电间隙内产生辐射。电接触装置能向灯尤其是例如金属涂层或金属网格形式的电极传送电能的任何装置。当然，例如如果介质阻挡放电灯用于液体或水的处理，还能使用除电极以外的其它装置。在这样的情况下，介质阻挡放电灯至少在一侧由水或液体至少部分包围。这时外围的水或液体用作电接触装置，借此，电极再一次地将电传送到水或液体。
介质壁(一个或多个)的材料是从介电材料的组中选择出来的，这个介电材料组优选有石英、玻璃或陶瓷。介质壁的材料必须这样安排：辐射可能通过外介质壁和/或内介质壁的至少一部分，以便将所说辐射施加到介质阻挡放电灯的周围。每个壁具有内表面和外表面。每个壁的内表面朝向并且面向放电间隙。一个壁的内表面和外表面之间的距离确定了壁厚，在某些特殊的情况下壁厚可以改变。在外表面上或者在外表面的附近，施加用于电接触的装置。它们以电的形式提供能量，用于在放电间隙内部产生气体放电，并且因此在放电间隙内部产生辐射。为了应用所说的辐射，在至少一个壁上的电极或电接触装置必须这样安排：来自内部的辐射能通过相应的电极。因此，所说的电极优选地安排成网格，尤其是当电极安排接近外壁的外表面或内壁的外表面时更是如此。在这种情况下，例如在水处理的情况下，如果电极与外壁的外表面隔开，或者与内壁的外表面隔开，为了在相应的环境供电，电极能采用任何合适的材料。
优选地，从包括平板灯几何形状、同轴灯几何形状、屋顶形灯几何形状、平面灯几何形状等在内的组中选择灯的几何形状。对于工业应用，优选使用与放电间隙的直径或者对应的内和外壁的内表面之间的距离相比具有相对较大直径的同轴介质阻挡放电灯或屋顶形同轴灯，来实现用于流体和表面处理的有效面积大的灯。
已经发现，介质阻挡放电灯尤其是高效高功率的介质阻挡放电灯的最佳操作(峰值)振幅十分接近(有时仅仅低于)所需的初始点火电压。因此，通常需要附加的手段，如辅助电极或瞬时电压过冲，来实现可靠的灯启动。所有这些措施将导致更加复杂的并且因此更加昂贵的灯电源或灯驱动器。
优选地，磷光涂层主要是由从包括下述的发光磷光体的组中选择出来的材料制成的：LaPO4:Pr，YPO4:Pr，LuPO4:Pr，YPO4:Bi，CaSO4:Pb，MgSO4:Pb，LuBO3:Pr，YBO3:Pr，LiYF4:Nd，LuPO4:Nd，和/或YPO4:Nd(Ca1-xMgx)SO4:Pb，(Y1-x-yLuxLay)PO4:Pr，(Y1-x-yLuxLay)PO4:Nd，(Y1-x-yLuxLay)PO4:Bi，(Y1-x-yLuxLay)BO3:Pr，其中1-x-y≥0，x和y分别在≥0和≤1的范围。
这种新的材料(一种或多种)适合于高的效率并且具有优良的发光特性。这种材料与保护涂层很好地协同配合，使两种材料，即发光磷光材料与保护涂层材料，可得到抗拒老化并具有高发光效率的磷光涂层。进而，这种材料与某些用作保护涂层的材料具有良好的粘结特性，以使保护涂层和发光涂层强耦合。
例如包括YPO4:Bi的磷光涂层或发光涂层的平均颗粒大小范围为≥2微米到≤6微米，每个颗粒作为一个整体由一个薄的封闭的MgO涂层覆盖。由于这一事实，在波长小于220纳米的非晶体的MgO开始吸收辐射，于是就开始吸收由氙等离子体发出的光，由氙等离子体发出的光的范围在氙分压上升的情况下为172纳米，涂层的厚度对于涂敷的磷的发光效率来说是一个相关的方面。借助于沉淀Mg(OH)2的合适的过程，随后是使所说的Mg(OH)2完全脱水的煅烧(calcination)步骤以最后产生MgO(下面对这些步骤还要进行描述)，可以实现厚度范围为≥5纳米和≤20纳米的致密的、极薄的涂层。相对低的溶解度产物Mg(OH)2(kL约为1，2×10-11)和相对低的水解趋势使对于含水溶液敏感的磷光材料稳定。这由于下面的事实是相关的和有益的：为了生产涂敷的介质阻挡放电灯，出于环境的理由，越来越多地使用基于水的磷光悬浮液。
下面描述前面提到的过程：
将1.0克Mg(NO3)2.6H2O(3.9毫摩尔(mmol))溶解在50毫升的水中。8.0克YPO4:Bi是悬浮的，并且填加硝酸镁溶液。搅拌pH值约为7.5的最终的悬浮液。将悬浮液连到氨溶液，以使大约2小时后的pH值提高到约为9.1。达到这个值时，Mg(OH)2的沉淀开始。接下去进行搅拌，以使pH值进一步提高到约为9.5。最后，对于磷进行过滤、在约80℃干燥、并在450℃煅烧2小时。
作为一种变化，通过包括超精细MgO颗粒的一个层来包围磷光涂层YPO4:Bi，所说超精细MgO颗粒是通过MgO悬浮液、干燥、并加热到约500℃获得的。
另一个优点是，发光涂层的发光磷光体适合于或者说主要适合于由将一次放电辐射转换成范围为≥170纳米到≤300纳米的辐射的材料制成，优选的范围为≥180纳米到≤290纳米的辐射，更加优选的范围为≥183纳米到≤285纳米的辐射，最优选的范围为≥185纳米到≤280纳米。所以，磷光涂层适合于可以使用介质阻挡放电灯的大体上所有的应用场合。
还是优选地，保护涂层主要由从包括下面材料的保护磷光涂层的组中选择出来的材料制成或主要包括从包括下面材料的保护磷光涂层的组中选择出来的材料：MgO，Al2O3，MgAl2O4，SiO4，Y2SiO5，La2SiO5Gd2SiO5 Lu2SiO5 YPO4，LaPO4 GdPO4，LuPO4 CaSO4 SrSO4和/或BaSO4。如在前所述的，这些材料与发光涂层的磷光体材料协同配合，可以实现长期耐用的高效磷光涂层。上述的材料还有优良的粘结特性，可将磷光涂层粘结到壁例如介质阻挡放电灯的壁上。
为了实现最好的保护，保护涂层完全包围发光涂层，以保护整个发光涂层。借此，保护涂层一方面用作保护，防止从放电间隙的方向引起的老化，另一方面用作粘结装置，使发光涂层的磷光体和壁发生良好的耦合。
为了实现最好的保护，并且为了至少包围发光涂层的磷光体的主要部分，保护涂层完全包围发光涂层的磷光颗粒的至少≥50％到≤100％，优选的≥60％到≤100％，更加优选的≥75％到≤100％，最优选的≥95％到≤100％，从而可以保护整个发光涂层。
最佳的保护是通过完全包围发光涂层实现的。为此，要包围发光涂层的整体，或者包围构成发光涂层的每个单独的部分，每个单独的部分是发光涂层的颗粒。通过覆盖每个单独的颗粒或者至少几乎每个颗粒，可以实现发光涂层的包围。
优选地，通过所说的保护涂层，完全包围每个颗粒，即包围颗粒的100％。由此可包围整个发光涂层。这种颗粒包围还有另一个优点，由于保护涂层的优良的粘结特性，这些颗粒形成一个更加稳定的和更加耐用的发光涂层。
优选地，在介质阻挡放电灯中使用形成所说磷光涂层的这种发光涂层。
优选地，用于产生和发射紫外辐射的介质阻挡放电灯包括：封装的放电间隙，借此外壳具有至少两个壁，其中至少一个壁是介质壁，并且至少一个壁具有至少部分透明的部分；定位在放电间隙内的填充物；至少两个电接触装置，用于实现分别与至少两个壁相关的电接触；和至少一个发光涂层，用于转换填充物的一次放电辐射为一种期望的辐射，发光涂层是从介质阻挡放电磷光涂层的组中选择出来的，所说的组包括按照本发明的用于减小发光涂层的老化至最小的所说磷光涂层。
按照现有技术介质阻挡放电灯没有任何保护涂层。在汞灯中使用保护涂层来阻止在汞和发光材料的材料之间的反应。在无汞的介质阻挡放电灯中，这个问题没有出现。令人惊奇的是，已经发现，按照本发明的特定涂层的确防止了介质阻挡放电灯的发光层由于短的波动辐射、尤其是范围≥160纳米的辐射、并且由于放电气体如氙的溅射可能受到的损坏。
为了实现合适的保护涂层，必须找到用于发光层的材料，这种材料与用于保护涂层的材料协同配合，借此对于介质阻挡放电灯的发光特性应该没有负面的影响。因此，必须找到用于磷光涂层并且用于保护涂层的新材料，它们可与象先前提到过的材料的保护涂层协同配合。
因此，介质阻挡放电灯优选包括这样的新材料。
上述材料在一般情况下可用在任何的介质阻挡放电灯中。优选地，出于环境保护的需要，介质阻挡放电灯的填充物优选是无汞的。
优选地，发光涂层的透射率范围至少≥50％到≤100％，优选的从≥60％到≤100％，更加优选的从≥70％到≤100％，最优选的从≥75％到≤100％，和/或发光涂层在一次辐射波长的吸收率范围≥0％到≤20％，优选的从≥0％到≤17％，更加优选的从≥0％到≤15％，最优选的从≥％到≤10％。
具有高效光输出的介质阻挡放电灯的发光涂层的透射率至少≥50％，更加优选的≥70％。这样就保证了高的光输出。
另一方面，吸收，特别是在波长约为172纳米的吸收，必须尽可能地小，优选的≤20％，更加优选的≤15％，最优选的约为10％。
为了实现具有所说特性的这样的介质阻挡放电灯，发光涂层的厚度范围优选的是≤200纳米，更加优选的≤150纳米，最优选的≤100纳米。
此外，介质阻挡放电灯说得更准确些发光涂层具有很高的二次电子发射系数的范围，优选的是≥0.001，更加优选的≥0.005，最优选的≥0.01。
这些特性允许使用具有相对较大带隙的材料，这使发光涂层的制造更加容易，复杂性更小。所说新的磷光涂层的材料具有这些特性。
介质阻挡放电灯可以用在大量的应用场合。因此，可以提供加入按照本发明的介质阻挡放电灯的一种系统，所说的灯具有按照本发明的磷光涂层作为发光层，并且可用在如下的一个或多个应用场合：硬或软表面的流体和/或表面的处理，优选的是清洁、消毒和/或提纯；液体的消毒和/或提纯，食品和/或饮料的处理和/或消毒，水的处理和/或消毒，废水的处理和/或消毒，饮用水的处理和/或消毒，自来水的处理和/或消毒，超纯水的生产，液体或气体的总的有机碳含量的减小，气体的处理和/或消毒，空气的处理和/或消毒，排放气体的处理和/或清洁，组分的裂解和/或去除(优选是无机的和/或有机的化合物)，半导体表面的清洁，从半导体表面的组分的裂解和/或去除，食品供应的清洁和/或消毒，药品的清洁和/或消毒。
本发明的这些和其它方面参照下面的实施例将变得显而易见并得到说明。
附图说明
图1用纵向剖面图示意地表示在壁的内表面具有发光涂层的介质阻挡放电灯；
图2用纵向剖面图详细示意地表示了同轴的介质阻挡放电灯的层结构，它的放电间隙是通过内和外石英管形成的，在管的内部有发光层和保护涂层；
图3用放大的剖面图示意地表示由保护涂层包围的磷光颗粒。
具体实施方式
图1示意地表示一个同轴的介质阻挡放电灯1，灯1在纵向剖面图中有一个环形的放电间隙。介质阻挡放电灯1的放电间隙是由介质内壁和介质外壁形成的。在图1中，放电间隙是由内和外灯管形成的，内灯管具有圆周形的壁，起内壁的作用，外灯管具有圆周形的壁，起外壁的作用。灯管由石英玻璃制成，它是一种介质材料。内壁具有内表面和外表面。内表面面对放电间隙，外表面指向相反的方向。内壁的厚度由内和外表面之间的最短距离确定。外壁类似地具有内表面和外表面。外壁的内表面对应于内壁的内表面，并且面对放电间隙。外表面沿反向方向指向内表面。外壁的厚度由内和外表面之间的最短距离确定。介质阻挡放电灯1具有两个相应的电极，这些电极安排在外和内壁上。第一电极安排在内壁的外表面上，形状如网格的第二电极安排在外壁的外表面上。在内壁的内表面上，安排和/或定位包括磷光涂层2在内的发光涂层。内壁的内表面也具有这样一种包括磷光涂层2在内的发光涂层。磷光涂层2包括发光涂层和保护涂层，因此发光涂层包括若干单个的磷光颗粒。对于形成发光涂层的颗粒的直径进行选择，以便可以实现所产生的紫外辐射的波长范围的最佳反射。
介质阻挡放电灯1的填充物是氙的填充物，填充压力在100毫巴和800毫巴之间。在这种情况下，氙辐射的波长范围约为λ＝172纳米。这个反射的波长可以抵达发光涂层。
用于发光涂层确切地说磷光涂层2的材料，或者更加准确地说，用于发光涂层或磷光颗粒的材料，主要是由从发光磷光体的组中选择出来的，发光磷光体的组包括：LaPO4:Pr，YPO4:Pr，LuPO4:Pr，YPO4:Bi，CaSO4:Pb，MgSO4:Pb，LuBO3:Pr，YBO3:Pr，LiYF4:Nd，LuPO4:Nd，和/或YPO4:Nd(Ca1-xMgx)SO4:Pb，(Y1-x-yLuxLay)PO4:Pr，(Y1-x-yLuxLay)PO4:Nd，(Y1-x-yLuxLay)PO4:Bi，(Y1-x-yLuxLay)BO3:Pr，其中1-x-y≥0，x和y分别在≥0和≤1的范围。
进而，磷光涂层包括一个保护涂层，保护涂层主要由从保护磷光涂层的组中选择出来的材料制成：所述的组包括MgO，Al2O3，MgAl2O4，SiO4，Y2SiO5，La2SiO5 Gd2SiO5 Lu2SiO5 YPO4，LaPO4 GdPO4 LuPO4CaSO4 SrSO4和/或BaSO4。
在这个特殊的实施例中，用于磷光颗粒的材料包括YPO4:Bi，YPO4:Bi的平均颗粒大小范围为≥2微米到≤6微米，每个颗粒作为一个整体由一个薄的封闭的MgO涂层覆盖。由于这一事实，在波长小于220纳米的非晶体的MgO开始吸收辐射，于是就开始吸收由氙等离子体发出的光，由氙等离子体发出的光的范围在氙的分压提高的情况下为172纳米，颗粒的保护涂层的厚度对于磷光涂层的发光效率来说是一个相关的方面。借助于沉淀Mg(OH)2的合适的过程，随后是使所说的Mg(OH)2完全脱水的煅烧步骤以最后产生MgO(下面对这些步骤还要进行描述)，可以实现厚度范围为≥5纳米和≤20纳米的致密的、极薄的涂层。比较低的溶解度产物Mg(OH)2(kL约为1，2×10-11)和比较低的水解趋势使对于含水溶液敏感的磷光材料很稳定。这由于下面的事实是关联的和有益的：为了生产涂敷的介质阻挡放电灯1，出于环境的理由，越来越多地使用基于水的磷光悬浮液。
下面描述前面提到的过程：
将1.0克Mg(NO3)2.6H2O(3.9毫摩尔)溶解在50毫升的水中。8.0克YPO4:Bi是悬浮的，并且填加硝酸镁溶液。搅拌pH值约为7.5的最终的悬浮液。将悬浮液连到氨溶液，以使大约2小时后的pH值提高到约为9.1。达到这个值时，Mg(OH)2的沉淀开始。接下去进行搅拌，以使pH值进一步提高到约为9.5。最后，对于磷光体进行过滤、在约80℃干燥、并在450℃煅烧2小时。
作为一种变化，通过包括超精细MgO颗粒的一个层来包围磷光涂层YPO4:Bi，所说超精细MgO颗粒是通过MgO悬浮液、干燥、并加热到约500℃获得的。
在图2中，示意地表示这样的磷光涂层2的结构，磷光涂层2具有发光涂层3和覆盖整个发光涂层3的保护涂层4，在这个图中，示出两个不同的磷光涂层，第一磷光涂层2a在内壁上，第二磷光涂层2b在介质阻挡放电灯的外壁上。在外壁上的第二磷光涂层2b的发光涂层3是作为发光涂层3表示的，发光涂层3的每个单个的磷光颗粒是由保护涂层4包围的。
图2用纵向剖面图详细地表示同轴的介质阻挡放电灯的层结构，其放电间隙是由按照图1的层结构的内和外石英管形成的，在内管内部的第一磷光涂层2a包括发光涂层3和保护涂层4，发光涂层3包括若干磷光颗粒，保护涂层4定位在放电间隙和发光涂层3之间的附近。介质阻挡放电灯确切地说介质阻挡放电灯的壁是旋转对称的结构。虚线表示的是旋转轴。从旋转轴开始，从内到外地描述所说的层结构。内层是内壁。第一磷光涂层2a安排在内壁上，第一磷光涂层2a包括发光涂层3，发光涂层3主要由若干单个的磷光颗粒构成的。发光涂层3由保护涂层4覆盖。这两者形成了第一磷光涂层2a。
放电间隙进一步还包含填充物，在这里是氙。第二磷光涂层2b包括发光涂层3和保护涂层4，发光涂层3主要由若干单个的磷光颗粒构成，因此，保护涂层4包围每个单个的磷光颗粒，这样的第二磷光涂层2b定位在外壁上。第一磷光涂层2a包括由保护涂层4整体覆盖的发光涂层3，第二磷光涂层2b包括主要由若干单个的磷光颗粒组成的发光涂层3，每个磷光颗粒由保护涂层4包围。在图3中示意地表示了后者的结构。
图3用放大的剖面图示意地表示由保护涂层4包围的一个单个的磷光颗粒3a。保护涂层4完全包围或环绕磷光颗粒3a。所有被包围的磷光颗粒3a在一起形成了第二磷光涂层2b。
参考标号的列表
1介质阻挡放电灯(DBD-灯)
2磷光涂层
2a第一磷光涂层
2b第二磷光涂层
3发光涂层
3a磷光颗粒
4保护涂层
Claims (10)
1、一种在介质阻挡放电灯(1)中特别是在无汞的介质阻挡放电灯中用作发光涂层的磷光涂层(2)，所说的磷光涂层包括一起形成一个发光涂层(3)的若干磷光颗粒(3a)，用于转换一次放电辐射为所期望的辐射，其中所说的磷光涂层(2)还包括一个保护涂层(4)，保护涂层至少部分地包围发光涂层(3)，以使介质阻挡放电灯(1)使用期间发光涂层(3)的老化最小。
2、根据权利要求1所述的磷光涂层(2)，其中：发光涂层(3)包括从发光磷光体的组中选择出来的材料，所述发光磷光体的组包括：LaPO4:Pr，YPO4:Pr，LuPO4:Pr，YPO4:Bi，CaSO4:Pb，MgSO4:Pb，LuBO3:Pr，YBO3:Pr，LiYF4:Nd，LuPO4:Nd，YPO4:Nd(Ca1-xMgx)SO4:Pb，(Y1-x-yLuxLay)PO4:Pr，(Y1-x-yLuxLay)PO4:Nd，(Y1-x-yLuxLay)PO4:Bi，和/或(Y1-x-yLuxLay)BO3:Pr，其中1-x-y≥0，x和y分别在≥0和≤1的范围。
3、根据前述权利要求1-2之一所述的磷光涂层(2)，其中：发光涂层(3)的发光磷光体适合于将一次放电辐射转换成范围为≥170纳米到≤300纳米的辐射，优选的范围为≥180纳米到≤290纳米的辐射，更加优选的范围为≥183纳米到≤285纳米的辐射，最优选的范围为≥185纳米到≤280纳米的辐射。
4、根据前述权利要求1-3之一所述的磷光涂层(2)，其中：保护涂层(4)包括从保护磷光涂层的组中选择出来的材料，所说保护磷光涂层的组包括：MgO，Al2O3，MgAl2O4，SiO4，Y2SiO5 La2SiO5Gd2SiO5 Lu2SiO5 YPO4，LaPO4 GdPO4 LuPO4 CaSO4，SrSO4和/或BaSO4。
5、根据前述权利要求1-4之一所述的磷光涂层(2)，其中：保护涂层(4)完全包围发光涂层(3)，以保护整个发光涂层(3)。
6、根据前述权利要求1-5之一所述的磷光涂层(2)，其中：保护涂层(4)完全包围发光涂层(3)的磷光颗粒(3a)的至少≥50％到≤100％，优选的≥60％到≤100％，更加优选的≥75％到≤100％，最优选的≥95％到≤100％，从而保护整个发光涂层(3)。
7、一种用于产生和发射紫外辐射的介质阻挡放电灯(1)，包括：
-封装的放电间隙，借此外壳具有至少两个壁，至少一个壁是介质壁，至少一个壁具有至少一部分透明的部分；
-定位在放电间隙内部的填充物；
-至少两个电接触装置，用于分别与至少两个壁有关的电接触；和
-至少一个发光涂层，用于转换填充物的一次放电辐射为期望的辐射，其中的发光涂层是从包括按照权利要求1-6之一所述的磷光涂层(1)的介质阻挡放电磷光涂层的组中选择出来的以减小发光涂层的老化至最小。
8、根据权利要求7所述的介质阻挡放电灯(1)，其中：介质阻挡放电灯(1)的填充物是无汞的，用于环境友好的介质阻挡放电灯(1)。
9、根据权利要求7或8所述的介质阻挡放电灯(1)，其中：发光涂层的透射率范围至少≥50％到≤100％，优选的从≥60％到≤100％，更加优选的从≥70％到≤100％，最优选的从≥75％到≤100％，和/或发光涂层在一次辐射波长的吸收率范围≥0％到≤20％，优选的从≥0％到≤17％，更加优选的从≥0％到≤15％，最优选的从≥％到≤10％。
10、一种加入按照权利要求7-9中任何一个所述的介质阻挡放电灯(1)的系统，所说的灯具有按照权利要求1-6之一所述的磷光涂层(2)作为发光层，并且可用在如下的一个或多个应用场合：
硬或软表面的流体和/或表面的处理，优选的是清洁、消毒和/或提纯；
液体的消毒和/或提纯，
食品和/或饮料的处理和/或消毒，
水的处理和/或消毒，
废水的处理和/或消毒，
饮用水的处理和/或消毒，
自来水的处理和/或消毒，
超纯水的生产，
液体或气体的总的有机碳含量的减小，
气体的处理和/或消毒，
空气的处理和/或消毒，
排放气体的处理和/或清洁，
组分的裂解和/或去除，组分优选是无机的和/或有机的化合物，
半导体表面的清洁，
从半导体表面的组分的裂解和/或去除，
食品供应的清洁和/或消毒，
药品的清洁和/或消毒。
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Open date: 20080109 |