CN101185152A - 具有包含陶瓷材料的电极的发光装置 - Google Patents

具有包含陶瓷材料的电极的发光装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101185152A
CN101185152A CNA200680019071XA CN200680019071A CN101185152A CN 101185152 A CN101185152 A CN 101185152A CN A200680019071X A CNA200680019071X A CN A200680019071XA CN 200680019071 A CN200680019071 A CN 200680019071A CN 101185152 A CN101185152 A CN 101185152A
Authority
CN
China
Prior art keywords
compound
emitting device
light
reducing
ceramic material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA200680019071XA
Other languages
English (en)
Inventor
U·奇特卡
D·比特纳
P·J·斯托贝拉
S·特罗姆普范登博加特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN101185152A publication Critical patent/CN101185152A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00—Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/02—Main electrodes
    • H01J1/13—Solid thermionic cathodes
    • H01J1/14—Solid thermionic cathodes characterised by the material
    • H01J1/142—Solid thermionic cathodes characterised by the material with alkaline-earth metal oxides, or such oxides used in conjunction with reducing agents, as an emissive material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/04—Electrodes; Screens; Shields
    • H01J61/06—Main electrodes

Landscapes

  • Discharge Lamp (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

本发明涉及一种发光装置，其包含具有陶瓷氧化材料的电极，所述陶瓷氧化材料包含碱土金属的铌酸盐或钽酸盐，其与还原剂或其前驱物相接触。该还原剂用来键合释放的氧并且控制该发光装置的性能。

Description

具有包含陶瓷材料的电极的发光装置
技术领域
本发明涉及发光装置的领域，特别是荧光灯的领域。
背景技术
为了满足对于具有更严格寿命规范的荧光灯的日益增长的需求，人们研究了基于复合陶瓷氧化物结构(例如钽酸钡(Ba1-xCax)6-yTa2O11-y，其中0＜x＜1以及y＜6)的发射体。Delrieu等人已经在20世纪50年代在US2677623中描述了类似的化合物。得益于其陶瓷结构，这些化合物在防溅射和防潮的稳健性方面与二元氧化物材料相比是有优势的。
就最后一个性质而言，可以使得在灯外的更加可控的加工具有更好的寿命性能。令人遗憾的是，该加强的稳健性伴随着减少碱土金属(电子发射种类，特别是钡)的传送并且因此减少电子发射率。
因此，本发明的目的是要提供一种具有改进的发射材料的发光装置，其使发光装置能够具有高发射以及改进的寿命性能。
该目标由一种发光装置，特别是一种荧光灯实现，该发光装置包括包含陶瓷材料的电极，所述陶瓷材料基本上由选自(MI)6-yMII 2O11-y的组的材料制成，其中MI选自包含碱土金属或其混合物的组，其中MII选自包含Ta、Nb或其混合物的组，并且y≥0以及≤6，其与至少一种还原化合物和/或在加工和/或灯运行期间分解成一种或多种还原化合物的至少一种前驱化合物相接触。
因此，提供一种发光装置，其包括包含陶瓷材料的电极，所述陶瓷材料基本上由选自(MI)6-yMII 2O11-y的组的材料制成，其中MI选自包含碱土金属或其混合物的组，其中MII选自包含Ta、Nb或其混合物的组，并且y≥0以及≤6或其混合物，其与至少一种还原化合物和/或在加工和/或灯运行期间分解成一种或多种还原化合物的至少一种前驱化合物相接触。
特别地，发光装置是一种荧光灯。优选地，y≥0.5且≤5，更优选地≥1且≤4，进一步更优选地≥2且≤3，并且最优选地≥24且≤2.8。
发明人发现，低电子发射率的问题是由例如钡的适用金属的低传送引起的，其伴随着氧的释放并且因此伴随着水银的消耗，所述问题可以通过使用本发明中列出的还原元素而减轻。
在本发明意义下，还原化合物特别是一种具有比钨的电负性低的化合物。
在本发明中使用的还原化合物优选地依据给定的应用来选择。然而，已经证实，下列特征对于大多数应用和本发明中的实施例而言具有优点：
在灯运行期间反应性应该与原子碱土金属的净输送(损失)速度是平衡的，即其应该是足够低的以避免在发射体/灯加工期间过早氧化以及避免碱土金属的过量释放和形成稳定化合物。
作为还原反应的结果而形成的化合物不应该与大量的碱土金属键合，并且优选地这些化合物不应该减少电子发射率。
为了提供所述最后一个性质，生成焓的绝对值应该足够低或/和激活能量应该足够高并且不应该产生对于电子发射率的显著中毒效应。
发明人发现，使用依据本发明的还原化合物和/或前驱化合物，不仅在灯运行期间使释放的氧键合，而且令人惊讶的是通过与陶瓷材料中包含的氧反应，还原化合物和/或前驱化合物也用来“破裂”，即分解陶瓷材料。这开启了控制陶瓷材料的反应速度的可能性，因为通过管理陶瓷材料和/或还原化合物和/或前驱化合物的性质也可以改进发光装置的性能。
令人惊讶的是，已经发现依据本发明的还原化合物与像铌酸盐和/或钽酸盐的发射体的结合使用展示出了进一步的优点，即由于氧空缺的增加，碱土金属在晶体中的迁移率额外增加并且得到的铌酸盐和/或钽酸盐状态显示出提高的电子发射能力。
在本发明意义下，术语“使接触”特别地表示陶瓷材料和还原化合物(一个或多个)和/或前驱化合物(一个或多个)位于彼此的最终邻近位置，因此它们之间的反应是可能的，和/或它们处于互相朝向的位置以便在灯运行期间至少输送机制可以使这样的反应发生。
在本发明意义下，术语“基本上由...制成”表示wt-％(重量百分比)含量≥90，优选地≥95，更优选地≥98，最优选地≥99且≤100。
依据本发明的优选实施例，通过混合和/或涂敷电极和/或陶瓷材料使得陶瓷材料接触还原化合物和/或前驱化合物。其优点在于能够确保还原和/或前驱化合物与陶瓷材料之间的紧密接触。优选地，还原化合物和/或前驱化合物以涂敷的方式提供。
依据本发明的优选实施例，涂敷的厚度d≥0,05σ·V且≤10σ·V，其中σ是值为每mm2电极表面积0.1μmol的系数以及V是还原剂的摩尔体积V。
优选地，涂敷的厚度d≥0,1σ·V且≤5σ·V，更优选地，涂敷的厚度d≥0,2σ·V且≤2σ·V以及最优选地涂敷的厚度d≥0,5σ·V且≤1,5σ·V。
依据本发明的优选实施例，涂敷的厚度d≥0.1μm且≤8μm，优选地≥0.2μm且≤6μm，更优选地≥0.4μm且≤4μm，以及最优选地≥0.6μm且≤2μm。
发明人发现，通过以这种方式调整涂敷的厚度，发光装置的寿命能够进一步提高并且可以获得发光装置的更加可控的性能。
依据本发明的优选实施例，还原化合物和/或前驱化合物作为宏观结构而提供。本发明意义下的宏观结构意味着，还原和/或前驱化合物以至少在一维上具有≥0.1mm的尺寸或长度的结构的方式在发光装置内提供。这样一来，陶瓷材料通过灯内的迁移反应(transport reaction)产生还原。通过适当地调整宏观结构的尺寸和/或位置，即充分暴露在等离子中，控制还原化合物和/或前驱化合物和陶瓷材料之间的反应是可能的。
依据本发明的优选实施例，还原化合物和/或前驱化合物以微粒的形式提供。这也使还原化合物和/或前驱化合物和陶瓷材料之间的反应能够控制。
依据本发明的优选实施例，在还原化合物和/或通过前驱化合物的分解所释放的化合物之间的反应速度设定成以≥0.1且≤0.01μg/h的速度还原陶瓷化合物中的碱土金属。
这个反应速度被证实是用来获得灯的改进性能，尤其是关于灯的寿命的改进的合适的速度。
可以通过提供上述的还原化合物来控制并且可以通过监测灯的寿命来测量该反应速度。
依据本发明的优选实施例，在加工和/或灯运行期间分解成一个或多个还原化合物的前驱化合物，进一步仅仅分解成容易分解和/或具有低功函数的物质。这确保了不会通过前驱化合物的分解释放有害的成分。除了期望的还原化合物的释放之外，仅释放无害的副产品。
依据本发明的优选实施例，还原化合物和/或前驱化合物包含选自包含Mg、Sc、Y、La、稀土金属、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Ni、B、Al、Si及其混合物的组中的金属材料。这些材料表现为最适合本发明的材料。
依据本发明的优选实施例，前驱化合物包含作为氢化物的至少一种金属化合物。
这样的前驱化合物将在加工和/或灯运行期间分解，因此释放金属化合物，该金属化合物然后用作还原化合物。
依据优选实施例，还原化合物和/或由前驱化合物的分解所释放的化合物的电负性是0.7≤χ≤2.5。如上所述，这表现为用于获得最佳反应速度的最佳电负性范围。电负性更优选地是11≤χ≤2.2，最优选地是1.3≤χ≤2.0。
依据本发明的优选实施例，还原化合物和/或在前驱化合物的粒径是≥0.1μm到≤200μm。
发明人发现，在将粒径设定在这些余量之间，发光装置的整体性能可以获得显著改进。优选地，还原化合物的粒径是≥0.5μm到≤150μm，更优选地是≥2.0μm到≤100μm。
可以相信，所描述的选择还原化合物和/或前驱化合物的粒径的改进之处是，这个/这些化合物和陶瓷材料之间的反应将按照最佳的反应速度发生。使用具有更小粒径的粉末导致还原化合物和/或前驱化合物的“烧毁”，而太高的粒径导致太慢的反应，因此阻碍还原化合物和/或前驱化合物按照期望进行反应。
依据本发明的优选实施例，调整的粒径dad由dad＝log10(d·χ2，5)限定，d是粒径，以及χ是还原化合物和/或通过前驱化合物的分解所释放的化合物的电负性，其≥0.2且≤2.5。
发明人意外地发现，通过以这种方式设定调整的粒径，甚至可以获得还原化合物和/或前驱化合物和陶瓷材料的更加改进的反应速度。优选地，dad是≥0.5且≤2，更优选地≥1且≤1.8。
依据本发明的优选实施例，陶瓷材料是(MI 1-xCax)6-yMIII 2O11-y，其中MI选自包含除钙以外的碱土金属或其混合物的组，其中MIII选自包含Ta、Nb或其混合物的组，x≥0且≤1并且y≥0且≤6。
发明人发现，以该优选实施例的给定余量中的钙含量，在煅烧/烧结/烘烤后形成于惊人稳定的化合物，其显著减少了缺陷的数量并且几乎不会产生任何结块。优选地，y≥0,05且≤5,5，更优选地≥1且≤5。优选地，x≥0,1且≤0,8，更优选地≥0,15且≤0,4并且最优选地≥0,2且≤0,3。
依据本发明的优选实施例，陶瓷材料是(Ba1-xCax)6-yTa2O11-y，其中y≥0且≤6并且x≥0且≤1。优选地，y≥0，5且≤5，更优选地≥1且≤4，进一步更优选地≥2且≤3并且最优选地≥2，4且≤2,8。优选地，x≥0,01且≤0,8，更优选地≥0,05且≤0,4并且最优选地≥0,1且≤0,3。
这也表现为适合在本发明中使用的材料。
依据本发明的发光装置可以使用在多种系统和/或应用上，以下是其中的一个或多个：家庭应用系统、店铺照明系统、家用照明系统、重点照明系统、点光源照明系统、剧场照明系统、光纤应用系统、投影系统、自照明显示系统、像素化(pixilated)显示系统、分段显示系统，警示标记系统、医用照明应用系统、指示标记系统、背光系统、装璜照明系统、便携系统、汽车应用。
前述部件以及权利要求中的部件和在所描述的实施例中依据本发明使用的部件不会受制于有关其尺寸、形状、材料选择以及技术概念的任何特殊的例外，因此可以毫无限制地使用相关领域公知的选择标准。
在从属权利要求、附图和以下对各自的附图和实例的描述中公开了本发明的目的的附加细节、特征和优点，所述实例一以示范的形式一示出依据本发明的发光装置的几个优选实施例。
图1示出依据本发明实施例的荧光灯形式的发光装置的部分分段的侧视图。
图2示出在发明实例I和比较实例I的灯中形成常规的、环状黑斑的灯的(百分比)数量的图表。
图1示出依据本发明实施例的荧光灯1形式的发光装置的部分分段的侧视图。灯包含外壳10，其可以涂敷荧光粉涂层20。电极杆30密封外壳的端部，其包含喇叭口(flare)40和夹紧密封件50，两个引线60和70穿过其延伸。它还包括排气管80。灯1还包括两个电极线圈100。这些线圈有磁心，其优选地由钨制成并且其还依据本发明设置了如上所述的陶瓷材料和还原化合物和/或前驱化合物。优选地，电极线圈100涂敷有陶瓷材料和还原化合物和/或前驱化合物。然而，还原和/或前驱化合物还可以如上所述以宏观结构的形式和/或作为微粒来提供。
依据本发明的发光装置一以仅仅是示范性的形式-进一步由以下实例示出：
实例I
如图1所示的发光装置作为发明实例1。涂敷荧光粉的灯管在6Ω电极之间具有10mm的直径和42cm的长度。除了水银之外，还填充有5毫巴的氩作为缓冲气体。Philips HF-Matchbox HF-M 118PLC/PLT SH用作电源。在高真空涂敷单元中，钛层叠加在钨线圈上，所述钛层作为还原元件。然后通过使用陶瓷材料在所采用的粘合剂硝酸纤维素和溶解的乙酸丁酯的混合物中的悬浮液来浸涂线圈。陶瓷材料包含Ba5,4Ca0,6Ta2O11。
比较实例I
除了没有使用Ti层之外，比较实例I以与实例I相同的方式给出。
依据实例I和比较实例I的发光装置因而以连续的方式运行并且测量显示环状结构形式的黑斑的灯的数量。这些斑由灯表面上氧化水银的分解而产生并且与灯的维护有关。
图2示出在发明实例I和比较实例I的灯中形成常规的、环状黑斑的灯的(百分比)数量的图表。必须注意的是，出于更好的可见性，时间坐标是对数的。
测量连续运行期间发明的和比较的实例的黑斑随时间的形成。然后如图2所示，记录下相对于连续运行时间的显示出这些黑斑的灯的百分比。
在图表中可以清楚的看到，在发明实例中，黑斑的形成明显延迟。而且，虽然在比较实例中，100％的灯出现黑斑，但是甚至在大约连续运行3000小时之后依据本实例的一些灯根本没有出现斑。

Claims (10)

1.发光装置，特别是一种荧光灯，其包括一个电极，电极包含陶瓷材料，所述陶瓷材料基本上由选自(MI)6-yMII 2O11-y的组的材料制成，其中MI选自包含碱土金属或其混合物的组，其中MII选自包含Ta、Nb或其混合物的组，并且y≥0且≤6，或其混合物，其与至少一种还原化合物和/或在加工和/或灯运行期间分解成一种或多种还原化合物的至少一种前驱化合物相接触。
2.如权利要求1所述的发光装置，其中通过混合和/或涂敷该电极使得该陶瓷材料与该还原化合物相接触，和/或该还原化合物和/或前驱化合物作为宏观结构和/或作为微粒而被提供。
3.如权利要求1或2所述的发光装置，其中该还原化合物和/或前驱化合物包括选自包含Mg、Sc、Y、La、稀土金属、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Ni、B、Al、Si及其混合物的组的金属材料。
4.如权利要求1至3任一所述的发光装置，其中该还原化合物和/或通过该前驱化合物的分解所释放的化合物的电负性是0.7≤χ≤2.5。
5.如权利要求1至4任一所述的发光装置，其中在该还原化合物和/或通过该前驱化合物的分解所释放的化合物之间的反应速度设定成以≥0.1且≤0.01μg/h的速度还原该陶瓷化合物中的碱土金属。
6.如权利要求1至5任一所述的发光装置，其中该还原化合物和/或前驱化合物的粒径是≥0.1μm且≤100μm和/或调整粒径dad，其由dad＝log10(d·χ2，5)限定，d是粒径，以及该还原化合物和/或通过该前驱化合物的分解所释放的化合物的电负性χ是≥0.2且≤2.5。
7.如权利要求1至6任一所述的一种发光装置，其中涂敷的厚度≥0,7σ·V到≤1,3σ·V，其中σ是值为每mm2电极表面积0.1的系数以及V是还原剂的摩尔体积V。
8.如权利要求1至7任一所述的一种发光装置，其中该陶瓷材料是(MI 1-xCax)6-yMIII 2O11-y，其中MI选自包含除钙以外的碱土金属或其混合物的组，其中MIII选自包含Ta、Nb或其混合物的组，x≥0且≤1，并且y≥0且≤6。
9.如权利要求1至8任一所述的一种发光装置，其中该陶瓷材料是(Ba1-xCax)6-yTa2O11-y，其中y≥0且≤6并且x≥0且≤1。
10.一种包含如权利要求1至9任一所述的发光装置的系统，该系统使用在以下应用的一个或多个中：家庭应用系统、店铺照明系统、家用照明系统、重点照明系统、点光源照明系统、剧场照明系统、光纤应用系统、投影系统、自照明显示系统、编页码显示系统、分段显示系统，警示标记系统、医用照明应用系统、指示标记系统、背光系统、装璜照明系统、便携系统、汽车应用。
CNA200680019071XA 2005-06-02 2006-05-31 具有包含陶瓷材料的电极的发光装置 Pending CN101185152A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP05104796 2005-06-02
EP05104796.7 2005-06-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101185152A true CN101185152A (zh) 2008-05-21

Family

ID=37395867

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA200680019071XA Pending CN101185152A (zh) 2005-06-02 2006-05-31 具有包含陶瓷材料的电极的发光装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20090015128A1 (zh)
EP (1) EP1891655A2 (zh)
JP (1) JP2008543013A (zh)
CN (1) CN101185152A (zh)
WO (1) WO2006129279A2 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101538157B (zh) * 2009-04-11 2011-11-09 桂林工学院 低温烧结的高品质因数钽酸盐微波介电陶瓷及其制备方法
WO2023104217A1 (zh) * 2021-12-07 2023-06-15 华南理工大学 一种 Eu2+ 掺杂的钽酸盐红色荧光粉及其制备方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011048634A1 (ja) * 2009-10-22 2011-04-28 パナソニック株式会社 熱電変換材料および熱電変換素子

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2677623A (en) * 1949-10-27 1954-05-04 Ets Claude Paz & Silva Process for manufacturing electron emissive material and electrodes
NL273523A (zh) * 1961-01-17
US3563797A (en) * 1969-06-05 1971-02-16 Westinghouse Electric Corp Method of making air stable cathode for discharge device
US4031426A (en) * 1974-07-10 1977-06-21 International Telephone And Telegraph Corporation Emissive coating for electrodes
US3951874A (en) * 1974-07-10 1976-04-20 International Telephone And Telegraph Corporation Method for preparing electron emissive coatings
US3969279A (en) * 1974-08-13 1976-07-13 International Telephone And Telegraph Corporation Method of treating electron emissive cathodes
DE9202638U1 (zh) * 1992-02-28 1992-04-16 Patent-Treuhand-Gesellschaft Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh, 8000 Muenchen, De
US6384534B1 (en) * 1999-12-17 2002-05-07 General Electric Company Electrode material for fluorescent lamps
DE10232239A1 (de) * 2002-07-17 2004-02-05 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Niederdruckgasentladungslampe mit Elektrode
AU2003296475A1 (en) * 2002-12-10 2004-06-30 University Of Florida Phototherapy bandage
US6879091B2 (en) * 2003-05-30 2005-04-12 General Electric Company Composite electrode materials for electric lamps and methods of manufacture thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101538157B (zh) * 2009-04-11 2011-11-09 桂林工学院 低温烧结的高品质因数钽酸盐微波介电陶瓷及其制备方法
WO2023104217A1 (zh) * 2021-12-07 2023-06-15 华南理工大学 一种 Eu2+ 掺杂的钽酸盐红色荧光粉及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006129279A2 (en) 2006-12-07
EP1891655A2 (en) 2008-02-27
WO2006129279A3 (en) 2007-02-22
US20090015128A1 (en) 2009-01-15
JP2008543013A (ja) 2008-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4262968B2 (ja) セラミックメタルハライドランプ
JP2010153339A (ja) 高圧放電ランプ
CN101740305A (zh) 镧系元素氧化物在金属卤化物灯中作为氧分配剂
WO1994022164A1 (en) Material for electrode of discharge lamp, method for producing the material, and electrode of discharge lamp
JP5293172B2 (ja) 放電ランプ
CN101185152A (zh) 具有包含陶瓷材料的电极的发光装置
KR100369444B1 (ko) 전극
US5986405A (en) High pressure discharge lamp
JP2009517811A5 (zh)
CN1298197A (zh) 包括氧化物发射极电极的气体放电灯
JP2922485B2 (ja) 低圧放電ランプ
JP3995053B1 (ja) Ｈｉｄランプ
JP2000090876A (ja) 低圧放電ランプ
JP3575344B2 (ja) 透光性セラミック発光管及びその製造方法
JP4494800B2 (ja) 低圧水銀蒸気放電灯
JP3407284B2 (ja) 透光性セラミックス
JP2001155679A (ja) ガス放電灯
JP3462818B2 (ja) 電子放出材料およびその製造方法、電極ならびに放電灯
JP3671976B2 (ja) 低圧放電ランプ
WO2012060998A1 (en) Electron emission material
US2924874A (en) Oxide coated cathode supports
JP2001167730A (ja) 放電灯
JPH10275594A (ja) 電球形蛍光ランプ
CN101034655A (zh) 特制纳米陶瓷灯电极
WO2005029535A1 (ja) メタルハライドランプ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20080521