JP2004514748A - 蛍光層を備えるガス放電ランプ - Google Patents
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Abstract
本発明は放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプに関するものであり、本ガス放電ランプはガス充填物によって充填された放電容器を備え、その放電容器は、誘電性材料の少なくとも一つの壁と、可視光に対して少なくとも部分的に透明であってかつ蛍光層で被覆されている表面を有する少なくとも一つの壁から成る放電容器であり、その蛍光層は、ホスト格子、活性化剤としてのＥｕ２＋、そしてＣｅ３＋， Ｐｒ３＋とＴｂ３＋からなる群から選択されたドーピングＤ とを有している蛍光体から成る蛍光層であり、かつ本ガス放電ランプは誘電的に阻害された放電のための電極構造と、燃焼と放電を維持するための手段とを備える。本発明は更に、ホスト格子、活性化剤としてのＥｕ２＋、そしてＣｅ３＋， Ｐｒ３＋とＴｂ３＋からなる群から選択されたドーピングＤ とを有している蛍光体にも関するものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプ（ｇａｓ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌａｍｐ ｆｏｒ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｉｍｐｅｄｅｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ）、すなわち誘電バリア放電ランプ（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂａｒｒｉｅｒ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌａｍｐ ：ＤＶＤ ランプ）に関するものであり、本ガス放電ランプはガス充填物によって充填された放電容器を備え、その放電容器は、誘電性材料の少なくとも一つの壁と、可視光に対して少なくとも部分的に透明であり、かつ蛍光層で被覆されている表面を有する少なくとも一つの壁から成る放電容器であり、かつ本ガス放電ランプは誘電的に阻害された放電のための電極構造と、燃焼（ｉｇｎｉｔｉｎｇ）と誘電的に阻害された放電を維持するための手段を備える。
【０００２】
【従来の技術】
放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプは、特に、例えばカラーコピーやカラースキャナーの様なオフィスオートメーション装置において、例えば自動車におけるブレーキライトや方向表示ライトの様な信号装置において、例えば自動車の車内灯の様な補助照明装置において使用されるのみならず、特に、ディスプレイの背景光や例えば液晶ディスプレイの様な画像ディスプレイにおいて使用される。
【０００３】
前記の出願は、輝度がランプの全長に渡って均一であってかつ高い、という両者を必要とする。輝度を増加させるためにはシステムにつながれたパワーを増加させることが必要となる。しかしながらこれは、特に蛍光層の蛍光体に、より高い負荷を負わせることにもなる。つながれたパワーが増加するにつれて、蛍光体はより速やかに分解し、かつ操作の間に輝度のアウトプットはより速やかに減少する。
【０００４】
特に、活性化剤として（ａｃｔｉｖａｔｏｒ ）としてＥｕ２＋を含んでいる蛍光体からなる誘電的に妨害された放電を有するガス放電ランプは、前記の蛍光体の分解によって特に影響される。活性化剤としてとしてＥｕ２＋を含んでいる蛍光体は、”Ｕｌｌｍａｎｓ Ｅｎｚｙｋｌｏｐａｄｉｅ ｄｅｒ ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ”，１６，１９５ （１９７８），Ｗｅｉｎｈｅｉｍにおいて開示されている。
【０００５】
そこで本発明の目的は、放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプを提供することであって、本ガス放電ランプはガス充填物によって充填された放電容器を備え、その放電容器は誘電性材料の少なくとも一つの壁と、可視光に対して少なくとも部分的に透明でありかつ蛍光層で被覆されている表面を有する少なくとも一つの壁から成る放電容器であり、その蛍光層は活性化剤としてとしてＥｕ２＋を含み、かつガス本放電ランプは誘電的に阻害された放電のための電極構造と、燃焼（ｉｇｎｉｔｉｎｇ）と誘電的に阻害された放電を維持するための手段を備え、そのガス放電ランプの中で蛍光体の分解は低下している。
【０００６】
本発明によると、この目的は放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプによって達成され、本ガス放電ランプはガス充填物によって充填された放電容器を備え、その放電容器は、誘電性材料の少なくとも一つの壁と、可視光に対して少なくとも部分的に透明であってかつ蛍光層で被覆されている表面を有する少なくとも一つの壁から成る放電容器であり、その蛍光層は、ホスト格子、活性化剤としてのＥｕ２＋、そしてＣｅ３＋， Ｐｒ３＋とＴｂ３＋からなる群から選択されるドーピングＤ とを有している蛍光体から成る蛍光層であり、かつ本ガス放電ランプは誘電的に阻害された放電のための電極構造と、燃焼（ｉｇｎｉｔｉｎｇ）と放電を維持するための手段とを備える。
【０００７】
蛍光層を有するガス放電ランプにおいて、その蛍光層は活性化剤としてのＥｕ２＋と、Ｃｅ３＋， Ｐｒ３＋とＴｂ３＋からなる群から選択されるドーピングＤ とを有し、その蛍光体の分解は減少しており、ランプのカラーポイントは変わらないままである。
【０００８】
本発明はまた、放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプにおいて、活性剤としてＥｕ２＋を含んでいる蛍光体のＥｕ２＋の光酸化に起因する分解は、１００ から２００ｎｍの範囲内の波長を有しているガス放電ランプからのＶＵＶ 照射によって引き起こされるが、一方、２００ から４００ｎｍ の範囲内のより長い波長を有している光の手段による励起は効率における観察可能な損失を何も生じない、という認識に基づいている。Ｅｕ２＋イオンの光酸化は、Ｃｅ３＋， Ｐｒ３＋及びＴｂ３＋等のドーパントを更に蛍光体に添加することにより除くことが可能であり、前記ドーパントはそれら自身光酸化可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい態様によると、ホスト格子は、酸化物、硫化物、ハロゲン化物、アルミン酸塩、没食子酸塩、チオ没食子酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩及びケイ酸塩からなる群から選択された無機材料からなる。
【００１０】
蛍光体は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ，Ｄ； （Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＢａＭｇＡｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＣａＡｌ１２Ｏ１９：Ｅｕ２＋Ｄ； ＳｒＡｌ１２Ｏ１９：Ｅｕ２＋ ，Ｄ； ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｄ； （Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋，Ｄ； Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋， Ｄ； Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋ ； ＢａＦ（Ｃｌ，Ｂｒ）：Ｅｕ２＋ ，Ｄ及びＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，Ｄからなる群より選択されることは特に好ましい。
【００１１】
本発明の範囲内において、蛍光層は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋ Ｄ； Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋ 及び （Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋ からなることは特に好ましい。
【００１２】
代わりに、蛍光層は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ； （Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｔｂ３＋及び（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋からなることは好ましい。
【００１３】
本発明は更に、ホスト格子、活性剤としてＥｕ２＋と、Ｃｅ３＋， Ｐｒ３＋とＴｂ３＋からなる群から選択されたドーピングＤ ならなる蛍光体に関する。その様な蛍光体は、色彩を有するプラズマ画像クリーンの蛍光層の目的においても有利に使用されることができる。
【００１４】
本発明のこれら及び他の観点は、下記において述べられる実施態様から明らかであり、かつそれを参照にして説明されるであろう。
【００１５】
本発明による放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプは、ガス充填物によって充填された放電容器を備え、その放電容器は、誘電性材料の少なくとも一つの壁と、可視光に対して少なくとも部分的に透明であってかつ蛍光層で被覆されている表面を有する少なくとも一つの壁から成る放電容器である。前記蛍光層は無機結晶のホスト格子の蛍光体を含んでいる蛍光体調製物からなり、前記蛍光体の輝度は、Ｅｕ２＋ドーパントを用いてそれを活性化することによって得られる。加えて、そのガス放電ランプは、誘電的に阻害された放電のための電極構造と、燃焼（ｉｇｎｉｔｉｎｇ）と誘電的に阻害された放電を維持するための手段とを備える。
【００１６】
ガス放電ランプの典型的な構成は、円筒型のキセノンを充填したガラスの電球を備え、そのガラスの電球の外側の壁は、一対のストライプ状の、互いに電気的に絶縁されるように配置されている電極を備える。そのストライプ状の電極は、それらの長い側に向かい合うように電球の長さ全体に渡って伸展し、２つの隙間を明るくしている。電極を高電圧源の極（ポール）へ連結し、その高電圧源は２０ｋＨｚ から５００ｋＨｚのオーダーの可変電圧で、電気的な放電が電球の内部表面の領域内においてのみ発生する様な様式で操作される。
【００１７】
もし電極に交流電圧がかけられたら、キセノンを含んでいる充填ガス中でコロナ放電が燃焼する。これは、キセノン中におけるエキシマー、即ち励起されたキセノン原子及び基底状態にあるキセノン原子からなる分子、の生成へとつながる。
Ｘｅ ＋ Ｘｅ＊ ＝ Ｘｅ２ ＊
【００１８】
励起エネルギーは、λ＝１６０ から１９０ｎｍ の波長を有しているＵＶ照射として供給される。この電子エネルギーからＵＶ照射への変換は非常に効率的に起こる。生成したＵＶフォトンは蛍光層の蛍光体によって吸収され、より長い波長を有しているスペクトルの領域中へ励起エネルギーは部分的に再供給される。
【００１９】
基本的に、放電容器については複数個の構造が異なった形態が可能であり、その例として、プレート型、単純チューブ型、同軸チューブ型、一直線の、Ｕ−字型の、環状に曲がった型の、又はコイル型の円筒状の、又は異なった形態の放電チューブがある。
【００２０】
放電容器に用いるための材料は、例えば、石英又はガラス製である。
【００２１】
電極は、例えばアルミニウム又は銀の様な金属、合金又はＩＴＯ の様な透明で、導電性で、無機性の化合物からなる。それらは被覆、粘着性ホイル、金属線又は金網となるように具現化される。
【００２２】
ガス放電容器の内部壁は、部分的に又は全体的に、一つ又はそれ以上の蛍光体又は蛍光体調製物を含んでいる蛍光層によって被覆される。加えて蛍光層は、有機的又は無機的な結合剤又は結合剤組成物を含んでいてもよい。
【００２３】
使用される蛍光体は、活性化剤としてホスト格子中にＥｕ２＋イオンを含んでいる蛍光体から作られている。ホスト格子は、酸化物、硫化物、ハロゲン化物、アルミン酸塩、没食子酸塩、チオ没食子酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩又はケイ酸塩の様な無機材料から構成され、前記無機材料はわずかなパーセンテージの活性化剤によってドープされている。
【００２４】
本発明において使用される蛍光体は、第一にさらに最も重要なものとしては、ＭｅＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄであり、ここでＭｅはβ− アルミナ結晶構造を有しているＢａ，Ｓｒ であって、例えばＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋ Ｄ であるが、それのみならず、例えば、ＢａＭｇＡｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，ＤやＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ２＋，Ｄなどの類似の結晶構造を有する蛍光体である。加えて、マグネトプリュンバイト（ｍａｇｎｅｔｏｐｌｕｍｂｉｔｅ ）構造のアルミネート蛍光体ＭｅＡｌ１２Ｏ１９：Ｅｕ２＋，Ｄを使用することも可能であり、ここでＭ はＣａ，Ｓｒ，Ｂａからなる群から選択され、例えばＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｅｕ２＋，Ｄである。それらが真空ＵＶ照射により励起された時に、これらのアルミネート蛍光体は特に効果的である。
【００２５】
特に好ましい蛍光体はまた、緑色発光ストロンチウムアルミネート ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋ ，Ｄ； ストロンチウムクロロホスフェートＳｒ５（ＰＯ４）５Ｃｌ：Ｅｕ２＋，Ｄ； バリウムマグネシウムシリケートＢａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋ ，Ｄ； バリウムハロゲナイド ＢａＦ（Ｃｌ，Ｂｒ）：Ｅｕ２＋，Ｄ及びストロンチウムチオガレートＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，Ｄである。
【００２６】
Ｅｕ２＋により活性化され、かつＣｏ活性化剤によってドープされた蛍光体は、好ましくは、Ｅｕ２＋を０．１ から３０モル％と、セリウム、プラセオジミウム及びテルビウムから選択された三価Ｃｏ活性化剤を０．０１から５ モル％含む。
【００２７】
Ｅｕ２＋を活性化剤として含む蛍光体は、もし蛍光体の製造の間にＣｅＯ２，Ｐｒ６Ｏ１１ およびＴｂ４Ｏ７ からなる群から選択された酸化物が出発化合物に添加されたなら、三価Ｃｏ活性化剤のセリウム、プラセオジミウム及びテルビウムによって容易にドープされるであろう。
【００２８】
キセノン照射範囲内の波長において、前記蛍光体の吸収係数は特に高く、かつ量子収率も高い。ホスト格子は発光過程に関与せず、代わりにそれは活性化剤イオンのエネルギーレベルの厳密な位置と、そして吸収と発光の波長の精密な位置に影響する。異なったホスト格子中の活性化剤として、一般的にＥｕ２＋イオンは、部分的に青色領域に伸展する紫外領域中に広い吸収バンドを示す。発光バンドは長い紫外領域から黄色ーオレンジ色までの領域に伸展するが、それでもそれらは実質的に青色領域中に伸展する。これらの蛍光体の脱イオン化は、およそ１００℃から僅かに高い温度で起こる。
【００２９】
蛍光体微粒子の粒子サイズは重要ではない。通例は、１から２０μｍ の粒子大きさの間の分布を有する微小粒子粉末の形態の蛍光体が使用される。
【００３０】
放電容器の壁の上に蛍光層を作成するために、例えば静電蒸着又は静電的に支援された粉末化のような乾式被覆法のみならず、浸せき被覆法または噴霧法のような湿式被覆法もまた使用される。
【００３１】
湿式被覆法の場合、蛍光体調製物は、必要な場合には分散剤、界面活性剤及び消泡剤、又は結合剤調製物と共に、水、有機溶媒中に分散されなければならない。分解、脆化又は退色することがなく２５０ ℃の操作温度に耐えることができる有機性又は無機性の結合剤は、本発明によるガス放電ランプのための結合剤調製物として使用するのに適している。
【００３２】
蛍光体調製物を、例えばフローコーティング過程の手段によって、放電容器の壁に塗ることができる。フローコーティング過程のために使用される被覆懸濁液には、溶媒として水又は例えば酢酸ブチルの様は有機化合物を含まれる。懸濁液は、例えば安定化剤、液化剤、セルロース誘導体の様な補助剤を加えることによって安定化され、そのレオロジー的性質に影響を受ける。蛍光体の懸濁液を容器の壁に薄層の形態で塗布し、その後にそれを乾燥して６００ ℃で燃焼した。
【００３３】
代わりに、放電容器の内側の上の蛍光層用の蛍光体調製物を静電的に蒸着することは好ましいであろう。
【００３４】
放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプにおいて、そのランプは白色光を発するべきであり、好ましくは、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ，Ｄ 及び （Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋ ， Ｄ からなる群の緑色を発光している蛍光体は、（Ｙ，Ｇｄ ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋ 及びＹ（Ｖ，Ｐ）Ｏ４：Ｅｕ３＋ からなる群の赤色を発光している蛍光体と、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｔｂ３＋及びＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎからなる群の緑色を発光している蛍光体と組み合わされる。
【００３５】
蛍光層の厚さは通常５ から１００ μｍ の範囲である。
【００３６】
ガスの不純物、特に酸素を全て除くために引き続いて容器の排気を行う。次にその容器をキセノンで充填して密封する。
【００３７】
【実施例】
（実施例１）
５９０ｎｍ の長さ、１０ｎｍの直径及び０．８ｎｍ の壁厚さを有するガラスの円筒状の放電容器にキセノンを２００ｈＰａの圧力で充填する。放電容器は内部電極を含み、その内部電極は軸に平行に伸展し、かつ２．２ｍｍ の直径を有する貴金属のロッドの形態である。放電容器の外部表面には、それぞれ２ｍｍ の幅を有している２つの誘電性の銀ストリップの形態である外部電極が備えられ、そのストリップは軸に平行になる様に配置され、かつ導電的に電源に連結されている。ランプはパルス化された交流電圧の手段によって操作される。放電容器の内壁は蛍光層によって被覆されている。前記蛍光層は下記の成分を有している３バンド蛍光体混合物からなる。すなわち、青色成分としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋Ｐｒ３＋、赤色成分としてＹ２Ｏ３：Ｅｕ 、緑色成分としてＹ２ＳｉＯ５：Ｔｂ である。
【００３８】
前記ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｐｒ３＋ を製造するために、６９．３ｇ （０．３５０ｍｏｌ）のＢａＣＯ３、７．０ｇ（０．０３ｍｏｌ ）のＥｕ２Ｏ３ 、４．０ｇ（４．０ｍｏｌ）のＰｒ６Ｏ１１、１１．２ｇ （０．２７８ｍｏｌ）のＭｇＯ 、２０４ｇ（２．０ｍｏｌ）のＡｌ２Ｏ３ 及び７．４ｇ（０．１１９ｍｏｌ）のＭｇＦ２を全体的に混合し、アゲートモーター中で細かくした。前記混合物を１％水素を有する減圧した窒素雰囲気中で、１３００℃で２時間焼結した。焼結した粉末を再び細かくし、粒子径３６μｍ 未満（ｄ＜ ３６μｍ）の大きさの粒子を得るように篩にかけた。
【００３９】
この様にして、最初に３７ ｌｍ／Ｗ である光アウトプットが達成された。１０００作動時間後、光アウトプットはおよそ３４ ｌｍ／Ｗ であった。ＶＵＶ 光における量子収量はおよそ７０％ である。
【００４０】
（実施例２）
５９０ｎｍ の長さ、１０ｎｍの直径及び０．８ｎｍ の壁厚さを有するガラスの円筒状の放電容器にキセノンを２００ｈＰａの圧力で充填する。放電容器は内部電極を含み、その内部電極は軸に平行に伸展し、かつ２．２ｍｍ の直径を有する貴金属のロッドの形態である。放電容器の外部表面には、それぞれ２ｍｍ の幅を有している２つの誘電性の銀ストリップの形態である外部電極が備えられ、そのストリップは軸に平行になる様に配置され、かつ導電的に電源に連結されている。ランプはパルス化された交流電圧の手段によって操作される。
【００４１】
放電容器の内壁は蛍光層によって被覆されている。前記蛍光層は下記の成分を有している３バンド蛍光体混合物からなる。すなわち、青色成分としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋Ｃｅ３＋、赤色成分として（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋、緑色成分としてＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎである。
【００４２】
前記ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｃｅ３＋ を製造するために、６９．３ｇ （０．３５０ｍｏｌ）のＢａＣＯ３、７．０ｇ（０．０３ｍｏｌ ）のＥｕ２Ｏ３ 、４．１ｇ（２４．０ｍｍｏｌ）のＣｅＯ２、１１．２ｇ （０．２７８ｍｏｌ）のＭｇＯ 、２０４ｇ（２．０ｍｏｌ）のＡｌ２Ｏ３ 及び７．４ｇ（０．１１９ｍｏｌ）のＭｇＦ２を全体的に混合し、アゲートモーター中で細かくした。前記混合物を１％水素を有する減圧した窒素雰囲気中で、１３００℃で２時間焼結した。焼結した粉末を再び細かくし、粒子径３６μｍ 未満（ｄ＜ ３６μｍ）の大きさの粒子を得るように篩にかけた。
【００４３】
この様にして、最初に３７ ｌｍ／Ｗ である光アウトプットが達成された。１０００作動時間後、光アウトプットはおよそ３４ ｌｍ／Ｗ であった。ＶＵＶ 光における量子収量はおよそ７０％ である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプ（ｇａｓ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌａｍｐ ｆｏｒ ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｉｍｐｅｄｅｄ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｓ）、すなわち誘電バリア放電ランプ（ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ ｂａｒｒｉｅｒ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｌａｍｐ ：ＤＶＤ ランプ）に関するものであり、本ガス放電ランプはガス充填物によって充填された放電容器を備え、その放電容器は、誘電性材料の少なくとも一つの壁と、可視光に対して少なくとも部分的に透明であり、かつ蛍光層で被覆されている表面を有する少なくとも一つの壁から成る放電容器であり、かつ本ガス放電ランプは誘電的に阻害された放電のための電極構造と、燃焼（ｉｇｎｉｔｉｎｇ）と誘電的に阻害された放電を維持するための手段を備える。
【０００２】
【従来の技術】
放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプは、特に、例えばカラーコピーやカラースキャナーの様なオフィスオートメーション装置において、例えば自動車におけるブレーキライトや方向表示ライトの様な信号装置において、例えば自動車の車内灯の様な補助照明装置において使用されるのみならず、特に、ディスプレイの背景光や例えば液晶ディスプレイの様な画像ディスプレイにおいて使用される。
【０００３】
前記の出願は、輝度がランプの全長に渡って均一であってかつ高い、という両者を必要とする。輝度を増加させるためにはシステムにつながれたパワーを増加させることが必要となる。しかしながらこれは、特に蛍光層の蛍光体に、より高い負荷を負わせることにもなる。つながれたパワーが増加するにつれて、蛍光体はより速やかに分解し、かつ操作の間に輝度のアウトプットはより速やかに減少する。
【０００４】
特に、活性化剤として（ａｃｔｉｖａｔｏｒ ）としてＥｕ２＋を含んでいる蛍光体からなる誘電的に妨害された放電を有するガス放電ランプは、前記の蛍光体の分解によって特に影響される。活性化剤としてとしてＥｕ２＋を含んでいる蛍光体は、”Ｕｌｌｍａｎｓ Ｅｎｚｙｋｌｏｐａｄｉｅ ｄｅｒ ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｎ Ｃｈｅｍｉｅ”，１６，１９５ （１９７８），Ｗｅｉｎｈｅｉｍにおいて開示されている。
【０００５】
そこで本発明の目的は、放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプを提供することであって、本ガス放電ランプはガス充填物によって充填された放電容器を備え、その放電容器は誘電性材料の少なくとも一つの壁と、可視光に対して少なくとも部分的に透明でありかつ蛍光層で被覆されている表面を有する少なくとも一つの壁から成る放電容器であり、その蛍光層は活性化剤としてとしてＥｕ２＋を含み、かつガス本放電ランプは誘電的に阻害された放電のための電極構造と、燃焼（ｉｇｎｉｔｉｎｇ）と誘電的に阻害された放電を維持するための手段を備え、そのガス放電ランプの中で蛍光体の分解は低下している。
【０００６】
本発明によると、この目的は放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプによって達成され、本ガス放電ランプはガス充填物によって充填された放電容器を備え、その放電容器は、誘電性材料の少なくとも一つの壁と、可視光に対して少なくとも部分的に透明であってかつ蛍光層で被覆されている表面を有する少なくとも一つの壁から成る放電容器であり、その蛍光層は、ホスト格子、活性化剤としてのＥｕ２＋、そしてＣｅ３＋， Ｐｒ３＋とＴｂ３＋からなる群から選択されるドーピングＤ とを有している蛍光体から成る蛍光層であり、かつ本ガス放電ランプは誘電的に阻害された放電のための電極構造と、燃焼（ｉｇｎｉｔｉｎｇ）と放電を維持するための手段とを備える。
【０００７】
蛍光層を有するガス放電ランプにおいて、その蛍光層は活性化剤としてのＥｕ２＋と、Ｃｅ３＋， Ｐｒ３＋とＴｂ３＋からなる群から選択されるドーピングＤ とを有し、その蛍光体の分解は減少しており、ランプのカラーポイントは変わらないままである。
【０００８】
本発明はまた、放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプにおいて、活性剤としてＥｕ２＋を含んでいる蛍光体のＥｕ２＋の光酸化に起因する分解は、１００ から２００ｎｍの範囲内の波長を有しているガス放電ランプからのＶＵＶ 照射によって引き起こされるが、一方、２００ から４００ｎｍ の範囲内のより長い波長を有している光の手段による励起は効率における観察可能な損失を何も生じない、という認識に基づいている。Ｅｕ２＋イオンの光酸化は、Ｃｅ３＋， Ｐｒ３＋及びＴｂ３＋等のドーパントを更に蛍光体に添加することにより除くことが可能であり、前記ドーパントはそれら自身光酸化可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい態様によると、ホスト格子は、酸化物、硫化物、ハロゲン化物、アルミン酸塩、没食子酸塩、チオ没食子酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩及びケイ酸塩からなる群から選択された無機材料からなる。
【００１０】
蛍光体は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ，Ｄ； （Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＢａＭｇＡｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＣａＡｌ１２Ｏ１９：Ｅｕ２＋Ｄ； ＳｒＡｌ１２Ｏ１９：Ｅｕ２＋ ，Ｄ； ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｄ； （Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋，Ｄ； Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋， Ｄ； Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋ ； ＢａＦ（Ｃｌ，Ｂｒ）：Ｅｕ２＋ ，Ｄ及びＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，Ｄからなる群より選択されることは特に好ましい。
【００１１】
本発明の範囲内において、蛍光層は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋ Ｄ； Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋ 及び （Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋ からなることは特に好ましい。
【００１２】
代わりに、蛍光層は、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ； （Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｔｂ３＋及び（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋からなることは好ましい。
【００１３】
本発明は更に、ホスト格子、活性剤としてＥｕ２＋と、Ｃｅ３＋， Ｐｒ３＋とＴｂ３＋からなる群から選択されたドーピングＤ ならなる蛍光体に関する。その様な蛍光体は、色彩を有するプラズマ画像クリーンの蛍光層の目的においても有利に使用されることができる。
【００１４】
本発明のこれら及び他の観点は、下記において述べられる実施態様から明らかであり、かつそれを参照にして説明されるであろう。
【００１５】
本発明による放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプは、ガス充填物によって充填された放電容器を備え、その放電容器は、誘電性材料の少なくとも一つの壁と、可視光に対して少なくとも部分的に透明であってかつ蛍光層で被覆されている表面を有する少なくとも一つの壁から成る放電容器である。前記蛍光層は無機結晶のホスト格子の蛍光体を含んでいる蛍光体調製物からなり、前記蛍光体の輝度は、Ｅｕ２＋ドーパントを用いてそれを活性化することによって得られる。加えて、そのガス放電ランプは、誘電的に阻害された放電のための電極構造と、燃焼（ｉｇｎｉｔｉｎｇ）と誘電的に阻害された放電を維持するための手段とを備える。
【００１６】
ガス放電ランプの典型的な構成は、円筒型のキセノンを充填したガラスの電球を備え、そのガラスの電球の外側の壁は、一対のストライプ状の、互いに電気的に絶縁されるように配置されている電極を備える。そのストライプ状の電極は、それらの長い側に向かい合うように電球の長さ全体に渡って伸展し、２つの隙間を明るくしている。電極を高電圧源の極（ポール）へ連結し、その高電圧源は２０ｋＨｚ から５００ｋＨｚのオーダーの可変電圧で、電気的な放電が電球の内部表面の領域内においてのみ発生する様な様式で操作される。
【００１７】
もし電極に交流電圧がかけられたら、キセノンを含んでいる充填ガス中でコロナ放電が燃焼する。これは、キセノン中におけるエキシマー、即ち励起されたキセノン原子及び基底状態にあるキセノン原子からなる分子、の生成へとつながる。
Ｘｅ ＋ Ｘｅ＊ ＝ Ｘｅ２ ＊
【００１８】
励起エネルギーは、λ＝１６０ から１９０ｎｍ の波長を有しているＵＶ照射として供給される。この電子エネルギーからＵＶ照射への変換は非常に効率的に起こる。生成したＵＶフォトンは蛍光層の蛍光体によって吸収され、より長い波長を有しているスペクトルの領域中へ励起エネルギーは部分的に再供給される。
【００１９】
基本的に、放電容器については複数個の構造が異なった形態が可能であり、その例として、プレート型、単純チューブ型、同軸チューブ型、一直線の、Ｕ−字型の、環状に曲がった型の、又はコイル型の円筒状の、又は異なった形態の放電チューブがある。
【００２０】
放電容器に用いるための材料は、例えば、石英又はガラス製である。
【００２１】
電極は、例えばアルミニウム又は銀の様な金属、合金又はＩＴＯ の様な透明で、導電性で、無機性の化合物からなる。それらは被覆、粘着性ホイル、金属線又は金網となるように具現化される。
【００２２】
ガス放電容器の内部壁は、部分的に又は全体的に、一つ又はそれ以上の蛍光体又は蛍光体調製物を含んでいる蛍光層によって被覆される。加えて蛍光層は、有機的又は無機的な結合剤又は結合剤組成物を含んでいてもよい。
【００２３】
使用される蛍光体は、活性化剤としてホスト格子中にＥｕ２＋イオンを含んでいる蛍光体から作られている。ホスト格子は、酸化物、硫化物、ハロゲン化物、アルミン酸塩、没食子酸塩、チオ没食子酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩又はケイ酸塩の様な無機材料から構成され、前記無機材料はわずかなパーセンテージの活性化剤によってドープされている。
【００２４】
本発明において使用される蛍光体は、第一にさらに最も重要なものとしては、ＭｅＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄであり、ここでＭｅはβ− アルミナ結晶構造を有しているＢａ，Ｓｒ であって、例えばＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋ Ｄ であるが、それのみならず、例えば、ＢａＭｇＡｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，ＤやＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ２＋，Ｄなどの類似の結晶構造を有する蛍光体である。加えて、マグネトプリュンバイト（ｍａｇｎｅｔｏｐｌｕｍｂｉｔｅ ）構造のアルミネート蛍光体ＭｅＡｌ１２Ｏ１９：Ｅｕ２＋，Ｄを使用することも可能であり、ここでＭ はＣａ，Ｓｒ，Ｂａからなる群から選択され、例えばＢａＡｌ１２Ｏ１９：Ｅｕ２＋，Ｄである。それらが真空ＵＶ照射により励起された時に、これらのアルミネート蛍光体は特に効果的である。
【００２５】
特に好ましい蛍光体はまた、緑色発光ストロンチウムアルミネート ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋ ，Ｄ； ストロンチウムクロロホスフェートＳｒ５（ＰＯ４）５Ｃｌ：Ｅｕ２＋，Ｄ； バリウムマグネシウムシリケートＢａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋ ，Ｄ； バリウムハロゲナイド ＢａＦ（Ｃｌ，Ｂｒ）：Ｅｕ２＋，Ｄ及びストロンチウムチオガレートＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，Ｄである。
【００２６】
Ｅｕ２＋により活性化され、かつＣｏ活性化剤によってドープされた蛍光体は、好ましくは、Ｅｕ２＋を０．１ から３０モル％と、セリウム、プラセオジミウム及びテルビウムから選択された三価Ｃｏ活性化剤を０．０１から５ モル％含む。
【００２７】
Ｅｕ２＋を活性化剤として含む蛍光体は、もし蛍光体の製造の間にＣｅＯ２，Ｐｒ６Ｏ１１ およびＴｂ４Ｏ７ からなる群から選択された酸化物が出発化合物に添加されたなら、三価Ｃｏ活性化剤のセリウム、プラセオジミウム及びテルビウムによって容易にドープされるであろう。
【００２８】
キセノン照射範囲内の波長において、前記蛍光体の吸収係数は特に高く、かつ量子収率も高い。ホスト格子は発光過程に関与せず、代わりにそれは活性化剤イオンのエネルギーレベルの厳密な位置と、そして吸収と発光の波長の精密な位置に影響する。異なったホスト格子中の活性化剤として、一般的にＥｕ２＋イオンは、部分的に青色領域に伸展する紫外領域中に広い吸収バンドを示す。発光バンドは長い紫外領域から黄色ーオレンジ色までの領域に伸展するが、それでもそれらは実質的に青色領域中に伸展する。これらの蛍光体の脱イオン化は、およそ１００℃から僅かに高い温度で起こる。
【００２９】
蛍光体微粒子の粒子サイズは重要ではない。通例は、１から２０μｍ の粒子大きさの間の分布を有する微小粒子粉末の形態の蛍光体が使用される。
【００３０】
放電容器の壁の上に蛍光層を作成するために、例えば静電蒸着又は静電的に支援された粉末化のような乾式被覆法のみならず、浸せき被覆法または噴霧法のような湿式被覆法もまた使用される。
【００３１】
湿式被覆法の場合、蛍光体調製物は、必要な場合には分散剤、界面活性剤及び消泡剤、又は結合剤調製物と共に、水、有機溶媒中に分散されなければならない。分解、脆化又は退色することがなく２５０ ℃の操作温度に耐えることができる有機性又は無機性の結合剤は、本発明によるガス放電ランプのための結合剤調製物として使用するのに適している。
【００３２】
蛍光体調製物を、例えばフローコーティング過程の手段によって、放電容器の壁に塗ることができる。フローコーティング過程のために使用される被覆懸濁液には、溶媒として水又は例えば酢酸ブチルの様は有機化合物を含まれる。懸濁液は、例えば安定化剤、液化剤、セルロース誘導体の様な補助剤を加えることによって安定化され、そのレオロジー的性質に影響を受ける。蛍光体の懸濁液を容器の壁に薄層の形態で塗布し、その後にそれを乾燥して６００ ℃で燃焼した。
【００３３】
代わりに、放電容器の内側の上の蛍光層用の蛍光体調製物を静電的に蒸着することは好ましいであろう。
【００３４】
放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプにおいて、そのランプは白色光を発するべきであり、好ましくは、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ，Ｄ 及び （Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋ ， Ｄ からなる群の緑色を発光している蛍光体は、（Ｙ，Ｇｄ ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋ 及びＹ（Ｖ，Ｐ）Ｏ４：Ｅｕ３＋ からなる群の赤色を発光している蛍光体と、（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｔｂ３＋及びＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎからなる群の緑色を発光している蛍光体と組み合わされる。
【００３５】
蛍光層の厚さは通常５ から１００ μｍ の範囲である。
【００３６】
ガスの不純物、特に酸素を全て除くために引き続いて容器の排気を行う。次にその容器をキセノンで充填して密封する。
【００３７】
【実施例】
（実施例１）
５９０ｎｍ の長さ、１０ｎｍの直径及び０．８ｎｍ の壁厚さを有するガラスの円筒状の放電容器にキセノンを２００ｈＰａの圧力で充填する。放電容器は内部電極を含み、その内部電極は軸に平行に伸展し、かつ２．２ｍｍ の直径を有する貴金属のロッドの形態である。放電容器の外部表面には、それぞれ２ｍｍ の幅を有している２つの誘電性の銀ストリップの形態である外部電極が備えられ、そのストリップは軸に平行になる様に配置され、かつ導電的に電源に連結されている。ランプはパルス化された交流電圧の手段によって操作される。放電容器の内壁は蛍光層によって被覆されている。前記蛍光層は下記の成分を有している３バンド蛍光体混合物からなる。すなわち、青色成分としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋Ｐｒ３＋、赤色成分としてＹ２Ｏ３：Ｅｕ 、緑色成分としてＹ２ＳｉＯ５：Ｔｂ である。
【００３８】
前記ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｐｒ３＋ を製造するために、６９．３ｇ （０．３５０ｍｏｌ）のＢａＣＯ３、７．０ｇ（０．０３ｍｏｌ ）のＥｕ２Ｏ３ 、４．０ｇ（４．０ｍｏｌ）のＰｒ６Ｏ１１、１１．２ｇ （０．２７８ｍｏｌ）のＭｇＯ 、２０４ｇ（２．０ｍｏｌ）のＡｌ２Ｏ３ 及び７．４ｇ（０．１１９ｍｏｌ）のＭｇＦ２を全体的に混合し、アゲートモーター中で細かくした。前記混合物を１％水素を有する減圧した窒素雰囲気中で、１３００℃で２時間焼結した。焼結した粉末を再び細かくし、粒子径３６μｍ 未満（ｄ＜ ３６μｍ）の大きさの粒子を得るように篩にかけた。
【００３９】
この様にして、最初に３７ ｌｍ／Ｗ である光アウトプットが達成された。１０００作動時間後、光アウトプットはおよそ３４ ｌｍ／Ｗ であった。ＶＵＶ 光における量子収量はおよそ７０％ である。
【００４０】
（実施例２）
５９０ｎｍ の長さ、１０ｎｍの直径及び０．８ｎｍ の壁厚さを有するガラスの円筒状の放電容器にキセノンを２００ｈＰａの圧力で充填する。放電容器は内部電極を含み、その内部電極は軸に平行に伸展し、かつ２．２ｍｍ の直径を有する貴金属のロッドの形態である。放電容器の外部表面には、それぞれ２ｍｍ の幅を有している２つの誘電性の銀ストリップの形態である外部電極が備えられ、そのストリップは軸に平行になる様に配置され、かつ導電的に電源に連結されている。ランプはパルス化された交流電圧の手段によって操作される。
【００４１】
放電容器の内壁は蛍光層によって被覆されている。前記蛍光層は下記の成分を有している３バンド蛍光体混合物からなる。すなわち、青色成分としてＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋Ｃｅ３＋、赤色成分として（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋、緑色成分としてＺｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎである。
【００４２】
前記ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｃｅ３＋ を製造するために、６９．３ｇ （０．３５０ｍｏｌ）のＢａＣＯ３、７．０ｇ（０．０３ｍｏｌ ）のＥｕ２Ｏ３ 、４．１ｇ（２４．０ｍｍｏｌ）のＣｅＯ２、１１．２ｇ （０．２７８ｍｏｌ）のＭｇＯ 、２０４ｇ（２．０ｍｏｌ）のＡｌ２Ｏ３ 及び７．４ｇ（０．１１９ｍｏｌ）のＭｇＦ２を全体的に混合し、アゲートモーター中で細かくした。前記混合物を１％水素を有する減圧した窒素雰囲気中で、１３００℃で２時間焼結した。焼結した粉末を再び細かくし、粒子径３６μｍ 未満（ｄ＜ ３６μｍ）の大きさの粒子を得るように篩にかけた。
【００４３】
この様にして、最初に３７ ｌｍ／Ｗ である光アウトプットが達成された。１０００作動時間後、光アウトプットはおよそ３４ ｌｍ／Ｗ であった。ＶＵＶ 光における量子収量はおよそ７０％ である。
Claims (6)
- 放電が誘電的に阻害されたガス放電ランプであって、当該ガス放電ランプはガス充填物によって充填された放電容器を備え、当該放電容器は、誘電性材料の少なくとも一つの壁、及び可視光に対して少なくとも部分的に透明であってかつ蛍光層で被覆されている表面を有する少なくとも一つの壁から成る放電容器であり、当該蛍光層はホスト格子、活性化剤としてのＥｕ２＋、及びＣｅ３＋， Ｐｒ３＋とＴｂ３＋からなる群から選択されるドーピングＤ とを有している蛍光体から成る蛍光層であり、かつ当該ガス放電ランプは誘電的に阻害された放電のための電極構造と、燃焼（ｉｇｎｉｔｉｎｇ）及び放電を維持するための手段とを備える、上記のガス放電ランプ。
- 前記ホスト格子が、酸化物、硫化物、ハロゲン化物、アルミン酸塩、没食子酸塩、チオ没食子酸塩、リン酸塩、ホウ酸塩及びケイ酸塩からなる群から選択された無機材料からなることを特徴とする、請求項１記載のガス放電ランプ。
- 前記蛍光体が、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｍｎ，Ｄ； （Ｓｒ，Ｂａ）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＢａＭｇＡｌ１６Ｏ２７：Ｅｕ２＋，Ｄ； ＢａＭｇＡｌ１４Ｏ２３：Ｅｕ２＋ ，Ｄ； ＣａＡｌ１２Ｏ１９：Ｅｕ２＋ Ｄ； ＳｒＡｌ１２Ｏ１９：Ｅｕ２＋ ，Ｄ； ＳｒＡｌ２Ｏ４：Ｅｕ２＋，Ｄ； （Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ）５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋ ，Ｄ； Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ２＋ ，Ｄ； Ｂａ３ＭｇＳｉ２Ｏ８：Ｅｕ２＋ ，Ｄ； ＢａＦ（Ｃｌ，Ｂｒ）：Ｅｕ２＋ ，Ｄ及びＳｒＧａ２Ｓ４：Ｅｕ２＋，Ｄからなる群より選択されたことを特徴とする、請求項１記載のガス放電ランプ。
- 前記蛍光層が、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ，； Ｚｎ２ＳｉＯ４：Ｍｎ２＋ 及び （Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋ からなることを特徴とする、請求項１記載のガス放電ランプ。
- 前記蛍光層が、ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕ２＋，Ｄ，； （Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｔｂ３＋ 及び（Ｙ，Ｇｄ）ＢＯ３：Ｅｕ３＋からなることを特徴とする、請求項１記載のガス放電ランプ。
- ホスト格子、活性剤としてのＥｕ２＋、及びＣｅ３＋， Ｐｒ３＋とＴｂ３＋からなる群から選択されたドーピングＤ を備える、青色蛍光体。
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