TW444230B - Low-pressure mercury vapor discharge lamp - Google Patents

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444 2 3 0 A7 B7 燈 五、發明說明（ 本發明有關一種句右一JLZ. 欠电谷器之低壓水銀蒸氣放電 ， 該放電容器係以氣密形者廟趣_ 矾在形式圍裝一放電空間，其中備有水 銀及稀有氣體之充填物， 該放電容器之内踏的至少—部分具有一透明層， 該透廢之棄化物。 於水銀蒸氣放《燈中，水銀構成（有效地）生成紫外光 (uv)之主要成分。包含發光物質（例如勞光粉）之發光層可 存在於該放電容器之内牆上，以將紫外光轉化成其他波 長，例如成爲紫外光_B及紫外光-A，而使用於晒深膚色 目的（太陽錶充燈），或轉化成可見光，以使用於一般照 月.該放電燈因此亦稱爲螢光燈。低壓水銀燈之放電容器 通常係爲圓形，而同時包括長型及小型具體實例。小型螢 光燈之管狀放電容器通常係包括具有相對小直徑之相對短 直型部分的集合體，該直型部分係藉由橋接部分或通孔彎 曲部分接合》小型螢光燈通常備有（積合之）燈罩。 已知於低壓汞燈中採用裝置，以抑制該放電容器内牆的 部分致黑，該部分於該燈具操作期間與存在於該放電空間 中之放電接觸。該因水銀與玻璃之相互作用所致之致黑非 所期望之現象’不僅導致較低A光輸—出，亦使該燈具具有 不雅觀之外觀，尤其是因該致黑係_不_規目1认菸决，你丨^ ^ 色污塊或污點形式。藉由# ^Ίί7/τ S, 饮該 放電容器内牆上之致黑ιζ)。

首段中所描述之類型的低壓水銀蒸氣放電燈係自US_A -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） -----------I I ^ - I-------------線 (請先閲讀背面之沒意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 444230 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（2 ) 4,544,997得知。於該已知燈中，該氧化物係以薄層形式存 在於該放電容器之内擒上。己知之該氧化物透明層係無 色，幾乎不吸收紫外光輻射或可見光，.而滿足光及輻射透 射之需求。 使用該已知之低壓水銀蒸氣放電燈之缺點爲水銀消耗量 仍相當高。結果，該已知燈需使用相當大量之水銀以得到 充分長之壽命。若於使用多命結束時處理不當，對環& 之目的係提出一種首段所述之類型的低壓水銀蒸 氣放電燈，其消耗相對低量之水銀。 結果，本發明低壓水銀蒸氣放電燈之特徵爲該透明層另 外包含鹼土金屬及/或銑、釔 '或其他稀土金屬之硼酸鹽 及/或鱗酸鹽。 ， ¥ 同時包含首段所述之氧化物及本發明硼酸鹽及/或磷酸 鹽之薄層顯然對於水銀-稀有氣體氛圍之作用極具抵抗 性，該氛圍於操作期間廣泛存在於低壓水銀蒸氣故電燈之 放電容器中。已發現備有本發明透明層之低懕水銀蒸氣放 /電嬖的水銀消耗量遠低於已知之低壓水蓋蓋主電燈的透 明—I。例如，備有本發明透明層之低壓水銀蒸氣放電燈與 備有包含一氧化物之透明層的已知低壓水銀蒸氣放電燈比 較。辱經數什個工作小時之後，本發明透明層中所發現之 水銀含量與該已知透明層比較之下，至少實質小兩倍。該 故應、同時存在於低壓水銀蒸氣放電燈之（管狀）放電容器的 直型部分及彎曲部分中。彎曲型燈部分係使用於例如鉤形 -5- - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> Γ ί 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 444 23 Ο 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 B7 五、發明說明（3 ) 低歷水銀蒸氣放電燈。本發明裝置特別適於具有實曲型燈 部分之（小型）螢光燈^ 本發明低#水銀蒸氣放電燈中之透明層進—步滿足透光 [生及透輕射性之需求，而可輕易地於低壓水銀蒸放 之放電容器的内牆上提供極薄、冑閉而均勻之透明層。此 係例如藉著使用適當之金屬·有機化合物（例如α ·羥基異 丁酸鹽或乙酸鹽，例如乙酸钪、乙酸釔、乙酸鑭或乙酸 混合有乙酸鈣、乙酸锶或乙酸鋇）或於水中稀釋之硼 酸或磷酸之混合物的溶液淋洗該放電容器，而於乾燥及燒 結之後得到所需之薄層。 使用具有本發明透明層之低壓水銀蒸氣放電燈的另一優 點係爲該層於254毫微米附近範圍的波長内具有相對高之 反射性（於該放電容器中，水銀產生“尤其是於2 5 4毫微米 波長下…共振輻射）。於該透明層之特定折射率下_·相對 於該放電容器内牆之折射率係爲相對高値，該^ 价至使得該波Γ長之反射,爲最大值爲1。藉由使用玆_日斤 層，低壓水m氣硃―重一燈。 於本發明低壓水銀蒸氣放電燈之較佳具體實例中，該透 明層係包含鈣、鳃及/或鋇之硼酸鹽及/或磷酸鹽。該透明 層係具有相對高之诱糸保麩。A FL二具；含 ，硼酸鈣、硼酸鎮或硼酸鋇或磷酸鈣之的攸愚水銀蒸 氣硃i燈係具有自将夕。 於本發明低壓水銀蒸氣放電燈之另一較佳具體實例中， 該透明層係包含鑭、鈽及/或釓之硼酸鹽及/或磷酸鹽。該 6 ---Ί---f--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

u 1 ώ V ™ s / r \ 丁 Ϊ T 444 23 Ο Α7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 __ Β7_______五、發明說明（4 ) 透明層對於紫外光輻射及可見光係具有相對高之透光係 數。另外發現包含硼酸鑭或硼酸釓或包含磷酸或磷酸釓之 透明層對於該放電容器之内牆係具有良好之黏著性。而 且，該層可於相對簡易方式下提_迸（例如，使用乙酸鑭、 乙酸鈽或乙酸釓，混合以硼酸或稀磷酸），具； 之效益，尤其是大量製造低壓_水銀蒸氣放電燈時。 於低壓水銀蒸氣放電燈中使用具有包含航、釔、鑭、鈽 及/或釓之硼酸鹽及/或磷酸鹽之透明層的另一優點係爲該 層於約略254毫微米之波長範圍内具有相對高之反射性。 藉著使用該高反射性透明層及翁層之厚摩最佳化， 得到具有增高之原始志輸也立艮蒸氣放電燈。該層 特別可使用於例如供輻射使用之低壓水銀蒸氣放電燈（稱 爲殺菌燈）β 本發明低壓水銀蒸氣放電燈中之透明層以包含釔及/或 釓之氧化物爲佳。該透明層對於紫外光輻射及可見光係具 有相對高之透光係數。另外發現包含該氧化物之薄層幾乎 不吸澄，而對於該放電容器之好。而 且，該層可於相當m主方式下提供（例如，使用乙酸釔 或乙酸乳），具有_節崖之放酋。 於該低壓水銀蒸氣放電燈之實際具體實例中，該透明層 係具有約5毫微米至約200毫微米之厚度。薄層厚度大於 200毫微米時，該放電空間中所生成之輻射的吸光性太 大。薄層厚度小於5毫微米時，該放電與該放電容器之邊 牆間具有相互作用。至少實質90毫微米之薄層厚度特別適 -7- ----- --- - - - - - - ------II --I----1^, {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 444 2 3 Ο Α7 ----Β7 .—----- 五、發明說明（5 ) 用。該薄層厚度下，該透明層於約254毫微米之波長範圍 内具有相對高之反射性。 本發明低壓水銀蒸氣放電燈之另一較佳具體實例之特徵 係爲該透明層面向該放電空間之一侧面係備有一發光材料 層。於低要放-電燈中使用太菸明琦之m手 含如螢光d之發於該透明層,.之黏 著性蒗举姑電捺爻诱咀層。 此等及其他態樣可參照以下具體實例而得到闡釋。 圖中： 圖1 A係顯示本發明低壓水銀蒸氣放電燈之一具體實例的 上視圖； 圖1 B係爲圖1 A所示之低壓水銀蒸氣放電燈的細部剖面 圖；且 圖2係顯示本發明低壓水銀蒸氣放電燈之另一具體實例 的上視囷。 圖式單純提供圖示，而未按照比例。爲了方便説明，特 別放大某些尺寸。圖中之相同組件係儘可能以相同參考編 號表示。 圖1A係顯示一低壓水銀蒸氣放電燈，備有一輻射穿透性 容器10，其以氣密方式圍裝一放電空間11，體積約3〇立 方厘米。該放電容器1〇係爲一（白堊）玻璃管，具有至少實 質圓形剖面，（有效）内徑D係約I 〇毫米。該管係爲鉤形， 此具體實例中，其具有四個直線部分31、33、35及37，及 三個弧形邵分32 ' 34及36。圖1B係爲圖1A所示之低壓水 -8- 本紙張尺度適用4»國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） -------------I -------t---I-----線 f靖先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 444 2 3 0 A7 —________B7__ 五、發明說明（6 ) 銀蒸氣放電燈之細節的剖面。該放電容器ι〇係位於具有本 發明透明層“及發光層”之内表面12上。該放電容器1〇 係由外殼70支撐，該外殼亦支撑—燈㈣。該放電空間 η不僅包括水銀’亦包括稀有氣體，此具體實例爲氬。此 具體實財，不僅該放電空間括水銀，水銀亦存在於 蒸氣壓控甸兀件20中，稱爲i齊，此具體實例係爲5 〇毫 克3重量百分比水銀（Hg)與例如鉍_錫或鉍錫_鉛之合金之 汞齊。用以保持放電之裝置4〇係由電極對4U : 41{?構成， 配置於放電空間11中。該電極對41a;41b係爲塗佈有電子 穿透性材料--此情沉下爲氧化鋇 '氧化鈣與氧化锶之混合 物--的鎢繞组。電極41a; 41b各由放電容器丨0之（鋸齒狀） 末端部分14a ; 14b所支撑。供電導體5〇& ; 5〇a，； 50b ; 50b， 係由該電極對41a;4Ib離開，經由該放電容器1〇之末端14a ; 14b ’到達外部。供電導體5〇a ; 5〇a，； 50b ; 50b，係連 接於收納在外殼70中之電源（未示），電連於位在燈罩71 上之已知電及機械接點73a，73b。 圖2係顯示本發明低壓水銀蒸氣放電燈之另一具體實 例，其係備有放電容器100，以氣密方式圍裝一放電空間 Π1，其中包含水銀及稀有氣體。此情況下，該放電容器 係包括7 5體積百分比之氬及2 5體積百分比之氖的混合 物，充填壓力係爲400帕司卡。放電容器100係由白堊玻璃 之透光性管狀部分所構成，具有三個U形區段132、134、 13 6，總長度係約4 6厘米，而内徑係約1 0毫米，由末端部 分114A ; 114B所密封。該區段132、134、136係由通道 -9- --- - --- - - -丨丨- I丨—丨Ϊ丨丨訂丨1丨丨丨丨t (請先閱讀背面之沒意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） 444 23 0 A7 B7 經濟部智慧財產局員X消费合作社印製 五、發明說明（7 ) 161、162互連。管狀部分之内表面係備有透明層i 16及發 光層1Π。放電容器1〇係具有约36厘米3之體積v。電流供應導體150a ; 150a’ ； 150b ; 150b，係通經每個末魂部分 114a; 114b，達到配置於放電空間lu中之個別電極“Η; 141b。 該低壓水銀蒸氣放電燈之一具體實例中，添加不同濃度 之Me(Ac)2溶液（其中Me = Sr或B a)及Η#%於包含各種濃 度之Y(Ac)3(乙酸把）之溶液中，以製造本發明透明層。 Me(Ac)2與HJO3間之莫耳比係保持定値。亦製備丨以重量 百分比之Y(Ac)3以供對照。淋洗及乾燥之後，該管狀放電 容器係藉著使過量之前述溶液通經該容器而備有一塗層。 塗佈之後，該放電容器係於约70»c之空氣中乾燥。之後， 該放電容器備有一發光塗層，包含磷酸鹽，即 使用由铽活化之鋁酸鈽鎂的光物質、使用由二價銪 活化之鋁酸鋇鎂的藍色發光物質、及使用由三價銪活化之 氧化釔的紅色發光物質。塗佈之後，該放電容器f曲成已 知之鉤形，具有直線部分31、33、35、37及弧形部分32、 34、36(參照1 A)。隨後根據習用方式於低壓水銀蒸氣放電 燈上組裝數個放電容器。 檢測所製造之數個容器中該發光材料對該透明層之黏著 性，使用稱爲“鈴錘試驗”之試驗a結果列示於表I。 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） ---I----I--.1---^ --- (清先閲璜背面之ii意事項再填寫本頁) -SJ· .線. 444 23 Ο Α7 Β7 五、發明說明（8 ) 表I 在存有及不存有透明層下，放電容器（SL 18W)中之磷黏著 性 _；_ Y(Ac)3重量 百分比 Sr(Ac)2 (莫耳） h3bo3 (莫耳） “粉末脱離” 1 - _ - 1 2 1.25 • - 5 3 1.25 0.028 0.11 0 4 2.5 0.028 0.11 1 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表I之第5欄所列示之《粉末脱離”數値係包括〇 = “無粉末 脱離”（優越黏著性）至10 = “所有粉末脱離”（無黏著性）。 第1列係顯示直接位於該放電容器之内牆上的發光層之結 果。第2列係顯示已知放電燈之透明層的結果。表I之第3 柯及第4列係顯卞本發明低壓水銀之兩透明層 (不同之Y(Ac)3濃度）的結果。表I係顯示該發^立層對於本 爹吸黏著_性係相奮^或較優於未經塗佈之放電 燈，因而較優於該發光層對於已知放電燈之透明層的黏著 性0 表11係顯示維修試驗之結果。 -11 - 本紙張尺度適用中國圉家標準<CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---— — — — — — — — — ^-------—訂·--------線 (諳先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 444 23 0 Α7 Β7 五、發明說明（9

表II 層之放電燈（SL 維修 /tL·. /Λτ ~!11 丨 |

Y(Ac)3 Sr(Ac)2(H3B03 莫耳）（莫耳）100小時（％) 100小時

0028 0.11 812 100 94.2 ------I------*#4 i I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 表11顯示備有本發明透明層之低壓水銀蒸氣放電燈之維 修性係較已知之放電燈及未經塗佈之放電燈改善β對照試 驗（其中使用Ba(Ac)2取代Sr(Ac)2作爲透明層之先質）顯示 此等故電燈之維修性係同等於已知放電燈，但根據本發明 添加Ba之放電燈的發光層對於該透明層係具有改善之黏 著性。 表III係例TF各種低愿水銀蒸氣放電燈之水銀消耗量（以 微克Hg表示）的結果。表m之實施例係有關圖！ A及i B所 示之具有包含Sr之透明層的低壓水銀蒸氣放電燈，其中該 管狀放電容器係彎曲成鉤狀，具有四個直線部分31、33、 35及37及三個弧形部分32、34及36。表ΙΠ第一欄所列示之 數字係對應於有關直線及彎曲部分之編號。歷經數什個工 作小時之後，於六個燈上破壞性地測量該透明層之水銀冬 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 訂 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 444 23 Ο Α7 五、發明說明（1〇 ) 實驗所得之水銀消耗量値係以平均 ^表1未陳電極及料環境中之任何&肖耗量測量^ 表III 具有及不具有透明層之放電燈 度（以微克Hg計) 各邵分的水銀濃 放電容器之部分 11 33 35 37_ 32 34 36

無透明層 備有已知之備有本發明透SJ

30.^ 82__ 75___ 83 9.8 ;.l -------.---·----裝--- <請先閱讀背面之>i意事項再填寫本頁) 訂 51 22 42 50 17 27 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表III係顯示該放電容器之直線部分31、Μ、μ、37及彎 曲部分32、34、36之水銀消耗量係遠低於不使用透明層之 放電燈或已知放電燈。該水銀消耗量由不具有透明層之放 電燈至具有已知之Υ2〇3透明層的放電燈大體上係改善雨 倍’而由具有已知之Υ2〇3透明層之放電燈至具有本發明透 明層之放電燈，該水銀消耗量又進一步改善兩倍，尤其是 該放電容器之彎曲部分32、34、36的水銀消耗量係大幅改 善。後者係於使用相對厚之透明層時特別明顯，因爲該放 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚） f 444 2 3 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ------ ----— --- B 7____ 五、發明說明（11) 電容器係於寶曲期間拉伸約3〇百分比，使得放電容器位於 該弩曲部刀32 34、36上之透明層較位於直線部分31、 33 ' 35、37者薄。發現該備有本發明透明層之低壓水銀篆 氣放電燈㈣“料足f用需求㈣.3 1，yM).32)。 熟習此技藝者可於本發明範圍内構想許多變化。 本發明範圍不限於該具體實例。本發明係在於每一個新 穎之特色及新穎特色之每一個组合。任何參考符號皆不限 制申請專利。“包括，，—詞不排除存有其他未列示於申 請專利範圍中之元件及步骤？位於一元件之前的“一 ”不排 除存有多個該元件。 -14- 衣紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G x 297公^7 -------,---'---, II丨丨—丨丨訂-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

Claims (1)

1. 444230 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 I. 一種低壓水銀蒸氣放電燈，其包括一放電容器（10)， 該放電容器（10)係以氣密方式圍裝一放電空間（1丨），其 中備有水銀及稀有氣體之充填物， 該放電容器（10)也^^之至少一部分具有诱， 該透明層（16)係包含銳 '釔、或稀土金屬， 其特徵爲 該透Jijlig)係包含鹼土金屬及/或銳、釔或其他稀土 金屬之硼鱗酸鹽》 — 2，如申請專利範圍第1項之低壓水銀蒸氣放電燈，其特徵 爲該驗土金屬_係爲妈、錄及/或鎖。 3. 如申請專利範圍第1項之低壓水銀蒸氣放電燈，其特徵 爲該其名金屬係爲鋼、卸及/或乳。 4. 如申請專利範圍第2或3項之低壓水銀蒸氣放電燈，其特 徵爲該必爲氧化釔及/或氧化釓。 5. 如申請專利範圍第1、2或3項之低壓水銀蒸氣放電燈， 其特徵爲該透明層（16)係具有介於5毫微微米 .、 間之厚度。 I 6. 如申請專利範圍第1、2或3項之低壓水銀蒸氣放電燈， 其特徵爲該透明層（16)面向該放電空間（11)之一側面係 備有發光材料層（17)。 7. 如申請專利範圍第6項之低壓水銀蒸氣放電燈，其特徵 爲該查包含發出綠^之由铽活化之！§_酸鈽鎂、 發出藍光之由二價赭法化之鋁酸鋇鎂上冬發出起-光之由 三價銪活化之直化釔的混合物 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） •If— — —---— — — — — - I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -5 . _線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製