專利名稱：具有改進顏色重現性的介電勢壘放電燈的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種介電勢壘放電燈。
本文中術語“介電勢壘放電燈”包括基于介電勢壘氣體放電的電磁輻射源。
按照定義，介電勢壘放電燈至少是以所謂的介電勢壘電極為前提。介電勢壘電極面對放電管的內側或用電介質與放電介質分隔開。該電介質，即介電勢壘可設計成例如覆蓋電極的介電層，或由燈的放電管本身構成，這時電極位于該放電管壁的外側。在要確定是否該電極作為陰極或陽極工作，即以單極電壓脈沖工作時的燈中，至少該陽極要與放電介質介電分隔開(參看EP 0 733 266 B1)。
可電離的放電介質通常由惰性氣體例如氙或氣體混合物構成。在氣體放電期間產生激發體，該氣體放電優選是用EP 0 733 266 B1中描述的脈沖運行方法工作的。激發體是受激分子例如Xe2*，它在返回到通常的未結合的基態時發射出電磁波。在Xe2*的情況下，分子能級輻射的最大值約為172nm。這類UV/VUV-輻射器應用于例如表面凈化、光分解、臭氧產生、金屬化和UV-固化等工藝中。但是，本發明涉及一種方案，其中還提供有用于將VUV-輻射轉化為較長波長的輻射，特別是可見光輻射(光)的磷光物質層。
背景技術：
由本文開始所引用的EP 0733266B1中已知一種用于通常照明的燈。該燈具有含組分鋁酸鋇鎂(BaMgAl10O17:Eu)、磷酸鑭(LaPO4:(Tb、Ce))和硼酸釓釔((Gd、Y)BO3:Eu)的三譜帶磷光物質。該燈的缺點是較中等的顏色重現值。但是高的顏色重現值對物體顏色的準確再現是很重要的。此外，對在照相技術中的應用很希望燈的發射譜與膠片材料的光譜靈敏度相適配，以在照相設備的情況下盡可能不使用濾光鏡。當應用具有不同光譜的多個不同的光源如背景照明和聚光照明時，此問題更為突出。即在這種情況下濾光實際上是不可能的。
US 6034470中提出了一種同樣有上述三譜帶磷光物質的平面式介電勢壘放電燈。這種平面燈特別用于液晶屏幕的背景照明。
發明內容
本發明的目的是提供一種具有增進顏色重現的介電勢壘放電燈。另一目的是該燈的光譜對膠片材料的光譜靈敏度的改進性適配。
該目的是在具有權利要求1前述部分的特征的介電勢壘放電燈情況下通過權利要求1特征部分的特征來解決的。特別有利的方案在從屬權利要求中給出。
此外，還要求保護具有本發明的介電勢壘放電燈的膜光源，特別是與本發明的介電勢壘放電燈結合使用的用于漫射照明的扁平式結構的膜光源。
本發明提供一種含磷光物質混合物的介電勢壘放電燈，其中該磷光物質混合物至少包括磷光物質組分A鈰活化的鋁酸釔(Y3Al5O12:Ce)和B銪活化的鋁酸鋇鎂(BaMgAl10O17:Eu)。這種燈的特征是有增進的顏色重現性。
只要該磷光物質混合物中不含其它的磷光物質組分，已證明該混合物的重量含量如下時對約7100K的色溫是特別有利的，0.15≤A≤0.35和0.65≤B≤0.80和A+B＝1，優選是0.24≤A≤0.32和0.6 8≤B≤0.76和A+B＝1。
另外含有發射紅光的磷光物質組分C可進一步改進其顏色重現性，該組分C在波長630±15nm處有最大發射，并且其全半寬度大于50nm。
對此特別適用的磷光物質組分C為鈰和錳活化的五硼酸釓鎂鋅(Gd(Zn，Mg)B5O10:(Ce，Mn))。
另外含有發藍綠光的磷光物質組分D還可進一步改進其顏色重現性，該組分D在波長490±20nm處有最大發射，并且其全半寬度大于50nm。
對此特別適用的磷光物質組分D為銪活化的鋁酸鍶(Sr4Al14O25:Eu)。
研究表明，當混合物有如下重量含量時是有利的0.01≤A≤0.50，0.05≤B≤0.50，0.05≤C≤0.70，0≤D≤0.25和A+B+C+D＝1。
在上述范圍內，可將本發明的燈調整至與實用相關的色溫，特別是在約3200K-7100K之間。
特別是對膠片的光譜靈敏度的適配和色溫在約7000K-5500K之間而言，該混合物具有如下重量含量是有利的0.01≤A≤0.50，0.10≤B≤0.50，0.05≤C≤0.50，0≤D≤0.25和A+B+C+D＝1。
特別有利的是該混合物有如下重量含量0.01≤A≤0.40，0.15≤B≤0.40，0.10≤C≤0.40，0＜D≤0.15和A+B+C+D＝1。
對于約6800K的色溫，該混合物有如下重量含量是特別有利的0.20≤A≤0.24，0.36≤B≤0.40，0.29≤C≤0.33，0.07≤D≤0.11和A+B+C+D＝1。
對于約5700K的色溫，該混合物有如下重量含量是特別有利的0.23≤A≤0.28，0.30≤B≤0.39，0.30≤C≤0.39，0.03≤D≤0.10和A+B+C+D＝1。
對于約3200K色溫，該混合物有如下重量含量是有利的0.14≤A≤0.20，0.05≤B≤0.12，0.58≤C≤0.67，0.05≤D≤0.15和A+B+C+D＝1。
當該混合物有如下重量含量時是特別有利的0.16≤A≤0.18，0.07≤B≤0.09，0.62≤C≤0.65，0.10≤D≤0.12和A+B+C+D＝1。
在優良的顏色重現性及膠片材料的光譜靈敏度方面均有改進的介電勢壘放電燈的各個組分的重量比的具體數據可在實施例描述中找到。
上述給出的對磷光物質混合物的各個組分的重量含量的范圍考慮了在實際中總會遇到不準確性和公差，例如由于小的加工波動引起的不同磷光物質批料間通常有的稍不同的量子效率等。此外，該磷光物質混合物的細調的重點，特別是色溫會因具體應用不同而有所差別。但所有這些均可用在此范圍內的幾個小的細分級的混合物方案的相應試樣來成功控制。
在優選實施方案中，本發明的介電勢壘放電燈充有氙氣，其充氣壓力通常為50-200mbar，優選100-150mbar。由此，該介電勢壘放電產生在約172nm處有最大值的氙激發物能帶輻射，該輻射可激發磷光物質。在選擇磷光物質組分以及其混合物的比例時均要考慮產生這種激發輻射的磷光物質的量子效率，以確保有最大可能的光輸出。另一問題是在長期用這種輻射激發時該磷光物質組分的保持。要力求在燈的壽命期限中使每一種磷光物質組分的轉換輻射強度有盡可能小的降低。
附圖簡述下面將根據實施例對本發明進行詳述。在附圖中
圖1a是本發明的介電勢壘放電燈的俯視圖。
圖1b是圖1a中燈的側視圖。
圖2是對具有第一種磷光物質混合物和7100K色溫的本發明的燈測定的歸一化的光譜強度分布。
圖3是對具有另一種磷光物質混合物和6800K色溫的本發明的燈測定的歸一化的光譜強度分布。
圖4是對具有再一種磷光物質混合物和5700K色溫的本發明的燈測定的歸一化的光譜強度分布。
圖5是適用于具有6.8英寸對角線的優選用單極性電壓脈沖工作的本發明的平面燈的電極結構原則比例。
圖6是對具有另一種磷光物質混合物和3200K色溫的本發明的燈測定的歸一化的光譜分布。
本發明的優選實施方案在圖1a、1b中示出本發明的介電勢壘放電燈1的俯視圖和側視圖。其中包括在膠片拍攝情況下用于照明的扁平式介電勢壘放電燈。只是為了說明方便，顯示了具有較少的電極條帶和由此較小的燈對角線的燈。這方面將在下面進一步結合圖5來詳述。從其原理性的機械和電結構看，該扁平式燈至少基本上相應于US 6034470中所述的燈。其主要差別在于磷光材料層。在詳述之前，先參考圖1a、1b概述本發明的燈的基本結構。
該扁平式燈1由具有直角基礎平面的放電管和置于該放電管內部的電極組構成。該放電管本身由均以玻璃制成的背板2、前板3和框架4構成。背板2和前板3均通過玻璃焊料5與框架4氣密相聯，以使放電管的內部呈方形。放電管內部充以壓力約為130mbar的氙氣。背板2大于前板3，以使放電管具有四周凸出的邊緣。將兩條用于電極組的類似線路的引線6、7施加在該邊緣上。
在前板3的內表面上涂有磷光物質混合物(圖中看不見)，該混合物將放電產生的UV/VUV輻射轉換成可見的白光。在這時該混合物包括兩種磷光物質組分Y3Al5O12:Ce和BaMgAl10O17:Eu，其重量含量分別為28％和72％。該燈的色溫為7100K。其通常的顏色重現系數Ra＝76。在圖2中示出經測量的該燈的歸一化光譜強度分布(X-軸以nm表示的波長；Y-軸歸一化到1的強度)。
圖3示出含四種磷光物質組分A＝Y3Al5O12:Ce、B＝BaMgAl10O17:Eu、C＝Gd(Zn，Mg)B5O10:(Ce，Mn)和D＝Sr4Al14O25:Eu的改性燈的經測量的歸一化光譜的強度分布，其重量含量分別為22％、38％、31％和9％。含這種磷光物質混合物的燈的特征是，其通常的顏色重現系數Ra＝90，紅色重現系數R9＝75。色溫為6800K。此外，該燈的光譜也可與膠片材料的光譜靈敏度曲線相適配。
圖4示出僅是上述磷光物質組分A、B、C、D的混合比有改變的方案的經測量的歸一化的光譜強度分布，即其重量含量分別為25％、33％、37％和5％。該光譜能更好地與膠片材料的光譜靈敏度曲線相適配。其通常的顏色重現系數Ra約為92，其紅色重現系數約為82。其色溫約為5700K。
另一個改進可通過有微小改變的混合物即A∶B∶C∶D＝0.26∶0.32∶0.37∶0.05來達到(未示出)。
為了更好地描述，在圖5中對圖1a、1b中所示燈給出其燈對角線為6.8英寸的有代表性的電極組的布局。在具有較大對角線的燈的情況下，該電極組的布局基本上不變，它僅相應地需要較多和較長的電極條。該電極組由具有條帶式金屬陰極8和陽極9、10、11的類似線路的結構組成，這些電極交替地和平行地安置在背板2的內表面上。在陰極條8上有意地在空間設置適于在脈沖運行時產生的單個放電的起始點(參看已引用過的EP 0733266B1)，該放電通過觸點式的面向其各鄰近的陽極條的凸點12來實現。這些凸點產生電場的局部有限的增強作用，由此，僅在這些位置12觸發三角形的單個放電(未示出)。除去兩個外陽極10、11外，其余的陽極9具有雙結構9a、9b。所有的陽極9-11均以由玻璃焊劑的介電層(未示出)所覆蓋。陽極9-11和陰極8均在其端部有延長段，并在背板2上由放電管的內部雙側向外引出，以使各有關的陽極或陰極的引線安置在背板2的彼此相對的側面上。在背板2的邊緣上，電極條8-11各轉變成已提到過的陰極6側或陽極7側的引線。該引線6、7用作與優選電脈沖電壓源13相連的接點。對具有例如15英寸對角線的扁平燈(未示出)，電極組(未示出)有12條陰極條和11條雙陽極條以及2個外部的單電極。每個陽極條在沿兩縱向側的每一側均有13個用于觸發單個放電的凸點。
在圖6中示出用于色溫為約3200K的另一方案的經測定的歸一化光譜強度分布(X-軸以nm表示的波長；Y-軸歸一化到1的強度)。在CIE的顏色標準圖上該色點的坐標為x＝0.421和y＝0.394。為此目的，所述四種磷光物質組分的重量含量為A∶B∶C∶D＝17.4∶8.6∶6 3.2∶10.8，其中A＝Y3Al5O12:Ce、B＝BaMgAl10O17:Eu、C＝Gd(Zn，Mg)B5O10:(Ce，Mn)和D＝Sr4Al14O25:Eu。該光譜能與用于該色溫的膠片材料的光譜靈敏度曲線良好適配，此外，其特征在于，通常的顏色重現系數Ra＝91，紅色重現系數R9＝92。
盡管前面以平面式介電勢壘放電燈的實例詳述了本發明，但本發明不受限于這種燈類型。在具有其它放電管形狀的燈如管式燈的情況下也產生大量有利的效果。在管式燈情況下，電極組由2個或多個長形電極組成，這些電極以平行于燈的長軸的形式置于管式放電管的壁上。
對于膜片式光源(Filmleuchte)(未示出)，至少有一個上述類的扁平式介電勢壘放電燈安置在扁平式的燈源外殼中，該外殼在最簡單的情況下是框架，該扁平式燈懸置在框架中。該光源外殼安置在優選在高度上可調節的基座上。為運行該扁平式介電勢壘放電燈所需的電源設備可安裝在膜片光源的內部或也可安裝在其外部。
權利要求
1.一種介電勢壘放電燈(1)，它含有-放電管，其壁包封放電介質，-用于在放電介質中產生介電勢壘放電的電極組(8-11)，其中至少該電極組(8-11)的一部分有介電勢壘作用，-發光物質混合物，它涂布于放電管的至少一部分上，其特征在于，該發光物質混合物至少包含磷光物質組分A和B，其中·AY3Al5O12:Ce，·BBaMgAl10O17:Eu。
2.權利要求1的介電勢壘放電燈，其中所述混合物的重量含量為0.15≤A≤0.35，0.65≤B≤0.80，A+B＝1。
3.權利要求1或2的介電勢壘放電燈，它還含有發射紅光的磷光物質組分C，該組分的發射最大值位于630±15nm的波長處，其全半寬度大于50nm。
4.權利要求3的介電勢壘放電燈，其中所述磷光物質組分C是·Gd(Zn，Mg)B5O10:(Ce，Mn)。
5.權利要求1、3或4的介電勢壘放電燈，它還含有發射藍綠光的磷光物質組分D，該組分的發射最大值位于490±20nm的波長處，其全半寬度大于50nm。
6.權利要求5的介電勢壘放電燈，其中該磷光物質組分D是·Sr4Al14O25:Eu
7.權利要求3-6之一的介電勢壘放電燈，其中所述混合物的重量含量為0.01≤A≤0.50，0.05≤B≤0.50，0.05≤C≤0.70，0≤D≤0.25和A+B+C+D＝1。
8.權利要求3-6之一的介電勢壘放電燈，其中所述混合物的重量含量為0.01≤A≤0.50，0.10≤B≤0.50，0.05≤C≤0.50，0≤D≤0.25和A+B+C+D＝1。
9.權利要求5或6的介電勢壘放電燈，其中所述混合物的重量含量為0.10≤A≤0.40，0.15≤B≤0.40，0.10≤C≤0.40，0＜D≤0.15和A+B+C+D＝1。
10.權利要求5或6的介電勢壘放電燈，其中所述混合物的重量含量為0.20≤A≤0.24，0.36≤B≤0.40，0.29≤C≤0.33，0.07≤D≤0.11和A+B+C+D＝1。
11.權利要求5或6的介電勢壘放電燈，其中所述混合物的重量含量為0.23≤A≤0.28，0.30≤B≤0.39，0.30≤C≤0.39，0.03≤D≤0.10和A+B+C+D＝1。
12.權利要求5或6的介電勢壘放電燈，其中所述混合物的重量含量為0.14≤A≤0.20，0.05≤B≤0.12，0.58≤C≤0.67，0.05≤D≤0.15和A+B+C+D＝1。
13.上述權利要求之一的介電勢壘放電燈，其中所述放電管內充有氙氣作為放電介質。
14.權利要求13的介電勢壘放電燈，其中氙氣的充注壓力為50-200mbar，優選100-150mbar。
15.上述權利要求之一的介電勢壘放電燈，其中所述放電管是扁平式的，并包括背板(2)和用于光射出的前板(3)，該前板(3)至少部分是透光的。
16.權利要求15的介電勢壘放電燈，其中具有在電極組的至少一部分和放電介質之間的介電層。
17.權利要求1-13之一的介電勢壘放電燈，其中所述放電管是管式的。
18.上述權利要求之一的介電勢壘放電燈，其中所述電極組由兩個或多個長形電極組成，這些電極被安置在放電管的壁上。
19.一種帶有上述權利要求之一的介電勢壘放電燈的膜片式光源。
全文摘要
本發明涉及一種具有磷光物質混合物的介電勢壘放電燈，它具有改進的顏色重現性。該磷光物質混合物至少包括磷光物質組分A，鈰活化的鋁酸釔(Y
文檔編號H01J65/04GK1592945SQ03801512
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月7日 優先權日2002年8月8日
發明者J·海德, R·希爾勒, U·米勒, M·薩喬, R·克雷默 申請人:電燈專利信托有限公司, 阿諾德及里克特電影技術企業兩合公司