(57)【要約】  ガス放電管内に、バッファガスとしての1または2以上の不活性ガスと、ハロゲン化インジウムと、低圧ガス放電を発生させ、持続させる手段とを有する低圧ガス放電ランプを示した。本低圧ガス放電ランプ内には、ハロゲン化インジウムがモノハロゲン化物として存在し、さらに酸素と水分を固定化する手段が存在する。前記手段は、インジウムよりも酸素および水分中の酸素をより強く固定化する必要がある。この要求は、インジウム、ガリウム、ゲルマニウム、ボロン、モリブデンおよび／またはタングステンによって満足させることができる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス放電管内に、バッファガスとしての1または2以上の不活性ガスと、ハロゲン化インジウムと、低圧ガス放電を発生させ、持続させる手段とを有する低圧ガス放電ランプであって、前記ハロゲン化インジウムは、モノハロゲン化物として存在し、さらに酸素と水分を固定化する手段が存在することを特徴とする低圧ガス放電ランプ。
【請求項２】
酸素と水分を固定化する前記手段は、インジウムよりも酸素および水分を強く固定化し、インジウムよりもハロゲンを弱く固定化することを特徴とする請求項1に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項３】
インジウム、ガリウム、ゲルマニウム、ボロン、モリブデンおよび／またはタングステンが、酸素と水分を固定化する前記手段として存在することを特徴とする請求項1または2に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項４】
バッファガスとして、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンおよび／またはキセノンからなる群から選定される不活性ガスを有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項５】
低圧ガス放電を発生させ、持続させる容量手段を備え、該容量手段は、少なくとも一つの外部電極と、高周波交流場を持続させる手段とを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項６】
低圧ガス放電を発生させ、持続させる電気的手段を備え、該電気的手段は、高融点材料からなる、少なくとも一つの内部電極を有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項７】
前記内部電極は、仕事関数の小さな材料を備えることを特徴とする請求項6に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項８】
コイル、アンテナおよび高周波交流場を持続させる手段からなる群から選定された、低圧ガス放電を発生させ、持続させる誘導手段を備えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の低圧ガス放電ランプ。
【請求項９】
請求項1乃至8のいずれか1項に記載の低圧ガス放電ランプを有する、照射装置。
【請求項１０】
日焼け装置、LCDディスプレイのバックライト装置、UV消毒装置およびUV硬化装置からなる群から選定される、請求項9に記載の照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス放電管内に、バッファガスとしての1または2以上の不活性ガスと、ハロゲン化インジウムと、低圧ガス放電を発生させ、持続させる手段とを有する低圧ガス放電ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
大部分の従来の低圧ガス放電ランプにおいて、光の発生は、ランプの充填ガス中で、電荷担体、特に電子またはイオンが、ランプの電極間の電場によって加速され、それらの電荷担体が充填材の原子または分子に衝突して、これらを励起または電離することに基づいている。充填ガスの原子または分子が基底状態に戻ると、励起エネルギーの一部が放射線に変換される。
【０００３】
従来の低圧ガス放電ランプは、充填ガス中に水銀を有し、ガス放電管の内壁には、蛍光体がコーティングされる。水銀低圧ガス放電ランプの問題は、水銀が電磁スペクトルの不可視UV−C範囲にある高エネルギーの放射線を放射することであり、この放射線は、まず蛍光体によって、実質的に低エネルギーの可視光線に変換する必要がある。好ましくないことに、エネルギー差は、この過程で熱に変換されてしまう。
【０００４】
しかしながら、近年その有害性のため、充填ガス中の水銀は、広く規制されており、昨今のように大量生産使用することは難しくなってきている。
【０００５】
充填ガス中の水銀を他の物質に替えることが、低圧ガス放電ランプのスペクトルに及ぼす影響については、既に知られている。例えば、独国特許出願公開第DE10044562号、第DE10044563号、第DE10128915号および第DE10129464号には、バッファガスとしての不活性ガスとともに、銅化合物、インジウム化合物、またはタリウム化合物を有する充填ガスを有する低圧ガス放電ランプが示されている。これらのランプは、電磁スペクトルの可視領域に属する放射線を放射し、従来の水銀低圧ガス放電ランプに比べて、高い放射効率を有する。また、これらのランプの視力効率は、添加物および蛍光体の設置によって、およびランプの内圧と作動温度を制御することによって、さらに改善する。
【０００６】
特にハロゲン化インジウムに着目して、低圧ガス放電ランプに使用されている金属化合物の特性を検証した。その結果、モノハロゲン化インジウムを使用した場合、特に高放射効率が得られるのに対して、トリハロゲン化インジウムを使用した場合、低圧ガス放電ランプの放射効率は、著しく低くなることがわかった。トリハロゲン化インジウムを使用した場合に、低圧ガス放電ランプの放射効率が低くなる原因として、プラズマ中でトリハロゲン化インジウムが、式（1）のように、モノハロゲン化物とハロゲンに分解することが考えられる。
【０００７】
【数１】
2007507844.tif 000002
この式において、Xは塩素、臭素およびヨウ素のハロゲンを表す。ハロゲンX2が存在する場合、放射効率は低下する。
【０００８】
残念ながら、放電時には、モノハロゲン化インジウムのみが使用され（バッファガスとしての不活性ガスを除く）、あるいはより正確には、放電時には、インジウムのハロゲンX（X=ハロゲン＝Cl、BrまたはI）に対するモル比は、1以上であり、効率の低いトリハロゲン化物および効率の低いハロゲンは、酸素および／または水分との反応によって生成する。
【０００９】
この場合に生じる化学反応は、式（2）乃至（5）によって表される。
【００１０】
【数２】
2007507844.tif 000003
これらの全ての反応に共通なことは、放射効率に影響を及ぼすモノハロゲン化インジウムが、トリハロゲン化インジウムに変化し、あるいは直接ハロゲンにまで変化することであり、いずれも、放射効率の観点からは、効率的ではない。
【特許文献１】独国特許出願公開第DE10044562号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の課題は、モノハロゲン化インジウムを高濃度に安定させるため、ガス放電管内での、化学反応（2）乃至（5）を防止することができる手段を見出すことである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この課題は、ガス放電管内に、バッファとしての1または2以上の不活性ガスと、ハロゲン化インジウムと、酸素および水分を固定化する手段とを有する低圧ガス放電ランプによって達成することができ、ハロゲン化インジウムは、モノハロゲン化物として存在する。
【００１３】
さらに、酸素および水分とモノハロゲン化インジウムとの反応の結果生じる、トリハロゲン化物およびハロゲンの形成が抑制され、有意に高い放射効率を示す低圧ガス放電ランプが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明に用いられる酸素固定化および水分固定化手段には、2つの前提条件がある：固定化手段は、インジウムよりも強く酸素を固定化し、インジウムよりも弱くハロゲンと結合される必要がある。
【００１５】
これらの要求は、インジウム、ガリウム、ゲルマニウム、ボロン、モリブデンおよびタングステンによって満足させることができる。前記元素の添加によって、前述の化学反応（2）乃至（5）が抑制される。これらの元素は、インジウムよりも酸素を強く固定化するからである。一方、前記元素のハロゲンとの結合は、インジウムよりも弱いため、ハロゲン化インジウムは、ガス相中に存在することができる。
【００１６】
本発明による低圧ガス放電ランプは、バッファガスとして、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトンおよびキセノンからなる群から選定される不活性ガスを有する。不活性ガスの低温圧は、1乃至10mbarの範囲であり、特に1.5乃至3mbarであることが好ましい。
【００１７】
本発明によるランプでは、低圧で分子ガス放電が生じ、電磁スペクトルの可視光から近UV−A線の範囲にある放射線が放射される。UV線を可視光に変換するため、放電管の内側および／または外側に設置された蛍光体が使用される。これらの蛍光体または蛍光体の組み合わせは、ガス放電管の内面に設置される必要はなく、ガス放電管の外面に設置されても良い。UV−A範囲の発生放射線は、現在放電管に使用されている材料によっては吸収されないからである。蛍光体として使用される材料は、生じた放射線を吸収して、これを適当な波長に再変換放射する必要がある。
【００１８】
放電は、例えば2.65MHz、13.65MHz、…2.4GHz等の高周波交流場で、2つの外部電極または1つの外部電極と1つの内部電極によって、容量的に励起されても良い。
【００１９】
タングステンおよびレニウム等の高融点金属からなる2つの内部電極を用いて、電気的な励起を行っても良い。内部電極は、仕事関数の小さなエミッタ材料を備えても良い。
【００２０】
本発明の実施例では、放電が誘導的に励起されることが特に好ましい。この実施例では、放電は、2つの電極間では励起されず、閉環状の放電管に「電極は存在しない」。放電を励起させるためのエネルギーは、磁場、例えば2つのフェライトコアコイルによって誘導される。
【００２１】
誘導作動式の別の実施例では、エネルギーは、放電管内の別の2.65MHz発生器によって作動する高周波数アンテナを介して導入される。
【００２２】
誘導作動式低圧ガス放電ランプは、いかなる摩耗部品も有さない。そのようなランプは、長寿命であるため、LCD−ディスプレイのバックライト、UV消毒およびUV樹脂硬化に特に適している。
【国際調査報告】
2007507844.tif 000004
2007507844.tif 000005
2007507844.tif 000006