(57)【要約】【課題】駆動中ＶＵＶ放射を発する放電媒体により充填され蛍光体の設けられている放電ランプにおいて、光技術的な特性に関して長期的挙動が改善されるようにし、さらに耐用期間中、ランプの色位置のずれをいっそう僅かにする。【解決手段】第１の蛍光体層５は放電容器２の壁の内面に被着されていて、ＶＵＶ放射により励起可能でありＵＶＡ領域で電磁放射を発生させるために設けられたＵＶＡ成分を含む。第２の蛍光体層４はＵＶＡ放射により励起可能であり可視領域で電磁放射を発生させるために設けられている。これらの蛍光体層４，５の順序によれば、放電媒体から見てまずはじめに第１の蛍光体層５が配置され、ついで第２の蛍光体層４が配置される。【選択図】図１ａ
2004363102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電容器（２）と、該放電容器（２）の内側に存在しランプ駆動中、ＶＵＶ領域で電磁波を発する放電媒体と、該放電容器（２）の壁に被着され少なくとも１つの蛍光体成分を有する蛍光体が設けられている放電ランプ（１）において、
前記蛍光体は第１の蛍光体層（５）を有しており、該第１の蛍光体層（５）は前記放電容器（２）の壁の内面に被着されていて、ＶＵＶ放射により励起可能でありＵＶＡ領域で電磁放射を発生させるために設けられたＵＶＡ成分を含み、
前記蛍光体は第２の蛍光体層（４）を有しており、該第２の蛍光体層（４）はＵＶＡ放射により励起可能であり可視領域で電磁放射を発生させるために設けられており、
前記蛍光体層（４，５）の順序によれば、放電媒体から見てまずはじめに第１の蛍光体層（５）が配置され、ついで第２の蛍光体層（４）が配置されることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記第２の蛍光体層（４）も放電容器（２）の壁の内側に被着されており、前記第１の蛍光体層（５）の下に配置されている、請求項１記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記第２の蛍光体層は前記放電容器（２）の壁の外側に被着されている、請求項１記載の放電ランプ。
【請求項４】
ＵＶＡ成分
Ｃｅａ−ｃＬｎｂＲｃＭｇｄＡｌ１１Ｏ１６．５＋１．５（ａ＋ｂ）−０．５ｃ＋ｄ
を有しており、ここで
Ｌｎ＝Ｌａ，Ｙ，Ｇｄ
Ｒ＝Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ
であり、
０．１０≦ａ≦１．００；
０≦ｂ≦０．９；
０≦ｃ≦０．５ａ；
０．４５≦ｄ≦２．００；
ａ＋ｂ≦１
である、請求項１から３のいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項５】
ＵＶＡ成分
Ｌｎ１−ｘＣｅｘＰＯ４
を有しており、ここで
Ｌｎ＝Ｌａ，Ｙ，Ｇｄまたはそれらの混合物
０．０１≦ｘ≦０．３０
有利には
０．０２≦ｘ≦０．１０
である、請求項１から３のいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項６】
ＵＶＡ成分
Ｌｎ１−ｘＣｅｘＢＯ３
を有しており、ここで
Ｌｎ＝Ｌａ，Ｙ、Ｇｄまたはそれらの混合物
０．０１≦ｘ０．２０
有利には
０．０２≦ｘ≦０．１０
である、請求項１から３のいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項７】
前記第２の蛍光体層は、
Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ，ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１６：Ｅｕ，ＳｒＭｇＡｌ１０Ｏ１６：ＥｕまたはＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ
のグループから成る青色蛍光体成分または、
Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ，Ｍｎ，ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１６：Ｅｕ，Ｍｎ，ＳｒＭｇＡｌ１０Ｏ１６：Ｅｕ，ＭｎまたはＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｍｎ
のグループから成る青緑色蛍光体成分を含む、請求項１から６のいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項８】
第２の蛍光体層または第１の蛍光体層にＬｎＢＯ３：Ｃｅ，Ｔｂ，Ｌｎ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，ＴｂまたはＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ
のグループから成る緑色蛍光体成分が設けられており、ここで
Ｌｎ＝Ｌａ，Ｙ，Ｇｄまたはそれらの混合物である、請求項１から７のいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項９】
ＹＡＧ：Ｃｅ，ＣａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ２＋またはＳｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｃｅ３＋
のグループから成る黄色蛍光体成分が設けられている、請求項７記載の放電ランプ。
【請求項１０】
前記放電媒体は希ガスであるキセノンを含む、請求項１から９のいずれか１項記載の放電ランプ。
【請求項１１】
誘電体バリア放電ランプとして構成されている、請求項１から１０のいずれか１項記載の放電ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電容器と、該放電容器の内側に存在しランプ駆動中、ＶＵＶ領域で電磁波を発する放電媒体と、該放電容器の壁に被着され少なくとも１つの蛍光体成分を有する蛍光体が設けられている放電ランプに関する。このランプによれば駆動中、放電ランプの放電容器内に含まれている放電媒体により主としてＶＵＶ領域で電磁波が発せられる。ＶＵＶ領域はここでは約２００ｎｍよりも短い波長のことであるとし、たとえば約１００ｎｍ〜２００ｎｍの範囲にあるとする。ＶＵＶ放射は蛍光体によってそれよりも長い波長をもつ放射に変換され、たとえば可視スペクトル領域に変換される。
【０００２】
たとえば本発明は、さらに誘電体バリア放電による動作のために設計された上述の形式の放電ランプいわゆる誘電体バリア放電ランプにも関する。この種の放電ランプそれ自体は従来技術であり、すでに同一出願人の先願において様々な点で詳しく説明されてきた。この種の放電ランプの基礎的な物理的および技術的に詳細な点についてはここでは詳しくは立ち入らないことにし、その代わりに関連する従来技術を参考文献としておくが、そこにおいてはこれらのランプは場合によっては無音放電ランプとも呼ばれる。これらのランプはたとえばパルス化駆動方式にも適しており、これによれば放射発生の格別良好な効率が得られる。これらのランプは典型的には希ガス有利にはキセノンまたは希ガス混合物で充填されている。ランプ駆動中、放電容器内で殊にエキシマたとえばＸｅ２＊が発生し、これは最大で約１７２ｎｍの分子バンド放射を発する。
【背景技術】
【０００３】
白色光を前提とする用途のために、たとえば一般照明、カラースキャナ、カラー液晶ディスプレイのバックライトなどのために、ＶＵＶ放射が適切な白色光蛍光物質混合物により変換される。このためランプの演色性に応じて、２バンド蛍光物質混合物たとえば青色と黄色を発する蛍光体成分あるいは３バンド蛍光体成分たとえば赤色と緑色と青色を発する蛍光体成分が考慮される。ただしここで問題となるのは、たとえば一般的に利用される青色蛍光体成分はランプの耐用期間中、ＶＵＶ放射によって損傷され、それによってルミノシティないしは明るさ（luminosity）が失われてしまうことである。このため個々の蛍光体成分のルミノシティが様々に変化し、その結果、色位置がずれてしまう。これに加えて、公知の赤色蛍光体成分はＶＵＶ放射による励起における量子効率がかなり悪い。
【０００４】
アメリカ合衆国特許US-A 5 714 835には、白色光蛍光物質混合物を有する誘電バリア放電ランプが開示されている。この白色光蛍光混合物の成分は、赤色蛍光体成分（Ｙ０．７２Ｇｄ０．２Ｅｕ０．０８）ＢＯ３と、緑色蛍光体成分（Ｌａ０．４３Ｃｅ０．３９Ｔｂ０．１８）ＰＯ４と、青色蛍光体成分（Ｂａ０．９４Ｅｕ０．０６）ＭｇＡｌ１０Ｏ１７である。放電媒体としてランプ内部に希ガスであるキセノンが存在している。ランプ駆動中、放電ランプ媒体は２００ｎｍよりも短い波長の放射を発し、この放射が白色光蛍光物質混合物によって白色光に変換される。
【特許文献１】US-A 5 714 835
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、上述の問題点を解消し、駆動中ＶＵＶ放射を発する放電媒体により充填され蛍光体の設けられている放電ランプにおいて、光技術的な特性に関して長期的挙動が改善されるよう構成することにある。さらにこの課題の１つの観点によれば、耐用期間中、ランプの色位置のずれをいっそう僅かにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によればこの課題は、蛍光体は第１の蛍光体層を有しており、該第１の蛍光体層は前記放電容器の壁の内面に被着されていて、ＶＵＶ放射により励起可能でありＵＶＡ領域で電磁放射を発生させるために設けられたＵＶＡ成分を含み、前記蛍光体は第２の蛍光体層を有しており、該第２の蛍光体層はＵＶＡ放射により励起可能であり可視領域で電磁放射を発生させるために設けられており、前記蛍光体層の順序によれば、放電媒体から見てまずはじめに第１の蛍光体層が配置され、ついで第２の蛍光体層が配置されることにより解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
この場合、第２の蛍光体層も放電容器の壁の内面に被着させることができ、しかもこれを第１の蛍光体層の下に配置させることができる。あるいはこの第２の蛍光体層は放電容器の壁の外側に被着されている。前者の利点は、蛍光体が完全に放電容器内で保護され、つまりは外部の影響から守られることである。後者の利点はランプを簡単に製造できることであり、その理由は、可視放射を発する蛍光体層を他の部分はすべて仕上げられた「ＵＶＡランプ」の放電容器外面にあとから被着させるだけで、様々な光色のランプを実現できるからである。
【０００８】
従属請求項にはさらに別の格別有利な実施形態が示されている。
【０００９】
白色光を発生させるために第２の蛍光体層は典型的には２つの蛍光体成分すなわち青色と黄色またはオレンジを発する蛍光体成分から成るか、あるいは３つの蛍光体成分すなわちそれぞれ赤色と緑色と青色を発する蛍光体成分から成る。蛍光体層の均質性のために、ならびに所要製造ステップ数をできるかぎり僅かに抑える目的でそれ自体たしかに有利であるのは、２つもしくは３つの蛍光体成分をただ１つの蛍光体層において蛍光体混合物として被着させることであるけれども、原理的には各蛍光体成分を別個の蛍光体層として取り付けることも考えられる。
【００１０】
本発明はたとえば白色光に適合された放電ランプに適しているけれども、そのような放電ランプに限定されるものではなく、有色光を放射する放電ランプにも適している。
【００１１】
いずれにせよ上述の解決手段によれば同時に２つの利点が得られる。第１には、ＶＵＶ感応性の蛍光体成分たとえばＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕなど青色蛍光体成分が、その上に位置する第１の蛍光体層から発せられたＵＶＡ放射によって励起されることである。これによって、冒頭で述べたようにこのようなＶＵＶ感応性蛍光体のルミノシティないしは視感度がＶＵＶ照射に付随して低減すること、その結果として蛍光体混合物において生じる色位置がずれることが回避される。第２には、赤色蛍光体成分も有利にはＵＶＡ放射により励起されることであり、このことはＶＵＶ放射によって励起されるよりも著しく効率的である。この観点において緑色蛍光体成分はいっそう問題が少なくなり、つまりＶＵＶ照射時に比較的安定しＶＵＶ照射時には効率的に励起可能である。したがって緑色蛍光体成分は青色蛍光体成分とは異なり必ずしも第２の蛍光体層だけに存在させなくてもよく、第１の蛍光体層においてＵＶＡ成分と混合させてもよい。このようなケースでは、緑色蛍光体成分は主としてＶＵＶ放射により励起されるのに対し、第２の蛍光体層における蛍光体は主として第１の蛍光体層のＵＶＡ成分のＵＶＡ放射により励起され、しかもＶＵＶ照射に晒されることはなく、あるいはせいぜいのところ非常に低減されたＶＵＶ照射に晒されるだけである。したがって個々の蛍光体成分のルミノシティはほぼ均質に小さくなり、その結果、色位置もＶＵＶ放射にじかに晒されていた従来の蛍光体混合物の場合よりも僅かにしかずれない。赤色蛍光体成分も原理的にはたしかに第１の蛍光体層においてＵＶＡ成分と混合しておくことができるけれども、赤色蛍光体成分のためには上述のようにＵＶＡ放射による励起性改善のため、第２の蛍光体層を設けるのがよい。
【００１２】
ＵＶＡ成分として以下のものが殊に適していると判明した。
Ａ）Ｃｅａ−ｃＬｎｂＲｃＭｇｄＡｌ１１Ｏ１６．５＋１．５（ａ＋ｂ）−０．５ｃ＋ｄ
ここで
Ｌｎ＝Ｌａ，Ｙ，Ｇｄ
Ｒ＝Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ
および
０．１０≦ａ≦１．００；
０≦ｂ≦０．９；
０≦ｃ≦０．５ａ；
０．４５≦ｄ≦２．００；
ａ＋ｂ≦１；
Ｂ）Ｌｎ１−ｘＣｅｘＰＯ４
ここで
Ｌｎ＝Ｌａ，Ｙ，Ｇｄまたはそれらの混合物
および
０．０１≦ｘ≦０．３０
有利には
０．０２≦ｘ≦０．１０；
Ｃ）Ｌｎ１−ｘＣｅｘＢＯ３
ここで
Ｌｎ＝Ｌａ，Ｙ，Ｇｄまたはそれらの混合物
および
０．０１≦ｘ≦０．２０
有利には
０．０２≦ｘ≦０．１０
である。
【００１３】
同様に、これよりはよくないにしてもＵＶＡ成分として以下のものが適している：
Ｄ）Ｌａ１−ｘ−ｙＧｄｘＢｉｙＢ３Ｏ６
ただし０．３７≦ｘ≦０．８０であり０．０１≦ｙ≦０．０３
Ｅ）Ｇｄ１−ｘＰｒｘＭｇＢ５Ｏ１０
ただし０．０１≦ｘ≦０．０５
Ｆ）Ｌｎ１−ｘＰｒｘＳｉＯ５
ただしＬｎ＝Ｙ，Ｇｄまたはそれらの混合物であり０．０１≦ｘ≦０．０５
Ｇ）Ｇｄ１−ｘＣｅｘＭｇＢ５Ｏ１０
ただし０．０２≦ｘ≦０．０３
Ｈ）ＢａＬａ１−ｘＣｅｘＢ９Ｏ１６
ただし０．０２≦ｘ≦０．３０
Ｊ）Ｂａ１−ｘＰｂｘＳｉ２Ｏ５
ただし０．０２≦ｘ≦０．０５
可視の放射を発する蛍光体層には原則的に、長い波長で励起可能な周知のすべての蛍光体が適している。詳細にはたとえば以下に挙げる蛍光体が適している。
【００１４】
第１の蛍光体層にＵＶＡ成分を混合してもよいし第２またはさらに別の蛍光体層において利用してもよい緑色蛍光体成分として、たとえば以下のものが適している：
Ｋ）ＬｎＢＯ３：Ｃｅ，Ｔｂ
ただしＬｎ＝Ｌａ，Ｙ，Ｇｄまたはそれらの混合物
Ｌ）Ｌｎ２ＳｉＯ５：Ｃｅ，Ｔｂ
ただしＬｎ＝Ｌａ，Ｙ，Ｇｄまたはそれらの混合物
Ｍ）ＳｒＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ
第２またはさらに別の蛍光体層のための青色または青緑色蛍光体成分として以下のものが適している。
Ｎ）Ｓｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：ＥｕもしくはＳｒ５（ＰＯ４）３Ｃｌ：Ｅｕ，Ｍｎ；
Ｏ）ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１６：ＥｕもしくはＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１６：Ｅｕ，Ｍｎ；
Ｐ）ＳｒＭｇＡｌ１０Ｏ１６：ＥｕもしくはＳｒＭｇＡｌ１０Ｏ１６：Ｅｕ，Ｍｎ；
Ｑ）Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：ＥｕもしくはＳｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ，Ｍｎ
赤色蛍光体成分として、有利には第２またはさらに別の蛍光体層のための赤色蛍光体成分として以下のものが適している：
Ｒ）Ｌｎ２Ｏ２Ｓ２：Ｅｕ
ただしＬｎ＝Ｌａ，Ｙ，Ｇｄまたはそれらの混合物
Ｓ）Ｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｅｕ
ただしＲ＝Ｂａ，Ｃａ，Ｓｒ
黄色蛍光体成分として、たとえばＮ）〜Ｑ）のところで挙げた青色蛍光体成分のうちの１つと組み合わせて、たとえば以下のものが適している：
Ｔ）ＹＡＧ：Ｃｅ  それ自体当業者に周知のバリエーションも含む；
Ｕ）ＣａＳｉ２Ｏ２Ｎ２：Ｅｕ２＋；
Ｖ）Ｓｒ２Ｓｉ５Ｎ８：Ｃｅ３＋
上述の蛍光体成分の化学量論的な組成の僅かな変更は一般的であり、したがってそれらは上述の表現にいっしょに含まれる。
【００１５】
次に、実施例に基づき本発明について詳しく説明する。
【実施例１】
【００１６】
本発明の以下の実施例の説明では図１ａ〜図１ｃを参照する。
【００１７】
放電ランプ１は両端の封止された管状の放電容器２を有しており、これは約１０ｍｍの外径である。放電容器２はソーダ石灰ガラスから成り、放電媒体として約１５ｋＰａの圧力でキセノンが充填されている。放電容器２の壁の外面には、線状の導体路として構成された２つの金属製の電極３ａ，３ｂが互いに逆向きに放電容器の長手軸に沿って被着されている。放電容器２の壁の内面には「内側」蛍光体層４と「外側」蛍光体層５が被着されている。放電媒体からみて「外側」の第１の蛍光体層５はＵＶＡ成分Ｃｅ０．９９Ｂａ０．０１ＭｇＡｌ１１Ｏ１８．９９から成り、これは１．８ｍｇ／ｃｍ２の層重量を有している。放電媒体からみて「内側」の第２の蛍光体層４は、赤色蛍光体成分（Ｒ）Ｙ２Ｏ２Ｓ２：Ｅｕと、緑色蛍光体成分（Ｇ）ＹＢＯ３：Ｃｅ，Ｔｂと、青色蛍光体成分（Ｂ）ＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１６：Ｅｕの混合物から成り、これはＲ：Ｇ：Ｂ＝２０：６０：２０の重量パーセント混合比である。第２の蛍光体層４の層重量は同様に１．８ｍｇ／ｃｍ２である。ランプ１が１００時間燃焼した後でも色位置のずれは確認されなかったのに対し、蛍光体成分ＹＢＯ３：Ｅｕと、ＬａＰＯ４：ＣｅとＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１６：Ｅｕとから成り重量パーセント混合比２０：６０：２０であるＶＵＶ３バンド蛍光体混合物の設けられた同等のランプは、（ＣＩＥ標準色度図によれば）Δｘ／Δｙ＝０．００４／０．００４の色位置のドリフトをすでにもっていた。
【００１８】
以上、本発明について管状放電ランプの例に基づき説明してきたけれども、本発明はこのランプ形式に限定されるものではない。むしろ本発明は放電容器の形状とは無関係にその有利なはたらきを発揮する。したがってたとえばUS-A 5 994 849に開示されているようなフラットなランプ形状も同様に適している。しかもこの場合、電極が放電容器壁の外側に配置されていようが、あるいはその代わりに内側に配置されて誘電層により覆われていようが、重要な問題とはならない。また、電極がまったくバリアをもたないようにしてもよい。冒頭の主題として扱った問題点と関連して決定的に重要であるのは、放電媒体がランプ駆動中ＶＵＶ放射を発することだけである。ただし誘電バリア放電ランプはこの点に関していくらか有利な位置を占めており、それというのも冒頭ですでに述べたようにこれによれば、特別にパルス化された駆動においてＶＵＶ放射を効率的に発生させることができるからである。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１ａ】誘電体バリア放電ランプの側面図である。
【図１ｂ】図１ａのランプをラインＡＢに沿って見た横断面図である。
【図１ｃ】図１ｂの横断面図の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  放電ランプ
２  放電容器
３ａ，３ｂ  電極
４  内側蛍光体層
５  外側蛍光体層
【図１ａ】
2004363102.tif 000003
【図１ｂ】
2004363102.tif 000004
【図１ｃ】
2004363102.tif 000005