專利名稱：防止發(fā)生脫玻的無電極放電燈和無電極放電燈裝置的制作方法
本申請基于日本申請No.10-299391，在這里作為參考引入。
本申請涉及能夠防止發(fā)生脫玻(devitrification)的無電極放電燈，以及使用無電極放電燈的無電極放電燈裝置。
常規(guī)無電極放電燈的一個例子公開在日本特許專利申請No.9-120800，其中使用鹵化銦作為發(fā)光物質(zhì)。在下文中，使用鹵化銦作為發(fā)光物質(zhì)的無電極放電燈稱做銦燈。由于由鹵化銦的分子照射光的連續(xù)光譜，因此銦燈有優(yōu)良的彩色再現(xiàn)特性和高效的光學(xué)特性。特別是，現(xiàn)已公知作為鹵化銦使用的溴化銦(InBr)提供了很高的發(fā)光效率(“Novel High Color Rendering Electrodeless HID LampContaining InX，”A.Hochi，M.Takeda，S.Horri，T.Matsuoka，IDW‘96proceedings，pp435-438)。
一般來說，有電極的金屬鹵化物燈(下文稱做金屬鹵化物燈)的每一個由多種不同的發(fā)光物質(zhì)組成，以提高發(fā)光效率和彩色再現(xiàn)特性。由此，隨著這種金屬鹵化物燈連續(xù)地發(fā)光和發(fā)光物質(zhì)的消耗，弧光管內(nèi)存在的發(fā)光物質(zhì)之間的比例改變，發(fā)光的顏色也改變。相反，僅由一種發(fā)光物質(zhì)填充的無電極放電燈銦燈，可以獲得和金屬鹵化物燈相同或更高的發(fā)光效率和彩色再現(xiàn)特性，很難改變它的發(fā)光顏色。
然而，常規(guī)的銦燈存在一個問題與使用硫作為發(fā)光物質(zhì)的無電極放電燈(下文稱做硫燈)相比，為弧光管材料的石英玻璃很快發(fā)生脫玻，發(fā)光降低，燈的壽命減小。硫燈公開在例如日本特許專利申請No.6-132018中。例如對常規(guī)的銦燈進(jìn)行連續(xù)的發(fā)光測試顯示測試件發(fā)光10,000小時之后，在測試件的最極端的樣品中，弧光管內(nèi)約三分之一的面積內(nèi)發(fā)生脫玻。
因此本發(fā)明的一個目的是提供一種能防止發(fā)生脫玻并且壽命長的無電極放電燈，以及一種使用無電極放電燈的無電極放電燈裝置。以下為本發(fā)明人如何獲得本發(fā)明的詳細(xì)說明。
與常規(guī)的金屬鹵化物燈相比，常規(guī)的銦燈的脫玻很獨(dú)特常規(guī)銦燈的脫玻使弧光管的顏色變黃，而常規(guī)金屬鹵化物燈的脫玻使顏色變白。此外，在常規(guī)銦燈內(nèi)發(fā)生脫玻的區(qū)域既不屬于弧光管的最高溫度區(qū)也不屬于最低溫度區(qū)。此外，在弧光管內(nèi)不含有與弧光管的材料石英玻璃強(qiáng)烈反應(yīng)的物質(zhì)。由此可以推斷常規(guī)銦燈的脫玻發(fā)生在與常規(guī)金屬鹵化物燈不同的工藝中。
本申請的發(fā)明人分析了常規(guī)的銦燈，通過研究分析的結(jié)果獲得了有關(guān)常規(guī)的銦燈的獨(dú)特發(fā)現(xiàn)，并根據(jù)發(fā)現(xiàn)完成了本發(fā)明?，F(xiàn)在，下面結(jié)合本發(fā)明人假設(shè)銦燈發(fā)生的脫玻的工藝介紹分析結(jié)果。
首先，點(diǎn)亮常規(guī)的銦燈以便不進(jìn)行脫玻，然后在點(diǎn)亮期間和之后觀測弧光管內(nèi)壁銦(In)的沉積。在弧光管上出現(xiàn)沉積銦的區(qū)域?yàn)楸跍囟容^高的區(qū)域，而不是在壁溫度最低的區(qū)域。可以觀測到直徑達(dá)到約20μm的銦晶粒沉積在壁的表面上。此外，在出現(xiàn)沉積的區(qū)域中觀測到火山口形凹槽，假設(shè)其為隨著石英玻璃熔化形成。
接下來，對于已發(fā)生脫玻的常規(guī)銦燈，放大觀測發(fā)生脫玻的弧光管的區(qū)域。通過觀測發(fā)現(xiàn)許多尺寸等于粘附到相同區(qū)域的銦晶粒的火山口形凹槽形成在這些區(qū)域中，并觀測到在該區(qū)域中石英玻璃已局部地晶化。分析深度方向石英玻璃的晶化部分，發(fā)現(xiàn)銦和溴(Br)均勻地分布在晶化的部分中?？梢哉J(rèn)為這就是脫玻部分變黃的原因。
從以上可以總結(jié)出通過加熱沉積的銦形成了火山口形凹槽，通過加熱也促進(jìn)了石英玻璃的晶化。
從以上分析和考慮可以得出以下常規(guī)銦燈發(fā)生脫玻的結(jié)論。
在常規(guī)的銦燈中，含在燈中用于啟動的氣體氬(Ar)開始放電產(chǎn)生高溫電弧，弧光管壁的溫度很容易升高，為發(fā)光物質(zhì)的溴化銦很快蒸發(fā)，銦和溴的原子從溴化銦中分解出，或者高溫電弧中的溴化銦的分子激活并進(jìn)行發(fā)光放電。甚至在弧光管壁附近也存在高溫電弧。這意味著弧光管壁的附近有高能的原子或離子。由此，在它們重新結(jié)合之前銦和溴的分解原子接觸弧光管壁的可能性很大。當(dāng)所述情況發(fā)生時，很難發(fā)生所謂的鹵素循環(huán)，即循環(huán)進(jìn)行金屬鹵化物在高溫下分解并在低溫下重新結(jié)合，這往往會產(chǎn)生銦和溴相互游離的狀態(tài)。本發(fā)明人實(shí)際上通過點(diǎn)亮少于一小時的測試證實(shí)點(diǎn)亮之后弧光管的成分中含有部分相互游離的銦和溴。
作為單質(zhì)的銦有2080℃的高沸點(diǎn)。由此，當(dāng)銦的原子達(dá)到弧光管壁時，即使壁有較高的溫度，它們往往會粘附到壁上。銦燈點(diǎn)亮期間粘附到弧光管壁的銦通過用于點(diǎn)亮而施加到燈的能量加熱到高溫。當(dāng)加熱作為單質(zhì)的銦時，在銦達(dá)到它的高沸點(diǎn)之前，先經(jīng)過容易熔化石英玻璃的高溫。由于所述高溫，石英玻璃軟化或熔化，會產(chǎn)生晶核。晶核的產(chǎn)生有助于晶化核周圍石英玻璃晶化的發(fā)展。石英玻璃的晶化發(fā)展到脫玻。
相反，可以認(rèn)為所述脫玻不會發(fā)生到硫燈。這是由于發(fā)光物質(zhì)硫有低沸點(diǎn)和高蒸汽壓。
到此為止，現(xiàn)已介紹了本發(fā)明人假定銦燈發(fā)生脫玻的工藝。從這些事實(shí)中發(fā)現(xiàn)本發(fā)明人通過防止銦原子粘附到弧光管壁上可以限制常規(guī)的銦燈發(fā)生脫玻。這使本發(fā)明人獲得防止發(fā)生脫玻的本發(fā)明的無電極放電燈。不用說本發(fā)明的要點(diǎn)也適用于使用除鹵化銦以外的材料作為發(fā)光物質(zhì)的燈。
以上目的可以通過無電極放電燈達(dá)到，無電極放電燈包括密封發(fā)光物質(zhì)和阻止熔化物質(zhì)的弧光管，其中發(fā)光物質(zhì)為金屬鹵化物，阻止熔化物質(zhì)阻止構(gòu)成金屬鹵化物的金屬元素在弧光管的壁熔化，元素從這些金屬鹵化物中游離出來。
采用以上結(jié)構(gòu)，可以防止弧光管壁由于從作為發(fā)光物質(zhì)的金屬鹵化物中游離出的金屬而熔化。這防止了脫玻的發(fā)生，使采用這種無電極放電燈的無電極放電燈裝置壽命更長。
在以上的無電極放電燈中，阻止熔化物質(zhì)可以是金屬鹵化物，包含在阻止熔化物質(zhì)中的鹵素摩爾數(shù)和包含在發(fā)光物質(zhì)中的鹵素摩爾數(shù)的總和，與包含在阻止熔化物質(zhì)中的金屬摩爾數(shù)和包含在發(fā)光物質(zhì)中的金屬摩爾數(shù)的總和的比例在大于1.02和小于1.07的范圍內(nèi)。
在以上結(jié)構(gòu)中，優(yōu)選比例在1.03和1.05范圍內(nèi)。
在以上的無電極放電燈中，阻止熔化物質(zhì)可包括含在發(fā)光物質(zhì)中的的金屬；以及，含在發(fā)光物質(zhì)中的鹵素，并且阻止熔化物質(zhì)的組分與發(fā)光物質(zhì)的組分不同。
采用以上結(jié)構(gòu)，減少了如發(fā)光顏色等的燈特性變化的可能性。此外，與鹵素作為單質(zhì)添加的情況相比，在總的摩爾數(shù)方面，以上結(jié)構(gòu)有助于控制金屬和鹵素之間的比例。
在以上的無電極放電燈中，發(fā)光物質(zhì)可以是包含鹵素和屬于IIIB族元素的金屬的金屬鹵化物，阻止熔化物質(zhì)為包含在發(fā)光物質(zhì)中的金屬的單質(zhì)。
以上目的還可以通過無電極放電燈裝置達(dá)到，無電極放電燈裝置包括含有密封發(fā)光物質(zhì)和阻止熔化物質(zhì)的弧光管的無電極放電燈，其中發(fā)光物質(zhì)為包含鹵素和屬于IIIB族元素的金屬的一價金屬鹵化物，阻止熔化物質(zhì)阻止構(gòu)成金屬鹵化物的金屬元素使弧光管的壁熔化，這些金屬元素從金屬鹵化物中游離出來；以及，向無電極放電燈提供能量以激發(fā)發(fā)光物質(zhì)發(fā)光的激發(fā)能提供裝置。
從下面結(jié)合示出了本發(fā)明具體實(shí)施例的附圖的說明中，本發(fā)明的這些和其他目、優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)將變得很顯然。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的無電極放電燈的局部露出的前視圖。
圖2示出了本發(fā)明的無電極放電燈裝置的結(jié)構(gòu)。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的無電極放電燈的局部露出的前視圖。
以下為參考附圖通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的介紹。
<實(shí)施例1>
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的無電極放電燈的局部露出的前視圖。
如圖1所示，無電極放電燈1由含有發(fā)光物質(zhì)和如氬(Ar)等稀有氣體的起動氣體組成，其中發(fā)光物質(zhì)為由相同的元素但組分不同的多種金屬鹵化物的混合物，例如溴化銦(InBr)3作為第一金屬鹵化物，三溴化銦(InBr3)4作為第二金屬鹵化物。
設(shè)置溴化銦3和三溴化銦4每一個的量，使溴的摩爾數(shù)稍大于銦的摩爾數(shù)。所述設(shè)置有助于銦的脫離原子與溴的脫離原子之間的碰撞，使鹵循環(huán)平穩(wěn)發(fā)生，并限制了加速脫玻的游離銦的沉積。
圖2示出了本發(fā)明的無電極放電燈裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖2所示，無電極放電燈裝置5使用2.45GHz的微波作為激發(fā)發(fā)光物質(zhì)的能量。無極放電燈裝置5包括產(chǎn)生微波的磁控管6、內(nèi)部有腔的容器7、將磁控管6產(chǎn)生的微波輸送到容器7內(nèi)的波導(dǎo)8、支撐設(shè)置在容器7內(nèi)的無電極放電燈1的支撐桿9。
要得到穩(wěn)定、均勻的發(fā)光放電，支撐桿9可以連接到電動機(jī)或類似物，以便在支撐桿9作為軸旋轉(zhuǎn)的同時能點(diǎn)亮無電極放電燈1。
容器7形成為圓柱形，并由基本上不允許微波穿過自身、允許光穿過、能導(dǎo)電的材料制成，例如導(dǎo)電的網(wǎng)格狀材料。容器7連接到波導(dǎo)8，以便它們相互良好地電接觸。被容器7和波導(dǎo)8的壁包圍的空間下文稱做微波腔10。微波腔10通過在波導(dǎo)8壁中開出的傳輸孔11連接到波導(dǎo)8內(nèi)的傳輸空間。
磁控管6提供有天線，從波導(dǎo)8的壁伸出進(jìn)入波導(dǎo)8內(nèi)。磁控管6產(chǎn)生的微波通過天線傳輸?shù)讲▽?dǎo)8內(nèi)，然后，通過傳輸孔11進(jìn)入微波腔10內(nèi)。提供到微波腔10內(nèi)的微波，激發(fā)密封在無電極放電燈1內(nèi)作為發(fā)光物質(zhì)的溴化銦3和三溴化銦4發(fā)出光。以下為發(fā)光過程。首先微波的能量使氬開始放電。無電極放電燈1中的溫度隨氬的蒸汽壓增加而升高。這使溴化銦3和三溴化銦4蒸發(fā)并開始放電。溴化銦3和三溴化銦4的蒸氣壓升高。微波的能量激發(fā)溴化銦3和三溴化銦4的分子，使它們發(fā)光，發(fā)出遍布整個可見光范圍的寬、連續(xù)光譜的白光。從無電極放電燈1發(fā)出的光穿過容器7并從微波腔10放出。
現(xiàn)在，介紹對本實(shí)施例的無電極放電燈的特性進(jìn)行的觀測結(jié)果。在所述觀測中，無電極放電燈的每個測試件具有如1所示的結(jié)構(gòu)，加熱由無水石英玻璃(GE214A，水含量少于1ppm)制成且內(nèi)徑為30mm的弧光管2作為用于除去水和雜質(zhì)的準(zhǔn)備工藝，然后將量和混合物比例顯示在表1中的溴化銦3和三溴化銦4的混合物放入到弧光管2內(nèi)，并將1.3kPa的氬氣封入弧光管2內(nèi)。然后通過磁控管6(由MATSUSHITA ELECTRONIC INSTRUMENT CO.，LTD.制造，2M244，額定輸出功率1kW)產(chǎn)生的800W輸出功率的微波點(diǎn)亮作為測試件的無電極放電燈，同時觀測初始狀態(tài)中的燈特性、銦的沉積、放電穩(wěn)定性等。結(jié)果顯示就如亮度和發(fā)射光譜等的燈特性而言，所有的測試件幾乎相同。就燈照明期間弧光管2壁上沉積的銦量和放電穩(wěn)定性對測試件進(jìn)行目視觀測。表1示出了結(jié)果。
表1
>在觀測中使用的溴化銀(InBr)3和三溴化銀(InBr3)4都由APL EngineeredMaterials Inc.制造(圓片形，99.999％的純度)。
這里，穩(wěn)定的放電表示沒有觀察到燈的發(fā)光閃爍；不穩(wěn)定的放電表示觀察到燈的發(fā)光閃爍。如表1所示，隨著溴相對銦的比例增加，沉積的銦減少。當(dāng)溴相對銦的摩爾數(shù)比例為1.03以上時，沒有觀察到銦沉積。當(dāng)比例為1.07時，由于隨著燈的點(diǎn)亮電弧收縮，因此可以觀察到放電不穩(wěn)定。這可以認(rèn)為是由于鹵素捕獲了電子。從以上的結(jié)果中，可以推導(dǎo)出以下事實(shí)要終止銦沉積，溴相對銦的摩爾數(shù)混合比例應(yīng)大于1.02，優(yōu)選1.03以上；要得到穩(wěn)定的放電，溴相對銦的混合比例應(yīng)小于1.07，優(yōu)選1.05以下。
現(xiàn)在介紹對以上測試件1(沒有添加InBr3的常規(guī)燈)和以上測試件3進(jìn)行的測試結(jié)果。在所述測試中，燈照明很長時間，然后進(jìn)行對比觀察。測試燈照明約1,500小時，然后就發(fā)生脫玻而言對它們進(jìn)行目視觀測，通過照度計(MINOLTA，T-1M型)測量燈的亮度。
測試的結(jié)果顯示即使在起動之后1,500小時，測試件3基本保持初始亮度，可以確定測試件3沒有發(fā)生脫玻。相反，起動之后1,500小時，在測試件1中目視觀測到發(fā)生脫玻，并且起動之后1,500小時，測試件1亮度減少到初始亮度的90％。
這里應(yīng)該注意從表1的結(jié)果可以明顯看出，密封在弧光管中的溴的量應(yīng)該比銦的量大于一個微量(trace)。即，需要將一個微量的溴添加到已含有溴化銦作為發(fā)光物質(zhì)的弧光管內(nèi)。如果使用溴作為鹵素，那么很難控制要密封在弧光管內(nèi)的溴量。然而，在本實(shí)施例的無電極放電燈中，由相同元素組成的多種不同的化合物組合使用，不需要將一個微量的溴單獨(dú)添加到溴化銦中。采用所述結(jié)構(gòu)，通過控制每種化合物的量可以控制元素之間的比例。這有助于適當(dāng)?shù)乜刂埔芊庠诨」夤苤械你熀弯宓牧俊４送?，由于化合物由相同的元素組成，因此燈的特性不隨密封化合物量的微小變化敏感地改變。
<實(shí)施例2>
現(xiàn)在介紹本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2的無電極放電燈的局部露出的前視圖。如圖3所示，除弧光管含有溴化銦(InBr)3作為發(fā)光物質(zhì)和銦(In)作為單質(zhì)之外，實(shí)施例2的無電極放電燈結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的相同。
如前所述，脫玻的原因是銦的沉積。因此，有人會認(rèn)為在本實(shí)施例中添加作為單質(zhì)的銦(In)41會增加脫玻的發(fā)生。然而，本發(fā)明的發(fā)明人通過實(shí)驗(yàn)證明添加銦(In)41作為單質(zhì)限制了脫玻發(fā)生?？梢哉J(rèn)為是由于從溴化銦中游離的銦元素(下文稱作脫離的銦)以與由銦作為單質(zhì)蒸發(fā)產(chǎn)生的銦元素(下文稱作蒸發(fā)的銦)不同的方式在脫玻中沉積。
由于銦的低熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)和低蒸汽壓，如果不大量添加，在燈照明的同時，作為單質(zhì)的銦不會完全地蒸發(fā)?？梢哉J(rèn)為剩余的單質(zhì)銦調(diào)節(jié)了現(xiàn)有的蒸發(fā)銦和游離的銦的總和保持在不變的量。具體地，可以認(rèn)為由于單質(zhì)銦的蒸發(fā)，游離的銦被吸收在剩余的單質(zhì)銦中，可以認(rèn)為蒸發(fā)的銦沒有直接參與脫玻，與此同時游離的銦的確參與了。因此，可以認(rèn)為這導(dǎo)致了弧光管2壁上游離銦的沉積減少，限制了石英玻璃脫玻的發(fā)生。
只要參考密封在弧光管中作為發(fā)光物質(zhì)的溴化銦的量不添加很多的單質(zhì)銦，單質(zhì)銦的添加既沒有產(chǎn)生不穩(wěn)定的放電，也沒有影響如亮度燈的光特性，是由于即使在燈照明期間的溫度，單質(zhì)銦的蒸汽壓也很低。此外，容易控制要密封在弧光管中單質(zhì)銦的量，是由于與確定燈特性的元素相同的元素的單質(zhì)銦量的微量變化不影響燈的特性。
現(xiàn)在，介紹對本實(shí)施例的無電極放電燈的特性進(jìn)行的觀測結(jié)果。在所述觀測中，使用的測試件是具有圖3所示結(jié)構(gòu)，其中由無水石英玻璃(GE214A，水含量少于1ppm)制成且內(nèi)徑為30mm的弧光管2填充有40mg的溴化銦(InBr)3、1.3kPa的氬氣(Ar)和3.8mg作為單質(zhì)的銦(In)41(下文中燈稱作添銦的燈)。在所述觀測中使用的另一測試件是與添銦的燈相對比制造的無電極放電燈，其中與添銦的燈相同的弧光管2填充有40mg的溴化銦3和1.3kPa的氬氣(燈下文稱作沒有添加銦的燈)。兩個燈都由磁控管6產(chǎn)生的輸出功率800W的微波照明，觀察脫玻的發(fā)生。以下為結(jié)果。
在燈連續(xù)照明達(dá)到500小時之前，在沒有添銦的燈中目視觀測到由石英玻璃制成的部分弧光管2發(fā)生脫玻。相反，即使燈連續(xù)照明2,000小時，盡管觀察到銦的沉積，在添銦的燈中沒有觀察到發(fā)生脫玻。
通過控制弧光管2的冷點(diǎn)溫度以增加蒸發(fā)銦，無論低壓蒸汽壓，可以得到燈光的色溫輕微增加的效果，即，增加弧光管2中的銦元素以增強(qiáng)藍(lán)光區(qū)域中的發(fā)光，這是銦元素的獨(dú)特之處。
<變化>
到此為止，使用各種實(shí)施例介紹了本發(fā)明。然而，不用說本發(fā)明不限于實(shí)施例顯示的具體例子。本發(fā)明可以如下變化，例如(1)在以上實(shí)施例中，石英玻璃用做傳輸光的弧光管2的材料。然而，可以使用透明陶瓷等代替石英玻璃。
(2)在以上實(shí)施例中，為金屬鹵化物的溴化銦用做發(fā)光物質(zhì)。然而，可以使用如碘、氯或氟等的其它金屬鹵化物代替。此外，可以使用如鎵(Ga)、鉈(Tl)或鋁(Al)等的IIIB族元素作為金屬元素代替銦。在以上情況中，如實(shí)施例1中介紹的，通過使用含有相同元素但有不同組分的多種金屬鹵化物作為發(fā)光物質(zhì)可以得到控制密封在弧光管中的金屬和鹵素的量的本發(fā)明的效果。此外，和實(shí)施例2中介紹的一樣，通過添加構(gòu)成金屬鹵化物的金屬作為單質(zhì)可以限制脫玻，而不會改變燈的特性。
同時，本發(fā)明的基本方法是添加限制脫玻發(fā)生的材料，其中脫玻由沉積在弧光管壁上熔化弧光管壁材料的金屬引起的。本發(fā)明的所述方法不限于添加構(gòu)成發(fā)光物質(zhì)的材料。即，發(fā)光物質(zhì)和要添加的材料可以有不同的元素?？梢允褂貌牧系母鞣N組合，例如碘化銦(InI)和三溴化銦、溴化鉈和三溴化銦、碘化銦和三碘化鉈、以及碘化鉈和三溴化銦以延長無電極放電燈的壽命。要限制脫玻的發(fā)生，可以添加鹵素。更具體地說，當(dāng)?shù)饣熥鳛榘l(fā)光物質(zhì)時，可以添加碘作為單質(zhì)。由于碘在常溫下為固體，因此與溴、氯等相比，可以容易地控制碘的量。
(3)在以上實(shí)施例中，氬(Ar)用作起動氣體。然而，也可以使用如氦(He)、氖(Ne)、氪(Kr)和氙(Xe)等各種稀有氣體作為起動氣體。具體地，使用如氪或氙等比氬的分子重的稀有氣體阻止達(dá)到弧光管壁的金屬原子的游離，得到加速鹵素循環(huán)的效果和增強(qiáng)限制脫玻的效果。
(4)在以上實(shí)施例中，使用圓柱形微波腔(4)和矩形波導(dǎo)8。然而，這些單元的形狀和連接不限于實(shí)施例中介紹的。例如，微波腔10可以包括由導(dǎo)電材料制成旋轉(zhuǎn)照射表面形狀的光反射器；以及設(shè)置導(dǎo)電網(wǎng)格由此關(guān)閉光反射器的發(fā)光方向中的開口。采用所述結(jié)構(gòu)，也可以使用內(nèi)有空腔的容器有效地發(fā)光。
(5)在以上實(shí)施例中，通過焊接被腐蝕的金屬網(wǎng)板制成含有微波腔的容器7。然而，容器7可以如下形成以進(jìn)一步確保強(qiáng)度和透光率。例如，可以使用防熱玻璃或透明陶瓷作為基底材料；以及具有小線寬的導(dǎo)電材料粘貼在基底材料的外表面上，或者基底材料的外表面可以涂敷網(wǎng)格形的導(dǎo)電材料薄層，以便容器7可以阻止微波穿過它自身。
(6)在以上實(shí)施例中，點(diǎn)亮無電極放電燈1的能量提供裝置使用2.45GHz的微波作為能量，磁控管6作為產(chǎn)生微波的設(shè)備，矩形波導(dǎo)8作為微波傳導(dǎo)裝置。然而，能量提供裝置不限于所述結(jié)構(gòu)。例如，磁控管6可以用固體高頻振蕩器件或如同軸線等的波導(dǎo)作為傳輸裝置。此外，可以不使用2.45GHz的微波。取而代之，使用例如13.56MHz的高頻施如到設(shè)置在無電極放電燈1內(nèi)部或外部的線圈上以產(chǎn)生高頻電場的導(dǎo)電耦合型無電極放電法，由此產(chǎn)生的高頻電場將電流引入燈內(nèi)產(chǎn)生放電。
現(xiàn)已參考附圖借助例子完全介紹了本發(fā)明，應(yīng)該注意本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然可以進(jìn)行各種修改和變形。因此，只要所述修改和變形不脫離本發(fā)明的范圍，其構(gòu)成都應(yīng)包括在這里。
權(quán)利要求
1.一種無電極放電燈，包括密封發(fā)光物質(zhì)和阻止熔化物質(zhì)的弧光管，其中發(fā)光物質(zhì)為金屬鹵化物，以及阻止熔化物質(zhì)阻止構(gòu)成金屬鹵化物的金屬元素使弧光管的壁熔化，這些金屬元素是從金屬鹵化物中游離出來的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無電極放電燈，其中弧光管由石英玻璃制成，以及發(fā)光物質(zhì)是包括沸點(diǎn)高于石英玻璃軟化點(diǎn)的作為單質(zhì)的金屬的金屬鹵化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的無電極放電燈，其中阻止熔化物質(zhì)為金屬鹵化物，包含在阻止熔化物質(zhì)中的鹵素摩爾數(shù)和包含在發(fā)光物質(zhì)中的鹵素摩爾數(shù)的總和，與包含在阻止熔化物質(zhì)中的金屬摩爾數(shù)和包含在發(fā)光物質(zhì)中的金屬摩爾數(shù)的總和的比例在大于1.02和小于1.07的范圍內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的無電極放電燈，其中包含在發(fā)光物質(zhì)和阻止熔化物質(zhì)中的金屬為屬于IIIB族的元素。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的無電極放電燈，其中發(fā)光物質(zhì)為一價金屬鹵化物，阻止熔化物質(zhì)為三價金屬鹵化物。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的無電極放電燈，其中阻止熔化物質(zhì)包括包含在發(fā)光物質(zhì)中的金屬；以及，包含在發(fā)光物質(zhì)中的鹵素，并且阻止熔化物質(zhì)的組分與發(fā)光物質(zhì)的組分不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的無電極放電燈，其中發(fā)光物質(zhì)為溴化銦，阻止熔化物質(zhì)為三溴化銦。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的無電極放電燈，其中發(fā)光物質(zhì)是包含鹵素和屬于IIIB族元素的金屬的金屬鹵化物，阻止熔化物質(zhì)為包含在發(fā)光物質(zhì)中的金屬的單質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的無電極放電燈，其中發(fā)光物質(zhì)為溴化銦，以及阻止熔化物質(zhì)為銦的單質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的無電極放電燈，其中含有分子重量大于氬氣的稀有氣體的氣體密封在弧光管中作為起動氣體。
11.一種無電極放電燈，包括密封第一金屬鹵化物和第二金屬鹵化物的弧光管，弧光管由石英玻璃制成，其中第一金屬鹵化物包括第一鹵素和屬于IIIB族元素的第一金屬，第一金屬的熔點(diǎn)高于石英玻璃的軟化點(diǎn)，以及第二金屬鹵化物包括第二鹵素和屬于IIIB族元素的第二金屬，其中第二金屬的組分與第一金屬的組分不同，第二鹵素與第一鹵素可以相同或不同，第二金屬與第一金屬可以相同或不同，其中調(diào)節(jié)密封在弧光管中的第一金屬鹵化物和第二金屬鹵化物的量，使第一鹵素的摩爾數(shù)和第二鹵素摩爾數(shù)的總和，與第一金屬的摩爾數(shù)和第二金屬摩爾數(shù)的總和的比例在大于1.02和小于1.07的范圍內(nèi)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的無電極放電燈，其中第一金屬鹵化物為一價金屬鹵化物，第二金屬鹵化物為三價金屬鹵化物。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的無電極放電燈，其中第一金屬和第二金屬相同，第一鹵素和第二鹵素相同。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的無電極放電燈，其中第一金屬鹵化物為溴化銦，第二金屬鹵化物為三溴化銦。
15.一種無電極放電燈，包括密封第一金屬的單質(zhì)和作為發(fā)光物質(zhì)的金屬鹵化物的弧光管，弧光管由石英玻璃制成，其中金屬鹵化物包括鹵素和屬于IIIB族元素的第二金屬，第二金屬的熔點(diǎn)高于石英玻璃的軟化點(diǎn)，以及第一金屬等同于第二金屬。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的無電極放電燈，其中金屬鹵化物為溴化銦，第一金屬的單質(zhì)為銦。
17.一種無電極放電燈裝置，包括包含密封發(fā)光物質(zhì)和阻止熔化物質(zhì)的弧光管的無電極放電燈，其中發(fā)光物質(zhì)為包含鹵素和屬于IIIB族元素的金屬的一價金屬鹵化物，阻止熔化物質(zhì)阻止構(gòu)成金屬鹵化物的金屬元素使弧光管的壁熔化，這些金屬元素是從金屬鹵化物游離出來的；以及向無電極放電燈提供能量以激發(fā)發(fā)光物質(zhì)發(fā)光的激發(fā)能提供裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的無電極放電燈裝置，其中激發(fā)能提供裝置為微波產(chǎn)生裝置，用以將微波輻射到無電極放電燈上。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的無電極放電燈裝置，其中發(fā)光物質(zhì)為溴化銦，阻止熔化物質(zhì)為銦的單質(zhì)。
20.一種無電極放電燈裝置，包括包含密封第一金屬鹵化物和第二金屬鹵化物的弧光管的無電極放電燈，弧光管由石英玻璃制成，其中第一金屬鹵化物包括第一鹵素和第一金屬，第二金屬鹵化物包括第二鹵素和第二金屬，以及調(diào)節(jié)密封在弧光管中的第一金屬鹵化物和第二金屬鹵化物的量，使第一鹵素的摩爾數(shù)和第二鹵素摩爾數(shù)的總和，與第一金屬摩爾數(shù)和第二金屬摩爾數(shù)的總和的比例在大于1.02和小于1.07的范圍內(nèi)，向無電極放電燈提供能量以激發(fā)發(fā)光物質(zhì)發(fā)光的激發(fā)能提供裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的無電極放電燈裝置，其中激發(fā)能提供裝置為微波產(chǎn)生裝置，用以將微波輻射到無電極放電燈上。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的無電極放電燈裝置，其中第一金屬鹵化物為溴化銦，第二金屬鹵化物為三溴化銦。
全文摘要
一種能防止由于用金屬鹵化物特別是ⅢB族金屬和鹵素組成的化合物作為發(fā)光物質(zhì)而發(fā)生脫玻的無電極放電燈及其裝置。脫玻起因如下:金屬原子從發(fā)光物質(zhì)中游離出并沉積在弧光管表面上,并隨發(fā)光物質(zhì)的激發(fā)和發(fā)光而熔化?；诖苏J(rèn)識,將一種物質(zhì)添加到弧光管內(nèi)部以防止弧光管壁熔化從而延長燈壽命。具體說,添加物質(zhì)為含鹵素的另一金屬鹵化物,但添加金屬鹵化物的金屬化合價高于金屬鹵化物發(fā)光物質(zhì)的金屬化合價。通過控制添加金屬鹵化物的量可控制弧光管中鹵素的比例。采用本結(jié)構(gòu),可防止發(fā)生脫玻同時保持放電穩(wěn)定性。通過添加構(gòu)成金屬鹵化物發(fā)光物質(zhì)的金屬單質(zhì)也可防止脫玻。
文檔編號H01J65/04GK1254179SQ99125270
公開日2000年5月24日 申請日期1999年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月21日
發(fā)明者片瀨幸一, 一番箇瀨剛, 關(guān)勝志 申請人:松下電子工業(yè)株式會社