專利名稱：含有uv－b熒光劑的低壓氣體放電燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有發(fā)光放電管的低壓氣體放電燈，所述放電管以氣密形式包圍著配備了含有在維持放電成分中的至少一種維持放電組分的氣體填充物的放電空間。在至少一部分放電管壁配備了至少一層包含用于將放電產(chǎn)生的UV輻射轉(zhuǎn)化為UV-B輻射的UV-B熒光劑的發(fā)光材料。UV輻射在300nm到320nm的中間波長范圍內(nèi)的部分被稱為UV-B輻射。UV-B輻射可用于諸如醫(yī)療、整容或殺菌用途。
該低壓氣體放電燈還包括用于在放電管中點(diǎn)燃并維持放電的放電裝置。
本發(fā)明特別涉及一種具有特定類型的發(fā)光材料以發(fā)射適用于UV-B光線療法的窄頻帶UV-B輻射的低壓氣體放電燈。
背景技術(shù)：
使用UV-B輻射的UV-B光線療法由將皮膚暴露于UV-B輻射組成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其在諸如牛皮癬、白癲風(fēng)、濕疹和其它皮膚病癥的某些皮膚疾病的治療中特別有效。
為了改進(jìn)UV-B輻射的治療效果，大部分可用于人類皮膚的光線療法的熒光燈被設(shè)計(jì)成具有窄頻帶UV-B光譜并因此發(fā)射主要在310nm到313nm范圍內(nèi)的窄頻帶UV-B輻射。已經(jīng)證明波長在UV光譜這一部分內(nèi)的輻射對牛皮癬的治療特別有效。此外，UV輻射中能夠引起曬斑的部分不在窄頻帶UV-B光譜內(nèi)。因此能夠延長病人的治療而不引起曬斑。
用于在光療燈中產(chǎn)生窄頻帶UV-B光的最合適的發(fā)光材料含有作為UV-B熒光劑的由GB 1536637已知的在185nm和254nm的激發(fā)具有高效率的LaB3O6:Bi，Gd。其在大約310nm到313nm之間具有最大發(fā)射峰并且半值寬度小于10nm。
類似于任何高輸出熒光劑基裝置，含有LaB3O6:Bi，Gd作為UV-B熒光劑的窄頻帶UV-B燈易于受到由短波UV輻射引起的熒光劑退化的影響。如用于UV-B光線療法的正常高強(qiáng)度運(yùn)轉(zhuǎn)對熒光劑是毀滅性的，導(dǎo)致其電光效率隨著使用期降低。
而且，在氣體填充物中含有水銀的低壓氣體放電燈中，水銀離子和電子在熒光劑表面的重新結(jié)合或受激水銀原子和電子在熒光劑層上的入射同樣導(dǎo)致熒光劑的發(fā)射率隨著時(shí)間降低。
一種廣泛用于減輕UV光輸出降低的方法是添加由Al2O3(alon-c)納米顆粒構(gòu)成的保護(hù)層，其中將1％到8％的alon-c添加到發(fā)光材料中。
更好的方法應(yīng)該是用不易于退化的窄頻帶UV-B熒光劑來替代LaB3O6:Bi，Gd。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種特別適用于光線療法用途的低壓氣體放電燈，其具有更高的UV-B輸出、更長的使用壽命和改進(jìn)的亮度維持。
依照本發(fā)明，通過配備了具有含有維持放電成分的氣體填充物的氣體放電管的低壓氣體放電燈來實(shí)現(xiàn)該目的，其中至少一部分氣體放電管壁配備了含有在主體晶格內(nèi)含有釓(III)作為激活劑和鐠(III)作為敏化劑的第一UV-B熒光劑的發(fā)光材料，此外該低壓氣體放電燈配備了用于產(chǎn)生并維持低壓氣體放電的裝置。
本發(fā)明是基于這一公認(rèn)作為LaB3O6:Bi，Gd主體晶格中的敏化劑的鉍趨向與主體晶體結(jié)構(gòu)中的雜質(zhì)或缺陷反應(yīng)，在長時(shí)間使用時(shí)這導(dǎo)致了UV-B燈光輸出的迅速降低。
鐠對晶體缺陷和氧化還原反應(yīng)更不敏感。由于發(fā)光材料的高光化學(xué)穩(wěn)定性，根據(jù)本發(fā)明的燈可用在應(yīng)用UV-B輻射的全部領(lǐng)域中，在其中熒光劑的光退化或熱猝滅限制了裝置性能，例如在高負(fù)荷熒光燈中。
依照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，低壓氣體放電燈在維持放電成分中含有水銀。根據(jù)本發(fā)明的配備了含有在主體晶格內(nèi)含有釓(III)作為激活劑和鐠(III)作為敏化劑的第一UV-B熒光劑的發(fā)光材料的低壓氣體放電燈顯得可以很好地抵抗運(yùn)行過程中在低壓水銀蒸氣放電燈的放電管中占優(yōu)勢的水銀稀薄氣體氣氛的活動。作為結(jié)果，減弱了由水銀與UV-B熒光劑之間的相互作用引起的變黑，由此改進(jìn)了維持能力。在放電燈的使用期內(nèi)，從放電中抽出了少量的水銀，使得額外地減少了放電燈的水銀消費(fèi)量，更小的水銀用量就可以滿足低壓水銀蒸氣放電燈的制造。
還優(yōu)選發(fā)光材料還包含第二UV-B熒光劑以調(diào)整燈光譜?？梢詮腟rAl12O19:Ce、(La1-xGdx)PO4:Ce或它們的混合物中選擇這樣的UV-B熒光劑。
還優(yōu)選發(fā)光材料還含有從Al2O3、MgO、MgAl2O4、Y2O3中選擇的添加劑以減少水銀在熒光劑和放電管玻璃壁上的沉積。
根據(jù)本發(fā)明的低壓氣體放電燈可以優(yōu)選用于醫(yī)療用途，但也可以用于整容和殺菌用途以及光化學(xué)處理。
依照本發(fā)明的第二方面，提供了一種在主體晶格內(nèi)合有釓(III)作為激活劑和鐠(III)作為敏化劑的UV-B熒光劑。
在主體晶格內(nèi)含有釓(III)作為激活劑和鐠(III)作為敏化劑的UV-B熒光劑是非常亮的晶體熒光劑，即這種UV-B輻射發(fā)射熒光劑結(jié)合了在VUV范圍內(nèi)的良好吸收和超過80％的非常高的發(fā)射量子產(chǎn)額。不象其它的UV-B熒光劑，其很難被VUV輻射退化。不管其不含有鉍這一事實(shí)，其具有更長的預(yù)期使用壽命和改進(jìn)的亮度。
這種UV-B熒光劑具有光致發(fā)光現(xiàn)象發(fā)生在原子水平而不是分子水平的優(yōu)點(diǎn)。因此，時(shí)間延長和暴露于高能紫外線所引起的分子鍵斷裂不能使發(fā)光退化。因而依照本發(fā)明形成的熒光劑具有長的壽命。
當(dāng)從含氧陰離子與從釔(III)和镥(III)中選擇的陽離子金屬的化合物中選擇主體晶格時(shí)，用在主體晶格內(nèi)含有釓(III)作為激活劑和鐠作為敏化劑的UV-B熒光劑可以獲得本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)的特別有益的效果?？梢詮呐鹚猁}、鋁酸鹽、鎵酸鹽、硅酸鹽、鍺酸鹽、磷酸鹽、砷酸鹽、釩酸鹽及其混合物中選擇這樣的含氧陰離子。
主體晶格可以額外含有從鈣、鍶和鋇中選擇的陽離子。
UV-B熒光劑優(yōu)選包含相對于主體晶格中的陽離子其含量為0.001mol％到20mol％的激活劑和相對于主體晶格中的陽離子其含量為0.001mol％到2mol％的敏化劑。
特別有用的材料是(Y1-x-a-bLux)BO3:PraGdb，其中0.001≤a≤0.02、0.001≤b≤0.02和0.001≤x≤0.01；(Y1-xLux)Al3(BO3)4:PraGdb，其中0.001≤a≤0.02、0.001≤b≤0.02和0.001≤x≤0.01；和(Ba1-x-ySrxCay)(Y1-a-b-cLuc)B9O16:PraGdb，其中0.001≤a≤0.02、0.001≤b≤0.02和0.001≤x≤0.01。
依照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，UV-B熒光劑具有在10nm≤d≤500nm范圍內(nèi)的晶粒尺寸。
含有晶粒尺寸在納米范圍內(nèi)的UV-A熒光劑的熒光劑層形成極致密的層，這令人滿意地保護(hù)熒光劑不受水銀等離子體的侵犯。另外，這個(gè)極致密層導(dǎo)致在熒光劑表面的水銀離子和電子的重新結(jié)合被降低。
參照下面描述的實(shí)施例，本發(fā)明的這些和其它方面將是顯而易見的并將得到闡明。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一方面集中在低壓氣體放電燈的任何配置中的含有主體晶格且在主體晶格內(nèi)含有釓(III)作為激活劑和鐠(III)作為敏化劑的UV-B熒光劑。
本發(fā)明的UV-B熒光劑或含有這種熒光劑的發(fā)光材料吸收由低壓水銀放電所發(fā)射的輻射并將所述輻射轉(zhuǎn)化為具有更長波長的輻射。通過恰當(dāng)選擇UV-B輻射發(fā)射熒光劑，低壓氣體放電燈發(fā)出的光能夠具有在310nm到320nm范圍內(nèi)的任意預(yù)期波長。
雖然可以預(yù)期本熒光劑能夠廣泛應(yīng)用于照明應(yīng)用中，特別是用于整容、醫(yī)療和諸如供水系統(tǒng)和污水處理廠的殺菌以及不同類型的氣體和液體的消毒的殺菌用途中，以及應(yīng)用于諸如漆器的產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工和處理的光化學(xué)處理，本發(fā)明的描述特別參照用于需要具有更高UV-B發(fā)射量的光譜的光線療法的低壓氣體放電燈，并且本發(fā)明在其中具有特別的應(yīng)用。
典型地，UV-B燈是低壓水銀蒸氣放電燈，但可以使用其它類型的燈。特別預(yù)期的是無電極電介質(zhì)阻擋燈。
圖1示出了依照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的低壓水銀蒸氣放電燈。
該UV-B燈的發(fā)光原理與其它已知熒光燈的完全一致。該UV-B燈與典型熒光燈的僅有區(qū)別在于其使用UV-B熒光劑薄膜而且其燈泡是由具有令人滿意的紫外輻射透光度的玻璃或熔凝石英制成。在這樣的紫外輻射燈中，受激水銀原子發(fā)射被UV-B熒光劑轉(zhuǎn)化為UV-B輻射的遠(yuǎn)紫外線。
圖1示出了具有長燈管或燈泡3的低壓水銀蒸氣放電燈1。燈泡由290玻璃制成。該燈包括在每個(gè)末端的電極固定結(jié)構(gòu)5，其具有由從固定桿10的玻璃壓封11中延伸出的導(dǎo)電饋通7和9支撐的卷曲鎢燈絲6。固定桿由常規(guī)含鉛玻璃制成。桿10以氣密形式密封了封套。導(dǎo)線7、9與固定在燈的相對末端的它們的對應(yīng)基座12的插腳形觸點(diǎn)13相連。
放電維持氣體填充物包括在低壓下與在燈運(yùn)行期間維持電弧放電的少量水銀結(jié)合的惰性氣體，諸如氬氣或氬氣和其它氣體的混合物。
可選擇的是將外部封套13的內(nèi)表面15配備有水銀保護(hù)層或底涂層16?？梢蕴峁?6以降低由與封套的玻璃反應(yīng)所引起的水銀損耗率。兩種涂層均貫穿整個(gè)燈泡長度，完全環(huán)繞燈泡內(nèi)壁。桿10沒有上述任何涂層。
在圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，玻璃管的內(nèi)側(cè)配備了第一熒光劑層17。所示第一熒光劑層17包含本發(fā)明的UV-B熒光劑或含有本發(fā)明的UV-B熒光劑的發(fā)光材料。
通過將本發(fā)明的UV-B熒光劑與產(chǎn)生不同輻射強(qiáng)度的已知發(fā)光材料相混合可以容易地獲得具有不同紫外光譜能量分布的不同發(fā)光材料，從而提供能夠產(chǎn)生預(yù)期光譜的涂層。
特別地，SrAl12O19:Ce和(La1-xGdx)PO4:Ce是已知的用于產(chǎn)生UV-B輻射的發(fā)光熒光材料，而SrB4O7:Eu或LaMgAl11O19:Ce用于產(chǎn)生UV-A輻射。
可以將這些已知的產(chǎn)生UV的發(fā)光熒光劑材料按不同的比例混合以產(chǎn)生預(yù)期的UV輻射比和強(qiáng)度，并由此產(chǎn)生預(yù)定的光療強(qiáng)度。
可以選擇的是，熒光劑涂層可以由在氣體放電管的內(nèi)壁上的雙層熒光劑層組成，其中熒光劑層在一層中含有根據(jù)本發(fā)明的UV-B熒光劑而在另一層中含有第二UV-B熒光劑。
如果將交流電壓施加到電極，可以在含有水銀和氬氣的氣體填充物中點(diǎn)燃電子氣體放電。作為結(jié)果，形成了含有被激發(fā)或離子化的氣體離子或分子的等離子體。當(dāng)原子返回基態(tài)時(shí)，如發(fā)生電子與離子的重新結(jié)合時(shí)，電位能的或多或少的實(shí)質(zhì)部分被轉(zhuǎn)化為波長為104nm(Ar)、106nm(Ar)、185nm(Hg)、254nm(Hg)的UV輻射和可見光輻射。
電能向UV輻射的這種轉(zhuǎn)化非常有效地發(fā)生在水銀低壓氣體放電中。
產(chǎn)生的波長為104nm(Ar)、106nm(Ar)和185nm(Hg)的VUV光子被UV-B熒光劑吸收，而且激發(fā)能又以在光譜的更長UV-B波長范圍內(nèi)如窄頻帶UV-B輻射那樣被釋放。
依照本發(fā)明的第二方面，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光材料含有發(fā)射UV-B熒光劑。
熒光劑材料的這一類別是基于摻雜了少量釓(III)作為激活劑和少量鐠作為敏化劑的主體晶格材料的激活發(fā)光現(xiàn)象。UV-B熒光劑優(yōu)選含有相對于主體晶格中的陽離子其含量為0.001mol％到20mol％的激活劑和相對于主體晶格中的陽離子其含量為0.001mol％到2mol％的敏化劑。
典型地，主體材料的主體晶格具有在其中摻雜劑離子取代了晶格離子的無機(jī)離子晶格結(jié)構(gòu)。敏化劑吸收來自放電維持成分放電的入射能、光子或激發(fā)電子，而激活劑形成電子輻射松弛的位置。
由于釓的基態(tài)和激發(fā)態(tài)均處于主體晶格的大約6eV的帶隙中，釓是一種優(yōu)質(zhì)激活劑。
釓?fù)ㄟ^4f-5df躍遷，即電子躍遷包括f-軌道能級，吸收和發(fā)射輻射。雖然f-f躍遷是量子力學(xué)禁止的，導(dǎo)致弱發(fā)射強(qiáng)度，已知諸如釓(III)的某些稀土離子強(qiáng)烈吸收通過容許4f-5df躍遷(通過d-軌道/f-軌道混和)的輻射并從而產(chǎn)生電磁光譜的UV-B范圍內(nèi)的高發(fā)射強(qiáng)度。
但是，釓(III)激活發(fā)光材料的敏化是必需的，這是由于該激活劑沒有任何達(dá)到4f7組態(tài)的8S基態(tài)能級之上70000cm-1的電荷位移或4f5d狀態(tài)。出于這種原因，其不能吸收來自Hg低壓放電的185nm和254nm輻射。化學(xué)穩(wěn)定的Pr3+是用于這種目的的合適的敏化劑。由于4f15d1組態(tài)的能量位置在4f2組態(tài)的基態(tài)(3H4)之上，其能夠用作敏化劑。對于自由Pr3+離子這兩種狀態(tài)之間的帶隙為62000cm-1，對應(yīng)于160nm。由于5d軌道的電子云重排效應(yīng)(共價(jià))和晶體場分裂，在晶體環(huán)境中該帶隙被降低。
因此，本發(fā)明的這一方面部分基于這一發(fā)現(xiàn)，即當(dāng)結(jié)合到適當(dāng)?shù)闹黧w材料中時(shí)釓被鐠有效地敏化。主體晶格影響激活劑離子能級的精確位置并由此影響發(fā)射光譜。
依照本發(fā)明，選擇主體晶格，在其中4f15d1組態(tài)的最低晶體場組分位于基態(tài)3H4之上大約40000cm-1以獲得UV-B熒光劑，其有效吸收來自Hg低壓放電的254nm輻射。4f15d1組態(tài)的最低晶體場組分能量的降低必須不太大，因?yàn)榉駝tPr3+吸收的能量再也不能被轉(zhuǎn)化為那些產(chǎn)生預(yù)期發(fā)射的Gd3+能級(6PJ)。
在包括含氧陰離子以及陽離子金屬的無機(jī)含氧材料的主體晶格中能夠獲得最低4f15d1成分能量的適當(dāng)降低。
通常定義含氧陰離子為具有靜負(fù)離子電荷的含氧物質(zhì)。含有含氧陰離子的主體晶格具有下述性能。它們具有大的帶隙以至于不能吸收由激活劑發(fā)射的輻射。它們是相對剛性的，以便不易于激發(fā)引起降低效率的非輻射松弛的晶格振動。
硼、鋁、鎵、硅、鍺、磷、砷、釩和它們的組合或混合物的含氧陰離子是非常有益的。
典型地，這些含氧陰離子由單獨(dú)的單體亞元[Aa+OxOy/2]a-2x-y組成，其中A是硼、鋁、鎵、硅、鍺、磷、砷、釩，a是它們相應(yīng)的氧化值，O是氧，而x+y是等于3或4的整數(shù)。
可以通過常規(guī)共價(jià)氧橋鍵(即共事的電子)將亞元結(jié)合在一起。
含氧陰離子可以是單獨(dú)的(有限的)或者低聚的，即通過氧橋聯(lián)結(jié)到有限數(shù)量的相鄰含氧陰離子或者通過氧鍵直接相互聯(lián)結(jié)成無限的鏈、片或3維框架結(jié)構(gòu)。
含氧陰離子優(yōu)選是低聚的硼含氧陰離子。優(yōu)選的是由單獨(dú)的含有一到六個(gè)硼原子的硼含氧陰離子構(gòu)成的低聚硼酸鹽化合物。相似地，也可以使用含有由重復(fù)的硼含氧陰離子(基本模塊)構(gòu)成的無限的鏈、片和3維框架結(jié)構(gòu)的硼酸鹽化合物。
適用的硼含氧陰離子是偏硼酸鹽、三硼酸鹽、四硼酸鹽、五硼酸鹽、六硼酸鹽和九硼酸鹽。
結(jié)構(gòu)上，這些硼酸鹽含氧陰離子中的每一個(gè)均具有不同的形式。例如，偏硼酸鹽陰離子具有四面體形式，而四硼酸鹽陰離子是橋接的八原子B-O環(huán)，三硼酸鹽陰離子是六原子B-O環(huán)(稱為硼氧環(huán))，五硼酸鹽陰離子由共享一個(gè)公共硼原子的兩個(gè)六原子B-O環(huán)構(gòu)成，而六硼酸鹽陰離子由共享三個(gè)硼原子和一個(gè)氧原子的三個(gè)B-O環(huán)構(gòu)成。
含氧陰離子可以包含單一含氧陰離子、不同含氧陰離子的混合物或從硼、鋁、鎵、硅、鍺、磷、砷、釩中選擇的超過一個(gè)的元素在一個(gè)含氧陰離子物質(zhì)中的化合物。
作為舉例，這樣的化合物可以包括硼硅酸鹽、磷硅酸鹽、鋁硅酸鹽和鋁硼酸鹽。
根據(jù)本發(fā)明的UV-B熒光劑的主體晶格內(nèi)，含氧陰離子可以與特定反離子即從鐿和镥中選擇的陽離子金屬一起使用。
另外，可以選擇性地包含堿土金屬EA。金屬EA例如是鈣、鍶和鋇。
釔、镥和金屬EA可以以一種金屬或兩種或更多種金屬的混合物形式存在。在化合物中金屬原子與氧原子相協(xié)調(diào)。
根據(jù)本發(fā)明的UV-B熒光劑的特別有用的材料是(Y1-x-a-bLux)BO3:PraGdb，其中0.001≤a≤0.02、0.001≤b≤0.02和0.001≤x≤0.01；(Y1-xLux)Al3(BO3)4:PraGdb，其中0.001≤a≤0.02；0.001≤b≤0.02和0.001≤x≤0.01；和(Ba1-x-ySrxCay)(Y1-a-b-cLuc)B9O16:PraGdb，其中0.001≤a≤0.02；0.001≤b≤0.02和0.001≤x≤0.01。
化合物中存在的釔、镥和EA的類型和數(shù)量可以確定化合物的物理和/或化學(xué)性能，而釓和鐠在含氧陰離子主體晶格中的局部鍵環(huán)境確定了它們的發(fā)射和吸收光譜的特征。
由于包圍釓和鐠的氧原子對它們的發(fā)射和吸收光譜具有重要影響，釔和镥的含氧陰離子化合物對于釓和鐠來說是適用的主體。含氧陰離子的有限電負(fù)性減輕了釓和鐠的電子狀態(tài)的退化，產(chǎn)生的發(fā)射和吸收帶明顯不同于由例如鹵化物產(chǎn)生的它們更窄而且具有不同的相對強(qiáng)度，以及有時(shí)具有不同的位置。通常，當(dāng)圍繞的陰離子的電負(fù)性降低時(shí)，發(fā)射或吸收帶的絕對位置和寬度向較低能量偏移，如圖2中示出的鐠的情況。
含有釓作為激活劑和鐠作為敏化劑的UV-B熒光劑的發(fā)射光譜類似于含有釓作為激活劑和鉍作為敏化劑的UV-B熒光劑的發(fā)射光譜。由于Gd(III)的4f-4f躍遷，其在311nm處具有窄發(fā)射帶。
這些UV-B熒光劑優(yōu)選以在納米范圍內(nèi)的晶粒尺寸分布且平均晶粒尺寸為10nm到500nm的方式使用。
晶粒尺寸由吸收UV輻射以及吸收散射可見輻射的熒光劑的性能決定，但還由形成與玻璃壁良好結(jié)合的熒光劑涂層的必要性來決定。后者需求僅能通過非常小的晶粒來實(shí)現(xiàn)，但其光輸出小于略大的晶粒的光輸出。
通常通過具有在0.5μm到1μm之間的粒子尺寸分布的細(xì)顆粒粉末的形式的初始化合物的固態(tài)反應(yīng)來制備熒光劑。
為了將熒光劑涂覆到氣體放電管的壁上，通常所用的方法是水驅(qū)工藝。用于水驅(qū)工藝的涂層懸浮液含有作為溶劑的水或諸如乙酸丁酯的有機(jī)化合物。通過添加諸如纖維素衍生物、聚甲基丙酸烯或聚環(huán)氧丙烷的輔助劑來穩(wěn)定懸浮液，并且影響其流變性質(zhì)。通常，所用方法還使用諸如分散劑、除沫劑的添加劑和諸如氧化鋁、氮氧化鋁或硼酸的粉末調(diào)節(jié)劑。通過灌注、沖洗或噴射將熒光劑懸浮液作為薄層涂覆到氣體放電管的內(nèi)壁上。然后通過熱空氣和在大約600℃灼燒的方法將涂層烘干。通常涂層厚度在1μm到50μm的范圍內(nèi)。
具體實(shí)例1a.YBO3:1％Pr，20％Gd的合成為了制備UV-B熒光劑YBO3:1％Pr，20％Gd，將初始材料2.175g(6.0mmol)Gd2O3、5.532g(23.70mmol)Y2O3和0.261g(0.6mmol)Pr(NO3)36(H2O)懸浮在去物質(zhì)化水中。用超聲波處理懸浮液至10分鐘。隨后，在強(qiáng)烈攪拌下添加8.162g(132.00mmol)H3BO3。然后，通過蒸餾去除溶劑。將剩下的粉末在100℃烘干、研磨，隨后在CO氣氛中在900℃退火1小時(shí)。在徹底磨碎步驟之后，在間歇磨碎步驟中，粉末兩次在CO氣氛中在1100℃退火4小時(shí)。最后，再次研磨粉末，在60℃的650ml水中洗滌幾小時(shí)，并在100℃烘干。所述YBO3:1％Pr，20％Gd是晶體且平均晶粒尺寸為3微米。
圖3示出了YBO3:1％Pr，20％Gd的發(fā)射和激發(fā)光譜。
b.含有YBO3:1％Pr，20％Gd的UV-B燈制備含有YBO3:1％Pr，20％Gd和1％alon-c的乙酸丁酯基熒光劑懸浮液，并用36μm的篩網(wǎng)過濾。在流體涂覆相關(guān)程序中，將懸浮液涂覆到290玻璃管的內(nèi)壁上。調(diào)整懸浮液的粘度以使產(chǎn)生的熒光劑層具有在0.5mg/cm2到3.0mg/cm2之間的屏重。
在涂覆步驟之后，在550℃到600℃之間的退火步驟中去除有機(jī)殘留物(粘合劑等)。然后將燈填充幾毫巴的氬氣和1到50mg的Hg。最后，將電極安裝到燈上并密封燈管。
含有YBO3:Pr，Gd作為UV-B熒光劑的水銀低壓放電燈的發(fā)射光譜如圖4所示。
具體實(shí)例2a.YAl3B4O12:1％Pr，20％Gd的合成為了制備UV-B熒光劑YAl3B4O12:1％Pr，20％Gd，將初始材料0.541g(1.492mmol)Gd2O3、3.0g(13.29mmol)Y2O3、4.858g(44.79mmol)Al2O3和0.130g(0.299mmol)Pr(NO3)36(H2O)懸浮在去物質(zhì)化水中。用超聲波對懸浮液處理10分鐘。隨后，在強(qiáng)烈攪拌下添加7.568g(122.40mmol)H3BO3。然后，通過蒸餾去除溶劑。將剩下的粉末在100℃烘干、研磨，隨后在CO氣氛中在900℃退火1小時(shí)。在徹底磨碎步驟之后，在間歇磨碎步驟中，粉末兩次在CO氣氛中在1100℃退火4小時(shí)。最后，再次研磨粉末，在60℃的650ml水中洗滌幾小時(shí)，并在100℃烘干。所述YAl3B4O12:1％Pr，20％Gd是晶體且平均晶粒尺寸為3微米。
圖5示出了YAl3B4O12:1％Pr，20％Gd的發(fā)射和激發(fā)光譜。
b.含有YAl3B4O12:1％Pr，20％Gd的UV-B燈制備含有YAl3B4O12:1％Pr，20％Gd和1％alon-c的乙酸丁酯基熒光劑懸浮液，并用36μm的篩網(wǎng)過濾。在流體涂覆相關(guān)程序中，將懸浮液涂覆到290玻璃管的內(nèi)壁上。調(diào)整懸浮液的粘度以使產(chǎn)生的熒光劑層具有在0.5mg/cm2到3.0mg/cm2之間的屏重。
在涂覆步驟之后，在550℃到600℃之間的退火步驟中去除有機(jī)殘留物(粘合劑等)。然后將燈填充幾毫巴的氬氣和1到50mg的Hg。最后，將電極安裝到燈上并密封燈管。
本領(lǐng)域技術(shù)人員從前面的描述應(yīng)該理解本發(fā)明的主要原則可以以多種形式實(shí)施。因此，雖然已經(jīng)結(jié)合其特定實(shí)例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是因?yàn)樵谘芯苛烁綀D、說明書和權(quán)利要求后其它修改對本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的，所以不能將本發(fā)明的實(shí)際范圍限制到其中。


在附圖中圖1示出了具有水銀填充物和兩層熒光劑層的低壓氣體放電燈的實(shí)例。
圖2是不同主體晶格中的Pr(III)的量子光譜的示意圖。
圖3示出了YBO3:1％Pr，20％Gd的發(fā)射和激發(fā)光譜。
圖4示出了含有YBO3:1％Pr，20％Gd的UV-B燈的光譜。
圖5示出了YAl3B4O12:1％Pr，20％Gd的發(fā)射和激發(fā)光譜。
權(quán)利要求
1.一種低壓氣體放電燈，其包括具有含放電維持成分的氣體填充物的氣體放電管，其中在放電管壁的至少一部分配備有包含在主體晶格中含有釓(III)作為激活劑和鐠(III)作為敏化劑的第一UV-B熒光劑的發(fā)光材料，低壓氣體放電燈還配備有用于產(chǎn)生和維持低壓氣體放電的裝置。
2.權(quán)利要求1的低壓氣體放電燈，其中放電維持成分包含水銀。
3.權(quán)利要求1的低壓氣體放電燈，其中發(fā)光材料還包含第二UV-B熒光劑。
4.權(quán)利要求3的低壓氣體放電燈，其中從SrAl12O19:Ce、(La1-xGdx)PO4:Ce或它們的混合物中選擇第二UV-B熒光劑。
5.權(quán)利要求1的低壓氣體放電燈，其中發(fā)光材料還包含從Al2O3、MgO、MgAl2O4和Y2O3中選擇的添加劑。
6.將權(quán)利要求1的低壓氣體放電燈用于整容、醫(yī)療和殺菌用途和用于光化學(xué)處理的應(yīng)用。
7.一種UV-B熒光劑，在主體晶格中含有釓(III)作為激活劑和鐠(III)作為敏化劑。
8.權(quán)利要求7的UV-B熒光劑，其中從含氧陰離子與從釔(III)和镥(III)中選擇的陽離子金屬物質(zhì)的化合物中選擇主體晶格。
9.權(quán)利要求8的UV-B熒光劑，其中從硼酸鹽、鋁酸鹽、鎵酸鹽、硅酸鹽、鍺酸鹽、磷酸鹽、砷酸鹽、釩酸鹽及其混合物中選擇含氧陰離子。
10.權(quán)利要求8的UV-B熒光劑，其中主體晶格還包含從鈣、鍶和鋇中選擇的陽離子。
11.權(quán)利要求10的UV-B熒光劑，包含相對于主體晶格中的陽離子其含量為0.001mol％到20mol％的激活劑。
12.權(quán)利要求10的UV-B熒光劑，包含相對于主體晶格中的陽離子其含量為0.001mol％到2mol％的敏化劑。
13.權(quán)利要求10的UV-B熒光劑，從(Y1-x-a-bLux)BO3:PraGdb，其中0.001≤a≤0.02；0.001≤b≤0.02和0.001≤x≤0.01；(Y1-xLux)Al3(BO3)4:PraGdb，其中0.001≤a≤0.02；0.001≤b≤0.02和0.001≤x≤0.01；和(Ba1-x-ySrxCay)(Y1-a-b-cLuc)B9O16:PraGdb，其中0.001≤a≤0.02；0.001≤b≤0.02和0.001≤x≤0.01中選擇。
14.權(quán)利要求10的UV-B熒光劑，具有10nm＜d＜500nm的晶粒尺寸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種配備了具有包含放電維持成分的氣體填充物的氣體放電管的低壓氣體放電燈，其中至少一部分放電管壁配備了含有在主體晶格中含有釓(III)作為激活劑和鐠(III)作為敏化劑的第一UV－B熒光劑的發(fā)光材料，低壓氣體放電燈還配備了用于產(chǎn)生和維持低壓氣體放電的裝置。這種燈特別適用于窄頻帶UV－B光線療法。本發(fā)明還涉及一種在主體晶格中含有釓(III)作為激活劑和鐠(III)作為敏化劑的UV－B熒光劑。
文檔編號C09K11/77GK1969357SQ200580019444
公開日2007年5月23日 申請日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月14日
發(fā)明者T·祖斯特爾, W·梅爾, O·馬斯坦布羅克 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司