專利名稱：放電管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用紫外線輻射燈的各種用途的放電管。詳細(xì)地說，是提供一種明亮、長(zhǎng)壽命和高質(zhì)量的，并且作為有效活性化脫臭、殺菌的光催化的光催化用燈、液晶顯示裝置的逆光照明、植物培育用燈作為冷陰極螢光放電管的放電管。
迄今，作為用于各種顯示裝置的發(fā)光管有氖管、螢光燈、LED、冷陰極射線管(CCFL)等，并且，隨著近年來不斷大型化，在某種液晶顯示裝置中，多用冷陰極射線管。
可是，雖然氖管根據(jù)管內(nèi)所封入的氣體的種類不同可設(shè)定不同發(fā)光色，但是放電氣體的種類少限定了發(fā)光色，并且生產(chǎn)少量發(fā)光色不同的多種發(fā)光管在生產(chǎn)設(shè)備方面有困難。另外，對(duì)于螢光燈，為了使紫外線在管內(nèi)產(chǎn)生所封入的水銀影響到涂布在管的內(nèi)壁的螢光體層并產(chǎn)生黑化問題。還有，在通常的CCFL中，通過在管內(nèi)側(cè)所涂布的螢光體的種類不同可以改變發(fā)光色，但是由于在制造上存在各種問題，發(fā)光色主要為白色，并且由于管內(nèi)的水銀的污染容易產(chǎn)生亮度下降的問題，而在制造CCFL的細(xì)管時(shí)，管徑越細(xì)在玻璃管內(nèi)面均勻地形成螢光體就越困難。
因此，本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種能提高螢光體的發(fā)光效率、壽命長(zhǎng)并且能以高質(zhì)量少量生產(chǎn)多品種(多色)以及適于細(xì)管的冷陰極螢光放電管。
本發(fā)明的另一目的是提供一種能利用由控制螢光體的顏料容積濃度以及螢光體層的膜厚等的光學(xué)特性并適用于各種用途的放電管。所謂各種用途是指光催化用、液晶的逆光照明、植物培育用燈等。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的放電管構(gòu)成為在紫外線輻射燈的外周面上涂布用無機(jī)粘合材料分散螢光體的螢光體分散液，并進(jìn)行燒結(jié)形成螢光體層，通過激發(fā)螢光體使紫外線輻射燈輻射的紫外線發(fā)光，在該放電管中通過控制該螢光體層的膜厚等能提供具有優(yōu)異特性的放電管。
具體地說，本發(fā)明的放電管，其特征在于對(duì)于無機(jī)粘合材料固體部分的螢光體的顏料容積濃度(PVC)為50-800％，而最好為70-800％，并且螢光體層的厚度為10-200μm，而最好為30-150μm。同時(shí)除此之外，如后述的構(gòu)成能提供對(duì)各種用途具有優(yōu)異的效果的放電管。
本發(fā)明的放電管，在紫外線輻射燈的外周面上涂布用無機(jī)粘合材料分散螢光體粉末的螢光體分散液，利用進(jìn)行燒結(jié)設(shè)置螢光體。
作為上述螢光體的材料，其中紅色螢光體可列舉，例如Y(PV)O4∶Eu、YVO4∶Eu、3.5MgO·0.5MgF2·GeO2∶Mg、(SrMg)3(PO4)∶Sn、Y2O3∶Eu、CaSiO3∶Pb，Mn等，這些可以使用一種或二種以上的混合物。
另外，作為綠色螢光體可列舉，例如Zn2SiO4∶Mn、(CeTbMn)MgAl11O19、LaPO4∶Ce，Tb、(CeTb)MgAl11O19、Y2SiO5∶Ce，Tb等，這些可以使用一種或二種以上的混合物。
作為蘭色螢光體可列舉，例如(SrMg)2P2O7∶Eu、SrP2O7∶Eu、Sr2P2O7∶Sn、Sr5(PO4)3Cl∶Eu、(SrCaBa)5(PO4)3Cl∶Eu、BaMg2Al16O27∶Eu、CaWO4、CaWO4∶Pb等，這些可以用一種或二種以上的混合物。通過適當(dāng)選擇和混合使用這3色的螢光體，能成各種顏色的發(fā)光顏色。
另外，作為無機(jī)粘合材料可使用堿性硅酸鹽、乙基硅酸鹽結(jié)合物、部分導(dǎo)入了有機(jī)官能團(tuán)的烷氧基硅烷結(jié)合物，在烷氧基硅烷結(jié)合物上使有機(jī)聚合物反應(yīng)的雜混無機(jī)粘合材料等。
這里，所謂顏料容積濃度(PVC)是把螢光體的容積用無機(jī)粘合材料固體部分的容積除所得的值。也可以用質(zhì)量除比重的得到的容積值代替實(shí)際的容積值。例如，螢光體的比重為4-5、粘合材料的比重為1-2，在本實(shí)施例中換算為螢光體4.0，粘合材料1.0。另外，這種PVC被分散成50-800％，理想的為200-700％作為螢光體分散液。并且，涂布該螢光體分散液并被燒結(jié)的螢光體層的厚度為10-200μm，而最好為30-150μm使由紫外線激發(fā)所產(chǎn)生的光不被吸收到該螢光體層自身中。
另外，當(dāng)無機(jī)粘合材料變厚時(shí)，由于生成裂縫變得容易剝離涂膜，所以為了使膜內(nèi)的應(yīng)變分散，可以在螢光體分散液中適宜添加氧化鋁、氧化鈹耐火材料、碳化硼、碳化硅、鈦酸鉀等的針狀微粉末(晶須材料)。作為其混入率在不損害螢光體層的性能范圍內(nèi)按重量比無機(jī)粘合材料的固體部分與針狀晶體微粉末即，針狀晶體微粉末/無機(jī)粘合材料固體部分為0.1-3.0。
螢光體層的涂膜的硬度，使用硬度測(cè)定用鉛筆接觸涂膜，通過對(duì)涂膜上設(shè)有劃傷的鉛筆的硬度進(jìn)行測(cè)定，另外通過亮度測(cè)定儀BN-5(TopuKon公司制)測(cè)定亮度(約1W左右)。另外，通過UV儀(紫外線測(cè)定儀)(ULTRA-VIORET PRODUCTS Inc.J-225型)測(cè)定紫外線(254nm)強(qiáng)度。并且，對(duì)于膜厚測(cè)定通過螢光體涂布重量與涂布面積及螢光體的比重進(jìn)行換算。
下面對(duì)附圖進(jìn)行簡(jiǎn)單的說明。


圖1為表示在本發(fā)明的放電管中的PVC與亮度關(guān)系的曲線圖。
圖2為表示在本發(fā)明的放電管中的螢光體層的膜厚與波長(zhǎng)254nm的紫外線強(qiáng)度的關(guān)系的曲線圖。
圖3為表示本發(fā)明的放電管中的螢光體層的膜厚與亮度的關(guān)系的曲線圖。
圖4為表示在本發(fā)明的放電管中的PVC與紫外線強(qiáng)度的關(guān)系的曲線圖。
圖5為表示在本發(fā)明的放電管中的螢光體層的膜厚與紫外線強(qiáng)度的關(guān)系的曲線圖。
圖6為在本發(fā)明的放電管中的光催化用途的實(shí)施例的紫外線分光曲線圖。
圖7為在本發(fā)明的放電管中的光催化用途的實(shí)施例的紫外線分光曲線圖。
圖8為在本發(fā)明的放電管中的光催化用途的實(shí)施例的紫外線分光曲線圖。
圖9為在本發(fā)明的放電管中的光催化用途的實(shí)施例的紫外線分光曲線圖。
圖10為在本發(fā)明的放電管中的光催化用途的實(shí)施例的紫外線分光曲線圖。
圖11為表示在本發(fā)明的放電管中的逆光照明用途的實(shí)施例的剖視圖。
圖12為表示在本發(fā)明的放電管中的逆光照明用途的實(shí)施例中螢光體的膜厚與透過該膜的紫外線強(qiáng)度關(guān)系的曲線圖。
圖13為表示本發(fā)明的放電管中的逆光照明用途的實(shí)施例的主視圖。
圖14為表示本發(fā)明的放電管中的逆光照明用途的實(shí)施例的主視圖。
圖15為表示本發(fā)明的放電管中的植物培育用途的實(shí)施例的俯視圖。
圖16為表示本發(fā)明的放電管中的植物培育用途的實(shí)施例的剖視圖。
圖中，1、4、8-放電管，2、5、9-玻璃管，3、6、10-螢光體層，7-紫外線吸收劑，11-非形成螢光體層區(qū)。
實(shí)施例1在由外徑2mm、長(zhǎng)度200mm的能透過紫外線玻璃管所構(gòu)成的紫外線輻射燈的外周面上涂布使螢光體100重量份(紅色螢光體Y2O3∶Eu 50份、蘭色螢光體BaMg2Al16O27∶Eu 25份、綠色螢光體Zn2SiO4∶Mn 25份)分散到無機(jī)粘合材料250重量份(TouPe陶瓷#200透明不揮發(fā)成分20％)的螢光體分散液(PVC＝50％)，并在180℃燒結(jié)20分鐘。這樣所制的放電管具有厚30μm的螢光體層、亮度高到3800cd/cm2/w，在螢光體層沒有裂縫、長(zhǎng)期耐久性優(yōu)異，并且亮度變化也少。
實(shí)施例2在由外徑3mm、長(zhǎng)度300mm的玻璃管所構(gòu)成的紫外線輻射燈的外周面上涂布把螢光體100重量份(紅色螢光體Y2O3∶Eu 45份、蘭色螢光體BaMg2Al16O27∶Eu 30份、綠色螢光體Zn2SiO4∶Mn 25份)分散到無機(jī)粘合材料62.5重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramic ron #100D透明不揮發(fā)成分20％、晶須材料添加0.01％鈦酸鉀)的螢光體分散液(PVC＝200％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的放電管具有厚50μm的螢光體層、亮度高到4500cd/cm2/w，在螢光體層上無裂縫、長(zhǎng)期耐久性優(yōu)異，亮度變化少。
實(shí)施例3在由外徑3mm、長(zhǎng)度300mm的玻璃管所構(gòu)成的紫外線輻射燈的外周面上涂布使螢光體100重量份(紅色螢光體YVO4∶Eu 50份、蘭色螢光體BaMg2Al16O27∶Eu 25份、綠色螢光體Zn2SiO4∶Mn 25份)分散到無機(jī)粘合材料41.5重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramic ron #100D透明不揮發(fā)成分20％)的螢光體分散液(PVC＝300％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的放電管具有厚50μm的螢光體層、亮度高到5100cd/cm2/w，在螢光體層上無裂縫、長(zhǎng)期耐久性優(yōu)異，亮明變化少。
實(shí)施例4在由外徑1mm、長(zhǎng)度200mm的玻璃管所構(gòu)成的紫外線輻射燈的外周面上涂布使螢光體100重量份(紅色螢光體Y2O3∶Eu 50份、蘭色螢光體BaMg2Al16O27∶Eu 25份、綠色螢光體Zn2SiO4∶Mn 25份)分散到無機(jī)粘合材料25.0重量份(日本油脂株式會(huì)社Berculin#1000透明不揮發(fā)成分20％、晶須材料添加1％鈦酸鉀)的螢光體分散液(PVC＝500％)，在180℃燒結(jié)20分鐘。這樣所制的放電管具有厚60μm的螢光體層、亮度高到5100cd/cm2/w，在螢光體層上無裂縫，長(zhǎng)期耐久性優(yōu)異、亮度變化少。
實(shí)施例5在由外徑3mm、長(zhǎng)度300mm的玻璃管所構(gòu)成的紫外線輻射燈的外周面上涂布使螢光體100重量份(紅色螢光體Y2O3∶Eu 50份、蘭色螢光體BaMg2Al16O27∶Eu 25份、綠色螢光體Zn2SiO4∶Mn 25份)分散到無機(jī)粘合材料18重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramic ron #100D透明不揮發(fā)成分20％)的螢光體分散液(PVC＝700％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的放電管具有厚40μm的螢光體層、亮度高到5300cd/cm2/w，在螢光體層上無裂縫、長(zhǎng)期耐久性優(yōu)異，亮度變化少。
實(shí)施例6在由外徑3mm、長(zhǎng)度300mm的玻璃管所構(gòu)成的紫外線輻射燈的外周面上涂布使螢光體100重量份(紅色螢光體Y2O3∶Eu 50份、蘭色螢光體BaMg2Al16O27∶Eu 25份、綠色螢光體Zn2SiO4∶Mn 25份)分散到無機(jī)粘合材料15.6重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramic ron #100D透明不揮發(fā)成分20％)的螢光體分散液(PVC＝800％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的放電管具有厚40μm的螢光體層、亮度高到5300cd/cm2/w，在螢光體層上無裂縫、長(zhǎng)期耐久性優(yōu)異，亮度變化少。
比較例1
在由外徑3mm、長(zhǎng)度300mm的玻璃管所構(gòu)成的紫外線輻射燈的外周面上涂布使螢光體100重量份(紅色螢光體Y2O3∶Eu 50份、蘭色螢光體BaMg2Al16O27∶Eu 25份、綠色螢光體Zn2SiO4∶Mn 25份)分散到無機(jī)粘合材料500重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramic con #100D透明不揮發(fā)成分20％)的螢光體分散液(PVC＝25％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的放電管具有厚40μm的螢光體層，在螢光體層也沒有裂縫，涂膜狀態(tài)也非常良好，長(zhǎng)期耐久性也優(yōu)異，但亮度低到2400cd/cm2/w。
比較例2在由外徑3mm、長(zhǎng)度300mm的玻璃管所構(gòu)成的紫外線輻射燈的外周面上涂布使螢光體100重量份(紅色螢光體Y2O3∶Eu 50份、蘭色螢光體BaMg2Al16O27∶Eu 25份、綠色螢光體Zn2SiO4∶Mn 25份)分散到無機(jī)粘合材料13.8重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramic con #100D透明不揮發(fā)成分20％)的螢光體分散液(PVC＝900％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的放電管具有厚40μm的螢光體層，亮度高到5400cd/cm2/w，但是螢光體層的涂膜狀況稍差。
比較例3在由外徑3mm、長(zhǎng)度300mm的玻璃管所構(gòu)成的紫外線輻射燈的外周面上涂布使螢光體100重量份(紅色螢光體Y2O3∶Eu 50份、蘭色螢光體BaMg2Al16O27∶Eu 25份、綠色螢光體Zn2SiO4∶Mn 25份)分散到無機(jī)粘合材料(B)12.5重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramic con #100D透明不揮發(fā)成分20％)的螢光體分散液(PVC＝1000％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的放電管具有厚40μm的螢光體層，亮度高到5600cd/cm2/w，但是螢光體層非常容易壞。
在表1中示出對(duì)上述所得的無機(jī)粘合材料固形部分的螢光體的顏料容積濃度(PVC)與涂膜硬度及亮度(約1W左右)的關(guān)系，同時(shí)圖1示出PVC與亮度(約1W左右)的關(guān)系的曲線圖。
另外，在表1(以下各表同)所述涂膜狀況中，記號(hào)◎表示涂膜良好，記號(hào)○表示涂膜較好，記號(hào)△表示涂膜較差，而記號(hào)×表示涂膜差容易壞。
表1
圖2為把表示在本發(fā)明實(shí)施例2的組成的放電管(其中無晶須材料)中的螢光體層的膜厚(μm)與波長(zhǎng)254nm的紫外線強(qiáng)度關(guān)系的表2圖解化的曲線圖。
表2
圖3為把表示在本發(fā)明的實(shí)施例3組成的放電管(其中無晶須材料)中螢光體層的膜厚(μm)與亮度(約1W左右)的關(guān)系的表3圖解化的曲線圖。
表3
由上述結(jié)果可知PVC小的螢光體的涂膜情況良好，但亮度變低。而當(dāng)PVC為900以上時(shí)，涂膜情況變?nèi)酢?br> 按本發(fā)明，利用在外周面上涂布用無機(jī)粘合材料分散螢光體的螢光體分散液進(jìn)行燒結(jié)形成螢光體層，能得到對(duì)螢光燈的如水銀等無影響，長(zhǎng)壽命，以往沒有的亮度并很少亮度不均勻的高質(zhì)量的放電管。同時(shí)只改變螢光體的種類，即使改變量少，也能容易提供細(xì)管并且多色的放電管。另外螢光體層的硬度也優(yōu)異、長(zhǎng)期耐久性優(yōu)異、亮度變化少。
另外，通過把對(duì)無機(jī)粘合材料固體部分的螢光體的顏料容積濃度(PVC)為50-800％，能得到螢光體層的膜硬度優(yōu)異，同時(shí)亮度也高的冷陰極管。
另外，通過把螢光體層的厚度為10-200μm，理想的為30-150μm，由于螢光膜厚比30μm大時(shí)，透過螢光膜的紫外線顯著地變小，所以在把本發(fā)明的冷陰極管用于逆光照明時(shí)能防止導(dǎo)光板的劣化。
下面示出在本發(fā)明的放電管中，以不擔(dān)心螢光體層的黑化及亮度降低的長(zhǎng)壽命適于細(xì)管的紫外線放電管的實(shí)施例，這種放電管的螢光體為下述物質(zhì)。
BaSi2O5∶Pb(峰值波長(zhǎng)(λρ)＝351nm)(BaSrMg)3SiO7∶Pb(λρ＝372nm)(CaZn)3(PO4)2∶Tl(λρ＝306nm)SrB4O7∶En(λρ＝368nm)Ca(PO4)2∶Tl(λρ＝326nm)YPO4∶Ce(λρ＝357nm)LaPO4∶Ce(λρ＝318nm)Ce(MgBa)3Al10O19(λρ＝348nm)Sr2P2O7∶Eu(λρ＝420nm)等。
從這些螢光體中根據(jù)需要使用一種或適當(dāng)混合多種螢光體。而且，在使用多種時(shí)通過螢光體的種類及混合比例不同能得到紫外線的波長(zhǎng)分布不同的各種紫外線放電管，另外，由于螢光體層被形成在紫外線放電管的外周面，因此，在實(shí)驗(yàn)階段等中能容易改變螢光體層的設(shè)定。
在這種實(shí)施例的顏料容積濃度(PVC)被分散成70-800％，而最好200-700％作為螢光體分散液。
實(shí)施例7在由外徑2mm、長(zhǎng)200mm的透過紫外線玻璃管構(gòu)成的紫外線放電管的外周面上涂布使螢光體100重量份(SrB4O7∶Eu)分散在無機(jī)粘合劑180重量份(Toupe陶瓷#200透明不揮發(fā)部分20％)的螢光體分散液(PVC＝70％)，在180℃燒接20分鐘。這樣所制的紫外線放電管有厚30μm的螢光體層，發(fā)光紫外線的峰值波長(zhǎng)為368nm，波長(zhǎng)360nm的UV光輸出為7mW/cm2。
實(shí)施例8在由外徑3mm、長(zhǎng)30mm的透過紫外線玻璃管構(gòu)成的紫外線放電管的外周面上涂布使螢光體100重量份(SrB4O7∶Eu)分散在無機(jī)粘合材料90重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramicron #100D透明不揮發(fā)部分20％)的螢光體分散液(PVC＝140％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的紫外線放電管有厚50μm的螢光體層，波長(zhǎng)為360nm的UV光輸出為9mW/cm2。
實(shí)施例9在由外徑3mm、長(zhǎng)300mm的透過紫外線玻璃管構(gòu)成的紫外線放電管的外周面上涂布使螢光體100重量份(SrB4O7∶Eu)分散到無機(jī)粘合材料45重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramicron #100D透明不揮發(fā)部分20％、晶須材料添加鈦酸鉀0.01％)的螢光體分散液(PVC＝280％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的紫外線放電管有厚30μm的螢光體層，作為波長(zhǎng)為360nm的UV光輸出為11mW/cm2。
實(shí)施例10在由外徑3mm、長(zhǎng)300mm的透過紫外線玻璃管構(gòu)成的紫外線放電管的外周面上涂布使螢光體100重量份(SrB4O7∶Eu)分散在無機(jī)粘合材料22.3重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramicron #100D透明不揮發(fā)部分20％)的螢光體分散液(PVC＝560％)，在180℃燒接30分鐘。這樣所制的紫外線放電管有厚30μm的螢光體層，作為波長(zhǎng)為360nm的UV光輸出為13mW/cm2。
實(shí)施例11在由外徑2mm、長(zhǎng)300mm的透過紫外線玻璃管構(gòu)成的紫外線放電管的外周面上涂布使螢光體100重量份(SrB4O7∶Eu)分散在無機(jī)粘合材料31.3重量份(Toupe陶瓷#200透明不揮發(fā)部分20％)的螢光體分散液(PVC＝400％)，在180℃燒結(jié)20分鐘。這樣所制的紫外線放電管有厚30μm的螢光體層，作為波長(zhǎng)為360nm的UV光輸出為12mW/cm2。
實(shí)施例12在由外徑3mm、長(zhǎng)300mm的透過紫外線玻璃管構(gòu)成的紫外線放電管的外周面上涂布使螢光體100重量份(SrB4O7∶Eu)分散在無機(jī)粘合材料15.6重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramicron #100D透明不揮發(fā)部分20％)的螢光體分散液(PVC＝800％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的紫外線放電管有厚40μm的螢光體層，作為波長(zhǎng)為360nm的UV光輸出為14mW/cm2。
比較例4在由外徑3mm、長(zhǎng)300mm的透過紫外線玻璃管構(gòu)成的紫外線放電管的外周面上涂布使螢光體100重量份(SrB4O7∶Eu)分散在無機(jī)粘合材料500重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramicron #100D透明不揮發(fā)部分20％)的螢光體分散液(PVC＝25％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的紫外線放電管有厚40μm的螢光體層，涂膜狀況非常良好，長(zhǎng)期耐久性優(yōu)異，但是波長(zhǎng)360nm的UV光輸出只有4mW/cm2。
比較例5在由外徑3mm、長(zhǎng)300mm的透過紫外線玻璃管構(gòu)成的紫外線放電管的外周面上涂布使螢光體100重量份(SrB4O7∶Eu)分散在無機(jī)粘合材料13.8重量份(大日本涂料株式會(huì)社Ceramicron #100D透明不揮發(fā)部分20％)的螢光體分散液(PVC＝900％)，在180℃燒結(jié)30分鐘。這樣所制的紫外線放電管有厚40μm的螢光體層，波長(zhǎng)為360nm的UV光輸出高到15mW/cm2，但是螢光體層的涂膜狀況稍差。
在表4中示出對(duì)這樣所得的無機(jī)粘合材料固體部分的螢光體的顏料容積濃度(PVC)與涂膜硬度以及紫外線強(qiáng)度(360nm)的關(guān)系，同時(shí)在圖4中表示把PVC與紫外線強(qiáng)度(360nm)的關(guān)系圖解化。
表4
表5表示本發(fā)明實(shí)施例9的組成的紫外線放電管的螢光體層的膜厚(μm)與紫外線強(qiáng)度(360nm)的關(guān)系。圖5為表5結(jié)果圖解化的曲線圖。
表5
由以上結(jié)果可知，PVC小的螢光體的涂膜狀況良好，但是UV光輸出變低。而當(dāng)PVC為900以上時(shí)，涂膜狀況變?nèi)酢?br> 在上述實(shí)施例中，是就在玻璃管的外周面整個(gè)面形成螢光體層的情況進(jìn)行說明，但是作為其它實(shí)施例，可在玻璃管的外周面的一部分上形成上述的螢光體層，并且在玻璃管的外周面或其一部分上形成膜厚30μm以下的螢光體層。在任何一種情況下，通過放電從紫外光放電管輻射185nm、254nm等的紫外線，這些紫外線大部分激發(fā)被附著的螢光體，使400nm以下的紫外線發(fā)光，殘余的紫外線透過沒被附著螢光體的部分或者30μm以下的薄螢光體層，直接輻射到管外。
由此，本發(fā)明的紫外線放電管，在很寬的區(qū)域可能發(fā)出多種波長(zhǎng)的紫外線光，由此，例如可有效地活性化銳鈦礦型鈦等的光催化劑。
如上所述，按本發(fā)明，通過在由透過紫外線的紫外線放電管的外周面上涂布用無機(jī)粘合材料分散發(fā)出被光催化活性化的波長(zhǎng)為400nm以下的紫外線的螢光分散液并進(jìn)行燒結(jié)形成螢光體層，放射紫外線放電管的紫外線激發(fā)螢光體能使紫外線強(qiáng)度變高，能得到螢光體層的硬度也優(yōu)良、長(zhǎng)期耐久性優(yōu)良、光輸出變化小的高質(zhì)量的紫外線放電管，同時(shí)也可以容易提供對(duì)以往是困難的細(xì)管的放電管。
另外，通過把對(duì)于無機(jī)粘合材料固體部分的螢光體的顏料容積濃度(PVC)為70-800％，能得到螢光體層的膜硬度優(yōu)異并且亮度也高的紫外線放電管。
下面示出作為光催化用紫外線放電管的實(shí)施例。在使用透過紫外線的石英管等的玻璃管的冷陰極放電管的內(nèi)部封入水銀蒸汽之后，通過在這種玻璃管的外周面的整面或一部分面上，直接涂布適應(yīng)白天的各種螢光體粉末或者把螢光體粉末混入到粘接性的粘合材料中進(jìn)行涂布，配設(shè)螢光體層，下面說明這些實(shí)施例。
實(shí)施例13使用BaSi2O5∶Pb作為螢光體，粘合材料使用硅漆KR 311(信越化學(xué)制)。螢光體層的厚度為30μm。
把由該光催化用紫外線放電管的紫外線分光曲線示于圖6。在玻璃管的外周面全部涂布螢光體的情況下，發(fā)光的紫外線的峰值波長(zhǎng)只為351nm，但是，當(dāng)涂布玻璃管的一半時(shí)，具有185、254、351nm的各種波長(zhǎng)，光催化效果大。
實(shí)施例14使用SrB4O7∶Eu作為螢光體，粘合材料使用Beraculin No 1000印漿(日本油脂制)。螢光體層的厚度35μm。
把這種光催化用紫外線放電管的紫外線分光曲線示于圖7。如在玻璃管全部面上涂布這種螢光體，發(fā)光的紫外線的峰值波長(zhǎng)只為368nm，但是通過涂布玻璃管的一部分，放出185、245、368nm的波長(zhǎng)，光催化效果大。
實(shí)施例15使用LaPO4∶Ce作為螢光體，粘合材料使用Beraculin No 1000印漿(日本油脂制)。螢光體層的厚度40μm。
把這種光催化用紫外線放電管的紫外線分光曲線示于圖8。當(dāng)該螢光體涂布玻璃整個(gè)面上，發(fā)光的紫外線的峰值波長(zhǎng)為310-340nm，而通過涂布玻璃的一部分，等量放出185、254nm的波長(zhǎng)、作為光催化用燈效果大。
實(shí)施例16使用Ce(MgBa)3Al10O19作為螢光體，粘合材料使用陶瓷No 200(Toupe制)。螢光體層的厚度25μm。
把這種光催化用紫外線放電管的紫外線分光曲線示于圖9。當(dāng)這種螢光體涂布整個(gè)玻璃管面上時(shí)發(fā)光的紫外線的峰值波長(zhǎng)為幅寬為340-365nm，另外，通過涂布玻璃管的一部分，也放出等量的185、254nm的波長(zhǎng)、光催化效果大。
實(shí)施例17作為螢光體使用按SrB4O7∶Eu/BaSi2O5∶Pb/Ce(MgBa)3Al10O19/LaPO4∶Ce＝0.5/1/1/0.5的比例混合的螢光體，粘合材料使用陶瓷No200(Toupe制)。螢光體層的厚度為30μm。
把這種光催化用紫外線放電管的紫外線分光曲線示于圖10。該螢光體當(dāng)合面涂布玻璃管表面時(shí)發(fā)光的紫外線的峰值波長(zhǎng)幅寬為310-360nm，光催化效果大。
對(duì)于上述的實(shí)施例13-17，使用催化用檢測(cè)器PCC-1(真空理工制)，把用以下所示方法測(cè)定光催化效果的結(jié)果示于表6。這種測(cè)定方法是在聚酯膜的表面涂布氧化鈦，然后在其表面涂布亞甲藍(lán)(色素)、從涂布亞甲藍(lán)一側(cè)用實(shí)施例13-17的光催化用紫外線放電管(全面涂布螢光體和部分涂布螢光體的二種)照射，同時(shí)在另一側(cè)配置光電元件根據(jù)透過膜的光通量測(cè)定隨經(jīng)過一段時(shí)間產(chǎn)生的電壓。即，通過光催化效果隨著經(jīng)過一定時(shí)間亞甲藍(lán)透明化增加光透過量，利用光電元件的電壓增大由下式求出吸光度變化△ABS。
△ABS＝ln(V0/V1)＝(lnV0)-(lnV1)按絕對(duì)值該值越大光催化效果越大。另外，測(cè)定由光催化的著色膜分解的吸光度變化(△ABS)。
比較例6作為對(duì)于上述實(shí)施例13-17的比較例使用在管內(nèi)面涂布螢光體BaSi2O5∶Pb的市售UV燈進(jìn)行測(cè)定。
表6
按本發(fā)明的放電管，通過在放電管的外周面的整個(gè)面或一部分上涂覆發(fā)出被光催化活性化的波長(zhǎng)400nm以下的紫外線的多種螢光體，從被涂覆的多種螢光體在幅寬的區(qū)域發(fā)光300-400nm以下的紫外線，用400nm以下的紫外線能高效地活性化所活性化的光催化，同時(shí)在把螢光體涂覆紫外線放電管的一部分時(shí)，從沒被涂覆螢光體的部分由紫外線放電管直接發(fā)生185、245nm波長(zhǎng)的紫外線，由此能高效地活性化光催化。
另外，把發(fā)出讓光催化活性化的波長(zhǎng)為400nm以下的紫外線的一種螢光體覆蓋放電管的外周面的一部分或者覆蓋放電管外周面的全部或一部分為30μm以下的厚度，從被覆蓋的一種螢光體產(chǎn)生300-400nm以下的紫外線，同時(shí)從沒覆蓋螢光體的部分或者厚度30μm以下部分由放電管直接產(chǎn)生185、254nm波長(zhǎng)的紫外線，由此通過在寬區(qū)域紫外線發(fā)光能更加高效地活性化光催化。
另外，通過使螢光體覆蓋為30μm以下厚度，與在放電管的外周面上不覆蓋螢光體的部分同樣，從放電管能直接產(chǎn)生透過185、254nm波長(zhǎng)的紫外線，并且把螢光體覆蓋30μm以上厚度的部分與300-400nm以下的紫外線一起能得到寬區(qū)域的紫外線發(fā)光。
其次，說明有關(guān)能最佳適用于不可能漏出使光擴(kuò)散板劣化的紫外線的液晶顯示裝置的逆光照明的放電管的實(shí)施例。以往的液晶顯示裝置的逆光照明是由在液晶單元的里面所配置的丙烯酸樹脂等構(gòu)成的光擴(kuò)散面的端面，配置作為光源的放電管的結(jié)構(gòu)，通過放電管的放電從紫外線輻射氣體中產(chǎn)生185nm、254nm等波長(zhǎng)的紫外線，該紫外線激發(fā)螢光體，發(fā)光包括大約400-750nm波長(zhǎng)帶，即使更寬360-830nm波長(zhǎng)帶的可見光的光，該光通過光擴(kuò)散板成為逆光照明，但是由于在玻璃管的內(nèi)面涂布螢光體層的結(jié)構(gòu)不能形成厚的螢光體層，只能得到充其量薄到10μm程度，另外，由于是封切玻璃管的兩端的結(jié)構(gòu)，在封切玻璃管的兩端部分不能涂布螢光體層。因此，透過玻璃管的兩端部分或薄螢光體層一定程度地漏出185nm等、254nm以下波長(zhǎng)的紫外線。這種漏出的紫外線，對(duì)作為光擴(kuò)散板的丙烯酸樹脂等經(jīng)過一段時(shí)間產(chǎn)生白濁及龜裂，其結(jié)果使逆光照明的照射光減弱。
因此，在本發(fā)明中，如下述實(shí)施例，利用形成放電管，提供一種能適用于不能漏出使光擴(kuò)散板劣化的紫外線的液晶顯示裝置的逆光照明的放電管。
實(shí)施例18圖11示出本發(fā)明放電管的實(shí)施例18，放電管1在使用透過紫外線的石英管等的玻璃管2的冷陰極放電管的內(nèi)部封入水銀蒸汽以后，通過在該玻璃管2的外周面全部直接涂布發(fā)生380nm以上波長(zhǎng)帶的可見光的螢光體粉末或者把螢光體粉末混入到粘接性的粘合材料中進(jìn)行涂布配設(shè)30μm以上厚度的螢光體層3。
圖12為表示在本發(fā)明組成的放電管中的螢光體層的膜厚與波長(zhǎng)254nm的紫外線強(qiáng)度的關(guān)系的表7的曲線圖。由表7可知螢光體層的膜厚為30μm以上紫外線幾乎不漏出。
表7
實(shí)施例19圖13表示本發(fā)明的放電管的實(shí)施例19。放電管4在使用上述實(shí)施例17的透過紫外線的石英管等的玻璃管5的冷陰極放電管的內(nèi)部封入水銀蒸汽以后，在該玻璃管2的外周面的全部形成螢光體層6，進(jìn)而在螢光體層6的表面涂布透過可見光的紫外線吸收劑7。本實(shí)施例的螢光體層6的膜厚也可為30μm以下，并且螢光體的發(fā)光也可以含有380nm以下的紫外線，由此即使多少漏出紫外線，通過紫外線吸收劑7被吸收也漏不出來。
作為在本實(shí)施例所用的上述紫外線吸收劑7為下述所示物。
可用水楊酸酯系(苯水楊酸酯等)、苯酮系(2-羥基-4-甲氧基苯酮等)、苯并三唑(2-(2’-羥基-5’-甲苯基)苯并三唑等)、氰基丙烯酸酯系(乙基。2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸酯等)或在苯并三唑的骨架上導(dǎo)入甲基丙烯酸基的耐熱性的紫外線吸收劑。特別是對(duì)丙烯酸樹脂，三唑系紫外線吸收劑是有效的。
實(shí)施例20圖14示出本發(fā)明放電管的實(shí)施例20，該放電管8在把螢光體層10涂布在玻璃管9的內(nèi)面的冷陰極放電管的內(nèi)部封入水銀蒸汽之后，為在玻璃管9的內(nèi)面全部涂布上述紫外線吸收劑7的放電管。
如上所述，按本發(fā)明的放電管，通過在放電管的外周面全部覆蓋發(fā)生380nm以上波長(zhǎng)帶的可見光的螢光體為30μm以上厚度，透過玻璃管的紫外線被吸收到螢光體能防止向外部漏出，并能從根本上防止紫外線對(duì)因合成樹脂的不良影響。
另外，通過在玻璃面上覆蓋螢光體的放電管的外周面全部涂布透過可見光的紫外線吸收劑，即使紫外線漏出的放電管，由于適當(dāng)?shù)匚兆贤饩€能有效地防止因紫外線對(duì)合成樹脂的不良影響。
另外，通過把本發(fā)明的放電管用于液晶顯示裝置的逆光照明，對(duì)于作為用于逆光照明的光擴(kuò)散板的丙烯酸樹脂不產(chǎn)生白濁及龜裂，能作為隨時(shí)間不減弱的合適的逆光照明。
另外，通過適當(dāng)?shù)禺a(chǎn)生對(duì)植物生長(zhǎng)所需波長(zhǎng)的光，同時(shí)適當(dāng)?shù)卣丈鋵?duì)殺菌有效的紫外線，顯示對(duì)植物的生成能發(fā)揮優(yōu)異的疊加效果的植物生長(zhǎng)用放電管的實(shí)施例。
迄今，作為為促進(jìn)植物的光合作用及生長(zhǎng)的植物生長(zhǎng)用燈，為產(chǎn)生特定波長(zhǎng)的光，例如促進(jìn)植物的光合作用的600-700nm波長(zhǎng)的光的，封入發(fā)光二極管或水銀蒸汽等紫外線放射氣體的冷陰極管的內(nèi)面涂布螢光體的螢光燈。另外，為了防止植物疾害，使用產(chǎn)生具有殺菌作用的發(fā)光峰值為254mm的紫外線和具有殺菌效果的臭氧的185nm波長(zhǎng)的紫外線的殺菌用的紫外線放電管。
但是，由于不存在能發(fā)生對(duì)植物生長(zhǎng)所需的光和殺菌用的紫外線兩者的燈，因此為了發(fā)揮植物生長(zhǎng)和殺菌兩方面的作用就必需使用2種燈。
因此本發(fā)明，通過用一種燈能發(fā)生適于植物生長(zhǎng)的光，同時(shí)也產(chǎn)生適用于殺菌有效的紫外線，提供一種能發(fā)揮對(duì)植物生長(zhǎng)優(yōu)異的疊加效果的植物生長(zhǎng)用放電管。
實(shí)施例21圖15、圖16示出本發(fā)明的植物生長(zhǎng)用放電管的實(shí)施例。
這種放電管1在使用由相對(duì)的管的間隔為5mm以下的U字形構(gòu)成的透過紫外線的玻璃管2的冷陰極放電管內(nèi)封入水銀蒸汽等的紫外線放射氣體以后，通過在該玻璃管的外周面上照射紫外線，使發(fā)光使植物成長(zhǎng)的光的螢光體層3形成5-35μm的厚度，而最好為15-30μm同時(shí)在相對(duì)U字形的玻璃管的部分設(shè)有螢光體層非形成區(qū)11。
作為其一實(shí)例，通過在用溶劑等分散螢光體粉末的分散溶液中浸漬玻璃管2，并以豎立的狀態(tài)垂直向上拉，除U字形玻璃管的相對(duì)的部分以外，溶劑直接蒸發(fā)形成螢光體層3，而通過把相對(duì)向的U字形玻璃管的部分的間隔為5mm以下，在相鄰配置的玻璃管之間溶劑的蒸汽容易滯留，即，通過蒸汽渦流現(xiàn)象，蒸發(fā)的溶劑流過窄間隙的螢光的膜，在該部分上不形成螢光體層3。
在本實(shí)施例中，作為使用的螢光體，使用發(fā)光促進(jìn)植物的光合作用的以630um為中心的600-700nm波長(zhǎng)帶光的螢光體和發(fā)光促進(jìn)植物生長(zhǎng)的以730nm為中心的700-800nm波長(zhǎng)帶的光的螢光體。
螢光體根據(jù)需要可以單獨(dú)使用或者適當(dāng)混合多種使用，在使用多種時(shí)，通過改變螢光體的種類及混合比例能得到紫外線的波長(zhǎng)分布不同的各種植物生長(zhǎng)用放電管。
另外，在600-700m波長(zhǎng)帶中所含的光量子束(PF600-700)與700-800nm波長(zhǎng)帶的光量子束(PF700-800)的比例對(duì)植物的生長(zhǎng)影響大，當(dāng)該值大時(shí)，則植物的節(jié)間有縮小矮小化的螢光。因此，在本發(fā)明的植物生長(zhǎng)用放電管1中，標(biāo)準(zhǔn)的光中的PF600-700/PF700-800的值為近似1.1的PF比。
而且，由于不形成植物生長(zhǎng)用放電管1的螢光體層3，所以具有殺菌作用的254nm的紫外線透過玻璃管2照射到附近，同時(shí)185nm的紫外線也透過玻璃管2并照射產(chǎn)生臭氧發(fā)揮適當(dāng)?shù)臍⒕饔谩?br> 表8為把相對(duì)U字形的玻璃管的管與管的間隙為1mm、5mm、10mm，分別在玻璃管的外周面上形成螢光體層的膜層為5-45μm時(shí)的臭氧產(chǎn)生量與植物生長(zhǎng)用的光輻射量進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果。在測(cè)定臭氧產(chǎn)生量時(shí)，使用Ekosensa公司制輕便式臭氧測(cè)定儀，光輻射量◎表示光量大，○表示有光量，△表示光量少，×表示沒有。
表8
由上述結(jié)果可知，U字形管的間隙為5mm以下是理想的。另外，螢光體膜厚為5-35μm能一定程度地發(fā)揮本發(fā)明的效果，而當(dāng)螢光體膜厚為15-30μm時(shí)是更合適的。
實(shí)施例22除在使用透過相同紫外線的玻璃管的放電管的內(nèi)部封入水銀蒸汽等的紫外線放射氣體之后，在該玻璃管的外周面上覆蓋形成與上述實(shí)施例同樣的螢光體層為30μm以下厚度。
通過把該螢光體層為5-35μm，理想的為15-30μm以下的厚度，185nm及254nm的紫外線不能完全被螢光體層吸收，透過某種程度的螢光體層并照射，能適宜地發(fā)揮殺菌作用。
另外，把該實(shí)施例中的螢光體層形成在如實(shí)施例20的玻璃管的一部分上，也可構(gòu)成為從沒形成螢光體層的部分照射紫外線的構(gòu)成。
另外，對(duì)于上述的各實(shí)施例，是說明使用U字形狀的玻璃管的情況，但是不限于此，也可把二根直管相鄰配置在5mm以下的間隔，并且也可以用3根以上的玻璃管。
如上所述，按本發(fā)明的放電管，通過適宜地發(fā)生對(duì)植物生長(zhǎng)所要的波長(zhǎng)的光，同時(shí)也適當(dāng)?shù)卣丈鋵?duì)殺菌有效的紫外線，能發(fā)揮對(duì)于植物生長(zhǎng)優(yōu)異的疊加的效果。另外，通過螢光體發(fā)光能促進(jìn)植物光合作用的600-700m波長(zhǎng)帶和促進(jìn)植物生長(zhǎng)的700-800nm波長(zhǎng)帶的光，用600-700nm波長(zhǎng)帶的光促進(jìn)植物的光合作用，同時(shí)用700-800nm的波長(zhǎng)帶的光促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，能發(fā)揮對(duì)植物的培育具有優(yōu)異的效果。
權(quán)利要求
1.一種放電管，其特征在于在紫外線放電管的外周面上涂布用無機(jī)粘合材料分散螢光體的螢光體分散液，進(jìn)行燒結(jié)形成螢光體層，所述放電管輻射的紫外線激發(fā)螢光體發(fā)光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于對(duì)于所述無機(jī)粘合材料固體部分的螢光體的顏料容積濃度(PVC)為50-800％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于所述螢光體層的厚度為10-200μm，理想的為30-150μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于所述螢光體層具有活性化400nm以下的光催化的波長(zhǎng)，并且對(duì)無機(jī)粘合材料固體部分的螢光體的顏料容積濃度(PVC)為70-800％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于所述螢光體層形成為具有活性化400nm以下的光催化的波長(zhǎng)，并且使一種螢光體覆蓋放電管的外周面的一部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于所述螢光體層形成為具有活性化400nm以下的光催化的波長(zhǎng)，并且使多種螢光體覆蓋放電管的外周面的一部分或全部。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的放電管，其特征在于把所述螢光體層的厚度作成30μm以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于所述螢光體層形成為具有活性化400nm以下的光催化的波長(zhǎng)，并且使厚度為30μm下的一種螢光體覆蓋放電管的外周面的全部。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任意項(xiàng)所述的放電管，其特征在于所述螢光體用254nm以下波長(zhǎng)的紫外線激發(fā)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于所述螢光體發(fā)生380nm以上波長(zhǎng)帶的可見光，并且把螢光體層的厚度作成30μm以上的厚度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于在所述放電管的外周面上完全涂布透過可見光的紫外線吸收劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的放電管，其特征在于所述放電管用于液晶顯示裝置的逆光照明。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放電管，其特征在于所述螢光體發(fā)出促進(jìn)植物生長(zhǎng)用的光，并且覆蓋由透過紫外線玻璃構(gòu)成的放電管的外周面的一部分或者覆蓋放電管的外周面的全部或一部成30μm以下的厚度，使殺菌用紫外線透過。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的放電管，其特征在于所述螢光體發(fā)光促進(jìn)植物的光合作用的600-700nm波長(zhǎng)帶和促進(jìn)植物生長(zhǎng)的700-800nm波長(zhǎng)帶的多種波長(zhǎng)帶的光。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的放電管，其特征在于所述的放電管具有相鄰設(shè)置間隔的管，并且其間隔為5mm以下。
全文摘要
一種放電管,其特征在于在紫外線放電管的外周面上涂布用無機(jī)粘合材料分散熒光體的熒光體分散液,進(jìn)行燒結(jié)形成熒光體層,所述放電管放射的紫外線激發(fā)熒光體進(jìn)行發(fā)光。其中無機(jī)粘合材料固體部分的熒光體的顏料容積濃度(PVC)為50－800%,熒光體層的厚度為10－200μm,理想的為30－150μm。這種放電管熒光體的發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)、并以高質(zhì)量生產(chǎn)多種(多色)以及適于細(xì)管的冷陰極熒光放電管。
文檔編號(hào)H01J61/38GK1355550SQ0111009
公開日2002年6月26日 申請(qǐng)日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月29日
發(fā)明者加藤陽弘, 中島文男, 井上朗 申請(qǐng)人:岡谷電機(jī)產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社