專利名稱：用于發(fā)出可見光的熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熒光燈，這種熒光燈具有封裝在玻璃燈罩中的弧光管(arctube)，尤其涉及一種適于發(fā)出可見光的熒光燈，所述可見光是利用弧光管中所產(chǎn)生的紫外線，通過激發(fā)形成在玻璃燈罩的內(nèi)表面上的磷光體層而產(chǎn)生的。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)上，通用的熒光燈具有如下結(jié)構(gòu)磷光體層形成在玻璃管的內(nèi)表面上，而水銀和稀有氣體則被封裝在該玻璃管中，以在玻璃管中引發(fā)放電，放電產(chǎn)生能夠激發(fā)磷光體層的紫外線(UV)，對磷光體的激發(fā)產(chǎn)生可見光。
盡管該玻璃管熒光燈通常具有直管或圓管的形狀，然而允許直接擰入白熾燈泡用燈座的熒光燈近來被商業(yè)化，以減小尺寸和節(jié)約能源。
上述傳統(tǒng)的熒光燈以特定結(jié)構(gòu)的弧光管被使用，例如，通過螺旋形地卷繞直的熒光燈而形成的螺旋管結(jié)構(gòu)、由兩根平行設(shè)置的直管組成的雙管結(jié)構(gòu)、通過將直管彎曲成U形管而形成的U形管結(jié)構(gòu)。具有將上述弧光管和照明電路容納在玻璃燈罩中的結(jié)構(gòu)的熒光燈已經(jīng)作為典型的結(jié)構(gòu)被商業(yè)化。傳統(tǒng)的熒光燈被構(gòu)造成具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中設(shè)有具有上述形狀中的至少一種形狀的弧光管。
在這點上，上述傳統(tǒng)的被使用的熒光燈具有白色顏料形成的光輻射擴散層，所述光輻射擴散層涂在玻璃燈罩的內(nèi)表面上，用于均勻地擴散弧光管輸出的光輻射，例如日本專利公開出版物No.269813/98中所述。
使用其內(nèi)表面涂以白色顏料的玻璃燈罩的熒光燈在被點亮的同時，受到結(jié)合在玻璃燈罩中的弧光管所輻射出的微量紫外線的影響。結(jié)果，遇到了這樣的問題即，白色顏料的光擴散層由于老化而變差，導(dǎo)致照度變小，外觀質(zhì)量變差。
此外，存在著在燈打開或關(guān)閉時玻璃燈罩中的溫度與環(huán)境溫度之間存在溫度差的問題，該溫度差允許環(huán)境中的水分透入玻璃燈罩中，從而使白色顏料變質(zhì)。
無論是什么情況，盡管必需使用白色顏料以使光擴散均勻，然而，事實上，它會妨礙光輻射的輸出。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題研發(fā)了本發(fā)明，本發(fā)明旨在提供一種熒光燈，所述熒光燈能夠在不使用白色顏料的情況下實現(xiàn)有效的發(fā)光，并且不會使光輻射輸出減少到低于傳統(tǒng)熒光燈的水平。
本發(fā)明涉及一種熒光燈，其具有封裝在玻璃燈罩中的弧光管，其中對于弧光管，采用能夠提供波長等于或長于253.7納米的紫外線燈，并且由鹵代磷酸鈣磷光體和三波長磷光體組成的磷光體被涂敷在所述玻璃燈罩的內(nèi)表面上。利用弧光管提供的紫外線激發(fā)該磷光體，使得可見光被發(fā)出。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，涂敷在所述玻璃燈罩的內(nèi)表面上的所述磷光體包括以下磷光體中的至少一種用于紅色發(fā)光的磷光體Y2O3:Eu或3.5MgO-0.5MgF-GeO2:Mn，用于綠色發(fā)光的磷光體LaPO4:Ce，Tb，以及用于藍色發(fā)光的磷光體BaMg2Al16O27:Eu，(Mn)或(Sr，Ca，Ba)5(PO4)3Cl:Eu。所述磷光體的涂敷重量為2毫克至20毫克每平方厘米。
并且，構(gòu)成所述弧光管的玻璃管材料可以是玻璃狀石英。此外，所述弧光管可以具有以下形狀中的任一種即，螺旋形、成對形以及U形，等等。玻璃燈罩中可封裝稀有氣體，例如氖、氬等等，或者玻璃燈罩的內(nèi)部為真空。
本發(fā)明避免在玻璃燈罩的內(nèi)表面上使用白色顏料，所述白色顏料會妨礙光輻射輸出，作為替代，本發(fā)明將磷光體涂敷到玻璃燈罩的內(nèi)表面上，所述磷光體能夠輻射通過紫外線激發(fā)而產(chǎn)生的可見光。與弧光管提供光輻射輸出的現(xiàn)有技術(shù)相反，本發(fā)明旨在用UV燈更換弧光管；在玻璃燈罩的內(nèi)表面上形成磷光體層；并且，從該磷光體層產(chǎn)生光輻射輸出。這樣，與傳統(tǒng)的熒光燈相比，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)有效的發(fā)光，而不會降低光輻射輸出。
參考附圖，通過以下的描述，本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將變得清楚，其中附圖中示出了本發(fā)明的例子。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的熒光燈的結(jié)構(gòu)的示意圖；圖2A是容裝在本發(fā)明的熒光燈中的弧光管的結(jié)構(gòu)的例子的外觀示意圖；圖2B是容裝在本發(fā)明的熒光燈中的弧光管的結(jié)構(gòu)的例子的外觀示意圖；以及圖2C是容裝在本發(fā)明的熒光燈中的弧光管的結(jié)構(gòu)的例子的外觀示意圖。
具體實施例如圖1所示，本發(fā)明的熒光燈具有玻璃燈罩1、弧光管6、金屬帽4和蓋5。稀有氣體3被密封在具有密封結(jié)構(gòu)的玻璃燈罩1中，弧光管6被玻璃燈罩1包圍，具有金屬帽4的蓋5裝配在玻璃燈罩1上。金屬帽4是螺旋式(螺旋帽4)，并且能夠可拆卸地安裝在普通白熾燈的燈座中。
照明電路(未示出)結(jié)合在具有螺旋帽4的蓋5中，用于產(chǎn)生紫外線的弧光管6設(shè)置在被玻璃燈罩包圍的區(qū)域中。并且，磷光體2涂敷在玻璃燈罩1的內(nèi)表面上，從而磷光體2能夠被來自弧光管6的紫外線激發(fā)。通過這種紫外線激發(fā)在磷光體2中引發(fā)可見光。在玻璃燈罩1中，封裝著諸如氖、氬或氪等稀有氣體3，或者建立一種真空狀態(tài)，以避免紫外線的中斷。這樣做的原因是保護磷光體層，并阻礙紫外線的吸收。
水銀蒸汽放電管被用于弧光管6，它的形狀具有如圖2A、2B和2C所示通過改造傳統(tǒng)直熒光燈而形成的類似結(jié)構(gòu)。具體而言，關(guān)于熒光燈的形狀，例如具有通過螺旋卷繞直管而形成的螺旋弧光管6a、由兩根平行設(shè)置的直管構(gòu)成的雙弧光管6b、通過將直管彎曲成U形而形成的U形弧光管6c，它們中的至少一個被采用。將弧光管的形狀構(gòu)造得幾乎與傳統(tǒng)熒光燈的形狀一樣的原因是，利用現(xiàn)有的能夠有效提供可見光的形狀，傳統(tǒng)熒光燈已經(jīng)具有好的實際性能，因此確定，使用傳統(tǒng)熒光燈作為紫外線弧光管將允許利用上這種有用的能力。
并且，作為用于弧光管6的玻璃管材料，優(yōu)選使用有效透射紫外線(UV)的材料，即玻璃狀石英。所采用的弧光管6是UV輸出燈，所述UV輸出燈輻射波長不短于殺菌燈的輻射線，殺菌燈提供的波長不短于253.7納米。這樣做的原因在于，玻璃狀石英是能夠切斷波長不長于253.7納米的短波長紫外線的材料，并且短波長紫外線只從磷光體產(chǎn)生小量的可見光的光通量。
接著，涂敷在玻璃燈罩1的內(nèi)表面上的磷光體2由通過被紫外線激發(fā)能夠產(chǎn)生可見光的磷光體形成。磷光體的成分是鹵代磷酸鈣磷光體Ca10(PO4)3FCl:Sb，Mn和稀土磷光體。稀土磷光體是由三波長磷光體中的至少一個構(gòu)成，所述三波長磷光體為用于紅色發(fā)光的磷光體Y2O3:Eu或3.5MgO-0.5MgF-GeO2:Mn，用于綠色發(fā)光的磷光體LaPO4:Ce，Tb，以及用于藍色發(fā)光的磷光體BaMg2Al16O27:Eu，(Mn)或(Sr，Ca，Ba)5(PO4)3Cl:Eu。
在本實施例中，涂敷在該玻璃燈罩1的內(nèi)表面上的三波長磷光體和鹵代磷酸鈣磷光體的涂敷重量被定為2毫克至20毫克每平方厘米。通過形成磷光體層，使之具有上述涂敷量范圍，并且通過紫外線激發(fā)產(chǎn)生可見光，就能夠形成有效的發(fā)光，而不會使光輸出量降低到小于傳統(tǒng)熒光燈的水平。
通過以下實驗獲得該磷光體的涂敷重量與可見光輸出之間的關(guān)系首先，準(zhǔn)備具有磷光體的玻璃燈罩，所述磷光體以逐級變化的涂敷量被涂敷；使蓋與各個玻璃燈罩裝配在一起，以結(jié)合UV弧光管；測量由紫外線激發(fā)產(chǎn)生的并且從對應(yīng)各個涂敷量的各個玻璃燈罩發(fā)出的可見光的光通量值(lm)；根據(jù)測量結(jié)果，確定提供穩(wěn)定的、等于或高于傳統(tǒng)熒光燈的光輸出的涂敷量的范圍；以及，基于預(yù)先計算的玻璃燈罩的內(nèi)表面的面積，確定每單位面積的涂敷量。
根據(jù)本發(fā)明的熒光燈的玻璃燈罩的形狀當(dāng)然可以為電燈泡的形狀、圓柱體形、多邊柱體形和橢圓形，無論玻璃燈罩可能是什么形狀，都能獲得類似的效果。
根據(jù)本發(fā)明，玻璃燈罩的內(nèi)表面上的磷光體層被弧光管所輻射的長波紫外線激發(fā)，并產(chǎn)生可見光。因為可見光均勻地從透明玻璃燈罩向外部輻射，所以本發(fā)明的熒光燈能夠用于生普通照明。
盡管已經(jīng)使用特定術(shù)語描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，然而這種描述只是為了進行解釋，可以理解，在不偏離本發(fā)明的精神和實質(zhì)的情況下，可以作出各種改變和變化。
權(quán)利要求
1.一種具有封裝在玻璃燈罩中的弧光管的熒光燈，其中，所述弧光管包括紫外線發(fā)射燈，由鹵代磷酸鈣磷光體和三波長磷光體組成的磷光體被涂敷在所述玻璃燈罩的內(nèi)表面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光燈，其中，涂敷在所述玻璃燈罩的內(nèi)表面上的所述磷光體包括以下磷光體中的至少一種用于紅色發(fā)光的磷光體Y2O3:Eu或3.5MgO-0.5MgF-GeO2:Mn，用于綠色發(fā)光的磷光體LaPO4:Ce，Tb，以及用于藍色發(fā)光的磷光體BaMg2Al16O27:Eu，(Mn)或(Sr，Ca，Ba)5(PO4)3Cl:Eu。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光燈，其中，所述磷光體的涂敷重量為2毫克至20毫克每平方厘米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光燈，其中，構(gòu)成所述弧光管的玻璃管材料是玻璃狀石英。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光燈，其中，所述弧光管具有以下形狀中的任一種螺旋形、成對形以及U形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熒光燈，其中，或者稀有氣體被封裝在所述玻璃燈罩中，或者所述玻璃燈罩的內(nèi)部被設(shè)置成真空狀態(tài)。
全文摘要
一種熒光燈，具有封裝在玻璃燈罩中的弧光管。對于弧光管，采用能夠提供波長等于或長于253.7納米的紫外線發(fā)射燈，并且由鹵代磷酸鈣磷光體和三波長磷光體組成的磷光體被涂敷在所述玻璃燈罩的內(nèi)表面上。利用弧光管提供的紫外線激發(fā)該磷光體，使得可見光被發(fā)出。
文檔編號H01J61/42GK1674210SQ200510056009
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月25日
發(fā)明者野村幸二, 山村修史 申請人:日本電氣株式會社