專利名稱：螢光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種螢光燈，特別是關(guān)于一種具有良好發(fā)光效率，色相 顯示范圍廣、輝度安定性佳且低成本的螢光燈，適合于高演色照明或做為 平面顯示器的背光源。
背景技術(shù)：
低壓汞蒸氣螢光燈因?yàn)榘l(fā)光效率較白熾燈泡為高，長久以來可說是最 普遍的照明器材，不僅可用于一般室內(nèi)外照明，亦可月j于目前主流的液晶 平面電視或顯示器，做為背光源用。一般低壓汞蒸氣螢光燈的構(gòu)造大概如圖1所示，螢光燈10的容器12 內(nèi)部含有放電氣體22，容器內(nèi)壁涂布有螢光層16,螢光層與容器之間可 選擇性涂布紫外線反射層14，容器兩端則設(shè)置放電機(jī)構(gòu)，包含電極18、 基座20、內(nèi)部及外部導(dǎo)線。圖1中公知可用于螢光層的化合物有鹵磷酸鹽(hal叩hosphate)螢光體， 稀土類螢光體等。鹵磷酸鹽螢光體價(jià)格較低，但演色性較差，稀土類螢光 體則價(jià)格較高，但演色性較佳，使用時(shí)可依用途及成本考量單獨(dú)使用、或 混和使用，涂布成單層構(gòu)造、或分別涂布而形成多層構(gòu)造的螢光層。其中， 稀土類螢光體由于可利用不同發(fā)光顏色的稀土活化劑(activator)以發(fā)出紅、綠、藍(lán)三原色，因此可混和多種顏色螢光體，形成白色發(fā)光螢光層。目前 低壓汞蒸氣螢光燈中最為公知的白光稀土螢光體組合大概選自Y203:Eu3+(紅色)、(YGd)203:Eu3+(紅色)、(YGd)B03:Eu3+(紅色)、 LaP04:Ce3+:Tb3+( 綠色 )、MgAlnO^:Ce3+:Tb3+( 綠色 )、 BaMgAln)On:Eu2+:Mn2+(藍(lán)綠色)、BaMgAl1()017:Eu2+(藍(lán)色)、 BaMg2A^027:Eu2+(藍(lán)色)、(SrBaCa)5(P04)3Cl:Eu2+(藍(lán)色)等，然而這些螢光 體中，例如￥203工113+的發(fā)光顏色偏橘色，當(dāng)用于照明時(shí)其演色性會(huì)受到 限制，而當(dāng)用于液晶顯示器的背光源時(shí)，其所能顯示的色相顯示范圍亦會(huì) 受到限制；此外，以Ei^+為活化劑的藍(lán)色螢光體容易因汞蒸氣185 nm輻 射或制程中的加熱處理而劣化，造成發(fā)光效率降低，發(fā)光顏色偏移。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在提供一種螢光燈，以達(dá)成一具有良好發(fā)光輝度，色相 顯示范圍廣，輝度安定性佳且成本低的螢光燈。此螢光燈適合各種用途， 例如高演色照明用燈具，或色相顯示范圍寬廣的液晶電視。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的螢光燈，其包含放電機(jī)構(gòu)；容器，其充填氣體含汞及稀有氣體； 螢光層，其涂布于該容器的內(nèi)面；其中，該螢光層至少包含一種表層干凈的螢光體，且該螢光體選自 Y202S:Eu3+、 ZnS:Cu:Al、 ZnS:Ag:Cl及ZnS:Ag:Al。所述的螢光燈，其中，該表層干凈的螢光體可于300 eV的電子線照射下發(fā)光。所述的螢光燈，其中，該表層干凈的螢光體至少包含2種選自Y202S:Eu3+、 ZnS:Cu:Al、 ZnS:Ag:Cl及ZnS:Ag:Al的螢光體。所述的螢光燈，其中，該表層干凈的螢光體至少包含3種選自 Y202S:Eu3+、 ZnS:Cu:Al、 ZnS:Ag:Cl及ZnS:Ag:Al的螢光體。所述的螢光燈，其做為液晶顯示器的背光源。本發(fā)明提供的螢光燈，還包含放電機(jī)構(gòu)；容器，其充填氣體含汞及稀有氣體； 螢光層，其涂布于該容器的內(nèi)面；其中，該螢光層至少包含一種表層干凈的白色發(fā)光螢光體，且該螢光 體選自Y202S:Eu3+:Tb3+及Y202S:Eu3+:Tb3+:Pr3+。所述的螢光燈，其中，該表層干凈的白色發(fā)光螢光體可于300 eV的 電子線照射下發(fā)光。所述的螢光燈，其做為液晶顯示器的背光源。本發(fā)明提供的螢光燈，具有良好發(fā)光效率，輝度安定性佳，且低成本， 利用電磁輻射或電子射線激發(fā)螢光體以發(fā)出各種不同的光線，為--公 知技術(shù)，例如上述螢光燈，或陰極射線管(Cathod Ray Tube, CRT)顯示器。 其中陰極射線管所使用的螢光體經(jīng)幾十年的發(fā)展，已經(jīng)趨于最佳化，常見 的陰極射線發(fā)光(Cathodoluminescent)螢光體(簡稱CL螢光體)有 Y202S:Eu3十(紅色)、ZnS:Cu:Al(綠色)、ZnS:Ag(藍(lán)色)、ZnS:Ag:Al(藍(lán)色)等， 這些CL螢光體長久以來已被使用于CRT電視中，其使用上的安定性及發(fā)光顏色皆已經(jīng)過驗(yàn)證，且因大量工業(yè)化生產(chǎn)，其價(jià)格亦較低廉。例如Y202S:Ei^+的主要發(fā)光波長約為626 nm，較公知螢光體Y203:Eu31t 611 nm 紅色飽和度高；又例如ZnS:Cu:Al的發(fā)光波長約530 nm，綠色飽和度較公 知的LaP04:Ce":lV+為高。前述丫2028￡113+或ZnS:Cu:Al當(dāng)用于液晶顯示 器的背光源時(shí)可有較廣的色相顯示范圍，用于照明時(shí)，配合其他顏色螢光 體，可得到演色性較高的螢光燈。然而盡管如此，公知的低壓汞蒸氣螢光 燈卻皆未使用上述CL螢光體。理由之一是常見的CL螢光體皆為硫化物， 在螢光燈中有與汞反應(yīng)導(dǎo)致輝度下降(輝度安定性不佳)的疑慮。此外，根 據(jù)US 6,965,193，其發(fā)明說明中記載￥2028￡1!3+于低壓汞蒸氣螢光燈中的 安定性及輝度維持率有問題，US 7,128,849亦提及Y202S:Eu"于滎蒸氣螢 光燈中有長期安定性的問題。因此雖然有文獻(xiàn)或?qū)＠信eY202S:Ei^+等螢 光體可用于汞蒸氣螢光燈，但實(shí)際上，商業(yè)產(chǎn)品的汞蒸氣螢光燈中卻從未 使用該類螢光體。由此可知，Y202S:Ei^+等螢光體若欲使用于汞蒸氣螢光 燈時(shí)，須先克服長久以來一直存在的輝度安定性問題。本發(fā)明人由研究發(fā)現(xiàn)，公知的CL螢光體或Y202S為白色螢光體，例 如Y202S:Eu3+:Tb3+或Y202S:Eu3+:Tb3+:Pr3+，大多為硫化物，合成時(shí)通常須 添加助熔劑(flux)以提升螢光體的結(jié)晶速度，并長成適當(dāng)大小的粒子。因此， 一般商業(yè)上取得的前述螢光體，其表層通常具有嚴(yán)重的污染，污染的來源 為殘留的助熔劑或其他的反應(yīng)副產(chǎn)物。例如，Y202S:Ei^+的制造過程中通 常會(huì)添加大量的Na2S4及Na2S助熔劑，在1100。C的高溫下，Na2S4會(huì)擴(kuò)散 進(jìn)入Y202S的表層。前述表層受污染的螢光體用于陰極射線管時(shí)，其輝度 受影響程度不大，但用于汞蒸氣螢光燈時(shí)，則會(huì)造成發(fā)光輝度降低，輝度安定性變差。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前述CL螢光體或Y202S系白色螢光體經(jīng) 表面處理，使具有干凈的表面后，當(dāng)使用于汞蒸氣螢光燈時(shí)，不僅輝度增 加，且輝度維持率(亦即輝度安定性)亦大幅度改善，從而完成本發(fā)明。


圖1為低壓汞蒸氣螢光燈結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
由于當(dāng)CL螢光體或Y202S為白色螢光體表層污染時(shí)，低能量電子射 線無法激發(fā)螢光體，必須提高電子線能量至某一程度，例如1500eV時(shí)才 能使的發(fā)光；反之，當(dāng)螢光體表層干凈時(shí)(具有干凈表面)，低能量電子射 線即可使螢光體發(fā)光，因此本發(fā)明所謂的具有干凈表而，可由低能量的電 子射線照射螢光體時(shí)的發(fā)光與否來判定。在此，低能量電子射線系指300 eV能量的電子射線。前述螢光體表面處理方法則可參考Application of Cathodoluminescence of Display Devices, Kodansha, Tokyo Japan, 1994, pp 271~294。本發(fā)明的螢光燈使用汞及稀有氣體為放電氣體，螢光燈容器內(nèi)壁涂布 螢光層，該螢光層包含至少一種具有干凈表面的螢光體，且該螢光體選自 Y202S:Eu3+ 、 ZnS:Cu:Al 、 ZnS:Ag:Cl 、 ZnS:Ag:Al 、 Y202S:Eu3+:Tb3+或 Y202S:Eu3+:Tb3+:Pr3+，上述螢光體視需要可混合公知的汞蒸氣螢光燈螢光 體 一 起使用，例如Y203:Eu3+ 、 (YGd)203:Eu3+ 、 (YGd)B03:Eu3+ 、 LaP04:Ce3+:Tb3+ 、MgAl 019:Ce3+:Tb3+ 、BaMgAl1(A7:Eu2+:Mn2+ 、BaMgAl1()017:Eu2+、 BaMg2Al16027:Eu2+、 (SrBaCa)5(P04)3Cl:Eu2+等。當(dāng)汞蒸氣燈螢光體中，至少一種類螢光體的全部或部份，使用本發(fā)明所述的CL 螢光體或Y202S白色螢光體，即可有降低成本的效果。在使用紅、綠、藍(lán) 三色螢光體混合成白色光螢光體的場(chǎng)合，較佳為至少2種螢光體使用選自 Y202S:Eu3+、 ZnS:Cu:Al、 ZnS:Ag:Cl、 ZnS:Ag:Al的螢光體，更佳則為至少 3種螢光體使用選自前述的螢光體。本發(fā)明人更進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，當(dāng)螢光層使用Y202S:Eu3+:Tb3+或 Y202S:Eu3+:Tb3+:Pr3，-，以單一成分螢光體即可發(fā)出白光，因此生產(chǎn)成本 可以降低且產(chǎn)品品質(zhì)可以提升。首先，在生產(chǎn)涂布時(shí)，由于螢光體成分單 一，可避免多種螢光體混合時(shí)組成不均勻的問題，因此生產(chǎn)良率可以提高。 其次，在產(chǎn)品使用上，可避免多種顏色螢光體混用時(shí)，各種顏色螢光體劣 化程度不一致所導(dǎo)致的色相偏移，因此產(chǎn)品品質(zhì)可以更為安定。在此，本發(fā)明所謂的白色光是由CIE 1931色座標(biāo)圖的色座標(biāo)決定。 一般而言，當(dāng)螢光燈的發(fā)光顏色座標(biāo)位于普朗克軌跡(Planckian locus，或 稱Planckian curve、 Black body locus等)上時(shí)，因發(fā)光顏色大致與黑體輻射 的顏色相同，因此可視為白色光。普朗克軌跡是由不同溫度下的黑體輻射 發(fā)光顏色所構(gòu)成，亦即普朗克軌跡代表不同色溫的白光色座標(biāo)。當(dāng)螢光燈 發(fā)光顏色座標(biāo)與普朗克軌跡差距不大時(shí)，在實(shí)用上亦可視為白色光，因此， 本發(fā)明的白色光是指色座標(biāo)與相同色溫黑體輻射的差距在20個(gè)最小知覺 色差(minimum perceptible color difference， MPCD)范圍內(nèi)的彥頁色。本發(fā)明的螢光燈可使用于室內(nèi)外照明設(shè)備，或做為液晶顯示器的背光 源，其放電機(jī)構(gòu)可如圖l所示，使用熱陰極電極為電子源，當(dāng)由外部施予電流時(shí)，可因電極加熱溫度升高而發(fā)射出電子，使容器內(nèi)的氣體解離，并 導(dǎo)致放電；或者，本發(fā)明中的放電機(jī)構(gòu)亦可如一般液晶顯示器背光源中常 見的冷陰極螢光燈，于燈管兩側(cè)經(jīng)由導(dǎo)線封入電極，并施予電壓而放出電 子。冷陰極的材料及形狀并無特殊限制，例如形狀可為圓筒狀、平板狀、Y字形、V字形、U字形等，材質(zhì)例如可為Ni、 Mo、 Nb、 Ta、 Cr、 Fe等 金屬或其合金，構(gòu)造上亦可為多層構(gòu)造。為延長電極使用壽命，本發(fā)明的 螢光燈亦可將電極置于外側(cè)，并以高頻交流電壓誘發(fā)氣體放電。本發(fā)明螢光燈的容器一般為玻璃，例如鈉石灰玻璃、無堿玻璃等，形 狀上并無特定限制，例如圓管、方管、平板等，其中以圓管較佳。充填氣 體所用的稀有氣體可為氦、氖、氬、氪、氙、或其混和物。例如，充填氣 體可為氬氣及汞，或氖、氬及汞，或氖、氬、氪及汞，其中汞蒸氣是由充 填于容器中的汞或汞劑(amalgam)揮發(fā)所成。
權(quán)利要求
1. 一種螢光燈，其包含放電機(jī)構(gòu)；容器，其充填氣體含汞及稀有氣體；螢光層，其涂布于該容器的內(nèi)面；其中，該螢光層至少包含一種表層干凈的螢光體，且該螢光體選自Y2O2S:Eu3+、ZnS:Cu:Al、ZnS:Ag:Cl及ZnS:Ag:Al。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螢光燈，其中，該表層干凈的螢光體可于 300 eV的電子線照射下發(fā)光。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螢光燈，其中，該表層干凈的螢光體至少 包含2種選自Y202S:Eu3+、 ZnS:Cu:Al、 ZnS:Ag:Cl及ZnS:Ag:Al的螢光體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的螢光燈，其中，該表層干凈的螢光體至少 包含3種選自Y202S:Eu3+、 ZnS:Cu:Al、 ZnS:Ag:Cl及ZnS:Ag:Al的螢光體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的螢光燈，其做為液晶顯示器的背光源。
6、 一種螢光燈，其包含 放電機(jī)構(gòu)；容器，其充填氣體含汞及稀有氣體； 螢光層，其涂布于該容器的內(nèi)面；其中，該螢光層至少包含一種表層干凈的白色發(fā)光螢光體，且該螢光 體選自Y202S:Eu3+:Tl)3+及Y202S:Eu3+:Tb3+:Pr3+。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的螢光燈，其中，該表層干凈的白色發(fā)光螢光體可于300 eV的電子線照射下發(fā)光。
8、根據(jù)權(quán)利要求6所述的螢光燈，其做為液晶顯示器的背光源。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種使用汞及稀有氣體為放電氣體的螢光燈，其內(nèi)壁涂布螢光層，該螢光層包含至少一種具有干凈表面的螢光體，且該螢光體選自Y₂O₂S∶Eu³⁺、ZnS∶Cu∶Al、ZnS∶Ag∶Cl及ZnS∶Ag∶Al。本發(fā)明亦提供另一種使用汞及稀有氣體為放電氣體的螢光燈，其內(nèi)壁涂布螢光層，該螢光層包含至少一種具有干凈表面的螢光體，且該螢光體選自Y₂O₂S∶Eu³⁺∶Tb³⁺及Y₂O₂S∶Eu³⁺∶Tb³⁺∶Pr³⁺。
文檔編號(hào)H01J61/35GK101246802SQ20071007934
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)日期2007年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月15日
發(fā)明者小澤隆二, 溫正雄 申請(qǐng)人:奇美實(shí)業(yè)股份有限公司