专利名称：无汞冷阴极荧光灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光灯，尤其涉及一种灯内不含汞的无汞冷阴极荧光灯。
背景技术：
冷阴极荧光灯因其节能且寿命长正被日益广泛应用于照明，而公知的冷阴极荧光灯和热阴极荧光灯内均含有汞。当灯点燃后汞原子被激发，激发的汞原子发出254nm的紫外线再激发涂在灯内壁上的荧光粉产生可见光。但当荧光灯损坏后，或在其制造中灯中的汞会对环境产生严重污染。含汞荧光灯的亮度受灯内汞蒸气压影响，所以灯启动慢，灯的亮度受环境温度影响，灯内汞的消耗会影响灯寿命。近年来开展了无汞荧光灯的研究，其采用的方法是利用氙气放电产生172nm的C波段紫外线激发与其相应的荧光粉。但是172nm紫外线因其波长短对荧光粉损伤大，造成光衰大而影响荧光灯的寿命。
发明内容
为了克服汞的污染和短波紫外线对荧光粉的损伤，本发明旨在提供一种不使用汞，而利用气体放电产生的长波A波段紫外线激发涂在灯内壁上的荧光粉产生可见光的具有较高光电转换效率的无汞冷阴极荧光灯。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是在玻壳中、电极、芯柱的导丝、镇流器、引线和灯头顺序电连接，玻壳内充有氮气或氮气和惰性气体的混合气，充气压力0.5Kpa至10KP，氮气在混合气中的比例为5％至100％。充气压力是根据无汞冷阴极荧光灯的工作电流来选择的。工作电流大则充气压力亦大。当充气压力不同时，两个电极的距离设计就应考虑所谓的巴邢定律，即气体放电中启动电压对应的电极距离乘以充气压力(对某种气体)有一个最小值，电极距离一般可在0.5毫米至5毫米。这些对灯制造者来说是熟悉的道理。在一般情况下氮气或氮气和惰性气体的混合气的充气气压可以为1KPa至3Kpa。在氮气中加入惰性气体的氮气和惰性气体的混合气，因所谓的潘宁效应使无汞冷阴极荧光灯的启动电压降低。这也对灯制造者来说是熟悉的道理。一般氮气在混合气中的比例为12％至20％。氮气比例过少时会减少紫外线的辐射，影响无汞冷阴极荧光灯的发光效率，氮气比例过高时会使无汞冷阴极荧光灯的启动电压升高，影响其正常工作和光效。惰性气体一般是使用氩气，也可以是氖气，也可以是氦气，也可以是氪气，也可以是氙气，也可以是它门的混合气。
无汞冷阴极荧光灯接通电源后，通过镇流器限止电流，固定在芯柱的导丝上的电极间发生辉光放电，因为在灯腔内的气体是氮气或氮气和惰性气体的混合气，所以放电时在电极表面的阴极负辉辐射出氮原子强烈的A波段紫外线，紫外线的主要波长为337nm和357nm，另外还有316nm、378nm、400nm。紫外线激发了涂复在玻壳内表面且激发波长符合以上波长的荧光粉层使其发出可见光，使冷阴极荧光灯点亮。
玻壳的形状可以是球形的，也可以是烛形的，也可以是梨形的，也可以是蘑菇形的，也可以是锥形和椭圆形的，适合各人爱好。玻壳可以是透明的，也可以是着色的和散射的，以用于各种场合。玻壳可以直接安装在灯头上，将小型的镇流器安置于灯头内；或在玻壳和灯头之间置有安放镇流器的外壳以容纳较大的镇流器。镇流器可以是一个电阻，也可以是一个电容，也可以是一个电感，也可以是由它们混合串并联组成，也可以是一个电子的镇流器；用于启动无汞冷阴极荧光灯和限制无汞冷阴极荧光灯工作时的放电电流。电极的形状可以是平板形的，也可以是半球形的，也可以是螺旋杆形的，也可以是网状形的和圆筒形的，也可以是以上形状的组合，以适应各种玻壳并使紫外线尽可能多的辐射到荧光粉上。电极是金属的电极，也可以是涂复、镀复的金属电极，也可以是陶瓷电极。为了提高发光效率减少放电时的能量损耗，电极可以选择逸出功低的金属材料或在金属上涂复电子粉降低其逸出功。一般采用真空性能好、逸出功低、溅射小的金属，如镍、铁、镀镍铁、不锈钢等金属，其厚度或丝直径在0.1至1.5毫米为宜。并在其上涂复含氧化钡、锶、钙的电子粉。近年来含电子发射材料的陶瓷电极也可以做其电极。
本发明的有益效果是，采用了气体放电产生A波段紫外线激发荧光粉发出可见光。而既不使用汞，克服了汞对环境的污染，又对荧光粉损伤小。无汞冷阴极荧光灯不受汞蒸气压影响能瞬间启动，工作频率高，亮度不受环境温度影响，寿命长。可用于照明、广告、装饰，也可以用于大屏幕图象的显示。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中1.玻壳，2.荧光粉层，3.灯腔，4.4a.电极，5.芯柱，6.镇流器，7.外壳，8.灯头，9.9a.导丝，10.10a.引线。
具体实施例方式
在图1中，厚度为0.2毫米涂有电子粉的镍电极(4)(4a)相距1毫米，分别焊在芯柱(5)的至少两根导丝(9)(9a)上和一个电感镇流器(6)、引线(10)(10a)及灯头(8)顺序电连接。玻壳(1)内是充有氮气或氮气和惰性气体混合气的灯腔(3)，例如充入1.8Kpa的灯泡氩(其中含16％氮气)。接通电源后，通过镇流器(6)限止电流，例如使工作电流为15毫安，使固定在芯柱(5)的导丝(9)(9a)上的电极(4)(4a)间发生辉光放电，因为在灯腔(3)内是氮气或氮气和惰性气体混合气，放电时在电极(4)(4a)表面的阴极负辉辐射出氮原子强烈的337nm、357nm的紫外线，紫外线激发了涂复在玻壳(1)内表面且激发波长符合以上波长的荧光粉层(2)使其发出可见光，使无汞冷阴极荧光灯点亮。随着白光发光二极管用紫外线荧光粉的进步，使用类似荧光粉的无汞冷阴极荧光灯其光效、寿命会进一步提高。
权利要求
1.一种无汞冷阴极荧光灯，在玻壳中、电极、芯柱的导丝、镇流器、引线和灯头顺序电连接，在玻壳内表面上有荧光粉层，其特征是玻壳内充有氮气或氮气和惰性气体的混合气，充气气压0.5KPa至10Kpa，氮气在混合气中的比例为5％至100％。
2.根据权利要求1所述的无汞冷阴极荧光灯，其特征是氮气或氮气和惰性气体的混合气的充气气压为1KPa至3KPa，
3.根据权利要求1、或2所述的无汞冷阴极荧光灯，其特征是氮气在混合气中的比例为12％至20％。
4.根据权利要求1、或2、或3所述的无汞冷阴极荧光灯，其特征是惰性气体是氩气，也可以是氖气，也可以是氦气，也可以是氪气，也可以是氙气，也可以是它门的混合气。
5.根据权利要求1所述的无汞冷阴极荧光灯，其特征是玻壳的形状可以是球形的，也可以是烛形的，也可以是梨形的，也可以是蘑菇形的，也可以是锥形和椭圆形的。
6.根据权利要求1所述的无汞冷阴极荧光灯，其特征是玻壳可以是透明的，也可以是着色的和散射的。
7.根据权利要求1所述的无汞冷阴极荧光灯，其特征是在玻壳和灯头之间可以有安置镇流器的外壳。
8.根据权利要求1所述的无汞冷阴极荧光灯，其特征是镇流器可以是一个电阻，也可以是一个电容，也可以是一个电感，也可以是由它们混合串并联组成，也可以是一个电子的镇流器。
9.根据权利要求1所述的无汞冷阴极荧光灯，其特征是电极的形状可以是平板形的，也可以是半球形的，也可以是螺旋杆形的，也可以是网状形的和圆筒形的。
10.根据根据权利要求1、或9所述的无汞冷阴极荧光灯，其特征是电极是金属的电极，也可以是涂复、镀复的金属电极，也可以是陶瓷的电极。
全文摘要
本发明系一种不使用汞，而利用气体放电时的阴极负辉产生的A波段紫外线激发荧光粉层发出可见光的无汞冷阴极荧光灯。无汞冷阴极荧光灯不会对环境产生汞污染，能瞬间启动，工作频率高，亮度不受环境温度影响，寿命长。可用于照明、广告、装饰，也可以用于大屏幕图象的显示。
文档编号H01J61/16GK1783417SQ20041008469
公开日2006年6月7日 申请日期2004年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者涂延华 申请人:涂延华