专利名称：具有荧光层的荧光灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及荧光灯，尤其涉及具有在灯容器的内表面上形成的荧光层的荧光灯。
背景技术：
具有在其内表面形成荧光层的灯容器的一种荧光灯是无电极荧光灯。无电极荧光灯照字面意思是不具有任何电极的荧光灯。无电极荧光灯因为其寿命比其它类型的荧光灯长而引起关注，其它类型的荧光灯的寿命主要由电极确定。
一种类型的这种无电极荧光灯具有的结构包括管状凹入部分的灯容器，凹入部分的腔形成得像管，并且在凹入部分内设置线圈。如果高频交流电流施加到线圈，那么在灯容器内部产生交变磁场。该交变磁场使得汞原子和电子在灯容器内彼此碰撞，由此使得汞原子发射紫外光。以这种方式发射的紫外光将照射到涂敷在灯容器内表面上的荧光体上，由此产生可见光。
关于上述无电极荧光灯的灯容器的制造方法，以下主要描述涂敷荧光体的工艺、干燥荧光体的工艺和除去不需要荧光体的工艺。
图1是采用常规技术的一系列步骤示图。
如图1的(a)-(d)所示的物体是玻璃容器106，其形成为具有圆底的曲颈瓶，玻璃容器106的一部分是用于灯容器100(参见图2)的玻璃泡102(参见图2)。注意到图1的(a)-(d)是每个玻璃容器106的纵向剖面图。
首先，使用注入喷嘴108将包含荧光粉的涂敷溶液110注入到玻璃容器106中，到达如图1(a)所示的平面，玻璃容器106的开口朝上(到此参照图1(a))。
其次，使玻璃容器106位于倒置位置，在箭头D的方向上旋转，以从玻璃容器106排出多余的涂敷溶液110(图1(b))。这里，之所以旋转玻璃容器106的原因是为了使得附着到玻璃容器106内表面上的涂敷溶液110的厚度尽可能均匀。
接着，当玻璃容器106处于倒置位置时，暖空气喷嘴112进入到玻璃容器106中，以干燥附着到玻璃容器106内表面上的涂敷溶液110(图1(c))。这里，之所以当玻璃容器106处于倒置位置时实施干燥步骤是为了防止涂敷溶液110积聚在玻璃容器106的底部，这将导致形成的荧光层的厚度不均匀。
干燥涂敷溶液110以及由此形成荧光层114之后，除去在玻璃容器106的圆柱体部分116的内表面上形成的不需要的荧光体。对于该除去步骤，例如可以使用橡胶刮刀118。该橡胶刮刀118恰恰插入到玻璃容器106的球形部分120之前。橡胶刮刀118插入球形部分120内不超出圆柱体部分116的原因随后将详细说明。通过旋转橡胶刮刀118把荧光层114从圆柱体部分116的内表面刮去(图1(d))。以下是从圆柱体部分116除去荧光层114的原因。即，通过熔化，内管104(随后详述)将附着到圆柱体部分116。考虑到此，如果荧光体保留在将附着到内部管104上的圆柱体部分116中，将可能在附着过程中产生破裂，并进而由于在它们之间的不完全附着存在泄漏的可能。
如上所述在玻璃容器106内表面的预定区域形成荧光层之后，如图2所示在其中插入内管104，由此确定内管104的位置。该内管104将是线圈存贮装置。接着，使用燃烧器加热相应于内管104开口的圆柱体部分116的外表面部分，而内管104和玻璃容器106绕内管的管轴以相同的方向和相同的速度旋转。该操作通过熔化(气密封接)方法使内管104和玻璃容器106附着到一起。接着，切掉如虚线所示的玻璃容器部分，如此完成了灯容器100。
但是，在上述灯容器100中，荧光层114的边缘是直角的，如图2的“部分E的局部视图”所示。这是因为由橡胶刮刀118除去荧光层114。因此，在该角形部分122，它的某些部分有可能要掉落(脱落)。当无电极荧光灯照明时，自无电极荧光灯的外部将看到掉下的荧光体碎片为阴影，这是质量问题。
这里注意到如下所述的是橡胶刮刀118插入球形部分120内部不超过圆柱体部分116的原因。即，如果以这种方式通过插入橡胶刮刀刮掉荧光层，已经刮掉的荧光体将以粉末形式粘着到弧形斜面部分124，斜面部分124位于圆柱体部分116和球形部分120之间。如果在上述附着工艺中剩余荧光粉末进入到附着部分，在附着部分将产生破裂或泄漏。
发明内容
本发明的目的是为了解决所述的问题，提供一种防止荧光层在其边缘附近掉落的荧光灯。
由一种荧光灯实现上述目的，该荧光灯包括气密灯容器；和附着到灯容器的部分内表面的荧光层，其中荧光层的厚度在其边缘附近逐渐并光滑地向边缘减小。
按照所述的结构，将不会掉落荧光体，而在具有其边缘是直角的荧光层的常规荧光灯中荧光体往往会发生掉落。结果，本发明的荧光灯将不会具有这样的问题在灯照明期间，从外部看到掉落的荧光体。
附图的简要说明从对描述发明特定实施例的附图进行以下说明，本发明的这些和其它目的、优点和特征将更为明显。在附图中图1是涉及常规技术的在无电极荧光灯的制造操作中实施的系列步骤示图；图2示出通过涉及常规技术的无电极荧光灯制造工艺生产的灯容器的全部结构；图3示出涉及本实施例的无电极荧光灯作为整体的全部结构；图4是本实施例的无电极荧光灯部分制造工艺的示图；图5是本实施例的无电极荧光灯部分制造工艺的示图；和图6是主要示出用于图5所示的制造工艺的清洗·吸气装置的头部分的示图。
优选实施例的说明如下所述，通过无电极荧光灯说明了本发明。
图3是本实施例的无电极荧光灯10的部分剖面图，其使用了电磁感应·耦合放电(H放电)。该无电极荧光灯10以下仅称之为“无电极灯10”。
无电极灯10具有由透明玻璃构成并气密的灯容器12。在该灯容器12的内表面的预定区域形成荧光层14，并且在灯容器12中填充包括汞和由例如氩和氪构成的惰性气体的放电材料。
灯容器12具有球形玻璃泡16和内管18。内管18不仅用作气密的玻璃泡16的材料，而且还用作芯24的存储装置，这将以后详细描述。在参考标号19所示的位置玻璃泡16附着到内管18。
内管18具有管状凹入部分20，并且在凹入部分20内设置芯24。芯24具有环绕芯24的外表面缠绕的线圈。芯24由磁性材料构成并为管形。
在芯24中向芯24的内径侧插入铝散热片26的圆柱体部分28。使用散热片26散去来自芯24的热，以防止芯24过热，并且散热片26具有杯状部分30作为从圆柱体部分28的延伸部分，并且该杯状部分30安装到由合成树脂构成的电路罩32。
在电路罩32中存储连接到线圈22的高频驱动电路34，以向线圈22提供高频交流电流。
而且，具有与常见白炽灯相同标准的灯头36附着到电路罩32。来自工业电源的电能通过该灯头36提供到高频驱动电路34。
在具有所述结构的无电极灯10中，具有高频的激励电流由高频驱动电路34施加到线圈22，以主要在参考标号38所示的区域使得密封在灯容器12中包括汞的气体产生等离子体放电。接着该等离子体用作次级线圈与线圈22电耦合，以稳定放电状态。该放电引起汞发射紫外光，并接着发射的紫外光照射在包括在灯容器12的内表面上的荧光层14的荧光体上，以产生可见光。
在玻璃泡16的基本整个内表面上形成荧光层14，并且荧光层14的边缘位于玻璃泡16的密封部分19之后一点。注意到这里与为大约1mm的玻璃泡16的厚度相对比，形成得基本上均匀的荧光层14的平均厚度大约20μm。由此可以推断，在附图中为了便于说明，夸大了荧光层14的厚度。
如图3的部分A的详图所示，在其边缘附近荧光层14的厚度向着边缘40逐渐并光滑地减小；即，荧光层14的边缘附近形成为相对于玻璃泡16的内表面具有锐角的斜面。换句话说，荧光层14的边缘不是直角的。结果，防止了荧光体的边缘掉落，而且不可能存在由荧光体掉落而引起的上述问题。
如下所述，参照图4和5说明了上述结构的无电极灯10的部分制造工艺。
圆底曲颈瓶形状的玻璃容器42是玻璃容器，其一部分将成为上述玻璃泡16。玻璃容器42由圆柱体部分44和球形部分46构成。
首先，注入喷嘴48进入开口朝上的玻璃容器42中。接着注入喷嘴48把涂敷溶液50注入到玻璃容器42中(图4(a))。通过把荧光粉混合到水溶液中获得涂敷溶液50，该水溶液通过把为粘性聚合材料的聚乙烯氧化物溶解到纯水中而获得。注入到玻璃泡16中涂敷溶液50的量应该足够覆盖玻璃泡16的内表面，并且不应太多。即，相对于玻璃容器42的容积，涂敷溶液50应该是少量的。
接着，逐渐地使玻璃容器42处于倒置的位置，同时在箭头B的方向上旋转(图4(b))。旋转玻璃容器42的原因是使得少量的注入涂敷溶液涂到玻璃容器42的整个内表面，并且还防止涂敷溶液以条纹保留在玻璃容器42内。
最后，玻璃容器42完全处于倒置位置(图4(c))。稍后停止玻璃容器42的旋转(图4(d))。在玻璃容器42之下设置涂敷溶液收集容器52，其将收集从玻璃容器42滴落的涂敷溶液。
接着，实施涂敷溶液的干燥和部分除去。部分除去的是附着到圆柱体部分44的大部分涂敷溶液。如上所述，该部分除去的目的是在用内管18密封玻璃泡26时防止任何破裂或泄漏。
通过进行如图5所示的四步(①-④)实施涂敷溶液的干燥和部分除去。
在由四个出口54、56、58、和60构成的热气管62之下移动保持倒置位置的玻璃容器42。玻璃容器42的位置直接确定在出口54-60的每个之下。在每个预定位置从相应的出口向玻璃容器42的外部圆底吹出大约200℃的热空气持续预定时间周期(例如大约40秒)。同时，在每一位置，玻璃容器42受到气流吸力，通过气流吸力除去在玻璃容器42内产生的气流。此外，在步骤①和③中通过清洗除去过量的涂敷溶液。
图6是用于清洗涂敷溶液和通过吸力除去气流的清洗·吸气装置的头部64的剖面图。在附图中未示出清洗·吸气装置的整体。头部64具有通过泵(附图中未示出)注入清洗溶液的喷嘴66；和吸入气流的吸管68。注意到使用纯水用于清洗溶液。吸管68连接到管70，管70连接到鼓风机(附图中未示出)的入口。通过鼓风机吸力的能量实现除去从玻璃容器42进到吸管68的气流。
喷嘴66的末端朝下，以角α把纯水注入到圆柱体部分44的内表面。随后将详细描述角α的范围。纯水注入位置优选在圆柱体部分44内尽可能靠上。如果注入位置超出圆柱体部分44并且注入的纯水到达位于圆柱体部分44之上的斜面72，将用注入的纯水激溅球形部分46的内部，由此使得在球形部分46内的荧光层不均匀。另一方面，如果注入位置太低，相应地应该降低密封位置。这将导致较长的灯容器12，并进而导致较长的无电极灯10。
参照图5，在步骤①中，在玻璃容器42在箭头C的方向上旋转的同时，用从上述头部64的喷嘴66注入的纯水清洗除去涂敷溶液，并通过吸管68的吸力从玻璃容器42除去气流。该清洗是粗略的清洗。注意到直到完成随后的操作②、③、④，玻璃容器42保持在箭头C方向上的旋转。
在以下的步骤②中，仅进行涂敷溶液的干燥。因此，仅通过吸管74吸入的气流实施气流的除去。吸管74是圆柱体形状，并且通过管76其下部连接到上述鼓风机的入口。
在步骤③中，与在步骤①一样，使用头部78实施清洗和吸入。该清洗是清洗的最后工艺。注意到这里头部78与在步骤①中使用的头部64是相同的种类。
在最后步骤(步骤④)中，使用吸管80吸入气流，以仅仅进行对涂敷溶液的干燥。
注意到在玻璃容器42通过的路线之下设置用于收集清除掉的涂敷溶液的收集槽82。
通过进行步骤①-④，清洗并从玻璃容器42除去不需要的涂敷溶液，并且干燥涂敷的涂敷溶液，以在上述所需区域形成荧光层。
在步骤①-④中实施的干燥操作使得从玻璃容器42的底部侧到圆柱体部分42侧涂敷溶液逐渐变成固体，并且与此同时，干燥操作使得还没有变为固体的为液体形式的少量涂敷溶液沿着玻璃容器42向下部流动(即沿球形部分46流动到圆柱体部分44)。在这种情况下通过用液体(纯水)进行清洗，形成了荧光层的边缘。这就是该边缘为上述形状(在图3中部分A的详图)的原因。而且，考虑到防止荧光体掉落，相对于玻璃容器42的圆柱体部分44的内表面，荧光层14的边缘附近形成具有锐角的斜面。因此，纯水(清洗溶液)的注入角α(图6)小于90℃是适当的。
注意到在玻璃容器42中，由涂敷溶液的粘性和涂敷溶液干燥时的干燥速度确定在球形部分46的内表面上形成的荧光层的最终平均厚度。
即随着粘性变高(即涂敷溶液的流动性变低)和干燥速度变快，荧光层变厚。相反，随着粘性变低(即涂敷溶液的流动性变高)和干燥速度变慢，荧光层变薄。这是因为在球形部分46的内表面上涂敷的涂敷溶液在其自身重量的作用下向下流动，直到变成固体。因此，涂敷溶液的层厚度(即荧光层的厚度)降低。
例如通过吸管进入到玻璃容器42的深处调整干燥速度。原因如下。设置吸管的目的是主要吸入在球形部分46内产生的气流，以促进在球形部分46的内表面上涂敷溶液的干燥。因此，随着吸管的开口(上开口)接近球形部分46(即当它进入得深时)，气流与通过吸管吸入的总量相比的比例变高，由此促进干燥。相反，随着开口接近玻璃容器42的开口附近(即在玻璃容器42中当它进入得浅时)，空气(玻璃容器42外部的空气)与通过吸管吸入的总量相比的比例变高，由此气流与通过吸管吸入的总量相比的比例降低。这将减小干燥速度。
在上述步骤①中，在涂敷溶液基本上不干的情况下同时清洗并干燥涂敷溶液。在该步骤①中，由于以下原因吸管进入玻璃容器42足够深是不可能的。即如果吸管进入得太深，由通过吸管吸入的空气产生的空气气流使得清洗溶液在球形部分46内旋绕并掉落到球形部分46的内表面上。这将导致涂敷的涂敷溶液的厚度不均匀。
因此，在步骤①，涂敷溶液的干燥速度低于在步骤②(或在步骤④)的速度，在步骤②或在步骤④吸管插入到玻璃容器42较深。
考虑到上述原因，为了使得最终的荧光层很厚，可以在步骤①仅实施气流吸入，与在步骤②一样，并进入吸管深到玻璃容器42内。或者，还可以省略步骤①，并实施一个时间周期的步骤②，该时间周期为步骤②所需时间和步骤①所需时间的总和。
此外，在上述实施例中，使用由聚乙烯氧化物构成的水溶液用于将荧光体混合入液体。但是，不限于此，水溶液可以是丁基醋酸盐。即，通过把荧光粉混合进丁基醋酸盐可以获得涂敷溶液。注意到在这种情况中，清洗溶液必须是丁基醋酸盐。
涂敷本发明的荧光灯不限于上述无电极荧光灯。关键是对于涂敷本发明的荧光灯必须具有气密的灯容器，并且在灯容器的部分内表面上存在荧光层(即存在荧光层边缘)。
虽然通过参照附图的实例完整地说明了本发明，注意到各种变化和改进对本领域技术人员将是明显的。因此，除非这些变化和改进脱离本发明的范围，否则它们应包括在这里。
权利要求
1.一种荧光灯，包括气密的灯容器；和附着到灯容器的部分内表面上的荧光层，其中荧光层的厚度在其边缘附近逐渐并光滑地向边缘减小。
2.权利要求1的荧光灯，其中形成荧光层以在边缘附近产生斜面，相对于灯容器的部分内表面斜面具有锐角。
3.权利要求2的荧光灯，还包括包含汞并密封在灯容器中的放电材料；和设置在灯容器外部并产生磁场以使得放电材料感生等离子体放电的线圈，其中等离子体放电引起汞发射紫外光，并且通过包含在荧光层中的荧光材料将发射的紫外光转换为可见光。
4.权利要求3的荧光灯，其中以基本球形形式的玻璃泡和内管构成灯容器，内管设置在玻璃泡中并具有以管形形式的凹入部分，其中在玻璃泡的内表面上形成荧光层。
5.权利要求4的荧光灯，其中在凹入部分设置线圈。
6.权利要求5的荧光灯，其中通过干燥聚乙烯氧化物和荧光粉水溶液的混合物获得荧光层。
全文摘要
本发明的一个目的是提供一种荧光灯，包括气密灯容器；和附着到灯容器的部分内表面上的荧光层，其中荧光层的厚度在其边缘附近逐渐并光滑地向边缘减小。
文档编号H01J61/38GK1489179SQ03158008
公开日2004年4月14日 申请日期2003年7月30日 优先权日2002年7月30日
发明者山本健二, 平井健治, 松田伸吾, 石塚真一郎, 一郎, 吾, 治 申请人:松下电器产业株式会社