专利名称：荧光灯及照明装置的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种荧光灯及包括该荧光灯的照明装置，上述荧光灯适合在形成萤光体层后，使玻璃真空管加热软化并弯曲成形。
背景技术：
作为一般照明用荧光灯，众所周知有直管形、环形或者单灯头形的荧光灯，尤其，基于近年的节能、节源的要求，开发并商品化有高频照明专用的细径环形荧光灯(参照专利文献1)。该细径环形荧光灯以商品上「FHC」的形名加以识别。因为该细径环形荧光灯与习知的环形荧光灯的环外径几乎为相同尺寸，但是管外径较细，并且，由于可以确保同等或同等以上的电灯的效率或者明亮度，因此可以满足节能、节源的需求，尤其可以使居住空间的视觉环境变得舒适。
另一方面，构成为四边形状的荧光灯，自先前即众所周知(参照专利文献2)。于专利文献2所述的荧光灯是30W型的四边形荧光灯，其使用管外径为25～32mm、折曲部内侧的曲率半径为20～40mm、呈对向的直线部间的外侧大小为190～220mm的正方形的真空管。而且，亦众所周知有对向的直线部间的外侧大小为260～290mm的32W型四方形荧光灯。
然而，于荧光灯的内面形成萤光体层时，预先形成保护膜，并于保护膜的内面形成萤光体层，由此可抑制因水银的植入而导致的玻璃的黑化。保护膜一般是将γ-Al2O3等微粒子涂布液涂布于玻璃真空管的内面并干燥后，加热烧成玻璃真空管而形成。而且，存有弯曲形状的荧光灯时，关于保护膜及萤光体层的形成工序与玻璃真空管的成形工序的前后关系，存在如下两种状态在以上述方式成形玻璃真空管前，形成保护膜及萤光体层；及成形后形成。但是，细径的四边形状等的荧光灯中，前者的方法适合批量生产。
而且，众所周知有如下技术以削减荧光灯的荧光体使用量为目的，将粒径较大的磷酸锶(Sr2P2O7)粒子用于保护膜材料(参照专利文献3)。
专利文献1日本专利第3055769号公报(第3～9页、图3)专利文献2日本专利特开2004-006185号公报(第11～13页、图7)专利文献3日本专利特开2004-006185号公报(第11～13页、图7)然而，可知存在如下问题如果基于习知技术，制造包括细径且四边形状等中角落部等曲率半径较小的弯曲部的荧光灯，则在该弯曲部中，容易产生萤光体层的龟裂或脱落，从而荧光灯的外观变差。根据本发明者的调查，推测为受到如下影响使玻璃真空管加热软化而成形时，即使该弯曲部中的玻璃膨胀收缩，但保护膜不相应膨胀收缩。另外，关于专利文献3中所述的保护膜，并未充分研究弯曲部形成时所产生的萤光体层的龟裂与保护膜构成之间的关系。
发明内容
本发明的目的在于提供一种荧光灯及包括该荧光灯的照明装置，其在形成萤光体层后，弯曲玻璃真空管的构成中，即使在曲率半径较小的弯曲部，也很难在萤光体层上出现龟裂或脱落，故外观良好。
本发明的荧光灯的特征在于，包括玻璃真空管，包括弯曲部保护膜，包括含平均粒径小于等于100nm的微粒子且附着于玻璃真空管内面而形成的微粒子层、及为一部分埋没于微粒子层而剩余部分自微粒子层突出的状态的直径较大粒子；萤光体层，形成于玻璃真空管的保护膜上；放电媒体，封入于玻璃真空管的内部；以及放电产生单元，于玻璃真空管的内部产生放电。
本发明及以下的各发明中，只要未特别指定，则用语的定义及技术性含义如下所示。
<关于玻璃真空管>玻璃真空管是以玻璃管作为主体而构成，允许包括曲率半径较小的弯曲部(以下，为方便起见，称为「折曲部」。)。作为该种玻璃真空管的一例，可以采用包括任一个或者多个折曲部及直管部，并且，全体作为几乎封闭的形状的结构。该种形状允许为下述多样的形状具体的例如四边形、D字状部分以其直线部平行地离开对向而成的变形环状等、也可以是上述形状部分有更多重但以形成单一的放电路径的方式连接的形状等。
因为玻璃管的管长无特别限定，所以玻璃管可以设定为任意期望的适当长度的管长。
玻璃真空管包括折曲部时，该折曲部可以通过以下方法而形成。亦即，使下述保护膜及萤光体层依次形成于构成为1根直管状的玻璃素管的内面后，将一对电极封装于玻璃素管的两端并形成玻璃真空管，之后，可以通过仅局部地加热并弯曲加工玻璃真空管的折曲部的预定形成部而形成。折曲部的长度可以构成为在玻璃真空管的中心轴长的15～50％范围内。而且，折曲部中的内侧的曲率半径允许为玻璃管的外径的3倍或3倍以下，优选为2倍或2倍以下。此外，折曲部允许为不仅将直管状的玻璃管进行弯曲加工，如有必要，在弯曲加工后，进行使用成形模的模具成形来整形。另外，上述1根直管状玻璃管在素管状态时可以是1根，也可以是通过连接多个直管状玻璃素管而获得1根玻璃管。后者的情形时，可以在连接多个玻璃素管前，弯曲加工玻璃素管，之后连接玻璃素管的端部彼此。
而且，玻璃真空管除上述折曲部外还允许具有1个或者多个直管部。此时的直管部的管内径可以在12～20mm的范围内，但在考虑电灯效率等电灯特性或制造条件时的最优选范围是14～18mm。另外，关于折曲部附近的部分，即使是直管部也允许在折弯曲部形成时，若干管外径变化而使部分超出上述范围。另外，在直管部至缓和且曲率较大的弯曲部中，玻璃真空管的壁厚优选约0.8～1.2mm左右。
已知，如果荧光灯的管径变小则电灯效率提高，但优选的是可以在直管部至缓和的弯曲部中，将管外径设定为小于等于20mm。如果上述管外径小于等于20mm，则可以获得与习知技术的细径环形荧光灯同等或者大于等于习知技术的细径环形荧光灯的电灯效率。对此，如果管外径未满12mm，则很难确保作为包括屈弯曲部的玻璃真空管的机械强度，并且，因为不能获得与同尺寸的习知的环形荧光灯同等的光输出，所以不实用。
为了使管外径为29mm的习知的环形荧光灯(形名「FCL」)的电灯效率(lamp efficiency)提高10％或10％以上，必须将管外径变小为65％或65％以下。亦即，只要玻璃真空管的管外径为小于等于18mm即可。如果是该管外径，则也可以充分满足作为荧光灯的薄形化。而且，如果考虑光输出或电灯效率等的特性方面，则直管部的管外径优选为大于等于14mm。
本发明中，形成合适形状的多边形状的玻璃真空管时，直管部具有3个或3个以上。而且，将玻璃真空管的两端部对向结合成一个角落部的形状时，连接直管部间的折曲部形成为比直管部少1个。此外，折曲部以直管部位于几乎同一平面状的方式而折曲形成。并且，玻璃真空管中，通过以下等结构而密封，即未连接位于两侧的直管部的折曲部的自由端部密封有支持电极的电极支架的灯杆，使气密地挟持电极支架的收缩封头部形成于端部，并且，通过以该两端部接近的方式而配置，整体构成为多边形。另外，荧光灯有电极形时，可将支持电极的电极支架支持于上述灯杆或收缩封头部。而且，构成多边形状的玻璃真空管为多重的，且以形成单一的放电路径的方式连接的结构，作为上述结构允许有下述2种实施例。亦即，第1实施例是外侧环状部与内侧环状部在几乎同一平面内配置为同心状。第2实施例是几乎同一尺寸的多个环状部上下重叠。上述任一实施例均是，在直管上的玻璃素管的状态下，形成下述保护膜及萤光体层，其次，将一对电极封装于玻璃素管的两端形成直管状玻璃真空管后，在使之加热软化的状态下，加工、成形为环状。并且，使用连接管连接多个环状部，而形成单一的放电路径。
玻璃真空管由钠钙玻璃、硅酸钡玻璃及铅玻璃等软质玻璃而形成，如有必要，也可以使用硼硅玻璃或石英玻璃等硬质玻璃制造。玻璃真空管的直管部的壁厚优选0.8～1.2mm左右，但不限定于此。另外，为了在玻璃真空管的内部排气，并封入放电媒体，可以附设一个或者一对细管。
<关于保护膜>保护膜包括微粒子层及直径较大粒子。微粒子层包括平均粒径小于等于100nm、此外优选平均粒径大于等于10nm的微粒子，附着于玻璃真空管的内面而形成。微粒子是自先前作为一般保护膜构成材料使用的金属氧化物，例如氧化硅、γ-氧化铝等，其1次粒径的平均粒径小于等于100nm，较合适的是平均粒径为约10～40nm左右。如果微粒子的平均粒径小于等于100nm，则可作为使玻璃真空管的水银植入得到抑制的保护膜而发挥作用。另外，如果微粒子的平均粒径未满10nm，则因为制造困难而变得难以获得，或者成本增加。而且，微粒子的平均粒径未满10nm的情形时，分散于用于涂布保护膜的悬浮液中时，容易凝结，很难形成致密的覆膜。
微粒子层的厚度无特别限定。因为如果使微粒子层的厚度形成为小于直径较大粒子的平均粒径，则可确实并且容易形成直径较大粒子的一部分埋没于微粒子层、而剩余部分自微粒子层突出的构造，所以是优选实施例。但是，也可以按照期望，将微粒子层的厚度设为大于直径较大粒子的平均粒径。
用于形成微粒子层的微粒子优选包括球状或者与其相似的形状。尤其，当微粒子的正投影像的面积为S1，该正投影像的外接圆的面积为S2时，优选满足式0.7≤S1/S2≤1.0的微粒子。
而且，用以形成微粒子的方法无特别限定。优选例如，微粒子中使用氧化硅时，根据PVS(Physical Vapor Synthesis，物理蒸汽合成法)法等，在含氧的环境气体中，使用由气态或者液态的硅或者硅化物形成的微粒子。因为以此种方法而形成的SiO2，纯度高，杂质气体的吸附较少，结合性较高，所以通过在保护膜材料中使用该SiO2，可以提供保护膜强度优良、光束维持率较高的荧光灯。
直径较大粒子以其一部分埋没于微粒子层，剩余部分自微粒子层向放电空间侧突出的状态，作为保护膜的构成要素而发挥作用。如此，因为在放电空间侧的直径较大粒子之间，存在较多微粒子，所以形成有较多特定的空隙，变为多孔的表面状态，通过使荧光体粒子进入该空隙中，以强固地覆盖有萤光体层，防止脱落。而且，有时直径较大粒子的一部分单独地、或者与微粒子同时从上述微粒子层游离，并作为萤光体层的主要部分而进入基底层内，且直径较大粒子以强化与荧光体粒子的结合的方式发挥作用。作为直径较大粒子，使用例如1次粒径的平均粒径大于等于1μm的粒子。优选平均粒径为约1～10μm，更优选是平均粒径为约2～7μm。因此，直径较大粒子允许为在一般的荧光体粒子的粒径范围内，此外允许将荧光体粒子作为直径较大粒子使用。
而且，直径较大粒子可以选自碱土类金属盐、α-氧化铝及荧光体等，且可单独或者混合使用。碱土类金属盐可以选自碱土类金属磷酸盐及碱土类金属铝酸盐，单独或者混合使用。
使用荧光体作为直径较大粒子时，可以与形成下述萤光体层的荧光体是相同种类，也可以是不同种类。但是，因为作为保护膜而发挥作用的直径较大粒子包括如上所述的一部分埋没于微粒子层而剩余部分自微粒子层向放电空间侧突出的状态的部分，所以即使与萤光体层的荧光体是相同种类，也可以加以区别。
使保护膜形成于玻璃真空管内面的方法无特别限定。例如，可以获得如下状态的本发明的保护膜通过调整以特定比率含有微粒子及直径较大粒子的悬浮液，并使之在玻璃素管内流下，并使附着于玻璃素管的微粒子及直径较大粒子干燥，从而于玻璃素管的内面形成微粒子层，并且，直径较大粒子的一部分埋没于微粒子层，剩余部分自微粒子层形成特定的空隙并突出。另外，如下所述，在将保护膜形成于玻璃素管的内面之后，在形成萤光体层后，进行电极安装并形成玻璃真空管，其次弯曲成形玻璃真空管，形成折曲部。
因此，保护膜中，优选的微粒子及直径较大粒子的平均粒径的组合为微粒子的平均粒径小于等于50nm，且直径较大粒子的平均粒径为1～10μm的范围。更优选的是，微粒子的平均粒径为10～40nm，且直径较大粒子的平均粒径为2～7μm的范围。
其次，调整上述悬浮液时，对于直径较大粒子及微粒子重量的总量，可以为直径较大粒子优选为50～90％，更优选小于等于85％或/及大于等于55％，因此，微粒子以与上述相同的比率为50～10％，更优选大于等于15％或/及小于等于45％。如果将微粒子的重量作为Wg，将直径较大粒子的重量作为Wp整理上述范围，则重量比为Wg∶Wp＝15～45∶85～55的范围。随着直径较大粒子的含有比率变得小于上述范围，荧光灯的光束有减弱的倾向。而且，即使直径较大粒子的含有比率变得大于上述范围，也因为涂布量使得荧光灯的光束会容易变弱。
而且，保护膜的膜厚度优选的范围是，当位于玻璃真空管的内面的微粒子层部分的膜厚度为t、微粒子的平均粒径为g(nm)、直径较大粒子的平均粒径为p(μm)时，满足数式g＜t、0＜t/p＜1的范围。为了使保护膜成为致密的覆膜，必须满足g＜t的条件。而且，如果t/p接近1，则保护膜的表面变得光滑，从而无法形成特定的空隙。
<关于萤光体层>萤光体层形成于，形成于玻璃真空管的内面的保护膜的更内面侧，亦即放电空间侧。因此，自上述说明而明确，萤光体层在折曲部形成前，涂布、形成于直管状真空管的内面。而且，萤光体层允许包括约1～3％左右的微粒子作为荧光体粒子间及保护膜的结合剂。此时的微粒子优选的是包括金属氧化物。作为金属氧化物，例如可以从由γ-氧化铝、氧化钇、氧化硅、氧化锌、二氧化钛及二氧化铈所组成的群中选择并使用一种或者多种。但是，保护膜的微粒子与萤光体层中的微粒子可以是同一种，也可以是不同种。
而且，萤光体层形成为适当的膜厚度，优选的是在玻璃真空管的内面的主要部分中，平均值为约3～7mg/cm2左右的覆盖量。而且，在折曲部中，优选的是，覆盖量的偏差为对于平均值±15％的方式，形成萤光体层。此外，自内面形成有保护膜的玻璃素管的一端侧流入萤光体层的涂布液，从而可于保护膜上形成萤光体层。此时，如果自与流入保护膜的涂布液的素管的端部相对的相反侧的端部，流入荧光体涂布液而形成萤光体层，则使遍布素管的全长的保护膜与萤光体层的合计膜厚度可以容易的均一化。而且，也允许形成2层等多层的萤光体层。此时，涂布液的流入端为素管的两端，通过相互切换流入端，使萤光体层的膜厚度在素管的长度方向上均一。
另外，荧光体作为保护膜中直径较大粒子的至少一部分而使用时，本发明中的保护膜与萤光体层间的边界变得不明显，由于如上所述的保护膜，其微粒子层附着并形成于玻璃真空管的内面，且直径较大粒子的一部分埋设于微粒子层内、剩余部分自微粒子层突出的状态，因此可以对此加以识别。
<关于放电产生单元>放电产生单元是在玻璃真空管的内部放电，亦即，使放电媒体产生放电的装置。本发明中，可以适当地选择采用任意已知的有电极型及无电极型的各放电产生单元。而且，有电极型时，可以是电极配设于玻璃真空管的内部的内部电极型及电极配设于玻璃真空管的外面的外部电极型的任一电极。此外，外部电极型中，存有如下两种实施方式成对的电极都对向并配设于玻璃真空管的外面的方式，及一个电极配设作为外部电极而另一个电极配设作为内部电极的方式，本发明可以是任一实施方式。但是，有电极型的放电产生单元较适合作为一般照明用的荧光灯。
<关于放电媒体>放电媒体封入于玻璃真空管的内部，通过放电产生单元的作用进行放电，产生放射。为了产生预期的放射，放电媒体的具体构成可以适当选择采用已知的各种放电媒体。但是，一般组合使用启动气体、例如惰性气体，及主要为了获得预期的放射的发光媒体、例如水银等。
<关于本发明的作用>例如外径16mm的玻璃真空管的情形，如果折曲部的内侧的曲率半径变为30mm，则折曲部的外侧的伸长率变为大于等于1.6倍，但是因为本发明中，保护膜以如上所述的方式而形成，所以保护膜中的直径较大粒子容易与萤光体层的荧光体粒子连结，整体在曲率半径较小的弯曲部中，在萤光体层上很难产生龟裂或脱落。其结果是，可防止曲率半径较小的弯曲部的龟裂或脱落。
另外，将荧光体粒子用于保护膜中的直径较大粒子时，因为为了实现预期的发光效率，无须涂布较多的荧光体，所以比较节省。
根据本发明，可以提供一种荧光灯及使用该荧光灯的照明装置，其包括具备微粒子层及为一部分埋没于微粒子层、剩余部分自微粒子层突出的状态的直径较大粒子的保护膜，由此即使在曲率半径较小的弯曲部也难以在萤光体层上产生龟裂或脱落，故外观良好。
而且，可以提供一种荧光灯及使用该荧光灯的照明装置，使保护膜中的微粒子层的厚度小于直径较大粒子的平均粒径，由此容易形成直径较大粒子的一部分埋没于微粒子层、剩余部分自微粒子层突出的状态。
图1是表示对于用以实施本发明的荧光灯的第1形态而扩大其一部分剖面的正视图。
图2是模式地表示相同保护膜及萤光体层的主要部分扩大剖面图。
图3是模式地表示相同保护膜的制造工序的主要部分扩大分解剖面图。
图4是表示本发明第1实施例中的直管部的保护膜及萤光体层剖面的电子显微镜照片。
图5是表示相同折曲部的保护膜及萤光体层剖面的电子显微镜照片。
图6是表示本发明的实施例中，保护膜的直径较大粒子/微粒子的添加比与全光通量关系的图表。
图7是表示用以实施本发明的荧光灯的第2形态的正视图。
1玻璃真空管1a，1b，1a1，1a2，1a3，1a1′，1a2′，1a3′，1b′直管部1c，1c′折曲部1d端部1a外侧环状部1b内侧环状部1C连通部2 保护膜2a微粒子层2b直径较大粒子3 萤光体层4 电极7 灯头销B 灯头
DV放电容器FL荧光灯具体实施方式
以下，参照图式，就用以实施本发明的荧光灯及照明装置的形态加以说明。
图1至图3表示用以实施本发明的荧光灯的第1形态，图1是表示扩大其一部分剖面的正视图，图2是模式地表示保护膜及萤光体层的主要部分扩大剖面图，图3是模式地表示保护膜的制造工序的主要部分扩大分解剖面图。图中，荧光灯FL包括玻璃真空管1、保护层2、萤光体层3、作为放电产生单元的电极4、4、放电媒体及灯头B。
玻璃真空管1通过局部地加热软化1根玻璃素管，而形成有曲率较小的弯曲部、亦即折曲部，且整体形成为大致正方形。并且，其形成有成为正方形的3边的3个较长的直管部1a；一对较短的直管部1b；及形成各个角落部的4个折曲部1c。而且，上述一对较短的直管部1b的端部1d构成为一条直线状，并且，顶端接近并对向，虽省略图示，但形成有细管。
通过使3个直管部1a与一对直管部1b、1b构成正方形的邻接的4边，并以桥接一对直管部1b、1b的顶端部间的方式安装有下述灯头B，而构成封闭的正方形。折曲部1c使相邻的一对直管部1a彼此成直角地连接。在将玻璃素管进行下述折曲加工之前，将各未图示的电极支架的锥形灯杆密封于玻璃素管的端部，由此使一对直管部1b、1b的各个端部1d密封。
另外，电极支架是包括锥形灯杆、细管、电极4及导线的组合体，通过预先组合为一体，并将锥形灯杆的锥形部分玻璃溶接于玻璃管的端部的方式，密封有上述一对直管部。然后，进行玻璃真空管1的密封、与下述细管的玻璃真空管1的接续、下述电极4的封装及自电极4的密封部的导线的导出。而且，在玻璃真空管1的两方端部1d中，通过密封锥形灯杆时的模具成形，形成有未图示的光圈部。但是，可以按照预期使用下述构造进行密封已知的其他密封构造，例如将不包括灯杆玻璃的电极支架进行直接密封的收缩封头构造；将包括扣型灯杆或珠型灯杆的电极支架，经由该灯杆玻璃进行密封的构造等。
而且，玻璃真空管1以下述方式成形在直管状的玻璃素管时，于其内面重叠形成下述保护膜2及萤光体层3，在封装一对电极4、4后，通过进行局部的加热软化，将4个折曲部1c、3个直管部1a及一对直管部1b形成为大致正方形。并且，连接配置为同一平面状。此时的玻璃真空管2的1边的长度L优选大于等于200mm，为本形态的情形时，L约为300mm。而且，直管部1b的管外径为12～20mm，壁厚为0.8～1.5mm，为本实施形态的情形时，管内径约为16mm，壁厚约为1.2mm。
保护膜2如图2所示，由微粒子层2a及直径较大粒子2b构成。微粒子层2a含有平均粒径为数十nm的氧化硅，且附着、形成于玻璃真空管1的内面，例如膜厚度为2～3μm。直径较大粒子2b包括平均粒径为5μm的荧光体粒子，其一部分埋没于微粒子层2a的内部，剩余部分自微粒子层2a突出。因为在放电空间侧(萤光体层3侧)的直径较大粒子2b间，确实存在氧化硅微粒子，所以在直径较大粒子2b间，形成有与其平均粒径相同程度的空隙。在形成萤光体层3时，荧光体粒子进入该空隙中。
而且，如图3所示，在形成萤光体层3之前的工序中，使预先调整的悬浮液于玻璃管内流下，并干燥形成保护膜2。另外，上述悬浮液可以通过将下述萤光体层3、同种荧光体及占其重量的10～60％比例的氧化硅微粒子混合并悬浮于水等溶剂中而构成。另外，作为实施例，使用相对于荧光体粒子以重量比30％混合有氧化硅微粒子的悬浮液，可以获得良好的保护膜2。微粒子层2a是通过涂布该悬浮液时，利用表面张力，覆盖于玻璃管内面而形成。而且，在保护膜2的表面形成萤光体层3时，通过使附着于直径较大粒子2b间的氧化硅微粒子于玻璃管内面侧流动，而确实形成有直径较大粒子2b间的空隙。另外，代替氧化硅微粒子，而使用氧化铝微粒子时，也可以发挥同样的作用。
萤光体层3包括约10～30μm的膜厚度，其配设于保护膜3的上面、亦即放电空间侧，调整将2重量％的与保护膜相同的微粒子添加至三波长发光型的荧光体粒子的悬浮液，并在涂布、干燥该悬浮液后，与保护膜2一起烧成而形成。作为三波长发光型的荧光体，可以适用BaMg2Al16O27:Eu2+，作为在450nm附近具有发光峰值波长的蓝色荧光体；(La，Ce，Tb)PO4，作为在540nm附近具有发光峰值波长的绿色荧光体；Y2O3:Eu3+，作为在610nm附近具有发光峰值波长的红色荧光体等，但本发明不限定于上述各种。
并且，通过使用下述放电媒体的水银蒸汽放电而放射的、主要波长为254nm的紫外光而激发时，萤光体层3产生例如相关色温5000K的白色光。但是，荧光灯3也可以按照期望，使用卤代磷酸盐荧光体等众所周知的其他荧光体而构成。
一对电极4、4是由涂布有电子发射性物质的钨的三线圈构成的丝状体，其封装于各个玻璃真空管1的两端部1d、1d。而且，一对电极4、4通过在密封于锥形灯杆的一对导线的内端之间接线而受到支持。
放电媒体包括惰性气体及水银蒸气，氩(Ar)作为惰性气体以低压、例如约320Pa的压力而封入。惰性气体也可以选择并封入代替或附加氩(Ar)的氖(Ne)及氪(Kr)等一种或者多种。水银蒸气以自主汞齐6而供给的方式而构成。主汞齐6是包括铋(Bi)-锡(Sn)-铅(Pb)系的水银蒸气压控制用的汞齐，留置于细管1e内。另外，可以按照期望使用除主汞齐外的辅助汞齐。另外，辅助汞齐包括电镀于不锈钢基板上的铟(In)膜，以与玻璃真空管1内的水银蒸气反应形成汞齐，主要是在启动时供给水银蒸气并加速开始光束的方式而发挥作用。另外，本形态中，为了将作为放电媒体的水银蒸气维持在特定压力下，而使用水银蒸气压控制用的主汞齐6，但通过将玻璃真空管1的折曲部2c的剖面形状成形为大致三角形状或大致四边形形状，如果在该部分形成有最冷部，则也可以使用液体水银。亦即，如果折曲部2c为向外侧方向突出的形状，则因为放电路径形成于内侧，所以可以扩大非放电区域并获得冷却效果较高的最优最冷部，即使不使用水银蒸气压控制用的汞齐，也可以提高温度特性。
灯头B包括4个灯头销7，并桥接于玻璃真空管1的一对直管部1b、1b的两端部1d间，从而形成四边形的一边。灯头销7接续自电极4向外部导出的未图示的导线。
本形态中，可以将荧光灯FL设为下述大小。亦即，与习知的30W形环形荧光灯相当的荧光灯形成为玻璃真空管2的全长L为225mm、内侧最大宽度为192mm、管外径为16mm、玻璃真空管2的壁厚为1.0mm。该荧光灯的额定灯光功率为20W，高输出特性时的灯光功率为27W。而且，与习知的32W形环形荧光灯相当的荧光灯形成为玻璃真空管2的全长L为299mm、内侧最大宽度为267mm、管外径为16mm、玻璃真空管2的壁厚为1.0mm。该荧光灯以额定灯光功率为27W，高输出特性的灯光功率为38W进行照明。与习知的40W形环形荧光灯相当的荧光灯形成为玻璃真空管2的全长L为373mm、内侧最大宽度为341mm、管外径为16mm、玻璃真空管2的壁厚为1.0mm。该荧光灯的额定灯光功率为34W，高输出特性时的灯光功率为48W。
其次，对本形态中的动作加以说明。如果经由灯头B，将高频电压施加于一对电极4、4间，则荧光灯FL通过在放电容器DV内产生的低压水银蒸气放电进行照明。并且，荧光灯FL以灯光功率大于等于20W、电灯电流大于等于200mA、管壁负荷大于等于0.05W/cm2、电灯效率大于等于50lm/W的方式进行照明。而且，作为直管部1b的每一剖面面积的电灯电流的电灯电流密度大于等于75mA/cm2。本形态中，灯光功率为50W，电灯电流为380mA，电灯效率为90lm/W。
图4及图5是表示本发明的实施例各部分中的保护膜及萤光体层剖面的电子显微镜照片，图4是直管部，图5是折曲部。上述照片的任一倍率均为2000倍，胶片的直线长度为10μm，自照片下部往上，按玻璃真空管、保护膜及萤光体层的顺序重叠。本实施例中，保护膜的微粒子为γ-氧化铝(γ-Al2O3)，直径较大粒子为磷酸锶(Sr2P2O7)。而且，保护膜在与玻璃真空管相接的部位形成微粒子层，在该微粒子层中，直径较大粒子分散，且直径较大粒子的上部自微粒子层向上方突出。此外，保护膜中的直径较大粒子及微粒子的一部分连接于上述微粒子层并且埋设于萤光体层中，或者自上述微粒子层游离并埋设于萤光体层中。另外，γ-氧化铝微粒子及磷酸锶的直径较大粒子以特定的混合比率分散于水溶性浆体中，调制成悬浮液。通过将该悬浮液涂布于真空管内面，形成保护膜。
其次，参照表1，就上述实施例中，改变构成保护膜的微粒子与直径较大粒子的尺寸时，上述组合与脱落及光束维持率的关系加以说明。表1总结有关于包括微粒子与直径较大粒子的尺寸的不同组合的20根荧光灯进行照明试验的结果。另外，荧光体粒子的平均粒径为3μm，微粒子及直径较大粒子的混合重量比率为1∶4。而且，表中，将「微粒子」及「直径较大粒子」的数值表示为平均粒径，「脱落」表示主要产生于玻璃真空管2的折曲部中的保护膜与萤光体层的界面上的脱落的有无，「光束维持率」表示照明12000小时的值(％)。而且，标注的符号分别表示为○为未脱落，△为有微小的脱落，×为因为脱落显着而不实施照明试验。
如自表1可理解为如果保护膜的微粒子在本发明的范围内，则较好。另外，当微粒子为500nm及1000nm的情形时认为因分子间力使结合力降低，并在折曲部中产生脱落。而且，表1所示的保护膜的构成的情形，直径较大粒子为0.5μm时的脱落显着；10μm时，直径较大粒子容易脱落。
此外，参照表2，关于使上述实施例中，保护膜中的微粒子与直径较大粒子的混合比率及荧光体附着量变化时的上述组合与脱落的关系加以说明。表2中，γ-氧化铝及磷酸锶栏的数值表示混合比例；脱落的栏的符号为与表1中的相同评价。
图6是表示本发明的实施例中，将荧光体附着量作为参数，保护膜的直径较大粒子/微粒子的添加比与全光通量的关系的图表。图中，横轴表示直径较大粒子/微粒子的添加比(重量％)，纵轴表示相对光束。另外，图6所示的荧光灯的保护膜2的附着量为0.46mg/cm2。
如自图6可以理解，尤其优选直径较大粒子/微粒子的添加比在67～88重量％的范围内。
图7是表示用以实施本发明的荧光灯的第2形态的正视图。本形态包括玻璃真空管1的同心2重环构造。
亦即，玻璃真空管1构成为包括配置于同一平面内的外侧环状部1A、内侧环状部1B及连通部1C，且形成1个折曲的放电路径。外侧环状部1A及内侧环状部1B除各自管外径相同外，为相似的大致正方形状。连通部1C连通外侧环状部1A及内侧环状部1B，在玻璃真空管1的内部形成1个放电路径。放电路径是从一端以外侧环状部1A中的直管部1a1的一个端部1d插入灯头B内的部分，到逆时针旋转地通过直管部1a2、1a3而通向直管部1a4的另一端部1d，然后经由连通部1C进入内侧环状部1b的另一端部1d′，且顺时针旋转地通过直管部1a4′、1a3′、1a2′，并以直管部1a1′的一个端部1d′插入灯头B内的部分为止。
连通部1C通过管体相互溶接并接续而形成，该管体通过自外侧环状部1A及内侧环状部1B的、图中左侧端部1d侧吹破，并自各自环状部1A、1B突出而形成。连通部1C所配置的位置以形成有放电电弧未进入外侧环状部1A及内侧环状部1B的端部1d内部的空间的方式，设定为距顶端剩余10～40mm的距离。另外，为了容易通过上述方法制造连通部1C，形成于外侧环状部1A及内侧环状部1B间的空隙g优选设定为5.0～10.0mm。而且，连通部1C配置于距图中灯头B有少许空间的位置，但如有必要，也可以以配设于灯头B的内部，自外部不可见的方式而构成。而且，连通部1C也可以以位于灯头B邻接的位置或者一部分位于灯头B内的方式而构成。
玻璃真空管1中，优选外侧环状部1A的正方形的1边大小大于等于250mm，内侧环状部1B的正方形的1边大小大于等于200mm。而且，两个环状部1A、1B的管外径为12～20mm，壁厚为0.8～1.5mm。作为实施例，外侧环状部1A的正方形的1边大小为300mm，同样，内侧环状部1B的大小为250mm，管外径为14mm，壁厚为1.2mm。此外，外侧环状部1A及内侧环状部1B的折曲部1c、1c′优选下述范围。亦即，优选设定为外侧环状部1A的外侧曲率半径为45～70mm(实施例56.5mm)，该内侧曲率半径为30～55mm(实施例40mm)，内侧环状部1B的外侧曲率半径为25～45mm(实施例31.5mm)，该内侧曲率半径为13～20mm(实施例15mm)。另外，折曲部1c、1c′中，管外径优选以直管部1a1～1a4、1a1′～1a4′中的管外径大致相等的方式成形。
在灯头B内，将自密封于上述放电路径的两端，即外侧环状部1A的、图中自上侧插入灯头B内的一个端部1d与内侧环状部1B的另一端部1d′的一对电极(未图示。)而导出的导线，连接于灯头销。
另外，按照期望，通过将硅树脂等缓冲物质填充于外侧环状部1A及内侧环状部1B之间的空隙g，固定两个环状部1A、1B之间，可以提高玻璃真空管1的耐振强度。
其次，就本形态中，荧光灯的照明动作加以说明。以电灯输入功率大于等于40W(实施例60W)、电灯电流大于等于200A(实施例380mA)、管壁负荷大于等于0.05W/cm2、电灯效率大于等于50lm/W(实施例90lm/W)的方式进行照明。而且，直管部1a1～1a4、1a1′～1a4′中，每一剖面面积的电灯电流密度大于等于75mA/cm2。而且，因为照明时的玻璃真空管1的温度上升至80℃，但形成有最优温度的最冷部，所以玻璃真空管1内的水银蒸气压可以变得适当，且可以获得较高的电灯效率。
权利要求
1.一种荧光灯，其特征在于其包括玻璃真空管，包括弯曲部；保护膜，包括含平均粒径小于等于100nm的微粒子且附着于玻璃真空管内面而形成的微粒子层、及为一部分埋没于微粒子层、剩余部分自微粒子层突出的状态的直径较大粒子；萤光体层，形成于玻璃真空管的保护膜上；放电媒体，封入于玻璃真空管的内部；以及放电产生单元，于玻璃真空管的内部产生放电。
2.根据权利要求1所述的荧光灯，其特征在于保护膜的微粒子层的厚度小于直径较大粒子的平均粒径。
3.根据权利要求1或2所述的荧光灯，其特征在于保护膜的直径较大粒子的平均粒径小于等于1μm。
4.根据权利要求1或2所述的荧光灯，其特征在于保护膜的微粒子的平均粒径小于等于50nm，且直径较大粒子的平均粒径为1～10μm。
5.一种照明装置，其特征在于其包括照明装置本体；以及配设于照明装置本体的如权利要求1或2所述的荧光灯。
全文摘要
本发明提供一种荧光灯，其在形成萤光体层后，弯曲玻璃真空管而构成，即使在曲率半径较小的弯曲部，也很难在萤光体层上出现龟裂或脱落，故外观良好。荧光灯包括玻璃真空管1，包括弯曲部；保护膜2，包括含有平均粒径小于等于100nm的微粒子且附着于玻璃真空管内面而形成的微粒子层2a、及为一部分埋没于微粒子层2a而剩余部分自微粒子层2a突出的状态的直径较大粒子；萤光体层3，形成于玻璃真空管1的保护膜2上；一对电极4、4，封装于玻璃真空管1两端的内部；以及放电媒体，封入于玻璃真空管1的内部。
文档编号H01J61/36GK1881525SQ20061008719
公开日2006年12月20日 申请日期2006年6月15日 优先权日2005年6月17日
发明者西村洁, 渡边美保, 大谷清 申请人:东芝照明技术株式会社