专利名称：荧光灯以及制造荧光灯的方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光灯以及一种制造该荧光灯的方法。尤其是， 本发明涉及一种包含由如下粉末组成的保护膜的荧光灯以及一种制造 该荧光灯的方法，其中该粉末在玻璃管内表面上具有两种粒径分布。
背景技术：
传统的灯丝型荧光灯和冷阴极荧光灯的结构为提供玻璃管，在 玻璃管的内壁表面上提供荧光膜，并且在其两端配置一对电极，每一 个电极都被封装。
对于本发明而言，这样的荧光灯被广泛简称为荧光灯，在所述荧 光灯中，电极是灯丝且在灯丝之间发生放电，以及电极是冷阴极电极 并且在冷阴极电极之间发生放电。
当有必要区分上述二者时，电极是灯丝且在灯丝之间发生放电的 荧光灯被称为灯丝型荧光灯，电极是冷阴极电极的荧光灯被称为冷阴 极荧光灯。
在玻璃管内封入由例如氖和氩的混合气体组成的稀有气体和汞作 为放电介质，并且密封玻璃管的两端以便玻璃管内部保持气密状态。
尽管存在荧光膜直接位于玻璃管内表面上的情况，但是，为了避 免例如汞的放电介质与玻璃之间的化学反应或者为了避免由于汞的沉
淀而导致玻璃管变黑或者退化，也可以在玻璃管内表面上提供保护膜。
在这种情况下，通常在玻璃管的内表面上通过涂覆形成由金属氧 化物组成的保护膜，而且进一步在保护膜上形成荧光膜。
随着对现代化设备尺寸减小和性能提高的要求的增长，特别是对 于冷阴极荧光灯来说，也增加了这种要求，需要提高荧光膜的光输出 性能，包括提高荧光材料本身。另一方面，荧光膜从玻璃管剥落也成 为一个问题。
日本专利特开No.09-283082公开了一种冷阴极荧光灯管，其中对 玻璃管的内表面进行蚀刻以形成凸凹表面并且在该凸凹表面上形成荧 光膜。提出了这样做会导致已经穿过荧光膜的可见光被凸凹表面漫射， 因而作为散射光被均匀发射。从而使得灯表面的亮度变得均匀，光通 量增加，并且避免了荧光膜的剥落。
日本专利特开No.2005-340066公开了一种冷阴极荧光灯，其中通 过氟化酸处理在玻璃管内壁上形成的磨砂层以降低剥落的缺点，并且 在磨砂层上形成保护膜或荧光膜，从而避免了荧光膜的剥落。
日本专利特开No2003-272559公开了一种荧光灯，其特征在于具 有含有荧光微粒和金属氧化物微粒的保护膜。提出建议该保护膜会 限制汞的渗入，因而使得保护膜具有以高发光效率发射荧光的功能。
但是，在日本专利特开No.09-283082所公开的冷阴极荧光灯中， 尽管实现了有益效果，即灯表面的亮度变得均匀以及提高了光通量的 分布，因而避免了荧光膜的剥落，但是没有提供保护膜。因此，仍然 存在一个问题，即封入玻璃管的汞和组成玻璃管的玻璃材料发生化学 反应，导致透明玻璃管的颜色发生变化，因而降低了随时间的光通量。
在日本专利特开No.2005-340066所公开的冷阴极荧光灯中，实现 了降低由于荧光膜剥落而导致的缺点的效果。而且也实现了另一个效 果，即直接在玻璃管上形成荧光膜而没有提供保护膜时，已经穿过荧 光膜的可见光被磨损层散射，因而使得灯表面的亮度变得均匀。但是， 仍然存在一个问题，即封入玻璃管的汞和组成玻璃管的玻璃材料发生 化学反应，导致透明玻璃管的颜色发生变化，因而降低了随时间的光 通量。另一方面，当提供保护膜时，尽管可以避免在汞和玻璃材料之 间发生化学反应，但是由于保护膜和荧光膜之间的连接表面是光滑的， 因此不可能实现可见光在穿过荧光膜之后被散射从而使灯表面的亮度 变均匀的效果。
在日本专利特开No.2003-272559所公开的荧光灯中，尽管保护膜 本身具有发射荧光的功能，但是表面上没有提供凸凹表面。因此，不 可能实现可见光在穿过荧光膜之后被散射从而使灯表面的亮度变均匀 的效果。
通常，保护膜的主要目的避免了玻璃管变黑或者退化。假若没有 保护膜，则会导致一些问题。但是，即使提供保护膜时，也仅存在一 个实例，即正如日本专利特开No.2003-272559所公开的发明，保护膜 本身具有发射荧光的功能，而没有对通过保护膜本身来提高光学性能 做出较多的研究。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种包括保护膜的荧光灯，其可以避免 汞和玻璃管的玻璃材料相接触，因而避免了荧光膜的剥落，此外可以 提高捕捉光的效率，以及制造这种荧光灯的方法。
本发明的荧光灯包括玻璃管， 一对电极，位于玻璃管中，保护 膜，在玻璃管的内表面上形成并且由具有两种粒径分布的粉末组成， 荧光膜，在保护膜的内表面上形成，以及放电介质，封入玻璃管内。保护膜可以是通过在玻璃管的内表面上施加包含具有两种粒径分 布的粉末的悬浮液而形成的保护膜。组成保护膜的粉末是金属氧化物
的微粒。而且，金属氧化物可以是包括Y、 Ce和La的稀土金属、Ti、 Si、 Al以及Mg中的任一种的氧化物。
金属氧化物的第一微粒的中心颗粒直径处于O.OOlum到0.1 um 的范围内，优选为0.001 u m到0.01 u m，金属氧化物的第二微粒的中 心颗粒直径处于1ixm到6nm的范围内，优选为2um至ij5ym，并且 其中，第二微粒的数量不大于第一微粒数量的1%，优选不大于0.1%。
放电介质由汞和稀有气体组成。
荧光灯是灯丝型荧光灯并且在灯丝之间发生放电，荧光灯是冷阴 极荧光灯并且在冷阴极电极之间发生放电。
根据本发明的制造荧光灯的方法是一种制造包括玻璃管、位于玻 璃管中的一对电极、在玻璃管的内表面上形成的保护膜和荧光膜、以 及封入所述玻璃管内的放电介质的荧光灯的方法，其中保护膜由具有 两种粒径分布的粉末组成。
通过在玻璃管的内表面上施加包含具有两种粒径分布的粉末的悬 浮液而形成保护膜。
如上所述，本发明的荧光灯包括其内侧具有一对电极且填充有放 电介质的玻璃管。在其内表面上形成具有保护膜的玻璃管，保护膜用 于避免汞之间接触，汞是已经穿过荧光膜和玻璃管的玻璃材料的放电 介质。该保护膜由具有两种粒径分布的粉末组成。由于由具有两种粒 径分布的粉末组成的保护膜通过在玻璃管的内表面上施加保护膜而形 成的，所以其上施加有保护膜的内表面侧具有凸凹形状，其中具有较大颗粒直径的粉末突出。由于在该表面内侧所形成的接触面也具有凸 凹形状，所以从具有凸凹形状的荧光膜所发射出的光束被漫射并且作 为散射光通过保护膜和玻璃管被发射到玻璃管的外侧。由于这种光辐 射是均匀的，所以可以增加整个光通量。由于保护膜具有凸凹表面的 事实，所以有可能较有效地捕捉到从位于保护膜内表面上的荧光膜所 发出的光，并且该光变得均匀，从而导致亮度(明亮度)提高。
而且，由于荧光膜的接触面具有凸凹形状，所以也具有避免荧光 膜剥落的效果。
参考示出了本发明实例的附图，从以下描述中可以明了本发明的 上述和其它目的、特性和优点。
图1是本发明第一示例性实施例的荧光灯的截面图； 图2(a)和2(b)是图1的部分A的部分放大视图，其中图2(a )
表示本发明的第一示例性实施例，图2 (b)示出了相关技术的实例；
以及
图3是本发明第二示例性实施例的荧光灯的截面图。
具体实施例方式
图1是本发明第一示例性实施例的荧光灯的截面图；图2 (a)和 2 (b)是图1的部分A的部分放大视图，其中图2 (a )表示本发明的 第一示例性实施例，图2 (b)示出了相关技术的实例。尽管，在第一 示例性实施例中，荧光灯是按照灯丝型荧光灯描述的，但是它也可以 应用于冷阴极荧光灯。
如图1所示，本发明第一示例性实施例的荧光灯1由具有圆柱形 且两端密封的玻璃管10、施加到玻璃管10内表面的保护膜10、形成 于保护膜内表面上的荧光膜30、以及位于玻璃管10两端的电极部分40组成。在荧光灯1内封入由汞蒸汽51和稀有气体52组成的放电介 质。
电极部分40由连接到外电源的电极41、连接到电极41且进行放 电的灯丝42、用于保持该电极的底座43、以及用于将电极部分40固 定到玻璃管10的管座44组成。
玻璃管IO是用于构造荧光灯1的衬底，并且由玻璃材料组成。对 于玻璃材料的组分、玻璃管的形状和尺寸等未作特殊限制，只要它是 透明的且不易碎即可。玻璃管10的限制不限于该图所示的圆柱形状， 可以是环行或者手套形的。
保护膜20限制渗入荧光膜30的汞蒸汽51与玻璃管10接触，并 且限制它们之间发生化学反应，并且也限制穿过荧光膜30的紫外线照 射玻璃管10由此加速前述的化学反应。这会限制由于该化学反应而引 起的玻璃管IO变黑以及颜色发生变化，因而限制了荧光灯1的光通量 降低。对于保护膜的厚度未作特殊限制，由于较大的厚度会降低光的 穿透性，所以该厚度优选不高于3um。
通过在玻璃管10的内表面上施加包含粉末的悬浮液来形成本发 明的保护膜20，该粉末包含两种粒径分布。组成保护膜的粉末是金属 氧化物的微粒。对于金属氧化物而言，优选具有吸收紫外线的性质的 材料，并且优选与汞不相容(例如， 一种趋于正表面放电的氧化物) 或者折射率比玻璃的折射率低的氧化物。
尤其是，金属氧化物优选为包括Y、 Ce和La的稀土金属、Ti、 Si、 Al以及Mg中的任一种的氧化物。
金属氧化物的第一微粒的中心颗粒直径处于0.001 um到0.1 um 的范围内，优选为0.001 wm到0.01 ixm。而且，金属氧化物的第二微粒的中心颗粒直径处于lPm到6um的范围内，优选为2 u m到5 ii m。 并且，第二微粒的数量不大于第一微粒数量的1%，优选不大于0.1%。
在传统的保护膜中，如图2 (b)所示，传统的保护膜22的表面 是平坦的，其上形成有荧光膜30。因此，荧光膜30的发光表面几乎处 于平坦状态。
通过在玻璃管10的内表面上施加包含具有两种粒径分布的粉末 的悬浮液而形成的保护膜的表面变成凸凹表面21，其中在图2 (a)所 示的表面上放置较大的颗粒。形成在其上的荧光膜30的表面也变成凸 凹表面21，从这些颗粒发射到该表面上的光被漫散，进入保护膜20， 并且穿过保护膜20和玻璃管10以大角度投射到外部。
在这种荧光灯l中，当在两个电极部分40之间施加电压时，在两 个灯丝42之间发生放电，荧光灯l发光，并且光穿过荧光膜30、保护 膜20和玻璃管10发射到外部。在图2 (b)所示的传统荧光灯2中， 已经穿过荧光膜30的光从玻璃管10发射到外部，同时保持其方向几 乎相同。
在图2 (a)所示的本发明的荧光灯1中，已经穿过荧光膜30的光 的射线在保护膜20的凸凹表面21上被漫射，并且均匀地以广角通过 保护膜20发射到玻璃管10的外部。
如上所述，本发明的保护膜20可以避免渗入荧光膜30的汞蒸汽 51与玻璃管接触并且避免它们之间发生化学反应。除此之外，保护膜 20呈现出限制穿过荧光膜30的紫外线与玻璃管10接触以及限制发生 上述化学反应的效果，并且也起到在保护膜20的凸凹表面21上漫射 穿过荧光膜30的光的射线并且使其均匀地通过保护膜20发射到玻璃 管IO的外部的作用。
而且，由于在荧光膜30和保护膜20之间的接触面变成凸凹表面 21，并且由于接触面界较大，所以可以避免荧光膜30的剥落。
图3是本发明第二示例性实施例的荧光灯的截面图。第二示例性 实施例的荧光灯3是冷阴极荧光灯，其中在冷阴极电极47之间发生放 电。第二示例性实施例的电极部分45与第一示例性实施例的不同点在 于，它由输入线46和冷阴极电极47组成。由于除了电极45以外的结 构与第一示例性实施例相同并且具有相同的功能，所以使用相同标记 来省略对其结构和操作的描述。该示例性实施例的结构不仅可以应用 于冷阴极荧光灯，而且也可以应用于使用荧光体的任何放电灯。
当使用特定属于描述本发明的优选实施例时，这种描述仅作示意 说明的目的，可以理解，在不脱离以下权利要求的精神或保护范围的 情况下，可以作出变化和改变。
权利要求
1.一种荧光灯，包括玻璃管；电极对，位于所述玻璃管中；保护膜，形成在所述玻璃管的内表面上并且由包括两种粒径分布的粉末组成；荧光膜，形成在所述保护膜的内表面上；以及放电介质，封入所述玻璃管内。
2. 如权利要求l所述的荧光灯，其中所述保护膜是通过将包含粉末的悬浮液施加在所述玻璃管的内表 面上而形成的保护膜，所述粉末包括两种粒径分布。
3. 如权利要求1所述的荧光灯，其中 组成所述保护膜的粉末是金属氧化物的微粒。
4. 如权利要求3所述的荧光灯，其中所述金属氧化物是包括Y、 Ce和La的稀土金属、Ti、 Si、 Al以 及Mg中的任一种的氧化物。
5. 如权利要求3所述的荧光灯，其中所述金属氧化物的第一微粒的中心颗粒直径处于0.001nm到0.1 nm的范围内，优选为0.001 ym到O.Olym，所述金属氧化物的第二 微粒的中心颗粒直径处于ly m到6Pm的范围内，优选为2nm到5 um，并且其中，第二微粒的数量不大于第一颗粒数量的1%，优选不 大于0.1%。
6. 如权利要求l所述的荧光灯，其中 所述放电介质由汞和稀有气体组成。
7. 如权利要求l所述的荧光灯，其中 所述荧光灯是灯丝型荧光灯并且在灯丝之间发生放电。
8. 如权利要求l所述的荧光灯，其中所述荧光灯是冷阴极荧光灯并且在冷阴极电极之间发生放电。
9. 一种制造荧光灯的方法，该荧光灯包括玻璃管、位于所述玻璃 管中的电极对、在所述玻璃管的内表面上形成的保护膜和荧光膜、以 及封入所述玻璃管内的放电介质，其中所述保护膜由具有两种粒径分布的粉末组成。
10. 如权利要求9所述的方法，其中通过在所述玻璃管的内表面上施加包含粉末的悬浮液而形成所述 保护膜，所述粉末包括两种粒径分布。
全文摘要
荧光灯包括玻璃管，位于玻璃管中的一对电极，在玻璃管的内表面上形成并且由具有两种粒径分布的粉末组成的保护膜，在保护膜的内表面上形成的荧光膜，以及封入玻璃管内的放电介质。作为在玻璃管的内表面上形成具有两种粒径分布的粉末的结果，前述保护膜具有凸凹表面，并且荧光膜表面的接触面也具有凸凹形状。
文档编号H01J61/35GK101197245SQ20071018635
公开日2008年6月11日 申请日期2007年11月12日 优先权日2006年11月10日
发明者田中规之 申请人:Nec照明株式会社