CN1674210A - 用于发出可见光的荧光灯 - Google Patents

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Abstract

一种荧光灯，具有封装在玻璃灯罩中的弧光管。对于弧光管，采用能够提供波长等于或长于253.7纳米的紫外线发射灯，并且由卤代磷酸钙磷光体和三波长磷光体组成的磷光体被涂敷在所述玻璃灯罩的内表面上。利用弧光管提供的紫外线激发该磷光体，使得可见光被发出。

Description

用于发出可见光的荧光灯
技术领域
本发明涉及荧光灯，这种荧光灯具有封装在玻璃灯罩中的弧光管(arctube)，尤其涉及一种适于发出可见光的荧光灯，所述可见光是利用弧光管中所产生的紫外线，通过激发形成在玻璃灯罩的内表面上的磷光体层而产生的。
背景技术
传统上，通用的荧光灯具有如下结构：磷光体层形成在玻璃管的内表面上，而水银和稀有气体则被封装在该玻璃管中，以在玻璃管中引发放电，放电产生能够激发磷光体层的紫外线(UV)，对磷光体的激发产生可见光。
尽管该玻璃管荧光灯通常具有直管或圆管的形状，然而允许直接拧入白炽灯泡用灯座的荧光灯近来被商业化，以减小尺寸和节约能源。
上述传统的荧光灯以特定结构的弧光管被使用，例如，通过螺旋形地卷绕直的荧光灯而形成的螺旋管结构、由两根平行设置的直管组成的双管结构、通过将直管弯曲成U形管而形成的U形管结构。具有将上述弧光管和照明电路容纳在玻璃灯罩中的结构的荧光灯已经作为典型的结构被商业化。传统的荧光灯被构造成具有这样的结构，其中设有具有上述形状中的至少一种形状的弧光管。
在这点上，上述传统的被使用的荧光灯具有白色颜料形成的光辐射扩散层，所述光辐射扩散层涂在玻璃灯罩的内表面上，用于均匀地扩散弧光管输出的光辐射，例如日本专利公开出版物No.269813/98中所述。
使用其内表面涂以白色颜料的玻璃灯罩的荧光灯在被点亮的同时，受到结合在玻璃灯罩中的弧光管所辐射出的微量紫外线的影响。结果，遇到了这样的问题：即，白色颜料的光扩散层由于老化而变差，导致照度变小，外观质量变差。
此外，存在着在灯打开或关闭时玻璃灯罩中的温度与环境温度之间存在温度差的问题，该温度差允许环境中的水分透入玻璃灯罩中，从而使白色颜料变质。
无论是什么情况，尽管必需使用白色颜料以使光扩散均匀，然而，事实上，它会妨碍光辐射的输出。
发明内容
为了解决上述问题研发了本发明，本发明旨在提供一种荧光灯，所述荧光灯能够在不使用白色颜料的情况下实现有效的发光，并且不会使光辐射输出减少到低于传统荧光灯的水平。
本发明涉及一种荧光灯，其具有封装在玻璃灯罩中的弧光管，其中对于弧光管，采用能够提供波长等于或长于253.7纳米的紫外线灯，并且由卤代磷酸钙磷光体和三波长磷光体组成的磷光体被涂敷在所述玻璃灯罩的内表面上。利用弧光管提供的紫外线激发该磷光体，使得可见光被发出。
根据本发明的一方面，涂敷在所述玻璃灯罩的内表面上的所述磷光体包括以下磷光体中的至少一种：用于红色发光的磷光体Y2O3:Eu或3.5MgO-0.5MgF-GeO2:Mn，用于绿色发光的磷光体LaPO4:Ce，Tb，以及用于蓝色发光的磷光体BaMg2Al16O27:Eu，(Mn)或(Sr，Ca，Ba)5(PO4)3Cl:Eu。所述磷光体的涂敷重量为2毫克至20毫克每平方厘米。
并且，构成所述弧光管的玻璃管材料可以是玻璃状石英。此外，所述弧光管可以具有以下形状中的任一种：即，螺旋形、成对形以及U形，等等。玻璃灯罩中可封装稀有气体，例如氖、氩等等，或者玻璃灯罩的内部为真空。
本发明避免在玻璃灯罩的内表面上使用白色颜料，所述白色颜料会妨碍光辐射输出，作为替代，本发明将磷光体涂敷到玻璃灯罩的内表面上，所述磷光体能够辐射通过紫外线激发而产生的可见光。与弧光管提供光辐射输出的现有技术相反，本发明旨在用UV灯更换弧光管；在玻璃灯罩的内表面上形成磷光体层；并且，从该磷光体层产生光辐射输出。这样，与传统的荧光灯相比，本发明能够实现有效的发光，而不会降低光辐射输出。
参考附图，通过以下的描述，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得清楚，其中附图中示出了本发明的例子。
附图说明
图1是根据本发明的荧光灯的结构的示意图；
图2A是容装在本发明的荧光灯中的弧光管的结构的例子的外观示意图；
图2B是容装在本发明的荧光灯中的弧光管的结构的例子的外观示意图；以及
图2C是容装在本发明的荧光灯中的弧光管的结构的例子的外观示意图。
具体实施例
如图1所示，本发明的荧光灯具有玻璃灯罩1、弧光管6、金属帽4和盖5。稀有气体3被密封在具有密封结构的玻璃灯罩1中，弧光管6被玻璃灯罩1包围，具有金属帽4的盖5装配在玻璃灯罩1上。金属帽4是螺旋式(螺旋帽4)，并且能够可拆卸地安装在普通白炽灯的灯座中。
照明电路(未示出)结合在具有螺旋帽4的盖5中，用于产生紫外线的弧光管6设置在被玻璃灯罩包围的区域中。并且，磷光体2涂敷在玻璃灯罩1的内表面上，从而磷光体2能够被来自弧光管6的紫外线激发。通过这种紫外线激发在磷光体2中引发可见光。在玻璃灯罩1中，封装着诸如氖、氩或氪等稀有气体3，或者建立一种真空状态，以避免紫外线的中断。这样做的原因是保护磷光体层，并阻碍紫外线的吸收。
水银蒸汽放电管被用于弧光管6，它的形状具有如图2A、2B和2C所示通过改造传统直荧光灯而形成的类似结构。具体而言，关于荧光灯的形状，例如具有通过螺旋卷绕直管而形成的螺旋弧光管6a、由两根平行设置的直管构成的双弧光管6b、通过将直管弯曲成U形而形成的U形弧光管6c，它们中的至少一个被采用。将弧光管的形状构造得几乎与传统荧光灯的形状一样的原因是，利用现有的能够有效提供可见光的形状，传统荧光灯已经具有好的实际性能，因此确定，使用传统荧光灯作为紫外线弧光管将允许利用上这种有用的能力。
并且，作为用于弧光管6的玻璃管材料，优选使用有效透射紫外线(UV)的材料，即玻璃状石英。所采用的弧光管6是UV输出灯，所述UV输出灯辐射波长不短于杀菌灯的辐射线，杀菌灯提供的波长不短于253.7纳米。这样做的原因在于，玻璃状石英是能够切断波长不长于253.7纳米的短波长紫外线的材料，并且短波长紫外线只从磷光体产生小量的可见光的光通量。
接着，涂敷在玻璃灯罩1的内表面上的磷光体2由通过被紫外线激发能够产生可见光的磷光体形成。磷光体的成分是卤代磷酸钙磷光体Ca10(PO4)3FCl:Sb，Mn和稀土磷光体。稀土磷光体是由三波长磷光体中的至少一个构成，所述三波长磷光体为：用于红色发光的磷光体Y2O3:Eu或3.5MgO-0.5MgF-GeO2:Mn，用于绿色发光的磷光体LaPO4:Ce，Tb，以及用于蓝色发光的磷光体BaMg2Al16O27:Eu，(Mn)或(Sr，Ca，Ba)5(PO4)3Cl:Eu。
在本实施例中，涂敷在该玻璃灯罩1的内表面上的三波长磷光体和卤代磷酸钙磷光体的涂敷重量被定为2毫克至20毫克每平方厘米。通过形成磷光体层，使之具有上述涂敷量范围，并且通过紫外线激发产生可见光，就能够形成有效的发光，而不会使光输出量降低到小于传统荧光灯的水平。
通过以下实验获得该磷光体的涂敷重量与可见光输出之间的关系：首先，准备具有磷光体的玻璃灯罩，所述磷光体以逐级变化的涂敷量被涂敷；使盖与各个玻璃灯罩装配在一起，以结合UV弧光管；测量由紫外线激发产生的并且从对应各个涂敷量的各个玻璃灯罩发出的可见光的光通量值(lm)；根据测量结果，确定提供稳定的、等于或高于传统荧光灯的光输出的涂敷量的范围；以及，基于预先计算的玻璃灯罩的内表面的面积，确定每单位面积的涂敷量。
根据本发明的荧光灯的玻璃灯罩的形状当然可以为电灯泡的形状、圆柱体形、多边柱体形和椭圆形，无论玻璃灯罩可能是什么形状，都能获得类似的效果。
根据本发明，玻璃灯罩的内表面上的磷光体层被弧光管所辐射的长波紫外线激发，并产生可见光。因为可见光均匀地从透明玻璃灯罩向外部辐射，所以本发明的荧光灯能够用于生普通照明。
尽管已经使用特定术语描述了本发明的优选实施例，然而这种描述只是为了进行解释，可以理解，在不偏离本发明的精神和实质的情况下，可以作出各种改变和变化。

Claims (6)

1.一种具有封装在玻璃灯罩中的弧光管的荧光灯，
其中，所述弧光管包括紫外线发射灯，由卤代磷酸钙磷光体和三波长磷光体组成的磷光体被涂敷在所述玻璃灯罩的内表面上。
2.根据权利要求1所述的荧光灯，其中，涂敷在所述玻璃灯罩的内表面上的所述磷光体包括以下磷光体中的至少一种：用于红色发光的磷光体Y2O3:Eu或3.5MgO-0.5MgF-GeO2:Mn，用于绿色发光的磷光体LaPO4:Ce，Tb，以及用于蓝色发光的磷光体BaMg2Al16O27:Eu，(Mn)或(Sr，Ca，Ba)5(PO4)3Cl:Eu。
3.根据权利要求1所述的荧光灯，其中，所述磷光体的涂敷重量为2毫克至20毫克每平方厘米。
4.根据权利要求1所述的荧光灯，其中，构成所述弧光管的玻璃管材料是玻璃状石英。
5.根据权利要求1所述的荧光灯，其中，所述弧光管具有以下形状中的任一种：螺旋形、成对形以及U形。
6.根据权利要求1所述的荧光灯，其中，或者稀有气体被封装在所述玻璃灯罩中，或者所述玻璃灯罩的内部被设置成真空状态。
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