TWI407481B - Fluorescent lamp and the manufacturing method of the fluorescent lamp - Google Patents
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Description
本發明係關於在放電容器內面設有螢光體的螢光燈及該螢光燈之製造方法。
以螢光燈的構成而言,已知有專利文獻1所記載者。
第12圖(a)係專利文獻1中所記載之螢光燈91的說明圖。
螢光燈91係藉由:雙層管構造的放電容器911、設在放電容器911內面的螢光體913、及設在放電容器911外面的一對電極912所構成。
放電容器911係藉由圓筒狀外管9112、及以與外管9112同軸的方式配置在外管9112內部的內管9111而以雙層管構造所構成,將該雙層管構造的兩端以圓環狀端壁9113予以密封。構成放電容器911的構件為例如石英玻璃。
在該放電容器911的內部係被封入有例如氙氣作為發光氣體。
該螢光燈91係在放電容器911的內管9111及外管9112介在有一對電極912,亦介在有位於外管9112與內管9111之間的放電空間。
螢光燈91係藉由在一對電極912被輸入有高頻‧高電壓,而產生準分子放電,並由該準分子放電產生例如200nm以下的真空紫外線。螢光體913係藉由照射該真空紫外線而被激發,激發光透過且放射在放電容器911。
以如上所示產生準分子放電的燈而言,已知一種準分子燈。以準分子燈而言,係有專利文獻2及3。
第12圖(b)係專利文獻2所記載之準分子燈92的說明圖。
第12圖(b)的準分子燈92係在:在放電容器921內面未設有螢光體、設在內管9211內面的電極922為板狀、及在放電容器921的端壁9213設有流體流通管的殘留部924等方面,與第12圖(a)的螢光燈91相異。以第12圖(b)的準分子燈92的說明而言,針對作為與第12圖(a)之螢光燈91的相異點的流體流通管的殘留部924加以敘述。
在準分子燈92的製造工程中,為了將放電容器921內面洗淨而進行:使用氟化銨水溶液等作為洗淨液的藥液洗淨處理、及藉由洗淨用水所為的洗濯處理。
在設於放電容器921兩端的端壁9213設有流體流通管,由其中一方流體流通管流入洗淨液,放電容器921中的空氣係由另一方流體流通管排出。流入放電容器921的洗淨液係由其中一方流體流通管被排出,由另一方流體流通管流入空氣。在該藥液洗淨處理後,藉由洗淨用水進行洗濯處理。
上述處理後,放電容器921係被施行乾燥處理,且進行密封工程。在該密封工程中,在其中一方流體流通管被例如燃燒器燒斷後,將放電容器921內部的空氣排出,充填有氙氣等發光氣體,最後使另一方流體流通管被燒斷。該被燒斷的流體流通管即成為流體流通管的殘留部924。
若為專利文獻2的情形,由於充填氙氣作為發光氣體,因此在燈亮燈時所得的紫外線為波長200nm以下的真空紫外線。
第12圖(c)係專利文獻3所記載之準分子燈93的說明圖。
第12圖(c)的準分子燈93係在放電容器921的形狀為單層管形狀而非雙層管構造方面、以及其管形狀為長方體方面,與第12圖(b)的準分子燈92相異。以第12圖(c)的準分子燈93的說明而言,針對與第12圖(b)的準分子燈92的相異之處加以敘述。
放電容器係如第12圖(c)或專利文獻3之第1圖所示為長方體狀,在其兩端設有端壁9213,在該端壁9213設有尖管924。
該尖管924係進行放電容器921內部之空氣的排氣、及對放電容器921內部填充氙氣作為發光氣體。
若為專利文獻3的情形,由於填充氙氣作為發光氣體,因此在燈亮燈時所得的紫外線為波長200nm以下的真空紫外線。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平06-215736號公報
[專利文獻2]日本特開2001-023578公報
[專利文獻3]日本特開2004-111326公報
例如在樹脂硬化、除菌、美容、醫療等用途中,已採用所希望波長的光,如上述專利文獻2及3之準分子燈92、93所示,藉由放電所得之波長為固定,並不容易取得所希望波長。因此,如專利文獻1所示,考慮在放電容器的內面設置螢光體,以利用使螢光體激發而得的波長。
專利文獻1所記載之螢光燈91係考慮在放電容器911的內面設置螢光體913,因此由專利文獻2及3所示之流體流通管或尖管使螢光體充填在放電容器的內部。但是,在如上所示之製造方法中,會產生設在放電容器之端壁的螢光體剝落的問題。若螢光體剝落,該剝落的螢光體在放電容器的內部係成為不純物,導致妨礙放電,在該部分會引起光量降低。
關於該螢光體的剝落,經本發明人等精心研究結果,可知係因螢光體的厚度與螢光體與放電容器的熱膨脹係數差而起。關於該原因,敘述如下。
螢光體的熱膨脹係數係比放電容器所構成的構件的熱膨脹係數為大。設在放電容器側壁的螢光體係形成為極薄,因此即使燈被亮燈而加熱,亦使設在側壁的螢光體的膨脹量較小,而抑制由側壁剝落。但是,用以塗佈螢光體的螢光體漿體的黏度大,當在放電容器的內面塗佈螢光體漿體的工程中,螢光體漿體與在側壁流動的速度相比,在端壁流動的速度較慢,因此設在放電容器之端壁的螢光體的厚度與設在側壁的螢光體的厚度相比為被凝縮為較厚。因此,當燈被亮燈而加熱時,凝縮在端壁的螢光體的膨脹量與如設在側壁的螢光體般未凝縮為較薄的狀態相比為較大,而且比端壁的膨脹量為大。因此,設在端壁的螢光體係被推測為因與設在側壁的螢光體之間的熱膨脹量差,而且因與端壁之間的熱膨脹量差而發生剝落者。
亦考慮到預先剝落設在端壁的螢光體,以防止設在端壁的螢光體發生剝落的情形,但是因放電所產生之例如200nm以下的紫外線會變成直接照射在端壁,而在構成端壁的玻璃發生變形以致發生破損。
此外,端壁為例如石英玻璃般在透過波長200nm以下之真空紫外線時,由端壁所透過的真空紫外線會被氧吸收而形成臭氧。臭氧會將樹脂等加以分解,因此必須訂定螢光燈周邊之裝置類的臭氧對策,裝置較為複雜。
因此,本發明之目的在提供一種抑制設在端壁之螢光體發生剝落的螢光燈。
第1發明之螢光燈係由:在內面設有螢光體的放電容器;及使放電容器介於其中而相對向的電極所構成的螢光燈,其特徵為:前述放電容器係在至少其中一方端部設有塗佈劑用管殘留部,該端壁係朝向塗佈劑用排出管殘留部呈大致漏斗狀,而且在其內面亦設有螢光體。
第2發明之螢光燈係在第1發明中,前述放電容器係隔著玻璃層設有前述螢光體為其特徵。
第3發明之螢光燈係在第1或第2發明中,前述塗佈劑用管殘留部設在兩方的端部為其特徵。
第4發明之螢光燈之製造方法係由:在內面設有螢光體的放電容器;及使放電容器介於其中而相對向的電極所構成的螢光燈之製造方法,其特徵為具有:放電容器形成管之至少其中一方端部的端面形成為相對於放電容器形成管之長邊方向呈傾斜,其中一方端壁形成板沿著該呈傾斜的端面而予以接合,其中一方塗佈劑用排出管以其中一方端壁形成板朝向其中一方塗佈劑用排出管而成為漏斗狀的方式,而且以放電容器形成管的中空與塗佈劑用排出管的中空相連通的方式予以接合,藉此形成玻璃管的工程;及螢光體漿體被填充在玻璃管的內部,且由玻璃管的其中一方塗佈劑用排出管予以排出的工程。
第1發明之螢光燈係藉由上述特徵,可抑制設在其中一方端部之端壁的螢光體的厚度比設在側壁的螢光體的厚度極端地厚,因此可減小設在其中一方端部之端壁的螢光體與設在側壁的螢光體的熱膨脹差,此外可減小設在其中一方端壁的螢光體與構成端壁的構件的熱膨脹量差,藉此可抑制設在其中一方端壁的螢光體剝落。此外,藉由在端壁的內面設置螢光體,抑制將藉由準分子放電所發生的紫外線直接照射在端壁,可延長放電容器的壽命。
第2發明之螢光燈係藉由上述特徵,在放電容器與螢光體之間形成玻璃層,構成該玻璃層的玻璃的軟化點比構成放電容器的構件的軟化點為低,因此在螢光體燒成時,玻璃層被軟化,可藉由玻璃層而使放電容器與螢光體的結合更為強固,可抑制螢光體剝落。此外,由於玻璃層的軟化點比構成放電容器的構件的軟化點為低,因此螢光體並未被加熱至1000℃以上的溫度,因此不會劣化即可進行燒成。
若為長形的放電容器,當在放電容器的內面塗佈螢光體漿體而進行排出時,僅以其中一方塗佈劑用排出管並無法充分排出,因此亦使用另一方塗佈劑用排出管來進行排出。因此,第3發明之螢光燈係藉由上述特徵,另一方端壁的形狀形成為漏斗狀,可抑制設在另一方端壁的螢光體的厚度比設在側壁的螢光體的厚度極端地厚,因此可減小設在另一方端壁的螢光體與設在側壁的螢光體的熱膨脹量差,此外可減小設在另一方端壁的螢光體與構成端壁的構件的熱膨脹量差,藉此可抑制設在另一方端壁的螢光體剝落。此外,藉由在端壁的內面設置螢光體,抑制將藉由準分子放電所發生的紫外線直接照射在端壁,可延長放電容器的壽命。
第4發明之螢光燈之製造方法係藉由上述特徵,螢光體漿體在漏斗狀的端壁的內面順利地流動,且由其中一方塗佈劑用排出管順利地排出,因此可抑制設在漏斗狀端壁的螢光體的厚度比設在側壁的螢光體的厚度極端地厚而予以凝縮,因此可減小設在另一方端壁的螢光體與設在端壁的螢光體的熱膨脹量差,此外可減小設在另一方端壁的螢光體與構成端壁的構件的熱膨脹量差,藉此可抑制設在另一方端壁的螢光體剝落。此外,藉由在端壁的內面設置螢光體,抑制將藉由準分子放電所發生的紫外線直接照射在端壁,可延長放電容器的壽命。
第1圖及第2圖係本發明之第1實施例的說明圖。
第1圖係沿著第1實施例之螢光燈1之長邊方向的剖面圖。
第2圖(a)係第1圖之螢光燈1之其中一方端部的斜視圖,第2圖(b)係相對第2圖(a)之螢光燈之長邊方向呈正交的剖面圖(第2圖(a)的A-A剖面圖)。
第1實施例之螢光燈1係藉由:長方體狀的放電容器2、設在放電容器2內面的玻璃層4、設在玻璃層4內面的螢光體5、及在放電容器2的外面彼此隔離而設的一對電極31、32所構成。
放電容器2係藉由:長方體狀的側壁23、設在該側壁23之長邊方向中之兩端的漏斗狀端壁241、242、及設在端壁241、242的塗佈劑用管殘留部251、252所構成。以構成該放電容器2的構件而言,列舉有例如石英玻璃,採用後述之透過來自螢光體5的發光的構件。
如第2圖所示,側壁23係構成4面(在第2圖(a)中為紙面眼前側之面、該面之側面的2面、及位於紙面內側之未圖示之面)的長方體狀,其中紙面眼前側之面(設有其中一方電極31之面)與位於紙面內側之未圖示的面的端部,以其寬幅朝向塗佈劑用管殘留部251、252依序變窄的方式設有直線狀的傾斜。
端壁241、242係沿著該側壁23的傾斜,並且以朝向塗佈劑用管殘留部251、252逐漸縮徑的方式構成為漏斗狀。在第1圖所示剖面中,端壁241、242係朝向位於中央的塗佈劑用管殘留部251、252,構成為由紙面左右逐漸縮徑的漏斗狀。該端壁241、242在第1圖的剖面中,對相對放電容器2之長邊方向的垂直線,其傾斜角度R以例如10°~45°所構成。
在漏斗狀的端壁241、242的中央,以朝外方突出的方式設有塗佈劑用管殘留部251、252。在塗佈劑用管殘留部251、252的內方有中空,在漏斗狀的端壁241、242的中央設有該中空與側壁23內方的中空相連通的孔部。
放電容器2的內部係形成有密閉的放電空間26,在該放電空間26係被封入有例如氙氣作為發光氣體。
在側壁23的外面,如第2圖所示,分別設有網狀電極31、32。藉此,一對電極31、(另一方電極在第2圖(a)中並未圖示,在第2圖(b)則予以圖示)係隔著放電容器2與放電空間26而相對向配置。
在放電容器2的內面設有由例如硼矽酸玻璃(Si-B-O系玻璃、軟化點:約800℃)、鋁矽酸玻璃(Si-Al-O系玻璃、軟化點:900℃)所構成的玻璃層4。該玻璃層4係使用至少具有比構成放電容器2之構件的軟化點(石英玻璃的軟化點:1600℃)為低之軟化點者。
該玻璃層4係為了使螢光體5與放電容器2的結合較為強固而設。因此,玻璃層係設在至少設有螢光體5的範圍內。設有螢光體5的範圍係為了效率佳地接收電極31、32間來自準分子放電的紫外線而設在側壁23的內面,此外為了使來自準分子放電的紫外線不會照射在端壁241、242而設在端壁241、242的內面。因此,玻璃層4亦設在側壁23的內面與端壁241、242的內面。
螢光體5係隔著玻璃層4而設在放電容器2的內面。
以構成螢光體5的構件而言,例如銪賦活硼酸鍶(Sr-B-O:Eu,中心波長368nm)螢光體5、鈰賦活鋁酸鎂鑭(La-P-O:Gd、Pr,中心波長311nm)螢光體5等。該等螢光體5係吸收均為未達波長250nm之區域的紫外光,轉換成分別所具有的中心波長區域的光且進行放射。
上述第1實施例之螢光燈1係將端壁241、242朝向塗佈劑用管殘留部251、252而構成為漏斗狀,藉此使得設在端壁241、242的螢光體5的厚度、與設在側壁23的厚度不會極端地不同。透過螢光燈1的製造方法來說明設在端壁241、242的螢光體5的厚度不會比設在側壁23的螢光體5的厚度極端地變厚的理由。
第3~5圖係顯示第1圖及第2圖所示之第1實施例之螢光燈1之製造工程的說明圖。
第3圖係顯示玻璃管6之形成工程的說明圖。
第4圖(i)及(k)係在第3圖中所得之玻璃管6的內面形成玻璃層4的工程的說明圖。第4圖(l)、(m)及第5圖(n)係在第4圖中所形成的玻璃層4的內面形成螢光體5的工程的說明圖。
第5圖(o)~(q)係將第4圖中所得之放電容器2進行密封的工程的說明圖。
首先,針對玻璃管的形成工程加以說明。
備妥由熔融石英玻璃所構成的長方體狀的放電容器形成管61(第3圖(a)係放電容器形成管61之端部的局部斜視圖),以將其長邊方向中的端面朝向其端面外方逐漸縮徑的方式切斷成傾斜狀(第3圖(b)係將第3圖(a)的端部予以切斷的說明圖)。
將由熔融石英玻璃所構成的端壁形成板62,以相當於放電容器形成管61之端面長度的長度進行切出而備妥(第3圖(c)係端壁形成板62的斜視圖),且抵接於放電容器形成管61的端面(第3圖(d)係使放電容器形成管61與端壁形成板62相抵接的側面圖)。該抵接係藉由使放電容器形成管61固定在玻璃旋盤之其中一方卡盤(chuck)811,以被固定在玻璃旋盤之另一方卡盤812的治具813將端壁形成板62朝向放電容器形成管61的端面按壓來加以實現(第3圖(d))。
該玻璃旋盤中的其中一方卡盤811與另一方卡盤812係具有可以同軸進行同旋轉的機構。
放電容器形成管61之傾斜狀的端部與端壁形成板62係一面藉由玻璃旋盤反覆旋轉‧停止,一面利用燃燒器82將所抵接的部分加熱而藉此熔接(第3圖(e)係第3圖(d)之抵接部分的局部放大圖。其中,第3圖(d)中所示治具813係予以省略)。
在抵接部分熔接後,端壁形成板62係藉由利用燃燒器82予以加熱而軟化,沿著傾斜狀的端面彎曲而抵接於傾斜狀的端面。該重新抵接的部分與端壁形成板62係一面藉由玻璃旋盤反覆旋轉‧停止,一面利用燃燒器82予以加熱而藉此熔接(第3圖(f))。
在該熔接後,放電容器形成管61係一面被旋轉C,一面利用燃燒器82將所熔接的端壁形成板62的中央部分加熱(第3圖(g))。放電容器形成管61的內部係藉由氮氣N而呈加壓狀態,端壁形成板62的中央部利用燃燒器82而被加熱,藉此使該部分軟化而藉由氮氣N的加壓而膨脹,最後被吹破而形成孔部621(第3圖(h))。
在該孔部621,備妥由熔融石英玻璃所構成之圓筒狀的其中一方塗佈劑用排出管631,使其端部抵接孔部621,以燃燒器82予以加熱而將端壁形成板62與其中一方塗佈劑用排出管631相接合。
至此為止係針對放電容器形成管61的其中一方端部加以說明,惟另一方端部亦經由與上述相同的工程而接合有其中一方塗佈劑用排出管632,因此省略其說明。
放電容器形成管61、設在其兩端的漏斗狀端壁形成板62、及設在該端壁形成板的一對塗佈劑用排出管631、632係如上所述呈一體接合。將該一體物稱為「玻璃管6」。
接著,針對在玻璃管6的內面形成玻璃層4的工程、及形成螢光體5的工程加以說明。
1.製作用以構成玻璃層4的玻璃粉末經分散的漿體(步驟1)。
將玻璃層4構成用的塊狀玻璃微細粉碎而施加於球磨機。經粉碎後的玻璃粉末係藉由施加於篩網來將粒徑作分類,製作平均粒徑為0.5~10μm(最好為1~5μm)的玻璃粉末。
將該玻璃粉末與硝化纖維素(nitrocellulose)、乙酸丁酯液以重量比1:4的比例加以混合。將混合液連同氧化鋁球施加於球磨機充分研磨而製作玻璃粉末經分散的漿體(slurry)。以下將使該玻璃粉末分散的漿體稱為「玻璃漿體71」。
構成玻璃層4的玻璃係具有比作為放電容器2之基材的石英玻璃的軟化點(1600℃)為低的軟化點的玻璃。較佳為軟化點在螢光體5之燒成溫度(400~900℃)範圍內的玻璃,更佳為耐熱衝擊性良好的硬質玻璃。
其中亦以硼矽酸玻璃(Si-B-O系玻璃、軟化點:約800℃)、鋁矽酸玻璃(Si-Al-O系玻璃、軟化點:約900℃)為佳,如上所示之硬質玻璃可單獨使用,亦可以適當比例加以混合使用。
2.接著,將玻璃漿體71塗佈在玻璃管6的內表面(步驟2)。
在本實施例中,如第4圖(i)所示,玻璃管6係以垂直保持其長邊方向,在以玻璃漿體71充滿的容器液面置入其中一方塗佈劑用排出管631。玻璃管6係由另一方塗佈劑用排出管632抽吸玻璃管6的內部空氣,藉此由其中一方塗佈劑用排出管631上吸玻璃漿體71,在玻璃管6的內部填充玻璃漿體71(第4圖(k)),之後,由其中一方塗佈劑用排出管631排出玻璃漿體71。此時,由於玻璃漿體71具有黏度,在放電容器形成管61的內面、另一方端壁形成板62(紙面上方側)的內面、其中一方端壁形成板62(紙面下方側)的內面、其中一方塗佈劑用排出管632的內面及其中一方塗佈劑用排出管631的內面係被塗佈有玻璃漿體71。在此,端壁形成板62的形狀係形成為朝向其中一方塗佈劑用排出管631逐漸縮徑的漏斗狀,可將玻璃粉末朝向其中一方塗佈劑用排出管631順利地流出玻璃漿體71,而可抑制發生玻璃粉末的積存。此時,玻璃漿體71的厚度以形成為在1~30μm的範圍內為佳。該所塗佈的玻璃漿體71的厚度係可藉由調整玻璃漿體71的黏度或塗佈次數來改變。
其中,在後工程中所形成的螢光體5,若其發光為紫外線時,若玻璃層4的厚度較厚,則會有無法取得透過來自螢光體之紫外線之充分透過率的情形。因此,玻璃層4的厚度最好在可保持在後工程所形成的螢光體5的範圍內儘可能為小。
3.使玻璃漿體71乾燥(步驟3)。
由玻璃管6的另一方塗佈劑用排出管632朝向其中一方塗佈劑用排出管631流動乾燥氮氣,藉此使玻璃漿體71所含有的乙酸丁酯蒸發。在此亦由於端壁形成板62的形狀係形成為朝向其中一方塗佈劑用排出管631逐漸縮徑的漏斗狀,因此可將玻璃粉末朝向其中一方塗佈劑用排出管631順利地流出,而可抑制玻璃粉末發生積存。結果,在玻璃管6的內表面上形成有堆積厚度為1~30μm之玻璃粉末的層。
4.將玻璃管6加熱而將玻璃粉末的層進行燒成(步驟4)。
燒成條件為在大氣中,約500~1000℃,以時間而言,以最高溫度下的保持時間予以表示時,為0.2~1小時。使用上述硼矽酸玻璃、鋁矽酸玻璃時,以在600~900℃下進行為佳。藉由該燒成工程而使粒子彼此相結合並且熔接在玻璃管6,玻璃層4會強力結著在基材。
其中,玻璃層4由於不會升溫至熔融溫度,因此通常係維持粉末狀的形態,但是亦可形成為更加提高溫度而使其熔融的狀態。
5.將玻璃管6冷卻至常溫(步驟5),藉由上吸法,將調製完畢的螢光體5的漿體塗佈在發光管內(步驟6)。
螢光體5的塗佈方法係與之前在2.中所說明的順序相同,垂直保持發光管構成用玻璃管,在已充滿螢光體漿體72的容器液面置入其中一方塗佈劑用排出管631。玻璃管6係由另一方塗佈劑用排出管632將玻璃管6的內部空氣作抽吸,藉此由其中一方塗佈劑用排出管631上吸螢光體漿體72,在玻璃管6的內部填充螢光體漿體72(第4圖(m)),之後,由其中一方塗佈劑用排出管631排出螢光體漿體72。此時,由於螢光體漿體72具有黏度,因此在放電容器形成管61的內面、另一方端壁形成板62(紙面上方側)的內面、其中一方端壁形成板62(紙面下方側)的內面、其中一方塗佈劑用排出管632的內面及其中一方塗佈劑用排出管631的內面係被塗佈有螢光體漿體72。在此,端壁形成板62的形狀係形成為朝向其中一方塗佈劑用排出管631逐漸縮徑的漏斗狀,可將螢光體粉末朝向其中一方塗佈劑用排出管631順利地流出,可抑制螢光體粉末發生積存(凝縮)。
可適用於本發明之螢光燈1的螢光體係例如銪賦活硼酸鍶(Sr-B-O:Eu(以下稱為SBE),中心波長368nm)螢光體、鈰賦活鋁酸鎂鑭(La-Mg-Al-O:Ce(以下稱之為LAM),中心波長338nm(但為broad))螢光體、釓、鐠賦活磷酸鑭(La-P-O:Gd,Pr(以下稱為LAP:Pr,Gd,中心波長311nm)螢光體等。該等螢光體係吸收均為未達波長250nm之領域的紫外光,且轉換成分別所具有的中心波長區域的紫外線而予以放射。
6.由玻璃管6的另一方塗佈劑用排出管632,朝向其中一方塗佈劑用排出管631流通乾燥氮氣,藉此使螢光體漿體72所含有的乙酸丁酯蒸發。在此亦使端壁241、242部形成板的形狀形成為朝向其中一方塗佈劑用排出管631逐漸縮徑的漏斗狀,因此可將螢光體粉末朝向其中一方塗佈劑用排出管631順利地流出(第5圖(n)),可抑制螢光體粉末發生積存(凝縮)。
7.將螢光體進行燒成(步驟8)。
將玻璃管6放入爐內進行燒成。燒成條件係在大氣環境中約為500~800℃,以最高溫度下的保持時間而言,加熱0.2~1小時。在該燒成工程中,在螢光體5層與玻璃層4的交界面發生玻璃軟化而使螢光體5結著在玻璃層4,結果獲得強固的結合狀態。
結果,獲得在由石英玻璃所構成的玻璃管6的內表面上,依序層積有由低軟化點玻璃粉末所構成的玻璃層4、螢光體5層的狀態。
其中,若為在大氣中的劣化激烈的螢光體5的情形,係在升溫至硝化纖維素(nitrocellulose)在大氣中燃燒的溫度之後,藉由形成為非氧化氛圍氣或還原氛圍氣,而可進行至約800度程度的加熱。
最後針對玻璃管6的密封工程加以說明。
8.將玻璃管6冷卻至常溫(步驟9),在該玻璃管6的內部封入稀有氣體而以氣密式密封(步驟10)。
更具體而言,在將附著在一對塗佈劑用排出管631、632內面的螢光體5層及玻璃層4去除之後,以燃燒器82將其中一方塗佈劑用排出管631加熱(第5圖(o)),藉由予以密封而形成其中一方塗佈劑用管殘留部251(第5圖(p))。之後,其中一方塗佈劑用排出管632係以氣密式連接於排氣裝置83,藉由該排氣裝置83而使玻璃管6內部的氣體被排氣後,以發光氣體而言,可將例如氙(Xe)、氪(Kr)、氬(Ar)、氖(Ne)單獨封入,亦可以適當組合加以混合而封入。其中,藉由該等稀有氣體的放電所得的波長係氙160-190nm、氪124,140-160nm、氬107-165nm、氖80-90nm。
在封入發光氣體之後,利用燃燒器82將其中一方塗佈劑用排出管632加熱密封(tip-off),藉此完成在內部設有螢光體5及玻璃層4的放電容器2。
之後,在該放電容器2的外面設有一對電極31、32,藉此獲得第1及2圖所示之螢光燈1。
如以上述製造方法所述,設在放電容器2之其中一方端部的其中一方端壁241朝向其中一方塗佈劑用管殘留部251構成為漏斗狀,藉此在螢光體5漿體排出時或乾燥時,可抑制在其中一方端壁241的內面發生螢光體粉末的積存(凝縮),因此可抑制設在端壁241、242的螢光體5層的厚度與設在側壁23的厚度極端不同。藉此,設在端壁241、242的螢光體5係與設在側壁23的螢光體5的厚度不會極端不同,因此其熱膨脹量差亦小,而且設在端壁241、242的螢光體5係與設在側壁23的螢光體5同樣為極薄,因此與端壁241、242所構成的構件的熱膨脹量差亦變小,藉此可抑制由端壁241、242剝落。
在燈亮燈時,由封入在放電容器2內部的發光氣體,發生200nm以下的真空紫外線,藉由該真空紫外線來激發螢光體5。該激發光為例如250nm~380nm的紫外線時,若構成放電容器2的構件為石英玻璃,則可透過該紫外線而適當地照射至外部。此時,在放電容器2的端壁241、242設有螢光體5,因此可抑制將在放電容器2內部所產生的真空紫外線直接照射在端壁241、242,且可抑制放電容器2破損,因此可延長放電容器2的壽命。
此外,若為200nm以下的真空紫外線,在流出至放電容器2的外部時,會被外部的氧所吸收而生成臭氧,而會產生將裝置所包含的樹脂加以分解的不良情形,但是第1實施例之螢光燈1由於在端壁241、242的內面設有螢光體5,因此可抑制真空紫外線由端壁241、242流出。此外,伴隨此,裝置係未訂定臭氧對策亦可,因此不會招致裝置複雜化。
在第1實施例中,構成放電容器2的構件為石英玻璃,由於該石英玻璃的軟化點為1600℃附近,因此即使欲在放電容器2的內面直接設置螢光體5,亦在將螢光體5加熱至1600℃附近之高溫領域為止時使螢光體5劣化,而無法獲得預定的光。另一方面,即使避免螢光體5劣化,而以未達1600℃的溫度將螢光體5加熱,亦會產生放電容器2的軟化不充分,與螢光體5的結合亦不充分而在最後使螢光體5剝落的不良情形。因此,在第1實施例中,螢光體5隔著軟化點低於石英玻璃的玻璃層4而設在放電容器2的內面,藉此可抑制螢光體5剝落或劣化。
若將放電容器2形成為硬質玻璃時,由於其軟化點低於石英玻璃的軟化點,因此可在放電容器2直接設置螢光體5。顯示第2實施例作為未設置玻璃層4而在放電容器2直接設置螢光體5之例。
第6圖係本發明之第2實施例的說明圖。
第6圖係沿著第2實施例之螢光燈1之長邊方向的剖面圖。
其中,第6圖係針對與第1圖所示者為相同者標註相同的元件符號。
第6圖之第2實施例係在構成放電容器2的構件不同、與未設置玻璃層4等方面,與第1圖之第1實施例相異。
以第6圖之第2實施例的說明而言,與第1圖共通的部分係予以省略,就相異部分加以敘述。
構成放電容器2的構件為硬質玻璃,其軟化點為780℃。該溫度係與第1實施例中所示玻璃層4的軟化點相同,因此當在放電容器2內面塗佈螢光體漿體72而進行燒成時,會在螢光體5層與放電容器2的交界面發生玻璃軟化,而使螢光體5結著在放電容器2,在放電容器2與螢光體5之間獲得強力結合狀態。
如上所示,若構成放電容器2的構件為硬質玻璃,可在放電容器2內面直接設置螢光體5。即使構成為如上所示,第2實施例之螢光燈1由於放電容器2的形狀與第1實施例相同,故可獲得與第1實施例相同的效果。
顯示第3實施例作為第1及第2實施例所示漏斗狀端壁241、242之形狀以外之例。
第7圖係本發明之第3實施例的說明圖。
第7圖(a)係沿著第3實施例之螢光燈1之長邊方向的剖面圖。第7圖(b)係第7圖(a)之螢光燈1之其中一方端部的斜視圖。
其中,在第7圖中係針對與第1圖及第2圖所示者為相同者標註相同的元件符號。
第7圖之第3實施例係在端壁241、242的漏斗狀形狀為圓弧狀方面,與第1及2圖的第1實施例相異。
以第7圖之第3實施例的說明而言,與第1及2圖共通的部分係予以省略,就相異部分加以敘述。
如第7圖(b)所示,端壁241、242係使紙面眼前側之面(設有其中一方電極31之面)與位於紙面內側之未圖示的面的端部,以其寬幅朝向塗佈劑用管殘留部251、252逐漸變窄的方式,設置傾斜成對數函數的圓弧狀。
端壁241、242係沿著該側壁23的傾斜,並且以朝向塗佈劑用管殘留部251、252逐漸縮徑的方式構成為漏斗狀。在第7圖(a)所示剖面中,端壁241、242係朝向位於中央的塗佈劑用管殘留部251、252,以由紙面左右形成對數函數之圓弧的方式構成為漏斗狀。
端壁241、242的形狀即使為第7圖所示之圓弧漏斗狀,亦在螢光體塗佈工程中,可順利地進行填充在玻璃管6內部之螢光體粉末的排出,可抑制在端壁241、242發生螢光體粉末的積存(凝縮)。
因此,第3實施例之螢光燈1係獲得與第1實施例之螢光燈1相同的效果。
在第1~第3實施例中,係將設置塗佈劑用管殘留部251、252的位置形成在端壁241、242的中央,將除此之外之例顯示為第4實施例。
第8圖係本發明之第4實施例的說明圖。
第8圖(a)係沿著第4實施例之螢光燈1之長邊方向的剖面圖。第8圖(b)係第8圖(a)之螢光燈1的其中一方端部的斜視圖。
其中,在第8圖中係針對與第1圖及第2圖所示者為相同者標註相同的元件符號。
第8圖之第4實施例係在將塗佈劑用管殘留部251、252設在端壁241、242之側緣位置方面,與第1及2圖的第1實施例相異。
以第8圖之第4實施例的說明而言,與第1及2圖共通的部分係予以省略,就相異部分加以敘述。
如第8圖(b)所示,塗佈劑用管殘留部251、252係設在端壁241、242中之側緣的位置。
如第8圖(b)所示,側壁23係使紙面眼前側之面(設有一方電極31、32的面)與位於紙面內側之未圖示的面的端部,以其寬幅朝向塗佈劑用管殘留部251、252逐漸變窄的方式設有直線狀的傾斜。
端壁241、242係沿著該側壁23的傾斜,並且構成為朝向塗佈劑用管殘留部251、252呈傾斜的漏斗狀。在第8圖(a)所示剖面中,端壁241、242係朝向位於紙面右方的塗佈劑用管殘留部251、252,構成為朝紙面左方傾斜的漏斗狀。
即使端壁241、242的形狀為第8圖所示之漏斗狀,亦在螢光體塗佈工程中可順利地進行填充在玻璃管6內部的螢光體粉末的排出,可抑制在端壁241、242發生螢光體粉末的積存(凝縮)。
因此,第4實施例之螢光燈1係獲得與第1實施例之螢光燈1相同的效果。
在第1~第4實施例中,係將設有端壁241、242的位置設在端壁23之端部的端面,將除此之外之例顯示為第5實施例。
第9圖係本發明之第5實施例的說明圖。
第9圖係沿著第5實施例之螢光燈1之長邊方向的剖面圖。
其中,在第9圖中係針對與第1圖所示者為相同者標註相同的元件符號。
第9圖之第5實施例係在使設置端壁241、242的位置設在由側壁23端面進入至內側的領域、與具有由端壁241、242的外周緣朝向外方突出的放電容器形成管殘留部231等方面,與第1實施例相異。
以第9圖之第5實施例的說明而言,與第1圖共通的部分係予以省略,就相異部分加以敘述。
端壁241、242係在放電容器2的端部,設在由側壁23的端面為內側的位置。藉此,設置由端壁241、242的外周緣朝向放電容器2之長邊方向突出的放電容器形成管殘留部231。
如第9圖所示,即使設置端壁241、242的位置為由端壁241、242的端面在內側的位置,若端壁241、242的形狀為朝向塗佈劑用管殘留部251、252而呈漏斗狀,則在螢光體塗佈工程中可順利地進行填充在玻璃管6內部的螢光體粉末的排出,可抑制在端壁241、242發生螢光體粉末的積存(凝縮)。
因此,第5實施例之螢光燈1係獲得與第1實施例之螢光燈1相同的效果。
在第1~5實施例中,係以長方體形狀的單層管來構成放電容器2的形狀,將除此之外之例顯示為第6實施例。
第10圖係本發明之第6實施例的說明圖。
第10圖係沿著第6實施例之螢光燈1之長邊方向的剖面圖。
其中,在第10圖中係針對與第8圖所示者為相同者標註相同的元件符號。
第10圖之第6實施例係在以圓筒狀的雙層管構成放電容器2、與將另一方電極32設在放電容器2之內管22之內面等方面,與第4實施例相異。
以第10圖之第6實施例的說明而言,與第8圖共通的部分係予以省略,就相異部分加以敘述。
第6實施例之螢光燈1係藉由:圓筒雙層管的放電容器2、設在放電容器2內面的玻璃層4、設在玻璃層4內面的螢光體5、及在放電容器2的外面彼此隔離而設的一對電極31、32所構成。
放電容器2係藉由:圓筒狀的外管21、與外管21同軸配置在外管21的內部的內管22、雙層管構造的側壁23、設在該側壁23之長邊方向中之兩端的漏斗狀端壁241、242、及設在端壁241、242的塗佈劑用管殘留部251、252所構成。以構成該放電容器2的構件而言,列舉有例如石英玻璃,採用透過來自螢光體5之激發光的構件。
如第10圖所示,側壁23的端面為傾斜狀。
端壁241、242係沿著該側壁23的傾斜,並且構成為朝向塗佈劑用管殘留部251、252呈傾斜的漏斗狀。在第10圖所示剖面中,端壁241、242係朝向位於紙面右方的塗佈劑用管殘留部,構成為由紙面左方呈傾斜的漏斗狀。
在雙層管構造的側壁23係在外管21側的外周面設有網狀的其中一方電極31,且設有內管22之外周面之圓筒板狀的另一方電極32。
藉此,一對電極31、32係介在於放電容器2的內管22及外管21,亦介在於位於外管21與內管22之間的放電空間26。
即使放電容器2的形狀為第10圖所示之雙層管構造,若端壁241、242的形狀為朝向塗佈劑用管殘留部251、252呈漏斗狀,則在螢光體塗佈工程中可順利地進行填充在玻璃管6內部之螢光體粉末的排出,而可抑制在端壁241、242發生螢光體粉末的積存(凝縮)。
因此,第6實施例之螢光燈1係獲得與第4實施例之螢光燈1相同的效果。
在第1~6實施例中,係將塗佈劑用管殘留部251、252設在端壁241、242,將除此之外之例顯示為第7實施例。
第11圖係本發明之第7實施例的說明圖。
第11圖(a)係顯示第7實施例之螢光燈1之其中一方端部的斜視圖。第11圖(b)係顯示第11圖(a)之螢光燈1之其中一方端部的剖面圖。
其中,在第11圖中係針對與第8圖所示者為相同者標註相同的元件符號。
第11圖之第7實施例係在將塗佈劑用管殘留部251、252設在側壁23方面,與第8圖之第4實施例相異。
以第11圖之第7實施例的說明而言,與第8圖共通的部分係予以省略,就相異部分加以敘述。
其中一方塗佈劑用管殘留部251係被設在側壁23的端面附近。其中一方塗佈劑用管殘留部251係以其形狀由側壁23從放電容器2之長邊方向以垂直方向延伸,接著朝向放電容器2的長柄方向彎曲的方式構成為L字狀。
其中一方塗佈劑用管殘留部251係其內面接連於呈傾斜的端壁241的內面,藉此,在螢光體塗佈工程中,在將填充在玻璃管6內部的螢光體粉末排出時,可將在呈傾斜的端壁241流動的螢光體粉末順利地流動且排出至接連於呈傾斜之端壁241的內面的塗佈劑用排出管的內面,可抑制在端壁241發生螢光體粉末的積存(凝縮)。
因此,第6實施例之螢光燈1係獲得與第4實施例之螢光燈1相同的效果。
其中,將其中一方塗佈劑用管殘留部251設在側壁23的端面附近,即使為第10圖所示之雙層管構造亦可適用。
在上述第1~7實施例中,一對端壁241、242之中,至少其中一方端部的端壁241朝向塗佈劑用管殘留部251呈漏斗狀,藉此在螢光體塗佈工程中,可順利地排出填充在玻璃管6內部的螢光體粉末。
但是,當被照射來自本發明之螢光燈1之光的被照射物為大型時,會有螢光燈1亦製造例如2m以上之類的長形者的情形。此時,由於螢光體漿體72具有黏度,因此在排出螢光體粉末時,若僅由其中一方塗佈劑用排出管631排出,會有無法進行充分排出的情形。因此,若螢光燈1為長形時,如第1圖所示,另一方端壁242亦朝向另一方塗佈劑排出管構成為漏斗狀,藉此可抑制在另一方端壁242發生螢光體粉末的積存(凝縮),可抑制設在另一方端壁242之螢光體5剝落。
1...螢光燈
2...放電容器
21...外管
22...內管
23...側壁
231...放電容器形成管殘留部
241...其中一方端壁
242...另一方端壁
251...其中一方塗佈劑用管殘留部
252...另一方塗佈劑用管殘留部
26...放電空間
31...其中一方電極
32...另一方電極
4...玻璃層
5...螢光體
6...玻璃管
61...放電容器形成管
62...端壁形成板
621...孔部
631...其中一方塗佈劑用排出管
632...另一方塗佈劑用排出管
71...玻璃漿體
72...螢光體漿體
8...雙層管構造
811...其中一方卡盤
812...另一方卡盤
813...治具
82...燃燒器
83...排氣裝置
91...螢光燈
92...準分子燈
93...準分子燈
911...放電容器
9111...內管
9112...外管
9113...圓環狀端壁
912...電極
913...螢光體
921...放電容器
9211...內管
9213...端壁
922...電極
924...殘留部
924...尖管
C...旋轉
N...氮氣
R...傾斜角度
第1圖係第1實施例之螢光燈的說明圖。
第2圖係第1實施例之螢光燈的說明圖。
第3圖係第1實施例之螢光燈之製造方法的說明圖。
第4圖係第1實施例之螢光燈之製造方法的說明圖。
第5圖係第1實施例之螢光燈之製造方法的說明圖。
第6圖係第2實施例之螢光燈的說明圖。
第7圖係第3實施例之螢光燈的說明圖。
第8圖係第4實施例之螢光燈的說明圖。
第9圖係第5實施例之螢光燈的說明圖。
第10圖係第6實施例之螢光燈的說明圖。
第11圖係第7實施例之螢光燈的說明圖。
第12圖係習知技術的說明圖。(a)習知之螢光燈的說明圖。(b)習知之準分子燈的說明圖。(c)習知之準分子燈的說明圖。
1...螢光燈
4...玻璃層
5...螢光體
23...側壁
241...其中一方端壁
242...另一方端壁
251...其中一方塗佈劑用管殘留部
252...另一方塗佈劑用管殘留部
26...放電空間
R...傾斜角度
Claims (4)
- 一種螢光燈,係由:在內面設有螢光體的放電容器;及使放電容器介於其中而相對向的電極所構成的螢光燈,其特徵為:前述放電容器係在至少其中一方端部設有塗佈劑用管殘留部,該其中一方端部係朝向塗佈劑用管殘留部呈大致漏斗狀,而且在其內面亦設有螢光體。
- 如申請專利範圍第1項之螢光燈,其中,前述放電容器係隔著玻璃層設有前述螢光體。
- 如申請專利範圍第1項或第2項之螢光燈,其中,前述塗佈劑用管殘留部設在兩方的端部。
- 一種螢光燈之製造方法,係由:在內面設有螢光體的放電容器;及使放電容器介於其中而相對向的電極所構成的螢光燈之製造方法,其特徵為具有:放電容器形成管之至少其中一方端部的端面形成為相對於放電容器形成管之長邊方向呈傾斜,其中一方端壁形成板沿著該呈傾斜的端面而予以接合,其中一方塗佈劑用排出管以其中一方端壁形成板朝向其中一方塗佈劑用排出管而成為漏斗狀的方式,而且以放電容器形成管的中空與塗佈劑用排出管的中空相連通的方式予以接合,藉此形成玻璃管的工程;及螢光體漿體被填充在玻璃管的內部,且由玻璃管的 其中一方塗佈劑用排出管予以排出的工程。
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