专利名称：放电灯管及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种放电灯管，特别是涉及一种荧光灯管。
背景技术：
图1为已知放电灯管的示意图，包含玻璃管10、焚光层11、惰性气体 20 (例如氩Ar或氖Ne)、汞原子21、以及一对电极30。电极30设置于玻 璃管10的两端并与电源(未显示)相连。当在两电极间施加高电压时可产 生放电现象，此时电子(未显示)与汞原子21碰撞，使得汞原子21被激发 至激发态。之后，当汞原子21自激发态回到基态时，所放出的能量将以紫 外线4皮放射出来。荧光层ll在吸收了紫外线后，再将紫外线转换成可见光。
荧光层11由红色荧光粉、绿色荧光粉和蓝色荧光粉混合而成，并适当 的调整其组合比例，以得到灯管发光时所需的色度及色温。然而，由于调配 荧光粉的过程需同时考虑三种颜色的荧光粉所造成的影响，不但调配工艺较 为复杂，且所需的材料成本也较高。此外，汞原子的加入也容易造成环境的 污染。
因此，业界亟需一种可减少荧光粉的材料成本、简化荧光粉调配步骤且 符合环保诉求的放电灯管。
发明内容
本发明的实施例披露一种放电灯管，包含具有内表面的放电密封容器、 填充于放电密封容器内的至少一发光气体、以及涂布于内表面上的荧光层； 其中依据发光气体在放电密封容器放电时所放射的色光来调整荧光层的成 分，以使得此色光在通过荧光层后被转换成可见光。
本发明的另一实施例还^皮露一种放电灯管的制作方法，包含涂布荧光 层于放电密封容器的内表面上；填充至少一发光气体于该放电密封容器内； 以及依据该发光气体在该放电密封容器放电时所放射的色光，调整该荧光层 的成分，使得该色光在通过该荧光层后转被换成可见光。
本发明根据发光气体所放射的色光，通过调整荧光层的成分或厚度，以 及发光气体的浓度，可制造出不需汞的放电灯管。本发明的放电灯管可应用于例如冷阴极灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp, CCFL )、平面荧光灯管 (Flat Fluorescent Lamp, FFL )、陶资电才及灯管(Ceramic Pole Fluorescent Lamp:但不以此为限。配合以下的优选实施例的叙述与
，本发明的目的、实施例、特 征及优点将更为清楚。
图1为已知放电灯管的示意图；图2为本发明的优选实施例的放电灯管的示意图；图3为本发明的另一优选实施例的放电灯管的示意图；图4为本发明的又一优选实施例的放电灯管的示意图；图5为本发明的又另一优选实施例的放电灯管的示意图；以及图6为本发明的又另一优选实施例的放电灯管的示意图。附图标记说明10 玻璃管11荧光层20 惰性气体21汞原子30 电极200放电灯管201 红色发光气体210玻璃管211 焚光层230电极300 放电灯管301绿色发光气体302 蓝色发光气体310玻璃管311 荧光层330电极400 放电灯管401绿色发光气体402 蓝色发光气体410玻璃管411 荧光层430电极500 放电灯管501绿色发光气体502 蓝色发光气体510玻璃管511 焚光层530a电极530b电极540a玻璃管540b玻璃管600放电灯管601 绿色发光气体 602蓝色发光气体610玻璃管 611荧光层630 电极具体实施方式
本发明提供一种可不含汞且可降低制作成本的荧光灯管。图2为本发明 优选实施例的放电灯管200的示意图，其包含玻璃管210、焚光层211、红 色发光气体201 (例如惰性气体氖)以及一对电才及230。电极230设置于玻 璃管210两端并与电源(未显示)相连。当两电;f及间施加高电压时，玻璃管 210内可产生放电现象，即电子(未显示)自其中一个电极230 (阴极)发 射并与红色发光气体201碰撞，使得红色发光气体201被激发至激发态。当 红色发光气体201自激发态回到基态时，所释》文出的能量将以红光(波长 74nm)放射出来。在本实施例中，通过调整焚光层211的成分，可使得荧光 层211在吸收红光后，将红光转换成可见光。其中，焚光层211是由绿色焚 光粉和蓝色荧光粉组成。通过调整此绿色荧光粉和蓝色荧光粉的组成比例或 红色发光气体201 (例如惰性气体氖)在玻璃管210内填充的浓度，可得到 放电灯管200发光时所需的色度及色温。在实施例中，蓝色荧光粉可为 (Sr，Ca,Ba,Mg)K)(P04)6Cl2: Eu、 (Ba,Sr,Eu)(Mg，Mn)Al10O17、 Sr10(PO4)6Cl2: Eu、 (Ba，Eu)MgAl,。On 、含有铕(Eu )的铝酸钡镁(BaMg2Al16027:Eu或 BaMgAl1()017: Eu )或其组合；绿色荧光4分可为LaP04: Ce,Tb 、 (Ce，Tb)(Mg)Al 019、 (Ba,Eu)(Mg,Mn)Al1()017、含有铈(Ce )及铽(Tb )的铝 酸盐(MgAl 019:Ce,Tb)或其组合。有别于已知放电灯管，传统放电灯管的荧光层需使用混合红色荧光粉、 绿色荧光粉和蓝色荧光粉的三色荧光粉，然而，本实施例通过填充红光发光 气体于放电灯管中，因此焚光层211仅需使用绿色荧光粉和蓝色荧光粉组成 的双色荧光粉，可简化荧光层的制作步骤及其制作成本。再者，本实施例是利用红色发光气体在放电环境下从激发态回到基态所 发射出的红色色光照射至由绿色荧光粉和蓝色荧光粉组成的荧光层后，转换 成所需色度及色温的可见光。因此，利用本发明的实施例可不需汞原子所放 射的紫外线，亦即在灯管内可不需充填汞原子，而制作无汞的荧光灯管。除了红色发光气体(例如氖(Ne))之外，亦可使用在放电环境下会发7射其他颜色色光的发光气体，例如氪(Kr)或氛(Xe)，并调整其所相应的 荧光层成分。 一般而言，所适用的发光气体其放射色光的波长约介于50nm 和400nm之间。以氪为例说明，由于其在放电环境下会发射绿光(波长146nm),因此 其相应荧光层的成分可由例如含有铕的氧化钇(Y203:Eu3+ )的红色荧光粉和 例如含有铕的铝酸钡镁(BaMg2Ah6027:Eu)的蓝色荧光粉组成，使得绿光照 射至由上述红色荧光粉和蓝色荧光粉组成的荧光层后，可转换成所需色度及 色温的可见光。以氙为例说明，由于其在放电环境下会发射蓝光(波长172nm),因此 其相应荧光层的成分可由例如含有铈(Ce )和铽(Tb )的铝酸盐 (MgAlnO,9:Ce， Tb )的绿色焚光粉和例如含有铕的氧化钇(Y203:Eu3+)的 红色荧光粉组成，使得氙气发射出来的蓝光照射至上述由绿色荧光粉和红色 焚光粉组成的荧光层后，可转换成所需色度及色温的可见光。除了在灯管内充填一种发光气体外，亦可充填两种不同的发光气体。请 参照图3，其显示本发明另一实施例的放电灯管300，其包含玻璃管310、荧 光层311、绿色发光气体301、蓝色发光气体302、以及一对电极330。电极 330设置于玻璃管310的两端并与电源(未显示)相连。当在两电极间施加 高电压时，玻璃管310内可产生放电现象，此时绿色发光气体301与蓝色发 光气体302会发射绿色光与蓝色光所组合的混合色光。通过适当的调整荧光 层311的成分，可使得荧光层311在吸收了此混合色光后，将此混合色光转 换成可见光。其中，绿色发光气体301为例如氪的可发射出绿色光的气体， 蓝色发光气体302为例如氙的可发射出蓝色光的气体。本实施例中焚光层311的一个适当成分为仅含红色荧光粉。通过调整此 红色荧光粉的厚度或绿色发光气体301与蓝色发光气体302在玻璃管310内 所填充的浓度，可得到放电灯管300发光时所需要的色度及色温。图4为本发明的优选实施例的放电灯管400的示意图，其包含玻璃管 410、荧光层411、绿色发光气体401、蓝色发光气体402、以及一对电极430。 与图3相异之处在于，玻璃管410呈L型弯曲而不同于图3玻璃管310的直 线型。须注意的是，本发明玻璃管可包含各种几何形状，例如直线型、或例 如螺旋型、U型及L型等具有至少一弯曲部的弯曲型结构。图5为本发明的另一优选实施例的放电灯管500的示意图，其包含内壁涂布有荧光层511的玻璃管510、绿色发光气体501、蓝色发光气体502、 一 对中空环形陶瓷电极5303、 530b、以及两支玻璃管540a、 540b。相较于图3， 电极WOa、 BOb位于玻璃管510外的两端，而不同于图3中电极330是位 于放电密封容器之内。陶瓷电极530a、 530b外表面形成有例如金、银、铜 或锡的导电金属层，因此通电时可产生电容效应，使玻璃管510内产生气体 放电现象。陶瓷电极530a、 530b的几合形状可为两端具有开口的中空环形、 圓柱形或喇叭形等各种结构。须注意的是，电极530a、 530b的材料可不同 于图3位于放电密封容器内的电极330，举例来说，电极530a、 530b可为金 属、顺电'性(paraelectric )氧4匕并勿陶覺(oxide ceramics )、 4失电'1"生(ferroelectric ) 氧化物陶资、反铁电性(anti-ferroelectric)氧化物陶乾、外表面形成有例如 金、银、铜或锡等导电金属的氧化物陶瓷材料或其组合。在优选的实施例中， 电极530a、 530b为包含钬酸钡(BaTi03 )、钛酸锶(SrTi〇3 )、钛酸铅(PbTi03) 或锆酸铅(PbZr03)或其组合的氧化物陶瓷。在实施例中，可通过施加粘着 剂于上述玻璃管510、 540a、 540b与陶覺电极530a、 530b相接触的部分， 使陶资电极530a、 530b与此等玻璃管接合。上述粘着剂可为玻璃胶，其包 含玻璃粉、树脂(binder resin)与有机溶剂，且4艮据添加铅的有无，更可细 分为含铅的玻璃胶(Lead(Pb)-based glass paste )和无铅的玻璃胶(Lead(Pb)-free glass paste )。举例而言，在含铅的玻璃胶中，玻璃粉可为诸如PbO-B2OrSi02、 PbO-B203-Si02-Al203、 ZnO-B203-Si02或PbO-ZnO-B203-Si02等包含铅(Pb ) 的化合物；树脂可为诸如曱基丙烯酸曱酯(methyl(meth)acrylate)、曱基丙烯 酸异丙面旨(isopropyl(meth)acrylate )、 曱基丙烯酸丁酉旨(butyl methacrylate )、 或曱基丙烯酸2-羟丙酯(2-hydroxypropyl methacrylate )、或者上述物质组合 的压克力树脂(acrylic resin );有机溶剂可为曱酮(ketone )、乙醇(alcohol )、 醚基醇(ether-based alcohol )、乳酸盐(lactate )、醚基醚(ehter-based Ether )、 丙二醇单曱醚(Propylene glycol monomethyl ether)、 二乙二醇丁醚醋酸酯(Butyl-di-glycol-acetate )、或者其组合。另一方面，在无铅的玻璃胶中，玻璃粉可为P205-SnO-B203 、 P205-SnO-Bi203或Bi203-ZnO-B203-Al203-Si02 (Ce02+CuO+Fe203);杉于脂可为 聚氨酯树脂(polyurethane resin );有机溶剂可为二曱基曱酰胺(dimethylformamide )、曱醇(methanol )、 二曱笨(xylene )、乙酸丁酉旨(butyl9acetate )、异丙醇(isopropanol )、 二乙二醇丁醚醋酸面旨(Butyl-di-glycol-acetate )、或者其组合。在另一实施例中，可直接以火焰将玻璃管510、 540a、 540b与陶资电极 530a、 530b接触的部分加热熔固，使其相互接合。举例而言，可使用一至八 支火焰直接加热玻璃管510、 540a、 540b与陶资电极530a、 530b的接合处， 如下列三种工艺条件所述，但不限于这些条件。其一，仅使用一支火焰，火 焰温度约为1000~1900°C，并持续加热5至60秒。其二，使用五支火焰，火 焰温度为1000~1900°C,并持续加热3至30秒。其三，使用八支火焰，火焰 温度亦为1000~1900°C,并持续加热3至30秒。需注意的是，在上述三种情 形中，依陶瓷电极与玻璃管材料不同，加热温度及加热时间均有所差异。图6为本发明最佳实施例的放电灯管600的示意图，其包含玻璃管610、 焚光层611、绿色发光气体601、蓝色发光气体602、以及一对电极630。相 较于图3,图6的玻璃管610呈螺旋型而不同于图3玻璃管310的直线型， 且图6的电极630位于玻璃管610外的两端，而不同于图3电极330是位于 玻璃管310内的两端。本领域技术人员当知，上述的实施例为例示性质，为 非将所有可能的实施方式尽数列举。玻璃管与电极的形状依工艺及应用标的 而有所不同。除了氪和氙外，在其他实施例中亦可使用在放电环境下可发射不同色光 的发光气体的组合，例如氖和氙、以及氖和氪，并调整其所相应的荧光层成 分。其中，所适用的发光气体其放射色光的波长约介于50nm和400nm之间。 举例来说，可填充氖和氙于玻璃管中，并调整其荧光层成分为仅含绿色荧光 粉；或者填充氖和氪于玻璃管中，并调整其荧光层成分为仅含蓝色荧光粉。本发明的实施例的放电灯管中，涂布于灯管内壁的荧光层是由红色荧光 粉、蓝色荧光粉及绿色荧光粉的任一者或任两者所组成。此外，在放电灯管 中，填充于灯管内的发光气体可为发射出与涂布于灯管内壁的荧光层不同颜 色的任何气体，例如各种惰性气体或氮气(N2)等。因此，本发明可减少荧 光粉的使用量，不但可降低灯管制造成本，且可简化荧光粉的调配步骤。虽然以上述特定实施例说明本发明，但本领域技术人员仍能轻易得知本 发明可有多种选择、修改及变化。上述实施例仅为本发明例示阐释而已，并 非用以限定本发明。本发明的各种变更可在不偏离权利要求所限定的精神及 范围内达成。10
权利要求
1.一种放电灯管，包含放电密封容器，该放电密封容器具有内表面；至少一发光气体，填充于该放电密封容器内；以及荧光层，涂布于该内表面上，其中该荧光层的成分是依据该发光气体在该放电密封容器放电时所放射的色光决定，使得该色光通过该荧光层后转换成可见光。
2. 如权利要求1所述的放电灯管，其中该发光气体为惰性气体。
3. 如权利要求2所述的放电灯管，其中该惰性气体为氖、氪、氙、或其 组合，其中当该发光气体为氖时，该色光为红色光；当该发光气体为氪时， 该色光为绿色光；以及当该发光气体为氙时，该色光为蓝色光。
4. 如权利要求3所述的放电灯管，其中当该放射色光为红色光时，该荧 光层成分由绿色荧光粉和蓝色荧光粉组成；当该色光为绿色光时，该荧光层 成分由红色荧光粉和蓝色荧光粉组成；以及当该色光为蓝色光时，该荧光层 成分由红色荧光粉和绿色荧光粉组成。
5. 如权利要求3所述的放电灯管，其中当该放射色光为红色光与绿色光 的组合时，该荧光层的成分为蓝色荧光粉；当该力t射色光为绿色光与蓝色光 的组合时，该荧光层的成分为红色荧光粉；以及当放射该色光为红色光与蓝 色光的组合时，该荧光层的成分为绿色荧光粉。
6. 如权利要求1所述的放电灯管，其中该放电密封容器内不含汞。
7. 如权利要求1所述的放电灯管，其中该放电密封容器的几何形状为直 线型或具有至少一弯曲部的弯曲型。
8. 如权利要求1所述的放电灯管，其中该放电密封容器内包含一对电极。
9. 如权利要求1所述的放电灯管，其中该放电密封容器外的两端包含一 对电才及。
10. 如权利要求9所述的放电灯管，其中所述电极的几何形状为环形、 圆柱形或喇叭形，且所述电极的材料包含至少下列其中之一金属、顺电性 氧化物陶瓷、铁电性氧化物陶瓷、反铁电性氧化物陶瓷或外表面形成有导电 金属的氧化物陶瓷材料。
11. 一种放电灯管的制作方法，包含涂布荧光层于放电密封容器的内表面上； 填充至少一发光气体于该放电密封容器内；以及 依据该发光气体在该放电密封容器放电时所》文射的色光，调整该荧光层 的成分，使得该色光在通过该焚光层后被转换成可见光。
12. 如权利要求11所述的放电灯管的制作方法，其中该发光气体为惰 性气体。
13. 如权利要求12所述的放电灯管的制作方法，其中该惰性气体为氖、 氪、氙、或其组合，其中当该惰性气体为氖时，该色光为红色光；当该惰性 气体为氪时，该色光为绿色光；以及当该惰性气体为氙时，该色光为蓝色光。
14. 如权利要求13所述的放电灯管的制作方法，其中当该色光为红色 光时，该荧光层由绿色荧光粉和蓝色荧光粉组成；当该色光为绿色光时，该 焚光层由红色荧光粉和蓝色荧光粉组成；以及当该色光为蓝色光时，该荧光 层由红色荧光粉和绿色荧光粉组成。
15. 如权利要求13所述的放电灯管的制作方法，其中当该色光为红色 光与绿色光的组合时，该荧光层的成分为蓝色荧光粉；当该色光为绿色光与 蓝色光的组合时，该荧光层的成分为红色荧光4分；以及当该色光为红色光与 蓝色光的组合时，该荧光层的成分为绿色荧光粉。
16. 如权利要求11所述的放电灯管的制作方法，其中该放电密封容器 内不含汞。
17. 如权利要求11所述的放电灯管的制作方法，其中该放电密封容器 的几何形状为直线型或具有至少一弯曲部的弯曲型。
18. 如权利要求11所述的放电灯管的制作方法，其中该放电密封容器 内包含一对电才及。
19. 如权利要求11所述的放电灯管的制作方法，其中该放电密封容器 外的两端包含一对电极。
20. 如权利要求19所述的放电灯管的制作方法，其中所述电极的几何 形状为环形、圆柱形或喇叭形，且所述电极的材料包含至少下列其中之一 金属、顺电性氧化物陶瓷、铁电性氧化物陶瓷、反铁电性氧化物陶瓷或外表面形成有导电金属的氧化物陶瓷材料。
21. 如权利要求19所述的放电灯管的制作方法，其中所述电极与该放 电密封容器相接触的部份是使用火焰加热熔固接合。
22. 如权利要求19所述的放电灯管的制作方法，其中所述陶瓷电极与 该放电密封容器相接触的部^f分使用粘着剂接合，且该粘着剂包含玻璃粉、树 脂以及有机溶剂。
全文摘要
本发明披露一种放电灯管及其制作方法。放电灯管包含具有内表面的放电密封容器、填充于放电密封容器内的至少一发光气体、以及涂布于内表面上的荧光层。依据发光气体在放电密封容器放电时所放射的色光来调整荧光层的成分，使得此色光通过荧光层后被转换成可见光。
文档编号H01J61/35GK101667522SQ20081021511
公开日2010年3月10日 申请日期2008年9月1日 优先权日2008年9月1日
发明者卢金钰, 张宗仁, 邱文俊, 邹为元 申请人:威力盟电子股份有限公司