專利名稱：具有熒光層的熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及熒光燈，尤其涉及具有在燈容器的內(nèi)表面上形成的熒光層的熒光燈。
背景技術(shù)：
具有在其內(nèi)表面形成熒光層的燈容器的一種熒光燈是無(wú)電極熒光燈。無(wú)電極熒光燈照字面意思是不具有任何電極的熒光燈。無(wú)電極熒光燈因?yàn)槠鋲勖绕渌愋偷臒晒鉄糸L(zhǎng)而引起關(guān)注，其它類型的熒光燈的壽命主要由電極確定。
一種類型的這種無(wú)電極熒光燈具有的結(jié)構(gòu)包括管狀凹入部分的燈容器，凹入部分的腔形成得像管，并且在凹入部分內(nèi)設(shè)置線圈。如果高頻交流電流施加到線圈，那么在燈容器內(nèi)部產(chǎn)生交變磁場(chǎng)。該交變磁場(chǎng)使得汞原子和電子在燈容器內(nèi)彼此碰撞，由此使得汞原子發(fā)射紫外光。以這種方式發(fā)射的紫外光將照射到涂敷在燈容器內(nèi)表面上的熒光體上，由此產(chǎn)生可見(jiàn)光。
關(guān)于上述無(wú)電極熒光燈的燈容器的制造方法，以下主要描述涂敷熒光體的工藝、干燥熒光體的工藝和除去不需要熒光體的工藝。


圖1是采用常規(guī)技術(shù)的一系列步驟示圖。
如圖1的(a)-(d)所示的物體是玻璃容器106，其形成為具有圓底的曲頸瓶，玻璃容器106的一部分是用于燈容器100(參見(jiàn)圖2)的玻璃泡102(參見(jiàn)圖2)。注意到圖1的(a)-(d)是每個(gè)玻璃容器106的縱向剖面圖。
首先，使用注入噴嘴108將包含熒光粉的涂敷溶液110注入到玻璃容器106中，到達(dá)如圖1(a)所示的平面，玻璃容器106的開(kāi)口朝上(到此參照?qǐng)D1(a))。
其次，使玻璃容器106位于倒置位置，在箭頭D的方向上旋轉(zhuǎn)，以從玻璃容器106排出多余的涂敷溶液110(圖1(b))。這里，之所以旋轉(zhuǎn)玻璃容器106的原因是為了使得附著到玻璃容器106內(nèi)表面上的涂敷溶液110的厚度盡可能均勻。
接著，當(dāng)玻璃容器106處于倒置位置時(shí)，暖空氣噴嘴112進(jìn)入到玻璃容器106中，以干燥附著到玻璃容器106內(nèi)表面上的涂敷溶液110(圖1(c))。這里，之所以當(dāng)玻璃容器106處于倒置位置時(shí)實(shí)施干燥步驟是為了防止涂敷溶液110積聚在玻璃容器106的底部，這將導(dǎo)致形成的熒光層的厚度不均勻。
干燥涂敷溶液110以及由此形成熒光層114之后，除去在玻璃容器106的圓柱體部分116的內(nèi)表面上形成的不需要的熒光體。對(duì)于該除去步驟，例如可以使用橡膠刮刀118。該橡膠刮刀118恰恰插入到玻璃容器106的球形部分120之前。橡膠刮刀118插入球形部分120內(nèi)不超出圓柱體部分116的原因隨后將詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)旋轉(zhuǎn)橡膠刮刀118把熒光層114從圓柱體部分116的內(nèi)表面刮去(圖1(d))。以下是從圓柱體部分116除去熒光層114的原因。即，通過(guò)熔化，內(nèi)管104(隨后詳述)將附著到圓柱體部分116?？紤]到此，如果熒光體保留在將附著到內(nèi)部管104上的圓柱體部分116中，將可能在附著過(guò)程中產(chǎn)生破裂，并進(jìn)而由于在它們之間的不完全附著存在泄漏的可能。
如上所述在玻璃容器106內(nèi)表面的預(yù)定區(qū)域形成熒光層之后，如圖2所示在其中插入內(nèi)管104，由此確定內(nèi)管104的位置。該內(nèi)管104將是線圈存貯裝置。接著，使用燃燒器加熱相應(yīng)于內(nèi)管104開(kāi)口的圓柱體部分116的外表面部分，而內(nèi)管104和玻璃容器106繞內(nèi)管的管軸以相同的方向和相同的速度旋轉(zhuǎn)。該操作通過(guò)熔化(氣密封接)方法使內(nèi)管104和玻璃容器106附著到一起。接著，切掉如虛線所示的玻璃容器部分，如此完成了燈容器100。
但是，在上述燈容器100中，熒光層114的邊緣是直角的，如圖2的“部分E的局部視圖”所示。這是因?yàn)橛上鹉z刮刀118除去熒光層114。因此，在該角形部分122，它的某些部分有可能要掉落(脫落)。當(dāng)無(wú)電極熒光燈照明時(shí)，自無(wú)電極熒光燈的外部將看到掉下的熒光體碎片為陰影，這是質(zhì)量問(wèn)題。
這里注意到如下所述的是橡膠刮刀118插入球形部分120內(nèi)部不超過(guò)圓柱體部分116的原因。即，如果以這種方式通過(guò)插入橡膠刮刀刮掉熒光層，已經(jīng)刮掉的熒光體將以粉末形式粘著到弧形斜面部分124，斜面部分124位于圓柱體部分116和球形部分120之間。如果在上述附著工藝中剩余熒光粉末進(jìn)入到附著部分，在附著部分將產(chǎn)生破裂或泄漏。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決所述的問(wèn)題，提供一種防止熒光層在其邊緣附近掉落的熒光燈。
由一種熒光燈實(shí)現(xiàn)上述目的，該熒光燈包括氣密燈容器；和附著到燈容器的部分內(nèi)表面的熒光層，其中熒光層的厚度在其邊緣附近逐漸并光滑地向邊緣減小。
按照所述的結(jié)構(gòu)，將不會(huì)掉落熒光體，而在具有其邊緣是直角的熒光層的常規(guī)熒光燈中熒光體往往會(huì)發(fā)生掉落。結(jié)果，本發(fā)明的熒光燈將不會(huì)具有這樣的問(wèn)題在燈照明期間，從外部看到掉落的熒光體。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明從對(duì)描述發(fā)明特定實(shí)施例的附圖進(jìn)行以下說(shuō)明，本發(fā)明的這些和其它目的、優(yōu)點(diǎn)和特征將更為明顯。在附圖中圖1是涉及常規(guī)技術(shù)的在無(wú)電極熒光燈的制造操作中實(shí)施的系列步驟示圖；圖2示出通過(guò)涉及常規(guī)技術(shù)的無(wú)電極熒光燈制造工藝生產(chǎn)的燈容器的全部結(jié)構(gòu)；圖3示出涉及本實(shí)施例的無(wú)電極熒光燈作為整體的全部結(jié)構(gòu)；圖4是本實(shí)施例的無(wú)電極熒光燈部分制造工藝的示圖；圖5是本實(shí)施例的無(wú)電極熒光燈部分制造工藝的示圖；和圖6是主要示出用于圖5所示的制造工藝的清洗·吸氣裝置的頭部分的示圖。
優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明如下所述，通過(guò)無(wú)電極熒光燈說(shuō)明了本發(fā)明。
圖3是本實(shí)施例的無(wú)電極熒光燈10的部分剖面圖，其使用了電磁感應(yīng)·耦合放電(H放電)。該無(wú)電極熒光燈10以下僅稱之為“無(wú)電極燈10”。
無(wú)電極燈10具有由透明玻璃構(gòu)成并氣密的燈容器12。在該燈容器12的內(nèi)表面的預(yù)定區(qū)域形成熒光層14，并且在燈容器12中填充包括汞和由例如氬和氪構(gòu)成的惰性氣體的放電材料。
燈容器12具有球形玻璃泡16和內(nèi)管18。內(nèi)管18不僅用作氣密的玻璃泡16的材料，而且還用作芯24的存儲(chǔ)裝置，這將以后詳細(xì)描述。在參考標(biāo)號(hào)19所示的位置玻璃泡16附著到內(nèi)管18。
內(nèi)管18具有管狀凹入部分20，并且在凹入部分20內(nèi)設(shè)置芯24。芯24具有環(huán)繞芯24的外表面纏繞的線圈。芯24由磁性材料構(gòu)成并為管形。
在芯24中向芯24的內(nèi)徑側(cè)插入鋁散熱片26的圓柱體部分28。使用散熱片26散去來(lái)自芯24的熱，以防止芯24過(guò)熱，并且散熱片26具有杯狀部分30作為從圓柱體部分28的延伸部分，并且該杯狀部分30安裝到由合成樹(shù)脂構(gòu)成的電路罩32。
在電路罩32中存儲(chǔ)連接到線圈22的高頻驅(qū)動(dòng)電路34，以向線圈22提供高頻交流電流。
而且，具有與常見(jiàn)白熾燈相同標(biāo)準(zhǔn)的燈頭36附著到電路罩32。來(lái)自工業(yè)電源的電能通過(guò)該燈頭36提供到高頻驅(qū)動(dòng)電路34。
在具有所述結(jié)構(gòu)的無(wú)電極燈10中，具有高頻的激勵(lì)電流由高頻驅(qū)動(dòng)電路34施加到線圈22，以主要在參考標(biāo)號(hào)38所示的區(qū)域使得密封在燈容器12中包括汞的氣體產(chǎn)生等離子體放電。接著該等離子體用作次級(jí)線圈與線圈22電耦合，以穩(wěn)定放電狀態(tài)。該放電引起汞發(fā)射紫外光，并接著發(fā)射的紫外光照射在包括在燈容器12的內(nèi)表面上的熒光層14的熒光體上，以產(chǎn)生可見(jiàn)光。
在玻璃泡16的基本整個(gè)內(nèi)表面上形成熒光層14，并且熒光層14的邊緣位于玻璃泡16的密封部分19之后一點(diǎn)。注意到這里與為大約1mm的玻璃泡16的厚度相對(duì)比，形成得基本上均勻的熒光層14的平均厚度大約20μm。由此可以推斷，在附圖中為了便于說(shuō)明，夸大了熒光層14的厚度。
如圖3的部分A的詳圖所示，在其邊緣附近熒光層14的厚度向著邊緣40逐漸并光滑地減?。患?，熒光層14的邊緣附近形成為相對(duì)于玻璃泡16的內(nèi)表面具有銳角的斜面。換句話說(shuō)，熒光層14的邊緣不是直角的。結(jié)果，防止了熒光體的邊緣掉落，而且不可能存在由熒光體掉落而引起的上述問(wèn)題。
如下所述，參照?qǐng)D4和5說(shuō)明了上述結(jié)構(gòu)的無(wú)電極燈10的部分制造工藝。
圓底曲頸瓶形狀的玻璃容器42是玻璃容器，其一部分將成為上述玻璃泡16。玻璃容器42由圓柱體部分44和球形部分46構(gòu)成。
首先，注入噴嘴48進(jìn)入開(kāi)口朝上的玻璃容器42中。接著注入噴嘴48把涂敷溶液50注入到玻璃容器42中(圖4(a))。通過(guò)把熒光粉混合到水溶液中獲得涂敷溶液50，該水溶液通過(guò)把為粘性聚合材料的聚乙烯氧化物溶解到純水中而獲得。注入到玻璃泡16中涂敷溶液50的量應(yīng)該足夠覆蓋玻璃泡16的內(nèi)表面，并且不應(yīng)太多。即，相對(duì)于玻璃容器42的容積，涂敷溶液50應(yīng)該是少量的。
接著，逐漸地使玻璃容器42處于倒置的位置，同時(shí)在箭頭B的方向上旋轉(zhuǎn)(圖4(b))。旋轉(zhuǎn)玻璃容器42的原因是使得少量的注入涂敷溶液涂到玻璃容器42的整個(gè)內(nèi)表面，并且還防止涂敷溶液以條紋保留在玻璃容器42內(nèi)。
最后，玻璃容器42完全處于倒置位置(圖4(c))。稍后停止玻璃容器42的旋轉(zhuǎn)(圖4(d))。在玻璃容器42之下設(shè)置涂敷溶液收集容器52，其將收集從玻璃容器42滴落的涂敷溶液。
接著，實(shí)施涂敷溶液的干燥和部分除去。部分除去的是附著到圓柱體部分44的大部分涂敷溶液。如上所述，該部分除去的目的是在用內(nèi)管18密封玻璃泡26時(shí)防止任何破裂或泄漏。
通過(guò)進(jìn)行如圖5所示的四步(①-④)實(shí)施涂敷溶液的干燥和部分除去。
在由四個(gè)出口54、56、58、和60構(gòu)成的熱氣管62之下移動(dòng)保持倒置位置的玻璃容器42。玻璃容器42的位置直接確定在出口54-60的每個(gè)之下。在每個(gè)預(yù)定位置從相應(yīng)的出口向玻璃容器42的外部圓底吹出大約200℃的熱空氣持續(xù)預(yù)定時(shí)間周期(例如大約40秒)。同時(shí)，在每一位置，玻璃容器42受到氣流吸力，通過(guò)氣流吸力除去在玻璃容器42內(nèi)產(chǎn)生的氣流。此外，在步驟①和③中通過(guò)清洗除去過(guò)量的涂敷溶液。
圖6是用于清洗涂敷溶液和通過(guò)吸力除去氣流的清洗·吸氣裝置的頭部64的剖面圖。在附圖中未示出清洗·吸氣裝置的整體。頭部64具有通過(guò)泵(附圖中未示出)注入清洗溶液的噴嘴66；和吸入氣流的吸管68。注意到使用純水用于清洗溶液。吸管68連接到管70，管70連接到鼓風(fēng)機(jī)(附圖中未示出)的入口。通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)吸力的能量實(shí)現(xiàn)除去從玻璃容器42進(jìn)到吸管68的氣流。
噴嘴66的末端朝下，以角α把純水注入到圓柱體部分44的內(nèi)表面。隨后將詳細(xì)描述角α的范圍。純水注入位置優(yōu)選在圓柱體部分44內(nèi)盡可能靠上。如果注入位置超出圓柱體部分44并且注入的純水到達(dá)位于圓柱體部分44之上的斜面72，將用注入的純水激濺球形部分46的內(nèi)部，由此使得在球形部分46內(nèi)的熒光層不均勻。另一方面，如果注入位置太低，相應(yīng)地應(yīng)該降低密封位置。這將導(dǎo)致較長(zhǎng)的燈容器12，并進(jìn)而導(dǎo)致較長(zhǎng)的無(wú)電極燈10。
參照?qǐng)D5，在步驟①中，在玻璃容器42在箭頭C的方向上旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，用從上述頭部64的噴嘴66注入的純水清洗除去涂敷溶液，并通過(guò)吸管68的吸力從玻璃容器42除去氣流。該清洗是粗略的清洗。注意到直到完成隨后的操作②、③、④，玻璃容器42保持在箭頭C方向上的旋轉(zhuǎn)。
在以下的步驟②中，僅進(jìn)行涂敷溶液的干燥。因此，僅通過(guò)吸管74吸入的氣流實(shí)施氣流的除去。吸管74是圓柱體形狀，并且通過(guò)管76其下部連接到上述鼓風(fēng)機(jī)的入口。
在步驟③中，與在步驟①一樣，使用頭部78實(shí)施清洗和吸入。該清洗是清洗的最后工藝。注意到這里頭部78與在步驟①中使用的頭部64是相同的種類。
在最后步驟(步驟④)中，使用吸管80吸入氣流，以僅僅進(jìn)行對(duì)涂敷溶液的干燥。
注意到在玻璃容器42通過(guò)的路線之下設(shè)置用于收集清除掉的涂敷溶液的收集槽82。
通過(guò)進(jìn)行步驟①-④，清洗并從玻璃容器42除去不需要的涂敷溶液，并且干燥涂敷的涂敷溶液，以在上述所需區(qū)域形成熒光層。
在步驟①-④中實(shí)施的干燥操作使得從玻璃容器42的底部側(cè)到圓柱體部分42側(cè)涂敷溶液逐漸變成固體，并且與此同時(shí)，干燥操作使得還沒(méi)有變?yōu)楣腆w的為液體形式的少量涂敷溶液沿著玻璃容器42向下部流動(dòng)(即沿球形部分46流動(dòng)到圓柱體部分44)。在這種情況下通過(guò)用液體(純水)進(jìn)行清洗，形成了熒光層的邊緣。這就是該邊緣為上述形狀(在圖3中部分A的詳圖)的原因。而且，考慮到防止熒光體掉落，相對(duì)于玻璃容器42的圓柱體部分44的內(nèi)表面，熒光層14的邊緣附近形成具有銳角的斜面。因此，純水(清洗溶液)的注入角α(圖6)小于90℃是適當(dāng)?shù)摹?br> 注意到在玻璃容器42中，由涂敷溶液的粘性和涂敷溶液干燥時(shí)的干燥速度確定在球形部分46的內(nèi)表面上形成的熒光層的最終平均厚度。
即隨著粘性變高(即涂敷溶液的流動(dòng)性變低)和干燥速度變快，熒光層變厚。相反，隨著粘性變低(即涂敷溶液的流動(dòng)性變高)和干燥速度變慢，熒光層變薄。這是因?yàn)樵谇蛐尾糠?6的內(nèi)表面上涂敷的涂敷溶液在其自身重量的作用下向下流動(dòng)，直到變成固體。因此，涂敷溶液的層厚度(即熒光層的厚度)降低。
例如通過(guò)吸管進(jìn)入到玻璃容器42的深處調(diào)整干燥速度。原因如下。設(shè)置吸管的目的是主要吸入在球形部分46內(nèi)產(chǎn)生的氣流，以促進(jìn)在球形部分46的內(nèi)表面上涂敷溶液的干燥。因此，隨著吸管的開(kāi)口(上開(kāi)口)接近球形部分46(即當(dāng)它進(jìn)入得深時(shí))，氣流與通過(guò)吸管吸入的總量相比的比例變高，由此促進(jìn)干燥。相反，隨著開(kāi)口接近玻璃容器42的開(kāi)口附近(即在玻璃容器42中當(dāng)它進(jìn)入得淺時(shí))，空氣(玻璃容器42外部的空氣)與通過(guò)吸管吸入的總量相比的比例變高，由此氣流與通過(guò)吸管吸入的總量相比的比例降低。這將減小干燥速度。
在上述步驟①中，在涂敷溶液基本上不干的情況下同時(shí)清洗并干燥涂敷溶液。在該步驟①中，由于以下原因吸管進(jìn)入玻璃容器42足夠深是不可能的。即如果吸管進(jìn)入得太深，由通過(guò)吸管吸入的空氣產(chǎn)生的空氣氣流使得清洗溶液在球形部分46內(nèi)旋繞并掉落到球形部分46的內(nèi)表面上。這將導(dǎo)致涂敷的涂敷溶液的厚度不均勻。
因此，在步驟①，涂敷溶液的干燥速度低于在步驟②(或在步驟④)的速度，在步驟②或在步驟④吸管插入到玻璃容器42較深。
考慮到上述原因，為了使得最終的熒光層很厚，可以在步驟①僅實(shí)施氣流吸入，與在步驟②一樣，并進(jìn)入吸管深到玻璃容器42內(nèi)。或者，還可以省略步驟①，并實(shí)施一個(gè)時(shí)間周期的步驟②，該時(shí)間周期為步驟②所需時(shí)間和步驟①所需時(shí)間的總和。
此外，在上述實(shí)施例中，使用由聚乙烯氧化物構(gòu)成的水溶液用于將熒光體混合入液體。但是，不限于此，水溶液可以是丁基醋酸鹽。即，通過(guò)把熒光粉混合進(jìn)丁基醋酸鹽可以獲得涂敷溶液。注意到在這種情況中，清洗溶液必須是丁基醋酸鹽。
涂敷本發(fā)明的熒光燈不限于上述無(wú)電極熒光燈。關(guān)鍵是對(duì)于涂敷本發(fā)明的熒光燈必須具有氣密的燈容器，并且在燈容器的部分內(nèi)表面上存在熒光層(即存在熒光層邊緣)。
雖然通過(guò)參照附圖的實(shí)例完整地說(shuō)明了本發(fā)明，注意到各種變化和改進(jìn)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。因此，除非這些變化和改進(jìn)脫離本發(fā)明的范圍，否則它們應(yīng)包括在這里。
權(quán)利要求
1.一種熒光燈，包括氣密的燈容器；和附著到燈容器的部分內(nèi)表面上的熒光層，其中熒光層的厚度在其邊緣附近逐漸并光滑地向邊緣減小。
2.權(quán)利要求1的熒光燈，其中形成熒光層以在邊緣附近產(chǎn)生斜面，相對(duì)于燈容器的部分內(nèi)表面斜面具有銳角。
3.權(quán)利要求2的熒光燈，還包括包含汞并密封在燈容器中的放電材料；和設(shè)置在燈容器外部并產(chǎn)生磁場(chǎng)以使得放電材料感生等離子體放電的線圈，其中等離子體放電引起汞發(fā)射紫外光，并且通過(guò)包含在熒光層中的熒光材料將發(fā)射的紫外光轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光。
4.權(quán)利要求3的熒光燈，其中以基本球形形式的玻璃泡和內(nèi)管構(gòu)成燈容器，內(nèi)管設(shè)置在玻璃泡中并具有以管形形式的凹入部分，其中在玻璃泡的內(nèi)表面上形成熒光層。
5.權(quán)利要求4的熒光燈，其中在凹入部分設(shè)置線圈。
6.權(quán)利要求5的熒光燈，其中通過(guò)干燥聚乙烯氧化物和熒光粉水溶液的混合物獲得熒光層。
全文摘要
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種熒光燈，包括氣密燈容器；和附著到燈容器的部分內(nèi)表面上的熒光層，其中熒光層的厚度在其邊緣附近逐漸并光滑地向邊緣減小。
文檔編號(hào)H01J61/38GK1489179SQ03158008
公開(kāi)日2004年4月14日 申請(qǐng)日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月30日
發(fā)明者山本健二, 平井健治, 松田伸吾, 石塚真一郎, 一郎, 吾, 治 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社