專利名稱：具有含添加劑熒光質(zhì)層的熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及熒光燈，更具體說涉及具有改進的含氧化鋁的熒光質(zhì)層的熒光燈。
熒光燈通常至少包括一層熒光質(zhì)層和一層隔離阻擋層。阻擋層典型地為氧化鋁或二氧化硅，設(shè)在熒光質(zhì)層與玻璃管之間，以改善光量的操控、改進熒光質(zhì)的利用率、減少水銀消耗、減小端部退色、和改進燈的外觀。
現(xiàn)有的許多制造熒光燈的生產(chǎn)工藝不能有效地涂覆兩層涂層。每一涂覆步驟都增加了產(chǎn)品損失，且需要苯重的設(shè)備和投入大量的勞力。即使可用雙涂層工藝，二道涂層工藝也很難進行，因為在第二步涂層期間第一層和第二層之間會相互作用。對于熒光燈，須要將各熒光質(zhì)微?；旌显谝黄穑貏e是要將稀土熒光質(zhì)與惰性阻擋材料在單獨一層中摻合在一起，使得在一個單涂層燈中能達到雙涂層燈的性能。
本發(fā)明提供了一種水銀蒸汽放電燈，它包括一個玻璃封套、放電裝置、維持放電的密封在封套內(nèi)的水銀和惰性氣體填充物、以及涂覆在玻璃封套內(nèi)側(cè)的含熒光質(zhì)層。含熒光質(zhì)層中至少有20％重量的氧化鋁。這種燈的玻璃封套內(nèi)側(cè)的涂層不多于一層，這一層就是含熒光質(zhì)層。本發(fā)明還提供了一種水銀蒸汽放電燈，其封套內(nèi)側(cè)緊靠封套內(nèi)表面有一層含熒光質(zhì)層，該層主要由氧化鋁和稀土熒光質(zhì)系統(tǒng)組成，至少含20％重量的氧化鋁，氧化鋁中至少有5％重量的γ氧化鋁。


圖1為本發(fā)明的一種熒光燈的剖面圖。
圖1象征性地示出一低壓水銀蒸汽放電熒光燈10，即通常現(xiàn)有技術(shù)中已知的那一種。熒光燈10有一個發(fā)光玻璃管即封套12，其斷面為圓形。玻璃封套的內(nèi)表面涂有本發(fā)明的含熒光質(zhì)層14。
該熒光燈以附裝在兩端的基座20氣密性密封住，一對隔開的電極構(gòu)件(即供放電的器件)分別裝在兩基座20上。維持放電的水銀和惰性氣體填充物22封裝在玻璃管內(nèi)。惰性氣體典型地為氬氣或氬與其他稀有氣體的混合氣，其在低壓下與少量水銀混合在一起，使熒光燈處于低蒸汽壓工作方式。
所發(fā)明的含熒光質(zhì)層14最好用在低壓水銀蒸汽放電燈中，但也可用在高壓水銀蒸汽放電燈中。還可用在現(xiàn)有的具有電極的熒光燈中，以及用在現(xiàn)有的無電極熒光燈中，其中用于放電的器件是能提供高頻電磁能或輻射能的構(gòu)件。
含熒光質(zhì)層14中含有現(xiàn)有技術(shù)中已知的熒光質(zhì)微粒，例如較廉價的可發(fā)出白光的熒光物質(zhì)，象由銻和錳活化的鹵代磷酸鈣或現(xiàn)有技術(shù)中已知的其他鹵代磷酸鹽之類的熒光質(zhì)。但是，含熒光質(zhì)層14中最好含有稀土熒光質(zhì)系統(tǒng)，典型地為各稀土熒光質(zhì)的混合物。稀土熒光質(zhì)系統(tǒng)是現(xiàn)有技術(shù)中已知的?？捎迷诒菊f明書及其所附權(quán)利要求書中的一種稀土熒光質(zhì)系統(tǒng)包括(1)三色熒光質(zhì)系統(tǒng)，如美國專利5,045,752、4,088,923、4,335,330、4,847,533、4,806,824、3,937,998和4,431,941號中所提出的紅、藍、綠色發(fā)彩色光的熒光質(zhì)混合物，以及(2)含其他多種稀土熒光質(zhì)的熒光質(zhì)混合物，如含有四或五種稀土熒光質(zhì)的系統(tǒng)。較可取的是可將鹵代磷酸鹽熒光質(zhì)與稀土熒光質(zhì)混合，最好是在這種混合物中稀土熒光質(zhì)占主要份量。不過，現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何熒光燈的熒光材料或熒光質(zhì)系統(tǒng)均可使用。
含熒光質(zhì)層14含有30-80％重量的熒光質(zhì)，較好為40-70％，更好為45-75％，再好為60-70％，最好為 。熒光質(zhì)最好是三色熒光質(zhì)混合物，例如一種稀土三色熒光質(zhì)混合物，亦稱為稀土三色熒光質(zhì)。
含熒光質(zhì)層14至少含有20％重量的氧化鋁，較好為至少25％，更好為至少30％，其范圍較好為20-70％，更好為30-60％，更好為25-55％，再好為30-40％，最好為 。氧化鋁最好含0-50％γ氧化鋁，較好為至少5％，更好為至少10％，更好為10-50％，更好為10-45％，再好為25-40％，最好為30％左右；并且含有50-100％的α氧化鋁，較好為55-90％，更好為60-75％，最好為70％左右。在一個不是太好的實例中，氧化鋁可以是100％的α氧化鋁。γ氧化鋁的表面積為30-140米2/克，較好為50-120米2/克，更好為80-100米2/克；微粒尺寸(直徑)最好取10-500毫微米，較好為30-200毫微米，更好為50-100毫微米。α氧化鋁的表面積為0.1-15米2/克，較好為3-8米2/克，更好為4-6米2/克，最好為5米2/克左右；微粒尺寸(直徑)最好取50-5000毫微米，較好為100-2000毫微米，更好為500-1000毫微米，最好為700毫微米左右。氧化鋁基本上應(yīng)為純的氧化鋁，例如基本上有99.99％的純氧化鋁或更高純度的氧化鋁，不含光吸收雜質(zhì)或只含極少量的光吸收雜質(zhì)。含熒光質(zhì)層14中不存在二氧化硅。
含熒光質(zhì)層14按以下方式設(shè)置在燈上。α氧化鋁、γ氧化鋁、和熒光質(zhì)微?；蚍勰┌粗亓勘然旌?。然后將得到的粉末與彌散劑例如聚丙烯酸銨和非離子表面活化劑例如壬基-苯基-乙氧基化物彌散到水載體中，再加入增稠劑，典型地為聚乙烯氧化物。優(yōu)選的現(xiàn)有技術(shù)中已知的其他彌散劑、表面活化劑和增稠劑也可加入。得到的懸浮物典型地含約5-20％重量的粉末(氧化鋁和熒光質(zhì))、0.5-3％重量的彌散劑、0.05-0.3％重量的表面活化劑、以及1-5％重量的增稠劑。然后將此懸浮物作為涂料涂到玻璃管內(nèi)側(cè)并對其加熱，這種熒光涂層的涂覆和加熱工藝是現(xiàn)有技術(shù)中已知的。在加熱階段，除氧化鋁和熒光質(zhì)之外的成份被驅(qū)除，只留下氧化鋁和熒光質(zhì)主體。加在含熒光質(zhì)層中的熒光質(zhì)，其每平方厘米的重量(涂料重量)為0.5-3毫克，較好為0.8-2毫克，更好為1-1.2毫克。熒光燈最好要有足夠的熒光質(zhì)，以達到2950或2850流明的額定值。粉末或固體的涂料重量(氧化鋁與熒光質(zhì)合起來的重量)是0.75-4.5毫克/厘米2，較好為1.2-3毫克/厘米2，最好為1.5-1.8毫克/厘米2。
至少有20％重量的氧化鋁加在本發(fā)明的含熒光質(zhì)層中，這使得一個單涂層燈具有雙涂層燈的性能，這一層在玻璃管與弧光放電區(qū)之間形成了一個有效的阻擋層，改善了光量的操控，改進了熒光質(zhì)的利用率，進一步利用了反射回來的紫外光，減少了水銀消耗，改進了燈的外觀。
在本發(fā)明中，燈的玻璃封套內(nèi)側(cè)的層數(shù)最好不超過一層，這一層即為上述的含熒光質(zhì)層。該層面對電弧區(qū)。雖然不是很好，但在本發(fā)明的含熒光質(zhì)層14與玻璃管12之間仍可設(shè)有或薄或厚的一層氧化鋁或二氧化硅的阻擋層，在這種情況下，含熒光質(zhì)層仍然緊靠管的內(nèi)表面。
以下實例進一步闡明了本發(fā)明的各方面。除了另有說明，所有的百分?jǐn)?shù)均指重量百分?jǐn)?shù)。
實例1-11用F32T8型燈做過一系列測試。其中每一盞燈的玻璃管內(nèi)側(cè)只有一層材料。全部使用相同的3000K三色熒光質(zhì)。所用的氧化鋁是30％γ氧化鋁(90-100米2/克的表面積)和70％α氧化鋁(4-6米2的表面積)。發(fā)光量是指開始的流明測量值。所有的重量都以每盞燈的克數(shù)計。在例1-5中，用了三色熒光質(zhì)的單層，熒光質(zhì)層中不含氧化鋁，沒有阻擋層。在例6-11中，用了三色熒光質(zhì)與氧化鋁的混合物的單層，也沒有阻擋層。
三色熒光質(zhì)氧化鋁 氧化鋁 開始的例 的重量 的重量的百分?jǐn)?shù)流明值1 0.32 0 0 12282 0.62 0 0 19683 0.92 0 0 23844 1.20 0 0 26775 1.56 0 0 2884
6 1.12 0.12 10 27217 1.00 0.23 20 27058 0.80 0.40 30 27189 0.72 0.48 40 270610 0.60 0.59 50 272811 0.48 0.72 60 2700當(dāng)三色熒光質(zhì)的用量減少時，發(fā)光輸出是靠加入氧化鋁維持的。比較例2和例10，所用三色熒光質(zhì)的量大致相等，但所加的氧化鋁使其性能提高了約39％。這些測試結(jié)果是令人振奮和意想不到的。
盡管以上對本發(fā)明的實施例作了描述，但應(yīng)了解，在不違背本發(fā)明上述范疇和所附權(quán)利要求范圍內(nèi)，可以作出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種水銀蒸汽放電燈，包括一個玻璃封套、放電裝置、維持放電的密封在所述封套內(nèi)的水銀和惰性氣體填充物、以及涂覆在所述玻璃封套內(nèi)側(cè)的含熒光質(zhì)層，所述含熒光質(zhì)層中至少有20％重量的氧化鋁，該燈的玻璃封套內(nèi)側(cè)的涂層不多于一層，這一層為所述含熒光質(zhì)層。
2.如權(quán)利要求1所述的燈，其特征在于，所述含熒光質(zhì)層中含有稀土熒光質(zhì)系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求2所述的燈，其特征在于，所述稀土熒光質(zhì)系統(tǒng)為稀土三色熒光質(zhì)混合物。
4.如權(quán)利要求2所述的燈，其特征在于，所述含熒光質(zhì)層中的氧化鋁，其10-50％重量為γ氧化鋁。
5.如權(quán)利要求3所述的燈，其特征在于，所述含熒光質(zhì)層中的氧化鋁，其10-50％重量為γ氧化鋁。
6.如權(quán)利要求3所述的燈，其特征在于，所述燈為低壓水銀蒸汽放電燈，該燈有一對隔開的電極，所述含熒光質(zhì)層含40-70％重量的熒光質(zhì)和30-60％重量的氧化鋁，該熒光質(zhì)以每平方厘米有0.8-2毫克熒光質(zhì)的涂料重量存在。
7.如權(quán)利要求6所述的燈，其特征在于，所述含熒光質(zhì)層中的氧化鋁，其10-50％重量為γ氧化鋁。
8.一種水銀蒸汽放電燈，包括一個有內(nèi)表面的玻璃封套、放電裝置、維持放電的密封在所述封套內(nèi)的水銀和惰性氣體填充物、以及封套內(nèi)緊靠其內(nèi)表面的含熒光質(zhì)層，該層主要由氧化鋁和稀土熒光質(zhì)系統(tǒng)組成，至少含20％重量的氧化鋁，該氧化鋁中至少有5％重量的γ氧化鋁。
9.如權(quán)利要求8所述的燈，其特征在于，所述稀土熒光質(zhì)系統(tǒng)為稀土三色熒光質(zhì)混合物。
10.如權(quán)利要求8所述的燈，其特征在于，所述氧化鋁中含10-50％重量的γ氧化鋁。
11.如權(quán)利要求9所述的燈，其特征在于，所述燈為低壓水銀蒸汽放電燈，該燈有一對隔開的電極，所述含熒光質(zhì)層含40-70％重量的熒光質(zhì)和30-60％重量的氧化鋁，該熒光質(zhì)以每平方厘米有0.8-2毫克熒光質(zhì)的涂料重量存在。
12.如權(quán)利要求11所述的燈，其特征在于，所述含熒光質(zhì)層中的氧化鋁，其10-50％重量為γ氧化鋁。
全文摘要
一種熒光燈，其玻璃封套內(nèi)有不多于一層的含熒光質(zhì)層，該層至少含20％重量的氧化鋁，并且最好含有稀土三色熒光質(zhì)混合物。
文檔編號H01J61/44GK1150999SQ9611275
公開日1997年6月4日 申請日期1996年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月11日
發(fā)明者J·B·詹斯馬 申請人:通用電氣公司