[發(fā)明專利]螢光燈結(jié)構(gòu)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610082983.3
• 申請(qǐng)日: 2006-06-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101093778A
• 公開(kāi)（公告）日: 2007-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林瑞進(jìn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 林瑞進(jìn)
• 主分類號(hào): H01J61/02
• 分類號(hào): H01J61/02;H01J61/35
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 梁揮;徐金國(guó)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明為一種螢光燈，特別是一種照明、光化學(xué)反應(yīng)促進(jìn)或加熱用的螢光燈結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

如圖1所示，為現(xiàn)有的螢光燈結(jié)構(gòu)10，具有一個(gè)密封管體11，其至少一端包含一玻璃制成的通氣管111，用以將管內(nèi)抽真空后及填入適當(dāng)壓力的惰性氣體及水銀(mercury)(或水銀合金)，再將通氣管111燒軟以壓合封閉。而氣體放電管11的內(nèi)壁涂布發(fā)光余輝(afterglow)短的單色螢光粉13(如紅、綠、藍(lán))、多色螢光粉13(如黃、青、橙、白色等)或紅、綠、藍(lán)三色螢光粉13以各種比例混合而成的混合物。前述所謂的短余輝材料是指激發(fā)光關(guān)閉后螢光粉發(fā)出的光強(qiáng)度衰減至二分之一的時(shí)間低于一分的螢光材料，稱之短余輝發(fā)光材料。

當(dāng)由密封管體11兩端的電極組12施加電力后，從熱鎢絲或冷陰極釋出的電子，會(huì)因電場(chǎng)的作用而從一端加速朝向另一端移動(dòng)且能量逐漸增加，電子行進(jìn)過(guò)程中，將水銀氣體原子激發(fā)至激發(fā)態(tài)，被激發(fā)的水銀原子回復(fù)至基態(tài)而釋出激發(fā)光，其主要波長(zhǎng)為185nm(約占5％)及253.7nm(約占60％)。這些光會(huì)被螢光粉13所吸收，而使將螢光粉13被激發(fā)，然后再釋出波長(zhǎng)為380-750nm的可見(jiàn)光，其波長(zhǎng)可以通過(guò)選擇不同的螢光材料而決定。此種氣體放電產(chǎn)生短波長(zhǎng)激發(fā)光誘使螢光粉13釋出可見(jiàn)光的照明方式，為日常居家、辦公室、夜間路燈等普遍采用。

在長(zhǎng)期使用下而致?lián)p壞的螢光燈結(jié)構(gòu)10，其原先填入的水銀有99.8％會(huì)與螢光粉13結(jié)合。主要的原因是等離子的作用下，密封管體11內(nèi)壁的螢光粉13會(huì)與水銀產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成不易汽化、不發(fā)光與不透光的水銀化合物。此一結(jié)果顯示，將螢光粉13涂布于密封管體11內(nèi)部有很大缺點(diǎn)，例如：密封管體11內(nèi)可用水銀的量，會(huì)隨著螢光燈使用時(shí)間的增加而逐漸減少、螢光燈的發(fā)旋光性能也會(huì)隨著使用時(shí)間的增加而逐漸降低。同時(shí)由于螢光粉13涂布于密封管體11內(nèi)壁，易分解釋出氣體物質(zhì)改變密封管體11內(nèi)氣體壓力與影響氣體放電的發(fā)光效率，導(dǎo)致螢光燈發(fā)光不穩(wěn)定及壽命減少。

現(xiàn)有的螢光燈為了維持發(fā)光穩(wěn)定及高效率，因此制造密封管體11時(shí)，密封管體11初始會(huì)填入過(guò)量的水銀，以補(bǔ)充使用過(guò)程的消耗。由于密封管體11溫度會(huì)隨操作時(shí)間上升，蒸發(fā)的水銀使得管中的水銀汽壓增加，而影響氣體放電的電流與電壓之間的關(guān)系，使發(fā)光不穩(wěn)定。此外，水銀與螢光粉13結(jié)合成穩(wěn)定化合物的量增加，使得回收處理?yè)p壞的螢光燈管內(nèi)水銀及螢光粉的困難度增加，含水銀的螢光燈廢棄過(guò)程中也產(chǎn)生了嚴(yán)重的環(huán)保問(wèn)題。此外回收毀壞的熒光燈，因水銀與螢光粉結(jié)合的化合物不易分離，其再利用的成本高，廠商回收廢燈管的意愿低，造成材料資源浪費(fèi)與嚴(yán)重環(huán)保問(wèn)題。

此外另一種常應(yīng)用于屋外街燈的鈉燈，其構(gòu)造與水銀螢光燈類似，其差異點(diǎn)是密封管體內(nèi)填入適當(dāng)壓力的惰性氣體(如氖氣(Neon)與氬氣(Argon)的混合氣)及含鈉物質(zhì)(或水銀加上含鈉物質(zhì))，但管內(nèi)無(wú)螢光粉涂層。此種燈的特點(diǎn)是目前氣體放電管式光源中發(fā)光效率最高者，缺點(diǎn)是鈉原子被激發(fā)后釋出的光波長(zhǎng)僅589.0nm與589.6nm，對(duì)顏色的演繹性(color?rendering)差。另外，鈉原子的蒸汽壓低，欲使密封管體內(nèi)的固態(tài)鈉變成氣態(tài)鈉，必須以高溫(目前常用溫度至少260℃)均勻分布，但是高溫使用環(huán)境會(huì)增加電力消耗。

目前螢光燈技術(shù)的另一缺點(diǎn)是使用的螢光粉13為短余輝的被動(dòng)發(fā)光材料22，即當(dāng)激發(fā)光熄滅螢光粉13即不發(fā)光。為了維持螢光燈的照明亮度，因此必需連續(xù)地通電，如此涂布于管內(nèi)壁的螢光粉13的溫度，將隨著螢光燈使用時(shí)間的增加而上升，而使得受氣體放電產(chǎn)生的等離子與高能量粒子(電子、正離子)撞擊的螢光粉13更易變質(zhì)分解，同時(shí)也使得水銀與螢光粉13反應(yīng)形成不易汽化的水銀化合物也更快速，如此不但影響螢光燈的發(fā)光品質(zhì)與壽命，也限制螢光燈的操作電流(功率)。

另外，目前以紅外光加熱物體的紅外光源，大都是以電阻器材料通電升至高溫，物體表面將熱以光輻射釋出，以近紅外光(波長(zhǎng)900-2000nm)光源而言，通常發(fā)熱體的表面溫度必須加熱至2200℃，不但耗電、高溫發(fā)熱體的周遭必須適當(dāng)保護(hù)，以免引起燙傷。而中紅外光(波長(zhǎng)2000-4000nm)與遠(yuǎn)紅外光(波長(zhǎng)大于4000nm)光源的熱體的表面溫度也必須分別加熱至1030℃與440℃。