[发明专利]荧光灯和具有改进了发光效率的高强度放电灯

说明书

本发明涉及荧光灯和高强度放电灯。

众所周知，荧光灯和高强度放电(HID)灯能够高效发光。

荧光灯包括密封有水银和稀有气体的弧管。在弧管的内表面涂有一层荧光体。弧管中进行的放电激励水银发出主波长为254nm的紫外线光。该紫外线光激励荧光体从而发出可见光。这样，就可以获得光通量。传统上这类典型的荧光灯是直管型荧光灯或是环形荧光灯，以及近年来广泛得到介绍的灯泡型荧光灯和紧凑型荧光灯。

HID灯是高压水银灯、金属卤化及高压钠灯的类属名。

高压水银灯是由于100到1000kPa的水银蒸汽放电而发光的。

金属卤化物灯如下所述发光。通过放电，金属卤化物被分解成金属原子和卤素原子。然后金属原子被激励从而发出可见光。

高压钠灯是由于钠蒸汽放电发光的。

作为这些荧光灯和HID灯的基本特性，一直寻求以较少的电功率损耗来获取较大的光通量并得到长的使用期限。为完成这些基本特性已经进行的了有效的研究和开发。

举一个例子，日本专利申请特开平No.H11-167899公开了一种用于延长荧光灯使用期限的技术。根据该公开，由于荧光灯在制造或是被点亮时，钠被从钠玻璃中洗提出来，并且洗提出的钠会与水银反应，因此使用钠玻璃的传统的荧光灯，其发光强度很可能会被降低。鉴于这一点，依照该技术所述的荧光灯使用了这样一种玻璃，该玻璃中的钠不像传统的钠玻璃那样可能从中被提洗出来，以此来防止发光强度被减弱。

同样，举例来说，为了以更小的电功率损耗获得荧光灯的更大光通量，对提高荧光体亮度进行了研究和开发，并通过使弧管更细来确保长的弧长。

这些研究和开发使得荧光灯和HID灯的性能提高到了某种程度。然而，近年来对这些性能进一步进行改进的需求不断提高。为了满足这些需求，需要有进一步降低电功率损耗并提供更大光通量的技术。

本发明的目的在于提高通过放电而发光的灯的发光效率，例如荧光灯和HID灯。

鉴于上述目的，本发明的荧光灯包括荧光管，它是一个包含放射成分的玻璃材料制成的玻璃管。当其暴露在水银受到激励所发出的紫外线光之下时(具有254nm的峰值波长)，放射成分发出波长更长的紫外线光。

换句话说，本发明的荧光灯包括一个玻璃管，其内表面上覆盖着包含上述放射成分的保护层。在由金属氧化物作为基础材料而制成的保护层上，形成了一个荧光层。

根据本发明中的荧光灯，荧光管中的水银蒸汽放电产生峰值波长为254nm的紫外线光。这种紫外线光照射到放射成分上，产生长波的紫外线光和可见光。这种长波紫外线光激励荧光层而发出次级可见光，通过这种作用，用于荧光灯光通量的、由水银受到激励所发出的紫外线光的利用效率得到了提高。由此，与传统的没有放射成分的灯相比，光通量的总量可以被提高至少2％。为了提高玻璃管或保护层中可见光的传输率，最好是将放射成分溶入到形成玻璃管的玻璃材料中，或是溶入到作为保护层基础材料的金属氧化物中。

同样，本发明中的HID灯包括一个由包含上述放射成分的玻璃材料所制成的外壳。当放射成份暴露在弧管中所密封的放射材料激发出的紫外线光之下时，放射成分受到激励从而发出波长更长的紫外线光。

由于放射成分是包含在用于荧光灯和HID灯的玻璃中的，因此最好使用下面列出的元素的氧化物。

这些元素是：

Ti、Zr、V、Nb、Ta、Mo、W、Tl、Sn、Pb、Bi、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb以及Lu。

本发明同样可以应用于白炽灯。在白炽灯中，灯泡含有从上面的元素中选出的放射成分，使得用于白炽灯光通量的，由于放电所发出光的使用效率能够得到提高。

本发明这些和其他目的、优点以及特性将通过下面与说明本发明具体实施例的附图一起的描述，而变得更为清楚。其中：

图1所示是涉及本发明第一实施例的紧凑型荧光灯的外形；

图2是构成荧光灯的荧光管的玻璃管的剖视图；

图3用于解释荧光灯发光的机制；

图4所示是实验2中的发射频谱的测量方法；

图5所示是从实验2得到的发射频谱；

图6是表示由实验3得到的玻璃板厚度和可见光传输率之间关系的特征图；

图7是玻璃管厚度和相关的发光强度之间关系的特征图；

图8是表示荧光层厚度和相关的发光强度之间关系的特征图；

图9是与本发明第二实施例有关的荧光灯弧管的剖视图；

图10所示是与本发明第三实施例有关的水银荧光灯；

图11A所示是与本发明第三实施例有关的金属卤化物灯；