TW201225152A - Fluorescent lamp - Google Patents

Description

201225152 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 此發明係關於螢光燈，尤其是關於放射真空紫外光的 螢光燈者。 【先前技術】 先前，於進行有機質不純物之分解的水處理裝置，如 日本特開2008-260017號公報（專利文獻1)所揭示，廣泛 利用低壓水銀燈。 然而，於此種水處理中，也如同文獻1所記載，從低 壓水銀燈放射的紫外線中，尤其真空紫外光之波長1 85nm 的光線特別有效。 但是，於此低壓水銀燈中，爲了利用水銀的發光，產 生以波長2 5 4nm爲中心波長的光線，故波長1 8 5 nm的真空 紫外光係相對地其發光效率非常低。 於圖6揭示該低壓水銀燈的每一發光波長之能量比， 將具有最大峰値之波長254nm的光線之能量設爲100 %時之 其他波長的能量以相對値表示。 據此，低壓水銀燈之波長1 8 5 nm的光線之放射，係從 其全發光強度考量的話，大約爲1 0%以下的較低者。亦即 ，低壓水銀燈有相對於投入電力，波長185nm的發光效率 極低，電力的使用效率不好之問題。 如此，在從低壓水銀燈放射之光線中波長185nm的發 . 光效率較低，對於投入電力無法進行高效率的水處理。在 201225152 此種背景下，期望有高效率放射波長185nm之光線的光源 〇 又，在低壓水銀燈中，點燈時需要水銀充分蒸發，當 然，其特性係依存於水銀的蒸發之狀態者。根據使用燈之 周圍溫度條件，啓動較遲緩而發光特性不穩定，又，在高 輸入的燈中發熱會變高。於上述之水處理裝置適用高輸入 的燈的話，爲了迴避超過燈的最佳水銀蒸氣壓所致之 18 5nm的發光效率降低，需要冷卻設備而有裝置大型化之 問題。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕 〔專利文獻1〕日本特開2008-260017號公報 【發明內容】 〔發明所欲解決之課題〕 此發明欲解決之課題，係有鑒於前述先前技術的問題 點，提供於具備由石英玻璃所成，於內部封入有包含氙之 放電氣體的發光管、形成於該發光管的長邊方向，隔著介 電質而對向之一對的電極、及形成於前述發光管之內面的 螢光體層所構成的螢光燈中，可有效率地發出波長185nm 之真空紫外光，且對於被照射物，熱影響較少，放射特性 穩定的構造。 〔用以解決課題之手段〕 -6- 201225152 ' 爲了解決前述課題，關於此發明的螢光燈之特徵，係 形成於前述發光管內面之螢光體層包含利用鈸賦活的 LaP04螢光體。 又，特徵爲前述钕賦活LaP04螢光體之鈸濃度係1〜 ’ 3 %的範圍。進而，特徵爲於前述一對的電極中配置於發光 管外側的外部電極之表面上具備保護膜。 〔發明的效果〕 依據此發明的螢光燈，螢光體層包含鈸賦活LaP04螢 光體，故可有效率地放射於波長185nm附近具有峰値的真 空紫外光。 尤其，藉由將前述鈸賦活LaP04螢光體之鉸濃度設爲1 〜3 %的範圍，能以非常高的效率將投入至燈的電力轉換爲 真空紫外光。 又，如低壓水銀燈，即使使對燈的輸入成爲高輸入化 ，也不會產生燈的1 8 5 nm附近的發光效率降低之問題，也 有可使冷卻設備小型化之優點。 【實施方式】 圖1係本發明之螢光燈的剖面圖，（A)係軸方向剖面 圖，（B )係其A-A剖面圖。 於圖中，螢光燈1係於由石英玻璃所成的發光管2之外 周面上對向配置一對的外部電極3、4。此外部電極3、4係 爲延伸於管軸方向之大略帶狀的形狀，例如，由混合銀（ 201225152

Ag )與粉玻璃之銀膠、混合金（Au )與粉玻璃之金膠等 的導電膜所形成。 於前述外部電極3、4上，覆蓋有由玻璃層所成的保護 膜7、8，於該外部電極3、4分別連接導線Wl、W2，該等 連接於產生高頻電壓的電源9。 前述發光管2係由對於波長18 5nm的真空紫外光具有高 透射性的合成石英玻璃所成。進而，爲了有良好的紫外線 照射維持率，使用OH基含有量較高的合成石英玻璃，例 如，可使用信越石英公司製的F310。 然後，於該發光管2內，作爲放電氣體而封入稀有氣 體，但是，作爲稀有氣體係僅爲氙或爲氙與其他稀有氣體 的混合氣體之任一皆可。 如圖1 ( B )及圖2所詳細揭示般，於發光管2的內面， 玻璃層5以幾近擴散至全區域之方式形成，並以層積於此 玻璃層5的內表面上之方式形成螢光體層6。再者，如後述 般’於發光管與玻璃層之間，除了一部分之外，也可形成 紫外線反射膜。 前述玻璃層5係用以對於構成發光管2的石英玻璃而使 螢光體層6附著者，作爲其玻璃特性，理想爲軟化點在螢 光體的燒成溫度（400〜900 °C )範圍者。 例如，軟質玻璃及硬質玻璃，理想爲有良好耐熱衝擊 性的硬質玻璃。作爲具體的材質，硬質玻璃之狀況中’硼 矽酸玻璃（S i - B - 0系玻璃，軟化點：約8 0 0 °C )、矽酸鋁 玻璃（S i - A1 - Ο系玻璃，軟化點：約9 〇 〇 °C )、或者以該等 201225152 任一的組合爲基準’添加鹼土氧化物或鹼金屬氧化物、金 屬氧化物的玻璃爲佳。 關於此種玻璃層5，如日本特開2010-56007號公報所 記載，藉由使螢光體層6與發光管2之間中介存在玻璃層5 ，發揮可將螢光體的燒成溫度設定爲較低，可穩定地保持 螢光體層6的作用效果者。而且，成爲可抑制玻璃層5所致 之透射率的降低，可有效率地放射所期望之紫外光的燈。 構成螢光體層6的螢光體，係被照射藉由發光管內之 氙氣的準分子發光所放射之172nm等的真空紫外光，藉此 激發，於波長185ηιη具有發光峰値者，利用以下述一般式 表示之钕賦活的LaP04螢光體。 (Lai-x，Ndx ) PO4 藉由使用前述螢光體，可提供將波長185nm的發光特 性設爲最大，效率極爲良好的螢光燈。 針對此種螢光燈舉出具體的數値的話，如以下所述。 發光管的全長：約300〜2000mm，管的厚度：0.5〜 2mm。又’螢光體層的平均厚度：1〇〜20 μιη，形成於螢光 體層與發光管之間的由低軟化點玻璃所成之玻璃層的厚度 :1 〜3 0 μ m 〇 圖3係關於本發明之其他實施形態之螢光燈的剖面圖 。於在發光管2的內面形成紫外線反射膜10，切除其圓周 狀的一部份來形成光圏11，於該紫外線反射膜1 〇上，層積 . 形成玻璃層5與螢光體層6者。 • 前述紫外線反射膜10，係包含焦磷酸鈣（Ca2P207 ) -9- 201225152 、磷酸鈣（Ca3 (P〇4) 2)、焦磷酸鎂（Mg2P2〇7) &Ba-N a - S i - Ο、S i Ο 2、A丨2 Ο 3之任一者，該等總量以超過5 0 %的 範圍包含於膜中爲佳。 依據此實施形態’在發光管2內產生之紫外線係一邊 在該發光管內藉由紫外線反射膜10反射’—邊以光圏11部 份的螢光體層6、玻璃層5之順序透光’往發光管2的外部 具有指向性而放射。 以下，說明本發明的具體例。 1. 螢光體的製造方法 首先，製作銨賦活LaP04螢光體時，作爲原材料，使 用 La203，H2P04，Nd20 3 的粉末。 在此具體例中，在將一般式以（Lai-x，Ndx ) ?〇4來表 示時，以成爲χ=〇·〇1〜0.11的組成比之方式進行調製。以 成爲設定之化學計量比例之方式秤量並混合原料粉末，進 行燒成。燒成條件係在大氣中（或混入若干還原性氣體亦 可）以1 200〜1 400 °C，進行約2h程度。燒成後，以進行粉 碎，平均粒徑成爲約3〜5μιτι之方式進行分級。 2. 螢光燈的製作 依據圖1所示之構造，製作外部電極型的稀有氣體蛋 光燈1。發光管2係由透射真空紫外光的合成石英玻璃所成 。於此合成石英玻璃製之發光管2的內表面，覆蓋低溶點 玻璃的粉末’形成玻璃層5，改善與螢光體層6的附著性。 -10- 201225152 ' 在螢光體的塗佈時，將該螢光體與加有硝化纖維素的醋酸 丁酯混合，製作螢光體漿液，並塗佈於前述的螢光管內面 〇 接下來，於發光管2的外表面上，將金或混合銀與粉 玻璃的膠材作網板印刷並燒成，藉此形成外部電極3、4。 進而，於該等電極3、4上，將使Si-B-0的玻璃粉末成爲膠 狀者作網板印刷來進行印刷並燒成。如此，形成於電極上 的玻璃層係具有作爲電極表面的保護膜7、8的功能。在此 使用的玻璃材係膨脹係數爲30x1 0_1 2 3 4 5 ( 1/K )以下者爲佳。 又，於發光管2，將乂6氣體封入21.31^&(1601'〇1*〇。 1 .點燈實驗 2 將如上所製作之螢光體的組成不同的螢光燈1連接於 點燈電源9，施加VC.P=1 700V的矩形波而使其點燈，進行 放射之光線的分光光譜測定。測定使用分光器（牛尾電機 製，USR40及VUV分光器）。 3 於圖4，揭示銨的莫耳濃度χ = 0.02 ( 2莫耳％ )的分光 分布圖。 4 又，於圖5揭示銨濃度與波長185nm之放射強度的關係 。再者，在同圖中，使用钕濃度爲1·5莫耳％之螢光體的燈 表示出最大強度，故將此設爲1 〇〇%，以相對値表示其他強 度。 5 如同圖所不’可知銳濃度爲1〜3莫耳％的範圍，爲大 略7 0%以上的範圍，可爲實用範圍。 201225152 如以上所說明般，依據關於本發明的螢光燈，可藉由 設爲螢光體層包含利用鈸賦活的LaP〇4螢光體，有效率地 放射於波長185nm附近具有峰値的真空紫外光。 【圖式簡單說明】 〔圖1〕本發明之螢光燈的剖面圖。 〔圖2〕圖1之B部的放大剖面圖》 〔圖3〕揭示本發明其他實施形態之螢光燈的剖面圖 〇 〔圖4〕揭示本發明之螢光燈的發射光譜之一例的圖 〇 〔圖5〕揭示（Lai.x,Ndx ) P04螢光體的Nd濃度（X ) 與發光強度之關係的圖表。 〔圖6〕以相對値揭示先前之低壓水銀燈的每一放射 波長之光輸出的圖。 【主要元件符號說明】 1 :螢光燈 2 :發光管 3，4 :電極 5 :玻璃層 6 :螢光體層 7，8 :電極保護膜 1 〇 :紫外線反射膜 1 1 :光圈 -12-

Claims (1)

1. 201225152 七、申請專利範圍： 1. —種螢光燈，係具備：由石英玻璃所成，於內部封 入有包含氙之放電氣體的發光管；形成於該發光管的長邊 方向，隔著介電質而對向之一對的電極；及形成於前述發 光管之內面的螢光體層，該螢光燈之特徵爲： '前述螢光體層，係包含利用銨賦活的LaP04螢光體。 2. 如申請專利範圍第1項所記載之螢光燈，其中， 前述钕賦活LaP04螢光體之銨濃度，係1〜3莫耳％的 範圍。 3 .如申請專利範圍第丨項或第2項所記載之螢光燈，其 中， 於前述一對的電極中配置於發光管外側的外部電極之 表面上具備保護膜。 -13-