專利名稱：無汞燈和燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無汞燈和包括該無汞燈的燈具。本發(fā)明特別涉及一種燈，例如具有被充以惰性氣體的放電管的無汞燈。
背景技術(shù)：
無汞燈已引起人們注意，而且這種注意近年來考慮到環(huán)保尤其在上升，因為它使用象氙這樣的惰性氣體作為主要放電介質(zhì)，而且完全不使用水銀。此外，使用惰性氣體的無汞燈具有的有益效果在于它提供一定水平的亮度，雖然它比水銀燈較少受環(huán)境溫度的影響(參見日本專利申請公開No.62-281256和日本實用新型申請公開No.2-67554)。
因此，組合了無汞燈和熒光燈的無汞熒光燈業(yè)已被開發(fā)用作一般照明。
然而，無汞熒光燈具有比含汞熒光燈低的亮度，(在下文中，僅僅的“熒光燈”預(yù)示為含汞的熒光燈)。因此，使用無汞熒光燈作為可選擇的光源，用作廣泛用于一般照明的熒光燈來說，需要提高其亮度。一種可能的設(shè)想是，為了提高亮度，只需提高其驅(qū)動電流。
然而，當在一定點上不斷地提高驅(qū)動電流時，陽極區(qū)將從彌散狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楸葟浬顟B(tài)具有更低熒光亮度的收縮狀態(tài)。就處于彌散狀態(tài)的陽極區(qū)來說，亮度的提高與驅(qū)動電流成正比。然而隨著陽極區(qū)從彌散狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槭湛s狀態(tài)，亮度急劇地下降。如由此可以顯見的那樣，僅僅提高驅(qū)動電流可能招致亮度下降的局面。
上述問題并不局限于無汞熒光燈，而且也可應(yīng)用于發(fā)射紫外光線直接用于例如殺菌的無汞紫外燈。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠提高紫外光輻射量(亮度)，而不增加超過必要的驅(qū)動電流的無汞燈，以及包括該無汞燈的燈具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的通過一種無汞燈來實現(xiàn)，其包括被充以惰性氣體的放電管；被提供在該放電管內(nèi)的第一內(nèi)電極單元和第二內(nèi)電極單元；以及外部電極，其提供在該放電管的外表面上，于點燃期間處于與第一和第二內(nèi)電極單元之間形成的放電通路對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，以使沿此放電通路形成的陽極區(qū)，由該外部電極在橫截面區(qū)域內(nèi)擴展。由于所述結(jié)構(gòu)，當向第一和第二內(nèi)部電極單元供給電能，以在兩個內(nèi)部電極單元之間產(chǎn)生彌散的陽極區(qū)時，該彌散的陽極區(qū)由該外部電極在橫截面區(qū)域內(nèi)擴展。也就是說，放電通路被擴展(寬度增加)。這使受激勵的惰性氣體原子的數(shù)量增加，從而使紫外光輻射量增加。這便使紫外光輻射量能夠增加，而不增加超過必要的電流。
本發(fā)明的燈具可提供與上述無汞燈相同的有益效果，因為它包括上述無汞燈和用于點燃該無汞燈的照明電路。


圖1A和1B分別為實施例1的無汞熒光燈的局部剖視平面圖和局部剖視側(cè)面圖；圖2表示實施例1的燈具；圖3為表示一對照燈中如何產(chǎn)生彌散的陽極區(qū)的照片；圖4A和4B表示當在對照燈中產(chǎn)生彌散的陽極區(qū)時，電極之間的電壓/電流波形；圖5為表示對照燈中如何產(chǎn)生收縮的陽極區(qū)的照片；圖6A和6B表示當在對照燈中產(chǎn)生收縮的陽極區(qū)時，電極之間的電壓/電流波形；圖7為表示對照燈點燃時的照片；圖8為表示實施例1的無汞熒光燈點燃時的照片；圖9A至9D分別表示實施例1的無汞熒光燈中，總光通量、功率消耗、發(fā)光效率和峰值電壓隨外部電極的位置改變而發(fā)生的變化；圖10A至10D分別表示實施例1的無汞熒光燈中，總光通量、功率消耗、發(fā)光效率和峰值電壓隨外部電極的寬度改變而發(fā)生的變化；圖11表示實施例2的無汞熒光燈；圖12A至12C分別表示總光通量、功率消耗和發(fā)光效率，隨著作為外部電極提供在實施例2的無汞熒光燈中的兩塊鋁帶之一位置的改變而發(fā)生的變化；圖13為表示實施例2的無汞熒光燈點燃時的照片；圖14表示實施例3的無汞熒光燈；圖15為表示實施例3的無汞熒光燈點燃時的照片；圖16表示用于在對照燈和實施例1至3的無汞熒光燈之間進行對比時作為不同燈特性的測量結(jié)果；圖17A和17B分別為實施例4的無汞熒光燈的局部剖視平面圖和局部剖視側(cè)面圖；圖19為表示實施例4的無汞熒光燈中，發(fā)光效率如何隨連接在外部電極上的電阻器的阻值改變而發(fā)生的變化；圖20表示改進的實施例4的燈具；圖21表示實施例5的燈具；圖22A至22E表示外部電極的一些改型；圖23A至23E主要表示玻璃泡的一些改型；圖24A為扁平型無汞熒光燈的局部剖視平面圖；圖24B為沿圖24A中J-J線所取的局部剖視截面圖；圖24C為沿圖24A中K-K線所取的截面圖；具體實施方式
以下將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。
實施例1圖1A為實施例1的無汞熒光燈2的局部剖視平面圖。1B為無汞熒光燈2的局部剖視側(cè)面圖。在此應(yīng)當指出，包括圖1A和1B的附圖中所示構(gòu)件未被均勻地按比例縮小。
該無汞熒光燈2包括類圓柱形的玻璃泡4，它由鈉鈣玻璃制成，且在垂直其縱軸的平面上的截面為圓形。該玻璃泡4被作為放電管的示例表示。該玻璃泡4具有26mm的內(nèi)徑。
該無汞熒光燈2還包括由玻璃泡4的兩端支撐的導(dǎo)線6，8，10，12，其中該玻璃泡被密封。導(dǎo)線6和8相互平行，導(dǎo)線10和12相互平行。導(dǎo)線6和10在同一軸線上，導(dǎo)線8和12在同一軸線上。
導(dǎo)線6，8，10，12的端部分別與設(shè)置在玻璃泡4內(nèi)部的內(nèi)電極14，16，18，20連接。也就是說，無汞熒光燈2在玻璃泡4內(nèi)包括兩對相對的內(nèi)電極內(nèi)電極14和16彼此相對而構(gòu)成一對；內(nèi)電極18和20彼此相對而構(gòu)成一對。換而言之，該無汞熒光燈2包括在本實例中為陰極的第一內(nèi)電極單元19，和在本實例中為陽極的第二內(nèi)電極單元15，如隨后將描述的那樣。進一步，這可被理解為，第一內(nèi)電極單元19包括多個(在本實例中為兩個)電極18和20，第二內(nèi)電極單元15包括多個(在本實例中為兩個)電極14和16。
在本實例中，兩個相對的每對內(nèi)電極之間的距離D1為50mm，兩對內(nèi)電極之間的距離D2(基本上為平行設(shè)置的內(nèi)電極之間中心到中心的距離)為10mm。此內(nèi)電極14，16，18，20例如由鎳制成。
熒光層22形成在玻璃泡4的內(nèi)表面(內(nèi)壁)上，以覆蓋其與兩對內(nèi)電極對應(yīng)的至少一個面積和夾在兩對內(nèi)電極當中的區(qū)域。熒光層22包括象被紫外線激勵時發(fā)藍光的BaMgAL10O17:Eu這樣的熒光物質(zhì)。
玻璃泡4被充以惰性氣體的混合氣體(未表示)氙(Xe)，氖(Ne)和氬(Ar)。此混合氣體的混合比(壓力比)為Xe∶Ne∶Ar＝70∶27∶3，而且充氣壓力為13,3kPa。
外部電極24被沿著圓周提供在玻璃泡4外表面上預(yù)定位置。該外部電極24為導(dǎo)電件，且在本實例中由鋁帶形成。該鋁帶的寬度W1為2,5mm，且其厚度為0,1mm。在實施例1中，該外部電極24，被通過沿管軸方向在距離內(nèi)電極18和20為D3的位置將鋁帶纏繞在玻璃泡4周圍而形成為環(huán)狀外部電極。該距離D3將在隨后描述。
圖2表示包括該無汞熒光燈2的燈具30。
該燈具30包括作為照明電路實例的負脈沖照明電路32(下文中僅稱為“照明電路32”)。該照明電路32包括直流電源34，10kΩ的電阻器36，電容器38，二極管40，F(xiàn)ET42等。這些元件被連接如圖2所示。在圖2中，附圖標記44和46表示調(diào)節(jié)流過無汞熒光燈2的電流用的“放電電流限流電阻”。這些放電電流限流電阻為其阻值可在0kΩ至100kΩ范圍內(nèi)改變的可變電阻。附圖標記48，50和52表示被提供來通過示波器測量電流值(電流波形)的1kΩ的電阻器。如本實例的圖2所示，內(nèi)電極18和20(第一內(nèi)電極單元19)為陰極，內(nèi)電極14和16(第二內(nèi)電極單元15)為陽極，而且外部電極24被連接到陽極(GND)一側(cè)(下文中，內(nèi)電極18和20可被稱為內(nèi)電極陰極18和20，內(nèi)電極14和16可被稱為內(nèi)電極陽極14和16)。在這種情況下，如從圖2所示電路圖中顯見的那樣，在正常照明期間，外部電極24被保持一定的電位，該電位不同于沿著形成在相對的電極之間的放電通路形成的陽極區(qū)的電位(在本實例中，該外部電極24被保持在高于陽極區(qū)電位的電位上)。
這里，在開始描述如何通過燈具30點燃無汞熒光燈2之前，先來描述彌散的陽極區(qū)和收縮的陽極區(qū)。
通過從燈具30的無汞熒光燈2中除去外部電極，并在玻璃泡4中以6,7kPa的充氣壓力僅充以氙(Xe)作為填充氣體，制備一樣品燈，所制備的樣品燈通過脈沖發(fā)光(pulse lighting)的照明電路32點燃。該脈沖的重復(fù)頻率于點亮?xí)r測得為10kHz，脈沖寬度為20μs。
圖3表示點亮?xí)r的照片。圖4A和4B表示電極之間的電壓/電流波形。圖4A表示電極14和18之間的電壓/電流波形。圖4B表示電極16和20之間的電壓/電流波形。在圖4A和4B中，水平軸表示時間〔μs〕，左面的豎直軸表示電壓〔V〕，右面的豎直軸表示電流〔mA〕，電壓波形由實線代表，電流波形由短劃線代表。而且，上方和下方的虛線分別代表0〔V〕線和0〔mA〕線。
如圖3所示，在此點亮的燈中，陽極區(qū)在其整個長度上徑向擴展(彌散，在此彌散狀態(tài)下的陽極區(qū)稱之為“彌散的陽極區(qū)”)。
在此彌散狀態(tài)下，陽極區(qū)輻射大量的紫外光，且此紫外光通過熒光物質(zhì)轉(zhuǎn)換為大量的可見光，由此提供高亮度。也就是說，就處于彌散狀態(tài)的陽極區(qū)來說，紫外光輻射量與電流的大小成比例地增加。
然而，如果電流超出一定的值(此值稱為“狀態(tài)轉(zhuǎn)折點電流值”)，則陽極區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槿鐖D5的照片所示被收縮成一條線的狀態(tài)(這種狀態(tài)下的陽極區(qū)稱為“收縮的陽極區(qū)”)。圖6A和6B表示當陽極區(qū)處于收縮狀態(tài)時，電極之間的電壓/電流波形。圖6A表示電極14和18之間的電壓/電流波形，圖6B表示電極16和20之間的電壓/電流波形，如圖4A和4B中的情況。
收縮的陽極區(qū)中的紫外光輻射量，遠比彌散的陽極區(qū)中的紫外光輻射量小。其結(jié)果是，隨著陽極區(qū)轉(zhuǎn)變成收縮狀態(tài)，燈的亮度急劇下降。也就是說，從陽極區(qū)中輻射出最大量的紫外光，是直接在陽極區(qū)從彌散狀態(tài)過渡到收縮狀態(tài)之前。
考慮到上述情況，本實施例中的燈具30控制可變電阻44和46，以使無汞熒光燈2直接是在陽極區(qū)從彌散狀態(tài)過渡到收縮狀態(tài)之前發(fā)光。
下面描述實施例1中的無汞熒光燈2如何被點燃。
此處應(yīng)當指出，在以下的描述中，認為是在以下的照明條件下點燃無汞熒光燈2該脈沖重復(fù)頻率為30kHz；脈沖寬度為20μs。
返回到圖1A和1B，本實施例的無汞熒光燈2是在上述照明條件下被點燃，外部電極24形成在距內(nèi)電極18和20為10mm的位置(作為距離D3)。圖8表示點亮?xí)r照片。通過從燈具30的無汞熒光燈2中除去外部電極24，制備了對照燈，且此對照燈在同樣的照明條件下被點燃。圖7表示該對照燈的點燃情況。
由圖7和圖8可以理解，在包括外部電極24及其附近的區(qū)域內(nèi)，陽極區(qū)已被進一步擴展(也就是說，陽極區(qū)的橫截面積已經(jīng)增大)。這是因為該陽極區(qū)被圍繞它的、且被保持在比該陽極區(qū)電位高的電位上的外部電極24向外牽引。陽極區(qū)橫截面積的增大，即放電通路的擴大，使得受激勵的原子數(shù)增加，從而使紫外光輻射強度增加。這就使作為熒光物質(zhì)轉(zhuǎn)換結(jié)果而產(chǎn)生的可見光的量增加，并使燈的亮度改善(光通量增加)。此外，陽極區(qū)的擴大，引起從靠近熒光層的位置輻射紫外光。這又增加了光通量。上述有益效果通過以下實驗被證實。
〔實驗1〕通過在從0mm至50mm的范圍內(nèi)如圖1A所示改變外部電極24和內(nèi)電極18及20之間的距離D3，對于燈的特性進行測量。
測量結(jié)果被表示在圖9A至圖9D中。圖9A表示外部電極位置和總光通量之間的關(guān)系。圖9B表示外部電極位置和功率消耗之間的關(guān)系。圖9C表示外部電極位置和發(fā)光效率之間的關(guān)系。圖9D表示外部電極位置和所施加電壓(內(nèi)電極之間的峰值電壓)之間的關(guān)系。在圖9A至圖9D中，虛線代表對照燈的測量結(jié)果。在此應(yīng)當指出，總光通量乃是由使用積分光度計測得的照度值轉(zhuǎn)換來的值。
如圖9A所示，不論外部電極24的位置如何，無汞熒光燈2的總光通量總是高于對照燈。也就是說，無汞熒光燈2的總光通量總是高于對照燈，不論連接在陰極(GND)一側(cè)的外部電極沿玻璃泡4管軸方向(也就是在，沿穩(wěn)定照明期間形成的放電通路的方向上)是定位在內(nèi)電極陰極18和20附近，還是定位在內(nèi)電極陰極14和16附近。當距離D3為7,5mm時，測得總光通量的最大值(24,0〔lm〕)。隨著距離D3變得大于7,5mm，總光通量逐漸下降。作為整體，無汞熒光燈2的總光通量比對照燈高約10％。上述測量結(jié)果表明，從獲得盡可能高的光通量的觀點看，優(yōu)選外部電極24被置于比內(nèi)電極陽極14和16更靠近內(nèi)電極陰極18和20(在D3＝7,5mm的位置最為可取)。這是因為當外部電極24被置于內(nèi)電極陰極18和20附近時，外部電極24能夠防止電流聚集在內(nèi)電極陰極18和20上面而趨于形成陰極輝點，并且防止陽極區(qū)被發(fā)生在內(nèi)電極之間的放電收縮。
如圖9B所示，作為整體，無汞熒光燈2的功率消耗比對照燈高約10％。而且作為整體，無汞熒光燈2的功率消耗約為固定的，幾乎不變而與外部電極24的位置無關(guān)。然而當距離D3＝0mm時，無汞熒光燈24的功率消耗急劇增加。
其中原因之一認為，當外部電極24和內(nèi)電極18及20間的距離為0時，在外部電極24和內(nèi)電極18及20之間發(fā)生放電。
如圖9C所示，隨著距離D3變得大于0mm，發(fā)光效率逐漸提高，且當大約D3＝15mm時變成最大，然后逐漸降低。而且，當D3在從10mm至40mm的范圍內(nèi)時，無汞熒光燈2的發(fā)光效率可靠地比較高。
如圖9D所示，本實驗中無汞熒光燈2所施加的電壓總比對照燈低。這可歸因于無汞熒光燈2中提供外部電極24這一事實。約當D3＝15mm時，無汞熒光燈2所施加的電壓變成最低。施加的電壓越低，電源的尺寸可以越小，其便于燈的設(shè)計。由圖9D判斷，優(yōu)選D3在從5mm至20mm的范圍內(nèi)，更為優(yōu)選D3在從10mm至20mm的范圍內(nèi)。
〔實驗2〕作為第二個實驗，通過在從1mm至17,5mm的范圍內(nèi)改變外部電極的寬度W1(參見圖1A)，對于燈的特性進行測量。在這個實驗中，距離D3被固定在10mm，對于此，比較大的總光通量和比較高的發(fā)光效率在實驗中曾被測量過。
測量結(jié)果被表示在圖10A至圖10D中。在圖10A至圖10D中，水平軸表示外部電極的寬度W1，豎直軸表示與圖9A至9D中相同的內(nèi)容。在圖10A至圖10D中，虛線表示對照燈的測量結(jié)果。在此應(yīng)當指出地是，雖然對照燈的值于圖9A和10A之間、于圖9B和10B之間，以及于圖9C和10C之間略有變化，這是由于實驗1和2是在不同的時間進行的。這還適用于實驗1和2的結(jié)果與實驗3和4的結(jié)果之間的關(guān)系，將在隨后敘述。
如圖10A所示，無汞熒光燈2的總光通量在本試驗中總是高于對照燈。當寬度W1在從5mm至15mm的范圍內(nèi)時，無汞熒光燈2的總光通量約為固定的。當寬度W1為此范圍內(nèi)的10mm時，總光通量的最大值(23,8〔lm〕)被測得。隨著寬度W1變得大于10mm，總光通量逐漸降低。這是由于本實例中用作外部電極的鋁帶遮光。
如圖10B和10C所示，隨著寬度W1變大，功率消耗變大，而且發(fā)光效率下降。發(fā)光效率的降低歸因于功率消耗的增加。功率消耗的增加被認為歸因于下面的原因。也就是說，發(fā)生在外部電極和內(nèi)電極之間的放電為介電壁壘放電(a dielectric barrier discharge)，其中存在于外部電極和內(nèi)電極之間的玻璃泡變成了電容。這就是說，隨著外部電極寬度的增大，外部電極與玻璃泡外表面接觸的面積增加。這也就增加了電容，而且同樣地增加了流入外部電極的電流。這就使功率消耗增加。
如圖10D所示，隨著外部電極24寬度W1變大，所施加的電壓下降。
顧及實驗1和2的結(jié)果，優(yōu)選外部電極24和內(nèi)電極18及20間的距離為10mm，而且優(yōu)選外部電極24的寬度W1為2,5mm或更小。
在上述實例中，僅藍熒光物質(zhì)(BaMgAl10O17:Eu)被用作構(gòu)成熒光層的熒光物質(zhì)。然而并不局限于此，作為構(gòu)成熒光層的熒光物質(zhì)，可以使用藍熒光物質(zhì)(BaMgAl10O17:Eu)、紅熒光物質(zhì)(Y2O3:Eu)、綠熒光物質(zhì)(LaPO4:Ce，Tb)的混合熒光物質(zhì)，以便作為整體發(fā)出白光。
與實施例1中無汞熒光燈2相符合的燈被制造過，其中上述三色熒光物質(zhì)被用來形成熒光層，而且外部電極24被提供為放置2,5mm寬的鋁帶在距離內(nèi)電極18及20為10mm(以作為距離D3)的位置。所制造的燈提供以180〔lm〕的總光通量，和50〔lm×W-1〕的發(fā)光效率。
實施例2圖11為實施例2的無汞熒光燈60的局部剖視平面圖。在實施例1的無汞熒光燈2中(參見圖1A和1B)，外部電極由一塊鋁帶組成。在實施例2的無汞熒光燈60中，兩塊鋁帶被用作外部電極。在其他方面，實施例2的無汞熒光燈60具有與實施例1的無汞熒光燈2基本相同的結(jié)構(gòu)。因此，以下對實施例2的描述將以與實施例1的區(qū)別為中心，對于共同組件則賦予相同的附圖標記，并且省略對共同組件的描述。
無汞熒光燈60配備有與外部電極24類似的鋁帶62，且被沿其外圍設(shè)置在玻璃泡4的外表面上。也就是說，在實施例2的無汞熒光燈60中，外部電極64由兩決鋁帶24和62組成。為方便起見，24這塊鋁帶又稱為第一外部電極24，62這塊鋁帶又稱為第二外部電極62。盡管并未表示，第二電極62被導(dǎo)線連接在圖2所示的電路中，以使此第二外部電極62被保持在與第一外部電極24相同的電位下。
〔實驗3〕作為第三個實驗，實驗3以與實驗1相同的方式進行，即通過將第一外部電極24和第二外部電極62兩者的寬度設(shè)置為2,5mm，將外部電極24距內(nèi)部電極18和20的距離D3固定在10mm，并且改變第二外部電極62至內(nèi)部電極18和20的距離D4。圖13為表示當?shù)诙獠侩姌O置于玻璃泡4中間時(D4＝25mm)，點亮的無汞熒光燈60的照片。
測量結(jié)果被表示在圖12A至12C中。圖12A表示第二外部電極62的位置和總光通量之間的關(guān)系。圖12B表示第二外部電極62的位置和功率消耗之間的關(guān)系。圖12C表示第二外部電極62的位置和發(fā)光效率之間的關(guān)系。在圖12A至圖12C中，虛線代表對照燈的測量結(jié)果。而且短劃線表示僅使用第一外部電極24且距離D3被設(shè)置為10mm時，從實驗1獲得的最佳值。
如圖12A所示，不論第二外部電極62的位置如何，無汞熒光燈60的總光通量總是高于對照燈。作為整體，無汞熒光燈60的總光通量高于對照燈約30％。隨著第二外部電極62更加遠離內(nèi)部電極18和20，總光通量增加。當距離D4為50mm時，測得總光通量的最大值(26,0〔lm〕)。而且，當?shù)诙獠侩姌O62置于比第一外部電極24更靠近內(nèi)電極陽極14和16時，測得的總光通量超過只使用第一外部電極24的燈由短劃線表示的總光通量。據(jù)認為，這是由于在第一外部電極24和內(nèi)電極14及16之間的空間中，由第一外部電極24擴展的陽極區(qū)，被第二外部電極62防止收縮。
如圖12B所示，實施例2中無汞熒光燈60的功率消耗大于由虛線表示的對照燈約30％，但與僅使用第一外部電極24的燈由短劃線表示的大致相同。而且此功率消耗大致為固定的，不論第二外部電極62的位置如何。據(jù)認為這是由于與玻璃泡4的外表面相接觸的第一外部電極24和第二外部電極62的總面積不變，，即使第二外部電極62的位置發(fā)生變化。
如圖12C所示，隨著實施例2中無汞熒光燈60的第二外部電極62越來越遠離內(nèi)電極18和20，發(fā)光效率在提高。當距離D4在從5mm至小于30mm的范圍內(nèi)時，無汞熒光燈60的發(fā)光效率，約與僅使用第一外部電極24的燈由虛線表示的發(fā)光效率相同。然而當距離D4為30mm或更大時，無汞熒光燈60的發(fā)光效率超過僅使用第一外部電極24的燈。由此可以判斷，就發(fā)光效率而論，優(yōu)選第一外部電極24被置于更靠近一組電極(在本實例中為內(nèi)部電極陰極18和20)，而且第二外部電極62被置于更靠近另一組電極(在本實例中為內(nèi)電極陽極14和16)。
實施例3圖14為實施例3中無汞熒光燈70的平面圖。實施例3的無汞熒光燈70具有與實施例1中無汞熒光燈2基本上相同的結(jié)構(gòu)，除了外部電極的形狀之外。因此，以下對實施例3的敘述將以與實施例1的區(qū)別為中心，對于共同的組件則賦予同樣的附圖標記，而且省略對共同組件的描述。
無汞熒光燈70配備以外部電極72，其由沿玻璃泡4外圍螺旋纏繞在其外表面周圍的2,5mm寬的鋁帶組成。鋁帶在玻璃泡4周圍開始纏繞，是在其表面上與其內(nèi)部存在的內(nèi)電極陰極18和20對應(yīng)的位置；鋁帶在玻璃泡4周圍結(jié)束纏繞，是在其表面上與其內(nèi)部存在的內(nèi)電極陽極14和16對應(yīng)的位置。鋁帶以相同的節(jié)距在其周圍被纏繞多次(在本實例中為4次)。而且引線(未表示)被連接在鋁帶的陰極側(cè)一端，以使外部電極72被保持在不同于陽極區(qū)電位的電位下。
圖15為表示當無汞熒光燈70被圖2所示的照明電路32點亮?xí)r，其發(fā)光情況的照片。
當與圖8所示實施例1的無汞熒光燈2的發(fā)光、與圖13所示實施例2的無汞熒光燈60的發(fā)光進行對比時，可以發(fā)現(xiàn)，圖15的無汞熒光燈70沿管軸方向，在玻璃泡4的整個長度上呈現(xiàn)最大的陽極區(qū)擴展。
〔實驗4〕相應(yīng)地，與對照燈、無汞熒光燈2、無汞熒光燈60和無汞熒光燈70符合的燈被制成，其中僅以10,7kPa的充氣壓力在玻璃泡4中被充以氙氣(Xe)作為填充氣體(這些燈分別被稱為對照燈L、無汞熒光燈2L、無汞熒光燈60L和無汞熒光燈70L)。這些燈被進行實驗，并且燈的各種特性被進行測量。
此處，在無汞熒光燈2L，60L和70L中，構(gòu)成外部電極的鋁帶的寬度被設(shè)置為2,5mm。在無汞熒光燈2L中，第一外部電極24距內(nèi)電極陰極18和20的距離D3(參見圖1A)被設(shè)置為10mm。在無汞熒光燈60L中，第一外部電極24和第二外部電極62距內(nèi)電極陰極18和20的距離D3和D4(參見圖11)，分別被設(shè)置為10mm和25mm。在無汞熒光燈70L中，螺旋的節(jié)距被設(shè)置為10mm。
測量結(jié)果被表示在圖16中。
如圖16所示，無汞熒光燈70L的總光通量最高，接下來依次是無汞熒光燈60L、無汞熒光燈2L和對照燈L。作為放電電壓的測量結(jié)果(同為峰值電壓)，呈現(xiàn)相反的順序，而且無汞熒光燈70L最低。對照燈L的功率消耗最小，接下來依次為無汞熒光燈2L、無汞熒光燈60L和無汞熒光燈70L。據(jù)認為這是由于，隨著與玻璃泡外表面接觸的外部電極面積的增大，功率消耗增加。由于這個原因，作為發(fā)光效率的測量結(jié)果，與功率消耗的結(jié)果類似。
實施例4圖17A為實施例4的無汞熒光燈90的局部剖視平面圖。圖17B為無汞熒光燈90的局部剖視側(cè)面圖。
實施例4的無汞熒光燈90具有與實施例1的無汞熒光燈2(參見圖1A和1B)基本相同的結(jié)構(gòu)，除了熒光層和陰極側(cè)內(nèi)電極單元的結(jié)構(gòu)之外。因此，以下對實施例4的敘述將以與實施例1的區(qū)別為中心，對于共同的組件則賦予同樣的附圖標記，而且省略對共同組件的描述。
在實施例1的無汞熒光燈2中，只有藍色熒光物質(zhì)(BaMgAl10O17:Eu)被用作構(gòu)成熒光層的熒光物質(zhì)。然而在實施例4的無汞熒光燈90中，熒光層91由藍熒光物質(zhì)(BaMgAl10O17:Eu)、綠熒光物質(zhì)(LaPO4:Ce，Tb)和紅熒光物質(zhì)(Y2O3:Eu)組成，以至于作為整體發(fā)出白光。
在實施例1的無汞熒光燈2中，陰極側(cè)內(nèi)電極單元和陽極側(cè)內(nèi)電極單元中的每個均由多個電極(在本實例中為2個)組成。然而在實施例4的無汞熒光燈90中，陰極側(cè)內(nèi)電極單元由單個內(nèi)電極92組成。這種結(jié)構(gòu)方便燈的制造，因為它使燈的結(jié)構(gòu)簡化。此外，這種結(jié)構(gòu)還使供電系統(tǒng)簡化，因為它只需要一條線來對陰極側(cè)供電。
在垂直于玻璃泡4管軸方向的方向上，內(nèi)電極92的長度D6被設(shè)置為足以面向內(nèi)電極14和16。也就是說，D5和D6之間的關(guān)系被表示為D5 D6。經(jīng)過與之相連接的導(dǎo)線94，向內(nèi)電極92(下文中，內(nèi)電極92可被稱為內(nèi)電極陰極92)供電。
在實施例4中，外部電極24的寬度W1被設(shè)置為2,5mm，而且外部電極24在離開內(nèi)電極92為5mm的位置(距離D3)被纏繞在玻璃泡的周圍。在玻璃泡4中，僅以10,7kPa的充氣壓力被充以氙(Xe)作為填充氣體。在此應(yīng)當指出，外部電極的形式或位置，或則填充氣體的類型或充氣壓力，并不局限于上述那些，但其可被設(shè)置為與實施例1-3中所列舉相同的值。
圖18表示包括上述無汞熒光燈90的燈具100。
燈具100與圖2所示實施例1的相應(yīng)燈具的區(qū)別在于，電阻器102被連接在較靠近內(nèi)電極陰極92設(shè)置的外部電極24上，其中該電阻器102為一例限制流過外部電極24的電流的限流元件。也就是說，外部電極24經(jīng)過電阻器102被連接在從直流電源34(照明電路32)伸出并且到達內(nèi)電極陽極14和16的供電通路104上。
為什么電阻器102被連接在外部電極24上的理由如下。在上述實施例2中已被確認，隨著外部電極24的寬度W1逐漸變大，功率消耗變大，而且發(fā)光效率降低?？紤]到這種情況，假想發(fā)光效率的改善，可以通過減小(限制)流過外部電極24而不對發(fā)光直接作出貢獻的電流來做到。
如上假想的有益效果，通過以下的實驗已被證實。
〔實驗5〕圖18所示電阻器102的電阻值在從1kΩ至104kΩ的范圍內(nèi)改變，而且與此電阻值改變對應(yīng)的發(fā)光效率〔lm/W〕變化也被測量。在本實驗中，脈沖的重復(fù)頻率被設(shè)置為25kHz，而且脈沖寬度被設(shè)置為2μs。
實驗結(jié)果被表示在圖19中。在圖19的圖形中，虛線表示該燈在未提供外部電極的情況下測得的發(fā)光效率。與此類似，雙短劃線表示該燈在提供有外部電極但其未與照明裝置電路的任何組件連接的情況下(也就是說在開放狀態(tài)下)，所謂的電不定狀態(tài)(electricallyfloating state)下，測得的發(fā)光效率。
圖19表明發(fā)光效率隨電阻器102的電阻值增大而提高的趨勢。該圖還表示當電阻值超過100kΩ時，無汞熒光燈90的發(fā)光效率高于未提供以外部電極的燈的發(fā)光效率。
在上述實施例1-4中，外部電極被連接在陽極側(cè)。然而外部電極也可被連接在陰極側(cè)。
作為實施例4的改型，圖20表示外部電極被連接在陰極側(cè)情況下的實例。圖20表示包括本改型的無汞熒光燈110的燈具112的概略結(jié)構(gòu)。在圖20中，與在圖18中所示為共同的組件，被賦予同樣的附圖標記，而且省略對共同組件的描述。
如圖20所示，無汞熒光燈110的外部電極24被連接在陰極側(cè)。也就是說，外部電極24經(jīng)過電阻器102被連接在從直流電源34(照明電路32)伸出并且到達內(nèi)電極陰極92的供電通路114上。而且，外部電極24沿玻璃泡4的管軸方向被設(shè)置為比內(nèi)電極陰極92更靠近內(nèi)電極陽極14和16。
已被確認，如無汞熒光燈90(圖18)的情況那樣，具有上述結(jié)構(gòu)(圖20)的無汞熒光燈110，可以獲得比未提供以外部電極的傳統(tǒng)無汞熒光燈更大的光通量。然而也還確認，無汞熒光燈90比無汞熒光燈110獲得更大的光通量。
歸因于以下原因，無汞熒光燈90在點燃電壓方面比無汞熒光燈110低。電子從陰極(內(nèi)電極陰極92)釋放出來，并且朝向陽極(內(nèi)電極陽極14和6)移動。據(jù)認為，電子從無汞熒光燈90中的內(nèi)電極陰極92釋放，比無汞熒光燈110中更容易。在無汞熒光燈90中，(i)外部電極24沿玻璃泡4的管軸方向被提供為更靠近內(nèi)電極陰極92，而且(ii)外部電極24被連接在陽極側(cè)，以致外部電極24被保持在比內(nèi)電極陰極92的電位高的電位下。與此對比，在無汞熒光燈110中，(i)外部電極24被提供在比無汞熒光燈90中更遠離內(nèi)電極陰極92，而且(ii)外部電極24被連接在陰極側(cè)，以致外部電極24被保持在比內(nèi)電極陰極92的電位低的電位下。由于這種結(jié)構(gòu)上的差異，外部電極24在無汞熒光燈90中對從內(nèi)電極陰極92提取電子的作用，比在無汞熒光燈110中更強。
在此應(yīng)當指出，在上述改型的無汞熒光燈110中，外部電極24被置于由實線表示的位置，也就是說，被置于沿玻璃泡4管軸方向更靠近內(nèi)電極陽極14和16的位置(在本實例中是在內(nèi)電極陽極14和16的附近)。然而并不局限于此，外部電極24可被置于由虛線表示的位置，也就是說，被置于沿玻璃泡4管軸方向更靠近內(nèi)電極陰極92的位置(在本實例中是在內(nèi)電極陰極92的附近)。曾被確認，即使具有這種結(jié)構(gòu)，此改型的無汞熒光燈110比未提供以外部電極的傳統(tǒng)無汞熒光燈，可獲得更大的光通量。
實施例5在上述實施例中，外部電極不是被連接在陰極側(cè)，就是被連接在陽極側(cè)。然而當多個導(dǎo)電件(多塊鋁帶)被用作外部電極時，多個導(dǎo)電件中的每個導(dǎo)電件可被連接在陰極側(cè)和陽極側(cè)中不同的一側(cè)。這種連接的實例將利用實施例2的無汞熒光燈60(圖11)加以說明。
圖21表示包括無汞熒光燈60的燈具130。
在此實例中，第一外部電極24被置于更靠近內(nèi)電極陰極18和20(在本實例中是在內(nèi)電極陰極18和20的附近)，而且第二外部電極62被置于更靠近內(nèi)電極陽極14和16的位置(在本實例中是在內(nèi)電極陽極14和16的附近)。
而且，第一外部電極24被連接在陽極側(cè)。也就是說，第一外部電極24經(jīng)過電阻器134被連接在從直流電源34伸出并到達內(nèi)電極陽極14和16的供電通路132上。
另一方面，第二外部電極62被連接在陰極側(cè)。也就是說，第二外部電極62經(jīng)過電阻器138被連接在從直流電源34伸出并到達內(nèi)電極陰極18和20的供電通路136上。
如上所述，上述實施例的無汞熒光燈和燈具，通過使用照明電路從內(nèi)電極陰極和內(nèi)電極陽極供電而產(chǎn)生彌散的陽極區(qū)，并且通過使圍繞此陽極區(qū)提供的外部電極保持在比陽極區(qū)電位高的電位上，而使此陽極區(qū)被徑向擴展。這樣的結(jié)構(gòu)能使放電通路擴展(能使放電通路的寬度增加)，并使被激勵的惰性氣體原子數(shù)量增加。這便容許紫外光輻射強度增加，從而使經(jīng)過熒光物質(zhì)向外發(fā)出的可見光量增大。此外，彌散的陽極區(qū)的徑向擴展，引起紫外光從靠近熒光層的位置輻射出去。這又提高了光通量。
上述有益效果，可從如下的另一方面耒理解。也就是說，隨著放電通路被擴展，陽極區(qū)中的電阻減小。這導(dǎo)致所流過電流的增大。換句話說，供給外部電極，使其有可能提高“狀態(tài)轉(zhuǎn)變電流值”，即陽極區(qū)從彌散狀態(tài)轉(zhuǎn)變到收縮狀態(tài)時的電流值。也就是說，供給外部電極，使其能夠提高陽極區(qū)保持在彌散狀態(tài)時流過的電流。這增加了紫外光輻射的量，從而提高了光通量。
此外，盡管在此未提供詳細數(shù)據(jù)，然而已被證實，上述實施例的無汞熒光燈在點燃電壓方面比對照燈低。這是由于以下原因發(fā)生的。也就是說，由于提供外部電極，外部電極和內(nèi)電極(陰極)之間的放電，通過在內(nèi)電極之間施加比點燃電壓低的電壓而被啟動。這引起初始電子被供應(yīng)，有助于內(nèi)電極之間放電的啟動。
而且，通過將外部電極經(jīng)由電阻器與照明電路相連，并不直接對發(fā)光作貢獻的電流(流過外部電極的電流)被減小(被限制)。這又提高了發(fā)光效率。
迄今，本發(fā)明已通過實施例作出解釋。然而，并不局限于上述實施例，本發(fā)明還可以下述形式作出。
(1)在上述實施例中，外部電極被通過將鋁帶纏繞在玻璃泡周圍的整個周長上而形成。然而，外部電極并不局限于這種形式，而是可以如圖22A至22E所示那樣構(gòu)成。
(i)圖22A和22B表示上述情況的一個實例，其中外部電極被通過在垂直于玻璃泡4管軸方向，沿圓周將多塊(在本實例中為8塊)矩形的導(dǎo)電金屬薄片(在本實例中為鋁薄片)82，以一定間隔(在本實例中以規(guī)則的間隔)固定在玻璃泡4的外表面上來形成。圖22A為玻璃泡4和外部電極一部分的透視圖。圖22B為沿通過圖22A所示外部電極(導(dǎo)電金屬薄片)的線截取的剖面圖。為簡單起見，圖22B中的玻璃泡4僅由其圓周代表。由于供給具有上述結(jié)構(gòu)的外部電極，通過使每塊導(dǎo)電金屬薄片82保持在不同于陽極區(qū)電位的電位上，因為金屬薄片82和陽極區(qū)之間的電位差(the difference)，通過每塊鋁金屬薄片82將陽極區(qū)向外部拉伸，則如上述實施例同樣的有益效果可以獲得。
在此應(yīng)當指出，導(dǎo)電金屬薄片的形狀并不局限于矩形，而是可以為任意形狀。而且，多塊鋁金屬薄片并不必需以規(guī)則的間隔設(shè)置，而是可以以任意間隔設(shè)置。
(ii)在上述形式(i)中，外部電極包括8塊導(dǎo)電金屬薄片82。然而并不局限于此，外部電極可以通過例如沿玻璃泡4的圓周方向?qū)?塊導(dǎo)電金屬薄片82A-82C設(shè)置在其外表面上來形成，如圖22C所示。在此情況下，陽極區(qū)在橫截面中的中心，被包括在由3塊導(dǎo)電金屬薄片82A-82C和連接相鄰一對導(dǎo)電金屬薄片82A-82C端部的線(圖22C中的短劃線)所環(huán)繞的區(qū)域中。由于這種結(jié)構(gòu)，陽極區(qū)被3塊導(dǎo)電金屬薄片82A-82C(沿三個方向)向外拉伸，而且陽極區(qū)的橫截面積通過被拉伸部分的面積而增加。換句話說，這種結(jié)構(gòu)的做法是，通過將多塊導(dǎo)電金屬薄片設(shè)置在玻璃泡4外表面上彼此相隔的位置，以使陽極區(qū)在橫截面中的中心，被包括在由多塊導(dǎo)電金屬薄片和連接相鄰一對導(dǎo)電金屬薄片端部的線所環(huán)繞的區(qū)域中。
(iii)圖22D表示通過將兩塊鋁帶84A和84B彼此相對設(shè)置在玻璃泡4外表面上而形成外部電極的實例。而且在此實例中，兩塊導(dǎo)電金屬薄片(鋁帶84A和84B)被沿玻璃泡4圓周方向設(shè)置在其外表面上彼此相隔的位置，以使陽極區(qū)在橫截面中的中心，被包括在由兩塊導(dǎo)電金屬薄片(鋁帶84A和4B)和連接兩塊導(dǎo)電金屬薄片(鋁帶84A和4B)端部的線(圖22D中的短劃線)所環(huán)繞的區(qū)域中。因此，本形式可提供與上述形式(ii)相同的有益效果。
(iv)圖22E表示通過將一塊鋁帶86纏繞在玻璃泡4周圍以覆蓋其圓周一半而形成外部電極的實例。而且在此實例中，陽極區(qū)在橫截面中的中心，被包括在由這塊導(dǎo)電金屬片(鋁帶86)和連接這塊導(dǎo)電金屬片(鋁帶86)端部的線(圖22E中的短劃線)所環(huán)繞的區(qū)域中。在此應(yīng)當指出，這種情況下，外部電極的形成，可以通過將一塊鋁帶纏繞在玻璃泡4周圍以覆蓋多余其圓周一半耒實現(xiàn)，也就是說，通過纏繞一塊鋁帶，以使在橫截面中通過這塊鋁帶和連接玻璃泡4中心及這塊鋁帶兩端的線形成的扇形的中心角，為180度或者更大。
(2)在上述實施例中，帶或者矩形的導(dǎo)電金屬薄片被用作構(gòu)成外部電極的構(gòu)件。然而并不局限于此，金屬絲也可以使用。也就是說，外部電極可以通過將金屬絲纏繞在玻璃泡4周圍來形成。
(3)在上述實施例中，鋁被用作外部電極的材料。然而并不局限于此，其它金屬也可以使用。
而且，外部電極可以通過由ITO(In2O3:SnO2)制成的透明導(dǎo)電薄膜來形成。在這種情況下，外部電極的形成，是通過將此透明的導(dǎo)電薄膜纏繞在玻璃泡4周圍，以覆蓋(環(huán)繞)玻璃泡整個外圓周于陽極區(qū)的整個長度上耒實現(xiàn)。
(4)玻璃泡的形狀并不局限于上述實施例中所示的那些形狀。例如玻璃泡可以為以下形狀。
(i)上述實施例中使用的玻璃泡的橫截面為圓形。然而并不局限于此，玻璃泡可以為任意形狀。例如玻璃泡的橫截面可以為基本上的橢圓形。
尤其希望將橫截面基本為橢圓的玻璃泡應(yīng)用于上述實施例1-5，以減小亮度的不均勻性。其理由將參照圖23A和23B進行描述。
圖23A為沿圖1A中H-H線截取的實施例1的無汞熒光燈2的剖面圖。由于無汞熒光燈2包括兩對內(nèi)電極，所以陽極區(qū)便在相對的內(nèi)電極14和18之間以及相對的內(nèi)電極16和20之間產(chǎn)生(參見圖1A)。
無汞熒光燈2中產(chǎn)生的陽極區(qū)，形成如圖23A中短劃線表示的橫截面形狀。也就是說，陽極區(qū)PC1和PC2分別對應(yīng)于內(nèi)電極14和16產(chǎn)生，且此陽極區(qū)PC1和PC2彼此部分重疊。在圖23A所示的本實例中，陽極區(qū)PC1和PC2沿水平方向?qū)省Ｔ谶@種情況下，如果玻璃泡4的橫截面為圓形，則熒光層22和陽極區(qū)PC1及PC2之間的距離(間隙)，在垂直方向大而在水平方向小。這引起亮度不均勻。因此，優(yōu)選玻璃泡4被加工成一定形狀，以保持熒光層22和陽極區(qū)PC1及PC2之間的距離在橫截面中不變。由于這個原因，優(yōu)選玻璃泡140被加工成如圖23B所示的橢圓形狀。也就是說，優(yōu)選玻璃泡140被加工成一定的橫截面形狀，其比較類似于由沿垂直于陽極區(qū)(放電通路)的平面設(shè)置的內(nèi)電極14和16形成的橫截面形狀。在此應(yīng)當指出，在圖23B至23E中，短劃線表示陽極區(qū)在橫截面中的形狀。
圖23C表示的案例，其中玻璃泡144被加工成類似于由水平排成一行的內(nèi)電極142A至142E形成的橫截面形狀的、基本為水平長距形的橫截面形狀。在此應(yīng)當指出，該實例也是隨后將要描述的扁平型玻璃泡實例。
圖23D表示的案例，其中玻璃泡148被加工成類似于由內(nèi)電極146A至146C形成的三角形橫截面形狀的、基本為三角形的橫截面形狀。
圖23E表示的案例，其中玻璃泡152被加工成類似于由內(nèi)電極150A至150D形成的方形橫截面形狀的、基本為方形的橫截面形狀。
(ii)玻璃泡在沿垂直其縱軸的平面截取的橫截面中可以為矩形的形狀。也就是說，玻璃泡可以為所謂的扁平型玻璃泡，即扁盒的形狀。
圖24A至24C表示包括這種扁平型玻璃泡的無汞熒光燈160的實例。
圖24A為此無汞熒光燈160的局部剖視平面圖。圖24B為沿圖24A中J-J線所取的局部剖視截面圖。圖24C為沿圖24A中K-K線所取的截面圖。
無汞熒光燈160包括扁平型玻璃泡162。
無汞熒光燈160還包括被玻璃泡162的兩端支撐且沿縱向排列的一些導(dǎo)線164，166，168和170，玻璃泡162被密封在其上面。導(dǎo)線164，166和168彼此平行，而且導(dǎo)線166和170在同一軸線上。導(dǎo)線164，166，168和170的端部相應(yīng)地與設(shè)置在玻璃泡內(nèi)部的內(nèi)電極172，174，176和178相連接。也就是說，無汞熒光燈160在其玻璃泡162內(nèi)包括一組多個(在本實例中為3個)與單個內(nèi)電極178相對的內(nèi)電極172，174和176。內(nèi)電極172，174，176和178例如由鎳制成。
熒光層180被形成在玻璃泡162的內(nèi)表面上。熒光層180可以與實施例1的熒光層相同。
玻璃泡162被填充以惰性氣體氙(Xe)，氖(Ne)和氬(Ar)的混合氣體(未表示)。
外部電極182被沿著圓周提供在玻璃泡162外表面上的預(yù)定位置處。外部電極182可以象實施例1的情況那樣由鋁帶形成。此外，外部電極182可以為實施例2-5中描述的外部電極中的任意形式。
在具有上述結(jié)構(gòu)的無汞熒光燈160中，當通過導(dǎo)線164，166，168和170供電時，產(chǎn)生與多個(在本實例中為3個)內(nèi)電極172，174和176一樣多的陽極區(qū)。由這些陽極區(qū)產(chǎn)生的紫外線，通過熒光層180被轉(zhuǎn)換成可見光，且此可見光被發(fā)射到玻璃泡162外部。
上述扁平型無汞熒光燈160，預(yù)期可被用作作為移動電話、汽車導(dǎo)航系統(tǒng)之類的顯示單元用的比較小的液晶顯示設(shè)備的背景光光源。
(iii)玻璃泡并不局限于直的玻璃泡，而是可以為字母U的形狀，螺旋形狀，或者球形。
(5)在上述實施例1-3中，兩對內(nèi)電極被提供在玻璃泡中。然而并不局限于此，在玻璃泡中也可以只提供一對內(nèi)電極。換一種方式，也可以在玻璃泡中提供3或更多個內(nèi)電極。
(6)在上述實施例1-3中，兩個內(nèi)電極單元中的每個包括相同數(shù)量的電極(在本實例中為2個)。然而并不局限于此，兩個內(nèi)電極單元中的每個可以包括不同數(shù)量的電極。例如兩個內(nèi)電極單元可以分別包括3個電極和2個電極。
(7)充填在玻璃泡內(nèi)的惰性氣體的類型和充填壓力，并不局限于上述那些。
(8)構(gòu)成熒光層的熒光物資的類型和組合，并不局限于每個實施例中以上描述的那些。例如在實施例1-3和5中，只有藍熒光物資被用作構(gòu)成熒光層的熒光物資。然而并不局限于此，熒光層可以包括藍、綠和紅熒光物資，以至于作為整體發(fā)出白光。相反，實施例4中的熒光層可以只包括藍熒光物資。換一種方式，實施例1-5中的熒光層可以包括白熒光物資〔Ca10(PO4)6FCl:Sb，Mn〕。
(9)在上述實施例中，本發(fā)明已被應(yīng)用于無汞熒光燈。然而并不局限于熒光燈，本發(fā)明還可應(yīng)用于無汞紫外線燈。也就是說，可以從上述實施例中敘述的熒光燈中去除熒光層(或者可以不必在其中形成)，而且不帶熒光層的熒光燈可以用作無汞紫外線燈。紫外線燈將紫外線發(fā)射到物體上，例如用于該物體的殺菌。
(10)在上述實施例中，其中在所述任何情況下的外部電極，均被連接到無汞熒光燈照明電路上。然而并不局限于此，外部電極也可被連接在其它目標上。例如，外部電極可被連接在有別于包括照明電路的系統(tǒng)的系統(tǒng)中的電路上?？偫ǖ卣f，外部電極可以任何方式被連接至其被保持在不同于陽極區(qū)電位的電位上。
工業(yè)適用性本發(fā)明對環(huán)境保護作出貢獻。本發(fā)明適用于例如無汞紫外線燈無汞熒光燈領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種無汞燈，包括被充以惰性氣體的放電管；提供在該放電管內(nèi)的第一內(nèi)電極單元和第二內(nèi)電極單元，以及外部電極，其提供在該放電管的外表面上，于點亮期間處于與第一和第二內(nèi)電極單元之間形成的放電通路對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，以使陽極區(qū)沿該放電通路產(chǎn)生，并由該外部電極在橫截面區(qū)域內(nèi)擴展。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無汞燈，其中該外部電極被設(shè)置為圍繞該放電管外表面，且被保持在不同于陽極區(qū)電位的電位上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的無汞燈，其中該外部電極被提供在該放電管的外表面上，處于與該放電管中產(chǎn)生的陽極區(qū)對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的無汞燈，其中該外部電極由包括第一導(dǎo)電件和第二導(dǎo)電件的至少兩個導(dǎo)電件組成，其間以一定距離沿該放電通路被對準在該放電管的外表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的無汞燈，其中該外部電極被形成為環(huán)形形狀。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的無汞燈，其中該外部電極被形成為螺旋形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的無汞燈，其中該外部電極被形成為透明導(dǎo)電薄膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的無汞燈，其中該外部電極被與限制流過它的電流的限流元件相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的無汞燈，其中該外部電極沿該放電通路，被設(shè)置在比第二內(nèi)電極單元更靠近第一內(nèi)電極單元，而且該外部電極經(jīng)過該限流元件，被連接在從無汞燈的照明電源伸出并到達第二內(nèi)電極單元的供電通路上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的無汞燈，其中該第一內(nèi)電極單元在放電期間作為陰極工作。
11.根據(jù)權(quán)利要求4的無汞燈，其中該第一導(dǎo)電件被設(shè)置在比第二內(nèi)電極單元更靠近第一內(nèi)電極單元，該第二導(dǎo)電件被設(shè)置在比第一內(nèi)電極單元更靠近第二內(nèi)電極單元。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的無汞燈，其中該第一導(dǎo)電件經(jīng)過第一限流元件，被連接在從無汞燈的照明電源伸出到達第二內(nèi)電極單元的供電通路上，而且該第二導(dǎo)電件經(jīng)過第二限流元件，被連接在從無汞燈的照明電源伸出到達第一內(nèi)電極單元的供電通路上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的無汞燈，進一步包括形成在該放電管內(nèi)表面上的熒光層，當受到紫外光線激勵時，該熒光層發(fā)光。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的無汞燈，其中第一內(nèi)電極單元和第二內(nèi)電極單元中的至少一個包括多個電極，且在點亮?xí)r，產(chǎn)生與電極一樣多的陽極區(qū)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的無汞燈，進一步包括形成在該放電管內(nèi)表面上的熒光層，當受到紫外光線激勵時，該熒光層發(fā)光，其中與該放電管中產(chǎn)生的陽極區(qū)對應(yīng)的該放電管的至少一部分，被加工成一定的橫截面形狀，其類似于由沿垂直于放電通路的平面設(shè)置的多個電極形成的橫截面形狀。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的無汞燈，其中該放電管為扁平盒形狀。
17.一種燈具，包括權(quán)利要求1至16之一所述的無汞燈，和用于點燃該無汞燈的照明電路。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的燈具，其中該照明電路通過保持該陽極區(qū)為彌散狀態(tài)而點燃該無汞燈。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的燈具，其中該照明電路容許外部電極被保持在不同于陽極區(qū)電位的電位上。
全文摘要
一種無汞燈，包括被充以惰性氣體的玻璃泡(4)；提供在玻璃泡(4)內(nèi)的第一內(nèi)電極單元(19)和第二內(nèi)電極單元(15)；和外部電極(24)，其提供在玻璃泡(4)的外表面上，于點亮期間處于與第一內(nèi)電極單元(19)和第二內(nèi)電極單元(15)之間形成的放電通路對應(yīng)的區(qū)域內(nèi)，以使陽極區(qū)沿該放電通路產(chǎn)生，并由該外部電極在橫截面區(qū)域內(nèi)擴展。第一內(nèi)電極單元(19)包括內(nèi)電極(18)和(20)，第二內(nèi)電極單元(15)包括內(nèi)電極(14)和(16)。
文檔編號H01J61/10GK101048849SQ20058003709
公開日2007年10月3日 申請日期2005年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月27日
發(fā)明者神野雅文, 本村英樹, 堀井滋 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社, 神野雅文, 本村英樹