CN100555555C - 荧光灯、背光装置和荧光灯的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种荧光灯，包括玻璃灯泡、形成在玻璃灯泡内表面上的保护层，和形成在保护层表面上的荧光层。保护层与荧光层相接触的表面上具有裂纹。保护层32中金属氧化物颗粒的堆积密度是80%或更多。保扩层32的表面在管轴方向上每毫米具有20-200条裂纹。金属氧化物颗粒的平均粒径是0.01微米-1微米。保护层厚度是0.5微米-5微米。

Description

荧光灯、背光装置和荧光灯的制备方法

本申请基于在日本提交的专利申请No.2004-295271、2004-334635和2004-354678，其内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及荧光灯、包括荧光灯的背光装置以及制备荧光灯的方法。

背景技术

近年来，已经开发了各种荧光灯进行使用。荧光灯的玻璃灯泡中含有汞，该玻璃灯泡构成了弧光管，在弧光管中汞在从电子得到能量时辐射紫外光。但是，汞和玻璃灯泡之间的反应(以后，该反应称作“汞反应”)可能导致缺陷，比如玻璃灯泡颜色改变或者汞消耗导致灯的寿命短。

因此，人们已经提出了通过在玻璃灯泡和荧光层之间形成保护层来抑制汞反应的技术(参见例如日本公开专利申请No.1-112651和日本公开专利申请No.2003-123691)。图1是常规弧光管沿着包括管轴的平面的横截面的放大照片。图1显示在玻璃灯泡100中堆叠了保护层102和荧光层104。

其中，保护层102由金属氧化物的颗粒构成，颗粒之间存在着间隙“A”。本发明人发现当保护层102中存在着间隙A时，可见光在具有不同折射系数的界面上发生漫反射，从而降低了弧光管的光通量。另外，从抑制汞反应的观点来看，需要具有足够厚的保护层102。然后，如果为了抑制汞反应而制备厚的保护层102，那么光通量会由于上述漫反射而降低。相反，如果为了保证光通量而制备薄的保护层102，那么不能很好地抑制汞反应。

在考虑解决上述问题的方法时，本申请人首先的想法是提高保护层中的金属氧化物颗粒的堆积密度。利用这种方法，能够减少保护层102中颗粒之间的间隙并抑制漫反射，能够抑制汞反应同时不降低光通量，这是因为本方法可以制备比常规技术更厚的保护层。

本申请人制备了荧光灯的预制样品，其中和常规技术相比，增加了保护层102的颗粒的堆积密度，通过这些预制样品确认了如来保护层102的厚度增加到一定程度时光通量就不再下降。

但是，本申请人在这些荧光灯预制样品中发现了新问题，即由于荧光粉分布不均导致整个弧光管出现了色差。

发明内容

因此，本发明的目的是提供在整个弧光管里色差有限的荧光灯，以及提供包括荧光灯的背光装置和制备荧光灯的方法。

在探讨色差的原因时，本申请人发现随着保护层金属氧化物颗粒的堆积密度的增加，该保护层和荧光层接触的表面变得光滑。当把玻璃灯泡垂直竖立来施加荧光粉悬浮液时，由于不同颜色荧光粉的比重不同导致这些荧光粉分布不均，在弧光管表面的区域之间出现色差。这是由于当保护层和荧光层之间的接触表面很光滑时，荧光粉悬浮液中的粘结剂容易向下流动。这也导致荧光粉悬浮液中的荧光粉容易向下流动。从而，由于不同颜色荧光粉的比重不同，其下流速度不同，导致荧光粉分布不均。

采用这样一种荧光灯解决了上述问题并实现了上述目的，它包括：玻璃灯泡；在该玻璃灯泡内表面上形成的保护层；和在保护层表面上形成的荧光层，其中保护层和荧光层相接触的表面具有裂纹。

采用其中保护层在和荧光层接触的表面里形成了裂纹的上述构造，荧光粉悬浮液在施加后其中所含部分粘结剂进入到这些裂纹中。通常，该粘结剂具有高粘度。所以，当粘结剂部分进入裂纹中时，粘结剂就难以下流。这样就使得粘结剂覆盖的不同颜色的荧光粉难以下流，减少了由于荧光粉比重不同导致的下流速度的差异，并降低了荧光粉部分不均的倾向性。

在上述荧光灯中，优选保护层表面在管轴方向每毫米具有20-200条裂纹。

如果保护层和荧光层相接触的表面在管轴方向的裂纹数小于20[每毫米]，那么上述粘结剂进入裂纹的行为就不够充分，这导致荧光粉难以分布均匀。如果裂纹数目多于200[每毫米]，那么有更多量的汞可能进入裂纹中，导致汞反应。

在上述荧光灯中，优选保护层的基本成分是金属氧化物颗粒，并且保护层中金属氧化物颗粒的堆积密度是80％或更多。

优选金属氧化物颗粒的堆积密度是80％或更多。这是由于如果金属氧化物颗粒的堆积密度小于80％，就会在颗粒之间有许多间隙，光通量就会下降。此处应该注意的是，“颗粒的堆积密度”是用百分比表示的颗粒体积和单位体积的比。

在上述荧光灯中，优选金属氧化物颗粒的平均粒径是0.01微米-1微米。

这是因为如果这些颗粒的平均粒径大于1微米，就难以使颗粒的堆积密度达到80％或更多，并且也难以制备粒径小于0.01微米的颗粒。

在上述荧光灯中，优选保护层的厚度是0.5微米-5微米。

这是因为如果保护层厚度小于0.5微米，就难以在保护层的接触表面形成裂纹，并且如果保护层厚度大于5微米，灯的光通量下降。此处应该注意的是，保护层厚度由玻璃灯泡中心处的保护层平均厚度来决定。

在上述荧光灯中，优选和荧光层接触的保护层的表面的表面粗糙度是200纳米或更小。这是因为如果表面粗糙度大于200纳米，可见光的漫反射增加，导致亮度下降。

在上述荧光灯中，优选荧光层包括：许多荧光粉颗粒；和使荧光粉颗粒互相连接的连接剂，并且连接剂含有氧化钇和碱土金属硼酸盐。

采用其中围绕荧光粉并使荧光粉互相连接的连接剂由氧化钇和碱土金属硼酸盐组成的上述构造，其中氧化钇能承受汞离子的轰击而碱土金属硼酸盐比氧化钇的连接力更优异，就能够抑制亮度随着时间的下降，并能抑制荧光层从玻璃灯泡内表面发生脱落。

在上述荧光灯中，优选碱土金属硼酸盐是CBB。

在上述构造中，在多种碱土金属硼酸盐中选用了CBB。和采用CBBP的情形相比较，采用CBB能够减少汞吸收，并因此进一步抑制了亮度的下降。

在上述荧光灯中，优选满足下列关系，其中假设荧光粉颗粒总重量是100，氧化钇相对于该总重量的比用A表示，碱土金属硼酸盐相对于该总重量的比用B表示，那么0.1≤A≤0.6，并且0.4≤(A+B)≤0.7。

采用上述构造，其中氧化钇和碱土金属硼酸盐与该总重量的比以及其混合比如上定义，那么就能够实现这样的有利的效果：抑制荧光层的脱落以及抑制由于在制备过程中连接剂的着色而导致的亮度下降。

在上述荧光灯中，优选在玻璃灯泡内提供冷阴极型电极对，并且金属氧化物颗粒分布并附着在至少部分构成荧光层的荧光粉颗粒的表面上。

通过试验确证，采用上述构造，本荧光灯和常规冷阴极荧光灯相比光通量保持因子更高。申请人认为当荧光粉颗粒表面完全被金属氧化物颗粒覆盖时，汞难以附着到荧光粉颗粒上，从而提高了光通量保持因子，但在灯照明过程中由于未知原因，金属氧化物自身发生转变，这逐渐使得紫外光难以到达荧光粉颗粒，从而使光通量保持因子降低。

这就是说，在本发明的上述构造中，金属氧化物颗粒稀疏分布并附着在荧光粉颗粒表面上，没有完全用金属氧化物覆盖荧光粉颗粒。申请人认为这种构造能够提高光通量保持因子，因为它抑制了由于汞附着到荧光粉颗粒上以及金属氧化物转变导致的光通量保持因子的降低。

在上述荧光灯中，优选金属氧化物颗粒在整个荧光粉颗粒表面上大体均匀分布。

当金属氧化物颗粒在荧光粉颗粒表面分布不均时，汞容易附着到其中几乎不存在金属氧化物的荧光粉颗粒区域，这样会降低光通量保持因子。相反，当金属氧化物颗粒在整个荧光粉颗粒表面基本上均匀分布时，汞难以附着到以整体形式存在的荧光粉颗粒表面上。申请人认为本发明的构造抑制了光通量保持因子的降低。

在上述荧光灯中，优选当金属氧化物颗粒在荧光粉颗粒表面的覆盖率(用P表示)满足下列关系：0＜P＜76。

通过试验确证，其中覆盖率P(％)是0＜P＜76的本发明的灯和其中覆盖率是0％或者100％的常规冷阴极荧光灯相比，光通量保持因子增加。此处应该注意的是，覆盖率是区域内金属氧化物颗粒和荧光粉颗粒的表面之比。另外，虽然优选荧光层中的每个荧光粉颗粒的覆盖率P是0＜P＜76，但是对某些荧光粉颗粒而言，覆盖率是0％或者高于76％也是可以接受的。

在上述荧光灯中，优选金属氧化物颗粒的平均粒径是0.01微米-0.1微米，包括端值。

这是因为如果颗粒的平均粒径大于0.1微米，那么达到荧光粉颗粒的紫外光的量减少，而且也难以制备粒径小于0.01微米的颗粒。

在上述荧光灯中，优选金属氧化物是氧化镁。

根据试验确证，当在上述构造中采用氧化镁(MgO)作为金属氧化物时，光通量保持因子得到提高。

在上述荧光灯中，优选至少部分荧光粉颗粒包括在激发时发射蓝光的荧光粉颗粒。

在荧光层中激发时分别发射红、绿和蓝光的荧光粉颗粒中，汞最容易附着到蓝色荧光粉颗粒上。本申请人发现这是光通量保持因子下降的主要原因。因此，就可以通过在上述构造中至少将金属氧化物颗粒附着到蓝色荧光粉颗粒表面上，来提高光通量保持因子。

通过包括任何上述荧光灯作为光源的背光装置也实现了上述目标。从而能够提供色差更小的背光装置。

附图说明

根据下面的描述结合所附附图，本发明的这些和其它目标、优点和特征将变得清楚明了，其中附图描述了本发明的特定实施方案。

在这些图中：

图1是描述传统荧光灯的保护层构象的照片；

图2是透视图，给出了实施方案1中用于液晶电视的背光装置的构造；

图3是显示阴极荧光灯构造轮廓的剖视图；

图4是弧光管横截面的放大照片；

图5是保护层32与荧光层34相接触的表面的照片；

图6是形成该保护层的程序；

图7是形成荧光层的程序；

图8是本发明实施例和对比实施例的灯中色差Δx和位置的关系图；

图9是本发明实施例和对比实施例的灯中色差Δy和位置的关系图；

图10是弧光管沿着包括管轴的平面的截面图；

图11A是冷阴极荧光灯的荧光层的放大图；

图11B是图11A所示的荧光层的部分C的横截面图；

图12给出了形成冷阴极荧光灯的部分程序；

图13给出了对比实施例1和2以及本发明实施例的冷阴极荧光灯的亮度随着时间的变化曲线；

图14是根据图13所衍生的图，表示当初始亮度为100％时亮度保持因子随时间的变化关系；

图15是用来检测荧光层脱落的冲击试验的试验装置；

图16给出了冲击试验的结果；

图17是实施方案3的荧光粉颗粒71的放大照片，是扫描电镜(SEM)拍摄的；

图18是荧光粉颗粒71的放大照片，拍摄时放大系数高于图17；

图19A-19D给出了氧化镁颗粒附着到荧光粉颗粒71表面的方法；

图20给出了本发明实施例、对比实施例1和2的性能测试结果，是光通量保持因子和寿命的关系图；和

图21是开始照明1000小时后光通量保持因子和氧化镁颗粒72在荧光粉颗粒71表面的覆盖率的关系图。

具体实施方式

以下描述了本发明实施方案的冷阴极荧光灯和背光装置，参考了附图。

首先，介绍本实施方案的背光装置的构造。图2是本实施方案中用于长宽比为16∶9的液晶电视的背光装置的构造。图2中，剖开了前面板16的一部分，以便显示内部结构。

如图2所示，背光装置1包括多个冷阴极荧光灯(以后仅仅称作“灯”)20、容纳灯20的矩形容器10，和覆盖该矩形容器10开口的前面板16。

该矩形容器10是由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成的。金属比如银被气相沉积到该矩形容器10的内表面11。

每个灯20都是直管形。在本实施方案中，14个灯20以直接下排(direct-below)的形式排列在该矩形容器10中，并且并联电连接。灯20的构造将在后面进行介绍。

该矩形容器10的开口覆盖着半透明的前面板16，该前面板是由漫射板13、漫射片14和透镜片15堆叠而成的。该矩形容器10进行了密封，防止灰尘等进入。

前面板16的漫射板13和漫射片14用于散射和漫射灯20发射的光。透镜片15用于将灯的光线沿着和透镜片15垂直的方向对其。从灯20发出的光线向前行进，均匀地照亮前面板16的整个表面(发光表面)。

实施方案1

现在，将参考图3描述实施方案1的灯20的构造。图3是剖视图，用于显示灯20的结构轮廓。

灯20包括直管形状的玻璃管30，其横截面是圆形的，在其两端都通过导线20密封。

玻璃管30是硼硅酸盐玻璃制成的，长度是340毫米，外径是4.0毫米，内径是3.0毫米。在玻璃管30的内表面上形成有保护层32，用于包含该表面不发生汞反应。在保护层32上，形成有荧光层34。保护层32的构造随后介绍。

荧光层34包括三种类型的稀土荧光粉：红荧光粉(Y₂O₃:Eu³⁺)；绿荧光粉(LaPO₄:Ce³⁺、Tb³⁺)；和篮荧光粉(BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺)。荧光层34还包括连接剂。

每根导线21都是通过连接钨制成的内部导线和镍制成的外部导线而形成的，玻璃管30在其两端都通过内部导线进行密封。

电极22分别通过激光焊接或其它方法连接到导线21位于玻璃管30内的末端。电极22是所谓的中空电极，形状是圆柱形，具有底部，其通过加工镍棒、铌棒等形成的。采用中空型电极22的原因在于当灯照明时，中空型电极可以有效抑制由于放电引起的在电极处的溅射。

玻璃管30填充了例如一定量的稀有气体(5％Ar和95％Ne)，气压是60Torr。

保护层32由氧化钇(Y₂O₃)的细颗粒构成，颗粒堆积密度是大约90％。此处，优选堆积密度是80％或更多。这是因为如果堆积密度小于80％，在颗粒之间就有许多间隙，保护层的半透明度就会由于漫反射而降低。

优选氧化钇颗粒的平均粒径是0.01微米-1微米。这是因为难以制备粒径小于0.01微米的氧化钇颗粒，以及因为如果颗粒的粒径大于1微米，就难以使这些颗粒的堆积密度达到80％或更高。

图4是弧光管横截面的放大图片，表明保护层32形成在玻璃管30的内表面上，荧光层34形成在保护层32上。如图4所示，在保护层32与荧光层34相接触的表面上形成了裂纹50。

在玻璃管30沿着垂直管轴的平面的横截面上，每单位长度[毫米]有大约100条裂纹50。裂纹50的数目可以通过计数扫描电子显微镜(SEM)拍摄的弧光管横截面上的裂纹而获得。类似地，在玻璃管30沿着包括管轴的平面的横截面上，每单位长度[毫米]有大约100条裂纹50。

图5是保护层32与荧光层34相接触的表面的照片。照片表明裂纹50形成在保护层32的表面上。如图5所示，形成了许多龟甲形状的裂纹50。

从抑制由于可见光漫射而导致的亮度下降的观点来看，优选保护层32的接触表面的表面粗造度是200纳米或更小。更优选的是保护层32的接触表面的表面粗造度是100纳米或更小。进一步优选保护层32的接触表面的表面粗糙度是50纳米或更小。此处提到的表面粗糙度是所谓的算术平均粗糙度(Ra)(Japanese Industrial Standard B0601：1994)。

下面参考图6和7描述了在玻璃管30的内表面上形成保护层32与荧光层34的方法。图6给出了形成保护层32的程序。图7给出了形成荧光层34的程序。

首先，制备由硼硅酸盐玻璃形成的玻璃管30、保护层溶液40和荧光粉悬浮液42。

保护层溶液40是通过将氧化钇颗粒分散到含有合适的表面活性剂的溶液中制备的。

荧光粉悬浮液42被制备成红、绿和蓝荧光粉、粘结剂、连接剂和有机溶剂的混合物。

首先，如图6的部分(a)所示，玻璃管30垂直竖立，其下端开口和保护层溶液40的表面接触。然后，采用吸取设备(没有示出)将保护层溶液40吸入玻璃管30中。当玻璃管30中的溶液达到一定高度时，停止吸取。然后将玻璃管30从保护层溶液40中拔出，使得溶液通过玻璃管30的下端开口流出。这样使保护层溶液40附着到玻璃管30的内表面形成层。

随后，如图6的部分(c)所示，从玻璃管30的上端开口向其中引入干燥空气，干燥附着在玻璃管30内表面上的保护层溶液40。然后，如图6的部分(d)所示，在预定温度烧结玻璃管30，从而分解保护层溶液40中的残留有机成分。从而使保护层32形成在玻璃管的内表面上。

在此，当玻璃管例如在下列条件烧结时：烧结温度是630℃；温度以1.7℃/秒-2.0℃/秒从室温升到烧结温度，在保护层32的整个表面(与荧光层34相接触的表面)上形成裂纹50，如图5所示。

随后，如图7的部分(a)所示，将玻璃管30垂直竖立，其中其下端开口和荧光粉悬浮液42的表面相接触，并将荧光粉悬浮液42吸入玻璃管30中。然后停止吸取，将玻璃管30从荧光粉悬浮液42中拔出，如图7的部分(b)所示，使悬浮液从玻璃管30中流出。这样使荧光粉悬浮液42施加到保护层32的表面上。

然后，如图7的部分(c)所示，通过从玻璃管30的上端开口向其中引入干燥空气，干燥附着在保护层32表面上的荧光粉悬浮液42。这样使荧光层34形成在保护层32上。然后，如图7的部分(d)所示，从玻璃管30的内部去除荧光层34和保护层32的不需要的下部。随后，通过某方法安装了电极22并在玻璃灯泡中引入了稀有气体和汞后，完成了灯20的制备。

通过将荧光粉悬浮液42施加到已经垂直竖立的玻璃管30上的上述方法，通常，在从施加到干燥荧光粉悬浮液42的时间内，比重大的绿和红荧光粉下移一定程度。因而，在玻璃灯泡上部分，蓝荧光粉的比例增加。这样导致在弧光管表面的各区域内出现色差。在用作液晶显示等的背光装置的光源的冷阴极荧光灯中，较大色差的存在会导致例如只有屏幕的一侧是蓝色调的。因此，需要减少色差。

本申请人研究了在弧光管表面各区域之间出现色差的原因，发现是由于保护层和荧光层接触的表面很光滑导致这样的问题，这种情况发生在保护层中的金属氧化物颗粒的堆积密度增加时。这是因为保护层和荧光层的接触表面光滑时，荧光粉悬浮液中的粘结剂容易下流。这也导致荧光粉悬浮液中的荧光粉容易下流。因此，由于不同颜色荧光粉的比重不同，其下流速度不同，导致荧光粉分布不均匀。

在本实施方案中，当在施加保护层32的工艺中施加和干燥了保护层32后，保护层32在适当条件(烧结温度，升温速率)下烧结。因此，在保护层32表面(和荧光层相接触的表面)上形成裂纹50。荧光粉在形成裂纹50时均匀分布的原因如下。

当在保护层32与荧光层34相接触的表面形成裂纹50时，在施加了荧光粉悬浮液42后，荧光粉悬浮液42中所含的部分粘结剂进入到裂纹50中。通常，粘结剂具有高粘度。所以，当粘结剂部分进入裂纹50时，粘结剂难以下流。从而导致覆盖了粘结剂的不同颜色荧光粉难以下流。这样降低了不同颜色荧光粉的下流速度差异，该速度差异是源于荧光粉比重不同。同样，这也降低了荧光粉非均匀分布的倾向性。

本申请人还试验了裂纹50的合适密度。在此，他们关注的是管轴方向的裂纹50的数目，这是因为荧光粉悬浮液42是在玻璃管30垂直竖立时施加的。

试验结果表明，如果保护层32与荧光层34接触的表面在管轴方向上的裂纹50数目少于20[每毫米]，则进入裂纹50的粘结剂不足以起到上述作用，从而难以均匀分布荧光粉。他们还发现如果保护层32与荧光层34接触的表面在管轴方向上的裂纹50数目多于200[每毫米]，汞就可能进入裂纹50，导致汞反应。因此，保护层32与荧光层34接触的表面在管轴方向上的裂纹50数目优选是20-200[每毫米]。应该注意的是，裂纹数目可以通过调整烧结温度或升温速率来调整。

本申请人还试验了保护层32的合适厚度。试验结果表明，如果保护层32厚度小于1微米，那么和构成保护层的金属氧化物粒径相比，保护层相对较薄，导致裂纹难以形成。另外，如果保护层厚度大于5微米，那么透射光减少，导致光通量降低。因此，保护层32的优选厚度是1微米-5微米。

还优选裂纹宽度是0.1微米-5微米。这是因为如果宽度小于0.1微米，上述粘结剂进入裂纹50的作用就会不足，如果宽度大于5微米，汞容易进入裂纹50。

下面描述本实施方案的实施例(称作本发明实施例)，以和对比实施例比较。

在本实施方案的本发明实施例中，保护层32厚度为1.8微米，保护层32中的金属氧化物颗粒的堆积密度是90％，沿管轴方向每毫米形成100条裂纹50。

对比实施例中，保护层32厚度是1微米，保护层32中的金属氧化物颗粒的堆积密度是70％，没有裂纹形成。

图8和图9给出了弧光管不同位置的色差。图的纵轴表示色度表上x或y方向的色差。图的水平轴表示弧光管中不同位置相对于位于该管一端的起点的距离。图中的实线表示本发明实施例，虚线表示对比实施例。另外，色差是在不同位置色度表相对于参照色度的偏差，其中参照色度是位于灯中心(位置：170毫米)的色度值。

如图8所示，整个灯的色度表中x方向的最大色差值对本发明实施例是大约0.0058，对对比实施例是大约0.011。另外，如图9所示，色度表中y方向的最大色差值对本发明实施例是大约0.0117，而对对比实施例是大约0.0138。这就是说，在x和y方向，本发明实施例的最大色差都比对比实施例的更小，而且在整个弧光管的色差方面本发明实施例也小于对比实施例。通过试验确认，通过在保护层也与荧光层34相接触的表面上形成裂纹，与常规构造的灯相比，弧光管的色差降低。

到此处为止，已经解释了本发明实施方案1。但是，本发明不限于实施方案1，还可以如下修改。

(1)在上述描述中，保护层由一层组成。但是，保护层可以由多层组成。图10是弧光管沿着包括管轴的平面的横截面。如图10所示，在玻璃管30内表面上，形成了保护层62，它是第一保护层62A和第二保护层62B的堆叠。

在保护层62中，第一保护层62A难以形成裂纹(例如，在管轴方向每毫米形成10条裂纹)，并且在第二保护层62B上形成例如200条裂纹。采用这种构造，在第二保护层62B上形成的裂纹50使荧光粉分布均匀，并防止进入在第一保护层62A上形成的裂纹里的汞和玻璃灯泡反应。即使在裂纹50形成在保护层62与荧光层34相接触的表面上时，也能够有效抑制汞反应，因为荧光粉分布得均匀。

(2)在上述描述中，采用氧化钇作为形成保护层32或62的金属氧化物。但是，可以采用二氧化钛(TiO₂)、氧化铈(CeO₂)、氧化镁(MgO)、氧化镧(La₂O₃)、或氧化铝(Al₂O₃)，或其任意混合物代替氧化钇。尤其是，二氧化钛和氧化铈具有阻碍紫外光以及抑制汞反应的效应。因此，包括其中包括二氧化钛或氧化铈作为金属氧化物的保护层的灯适用作含有大量容易被紫外光老化的塑料的背光装置的光源。

(3)在上述描述中，裂纹具有龟甲形状。但是，裂纹可以是另一形状，如带状。

(4)在上述实施方案中，限定弧光管的长度是340毫米，外径是4.0毫米，内径是3.0毫米。但是，弧光管不限于这种尺寸。例如，弧光管在管轴方向的长度可以是大约720毫米。同样，弧光管不限于直管形式，而可以是曲管形式。

(5)在上述描述中，介绍的是冷阴极荧光灯。但是，本发明也适用于其它类型的灯，在这些灯的制备过程中，包括其中在玻璃管垂直竖立时施加荧光粉悬浮液的过程，例如广泛用作一般照明设备的环形荧光灯。

实施方案2

在荧光灯中，冷阴极荧光灯适用作小直径的灯，因为它们在管型玻璃灯泡的内表面含有荧光层，并且在两端都含有冷阴极作为内部电极。因此，冷阴极荧光灯用作要求薄(尺寸小)的背光单元的光源。

另外，作为背光单元的光源，要求它的寿命长，也就是说，具有高的亮度保持因子。荧光粉老化和汞消耗是亮度随时间下降的因素之一。人们认为荧光粉老化和汞消耗是如下发生的。

通常，荧光层包括大量荧光粉颗粒以及使荧光粉颗粒互相连接的连接剂。用于荧光层的连接剂是例如由CBB(碱土金属硼酸盐)构成的连接剂。当使用这种连接剂时，几乎每个CBB颗粒都附着到荧光粉颗粒上，形成连接荧光粉颗粒的位点。因此，认为荧光粉颗粒的表面大部分都暴露着，没有被CBB覆盖。

当冷阴极荧光灯照明时生成的汞离子轰击荧光层。在上述常规荧光层的情况下，当荧光粉颗粒的暴露表面部分受到汞离子轰击时，其晶体结构发生转变，不能发射光。另外，轰击荧光粉颗粒或CBB的部分汞离子留在荧光粉颗粒或CBB中。所以，发射紫外光的汞离子逐渐消耗了。

日本Toku-Sai-Hyo(官方公报，包含根据其国际公开内容用日语书写的PCT专利申请)的WO2002/047112公开了一种荧光灯，其包括使用能承受汞离子轰击的氧化钇代替CBB的荧光层。该官方公报陈述如下：“荧光层包括许多荧光粉颗粒以及金属氧化物(氧化钇)，该氧化物设置成使其附着到互相接触的荧光粉颗粒的接触部分(连接部分)上，并使得所述许多荧光粉颗粒的表面部分暴露”(括号中的语句是本申请人加上的)。这就是说，在官方公报的荧光层中，荧光粉颗粒的至少部分表面，包括连接部分，覆盖了氧化钇。

如官方公报所述的荧光层和上述常规荧光层相比，其荧光粉颗粒表面的暴露面积更小。因此，官方公报的荧光层和常规荧光层相比，受汞离子轰击时老化程度更小并且汞消耗更小，因为消耗的汞和在荧光粉颗粒中保留的汞一样多。另外，官方公报的荧光层中连接剂由氧化钇构成，其和常规荧光层相比，连接剂消耗的汞更少。因此，官方公报的荧光层和常规荧光层相比，亮度保持因子更高。

但是，官方公报的荧光层的问题在于它容易从玻璃灯泡的内表面脱落。在制备、包装或运输过程中可能发生的冲击可能使荧光层脱落。当灯照明时，没有荧光层的部分形成阴影，从而成为不均匀的原因。虽然在运输前通过检查可以去除可能出现荧光层脱落的荧光灯，但这导致产率下降。

通过提高氧化钇相对于荧光层的比值，可以改善荧光层和玻璃灯泡的粘结。但是，氧化钇有这样的性质，它吸收波长为254纳米能激发荧光粉的紫外光，虽然吸收量少。因此，仅仅提高氧化钇相对于荧光层的比例仍导致亮度下降。

此处应该注意的是，即使在玻璃灯泡外表面有外部电极的EEFL(外部电极荧光灯)里，上述问题也可能发生。

考虑到上述问题，实施方案2的目标是提供抑制亮度下降并包括了难以脱落的荧光层的荧光灯。

下面参考附图描述了本发明的实施方案2。此处应该注意的是，实施方案2的灯和实施方案1的灯20唯一的不同之处在于荧光层的构造。因此，下面的描述集中在本实施方案的荧光层上。

图11A是荧光层34的放大图。图11B是图11A所示的荧光层34的部分C的横截面图。

荧光层34包括荧光粉颗粒37和连接剂36。连接剂36由碱土金属硼酸盐(以后称作CBB)和氧化钇构成。这两种构成连接剂36的组分都具有使荧光粉颗粒互相连接并且将荧光粉颗粒37固定到保护层32上的功能。

除了这些功能外，氧化钇具有保护荧光粉颗粒免受汞离子轰击的功能，其中汞离子是在灯照明时汞发生离子化而生成的。另外，就两种从汞发射的波长为分别185纳米和254纳米的紫外光而言，氧化钇阻碍(至少70％)185纳米波长的紫外光，允许(大约85％)254纳米波长的紫外光通过。其中，185纳米波长的紫外光使荧光粉老化，而254纳米波长的紫外光激发荧光粉发射可见光。

另一方面，加入CBB改善了连接剂36的连接力。此处应该注意的是，254纳米波长的紫外光通过CBB。

假定通过后面将描述的方法形成的荧光层34中的许多(大量)荧光粉颗粒37中，有一些荧光粉颗粒，和图11B所示的荧光粉颗粒37A一样，其全部表面都覆盖有连接剂36，还有其它荧光粉颗粒，虽然没有示出，其表面部分覆盖了连接剂36并且部分暴露。也就是说，每个荧光粉颗粒部分或全部覆盖有连接剂。

在众多制备具有上述构造的冷阴极灯的方法中，下面介绍的是形成荧光层的方法，请参考图12。形成荧光层的方法基本上和常规方法相同，除了悬浮液的组成以外，该组成将在下面描述。相应地，省略了该方法的细节，只描述了精华部分。此处应该指出的是，保护层32是通过实施方案1所述的方法形成的。

首先，在图12所示的过程D中，在玻璃管30中引入含有荧光粉颗粒的悬浮液，使其和已经在玻璃管30内表面上形成的保护层32相接触。

更具体而言，准备了含有荧光粉悬浮液的罐43。通过在作为有机溶剂的乙酸丁酯中加入一定量的荧光粉颗粒、作为钇化合物的羧酸钇[Y(C_nH_2n+1COO)₃]、CBB颗粒和作为增稠剂的硝化纤维(NC)，制备荧光粉悬浮液42。

玻璃管30保持垂直竖立，其下端浸泡在荧光粉悬浮液42中。采用真空泵(没有示出)从玻璃管30的上端排空玻璃管30，从而通过在玻璃管30内形成负压抽吸荧光粉悬浮液42。在液面达到玻璃管30最顶端之前(此时液面到达一定高度)停止抽吸，将玻璃管30从荧光粉悬浮液42中拔出。这样使荧光粉悬浮液42附着到玻璃管30内表面的一定区域上，形成荧光粉悬浮液层42。

然后，当干燥暖空气(25℃-35℃)送到玻璃管30(该过程没有示出)中时，玻璃管30中的荧光粉悬浮液层42被干燥，然后去除(过程E)位于玻璃管30上端的干荧光粉悬浮液层42的一部分，其中在过程D中就是通过该上端向上抽吸荧光粉悬浮液42的。

此后，在过程F中，将玻璃管30水平放置在氧化硅管44中，如下烧结5分钟：由燃烧器46从外面加热氧化硅管44，同时空气38被送入玻璃管30中。调整燃烧器46的加热温度，使玻璃管30内表面的温度是650℃-750℃。

这样烧结后，羧酸钇热分解，形成玻璃态的氧化钇(Y₂O₃)。

另外，在上述烧结过程中，CBB颗粒熔融形成玻璃层。

如上所述，形成了荧光层(图11)。

试验1

本申请人制备了上述冷阴极荧光灯(称作本发明实施例)的样品，其中荧光层由荧光粉颗粒、氧化钇和CBB组成，为了比较，还制备了两种冷阴极荧光灯的对比实施例，这两种灯和本发明实施例的唯一不同在于荧光层结构。

这两种对比实施例中的一种是冷阴极荧光灯(对比实施例1)，其中荧光层由荧光粉颗粒和CBB组成，另一种是冷阴极荧光灯(对比实施例2)，其中荧光层由荧光粉颗粒和氧化钇组成。

其次，假定荧光粉颗粒的总重量是100，那么氧化钇和CBB相对于该总重量的比如下：

本发明实施例    氧化钇：0.4，CBB：0.2

对比实施例1     CBB：1.0

对比实施例2     氧化钇：0.6

这三种灯总共照明2000小时，观察了亮度随时间的改变。

试验结果如图13所示。

就试验开始后即刻的亮度(此后称作“初始亮度”)而言，对比实施例1最亮，随后是本发明实施例，然后是对比实施例2。申请人认为原因如下。和氧化钇相比，CBB通过了更多量的波长为254纳米的紫外光，该紫外光有助于荧光粉发射光。另外，对比实施例1的灯和其它两种灯相比，荧光粉颗粒的暴露表面，即没有覆盖连接剂的面积更大。相应的，对比实施例1的灯比其它两种类型灯的荧光粉颗粒接收更多量的紫外光。所以，对比实施例1的初始亮度值最高。

观察到在本发明实施例和对比实施例2之间初始亮度(下面也称作亮度)也有差别。申请人认为原因如下。如下面将描述的，仅仅由氧化钇组成的连接剂(对比实施例2)和由氧化钇以及CBB组成的连接剂(本发明实施例)相比，连接力更弱。因此，对于对比实施例2，即使没有发生荧光层脱落，固定在荧光层中的荧光粉颗粒的比例也低，而且荧光粉颗粒在一定程度上离开了荧光层。这导致两者之间出现了亮度区别。

发现对比实施例1的亮度从试验开始就快速降低。这是因为由于对比实施例1的荧光粉颗粒具有更多的暴露区域，所以它们更容易因为汞离子的轰击而老化，并且汞容易被荧光粉颗粒吸附。另外，CBB也容易吸附汞。所以，认为亮度的快速下降是因为在初始阶段荧光粉颗粒的老化和汞消耗进行得很快。

图14是根据图13衍生的结果，给出了当假设初始亮度为100％时亮度保持因子随时间的变化关系。

从图14中可以发现，在试验开始后大约100小时和以后，亮度保持因子的下降比例都平行发展。如此所示，本发明实施例和对比实施例1具有基本相同的值。也发现对比实施例1与本发明实施例以及对比实施例2相比，亮度保持因子的降低速率更大。试验1的结果总结如下。

本发明实施例在亮度保持因子上优于对比实施例1。也就是说，本发明实施例和对比实施例1相比，寿命更长。本发明实施例的亮度保持因子等于或优于对比实施例2。

试验2

本申请人对荧光层具有不同氧化钇和CBB混合比的试样进行了冲击试验，以测试冲击是否使荧光层脱落。

更具体而言，假定荧光粉颗粒的总重量是100时，氧化钇相对于该总重量的比值是0-0.6，CBB相对于该总重量的比值是0-0.7，分别以0.1的间距变化。对多种具有不同比例组合的试样灯，都制备了20个试样，在这些试样上进行了冲击测试。

将氧化钇相对于该总重量的比例上限设为0.6的原因如下。如早前所述，随着氧化钇比例的增加，灯亮度下降。所以和常规仅仅使用CBB作为连接剂的灯相比，需要限制灯亮度降低到一定程度。在这种情况下，可以限制灯亮度降低值为3％或更小，因为氧化钇相对于总总量的比例上限是0.6。此处应该注意的是，灯亮度降低值小于3％对实际使用不会带来问题。

图15给出了冲击试验用的试验装置51。

试验装置51包括灯支持平台52和固定测试棒的平台56。灯支持平台52和固定测试棒的平台56都固定在基座57上。

灯支持平台52的形状是“V型块”，沿着和图15的纸平面垂直的方向延伸。用于测试灯TL的玻璃灯泡放置在灯支持平台52上，适配在该平台上形成的V型槽里。

测试棒53的一端固定在固定测试棒的平台56上。测试棒53固定在固定测试棒的平台56上的点变成了固定的支撑点。测试棒53包括线圈弹簧54和塑料棒55。支撑点和连接点之间的长度L2是30毫米，其中支撑点用于固定，而在连接点处线圈弹簧54和塑料棒55互相连接。塑料棒55是圆柱状，直径8毫米。连接点和V型槽中心的长度L3是20毫米。塑料棒是由Teflon(注册商标)制成的。

采用具有上述构造的测试装置51的测试程序如下所述。

(i)将测试灯TL置于灯支持平台52上。

(ii)上抬塑料棒55，使线圈弹簧54弯曲，直到在塑料棒55的轴心和水平方向之间的角α达到45度。此时，在塑料棒上的某部分施加0.1kgf的载荷，使该部分将以和塑料棒55的轴心垂直的方向击打玻璃灯泡。

(iii)释放塑料棒55，通过54的回弹力用塑料棒55冲击测试灯TL。

(iv)肉眼检查测试灯TL的荧光层是否有部分脱落。

对每个测试灯重复上述步骤(i)-(iv)20次。对于20只测试灯中有1只或多只出现了荧光层脱落的类型的测试灯被拒绝，而其中20只测试灯都没有出现荧光层脱落的测试灯类型得到通过。

图16给出了试验结果。

在图16中，行“A”表示氧化钇的混合比，列“B”表示CBB的混合比例。

在图16中，对应于其中符号是“NG1”的单元的测试灯被拒绝。其它测试灯(A＝0并且B＝0的没有试验)通过了冲击测试。从这些试验结果可以知道，确认了B＝0，也就是连接剂仅仅由氧化钇组成时，荧光层出现脱落。另外，确认了即使在A＝0，也就是连接剂仅仅由CBB组成时，如果加入的CBB少也会出现荧光层的脱落。

从图16所示的结果可以知道，从防止荧光层发生脱落的观点来看，需要“0.1≤A”或者“0.1≤B”，以及“0.4≤(A+B)”。

通过上述可以知道，从防止荧光层脱落的观点来看，优选连接剂由氧化钇和CBB的混合物制成，并且优选两种材料的总量增加。但是，本申请人发现如果两种材料的总量超过一定等级，从外面观察时，玻璃灯泡的颜色变成淡棕色，导致亮度下降。申请人认为原因如下。也就是说，在制备工艺的烧结过程中，当羧酸钇热分解时，生成通式为C_nH_2n+2的碳氢化物以及氧化钇。另一方面，CBB熔化成玻璃态。申请人认为CBB吸收了该碳氢化物，颜色变成棕色。

在图16中，对应其中符号为“NG2”的单元的测试灯是那些由于玻璃灯泡变成淡棕色而被拒绝的测试灯，其亮度下降到合格标准以下的程度。本文中，合格标准与定义(设定)氧化钇相对于荧光粉颗粒总重量的比值上限时的标准相同。也就是说，亮度下降值为仅采用CBB作为连接剂的常规灯的3％的灯遭到拒绝(NG2)。

从图16可以知道，从防止亮度下降的观点来看，必须是“A≤0.6”或者“B≤0.6”，以及“A+B≤0.7”。

通过上述可以知道，从防止荧光层脱落和防止亮度下降的观点来看，需要将作为连接剂的氧化钇和CBB混合使得“0.1≤A≤0.6”(或者“0.1≤B≤0.6”)以及“0.4≤(A+B)≤0.7”(图16中，测试灯对应其中是“OK”的单元)。

到现在为止，本发明已经根据其实施方案进行了描述。但是，本发明不限于这些实施方案，可以采用其它形式，比如如下：

(1)在上述实施方案中，采用CCFL(冷阴极荧光灯)作为本发明实施例。但是，本发明不限于此，本发明可用于所谓的EEFL(外置电极荧光灯)，EEFL是介电势垒发电荧光灯(dielectric barrierdischarge fluorescent lamp)，通过例如在玻璃灯泡两端的外表面设立外部电极替代内部电极，而将玻璃灯泡壁用作电容。

(2)CBBP，通过在CBB中加入P(焦磷酸钙)来制备，可以用来代替CBB作为碱土金属硼酸盐。这种情况下，优选CBB和P以给定比例混合，使得假定CBB是1时，P的加入量是0.7或更小。这是因为如果P的比例超过0.7，容易发生汞吸附，导致灯亮度下降。换句话说，当采用不含P的CBB作为碱土金属硼酸盐时，和采用CBBP的情况相比，由于汞吸附导致的亮度下降受到抑制。

实施方案3

荧光灯发光是因为含在弧光管中的汞从电子获得能量时，辐射紫外光，而紫外光激发荧光粉发出可见光。

与此同时，已知弧光管中的汞附着到构成荧光层的荧光粉颗粒上，减少了入射到荧光粉颗粒的紫外光的量，导致光通量保持因子变小。就这个问题而言，已经公开了用金属氧化物涂覆荧光粉颗粒的技术，作为防止入射到荧光粉颗粒的紫外光量减少的技术(例如，日本专利公告No.2653576，日本已公开专利申请No.07-316551和日本已公开专利申请No.05-320636)。例如，可以通过已知的溶胶凝胶工艺在荧光粉颗粒表面涂覆金属氧化物层，抑制汞附着到荧光粉颗粒上，从而抑制荧光灯光通量保持因子的下降。

但是，本申请人对采用上述官方公报公开的技术制备的各种荧光灯进行了特性测试，发现就冷阴极荧光灯而言，虽然有一些改进，但没有获得足够等级的光通量保持因子。

考虑到上述问题，实施方案3的目标就是提供具有高光通量保持因子的冷阴极荧光灯和背光装置。

下面参考附图，描述了实施方案3的冷阴极荧光灯。此处应该注意的是，实施方案3和实施方案1的灯不同之处仅仅在于荧光层里的荧光粉颗粒的构造。所以，下面的描述集中在荧光层里的荧光粉颗粒上。

图17是实施方案3的荧光粉颗粒71的放大照片，是扫描电镜(SEM)拍摄的。图18是用比图17更高的放大倍数拍摄的荧光粉颗粒71的放大照片。

如图18所示，氧化镁(MgO)颗粒稀疏分布并附着在荧光粉颗粒71的表面。通过试验已经确认，这样抑制了光通量保持因子的下降，所述试验将在后面描述。

和常规技术一样，当采用表面没有涂覆金属氧化物的荧光粉颗粒时，灯处于照明状态时汞附着到荧光粉颗粒上，入射到荧光粉颗粒的紫外光量下降，这样逐渐导致光通量保持因子的下降。

另外，申请人认为，和常规技术一样，当荧光粉颗粒表面完全覆盖金属氧化物时，汞难以附着到荧光粉颗粒上，从而提高了光通量保持因子，但在灯照明过程中由于未知原因金属氧化物自身发生转变，这样逐渐使紫外光难以达到荧光粉颗粒上，从而导致光通量保持因子下降。

在本实施方案的灯20中，氧化镁颗粒72稀疏分布并附着到荧光粉颗粒71的表面上。申请人认为由于下述两个原因，这种构造提高了光通量保持因子。

第一个原因是，和表面没有涂覆金属氧化物的荧光粉颗粒相比，表面具有氧化镁颗粒72的荧光粉颗粒71更能抑制汞附着到荧光粉颗粒上。

第二个原因是，和表面完全覆盖了金属氧化物的荧光粉颗粒相比，表面具有氧化镁颗粒72的荧光粉颗粒71导致光通量保持因子难以下降，这归因与金属氧化物的转变。

申请人认为基于上述两个因素的结合，和采用了常规技术的灯相比，本实施方案的灯20更能提高光通量保持因子。

还优选氧化镁颗粒72均匀分布在荧光粉颗粒71的整个表面上。当氧化镁颗粒72在荧光粉颗粒71表面上分布不均匀时，汞容易附着到几乎没有氧化镁颗粒的区域，导致光通量保持因子下降。相反，通过将氧化镁均匀分布到荧光粉颗粒71的整个表面上，总体上汞就难以附着到荧光粉颗粒的表面上，因此抑制了光通量保持因子的下降。

此处应该注意的是，在图17和18中，氧化镁颗粒72覆盖荧光粉颗粒71的覆盖比是大约40％。通过测量区域内氧化镁颗粒72和荧光粉颗粒71的比得到该覆盖比。

荧光粉颗粒71的粒径大约是5微米-10微米。优选氧化镁颗粒72的平均粒径是0.01微米-0.1微米。这是因为达到荧光粉颗粒的紫外光量下降因此降低了光通量，以及因为难以制备粒径小于0.01微米的氧化镁颗粒。

下面参考图19A-19D，描述制备本实施方案的荧光粉颗粒71的方法。图19A-19D给出了将氧化镁颗粒附着到荧光粉颗粒表面的方法。

首先，如图19A所示，将荧光粉颗粒71置于装有蒸馏水80的烧杯中，然后搅拌蒸馏水80和荧光粉颗粒71，使荧光粉颗粒71均匀分布。此处所用溶剂可以是蒸馏水和醇的混合物。

接下来，如图19B所示，将氧化镁颗粒72放入水溶液81中，该水溶液是上一步制备的。搅拌水溶液81和氧化镁颗粒72，使得如图19C所示，氧化镁颗粒72以及荧光粉颗粒71分布在水溶液84中。

然后，在水溶液84中滴入酸或碱溶液86，调整水溶液84的pH值。此时，将水溶液84的pH值调到接近荧光粉颗粒71和氧化镁颗粒72的等电点的适当值。持续搅拌预定的时间，使得如图19D所示，氧化镁颗粒72分散并由于静电吸引力附着到每个荧光粉颗粒71的表面上。此时，氧化镁颗粒72近似均匀分布在荧光粉颗粒71的全部表面上。

此处应该注意的是，将水溶液84的pH值调到接近荧光粉颗粒71和氧化镁颗粒72的等电点适当值的原因如下。如果例如在pH值接近荧光粉颗粒71的等电点的适当值时发生反应，则荧光粉颗粒71的表面电势变得非常小，导致荧光粉颗粒71和氧化镁颗粒72之间难以吸附。相反，如果在pH值接近氧化镁颗粒的等电点的适当值时发生反应，氧化镁颗粒72簇拥在一起，导致氧化镁颗粒72难以附着到荧光粉颗粒71上。

当将水溶液84的pH值调到接近荧光粉颗粒71和氧化镁颗粒72的等电点的适当值时，氧化镁颗粒72分散并由于静电吸引力附着到每个荧光粉颗粒71表面上，如图17和18所示。

此处应该注意的是，通过调整水溶液的pH值，水溶液中氧化镁颗粒72的密度和反应时间等，可以调节氧化镁颗粒72覆盖荧光粉颗粒71的比例。

此后，通过吸滤从溶剂中分离荧光粉颗粒71。然后用醇清洗荧光粉颗粒71，在室温干燥该醇，然后在高温干燥荧光粉颗粒71预定的时间。

随后，将由此得到的荧光粉放入含有连接剂和粘结剂的溶剂中，搅拌该溶剂得到荧光粉悬浮液。将该荧光粉悬浮液施加到在玻璃管30内表面上形成的保护层32上，干燥并烧结。从而形成了覆盖并附着到形成在玻璃管30内壁上的保护层32上的荧光层34。

本申请人对本实施方案的灯和常规灯进行了特性测试。更具体而言，制备了本发明实施例的灯20，其覆盖率是40％；通过溶胶凝胶方法制备了对比实施例1，其覆盖率为100％(专利文献1)以及没有特殊处理的对比实施例2(覆盖率为0)；测试了光通量保持因子。

图20给出了对本发明实施例、对比实施例1和2的特性测试结果，是光通量保持因子和寿命的关系曲线。该图的纵轴代表光通量保持因子(％)，横轴代表寿命(h)。在图20中，实线表示本发明实施例，点线表示对比实施例1，短划线表示对比实施例2。

从图中可以发现，采用溶胶凝胶方法并且覆盖率是100％的对比实施例1，和没有特殊处理的对比实施例2相比，有略微的提高，但不能说对比实施例1具有足够的光通量保持因子。

另一方面，本发明实施例在光通量保持因子上有很大的提高。对比实施例1和2在开始照明后，光通量迅速下降，但本发明实施例和对比实施例1和2相比，光通量保持因子逐渐下降。申请人认为这是有利的效果。

就开始照明后的即刻亮度(开始照明时，寿命是0小时)而言，得到了下列结果。采用溶胶凝胶方法并且覆盖率100％的对比实施例1是大约4200cd/m²，没有特殊处理的对比实施例2的开始照明后的即刻亮度是大约4400cd/m²。申请人认为这是因为，和没有特殊处理的对比实施例2相比，用溶胶凝胶方法并且覆盖率100％的对比实施例1中，荧光粉颗粒更难以被紫外光激发。

相反，本发明实施例1在开始照明后即刻亮度大约是4520cd/m²，这远远大于对比实施例2。申请人认为这是由于在荧光粉颗粒71表面上存在着氧化镁颗粒72，所以因反射系数而使得荧光粉颗粒71表面的紫外光反射下降，同时紫外光入射量增加，激发了更多的荧光粉颗粒。

上述特性测试验证了本发明实施例提高了光通量保持因子，其光通量保持因子比对比实施例1和2更高。

在该特性测试中，本发明实施例(40％覆盖率)采用的是氧化镁颗粒72覆盖40％的荧光粉颗粒71。但是，本申请人还进行了试验，通过制备具有不同覆盖率的多种荧光粉颗粒，并测量分别包括该多种荧光粉颗粒的每种灯的光通量保持因子，确定了最优覆盖率范围。

图21是开始照明后1000小时的光通量保持因子和氧化镁颗粒72在荧光粉颗粒71上的覆盖率的关系图。纵轴表示光通量保持因子(％)，横轴代表氧化镁颗粒72在荧光粉颗粒71表面的覆盖率(％)。

此处应该注意的是，氧化镁颗粒72在荧光粉颗粒71表面的覆盖率是通过扫描电镜(SEM)或其它方法拍摄荧光粉颗粒71，并测量一定方向上某一区域内氧化镁颗粒72和荧光粉颗粒71的比得到的。

图21表明光通量保持因子随着氧化镁颗粒72在荧光粉颗粒71表面的覆盖率变化。

如图21所示，和氧化镁颗粒72在荧光粉颗粒71表面的0％覆盖率的灯或者覆盖率100％的常规灯相比，覆盖率P(％)为0＜P＜76的灯具有改善的光通量保持因子。由此显然可以知道，通过调整覆盖率P(％)到0＜P＜76，可以得到光通量保持因子比常规灯更高的灯。

优选覆盖率P(％)为23≤P≤67。这是因为当覆盖率P(％)位于此范围时，和0％覆盖率的灯或者覆盖率100％的常规灯相比，照明开始1000小时后的光通量保持因子提高1％。

进一步优选覆盖率P(％)为37≤P≤57。这是因为当覆盖率P(％)位于此范围时，和0％覆盖率的灯或者覆盖率100％的常规灯相比，照明开始1000小时后的光通量保持因子提高2％。

如上所述，通过试验确认本实施方案的灯具有提高的光通量保持因子，而这源于氧化镁颗粒72稀疏附着到荧光粉颗粒71表面的这种构造。

也就是说，由于本发明实施方案的灯具有提高的光通量保持因子，所以本发明可以通过采用这种灯作为例如液晶显示的背光装置的光源，得到高质量背光装置。

到此为止，本发明已经根据其实施方案进行了描述。但是，本发明不限于本实施方案，可以例如如下修改。

(1)在上述实施方案中，氧化镁颗粒稀疏附着到荧光粉颗粒表面。荧光层34包括红、绿、蓝三色的荧光粉颗粒。在这些荧光粉颗粒中，汞最容易附着到蓝色荧光粉颗粒(BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu²⁺)上。这是光通量保持因子下降的主要原因。

因此，通过将氧化镁颗粒72至少稀疏附着到蓝色荧光粉颗粒71的表面上，就可以提高光通量保持因子。通过试验已经确认，或者通过将氧化镁颗粒72附着到每种颜色(红、绿和蓝)，的荧光粉颗粒表面上，或者通过将氧化镁颗粒72仅仅附着到蓝色荧光粉颗粒71的表面上，而无需将氧化镁颗粒72附着到红色和绿色荧光粉颗粒表面上，就充分提高了光通量保持因子。

通过试验也已经确认，通过将氧化镁颗粒仅仅附着到红色和绿色荧光粉颗粒表面，提高了光通量保持因子。通过试验还确认，将这些颗粒互相混合，也提高了光通量保持因子。

(2)在上述中，氧化镁(MgO)用作附着到荧光粉颗粒表面的金属氧化物。但是，不限于此，氧化锌(ZnO)、氧化钇(Y₂O₃)或者氧化锆(ZrO₂)也可以用作金属氧化物。

虽然已经通过实施例和附图已经全面描述了本发明，但应该注意的是，对本领域技术人员而言，各种修改和改进都是显而易见的。所以，除非这些修改和改进偏离本发明的范围，就应该认为是包括在本发明以内。

Claims (18)

1.一种荧光灯，包括：

玻璃灯泡；

形成在玻璃灯泡内表面上的保护层；和

形成在保护层表面上的荧光层，其中

保护层与荧光层接触的表面具有裂纹。

2.权利要求1的荧光灯，其中

保护层表面在管轴方向每毫米具有20-200条裂纹。

3.权利要求1的荧光灯，其中

保护层的基础组分是金属氧化物颗粒，并且保护层中金属氧化物颗粒的堆积密度是80％或更多；

其中所述“颗粒的堆积密度”是用百分比表示的颗粒体积和单位体积的比。

4.权利要求3的荧光灯，其中

金属氧化物颗粒的平均粒径是0.01微米-1微米，包括端值。

5.权利要求1的荧光灯，其中

保护层的厚度是0.5微米-5微米，包括端值。

6.权利要求1的荧光灯，其中

保护层与荧光层接触的表面的表面粗糙度是200纳米或更小。

7.权利要求1的荧光灯，其中

荧光层包括：

许多荧光粉颗粒；和

使荧光粉颗粒互相连接的连接剂，并且连接剂含有氧化钇和碱土金属硼酸盐。

8.权利要求7的荧光灯，其中

满足了下列关系，其中假定荧光粉颗粒的总重量是100，氧化钇相对于该总重量的比用A表示，碱土金属硼酸盐相对于该总重量的比用B表示：

0.1≤A≤0.6；和

0.4≤(A+B)≤0.7。

9.权利要求1的荧光灯，其中

在玻璃灯泡内提供冷阴极型电极对，和

将金属氧化物颗粒分布并附着到至少部分构成荧光层的荧光粉颗粒的表面上。

10.权利要求9的荧光灯，其中

金属氧化物颗粒近乎均匀分布在荧光粉颗粒的整个表面上。

11.权利要求9的荧光灯，其中

当用P表示金属氧化物颗粒在荧光粉颗粒表面上的覆盖率时，满足下列关系：0＜P＜76％。

12.权利要求9的荧光灯，其中

金属氧化物颗粒的平均粒径是0.01微米-0.1微米，包括端值。

13.权利要求9的荧光灯，其中金属氧化物是氧化镁。

14.权利要求9的荧光灯，其中

所述至少部分构成荧光层的荧光粉颗粒包括激发时发射蓝色光的荧光粉颗粒。

15.一种背光装置，包括权利要求1的荧光灯作为光源。

16.一种背光装置，包括权利要求7的荧光灯作为光源。

17.一种背光装置，包括权利要求9的荧光灯作为光源。

18.制备荧光灯的方法，所述荧光灯包括玻璃灯泡、形成在玻璃灯泡内表面上的保护层，和形成在保护层表面上的荧光层，所述制备方法包括下列步骤：

在玻璃管内表面上形成表面具有裂纹的保护层；和

通过在玻璃管的管轴基本垂直时在保护层表面上施加荧光粉悬浮液，形成荧光层。

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