專利名稱：照明用冷陰極型熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可用于照明的冷陰極型熒光燈(CCFL =Cold CathodeFluorescent Lamp)，尤其涉及一種照明用的高效率、長(zhǎng)壽命的冷陰極型熒光燈(HCL，High efficiency Long life Cold cathode fluorescent Lamp)，其通過(guò)改善了冷陰極型熒光燈的管電流、光效率、亮度及壽命，除常規(guī)用作LCD顯示器的背光源、傳真機(jī)的掃描光源、復(fù)印機(jī)的擦除器燈外，還用作照明光源。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，冷陰極型熒光燈用作例如LCD顯示器的背光源、傳真機(jī)的掃描光源、復(fù)印機(jī)的擦除器燈的光源，對(duì)冷陰極型熒光燈只用約4 5mA的管電流就能夠使這些裝置獲得所需亮度等級(jí)。該冷陰極型熒光燈包括在玻璃管兩端設(shè)置的杯狀電極和通過(guò)在玻璃管內(nèi)部涂敷熒光材料形成的熒光層。另外，在玻璃管內(nèi)封入氖氣、氬氣、氙氣等稀有氣體和微量的水銀。若向玻璃管兩端的杯狀電極施加高電壓，則存在于玻璃管內(nèi)的少量的電子離子化被封入的稀有氣體，而離子化了的稀有氣體撞擊杯狀電極，將從杯狀電極放射二次電子 (其稱之為輝光放電)。而所述二次電子撞擊水銀，將從水銀中放射出紫外線，之后，從水銀放射出的紫外線照射形成于玻璃管內(nèi)壁的熒光層，則熒光物質(zhì)放射可視光線。此時(shí)，玻璃管內(nèi)部的管電流為約4 5mA左右。但是，如要使冷陰極型熒光燈獲得用于照明的亮度，則需使管電流達(dá)到IOmA以上。在現(xiàn)有技術(shù)中，冷陰極型熒光燈的電極成形為杯子的形狀以增加內(nèi)部面積。另外， 電極材料主要使用鎳(Ni)，這是因?yàn)殒嚨娜廴邳c(diǎn)相對(duì)較低，且成形性好，能夠容易地成形為例如杯子形狀的期望形狀。但是，鎳或鎳合金存在逸出功高，濺射系數(shù)高等缺點(diǎn)。為了提高杯狀電極的濺射耐性，雖然使用利用鈮(Nb)或釔(Y)合金成形的鎳合金杯狀電極，但在鎳合金材料電極的情況下，若將管電流提高至10mA，則因?yàn)R射太多而縮短壽命。濺射可在電極產(chǎn)生過(guò)多的熱，明顯降低發(fā)光效能，而且，由于濺射而在玻璃管內(nèi)壁形成濺射膜，從而難以獲得照明所需的亮度等級(jí)。因此，鎳或鎳合金材料電極不適合用于管電流在5mA以上的冷陰極型熒光燈，而且，利用杯狀鎳電極或杯狀鎳合金電極，難以實(shí)現(xiàn)照明用冷陰極型熒光燈。而且，在現(xiàn)有技術(shù)中，因?yàn)樵黾用娣e是重點(diǎn)，因此，電極的大小過(guò)大。若電極的大小過(guò)大，則因在玻璃管內(nèi)電極所占據(jù)的空間過(guò)大，從而縮短陽(yáng)極區(qū)部分，降低發(fā)光效能，增加能量消耗，而這也是不適合將冷陰極型熒光燈用于照明的原因之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的在于克服將冷陰極型熒光燈用作一般照明時(shí)存在的上述問(wèn)題而提供一種照明用冷陰極型熒光燈，所述冷陰極型熒光燈包括因利用低濺射系數(shù)和低逸出功的鎢或鎢合金而容易形成為杯狀的冷陰極電極。
本發(fā)明的第二目的在于，提供一種照明用冷陰極型熒光燈，其可在最大限度地減少電極長(zhǎng)度的同時(shí)，盡可能地提高亮度。本發(fā)明的第三目的在于，提供一種照明用冷陰極型熒光燈，其具有可容易地安裝插入或拔出于一般熱陰極型熒光燈插座的雙線導(dǎo)線。本發(fā)明的第四目的在于，提供一種照明用冷陰極型熒光燈，其可通過(guò)降低放電維持電壓來(lái)延長(zhǎng)電極壽命。本發(fā)明的第五目的在于，提供一種照明用冷陰極型熒光燈，其具有容易完成發(fā)射極涂布及維持的結(jié)構(gòu)。為了達(dá)到上述本發(fā)明的第一目的及第二目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種照明用冷陰極型熒光燈，所述照明用冷陰極型熒光燈包括冷陰極電極，其中，每個(gè)所述冷陰極電極包括基底金屬，連接到與電源相連接的導(dǎo)線的前端；線材(wire)螺旋直立體，其將鎢或鎢合金線材沿杯子形狀的主體以螺旋結(jié)構(gòu)纏繞而成并且在所述基底金屬上向所述玻璃管的長(zhǎng)度方向直立連接；以及發(fā)射極涂布線圈，插入于所述線材螺旋直立體內(nèi)部且在其表面涂布發(fā)射極以引起電子的發(fā)射。為了達(dá)到上述本發(fā)明的第三目的，連接到基底金屬的所述導(dǎo)線可以是兩個(gè)，并使所述兩根導(dǎo)線在所述基底金屬上相互斷路。為了達(dá)到上述本發(fā)明的第四目的，利用比所述線材螺旋直立體薄的鎢或鎢合金細(xì)線形成所述發(fā)射極涂布線圈之后，在細(xì)線表面涂布從氧化銫、氧化鋇、氧化鍶鈣、氧化釔或氧化鎂中選擇的一種或兩種以上的發(fā)射極。為了達(dá)到上述本發(fā)明的第五目的，所述發(fā)射極涂布線圈利用比所述線材螺旋直立體薄的鎢或鎢合金細(xì)線纏繞成細(xì)線線圈之后，再將上述細(xì)線線圈纏繞為螺旋形狀以形成細(xì)線線圈的螺旋結(jié)構(gòu)，并在所述細(xì)線線圈表面涂布從氧化銫、氧化鋇、氧化鍶鈣、氧化釔或氧化鎂中選擇的一種或兩種以上的發(fā)射極。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，因具有鎢或鎢合金的雙重線圈結(jié)構(gòu)，因此，即使在管電流為IOmA以上的情況下，也能在維持濺射耐性的同時(shí)，以低逸出功、高亮度發(fā)光；可在最大限度地減少電極長(zhǎng)度的同時(shí)，放射足夠量的電子；通過(guò)在導(dǎo)線和線材螺旋直立體之間設(shè)置基底金屬，容易安裝可插入或拔出于一般熱陰極型熒光燈插座的雙線導(dǎo)線；將發(fā)射極涂布線圈用作內(nèi)部線圈，可在低電壓完成二次電子放射，從而降低放電維持電壓，延長(zhǎng)電極壽命； 內(nèi)部線圈利用鎢細(xì)線形成細(xì)線線圈之后，再將此細(xì)線線圈纏繞為螺旋形狀而形成螺旋結(jié)構(gòu)，并在其表面涂布發(fā)射極，從而發(fā)射極可被容易涂布及維持在內(nèi)部線圈上。


為了進(jìn)一步理解本發(fā)明的構(gòu)思，下面提供了本發(fā)明的附圖，所述附圖并入本發(fā)明的說(shuō)明書中并且作為說(shuō)明書的一個(gè)組成部分。所述附圖例示了本發(fā)明構(gòu)思的示例性實(shí)施例，附圖與說(shuō)明書描述一起用于解釋本發(fā)明構(gòu)思的原理。在附圖中圖1為本發(fā)明的發(fā)射極涂布線圈的透視圖；圖2為本發(fā)明的冷陰極電極的分解透視圖；圖3為例示本發(fā)明的冷陰極電極的透視圖；圖4為將本發(fā)明的冷陰極電極插入玻璃管密封狀態(tài)的部分透視圖；以及
圖5為本發(fā)明的照明用冷陰極型熒光燈的部分剖面圖。*附圖標(biāo)記*1 冷陰極電極3 線材螺旋直立體5 發(fā)射極7 基底金屬9a、9b:導(dǎo)線11 玻璃棒12:導(dǎo)線玻璃棒組裝臺(tái)13:玻璃熔接15 氣體注入管17 玻璃管19 細(xì)線線圈21 發(fā)射極涂布線圈23 蓋子25 絕緣體
具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 首先，如圖4及圖5所示，顯示了用作照明燈的本發(fā)明的冷陰極型熒光燈。本發(fā)明的照明用冷陰極型熒光燈包括玻璃管17，在其內(nèi)壁形成利用熒光物質(zhì)形成的熒光層；一對(duì)冷陰極電極1，布置在玻璃管的兩個(gè)端部。冷陰極電極1具有低濺射系數(shù)、低啟動(dòng)電壓及低放電維持電壓，但能夠放射大量電子，從而可將冷陰極型熒光燈用于照明。在冷陰極型熒光燈中，熒光層通過(guò)使用熒光材料而形成于玻璃管17的內(nèi)表面上，并且冷陰極電極1在玻璃管17的兩端相對(duì)而設(shè)。交替向兩端的冷陰極電極1施加高電壓以從冷陰極電極1放射電子。本發(fā)明的特征則在于，改善此冷陰極電極1以提高濺射耐性，并以低放電啟動(dòng)電壓及放電維持電壓放射形成照明所需的管電流(IOmA以上)的大量電子，從而可將冷陰極型熒光燈用于照明。因此，本發(fā)明的冷陰極型熒光燈能夠用作照明光源。結(jié)合圖1對(duì)作為本發(fā)明最大特點(diǎn)的發(fā)射極涂布線圈21說(shuō)明如下如圖1所示，本發(fā)明的發(fā)射極涂布線圈21不僅具有易于涂布粉末狀態(tài)的發(fā)射極5 且保留發(fā)射極5長(zhǎng)時(shí)間不使其脫離的結(jié)構(gòu)。根據(jù)圖1所示的本發(fā)明的示例性實(shí)施例，利用比圍繞發(fā)射極涂布線圈21布置的線材螺旋直立體3 (參見(jiàn)圖2)薄的鎢或鎢合金細(xì)線(最佳直徑為0. 02mm 0. 05mm)形成細(xì)線線圈19之后，再將上述細(xì)線線圈19纏繞為螺旋形狀，以形成發(fā)射極涂布線圈21。發(fā)射極5選用粉末狀態(tài)的氧化銫、氧化鋇、氧化鍶鈣、氧化釔或氧化鎂中選擇的一種或兩種以上的材料。為了便于電子放射，本發(fā)明選用低逸出功的材料作為發(fā)射極。逸出功越低，電子放射越容易，而這意味著放電容易。為順利完成發(fā)射極的涂布，可使用碳納米管。此時(shí)，在適量的水和異丙醇中分散碳納米管并用作為表面活性劑的十二烷基苯磺酸鈉促進(jìn)分散以用作涂布劑。通過(guò)上述方式構(gòu)成發(fā)射極涂布線圈21時(shí)，使發(fā)射極涂布線圈21的整體線材長(zhǎng)度變長(zhǎng)，從而不僅在狹小的空間中以低電壓放射IOmA以上的電子，而且，在涂布發(fā)射極時(shí)，細(xì)線線圈19緊密層疊的薄的線圈之間的縫隙中層層涂布發(fā)射極5，以使發(fā)射極5的涂布變得容易，另外，在涂布發(fā)射極5之后，使涂布的發(fā)射極5長(zhǎng)時(shí)間不脫離薄的細(xì)線線圈19，延長(zhǎng)冷陰極電極1的壽命。上述發(fā)射極涂布線圈21可以不利用細(xì)線線圈19形成，而是利用比上述線材螺旋直立體3更細(xì)的鎢或鎢合金的直線細(xì)線(最佳直徑為0. 02mm 0. 05mm)纏繞而成。此時(shí)， 在細(xì)線表面也涂布從氧化銫、氧化鋇、氧化鍶鈣、氧化釔或氧化鎂中選擇的一種或兩種以上的發(fā)射極。但是，以這樣的方法涂布發(fā)射極時(shí)，較之利用細(xì)線線圈19時(shí)難，而且，發(fā)射極涂布維持時(shí)間也較短。圖2及圖3顯示本發(fā)明的另一特征元件線材螺旋直立體3。線材螺旋直立體3 利用鎢或鎢合金線材(較佳直徑為0. 2mm 0. 5mm)沿杯狀的主體形狀纏繞為螺旋結(jié)構(gòu)，而且，在基底金屬7上沿上述玻璃管17的長(zhǎng)度方向直立連接。在本發(fā)明的冷陰極電極1中， 基底金屬7與連接到電源的導(dǎo)線9a、9b相聯(lián)接。導(dǎo)線9a、9b選用杜美線或科伐線。導(dǎo)線 9a、9b相對(duì)于基底金屬7垂直設(shè)置。線材螺旋直立體3在基底金屬7上向?qū)Ь€9a、9b的相反方向直立。在本發(fā)明中，由于基底金屬7而能夠使用用于一般熒光燈插座的兩根導(dǎo)線，因此，基底金屬7具有特殊的意義?；捉饘?在兩端牢固固定線材螺旋直立體3，以使其向玻璃管17的長(zhǎng)度方向直立，而且，利用基底金屬7容易地將兩根導(dǎo)線9a和9b (杜美線或科伐線)連接至線材螺旋直立體3。因此，基底金屬7需選用在線材螺旋直立體3及導(dǎo)線9a 和9b(杜美線或科伐線)都可焊接的材料。基底金屬7可形成為棒狀或珠狀。在基底金屬7的材料選用鎢或鎢合金時(shí)，因其熔融點(diǎn)高，因此，基底金屬7不可焊接于由鎢或鎢合金形成的線材螺旋直立體3。因此，基底金屬7的材料選用鎳或鎳合金為宜。線材螺旋直立體3可通過(guò)點(diǎn)焊等結(jié)合于基底金屬7的一面而相互電連接。兩根導(dǎo)線9a、9b連接基底金屬 7，且在基底金屬7上相互斷路。導(dǎo)線9a、9b向線材螺旋直立體3的相反方向延伸并且連接至外部電源。如圖2所示，線材螺旋直立體3的線材兩端都向基底金屬7引出，其中，從線材螺旋直立體3上端引出的線材通過(guò)線材螺旋直立體3內(nèi)部，而且，發(fā)射極涂布線圈21在線材螺旋直立體3的端部周圍插入線材螺旋直立體3中。這樣，發(fā)射極涂布線圈21不會(huì)從線材螺旋直立體3脫離。發(fā)射極涂布線圈21的終端可焊接于基底金屬7，但也可不焊接。在圖 2或圖3中，表示在線材螺旋直立體3內(nèi)部?jī)?nèi)置一個(gè)發(fā)射極涂布線圈21的情況，但在發(fā)射極涂布線圈內(nèi)部還可內(nèi)置其他發(fā)射極涂布線圈，而且，還可將兩個(gè)以上的發(fā)射極涂布線圈21 不重疊地相鄰而設(shè)。這樣，可在不增加電極長(zhǎng)度的情況下以低電壓提高電子放射量，從而在不必犧牲陽(yáng)極區(qū)的大小而獲得適合用于照明的高亮度。如圖3及圖4所示，導(dǎo)線9a、9b利用玻璃熔接方法聯(lián)接于玻璃棒11上，并且玻璃棒11聯(lián)接于玻璃管17。玻璃熔接是在玻璃棒11內(nèi)部插入冷陰極電極1的導(dǎo)線9a、9b和氣體注入管15之后，熔接玻璃棒11上端部玻璃以固定導(dǎo)線9a和9b與氣體注入管15的方法，而在聯(lián)接部形成玻璃珠。這樣，能夠容易地完成玻璃管17和冷陰極電極1的導(dǎo)線9a、9b 之間的密封。本發(fā)明的一個(gè)切入點(diǎn)在于，雖然鎢或鎢合金塑性加工難，成形性低而難以成形為杯狀電極，但容易拉伸成線材之后加工成線圈形狀，而且，在多層層疊這樣制作而成的不同直徑的線圈時(shí)，可形成低濺射系數(shù)和低逸出功的杯狀電極。如上所述，本發(fā)明用低濺射系數(shù)和低逸出功的鎢或鎢合金形成線材螺旋直立體3， 從而可增加熒光燈的壽命，用低啟動(dòng)電壓開(kāi)始初始放電。另外，通過(guò)在線材螺旋直立體3內(nèi)部設(shè)置發(fā)射極涂布線圈21，在正常狀態(tài)下以低電壓維持照明所需的量(IOmA以上)的放電 (電子放射)。如圖4及圖5所示，在冷陰極型熒光燈的冷陰極電極1兩端交替施加電壓，從而冷陰極電極1通過(guò)電壓所形成的電場(chǎng)放射電子，而該電子放射不是通過(guò)熱而是通過(guò)電場(chǎng)發(fā)生的，因此，不需要熱。剛開(kāi)始，殘留于玻璃管17內(nèi)部的少量電子與冷陰極電極1撞擊而冷陰極電極1開(kāi)始放射電子。而一旦電子開(kāi)始放射之后，放射的電子再次與冷陰極電極1撞擊而持續(xù)放電(電子發(fā)射)。通過(guò)上述放電，被陽(yáng)極吸引的電子和存在于玻璃管17的水銀撞擊而放射紫外線，而該紫外線激發(fā)玻璃管17的熒光層，從而使玻璃管17的熒光層放射可視光線。由于在本發(fā)明的冷陰極型熒光燈中容易進(jìn)行電子發(fā)射，冷陰極型熒光燈能夠具有高亮度和長(zhǎng)壽命。在本發(fā)明中，電極材料選用與逸出功相比具有更高熔點(diǎn)的鎢，而且，考慮到鎢的塑性加工的難度，制作成線材并纏繞成螺旋形使用。纏繞的線圈在全部表面發(fā)生電子放射。 因此，若在將鎢成形為螺旋形的同時(shí)，如圖所示，使線圈直徑足夠大并使各繞組線之間緊密結(jié)合，則在將發(fā)射極涂布線圈內(nèi)置于其內(nèi)部時(shí)，其電子放射面積比杯狀電極大。用于照明的燈管內(nèi)的電子與電極撞擊時(shí)的能量為IOeV以上，能量非常大。因此，為了實(shí)現(xiàn)照明用冷陰極型熒光燈，需選用鎢為電極的材料，而且，將其形狀成形為螺旋形，以增加電極的電子放射面積。雖然將鎢纏繞為螺旋形，因其放電維持電壓高，放電量不大，因此，難以用于照明。但是，如在本發(fā)明中那樣，在鎢或鎢合金材料線材螺旋直立體內(nèi)部插入涂布發(fā)射極的發(fā)射極涂布線圈，則在降低放電維持電壓的同時(shí)，容易獲得照明所需的IOmA以上的管電流。
權(quán)利要求
1.一種照明用冷陰極型熒光燈，包括在玻璃管的兩端布置的冷陰極電極，在所述玻璃管內(nèi)表面上形成的熒光層，其中，每個(gè)冷陰極電極包括基底金屬，其連接到用于與電源相連接的導(dǎo)線的前端；線材螺旋直立體，將鎢或鎢合金線材圍繞杯子形狀的主體以螺旋結(jié)構(gòu)纏繞而成，并且所述線材螺旋直立體以使所述線材螺旋直立體向所述玻璃管的長(zhǎng)度方向直立的方式連接到所述基底金屬；以及發(fā)射極涂布線圈，其插入于所述線材螺旋直立體內(nèi)部并且在其表面涂布發(fā)射極以引起電子的發(fā)射。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明用冷陰極型熒光燈，其特征在于連接到所述基底金屬的導(dǎo)線是兩根，并且所述兩根導(dǎo)線在所述基底金屬上彼此斷路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明用冷陰極型熒光燈，其特征在于所述線材螺旋直立體的兩個(gè)端部都朝向所述基底金屬延伸，以使得所述線材螺旋直立體的兩個(gè)端部中的一個(gè)從所述線材螺旋直立體的頂部側(cè)朝向所述基底金屬穿過(guò)所述線材螺旋直立體延伸，其中，所述發(fā)射極涂布線圈布置在所述線材螺旋直立體的端部的周圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明用冷陰極型熒光燈，其特征在于所述發(fā)射極涂布線圈利用比所述線材螺旋直立體薄的鎢或鎢合金細(xì)線形成細(xì)線線圈之后，再將所述細(xì)線線圈纏繞為螺旋形狀以形成細(xì)線線圈的螺旋結(jié)構(gòu)，并在所述細(xì)線線圈表面涂布從氧化銫、氧化鋇、 氧化鍶鈣、氧化釔或氧化鎂中選擇的一種或兩種以上的發(fā)射極。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明用冷陰極型熒光燈，所述冷陰極型熒光燈包括在玻璃管的兩個(gè)端部布置的冷陰極電極，在所述玻璃管內(nèi)表面上形成的熒光層。每個(gè)冷陰極電極包括基底金屬，連接到引入電源的導(dǎo)線的前端；線材螺旋直立體，其將鎢或鎢合金線材沿杯子形狀的主體以螺旋結(jié)構(gòu)纏繞而成并在所述基底金屬上向所述玻璃管的長(zhǎng)度方向直立連接；以及發(fā)射極涂布線圈，插入于所述線材螺旋直立體內(nèi)部而在其表面涂布發(fā)射極以引起電子的發(fā)射。
文檔編號(hào)H01J61/067GK102427016SQ201110343368
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者李承杓 申請(qǐng)人:李承杓, 株式會(huì)社上一系統(tǒng)