CN101281852A - 冷阴极荧光管用的电极 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种冷阴极荧光管用的电极，由管体部与底部所构成且具备有可塑性加工圆柱状的金属制钢坯而一体成型的管体部与底部，进一步具备有：形成为圆筒状的管体部外周面；与该管体部外周面设置为直角而且形成为平整的底部外围面；对管体部外周面形成为同心圆状的圆筒状的管体部内周面；以及从管体部内周面开始为平缓连续地对圆桶状的中心轴上形成为一旋转体状的凹曲面状的底部内围面。从管体部开始到底部的壁厚度，其中若往管体部外周面与底部外围面间的角落部观察，连续地形成较厚于管体部外周面与管体部内周面间的壁厚度。

Description

冷阴极荧光管用的电极

技术领域

本发明涉及一种用在冷阴极荧光管且通过可塑性加工来形成杯状的电极。

背景技术

冷阴极荧光管是具备有密封放电用气体的玻璃管以及于此玻璃管两端部密封有一对电极单元。其中这个电极单元的构造由具有导电性且与玻璃管适当紧密接合的导线构件以及连接到此导线构件端部且能够收纳到玻璃管内部的电极所构成。如果在冷阴极荧光管电极之间施加电压时，则会从其中一方电极来释放出电子，而由所释放出的电子来撞击到含在放电用气体的水银原子以放射出紫外线。这种紫外线将会被涂布在玻璃管内围面的荧光体吸收，当荧光体激发的同时紫外线转换能量而发出可见光。

图12a、图12b、图12c所示为冷阴极荧光管的电极，其中电极4是利用主要成分为纯镍(Ni)或者镍的合金来形成的一杯状。电极4由管体部2和底部3所构成，其中管体部2形成为一圆筒状且从底部3开始至开口部形成有均匀的厚度。底部3的外围面形成为平整且如图12a、图12b、图12c所示的内围面，在底部3形成有一平面的底面。另外，管体部2的内围面如果从底部3观察，将形成为一圆筒状，且管体部2的壁厚度若朝向底部3方向观察，将形成为均一厚度。而且，如果要形成冷阴极荧光管的情况时，会让一对电极4的开口部4a以相互对向的状态各自从玻璃管的两端来插入固定而将内部完成密封。

另外，日本专利特开2005-71972号公报上公开的杯状冷阴极放电灯知电极也揭示混合有钨细微烧结粉末或者钼细微烧结粉末、Ni粉末等和2种液态可热塑性黏结剂树脂，且射出成型这种混合体来形成附有导线的杯状电极的生坯，最后再烧结这种生坯形成为现有技术中的冷阴极荧光管的电极。

另外，日本专利特开2004-14342号公报上公开的杯状电极，揭示具备有圆筒状的管体部和底部，其中从管体部开始经过连接部到底部形成有均匀的厚度。又，管体部和底部的角落部形成为一曲面形状。而且，这种电极能藉形成半球状有底部的杯部来让阴极内部的电场作最适当的分布，同时也可以提高阴极的电子释放性。

冷阴极荧光管的电极，由圆筒部的内围面所产生的电子互相撞击来让底部以及底部附近的内围面经过长时间被溅射而侵蚀。特别是这种侵蚀，由申请人等可以确认从杯状电极的开口部到底部的深度的由底部起约1/4的范围能明显看出会受到这种侵蚀。

另外，适用的冷阴极荧光管作为液晶显示面板的背光时，会要求冷阴极荧光管的外部直径最好较细，同时为了能够让电极的电子释放性佳，因此电极的开口直径要大，惟难苛求两全其美。因此要求尽可能让杯状电极的侧壁厚度形成较薄。但一旦将侧壁的厚度形成较薄时，从上述理由可知，将会降低杯状电极使用寿命，那就可能无法满足作为冷阴极荧光管的规格条件。

若如前述两篇日本专利上公开的，在材料上使用钨或钼等材料性较硬且原子序号较大的材料时，就可以不易受到此溅射的影响。但是，这些材料韧性较低且不适合压延或冲压加工，因此类似专利文献1必须由烧结来成形，以致于在加工上要耗费许多人力与时间。另外，钨或钼等乃属于稀有金属，因此材料单价较高而会提高成品的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种由可塑性加工来形成杯状让侧壁的厚度变薄且对于即使因溅射所造成的侵蚀也能具有耐用性较高的冷阴极荧光管用的电极。

本发明所提供的一种冷阴极荧光管用的电极，形成为杯状而开口部以互相对向的状态来各密封到玻璃管的两端部，具备塑性加工圆柱状的金属制钢坯而一体成型的管体部与底部；且具备有：

管体部外周面，形成为圆筒状；

底部外围面，与该管体部外周面设置为直角而且形成为平整；

管体部内周面，与该管体部外周面形成为同心圆状的圆筒状；以及

凹曲面状的底部内围面，从该管体部内周面开始为平缓连续地对该圆桶状的中心轴上形成为一旋转体状；

从该管体部开始到该底部的壁厚度，其中往该管体部外周面与该底部外围面间的角落部观察，连续形成比该管体部外周面与该管体部内周面间的壁厚度较为厚。

冷阴极荧光管用的电极的所述底部内围面是一以该管体部内周面的口径作为直径的半球面。

冷阴极荧光管用的电极的所述底部内围面是一以该管体部内周面的口径作为短轴的半椭圆曲面。

另外，本发明提供了一种冷阴极荧光管用的电极，形成为杯状而且开口部以互相对向的状态来各密封到玻璃管的两端部，具备有塑性加工圆柱状的金属制钢坯而一体成型的管体部与底部；且具备有：

管体部外周面，形成为圆筒状；

凸曲面状的底部外围面，从该管体部外周面对该圆筒状的中心轴形成为旋转体状且往外来凸起；

管体部内周面，对该管体部外周面形成为同心圆状的圆筒状；

凹曲面状的底部内围面，从该管体部内周面平缓连续地对该圆桶状的中心轴上形成为一旋转体状；以及

平面状的密封构件连接面，形成在该底部外围面的中央部而且直径小于该管体部外周面的直径，其中与该管体部外周面形成为直角；

该密封构件连接面的外径形成相同于所连接的密封构件的外径。

在冷阴极荧光管用的电极中，从所述管体部到该底部的该密封构件连接面的壁厚度，若从该管体部外周面往该底部外围面观察，连续形成较厚于该管体部外周面与该管体部内周面间的壁厚度。

本发明的有益效果是：冷阴极荧光管用的电极的底部外围面为平整，且利用塑性加工来让底部内围面一体成形为凹曲面之杯状，因此可控制成本来加以制造，同时也增加较容易受到电子撞击的底部附近电极厚度，进而提高对溅射的耐用性。另外，电子可从电极内围面的任意点以相同或然率往全方位来释放出电子，因此如果考虑到从相同点所释放出的电子轨迹时，由底部内围面来形成为一凹曲面，其中朝向电极底部的电子就会以小于现有技术中的电子时的撞击次数往开口部来释放。因此，电极的底部内围面或管体部内周面就较不易由电子来溅射。再者，从电极开口部所释放出的电子放射角度，因入射到荧光体层较浅，所以比较不易让电极开口部附近的荧光体层受到损害。

因此，使用本发明的冷阴极荧光管用的电极的冷阴极荧光管将可提高耐用性。再者，让底部的壁面厚度从管体部开始连续形成为较厚，更可以提高耐用性。

另外，利用从管体部外周面连续且让底部外围面形成为一凸曲面状，不但可以于电阻焊接密封构件时来控制电流量而且可控制温度的过度上升，进而降低底部或底部与管体部的部分结晶颗粒粗大化。利用此可抑制底部内围面因电子所产生的被溅射。

附图说明

图1为本发明第1实施例中冷阴极荧光管的立体图。

图2a为用在第1实施例中的冷阴极荧光管电极的前视图；

图2b为用在第1实施例中的冷阴极荧光管电极的剖面图。

图3为第1实施中的冷阴极荧光管部分截断剖面图。

图4a为用在第1实施中的冷阴极荧光管的电极的纵向剖面图；

图4b为用在现有技术中的冷阴极荧光管电极的纵向剖面图。

图5a为用在本发明第2实施例中的冷阴极荧光管的电极的前视图；

图5b为用在本发明第2实施例中的冷阴极荧光管的电极的剖面图。

图6a为用在本发明第3实施例中的冷阴极荧光管的电极的前视图；

图6b为用在本发明第3实施例中的冷阴极荧光管的电极的后视图。

图7为用在第3实施例中的冷阴极荧光管电极的侧面图。

图8为用在第3实施例中的冷阴极荧光管电极的部分纵向剖面图。

图9为用在第3实施例中的冷阴极荧光管电极的立体图。

图10为用在第3实施例中的冷阴极荧光管电极的其它立体图。

图11为用在本发明第4实施例中的冷阴极荧光管电极的纵向剖面图。

图12a、图12b、图12c为用在现有技术中的冷阴极荧光管的电极的纵向剖面图。

具体实施方式

以下参考图1至图5来说明本发明第1实施例中的冷阴极荧光管用的电极及使用该电极的冷阴极荧光管。首先，图1所示的冷阴极荧光管10具备有玻璃管12，荧光体层13，电极14以及导线构件15，其中玻璃管12的外部直径如为一数mm圆筒状的长条形管，密封两端的内部形成为一密闭状态的空间。在密闭空间内注入有氩气、氙气、氖气等之类的稀有气体以及以期望的比例混合有水银蒸气的稀有气体。玻璃管12内的压力将设定为小于大气压力的约0.1大气压力左右的压力。

玻璃管12除了利用硼、硅酸玻璃(silicic acid glass)之外，譬如还可以利用铅玻璃、钠玻璃(soda glass)、低铅玻璃来形成。如果将这种冷阴极荧光管10应用在液晶显示装置中的背光光源时，玻璃管12的外径备有数种类、其轴的外径范围为Ψ1.5mm～Ψ5.0mm，依适当液晶显示装置的规格来区分使用。在玻璃管12的内围面将形成有荧光体层13。此荧光体层13将遍布于整个玻璃管12的内围面而均匀涂布形成有荧光体。以卤磷酸盐荧光体或稀土类荧光体来作为这种荧光体，甚至利用其它电子所激发来产生可见光时皆可配合适当用途来加以使用。

在电极14的内围面形成为杯状，此杯状具有稍微比形成有荧光体层13状态的玻璃管12的内部直径较小的外部直径。电极14由主要成分为纯镍(Ni)或者镍的合金来形成圆柱状的钢坯，因此可由后方挤制加工(extrusion)或深抽引加工(deep drawing)等的可塑性加工来一体成形。电极14让杯状的开口部14a以相互对向的状态来各自插入固定到玻璃管12的两个端部。

如图2a、图2b及图3所示的电极14，其包含有管体部20和底部22。其中管体部20具备有圆筒状的管体部外周面20a，而其外部直径尺寸将均匀地从底部22附近开始形成到开口部14a。底部外围面22a设置与管体部外周面20a成直角且平整形成、而在底部外围面22a与管体部外周面20a的角落部23设有R圆角，管体部20的管体部内周面20b，对管体部外周面20a形成有一同心圆的圆筒状，且均匀形成有管体部20的壁厚度。

再者，电极14的开口部14a，其中管体部外周面20a及管体部内周面20b皆随着朝向开口端而使得管体部内周面20b的口径稍微缩窄成斜状。又，通过缩窄开口部14a而让电极14插入到形成有荧光体层13的玻璃管12的情况时，就可以防止荧光体层13被电极14切削脱落。

底部22的底部内围面22b，从管体部内周面20b形成为一平缓连续地的凹曲面形状。如图2及图3所示的底部内围面22b，形成为以管体部内周面20b的口径作为直径的半球面。因此，若向着管体部外周面20a和管体部内周面20b之间的角落部23观察，管体部外周面20a和管体部内周面20b之间的壁厚度以及底部外围面22a和底部内围面22b之间的壁厚度将会向角落部23的方向连续较厚形成。另外，由于底部内围面22b为一半球面，因此从与此相对应范围的底部外围面22a开始到管体部外周面20a的部分表面积将充分大于底部内围面22b的表面积。

导线构件15由对玻璃管12具优良德湿润性且与玻璃具约相同线膨胀系数的密封构件16和与配线连接的导线18所构成。当密封构件16通过与导线18铜焊等来接合后，再利用电阻焊接(闪光焊接：flash-welding)或者激光焊接来连接到电极14的底部外围面22a。

接合有电极14和导线构件15的电极单元17，先与玻璃管12接合之后再将微珠玻璃19(Bead glass)溶接到密封构件16上。而且，当将电极单元17安装到玻璃管12之际，要让微珠玻璃19和玻璃管12的开口端能够融化接合成密封到内部的状态。

其次，以下将说明有关本发明实施例中冷阴极荧光管用的电极的动作以及作用。在冷阴极荧光管10之中，如果在1对的电极14之间施加电压而且点亮冷阴极荧光管10时，就会从电极14内围面的管体部内周面20b以及底部内围面22b释放出电子。会从任意的位置且以相同的或然率往全方位来释放出电子。于此，将图4且于管体部内周面20b和底部内围面22b的边界附近，其中由底部外围面22a以电极14的1/4长度内的距离的距离L点a设为基准点来释放电子的情况为范例来加以说明电子的反射状态或移动轨迹。

如图4a所示的电极14的底部内围面22b，为一与管体部内周面20b口径相同的半径半球面。因此，会针对从管体部内周面20b和底部内围面22b的边际点a往底部内围面22b方向且以飞行痕迹A、B、C朝任意角度来释放电子来加以考虑。从点a所射出的电子，会利用撞击到底部内围面22b来改变反射角度。尤其对管体部内周面20b以如飞行痕迹A、B所射出的的电子，如果1次撞击底部内围面22b时，就会往开口部14a方向来改变方向。且飞行痕迹A 1次撞击管体部内周面20b且往开口部14a方向，而飞行痕迹B直接朝向开口部14a。另外，以类似飞行痕迹C的角度所射出的电子，只要数次撞击管体部内周面20b就会往电极14外来射出。因此，如果为图3、图4a所示的电极14的情况时，其中从任意位置的管体部内周面20b往底部内围面22b方向所射出的电子，即使加大对管体部内周面20b的攻角(angle of attack)，因撞击到底部内围面22b，故朝向开口部14a之电子方向大约一致，进而减少在电极14的管体部内周面20b底部附近上的撞击次数。

对此现象，如果为图4b所示的现有技术中形状的电极情况时，则底部内围面3b会与管体部内周面2b形成一直角的平面，因此假设从底部内围面3b以电极4的1/4长度内的距离的距离L点a为基准点来释放出电子时，则从点a往底部内围面2b方向所射出的电子，在平面的底部内围面3b往镜面对称的方向来反射然后折返到开口部4a端。但是，由于往底部内围面3b端方向所射出的电子或然率和往开口部4a端方向所射出的电子或然率相同，因此朝向底部内围面3b方向所射出的电子会比往电极4的开口部4a方向的电子先到达底部内围面3b且仅有回归的部分会拉长飞行痕迹。而且，管体部内周面2b的电子仰角越大就会增加与管体部内周面2b的撞击次数。结果所射出的电子将会在每次的撞击中失去能量。因所失去的能量将会以热量残留在电极4中，因此当下次电子撞击时则此部分就会比较容易溅射。这种现象比较容易发生在电极4的1/4长度内的距离的管体部内周面2b内，因此在传统的电极4中，在此长度范围的管体部内周面2b的侵蚀比较严重。

在本实施例中的电极14情况时，撞击到底部内围面22b之后的电子不但会缩小对管体部内周面20b的飞行轨迹攻角同时也会降低冲撞次数。因此，撞击由电子移动到电极14的能量就会变少。再者，电极14的角落部23的壁厚度会大于管体部20与底部22而且仅此部分的热容量较大。另外，与此对应的底部外围面22a及管体部外周面20a的表面积将大于上述的底部内围面22b。也就是说，相较于电子撞击所产生的热量部分面积将大于散热端的外面表面积。再者，电极14的材料以镍为主要材料的金属制品，且从底部内围面22b到底部外围面22a及管体部外周面20a之间为实体，因此就容易来传导热量。从以上可知，电极14的温度较不易提高，因此就比较不容易会因为溅射而侵蚀电极14的内围面，进而可延长电极14的使用寿命。另外，由于使用这种电极14的冷阴极荧光管10，因具有较少的溅射放出量，因此较不容易让密封到玻璃管12内的稀有气体劣化，且可提供比现有技术较高的耐用性。

除此之外，电极14的底部外围面22a与管体部外周面20a配置成直角，因此当要接合电极14和导线构件15之际，较容易进行定位。另外，电极14从小钢坯利用可塑性加工来一体成形，因此材料利用率较高。再者，电极14以纯镍或镍为主要材料的合金制品，因此材料单价较低且对制造成本的影响因素也较少。

其次，将参考图5a、图5b来说明本发明第2实施例的电极24。在这边，凡是与上述实施例相同的构成组件皆标示相同的符号且省略说明。这种电极24的底部25的底部外围面25a与上述实施形态相同的平整面，而底部内围面25b以管体部20的之管体部内周面20b的口径作为短轴的半椭圆状。其它的构造皆与第1实施例所示的电极14为具有相同形状以及功能。

在第2实施例中的电极24，其中假设管体部内周面20b的口径等于第1实施例的口径时，就是在比第1实施例情况较为靠近开口部24a的位置，而底部25的底部内围面25b以相对较小的曲率来连接到管体部内周面20b，随着底部中央的方向逐渐放大曲率来连接。在这种凹曲面的情况与开口部24a相反方向的端所射出的电子，与图4a所示情况相同，也就是能利用较少的撞击次数从开口部24a来射出电子。

因此，第2实施例的电极24也可以与第1实施例相同来达到延长耐用寿命的目的，而且也可以长时间来使用具有这种电极24的冷阴极荧光管。又，如果电极的底部内围面形状为一平缓的凹曲面形状时，也可以将底部中央作为极点的抛物面也可或者也可仿照此类曲面外形的形状。

其次，将参考图6a、图6b～图10来说明本发明有关第3实施例中的电极34。在此，凡是与上述实施例相同的构成组件皆标示相同的符号且省略说明。这种电极34的底部32形成为一半球状，且球面状的底部外围面32a的外侧中央部为一平整面，而形成作为连接导线构件的密封构件36的连接端面。连接端面35一稍微比底部外围面32a较为突出的平整圆形，位于对管体部30的轴心方向成直角方向的平面上，其中直径大约等于导线构件的密封构件36。

另外，管体部30的管体部内周面30b，与管体部外周面30a形成为同心圆状而底部内围面32b形成为一半圆形状，其中此半圆形的半径就以管体部内周面30b的口径设为直径的半球面开口部的半径。其它的构造皆与第1实施例所示的电极14为具有相同形状以及功能。

这种电极34的底部32的底部外围面32a的连接端面35，与上述实施例相同的平整面，底部内围面32b形成圆形或椭圆形，其以管体部30的管体部内周面30b口径设为直径。其它的构造皆与第1实施例所示的电极14为具有相同形状以及功能。

如果使用这种实施例的荧光管时，除可利用上述实施例来产生效果外，也可从管体部外周面30a连续让底部外围面32a形成为凸曲面状，于电阻焊接密封构件36之际能够抑制电流量且可抑制过度的温度上升，进而降低底部32或底部32与管体部30的邻接部分的结晶颗粒粗大化。利用此也可以抑制底部内围面32b由电子所产生的被溅射的现象。

其次，参考图11来说明本发明的第4实施例中的电极34。在此，凡是与上述实施例相同的构成组件皆标示相同的符号且省略说明。这种电极38，从管体部30到底部32的密封构件36的连接端面35的壁厚度，其中往管体部外周面30a和底部外围面32a方向观察，将连续形成较厚于管体部外周面30a和底部内围面30b之间的壁面厚度。其它的构造皆与第3实施例相同。

由此种实施例的荧光管时，除可利用上述实施例来产生效果外，也可更提高对底部内围面32b的溅射的耐用性。

又，本发明的冷阴极荧光管用的电极，并非限定于上述实施形态，也可以在底部内围面的中央部分的某一部分来形成圆形的平面或者也可以让电极的角落部附近内围面来形成凹曲面状。

Claims (5)

1.一种冷阴极荧光管用的电极，形成为杯状而开口部以互相对向的状态来各密封到玻璃管的两端部，其特征在于，具备塑性加工圆柱状的金属制钢坯而一体成型的管体部与底部；且具备有：

管体部外周面，形成为圆筒状；

底部外围面，与该管体部外周面设置为直角而且形成为平整；

管体部内周面，与该管体部外周面形成为同心圆状的圆筒状；以及

凹曲面状的底部内围面，从该管体部内周面开始为平缓连续地对该圆桶状的中心轴上形成为一旋转体状；

从该管体部开始到该底部的壁厚度，其中往该管体部外周面与该底部外围面间的角落部观察，连续形成较厚于该管体部外周面与该管体部内周面间的壁厚度。

2.如权利要求1所述的冷阴极荧光管用的电极，其特征在于，所述底部内围面是一以该管体部内周面的口径作为直径的半球面。

3.如权利要求1所述的冷阴极荧光管用的电极，其特征在于，所述底部内围面是一以该管体部内周面的口径作为短轴的半椭圆曲面。

4.一种冷阴极荧光管用的电极，形成为杯状而且开口部以互相对向的状态来各密封到玻璃管的两端部，其特征在于，具备有塑性加工圆柱状的金属制钢坯而一体成型的管体部与底部；且具备有：

管体部外周面，形成为圆筒状；

凸曲面状的底部外围面，从该管体部外周面对该圆筒状的中心轴形成为旋转体状且往外来凸起；

管体部内周面，对该管体部外周面形成为同心圆状的圆筒状；

凹曲面状的底部内围面，从该管体部内周面平缓连续地对该圆桶状的中心轴上形成为一旋转体状；以及

平面状的密封构件连接面，形成在该底部外围面的中央部而且直径小于该管体部外周面的直径，其中与该管体部外周面形成为直角；

该密封构件连接面的外径形成相同于所连接的密封构件的外径。

5.如权利要求4所述的冷阴极荧光管用的电极，其特征在于，从所述管体部到该底部的该密封构件连接面的壁厚度，若从该管体部外周面往该底部外围面观察，连续形成较厚于该管体部外周面与该管体部内周面间的壁厚度。

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