CN1286142C - 平面荧光灯 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种平面荧光灯包括一第一面板、一第二面板、一玻璃边条、一抽气管以及一组电极。第一面板与第二面板上皆具有一荧光层，玻璃边条配置于两面板间的边缘上，且玻璃边条上预留凹槽及缺口。其中，凹槽用以配置电极，并使得电极相互平行并紧贴玻璃边条配置，而玻璃边条上的缺口用以配置抽气管。第一面板、第二面板与玻璃边条构成一空腔，空腔内由抽气管抽成真空状态，再导入水银蒸气与惰性气体。

Description

平面荧光灯

技术领域

本发明是有关于一种平面荧光灯(Planar Fluorescent Lamp)，且特别是有关于一种作为大面积液晶显示器(LCD)的背光源(Back Light)的平面荧光灯。

背景技术

液晶显示器具有高画质、体积小、重量轻、低电压驱动、低消耗功率及应用范围广泛等优点，被广泛应用于中、小型可携式电视、移动电话、摄录放像机、笔记本计算机、桌上型显示器以及投影电视等消费性电子或计算机产品，并已逐渐取代阴极射线管(Cathode RayTube，CRT)成为显示器的主流。然而，液晶显示器与等离子体显示板(Plasma Display Panel，PDP)、电发光装置、发光二极管等本体发光型显示装置并不相同，液晶显示面板本身并不会发光，是属于受光型显示装置，因此必需由外部提供光源进行照明方能达到显像效果，所以大部份的液晶显示面板在背面都装有照明用的背光源。

一般液晶显示器所使用的背光源，大多使用荧光灯作为照明光源，目前荧光灯的管径约在1.8毫米至2.6毫米之间。荧光灯管的结构是在玻璃管两端装有电极，而灯管内壁则涂有荧光粉，灯管中封有水银蒸气(Mercury)与惰性气体(Inert Gas)。在对电极施加电压时，会产生电子撞击水银蒸气与惰性气体，使其跃迁至激态。当水银蒸气及惰性气体由激态回到基态时，则会放出紫外光，以激发管壁上的荧光粉产生可见光。

当液晶显示器的显示面积日益增大时，必需使用能够发出白色光且亮度均匀的面状照明光源。然而，白色荧光灯为线光源并非面光源，因此最直接的方式是将数个荧光灯管装在显示面板背面。请参照图1，是一种公知直下式背光源的剖面示意图，其中荧光灯100是以平行排列方式装设于液晶显示面板102的背面，反射板(Reflector)104位于荧光灯100后方，扩散板(Diffuser)106则配置在荧光灯100与显示面板102之间，以达到面光源的效果。

而另一种将线光源转换为面光源的方法，是将荧光灯管装在导光板(Louver)的端面，以边缘发光(Edge Light)方式达到面光源的效果。请参照图2，是一种公知边缘发光式背光源的剖面示意图，荧光灯200设于导光板202的端面202a，反射器204可将荧光灯200发出的光线，由端面202a导入压克力制成的导光板202中。导光板202的正面设有扩散板206，背面及其它端面则覆有反射板208，可使进入导光板202内的光线为其局限。光线于导光板202内进行多次全反射，使得整个导光板202发光成为面光源，而扩散板206可使导光板的亮度均匀化。

然而，直下式背光源必须使用扩散板才能将背光源整体的亮度均匀化，当荧光灯与显示面板距离太近时，其轮廓会显现在液晶显示面板上，影响显示画质。而调整灯管与显示面板间的距离，则会使背光源的厚度增加，无法将液晶显示器薄型化。一般而言，边缘发光式背光源的亮度均匀性比直下式背光源高，但是其光利用效率较差，因此其能提供的亮度较低。为解决此问题，公知是采用平面荧光灯作为液晶显示面板的光源用。现行的平面荧光灯结构如图3所示，包括两相互平行的玻璃面板300、302，两玻璃面板300、302之间周围配置有玻璃边条304，在玻璃边条304的一边配置有一抽气口305以在平面荧光灯结构完成后抽真空以及导入气体用。电极306是由电极导线310配置于玻璃边条304的一凹型空间308上，电极导线310与电极306相互焊接以外接操作电路。由于电极306间需相互平行，故电极导线310与电极306之间焊接处必须扭转一个接近直角的角度。如此，电极导线310会占据一定的面积，使得平面荧光灯可发光的面积缩小。

公知平面荧光灯中电极运用的金属与玻璃的热膨胀系数差异很大，为使平面荧光灯的密闭性良好，故需利用与玻璃膨胀系数相近的金属当电极导线。

公知在平面荧光灯加工的过程中，在热处理的步骤常因电极与电极导线的膨胀系数的差异而导致两者接触不良，而使平面荧光灯的合格率下降，增加制造的成本。

公知平面荧光灯中的电极在组装时有方向性，对自动化生产而言较不方便，电极在加工上也较为繁琐。且由于平板电极的宽度限制，将会影响到平面荧光灯的薄型化。

此外，平板状电极的边缘棱角容易形成电极表面的奇异点，且平板状电极在组装时，突出的电极边缘容易刮伤面板上的荧光层。

发明内容

因此，本发明的目的在提供一种平面荧光灯，由于圆形线状电极相互平行与紧贴于玻璃边条配置，故可以使得平面荧光灯可发光的面积增加。

本发明的目的在提供一种平面荧光灯，可以避免平面荧光灯中电极和电极导线接点因热加工而脱落的现象，提高平面荧光灯的工艺合格率，降低制造的成本。

本发明的目的在提供一种平面荧光灯包括一第一面板、一第二面板、一玻璃边条、一抽气管以及一组电极。第一面板与第二面板上都具有一荧光层，玻璃边条配置于两面板之间的边缘上，且玻璃边条上预留凹槽及缺口。其中，凹槽用以配置电极，并使得电极相互平行并紧贴玻璃边条配置，而玻璃边条上的缺口用以配置抽气管。第一面板、第二面板与玻璃边条构成一空腔，空腔内由抽气管抽成真空状态，再导入水银蒸气与惰性气体。

本发明例如将电极与电极导线的相互焊接，在安置电极时不须预留一凹陷空间，而是将电极导线直接固定凹槽内，使得两电极均贴支撑物安置并相互平行。

本发明例如将线状电极和电极导线焊接，并将电极导线直接固定凹槽内，使得两电极均贴支撑物安置并相互平行。

本发明平面荧光灯中电极的设计可避免电极导线的宽度占据一定的面积，而使得平面荧光灯可发光的面积增加。并可以避免电极导线及电极的和接点因热加工而脱离的问题。

本发明平面荧光灯中的电极设计，例如先将电极导线预先成型，使其产生颈缩狭窄区域，以使得电极在热工艺中能够释放热应力。

本发明平面荧光灯中的电极设计，例如将已焊接电极与电极导线折弯，使其预留一弹性空间，足以让电极在热加工中释放热应力。

本发明平面荧光灯中的电极设计，例如将电极事先成型为类似锯齿的结构后，再与电极导线焊接，此结构足以让电极在热加工中释放热应力，以提高合格率。

本发明平面荧光灯中，电极例如为圆形线状电极，其本身不易产生奇异点且不易刮伤面板上的荧光层，而电极在组装上无方向性，容易自动化生产。

本发明中的第二面板与玻璃边条可以分别制作后再进行组装。此外，本发明中的第二面板与玻璃边条也可以由一体成型的方式一并制作。

本发明圆形线状电极例如为两种或是两种以上的电极材料对焊而成。

本发明圆形线状电极例如由一电极与二配置于电极两端的电极导线构成。此外，本发明圆形线状电极例如由一电极与配置于电极一端的电极导线构成。

本发明圆形线状电极例如为一种电极材料的圆形线材。

本发明圆形线状电极例如为任意一种圆形线材，并在此圆形线材的表面上形成一电极材料。

本发明因应电极的圆形线状结构，玻璃边条上用以固定电极的凹槽的截面例如为近似V字形、U字形或是矩形。

附图说明

图1为一种公知直下式背光源的剖面示意图；

图2为一种公知边缘发光式背光源的剖面示意图；

图3为一种公知平面荧光灯的分解结构示意图；

图4A至图4D为依照本发明的第一实施例，一种平面荧光灯及其制作方法的俯视图与立体图；

图5为依照本发明的第二实施例，一种平面荧光灯的分解结构示意图；

图6A为依照本发明的第三实施例，一种平面荧光灯及其制作方法中，电极的横切面示意图；

图6B为依照本发明的第三实施例，一种平面荧光灯的分解结构示意图；

图7A至图7C为本发明的第一种电极制造方法的电极结构示意图；

图8为本发明的第二种电极制造方法的电极结构示意图；

图9A与图9B为本发明的第三种电极制造方法的电极结构示意图；

图10A与图10B为本发明的第四种电极制造方法的电极结构示意图；

图11为本发明的第五种电极制造方法的电极结构示意图；

图12为依照本发明第四实施例第一种平面荧光灯的分解结构示意图；

图13为依照本发明第四实施例第二种平面荧光灯的分解结构示意图；

图14为依照本发明第四实施例第三种平面荧光灯的分解结构示意图；

图15为依照本发明第五实施例第一种平面荧光灯的分解结构示意图；

图16为依照本发明第五实施例第二种平面荧光灯的分解结构示意图；以及

图17为依照本发明第五实施例第三种平面荧光灯的分解结构示意图。

附图标记说明：

100、200：荧光灯

102：液晶显示面板

104、208：反射板

106、206：扩散板

202：导光板

202a：导光板端面

204：反射器

300、302、400、442：玻璃面板

304、904：玻璃边条

305、424、905：抽气口

306、438、440、538、540、638、640、906：电极

308：凹形空间

310、430、432、434、436、530、532、534、536、600、910：电极导线

402、444：玻璃面板表面

404、446：荧光层

406、408、410、412、414、610、612、514、616、618：玻璃边条

416、418、420、422、620、622、624、626：电极承座

425：抽气管

426、428：电极平板

448：空腔

500、502：电极

602：材料层

700、710、720：电极

702、706、712、716、722、726：电极导线

704、714、724：电极

708、718、728：颈缩区域

800、810：电极

802、812：电极导线

804、814：折弯部分

820、830：锯齿型电极

822、832：电极导线

840：直线电极

842：电极导线

846：支撑物

H：玻璃面板厚度

900：第一面板

902：第二面板

908：凹槽

912：圆形线状电极结构

具体实施方式

第一实施例

请参照图4A至图4E，为依照本发明的第一实施例，一种平面荧光灯及其制作方法的俯视图与立体图。

如图4A所示，首先提供玻璃面板400，并在面板表面402(未绘示)上涂布荧光材料形成荧光层404，形成荧光层404的方法例如是网版印刷(Screen Printing)、浸渍法(Wet Dip)与静电涂布法等等，荧光层404的材料则包括磷质荧光粉(Phosphor)等，例如是可以吸收紫外光产生红光、绿光及蓝光的三色磷质荧光粉(Tri-Wavelength Phosphor)。而玻璃面板400的厚度H约为2毫米至5毫米，较好的厚度约为3毫米，玻璃面板400的材料包括钠玻璃(Soda-Lime Glass)等，例如是由康宁公司生产的Corning0080玻璃或Corning7059玻璃。

其次，请参照图4B，使用玻璃胶(Glass Frit)将玻璃边条406、408、410、412及414固定在玻璃面板400的表面402的边缘上，并在玻璃边条406和408、玻璃边条408和410、玻璃边条410和412及玻璃边条414和406间预留缝隙作为电极承座416、418、420及422。在玻璃边条412及414间预留一抽气孔424，并在抽气孔预置一抽气管425，在后续工艺中供放置抽气管以进行抽气用。

请参照图4C，电极导线430、432及434、436分别直接焊接电极平板426、428的两端而形成电极438、440，而且电极导线430、432与电极平板426及电极导线434、436与电极平板428均成一平面。将电极438、440安置于电极承座416、422、418及420。电极438、440的电极导线430、432及434、436分别置入电极承座416、422、418及420。以玻璃胶填入抽气孔424及电极承座416、418、420及422以固定抽气导管425及电极438、440。

请参照图4D，提供另一玻璃面板442，并在面板表面444(未绘示)上涂布荧光材料形成荧光层446，形成荧光层446(未绘示)的方法例如是网版印刷、浸渍法与静电涂布法等，荧光层446的材料则包括磷质荧光粉等，例如是可以吸收紫外光产生红光、绿光及蓝光的三色磷质荧光粉。而玻璃面板442的规格与玻璃面板400相当。将玻璃面板442对准玻璃面板400并以玻璃胶将玻璃面板442固定于玻璃边条406、408、410、412、414及416上。

就玻璃胶而言，当使用的玻璃材料是以康宁公司生产的Corning0080钠玻璃制成时，则接合两者使用的玻璃胶可采用康宁公司生产的Corning7575玻璃胶。若使用的玻璃材料是以康宁公司生产的Corning7059硬质玻璃制成时，则接合两者的玻璃胶可使用康宁公司生产的Corning1301玻璃胶。

玻璃面板442固定于玻璃边条406、408、410、412、414及416上，完成平面荧光灯主体后，再由抽气管425对空腔448进行吸气，使其呈真空状态。然后经由抽气管将水银蒸气与惰性气体导入空腔448中，再把抽气管425封闭，使空腔448与外界隔绝，即完成平面荧光灯的制作。

第二实施例

本实施例说明的平面荧光灯的制造方法和第一实施例相同，但两者的差异在于电极438、440的制造，请参照图5，电极538、540是由电极500、502分别和电极导线530、532及534、536直接焊接而形成。

第三实施例

本实施例说明的平面荧光灯的制造方法和第一实施例相同，但两者的差异在于电极638、640的制造，请参照图6A，图6A是电极的横切面示意图。提供一电极导线600，该电极导线的长度约同于前实施例中电极500和电极导线530、532的总合。在适当的位置上以制造电极的材料形成一材料层602包覆电极导线600而形成电极604。依同样的方式在形成电极638、640。形成材料层602的方法包括一电镀法。

请参照图6B，将电极638、640如前实施例所述安置于玻璃边条610和612、玻璃边条612和614、玻璃边条614和616及玻璃边条618和610间形成的电极承座620、622、624及626中。其中，材料层602的长度等于玻璃边条612及618间的距离。

此外，为了释放电极在热加工中的热应力，本发明也提出数种可行的电极制造方法，其可以应用到上述各种实施例中的电极。如图7A至图7C所示，电极导线702，712与722可以预先成型，使其产生颈缩狭窄区域，如708、718与728，以在电极热加工中释放热应力，以提高合格率。然后再分别与电极704、714与724，以及电极导线706、716与716焊接。再将电极导线702，706、712，716与712，716固定在支撑物的缝隙内。

如图8所示，电极导线702，其长度约等于公知电极长度及电极导线长度的总合，在预备形成电极704的位置镀上形成电极的导电材料，再如前述将电极导线702直接固定于支撑物的缝隙内，镀有形成电极的导电材料的部分704位于平面荧光灯的内部，而未镀有形成电极的导电材料的部分则位于支撑物以及平面荧光灯的外部。两电极均贴支撑物放置并相互平行，待平面荧光灯制造完成后，再依需要扭转暴露于外部的电极导线以利于与外部电路连接。

其次，如图9A与图9B所示，可以将已焊接电极800、810与电极导线802、812折弯，使其预留一弹性空间804、814，足以让电极在热加工中释放热应力，以提高合格率。再者，也可以如图10A与图10B所示，可以将电极820、830事先成型为类似锯齿的结构后，在与电极导线822、832焊接，此结构也足以让电极在热加工中释放热应力，以提高合格率。

再者，如图11所示，电极840和电极导线842的焊接不需扭转成一个角度，所以电极本身不需再另行加工成长方形的形状以利于和电极导线焊接，而直接以线状电极840和电极导线842焊接，再如前述将电极导线直接固定于支撑物846的缝隙内，然后两电极均贴支撑物放置并相互平行，待平面荧光灯制造完成后，再依需要扭转暴露于外部的电极导线以利于与外部电路连接。

第四实施例

首先请参照图12，为依照本发明第四实施例第一种平面荧光灯的分解结构示意图。平面荧光灯包括一第一面板900、一第二面板902、一玻璃边条904、一抽气管905以及一组圆形线状电极结构912。其中，圆形线状电极结构912例如由一电极906与二配置于电极906两端的电极导线910构成。电极导线910的热膨胀系数(Coefficient of ThermalExpansion，CTE)与玻璃材料相近，故适于固定在玻璃边条904上进行封装。而圆形线状电极结构912的φ值例如为0.1毫米至2.0毫米。

第一面板900与第二面板902的厚度例如约为0.4毫米至10毫米，较好的厚度约为3毫米，第一面板900与第二面板902的材料包括钠玻璃(Soda-Lime Glass)等，例如是由康宁公司生产的Corning0080玻璃或Corning7059玻璃。若使用的面板材料为康宁公司的Corning0080玻璃时，则接合两者使用的玻璃胶例如为康宁公司生产的Corning7575玻璃胶，若使用的面板材料为Corning7059玻璃时，则接合两者使用的玻璃胶例如为康宁公司生产的Corning1301玻璃胶。

在第一面板900与第二面板902的表面上皆配置有一荧光层，而荧光层例如是以网版印刷(Screen Printing)、浸渍法(Wet Dip)与静电涂布法等方式制作，荧光层904的材料包括磷质荧光粉(Phosphor)等，例如是可以吸收紫外光产生红光、绿光及蓝光的三色磷质荧光粉(Tri-Wavelength Phosphor)。

玻璃边条904配置于第一面板900与第二面板902间的边缘上，且玻璃边条904上预留有多个用以配置圆形线状电极结构912的凹槽908，以及一用以配置抽气管905的缺口。由于玻璃边条904上预留凹槽908的位置对应于圆形线状电极结构912中电极导线910的位置，故此组圆形线状电极结构912的位置决定于凹槽908的位置，由凹槽908的适当配置可使此组圆形线状电极结构912相互平行并紧贴玻璃边条904配置。其中，玻璃边条904上预留的凹槽908例如为一具有近似“V”字形截面的结构，由于凹槽908的截面近似一“V”字形，因此，将圆形线状电极结构912放置于凹槽908时，圆形线状电极结构912会很自然地由凹槽908的斜面滑至固定在凹槽908中为止。此外，由于圆形线状电极结构912放置于凹槽908时并无方向性的问题存在，因此对于平面荧光灯的自动化批量生产帮助很大。

同样请参照图12，玻璃边条904例如可先与第二面板902接合，接合后在与第一面板900接合。而玻璃边条904与第二面板902之间的接合例如可使用玻璃胶(Glass Frit)将玻璃边条904固定在第二面板902的表面边缘上。就玻璃胶而言，当使用的玻璃材料是以康宁公司生产的Corning0080钠玻璃制成时，则接合两者使用的玻璃胶可采用康宁公司生产的Corning7575玻璃胶。若使用的玻璃材料是以康宁公司生产的Corning7059硬质玻璃制成时，则接合两者的玻璃胶可使用康宁公司生产的Corning1301玻璃胶。此外，玻璃边条904与第二面板902也可以为一体成型一并制作完成。

由于第一面板900、第二面板902与玻璃边条904构成一空腔，此空腔内可由玻璃边条904缺口配置的抽气管905进行抽气，抽气管905例如先将空腔抽成接近真空的状态，然后再由抽气管905将水银蒸气与惰性气体等导入空腔中，即完成平面荧光灯的制作。

接着请参照图13，为依照本发明第四实施例第二种平面荧光灯的分解结构示意图。图13中平面荧光灯的结构与图12中绘示的相似，其差异之处在于玻璃边条904上的凹槽908为一具有“U”字形截面的结构，此具有“U”字形截面的凹槽908与图4中具有“V”字形截面的凹槽908同样具有固定圆形线状电极结构912的功能。

最后请参照图14，为依照本发明第四实施例第三种平面荧光灯的分解结构示意图。图14中平面荧光灯的结构与图12中绘示的相似，其差异之处在于玻璃边条904上的凹槽908为一具有矩形截面的结构，此具有矩形截面的凹槽908与图12中具有“V”字形截面的凹槽908同样具有固定圆形线状电极结构912的功能。

第五实施例

请参照图15至图17，分别为依照本发明第五实施例中三种平面荧光灯的分解结构示意图。本实施例中的三种平面荧光灯的分解结构示意图与第一实施例(图12至图14)中绘示的相似，其差异之处在于本实施例中的圆形线状电极结构912以及对应的预留凹槽908位置。

同样请同时参照图15至图17，本实施例中圆形线状电极结构912例如由一电极906以及一配置于电极906一端的电极导线910构成。圆形线状电极结构912仅由一端的电极导线910固定于玻璃边条904的预留凹槽908上。

由于上述的圆形线状电极结构912由于仅一端固定于玻璃边条904的预留凹槽908上，故具有较好的应力释放效果。

本发明具有圆形线状电极的平面荧光灯至少具有下列优点：

1.本发明的平面荧光灯，由于其电极为圆形线状结构，故电极在组装上无方向性，使得电极很容易能够自动化生产。

2.本发明具有圆形线状电极的平面荧光灯，圆形线状电极无边缘棱角，因此电极不易产生奇异点而影响发光特性。

3.本发明具有圆形线状电极的平面荧光灯，圆形线状电极在尺寸变动上可以更灵活，进而增加平面荧光灯在尺寸上的变动空间。

4.本发明具有圆形线状电极的平面荧光灯，圆形线状电极不易刮伤面板上的荧光层。

5.本发明具有圆形线状电极的平面荧光灯，圆形线状电极在制作成型上较为容易。

6.本发明中玻璃边条与面板之间可以采用接合方式连接，或是一体成形的方式一定制作，使工艺有所简化。

虽然本发明已以实施例说明如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求为准。

Claims (16)

1.一种平面荧光灯，其特征为：至少包括：

一第一面板，该第一面板上具有一第一荧光层；

一第二面板，该第二面板上具有一第二荧光层以及一位于边缘的玻璃边条，该玻璃边条上具有复数个电极承座；以及

二电极结构，该二电极结构分别包括一电极与二分别配置于该电极两端的电极导线，其中该电极导线具有一颈缩区域。

2.如权利要求1所述的平面荧光灯，其特征为：该电极为一平板结构。

3.如权利要求1所述的平面荧光灯，其特征为：该电极导线为一平板。

4.一种平面荧光灯，其特征为：至少包括：

一第一面板，该第一面板上具有一第一荧光层；

一第二面板，该第二面板上具有一第二荧光层以及一位于边缘的玻璃边条，该玻璃边条上具有复数个电极承座；以及

二电极结构，该二电极结构分别包括一电极与二分别配置于该电极两端的电极导线，其中该电极为一折弯的锯齿结构。

5.如权利要求4所述的平面荧光灯，其特征为：该电极导线具有一颈缩区域。

6.如权利要求4所述的平面荧光灯，其特征为：该电极导线为一平板。

7.如权利要求1所述的平面荧光灯，其特征为：该玻璃边条还包括一缺口，该缺口用以配置一抽气管。

8.一种平面荧光灯，其特征为：至少包括：

一第一面板，该第一面板上具有一第一荧光层；

一第二面板，该第二面板上具有一第二荧光层；

一玻璃边条，该玻璃边条配置于该第一面板与该第二面板间的边缘上，且该玻璃边条上具有复数个凹槽；以及

一第一圆形线状电极结构与一第二圆形线状电极结构，该第一圆形线状电极结构与该第二圆形线状电极结构分别由该些凹槽相互平行并紧贴着该玻璃边条配置。

9.如权利要求8所述的平面荧光灯，其特征为：该圆形线状电极结构由一电极与二配置于电极两端的电极导线构成。

10.如权利要求8所述的平面荧光灯，其特征为：该圆形线状电极结构由一电极与配置于电极一端的电极导线构成。

11.如权利要求8所述的平面荧光灯，其特征为：该圆形线状电极结构为一圆形线材，且该圆形线材的材料为一电极材料。

12.如权利要求8所述的平面荧光灯，其特征为：该圆形线状电极结构为一圆形线材，且该圆形线材的表面上配置有一电极材料。

13.如权利要求8所述的平面荧光灯，其特征为：该些凹槽的截面近似V字形。

14.如权利要求8所述的平面荧光灯，其特征为：该些凹槽的截面近似U字形。

15.如权利要求8所述的平面荧光灯，其特征为：该些凹槽的截面近似矩形。

16.如权利要求8所述的平面荧光灯，其特征为：该玻璃边条还包括一缺口，该缺口用以配置一抽气管。

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