CN1761030A - 用于抑制电晕放电的荧光灯、背光单元以及液晶电视 - Google Patents
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Abstract
一种荧光灯,所述荧光灯包括管形状的玻璃灯泡。外部电极被形成为传导层,每个传导层都在其一端处覆盖玻璃灯泡的外表面。盖帽形状的金属元件通过覆盖外部电极的至少一部分而分别连接于外部电极。金属元件被如此形成,即,使得金属导体的端部沿管轴方向从玻璃灯泡的中心后退得比外部电极的边缘远距离L。
Description
本发明是以在日本申请的专利申请No.2004-298724、No.2004-298725、No.2004-298775以及No.2004-328776为基础的,这里合并参考所述专利申请的内容。
技术领域
本发明涉及绝缘屏障放电灯,所述绝缘屏障放电灯包含形成在玻璃灯泡两端处的外部电极。
背景技术
近年来,由于液晶电视已日益普及,因此也增加了对于安装在液晶电视中的直接-下面-类型背光单元(在下文中称之为LCBL单元)的要求。
目前,LCBL单元的典型光源是多个冷阴极管灯。然而,也可探索另一种替换的光源。一个原因在于,需要和冷阴极管灯一样多的高频电子镇流器以点亮所述灯。
当考虑到这个问题时,绝缘屏障放电灯适合于用作光源,这是因为当它们被点亮时仅需要一个高频电子镇流器。例如,16个绝缘屏障放电灯可适合于用作LCBL单元的光源。
如图1中所示的,传统绝缘屏障放电灯1包括:玻璃灯泡3(即,管形状的放电容器)、涂覆于玻璃灯泡3内表面上的磷5、密封在玻璃灯泡3中的汞7、缓冲稀有气体9(诸如氖和氩)、作为在其两端处形成在玻璃灯泡3外表面上的传导树脂层的外部电极11和13,以及字符C形状的金属导体15和17,所述金属导体15和17具有弹簧弹性,并且与外部电极11和13的树脂层相连接(见图2A)(见日本未审定专利申请No.2003-17005)。
虽然已研究了传统绝缘屏障放电灯1,但是本发明的发明人还是发现了这样一个问题,即,在灯发光期间可能发生电晕放电,其中取决于金属导体15和17相对于外部电极11和13的传导树脂层的位置,高达1.0kV到3.0kV的高电压被施加于外部电极11和13。
图2A示出了沿管轴向方向看过去的传统绝缘屏障放电灯1。图2B是传统绝缘屏障放电灯1的放大侧视图,用于解释发生电晕放电的位置。
如图2B中所示的,当字符C形状的金属导体15的边缘A朝向玻璃灯泡3中心的方向在外部电极11的边缘B之前时,并且当在金属导体15与玻璃灯泡3之间产生具有距离“h”的间隙时,在所述间隙中发生电晕放电(这同样适用于金属导体17的侧部)。
当电晕放电发生时,会产生臭氧。所产生的臭氧导致构成外部电极11的传导树脂层以及用在灯周围的树脂(未示出)迅速退化。甚至少量臭氧也可导致不利影响。也就是说,由于导致由树脂构成的元件退化,因此臭氧可降低荧光灯、背光单元或液晶电视的寿命。
发明内容
因此本发明的目的是提供在灯发光期间抑制电晕放电的发生的荧光灯、背光单元和液晶电视。
上述目的由这样一种荧光灯实现,所述荧光灯包括:玻璃灯泡,具有管形状并且其中具有放电空间;作为传导层的外部电极,每个传导层都在一端处覆盖玻璃灯泡的外表面;以及通过覆盖外部电极的至少一部分而分别连接于外部电极的金属元件,其中金属元件被如此形成,即,使得每个金属导体的端部从每个相应外部电极的端部朝向每个相应外部电极的中心后退。
在上述荧光灯中,金属元件可如此形成,即,沿管轴的方向使得金属元件的边缘从玻璃灯泡的中心后退得多于外部电极的边缘。
在上述荧光灯中,传导层可由传导膏制成。
上述荧光灯还可包括阻断层,用于覆盖(i)外部电极或(ii)外部电极和金属元件,以使得外部电极隔绝于外部空气。
在上述荧光灯中,布置于其中间中的玻璃灯泡的光萃取部分的横截面可为平坦形状的。
在上述荧光灯中,金属元件可为套筒或盖帽形状的,并且沿管轴的方向金属元件的边缘可比外部电极的边缘从玻璃灯泡的中心后退1mm或更多。
在上述荧光灯中,金属元件可通过覆盖外部电极3mm或更大长度而分别连接于外部电极。
在上述荧光灯中,金属元件的边缘被导圆。
在上述荧光灯中,可通过将薄金属缠绕在外部电极周围、将缠绕的薄金属的端部合在一起,并且压扁合在一起的端部而将金属元件形成为套筒形状的。
在上述荧光灯中,金属元件可为套筒或盖帽形状的,并且金属元件可通过热配合方法从其端部被插入到玻璃灯泡中,而且金属元件可连接于外部电极。
在上述荧光灯中,金属元件可为盖帽形状的,并且金属元件可具有沿纵向方向延伸的狭缝,以使得在金属元件附于外部电极时金属元件可通过金属元件的弹性力被牢固地连接于外部电极。
在上述荧光灯中,传导层可由从包括银膏、镍膏、金膏、钯膏和碳膏的组中选择出来的材料制成。
在上述荧光灯中,传导层可包含1%或更大重量比的低熔点玻璃。
在上述荧光灯中,传导层可通过浸渍方法形成。
在上述荧光灯中,不包括光萃取部分的玻璃灯泡的端部的横截面基本为圆形形状的,并且外部电极可被设置在玻璃灯泡的外表面上其横截面基本为圆形形状的端部处,以使得对于相互面对的每对外部电极的一个边缘和光萃取部分的一个端部来说,在玻璃灯泡的管轴方向上在相互面对的外部电极的一个边缘和光萃取部分的一个端部之间存在距离。
在上述荧光灯中,阻断层可由金属膜形成。
在上述荧光灯中,阻断层可被形成为金属膜或绝缘膜,以使得部分金属元件暴露于外部空气。
上述目的也可通过用在液晶电视中的直接-下面-类型背光单元实现,所述背光单元包括:多个荧光灯,它们中的一个或多个为上述荧光灯;以及一个高频电子镇流器,所述高频电子镇流器点亮所有多个荧光灯。
上述目的也可通过包含上述背光单元的液晶电视实现。
附图说明
从结合附图作出的以下详细描述中可明白本发明的这些和其他目的、优点和特征,所述附图示出了本发明的特定实施例。
在附图中:
图1示出了典型传统绝缘屏障放电灯1的轮廓;
图2A示出了沿管轴向方向看过去的传统绝缘屏障放电灯1;
图2B示出了电晕放电发生的位置;
图2C是图2B中所示的部分E的放大图;
图3示出了本发明实施例1中液晶电视的轮廓;
图4示出了实施例1中插座板111的轮廓;
图5A示出了实施例1中灯109的轮廓;
图5B示出了金属导体127的外观;
图6A-6D示出了将密封的玻璃灯泡与外部电极相粘接的程序;
图7示出了将密封的玻璃灯泡与金属导体相粘接的程序;
图8示出了金属导体相对于外部电极的位置是如何影响臭氧的产生的;
图9示出了对于实施例1的修正1中灯181的轮廓;
图10A是对于实施例1的修正2中灯191的侧视图;
图10B示出了灯191的轮廓;
图11A示出了本发明实施例2中灯201的轮廓;
图11B示出了金属导体127的外观;
图11C作为不同示例示出了金属导体127的外观;
图12A-12D示出了用于形成阻断层203和205的程序;
图13示出了对于实施例2的修正,即,修正3中灯231的轮廓;
图14示出了对于实施例2的修正,即,修正4中灯241的轮廓;
图15A是对于实施例2的修正,即,修正5中灯251的侧视图;
图15B示出了灯251的轮廓;
图16A示出了本发明实施例3中灯301的轮廓;
图16B示出了实施例3中金属导体325的外观;
图16C是沿图16A中的线I-I所截并从线I-I的箭头指示的方向上看到的横截面图;
图16D是沿图16A中的线J-J所截并从线J-J的箭头指示的方向上看到的横截面图;
图16E是沿图16A中的线K-K所截并从线K-K的箭头指示的方向上看到的横截面图;
图17A-17D示出了灯301的玻璃灯泡303是如何形成的;
图18示出了对于实施例3的修正,即,修正6中灯351的轮廓;
图19A是对于实施例3的修正,即,修正7中灯371的侧视图;以及
图19B示出了灯371的轮廓。
具体实施方式
实施例1
1.总体结构
图3示出了本发明实施例1中液晶电视101的轮廓。
图3中所示的液晶电视101例如为32-英寸液晶电视,并且包括液晶屏单元103和背光单元105。
液晶屏单元103还包括例如滤色片衬底、液晶、TFT衬底、驱动模块等(未示出),并且基于从外部接收的图像信号形成彩色图像。
背光单元105是LCBL单元,并且包括高频电子镇流器107和16个绝缘屏障放电灯109(在下文中筒称之为灯)。如图4中所示的,每个灯109都与插座板111相连接。
插座板111具有电极插座对113和115,每对电极插座都用于保持灯109的两端以使得在由插座板111保持的同时16个灯109被点亮。电极插座113和115是由弹性不锈钢、磷青铜等制成的。电极插座113和115的宽度F被设计得适用于抑制灯点亮期间电晕放电的发生,更具体地说,所述宽度F被设计得小于外部电极123和125的宽度,稍后将进行描述。
高频电子镇流器107是用于点亮所有16个灯109的照明电路。
2.灯的构造
图5A示出了本发明实施例1中灯109的轮廓。
如图5A中所示的,本发明实施例1中的灯109具有外部电极123和125,所述外部电极123和125是形成在管形状玻璃灯泡两端处的传导层。传导层例如是由传导膏制成的。灯109还具有金属导体127和129,金属导体127和129通过覆盖外部电极123和125的至少一部分而分别连接于外部电极123和125。
金属导体127和129是由具有出色导电率的材料制成的,并且具有接近于玻璃灯泡121的热膨胀系数。每个金属导体127和129例如都是盖帽形状的。金属导体127和129是由具有出色导电率例如弹性不锈钢、磷青铜等制成的。在本实施例中,金属导体127和129是由Fe-Ni-Co(科瓦铁镍钴合金)制成的。
金属导体127和129被如此形成,即,使得金属导体127和129的边缘127a和129a分别朝向玻璃灯泡121的相应端部121b从玻璃灯泡121的中心后退得比外部电极123和125的边缘123a和125a远距离L(例如,1mm)。
在沿垂直于管轴方向的平面取得的横截面中(也就是说,在横截面中),玻璃灯泡121基本是圆形的。红色[Y2O3:Eu3+]、绿色[LaPO4:Ce3+、Tb3+]、以及蓝色[BaMg2Al16O27:Eu2+]的稀土元素磷的混合物被涂覆于玻璃灯泡121的内表面,形成厚度大约为20μm的磷层。玻璃灯泡121的内部填充有大约8kPa压力下的诸如氖和氩的稀有气体133,和大约为2mg的汞135。
玻璃灯泡121是用硼硅玻璃制成的放电容器,其形状为直管形,外径为4.0mm、内径为3.0mm、总长度为720mm。
图5B示出了金属导体127的外观。
金属导体129具有与金属导体127相同的构造。金属导体127是穹顶形状的并且覆盖圆柱体的半圆形端部。金属导体127具有沿纵向方向延伸以使得金属导体127在圆周方向上具有弹性力的两个狭缝137。金属导体127通过狭缝137产生的金属导体的弹性力与外部电极相连接。
金属导体127和129分别连接于玻璃灯泡121的端部121b。如图5A中所示的,金属导体127和129的边缘127a和129a被导圆以使得端部不具有锐边。这使得可易于将金属导体127和129连接于玻璃灯泡121的端部121b。另外,这使得外部电极123和125难于毁损。
与易于在来自于外部的力的作用下变形并且甚至在力已撤消之后仍不恢复的金属箔或金属带不同,金属导体127和129最好具有一定形状并且不会在来自于外部的力的作用下变形。
在本实施例中,金属导体127和129可具有23.0mm的总长度、圆柱形部分上的外径为4.5mm、内径为4.1mm、厚度为0.2mm。如从中可明白的,由于金属导体127和129无需像金属箔或金属带那样可变形,因此它们可被形成得较厚以使得它们不易于故障。
这里,由于玻璃灯泡121的外径为4.0mm而金属导体127和129的内径为4.1mm,因此玻璃灯泡121与金属导体127和金属导体129之间间隙的距离可平均为0.05mm。
如下面将详细描述的,外部电极123和125是通过预先通过浸渍方法将传导膏涂覆于密封的玻璃灯泡121的两端以使其具有例如25.0mm的预定长度(也就是说,使得外部电极123和125的总长度为25.0mm)而形成的。
这里,应该注意的是,用于外部电极123和125的传导膏不局限于银膏,而是也可为镍膏、金膏、钯膏和碳膏。另外,由于低熔点玻璃具有与玻璃灯泡121之间的强粘合力,因此传导膏最好包含低熔点玻璃作为粘合剂。每种传导层最好都包含1%到10%重量比的低熔点玻璃。低熔点玻璃最好具有大约为10-1Ωcm到10-6Ωcm的比电阻。
3.灯制造方法
以下将参照图6A-6D和图7描述将密封的玻璃灯泡121与外部电极123和125以及金属导体127和129相粘接的程序。
(1)第一涂覆处理
如图6A中所示的,通过已烷等稀释溶液稀释银膏。所稀释的银膏液体153被容纳在容器151中,密封的玻璃灯泡121由第一固定器155保持在玻璃灯泡121的一端与中心之间的位置处,之后降低玻璃灯泡121,以使得其端部浸入到容器151中的银膏液体153中预定长度Mmm,允许银膏液体153被涂覆于玻璃灯泡121的端部(步骤S1被称作“浸渍方法”)。
这里,与其中外部电极是通过传统喷涂方法或刷涂方法形成的情况相比较,当通过浸渍方法使得银膏的外部电极(123)形成在玻璃灯泡121上时,银膏液体153在恒定压力下直接与玻璃灯泡121的外表面相接触。这可在玻璃灯泡121的管轴方向或半径方向上稳定地减少了涂覆膏体的不均匀性。
(2)第一干燥程序
之后从容器151中的银膏液体153中拉出玻璃灯泡121。之后,如图6B中所示的,在玻璃灯泡121由第一固定器155保持的同时,通过使得玻璃灯泡121穿过隧道状加热炉157(条件为:处理温度为大约100℃,处理时间大约为1.5分钟)而将银膏153a临时与玻璃灯泡121的端部粘接在一起(步骤S2)。
(3)第二涂覆程序
玻璃灯泡121被一次冷却到正常温度,并且从第一固定器155上移除。之后,如图6C中所示的,密封的玻璃灯泡121由第一固定器155保持在玻璃灯泡121的另一端与中心之间的位置处,之后降低玻璃灯泡121,以使得其另一个端部浸入到容器151中的银膏液体153中预定长度Mmm,允许银膏液体153被涂覆于玻璃灯泡121的另一个端部(步骤S3)。
这里,与其中外部电极是通过传统喷涂方法或刷涂方法形成的情况相比较,当通过浸渍方法使得银膏的外部电极(125)形成在玻璃灯泡121上时,银膏液体153在恒定压力下直接与玻璃灯泡121的外表面相接触。这可在玻璃灯泡121的管轴方向或半径方向上稳定地减少了涂覆膏体的不均匀性。
(4)第二干燥程序
如图6D中所示的,通过如图6B中所示的在玻璃灯泡121由第一固定器155保持的同时,通过使得玻璃灯泡121穿过隧道状加热炉157(条件为:处理温度为大约620℃,处理时间大约为1分钟)而将银膏153a永久与玻璃灯泡121的两端粘接在一起(步骤S4)。如图5A中所示的,这可在玻璃灯泡121的两端处形成外部电极123和125。
(5)第一插入程序
如图7中所示的,具有其宽度大于金属导体127(129)的狭缝137的宽度的凸起部分163的第二固定器161用于通过由凸起部分163加宽狭缝137而保持金属导体127。
在保持上述状态时,降低玻璃灯泡121,以使得玻璃灯泡121的一个端部插入到由第二固定器161保持的金属导体127的开口中,并且将第二固定器161与金属导体127相分离,并将金属导体127固定于玻璃灯泡121的一端(步骤S5)。在该程序中,盖帽形状的金属导体127的弹性力所给予的载荷被均匀地施加于银膏的外表面(外部电极123)。这防止由于载荷集中在构成外部电极123的银膏的部分上而导致产生裂缝。
(6)第二插入程序
相似地,第二固定器161的凸起部分163用于通过凸起部分163加宽狭缝137而保持金属导体129。在保持该状态时,降低玻璃灯泡121,以使得玻璃灯泡121的另一个端部插入到由第二固定器161保持的金属导体129的开口中,并且将金属导体129固定于玻璃灯泡121的另一端。
这完成了直管形状的灯109的制造(步骤S6)。在该制造程序中,盖帽形状的金属导体129的弹性力所给予的载荷被均匀地施加于构成外部电极125的银膏的外表面,从而防止产生裂缝。
4.操作和作用
以下将描述灯109的操作和作用。
(1)外部电极和金属导体之间的位置关系
如在“相关技术的描述”中已描述的,本发明的发明人通过各种研究得出来这样一个结论,即,当金属导体15的端部A朝向玻璃灯泡3的中心位于外部电极11的端部B之前时,在金属导体15(17)与玻璃灯泡3之间所产生的间隙中发生电晕放电(见图2B)。
为此,本发明的实施例1提供了金属导体127和129,金属导体127和129是盖帽形状的并且分别连接于外部电极123和125的外表面并覆盖外部电极123和125的外表面的至少一部分,外部电极123和125为形成在玻璃灯泡121外表面上的传导层。金属导体127和129的边缘127a和129a被如此布置,即,使得金属导体127和129的边缘127a和129a分别朝向玻璃灯泡121的端部121b从玻璃灯泡121的中心后退得比外部电极123和125的边缘123a和125a远距离L。
换句话说,荧光灯包括:玻璃灯泡,具有管形状并且在其内部具有放电空间;作为传导层的外部电极,每个传导层都在一端处覆盖玻璃灯泡的外表面;以及分别连接于外部电极并且覆盖外部电极的至少一部分的金属导体,其中覆盖外部电极的金属导体的边缘比外部电极的边缘更靠近于玻璃灯泡的端部。
这里,将描述实验的结果。
图8示出了金属导体相对于外部电极的位置是如何影响臭氧的产生的。
为所述实验准备了两种类型的灯。这两种类型的灯在玻璃灯泡和外部电极的结构方面上是相同的,但是在金属导体的长度上有所不同。在这两种类型的一种中,金属导体朝向玻璃灯泡的中心位于外部电极之前更多(这种类型被称作“前导类型”)。为这种类型准备了三个样品,它们分别朝向玻璃灯泡的中心位于外部电极之前0.5mm、1mm和2mm。在另一种类型中,金属导体从玻璃灯泡的中心后退得多于外部电极(这种类型被称作“后退类型”)。为这种类型准备了四个样品,它们分别从玻璃灯泡的中心后退得比外部电极多0.1mm、0.5mm、1mm和2mm。
进行一种实验以研究当灯电压Vla增加时是如何产生臭氧的。记号“×”表示前导类型灯的测量结果,而记号“0”表示后退类型灯的测量结果。
如图8中所示的,当灯电压Vla大约达到1900V时,前导类型灯(由记号“×”表示)开始产生臭氧。另一方面,当灯电压Vla大约达到2600V时,后退类型灯(由记号“0”表示)开始产生臭氧。
应该注意的是,位于外部电极之前0.5mm、1mm和2mm的前导类型的三个样品具有大致相同的结果。相似地,后退得比外部电极多0.1mm、0.5mm、1mm和2mm的后退类型的四个样品具有大致相同的结果。可以认为这表明,如果金属导体没有朝向玻璃灯泡的中心位于外部电极之前的话,可抑制臭氧的产生。
从中可明白的是,后退类型比前导类型更能抑制臭氧的产生在实际照明中,施加大约2000V的灯电压V。在这种条件下,后退类型灯(本发明的灯)几乎不产生臭氧。
如上所述的,本发明的灯在玻璃灯泡121与每个金属导体127和129之间不具有“相关技术的描述”中所提及的具有距离“h”的间隙(见图2)。这种结构防止在灯照明期间在玻璃灯泡121与每个金属导体127和129之间发生电晕放电,从而提供这样一种有利作用(称之为“第一作用”),即,它可提供具有其寿命可与其他零件一样长的外部电极的荧光灯,以及装有所述荧光灯的背光单元和液晶电视。
另外,金属导体127和129的边缘127a和129a被如此连接,即,使得它们可比外部电极123和125的边缘123a和125a从玻璃灯泡121的中心后退1mm或更多,也就是说确保它们之间1mm或更多的距离L。在这种结构下,即使在金属导体127和129的连接位置方面存在变化,也不会倾向于在玻璃灯泡121与每个金属导体127和129之间易于产生具有距离“h”的间隙。如上所述的,这种结构提供了这样一种有利作用(称之为“第二作用”),即,防止在灯照明期间在玻璃灯泡121与每个金属导体127和129之间发生电晕放电。
金属导体127和129覆盖外部电极123和125的长度3mm或更多。这种结构能够使得处于绝缘屏障放电灯109两端处的金属导体127和129稳定地连接于插座板111的电极插孔113和115并由插座板111的电极插孔113和115支撑以使得灯被稳定地点亮(这些有利作用被称作“第三作用”)。
与玻璃灯泡121相连接的金属导体127和129的边缘127a和129a被导圆。这种结构能够使得金属导体127和129容易地与玻璃灯泡121的端部121b相连接,并且防止在其连接期间金属导体127和129在外部电极123和125的外表面上产生残缺(这些有利作用被称作“第四作用”)。
每个金属导体127和129都具有沿纵向方向延伸的两个或多个狭缝137,以使得金属导体127和127通过狭缝137产生的弹性力与外部电极123和125相连接。这种结构能够使得金属导体127和129容易地与玻璃灯泡121的端部121b相连接,并且防止在其连接期间金属导体127和129在外部电极123和125的外表面上产生残缺(这些有利作用被称作“第五作用”)。
构成外部电极123和125的传导层是用银膏制成的。这提高了外部电极123和125与玻璃灯泡121之间的粘合性,并且使得外部电极123和125难于与玻璃灯泡121的表面相分离。这防止在外部电极123与玻璃灯泡121之间的间隙以及外部电极125与玻璃灯泡121之间的间隙中发生电晕放电。另外,当假定玻璃灯泡121、放电空间、以及外部电极123形成第一电容器,而玻璃灯泡121、放电空间、以及外部电极125形成第二电容器时,外部电极123和125与玻璃灯泡121之间的粘合性的上述提高使得第一电容器的静电容量基本上等于第二电容器的静电容量(外部电极与玻璃灯泡之间的实际接触面积基本成为设计值)(这些有利作用被称作“第六作用”)。
此外,制成外部电极123和125的传导膏包含1%到10%重量比的低熔点玻璃。这种结构在其在玻璃灯泡121的端部121b处连接在外部电极123和125上期间防止金属导体127和129在外部电极123和125的外表面上产生残缺(这些有利作用被称作“第七作用”)。
(2)形成构成外部电极的传导层
在进一步研究的基础上,本发明的发明人发现,在金属导体的中央部分(内表面)与玻璃灯泡之间的空间中也发生电晕放电。
也就是说,如图1和图2中所示的,当外部电极11和13是以圆柱形形状形成在玻璃灯泡3外表面的其两端处的传导树脂层时,由于这些材料之间在热膨胀方面的差异可导致在照明期间外部电极11和13与玻璃灯泡3的表面相脱离。另外,由于金属导体15和17的弹性力所施加的压力,当外部电极11和13受热膨胀时,圆柱形形状的外部电极11和13的表面受到金属导体15和17的压制,并且可能在外部电极11和13的传导树脂层中产生裂缝C,如图2C中所示的。图2C是图2B中所示的部分E的放大图。
通常,如下所述的,在玻璃灯泡3的端部附近,外部电极11和13被形成为圆柱形形状的。除其上将形成有外部电极11和13的部分以外,玻璃灯泡3的表面通过带等遮蔽,并且通过转动玻璃灯泡而借助于喷涂法或刷涂法将膏涂覆于遮蔽着的玻璃灯泡的目标部分上。
然而,由于膏被不均匀地涂覆,因此通过上述方法如上所述形成的外部电极11和13的传导树脂层在玻璃灯泡3的管轴方向上具有凹陷和突起。之后干燥外部电极11和13的传导树脂层。之后具有弹簧弹性的字符C形状的金属导体15和17被连接于外部电极11和13的外表面。在该连接中,载荷以集中的方式被施加于由于所涂覆的膏的不均匀性导致产生的传导树脂层的突起(喷涂方法产生块状突起,刷涂法产生条纹状突起)之中最大的突起上。如图2C中所示的,这可在传导树脂层中产生裂缝C。
已经发现,如果在传导树脂层中产生这样的裂缝C,就会在那里发生电晕放电,也就是说,在金属导体15和17内表面与玻璃灯泡3的外表面之间的空间中发生电晕放电,并且产生臭氧。
在其中已考虑到这个问题的实施例1中,外部电极123和125是通过向玻璃灯泡121的两端121a上涂覆传动膏(银膏)而制成的,并且提供了盖帽形状的金属导体127和129,因此通过覆盖外部电极123和125圆周表面的至少一部分而使得它们分别与外部电极123和125相连接。
尤其是,当传导膏中包含低熔点玻璃作为粘合剂时,由于其热膨胀系数而导致玻璃灯泡121与外部电极123和125相互靠近。这避免了在照明期间由于热膨胀中的差异而导致外部电极123和125脱落或具有裂缝。这防止在玻璃灯泡121与每个金属导体127和129之间以及玻璃灯泡121与每个外部电极123和125之间产生具有距离“h”的间隙(见图2B)。这可提供这样的荧光灯、背光单元或液晶电视,所述荧光灯、背光单元或液晶电视抑制灯点亮期间电晕放电的发生,并且具有其寿命可与其他零件一样长的外部电极(这些有利作用被称作“第八作用”)。
使用传导膏通过浸渍法,外部电极123和125被形成在玻璃灯泡121外表面的其端部121b处。与其中通过传统喷涂法或刷涂法形成外部电极的情况相比较,这种结构可在玻璃灯泡121的管轴方向和半径方向上减少所涂覆膏体的不均匀性。因此,当盖帽状的金属导体127和129连接于外部电极123和125的外表面时,载荷被均匀地施加于由传导膏制成的外部电极123和125的外表面上。这防止在传导膏中产生裂缝,并且抑制灯点亮期间电晕放电的发生(这些有利作用被称作“第九作用”)。
从上述描述中可明白的是,如果灯包括以下部分的话,灯可防止在外部电极11和13中产生裂缝,所述灯包括:玻璃灯泡,所述玻璃灯泡在其两端处密封并且在其内部具有放电空间;通过用传导膏覆盖玻璃灯泡的两端所形成的外部电极;以及金属导体,所述金属导体通过覆盖外部电极的至少一部分而分别连接于外部电极并且是盖帽或套筒形状的。应该注意的是,传导膏可为树脂类型的,不局限于实施例1中所述的膏的那几种类型。然而,考虑到传导膏与玻璃灯泡121表面之间的强粘合性,传导膏中最好包含低熔点玻璃作为粘合剂。
5.对于实施例1的修正
(1)修正1
图9示出了对于实施例1的修正1中灯181的轮廓。修正1不同于实施例1之处在于以下几点:(a)金属导体187和189被形成为套筒(圆柱形)形状,是用其热膨胀系数基本与玻璃灯泡相同的材料制成的,通过热配合方法从端部121b处被插入到玻璃灯泡121中,并与外部电极183和185牢固连接;以及(b)金属导体187的端部187a和187b(金属导体189的端部189a和189b)分别朝向外部电极183的中心从外部电极183的端部183a和183b后退距离L。
在以下描述中,与实施例1中的灯109相同的部件用相同的数字表示并且省略其描述。
修正1使用传导膏取代传统传导树脂层。因此,修正1在玻璃灯泡121与每个金属导体187和189之间不具有“相关技术的描述”中所提及的具有距离“h”的间隙(见图2B),并且提供了上述第一和第六作用。
另外,在其中金属导体187的端部187a和187b(金属导体189的端部189a和189b)分别朝向外部电极183的中心从外部电极183的端部183a和183b后退距离L的结构下,修正1提供了上述第二作用。
而且,在其中金属导体187和189通过热配合方法牢固地连接于外部电极183和185的结构下,圆柱形形状的金属导体187和189与外部电极183和185密切接触,并且电连接稳定化(这些有利作用被称作“第十一作用”)。
(2)修正2
图10A是对于实施例1的修正2中灯191的侧视图。图10B示出了灯191的轮廓。
修正2不同于修正1之处在于,通过将薄金属导体193缠绕在外部电极183周围、将缠绕的薄金属导体193的端部合在一起,并且压扁合在一起的端部而将金属元件形成为套筒形状的。金属导体193是与设在灯191相对端中的金属导体(未示出)相同的。
在以下描述中,与实施例1中的灯109或修正1中的灯181相同的部件用相同的数字表示并且省略其描述。
通过所述结构,修正2在玻璃灯泡121与金属导体193之间不具有“相关技术的描述”中所提及的具有距离“h”的间隙(见图2B),并且提供了上述第六作用。另外,由于外部电极183是用传导膏制成的,因此修正1提供了上述第一和第六作用。
另外,在其中金属导体193的端部193a和193b分别朝向外部电极183的中心从外部电极183的端部183a和183b后退距离L的结构下,修正2提供了上述第二作用。
而且,在其中金属导体193是通过将薄金属导体缠绕在设在玻璃灯泡121上的外部电极183周围而形成的结构下,如果玻璃灯泡121的外径改变的话,可使用廉价薄金属导体容易地连接金属导体(这些有利作用被称作“第十二作用”)。
(3)组合
设在玻璃灯泡121两端处的外部电极和金属导体不必是相同形状的,而是可为从实施例1、修正1和修正2中选择的形状的任意组合。
(4)玻璃灯泡的横截面形状
在上述实施例中,玻璃灯泡的横截面是圆形形状的。然而,不局限于此,玻璃灯泡的横截面可为例如椭圆形(见实施例3)。
实施例2
实施例2中的灯的特征在于,实施例1中的荧光灯具有覆盖外部电极以使得外部电极与外部空气相隔绝的阻断层。
1.灯的构造
图11A示出了本发明实施例2中灯201的轮廓。
如图11A中所示的,本发明实施例2中的灯201具有外部电极123和125,所述外部电极123和125是通过浸渍法形成在管形状玻璃灯泡121两端处的传导层。灯201还具有金属导体127和129,金属导体127和129通过覆盖外部电极123和125的至少一部分而分别连接于外部电极123和125。
玻璃灯泡121、外部电极123和125、以及金属导体127和129具有与上述实施例1中所述的相同附图标记。金属导体127和129被如此形成,即,使得金属导体127和129的边缘127a和129a分别朝向玻璃灯泡121的相应端部121b从玻璃灯泡121的中心后退得比外部电极123和125的边缘123a和125a远距离L(例如,1mm)。
除上述部件以外,实施例2中的灯201还具有由焊料层制成并覆盖外部电极123和125以使得外部电极123和125与外部空气相隔绝的阻断层203和205。阻断层203和205被形成得围绕外部电极123和125以及金属导体127和129。
与实施例1中的情况一样,磷层131被形成在玻璃灯泡121的内表面上,玻璃灯泡121的内部充满稀有气体133和汞135。实施例2中的玻璃灯泡121在材料、尺寸、形状等方面与实施例1中的玻璃灯泡121相同,并且将省略对其的描述。
图11B示出了金属导体127的外观。
实施例2中的金属导体129与金属导体127相同,并且在尺寸、形状等方面与实施例1中的金属导体129相同。如实施例1中所述的,金属导体127和129最好具有一定形状并且不会在来自于外部的力的作用下变形。金属导体可为套筒形状的,诸如图11中所示的金属导体207。金属导体207可沿其直径减小和增加的两个方向上改变(修正1中所述的相同的连接方法等可应用于金属导体207)。
如实施例1中一样,外部电极123和125是使用传导膏(诸如银膏)通过浸渍法形成的。这里,应该注意的是,用于外部电极123和125的传导膏不局限于银膏,而是也可为任何传导膏。另外,传导膏可包含低熔点玻璃作为粘合剂(如实施例1中一样)。
阻断层203和205是通过浸渍法向密封玻璃灯泡121的两端涂覆粘合剂以使其至少具有预定长度(例如,25.0mm)而形成的,以使得阻断层203和205围绕外部电极123和125以及金属导体127和129。
2.灯制造方法
以下将描述实施例2中的灯201的制造方法。
如下所述那样制造灯201,即,首先制造玻璃灯泡121,之后形成外部电极123和125,连接金属导体127和129,最后形成作为实施例2特征部分的阻断层203和205。
也就是说,实施例2的灯201是如下所述那样制造出来的,即,首先通过实施例1中所述的制造方法制造灯(例如,见图6A-6D和图7),之后形成作为实施例2特征部分的阻断层203和205。
因此,以下将描述形成阻断层203和205的程序。
图12A-12D示出了形成阻断层203和205的程序。
(1)第一形成处理
首先,如权利要求1中所述的那样制备玻璃灯泡121。如上所述的,玻璃灯泡121包括外部电极(123和125)和金属导体(127和129)。
如图12A中所示的,熔融焊料213被容纳在容器211中,密封的玻璃灯泡121由第一固定器155保持在玻璃灯泡121的一端与中心之间的位置处(除已形成了外部电极123和125和金属导体127和129的位置以外)。之后降低玻璃灯泡121,以使得其端部浸入到容器211中的焊料213中预定长度Nmm(Nmm比实施例1中的Mmm(见图7)长)(浸入1秒钟到2秒钟),之后将玻璃灯泡121拉出,以使得焊料附于玻璃灯泡121的端部(浸渍方法)。
如图12B中所示的,使得所附焊料干燥并硬化,并且如图12B中所示的,形成了焊料层213a,即,形成了围绕玻璃灯泡121端部处的外部电极123和金属导体127的阻断层203。在玻璃灯泡121恢复为正常温度之后,将玻璃灯泡121与第一固定器155相分开。
即使通过上述程序所获得的玻璃灯泡在构成外部电极(123)的银膏中具有裂缝,或者银膏具有多孔结构并且其中具有气孔(空气)的话,由于焊料层213a(阻断层203)使得外部电极123与外部空气相隔绝,也可防止在外部电极123与中产生臭氧。
(2)第二形成处理
接下来,如图12C中所示的,密封的玻璃灯泡121由第一固定器155保持在玻璃灯泡121的另一端与中心之间的位置处,并且通过浸渍法将熔融焊料附于玻璃灯泡121的另一端。也就是说,如同第一形成处理的情况一样,降低玻璃灯泡121,以使得其另一端部浸入到容器211中的焊料213中预定长度Nmm,之后将其拉出,以使得焊料213附于玻璃灯泡121的另一端部。
使得所附焊料213干燥并硬化,并且形成了焊料层213a,即,形成了围绕玻璃灯泡121另一端部处的外部电极125和金属导体129的阻断层203。在玻璃灯泡121恢复为正常温度之后,将玻璃灯泡121与第一固定器155相分开。
这就完成了直管形状的灯201的制造。应该注意的是,这里所使用的第一固定器155与实施例1中所使用的第一固定器155相同,但是也可使用其他固定器来代替。
这里,即使通过上述程序所获得的玻璃灯泡在构成外部电极(125)的银膏中具有裂缝,或者银膏具有多孔结构并且其中具有气孔的话,由于焊料层使得外部电极125与外部空气相隔绝,也可防止在外部电极125与中产生臭氧。
而且,在阻断层203的形成中,如果例如在外部电极123(125)的表面与金属导体127(129)的内表面之间存在大间隙(由于裂缝或气孔而导致的)的话,焊料123会进入并填充所述间隙。这防止在外部电极123(125)的表面与金属导体127(129)的内表面之间的空间中发生电晕放电。围绕外部电极123和125并使得外部电极123和125与外部空气相隔绝的焊料层进一步防止产生臭氧。
3.操作和作用
以下将描述灯201的操作和作用。
(1)外部电极和金属导体之间的位置关系
本发明的发明人通过各种研究已发现,在金属导体与玻璃灯泡之间的空间中发生电晕放电并产生臭氧。
也就是说,如下所述的,在传统灯1中,在玻璃灯泡3的端部附近,外部电极11和13被形成为圆柱形形状的。除其上将形成有外部电极11和13的部分以外,玻璃灯泡3的表面通过带等遮蔽,并且通过转动玻璃灯泡而借助于喷涂法或刷涂法将膏涂覆于遮蔽着的玻璃灯泡的目标部分上。
然而,由于膏被不均匀地涂覆,因此通过上述方法如上所述形成的外部电极11和13的传导树脂层在玻璃灯泡3的管轴方向上具有凹陷和突起。之后干燥外部电极11和13的传导树脂层。之后具有弹簧弹性的字符C形状的金属导体15和17被连接于外部电极11和13的外表面。在该连接中,载荷以集中的方式被施加于由于所涂覆的膏的不均匀性导致产生的传导树脂层的突起(喷涂方法产生块状突起,刷涂法产生条纹状突起)之中最大的突起上。如图2C中所示的,这可在传导树脂层中产生裂缝C,或者可导致传导树脂层具有其内部有气孔D的多孔结构。
可以认为,当发生上述情况时,在存在裂缝C或气孔D的传导树脂层的部分中,金属导体15和17的内表面与玻璃灯泡3的外表面彼此直接面对,它们之间具有距离为“h”的空气层(在多个气孔连续的情况中,产生了空气团,并且该空气团被称作“空气层”),从而导致发生电晕放电。另外,还可以认为,尽管上述空气层由金属导体15和17覆盖,但是空气层也可与金属导体15和17中的裂缝C等相连接并且通过裂缝C等进一步与外部空气相连,从而导致发生电晕放电并且产生臭氧。
在其中已考虑到这个问题的实施例2中,灯201装有通过围绕外部电极123和125或围绕都形成在玻璃灯泡121的外表面上其两端121b处的外部电极123和125以及金属导体127和129而使得外部电极123和125与外部空气相隔绝的阻断层203和205。
如上所述的,在这种结构下,即使外部电极123和125在构成电极的传导膏(在本实施例中为银膏)中具有裂缝C,或者即使银膏具有多孔结构,或者如“相关技术的描述”中所述的在金属导体与玻璃灯泡之间具有距离为“h”的间隙(见图2C),即使在灯点亮期间在玻璃灯泡121与每个金属导体127和129之间发生了电晕放电,也可抑制臭氧的产生。这是由于阻断层203和205使得外部电极123和125与金属导体127和129外部的空气相隔绝而导致的。从这一点看来,这说明为了抑制臭氧的产生,外部电极不必用传导膏制成,而是可如传统技术中那样用传导树脂层制成,至于外部电极由金属导体覆盖,而未由金属导体覆盖的外部电极的暴露部分由阻断层覆盖。
防止产生臭氧的上述结构可提供这样的荧光灯、背光单元或液晶电视,所述荧光灯、背光单元或液晶电视具有其寿命可与其他零件一样长的外部电极(这些有利作用被称作“第十三作用”)。
当阻断层203和205被形成为金属膜时,可通过浸渍法容易地形成它们以覆盖外部电极123和125以及金属导体127和129,并且可如此形成阻断层203和205,即,使得金属导体127和129可容易地连接于电极插孔113和115(见图4)。另外,被形成得覆盖外部电极123和125以及金属导体127和129的金属膜(阻断层)将金属导体127和129固定于外部电极123和125。这防止金属导体127和129与外部电极123和125相分离。
另外,通过将阻断层203和205被形成为金属膜或绝缘膜以使得金属导体127和129的部分暴露于外部空气中,与金属导体127和129整个由阻断层203和205覆盖的情况(金属导体127和129的整个暴露表面都被覆盖)相比较,可减少金属膜或绝缘膜的材料量。
此外,通过合并实施例1和修正1和2中所述的结构可获得上述操作和作用(对应于第一到第九作用),诸如金属导体127和129的边缘127a和129a与外部电极123和125的边缘123a和125a之间的位置关系、导圆金属导体127和129的边缘127a和129a、金属导体127和129的狭缝137、由银膏制成的外部电极123和125、包含在银膏中的低熔点玻璃等。
从上述描述中可明白的是,如果灯包括以下部分的话,即使外部电极11和13的传导树脂层具有裂缝C,所述灯也可防止在点亮期间由于电晕放电而产生臭氧,所述灯包括:在其内部具有放电空间的玻璃灯泡;外部电极即,在其两端覆盖玻璃灯泡外表面的传导层;金属元件(金属导体),所述金属导体通过覆盖外部电极的至少一部分而分别连接于外部电极并且是盖帽或套筒形状的;以及阻断层,所述阻断层覆盖(i)外部电极或(ii)外部电极和金属元件,以使得外部电极与外部空气相隔绝。
5.对于实施例2的修正
(1)修正3
图13示出了对于实施例2的修正3中灯231的轮廓。修正3不同于实施例2之处在于,阻断层被形成得仅覆盖暴露于外部空气的外部电极123和125的部分。
也就是说,虽然在实施例2的灯201中,阻断层203和205覆盖外部电极123和125以及金属导体127和129的整个区域G(见图11),但是在修正3的灯231中,阻断层233和235被形成得覆盖暴露于外部空气的外部电极123和125的区域H,如图13中所示的。这里,应该注意的是,在如图11B中所示的金属导体127和129具有狭缝137的情况中,阻断层最好被进一步形成得用于覆盖通过狭缝与外部空气相连的部分。
通过上述结构,与实施例2中的情况一样,即使构成外部电极123和125的银膏中具有裂缝,或者银膏具有多孔结构,由于阻断层使得外部电极123和125与外部空气相隔绝,因此也可防止在外部电极123和125与中产生臭氧。
另外,与实施例2相比较,修正3减少了阻断层203和205的材料量。
阻断层233和235的材料可不同于实施例2中所使用的。在实施例2中,由于整个区域G都由阻断层203和205覆盖,因此考虑了与图4中所示的电极插孔113和115的传导性,并且阻断层203和205是由焊料、镍板、金板、银板、铜板等制成的金属膜。另一方面,在其中仅区域H由阻断层233和235覆盖的修正3中,除区域H以外的金属导体127和129与图4中所示的电极插孔113和115相连接。因此,阻断层233和235可由绝缘带制成,或者可为绝缘膜,即,由从由二氧化硅、氧化铝、氧化铪、氧化锆、钒、氧化铌和氧化钇构成的组中选择出来的至少一种金属氧化物以及以上提及的金属膜制成的连续膜。
(2)修正4
图14示出了对于实施例2的修正4的灯241的轮廓。修正4不同于修正3之处在于:(a)外部电极183和185通过浸渍法形成为圆柱形形状;(b)金属导体187和189被形成为套筒(圆柱形)形状,通过热配合方法从端部121b处被插入到玻璃灯泡121中,并与外部电极183和185牢固连接;(c)金属导体187的端部187a和187b(金属导体189的端部189a和189b)分别朝向外部电极183(185)的中心从外部电极183的端部183a和183b(外部电极185的端部185a和185b)后退距离L;以及(d)焊料(阻断层243和245)被缠绕在外部电极183和185以及金属导体187和189周围通过浸渍法将其形成为圆柱形形状,如图12中所示的。阻断层243和245形成为圆柱形形状的原因在于提高了焊料与玻璃灯泡121外表面的粘合性。
在以下描述中,与实施例2中的灯201或修正3中的灯231相同的部件用相同的数字表示并且省略其描述。
与实施例2中的情况一样,修正4提供了上述第十三作用。这是由于即使外部电极123和125在构成电极的传导膏(在本实施例中为银膏)中具有裂缝C,或者即使银膏具有多孔结构,或者如“相关技术的描述”中所述的在金属导体与玻璃灯泡之间产生了距离为“h”的间隙(见图2C),外部电极123和125中的裂缝C等也由覆盖外部电极183和185与金属导体187和189的阻断层203和205与金属导体127和129外部的空气相隔绝。
(3)修正5
图15A是对于实施例2的修正,即,修正5中灯251的侧视图。图15B示出了灯251的轮廓。
修正5不同于修正2之处在于:通过将金属导体253缠绕在外部电极255周围、将缠绕的金属导体253的端部合在一起,并且压扁合在一起的端部而将薄元件形成为套筒形状的。
金属导体253是与设在相对端中的金属导体(未示出)相同的。在以下描述中,与实施例2中的灯201、修正3中的灯231、或修正4中的灯241相同的部件用相同的数字表示并且省略其描述。
通过所述结构,与实施例2中的情况一样,修正5可防止在灯点亮期间由于电晕放电而产生臭氧。这是由于即使外部电极255在构成电极的传导膏(在本示例中为银膏)中具有裂缝C,或者即使银膏具有多孔结构,或者如“相关技术的描述”中所述的在金属导体与玻璃灯泡之间产生了距离为“h”的间隙(见图12),外部电极255中的裂缝C等也由覆盖外部电极255与金属导体253的阻断层257与金属导体253外部的空气相隔绝。
(4)组合
设在玻璃灯泡121两端处的外部电极和金属导体不必是相同形状的,而是可为从实施例2和修正3-5中选择的形状的任意组合。另外,金属导体的结构不局限于实施例2和修正3和4中所示的那些。例如,金属导体可为套筒形状的。诸如图11C中所示的金属导体207,其中狭缝沿轴向方向延伸,代替诸如实施例2中金属导体127的盖帽的形状(见图13)。
(5)玻璃灯泡的形状
在实施例2和修正3-5中,玻璃灯泡121的横截面是圆形形状的。然而,不局限于此,玻璃灯泡121的横截面可为例如椭圆形(见实施例3)。
(6)操作和作用
修正3-5中的灯是通过为实施例1(或修正1或2)的灯提供阻断层而获得的,并且前面已描述了阻断层的操作和作用。应该注意的是,通过合并实施例1和修正1和2中所述的结构可获得相同的操作和作用(对应于第一到第九作用),诸如金属导体127和129的边缘127a和129a与外部电极123和125的边缘123a和125a之间的位置关系、导圆金属导体127和129的边缘127a和129a、金属导体127和129的狭缝137、由银膏制成的外部电极123和125、包含在银膏中的低熔点玻璃等。
实施例3
在实施例1和2以及修正修正3-5中,玻璃灯泡121的横截面是圆形形状的。然而,不局限于此,玻璃灯泡121也可为其他形状的。
在实施例3中,玻璃灯泡121的横截面是扁平(在该示例中,为椭圆形的),如以下所述的。
图16A示出了本发明实施例3中灯301的轮廓。
如图16A中所示的,本发明实施例3中所示的灯301具有作为圆柱形形状放电容器的玻璃灯泡303、以及在其两端303b处形成在玻璃灯泡303外表面上的外部电极305和307。处于玻璃灯泡303中间的光萃取部分309的横截面是扁平的。
与实施例1中的情况一样,玻璃灯泡303是用硼硅玻璃制成的,在玻璃灯泡303的内表面上形成有磷层311并且玻璃灯泡303的内部填充有稀有气体313和汞315。
图16C是沿图16A中的线I-I所截并从线I-I的箭头指示的方向上看到的横截面图。图16D是沿图16A中的线J-J所截并从线J-J的箭头指示的方向上看到的横截面图。图16E是沿图16A中的线K-K所截并从线K-K的箭头指示的方向上看到的横截面图。
如图16C-E中所示的,玻璃灯泡303的正电柱发射部分309(光萃取部分309)的横截面基本是椭圆形的。外部电极305和307的横截面基本是圆形的。
这里,给出了灯301的尺寸的一个示例。灯301的总长度L1为715mm。沿管轴方向x的正电柱发射部分309(光萃取部分309)的长度Da为680mm。沿管轴方向x的外部电极305和307形成在其上的玻璃灯泡303的端部303b的长度Db和Dc大约分别为17mm。正电柱发射部分309的外表面面积大约为327cm2。
关于横截面基本为椭圆形的部分,如图16D中所示的,最小外径ao为4.0mm、最小内径ai为3.0mm、最大外径bo为5.8mm以及最大内径bi为4.8mm。另外,关于横截面基本为圆形的部分,外径ro为5.0mm,内径ri为4.0mm。
外部电极305和307是通过以圆柱形形状将传导膏(例如,银膏)在其两端涂覆于玻璃灯泡303的外表面而形成的。外部电极305和307被如此形成,即,使得在相互面对的玻璃灯泡303的扁平部分的端部321(323)与外部电极305(307)的边缘305a(307a)之间存在1mm或更大的距离L2。
通过各种研究,本发明的发明人还发现,在其中1.0kV到3.0kV的高电压被施加于外部电极305和307之间的灯点亮期间,取决于分别面对玻璃灯泡303的扁平部分的端部321和323的外部电极305和307的边缘305a和307a所连接的位置,在距离为L2的间隙中发生电晕放电。
也就是说,如图16A中所示的,如果距离L2小于1mm的话,在直接相互面对的外部电极305(307)的边缘305a(307a)与玻璃灯泡303的扁平部分的端部321(323)之间的空间中发生电晕放电并产生臭氧。
所产生的臭氧可导致“相关技术的描述”中所述的问题。图16B示出了实施例3中金属导体325的外观。
如图16B中所示的,金属导体325与金属导体327相同,并且在材料、形状(包括导圆)、狭缝的存在、将其与玻璃灯泡相连接的方法等方面与实施例1和2中所使用的金属导体相同。然而,金属导体325可由其他材料制成,诸如实施例1和2中所述的那样。
在本实施例中,金属导体325和327可具有例如14.0mm的总长度、圆柱形部分上的外径为5.5mm、内径为5.1mm,厚度为0.2mm。这里,由于玻璃灯泡303的外径为5.0mm而金属导体325和327的内径为5.1mm,因此玻璃灯泡303与金属导体325和金属导体327之间间隙的距离可平均为0.05mm。
如实施例1和2中已描述的,外部电极305和307是通过浸渍法向密封玻璃灯泡303的两端涂覆传导膏(例如,银膏)以使其具有例如15.5mm的预定长度而形成的。
这里,应该注意的是,用于外部电极305和307的传导膏不局限于银膏,而是可为实施例1中所述的其他膏。另外,传导膏可包含实施例1中所述的低熔点玻璃。
2.制造方法
图17A-17D示出了灯301的玻璃灯泡303是如何形成的。
(1)准备程序
如图17A中所示的,制备由硼硅玻璃(其软化点为765℃)制成的直玻璃管341。如图17B中所示的,制备用于形成玻璃灯泡301的正电柱发射部分309的一对夹具板343和345。这里,应该注意的是,这对夹具板343和345是用例如不锈钢制成的,并且具有与玻璃灯泡301的正电柱发射部分309的外椭圆形状相对的椭圆形形状的凹陷。
(2)设定程序
如此设定上述准备程序中制备的直玻璃管341,以使得横截面被展平为平坦形状的其一部分由夹具板343和345夹持(如图17B中由链双点划线表示)。
(3)形成程序
如图17C中所示的,通过加热炉(未示出)将玻璃管341加热到低于软化点的管温度(例如,620℃到700℃范围内的温度),以使得所夹持部分由于夹具板343的重量而被展平。如图17D中所示的,通过去除夹具板343和345,获得了这样的玻璃管341,其特定部分的横截面已依要求从大致圆形变形为大致椭圆形。
形成玻璃灯泡的方法不局限于上述方法。
(4)其他
本实施例的玻璃灯泡303是通过使得直玻璃管341经历上述程序(1)到(3)而形成的。通过这些程序,其外径为5.0mm而内径为4.0mm的横截面大致为圆形的形状改变为大致为椭圆形形状,其最大外径为5.8mm、最小外径为4.0mm、最小内径为3.0mm、而最大内径bi为4.8mm。
这里,应该注意的是,在通过上述方法展平外径为5.0mm的直玻璃管341的情况中,最好如此进行设定,以使得在变形的玻璃灯泡中,最大,最大外径为6.6mm而最小外径为3.0mm(在这种情况中椭圆率为ao/bo
0.45)。这是由于如果管过于平展的话,管在厚度方面大大改变,降低了产量。
3.操作和作用
以下描述灯301的操作和作用。
具有扁平放电容器的灯在薄化LCBL单元或扩展光辐射面积方面是有效的。然而,传统灯具有这样一个问题,即,它们需要高阴极电压降,因此灯功率增加。这是由于在传统灯中,外部电极被设置在其横截面为扁平的玻璃灯泡的一部分上。与横截面为圆形并且作为扁平形状玻璃灯泡的玻璃灯泡相比较,它需要更高的阴极电压降以获得预定灯电流。
另外,当使用金属作为形成外部电极的材料时,椭圆形外部电极在尺寸精确度方面低于圆形外部电极。因此,在椭圆形外部电极的情况下,可在外部电极的内表面与玻璃灯泡的外表面之间产生间隙,在灯点亮期间在间隙中可发生电晕放电,并且可产生臭氧。
考虑到上述问题,在实施例3中,外部电极305和307被设在圆柱形形状的玻璃灯泡303的端部303b上。通过这种结构,可抑制灯301发光效率中的减少,并且可防止在玻璃灯泡303的外表面与每个外部电极305和307的内表面之间产生间隙,从而抑制臭氧的产生。
另外,外部电极305和307被如此形成,以使得在相互面对的玻璃灯泡303的扁平部分的端部321(323)与外部电极305(307)的边缘305a(307a)之间存在距离L2。该结构防止在玻璃灯泡303的扁平部分的端部321(323)与外部电极305(307)的边缘305a(307a)之间发生电晕放电,从而抑制臭氧的产生(这些有利作用被称作“第十四作用”)。
另外,在距离被设定为1mm或更大的情况下,即使在外部电极305和307所连接的位置中具有改变,也可防止在玻璃灯泡303的扁平部分的端部321(323)与外部电极305(307)的边缘305a(307a)之间发生电晕放电。而且,在距离被设定为小至1mm的情况下,可减少灯的总长度(这些有利作用被称作“第十五作用”)。
如从上述描述中可明白的是,如果灯包括以下部分的话,具有扁平形状的放电容器的灯也可防止减少灯的发光效率(灯光效率)并且防止发生电晕放电,所述灯包括:在其内部具有放电空间的玻璃灯泡;外部电极即,每个外部电极都在其一个端部覆盖玻璃灯泡的外表面;其中布置在其中间中的玻璃灯泡的光萃取部分的横截面是扁平形状的。
而且,通过合并实施例1和2以及修正1到5中所述的结构可获得上述操作和作用(对应于第一到第九和第十到第十三作用),诸如金属导体325和327的边缘325a和327a与外部电极305和307的边缘305a和307a之间的位置关系、导圆金属导体325和327的边缘325a和327a、金属导体325和327的狭缝329、由银膏制成的外部电极305和307、包含在银膏中的低熔点玻璃等。
5.对于实施例3的修正
(1)修正6
图18示出了对于实施例3的修正,即,修正6中灯351的轮廓。修正6不同于实施例3之处在于以下几点:(a)外部电极353和355通过浸渍法由银膏形成为圆柱形形状;(b)由其热膨胀系数基本与玻璃灯泡相同的材料制成的金属导体357和359被形成为套筒(圆柱形)形状的,通过热配合方法从端部303b处被插入到玻璃灯泡303中,并与外部电极353和355牢固连接;以及(c)金属导体357的端部357a和357b(金属导体359的端部359a和359b)分别朝向外部电极353(355)的中心从外部电极353的端部353a和353b(外部电极355的端部355a和355b)后退距离L。
在以下描述中,与实施例3中的灯301相同的部件用相同的数字表示并且省略其描述。
在修正6中,如实施例3的情况一样,外部电极353和355被设在圆柱形形状的玻璃灯泡303的端部303b上。通过这种结构,可抑制灯351发光效率中的减少,并且可防止在玻璃灯泡303的外表面与每个外部电极353和355的内表面之间产生间隙,从而抑制臭氧的产生。
另外,与实施例3中的情况一样,如果外部电极353和355被形成得使得在相互面对的玻璃灯泡303的扁平部分的端部与外部电极353(355)的边缘353a(355a)之间存在距离L2的话,可获得上述第十四和第十五作用。
(2)修正7
图19A是对于实施例3的修正,即,修正7中灯371的侧视图。图19B示出了灯371的轮廓。
修正7不同于修正6之处在于,作为薄元件的金属导体375由外部电极373缠绕成套筒形状的,它具有沿减小所缠绕的薄元件之间的间隙的方向(减小金属导体375直径的方向)施加的弹性力。金属导体375是与设在相对端中的金属导体(未示出)相同的。在以下描述中,与实施例3中的灯301或修正6中的灯251相同的部件用相同的数字表示并且省略其描述。
与实施例3或修正6中的情况一样,在其中外部电极(373和未示出的一个)被设在圆柱形形状的玻璃灯泡303的端部303b上的修正7所述的结构下,可抑制灯371发光效率中的减少,并且可防止在玻璃灯泡303的外表面与每个外部电极(373和未示出的一个)的内表面之间产生间隙,从而抑制臭氧的产生。
另外,与实施例3中的情况一样,如果外部电极(373和未示出的一个)被形成得使得在相互面对的玻璃灯泡303的扁平部分的端部与外部电极373(未示出的)的边缘373a(另一个边缘)之间存在距离L2的话,可获得上述第十四和第十五作用。
(3)其他
设在玻璃灯泡303两端处的外部电极和金属导体不必是相同形状的,而是可为从实施例3和修正6和7中选择的形状的任意组合。
(4)操作和作用
修正6和7中的灯是通过为实施例1(或修正1或2)的灯提供扁平形状正电柱发射部分作为玻璃灯泡121的一部分而获得的,并且前面已描述了扁平形状正电柱发射部分的操作和作用。应该注意的是,通过合并实施例1和修正1和2中所述的结构可获得相同的操作和作用(对应于第一到第九作用),诸如金属导体127和129的边缘127a和129a与外部电极123和125的边缘123a和125a之间的位置关系、导圆金属导体127和129的边缘127a和129a、金属导体127和129的狭缝137、由银膏制成的外部电极123和125、包含在银膏中的低熔点玻璃等。
补充注释
已通过实施例1-3和修正1-7描述了本发明。然而,通过组合实施例1-3和修正1-7中所述的结构可获得本发明的灯。另外,本发明可应用于包括背光单元的任何显示设备,而不局限于液晶电视。
尽管已参照附图借助于示例全面地描述了本发明,但是应该注意的是,本领域中普通技术人员将明白各种改变和修正。因此,除非所述改变和修正脱离本发明的保护范围,否则都应被包含在本发明的保护范围内。
Claims (19)
1.一种荧光灯,所述荧光灯包括:
玻璃灯泡,具有管形状并且其中具有放电空间;
作为传导层的外部电极,每个传导层都在一端处覆盖玻璃灯泡的外表面;以及
通过覆盖外部电极的至少一部分而分别连接于外部电极的金属元件,其特征在于
金属元件被如此形成,即,使得每个金属导体的端部从每个相应外部电极的端部朝向每个相应外部电极的中心后退。
2.依照权利要求1所述的荧光灯,其特征在于
金属元件如此形成,即,沿管轴的方向使得金属元件的边缘从玻璃灯泡的中心后退得多于外部电极的边缘。
3.依照权利要求1所述的荧光灯,其特征在于
所述传导层由传导膏制成。
4.依照权利要求1所述的荧光灯,还包括
阻断层,用于覆盖(i)所述外部电极或(ii)所述外部电极和所述金属元件,以使得所述外部电极隔绝于外部空气。
5.依照权利要求1所述的荧光灯,其特征在于
布置于玻璃灯泡中间的该玻璃灯泡的光萃取部分的横截面可为平坦形状的。
6.依照权利要求2所述的荧光灯,其特征在于
所述金属元件为套筒或盖帽形状的,并且
沿管轴的方向金属元件的边缘比外部电极的边缘从玻璃灯泡的中心后退1mm或更多。
7.依照权利要求1所述的荧光灯,其特征在于
所述金属元件通过覆盖外部电极3mm或更大长度而分别连接于外部电极。
8.依照权利要求1所述的荧光灯,其特征在于
所述金属元件的边缘被导圆。
9.依照权利要求3所述的荧光灯,其特征在于
通过将薄金属缠绕在外部电极周围、将缠绕的薄金属的端部合在一起,并且压扁合在一起的端部而将所述金属元件形成为套筒形状。
10.依照权利要求2所述的荧光灯,其特征在于
所述金属元件为套筒或盖帽形状的,并且
所述金属元件通过热配合方法从其端部被插入到玻璃灯泡中,而且所述金属元件连接于所述外部电极。
11.依照权利要求2所述的荧光灯,其特征在于
所述金属元件为盖帽形状的,并且
所述金属元件具有沿纵向方向延伸的狭缝,以使得在金属元件附于外部电极时金属元件可通过金属元件的弹性力被牢固地连接于外部电极。
12.依照权利要求1所述的荧光灯,其特征在于
所述传导层由从包括银膏、镍膏、金膏、钯膏和碳膏的组中选择出来的材料制成。
13.依照权利要求11所述的荧光灯,其特征在于
所述传导层包含1%或更大重量比的低熔点玻璃。
14.依照权利要求2所述的荧光灯,其特征在于
所述传导层可通过浸渍方法形成。
15.依照权利要求4所述的荧光灯,其特征在于
不包括光萃取部分的玻璃灯泡的端部的横截面基本为圆形形状的,并且外部电极可被设置在玻璃灯泡的外表面上在横截面基本为圆形形状的端部处,以使得对于相互面对的每对外部电极的一个边缘和光萃取部分的一个端部来说,在玻璃灯泡的管轴方向上在相互面对的外部电极的一个边缘和光萃取部分的一个端部之间存在距离。
16.依照权利要求4所述的荧光灯,其特征在于
该阻断层由金属膜形成。
17.依照权利要求4所述的荧光灯,其特征在于
该阻断层被形成为金属膜或绝缘膜,以使得部分金属元件暴露于外部空气。
18.一种用在液晶电视中的直接-下面-类型背光单元,所述背光单元包括:
多个荧光灯,它们中的一个或多个为权利要求1中所述的荧光灯;以及
一个高频电子镇流器,所述高频电子镇流器点亮所有多个荧光灯。
19.一种液晶电视,包含权利要求18中所述的背光单元。
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