TW584884B - Cold cathode fluorescent lamp with a double-tube construction - Google Patents

Description

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本發明涉及氣體放電燈，尤其涉 結構的冷陰極螢光燈管。 種具有雙層燈管 背景技術 光均勻 液晶顯 製作等 述產品 於燈管 氣壓、 回路的 會隨工 (即燈 的增加 作溫度 部分的 了解決 螢光燈 螢光燈 上的螢 點是在 兩管之 、燈管可 示器、掃 領域中_ 的背景光 本身的結 電極材料 要求。因 作電壓的 管亮度的 將造成燈 的提南。 亮度也隨 這一問題 管（見圖 管3兩端 光層5以 内層螢光 間的間隙 冷陰極螢光燈管因其發光強度高、 做=極細且可以製成各種形狀，故目前‘ 描器、汽車儀錶盤、微型廣告燈箱和: 知了大量應用。在通常情況下，它作為上 源’是一種新穎的微型強光源。 冷陰極螢光燈管的工作電壓主要取決 構和材料（如燈管直徑、燈管長度、管内、 及其結構、燈管製造工藝等等）以及點燈 此’燈管製造完成後，其輸出功率一般不 ，七而有很大變化。燈管輸出功率的^加 ，高）主要依靠電流的增加。而燈管^流 管兩極溫度的提高，從而造成整支燈管2 如果燈管局部受環境影響而降溫，則相應 即變暗’從而造成燈管亮度的不均勻。為 ，市場上開發了一種雙層管結構的冷陰極 。它包括内層螢光燈管3、設置在内層 的電極1、塗覆在内層螢光燈管3内壁表面 及，於内層螢光燈管3内部的氣體6、其特 燈言3的外面再套裝一支透明的玻璃管2，

第4頁 584884 五、發明說明（2) ' 4内抽真空或充入一定氣壓的氣體，外層玻璃管2的管端7 與内層螢光燈管3的管端封接在一起。 圖1所示的螢光燈管工作時，内層螢光燈管3由於有外 層玻璃管2的阻隔，因此受外部溫度變化及環境條件變化 的衫響較小，整支燈管的亮度均勻、工作穩定。即便環境 溫度相當低，内層螢光燈管3也可以在短時間内啟動點燃 並達到規定的亮度。 然而，圖1所示的螢光燈管，其内層螢光燈管3的管端 完全t入外層玻璃管2的管端内，即兩管管端設置成一體 。^環境溫度較低時，兩管的溫差可達攝氏丨〇 〇度以上， 其管端封接部位因兩管玻璃受溫差造成的應力作用極易產 生爆裂，從而造成螢光燈管的報廢。因此，此種螢光燈管 的固有缺陷也極大地限制了其在各種環境下的應用前景。 發明内容 本發明所要解決的技術課題是克服上述現有技術存在 ’提供一種適用於各種環境條件、能安全可靠使用 的冷陰極螢光燈管。 =本發明，提供__種冷陰極螢光燈包括内層 ϊΐϋ和套裝在内層螢光燈f外面的外層玻璃管，所述 =層=燈管與所述外層玻璃管分離設置，其間設置一間 其2冷陰極螢光燈管還包括封裝在所述内層螢光燈管 與所述外層玻璃管管端上的電極。 根據本發明的冷陰極螢光燈管，其中，所述内層螢光

584884 五、發明說明（3) 燈管的管端外表面與所述外層玻璃管的管端内表面封接在 一起。 根據本發明的冷陰極螢光燈管，其中，所述外層玻璃 管的管端内表面與所述内層螢光燈管的管端外表面的彎曲 斜坡部分或圓頭部分相接觸。 根據本發明的冷陰極螢光燈管，其中，所述外層玻璃 管的管端内表面與所述内層螢光燈管的管端外表面不接觸 〇 根據本發明的冷陰極螢光燈管，其中，所述電極在位 於内層螢光燈管管端與外層玻璃管管端之間的部位上设置 一彈性消漲部分。 本發明的冷陰極螢光燈管由於採用了雙層燈管結構， 故内層螢光燈管受外界環境溫度變化的影響較小。而且， 由於内層螢光燈管與外層玻璃管分離設置，内層螢光燈管 管端與外層玻璃管管端不整體封裝成一體，大大降低了兩 管管端因溫差較大而造成的爆裂破損率。進一步，封裝在 内層螢光燈管管端與外層玻璃管管端之間的電極設置一個 彈性消漲部分，可以完全吸收内外層兩管因溫差產生的應 力’從而使冷陰極螢光燈管消除了爆裂破損現象。 具體實施方式 圖2是根據本發明的第一個實施例的冷陰極螢光燈管 的結構示意圖。與圖1所示的螢光燈管不同，其内層螢光 燈皆3的管端與外層玻璃管2的管端不是設置成一體，而是

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五、發明說明（4) 使兩管基本上呈分離設置。内層螢光燈管3的管端端部與 外層玻璃管2的管端端部僅僅是相對的兩個表面相接觸^ 封裝在一起，也就是使外層玻璃管2管端内表面僅與内層 螢光燈管3的管端外表面的彎曲斜坡部分或圓頭部分相接 觸。與圖1所示的螢光燈管相比，由於内層螢光燈管3的管 端與外層玻璃管2的管端接觸面積較小，而且是淺表接觸 ’因此’大大減小了兩管溫差產生的應力，從而顯著減少 了燈管的爆裂破損。 為了進一步減小内外層兩管之間的溫差影響，可以採 用具有不同膨脹係數的玻璃管分別製作内層螢光燈管3和 外層玻璃管2。内層螢光燈管工作時約產生攝氏1〇〇度左右 的面溫’故採用膨脹係數小的玻璃，例如，採用膨脹係數 為3.2x10—6/oC的高硼矽酸鹽玻璃。外層玻璃管的溫度 較低，約接近環境溫度，故採用膨脹係數較大的玻璃，例 如’採用％服係數為4·0χ 10—6/oC的糊碎酸鹽玻璃。這 樣’螢光燈管工作時，内外層兩管溫差產生的應力可以因 兩管玻璃膨脹係數的不同而得以減小，從而進一步降低了 螢光燈管的爆裂破損。當然，這種採用具有不同膨脹係數 的玻璃製作内外層兩管的方案也適用於圖1和圖3至圖6所 示的燈管中。當應用於圖1所示的燈管時，可以將燈管的 爆裂破損率從原先的約6 〇 %下降到約3 〇 %。 圖3是根據本發明的第二個實施例的冷陰極螢光燈管 的結構示意圖。參見圖3，其中，内層螢光燈管3的管端與 外層玻璃管2的管端不直接封接在一起，而是通過設置在

584884 五、發明說明（5) 兩官管端的同一電極1保持兩管之間的相對位置。這樣， f於内外層兩管的管端相互不直接接觸，即外層玻璃管的 官端内表面與内層螢光燈管的管端外表面不接觸，而且， 内外層兩管之間有真空層隔絕，因此，螢光燈管工作時， 内外層兩管之間的溫差不會直接反映到兩管管端上，大大 降低了螢光燈管的爆裂破損率。

圖4是根據本發明的第三個實施例的冷陰極螢光燈管 的結構示意圖。參見圖4，内外層兩管的管端也不直接封 接在一起，而是通過設置在兩管管端的電極1連接在一 起。其中，内層螢光燈管3的管端例如封裝在鎢鎳電極n 上’外層玻璃管2的管端例如封裝在杜美絲電極丨2上。兩 種電極11和12通過焊接呈彈性地連接在一起，即，其中一 種電極在與另一種電極相連的位置形成一個彈性消漲部分 (=彎折段）1 3。這樣，螢光燈管工作時，内外層兩管由 於/m度不同產生的膨脹變形被上述電極的彈性部分丨3完全 ，收確保了雙層燈管的螢光燈管不會因内外層兩管溫差 引起的膨脹變形而發生爆裂破損。上述内外層兩管也可以 =同材料的玻璃製成，例如，内層螢光燈管3採用硼 石=二玻璃，使冷陰極螢光燈管亮度的光衰減小，燈管使

第8頁 ^0^004 五、發明說明（6) 的結構示意圖。表 . 接在-起，以通=置的管端也不直接封 起。電極的彈性消if 5管端的電極1連接在一 端上和内声螢井#其/刀匕括分別封裝在外層玻璃管2管 極之間的η :端上的電極，以及連接在該兩電 的詳細社構把 和56分別示出了放大的該電極1 封裳ΐ内封裝在外層玻璃管2管端上的鶴電極 線16 dA):::極14與15之間的過渡部☆，例如鎳 开帶ί”好的塑性而且較為柔，，與剛性的鶴 内外ίϊί:ΐ—個具有彈性緩衝構造的電極1，故由於 ，％二现又不同產生的膨脹變形被該電極1完全吸收 入；广確保雙層螢光燈f不會因膨脹應力而產生爆裂，完 ;6 ; 了 Ϊ用中發生破損的現象。較佳地，鎳線16的長度

:向可以與鶴電極14和15的長度方向相垂直…如圖5A 不’例如將鶴電極i 4和i 5分別焊接到鎳線工6的上、下兩 *而鎳帶17可以成形為弧形，即，如圖5B所示，例如將 鶴電極1 4和1 5分別焊接到弧开彡镇德〗7的Λ嫂 、 電極1在沿iΛ1鎳帶的&。如此形成的 隹&長度方向上具有足夠的彈性和緩衝程度。而 、封2在兩管管端上的鎢電極1 4與1 5的剛性和強、度也足 、支承著内層螢光燈管;3，不影響燈管照明的 證燈管發光亮度的均勻性。 置工此保 圖6是根據本發明的第五個實施例的冷陰極螢光燈管 的結構示意圖。參見圖6，内外層兩管的管端通過設置在

第9頁 584884 五、發明說明（7) 兩管管端的電 了放大的該電 間的部位的徑 缺口 63和64 〇 1/10 — 8/10， ，可以完全吸 保雙層螢光燈 的破損現象。 玻璃（即軟玻 鉬組玻璃作燈 以下進一 管的實例。 極1連接在一起。 極1的詳細結構，d為鎢電極，圖6A示出 向相對兩側交錯（即非单并A ^ & ^之 缺口 63和64的開口深产二^也各開有-個 ^ y 用/衣度約為電極1的直徑的 二1: : : ί :電極1的一個彈性緩衝區域 卜=&溫差而產生的膨脹變形，確 1ΠΓ /應力而產生爆裂，消除了燈ΐ t述電極1也可以採用杜美絲 =作燈[或採用可伐電極或“極棘配打合 步列出根據本發明設計的幾個冷陰極螢光燈 實例1 直皆型冷陰極螢光燈管的内層螢光燈管3例如 矽酸鹽玻璃，外徑為h8毫米，管長250毫米，内壁蝴 溫為65000k的螢光粉，管端設置鎢鎳焊接電極，技色 充入坑氫混合氣和汞蒸氣。外層玻璃管2例如採用蝴:丨 鹽，璃，外徑為2· 6毫米，内徑為2· 0毫米，管長25 5毫酸 ’ ^、封接在鶴電極上，如圖2所示。内外層兩管之門米 間隙例如為〇 · 1毫米，亦可有極小部分接觸，間隙内抽$ 空’真空度為1 — 2〇 pa。冷陰極螢光燈管採用專用的 ’ 路’具輸入電壓例如為12伏，輸入電流例如為〇· 32安，= 電流約為5· 0毫安培，管電壓約為60 0伏。本例冷陰極管 °愛光

第10頁 584884 五、發明說明（8) 燈管能發出表面亮度約4 000 0cd/m2的亮光，燈管光通量約 達30Lm以上。内層螢光燈管3的表面溫度約為攝氏7〇-1〇〇 度’外層玻璃管2的表面溫度略高於環境溫度。 實例2 L型冷陰極螢光燈管的内層螢光燈管3例如採用硼矽酸 鹽玻璃，外徑為1· 8毫米，管長420毫米，内壁塗有色溫 為Ok的螢光粉，管端設置鎢鎳焊接電極，燈管内部充 入氖氬混合氣和汞蒸氣。外層玻璃管2例如採用硼矽酸鹽 玻璃，外徑為3· 0毫米，内徑為2· 1毫米，管長426毫米， 管％封接在鶴電極上，如圖3所示。内外層兩管之間的間 隙例如為〇 · 1 5毫米，亦可有極小部分接觸，間隙内抽真空 ’真空度為1—20pa。冷陰極螢光燈管採用的點燈電路， 其輸入電壓例如為1 2 · 5伏，輸入電流例如為〇 · 4 6安，管電 流約為7毫安培，管電壓約為7〇〇伏。本例冷陰極螢光燈管 月b發出表面亮度約為42〇〇〇cd/m2的亮光，燈管光通量約達 170 Lm以上。内層螢光燈管3的表面溫度約為攝氏80—100 度，外層玻璃管2的表面溫度略高於環境溫度。 實例3 直管型冷陰極螢光燈管的内層螢光燈管3例如採用高 棚石夕酸鹽玻璃（膨脹係數約為3· 2 χ 1〇 — 6/〇c )，外徑為 1.8毫米，管長14〇毫米，内壁塗有色溫為7〇〇〇〇k的螢光 粉’管端設置鎢鎳焊接電極，燈管内部充入氖氬混合氣和

584884 五、發明說明（9) 汞蒸軋。外層玻璃管2例如採用硼石夕酸鹽玻璃（膨脹係數 約為4·〇χ1〇—6/0C)，外徑為3·〇毫米，内徑為21毫 米，管長146毫米，管端封接在鎢電極上，如圖3所示。内 外層兩管之間的間隙例如為〇 · 1 5毫米，亦可有極小部分接 觸’間隙内抽真空’真空度為1 _ 2 〇 pa。冷陰極螢光燈管 採用的點燈電路，其輸入電壓例如為1 3· 4伏，輸入電流例 如為0.19安’管電流約為5毫安培，管電壓約為37〇伏。本 例冷陰極螢光燈管能發出表面亮度約為42〇〇〇cd/m2的亮光 ，燈管光通量約達60 Lm以上。内層螢光燈管3的表面溫度 約為攝氏70 — 1〇〇度，外層玻璃管2的表面溫度略高於環境 溫度。 實例4 直管型冷陰極螢光燈管的内層螢光燈管3例如採用硼 石夕I鹽玻璃’外控為ι·8毫米’管長164毫米，内壁塗有 色溫為6 8 0 0 0 k的螢光粉，管端設置鎢鎳焊接電極，燈管内 部充入氖氬混合氣和汞蒸氣。外層玻璃管2例如採用鈉鈣 玻璃，外控為2.6毫米，内徑為2·〇毫米，管長毫米， 管端封接在杜美絲電極上，内外層兩管管端電極之間用杜 美絲彎成弓型，如圖4所示。内外層兩管之間的間隙例如 為0 · 1毫米’亦可有極小部分接觸，間隙内抽真空，真空 度為1—20 pa。冷陰極螢光燈管採用的點燈電路，其輸入 電壓例如為8 · 5伏’輸入電流例如為〇 · 1 8安，管電流約為 1 · 5毫安培，管電壓約為5 6 〇伏。本例冷陰極螢光燈管能發

584884 五、發明說明（10) 出表面亮度約為22 000cd/m2的亮光，燈管光通旦 =上。内層螢光燈管3的表面溫度約為攝氏7〇〜^、’、 4〇L «破璃管2的表面溫度略高於環境溫度。 又’外 實例5 直管型冷陰極螢光燈管的内層螢光燈管3 妙酸鹽玻璃，外徑為2.6毫米，管長24〇毫米，内用’ ，為63 000k的螢光粉，管端設置鎢電極，燈管内^有士 氬混合氣和汞蒸氣。外層玻璃管2例如採用硼矽酸1鹽入氣 ’外徑為4. G毫米，内徑為2. 9毫#，管長25Q毫米了 :接在：電極上，層兩管管端電極之間設置錄：或錄 帶，如圖5所不。内外層兩管之間的間隙例如為〇·丨5 ” ，亦可有極小部分接觸，間隙内抽真空，真空度為工一^ =。冷陰極螢光燈管採用的點燈電路，其輸入電壓例如為 伏，輸入電流例如為〇· 29安，管電流約為6· 〇毫安培、 吕電壓約為500伏。本例冷陰極螢光燈管能發出表面真 度約為36000 cd/m2的亮光，燈管光通量約達13〇Lm以上二 ，層螢光燈管3的表面溫度約為攝氏8〇_1〇〇度，外層玻璃 管2的表面溫度略高於環境溫度。 曰 實例6 型冷陰極螢光燈管的内層螢光燈管3例如採用硼矽酸 鹽玻璃，外徑為1.8毫米，管長164毫米，内壁塗有色溫 為6800 0k的螢光粉，管端設置鎢電極，燈管内部充入氖氬 584884 五、發明說明（11) 混合氣和汞蒸氣。外層玻璃管2例如採用硼矽酸鹽 外控為2.6毫米，内役為2.〇毫#，管長174毫米了管端封 接在鎢電極上，内外層兩管管端之間的鎢絲上下對相 對180度角各開一個缺口，如圖6所示。内外 間=如為0」毫米，内外層兩管玻璃之間可有部1 觸 採==真L真空度約為1〇Ρ3。冷陰極螢光燈管 :用的燈電路：其輪入電壓例如為12伏，輸入電流例如 二久3安’管電流約為5· 0毫安培，f電壓約為420伏。本 ^ ^ = H發出表面亮度約為的亮光 絡BB以上所述本發明的各個實施例和實例旨在有助於射太 附權= 管的理解和瞭解’在不脫離本發明所 夂求書範圍内，本領域的熟練人員還可對此作出 。’文換和改進’但這種變換和改進均屬於本發明的範圍

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Claims (1)

1. 584884 _案號91122258_年月曰 修正_ 六、申請專利範圍 在於，所述兩電極為嫣電極，所述過渡部分為連接在兩 鎢電極之間的鎳線、鎳帶或鎳合金線帶。 9 .如申請專利範圍第5項所述的冷陰極螢光燈管，其特徵 在於，所述電極的彈性消漲部分包括在電極徑向相對兩 側交錯形成的缺口。 1 0 .如申請專利範圍第9項所述的冷陰極螢光燈管，其特徵 在於，所述缺口的開口深度為電極直徑的1 / 1 0— 8 / 1 0。 1 1.如申請專利範圍第1項至第5項任一所述的冷陰極螢光 燈管，其特徵在於，所述内層螢光燈管與外層玻璃管由 具有不同膨脹係數的玻璃製成。 1 2.如申請專利範圍第11項所述的冷陰極螢光燈管，其特 徵在於，外層玻璃管的膨脹係數大於内層螢光燈管的膨 脹係數。 1 3 .如申請專利範圍第1項至第5項任一所述的冷陰極螢光 燈管，其特徵在於，所述内層螢光燈管與外層玻璃管由 相同的玻璃製成。

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