荧光灯管以及制造荧光灯管的方法

摘要

制造出一种荧光灯管1，其中两个以上的引导线(5)、(6)、(11)和(12)分别连接到玻璃管(2)两端部分上的电极(3)和(4)，玻璃管(2)具有小于6.5mm的均匀直径。同时，在制造荧光灯管1时，使用两玻璃珠固定在从各电极伸展出的两个以上的引导线上的电极装置，以及焊接到引导线上的汞膏，通过将内部玻璃珠焊接到玻璃管上将电极装置暂时固定住，通过加热汞膏来蒸发汞，并且通过将外部玻璃珠焊接到玻璃管上来封住玻璃管的内部。

说明书

相关申请

本发明包含与2005年3月28日提交日本专利局的日本专利申请JP2005-092152相关联的主题，该申请通过引用结合在此。

技术领域

本发明涉及诸如热阴极荧光灯管的荧光灯管以及制造荧光灯管的方法。

背景技术

通常将使用荧光材料的荧光灯管用作为光源。

具体地，由于热阴极型荧光灯管具有高发光效率和亮度，它不仅被用作为照明装置的光源，而且还用作液晶显示器(LCD)的背景光。

热阴极型荧光灯管具有一种结构，其中电极分别设置在玻璃管的两端，诸如Ar(氩)气和汞的气体密封在玻璃管内部的空间，荧光材料涂敷在玻璃管的内表面上(例如，参见所引用的专利文献1)。

〔所引用的专利文献1〕：日本公开专利申请公告号.5-251042

附图的图1是示出根据相关技术的荧光灯管端部结构的示意图。

由于相关技术荧光灯管使用排气管以在制造之后抽空荧光灯管的内部，如图1所示，则在完成的荧光灯管101中仍然留有排气管102。

此外，由于连接到诸如螺线的电极3的引导线104应该与排气管102相对独立地设置，这样就不能减小荧光灯管101的直径D。

由于该原因，根据相关技术的荧光灯管不能应用到背景光的窄框架型背景光中。

此外，由于排气管102的直径d显著小于荧光灯管101的直径D(D＞d)，如果排气管102的直径减小，则可频繁地观察到排气传导率极大减小，或者不能使用排气管102。

发明内容

考虑到上述方面，本发明旨在提供一种荧光灯管，可实现一种直径很小的荧光灯管，以及制造该荧光灯管的方法。

根据本发明的一方面，提供一种荧光灯管，包括：玻璃管，具有在其两端分别设置的电极以及连接到各电极的两条以上的引导线。其中玻璃管具有小于6.5mm的均匀直径。

根据上述本发明，由于玻璃管直径均匀，并且在玻璃管的两端上没有排气管，因此可减小玻璃管的直径。同时，可减少荧光灯管的无效发光长度。

然后，由于玻璃管直径小于6.5mm，则可制造出细的荧光灯管。

根据本发明的另一方面，提供一种制造荧光灯管的方法，该方法包括以下步骤：采用有两个以上的引导连接的电极装置(electrode assembly)，将两个玻璃珠固定在沿着引导线伸展方向并排的从电极伸展出的两个以上引导线上，将汞膏焊接在两个玻璃珠之间的至少一个引导线上，在电极装置的引导线插入到玻璃管之后抽空玻璃管内部，通过将两个玻璃珠中靠近玻璃管端部的一个玻璃珠焊接到玻璃管上来封住玻璃管内部，通过加热汞膏来蒸发汞并通过将两个玻璃珠中靠近玻璃管内部的一个玻璃珠焊接到玻璃管上来封住玻璃管内部。

根据上述本发明，由于使用具有固定在沿着引导线伸展方向并排的从电极上伸展出的两个以上引导线上的两个玻璃珠的电极装置，并且在电极装置的引导线插入玻璃管之后抽空玻璃管的内部，就可能无需排气管来抽空玻璃管的内部。

同时，由于两个玻璃珠中靠近玻璃管端部的一个玻璃珠被焊接到玻璃管上以封住玻璃管的内部，且通过加热汞膏来蒸发汞，在该状态下，汞膏留在密封的空间内。结果，该蒸发的汞通过玻璃珠和玻璃管之间的间隙进入到玻璃管内部，可以防止其泄漏到外部。

此外，由于两个玻璃珠中靠近玻璃管内部的一个玻璃珠被焊接到玻璃管上以封住玻璃管的内部，则可可靠地密封住玻璃管。

根据本发明上述的荧光灯管，排气管上没有凸起部分，荧光灯管的无效发光长度可减少，并且当根据本发明的荧光灯管应用到背景光时，其无效发光长度可降低。

同时，由于根据本发明的荧光灯管上没有排气管，因此可以防止排气效率降低。在制造荧光灯管时，在短时间内可将玻璃管内部抽空，并且因此可提高生产率。

然后，可减小荧光灯管的直径。

同时，根据本发明的制造方法，由于无需排气管而抽空玻璃管内部，则可以制造出小直径的荧光灯管。

附图说明

图1是示出根据相关技术的荧光灯管端部结构的示意图；

图2是示出根据本发明一实施例的荧光灯管结构的示意图；

图3是示出靠近图2所示左端部电极的组件的放大图；

图4是示出用于制造图2所示荧光灯管的电极装置结构的示意图。

图5A到5G是解释具有如图4所示玻璃珠的引导线的制造方法所参考的图表；以及

图6A到6J是示出制造如图2所示荧光灯管的制造方法的流程图。

具体实施例

参照附图对本发明进行详细描述。

图2是示出根据本发明实施例的荧光灯管结构的示意图。

如图2所示，该荧光灯管1包括细长的玻璃管2，该玻璃管2两端上设置有电极3和4。连接到右端部的电极3上的两个引导线5和6，以及连接到左端部的电极4上的两个引导线11和12伸展到玻璃管2的外部。

在玻璃管2的内表面上形成有荧光材料层2A(参见图3)。

同时，在玻璃管2的内部密封有作为发光物质的诸如Ar(氩)气和Ne(氖)气的稀有气体和汞(Hg)。

两个电极3和4涂敷有电子放射材料。

图3是示出靠近图2所示荧光灯管1的左端部电极的组件的放大图。

如图3所示，电极4包括加热器8，它由螺线部分8A、均连接到螺线部分8A的第一引线部分8B以及第二引线部分8C所构成。加热器8由诸如钨(W)或铼钨(Re-W)的合适的导线材料所制成。

加热器8包括基本为圆柱形的螺线部分4A，它是通过将导线材料螺旋缠绕成双重或三重螺旋的形状、从而导线材料并不相互接触而制成的。此外，两引线部分8B和8C从螺线部分8A的后端伸展出。

同时加热器8由电子放射材料，例如由钡(Ba)、锶(Sr)和钙(Ca)所构成的三元碱土金属氧化物所覆盖。

电子放射材料并不限于上述的三元碱土金属氧化物，并且诸如二元钡氧化物的其它材料可用作为电子放射材料。

由于加热器8具有双重或三重螺旋结构，则为了形成螺线部分8A就需要很长的导线材料，从而螺线部分8A的表面面积可增加。相应地，涂敷在螺线部分8A上的电子放射材料的量也可增加，这样可延长电极4的寿命。

直径在约25μm到70μm范围内的导线材料可用作形成加热器8的导线材料。期望导线材料的直径从，例如大约45μm到55μm的范围内，从而当加热器8具有双重螺旋的结构时容易对导线材料进行缠绕，并且可以维持足够的强度。

如图3所示，电极4具备第一加热片9A和第二加热片9B以支撑加热器8。通过焊接将加热器8的第一引线部分8B的后侧与第一加热片9A接合，并通过焊接将加热器8的第二引线部分8C的后侧与第二加热片9B接合。

第一和第二加热片9A和9B可由诸如不锈钢(SUS304)的板材所制成。

电极4通过第一加热片9A和第二加热片9B分别连接到引导线11和12。引导线11和12彼此基本平行并且从外部穿过玻璃管2的端部到其内部。

通过焊接将第一加热片9A与引导线11伸展到玻璃管2内的顶端部分接合。通过焊接将第二加热片9B与引导线12伸展到玻璃管2内的顶端部分接合。

如上所述，由引导线11和12所支撑的电极4具有垂直的结构，其中加热器8的螺线部分8A可沿着玻璃管2的管轴伸展。因此，由放电而产生的离子主要轰击在螺线部分8A的顶端，从而由于离子轰击，电子放射材料难以在螺线部分8A的侧表面上散射。

同时，由于电极4通过从螺线部分8A的后侧伸展的两引线部分8B和8C来将加热器8支撑在引导线11和12上，因此没有张力施加在加热器8上，并且因此不大会发生导线断裂的情况。

此外，如图3所示，电极4具有套管7，以防止电子放射材料散射和蒸发。套管7是防散射元件的一示例。套管7可由诸如镍(Ni)和钼(Mo)的合适材料制成并且形如两端开口的圆筒。

套管7以加热器8的螺线部分8A基本平行于套管7的方式插入到加热器8的内部。随后，套管7通过套管引导件10而附加在第一加热片9A上，藉此套管7在螺线部分8A的顶端侧和后端侧都是开放的状态下覆盖住螺线部分8的周边。

套管引导件10是由类似于第一和第二加热片9A和9B的不锈钢(SUS304)制成。同时套管引导件10还可保护第二加热片9B。

套管7的内直径大于加热器8的螺线部分8A的外直径，从而当加热器8的螺线部分8A沿着与套管7基本平行的方向上插入到套管7的内部时，可以防止螺线部分8A与套管7相接触。

同时，套管7的外直径小于玻璃管2的内直径，从而避免套管7和玻璃管2彼此接触。

此外，套管7以螺线部分8A的顶端部分不会从套管7的开口端面7A中伸出的一种位置关系而附加在加热器8上。虽然最好是以螺线部分8A的顶端部分置于套管7的开口端面内的位置关系来设置套管7和加热器8，但是套管7的开口端面和螺线部分8A的顶端部分也可彼此齐平(flush)。

同时，套管7比螺线部分8A要长，并且螺线部分8A的整个侧表面都由套管7覆盖。

在玻璃管2的内表面上涂敷荧光物质层2A的范围止于电极4的套管7的开口端面稍许外侧的位置上。荧光物质层2A的该涂层范围变为荧光灯管1的发光部分。

在根据该实施例的荧光灯管1中，具体地，玻璃管2的直径均匀并且玻璃管2的直径选定为小于6.5mm。

结果，玻璃管2的端部上没有设置排气管，并且因此可减小玻璃管2的直径。同时，还可减少荧光灯管1的无效发光长度。

然后，由于玻璃管2的直径小于6.5mm，则可制成细的荧光灯管1。

较佳地，玻璃管2的直径可以是大约2mm到3mm。

接下来将描述根据该实施例的放电灯管1的工作。

首先，例如大约5V的电压施加在各个电极3和4上以启用加热器8对电子放射材料进行加热。然后，例如300V的电压通过引导线5、6和11、12以高频率施加在两电极3和4上。结果，从电子放射材料中发射出电子，以导致在两电极3和4之间产生弧光放电。在两电极3和4之间产生弧光放电之后，例如大约100V的电压施加在两电极3和4上，并且大约2V的电压施加在控制下的两电极3和4上。

在从电子放射材料中发射之后被加速的电子撞击在汞电子上以激发汞电子。这些受激发的汞电子发出紫外线并且这些紫外线通过荧光材料层2A被转换成可见光，以藉此给予荧光灯管1能量而发射出光。

虽然在放电期间所产生的离子撞击电极3和4以促使电子放射材料散射，但由于螺线部分8A置于沿着玻璃管2的管轴伸展的纵向上，离子主要是撞击在螺线部分8A的顶端部分上。结果，在螺线部分8A的大部分侧表面上可以抑制电子放射材料的散射。

同时，由于螺线部分8A插入到套管7内，并且套管7的开口端面从螺线部分8A的顶端部分伸出，则可以减少在螺线部分8A的顶端部分上的离子轰击。结果，可以保持电子放射材料在很长一段时间内不会被耗尽。

相应地，由于电极3和4可以长时间地发射电子，则电极3和4的寿命也可延长。

此外，当荧光灯管1不具备套管7时，所蒸发的电子放射材料可能会蒸汽淀积在玻璃管2的内表面上。

在另一方面，根据本发明的实施例，由于螺线部分8A插入到套管7中，则从加热器8蒸发的电子放射材料蒸汽焊接在套管7的内表面上。随后，当加热器8被供以能量时，套管7也被加热以致使电子从焊接在套管7的内表面上的电子放射材料中发射出。结果，就可以延长电极3和4的寿命。

因为如上所述电极3和4的寿命可以延长，从而就可以延长荧光灯管1的寿命。

同时，由于加热器8插入到套管7中，加热器8可以通过热辐射在低电压时被加热至预期的温度。例如，可将为预热加热器8而施加的电压从大约5V降到约3V。

其次，图2所示荧光灯管1的制造方法将被描述为根据本发明实施例的荧光灯管的制造方法。

在该实施例中，使用具有如图4所示的结构的电极装置20。

如图4所示，该电极装置20具有一种结构，其中两个玻璃珠13和14被焊接到连接到电极4的两引导线11和12上。

同时，所述两个玻璃珠13和14在沿所述两个引导线11和12的方向上并排焊接。

同时，所述两个引导线11和12以恒定的距离彼此分隔，以避免彼此接触。

此外，汞膏15焊接到一引导线11的两玻璃珠13和14上。

随后，参照图5A到5G对制造该电极装置20的方法进行描述。图5A到5G没有示出连接到引导线11和12一端侧的电极4。

首先，如图5A所示，电极4(参见图4)连接到引导线11和12的一端侧，并且圆筒状玻璃管21插入到以恒定距离彼此分隔的引导线11和12上。

其次，如图5B所示，由空白箭头22所示，通过加热玻璃管21将玻璃管21焊接在引导线11和12上，藉此在两引导线11和12上焊接形成如图5C所示的第一玻璃珠13。

随后，如图5D所示，玻璃管23插入到引导线11和12上以恒定距离与第一被焊接的第一玻璃珠13相隔的部分上。

然后，如图5E所示，由空白箭头24所示，通过加热玻璃管23将玻璃管23焊接在引导线11和12上，藉此在两引导线11和12上焊接形成如图5F所示的第二玻璃珠14。

之后，如图5G所示，汞膏15焊接或附加在一引导线11的两玻璃珠13和14上。此时，可以理解能够避免汞膏15接触到另一引导线12。

在该方式中，可制造出如图4所示的电极装置20。

随后，对通过使用如图4所示的电极装置20来制造荧光灯管1的方法进行描述。

首先，如图6A所示，电极装置20插入到玻璃管2中，其中电极3和引导线5和6稳定地固定在一端侧，并且从玻璃管2的另一端侧将其封住。

然后，在电极装置20的两个玻璃珠13和14中，玻璃管2内侧的玻璃珠14和玻璃管2被焊接住，并且藉此暂时固定住，从而防止电极装置20不期下滑。

其次，如图6C所示，准备了具有两个传导电极26和排气口27的给料设备25。该给料设备25被安装在玻璃管2的开口端部分上，并且藉此玻璃管2被密封住。同时，两引导线11和12接触给料设备25的传导电极26，并藉此导通。

其次，如图6D所示，排气设备28附着在给料设备25的排气口27上以抽空玻璃管2的内部。

然后，在实现预定真空度的时间点上，传导电极26被加以能量，如图6E所示。结果，附着在引导线11和12的电极的电子放射材料被激活。此时，对于事先附加在玻璃管2一端侧上的电极3来说，由于引导电极5和6的导通而激活了电极3上的电子放射材料。

不对传导电极26加以能量，取而代之的是以高频率加热电极3和4。

在完成电子放射材料的激活之后，如图6F所示，如图6F中的空白箭头31所示，通过加热来焊接靠近给料设备25侧(玻璃管2的端部侧)的玻璃珠13和玻璃管2来密封住玻璃管2内部。

随后，移除排气设备28和给料设备25。

其次，如图6G所示，由空白箭头32所示，通过高频加热来加热汞膏15来蒸发汞。结果，汞通过暂时固定住的玻璃珠14和玻璃管2之间的间隙扩散到玻璃管2的内部。

此时，由于玻璃管2内部由于焊接玻璃珠13和玻璃管2而被密封住，则可防止汞泄漏到玻璃管2的外部。

因此，如图6H所示，由空白箭头33所示，通过加热而将玻璃管2内侧的玻璃珠14与玻璃管2焊接。

最后，如图6I所示，端部侧从由于焊接玻璃珠14而封住的部分34处切下。

在该方式中，如图6I所示，可以制造出如图2所示的荧光灯管1。

根据上述的制造方法，使用了电极装置20，其中两玻璃珠13和14并排固定在沿着引导线11和12伸展方向从电极4上伸展的两引导线11和12上。同时，由于在电极装置20的引导线11和12插入玻璃管2内之后抽空玻璃管2的内部，则可无需排气管而抽空玻璃管2的内部。

相应地，可制造出小直径、且其上无排气管的荧光灯1。

同时，由于两玻璃珠13和14中靠近玻璃管2端部侧的玻璃珠13被焊接到玻璃管2上以封住玻璃管2的内部，并且通过加热汞膏15来蒸发汞，在该状态下，汞膏15留在密封空间中。

结果，该蒸发的汞从另一玻璃珠14和玻璃管2之间的间隙进入到玻璃管2的内部，可防止汞泄漏到玻璃管2的外部。

此外，在两玻璃珠13和14中，通过将玻璃珠14焊接到玻璃管的内侧上来密封住玻璃管2，藉此可以高可靠性地封住玻璃管2。

同时，通过使用如图6C所示的包含有传导电极26的给料设备25，就可采用在相关技术冷阴极荧光灯管(CCFL)所用的诸如排气设备28的制造装置。

暂不说上述制造方法，考虑另一方法(其中引导线焊接到玻璃管上，在汞扩散之后封住玻璃珠和玻璃管)来取代一种方法(其中只有一个玻璃珠焊接到引导线上的电极装置被暂时固定在玻璃管上并且抽气，然后焊接如图4所示的玻璃13。

但是根据该方法，不能保持玻璃管内部有足够的气密性。

虽然在上述实施例中电极4和引导电极11和12具有如图3所示的结构，但是根据本发明的荧光灯管不限于如图3所示的结构，并且可以使用相关领域中的各种结构。同时，本发明不限于包含有图3所示的电极4的结构(热阴极荧光灯管)并且可以应用到诸如冷阴极荧光灯管的各种结构。

此外，连接到电极的引导线数量可以多于三，并且焊有汞膏的引导线数量可以多于二。

根据本发明上述荧光灯管，排气管上没有凸起部分，则荧光灯管的无效发光长度可减小，并且当根据本发明的荧光灯管用作为背景光时可减小无效发光长度。

同时，由于根据本发明的荧光灯管上没有排气管，则可以避免排气效率降低。在制造荧光灯管的时候，可在短时间内抽空玻璃管内部，并且因此提高生产率。

然后，可减小荧光灯管的直径。

同时，根据本发明的制造方法，由于无需提供排气管而抽空玻璃管内部，则可制造出小直径的荧光灯管。

本领域一般技术人员可以理解，依照设计要求和其它因素可以产生各种修改、结合、子结合和变化，只要它们都落在所附权利要求或其等效体的范围内。