專利名稱：冷陰極型熒光燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種冷陰極型熒光燈，具體地講涉及一種在可經濟地生產和方便地維護的同時具有足夠的發(fā)光強度和使用壽命大大延長的冷陰極型熒光燈。
背景技術：
通常，傳統(tǒng)熒光燈具有內壁涂有熒光材料并其中充入汞(Hg)蒸汽的玻璃管。汞蒸汽發(fā)射紫外線，熒光材料在接收汞蒸汽發(fā)射的紫外線后發(fā)出可見光。根據熒光材料的種類熒光燈顯示不同的顏色。在熒光燈的玻璃管內充入汞蒸汽和氬蒸汽，以便通過將由燈絲發(fā)射的電子施加到汞蒸汽和氬蒸汽而產生紫外線。燈絲包括有雙或三個線圈。燈絲表面涂有氧化金屬以在高溫下發(fā)射電子。
至于傳統(tǒng)熒光燈，在電流施加到燈絲上之后，燈絲加熱預定時間。然后從氧化金屬發(fā)射出熱電子。此時，為了發(fā)射熱電子，燈絲需加熱到大約2,000℃以上。熱電子由熒光管中產生的電場移動，熱電子與汞蒸汽和氬蒸汽碰撞而激發(fā)汞原子和氬原子。自激發(fā)的汞原子產生紫外線，并輸入到熒光材料上。熒光材料接收紫外線，然后發(fā)出可見光線。熒光燈在美國專利No.6,400,097(頒發(fā)給Feng Jin等)、日本專利特許公開No.2002-237224和No.2002-184354中公開。
圖1是示出傳統(tǒng)熒光燈的部分透視圖。
參照圖1，傳統(tǒng)熒光燈10包括透明的玻璃管15、一對電極結構30、包括汞(Hg)、氬(Ar)和氪(Kr)的放電氣體40、一對基座35、紫外線反射層20和熒光材料25。
電極結構30安裝在玻璃管15兩個端部，而放電氣體40密封在玻璃管15內?；?5安裝在玻璃管15的兩端，而紫外線反射層20涂在玻璃管15的內壁上。在紫外線反射層20上形成有熒光材料25。
由于放電氣體40包括汞、氬和氪的蒸汽，因此熒光燈10可以在低電壓下工作，并具有相對高的放電效率。然而，當熒光燈10工作時玻璃管15內要預先加熱，從而因為在電流施加到電極結構30之后自玻璃管15中產生可見光需要預定時間，因此熒光燈10不能立即工作。另外，由于熒光燈10具有包括發(fā)射電子的燈絲的電極結構30，電極結構30的燈絲易于斷開，因此熒光燈10不能具很長的壽命。即，熒光燈10的玻璃管15通過加熱燈絲預熱，而熱電子通過向燈絲突然施加高電壓而發(fā)射，因此燈絲容易損壞，從而減少了熒光燈10的壽命。另外，因為從位于玻璃管15側部分的電極結構30產生大量的熱而使玻璃管15的側部分變黑。由此熒光燈10的壽命再度減少。此外，當熒光燈10頻繁開閉時，由于從燈絲發(fā)射熱電子需要預定的時間，而使熒光燈10耗能很多。
為克服上述問題，開發(fā)出了冷陰極熒光燈。該冷陰極熒光燈在美國專利No.5,905,334(授予給Osamu Nakamura等)、美國專利No.5,723,952(授予給Sadayuki Matsumoto等)和日本專利特許公開No.2001-43829中公開。
圖2是示出傳統(tǒng)冷陰極熒光燈的剖視簡圖。
參照圖2，傳統(tǒng)冷陰極熒光燈50包括熒光管55、一對電子發(fā)射電極60和65、一對引線70和75以及放電氣體。
在熒光管55內部涂有熒光材料，電子發(fā)射電極60和65安裝在熒光管55中。電子發(fā)射電極60和65分別具有基板和電子發(fā)射膜。引線70和75從電子發(fā)射電極60和65引出。放電氣體包括汞汽和稀有氣體。
冷陰極熒光燈50可以在低放電起始電壓下工作，由于電子發(fā)射電極60和65含有稀土金屬而使得使用壽命很長。
然而，因為傳統(tǒng)冷陰極熒光燈50的尺寸小并受發(fā)光強度的限制，盡管可應用在光學系統(tǒng)或計算機屏幕照明這樣的小照明場合，傳統(tǒng)冷陰極熒光燈50不能廣泛地使用，不能安裝在需要強光照明的場合。

發(fā)明內容
本發(fā)明已經得以研制來解決上述問題，于是，本發(fā)明的目的是提供一種使用壽命長，可在低電壓工作，并可以提供足夠的發(fā)光強度的冷陰極型熒光燈。
本發(fā)明的另一目的是提供一種其中安裝鎮(zhèn)流器的冷陰極型緊湊熒光燈，其可大大延長使用壽命，并具有足夠的照明。
本發(fā)明的又一目的是提供一種可在各種應用場合中使用的冷陰極型熒光燈，包括交通燈或街道照明燈。
本發(fā)明的再一目的是提供一種冷陰極型熒光燈，其在具有使用壽命長發(fā)光強度高的同時，生產成本低且維護方便。
本發(fā)明的另一目的是提供一種冷陰極型熒光燈，其可在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定地工作，如非常冷或干燥等環(huán)境。
為達到本發(fā)明的目的，一個優(yōu)選實施例的冷陰極型熒光燈包括熒光管、放電氣體、第一基座、第二基座、第一電極、第二電極、第一電子發(fā)射元件和第二電子發(fā)射元件。
在熒光管的內側上形成有熒光材料，且熒光管中充入放電氣體。此時，放電氣體包括汞蒸汽和惰性氣體蒸汽，而惰性氣體蒸汽包括有氬蒸汽。優(yōu)選地，汞蒸汽與氬蒸汽中間的重量比大約在1∶0.6到1∶2.0之間。
第一和第二基座分別安裝在熒光管的兩端。第一電極設置在熒光管內，其中第一電極靠近第一基座，第二電極定位在熒光管內，其中第二電極靠近第二基座。
第一和第二電子發(fā)射元件分別固定在第一和第二電極上。第一和第二電子發(fā)射元件包括鎢、鎳或碳化鈦。另外，第一和第二電子發(fā)射元件具有通過卷繞約三到五根弦絲而形成的線圈形狀或彈簧形狀，在第一和第二電子發(fā)射元件的表面分別形成有電子粉末。
優(yōu)選地是，形成第一和第二固定元件，以用于在第一和第二基座上分別固定第一和第二電子發(fā)射元件。在此情況下，第一和第二固定元件包括通過第一和第二電極形成的焊接、鉚接或通孔。
更優(yōu)選地是，在第一和第二電極中至少一個電極后面設置至少一個放電增強元件。放電增強元件包括用于反射第一和第二電子發(fā)射元件中至少一個元件發(fā)射的電子的反射元件，和用于支撐反射元件的支撐元件。在此情況下，反射元件包括熱膨脹系數與第一和第二電極中至少一個相同的材料，如玻璃或石英。
根據本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，第一和第二電極中至少一個沿熒光管的圓周部分擴大。
為達到本發(fā)明的目的，另一優(yōu)選實施例的冷陰極型熒光燈包括至少一個熒光管、熒光管內充入的放電氣體、用于容納熒光管兩端的基座、設置在熒光管的第一部分的第一電極、設置在熒光管的第二部分的第二電極、第一電子發(fā)射元件，以及第二電子發(fā)射元件。
在熒光管內側上形成有熒光材料。第一電極靠近基座的第一部分，而第二電極靠近基座的第二部分。第一和第二電子發(fā)射元件分別固定在第一和第二電極上。
優(yōu)選地是，熒光管包括有相互平行設置的第一和第二熒光管，為了將第一熒光管連接到第二熒光管上，在第一和第二熒光管之間設置連接元件。此時，第一和第二電極分別位于第一和第二熒光管中。
優(yōu)選地是，在第一和第二電極中至少一個電極的后面安裝至少一個放電增強元件。放電增強元件包括用于將電子發(fā)射元件中至少一個發(fā)射的電子向放電氣體反射的反射元件，和用于支撐反射元件的支撐元件。
同樣，為達到本發(fā)明的目的，又一優(yōu)選實施例的冷陰極型緊湊熒光燈包括基座、鎮(zhèn)流器、至少一個熒光管、熒光管內充入的放電氣體、第一電極、第二電極、第一電子發(fā)射元件和第二電子發(fā)射元件。
基座包括外殼，外殼具有插口配接其上的第一部分，基座還包括連接到外殼第二部分上的板件(plate)?；邮諢晒夤艿膬啥?。鎮(zhèn)流器安裝在外殼內。熒光管裝在板上，而熒光管內側上形成有熒光材料。第一電極設置在熒光管的第一部分內，而第一電極靠近基座的第一部分。第二電極設置在熒光管的第二部分內，而第二電極靠近基座的第二部分。第一和第二電子發(fā)射元件分別固定在第一和第二電極上。
根據本發(fā)明的另一實施例，熒光管包括相互平行設置的第一、第二和第三熒光管。此時，為了將第一熒光管連接到第二熒光管上，在第一和第二熒光管之間設置第一連接元件，而為了將第一熒光管連接到第三熒光管上，在第一和第三熒光管之間設置第二連接元件。第一和第二電極分別定位于第一熒光管的第一部分和第二部分中，而在第一和第二電極中的至少一個電極的后面安裝至少一個放電增強元件。放電增強元件包括用于將從至少一個電子發(fā)射元件發(fā)射的電子向放電氣體反射的反射元件，和用于支撐反射元件的支撐元件。
根據本發(fā)明的又一實施例，熒光管包括有從板件向上延伸的線性部分、和在向下方向上向板件螺旋延伸的盤繞部分。在此情況下，熒光管的盤繞部分可向板件方向逐漸擴大。
本發(fā)明的冷陰極型熒光燈與傳統(tǒng)熒光燈有相當大的不同。冷陰極型熒光燈可無需預熱電極立即工作，并且冷陰極型熒光燈與傳統(tǒng)熒光燈相比，因為冷陰極型熒光燈在電子發(fā)射元件斷開時可繼續(xù)工作，所以大大地延長了使用壽命。還有，由于本發(fā)明的冷陰極型熒光燈具有足夠的發(fā)光強度而傳統(tǒng)熒光燈受發(fā)光強度所限發(fā)光弱，本發(fā)明的冷陰極型熒光燈可以使用在各種場合，如交通燈或街道照明燈等。另外，由于放電增強元件，本發(fā)明的冷陰極型熒光燈具有更高的放電效率，從而本發(fā)明的冷陰極型熒光燈有利于用在需要強光照明的場地。更進一步，由于本發(fā)明的冷陰極型熒光燈可在惡劣的環(huán)境下如非常冷或干燥區(qū)域穩(wěn)定地工作，所以本發(fā)明的冷陰極型熒光燈具有多種用途。


通過參照關聯(lián)附圖的以下詳細描述，本發(fā)明的上述和其它目的及其優(yōu)點變得更清晰，圖中圖1是示出傳統(tǒng)熒光燈的部分投影透視圖；圖2是示出傳統(tǒng)冷陰極熒光燈的剖視簡圖；圖3是示出根據本根據發(fā)明第一實施例的冷陰極型熒光燈的投影透視圖；圖4是示出圖3中冷陰極型熒光燈的部分放大剖視圖；圖5是示出根據本發(fā)明第二實施例的冷陰極型熒光燈的剖視圖；圖6是示出根據本發(fā)明第三實施例的冷陰極型熒光燈的剖視圖；圖7是示出根據本發(fā)明第四實施例的冷陰極型熒光燈的部分投影透視圖；圖8是示出根據本發(fā)明第五實施例的冷陰極型熒光燈的部分投影平面圖；圖9是示出根據本發(fā)明第六實施例的冷陰極型緊湊型熒光燈的分解透視圖；圖10是示出圖9所示的鎮(zhèn)流器的透視圖；圖11是示出根據本發(fā)明第七實施例的冷陰極型緊湊型熒光燈的部分投影透視圖；圖12是示出根據本發(fā)明第八實施例的冷陰極型緊湊型熒光燈的部分剖開透視圖；圖13是示出根據本發(fā)明第九實施例的冷陰極型緊湊型熒光燈的部分剖開透視圖；以及圖14是示出根據本發(fā)明第十實施例的冷陰極型緊湊型熒光燈的部分投影透視圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖對本發(fā)明優(yōu)選實施例進行詳細地描述。在如下附圖中，相似或相同的零件采用相同的附圖標記。
實施例1圖3是示出根據本發(fā)明第一實施例的冷陰極型熒光燈的投影透視圖，而圖4是示出圖3所示冷陰極型熒光燈的第一基座的局部放大剖視圖。
參照圖3和圖4，冷陰極型熒光燈100具有熒光管105、第一基座110、第二基座115、第一電極120、第二電極125、第一引線130、第二引線135、第一電子發(fā)射元件140、第二電子發(fā)射元件143、放電增強元件145和放電氣體150。
根據冷陰極型熒光燈100的能耗，熒光管105的直徑大約為8到17mm，長度大約為600到1,600mm。在熒光管105的內壁涂有熒光材料，而放電氣體150均勻地充入在熒光管105內。放電氣體包括汞(Hg)蒸汽和惰性氣體蒸汽。熒光材料包括熒光物質、粘結劑和氧化鋁(Al2O3)。在通過將熒光物質、粘結劑和氧化鋁與水混合形成漿糊狀熒光材料后，將熒光材料涂在熒光管105的內壁上。熒光物質大體上包括與氧化物混合的堿金屬(basemetal)，氧化物如硼酸、硅酸、磷酸或鎢酸(tungsten acid)。而堿金屬主要包括鎂(Mg)、銅(Cu)、鎘(Cd)或鋅(Zn)。熒光物質另外包括由重金屬組成的活化劑，如銀(Ag)、錳(Mn)、銅(Cu)或鉛(Pb)。熒光物質中的粘結劑當熒光管加熱到大約250到350℃時被分解。表1示出取決于本實施例的冷陰極型熒光燈100的發(fā)光強度的熒光管的尺寸。
表1

參照表1，雖然隨著冷陰極型熒光燈100的發(fā)光強度增加熒光管105的直徑和長度增加，冷陰極型熒光燈100的發(fā)光強度主要由注入熒光管105內的放電氣體150決定。因此，雖然冷陰極型熒光燈100的發(fā)光強度增加，可以不改變熒光管的尺寸，或減小尺寸。
其間，為了反射包括汞蒸汽的放電氣體150產生的紫外線，可以在熒光材料和熒光管105內壁之間形成紫外線反射膜。紫外線反射膜可防止紫外線向外輻射，還可以將紫外線向熒光管105內側反射，而使冷陰極型熒光燈100的放電效率增加。即，當將紫外線反射膜和熒光材料依次涂在熒光管105的內壁上時，透射過熒光材料的紫外線向熒光管105內反射，因此冷陰極型熒光燈100的發(fā)光強度可進一步增加。
充入熒光管105內的放電氣體150包括汞蒸汽和惰性氣體蒸汽，如氦(He)、氬(Ar)、氖(Ne)、氪(Kr)或氙(Xe)。本發(fā)明的放電氣體150具有汞蒸汽和惰性氣體蒸汽，以便通過利用由汞蒸汽和預定惰性氣體蒸汽引發(fā)的彭寧(Penning Effect)效應，使冷陰極型熒光燈100的放電起始電壓顯著降低。
通常，由于汞的第一電離能大約為10.4eV，而氬的第一和第二電離能分別大約為11.49eV和11.69eV，所以汞的電離能與氬的電離能十分接近。因而，當汞蒸汽中加入氬蒸汽時，可容易引發(fā)彭寧效應，由此可降低冷陰極熒光管100的放電起始電壓。在此情況下，由于氬的純度對降低放電起始電壓有很大影響，從而氬需有高的純度。在本發(fā)明中，氬氣具有高達接近99.998％的純度。優(yōu)選地是，放電氣體150中汞蒸汽與氬蒸汽的比率大約在1∶0.6到1∶2.0之間。表2示出根據冷陰極型熒光燈100的發(fā)光強度的放電氣體150的成份。
表2

如表2所示，當冷陰極型熒光燈100的發(fā)光強度是20W時，放電氣體150中汞蒸汽與氬蒸汽的比率大約在1∶1.3到1∶2.0之間。當冷陰極型熒光燈100的發(fā)光強度是30W和40W時，放電氣體1 50中汞蒸汽與氬蒸汽的比率分別大約在1∶1.1到1∶1.6和1∶0.8到1∶1.2之間。另外，當冷陰極型熒光燈100的發(fā)光強度是70W時，放電氣體150中汞蒸汽與氬蒸汽的比值大約在1∶0.6到1∶0.9之間。雖然氬蒸汽作為惰性氣體蒸汽加入汞蒸汽中，其它惰性氣體蒸汽如氦、氖、氪或氙都可加入到汞蒸汽中以獲得降低放電起始電壓的效果。
第一和第二基座110和115分別安裝在熒光管105兩個端部。第一引線130從位于熒光管105的第一部分的第一電極120處經過第一基座110引出，第二引線135從位于熒光管105的第二部分的第二電極125處經過第一基座115引出。
第一電子發(fā)射元件140裝在第一電極120上，而放電增強元件145安裝在第一電極120和第一基座110之間。另外，第二電子發(fā)射元件143固定在第二電極125上。第一和第二電子發(fā)射元件140和143分別具有線圈形狀或彈簧形狀。
如圖4所示，用固定元件165將第一電子發(fā)射元件140裝在第一電極120上。第一電子發(fā)射元件140包括由鎢(W)、鎳(Ni)或碳化鈦(TiC)構成的數根弦絲。另外，第二電子發(fā)射元件143也包括由鎢、鎳或碳化鈦構成的數根弦絲。第一和第二電子發(fā)射元件140和143具有線圈形狀或彈簧形狀以便使發(fā)射電子的面積最大化。至于第一和第二電子發(fā)射元件140和143的形成，在大約三或五根弦絲形成之后，大約三到五根弦絲接連地卷繞而形成線圈狀態(tài)或彈簧形狀。
同時，含碳酸鈣(CaCO3)的電子粉末均勻地涂在第一和第二電子發(fā)射元件140和143的表面上，從而有效地從電子粉末和電子發(fā)射元件140和143發(fā)射電子。當電子粉末很厚時，會難以從電子粉末及第一和第二電子發(fā)射元件140和143發(fā)射電子。優(yōu)選地是，電子粉末均勻地涂在電子發(fā)射元件140和143的表面，厚度大約在1mm以下。
采用包括焊接或精密鉚接的固定元件165，將第一電子發(fā)射元件140固定在第一電極120上。采用另一包括焊接或精密鉚接的固定元件，將第二電子發(fā)射元件143固定在第一電極125上。另外，在第一和第二電極120和125上形成微小通孔后，通過分別將第一和第二電子發(fā)射元件140和143直接圍繞第一和第二電極120和125卷繞，而將第一和第二電子發(fā)射元件140和143固定在第一和第二電極120和125上。此時，為了增加電子發(fā)射元件140和143固定的可靠性，在電子發(fā)射元件140和143與電極120和125之間另外加以焊接。
放電增強元件145布置在第一電極120和第一基座110之間。放電增強元件145包括反射元件155和支撐元件160。
反射元件155大體上是具有預定曲率彎曲的圓板形狀。在熒光管105中，反射元件155將從第一電子發(fā)射元件140發(fā)射的電子向放電氣體150反射，從而改善了冷陰極型熒光燈100的放電效率。反射元件155包括熱膨脹系數與第一電極120十分接近的材料，以便在冷陰極型熒光燈100工作時不使反射元件155與第一電極120分離。優(yōu)選地是，反射元件155包括石英、玻璃或與包括在第一電極120中的銅的熱膨脹系數十分接近的合金材料。
支撐元件160設置在反射元件155的后面。支撐元件160也包括熱膨脹系數與第一電極120十分接近的材料。支撐元件160上具有預定直徑的孔，在此第一電極120穿過。支撐元件160的一端固定在反射元件155下面，支撐元件160的另一端與熒光管105的端部連接。然而，在反射元件155直接與第一電極120連接的情況，可省略支撐元件160。另外，由于放電增強元件145在冷陰極型熒光燈100中不是必不可少的，所以放電增強元件145可省略。
雖然沒有示出，包括反射元件和支撐元件的附加放電增強元件可安裝在第二電極125和第二基座115之間，以提高冷陰極型熒光燈100的放電效率。按情況需要，可省略附加的放電增強元件。
在本發(fā)明中，當電壓從鎮(zhèn)流器經過第一和第二電極120和125施加到第一和第二電子發(fā)射元件140和143時，從其上涂有電子粉末的第一和第二電子發(fā)射元件140和143發(fā)射電子。然后電子與熒光管105中的放電氣體150碰撞以使放電氣體150中的汞蒸汽發(fā)出紫外線。紫外線施加到涂在熒光管105內壁上的熒光材料，從而自冷陰極型熒光燈100產生具有預定發(fā)光強度的可見光。這時，放電起始電壓和維持電壓從鎮(zhèn)流器向第一和第二電極120和125施加。表3示出根據冷陰極型熒光燈100發(fā)光強度的放電起始電壓和維持電壓。
表3

如表3所示，冷陰極型熒光燈100可在約1,500V以下低放電起始電壓下和大約在120到270V的維持電壓下工作。將參照圖9和圖10描述提供放電起始電壓和維持電壓的鎮(zhèn)流器。
至于本實施例的冷陰極型熒光燈100，因為在冷陰極型熒光燈100工作過程中，雖然第一和第二電子發(fā)射元件140和143斷開，電壓仍可通過第一和第二電極120和125施加，而電子可以連續(xù)從第一和第二電子發(fā)射元件140和143發(fā)射，因此可使冷陰極型熒光燈100的使用壽命大大提高長達50,000小時以上。即，當第一或第二電子發(fā)射元件140或143斷開時，冷陰極型熒光燈100具有非常長的使用壽命，同時冷陰極型熒光燈100可以保持最初的發(fā)光強度。另外，因為本發(fā)明的冷陰極型熒光燈100利用冷陰極射線原理，根據彭寧效應無需預熱電極120和125，冷陰極型熒光燈100在低放電起始電壓下可立即啟動。因此，本發(fā)明的冷陰極型熒光燈100有助于節(jié)省能源。
實施例2圖5是示出根據本發(fā)明第二實施例的冷陰極型熒光燈的剖視圖。
參照圖5，本實施例的冷陰極型熒光燈200包括熒光管205、第一基座210、第一電極220、第一引線230、第一電子發(fā)射元件240、放電氣體250和固定元件265。
在本實施例中，第二基座和第二引線與第一實施例中的相同，因此，省略對這些元件的描述。另外，涂在熒光管205內壁的熒光材料和充入熒光管205的放電氣體250也與第一實施例中的相同。
第一電極210大體具有“T”的截面形狀。第一電極210的兩端部分向熒光管205的內壁方向延伸。第一電子發(fā)射元件240包括其上涂有的含有碳酸鈣的電子粉末。通過利用包括焊接、鉚接或通過第一電極220端部形成的孔的固定元件265，將第一電子發(fā)射元件240固定在第一電極220的端部上。第一電子發(fā)射元件240包括卷繞由鎢、鎳或碳化鈦構成的三到五根弦絲而形成的線圈形狀或彈簧形狀。
本實施例的冷陰極型熒光燈200具有分別與第一電極和第一電子發(fā)射元件相同的第二電極和第二電子發(fā)射元件。在此情況下，為了將第二電子發(fā)射元件固定到第二電極上，形成了附加的固定元件。
根據本實施例，第一電極220和第二電極具有向熒光管205的內壁延伸的結構，以便第一電極220和第二電極能夠將第一電子發(fā)射元件240和第二電子發(fā)射元件發(fā)射的電子向熒光管205中的放電氣體250方向反射。即，向第一基座210和第二基座運動的電子分別地被第一電極220和第二電極所反射。因而，改善了冷陰極型熒光燈200的放電效率。
還有，根據本實施例，由于電極220具有延伸結構，可不再需要附加的放電增強元件。因而，冷陰極型熒光燈200具有更簡單的結構。
實施例3圖6是示出根據本發(fā)明第三實施例的冷陰極型熒光燈的剖視圖。
參照圖6，本實施例的冷陰極型熒光燈300具有熒光管305、第一基座310、第一電極320、一對第一引線330和331、第一電子發(fā)射元件340、放電增強元件345、放電氣體350和固定元件365。
在本實施例中，熒光管305的內壁上涂有的熒光材料和熒光管305內充入的放電氣體350與第一實施例相同。第二基座、第二電極和第二電子發(fā)射元件也與第一實施例的相同，因此省略這些元件的描述。
根據本實施例，冷陰極型熒光燈300可應用在傳統(tǒng)熒光燈接收結構上而無需改變結構。尤其是，通過第一基座310形成兩個第一引線330和331。這時，一條第一引線330與第一電極320電連接，而另一第一引線331不與第一電極320連接。另外，通過第二基座形成一對第二引線。一條第二引線與第二電極連接，而另一第二引線不與第二電極連接。這樣，本實施例的冷陰極型熒光燈300可充分地應用到接收傳統(tǒng)熒光燈所用的結構上。
第一電子發(fā)射元件340、放電增強元件345和固定元件365與第一實施例的相同。
實施例4圖7是表示根據本發(fā)明第四實施例的冷陰極型熒光燈的部分投影透視圖。
參照圖7，本實施例的冷陰極型熒光燈400具有第一熒光管405、第二熒光管406、基座410、第一電極420、第二電極425、第一引線430、第二引線435、第一電子發(fā)射元件440、第二電子發(fā)射元件443、放電增強元件445、放電氣體450和固定元件465。
在本實施例中，冷陰極型熒光燈400包括兩個熒光管405和406，如上所述，其取決于冷陰極型熒光燈400的發(fā)光強度而兩個熒光管405和406具有相同的尺寸。
在第一和第二熒光管405和406的內壁上分別涂有熒光材料。包括汞蒸汽和惰性氣體蒸汽的放電氣體450均勻地充滿在第一和第二熒光管405和406中。
第一熒光管405的第一端部通過連接元件413與第二熒光管406的第一端部連接。第一和第二熒光管405和406的第二端部容納在基座410中。
第一電極420位于第一熒光管405的第二端部中，而第二電極425位于第二熒光管406的第二端部中。第一引線430經過基座410的第一部分從第一電極420引出，第二引線435經過基座410的第二部分從第二電極425引出。
利用固定元件465將第一電子發(fā)射元件440固定在第一電極420上。第一電子發(fā)射元件440涂有電子粉末。放電增強元件440設置在第一電極420和基座410之間的第一熒光管405中。另外，其上涂有電子粉末的第二電子發(fā)射元件443利用附加固定元件固定在第二電極425上。附加放電增強元件可安裝在第二電極425和基座410之間。
在本實施例中，第一和第二電子發(fā)射元件440和443、放電增強元件445和固定元件465均與第一實施例中的相同。因此，省略對這些元件的描述。
實施例5圖8是示出根據本發(fā)明第五實施例的冷陰極型熒光燈的部分投影平面圖。
參照圖8，本實施例的冷陰極型熒光燈500具有熒光管505、基座510、第一電極520、第二電極525、第一引線530、第二引線535、第一電子發(fā)射元件540、第二電子發(fā)射元件543、放電增強元件545、放電氣體550、第一固定元件565和第二固定元件568。
本實施例的冷陰極型熒光燈500包括具有圓環(huán)形狀的熒光管505。熒光管505的內壁涂有熒光材料，而在熒光管505內充入包括汞蒸汽和惰性氣體蒸汽的放電氣體550。
熒光管505的一個端部插入基座510的第一部分，熒光管505的另一端部插入基座510的第二部分。第一和第二電極520和525分別位于熒光管505的兩個端部。第一電極520靠近基座510的第一部分，而第二電極525靠近基座510的第二部分。
第一引線530經過基座510的第一部分從第一電極520處引出，第二引線535經過基座510的第二部分從第二電極525處引出。
第一和第二電子發(fā)射元件540和543分別包括由鎢、鎳或碳化鈦構成的大約三到五根弦絲。第一和第二電子發(fā)射元件540和543具有通過卷繞弦絲而形成的線圈形狀或彈簧形狀。第一和第二電子發(fā)射元件540和543分別利用第一和第二固定元件565和568固定在第一和第二電極520和525上。
在本實施例中，第一和第二電子發(fā)射元件540和543的結構與第一實施例中的相同。另外，第一放電增強元件可以安裝在第一電極520和基座510的第一部分之間，雖然圖中未示出，第二放電增強元件可形成在第二電極525和基座510的第二部分之間。
實施例6圖9是示出根據本發(fā)明第六實施例的冷陰極型緊湊熒光燈的分解透視圖，圖10是示出圖9中的鎮(zhèn)流器的透視圖；參照圖9和圖10，本實施例的冷陰極型緊湊熒光燈600具有熒光管605、基座610、插口617、第一電極620、第二電極625、第一引線630、第二引線635、第一電子發(fā)射元件640、第二電子發(fā)射元件643、放電氣體650和安裝于基座610中的鎮(zhèn)流器670。
基座610包括外殼611和板件613。插口617與外殼611的下部耦連，而板件613安裝在外殼611的上部。熒光管605安裝在板件613上。熒光管605大體上呈“U”形。為了容納熒光管605的兩個端部，在板件613開有兩個孔。在熒光管605的內壁上均勻地涂有熒光材料，在熒光管605內注入放電氣體650。放電氣體650包括汞蒸汽和惰性氣體蒸汽，惰性氣體如氦、氬、氖、氪或氙。
第一電極620位于熒光管605的一個端部中。第一引線630經過板件613從第一電極620處引出，然后與鎮(zhèn)流器670連接。由鎢、鎳或碳化鈦構成的第一電子發(fā)射元件640與第一電極620連接。這時，可形成固定元件以增加第一電子發(fā)射元件640相對于第一電極620的穩(wěn)定性。另外，為了提高冷陰極型緊湊型熒光燈600的放電效率，可在第一電極620的后面安裝放電增強元件。
第二電極625設置在熒光管605的另一個端部。第二引線635經過板件613從第二電極625處引出，然后與鎮(zhèn)流器670連接。包括鎢、鎳或碳化鈦的第二電子發(fā)射元件643固定在第二電極625上。在此情況下，可形成附加固定元件以增加第二電子發(fā)射元件643相對于第二電極625的穩(wěn)定性。另外，可以在第二電極625的后面安裝附加放電增強元件，以便提高冷陰極型緊湊熒光燈600的放電效率。
在鎮(zhèn)流器670上開有兩個插入孔，以便第一和第二引線630和635插入到插入孔中，使第一和第二電極620和625與鎮(zhèn)流器670相連接。
在插口617與外殼611的下部耦連，且鎮(zhèn)流器670安裝在外殼611內之后，板件613固定到外殼611的上部，從而完成基座610。在此情況下，板件613和外殼611可具有螺紋，以彼此結合。
當冷陰極型緊湊型熒光燈600工作時，鎮(zhèn)流器670向第一和第二電極620和625施加放電起始電壓。然后，在冷陰極型緊湊型熒光燈600開啟后，鎮(zhèn)流器670向第一和第二電極620和625施加穩(wěn)定的維持電壓。結果，從其上涂有電子粉末的第一和第二電子發(fā)射元件640和643發(fā)射出大量的電子。如圖10所示，鎮(zhèn)流器670包括用于固定電路和改善電路的性能穩(wěn)定性的固定模塊675。為了實現上述功能，鎮(zhèn)流器670還包括DC-AC轉換電路、振蕩電路和保護電路。
在冷陰極型緊湊型熒光燈600的初始放電時，鎮(zhèn)流器670向第一和第二電極620和625提供1,200到1,500V的電壓。這樣，大量電子可以從第一和第二電極620和625，并且從第一和第二電子發(fā)射元件640和643發(fā)射。另外，在冷陰極型緊湊型熒光燈600工作期間，鎮(zhèn)流器670向第一和第二電極620和625施加大約120到270V的低電壓。由此，大量電子可以從第一和第二電極620和625，并從第一和第二電子發(fā)射元件640和643連續(xù)地發(fā)射。表4示出經韓國電氣測試研究所(Korea Electric Testing Institute，KETI)測試的冷陰極型緊湊熒光燈600的特性。
表4


在表4中，樣品1到3是具有大約20W發(fā)光強度的冷陰極型緊湊熒光燈600，而樣品4到6是具有大約30W發(fā)光強度的冷陰極型緊湊型熒光燈600。如表4所示，冷陰極型緊湊型熒光燈600具有良好的特性，如每秒光通量和效率等。
實施例7圖11是示出根據本發(fā)明第七實施例的冷陰極型緊湊型熒光燈的部分投影透視圖。
參照圖11，本實施例的冷陰極型緊湊型熒光燈700包括第一熒光管705、第二熒光管706、第三熒光管707、基座710、插口717、第一電極720、第二電極725、第一電子發(fā)射元件740、第二電子發(fā)射元件743和放電氣體750。
根據本實施例，冷陰極型緊湊熒光燈700包括三個具有大體“U”形的熒光管705、706和707。第一連接元件731將第一熒光管705連接到第二熒光管706上，第二連接元件732將第一熒光管705連接到第三熒光管707上。在第一到第三熒光管705、706和707的內壁上均勻涂有熒光材料。在第一到第三熒光管705、706和707內充入放電氣體750。
第一電極720設置在第二熒光管706的一個端部中，而第二電極725位于第三熒光管707的一個端部中。第一和第二電子發(fā)射元件740和743分別固定在第一和第二電極720和725上。第一和第二電子發(fā)射元件740和743分別包括其上涂有的電子粉末。在此情況下，固定元件可設在電子發(fā)射元件740和743與電極720和725之間。另外，放電增強元件可分別安裝在第一和第二電極720和725的后面。
基座710包括板件713和外殼711。在板件713上設置6個用于容納第一到第三熒光管705、706和707的孔。插口717與外殼711通過螺紋或粘結劑耦連。
在本實施例中，安裝在外殼711中的鎮(zhèn)流器與第六實施例相同。還有，第一和第二引線與圖9所示的第六實施例相同實施例8圖12是示出根據本發(fā)明第八實施例的冷陰極型緊湊型熒光燈的部分剖開透視圖。
參照圖12，根據本實施的冷陰極型緊湊型熒光燈800包括熒光管805、基座810、插口817、第一電極820、第二電極825、第一電子發(fā)射元件840、第二電子發(fā)射元件843和放電氣體850。
基座810包括與插口817耦連的外殼811、以及具有孔和熒光管容納部分848的板813。熒光管805的一個端部插入孔中，而另一個端部容納在熒光管容納部分848中。
本實施例的熒光管805包括線性部分和與線性部分整體成型的盤繞部分。熒光管805的線性部分從基座810的孔向上延伸，而后熒光管805的盤繞部分848向下螺旋地延伸到基座810的熒光管容納部分848。此時，盤繞部分的直徑保持不變。包括汞蒸汽和惰性氣體蒸汽的放電氣體850均勻地充入熒光管805中。并且，在熒光管805的內壁上均勻地涂有熒光材料。
第一電極820設置在熒光管805的線性部分中，第二電極825位于熒光管805的盤繞部分內。第二電極825靠近基座810的熒光管容納部分848。第一和第二電子發(fā)射元件840和843分別固定在第一和第二電極820和825上。
如上所述，可形成固定元件，用于提高第一和第二電子發(fā)射元件840和843的穩(wěn)定性，為提高冷陰極型緊湊型熒光燈800的放電效率，也可以在第一和第二電極820和825中至少一個電極的后面安裝至少一個放電增強元件。
實施例9圖13是示出根據本發(fā)明第九實施例的冷陰極型緊湊熒光燈的部分剖開透視圖。
參照圖13，本實施例的冷陰極型緊湊型熒光燈900包括熒光管905、基座910、插口917、第一電極920、第二電極925、第一電子發(fā)射元件940、第二電子發(fā)射元件943和放電氣體950。
基座910包括與插口917耦連的外殼911、以及具有孔和熒光管容納部分948的板件913。熒光管905的一個端部插入孔中，而熒光管905的另一個端部容納在熒光管容納部分948中。
熒光管905包括線性部分和與線性部分整體形成的增大盤繞部分。熒光管905的線性部分從基座910的孔向上延伸，而后熒光管905的增大盤繞部分向下方螺旋地延伸到基座910的熒光管容納部分948。這時，增大的盤繞部分的直徑朝向基座910的熒光管容納部分948逐漸增大。當熒光管905具有增大盤繞部分時，冷陰極型緊湊熒光燈900可極大增加其單位面積的發(fā)光效率。
包括汞蒸汽和惰性氣體蒸汽的放電氣體950均勻地充入熒光管905中，熒光材料均勻地涂在熒光管905的內壁上。
第一電極920設置在熒光管905的線性部分內，而第二電極925位于熒光管905的增大盤繞部分中。第二電極925靠近基座910的熒光管容納部分948。第一和第二電子發(fā)射元件940和943分別固定在第一和第二電極920和925上。在此情況下，可在電子發(fā)射元件940和943與電極920和925之間插入固定元件。另外，可以在第一和第二電極920和925中至少一個電極的后面安裝至少一個放電增強元件。
在本實施例中，第一和第二引線、鎮(zhèn)流器與第六實施例中的相同。
實施例10圖14是示出根據本發(fā)明第十實施例的冷陰極型緊湊熒光燈的部分投影透視圖。
參照圖14，本實施例的冷陰極型緊湊熒光燈1000包括熒光管1005、基座1010、插口1017、第一電極1020、第二電極1025、第一電子發(fā)射元件1040、第二電子發(fā)射元件1043和放電氣體1050。
本實施例的冷陰極型緊湊熒光燈1005包括橫向線性部分和中央盤繞部分?；?010的板件1013具有兩個用于容納熒光管1005的線性部分的孔?；?010具有其中安裝鎮(zhèn)流器的外殼1011。插口1017與外殼1011耦連。
第一電極1020設置在熒光管1005的一個線性部分中，第二電極1025位于熒光管1005的另一個線性部分中。第一和第二電子發(fā)射元件1040和1043分別固定在第一和第二電極1020和1025上。在此時，可在電子發(fā)射元件1040和1043與電極1020和1025之間插入固定元件。另外，可以在第一和第二電極1020和1025中至少一個電極的后面安裝至少一個放電增強元件。
包括汞蒸汽和惰性氣體蒸汽的放電氣體1050均勻地充入熒光管1005中，熒光材料均勻地涂在熒光管1005的內壁上。
如上所述，本發(fā)明的冷陰極型熒光燈與傳統(tǒng)熒光燈有相當大的不同。冷陰極型熒光燈可無需電極預熱立即工作，冷陰極型熒光燈與傳統(tǒng)熒光燈相比，因為冷陰極型熒光燈在電子發(fā)射元件斷開時仍可繼續(xù)工作，所以大大地延長了使用壽命。
同樣，由于本發(fā)明的冷陰極型熒光燈具有足夠的發(fā)光強度而傳統(tǒng)熒光燈受發(fā)光強度所限發(fā)光弱，因此，本發(fā)明的冷陰極型熒光燈可以在各種場合使用，如交通燈或街道照明燈等。
另外，由于放電增強元件，本發(fā)明的冷陰極型熒光燈具有更高的放電效率，因此本發(fā)明的冷陰極型熒光燈有利于用在要求強光照明的場地。
此外，由于本發(fā)明的冷陰極型熒光燈可在如非常冷或干燥等的惡劣環(huán)境下穩(wěn)定地工作，所以本發(fā)明的冷陰極型熒光燈具有廣泛的用途。
已經對冷陰極型熒光燈的優(yōu)選實施例進行了詳細描述，應指出的是鑒于上述教導，本領域技術人員可以對發(fā)明作出修改和改變。因此應理解為在本發(fā)明的范圍和精髓之內、于所公開的本發(fā)明特定實施例中所作的任何改動都由所附權利要求書涵蓋。
權利要求
1.一種冷陰極型熒光燈，包括熒光管，其中在其內側上形成有熒光材料；在熒光管內充入的放電氣體；在熒光管兩端分別安裝的第一和第二基座；設置在熒光管內的第一電極，其中第一電極靠近第一基座；設置在熒光管內的第二電極，其中第二電極靠近第二基座；固定在第一電極上的第一電子發(fā)射裝置；以及固定在第二電極上的第二電子發(fā)射裝置。
2.如權利要求1所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，放電氣體包括汞蒸汽和惰性氣體蒸汽。
3.如權利要求2所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，惰性氣體蒸汽包括氬蒸汽。
4.如權利要求3所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，汞蒸汽與氬蒸汽之間重量比大約在1∶0.6到1∶2.0之間。
5.如權利要求1所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，第一電子發(fā)射裝置包括鎢、鎳或碳化鈦，而第二電子發(fā)射裝置包括鎢、鎳或碳化鈦。
6.如權利要求5所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，第一和第二電子發(fā)射裝置通過卷繞約三到五根弦絲而形成線圈形狀或彈簧形狀，并在第一和第二電子發(fā)射裝置的表面分別形成有電子粉末。
7.如權利要求1所述的冷陰極型熒光燈，還包括用于在第一和第二電極上分別固定第一和第二電子發(fā)射裝置的第一和第二固定裝置。
8.如權利要求7所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，第一和第二固定裝置分別包括焊接、鉚接或通過第一和第二電極形成的孔。
9.如權利要求1所述的冷陰極型熒光燈，還包括設置在第一和第二電極中至少一個電極的后面的至少一個放電增強裝置。
10.如權利要求9所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，放電增強裝置還包括用于反射自第一和第二電子發(fā)射裝置中至少一個所發(fā)射的電子的反射元件；以及用于支撐反射元件的支撐元件。
11.如權利要求10所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，反射元件包括熱膨脹系數與第一和第二電極中的至少一個相同的材料。
12.如權利要求11所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，反射元件包含玻璃或石英。
13.如權利要求1所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，第一和第二電極中至少一個向熒光管周圍部分延伸，以用于將第一和第二電子發(fā)射裝置中至少一個發(fā)射的電子反射向放電氣體。
14.一種冷陰極型熒光燈，包括至少一個熒光管，其中，其內側上形成有熒光材料；在熒光管內充入的放電氣體；用于容納熒光管兩個端部的基座；設置在熒光管的第一部分內的第一電極，其中第一電極靠近基座的第一部分；設置在熒光管的第二部分內的第二電極，其中第二電極靠近基座的第二部分；固定在第一電極上的第一電子發(fā)射裝置；以及固定在第二電極上的第二電子發(fā)射裝置。
15.如權利要求14所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，熒光管包括相互平行設置的第一和第二熒光管，為了將第一熒光管連接到第二熒光管上，在第一和第二熒光管之間形成有連接元件。
16.如權利要求15所述的冷陰極型熒光燈，其特征在于，第一和第二電極分別位于第一和第二熒光管內，而在第一和第二電極中至少一個電極的后面安裝有至少一個放電增強裝置，其中，放電增強裝置包括用于將從至少一個電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子向放電氣體反射的反射元件和用于支撐反射元件的支撐元件。
17.一種冷陰極型緊湊熒光燈，包括基座，其包括具有插口與其耦連的第一部分的外殼，以及與外殼的第二部分相連接的板件；安裝在外殼內的鎮(zhèn)流器；板件上安裝的至少一個熒光管，其中熒光管內側形成有熒光材料；充入熒光管的放電氣體；設置在熒光管的第一部分內的第一電極，其中第一電極靠近基座的第一部分；設置在熒光管的第二部分內的第二電極，其中第二電極靠近基座的第二部分；固定在第一電極上的第一電子發(fā)射裝置；以及固定在第二電極上的第二電子發(fā)射裝置。
18.如權利要求17所述的冷陰極型緊湊型熒光燈，其特征在于，熒光管包括相互平行設置的第一、第二和第三熒光管，其中為了將第一熒光管連接到第二熒光管上，在第一和第二熒光管之間設置有第一連接元件，而為了將第一熒光管連接到第三熒光管上，在第一和第三熒光管之間設置有第二連接元件。
19.如權利要求18所述的冷陰極型緊湊型熒光燈，其特征在于，第一和第二電極分別位于第二和第三熒光管內，而在第一和第二電極中至少一個電極的后面安裝有至少一個放電增強裝置，其中放電增強裝置包括用于將從至少一個電子發(fā)射裝置發(fā)射的電子向放電氣體反射的反射元件和用于支撐反射元件的支撐元件。
20.如權利要求17所述的冷陰極型緊湊熒光燈，其特征在于，熒光管包括從板件向上延伸的線性部分，和在向下方向上朝向板件螺旋延伸的盤繞部分。
21.如權利要求20所述的冷陰極型緊湊型熒光燈，其特征在于，熒光管的盤繞部分朝向板件逐漸擴大。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種使用壽命大大提高，在低電壓下工作的冷陰極型熒光燈。冷陰極型熒光燈具有包含其上形成的熒光材料的熒光管。放電氣體包括比率大約在1∶0.6到1∶2.0的汞蒸汽和惰性氣體蒸汽。在熒光管的兩端安裝有第一和第二基座。第一電極設置在熒光管內，且第二電極設置在熒光管內。第一電子發(fā)射元件固定在第一電極上，而第二電子發(fā)射元件固定在第二電極上。冷陰極型熒光燈無需預熱電極就可以立即工作，并由于當電子發(fā)射元件斷開時冷陰極型熒光燈仍可繼續(xù)工作，所以冷陰極型熒光燈的使用壽命大大提高。另外，因為冷陰極型熒光燈具有足夠的發(fā)光強度，可廣泛使用在各種場合，如用作交通燈或街道照明燈。
文檔編號H01J61/12GK1514463SQ02128198
公開日2004年7月21日 申請日期2002年12月28日 優(yōu)先權日2001年12月28日
發(fā)明者徐曉明 申請人:羅薩蘭能源株式會社