專利名稱：冷陰極熒光燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種冷陰4及熒光燈，更具體地，涉及一種能夠延長 其壽命的冷陰極熒光燈。
背景技術：
隨著依賴于信息的社會的發(fā)展，對各種顯示裝置的需求也曰益 增加。為了滿足這種要求，最近已經作出很多的努力來開發(fā)平板顯 示裝置。
平板顯示裝置分為液晶顯示(LCD)裝置、場發(fā)射顯示(FED) 裝置、等離子顯示面板(PDP)、電致發(fā)光顯示(ELD)裝置等。
特別地，LCD因其具有重量輕、厚度小、低功耗等優(yōu)點而實際 上被應用于用于顯示用途的各種設備上。因此，LCD當前被廣泛使 用。與便攜式計算機(諸如膝上計算機)、辦公自動化機器、音頻/ 視頻設備、戶內/戶外廣告裝置等相結合來開發(fā)LCD的各種應用。 最近，正在快速開發(fā)具有大尺寸以及高分辨率的LCD，并進4于了大 量生產。LCD裝置通過根據(jù)施加至用于控制的以矩陣形狀安排的多個 開關的圖像信號來控制入射到顯示面板上的光發(fā)射率來在屏幕上 顯示所需的圖4象。通用的LCD裝置包括液晶顯示才莫塊和用于驅動液晶顯示才莫塊 的驅動電^各部件。液晶顯示沖莫塊包括液晶顯示面才反，其中，在兩個玻璃基澤反之 間以矩陣形狀安排有液晶單元；以及背光單元，用于向液晶顯示面 板發(fā)射光。同時，大多數(shù)的LCD裝置都必須使用獨立的光源(即，背光 單元)來照亮LCD面板，這是因為這樣的LCD是使用在外部接收 的并在量上進行了調整的光來顯示圖像的光接收型顯示裝置。通 常，這樣的背光單元根據(jù)燈單元的安裝位置而被分為邊緣型和直下 型。大多l(xiāng)tLCD裝置都4吏用冷陰才及熒光燈(CCFL)作為光源。相 比于其他類型的光源，冷陰極熒光燈發(fā)射具有j氐發(fā)熱的白光、且具 有4氐功摔毛以及壽命長的優(yōu)點。下面將參照附圖來i兌明傳統(tǒng)冷陰才及焚光燈。圖1是示出傳統(tǒng)冷陰極熒光燈的透視圖，以及圖2是沿圖1中 的i-r線的截面圖。參照圖1和圖2,傳統(tǒng)冷陰才及熒光燈20包4舌形成有》文電空間 的透明玻璃管14;多個內部電極18,具有設置在玻璃管14的相對 端部中的陰極和陽極；以及多個外部電才及，用于向多個內部電才及18施力o電場。多個外部電極中的每個都包括內部引線IO,連接至每 個內部電才及18的端部；以及外部引線8，連4妄至內部引線10。用于/人冷陰4及熒光燈20發(fā)光的》文電氣體^皮填充在if皮璃管14 中。諸如汞(Hg)、氖(Ne)、氪(Kr)、氬(Ar)、氙(Xe)等的 惰性氣體被用作放電氣體。在玻璃管14的內壁上形成有用于保護玻璃管14的保護層(未 示出)以及利用由通過放電形成的紫外光的激勵來產生可見光的熒 光層16。這種傳統(tǒng)冷陰極熒光燈20的發(fā)光原理如下。如果從外部電極 向i殳置在3皮璃管14兩端的內部電才及18施加電場，則在這兩個內部 電極18之間產生電場差。如果在內部電極18處形成電場，則在玻 璃管14中發(fā)生放電，由放電產生的電子移動穿過玻璃管14而從一 個內部電極18到達另一個內部電極18。這樣移動的電子與填充在玻璃管14中的》文電氣體撞擊，且該 撞擊將放電氣體離解為離子、電子、和中子。在玻璃管14中形成了導電等離子環(huán)境，且此時產生的紫外光 激勵熒光層16的熒光物質，乂人而產生可見光。冷陰極熒光燈20利 用這樣的原理來發(fā)光。隨著近來使用冷陰4及熒光燈的LCD的商業(yè)化和生產大尺度屏 幕的趨勢，冷陰4及熒光燈20應該具有專交長的長度、以及應該向》令 陰極熒光燈20施加較高的電壓。因此，注入到冷陰才及熒光燈20中 的汞由于長時間的發(fā)光而被消耗，從而劣化了亮度以及縮短了燈的 壽命?？梢酝ㄟ^增加電才及的表面積來延長燈的壽命。然而，在增加電 極的表面積方面存在局限性。換言之，如果增加了電極的長度，就 擴大了電極的表面積，且可以延長燈的壽命。但是，由于電極是非 發(fā)光部件，所以增加電極長度會使燈的有效發(fā)光長度減小，并且因 此會劣化顯示屏幕的亮度一致性。發(fā)明內容因此，本發(fā)明旨在提供一種基本消除由于相關技術的限制和缺 陷造成的一個或多個問題的冷陰極熒光燈。本發(fā)明的一個目的在于提供一種能夠延長其壽命的冷陰極熒 光燈。本發(fā)明的其他優(yōu)點、目的、和特征將部分地在以下的說明書中 進4亍闡述，并且對于本領域的才支術人員來i兌，在沖企查以下i兌明書的 基礎上而部分地變得顯而易見或通過實施本發(fā)明而了解。通過在所 述說明書及其權利要求以及附圖中所特別指出的結構來實現(xiàn)和獲 得本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點。為了實現(xiàn)這些目的和其他優(yōu)點以及根據(jù)本發(fā)明的用途，如在本文中實現(xiàn)和廣義描述的， 一種冷陰極熒光燈包括密封玻璃管，在 其內表面上i殳置有熒光層；多個內部電才及，i殳置在3皮璃管的相對端 中，多個內部電極中的每一個都包括形成為杯狀的第 一 電極和設置 在第一電極內部并形成為線圏狀的第二電極；以及多個外部電極， 用于向多個內部電才及施力口電場。應該理解，本發(fā)明的前述的 一般描述以及后面的詳細描述是示 例性和說明性的，并且旨在提供對所要求保護的本發(fā)明的進一步的 解釋。


所包括的附圖用于^是供對本發(fā)明的進一步理解，以及結合并構 成本申請的一部分，附圖示出本發(fā)明的一個實施例(多個實施例)并與i兌明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。附圖中圖1是示出傳統(tǒng)冷陰極熒光燈的透視圖； 圖2是沿圖1中的I-I'線的截面圖； 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的冷陰極熒光燈的透視圖; 圖4是沿圖3中的II-ir線的截面圖；長度和表面積的關系的曲線圖；燈溫度和材料的關系的曲線圖；濺射率的維持率(maintenance ratio )和壽命的關系的曲線圖；以及圖8至圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的冷陰極熒光燈的內部電極的 改進實例的截面圖。
具體實施方式
例，附圖中示出了這些優(yōu)選實施例的實例。在任何可能的位置處， 在全部的附圖中，^使用相同的參考標號表示同 一或相同的部件。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的冷陰極熒光燈的透視圖，以及圖4是 沿圖3中的II-II'線的截面圖。參照圖3和圖4,根據(jù)本發(fā)明的冷陰極熒光燈150包括玻璃 管114，形成有》文電空間122;內部陰才及電才及和內部陽才及電才及，i殳 置在玻璃管114的相對的兩端；以及外部電4及，用于向內部電才及施 力口電場。每個外部電極都包括內部引線110,連接至每個內部電極的 末端；以及外部引線108,連接至內部電極引線110。內部引線IIO 熔合至玻璃管114以連接至位于玻璃管114內部的內部電極，并且 內部引線由凸多彖^皮璃(bead glass) 12K呆護。內部引線110包括由具有良好的熱導率的4臬(Ni)、具有類似 于凸緣玻璃121的線性膨脹系數(shù)的鎢(W)、或能夠快速使內部電 極冷卻的鉬(Mo)制成的表面。外部引線108包括由作為鐵(Fe) 和鎳(Ni)的合金的鍍銅鐵鎳合金或鎳(Ni)制成的表面。玻璃管114由具有高的光透射率的透明材料制成，并且在其內 部形成有用于力文電的空間122。在JE皮璃管114的方文電空間122中^真 充有用于發(fā)光的》文電氣體。諸如汞(Hg)、氖(Ne)、氪(Kr)、氬 (Ar)、氙(Xe)等的惰性氣體被用作填充在玻璃管114中的放電 氣體。在玻璃管114的內壁上形成有保護玻璃管114的保護層(未示 出)和利用由通過放電形成的紫外光的激勵來產生可見光的熒光層 116。在這沖羊的冷陰才及熒光燈150中，如果通過外部引線108和內部 引線IIO從外部電源向內部電極提供電流，則在玻璃管114中產生放電。由放電產生的紫外光激勵熒光層116，并且向外部發(fā)射將被 用作LCD裝置的背光的可見光。i殳置在冷陰4及熒光燈150的相對兩端的每個內部電才及都包4舌 形成為杯、狀的第一電才及118;以及形成為線圏一犬的第二電4及120, 其容納在杯狀的第一電極118中。第一電才及118包4舌上表面部分118a、與上部表面部分118a相 只十形成的下表面部分118b、以及連沖妾上表面部分118a和下表面部 分118b的側表面部分118c。上表面部分118a、下表面部分118b、 及側表面部分118c限定容納部130，其中容納有第二電才及120。上 表面部分118a和下表面部分118b之間的距離恒定。第一電極118由鎳(Ni)或鎳合金制成。第二電極120由選自 由鉬(Mo)、鈮(Nb)、鵠(W)、鉭(Ta)及其合金組成的組的材 料制成。用于制成第一電極118的鎳(Ni)或鎳合金具有弱的電特性， 4旦是具有強的抗濺射性。填充在玻璃管114中的》文電氣體由激勵電 壓激活，并發(fā)射離子和電子。此時，這些離子與玻璃管114的內壁 撞擊，這就是所謂的濺射現(xiàn)象。利用離子與玻璃管114的內壁撞擊 的濺射現(xiàn)象產生了多個小孔。這樣的問題可以通過以具有強的抗濺 射性的鎳合金或鎳(Ni)制成第一電極118來防止。用于制成第二電極120的鉬(Mo)、鈮(Nb)、鴒(W)、或鉭 (Ta)是具有低功函數(shù)、高熔點、以及弱抗濺射性的材料，然而， 它們具有良好的溫度和電特性的優(yōu)點。此外，由于第二電極120的 上述材并+可以減少汞的消庫毛，因此，其可以減少功庫毛并延長燈的壽 命。此處，鉬(Mo)具有4.27eV的功函數(shù)，鈮(Nb)具有4.3 eV 的功函數(shù)，鵠(W)具有4.5 eV的功函數(shù)，以及鉭(Ta)具有4.12 eV的功函數(shù)。由于金屬的功函數(shù)較低，因此增加了低電壓下的電 子發(fā)射，從而減少了冷陰極熒光燈150的功耗，增加了二次電子發(fā) 射，延長了壽命并提高了發(fā)光效率。
因此，通過i殳置由具有強的抗濺射性的4臬(Ni)或4臬合金制成 的第一電極118,以及在第一電極118內設置由選自具有良好溫度 特性和電特性的鉬(Mo)、鈮(Nb)、鴒(W)、鉭(Ta)、及其合 金組成的組的材料制成的第二電極120，本發(fā)明具有減少冷陰極熒 光燈150的功耗、增加二次電子發(fā)射、延長壽命、提高發(fā)光效率、 以及使由賊射現(xiàn)象產生的小孔最小化的效果。
在一些情況中，第一電極118可以由用于第二電極120的材料 制成，以及第二電才及120可以由用于第一電才及118的材料制成。
此外，在第一電極118內部形成線圏狀的第二電極120造成這 些電極的表面積的增加和放電區(qū)域的擴大。因此，增加了從這些電 極發(fā)射的電子的數(shù)量，并且因此可以延長燈的壽命。此外，歸因于 由于第二電極120而增加了表面積，因此可以減少內部電極的長度， 并因此增加了冷陰極熒光燈150的有效發(fā)光長度，總而提高了顯示 屏幕的亮度一致性。
杯習犬第一電才及118的上表面部分118a和下表面部分118b凈皮形 成為上表面部分118a的前端部和下表面部分118b的前端部彎曲為 小于容納部130的最大直^圣。從而，上表面部分118a的彎曲的前 端部和下表面部分118b的前端部可以將第二電極120固定至第一 電極118,并可以防止第二電極120的分離，而不是將第二電極120 焊4妄至第一電才及118。才艮據(jù)本發(fā)明的冷陰才及熒光燈150的發(fā)光原理如下。如果通過外 部引線108和內部引線110從外部電源向i殳置在J皮璃管114的兩端 的內部電才及施力。電場，就會在這兩個內部電才及之間產生電場差。
如果在這兩個內部電極處形成電場，就會在玻璃管114中發(fā)生 放電，且通過放電所產生的電子移動通過玻璃管114而從一個內部 電極到達另一個內部電極。這樣移動的電子與填充在玻璃管114中 的放電氣體撞擊，撞擊使放電氣體離解為離子、電子、和中子。
在玻璃管114中形成了導電等離子環(huán)境，而此時產生的紫外光 激發(fā)熒光層的熒光物質，從而產生可見光。冷陰極熒光燈利用這樣 的原理發(fā)光。
形成線圈狀的第二電極120造成這些電極的表面積的增加和放 電區(qū)域的擴大。因此，增加了從電極發(fā)射的電子的數(shù)量、減少了燈 的驅動電壓、延長了燈的壽命、并提高了燈的亮度。此外，這些內 部電極的表面積的增加造成散熱面積的增加以及散熱效率的提高， 從而延長了燈的壽命。例如，根據(jù)本發(fā)明的冷陰極熒光燈150的壽 命可以延長至40,000小時或更長的時間。
圖5是示出傳統(tǒng)冷陰極熒光燈20 (參照圖1 )和本發(fā)明的冷陰 極熒光燈150之間的電才及長度和表面積的關系的曲線圖。
參照圖5，曲線(A)示出了傳統(tǒng)冷陰極熒光燈20 (參照圖1) 的第一電才及18 (參照圖1 )的直徑和表面積。傳統(tǒng)第一電才及18 (參 照圖1)具有1.7mm的直徑。曲線(B)示出了4艮才居本發(fā)明的添加 有第二電才及120的第一電才及118的直徑和表面積。
此時，第一電4及118具有1.7 mm的直徑，且線圏^l犬的第二電 極120具有0.12mm的線徑。為了使電荷之間的干擾最小化，第二電極120具有1/2至3/2線徑的節(jié)距。如果節(jié)距太小，就會由于電 荷之間的撞擊而損失能量，并會減小表面積效應(surface area effect )。另一方面，如果節(jié)距太大，就不能獲得所期望的表面積的 增加以及可持續(xù)的賊射效果。在這點上，需要將節(jié)距設置為適當?shù)?值。
乂人圖5的曲線圖可以知道，只包才舌第一電才及18 (參照圖1)的 傳統(tǒng)燈中的10 mm長度處的表面積效應與包括添加有第二電極120 的第一電才及118的本發(fā)明的燈中的4 mm長度處的表面積步丈應相同。 因此，在第一電極118內部形成第二電極120造成這些電極的表面 積的增加和放電區(qū)域的擴大。因此，增加了從這些電極發(fā)射的電子 的數(shù)量、降低了燈的激勵電壓、延長了燈的壽命、并提高了燈的亮 度。
圖6是示出傳統(tǒng)冷陰極熒光燈20 (參照圖1)和本發(fā)明的冷陰 極熒光燈150之間的燈溫度和電極材料的關系的曲線圖。
參照圖6，曲線(C)示出了包括由鎳(Ni)制成的第一電極 18 (參照圖1)的傳統(tǒng)冷陰極熒光燈20 (參照圖1)的表面溫度。 曲線(D)示出了包括由鎳(Ni)制成的第一電極118和由鎢(W) 制成的第二電極120的本發(fā)明的冷陰極熒光燈150的表面溫度。從 圖6的曲線圖可以知道，包括由鎳(Ni)制成的第一電極118和由 鴒(W)制成的第二電4及120的本發(fā)明的冷陰才及熒光燈150具有4氐 于包括由鎳(Ni)制成的第一電才及18 (參照圖1)的傳統(tǒng)冷陰才及熒 光燈20 (參照圖1 )的表面溫度。
因而，通過4是供由具有良好的溫度特性和高熔點的鴒(W)制 成的第二電才及120，可以降孑氐燈的表面溫度。ot匕夕卜，形成第二電才及 120增加了內部電極的表面積和散熱面積，并提高了散熱效率，從 而延長了燈的壽命。圖7是示出傳統(tǒng)冷陰極熒光燈20 (參照圖1 )和本發(fā)明的冷陰 極熒光燈150之間濺射率的維持率和壽命的關系的曲線圖。
參照圖7,曲線(E)示出了包括由鎳(Ni)制成的第一電極 18 (參照圖1)的傳統(tǒng)的冷陰才及熒光燈20 (參照圖1)的隨時間變 化的濺射率。從曲線(E)可以知道，賊射率隨時間變化而減小。 曲線(F)示出了包括由鎳(Ni)制成的第一電極118和由鵠(W) 制成的第二電極120的本發(fā)明的冷陰極熒光燈150的濺射率隨時間 的變化。從曲線(F)可以知道，隨著時間的變化濺射率可以保持 恒定。
因而，通過提供由具有強的電特性的鴒(W)制成的第二電極 120，以及在第二電極120外側提供由具有強的抗賊射性的鎳(Ni) 制成的第一電極118，本發(fā)明具有使濺射率隨時間變化而保持恒定 的效果，并且因此可以^提高發(fā)光效率，以及可以延長燈的壽命。
可以以圖8至圖10所示的其他形狀形成內部電^L。
由于包括圖8至圖10所示的內部電極的改進實例的冷陰極焚 光燈具有與圖3和圖4中所示的冷陰極熒光燈150基本相同的構造， 因此，下文中將只對內部電極的改進實例進行說明。
參照圖8，每個內部電極的第一電極118都形成為杯狀。第一 電才及118的上表面部分118a和下表面吾卩分118b ^皮形成為上表面部 分118a和下表面部分118b之間的距離隨趨近于放電空間122的中
心部分而逐-漸i曾力口。
第二電極120形成為線圏狀，并設置在第一電極118內部。此 外，第二電才及120 #1形成為在第一電極118的上表面部分118a和下表面部分118b之間的第二電極的巻繞長度隨著趨近于放電空間122 的中心部分而逐洋斤增力口。
換言之，隨著從外部電極趨近于玻璃管114的放電空間122的 中心部分，內部電4及的表面積增加，方文電區(qū)i或擴大。/人而增加了/人 電極發(fā)射的電子的數(shù)量，并因此延長了燈的壽命。
參照圖9,可以進一步在第一電極118的容納部130中設置形 成為條狀的第三電極124?？梢灶愃朴趫D8來形成杯狀的第一電極 118,從而上表面部分118a和下表面部分118b之間的距離隨著趨近 于方丈電空間122的中心部分而逐漸增加?？商鎿Q地，可以類似于圖 4來形成杯狀的第一電才及118， 乂人而上表面部分118a和下表面部分 118b之間的距離恒定。
參照圖10，內部電極可以包括杯狀的第一電極118和設置在第 一電極118內部的條狀的第三電極124 (從內部電極去除了第二電 極)。第三電極124可以由與第一電極118相同的材料制成，或可 以由與第二電才及120相同的材沖+制成(參照圖4、圖8、和圖9)。
根據(jù)本發(fā)明的冷陰才及熒光燈可以具有下列有益效果。
第一，通過在每個內部電極的第一電極內部設置線圏狀的第二 電極，增加了內部電極的表面積，并因此擴大了放電區(qū)域，以及增 加了從電極發(fā)射的電子的數(shù)量。因此，可以延長燈的壽命。此外， 通過第二電極造成的表面積的增加減少了內部電極的長度。因此， 增加了冷陰極焚光燈的有效發(fā)光長度，以及提高了顯示屏幕上的亮 度一致性。
第二，通過提供由具有強抗濺射性的材料制成的第一電極、以 及在第 一 電極內部設置由具有良好的溫度特性和電特性的材料制成的第二電才及，可以減少冷陰才及熒光燈的功庫毛，可以增加二次電子 發(fā)射、可以延長燈的壽命、可以提高燈的發(fā)光效率、以及可以使由 濺射現(xiàn)象引起的小孔的產生最小化。
第三，通過用具有良好的溫度特性和高熔點的材料制成第二電 極，可以降低燈的表面溫度。此夕卜，形成第二電極增加了內部電極 的表面積和散熱面積。因此，提高了散熱效率，并因此可以延長燈 的壽命。
對于本領域技術人員來說顯而易見的是，在不背離本發(fā)明的范 圍或精神的情況下，可以對本發(fā)明進行各種改進和》務改。因此，在 本發(fā)明的改進和修改落入所附權利要求及其等同物范圍內時，本發(fā) 明旨在覆蓋本發(fā)明的這些改進和修改。
權利要求
1. 一種冷陰極熒光燈，包括密封玻璃管，在其內表面上設置有熒光層；多個內部電極，設置在所述玻璃管的相對的端部中，所述多個內部電極中的每一個都包括形成為杯狀的第一電極和設置在所述第一電極內部并形成為線圈狀的第二電極；以及多個外部電極，用于向所述多個內部電極施加電場。
2. 根據(jù)權利要求1所述的冷陰極焚光燈，其中，所述第一電極和 所述第二電極之一由鎳(Ni)或鎳合金制成，以及所述第一電才及和所述第二電4及中的另 一個由選自由鉬 (Mo)、鈮(Nb)、鴒(W)、鉭(Ta)及其合金組成的組的 材料制成。
3. 根據(jù)權利要求1所述的冷陰極熒光燈，其中，所述第一電極包 括上表面部分、與所述上表面部分相對形成的下表面部分、以及其中，所述上表面部分、所述下表面部分、以及所 述側表面部分限定容納部。
4. 根據(jù)權利要求3所述的冷陰極熒光燈，其中，所述上表面部分 和所述下表面部分被安排為彼此間隔一定距離，以及其中，所述距離^皮設置為恒定。
5. 根據(jù)權利要求3所述的冷陰極熒光燈，其中，所述上表面部分 和所述下表面部分被安排為彼此間隔一定距離，以及其中，所述距離被設置為沿一個方向增加。
6. 根據(jù)權利要求3所述的冷陰極熒光燈，其中，所述上表面部分 和所述下表面部分都具有前端部，這些所述前端部彎曲成小于 所述容納部的最大直徑。
7. 根據(jù)權利要求3所述的冷陰極焚光燈，其中，所述多個內部電 才及中的每一個都還包括 沒置在所述容納部中并形成為條狀的 第三電才及。
8. 根據(jù)權利要求7所述的冷陰極焚光燈，其中，所述第一電極和 所述第三電極由相同的材料制成。
9. 根據(jù)權利要求7所述的冷陰極焚光燈，其中，所述第二電極和 所述第三電極由相同的材料制成。
10. 根據(jù)權利要求1所述的冷陰極熒光燈，其中，所述第二電極具 有1/2至3/2線徑的節(jié)距。全文摘要
公開了一種冷陰極熒光燈。該冷陰極熒光燈包括密封玻璃管，在其內表面上設置有熒光層；多個內部電極，設置在玻璃管的相對的端部中；以及多個外部電極，用于向多個內部電極施加電場。多個內部電極中的每一個都包括形成為杯狀的第一電極和設置在第一電極內部并形成為線圈狀的第二電極。
文檔編號H01J65/04GK101521141SQ200810095748
公開日2009年9月2日 申請日期2008年4月25日 優(yōu)先權日2008年2月28日
發(fā)明者李榮勛, 金炅蘭 申請人:宇瑞電子株式會社