冷陰極熒光管用的電極的制作方法

專利名稱：冷陰極熒光管用的電極的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用在冷陰極熒光管且通過可塑性加工來形成杯狀的電極。
背景技術：
冷陰極熒光管是具備有密封放電用氣體的玻璃管以及于此玻璃管兩端 部密封有一對電極單元。其中這個電極單元的構造由具有導電性且與玻璃管 適當緊密接合的導線構件以及連接到此導線構件端部且能夠收納到玻璃管 內部的電極所構成。如果在冷陰極熒光管電極之間施加電壓時，則會從其中 一方電極來釋放出電子，而由所釋放出的電子來撞擊到含在放電用氣體的水 銀原子以放射出紫外線。這種紫外線將會被涂布在玻璃管內圍面的熒光體吸 收，當熒光體激發(fā)的同時紫外線轉換能量而發(fā)出可見光。圖12a、圖12b、圖12c所示為冷陰極熒光管的電極，其中電極4是利用主 要成分為純鎳(Ni)或者鎳的合金來形成的一杯狀。電極4由管體部2和底部 3所構成，其中管體部2形成為一圓筒狀且從底部3開始至開口部形成有均勻 的厚度。底部3的外圍面形成為平整且如圖12a、圖12b、圖12c所示的內圍面， 在底部3形成有一平面的底面。另外，管體部2的內圍面如果從底部3觀察， 將形成為一圓筒狀，且管體部2的壁厚度若朝向底部3方向觀察，將形成為均 一厚度。而且，如果要形成冷陰極熒光管的情況時，會讓一對電極4的開口 部4a以相互對向的狀態(tài)各自從玻璃管的兩端來插入固定而將內部完成密封。另外，日本專利特開2005-71972號公報上公開的杯狀冷陰極放電燈知電 極也揭示混合有鎢細微燒結粉末或者鉬細微燒結粉末、Ni粉末等和2種液態(tài) 可熱塑性黏結劑樹脂，且射出成型這種混合體來形成附有導線的杯狀電極的 生坯，最后再燒結這種生坯形成為現(xiàn)有技術中的冷陰極熒光管的電極。另外，日本專利特開2004-14342號公報上公開的杯狀電極，揭示具備有 圓筒狀的管體部和底部，其中從管體部開始經過連接部到底部形成有均勻的厚度。又，管體部和底部的角落部形成為一曲面形狀。而且，這種電極能藉 形成半球狀有底部的杯部來讓陰極內部的電場作最適當?shù)姆植迹瑫r也可以 提高陰極的電子釋放性。冷陰極熒光管的電極，由圓筒部的內圍面所產生的電子互相撞擊來讓底 部以及底部附近的內圍面經過長時間被濺射而侵蝕。特別是這種侵蝕，由申 請人等可以確認從杯狀電極的開口部到底部的深度的由底部起約l/4的范圍 能明顯看出會受到這種侵蝕。另外，適用的冷陰極熒光管作為液晶顯示面板的背光時，會要求冷陰極 熒光管的外部直徑最好較細，同時為了能夠讓電極的電子釋放性佳，因此電 極的開口直徑要大，惟難苛求兩全其美。因此要求盡可能讓杯狀電極的側壁 厚度形成較薄。但一旦將側壁的厚度形成較薄時，從上述理由可知，將會降 低杯狀電極使用壽命，那就可能無法滿足作為冷陰極熒光管的規(guī)格條件。若如前述兩篇日本專利上公開的，在材料上使用鎢或鉬等材料性較硬且 原子序號較大的材料時，就可以不易受到此濺射的影響。但是，這些材料韌 性較低且不適合壓延或沖壓加工，因此類似專利文獻1必須由燒結來成形， 以致于在加工上要耗費許多人力與時間。另外，鎢或鉬等乃屬于稀有金屬， 因此材料單價較高而會提高成品的成本。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是提供一種由可塑性加工來形成杯狀讓側壁的厚度變薄 且對于即使因濺射所造成的侵蝕也能具有耐用性較高的冷陰極熒光管用的 電極。本發(fā)明所提供的一種冷陰極熒光管用的電極，形成為杯狀而開口部以互 相對向的狀態(tài)來各密封到玻璃管的兩端部，具備塑性加工圓柱狀的金屬制鋼 坯而一體成型的管體部與底部；且具備有管體部外周面，形成為圓筒狀；底部外圍面，與該管體部外周面設置為直角而且形成為平整； 管體部內周面，與該管體部外周面形成為同心圓狀的圓筒狀；以及 凹曲面狀的底部內圍面，從該管體部內周面開始為平緩連續(xù)地對該圓桶 狀的中心軸上形成為一旋轉體狀；從該管體部開始到該底部的壁厚度，其中往該管體部外周面與該底部外 圍面間的角落部觀察，連續(xù)形成比該管體部外周面與該管體部內周面間的壁 厚度較為厚。冷陰極熒光管用的電極的所述底部內圍面是一以該管體部內周面的口 徑作為直徑的半球面。冷陰極熒光管用的電極的所述底部內圍面是一以該管體部內周面的口 徑作為短軸的半橢圓曲面。另外，本發(fā)明提供了一種冷陰極熒光管用的電極，形成為杯狀而且開口 部以互相對向的狀態(tài)來各密封到玻璃管的兩端部，具備有塑性加工圓柱狀的 金屬制鋼坯而一體成型的管體部與底部；且具備有管體部外周面，形成為圓筒狀；凸曲面狀的底部外圍面，從該管體部外周面對該圓筒狀的中心軸形成為 旋轉體狀且往外來凸起；管體部內周面，對該管體部外周面形成為同心圓狀的圓筒狀；凹曲面狀的底部內圍面，從該管體部內周面平緩連續(xù)地對該圓桶狀的中 心軸上形成為一旋轉體狀；以及平面狀的密封構件連接面，形成在該底部外圍面的中央部而且直徑小于 該管體部外周面的直徑，其中與該管體部外周面形成為直角；該密封構件連接面的外徑形成相同于所連接的密封構件的外徑。在冷陰極熒光管用的電極中，從所述管體部到該底部的該密封構件連接 面的壁厚度，若從該管體部外周面往該底部外圍面觀察，連續(xù)形成較厚于該 管體部外周面與該管體部內周面間的壁厚度。本發(fā)明的有益效果是冷陰極熒光管用的電極的底部外圍面為平整，且 利用塑性加工來讓底部內圍面一體成形為凹曲面之杯狀，因此可控制成本來 加以制造，同時也增加較容易受到電子撞擊的底部附近電極厚度，進而提高 對濺射的耐用性。另外，電子可從電極內圍面的任意點以相同或然率往全方 位來釋放出電子，因此如果考慮到從相同點所釋放出的電子軌跡時，由底部 內圍面來形成為一凹曲面，其中朝向電極底部的電子就會以小于現(xiàn)有技術中 的電子時的撞擊次數(shù)往開口部來釋放。因此，電極的底部內圍面或管體部內 周面就較不易由電子來濺射。再者，從電極開口部所釋放出的電子放射角度，因入射到熒光體層較淺，所以比較不易讓電極開口部附近的熒光體層受到損害。因此，使用本發(fā)明的冷陰極熒光管用的電極的冷陰極熒光管將可提高耐 用性。再者，讓底部的壁面厚度從管體部開始連續(xù)形成為較厚，更可以提高 耐用性。另外，利用從管體部外周面連續(xù)且讓底部外圍面形成為一凸曲面狀，不 但可以于電阻焊接密封構件時來控制電流量而且可控制溫度的過度上升，進 而降低底部或底部與管體部的部分結晶顆粒粗大化。利用此可抑制底部內圍 面因電子所產生的被濺射。


圖l為本發(fā)明第l實施例中冷陰極熒光管的立體圖。圖2a為用在第l實施例中的冷陰極熒光管電極的前視圖； 圖2b為用在第l實施例中的冷陰極熒光管電極的剖面圖。 圖3為第1實施中的冷陰極熒光管部分截斷剖面圖。 圖4a為用在第l實施中的冷陰極熒光管的電極的縱向剖面圖； 圖4b為用在現(xiàn)有技術中的冷陰極熒光管電極的縱向剖面圖。 圖5a為用在本發(fā)明第2實施例中的冷陰極熒光管的電極的前視圖； 圖5b為用在本發(fā)明第2實施例中的冷陰極熒光管的電極的剖面圖。 圖6a為用在本發(fā)明第3實施例中的冷陰極熒光管的電極的前視圖； 圖6b為用在本發(fā)明第3實施例中的冷陰極熒光管的電極的后視圖。 圖7為用在第3實施例中的冷陰極熒光管電極的側面圖。 圖8為用在第3實施例中的冷陰極熒光管電極的部分縱向剖面圖。 圖9為用在第3實施例中的冷陰極熒光管電極的立體圖。 圖10為用在第3實施例中的冷陰極熒光管電極的其它立體圖。 圖11為用在本發(fā)明第4實施例中的冷陰極熒光管電極的縱向剖面圖。 圖12a、圖12b、圖12c為用在現(xiàn)有技術中的冷陰極熒光管的電極的縱向 剖面圖。
具體實施方式
以下參考圖1至圖5來說明本發(fā)明第1實施例中的冷陰極熒光管用的電極 及使用該電極的冷陰極熒光管。首先，圖1所示的冷陰極熒光管10具備有玻 璃管12，熒光體層13，電極14以及導線構件15，其中玻璃管12的外部直徑如 為一數(shù)mm圓筒狀的長條形管，密封兩端的內部形成為一密閉狀態(tài)的空間。 在密閉空間內注入有氬氣、氙氣、氖氣等之類的稀有氣體以及以期望的比例 混合有水銀蒸氣的稀有氣體。玻璃管12內的壓力將設定為小于大氣壓力的約 O.l大氣壓力左右的壓力。玻璃管12除了利用硼、硅酸玻璃(silicic acid glass)之外，譬如還可以 利用鉛玻璃、鈉玻璃(sodaglass)、低鉛玻璃來形成。如果將這種冷陰極熒 光管10應用在液晶顯示裝置中的背光光源時，玻璃管12的外徑備有數(shù)種類、 其軸的外徑范圍為Vl.5mm w5.0mm，依適當液晶顯示裝置的規(guī)格來區(qū)分使 用。在玻璃管12的內圍面將形成有熒光體層13。此熒光體層13將遍布于整個 玻璃管12的內圍面而均勻涂布形成有熒光體。以鹵磷酸鹽熒光體或稀土類熒 光體來作為這種熒光體，甚至利用其它電子所激發(fā)來產生可見光時皆可配合 適當用途來加以使用。在電極14的內圍面形成為杯狀，此杯狀具有稍微比形成有熒光體層13狀 態(tài)的玻璃管12的內部直徑較小的外部直徑。電極14由主要成分為純鎳(Ni) 或者鎳的合金來形成圓柱狀的鋼坯，因此可由后方擠制加工(extrusion)或 深抽引加工(deep drawing )等的可塑性加工來一體成形。電極14讓杯狀的 開口部14a以相互對向的狀態(tài)來各自插入固定到玻璃管12的兩個端部。如圖2a、圖2b及圖3所示的電極14，其包含有管體部20和底部22。其中 管體部20具備有圓筒狀的管體部外周面20a，而其外部直徑尺寸將均勻地從 底部22附近開始形成到開口部14a。底部外圍面22a設置與管體部外周面20a 成直角且平整形成、而在底部外圍面22a與管體部外周面20a的角落部23設有 R圓角，管體部20的管體部內周面20b，對管體部外周面20a形成有一同心圓 的圓筒狀，且均勻形成有管體部20的壁厚度。再者，電極14的開口部14a，其中管體部外周面20a及管體部內周面20b 皆隨著朝向開口端而使得管體部內周面20b的口徑稍微縮窄成斜狀。又，通 過縮窄開口部14a而讓電極14插入到形成有熒光體層13的玻璃管12的情 況時，就可以防止熒光體層13被電極14切削脫落。底部22的底部內圍面22b，從管體部內周面20b形成為一平緩連續(xù)地的凹 曲面形狀。如圖2及圖3所示的底部內圍面22b，形成為以管體部內周面20b的 口徑作為直徑的半球面。因此，若向著管體部外周面20a和管體部內周面20b 之間的角落部23觀察，管體部外周面20a和管體部內周面20b之間的壁厚度以 及底部外圍面22a和底部內圍面22b之間的壁厚度將會向角落部23的方向連 續(xù)較厚形成。另外，由于底部內圍面22b為一半球面，因此從與此相對應范 圍的底部外圍面22a開始到管體部外周面20a的部分表面積將充分大于底部內 圍面22b的表面積。導線構件15由對玻璃管12具優(yōu)良德濕潤性且與玻璃具約相同線膨脹系 數(shù)的密封構件16和與配線連接的導線18所構成。當密封構件16通過與導線18 銅焊等來接合后，再利用電阻焊接(閃光焊接flash-welding)或者激光焊 接來連接到電極14的底部外圍面22a。接合有電極14和導線構件15的電極單元17，先與玻璃管12接合之后再將 微珠玻璃19 (Bead glass)溶接到密封構件16上。而且，當將電極單元17安裝 到玻璃管12之際，要讓微珠玻璃19和玻璃管12的開口端能夠融化接合成密封 到內部的狀態(tài)。其次，以下將說明有關本發(fā)明實施例中冷陰極熒光管用的電極的動作以 及作用。在冷陰極熒光管10之中，如果在1對的電極14之間施加電壓而且點 亮冷陰極熒光管10時，就會從電極14內圍面的管體部內周面20b以及底部內 圍面22b釋放出電子。會從任意的位置且以相同的或然率往全方位來釋放出 電子。于此，將圖4且于管體部內周面20b和底部內圍面22b的邊界附近，其 中由底部外圍面22a以電極14的l/4長度內的距離的距離L點a設為基準點來釋 放電子的情況為范例來加以說明電子的反射狀態(tài)或移動軌跡。如圖4a所示的電極14的底部內圍面22b，為一與管體部內周面20b口徑相 同的半徑半球面。因此，會針對從管體部內周面20b和底部內圍面22b的邊際 點a往底部內圍面22b方向且以飛行痕跡A、 B、 C朝任意角度來釋放電子來加 以考慮。從點a所射出的電子，會利用撞擊到底部內圍面22b來改變反射角度。 尤其對管體部內周面20b以如飛行痕跡A、 B所射出的的電子，如果l次撞擊底 部內圍面22b時，就會往開口部14a方向來改變方向。且飛行痕跡A l次撞擊 管體部內周面20b且往開口部14a方向，而飛行痕跡B直接朝向開口部14a。另外，以類似飛行痕跡C的角度所射出的電子，只要數(shù)次撞擊管體部內周面20b就會往電極14外來射出。因此，如果為圖3、圖4a所示的電極14的情況時， 其中從任意位置的管體部內周面20b往底部內圍面22b方向所射出的電子，即 使加大對管體部內周面20b的攻角(angle of attack)，因撞擊到底部內圍面 22b，故朝向開口部14a之電子方向大約一致，進而減少在電極14的管體部內 周面20b底部附近上的撞擊次數(shù)。對此現(xiàn)象，如果為圖4b所示的現(xiàn)有技術中形狀的電極情況時，則底部內 圍面3b會與管體部內周面2b形成一直角的平面，因此假設從底部內圍面3b以 電極4的l/4長度內的距離的距離L點a為基準點來釋放出電子時，則從點a往底 部內圍面2b方向所射出的電子，在平面的底部內圍面3b往鏡面對稱的方向來 反射然后折返到開口部4a端。但是，由于往底部內圍面3b端方向所射出的電 子或然率和往開口部4a端方向所射出的電子或然率相同，因此朝向底部內圍 面3b方向所射出的電子會比往電極4的開口部4a方向的電子先到達底部內圍 面3b且僅有回歸的部分會拉長飛行痕跡。而且，管體部內周面2b的電子仰角 越大就會增加與管體部內周面2b的撞擊次數(shù)。結果所射出的電子將會在每次 的撞擊中失去能量。因所失去的能量將會以熱量殘留在電極4中，因此當下 次電子撞擊時則此部分就會比較容易濺射。這種現(xiàn)象比較容易發(fā)生在電極4 的l/4長度內的距離的管體部內周面2b內，因此在傳統(tǒng)的電極4中，在此長度 范圍的管體部內周面2b的侵蝕比較嚴重。在本實施例中的電極14情況時，撞擊到底部內圍面22b之后的電子不但 會縮小對管體部內周面20b的飛行軌跡攻角同時也會降低沖撞次數(shù)。因此， 撞擊由電子移動到電極14的能量就會變少。再者，電極14的角落部23的壁厚 度會大于管體部20與底部22而且僅此部分的熱容量較大。另外，與此對應的 底部外圍面22a及管體部外周面20a的表面積將大于上述的底部內圍面22b。 也就是說，相較于電子撞擊所產生的熱量部分面積將大于散熱端的外面表面 積。再者，電極14的材料以鎳為主要材料的金屬制品，且從底部內圍面22b 到底部外圍面22a及管體部外周面20a之間為實體，因此就容易來傳導熱量。 從以上可知，電極14的溫度較不易提高，因此就比較不容易會因為濺射而侵 蝕電極14的內圍面，進而可延長電極14的使用壽命。另外，由于使用這種電 極14的冷陰極熒光管10，因具有較少的濺射放出量，因此較不容易讓密封到玻璃管12內的稀有氣體劣化，且可提供比現(xiàn)有技術較高的耐用性。除此之外，電極14的底部外圍面22a與管體部外周面20a配置成直角，因 此當要接合電極14和導線構件15之際，較容易進行定位。另外，電極14從小 鋼坯利用可塑性加工來一體成形，因此材料利用率較高。再者，電極14以純 鎳或鎳為主要材料的合金制品，因此材料單價較低且對制造成本的影響因素 也較少。其次，將參考圖5a、圖5b來說明本發(fā)明第2實施例的電極24。在這邊， 凡是與上述實施例相同的構成組件皆標示相同的符號且省略說明。這種電極 24的底部25的底部外圍面25a與上述實施形態(tài)相同的平整面，而底部內圍面 25b以管體部20的之管體部內周面20b的口徑作為短軸的半橢圓狀。其它的構 造皆與第1實施例所示的電極14為具有相同形狀以及功能。在第2實施例中的電極24，其中假設管體部內周面20b的口徑等于第l實 施例的口徑時，就是在比第l實施例情況較為靠近開口部24a的位置，而底部 25的底部內圍面25b以相對較小的曲率來連接到管體部內周面20b，隨著底部 中央的方向逐漸放大曲率來連接。在這種凹曲面的情況與開口部24a相反方 向的端所射出的電子，與圖4a所示情況相同，也就是能利用較少的撞擊次數(shù) 從開口部24a來射出電子。因此，第2實施例的電極24也可以與第1實施例相同來達到延長耐用壽命 的目的，而且也可以長時間來使用具有這種電極24的冷陰極熒光管。又，如 果電極的底部內圍面形狀為一平緩的凹曲面形狀時，也可以將底部中央作為 極點的拋物面也可或者也可仿照此類曲面外形的形狀。其次，將參考圖6a、圖6b 圖10來說明本發(fā)明有關第3實施例中的電極34。 在此，凡是與上述實施例相同的構成組件皆標示相同的符號且省略說明。這 種電極34的底部32形成為一半球狀，且球面狀的底部外圍面32a的外側中央 部為一平整面，而形成作為連接導線構件的密封構件36的連接端面。連接端 面35—稍微比底部外圍面32a較為突出的平整圓形，位于對管體部30的軸心 方向成直角方向的平面上，其中直徑大約等于導線構件的密封構件36。另外，管體部30的管體部內周面30b，與管體部外周面30a形成為同心圓 狀而底部內圍面32b形成為一半圓形狀，其中此半圓形的半徑就以管體部內 周面30b的口徑設為直徑的半球面開口部的半徑。其它的構造皆與第l實施例所示的電極14為具有相同形狀以及功能。這種電極34的底部32的底部外圍面32a的連接端面35，與上述實施例相 同的平整面，底部內圍面32b形成圓形或橢圓形，其以管體部30的管體部內 周面30b口徑設為直徑。其它的構造皆與第1實施例所示的電極14為具有相同 形狀以及功能。如果使用這種實施例的熒光管時，除可利用上述實施例來產生效果外， 也可從管體部外周面30a連續(xù)讓底部外圍面32a形成為凸曲面狀，于電阻焊接 密封構件36之際能夠抑制電流量且可抑制過度的溫度上升，進而降低底部32 或底部32與管體部30的鄰接部分的結晶顆粒粗大化。利用此也可以抑制底部 內圍面32b由電子所產生的被濺射的現(xiàn)象。其次，參考圖11來說明本發(fā)明的第4實施例中的電極34。在此，凡是與 上述實施例相同的構成組件皆標示相同的符號且省略說明。這種電極38，從 管體部30到底部32的密封構件36的連接端面35的壁厚度，其中往管體部外周 面30a和底部外圍面32a方向觀察，將連續(xù)形成較厚于管體部外周面30a和底部 內圍面30b之間的壁面厚度。其它的構造皆與第3實施例相同。由此種實施例的熒光管時，除可利用上述實施例來產生效果外，也可更 提高對底部內圍面32b的濺射的耐用性。又，本發(fā)明的冷陰極熒光管用的電極，并非限定于上述實施形態(tài)， 也可以在底部內圍面的中央部分的某一部分來形成圓形的平面或者也可 以讓電極的角落部附近內圍面來形成凹曲面狀。
權利要求
1.一種冷陰極熒光管用的電極，形成為杯狀而開口部以互相對向的狀態(tài)來各密封到玻璃管的兩端部，其特征在于，具備塑性加工圓柱狀的金屬制鋼坯而一體成型的管體部與底部；且具備有管體部外周面，形成為圓筒狀；底部外圍面，與該管體部外周面設置為直角而且形成為平整；管體部內周面，與該管體部外周面形成為同心圓狀的圓筒狀；以及凹曲面狀的底部內圍面，從該管體部內周面開始為平緩連續(xù)地對該圓桶狀的中心軸上形成為一旋轉體狀；從該管體部開始到該底部的壁厚度，其中往該管體部外周面與該底部外圍面間的角落部觀察，連續(xù)形成較厚于該管體部外周面與該管體部內周面間的壁厚度。
2. 如權利要求l所述的冷陰極熒光管用的電極，其特征在于，所述底部 內圍面是一以該管體部內周面的口徑作為直徑的半球面。
3. 如權利要求l所述的冷陰極熒光管用的電極，其特征在于，所述底部 內圍面是一以該管體部內周面的口徑作為短軸的半橢圓曲面。
4. 一種冷陰極熒光管用的電極，形成為杯狀而且開口部以互相對向的狀 態(tài)來各密封到玻璃管的兩端部，其特征在于，具備有塑性加工圓柱狀的金屬 制鋼坯而一體成型的管體部與底部；且具備有管體部外周面，形成為圓筒狀；凸曲面狀的底部外圍面，從該管體部外周面對該圓筒狀的中心軸形成為 旋轉體狀且往外來凸起;管體部內周面，對該管體部外周面形成為同心圓狀的圓筒狀；凹曲面狀的底部內圍面，從該管體部內周面平緩連續(xù)地對該圓桶狀的中 心軸上形成為一旋轉體狀；以及平面狀的密封構件連接面，形成在該底部外圍面的中央部而且直徑小于 該管體部外周面的直徑，其中與該管體部外周面形成為直角；該密封構件連接面的外徑形成相同于所連接的密封構件的外徑。
5. 如權利要求4所述的冷陰極熒光管用的電極，其特征在于，從所述管體部到該底部的該密封構件連接面的壁厚度，若從該管體部外周面往該底部 外圍面觀察，連續(xù)形成較厚于該管體部外周面與該管體部內周面間的壁厚 度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種冷陰極熒光管用的電極，由管體部與底部所構成且具備有可塑性加工圓柱狀的金屬制鋼坯而一體成型的管體部與底部，進一步具備有形成為圓筒狀的管體部外周面；與該管體部外周面設置為直角而且形成為平整的底部外圍面；對管體部外周面形成為同心圓狀的圓筒狀的管體部內周面；以及從管體部內周面開始為平緩連續(xù)地對圓桶狀的中心軸上形成為一旋轉體狀的凹曲面狀的底部內圍面。從管體部開始到底部的壁厚度，其中若往管體部外周面與底部外圍面間的角落部觀察，連續(xù)地形成較厚于管體部外周面與管體部內周面間的壁厚度。
文檔編號H01J61/067GK101281852SQ20081008888
公開日2008年10月8日 申請日期2008年4月2日 優(yōu)先權日2007年4月5日
發(fā)明者佐伯光, 北島一郎, 藤井健 申請人:華瑩光股份有限公司