专利名称：介电质电极与气体放电灯管的制作方法
技术领域：
本发明关于一种介电质电极(dielectric electrode)以及一种使用此介电质电 极的气体放电灯管。
背景技术：
近年来，随着液晶显示器及照明工业迅速的发展，对于背光模块中的灯管及一般 照明灯管的要求也日益严格，特别是灯管的使用寿命及发光效率。图1显示一传统的冷阴极荧光灯管10，包括一涂布有荧光体12的玻璃管14、诱 发气体16、汞原子18及一对电极20。其中，电极20密封在冷阴极荧光灯管10内部且此电 极20末端具有一导丝22从冷阴极荧光灯管10内延伸出来并与一连接电源的导线(图未显 示)互联，以点亮灯管。一般而言，冷阴极荧光灯管10中的导丝22与电源的导线是使用焊 接或包覆铜带的方式相互连接。然而，不论是焊接或包覆铜带的连接方式均需经由繁复的 加工步骤且常发生加工不良的问题。举例而言，若使用焊接方式，焊接不良所造成的假焊， 在点灯时所产生的高温可能会导电端点及连接导线部份的焊锡而造成断路。如果是使用铜 带包覆的方式，则需留意铜带锐角处可能产生的尖端放电。另一方面，在背光模块中，每个逆变器(inverter)只能驱动一至两支冷阴极荧光 灯管，当显示器大型化时，使用的灯管数目也随之增加，亦即需要更多的逆变器，使得背光 模块的整体消耗功率及温度均提高甚多。因此，业者极需发展一种可用于改善上述问题的 气体放电灯管。
发明内容
本发明的目的之一为提供一种结构稳固的介电质电极，使得气体放电灯管具有较 佳的产品良率。本发明的另一目的为提供一种可易于控制电极的放电空间的气体放电灯管。本发明的又一目的为提供一种可容易组装的气体放电灯管。本发明的再另一目的为提供一种具有低启动电压、长寿命、高辉度的气体放电灯管。为达上述与其他目的，本发明的一实施例主要提供一种介电质电极，其包括一具有一台阶部的中空圆柱状的本体，此本体由一介电质材料所构成。上述本体包括一具有第 一厚度的主体区域，以及一管体连接端具有一连接部邻接于主体区域，而此连接部具有不
小于第一厚度的第二厚度。本发明的另一实施例则提供一种气体放电灯管，其包括一具有第一端与第二端的 中空管体，以及分别连接到此中空管体的第一端与第二端的第一介电质电极与第二介电质 电极。第一介电质电极包括一具有一台阶部的中空圆柱状的本体，此本体包括一具有第一 厚度的主体区域，以及一管体连接端具有一连接部邻接于主体区域，而此连接部具有不小
于第一厚度的第二厚度。
为让本发明的上述和其他目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举出优选实施 例，并配合附图，作详细说明如下
图1显示一传统的冷阴极荧光灯管的简单示意图；图2至图7分别显示根据本发明不同实施例所提供的介电质电极的简单剖面侧视 图；以及图8A和图8B分别显示根据本发明一实施例所提供的气体放电灯管在进行密封制 程的前后的简单剖面侧视图。主要元件符号说明10冷阴极荧光灯管12荧光体14玻璃管16诱发气体18汞原子20 电极22 导丝30、30，、301、302、303、304、305 介电质电极32 本体34 主体区域36管体连接端38管体连接端的连接部40排气端42排气端的连接部44 导电物46本体相对于管体连接端的一端50气体放电灯管52 中空管体54中空管体的第一端56 中空管体的第二端58 荧光物质60排气管62 嵌封物64导电橡胶套66 穿孔68组装件70 开口IDl主体区域的第一内径ID2管体连接端的第二内径
ID3排气端的第三内径ODl主体区域的第一外径0D2管体连接端的第二外径0D3排气端的第三外径S、S，台阶部Tl主体区域的第一厚度T2管体连接端的连接部的第二厚度T3排气端的连接部的第三厚度
具体实施例方式有鉴于传统的冷阴极荧光灯管常需经由繁复的加工步骤而连接电极导丝与电源 导线，因此容易发生加工不良的问题，且由于传统技术的每个逆变器只能用以驱动一至两 支冷阴极荧光灯管，因此组装便利性不佳。本发明主要提供一种介电质电极与气体放电灯 管用以改善上述缺点，且所提供的介电质电极的结构稳固，因而使得包括此介电质电极的 气体放电灯管具有较佳的产品良率。本发明举列一些实施例详述如下，其中相同的元件符 号表示相同或具有相同功能的元件，而所附的相关附图并未依据实际比例绘制，其作用仅 在于表达本发明的结构特征。首先，图2显示根据本发明一实施例所提供的介电质电极30的简单剖面侧视图。 介电质电极30包括一具有台阶部(S、S’)的中空圆柱状的本体32，而所述的台阶部指本体 32的表面的高度差阶(如S所示)或突出物(如S’所示)。介电质电极30的本体32包 括主体区域34以及用于连接灯管管体的管体连接端36，而管体连接端36具有连接部38邻 接于主体区域34。介电质电极30的主体区域34具有第一厚度Tl，而管体连接端36的连 接部38则具有第二厚度T2，由于管体连接端36为用于连接灯管管体的一开口端，当其第二 厚度T2不小于第一厚度Tl时，亦即第二厚度T2大于或等于第一厚度Tl，则电极结构将较 为稳固。在本实施例中，介电质电极30的主体区域34与管体连接端36分别具有均勻的厚 度，其中主体区域34具有第一内径IDl和第一外径0D1，而管体连接端36则具有大于第一 内径IDl的第二内径ID2，以及大于第一外径ODl的第二外径0D2。由于管体连接端36具 有不同于主体区域34的内径及/或外径，因而在本体32的表面会形成高度差阶的台阶部 S，其位于本体32的主体区域34与管体连接端36之间。而在本实施例中，管体连接端36 的连接部38的第二厚度T2大于主体区域34的第一厚度Tl，因而可缓和介电质电极30的 转接处的应力，使得整体电极结构稳固，以避免在电极使用时造成断裂。在本实施例中，介电质电极30的本体还可包括一排气端40连接到主体区域34相 对于管体连接端36的另一端，而排气端40的连接部42邻接于主体区域34且具有第三厚 度T3。排气端40为可用于连接排气管的开口端，当排气端40的连接部42的第三厚度T3 不小于主体区域34的第一厚度Tl时，亦即第三厚度T3大于或等于第一厚度Tl，则电极结 构将较为稳固。在本实施例中，介电质电极30的排气端40具有一均勻的厚度，而排气端40的第三厚度T3大于主体区域34的第一厚度Tl。本实施例的介电质电极30的排气端40具有第三内径ID3和第三外径0D3，其中第三内径ID3小于主体区域34的第一内径ID1，而第三外 径0D3则约等于主体区域34的第一外径ODl。在本实施例所提供的介电质电极30中，台阶部S’包括位于本体32的内壁的突出 物，且其位于本体32的主体区域34与排气端40之间。介电质电极30的本体32可由一介电质材料所构成，此介电质材料可包括一陶瓷 材料，例如包括氧化钙、氧化镁、氧化锶、氧化锆、氧化钛或其组合的合成物，并可还包括一 种或一种以上的成分选自一包括氧化锰、氧化铝、氧化铬以及氧化铁的族群中。上述介电质 材料还可包括一玻璃熔料，例如包括一种或一种以上成分选自一包括氧化硅、氧化硼、氧化 钠、氧化钾以及氧化铝的族群，以降低介电质电极30的本体32与灯管管体在热膨胀系数上 的差异。在此实施例中，介电质电极30的本体32由一陶瓷玻璃合成物所组成，其优选具有 一介电常数大于20以上，并可透过例如粉末射出模铸制程、干性冲压制程或其他方式而一 体成形。介电质电极30亦可包括一导电物44至少位于本体32的主体区域34的外表面， 其中导电物44可包括例如以涂覆方法而形成于主体区域34的外表面上的金、银、锡、铜、镍 或其他导电材料，或者包括一套覆在主体区域34的外表面的金属薄片(metal foil)或导 电弹性元件，例如导电橡胶套。
然而，本发明并非受限于上述实施例所提供的介电质电极30的结构。例如，图3 显示根据本发明另一实施例所提供的介电质电极301的剖面侧视图，而图4显示根据本发 明的又一实施例所提供的介电质电极302的剖面侧视图。在图3和图4所分别显示的介电 质电极301和302中，本体32的主体区域34、管体连接端36和排气端40均具有均勻的厚 度，而管体连接端36的第二厚度T2不小于主体区域34的第一厚度Tl，排气端40的第三厚 度T3亦不小于主体区域34的第一厚度Tl，亦即第二厚度T2和第三厚度T3可分别大于或 等于第一厚度Tl。在图3所示的介电质电极301中，排气端40的第三内径ID3和第三外 径0D3分别大于主体区域34的第一内径IDl和第一外径0D1，而在图4所示的介电质电极 302中，排气端40的第三内径ID3和第三外径0D3则分别小于主体区域34的第一内径IDl 和第一外径ODl。图5显示根据本发明的再一实施例所提供的介电质电极303的剖面侧视图，其本 体32的主体区域34、管体连接端36和排气端40均具有均勻的厚度，而管体连接端36的第 二厚度T2不小于主体区域34的第一厚度Tl。在此实施例中，由于介电质电极303的排气 端40的第三内径ID3和第三外径0D3分别与主体区域34的第一内径IDl和第一外径ODl 相同，因此排气端40的第三厚度T3与主体区域34的第一厚度Tl相同。图6显示根据本发明的又另一实施例所提供的介电质电极304的剖面侧视图。参 照图6所示的介电质电极304，本体32的主体区域34具有一均勻的第一厚度Tl，而管体连 接端36邻接于主体区域34的连接部38的第二厚度T2不小于第一厚度Tl，且排气端40邻 接于主体区域34的连接部42的第三厚度T3亦不小于第一厚度Tl。在此实施例中，管体连 接端36和排气端40分别具有由外往内渐缩的第二内径ID2和第三内径ID3，因而此介电质 电极304将可容许随后插入管体连接端36与排气端40的灯管管体或排气管具有较大的公 差。然而，此种一端的内壁具有由外往内渐缩的内径的倾斜结构亦可应用于本发明其他实 施例所提供的介电质电极结构的一端。
图7显示根据本发明的再另一实施例所提供的介电质电极305的剖面侧视图。参 照图7所示的介电质电极305，其中本体32的主体区域34具有均勻的第一厚度Tl，而管体 连接端36邻接于主体区域34的连接部38的第二厚度T2不小于第一厚度Tl。然而在此实 施例所示的介电质电极305中，本体32相对于管体连接端36的一端46为密闭端。本发明亦提供一种气体放电灯管，其利用上述实施例所提供的介电质电极作为气 体放电灯管的电极，因此相较于传统冷阴极荧光灯管(cold cathodefluorescent lamp, CCFL)及外部电极荧光灯管(external electrode fluorescentlamp，EEFL)，本发明所提供 的气体放电灯管具有低启动电压、长寿命和高辉度的特点。
图8A和图8B分别显示根据本发明一实施例所提供的气体放电灯管50在进行密 封制程的前后的简单剖面侧视图。尽管此处利用图2所述的介电质电极30为例说明，然而 本发明所提供的气体放电灯管亦可使用其他实施例中所阐述的介电质电极，且灯管管体的 两端的介电质电极可为相同或相异，本发明并非以此为限。首先，参照图8A，气体放电灯管50包括中空管体52、以及分别连接到中空管体52 的第一端54和第二端56的介电质电极30和30’。在此实施例中，气体放电灯管50为一荧 光灯管，其中空管体52包括一内壁涂布有荧光物质58的直线形玻璃管，且中空管体52的 第一端54和第二端56均为开口端。然而在其他实施态样中，中空管体52亦可为包括一弯 曲部的U形、L形、螺旋形或其他几何图形。由于本实施例所提供的气体放电灯管50采用相同的介电质电极30和30’，因此以 下叙述仅利用介电质电极30作为说明。首先，参照图8A，介电质电极30具有台阶部S和 S，用以区隔本体32的主体区域34以及管体连接端36和排气端40，而中空管体52的第一 端54优选抵靠在台阶部S，且玻璃材质的排气管60亦可抵靠在台阶部S’，如此可易于控制 介电质电极30的放电空间，亦即大抵为主体区域34所示的范围。介电质电极30的管体连 接端36和排气端40分别包覆中空管体52和排气管60的外壁，而由于管体连接端36与排 气端40分别和主体区域34所邻接的连结部的厚度均不小于主体区域34的厚度，因此当介 电质电极30与中空管体52以及排气管60加以固定时(例如于接触部位施以粘着剂，并实 施一烧结制程)，则可缓和介电质电极30的转接处的应力，使得气体放电灯管50具有较佳 的产品良率。接着，进行一充填制程，使中空管体52内包括一填充物，其可例如为一包括适量 的氩、氖、氪、氮、氙或其组合的混合气体。而由于本实施例能借由控制充填气体的组成及灯 管内压，因此填充物中可选择性地含汞或不含汞。在本实施例中，当完成充填制程后，则可利用适当温度的火焰而将玻璃材质的排 气管60部分熔融，使介电质电极30的排气端40的开口经由一嵌封物62而密封。本实施例中所使用的介电质电极30并未在其本体32的外表面上形成导电材料， 而是采用导电橡胶套64套覆在主体区域34的外表面，以便使介电质电极30接收来自外部 电源的电压。在此实施例中，一外部电源的导线可先穿过导电橡胶套64的穿孔66，而后再 将导电橡胶套64套覆在至少主体区域34的外表面，使外部电源的导线与导电橡胶套64稳 固地接触。然而，本发明亦可在本体32的外表面形成导电材料以作为导电物，并可采用其 他方式而将外部电源的导线与介电质电极30的本体32外表面上的导电物电性接触。在一实施例中，气体放电灯管50可借由一组装件68而固定。由于导电橡胶套64具有弹性，因此其对于组装件68的开口 70大小、或者对于介电质电极30的本体32的不平 整的外表面均可具有较大的容许度，使气体放电灯管50更可牢靠地固定在组装件68中。此 夕卜，由于介电质电极30的管体连接端36的外径大于主体区域34的外径，因此组装件68可 抵靠在介电质电极30的管体连接端36处。然而在其他实施例中，组装件68亦可具有多个 开口 70用以固定多个气体放电灯管50。采用介电质电极的一种好处则是可利用一个逆变器来驱动多支气体放电灯管，因 而可减少逆变器的使用量，进而降低整体灯组的成本并简化背光模块的设计，适于作为液 晶显示器背光源、传真机、扫描器所使用的光源以及一般照明的应用上。
本发明上述实施例所提供的介电质电极以及气体放电灯管的尺寸可根据实际需 求而设计。尽管本发明已借由数个优选实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何本 领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的 保护范围当视权利要求书所界定者为准。
权利要求
一种介电质电极，包括一具有一台阶部的中空圆柱状的本体，该本体由一介电质材料所构成，其中该本体包括一主体区域，具有一第一厚度；以及一管体连接端具有一第一连接部邻接于该主体区域，而该第一连接部具有一第二厚度不小于该第一厚度。
2.根据权利要求1所述的介电质电极，其中该本体还包括一排气端，该排气端具有一 第二连接部邻接于该主体区域相对于该管体连接端的另一端，且该第二连接部具有一第三 厚度不小于该第一厚度。
3.根据权利要求2所述的介电质电极，其中该第二厚度、该第三厚度与该第一厚度为 均勻且相等。
4.根据权利要求1所述的介电质电极，其中该主体区域具有一第一内径，而该管体连 接端具有大于该第一内径的一第二内径。
5.根据权利要求1所述的介电质电极，其中该主体区域具有一第一外径，而该管体连 接端具有大于该第一外径的一第二外径。
6.根据权利要求1所述的介电质电极，其中该台阶部位于该本体的该主体区域与该管 体连接端之间。
7.根据权利要求2所述的介电质电极，其中该台阶部位于该本体的该主体区域与该排 气端之间。
8.根据权利要求1所述的介电质电极，其中该本体的该台阶部包括一突出物位于该本 体的一内壁。
9.根据权利要求1所述的介电质电极，其中该本体相对于该管体连接端的一端为密闭端。
10.根据权利要求1所述的介电质电极，其中该管体连接端具有由外往内渐缩的一内径。
11.根据权利要求1所述的介电质电极，其还包括一导电物位于该本体的该主体区域的一外表面。
12.根据权利要求11所述的介电质电极，其中该导电物包括套覆在该外表面的一导电 橡胶套。
13.一种气体放电灯管，包括一中空管体，具有一第一端与一第二端；以及一第一介电质电极与一第二介电质电极，分别连接到该中空管体的该第一端与该第二 端，其中该第一介电质电极包括具有一台阶部的中空圆柱状的一本体，而该本体包括一主体区域，具有一第一厚度；及一管体连接端连接到该中空管体的该第一端，该管体连接端具有一 第一连接部邻接于该主体区域，而该第一连接部具有一第二厚度不小于该第一厚度。
14.根据权利要求13所述的气体放电灯管，其中该本体还包括一排气端，该排气端具 有一第二连接部邻接于该主体区域相对于该管体连接端的另一端，且该第二连接部具有一 第三厚度不小于该第一厚度。
15.根据权利要求13所述的气体放电灯管，其中该主体区域具有一第一内径，而该管 体连接端具有大于该第一内径的一第二内径。
16.根据权利要求13所述的气体放电灯管，其中该主体区域具有一第一外径，而该管 体连接端具有大于该第一外径的一第二外径。
17.根据权利要求13所述的气体放电灯管，其中该台阶部位于该本体的该主体区域与 该管体连接端之间，而该中空管体的该第一端抵靠在该台阶部。
18.根据权利要求13所述的气体放电灯管，其中该管体连接端具有由外往内渐缩的一 内径。
19.根据权利要求13所述的气体放电灯管，其中该介电质电极还包括一导电物位于该 本体的该主体区域的一外表面。
20.根据权利要求13所述的气体放电灯管，其中该管体连接端包覆该中空管体的该第一端的一外壁。
全文摘要
本发明提供一种介电质电极及使用其的气体放电灯管，此介电质电极包括一具有一台阶部的中空圆柱状的本体，此本体由介电质材料所构成。上述本体包括一具有第一厚度的主体区域，以及一管体连接端具有一连接部邻接于主体区域，而此连接部具有不小于第一厚度的第二厚度。
文档编号H01J61/09GK101826439SQ20091000810
公开日2010年9月8日 申请日期2009年3月2日 优先权日2009年3月2日
发明者卢金钰, 张钦嘉, 林俊旭, 邹为元, 黄俊杰 申请人:威力盟电子股份有限公司