专利名称：冷阴极荧光灯管及其制造方法以及其吸附装置的制作方法
技术领域：
本发明有关一种冷阴极荧光灯管(Cold Cathode Fluorescent Lamp，CCFL)及其吸附装置，特别是关于一种可消除灯管内部杂质气体、降低工作电压的长寿命冷阴极荧光灯管及其制造方法以及其吸附装置。
背景技术：
在冷阴极荧光灯管的应用中，当灯管内存在有杂质气体时，不仅灯管的照明效果会大幅降低，而且灯管的使用寿命也会大幅降低。为了消除灯管内部的杂质气体，一般会在制造过程中以吸气剂(getter)先行吸收杂质气体，再于封管之际移除吸气剂而完成灯管的制备。
图1A至图1C所示是为已有的冷阴极荧光灯管制造工序示意图。首先在玻璃管100内安置电极108及汞合金102，其中电极108具有融接玻璃珠106及金属导线104，汞合金102表面附着有吸气剂(未标示)且位于电极108的金属导线104侧。汞合金102与金属导线104之间存在有一段距离。之后，于汞合金102后方的玻璃管100开口110处连接真空排气设备，进行真空排气并填充惰性气体。之后，将玻璃管100封合成为气密腔体，再以高频等方式活化吸气剂及汞合金102，以在释放水银物质并导入发光区域112之际，同时吸收残余的杂质气体。最后，进行二次玻璃融接，使玻璃珠106与玻璃管100融合封止，再去除融接部114外的多余的玻璃管、汞合金102等。
然而，由于在二次玻璃融接的过程中，会产生额外的杂质气体，此杂质气体会残留于玻璃灯管内而缩短灯管的使用寿命及提高工作电压。
已有为解决此方面的问题，是于灯管内加设吸气剂。例如日本特开平8-339778号专利、日本特开2002-313277号专利及美国第5572088号专利等皆提出以复杂的结构将吸气剂安装于灯管内的技术。然而此等技术皆存在有高成本且无法量产的问题，甚至有吸气剂会受到灯管内部等离子体轰击而飞散的问题。
再者，于日本特开2002-313277号专利及日本特开平7-45183号专利所揭示的技术中，结构设计的需要而导致冷阴极荧光灯管的操作特性变更，进而产生点灯困难的问题。
发明内容
因此，为解决上述问题，本发明的目的是提出一种冷阴极荧光灯管，以大幅减少灯管内的杂质气体/粒子的含量、大幅提高发光效率及工作效率、大幅提高使用寿命、大幅降低操作电压及提高工作效率。
为此，本发明提供一种冷阴极荧光灯管，此灯管是由透光管与至少一杯型的吸附装置所构成。其中，透光管内填充有可受电压激发光线的气体材料，例如是惰性气体、或含水银气体/粒子的惰性气体。吸附装置是位于透光管的端部上，此吸附装置包括具有开口的承载件及位于此开口内的吸附材料层。
再者，本发明另提供一种冷阴极荧光灯管的制造方法，是安置至少一吸附材料层于承载件的开口内，且此承载件与吸附材料层是构成一杯型的吸附装置。接着，将吸附装置安置于透光管内，再对此透光管真空排气。之后，填充可受电压激发光线的气体材料，再封闭透光管，使透光管与吸附装置紧密接合。
另外，本发明再提供一种冷阴极荧光灯管用的杯型的吸附装置，此吸附装置包括具有开口的承载件及位于此开口内的吸附材料层。
在上述灯管/吸附装置中也可以于承载件的开口的相对侧连接一连接件，此连接件与承载件的连接方式是选自一体成型、融接、焊接、嵌合方式之一。另外，前述连接件也可以经由位于承载件的开口的相对侧上的连接开口连接承载件。连接件的材质是选自镍、钼、铌、钨及其合金、碳奈米管、镍铁合金(kovar)、导电塑料之一，承载件的材质是选自镍、钼、铌、钨及其合金、碳奈米管、镍铁合金、导电塑料之一，其中连接件与承载件的材质可以相似，也可以不同。
在上述灯管中，透光管的形状是长条形、环形、弧形、多边形平板形之一。透光管的材质是玻璃、可透光的塑料材料。
在上述灯管/吸附装置中，吸附材料层的材质是选自锆、钡、钒、钛及其合金之一。此吸附材料层的型式是选自蒸发型、非蒸发型之一，且吸附材料层是用以吸附位于该透光管内的杂质气体/粒子。而且，此吸附材料层与承载件相结合的方式是选自填充、压合、镶嵌、蒸镀方式之一。再者，此吸附材料层的厚度是小于承载件的开口深度，较佳是为承载件的开口深度的1/2。
在上述灯管/吸附装置中也可以包括至少一融接件，此融接件是位于承载件与透光管之间。其中，融接件的材质是为可分别与承载件及透光管相互紧密接合的材质，例如是玻璃珠。
在上述灯管/吸附装置的承载件的开口内也可以形成至少一凹槽，此凹槽的截面形状是圆形、环形、矩形、多边形、多角形、规则形状、不规则形状之一。当凹槽的数目是为2或2以上时，每一凹槽内的吸附材料层的材质是为相同或相异。此凹槽可藉由分隔结构而形成，其中此分隔结构与承载件的连接方式是选自一体成型、嵌合、卡固、焊接、融接方式之一。
综上所述，由于本发明的冷阴极荧光灯管的吸附装置上具有吸附材料层，因此当灯管内残留有杂质气体或粒子时，吸附装置上的吸附材料层可随时吸附杂质气体或粒子，而有效地减少灯管内的杂质气体或粒子的含量，进而大幅提高发光效率及大幅增加灯管的使用寿命。
再者，由于本发明吸附装置上的吸附材料层的功函数远低于承载件的功函数，且吸附材料层与杂质气体或粒子结合后所产生的化合物的功函数也低于承载件的功函数，因此吸附装置本身的操作电压可以大幅降低，进而提高灯管的运作效率。
为进一步说明本发明的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图对本发明进行详细的描述。
图1A至图1C是已有的冷阴极荧光灯管制造工序示意图。
图2是本发明第一较佳实施的冷阴极荧光灯管的局部示意图。
图3A至图3C是本发明的第二较佳实施例的吸附装置的局部示意图。
图4A～图4B是绘示本发明的第三较佳实施例的吸附装置的局部示意图。
具体实施例方式
图2是本发明第一较佳实施的冷阴极荧光灯管200的局部示意图。冷阴极荧光灯管200是由透光管212及吸附装置202所构成，其中吸附装置202是由承载件204、吸附材料层206所构成。此吸附装置202含有例如是吸气剂(getter)。
透光管212是为一封闭结构体，透光管212内填充可受激发而产生光线的气体材料，此气体材料例如是惰性气体、含水银气体/粒子的惰性气体、气体汞或其它可激发出荧光的气体。透光管212的材料是为可以提供透光管212内部光线扩散至外界的材质，此材质例如是玻璃、可透光塑料材料或其它可透光材料。透光管212的形状例如是长条形、环形、弧形、多边形、平板形、任意规则或不规则形状。
承载件204是位于透光管212的端部上，用以承载吸附材料层206并连接外部电源。承载件204是为具有开口214的筒状导电件或杯状导电件，且开口214内的形状例如是筒状、杯状。承载件204的开口214底部的封闭端上可以形成向外延伸的连接件210，以使外界电源可经由连接件210而与承载件204相结合。连接件210可以直接一体成型于承载件204上，也可以利用诸如融接、焊接或嵌合等接合方式接合于承载件204上。承载件204及连接件210的材质例如是镍、钼、铌、钨或其合金、或诸如碳奈米管、镍铁合金、导电塑料等非金属导电材质，其中承载件204与连接件210可以为相似材质，也可以为相异的材质。承载件204的高度是随着透光管212端部的空间而定，较佳是为2公厘至6公厘左右。
吸附材料层206是用以吸附存在于透光管212内的杂质或杂质气体，位于承载件204的开口214内且吸附材料层206的形状可随着开口214的形状而定。吸附材料层206与承载件204相结合的方式例如是填充、压合、镶嵌、蒸镀。吸附材料层206的材质是功函数低于承载件204的材质，例如是锆(Zr)、钡(Ba)、钒(V)、钛(Ti)或其合金或其它具有吸附效果的材质。吸附材料层206的厚度是小于开口214的深度，较佳是为开口214深度的1/2左右。当吸附材料层206的厚度为开口214深度的1/2左右时，可以发挥较佳时吸附效果。
吸附材料层206的型式可为蒸发型、非蒸发型或蒸发/非蒸发混合型。当吸附材料层206为蒸发型时，吸附材料层206会于冷阴极荧光灯管200运作之际，附着于承载件204的内表面上，而形成功函数低且具有高活性的吸附薄膜。此吸附薄膜因为具有低功函数，故易于激发电子，进而有效地降低操作电压。另外，由于此吸附薄膜也具有高活性，故可轻易地与位于透光管212内的杂质气体或粒子相互作用而吸附杂质气体或粒子。
另外，由于吸附材料层206与杂质气体或粒子结合而产生的化合物的功函数低于承载件204的功函数，因此吸附材料层206吸附杂质气体或粒子后，吸附装置202的工作效率不会因而降低。
另外，在吸附装置202上也可以形成融接件208，以藉由融接件208而使吸附装置202与透光管212之间紧密接合。融接件208的材质是为可轻易与吸附装置202与透光管212相结合的材质，例如是玻璃珠。藉由融接件208可分别与吸附装置202及透光管212紧密接合的特性，以有效地避免吸附装置202与透光管212之间因材质的差异而发生的无法密接的问题的发生。
另外，在本较佳实施例中虽以承载件204为杯状结构且吸附材料层206是位于开口214内而为筒状结构为例进行说明，然而并不以此为限，开口214的形状也可以变更为图3至图7所示的形状。
图3A～图3C所示是为本发明的第二较佳实施例的吸附装置的局部示意图。此较佳实施例与第一较佳实施例的差异在于承载件204a的形状变更为W型，此承载件204a具有开口214a、214b，其中开口214a是用以容置吸附材料层206a、206b，开口214b则用以容置连接件210a。连接件210a与开口214b的结合方式例如是嵌合、卡固、焊接。开口214a底部的承载件204a上可以形成如图3B所示的环状沟渠或是如图3C所示的凹槽，前述沟渠或凹槽的深度是小于或等于开口214a的最大深度，沟渠或凹槽的深度较佳是为开口214a深度的1/2左右。开口214a底部沟渠或凹槽的截面形状例如是环状、矩形、多边形、多角形、规则形状或其它不规则形状。吸附材料层206a、206b是置于前述沟渠或凹槽内，且吸附材料层206a、206b的形状是随着沟渠或凹槽的形状而变。另外，当凹槽数为二或二以上时，吸附材料层206a、206b的材质可以相同，也可以不同，材质的选择可视实际的需要而定。
再者，图4A～图4B所示是为本发明的第三较佳实施例的吸附装置的局部示意图。此较佳实施例与第一较佳实施例的差异是在承载件204内加设分隔结构216，以使承载件204的开口214c底部形成多个凹槽。分隔结构216的材质例如是镍、钼、铌、钨或其合金、或诸如碳奈米管、镍铁合金、导电塑料等非金属导电材质，其中分隔结构216与承载件204可以为相同材质，也可以为相异的材质。分隔结构216与承载件204的结合方式例如是一体成型、嵌合、卡固、焊接、融接。分隔结构216分隔高度是小于或等于开口214c的最大深度，较佳是为开口214c深度的1/2左右。分隔结构216所隔出的区域截面形状例如是圆形、环状、矩形、多边形、多角形、规则形状或其它不规则形状。吸附材料层206c、206d是置于前述区域内，且吸附材料层206c、206d的形状是随着区域的形状而变。另外，吸附材料层206c、206d的材质可以相同，也可以不同，材质的选择可视实际的需要而定。
再者，以图2所示的较佳实施例为例说明本发明的冷阴极荧光灯管200的制造流程。首先，将吸附材料层206安置于承载件204内，以得到杯型的吸附装置202，再将吸附装置202安置于透光管212内。之后，进行真空排气并填充惰性气体及可激发出荧光的气体或粒子(如水银气体或粒子)填充至透光管212的发光区域中，再封闭透光管212，使透光管212的密封部紧密结合于吸附装置的承载件204或连接件206上，而完成冷阴极荧光灯管200的制备。
综上所述，由于本发明的冷阴极荧光灯管的吸附装置上具有吸附材料层，因此当灯管内残留有杂质气体或粒子时，吸附装置上的吸附材料层可随时吸附杂质气体或粒子，而有效地减少灯管内的杂质气体或粒子的含量，进而大幅提高发光效率及大幅增加灯管的使用寿命。
再者，由于本发明吸附装置上的吸附材料层的功函数远低于承载件的功函数，且吸附材料层与杂质气体或粒子结合后所产生的化合物的功函数也低于承载件的功函数，因此吸附装置本身的操作电压可以大幅降低，进而提高灯管的运作效率。
虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化和修改，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本发明权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种冷阴极荧光灯管，包括一透光管，该透光管内填充有一气体材料，该气体材料包括可受电压激发光线的材料；以及至少一杯型的吸附装置，位于该透光管的端部上，该吸附装置包括，一承载件，具有至少一第一开口，以及至少一吸附材料层，位于该第一开口内，且该吸附材料层未填满该第一开口。
2.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯管，其特征在于还包括至少一连接件，连接于该承载件的该第一开口的相对侧。
3.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯管，其特征在于该透光管的形状是长条形、环形、弧形、多边形平板形之一，且该透光管的材质是玻璃、可透光的塑料材料之一。
4.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯管，其特征在于该吸附材料层的材质是锆、钡、钒、钛及其合金之一，且该吸附材料层的型式是蒸发型、非蒸发型之一。
5.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯管，其特征在于还包括至少一融接件，位于该承载件与该透光管之间，且该融接件的材质是为可分别与该承载件及该透光管相互紧密接合的材质。
6.如权利要求1所述的冷阴极荧光灯管，其特征在于还包括至少一凹槽，位于该第一开口底部的该承载件上，且该凹槽的数目是为2或2以上时，每一凹槽内的吸附材料层的材质是为相同或相异。。
7.如权利要求6所述的冷阴极荧光灯管，其特征在于该凹槽的截面形状是圆形、环形、矩形、多边形、多角形、规则形状、不规则形状之一。
8.一种冷阴极荧光灯管的制造方法，包括安置至少一吸附材料层于一承载件的一开口内，该承载件与该吸附材料层是构成一杯型的吸附装置；安置该吸附装置于一透光管内；对该透光管真空排气；填充一气体材料，该气体材料包括可受电压激发光线的材料；以及封闭该透光管，使该透光管与该吸附装置紧密接合。
9.一种杯状的吸附装置，包括一承载件，具有至少一第一开口；以及至少一吸附材料层，位于该第一开口内，且该吸附材料层未填满该第一开口。
10.如权利要求9所述的吸附装置，其特征在于该吸附材料层的材质是锆、钡、钒、钛及其合金之一，且该吸附材料层的型式是蒸发型、非蒸发型之一。
全文摘要
一种冷阴极荧光灯管，此灯管是由透光管与至少一杯型的吸附装置所构成。其中，透光管内填充有可受电压激发光线的气体材料。吸附装置是位于透光管的端部上，此吸附装置包括具有开口的承载件及位于此开口内的吸附材料层。
文档编号H01J61/26GK1641828SQ20041000275
公开日2005年7月20日 申请日期2004年1月17日 优先权日2004年1月17日
发明者简瑞峰, 叶仁杰, 蔡光隆, 林世贤 申请人:台达电子工业股份有限公司