专利名称：冷阴极放电装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷阴极放电装置，更具体地讲是涉及即使在低亮度范围也能稳定地进行亮度等级控制的冷阴极放电装置。
本发明的背景在采用冷阴极放电管进行亮度等级控制时，为保持低亮度水平，控制电压应设定于接近放电启始电压的水平。因此，放电变得不稳定，并产生闪烁现象。为避免产生这种现象，通常用作电源的变换器(inverter)的输出电压设定为远高于放电启始电压的水平，或者围绕管灯等设置一个加热器。
作为解决上述问题的方法，为得到高电压而采用DC(直流)斩波方法，但是，考虑到要保持高电压，则需要一个合适的变压器。由于这种方法实际应用有许多缺点，基于这种方法的装置很少得以实用。这种方法的另一个缺点是成本高。另外，难以在窄的等级范围内进行等级控制。由于用于确定采用冷阴极放电管作为形成象素的装置的图象显示设备的图象质量的对比度系数不能增大，图象质量会显著降低。
本发明的原理本发明的目的是要提供一种冷阴极放电装置，即使在低亮度范围，该装置也能进行稳定的亮度等级控制，而不产生闪烁现象，因此解决了上述问题。
图1显示出本发明的原理。在这个图中，冷阴极放电装置1包括一个冷阴极放电管2。在冷阴极放电管2的两端设有电极3。在管内填充有气体，例如氖气、氩气、氙气、钠等。
辅助电极4与冷阴极放电管2的外侧在电极3附近接触，或在电极3附近紧靠冷阴极放电管2的外侧。每一辅助电极4均电连接至位于冷阴极放电管2的相对端的电极3(不是靠近的电极而是远离的电极)。此外，电压从电源5施加至电极3。辅助电极4的任意一个均可以省去。
在按上述方式构成的冷阴极放电装置1中，当靠近电极3的电子被引向辅助电极4时，二次电子便会发射。接着，电源的极性反转(倒相)，电子(包括二次电子)被加速，由此引生放电。
附图的简要说明图1示出根据本发明的冷阴极放电装置的原理；图2A为根据本发明的一个实施例的冷阴极放电装置的侧视图；图2B为根据本发明的实施例的冷阴极放电装置的安装板的顶视图；图3为根据本发明的另一实施例的冷阴极放电装置的侧视图；图4为根据本发明的另一实施例的冷阴极放电装置的侧视图5A为根据本发明的另一实施例的冷阴极放电装置的剖视图；图5B为在箭头A方向上看到的冷阴极放电装置的示意图；图6A为根据本发明的另一实施例的冷阴极放电装置的剖视图；图6B为辅助电极的一个例子的简化示意图；图7A为图6A所示的冷阴极放电装置中的辅助电极的另一例子的剖视图；图7B为辅助电极的另一例子的简化示意图；图8为图6A所示的冷阴极放电装置中的辅助电极的另一例子的剖视图；图9A为图6A所示的冷阴极放电装置中的辅助电极的另一例子的剖视图；图9B为辅助电极的另一例子的简化示意图；图10A为图6A所示的冷阴极放电装置中的辅助电极的另一例子的剖视图；图10B为辅助电极的另一例子的简化示意图；图11A为图6A所示的冷阴极放电装置中的辅助电极的另一例子的剖视图；图11B为图6A所示的冷阴极放电装置中的辅助电极的剖视图；图11C为图6A所示的冷阴极放电装置中的辅助电极的另一例子的剖视本发明的最佳实施方式图2A为根据本发明的一个实施例的冷阴极放电装置的侧视图。在这个图中，冷阴极放电装置10包括冷阴极放电管2和安装板11。在安装板11上，形成有导电图形12a和12b。导电图形12a和12b分别连接至冷阴极放电管2的电极。图2B为安装板11的顶视图。导电图形12a沿冷阴极放电管2的外侧延伸。导电图形12a的端部(形状)是尺寸放大的。这个端部(形状)靠近未连接至导电图形12a的电极设置。
因此，导电图形12a的端部(形状)用作如图1中所示的冷阴极放电装置1的辅助电极。即使施加低电平电压，也不会引起闪烁现象，放电可以稳定地维持。
图3为根据本发明的另一实施例的冷阴极放电装置的侧视图。此图中所示的冷阴极放电装置20包括冷阴极放电管2、安装板21和围绕冷阴极放电管2的环形辅助电极23。在安装板21上，形成有导电图形22a和22b。导电图形22a连接至冷阴极放电管2的电极之一上，导电图形22b连接至冷阴极放电管2的另一电极上。导电图形22a的端部连接至辅助电极23。辅助电极23是一个金属板，例如铜板等。为将辅助电极23安装至冷阴极放电管2上，建议在其间设置一个衬垫，诸如橡胶、毛毡、聚氯乙烯带等。
图4是根据本发明的另一实施例的冷阴极放电装置的侧视图。在此图中所示的冷阴极放电装置30包括冷阴极放电管31和环形辅助电极32，环形辅助电极32围绕冷阴极放电管31的一端。冷阴极放电管31形成为不对称的U形，管的一侧比另一侧长。在管的较长侧的端部安装辅助电极32，安装方式与图3中所示的冷阴极放电装置中的安装方式相似。辅助电极32通过引线连接至设置在管的较短侧的端部的电极。
图5A为根据本发明的另一实施例的冷阴极放电装置的剖视图。图5B为在图5A中的箭头A所示方向上看到的结构示意图。在这些图中，冷阴极放电装置40包括冷阴极放电管41和辅助电极42，辅助电极42还用作反射器。上述冷阴极放电管41形成为U形，管的两侧布置成相同长度。辅助电极42形成为锥筒形，并且由诸如铝、铜、黄铜、钢等的金属材料制成。在辅助电极42的开口端插入有一个由塑料等制成的绝缘板43。在辅助电极42的另一端设置有一个支撑固定部件44，此部件是用耐热硬质橡胶、氟树脂、酚醛树脂或其它塑料材料制成。支撑固定部件44的形状可以是大致呈方形，但也可以是圆形。在支撑固定部件44中设有供冷阴极放电管41的端部插入的孔。每一辅助电极42连接至距离相应的辅助电极42最远的管41之端部处的一个电极。
图6A为根据本发明的另一实施例的冷阴极放电装置的剖视图。图6B为辅助电极的一个例子的示意图。在图6A中，冷阴极放电装置50包括一个基体53，冷阴极放电管51装入此基体中。基体53由例如白色合成树脂(电性绝缘材料)制成，以便有效地反射放电管发射的光，基体53的端部形成开口54，用于让光线射出基体53。开口54由诸如透明塑料、玻璃等透明材料封盖，以防止灰尘等进入。这个用于封盖的透明材料在附图中未示出。基体53的顶侧和底侧从开口54起逐渐变细(倾斜)。在逐渐变细形成的窄端，设有一个固定部件55，用于固定冷阴极放电管51。有时还可在靠近开口54的位置处设置一个附加的固定部件，以固定冷阴极放电管51的另一端。
由于冷阴极放电管51按上述方式构成，冷阴极放电管51的一端面向开口54，另一端由固定部件55固定。冷阴极放电管51的大部分沿由例如白色合成树脂制成的基体53的上板设置。固定部件55由诸如橡胶、软塑料、软木等弹性材料制成，在固定部件55中设有一个孔，冷阴极放电管51插入此孔中。
在这种冷阴极放电装置中，冷阴极放电管51的直径约为4mm，管的长度约为75mm。对于实际应用来说，冷阴极放电管51按三个部分构成，这些部分由上述的白色合成树脂板分隔。在这种结构中，安装有分别发射红光、绿光和蓝光的(三个)冷阴极放电管。通过控制这三个冷阴极放电管的发射，可产生多种颜色，因此，冷阴极放电装置50可用作大型彩色显示设备的象素产生装置。
在冷阴极放电管51的外侧，靠近固定部件55或在其中设置有辅助电极52，辅助电极52的功能与图3中所示的辅助电极23或图4中所示的辅助电极32相同。在图6A和图6B中，一条导电带围绕管的外侧缠绕，从而固定至冷阴极放电管51上，此导电带为例如带有粘结剂的铜板或不带粘结剂的铜板。从靠近光开口54的管之端部延伸的引线56沿管的外侧延伸，并通过与导电带接触或焊接至导电带，而电连接至作为辅助电极52的导电带。引线56还与从位于支撑固定部件55中的管另一端延伸的引线57一起延伸，并连接至在附图中未示出的控制装置的电路。导电带还固定至固定部件55。如果引线56采用具有绝缘涂层的导线，与辅助电极52接触的绝缘涂层部分要清除掉，如图6B所示。引线56和57分别连接至设置于冷阴极放电管51中的电极之一上。
图7A为图6A所示的冷阴极放电装置50中的辅助电极52的另一例子的剖视图。图7B为辅助电极52的示意图。
在这个实施例中，由例如铜、铝、黄铜等制成的金属环用作辅助电极52。即，此金属环围绕冷阴极放电管51的外侧设置，从而形成辅助电极52。从靠近光开口54的管之端部延伸的引线56沿管的外侧延伸，并插入金属环中，如图7B所示，从而与金属环电连接。引线56还与从固定在固定部件55中的管之端部延伸的引线57一起伸出，而连接至附图中未示出的控制装置的电路。如果引线56采用具有绝缘涂层的导线，与辅助电极52接触的部分的绝缘涂层要清除掉。
图8为图6A所示的冷阴极放电装置50中的辅助电极52的另一个例子的剖视图。
在此实施例中，由于支撑固定部件55本身是特别为用作辅助电极52构成的，因此，此支撑固定部件由诸如导电橡胶、导电软塑料等弹性导电材料制成。从靠近光开口54的管之端部延伸的引线56沿管的外侧延伸，并电连接至由弹性导电材料制成的用作辅助电极52的支撑固定部件55。引线56还与从固定在固定部件55中的管之端部延伸的引线57一起伸出，而连接至附图中未示出的控制装置的电路。如果引线56采用具有绝缘涂层的导线，与由弹性导电材料制成的辅助电极52接触的绝缘涂层部分要清除掉。
图9A为图6A所示的冷阴极放电装置50中包括的辅助电极52的另一例子的剖视图。图9B为辅助电极的另一例子的简化示意图。在这个实施例中，辅助电极52是由螺旋导体形成的。螺旋导体围绕冷阴极放电管51的外侧缠绕几圈。带有围绕其缠绕的螺旋导体的冷阴极放电管由弹性管58包覆，弹性管58由橡胶、软塑料、或塑料膜制成，以便在将带有用作辅助电极52的螺旋导体的冷阴极放电管插入固定部件55的孔中时(见图9B)，防止螺旋导体松弛。从靠近光开口54的管之端部延伸的引线56进一步沿管的外侧延伸，并被用于形成用作辅助电极52的螺旋导体，还与从固定在固定部件55中的管之端部延伸的引线57一起连接至附图中未示出的控制装置的电路。如果引线56采用具有绝缘涂层的导线，用作辅助电极52的部分的绝缘涂层或与辅助电极52接触的部分的绝缘涂层要清除掉。(图9B)。
图10A为图6A所示的冷阴极放电装置50中的辅助电极52的另一例子的剖视图。图10B为辅助电极的另一例子的简化示意图。
在这个实施例中，辅助电极52由金属夹59形成，金属夹59由例如软金属制成，比如磷青铜，或者由诸如钢、铜、铝、黄铜等金属制成。(图10A和10B)。
用作辅助电极52的金属夹59安装至管的外侧靠近固定于冷阴极放电装置50的固定部件55中的管之端部。金属夹型的辅助电极52可以容易地安装和拆卸。因此冷阴极放电管51可以容易地更换，而不会产生问题。
从靠近光开口54的管之端部延伸的引线56沿管的外侧延伸，并与用作辅助电极52的金属夹的内侧接触。引线56还与从固定在固定部件55中的管之端部延伸的引线57一起进一步延伸，并连接至附图中未示出的控制装置的电路。如果引线56采用具有绝缘涂层的导线，与用作辅助电极52的金属夹59接触的的部分的绝缘涂层要清除掉(图10B)。
图11A、11B和11C为冷阴极放电装置50中的辅助电极52的其它例子的简化剖视图。
在图11A所示的实施例中，辅助电极52是通过在固定部件55的孔内侧形成导电带筒60而形成的。
在图11B所示的实施例中，辅助电极52是通过将一个金属环61置于固定部件55的孔内侧形成的。
在图11C所示的实施例中，辅助电极52是通过将一个螺旋导体62插入固定部件55的孔中形成的。
在图11A、11B和11C所示的实施例中，当冷阴极放电管51(图11A)插入固定部件55的孔中并固定时，引线56的接触部分63(图11A)电连接至辅助电极52(诸如导电带60、金属环61和螺旋导体62)。
工业应用正如上面所详细描述的，根据本发明，冷阴极放电管中的放电可以稳定地维持，而不会产生闪烁现象，甚至在低亮度范围也是如此，因此可以在足够大的等级范围内实现亮度等级控制。此外，当被安装在形成有导电图形的安装板上时，市场上销售的冷阴极放电管可以不加改动地直接使用，因为辅助电极本身是独立地设置在管上的，其构造适于安装至安装板上或从安装板上拆下。对于每一侧的长度不同的非对称U形冷阴极放电管，电极和辅助电极之间的电连接可在短距离内形成。对于带有还作为反射器的辅助电极的冷阴极放电管，则可以获得能够聚集光线的低成本高效冷阴极放电装置。
采用装在基体中的冷阴极放电管，可以获得这样一种冷阴极放电装置，即使控制电压降至放电启始电压的水平，该冷阴极放电装置也能稳定地维持冷阴极放电管的放电，其结构并不复杂或昂贵且很紧凑。
权利要求
1.一种冷阴极放电装置，包括一个冷阴极放电管，它具有一对电极，其中一个辅助电极靠近所述的一对电极中的第一个电极设置，并位于所述冷阴极放电管外侧，而且电连接至所述的一对电极中的第二个电极。
2.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极，其中多个辅助电极分别靠近所述的一对电极设置，并位于所述的冷阴极放电管外侧，而且分别电连接至所述的一对电极中的与其相距最远的一个电极。
3.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极；和安装板，它用于安装所述冷阴极放电管，其上形成有一个导电图形，导电图形连接至所述的一对电极中的第一个电极并沿所述安装板延伸，导电图形的端部靠近所述的一对电极中的第二个电极设置。
4.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极；和所述安装板，它用于安装所述冷阴极放电管，其上形成有所述导电图形，导电图形连接至所述的一对电极中的第一个电极并沿所述安装板延伸，导电图形的端部靠近所述的一对电极中的第二个电极设置，其中所述辅助电极靠近所述的一对电极中的第一个电极设置，并且电连接至第二个电极。
5.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极，通过使所述冷阴极放电管的每一侧的长度不同，所述冷阴极放电管形成为非对称U形，其中所述的辅助电极在所述的冷阴极放电管的较长侧的一端处设置，并且电连接至位于所述冷阴极放电管的另一端处的电极。
6.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极；和一对辅助电极，它们还用作反射器；其中所述冷阴极放电管形成为不对称的U形；所述的一对辅助电极呈锥筒形，并由金属制成；一个绝缘体置于所述的一对辅助电极之间；一个支撑固定部件设置在所述的一对辅助电极的窄口端；所述冷阴极放电管插入所述支撑固定部件中；并且所述的一对辅助电极分别连接至所述的一对电极中距其最远的一个电极。
7.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极；一个基体，它用于容纳所述冷阴极放电管；一个固定部件，它安装至所述基体上，用于固定所述冷阴极放电管的一端的一部分，所述固定部件是由弹性材料制成的，其中一个导电带围绕由所述固定部件固定的所述冷阴极放电管的外侧缠绕而形成所述辅助电极，并且电连接至所述的一对电极中距所述辅助电极最远的一个电极。
8.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极；所述基体，它用于容纳所述冷阴极放电管；和所述固定部件，它安装至所述基体上，用于固定所述的冷阴极放电管的一端，所述固定部件由弹性材料制成，其中一个金属环围绕由所述固定部件固定的所述冷阴极放电管放置而形成所述辅助电极，并且电连接至所述的一对电极中距所述辅助电极最远的一个电极。
9.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极；所述基体，它用于容纳所述冷阴极放电管；和所述固定部件，它安装至所述基体上，用于固定所述的冷阴极放电管的一端，所述固定部件由弹性材料制成，其中所述固定部件是由弹性导电材料制成的，以形成所述辅助电极并同时作为所述固定部件，它电连接至所述的一对电极中距所述辅助电极最远的一个电极。
10.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极；所述基体，它用于容纳所述冷阴极放电管；和所述固定部件，它安装至所述基体上，用于固定所述的冷阴极放电管的一端，所述固定部件由弹性材料制成，其中一个螺旋导体围绕由所述固定部件固定的所述冷阴极放电管的外侧而形成所述辅助电极，并且电连接至所述的一对电极中距所述辅助电极最远的一个电极。
11.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极；所述基体，它用于容纳所述冷阴极放电管；和所述固定部件，它安装至所述基体上，用于固定所述的冷阴极放电管的一端，所述固定部件由弹性材料制成，其中一个金属夹围绕所述冷阴极放电管的从所述固定部件伸至所述基体之外的部分的外侧固定而形成所述辅助电极，并且电连接至所述的一对电极中距所述辅助电极最远的一个电极。
12.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极；所述基体，它用于容纳所述冷阴极放电管；和所述固定部件，它安装至所述基体上，用于固定所述的冷阴极放电管的一端，所述固定部件由弹性材料制成，其中一个导电带呈筒状形成在所述固定部件中形成的供所述冷阴极放电管插入的孔的内侧，而形成所述辅助电极，并且电连接至所述的一对电极中距所述辅助电极最远的一个电极。
13.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极；所述基体，它用于容纳所述冷阴极放电管；和所述固定部件，它安装至所述基体上，用于固定所述的冷阴极放电管的一端，所述固定部件由弹性材料制成，其中所述金属环设置在供所述冷阴极放电管插入的孔的内侧而形成所述辅助电极，并且电连接至所述的一对电极中距所述辅助电极最远的一个电极。
14.冷阴极放电装置，包括所述冷阴极放电管，它具有所述的一对电极；所述基体，它用于容纳所述冷阴极放电管；和所述固定部件，它安装至所述基体上，用于固定所述的冷阴极放电管的一端，所述固定部件由弹性材料制成，其中所述螺旋导体设置在供所述冷阴极放电管插入的孔的内侧而形成所述辅助电极，并且电连接至所述的一对电极中距所述辅助电极最远的一个电极。
全文摘要
一种即使在低亮度范围也能进行稳定的亮度等级控制而不产生闪烁现象冷阴极放电装置。该放电装置包括一个具有一对电极的冷阴极放电管和一个靠近此对电极之一的辅助电极。辅助电极连接至另一电极。
文档编号H05B41/22GK1136384SQ95190960
公开日1996年11月20日 申请日期1995年9月29日 优先权日1994年9月29日
发明者鹿毛永治, 伊藤刚, 田口俊介, 奈良俊则 申请人:富士通机电株式会社