TWI342580B - Fluorescent lamp having ceramic-glass composite electrode - Google Patents

Description

1342580 ~^Π2ΓΤΰ-—| 年月曰修正替換頁 _ 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種含有一陶瓷玻璃合成物以作為— > 電極的螢光燈。尤其是，本發明是有關於一種螢光燈，此 者能夠將當在電漿裡的離子、汞離子或真空放電管内之電 子碰撞時所出現的次級電子發射最大化，從而可比起傳統 螢光燈而展現出較高的亮度。 【先前技術】 即如一傳統薄膜電晶體液晶顯示器（TFT-LCD )背光 之範例，7中繪示一冷陰極榮光燈1〇〇。在該螢光燈ι〇〇 裡，一玻璃管120含有一對經插入於其内的杯狀金屬電極 110,並且利用個別的導入接線130在其兩個末端處加以熔 嵌，而該等接線具有與該玻璃管者相同的熱膨脹係數。當 製造該光燈時，即使該光燈被排竭至—真空水準，其内仍 會出現因宇宙射限而自然出現的主要電子。在該光燈製造 程序裡，在淨空之後，會按一 5〇 t〇rr以上之壓力對該光燈 填充以氖氬（Ne-Ar)氣體150。當將具高電壓之交流電施 加於該光燈的兩者末端時’ #主要電子會被電場所加速， 從而將該氣體15〇離子化。當此一離子化繼續進行時，就 會構成火花電漿，而其中陽離子160及負性電+ 15〇共同 存在。所構成之陽離子及電子碰撞於兩者金屬電極u〇，並 因此中性化。纟此情況下’會因碰撞而自該等金屬電極產 生次級電子’從而能夠連續放電。如此’產生次級電子在 實現連續光發射方面被視為是重要因素。若有助於次級電 丄 19, 12 ΓΟ 年月·日修;1替換頁 子發射，則即可維持高亮度。 二當在電衆内的電子碰撞於中性的汞原+ ΠΟ時，可將 :原子170激發。當該經激發采…7。回返至接地狀態 1,，可發射出仍光⑽。所發射之⑽光⑽會入射至-經塗佈於忒光燈管之 I運坌上的磷質190上，並因此轉 '成可見光181據此’電子14〇或陽離子⑽撞擊於金屬 電木而在電極處產生賤射。經由*射而散射之金屬電極 元件會被接附於痕質，如此構成一複合物。當此複合物被 沉積在電極附近時就會出現暗化現象，而這會造成壽命縮 短情況。壽命縮短對於冷陰極f光燈而言是-項重大問題。 為克服此—問題，既已提 <昌！）_種根據經填載至該光 燈内之氖氬氣It 15G的激發及離子化，利用彭寧效應以降 低放電初始電壓的方法，如此可減少撞擊該等金屬電極ιι〇 之電子140或陽離子16〇的脈衝，藉以消弱賤射的產生； 以及2)—種II由將氣體壓力降至近可能地低微，以減少放 電初始電壓的方法。 然而，在1)及2)的情況下，當放電初始電壓低微時， 撞擊於金屬電極110之陽離子16〇或電子Μ〇的動能會減 少’而不樂見地降低次級電子自該金屬電極1 1 〇的發射， 導致亮度減弱。 為克服此項問題，既已提議3) 一種選擇性地利用一具 有一如用於忒金屬電極1 1 〇材料者之低工作功能的材料之 方法’如此以有助於自該金屬電極丨丨0供應電子，然而， 在3)的清况下製造成本會提南’這是因為該金屬電極 7 U42580 .， ~^rt2rtd--— . 年月曰疹正替換頁 •:價格昂貴。此外，問題會在於必須使用昂貴的硼矽玻璃， 藉此凋整忒玻璃官1 20及該導輸入接線】3〇的熱膨脹係 數。、而該冷陰極螢光燈1〇〇 ^有低度的管電阻，因此其電 阻成分會為主導性地高大，從而一個電壓器負責僅驅動— 個光燈，無可避免地造成總製造成本的增加。此外，由於 官直徑增大，亮度大幅地減低，因此該光燈必須具有機械 口丨生最後上述光燈並不易於運用於需要具大型直徑 之光燈（管直徑：4_以上）以作為—背光的大尺寸丁v。 為部分地解決該項問題，既已開發出一外部電極螢光 上官之兩者末端的外部表面被鍵置以一導 體：或被帶入近密接觸於一金屬覆帽，如此利用玻璃的電 谷成分以供進行平行驅動，這可如第8圖所示者。 ^ 在第8圖的外部電極營紐2G0 #，峨質係經塗佈於 ―玻，管2Η)的内部表面上，而其兩者末端則經嵌封。該 玻璃s 210之内部空間被填人以一含有像是氬㈤或氮㈣ ::性氣體，以及汞(Hg)氣體，之帶電氣體混合物。此外， ”有各式形狀其一而經鍍置以一含銀質或碳質之導體層 的外。I5電極k經供置於該玻璃管2 ^ q t兩者末端各者 處，並予設配一金屬覆帽220。 〃 ΐ於4外σρ電極營光燈2GQ，當將高電壓交流電⑽) 於忒導眩層22 1時，接觸於外部電極220的玻璃管2 1 0 兩者t端即：演-介電材料的角色，導致產生-強烈的感 〜電# t 4細地&’當經施加於該外部電極上之電壓的 •為（）日”電子累積於該經錢置以該導體層的玻璃管之 1342580 正替換頁 Πξττ~ ^ n曰修 二=二=性為㈠時，即累積^^用該 璃管之相對<、’、5性轉換所累積的邊壁電荷會在該玻 =n=:r，當邊壁電荷撞擊到連同於 =玻璃==程中所產…^可激發經塗佈 内。卩邊壁上的磷質，藉此令其發射可見光。 此外’如此所㈣出的UV光可激發經塗佈於該玻璃管 0之内邛邊壁上的磷質。從而，當從該玻璃管210之内部 空間發射出光線時，就會在外部㈣出光線。 在傳統的外部電極營光燈210裡，由於該玻璃管21〇 之兩者末立而處的區域’此等是作為介電材料並經錢置以該 導體層22卜會被放大，因此會增加邊壁電荷的規模，從而 可某-程度地提高光燈的亮度。不過，在縱方向上延伸該 導體層⑵的能力確會有所限制。在其中該導體層如於: 縱方向上延伸的情況下，外部㈣出光線的區域會減少， 從而不樂見地減低發射效率。 【發明内容】 技術問題 從而，既已開發本發明以解決上述出現在相關技藝中 的多項M S，亚且本發明之一目&即在於提供一種具有陶 瓷玻璃合成電極之螢光燈，此陶瓷破璃具有高介電常數、 高次級電子發射並且在相同電場下具有高極性，並因此可 供移動运运更多電子及陽離子而獲致高亮度。 本發明之另一目的在於提供一種具有陶瓷玻璃合成電 9 1^42580 W12 10 日·修正替換頁 極之榮光燈’其介電常數具有較優的溫度穩定性，並因此 甚至疋回應於外部環境的變化亦無亮度變異性。 本發明之一進一步目的在於提供一種具有陶瓷玻璃合 f電極之螢光燈’而在該陶瓷玻螭合成物中具有一玻璃添 曰劑之複合物’以簡易地調整該熱膨脹係數，肖此防止因 熱膨脹係數上之差異所產生的失效問題。 本發明之又一進一步目的在於提供一種具有固定電容 值的陶瓷玻璃合成電極，I中寸Φ h j Μ ^ ^ π 包让兵Τ 6玄電極係按一中空圓柱形狀 所構成，此者具有一击赂民4 / h局°卩，糟以限制經插入該螢光燈 内之電極的長度。 為達到上述目的，本發明趄 ^ θ ^ 電極之昝# “月援供-種具有陶曼玻璃合成 螢先燈，而泫者具有下列組態。 s亥具有陶資^玻璃人土、β _ 者呈右… 電極之螢光燈包含-玻璃管，此 者/、有一經塗佈於其内部表 名贴” J〜牛貝’亚經填入以一栋 虱體及金屬蒸氣的混合物， 隋性 中空® ^ 且八兩者末端係經嵌封；以及 柱形電極，該等係經供置於 及 處，宜中兮望士 + ^ 璃㈢的兩者末妓 -中㈣中空圓柱形電極 禾、 端局部間具有—步階β Ί央^與其—束 構成。 由陶究玻璃合成物所 在本發明裡，可括T + 1、 即使得其中央局部的内部幻c電極之步階局部， 該中央局部較厚。卿局部者’〜 此者係經構成於其外部表面上：，極可具有-導體層，

、’且可利用一嵌封破埤I 10 班 1ΓΤΤ)--年月曰修正替换頁 劑以將其末端局部連接於該玻璃管。 本發明之電極通常可藉由令該陶完玻璃合 射出模造或沖壓虚ί¥@ 禾人於 飞t[處理所構成。對於該電極材料的要求如下。 由氧化鎂·氡仆艇 -e; ,, A, •弓—軋化鈦（MgO-Ca〇_Ti〇2)或是 化辦·氧化錤-氧化錄-二氧化鈦-二疋乳 (CaO-Mg〇-Sr〇-Ti〇2_ZrCM 、 虱化锆 〇2)所組成的陶瓷合成物應呈有 一 -30°C或更低的相態轉轡，、θ * m ，丄 八 的 文/凰度，並因此在當連接於該玻璃 管時不應破裂，此破裂係替认μ ni/ f糸#因於熱膨脹係數的劇烈變化， 而該劇烈變化則是由於該結晶結構在溫度·〜鮮c處， 在此溫度下會燃燒該嵌封玻璃膏劑，之變化所獲致。此外， 當該螢光燈運用在低溫領域時，該光燈的㈣玻璃合成電 極及玻璃管不應因相態轉變現象而破裂。㈣，該合成物 在-30。(：’此係-使用上的最低溫度，或以上時應按一單晶 結構出現。亚且’為提高離子與電子的帶電放電量，該合 成物應具有-大於該玻璃者(具有一 1〇〜15的介電常數)的 介電常數。此外’言_合成物在一電場裡應具有較大極 性，甚至是位在相同的介電常數處。 經如此選擇之陶瓷材料可增入於玻璃熔料，藉以降低 與該玻璃管在熱膨脹係數上的差異，並且將在該陶:是材料 之顆粒邊界處的濺射產生最小化。 而因滿足上述要求之電極材料，故於本發明裡可運用 -種含有CaO-MgO-SrO-Zr〇2_Ti〇2陶究合成物及玻璃溶料 的合成物。此玻璃熔料最好是按一根據該陶瓷合成物總量 值之0,3〜1 0 wt%的量值所増入。 1342580 »

該CaO-MgO-SrO-Zr〇2-Ti〇2陶瓷合成物可由一含有在 0<CaO<l m〇l 範圍内之 CaO、〇<MgO<l mol 範圍内之 Mg〇、 〇<SrO<l m〇l 範圍内之 SrO' 0<ZrO2<l m〇l 範圍内之 Zr〇2、 0<Ti〇2<i m〇i範圍内之Ti〇2所組成的基本組成成分，其中 CaO + MgO+SrO : Zr02+Ti02具有一 1 ··丨的分子比，並可進 一步含有，依據其總量值，3 wt%或以下自含有如後項目之 群組所選出的一或更多者’即氧化錳（Mn〇 )、氧化紹 (Al2〇3)、氧化絡（Cr203 )及氧化鐵（Fe2〇3)。 該合成物的MgO-SrO成分可被替換為在離子半徑上具 有一 1 5%或以下之差值的氧化物。 有利效果 根據本發明，該具有陶瓷玻璃合成電極之螢光燈相較 於傳統外部電極光燈具備下列優點。 又 百先，本發明之螢光燈具有一遠高於介電常數約為1〇 之玻璃的介電常數’並且具有高次級電子發射。此外，其 在相同電場下的極化性為玻璃的至少兩倍。如&，在相同 電極面積及相同介電面積的條件了，在該玻璃管内可移動 更多的電子及離子，藉此大幅地增加光燈的亮度。 專—在-3〇c及以上之溫度處具有優越的介電常數溫 又，疋性。如此，當驅動該光燈時’ g度可維持均勻，即 吏：/皿度因扣擊到電極之離子與電子的脈衝而增加亦然。 、—p T疋回應於外部環境的變化亦無亮度變異性。 第一可藉由改變在該陶瓷玻璃合成物内之玻璃添加 勺、’且成成刀以簡易地調整該熱膨脹係數。因此，當利用 12 . ^ 12. Ι Ό 年月曰铉HL替換頁 —破璃嵌封材料，绣 Ψ Λ , k，“、處理以嵌封該光燈玻璃管及該陶 文破項合成電極材料時， g ^ 即此防止因其間之熱膨脹係數差 、斤^5·成的失效，這可依 的光燈製造作業。^燈官之類型以以提供穩定 第四’當製造該光燈時’該陶究玻璃合成電極係經構 、：、有中工圓枉形狀’此者具有-步階局部以限制其 :入違螢光燈之内的長度，藉以均句地控制帶電-放電量。 :匕可“種具有固定電容值之陶瓷玻璃合成電極。 【實施方式】 後文中將併同於圖式以供詳細說明本發明。 、♦第1A及1 B圖係截面視圖，其中說明一根據本發明之 光^ 400的結構。第i A圖說明該光燈彻此係在經嵌封 乂甘入封組# 420之月;】，而g ! B說明該光燈，此係在經 嵌封以嵌封組件420之後。即如在第丨八及ib圖中所說明， X光k 400包έ 一光燈本體4】〇、嵌封組件及電極43〇。 本發明之光燈包含該光燈本體41〇，此者具有一内部空 間以填入氣體，肷封組件42〇，此者係經設置於該光燈本體 的兩者末端處，以供在完成氣體充入之後嵌封該光燈的末 端；以及多個相對陶瓷玻璃合成電極43〇，該等分別地具有 側連接於泫光燈本體4 1 0 ’而另一側則是連接於該嵌封組 件 420。 s亥光燈本體4 1 〇的形狀可為管形、υ形或一長方形。在 第1 Α及1 Β圖裡，該示範性光燈本體4丨〇具有一管形。該 光燈本體4 1 0可為由硼矽質、無鉛玻璃或石英玻璃所構成。 13 1342580 99!Ί2. i 0- 年ή日修正替換頁 該等丧封組件420係經設置於該光燈本體410的兩者 末端處，可用以在將氣體載入該光燈内之後嵌封該光燈41〇 的末鳊。第1 Α圖說明在以嵌封組件42〇加以嵌封之前的光 燈400而圖則說明在以嵌封組件420加以嵌封之後的 光燈400。 即如第3A及3B圖所示，該電極43〇的結構係為使得 T電極之一側連接於該光燈本體41〇，並且其另一側連接該 瓜封’’且件420。该電極43〇具有一中空圓柱形狀，此者具有 步I5白局部43卜因而能夠可將該者連接於該光燈本體及該 嵌封組件。在本發明裡’該光燈本體410具有-3 mm的外 部直以及一 2.2 _的内部直徑。此外，該電極具有 一 3.1 mm的外部直經及2 2贿的内部直徑。從而，可按 :預設長度將該電極簡易地連接於該光燈川，並且該玻璃 官之附者長度可維持為均勾。因&，當製造光燈時，即可 防止光燈效能依據電容值而出現變化。 該電極430最好是右 。 ^ 具有—20且以上的介電常數。對於 =電極430的材料，碟質陶究玻璃合成物會特別適用，此 者的介電常數具有較優的溫度穩定性，或者是一在鐵或 =處並無相態轉變點的陶究玻璃合成物。此外，可將銀 究破璃合成物，透表面。該電極係利用陶 程所構成。射出模缉製程或是乾性沖壓製 在該光燈400之破璃管4 部邊壁上，除該陶咨ώ 肷封，‘且件420的所有内 ’…文破璃合成電極以外，皆經塗佈以磷質。 14 1342580 ΓψΤΤΎν---—η 工頁 •經載入該光燈内的氣體包含氖⑽、氬(A〇以及汞氣體。若 不以汞氣體，則可代換為使用氙（Xe)氣。 . 該電極43〇的陶瓷玻璃合成物最好是包含具有高度溅 射阻抗性的炫鑄玻璃，像是—玻璃炫料。在此，該詞彙^ 射」是表示一種在該光燈管内之陶瓷玻璃合成電極的内部 局部受損之現象，這是由於像是氬陽離子之惰性元素、汞 離子或電子對該電極的内部邊壁上之撞擊所造成。 該光燈400可包含一玻璃嵌封材料，此者係為以將該 電極430連接至該光燈本體41Q，並且連接至該嵌封組^ 420 ^從而，會希望該玻璃嵌封材料的熱膨脹係數為中介於 該玻璃管410及該陶瓷玻璃合成電極43〇者。用於嵌封處 •理的熱處理溫度不應高於該玻璃管的軟化點。此外，用於 嵌封處理之熱處理的執行方式，是藉由在該玻璃管41〇之 兩者末端上以及在該嵌封組件42〇上施加該玻璃嵌封材 料，插入該陶瓷玻璃合成電極43〇及該嵌封組件42〇，並且 在進行淨空與氣體充載之前按50MC進行該處理。 該光燈400是由一具有類似於該陶瓷玻璃合成物之熱 膨脹係數的無鉛玻璃所構成。經充載至該光燈4〇〇内的氣 體包含反（Ne)、氬（Ar)及采氣體，然可根據需要而另為氙 • 氣以取代汞氣體。 - 經充載入忒光燈4 〇 〇内的氣體如下。換言之，將一真 空幫浦連接於按第i A圖狀態下之光燈4 〇 〇的兩端以竭淨該 光燈，在此之後1包含氛、氩及汞的氣體載入該光燈内。 接著，利用一熱處理以該嵌封組件42〇將該光燈加以嵌封。 15 1342580 根據本發明之一具體實施例，該電極材料具有下列組 成成分。 配方1 (Ca0-Mg0-Sr0-Zr02-Ti02) + 玻璃熔料 A 該配方1之材料具有如下列表1所顯示的組成成分比 (樣本EC1至EC6)，並且按室溫以測量其介電常數及介電損 失。其結果可如下表1所顯示。 表

對於玻璃熔料添加物，所使用的是用於光燈管的無鉛 玻璃SF-44。由於其熱膨脹係數為95χ1()·7/κ，因此可藉由 將0.6 m〇1 Ba〇 * 〇.4 m〇I⑽增入至】_叫以調㈣ 熱膨脹係數；或另者，基於該樣本之總量值而增人”,

Wt%的玻璃炫料，此者具有與無錯玻璃相同的組成成分，缺 後再按i，GGG°c將該等成分加以合成。據此，進-步辦入有 3 wt%的 Mn〇 及八丨2〇3。 9 , 即如可“ i而顯知’當Ti〇2的量值提高時，介電常 數就會增加。在製造該螢光燈時，當將-具100〜以上 的交流電電場施加於該具有如該電極所使用之組成：分的 陶竞玻璃合成物時，熱產生會與該介電損失減少 16 1342580 厂敗π 降低。在此情況下，該介電損失可藉由增入Μη〇及Al2… 而減少至約0.1%。此外，為提高該螢光燈根據溫度變化而 疋的穩定性，該陶瓷玻璃合成物之介電常數應具有高溫穩 定性。而個別組成成份的介電常數高溫穩定性可如圖2所 不 ° 在該圖式裡，可見到所有的電極組成成分在從_30q(:到 250°C之溫度範圍裡具有穩定的介電常數變化。從而，可觀 察到當介電常數為低時’溫度穩定性即獲提高。藉此，可 確認根據本發明之第—具體實施例的電極組成成分具有一 高於-般玻璃的介電常數’纟因而其介電常數展現出較優 的溫度穩定性。 將利用。亥具有上述根據本發明第一具體實施例之組成 成分的陶竟玻璃合成電極之營光燈的效能比較於一傳統的 外部電極螢光燈者。為此㈣’可製造出具有相同直徑及 相同長度的榮光燈。然後，利用一可獲自丁—之高電 堡探針及電流感測器’測量經施加於該光燈之兩者末端的 電流及電壓，在此；丨D , 在此之後利用—ΒΜ_7Α亮度計以測量亮度。 結果可如下列表2所示。 17 1342580 丨〜^ i 替换ΐ

光燈 --- 表2 —_尺^ 發光光燈 數量 輸入功 率 (瓦特） 亮 度 (cd/ m2) 外部直徑*總 長度 電極 長度 (mm) 傳統的外部電極 光燈 8*360 15 2 9 520 〇 本發明之螢光燈 (利用EC1雷梅、 8*360 -- 15 2 16 220 00 ----—~~LA 仏z所顯知，本發明之螢光燈係利用該EC 1 電。，所裝^，此電極根據該第一具體實施例具有最低的介 ^數^具有與傳統外部電極光燈的相同長度。該傳統 么‘的輪入功率為9瓦特’而本發明之螢光燈的輸入功率 祁+瓦特&提问約1.7倍。此外，亮度相較於該傳統外 ^电極光燈提高4 2彳立。古谇 m 彳°冗度可如此地高的原因可被視為是 本务明之陶瓷介電電極的介 ^ ^ 电位旳"電节數約為該傳統外部電極光 ®者的兩倍，同時次级雷 .^ f m發射大於該傳統電極光燈。此 由於是利用一個反置器以 艇動兩個光燈，因此可营頦 平行驅動處理。 只見 而利用個別的陶瓷玻璃合成 常數的亮度變化 所示 ………，成電極’可決定根據該介電 結果可如下列表 光燈 八 外部直徑*總 長度 (mm) J 電極 長度 (πιτη、 發光光燈 數量 輸入 功率 (瓦 --------1 亮 度 (cd/ m2) 傳統的外部電極光 8*360 15 ---- 燈 2 — _】 9 520 本發明之瑩 E 8*360 ----- ----- 0 光燈 C1 15 7 220 ---- ~~--— 16 00 18 00. 12.-Η-- 年月曰修正替換頁

1342580 會與介電常數增加成正比地提高。為更簡易地描述此關 係，圖4中繪示此一於介電常數與亮度之間的關係。 此外，為比較具有根據該第一具體實施例之電極的光 燈與傳統外部電極光燈的效果，可對用於一 32英吋薄膜電 晶體液晶顯示器電視（TFT- LCD TV )背光且現可商購而獲 之傳統外部電極光燈的性質與本發明之螢光燈的性質加以 比較。結果可如下列表4所示。 表4 光燈 尺4 發光光燈 數量 輸入 功率 (瓦特) 亮度 (cd/ m2) 外部直徑*總 長度 (mm) 電極 長度 (mm) 傳統的外部電極光燈 4*720 25 2 15 9000 本發明之螢 光燈 EC1 4*720 15 2 28 3200 0 EC2 3320 0 EC3 3600 0 EC4 4200 0 19 j34258〇

根據本發明之第二Jg_ ΒΛ ^ +A /-» + —八體貫她例，對於該陶瓷玻璃合成 电極所使用的是下列材料組成成分。 酉己方2 ^au-MgU-SrO-Zr〇2-Ti02) 該配 ' ........π ^ Μ頌不的組成成分 比’並且按室溫以測詈豆介 、J里再；丨電*數及介電損失。其結果可 如下表5所顯示。 方2之材料具有如下列纟5所顯示的組成成分 it 含.，曰

-—__ 表 5 樣本 —-成分 imol) 介電常 數 介電損 失 CaO Mg〇 Sr〇 ΖιΌ2 Ti02 ECB1 0.65 0.05 03 0.97 0.03 25.0 0.12 ECB2 0.65 0.05 0.3 0.9 01 〇« π Π 1 ECB3 0.65 0.05 (Π 0,8 0.2 ΖΟ.υ 41.0 U. 1 0.12 ECB4 0.65 0.05 0.3 0.7 0.3 54.0 0J5_ ECB5 0.65 0.05 0.3* 0.6 04 £.C Λ ------- 0J2_ _ 一 _αΐ3__ ECB6 0.65 0.05 0.3 0.5 〇 ς 00.4 c〇 c OO.J --~——_-0,5 0,5 狀'| JJ3J 對於玻璃熔料添加物，所使用的是用於光燈管的棚石夕 質物。由於其熱膨脹係數& 33χ1〇-7/κ，@此經增入該陶篆 玻璃合成物内以調整該熱膨脹係數的玻璃熔料成分在計量 20 1342580

|T 12. Τϋ------------ 上是由75 wt%的氧化矽（Si〇2)、i 8 ”％的氧化硼（Β2〇3)、 4 wt%的氧化鈉（Na2〇 )、2 wt%的氧化鉀（κ2〇 )以及1 wt% 的氧化鋁（AhO3)所組成。按1100qc將此玻璃熔料加以合 成，然後再依據表5組成成分之總量值而按〇·3〜1()的 量值增入。此外，可利用Mn〇及A丨2〇3作為添加物。該添 加物的量值可設定為3 wt%。 該陶瓷玻璃合成電極的熱膨脹係數經決定為 36〜6〇χ10·7/Κ，此者可正比於該玻璃添加物量值的增加而漸 次地減少。同時，根據該玻璃熔料成分之類型’該介電常 數可經決定為與配方1者相異。表5顯示當增入5 的玻 璃炫料B時’各個電極組成成份的介電常數及介電損失。 即如可自表5所顯知，Ti〇2的量愈高，介電常數即愈高。 在製造該螢光燈時，當將一具1000 Vrms以上的交流電電場 施加於該具有根據此第二具體實施例之電極成份的陶瓷玻 璃合成物時’熱產生可正比於介電損失的減少而降低。從 而，可藉由增入MnO及AbO3而將介電損失減少至約〇丨％。 將利用具有上述組成成分之陶瓷玻璃合成電極而透過 如該第一具體實施例中之方法所製造出的光燈以及其效 月I，與一傳統外部電極光燈加以比較。其結果可如下列表6 所示。 表6 光燈 尺d 外部直徑，悤 長度 (mm) 電極 長度 (mm) 傳統的外部電極光燈 3*720 15 發光光燈 數量 輸入 功率 (瓦 特） 亮 度 2 12 (cd/ 120 21 丄J外 '^ίϊ'ΤοΓ'~~— 年月ΗϊίΉ#換頁

本發明之螢 光燈 3*720 15 2 22 00 41〇 00 -——^, 432 00 — I、 460 00 ------ 515 00 一 —~_ 543 00 59〇 00 ______________ ____00 即如可自^_ < 衣6所顯知，可觀察到由根據第二具體實姑 例之陶瓷玻墙八 ^ s成電極所構成的螢光燈其亮度為傳統外外 電極光燈的至少1 p j L，並且可實現平行驅動處理。在罝Φ 使用硼矽質作盔 "Ύ ^ h螢光燈知玻璃管的情況下，可控制該陶 瓷破螭合成铷沾+ + ^ 田兮* 9破瑪成分以調整熱膨脹係數。如此，當利 材：透過熱處㈣封該玻璃管及該營光燈 提高亮度。⑽脹係數差異而造成的失效，並可進，步 為更詳細地檢查根據本發 可依照所施加之雷ie m — 彳又致冗度提尚的理由， <罨％而定，對矣1 A A , 進行測量。α、之各個組成成份的極性 、’。果可如圖5中所于 办 顯示出所祐* 、 >照於圖6 ’可由圖5中 阳所％加電場與極性間 滯。/。。亦即，+ H；r、的磁滯曲線來決定該磁 | 备磁滯損失增加時， 就會提高。從而，可在當磁：父流電電場下的熱損失 處理。可利用下列等式決失為低時實現穩定的驅動 即如豕姑滯損失。 圖6所示，當將在1〇 k m m處的最大極性表示如 22 1342580 年 :;損==一的極性差表示:：時，即可將 磁滯損失（％) = ΔΡ/Ρ_ X 100 可根據上述等式，利用圖6資料以決定 其結果可如下列表7所示。 ------ 表 7 玻 E E 璃 C1 C2 C3 磁滯損失 (%) 16 13 9 從這些結果，可觀察到，相^ 該磁滯損失 Η

14 kv/mm的高電場下本發明之 在1〇 損失。 $疋且展現出相對穩定的磁滯 燈，=本::::於單獨地由玻璃所組成之傳統外部電極光 ^八 * S陶瓷玻璃合成電極之螢光燈的特徵在於 當施加相同電場時’出現在該螢光燈内之離子或電子可 按至少兩倍的量造^千# φ 仃π電或放電。此外，相較於單獨地由 玻离所”且成之傳統外部電極光燈’具有低磁滞損失的本發 明光燈可甚至在高電壓下按一穩定溫度提供光線。 在^述具體實施例裡，可將該Mg〇_Sr〇成分替換為在 隹子半仫上具冑15%或以下之差異的氧化物。可替換氧化 物的範例可如下列表8所示。 離子 '~------ 表8 離子半徑 可替換範例 離子半徑 _ (A) △離子半 徑 二--- 23 1342580 ^1¾ 曰ft替換頁

Ca2+ Mg2+ Zr4+ ~--- 1.0 — Y3+、Yb3+ 0.89、0.86 .__ 11 ' Sm2+ 0.96 -------- 飞 4 La3+ 1.06 6 Nd3+ 1.00 L 0 0.72 — Bi2+ 0.74 2 7 Li丨+ 0.74 2,7 Ni2+ 0.69 3 -- Eu3+ 0.59 is 0.72 Nb5+ 0.64 11 Mo4+ 0.65 Fe2+、Fe3+ 0.77 ' 0.65 Zn2+、Sc3+ 0.75'0.73 Ti4+ Mn2+ 0.67 0.61 0.62 ---- Sb5+ 0.61 Sb4+ 0.69 Nbs+ 0.64 Mn4+ 0.54 【圖式簡單說明】 第1 A圖係前側截面視圖，其說明具有根據本發明較佳 具體實施例的4破璃合成電極之螢紐，其顯示在以欲 封紐件嵌封之前，圖1B係一前側截面視圖，其說明具有根 據本發明之陶瓷坡璃合成電極的螢光燈，其顯示在以嵌封 組件嵌封之後； 圖 2係一圖式 電常數溫度穩定性； 其說明根據本發明之具體實施例的介 圖 成電極 3 A係—上側平 ’而圖3B係— 之陶 究破璃合成 電極 面視圖，其說明本發明之陶究破璃 七側戴面外觀視圖，其中說明本# 合 明 圖4係— 電極材料時， 分的 岡-4*' 1 ’其說明當利用具有表]之組成成 根據邊介電常數而定的亮度變化； 24 1342580 圖5係-圖式’其說明當利用一傳統外部 據所施加電場而定的極性變化 ·”根 成’並幻㈣電極具有本發明^ i 6 所組 r月之表1的組成成分； 圖6係一圖式，其說明自圖$ 圖7係-截面視圖，其說明用以作：以決疋該磁滞。 傳統冷陰極營光燈；以及 mCD背光的 燈 第8圖係一截面視圖，其說明另-傳統外部電極螢光 【主要元件符號說明】 100 冷陰極螢光燈 120 破璃管 110 金屬電極 13 0 導入接線 140 電子 150 Ne-Ar 氣體 160 陽離子 170 汞原子 180 紫外光（UV) 181 可見光 190 磷質 200 外部電極螢光燈 210 玻璃管 220 金屬覆帽 221 導體層 25 1342580 400 光 燈 410 光燈本體 420 封組件 430 電 極 431 步 階局部 99年12·月10日修正替換頁 26

Claims (1)

1342580 ^TD-- v月曰ii t替換頁 十、申請專繼® : ^ 1· 一種具有陶瓷玻璃合成電極之螢光燈，其包含一玻璃 管’具有經塗佈於其内部表面的磷質，並經填入以一惰性 氣體及金屬蒸氣的混合物，且其兩者末端係經嵌封；以及 中空圓柱形電極，該等係經供置於該玻璃管的兩端處， 其中s玄4中空圓柱形電極各者在其中央局部與其一末 端局部間具有一步階局部，並且由一陶瓷玻璃合成物所構 成，該陶瓷玻璃合成物包含氧化鈣-氧化鎂_氧化鋰_氧化錯_ 氧化鈦（CaO-Mg〇-Sr〇-Zr〇2-Ti〇2)陶瓷與玻璃熔料，該玻 璃熔料係按根據該陶瓷之總量值的〇 3〜1〇 wt%量值所運 用， 該氧化弼-氧化鎂-氧化锶—氧化锆-氧化鈦 (Ca〇-Mg0_Sr0_Zr〇2_Ti〇2)陶瓷含有在 〇<氧化鈣（Ca〇) <1 mol範圍内之氧化鈣（Ca〇) 、〇<氧化鎂（Mg〇) _ 範圍内之氧化鎂（Mg0) 、〇<氧化鋰（Sr〇) <丨_範圍内 之軋化鰓（Sr〇) ' 0<氧化锆（Zr〇2) <1 m〇i範圍内之氧化 錯（Zr02)，以及〇<氧化鈦（Ti〇2)〈丨m〇i範圍内之氧化 鈦（Ti〇2)，其中氧化鈣+氧化鎂+氧化锶：氧化锆+氧化鈦 (CaCKMg0 + SrO : Zr〇2+Ti〇2)具有】：1的分子比，並且 進—步含有在如下群組中所選定之—或更多項目：氧化猛 (Mn〇) '氧化鋁（a12〇3)、氧化鉻（c^〇3)及氧化鐵 (Fe2〇3 )，而根據其總量值Ca〇 Mg〇_Sr〇 Zr〇2_Ti〇2陶瓷 /、玻璃熔料按3 wt%或小於3 wt%且大於〇 。 2*如申請專利範㈣4項所述之螢光燈，其中該玻璃炫 27 1342580 -- 年月日修i£替換頁 料包含氧化石夕 且按1 : 0.6 : (Sl〇2):氧化鋇（BaO) 〇·4的分子比。 :氧化鈣（CaO) 3 ·如申請專利節阁结< ^ 圍第4項所述之螢光燈，其中該玻璃熔 料包含75 wt%的望作,. 夕（Si02 )、1 8 wt%的氧化蝴（β2〇3 )、 4 wt%的氧化鈉（N 2〇)、2 wt%的氧化鉀（κ2〇)以及 1 wt〇/〇 的氧化鋁（ai2〇3)。 …4·如申請專利範圍第1或2項所述之營光燈，其中該陶 文玻璃合成電極具有一導體層’其經構成於一外部表面 上並且其末端局部係利用一嵌封玻璃膏劑而連接於該 玻璃管。 5·如申凊專利範㈣1或2項所述之營光燈，其中該電 ，的=階局部係按如下方式所構成，使得其中央局部的内 部直径小於其末端局部者，如此使該中央局部較厚。 6·如申請專利範圍第4項所述之螢光燈，其中可將該氧 化鎮-氧化锶（Mg0_Sr〇)替換為一氧化物，其具有小於該 氧化鎖·氧化錄（Mg〇_SrQ)之離子半# 15%或以下的離子 半徑。 7·如申請專利範圍第丨項所述之螢光燈，其中該陶瓷 玻璃合成物在不低於_3〇。(：的溫度時沒有相轉變點。 士申叫專利範圍第1項所述之螢光燈，其中該陶瓷玻 璃合成物具有極化值，該值高於，並且當將在10 kv的電 場下具有最大極化值0 03 1MC/cm2之玻璃極化值，並且極化 曲線保持在電場變異性上之線性依存度。 9.如申請專利範圍第丨項所述之螢光燈’其中在陶瓷玻 28 替換頁 1342580 璃合成物之介電常數係高於玻璃之介電常數，並且當溫度 在-3 0°C至2 50°C之溫度範圍内上升時，保持在一固定程度 或是減少。 10.如申請專利範圍第9項所述之螢光燈，其中該電極 中央部位之内直徑係相同於玻璃管之内直徑。 29