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CN200810126717.5 用于密封荧光灯的方法和设备

技术领域

一个或者多个实施例涉及发光器件和它们的制造方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)是一种使用背光单元(BLU)在屏幕上清晰地提供图像的非发光型器件。用于背光单元的光源可以是具有数毫米直径的荧光灯。这种类型的荧光灯的例子包括冷阴极荧光灯(CCFL)和外电极荧光灯(EEFL)。

发明内容

本发明提供了一种用于密封荧光灯的方法,包括:执行第一加热操作,加热里面涂敷了荧光材料的玻璃管上的区域;拉延在被加热区域处的所述玻璃管;以及执行第二加热操作,以加热所述玻璃管的被拉延区域。

本发明还提供了一种用于密封荧光灯的设备,包括:安装构件,用于可转动地支承里面涂敷了荧光材料的玻璃管;排气单元,用于经所述玻璃管的第一端部排出气体;气体注入单元,用于经所述玻璃管的所述第一端部注入气体;以及末端分离单元,用于加热并密封所述玻璃管的第二端部。

本发明还提供了一种用于密封荧光灯的设备,包括:固定辊部分,用于支承并转动里面涂敷了荧光材料的玻璃管;可动辊部分,与所述固定辊部分分隔开,用于支承和转动所述玻璃管;用于加热所述玻璃管的加热装置;以及可动构件,用于沿着所述玻璃管的纵向水平地移动保持着所述玻璃管的所述可动辊部分,以拉延处于半熔化状态的所述玻璃管。

附图说明

图1和图2是表示几种类型的荧光灯的示意图。

图3到图5是表示针对图1、2的灯的涂敷工艺和密封工艺的剖视图的示意图。

图6是表示针对图1、2的灯进行的临时密封工艺的剖视图的示意图。

图7是表示在形成前述灯的过程中细管被结合到玻璃管端部的状态的剖视图的示意图。

图8到图10是表示灯可以如何在其端部进行密封的示意图。

图11是表示用来对上述的玻璃管进行排气和密封的密封器件的示意图。

图12到图14是表示用来切割管中的密封的密封切割设备的示意图。

图15是表示包含在用于密封荧光灯的方法的一个实施例中的步骤的流程图。

图16是表示用于密封荧光灯的设备的前视图的示意图。

图17是表示用于密封荧光灯的设备的另一实施例的示意图。

图18和图19是表示可以和图17所示设备一起使用的辅助卡盘的示意图。

图20到图25是表示图17所示设备的操作的示意图。

图26是表示用于密封荧光灯的设备的另一实施例的示意图。

图27和图28是表示用于密封图26所示荧光灯的设备的主要部分的示意图。

图29到图32是表示用于密封图26所示荧光灯的设备的操作的示意图。

具体实施方式

图1表示一种类型的冷阴极荧光灯10,其包括长玻璃管11、阳电极12和阴电极13。电极装到玻璃管的相应端部,引线16从端部伸出并分别连接到电极。荧光材料14涂在管的内壁上,含有诸如汞蒸汽、氩气和氖气的惰性气体的混合气体被填充到管的内部空间15中。

图2表示具有玻璃管21的一种类型的外电极荧光灯20。玻璃管的两个端部都被密封,而且电极22和23被设成从外面包围端部。由电极在玻璃管中形成电场,以造成气体放电。荧光材料24涂在玻璃管的内壁上,含有诸如汞汽、氩气和氖气的惰性气体的混合气体被填充到管的内部空间25中。

为了制造灯10或者20,使用了不同的工艺将荧光材料涂到玻璃管内侧并一旦涂敷后密封管端。在涂敷工艺中,玻璃管21被如图3所示制备,然后如图4所示,荧光材料24被涂敷到玻璃管的内侧,接着进行加热稳定。

下面,如图5所示,管的第一端部21b在管被转动的同时用喷灯T加热以密封该管。然后,在密封管的第二端部21a的工艺之前,如图6所示,在管被转动的同时,执行用来自喷灯T的热密封“密封区域”的初步处理,以形成临时的密封区域26。另外的方式是,初步处理可以包括将具有小直径的细管27装到管的第二端部21a,如图7所示。

进行初步处理是为事先减小玻璃管的直径。进行这个事先的步骤是因为在密封第二端部的过程中,玻璃管被固定到连接到排气管路或者水银注入管路的头部而因此在这些情况下不可能转动玻璃管。利用初步处理,可以无需转动地密封第二端部。临时密封区域26或者细管27的直径可以是大约4mm。

完成初步处理后,如图7所示进行密封玻璃管第二端部的工艺,这将在下面参照附图8~10更详细地描述。

首先,如图8所示,细管27的端部被安装在头部31上。该头部被连接到用于排出空气并注入惰性气体的管路32(下文称为“排气管路”)以及用于注入液体水银的管路33(下文称为“水银注入管路”)。在注入惰性气体之前,反复进行几次注入清洁用气体的工艺和排气工艺,以清洁玻璃管的内侧。注入惰性气体和水银后,细管27的这端被喷灯T加热以完成密封工艺(见图9、10)。

第二端部的密封工艺使用图11所示设备进行。如图所示,该设备使用头部31来保持细管27、排气管路32和水银注入管路33。

由于在密封玻璃管的第二端部之前,要求进行初步处理或者细管结合密封,所以,上述工艺复杂。该工艺还可能使得管易于漏气或者损坏,因此,最终产品的质量可能是不恒定的,尤其是由于密封细管的工艺是由工人手工进行的。另外,还有一个问题是,由于当注入液体水银时临时密封区域或者细管内壁可能会沾上液体水银,所以难以定量地供应水银。

而且,尽管图10所示玻璃管的两端都被密封,但是细管的一部分仍然保留着。为了去掉该不必要的部分并形成希望的形状,必须在密封切割设备中进行密封切割工艺。

图12~14示出了一种类型密封切割设备40。这种设备包括排列成按双排方式一个重叠一个的多个转动板41。每个转动板都包括用于传送玻璃管21的沟槽41a。当玻璃管位于彼此重叠的转动板之间时,玻璃管被布置在其底下的喷灯T加热。在这种状态下,当转动板被转动时,玻璃管被接收在沟槽41a上并被传送到重叠板中的下个部分。在该重叠板中的下个部分的下面,还可以布置另外的喷灯T,并再次加热玻璃管。按照上述方式,玻璃管被加热大约10次,然后完成密封切割工艺。

图15表示用于密封荧光灯的方法的一个实施例中包含的步骤。为了密封荧光灯,首先加热里面涂了荧光材料的玻璃管(S100,第一加热步骤)。此时,被加热区域对应着待密封的玻璃管端部。而且,优选的是,在转动玻璃管的同时进行第一加热步骤(S100),使得管可以均匀地加热。

当玻璃管被加热到预定温度以上时,玻璃熔化。这时,在基于被加热区域的两侧拉延玻璃管(S200,拉延步骤)。当拉延该管时,被加热区域的直径变得更小。当玻璃管被拉延到适当程度时,其直径可以等于上面参照图6描述的临时密封区域26的直径或者上面参照图7描述的细管27的直径。为了延长具有缩小直径的区域,进行在宽范围加热玻璃管的同时充分拉延该玻璃管的步骤。为了完成这个步骤,尽管可以增加用于加热玻璃管的热源面积,但是,可以在加热过程中沿着纵向移动单一热源。

当一部分经拉延步骤(S200)变细的玻璃管被再次加热(S300,第二加热步骤)时,变细的管被熔化而封闭管体,由此完成管的密封工艺。虽然第二加热步骤(S300)可以分离于第一加热步骤(S100)进行,但是,拉延步骤(S200)可以在管的加热步骤过程中进行。因此,第二加热步骤(S300)可以被看作是第一加热步骤(S100)延长线上的加热步骤。即,如果有必要在完成第一加热步骤(S100)和拉延步骤(S200)之后冷却玻璃管,那么第二加热步骤(S300)就是完全分离于第一加热步骤(S100)的步骤。但是,如果没有必要,第二加热步骤(S300)可以作为第一加热步骤(S100)的延伸部分进行。

这种密封荧光灯的方法可以在将含有诸如水银、氩、氖等惰性气体的混合气体注入玻璃管中之后进行。即,在第一加热步骤(S100)之前,玻璃管的一端被密封,然后,进行经过一端密封的玻璃管的另一端排出玻璃管中的气体并将混合气体注入玻璃管中的工艺。接下来,在第一加热步骤(S100)中加热玻璃管的所述另一端,然后在拉延步骤(S200)中拉延该被加热的另一端。随后,该被拉延的另一端在第二加热步骤(S300)中被加热直到该另一端被封闭。结果,就可以密封里面填充了荧光材料和混合气体的玻璃管。

在将混合气体注入玻璃管的工艺之前,可以进行排出管中的气体并向里面注入清洁用气体的工艺。而且,为了针对玻璃管质量减少热影响,第一加热步骤(S100)和第二加热步骤(S300)中的每个步骤都可以分成在低些的温度下加热玻璃管的预加热步骤和在高些的温度下加热玻璃管的加热步骤。

图16示出了可以用于对根据前述实施例的荧光灯进行密封的设备。该设备包括热源110、支承单元120和驱动装置130。

热源110加热待熔化的玻璃管21,其可以包括例如喷灯。管的内壁涂有荧光材料,如果需要的话,包含水银的惰性气体可以已经注入该玻璃管中。而且,优选的是,热源被设置成沿着管的纵向移动从而熔化宽范围的玻璃管。

一对支承单元120提供对玻璃管的相应侧的支承,并可以围绕着热源的位置定中。为了均匀加热管,这对支承单元可以可动地支承玻璃管。

驱动装置130被提供用来改变支承单元之间的距离。例如,当一部分玻璃管被热源熔化时,驱动装置增大支承单元之间的距离。结果,玻璃管被拉延并变细。当变细的玻璃管被热源继续加热时,玻璃被熔化而封闭该管,由此完成密封工艺。

图16的设备可以被修改以执行各种不同或者附加功能,以及/或者包括其他或者附加部件。例如,图16的设备可以用作密封切割设备以及密封设备。在其他实施例中,该设备可以用来排出玻璃管中的气体以及/或者向里面注入混合气体,或者可以提供不同类型的密封切割设备。

图17示出了用于密封荧光灯的设备的另一实施例,图18和图19示出了可以和该设备一起使用的辅助卡盘。图17的设备包括用于密封玻璃管21的第一端部21b的第一密封装置和用于密封该玻璃管的第二端部21a的第二密封装置200。第一密封装置基本上与图5所示的密封装置相同,或者可以类似于部分第二密封装置。

第二密封装置包括安装构件210和末端分离(tip-off)单元240。安装构件可转动地保持玻璃管的第二端部21a并对应于图16所示的支承单元120对中的任何一个。更具体地说,安装构件可以包括连接到排气管路220和水银注入管路230的壳体211、可转动地在壳体里面连接的用于保持玻璃管的头部213、以及用于在壳体中可转动地连接头部213的接头212。可以用驱动源来转动该头部。

接头212可以是公知的转动接头。排气管路220连接于排气单元和惰性气体注入单元,水银注入单元230连接于水银注入部分。

末端分离单元240包括本体241、喷灯243和用于可转动地保持玻璃管的卡盘242。喷灯可以对应于图16中的热源110,卡盘242可以对应于图16的支承单元120对中的另一个。即,安装构件210和卡盘242可以对应于图16的支承单元120。

喷灯和本体(卡盘242)之间的距离可以用升降构件244来调节。相应的,玻璃管的加热点能够通过调节这个距离得到调节。升降构件可以对应于图16中用于驱动热源110的装置。

驱动单元245被提供用来上、下移动本体241。利用驱动单元245的操作,喷灯和卡盘可以和本体一起上下移动。驱动单元可以对应于图16中的驱动装置130。

参见图18,为了可转动地保持玻璃管,卡盘可以包括一对臂242a和设置在臂的端部并与玻璃管滚动接触的多个辊242b。每个辊242b都可以是空转辊,而且优选地,包括设置在其表面上的氨基甲酸乙酯等摩擦构件。参见图19,在操作中,臂242a对被相互靠近以将玻璃管保持在辊242b之间。

下面将参照图20~25描述用来对图17~19所示荧光灯进行密封的设备。首先,执行将荧光材料涂在玻璃管内侧并焙烧荧光材料的工艺和密封玻璃管第一端部的工艺。这些工艺可以与图3~5中所示的工艺相同。

接下来,具有密封的第一端部的玻璃管被安装在头部213上,没有进行图6、7所示的初步处理。然后,执行注入并排放清洁用气体的工艺以及注入惰性气体和液体水银的工艺(见图20)。由于没有使用临时密封区域或者细管,所以,液体水银没有沾在管的内壁上,因此,可以提供足够量的水银。

同时,由于头部可转动地设置在连接于排气管路220和水银注入管路230的壳体211中,所以玻璃管能够被转动的头部213转动。在玻璃管被转动的同时,密封区域被喷灯243加热。这时,卡盘242保持玻璃管的下部(图21)。卡盘被设置成不会干涉玻璃管的转动。

当密封区域被加热到半熔化状态时,在卡盘停在其位置的同时,稍稍将喷灯移向第二端部(图22)。接着,利用驱动单元(没有示出)将末端分离单元240的卡盘242和喷灯243往下移,然后处于半熔化状态的玻璃管的密封区域受到拉延,结果是变细了(图24)。通过用喷灯继续加热密封区域,如图25所示,玻璃管的第二端部21a被密封。

图26示出了用于密封荧光灯的设备300的第三实施例,图27、28示出了该设备的部分。该设备(也可以被称为密封切割设备)包括固定辊部分310、可变辊部分320、加热器330和可动构件360。固定辊部分支承并转动玻璃管21,而可动辊部分320支承并转动玻璃管,同时拉延处于半熔化状态的玻璃管。固定辊部分和可动辊部分可以被看作对应于图16中的支承单元120。

加热器布置在固定辊部分310和可变辊部分320之间,用来加热、密封、密封切割玻璃管。加热器可以被看作对应于图16中的热源110。

可动构件360沿着玻璃管的纵向水平移动可变辊部分320,使得可变辊部分拉延玻璃管。可动构件可以被看作对应于图16中的驱动装置130。可以提供支承构件341、342用来在可变辊部分和固定辊部分的相对侧支承玻璃管。

而且,提供了用来根据待生产的荧光灯的预定长度调节玻璃管长度的量规350。量规可以被移动以对应于灯长度的改变,或者适应具有不同长度的不同种类的管。

参见图27,固定辊部分310包括用于在转动的同时向上支承玻璃管21的一对驱动辊311和312。可以包括空转辊313,用来向下压在驱动辊相互重叠的区域中接收的玻璃管。优选的是,驱动辊和空转辊包括设置在其表面上的氨基甲酸乙酯等摩擦构件。可变辊部分320可以象固定辊部分310一样形成。

参见图28,当空转辊313被向下移动压玻璃管时,管在驱动辊311、312转动的作用下被转动。而且,多个喷灯331-334可以设置在由固定辊部分310支承的玻璃管底下。这些喷灯可以用于密封玻璃管的第一端部,而喷灯333、334可以用作玻璃管第二端部密封切割过程中的切割喷灯。

而且,第一、第三喷灯可以用作预热喷灯,而第二、第四喷灯332、334可以用作加热喷灯。第二、第四喷灯可以施加比第一、第三喷灯更多的热量。如果需要,可以设置用于装载或者卸载在玻璃管21底下的第一喷灯到第四喷灯331~334的传送装置。

下面参照图29~32描述用于密封荧光灯的设备(图26)的操作。首先,具有密封端部的玻璃管21被接收在固定辊部分310、可变辊部分320和支承构件342上并被固定在这里(图29)。这时,用根据荧光灯长度事先调节过的量规350来调节玻璃管的位置。

接着,玻璃管通过固定辊部分310和可变辊部分320的驱动辊的转动而被转动并被加热器330加热。加热器布置在固定辊部分和可变辊部分之间,用来加热玻璃管(图30)。这时,预热喷灯预热玻璃管,然后加热喷灯将玻璃管加热到某种预定程度。

当玻璃管的被加热区域28处于半熔化状态时,固定辊部分留在其位置上,而可变辊部分保持玻璃管并沿水平方向移动以拉延玻璃管。当可变辊部分被水平移动时,处于半熔化状态的玻璃管的被加热区域28变细并被拉延(图31)。

甚至在这种状态,玻璃管也继续转动,而且,如果热继续施加给玻璃管,那么可以去掉不必要区域29,同时,形成第二端部21a的希望形状。

如果需要,密封切割设备300除了密封切割工艺之外还可以执行玻璃管第一端部的密封工艺。当按这种方式使用时,里面涂敷并加热了荧光材料的玻璃管被固定辊部分310、可变辊部分320和支承构件341、342支承并固定。在这种状态下,固定辊部分和可动辊部分的驱动辊被转动以转动玻璃管。

接下来,第一喷灯331通过传送装置被装载在玻璃管第一端部的底下以预热玻璃管。当玻璃管被预热到某种预定程度时,第一喷灯被卸载,第二喷灯332被装载来加热玻璃管,由此,完成玻璃管第一端部的密封工艺。

所以,这里描述的一个或者多个实施例提供了用来密封荧光灯的方法和设备,其中,在荧光灯的第一端部被密封之后,荧光灯的第二端部能够被直接密封,无需诸如临时密封工艺或者附加细管工艺的任何初步工艺。这些实施例还可以使用同样设备密封玻璃管的第一端部、密封第二端部,并执行密封切割工艺,无需将玻璃管传送到单独处理位置。

根据一个实施例,一种用于密封荧光灯的方法包括:加热里面涂敷了荧光材料的玻璃管的一部分(第一加热步骤);拉延围绕着被加热区域定中的玻璃管;以及加热玻璃管的被拉延区域(第二加热步骤)。该方法还可以包括:在第一加热步骤前,密封玻璃管一个端部,然后经一个端部密封的玻璃管的另一个端部排放玻璃管中的气体并向里面注入混合气体,以及在第一加热步骤中,玻璃管的该另一端部可以被加热。

在注入混合气体的步骤中,在排出玻璃管中的气体之后,在注入混合气体之前,可以将清洁用气体注入玻璃管中。在转动玻璃管的同时,可以进行第一、第二加热步骤中的至少一个步骤。第一、第二加热步骤中的至少一个步骤可以包括:将玻璃管的一部分预热到预定温度,然后将玻璃管的预热部分加热到高于所述预定温度的温度。在第一加热步骤中,热源可以沿着玻璃管的纵向移动。

根据另一个实施例,一种用于密封荧光灯的设备包括:用于加热里面涂敷了荧光材料的玻璃管的热源;设置在热源两侧用以支承玻璃管的一对支承单元;以及用于改变所述支承单元对之间的距离的驱动单元。支承单元可以可转动地支承玻璃管。热源可以设置成沿着玻璃管的纵向移动。

根据另一个实施例,一种用于密封荧光灯的设备包括:用于可转动地支承里面涂敷了荧光材料的玻璃管的安装构件;用于经玻璃管的一个端部排出玻璃管中的气体的排气单元;用于经玻璃管的所述端部将气体注入玻璃管中的气体注入单元;以及用于加热并密封玻璃管的末端分离单元。安装构件可以包括壳体、用于保持玻璃管的头部、用于在壳体中可转动地连接头部的接头、以及用于转动头部的驱动源。

用于密封荧光灯的设备还可以包括连接于壳体的排气管路和气体注入管路。末端分离单元可以包括用于加热玻璃管的喷灯和用于可转动地保持玻璃管的卡盘。卡盘可以包括与玻璃管滚动接触的辊。该用于密封荧光灯的设备还可以包括设置在辊表面上的摩擦构件。喷灯可以被设置成独立于卡盘沿着玻璃管纵向移动。该用于密封荧光灯的设备还可以包括用于沿着玻璃管纵向移动末端分离单元的驱动单元。

根据另一个实施例,一种用于密封荧光灯的设备包括:用于支承并转动里面涂敷了荧光材料的玻璃管的固定辊部分;与固定辊部分分隔开并用于支承和转动玻璃管的可动辊部分;用于加热玻璃管的加热装置;以及可动构件,用于沿着玻璃管纵向水平移动保持着玻璃管的可动辊部分从而拉延处于半熔化状态的玻璃管。

固定辊部分可以包括用于支承并转动玻璃管的一对驱动辊以及用于向下压玻璃管的空转辊。可动辊部分可以包括用于支承并转动玻璃管的一对驱动辊和向下压玻璃管的空转辊。

用于密封荧光灯的设备还可以包括设置在驱动辊或者空转辊表面上的摩擦构件。摩擦构件可以由氨基甲酸乙酯材料制成。加热装置可以包括至少一个喷灯。加热装置可以包括密封喷灯和密封切割喷灯。密封喷灯可以包括用于预热玻璃管密封区域的第一喷灯和用于加热预热过的密封区域以密封玻璃管第一端部的第二喷灯。

密封切割喷灯可以包括用于预热玻璃管密封区域的第三喷灯和用于加热预热过的密封区域以密封玻璃管第二端部的第四喷灯。

用于密封荧光灯的设备还可以包括用于装载或者卸载在玻璃管底下的喷灯的传送装置。用于密封荧光灯的设备还可以包括用于调节玻璃管装载位置的量规。

通过在第一端部被密封之后,在密封荧光灯第二端部之前,去除临时密封工艺或者附加细管工艺等一个或者多个初步工艺,前述实施例可以因此被用来减少工艺时间。结果,该设备得以简化。而且,利用第二端部密封工艺的自动化,使用这里公开的实施例,可以确保产品的同一性并防止安全事故。

进一步,可以防止液体水银沾在临时密封区域上。另外,玻璃管第一端部的密封工艺及其第二端部的密封切割工艺能够用同样的设备执行,而且无需传送玻璃管就能够执行密封切割工艺。于是,该设备得以简化,工艺时间被缩短,而且可以防止玻璃管损坏。

任何谈到“一个实施例”、“实施例”、“举例性实施例”等的地方,意思是结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处的这种表述形式不一定都指相同的实施例。而且,当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时,所主张的是,结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点落在本领域技术人员的范围内。

尽管参照本发明多个解释性实施例对本发明的实施方式进行了描述,但是,应该明白,本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例,这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围内。更具体地说,在前述公开、附图以及权利要求的范围内,可以在零部件和/或从属组合布局的布局方面作出合理的变型和改进,而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进,对于本领域技术人员来说,其他的使用也是明显的。

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