CN101140850A - 有气体散热装置的冷阴极荧光灯设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有气体散热装置的冷阴极荧光灯设备，其中包括一个密封的透光灯泡壳，灯泡壳里充满一种高导热率气体，例如氦气。这设备的电子驱动器是被嵌入在一种导热合成材料里面，并且与灯头连结成一个有预定形状的电子镇流器组合整体。这个电子镇流器组合整体不需要和并没有包含任何将电子驱动器覆盖和纳入的驱动器壳子。由本发明新颖的方法制造的电子镇流器组合整体，导电地连接到冷阴极荧光灯灯管的电极，从灯头接受电力输入，并且用一个灯泡壳连接组件与透光灯泡壳连结在一起。

Description

有气体散热装置的冷阴极荧光灯设备

技术领域

本发明是关于低压汞蒸汽气体放电荧光灯设备，特别是一种经改进的冷阴极荧光灯设备(″CCFL设备″)，它包括至少一支被弯成了特定形状的冷阴极荧光灯灯管(″CCFL灯管″)。特定形状包括单螺旋形、双螺旋形、圆锥形、蜿蜒形、1U形、2U形、多U形、等等。冷阴极荧光灯灯管是放在一只透光密封灯泡壳里面，并且有一种比空气导热率高的高导热率气体充满在灯泡壳里面。本发明的冷阴极荧光灯设备的电子驱动器是可以被嵌入在一种导热合成材料里面。本发明让改进的冷阴极荧光灯设备，在较高输入功率时，能产生高亮度的照明，同时让这设备有较小的体形，和类似普通白炽灯灯泡的形状。

背景技术

荧光灯是一种低压汞蒸汽气体放电设备。一只密封灯管里的低压汞蒸汽气体在适当的电压和电流驱动下会释放出紫外线，紫外线辐射在灯管里的磷层便产生可见光。荧光灯的灯管至少有一只阴极(一般地号称为″电极″)被封密在里面，阴极由导线连接到可产生高压和高频率电流的电子驱动器。这些阴极因应不同操作的模式可设计为″热阴极″、或者是″冷阴极″，更正确地应作为″弧光″(″arc″)或者″辉光″(″glow″)放电电极(″discharge electrode″)。由这两种完全不同放电方式产生可见光的荧光灯，通常被区分作为热阴极荧光灯(″HCFL″)，或者是冷阴极荧光灯(″CCFL″)。因为用完全不同的方法产生电子流，即：通过弧光放电或者辉光放电而产生电子流，它们属于两种完全不同的照明技术。

热阴极荧光灯在弧光放电时需要一个较大的电流，通常要用0.1到1.5安培的电流将热阴极的钨丝加热到大约800℃到1000℃，以激发热阴极面上的电子发出层(″emissive layer″)而释放出电子流。这个电子发出层通常是涂在钨丝上的碱氧化物。因此，热阴极荧光灯也被称为弧光放电灯或电弧放电灯。

当热阴极荧光灯的电子发出层被钨丝的高温差不多完全蒸发时，热阴极荧光灯的寿命便结束。同时，当热阴极荧光灯连续闪烁，或者当经常开关时，它的钨丝承受的庞大金属压力，不断地时断时续，以致非常容易损坏。热阴极荧光灯的钨丝亦因为本身的蒸发而不断衰弱，因此热阴极荧光灯与普通白炽灯有相同的有限寿命，通常只有几千小时。

热阴极荧光灯的另一个缺点是它产生的光不能被平稳流畅地减弱或增强，即：不能被平稳地调光(″smoothly dimmable″)。因为热阴极荧光灯的钨丝需要一个不变的电流维持它的高温，使它的电子发出层连续地发出电子。因此，热阴极荧光灯只能用复杂和昂贵的电路，使它产生的光梯阶式地(″stepwise″)减弱或增强。

冷阴极荧光灯通过一个与热阴极荧光灯完全不同的机制发释放出电子流，它是利用阴极之间较大的电压降(″voltage drop″，通常是至少100伏特)把电子从阴极拉出。这是通常所知的辉光放电，它需要用高频率(10kHz-150kHz)，和在启动时几百到几千伏特、正常操作时保持在500到2500伏特的交流电。为了得到较高的效率和维持较大的电压降，冷阴极荧光灯的灯管尽可能不止一米长。

尽管冷阴极荧光灯的灯管较为脆弱，它在启动期间没有浪费能量去加热电极，也没有可自我蒸发和承受着庞大金属压力的钨丝，因此冷阴极荧光灯的寿命比热阴极荧光灯长得多，通常达到50000小时或以上。

冷阴极荧光灯能连续闪烁地操作，因为它的冷阴极电极通常由大面积的镍薄片形成，绝对不会像热阴极荧光灯的钨丝电极因为蒸发而减弱及不能承受因开关产生的庞大金属压力而损坏。冷阴极荧光灯可立刻启动，启动时通常是不到10毫秒灯管便完全发光。与热阴极荧光灯不同，由于冷阴极荧光灯不需要在启动将钨丝加热到至少800℃(这通常需要几百毫秒)，因此即使低温下，冷阴极荧光灯仍能立刻启动。此外，由于冷阴极荧光灯的操作电压高，只要将电压变大或者减弱，便能用普通的调光器(″dimmer″)将冷阴极荧光灯调光。

冷阴极荧光灯和热阴极荧光灯都已经存在了很长的时间，市场上有大量不同的产品供选择。它们彼此的利弊，以及它们完全不同的发光机制，经已被熟识技术的人清楚了解，所以毫无疑问，它们基本上是两个完全不同的灯光设备，即使它们在汞蒸汽产生紫外线给磷层发光的过程中具有相同的特征。

供参考用，对冷阴极荧光灯和热阴极荧光灯的差别，下述书本和文章均有详细的描述，包括：劳伦斯(Lawerence E.Tannas Jr.)的″平板显示器和显象管″(Flat Panel Displays and CRTS，Von Nostrand Reinhold，New York，1985)；RY Pai的″荧光灯对液晶显示背光源的效率限制″(Efficiency Limitsfor Fluroscent Lamps and application to LCD backlighting，Journal ofSID，1997年5月4日，371-374页)；及美国专利证书5834889(Ge，1998年11月10日)，6135620(Marsh，2000年10月24日)和6515433(Ge，2003年2月4日)。

冷阴极荧光灯相比热阴极荧光灯的主要的优势，包括细小的体积，更长的寿命，能用普通的调光器平稳地调光，能连续不断地闪烁，等等，应该早就使冷阴极荧光灯比热阴极荧光灯更广泛地被使用。但现实上，冷阴极荧光灯只在笔记本计算机的液晶背光显示屏上被广泛使用。作为液晶显示电视屏幕和其他大形显示屏的模件，它们的背光屏需要多支冷阴极荧光灯一同操作，但是每支冷阴极荧光灯仍然只是以几個瓦特操作。

传统的冷阴极荧光灯设备有很多缺点，使它们不能够被广泛地使用，特别在家用和商业用照明，理由将在下面一一解释。

传统的冷阴极荧光灯设备最重要的缺点是，由于不能在过热的环境下操作，它们不能接纳比较高的输入功率。当它们缺乏有效率的散热装置，随着灯管的体温跟输入功率增加而升高时，冷阴极荧光灯的发光效率会明显地降低。

当需要用一只普通白炽灯大小的灯泡作一般照明用时，热阴极荧光灯通常是首选，因为它通常能在10-30瓦特的高功率操作。大形热阴极荧光灯，例如T12形的管状热阴极荧光灯，更能在60瓦特或以上操作。

相反，主要是因为不能克服过热的困难，一只灯泡形的冷阴极荧光灯灯泡通常只能在7瓦特以下的功率操作。而在这样低的功率，它灯管的长度不能产生足够高的电压降，导致发光效率相当低。故此，市场非常需要一种能够广泛地作一般照明用的大功率冷阴极荧光灯设备，并特别盼望它们能有细小的体积和普通灯泡的形状。

为了在大输入功率时能够有效率地操作，热阴极荧光灯通常要用比冷阴极荧光灯直径大10倍或以上的灯管。因为它的弧光放电产生大量激动的电子。如果灯管直径太小，汞等离子便会过分地吸收激动的电子，导致紫外线的总产量降低，同时使热阴极荧光灯的发光效率明显降低。因此，热阴极荧光灯的灯管直径通常超过10-20毫米，而长度通常只有6-12厘米。这样的玻璃管，通常有足够的强度，独自经得起强大振动而不容易毁坏。

与热阴极荧光灯不同，当冷阴极荧光灯灯管的内径是大约0.6-1.5毫米时，它能最有效率地工作。但在较大的输入功率时，为了能产生足够大的电压降，它的灯管长度一定要超过100厘米。这样细长灯管，即使被弯成一个螺旋形或者其他形状，它仍然非常容易毁坏。为了保护细度的灯管免受振动而毁坏，必须将它放入一只透光灯泡壳作为保护盾，同时亦使整个冷阴极荧光灯设备看起来类似一只普通的灯泡。

由于冷阴极荧光灯细长的灯管容易毁坏，基于安全原因，一般冷阴极荧光灯设备不会让它的灯管裸露。而且，当没有灯泡壳时，大量的昆虫将会被困死在裸露的灯管里面。

为了保护冷阴极荧光灯细长的灯管免受振动，并使整个设备看起来类似一只普通灯泡，应该尽可能将冷阴极荧光灯灯管放入一只小的透光灯泡壳，作为保护盾。

不过，冷阴极荧光灯灯管在小泡壳里面产生相当多的热，而且热不容易被驱散。由于下面解释的汞蒸汽独特行为，这会使整个设备不能够有效率地发光。

冷阴极荧光灯和热阴极荧光灯同样地是低压汞蒸汽气体放电设备，因此他们分享不少相同的特征，尤其是在后期的电子活动，即：汞分子被电子放电刺激到一个高能状态后，而再恢复到基本状态时产生紫外线，紫外线辐射在灯管壁上，被磷层吸收后变为热和可见光。在紫外线产生阶段，如果要让汞蒸汽最有效地被电子放电刺激，即：产生最佳数量的紫外线，灯管壁上的最凉点(″coolest spot″)必须是在25-75℃内。高于这温度，汞离子会变得过度活跃并使灯管里的汞蒸汽气压迅速增加。

这里引述先驱研究如Bloem的″荧光灯汞剂″(Amalgams for fluorescentlamp，Philips Technical Review Volume 38，83-88 1978/79 No.3)，他认证了汞蒸汽的气压是低压汞蒸汽放电设备的一个重要参数，而且这参数是由荧光灯管壁上的最凉点确定。如果压力太低，很少的汞分子被电子放电激动，导致不够紫外线辐射落在磷层上。如果压力太高，汞分子会吸收大部分在激动状态里的辐射而变为更激动，导致大部分紫外线非发光地转移，即：被汞分子吸收而只变为热，并使辐射在磷层上的紫外线大量减少，荧光灯的发光效率也因此明显降低。

在JF Waymouth的一书，即：″放电电灯″(Electric Discharge Lamp，MIT Press Cambridge Mass.，1971，第23页)，认证了荧光灯的最佳汞蒸汽气压是大约6×10.sup.-3托。而且这数值是当灯管壁上的最凉点(″coolestspot″)为40℃左右时出现。虽然如此，汞蒸汽气压在3×10.sup.-3托和9×10.sup.-3之间，荧光灯的发光效率仍然可以接受。

作为一个有最佳发光效率的冷阴极荧光灯设备，灯管壁上的最凉温度应该保持在大约25-75℃。故此，这设备必须具备有效率的散热装置，使它在较高的输入功率时，灯管管壁的温度能够保持在25-75℃内。

本发明提供一种有效率散热装置，以一种高导热率的气体(例如氦气)充滿在冷阴极荧光灯设备的透光灯泡壳内。与空气相比较，氦气有较优的导热率。如图1说明，并在″发明内容″里解释，当透光灯泡壳里面的空气被氦气替换时，相同输入功率的冷阴极荧光灯设备的发光量可以增加大约30％。

冷阴极荧光灯再一个缺点是它的电子驱动器包含一台容易受热而毁坏的高压变压器。对于一个传统的冷阴极荧光灯设备来说，电子驱动器一般在极短距离内连接着冷阴极荧光灯的电极。不断被电极散发的热烘烤时，电子驱动器通常是第一个发生故障而毁坏的零件，并使整个设备作废。一个常规冷阴极荧光灯灯泡，如果缺乏有效的散热装置，在8-13瓦特的输入功率时，灯泡壳内的温度可以达到90-120℃。泡壳内这样的高温，加上电子驱动器自己产生的热，如果不迅速被驱散，会大大缩短电子驱动器的寿命。

冷阴极荧光灯的电子驱动器更容易毁坏的另一个原因：由于给电子驱动器的空间有限，它里面的高电压变压器的体积必须非常细小，但它要在10k-150kHz的频率下提供大约500-2500伏特的交流电，线轴的铜线因此必须包绕线轴1000转以上。线轴体积小而转数这样多，所用的铜线，它的直径通常不到0.1毫米。因为电压极高和铜线极幼，这个高压变压器需要额外的绝缘和更有效的散热装置，否则非常容易短路而破坏整个电子驱动器。由于冷阴极荧光灯灯管的寿命通常超过50000个小时，因此非常必要为冷阴极荧光灯设备的电子驱动器提供一个十分有效的散热装置。

传统的电子驱动器将全部电子零件附在印制电路板的一面或者两面，然后电路板与电子零件被放入驱动器壳子里面，并将壳子依附在透光灯泡壳和灯头中间。这需要一个有大内部空间的驱动器壳子，而壳子本身的壁厚至少有1.5毫米。驱动器壳子和灯头里面的空间没有被任何零件占用而只有空气。这样的传统设计臃肿，而且不能有效地散热。

传统冷阴极荧光灯设备用一个驱动器壳子连接着透光灯泡壳和灯头，它的另一缺点是驱动器壳子不能由金属做成，因为它连接着的灯头是导电的。而不管是塑料或者陶料做的驱动器壳子，它们都不导热。当大量空气被困在它里面时，壳内的电子驱动器便更容易过热。因此，如果能够不用驱动器壳子，而用另一个合适的结构和装置将电子驱动器与透光灯泡壳和灯头连接，同时使冷阴极荧光灯设备有一个坚固的结构，并且保持电子驱动器安全和绝缘，这是绝对合乎需要的。

最后，***式1U形、2U形、4U形、6U形等***式热阴极荧光灯(它们使用G23、G24或者G24d等***式连接器)，以及T5形、T8形、T9形和T12形等管状式热阴极荧光灯(它们使用G5、G13或者R17d等连接器)，都是被广泛地应用，特别是用在难达到的位置，例如天花板和灯柱。由于热阴极荧光灯的寿命短，它们需要频繁的替换。但被放在难达到的位置，替换时引起相当多的困难。而且这些热阴极荧光灯设备是不能够用普通的调光器去调光。因此，非常有需要用本发明的1U形、2U形、4U形、6U、T5形、T8形、T9形和T12形长寿命和可调光冷阴极荧光灯，去代替同类形的热阴极荧光灯设备。

发明内容

为了改善上述冷阴极荧光灯设备在照明用时的缺点，本发明的目标是制造一种改进的冷阴极荧光灯设备，它体积细小，形状和尺寸与传统白炽灯泡相似，它的灯管和电子驱动器有散热装置，使它在较高的输入功率时，能产生高亮度的照明。

本发明的经改进冷阴极荧光灯设备，包括一个密封的透光灯泡壳，灯泡壳里至少有一根冷阴极荧光灯灯管，而灯管至少有一个电极；灯泡壳是密封的，里充满一种比空气导热率更高的高导热率气体，例如氦气或者氢气；这个设备并包括至少一个能提供10k-150k赫兹和500-2500伏特交流电的电子驱动器，连接着灯管的电极。

在本发明其中一个最优具体实施方式，经改进的冷阴极荧光灯设备是使用A-形的、密封的透光灯泡壳，泡壳里面充满氦气，氦气的气压在室温时大约是700托。如图1中所示，这设备的发光亮度，比在灯泡壳里面填饱空气时提高了大约30％。

在另一个最优具体实施方式，冷阴极荧光灯灯管被涂上阻止氦气扩散进入冷阴极荧光灯灯管内部空间的一种气体弥散障碍涂料，透光灯泡壳的内部表面也被涂上这种涂料，阻止氦气漏离灯泡壳。为得到更好的效果，冷阴极荧光灯灯管和透光灯泡壳的玻璃都是用苏打石灰玻璃造。

本发明的另一个目标是提供一种新颖的方法把高导热率气体灌入透光灯泡壳里面，并同时将冷阴极荧光灯灯管固定在灯泡壳里面，使灯管得到保护和避免受振动而毁坏。本发明的一个最优具体实施方式将冷阴极荧光灯灯管固定在一只由传统白炽灯灯蕊柱改进后得到的″灯管支撑组件″上。  然后用传统熔接白炽灯灯蕊柱的办法，将这个灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)的底部与透光灯泡壳的底部密封地熔接在一起，完成后将空气抽出和将氦气灌入灯泡壳里面，并且最后将整个灯泡壳密封。

白炽灯的灯蕊柱工艺超过一个世纪前就已经被广泛地应用，由于需求巨大，它们都是用自动化机器大量地、低成本地制造。熔接灯蕊柱柱脚在透光灯泡壳底部的传统机器也非常自动化，并且有许多不同的型号供选择。

在市场上可买到白炽灯灯蕊柱有3个普通特征，即：(1)沿着柱干的中心轴有一根内部排气管，(2)柱干底部有一个小的圆盘，和(3)两根金属线牢固地依附在中心轴的头上，并且分别与中心轴底部的外接用导线连结。各种各样的白炽灯灯蕊柱都可以容易地改进成为本发明所用的″灯管支撑组件″。

本发明设计出不同的方法，将冷阴极荧光灯灯管牢固地固定在灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)的支撑柱头上，以便它能禁得住强大的振动。在灯管被固定，和灯管的电极与灯管支撑组件头上的金属线被牢固焊接后，灯管支撑组件底部圆盘的边缘便与透光灯泡壳的底部密封地熔接，然后空气通过排气管从灯泡壳被抽离，一种像氦气那样的高导热率气体被填入，并且排气管口最后被密封好，使透光灯泡壳变成密封。

本发明也提供其他方法将冷阴极荧光灯灯管固定在透光灯泡壳内，可以用、或不用传统的白炽灯灯蕊柱(灯管支撑组件)。一个最优具体实施方式是把冷阴极荧光灯灯管牢固地连接在一个预定形状的灯管支托，然后将这灯管支托连接在一个传统的白炽灯灯蕊柱(灯管支撑组件)上，或者是连接在一只有排气管附在它的表面上的灯泡壳底盘，然后灯管支撑组件底部的边缘，或者是灯泡壳底盘的边缘，与透光灯泡壳的底部密封地熔接，使透光灯泡壳最后可以密封。

另一个最优具体实施方式是在透光灯泡壳的底部，把冷阴极荧光灯灯管的灯腿牢固地依附在它的内表面，然后灯泡壳的底部用一个由玻璃做的，陶料做的，或者是塑料做的灯泡壳底盘密封，并且用一根附在灯泡壳底盘面上的排气管将空气从灯泡壳抽出，再将高导热率气体灌入泡壳里面，最后将排气管管口密封。

本发明的另一个具体实施方式是用导热合成材料把电子驱动器和灯头之间的空间填满，让电子驱动器产生的热可以迅速弥散。这样做，导热合成材料同时将电子驱动器部分地或完全包嵌，并和灯头连结成一个有预定形状的电子镇流器组合整体。本发明利用一个预定形状的，可脱模和不漏水的模子去灌入导热合成材料。当导热合成材料凝固硬化以后，模子便可以拆除。因此，这个电子镇流器组合整体不需要任何驱动器壳子将电子驱动器覆盖和纳入。当导热合成材料凝固硬化以后，整个电子镇流器组合整体的表面，如果不是它灯头部分的金属表面，就是导热合成材料硬化后的表面。本发明使用的导热合成材料，可包括导热的环氧或者树脂等化合物，它除了作为电子驱动器的零部件和灯头之间的热桥外，也提供了有效的绝缘给电子驱动器的高压变压器。

本发明的另一个具体实施方式是提供一个灯泡壳连接组件，将灯泡壳与电子镇流器组合整体牢固地连结在一起。灯泡壳连接组件只与电子镇流器组合整体的非灯头端连接，而它与灯头之间由导热合成材料提供了优质的绝缘，因此，这个灯泡壳连接组件可以用金属材料做成，使电子驱动器和冷阴极荧光灯灯管产生的热能够更迅速地弥散到金属组件外周的空气。

在另一个最优具体实施方式，利用一套可脱模的模子，将导热合成材料灌入并制成电子镇流器组合整体，这模子同时用同样的导热合成材料形成一个灯泡壳连接孔口，依附在电子镇流器组合整体的顶端。它与上述用可分开的灯泡壳连接组件和电子镇流器组合整体的具体实施方式有相同的用法和形状，但是生产成本更低，因为形成这样有灯泡壳连接孔口的电子镇流器组合整体的模子可以被反复使用，而额外所需的导热合成材料比分开制造灯泡壳连接组件便宜。

使用上述方法形成电子镇流器组合整体有很多好处。例如，相对于被放入连结着透光灯泡壳的驱动器壳子而言，电子驱动器现在被安置在离开冷阴极荧光灯电极更远的位置。电极是使电子驱动器寿命缩短的一个主要热源。使用这方法改进的冷阴极荧光灯设备能够降低电子驱动器的工作温度，让它有更长的寿命。

而且，上述方法不再需要把电子驱动器覆盖和纳入在依附着透光灯泡壳的驱动器壳子里。这个壳子的最小壁厚在相反的两边上分别是大约1.5毫米，不用它时，整个冷阴极荧光灯设备的体形可以造到更小。再者，这个壳子必须被直接依附到灯头上，因此它必须由不导热的塑料或者陶料做成。最重要的，驱动器壳子有空气被困在里面，使电子驱动器容易过热。

本发明的另一个目标是将传统的，有驱动器壳子依附在透光灯泡壳与灯头之间的冷阴极荧光灯设备改进，使它们也受益于由本发明提供的散热方法。虽然改进方法使这种设备较难生产，但是有高导热率气体在灯泡壳里面，它的发光强度仍能增加大约20％。

本发明的另一个目标是提供一长寿命和可以调光的冷阴极荧光灯设备，替换传统的1U形、2U形、4U形、6U形等形状的***式热阴极荧光灯。本发明的冷阴极荧光灯设备与这些热阴极荧光灯设备同样使用G23、G24或者G24d等双销钉、或者四销钉电连接器作为灯头和电连接器。本发明的冷阴极荧光灯设备有至少一个螺旋状冷阴极荧光灯灯管被放入1U形、2U形、4U形、6U形等形状的透光灯泡壳内，而它们的灯泡壳是密封的，里面充满了高导热率气体。

与此类似，本发明的另一个目标是也为使用G5、G13或者R17d等双销钉灯头的T5形、T8形、T9形和T12形等形状的热阴极荧光灯提供一个长寿命和可以调光的冷阴极荧光灯设备作为替换选择。在它们的管状式透光灯泡壳里面，本发明提供至少一个单螺旋形，或者双螺旋形，或者是线形的冷阴极荧光灯灯管。它们的管状式透光灯泡壳是密封的，里面同样是充满了高热导率气体。

以下本发明不同具体实施方式的详细描述、附图、和权利要求，等等，将明确說明本发明全部目标，特征和优势。本发明各个不同的具体实施方式和特征，无需明确说明，是可以个别或一并使用。

故此，一个透光灯泡壳可以是A-形、梨形、烛形、球形、圆柱形、圆锥形、MR16形、MR103形、或者普通白炽灯泡常用的其他形状。灯泡壳的材料可以是玻璃、塑料、树脂、金属，或者这些不同的材料的结合。灯泡壳里面任何部分可以被涂上反光的材料。

冷阴极荧光灯灯管可以被弯成不同的U-状，也可以是弯成蜿蜒形、圆锥形、单螺旋形、双螺旋形，等等。

另外，每个具体实施方式可以使用至少一根冷阴极荧光灯灯管。如果两根或更多根冷阴极荧光灯灯管被同时使用，每一根灯管可以产生相同或者不同颜色的光。冷阴极荧光灯设备可能用于照明，装饰，交通灯或者显示设备。全部这样的变化都在本发明的范围内。

附图说明

上述本发明的摘要和以下的详细内容，与附图一道，可以更好地被理解。为了重点地说明本发明，只有本发明目前优选的具体实施方式被显示在附图内，但应该理解，本发明绝对不被限制在附图显示的手段和安排。

图1是一张标绘图，显示根据本发明的一个9W冷阴极荧光灯设备每瓦特产生的发光流明(″lumen″)，对比一个传统9W冷阴极荧光灯设备的每瓦特发光流明(″lumen″)。

图2是本发明的一个冷阴极荧光灯灯身的横截面图，显示在透光灯泡壳里面的冷阴极荧光灯灯管，用灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)密封的透光灯泡壳，和灯泡壳里面的高导热率气体。这里的冷阴极荧光灯灯管是被牢固地连接在灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)的支撑柱头上，而且灯管的电极与依附在灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)支撑柱头上的金属线连接，然后灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)底部圆盘的边缘与透光灯泡壳底部密封熔接。

图3是本发明的另一个冷阴极荧光灯灯身的横截面图，显示在透光灯泡壳里面的冷阴极荧光灯灯管，用灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)密封的透光灯泡壳，和灯泡壳里面的高导热率气体。这里的冷阴极荧光灯灯管的灯腿是用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料被直接地连接在灯泡壳底部的内表面。

图4(a)是由一个有一颗小珠头的玻璃杆组成的灯管支撑组件的横截面图；以及图4(b)是本发明的另一个冷阴极荧光灯灯身，里面的冷阴极荧光灯灯管是牢固地依附在图4(a)的灯管支撑组件的支撑柱头上。

图5(a)是由一个有两个小钩的玻璃杆组成的灯管支撑组件的横截面图；以及图5(b)是本发明的另一个冷阴极荧光灯灯身，里面的冷阴极荧光灯灯管是牢固地依附在图5(a)的灯管支撑组件的支撑柱头上。

图6(a)是一个本发明的叉形腿支托和与它一起使用的灯管支撑组件的横截面图；以及图6(b)是本发明的另一个冷阴极荧光灯灯身，里面的冷阴极荧光灯灯管的灯腿是用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材是牢固地依附在图6(a)的叉形腿支托上，而叉形腿支托同样是用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材是牢固地依附在图6(a)的灯管支撑组件上。然后灯管支撑组件底部圆盘的边缘与透光灯泡壳的底部密封熔接，并且高导热率气体充满在灯泡壳里面。

图7(a)是一个本发明的弧形腿支托和与它一起使用的灯管支撑组件的横截面图；以及图7(b)是本发明的另一个冷阴极荧光灯灯身，里面的冷阴极荧光灯灯管的灯腿是用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材是牢固地依附在图7(a)的弧形腿支托上，而弧形腿支托同样是用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材是牢固地依附在图7(a)的灯管支撑组件上。然后灯管支撑组件底部圆盘的边缘与透光灯泡壳的底部密封熔接，并且在灯泡壳里面充满高导热率气体。

图8(a)横截面图是显示本发明的一只预先附有排气管在它的表面上的灯泡壳底盘，和与它的表面连接一起的叉形腿支托；以及图8(b)是本发明的另一个冷阴极荧光灯灯身，里面的冷阴极荧光灯灯管的灯腿是用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材牢固地依附在图8(a)的叉形腿支托上，然后8(a)的灯泡壳底盘的圆边缘与透光灯泡壳的底部密封地熔接，并且在灯泡壳里面充满高导热率气体。

图9(a)横截面图是显示本发明的一只预先依附有排气管在它的表面上的灯泡壳底盘，和与它的表面连接一起的弧形腿支托；以及图9(b)是本发明的另一个冷阴极荧光灯灯身，里面的冷阴极荧光灯灯管的灯腿是用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材牢固地依附在图9(a)的弧形腿支托上，然后9(a)的灯泡壳底盘的圆边缘与透光灯泡壳的底部密封地熔接，并且在灯泡壳里面充满高导热率气体。

图10(a)横截面图是显示本发明的另一个冷阴极荧光灯灯身，里面的冷阴极荧光灯灯管的叉形灯腿是用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料被直接地连接在灯泡壳底部里面的内表面。然后本发明的一只预先依附有排气管在它表面上的灯泡壳底盘的圆边缘与透光灯泡壳的底部密封地熔接，并且在灯泡壳里面充满高导热率气体。

图10(b)横截面图是显示本发明的另一个冷阴极荧光灯灯身，里面的冷阴极荧光灯灯管的弧形灯腿是用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料被直接地连接在灯泡壳底部里面的内表面。然后本发明的一只预先依附有排气管在它表面上的灯泡壳底盘的圆边缘与透光灯泡壳的底部密封地熔接，并且在灯泡壳里面充满高导热率气体。

图11(a)横截面图是显示一套制造本发明的电子镇流器组合整体用的模子，和这个电子镇流器组合的组成部分，这图显示导热合成材料被充满之前的状态；以及图11(b)显示这个电子镇流器组合整体形成后的横截面图。

图12(a)是一个是如图2所显示的、本发明的一个冷阴极荧光灯灯身的横截面图，连同本发明的一个灯泡壳连接组件和电子镇流器组合整体的横截面图；以及图12(b)显示本发明的一个完整的冷阴极荧光灯设备的横截面图，它是图12(a)所显示的冷阴极荧光灯灯身与同图的电子镇流器组合整体，同被该图所显示的灯泡壳连接组件用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料牢固地连结在一起。

图13(a)显示本发明的另一个灯泡壳连接组件的横截面图，这个连接组件的连接口是倾斜向上的；以及图13(b)显示本发明的一个电子镇流器组合整体与图13(a)显示的灯泡壳连接组件连结在一起时的横截面图。

图14显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将图13(b)的电子镇流器组合整体和同图的灯灯泡壳连接组件，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图3所显示的冷阴极荧光灯灯身牢固地连结在一起。

图15显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将图13(b)的电子镇流器组合整体和同图的灯灯泡壳连接组件，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图4(b)所显示的冷阴极荧光灯灯身牢固地连结在一起。

图16显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将图13(b)的电子镇流器组合整体和同图的灯灯泡壳连接组件，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图5(b)所显示的冷阴极荧光灯灯身牢固地连结在一起。

图17显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将图13(b)的电子镇流器组合整体和同图的灯灯泡壳连接组件，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图6(b)所显示的冷阴极荧光灯灯身牢固地连结在一起。

图18显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将图13(b)的电子镇流器组合整体和同图的灯灯泡壳连接组件，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图7(b)所显示的冷阴极荧光灯灯身牢固地连结在一起。

图19(a)显示本发明的另一个灯泡壳连接组件的横截面图，这个连接组件的连接口是水平倾向的；以及图19(b)显示本发明的一个电子镇流器组合整体与图19(a)显示的灯泡壳连接组件连结在一起时的横截面图。

图20显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将图19(b)的电子镇流器组合整体和同图的灯灯泡壳连接组件，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图8(b)所显示的冷阴极荧光灯灯身牢固地连结在一起。

图21显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将图19(b)的电子镇流器组合整体和同图的灯灯泡壳连接组件，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图9(b)所显示的冷阴极荧光灯灯身牢固地连结在一起。

图22显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将图19(b)的电子镇流器组合整体和同图的灯灯泡壳连接组件，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图10(a)所显示的冷阴极荧光灯灯身牢固地连结在一起。

图23显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将图19(b)的电子镇流器组合整体和同图的灯灯泡壳连接组件，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图10(b)所显示的冷阴极荧光灯灯身牢固地连结在一起。

图24(a)显示比图13(a)及图19(a)体形较小的另一个灯泡壳连接组件的横截面图；以及图24(b)显示本发明的另一个电子镇流器组合整体与图24(a)显示的灯泡壳连接组件连结在一起时的横截面图；以及图24(c)显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个完整设备是将图24(b)的电子镇流器组合整体和同图的灯泡壳连接组件，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图2所显示差不多一样的，但是体形较小和有正常A19白炽灯泡灯泡壳的冷阴极荧光灯灯身，牢固地连结在一起。

图25的横截面图是显示另一套本发明用的模子，用作制造另一种包含灯泡壳连接孔口(用导热合成材料造)的电子镇流器组合整体，和这个电子镇流器组合的组成部分。这个模子的设计是可以将导热合成材料来造成的灯泡壳连接孔口一并连结在电子镇流器组合整体的顶端。这图显示导热合成材料被充满之前的状态。

图26(a)显示本发明用图25的模子塑造的电子镇流器组合整体的横截面图，它包含用导热合成材料造成的灯泡壳连接孔口，而这个孔口是倾斜向上；以及图26(b)显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将图26(a)的电子镇流器组合整体，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图2所显示的冷阴极荧光灯灯身，牢固地连结在一起。

图27(a)显示本发明用另一套模子塑造的电子镇流器组合整体的横截面图，它包含用导热合成材料造成的灯泡壳连接孔口，而这个孔口是水平倾向；以及图27(b)显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将图27(a)的电子镇流器组合整体，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图10(a)所显示的冷阴极荧光灯灯身，牢固地连结在一起。

图28(a)的横截面图显示比图26(a)以及图27(a)体形都较小的电子镇流器组合整体，但是它含有用导热合成材料造成的灯泡壳连接孔口；以及图28(b)显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个完整设备是将图28(a)含灯泡壳连接孔口的电子镇流器组合整体，用低熔点玻璃或者硅胶等黏合材料与如图24(c)所显示的冷阴极荧光灯灯身，牢固地连结在一起。这一个冷阴极荧光灯灯身是较小的，并且有正常的A19白炽灯泡灯泡壳。

图29显示本发明的另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是将传统的驱动器壳子依附在透光灯泡壳和灯头的中间，而电子驱动器是安置在驱动器壳子里面。这个冷阴极荧光灯设备是用硅胶等黏合材料将驱动器壳子与如图2所显示的冷阴极荧光灯灯身牢固地连结在一起。它的透光灯泡壳里面有高导热率气体，而且是密封的。

图30显示本发明另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个冷阴极荧光灯设备是将传统的驱动器壳子依附在透光灯泡壳和灯头的中间，而电子驱动器是安置在驱动器壳子里面，同时它的冷阴极荧光灯灯管是固定在一个传统的灯管支撑组件，而该灯管支撑组件是连接在透光灯泡壳底部。它的透光灯泡壳是密封的，而且里面有高导热率气体。

图31是本发明的一个冷阴极荧光灯设备的截面的图形。这个设备至少有一只密封的管状透光灯泡壳，但它没有电子驱动器，而只有至少2个销钉的G23或者其他类形的电连接器。它的管状透光灯泡壳是密封的，里面充满高导热率气体。它每一个泡壳里面都安放了至少一只冷阴极荧光灯灯管，而冷阴极荧光灯灯管是3-U形或者其他不同形状。

图32本发明另一个冷阴极荧光灯设备的透视图。这个冷阴极荧光灯设备至少有一只密封的，类似T8灯管的管状透光灯泡壳。这透光灯泡壳是密封的，里面充满高导热率气体。它每一个透光灯泡壳里面都安放了至少一只冷阴极荧光灯灯管，而冷阴极荧光灯灯管是3-U形或者其他不同形状。透光灯泡壳内的冷阴极荧光灯灯管，它们至少一个电极是连接在透光灯泡壳末端的双针G13或者其他类形的电连接器。

图33本发明另一个冷阴极荧光灯设备的透视图。这个冷阴极荧光灯设备有一个密封的，类似T12灯管的管状透光灯泡壳，里面充满高导热率气体。它的透光灯泡壳里面安放了至少一只冷阴极荧光灯灯管，而冷阴极荧光灯灯管是3-U形或者其他不同形状。透光灯泡壳内的冷阴极荧光灯灯管，它们至少一个电极是连接在透光灯泡壳末端的双针G13或者其他类形的电连接器。

除了在透光灯泡壳里面有6个直线的冷阴极荧光灯灯管外，图34是一个与图33相似的冷阴极荧光灯设备的横截面图。这冷阴极荧光灯设备的透光灯泡壳是密封的，里面充满高导热率气体。而且冷阴极荧光灯灯管的电极是被连接在透光灯泡壳两端上的双销钉电连接器上。每一端的双销钉电连接器都连接它们旁边所有的冷阴极荧光灯灯管电极。

图35是一个与图34相似的冷阴极荧光灯设备的横截面图。这冷阴极荧光灯设备的透光灯泡壳是密封的，里面充满高导热率气体。但它的所有冷阴极荧光灯灯管电极都是被连接在透光灯泡壳只有一个末端上的双销钉电连接器。其余一个末端上的双销钉电连接器是没有与冷阴极荧光灯灯管任何一个电极连接。

图36是与图35相同的冷阴极荧光灯设备，除了在透光灯泡壳内没有高导热率气体。

具体实施方式

下文细节描述本发明的最优具体实施方式，描述中并参照有关的附图。在描述过程中，为了简单易明，设备中相同的组件由相同的数字标签。

具体实施方式1

本发明的第一个具体实施方式是为改进的冷阴极荧光灯设备提供一个新颖的散热装置。这个冷阴极荧光灯设备包括：一个密封的透光灯泡壳，里面至少有一根冷阴极荧光灯灯管而灯管少有一个电极；一个提供高频率、高电压电流的电子驱动器，该电子驱动器与冷阴极荧光灯灯管的电极连接，并且同时连接到一个灯头，而这个灯头从一个电插座得到外部电源；密封的透光灯泡壳里面充满与空气相比较，有更好导热率的高导热率气体，使冷阴极荧光灯灯管产生的热可以迅速通过透光灯泡壳的表面散入大气层。

本发明上述第一个具体实施方式，和以下其他具体实施方式，所描述的冷阴极荧光灯设备可以有很多明显的变异和变化。例如，电子驱动器可能是一个″直流/交流″变流器，或者是一个″交流/交流″变换器，即：输入的电流可能是直流或者是交流；变流器供给冷阴极荧光灯灯管用的电是高电压和高频率的交流电，并且带有至少80伏特的电压和10k-150kHz的频率。灯头，即：电连接器，可以是众多传统的灯头之一，是机械地连接到电插座并使设备得到外部电源的传送，并向电子驱动器供给直流或者是交流电源。最后但並非最不重要的一点，透光灯泡壳可以是任何形状的传统白炽灯泡壳，可以由玻璃或者塑料制成，可以是透明或者半透明(即：透送漫射光)，或者只可以透过一定颜色的光，灯泡壳内部的任何一个部分可以有一个反射的表面。所有这些变异和变化都通过下面各个具体实施方式的描述而被纳入本发明的范围。

在一个最优具体实施方式，有一种比空气的导热率高的高导热率气体被充满在透光灯泡壳里面。地球上只有3种轻分子重量(″light molecularweight″)的气体，即：氢气、氦气和氖气。它们的导热率都是比空气的导热率高(好)。这3种轻分子重量的气体可以单一地在本发明的冷阴极荧光灯设备上被使用，或者是被混合使用。无论是被单一或者混合使用，虽然它们里面有杂质或小部分比较重的重分子重量气体，只要它总体的导热率比空气的导热率好，它都可以合适地被本发明使用。在本发明的说明里，无论是什么样的气体混合物或者是单一的气体，只要它的导热率比空气的导热率高(好)，都被称为高导热率气体。

氢气在地球上是最轻分子重量的气体，它的导热率，即：180.5mW/m-K(在300.deg.K)，是空气导热率26.4mW/m-K(在300.deg.K)的大约6.8倍。氦气是地球上第2轻的气体，它的导热率是151.3mW/m-K(在300.deg.K)，是空气的5.7倍。氖气体是在氦气之后第3轻的气体，它的导热率是49.1mW/m-K(在300.deg.K)，是空气的1.9倍。第一个和第二个气体，即：氢气和氦气，是本发明较为喜欢使用的高导热率气体。不过，由于氢气是易燃的，尽管它的导热率较高，氦气还是应该被优先选择的。氦和氢的混合气体也可以被优先选择，特别当氢气的组成是约8.5％而其余是氦气，即通常被称为电子捕获气体(electron capture gas)的混合气体，不易燃，并且可以容易从气体供应商获得。

本发明的一个具体实施方式，是用一个尺寸与普通白炽灯泡相似的A-形玻璃灯泡壳，它被密封和在里面充满氦气，氦气的压力在室温下是在大约700托。

参考图1的显示，5个随意抽样的9W常规冷阴极荧光灯样品1，它们的透光灯泡壳里面充满空气，在不同的电压上被提供电流。在灯启动之后30分钟，当它们的操作功率稳定在6和8瓦特之间时，它们的发光量度被持续记录。当它们的操作功率稳定时，他们的平均稳定功率是比启动初时的操作功率大约低2瓦特，这是这些传统的冷阴极荧光灯设备已经过热，但还没有过分地过热时的一个的特点。如果是已经过分地过热，它的发光量度是会不受管束地下降，不管输入功率是稳定或者是在增加。

上述5个样品灯1的每盏灯平均流明，以及它们的平均每瓦特流明，在图1被分别描绘为曲线2和曲线3。曲线2和曲线3的会合点4显示样品灯1最有效的有操作功率是大约7.4瓦特，而这时候样品灯1的平均光量度是每灯大约323流明，即：平均效率是大约每瓦特44.2流明。当输入功率被进一步增加，样品灯1的效率迅速下降，因为每盏灯的发光量度不再增加。

此外，参考图1，当空气从样品灯1的透光灯泡壳抽出，而氦气6在大约700托的室温压力下填补到样品灯1的泡壳里面之后，相同的5个常规冷阴极荧光样品灯1变为图1经改良的冷阴极荧光灯样品灯5。在灯启动之后30分钟，当它们的操作功率稳定在7和9瓦特之间时，样品灯5的发光量度被持续记录。不同于样品灯1，样品灯5的稳定操作功率只是0.7瓦特低于它们最初的操作功率，表明样品灯5完全没有过热。

再次参考图1，样品灯5每盏灯的平均流明和它们的平均每瓦特流明，在图1被分别描绘为曲线7和曲线8。这两个曲线的会合点9显示样品灯5最有效的有操作功率是大约8.6瓦特，而这时候样品灯5的平均光量度是每个灯大约420流明，即：平均效率是大约每瓦特48.8流明。当有氦气充满在透光灯泡壳里面时，样品灯5的稳定功率比它们的最初操作功率只下降大约0.7瓦特，比样品灯1下降2.0瓦特相比少了很多，即相对地可用的稳定电流增加了18％。另一方面，充满氦气之后，样品灯5的每瓦特发光效率增加了10％。故此，经改本发明上述一个最优具体实施方式改进后，每盏冷阴极荧光灯冷的总发光量度增加了30％。这说明用氦气体替换透光灯泡壳里面的空气是可以成功克服传统冷阴极荧光灯设备的过热困难。

当热阴极荧光灯在没有灯泡壳的情况下，以大约9瓦特的功率操作时，它灯管壁上的表面温度，在距离它的热阴极1.0厘米的位置是大约50-60℃，而在它的热阴极附近，灯管壁上的表面温度倍增，是大约100-120℃，主要因为热阴极里面的钨丝电极在操作时，它的温度是大约800-1000℃。

当冷阴极荧光灯在没有灯泡壳的情况下，以大约9瓦特的功率操作时，它灯管壁上的表面温度，在距离它的冷阴极1.0厘米的位置是大约35-40℃，而在它的冷阴极附近，灯管壁上的表面温度只是大约60-70℃，温度较热阴极荧光灯低很多，主要因为冷阴极里面用镍或其他金属金造的电极在操作时，它的温度只有大约90-110℃。

与热阴极荧光灯相比较，冷阴极荧光灯有较低的总体温度，故此，当被放在一个透光灯泡壳里面时，以9瓦特功率操作时，只需在灯泡壳里面充满本发明构思的高导热率气体，便可以满意地解决冷阴极荧光灯设备的散热困难。相反，把相同的设计用于热阴极荧光灯，效果并不完全令人满意，它只将热阴极荧光灯的总发光量度增强大约15％。

具体实施方式2

氦气和氢气通常能在密封的玻璃壳表面泄漏或者弥散。本发明另一个具体实施方式是提供阻止氦气或者氢气泄漏离开透光灯泡壳的一种新颖的方法。另一方面，因为冷阴极荧光灯灯管里的总气体压力，与氦气或者氢气的局部气体压力都比透光灯泡壳里面的氦气或者氢气压力低许多，氦气或者氢气亦会弥散进入冷阴极荧光灯灯管的里面。本发明这个具体实施方式亦提供阻止氦气或者氢气弥散进入冷阴极荧光灯灯管的里面。根据本发明，如果透光灯泡壳的玻璃都是用苏打石灰玻璃制造时，氦气或者氢气都不会泄漏离开透光灯泡壳。同时，如果冷阴极荧光灯灯管是用苏打石灰玻璃制造时，氦气或者氢气都也不会弥散进入冷阴极荧光灯灯管的里面。氦气和氢气对于苏打石灰玻璃的渗透率，在室温下，是比较石英玻璃，例如是borosilicate和pyrex玻璃，低于几千倍。而且，本发明的冷阴极荧光灯设备的其它零件，如灯泡壳连接组件，等等，如有可能的，都用铝或者铜那样的金属制造，因为氦气和氢气都不会透过金属扩散和泄漏。

为了堵塞氦气和氢气弥散进入冷阴极荧光灯灯管的内部空间，一种气体弥散障碍涂料可以被涂在冷阴极荧光灯灯管的表面。这样的气体弥散障碍涂料也适用于透光灯泡壳里面，可以阻止氦气或者氢气从透光灯泡壳内向泡壳外面的空气渗漏。

如图2显示，根据本发明，冷阴极荧光灯灯身10包括透光灯泡壳11，和它里面的冷阴极荧光灯灯管12。透光灯泡壳11是密封的，并且充满高导热率气体13。气体弥散障碍涂料14既涂在冷阴极荧光灯灯管12的外表面，又被涂在透光灯泡壳11的内表面上。

根据日本授予Yasunori Nikaido的专利(No.SHO 42-16002清水专利局，Fukiai-Ku，日本，神户)，用环氧树脂Epon 828(壳牌公司化学公司的注册商标)以及硬化剂Belsamid 125(General Mills Incorporated的注册商标)结合而成的气体弥散障碍涂料，可以阻止氦气通过玻璃表面渗漏。根据本发明，类似的环氧树脂和硬化剂结合物，都是形成气体弥散障碍涂料的优先材料。此外，根据本发明，铝氧化物(Al.sub.2.0.sub.3)以及硅氧化物(Si.sub.x.O.sub.y，x＝1-4，y＝1-5)在大约3∶2到5∶1的比率下制成的混合物，涂在冷阴极荧光灯灯管的外表面上，和在透光灯泡壳的内表面上，都可以形成一种有效的氦气和氢气弥散障碍。

具体实施方式3

本发明另一具体实施方式是提供一种新颖的方法把冷阴极荧光灯灯管固定在透光灯泡壳里面，一方面保护和防止灯管受到振动，同时可以让空气从透光灯泡壳里面抽出，和将高导热率气体灌入灯泡壳里面。这方法是将冷阴极荧光灯灯灯管固定在经过改进的传统白炽灯灯蕊柱(灯管支撑组件)上。白炽灯灯蕊柱已经被白炽灯泡工艺用了超过一个世纪。白炽灯灯蕊柱由一个短和中空的玻璃管(外径约5-10毫米和内径约3-7毫米)熔制而成。由于需求巨大，它是使用自动化的机器以低成本大量地生产。熔接白炽灯灯蕊柱(灯管支撑组件)到透光灯泡壳底部的传统的机器也非常自动化，并且有许多不同的型号可供选择。

在市场上可买到白炽灯灯蕊柱(灯管支撑组件)有3个普通特征，即：(1)沿着柱干的中心轴有一根内部排气管，(2)柱干底部有一个小圆盘，和(3)两根金属线牢固地依附在中心轴的头上，并且分别与中心轴底部的外接用导线连结。取决于不同的需要，一只白炽灯灯蕊柱可以有多于两个依附在柱头的支撑柱，而多出的支撑柱与底部外接用的导电电线不一定连结。各种各样的白炽灯灯蕊柱都可以容易地改进成为本发明所用的灯管支撑组件。

如图2显示，冷阴极荧光灯灯管12的顶部是由灯管支撑柱16头上的钩15稳固地钩着，而灯管支撑柱16是稳固地依附在灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18的柱头17上。同时，连接冷阴极荧光灯电极(不显示)的两条导线(不显示)是分别被焊接在靠近冷阴极荧光灯灯管12灯腿末端的两个金属支撑柱19a和19b的末端位置20a和20b。金属支撑柱19a和19b的另外两个末端是固定在灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18的柱头17上，并分别与导线21a和21b连接，而导线21a和21b的另一端均分别从灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18的底部引到冷阴极荧光灯灯身10的外面。由于冷阴极荧光灯灯管12是在15、20a和20b的3个位置上分别与灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18的支撑柱16、19a和19b稳固地连接着，因此冷阴极荧光灯灯管12是被稳固地固定在冷阴极荧光灯灯身10里面。灯管12是禁得住强大的振动。因为支撑柱19a和19b都是由粗金属线形成，它们有可靠的机械强度，同时能灵活地弯曲，并且被压缩后可以迅速地自我恢复到原先的形状和位置。

再次参考图2，在冷阴极荧光灯灯管12被稳固地固定在灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18之后，白炽灯灯蕊柱(灯管支撑组件)18底部圆盘22的边缘被传统的白炽灯灯蕊柱熔接机器密封地熔接到透光灯泡壳11在位置23的底部。继后，空气通过在柱头17下面，含有排气口25的排气管24，被抽离透光灯泡壳11，并且当高导热率气体13被填入灯泡壳11之后，排气管24的另一个排气口26立即被封密。

参考图3，灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18的柱头依附有两条金属导线27a和27b。冷阴极荧光灯灯管12的两个弧形灯腿是用耐热粘合剂36被固定在灯泡壳11底部的内表面。耐热粘合剂36包括像RTV那样的硅酮凝胶，或者低点焊接玻璃等黏合材料。从冷阴极荧光灯灯管12的电极(不显示)引出的导线(不显示)被分别在灯腿末端位置20a和20b与导线27a和27b各自的一端牢固地焊接在一起。导线27a和27b各自的另一端是牢固地依附在灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18的柱头17上，分别与导线21a和21b连接，并且从灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18的底部被引到冷阴极荧光灯灯身10a的外面。由于冷阴极荧光灯灯管12的弧形灯类腿被稳固地固定在灯泡壳11里面的底部，它能禁得住强大的振动，它电极产生的热也被耐热粘合剂36迅速地传送到灯泡壳11的外面。

参考图4(a)，灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18中间的玻璃杆28有一个稍大的珠头29。参考图4(b)，冷阴极荧光灯灯身10b包括图4(a)的灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18，它玻璃杆28上的珠头29是用硅酮或者其他耐热粘合剂31粘着冷阴极荧光灯灯管12的顶端。冷阴极荧光灯灯管12连接白炽灯灯蕊柱(灯管支撑组件)18的位置和方法是和图2显示的位置和方法完全相同。

参考图5(a)，这里灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18和图4(a)的灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18相类似，但在它中间玻璃杆28的珠头29上有两个金属钩30a和30b，用作钩着冷阴极荧光灯灯管12。参考图5(b)，冷阴极荧光灯灯身10c包括图5(a)的灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18，在它玻璃杆28的珠头29上的两个金属钩30a和30b稳固地钩着冷阴极荧光灯灯管12，而不需要用硅酮或者其他耐热粘合剂。冷阴极荧光灯灯管12连接灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18的位置和方法是和图4(b)显示的位置和方法完全相同。

参考图6(a)，这是另一个使用不同灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)的具体实施方式。灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18原本的粗金属线支撑柱19a和19b变成瘦小的导线32a和32b，它们都没有力量支持冷阴极荧光灯灯管12。此外，灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18并没有支撑柱依附在它的柱头17上面。取而代之，白炽灯灯蕊柱(灯管支撑组件)18用了另一种有叉形腿洞34a和34b的灯管支托33去连接和支撑冷阴极荧光灯灯管12。这个灯管支托33可以由玻璃，金属，陶瓷或者塑料做成。

参考图6(b)，冷阴极荧光灯灯管12的一对叉形灯腿分别RTV或者其他胶合剂被稳固地固定在灯管支托33的叉形洞34a和34b里面，然后灯管支托33穿过灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18的柱干35，并用粘合剂36，包括像RTV那样的硅酮凝胶，或者低融点焊接玻璃，稳固地固定在柱干35的底部。导线32a和32b分别被焊接到冷阴极荧光灯灯管12的电极37a和37b上。形成冷阴极荧光灯灯身10d的余下过程和方法，包括抽出空气和灌入氦气，与图2形成冷阴极荧光灯灯身10余下的过程和方法完全相同。

参考图7(a)和图7(b)，冷阴极荧光灯灯管12有两条弧形灯腿，而不是图6(b)中的叉形灯腿。因此，另一种灯管支托38被用上了，它有一对弧形洞39a和39b，适合有两条弧形灯腿的冷阴极荧光灯灯管12使用。灯管支托38穿过灯管支撑组件(即：这里的白炽灯灯蕊柱)18的柱干35，并用粘合剂36，包括像RTV那样的硅酮凝胶，低融点焊接玻璃，或者其他耐热胶合剂，稳固地固定在柱干35的底部。导线32a和32b分别被焊接到冷阴极荧光灯灯管12的电极37a和37b上。形成冷阴极荧光灯灯身10e的余下过程和方法，包括抽出空气和灌入氦气，与图2形成冷阴极荧光灯灯身10余下的过程和方法完全相同。

参考图8(a)，在另一个具体实施方式，灯管支托33是用包括像RTV那样的硅酮凝胶，低融点焊接玻璃，等等的耐热粘合剂36(未示出)，稳固地固定在依附在灯泡壳底盘40上。这灯泡壳底盘40的面积类似透光灯泡壳底部阔洞的面积，并且有排气管41穿过它的表面。

参考图8(b)，冷阴极荧光灯灯管12的一对叉形灯腿RTV或者其他胶合剂稳固地固定在灯泡壳底盘40上的灯管支托33的叉形洞34a和34b里面，然后灯泡壳底盘40的外圆周是被包括像RTV那样的硅酮凝胶，低融点焊接玻璃，等等的耐热粘合剂36，密封地熔接或粘结到透光灯泡壳11的底部。在熔接或粘结的过程中，焊接着冷阴极荧光灯12两个电极37a和37b的导线42a和42b，分别穿过耐热粘合剂36，被引到冷阴极荧光灯灯身10f的外面。导线42a和42b和粘合剂36的热膨胀系数非常相似，因此它们与灯泡壳底盘40和透光灯泡壳11之间的密封可以满意地保存。最后，空气从排气管41被抽出，高导热率气体被灌入透光灯泡壳里面，最后排气管41被密封。

参考图9(a)，灯管支托38有一对弧形洞39a和39b，适合有两条弧形灯腿的冷阴极荧光灯灯管12使用。同时，灯管支托38是被包括像RTV那样的硅酮凝胶，低融点焊接玻璃，等等的耐热粘合剂36(不显示)，稳固地固定在依附在灯泡壳底盘40上。这灯泡壳底盘40的面积类似透光灯泡壳底部阔洞的面积，并且有排气管41穿过它的表面。

参考图9(b)，冷阴极荧光灯灯身10g与图8(b)冷阴极荧光灯灯身10f有相同的特征，除了它的冷阴极荧光灯灯管12有一对弧形灯腿，因此，这个灯身10g必须使用图9(a)中有弧类形腿洞39a和39b的灯管支托38。

在另一个具体实施方式，冷阴极荧光灯灯管12被直接固定在透光灯泡壳底部的内部表面，因此它不须使用任何灯管支撑组件或者灯管支托。参考图10(a)，冷阴极荧光灯灯身10h的冷阴极荧光灯灯管12有一对叉形灯腿43a和43b，分别被耐热粘合剂36，包括像RTV那样的硅酮凝胶，或者在低融化点焊接玻璃，稳固地固定在透光灯泡壳11底部的内表面。然后含有排气管41的灯泡壳底盘40的外圆周是被耐热粘合剂36密封地熔接或粘结到透光灯泡壳11的底部。在熔接或粘结的过程中，焊接着冷阴极荧光灯12两个电极37a和37b的导线42a和42b，分别穿过耐热粘合剂36，被引到冷阴极荧光灯灯身10h的外面。导线42a和42b和粘合剂36的热膨胀系数都非常相似，因此它们与灯泡壳底盘40和透光灯泡壳11之间的密封可以被满意地保存。最后，空气从排气管41被抽出，高导热率气体被灌入透光灯泡壳里面，最后排气管41被密封。

参考图10(b)，冷阴极荧光灯灯身10i与图10(a)的冷阴极荧光灯灯身10h有相同的特征，除了它的冷阴极荧光灯灯管12有一对弧形灯腿，而这对灯腿也是分别被耐热粘合剂36稳固地固定在透光灯泡壳11底部的内表面。

本发明上述的各种具体实施方式，所用的密封透光灯泡壳可以是A-形、梨形、烛形、球形、圆柱形、圆锥形、MR16形、MR103形、或者是任何普通白炽灯泡常用的其他形状。灯泡壳的材料可以是玻璃、塑料、树脂、金属，或者这些不同材料的结合。灯泡壳里面任何部分可以被涂上反射的材料。另外，每个具体实施方式可以使用至少一根冷阴极荧光灯灯管。如果两根或更多灯管被使用，每一根灯管可以产生相同或者不同颜色的光。

具体实施方式4

本发明另一具体实施方式提供一个电子镇流器组合整体，它用导热合成材料填满整个电子驱动器和灯头里面空间，让电子驱动器产生的热能够迅速从组合整体的表面驱散。导热合成材料包括一种导热的环氧、硅酮、或者合成树脂，硬化以后它成为电子驱动器零部件和灯头之间的一座热桥，并且给与电子驱动器的高压变压器有效的绝缘。

参考图11(a)，一套可脱模和不漏水的模子44，有模子上部分44a和模子下部分44b，让灌入的导热合成材料(不显示)硬化后而形成本发明的电子镇流器组合。灌入的方法，可以是用人手倾注，或者用一台垂直的塑料/树脂注射机器灌入。在填入导热合成材料之前，电子驱动器45的不同组件和灯头46先被正确地焊接，并且稳固地放入模子44里面。

参考图11(b)，在包括导热的环氧、硅酮、或者合成树脂等导热合成材料47，被灌入、凝固硬化和冷却以后，模子44(不显示)被分开和取走，本发明的电子镇流器组合整体48便形成。电子镇流器组合整体48没有任何壳子，在它高于连接着灯头46壳口线46a以上的表面，是导热合成材料47硬化后的表面，而壳口线46a以下是灯头46的金属表面。导线49a和49b各自的第一末端(不显示)被导电地连结到电子驱动器45(不显示)的输出端，而电子驱动器45(不显示)全部被导热合成材料47覆盖和嵌入，只剩下导线49a和49b各自余下的末端，用作连接冷阴极荧光灯灯管的电极。

再参考图11(b)，形成电子镇流器组合整体48的导热合成材料47是灯头46与电子驱动器45(不显示)之间的热桥。灯头46的螺旋形表面是一个出色的散热器，允许热在灯座插口直接消散，因为灯头46的表面和灯插口都是铜或者其他金属制造，有极佳的导热率。电子镇流器组合整体48的表面大部分暴露在空气中，并且里面没有任何空气，因此它也是一个极有效率的散热器，将热直接在空气中驱散。

再次参考图11(b)，导热合成材料47给嵌入在电子镇流器组合整体48里面的高电压变压器(不显示)提供极优的绝缘和防护。此外，与传统的，把电子驱动器覆盖和纳入依附在透光灯泡壳上的驱动器壳子里的冷阴极荧光灯比较，本发明的电子镇流器组合整体48是在放在离冷阴极荧光灯电极较远的位置，因此电子驱动器45(不显示)的环境温度更低，让它有更长的工作寿命。

再次参考图11(b)，用本发明的模子44制造电子镇流器组合整体48的另一好处是，在导热合成材料47被填入之前，可以将不同类形的，或者其他更新设计(例如GU10，GU34，半螺旋高度，等等)的灯头灵活地放在模子里面。这些灯头也可以在导热合成材料47被填入前不放入，只在没有灯头的电子镇流器组合形成了才连结到电子镇流器组合，形成一个整体。

形成电子镇流器组合整体的另一好处，是它不再需要驱动器壳子。像以前解释那样，驱动器壳子是不好的，它容易引起电子驱动器过热。再一好处是，电子驱动器可以用多模件式的，而不是单片式地组合。这些模件可以被灵活地安置在模子44内的空间，并使模子的体积可以更小，减少了导热合成材料47的重量，也使电子驱动器到电子镇流器组合整体表面的热轨更短。

具体实施方式5

本发明的另一个具体实施方式是用一种有成本效益的方法去装配冷阴极荧光灯设备，即：用耐热粘合剂将(1)灯泡壳连接组件，(2)电子镇流器组合整体，和(3)冷阴极荧光灯灯身，这三个经过本发明改进的冷阴极荧光灯设备主要部分，牢固地连结在一起。耐热粘合剂包括RTV那样的硅胶、低熔点玻璃或者其他耐热黏合材料。

参考图12(a)，它显示经本发明改进的冷阴极荧光灯设备的三个主要部分，即：冷阴极荧光灯灯身10，灯泡壳连接组件50，以及电子镇流器组合整体48。灯泡壳连接组件50有一个预定的结构，它第一个孔口51a的内周形状与冷阴极荧光灯灯身10底部的外周形状相似，但是仅仅比较大。灯泡壳连接组件50第二个孔口51b的内部表面与电子镇流器组合整体48顶部(在灯头46的另一端)的外表面形状相似，但也是仅仅比较大。

参考图12(b)，它显示一个依照本发明构思装配完成的冷阴极荧光灯设备，是将图12(a)显示的三个主要部分组合而成。首先，灯泡壳连接组件50的第一个孔口51a被耐热粘合剂36牢固地连结到冷阴极荧光灯灯身10的底部。耐热粘合剂36包括RTV那样的硅胶、低熔点玻璃或者其他耐热黏合材料。灯泡壳连接组件50的第二个孔口51b也是被耐热粘合剂36牢固地连结到电子镇流器组合整体48在灯头46另一端的顶部。从电子镇流器组合整体48引出的一对导线49a和49b，分别被焊接到导线21a和21b并向冷阴极荧光灯灯管12的电极(不显示)供电。

参考图12(b)，本发明的灯泡壳连接组件50尽可能是由铝那样的金属制成，虽然它也可以由其他材料(例如玻璃、陶料或塑料)制成。本发明的一个主要好处是让灯泡壳连接组件50可以由金属制成，因为电子镇流器组合整体48由不导电的导热合成材料47形成，故此能够使灯泡壳连接组件50与金属制的灯头46绝缘，否则，灯泡壳连接组件50一定要由不导热的塑料或者陶料做成。

由于金属制的灯泡壳连接组件50连结透光灯泡壳10和电子镇流器组合整体48，来自冷阴极荧光灯灯管12下半部分的热，特别是从电极发出的热，可以迅速通过灯泡壳连接组件50的金属表面散发到空气里面，因此传给电子驱动器的热会减少，降低了电子驱动器的温度并且增加了它的使用寿命。这样的安排比用传统的空气隙分开冷阴极荧光灯灯管和电子驱动器好得多。传统的空气隙使电子镇流器的装配困难和麻烦，使制成的设备不好看，并且容易网罗昆虫和灰尘在空气隙里面。

通过以上具体实施方式提供的电子镇流器组合整体，本发明的冷阴极荧光灯设备可以用有成本效益的方法去装配。因为当电子镇流器组合整体造好以后，只需要两个最后的装配步骤，即：将冷阴极荧光灯灯管的电极导线和电子镇流器组合整体的输出导线焊接在一起，及用灯泡壳连接组件将冷阴极荧光灯灯身和电子镇流器组合整体连结在一起。这里，冷阴极荧光灯灯身的生产，以及电子镇流器组合整体的生产，可以分别由专业工厂分开负责。

具体实施方式6

本发明另一个具体实施方式与具体实施方式5类似，不同的地方，只是灯泡壳连接组件和电子镇流器组合整体，在制造电子镇流器组合整体同时，已经连结在一起。这个联合的整体，是用比图11(a)模子44较大的模子做，以便在导热合成材料被填入前，灯泡壳连接组件，灯头和电子驱动器全部都被安置在模子里面。使用这种方法，模子的结构比较复杂，但是它消除了在灯最后装配时，将电子镇流器组合整体粘接到灯泡壳连接组件上的装配步骤。

参考图13(a)，灯泡壳连接组件50a有一个向上倾斜的灯泡壳承托孔口52，它能承托的冷阴极荧光灯灯身包括如图2、图3(b)、图4(b)、图5(b)、图6(b)以及图7(b)所分别显示的冷阴极荧光灯灯身10、10a、10b、10c、10d和10e。它们都是用灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18与透光灯泡壳11密封而成的。参考图13(b)，电子镇流器组合整体48a是与灯泡壳连接组件50a连结在一起的联合整体。

参考图14，这显示本发明的一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个完整的设备是使用图13(b)的电子镇流器组合整体48a，用耐热粘合剂36牢固地连结到类似图3显示的冷阴极荧光灯灯身10a。而冷阴极荧光灯灯身10a的冷阴极荧光灯灯管12的两个弧形灯腿也是用耐热粘合剂36被稳固地固定在灯泡壳11底部的内表面。耐热粘合剂36包括像RTV那样的硅酮凝胶，或者在低融化点焊接玻璃等黏合材料。

参考图15和图16，这两个冷阴极荧光灯设备都是将图13(b)的电子镇流器组合整体48a，用耐热粘合剂36牢固地连结到分别类似图4(b)和图5(b)的冷阴极荧光灯灯身10b和10c上。冷阴极荧光灯灯身10b和10c都是用有玻璃杆28和杆上珠头29的灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18去支撑它们的冷阴极荧光灯灯管12。

参考图17和图18，这两个冷阴极荧光灯设备都是将图13(b)的电子镇流器组合整体48a，用耐热粘合剂36牢固地连结到分别类似图6(b)和图7(b)的冷阴极荧光灯灯身10d和10e上。冷阴极荧光灯灯身10d和10e是用分别附有灯管支托33和灯管支托38的灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18去支撑它们的冷阴极荧光灯灯管12。

参考图19(a)，灯泡壳连接组件50b有一个水平方向的灯泡壳承托孔口52c。参考图19(b)，电子镇流器组合整体48b是与图19(a)的灯泡壳连接组件50b连结在一起的联合整体。它能承托的冷阴极荧光灯灯身包括如图8(b)、图9(b)、图10(a)、以及图10(b)所分别显示的冷阴极荧光灯灯身10f、10g、10h、和10i。这些灯身都是用灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18与透光灯泡壳11密封而成的。

参考图20和图21，这两个冷阴极荧光灯设备都是将图19(b)的电子镇流器组合整体48b，用耐热粘合剂36牢固地连结到分别类似图8(b)和图9(b)的冷阴极荧光灯灯身10f和10g上。冷阴极荧光灯灯身10f和10g是用分别附有灯管支托33和灯管支托38的灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18去支撑它们的冷阴极荧光灯灯管12。

参考图22和图23，这两个冷阴极荧光灯设备都是将图19(b)的电子镇流器组合整体48b，用耐热粘合剂36牢固地连结到分别类似图10(a)和图10(b)的冷阴极荧光灯灯身10h和10i上。冷阴极荧光灯灯身10h和10i没有用白炽灯灯蕊柱(灯管支撑组件)，但是它们冷阴极荧光灯灯管12的一对叉形或者弧形灯腿，都是分别被粘合剂36，包括像RTV那样的硅酮凝胶，或者在低融化点焊接玻璃，稳固地固定在透光灯泡壳11底部的内表面。同时，冷阴极荧光灯灯身10h和10i都是用有排气管41的灯泡壳底盘40，被粘合剂36，密封地熔接或粘结到透光灯泡壳11的底部。

参考图24(a)，灯泡壳连接组件50c比较图13(a)的灯泡壳连接组件50a小，但同样有一个向上倾斜的灯泡壳承托孔口52c。参考图24(b)，电子镇流器组合整体48c是与图24(a)的灯泡壳连接组件50c连结在一起的联合整体。

参考图24(c)，这个冷阴极荧光灯设备是将图24(b)的电子镇流器组合整体48c，用耐热粘合剂36牢固地连结到一个体积较小的冷阴极荧光灯灯身10j上。冷阴极荧光灯灯身10j与图2显示的冷阴极荧光灯灯身10类似，是用灯管支撑组件(白炽灯灯蕊柱)18支撑它的冷阴极荧光灯灯管12，并稳固地固定在透光灯泡壳11里面。

具体实施方式7

本发明另一个具体实施方式与具体实施方式6类似，不同的地方，只是灯泡壳连接组件是用与形成电子镇流器组合整体相同的导热合成材料形造成，并且在制造电子镇流器组合整体同时，已经连结在一起。因此，灯泡壳连接组件是不必另外单独制造。这样形成的电子镇流器组合整体有它自己的灯泡壳连接孔口，只需将这孔口用粘合剂，包括像RTV那样的硅酮凝胶，低融点焊接玻璃，或者其他耐热粘合剂，粘结到透光灯泡壳的底部。

参考图25，一套可以脱模和不漏水的模子53，有模子上部分53a和模子下部分53b，让灌入的导热合成材料(不显示)硬化后而形成本发明的电子镇流器组合。灌入的方法，可以是用人手倾注，或者用一台垂直的塑料/树脂注射机器灌入。在填入这种导热合成材料之前，电子驱动器45的不同组件和灯头46首先被正确地焊接，并且稳固地放入模子53里面。

参考图26(a)，在包括导热的环氧、硅酮、或者合成树脂等导热合成材料47，被灌入、凝固硬化和冷却以后，模子53(不显示)被分开和取走，本发明的电子镇流器组合整体54a便形成，它有自己的灯泡壳连接孔口55a。电子镇流器组合整体54a没有任何壳子。它的表面，除灯头46的金属表面，都是导热合成材料47本身硬化后的表面。导热合成材料47将电子驱动器45(不显示)全部覆盖和纳入。由模子53的设计决定，电子镇流器组合54a的形状可以和图13(b)的电子镇流器组合整体48a同一模样。导线49a和49b各自的第一末端(不显示)被导电地连结到电子驱动器45(不显示)的输出端，而电子驱动器45(不显示)全部被导热合成材料47覆盖和嵌入，只剩下导线49a和49b各自余下的末端，用作连接冷阴极荧光灯灯管的电极。

参考图26(b)，这显示本发明的一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个完整的设备是将图26(a)电子镇流器组合整体54a的灯泡壳连接孔口55a，用耐热粘合剂36牢固地连结到类似图2的冷阴极荧光灯灯身10的底部。

参考图27(a)，电子镇流器组合整体54b，在外形和功能上与图19(b)的电子镇流器组合整体48b相似，但是它有不同形状的、由导热合成材料47形成的灯泡壳连接孔口55b。

参考图27(b)，这显示本发明的一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个完整的设备是将图27(a)电子镇流器组合整体54b的灯泡壳连接孔口55b，用耐热粘合剂36牢固地连结到类似图10(a)的冷阴极荧光灯灯身10h的底部。

参考图28(a)，电子镇流器组合整体54c，在外形和功能上与图24(b)的电子镇流器组合整体48c相似，但是它有不同形状的、由导热合成材料47形成的灯泡壳连接孔口55c。

参考图28(b)，这显示本发明的一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个完整的设备是将图28(a)电子镇流器组合整体54c的灯泡壳连接孔口55b，用耐热粘合剂36牢固地连结到类似图24(c)的冷阴极荧光灯灯身10j的底部。

具体实施方式8

本发明的另一个具体实施方式是将传统的，有驱动器壳子依附在透光灯泡壳与灯头之间的冷阴极荧光灯设备改进，让它们也受益于由本发明提供的散热方法。为了改进这种传统冷阴极荧光灯设备的发光效率，本发明在它们的灯泡壳里面充满高导热率气体。这些传统的冷阴极荧光灯设备通常有一个驱动器壳子依附在透光灯泡壳与灯头之间。这壳子的第一个孔口连接透光灯泡壳，而另一个孔口连接灯头。如图29和图30所显示，它的第一个孔口比另一个孔口有更大的面积。

参考图29，这显示本发明另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是用传统的驱动器壳子56依附在冷阴极荧光灯灯身10的透光灯泡壳11和灯头46的中间，而电子驱动器45是被安置在驱动器壳子56里面。

参考图30，这显示本发明另一个完整冷阴极荧光灯设备的横截面图，这个设备是用传统的驱动器壳子56依附在冷阴极荧光灯灯身10k的透光灯泡壳11和灯头46的中间，而电子驱动器45是被安置在驱动器壳子56里面，同时，它的冷阴极荧光灯灯管12是固定在一个传统的灯管支撑组件57上，而该支撑组件57是连接在透光灯泡壳11的底部。它的透光灯泡壳是密封的，而且里面充满高导热率气体13。

参考图29和图30，这两种传统冷阴极荧光灯设备都比较难生产，但是将高导热率气体13充满在它们的透光灯泡壳11里面后，它们的发光强度能增加大约20％。

具体实施方式9

***式的热阴极荧光灯被广泛应用。这包括通常被称为PL(菲利浦商标)，Biax(通用电气公司商标)，以及Dulux(Osram商标名称)的***式灯。它们都是1U形、2U形、4U形、或者6U形、等等，并且使用G23、G24或者G24d等双销钉或者四销钉电连接器。另一方面，管状式的T5形、T8形、T9形和T12形热阴极荧光灯也被广泛应用，它们使用G5、G13或者R17d等双销钉或者四销钉电连接器。管状式的热阴极荧光灯通常被放在位置难达到地方，例如天花板和灯柱。

热阴极荧光灯的寿命短，需要频繁地替换。但管状式的热阴极荧光灯被放在难达到位置，所以引起较大的替换困难。而且，这些热阴极荧光灯设备不可以用普通的调光器去调光。因此，长寿命和可调光的管状式和及***式冷阴极荧光灯是非常合乎需要。本发明提供包括用G23、G24或者G24d等双销钉或者四销钉电连接器的1U形、2U形、4U形、或者6U形等等***式冷阴极荧光灯设备，以及用G5、G13或者R17d等电连接器的T5形、T8形、T9形和T12等形管状式冷阴极荧光灯设备。

上述本发明的***式和管状式冷阴极荧光灯设备，因为它们都是被用在需要高亮度的地方，所以必须能够在高输入功率下操作。因此，把高导热率气体充满在他们的透光灯泡壳内是合乎需要的，因为这样可以使它们生产近似热阴极荧光灯的光量。

根据本发明，使用G23、G24或者G24d等双销钉或者四销钉电连接器的***式冷阴极荧光灯，有至少一根冷阴极荧光灯灯管被卷成螺旋形、或者是多U形状，放在密封的1U形、2U形、4U形、或者6U形等等透光灯泡壳里面。透光灯泡壳里面充满高导热率气体。

对上述的***式冷阴极荧光灯设备来说，它们的电连接器体积大，可以将高电压变压器和电子驱动器一部分，如保险丝和部分零件，放入里面。这样，电子驱动器余下的低电压部分，可以被分开放在距离***式冷阴极荧光灯设备较远的位置。

参考图31，依附着4个销钉电连接器58的双管状***式冷阴极荧光灯10m，至少有一个多U形冷阴极荧光灯灯管12在一个或者以上密封的管状透光灯泡壳11里面。每一个管状透光灯泡壳11都是密封的，里面充满高导热率气体13。对于这些设备，电子驱动器(不显示)的一部分，包括高电压变压器和一些相关元件以及保险丝，都可以被安放在电连接器58里面。状***式冷阴极荧光灯10m并且有一个排气管59，用来从灯泡壳11中抽出空气和填入高导热率气体13。

另一方面，使用G5、G13或者R17d等电连接器的管状式冷阴极荧光灯，根据本发明，包含至少一个被弯成1U形、2U形、3U形或者6U形、等等的冷阴极荧光灯灯管，它们并且被放入在T5形、T8形、T9形或者T12形等形状的透光灯泡壳里面。透光灯泡壳充满高导热率气体。它们的冷阴极荧光灯灯管，可以是没有任何U形或者弯曲，只是直线形灯管。

对于上述管状式冷阴极荧光灯设备来说，它们的外部电子驱动器通常被放在距离冷阴极荧光灯灯管电极较远的地方，在这样长的距离传递500-2500伏特的高压电是相当危险的。因此，尽可能要让外部电子驱动器靠近冷阴极荧光灯灯管的电极。

再对于上述管状式冷阴极荧光灯设备来说，它们总是有一个较大和较长的灯具安放电子驱动器。传统的管状式冷阴极荧光灯设计通常与管状热阴极荧光灯设计相同，同样地将电子驱动器的导线同时连接冷阴极荧光灯灯管的两端，这是危险的，因为与热阴极荧光灯不同，冷阴极荧光灯500-2500伏特高压的电源，应该离开电极越近越好。

幸好，管状式冷阴极荧光灯设备每端都有两个双销钉电连接器，它们都是标准的G5、G13或者R17d等电连接器中任何一种。因此，输入电源可以被连接到设备的单单一个末端，而这端两个销钉同时被用上，留下另一个末端的电连接器的两个销钉都不连接任何电极，只是机械地***在电插座上。

根据本发明，T5形、T8形、T9形或者T12形管状式冷阴极荧光灯设备里面的电极与每端电连接器的接线，要小心布置和设计，以便外部电子驱动器可以尽量接近管状冷阴极荧光灯设备的其中一个末端，并且连接这端的电连接器分别两个销钉。这新颖的电极和电连接器的连接安排，并不局限于本发明泡壳里面充满高导热率气体的冷阴极荧光灯设备，而且是延伸到包括传统没有高导热率气体在灯泡壳里面的管状式冷阴极荧光灯设备。

泡壳里面充满高导热率气体的形管状冷阴极荧光灯设备也可能在常规的情况中使用，即：电子驱动器被放置在管状式冷阴极荧光灯设备的中部，并且将输入电源同时连接到设备的两个末端。因此，本发明的另一种管状式冷阴极荧光灯设备里面，电极同时与两个末端的电连接器连接。这样，每端电连接器的两个销钉可以单一或同时地连接到它们附近的所有冷阴极荧光灯灯管电极。

参考图32，这显示本发明一个T8形(也可以是T5形、T9形或者T12形)管状冷阴极荧光灯设备，在T8形管状式透光灯泡壳11里面有一个3U形冷阴极荧光灯灯管12。管状式透光灯泡壳11与高导热率气体13同是被耐热粘合剂60，包括像RTV那样的硅酮凝胶，低融点焊接玻璃，或者其他耐热粘合剂，在灯泡壳11的两个末端密封。管状式透光灯泡壳11两端分别有一个双销钉电连接器61a和61b，不过，导线62a和62b只连接冷阴极荧光灯灯管12的所有电极(不显示)到一端的双销钉电连接器61a的销钉63a和63b。另一个末端的电连接器61b的销钉63c和63d是不连接任何冷阴极荧光灯灯管电极(不显示)。

关于图33，这是与图32的几乎完全相同的设备，除了它具有T12形管状式透光灯泡壳11，并且在管状式透光灯泡壳11里面有两个3U形冷阴极荧光灯灯管12。管状式透光灯泡壳11与高导热率气体13同是被耐热粘合剂60，包括像RTV那样的硅酮凝胶，低融点焊接玻璃，或者其他耐热粘合剂，在灯泡壳11的两个末端密封。管状式透光灯泡壳11的一端有一个排气管59，用来抽出空气，并把高导热率气体13充满在透光灯泡壳11里面。与图32的设备相同，导线62a和62b只连接冷阴极荧光灯灯管12的所有电极(不显示)到一端的双销钉电连接器61a的销钉63a和63b。另一个末端的电连接器61b的销钉63c和63d是不连接任何冷阴极荧光灯灯管电极(不显示)。

参考图34，它是与图33相同的设备，但是管状式透光灯泡壳11里面有6个直线形冷阴极荧光灯灯管12。管状式透光灯泡壳11与高导热率气体13同是被耐热粘合剂60，包括像RTV那样的硅酮凝胶，低融点焊接玻璃，或者其他耐热粘合剂，在灯泡壳11的两个末端密封。管状式透光灯泡壳11的一端有一个排气管59，用来抽出空气，并把高导热率气体13充满在透光灯泡壳11里面。在这个设备里，管状式透光灯泡壳11每一端的所有电极都是在每端上被同一导线连接在一起，并且导线62a连接透光灯泡壳11一端的电连接器61a的销钉63a和63b其中一个，或者同时两个，而导线62b连接透光灯泡壳11另一端的电连接器61b的销钉63c和63d其中一个，或者同时两个。因此，两个电连接器61a和61b都被连接到外置的电子驱动器(不显示)，而这电子驱动器必须被放在管状透光灯泡壳11的中间位置。对冷阴极荧光灯设备来说，这不是那么方便并且比较危险，因为必须在较长的距离传递500-2500伏特的高压电。不过，选择用传统管状热阴极荧光灯设备的方式去连接电子驱动器的人，可能更喜欢这种连接方式。

参考图35，它是与图34相同的设备，管状式透光灯泡壳11里面同样有6个直线形冷阴极荧光灯灯管12。管状式透光灯泡壳11与高导热率气体13同是被耐热粘合剂60，包括像RTV那样的硅酮凝胶，低融点焊接玻璃，或者其他耐热粘合剂，在灯泡壳11的两个末端密封。但是，在这个设备面，电极与电连接器的销钉是用不同的方式去连接。即：管状式透光灯泡壳11每一端的所有电极都是在每端上被同一导线连接一起，但导线62a只连接透光灯泡壳11一端的电连接器61a的销钉63a，而导线62b连接透光灯泡壳11另一端的所有电极，同时用穿过整个管状式透光灯泡壳11长度的导线64连接透光灯泡壳11另一端的电连接器61a的销钉63b。因此，只有电连接器61a连接外置的电子驱动器(不显示)。这是更方便和更安全的连接方式，因为电子驱动器可以更接近电极，而不是被放在在管状灯泡壳的中间位置。让传递500-2500伏特高压电的距离变得更短。

关于图36，除了没有高导热率气体在透光灯泡壳11里面，它与图35的设备相同。

根据本发明，T5形、T8形、T9形和T12形等管状式冷阴极荧光灯设备，可以在透光灯泡壳里面放置多根冷阴极荧光灯灯管，并且可各自有不同的颜色，通过使用特别设计的电路，电子驱动器将设备产生的光，不断地改变颜色，或者只显示合乎需要的颜色。

以上描述的各种具体实施方式，不应该被限制为本发明的范围。只要没有背离发明的目标，所有变化和修改都应当被擅长本工艺的人理解和接受。因此，本发明不被这里的描述所限制，而只被本发明的权利要求和它们在法律上的等同意义所限制。

Claims (32)

1.一种冷阴极荧光灯设备，其特征在于，包括：

至少一支有至少一个电极的冷阴极荧光灯灯管；

密封的透光灯泡壳，所述透光灯泡壳内有至少一支所述冷阴极荧光灯灯管；以及

在所述密封的透光灯泡壳内封入了一种导热率比空气的导热率较高的气体。

2.权利要求1的设备，其特征在于，所述设备里的所述气体包括氢气、氦气或者氖气，或者是至少包含氢气、氦气和氖气这三种气体其中一种的混合气体。

3.权利要求1的设备，其特征在于，所述设备还包括：

导电地与所述灯管的至少一个电极互相连接的电子驱动器；以及

至少一个灯头或者电连接器，该灯头或者电连接器为导电而机械地连接到电插座或者电插口，并从而向所述电子驱动器供应直流或者交流电力。

4.权利要求3的设备，其特征在于，所述设备还包括：电子镇流器组合整体，其包含一种导热合成材料，所述电子驱动器至少一个部分嵌入在该导热合成材料里面，该导热合成材料填满了连接着所述电子驱动器和所述灯头的空间。

5.权利要求4的设备，其特征在于，所述设备里的电子镇流器组合整体有一个表面直接地连接着所述灯头或者电连接器，而所述表面的一个部分是暴露在空气中。

6.权利要求4的设备，其特征在于，所述设备还包括：一种包括硅胶、低熔点玻璃或者其他耐热黏合材的粘合剂，所述粘合剂将所述含导热合成材料的电子镇流器组合整体连接到所述透光灯泡壳。

7.权利要求4的设备，其特征在于，所述设备还包括：灯泡壳连接组件，所述灯泡壳连接组件有第一个孔口连接到所述透光灯泡壳以及有第二个孔口连接到所述含导热合成材料的电子镇流器组合整体。

8.权利要求3的设备，其特征在于，所述设备还包括：为放置所述电子驱动器用的驱动器壳子，所述驱动器壳子有第一个邻接所述透光灯泡壳的孔口和第二个邻接所述灯头或者电连接器的孔口，所诉第一个孔口的尺寸比所述第二个孔口的尺寸大。

9.权利要求1的设备，其特征在于，所述设备还包括：一个灯管支撑组件，而所述灯管支撑组件支撑所述至少一支冷阴极荧光灯灯管，以及与所述透光灯泡壳互相连接。

10.权利要求1的设备，其特征在于，所述设备还包括白炽灯灯蕊柱而所述白炽灯灯蕊柱包含：

排气管，在它底部一个有边缘的小圆盘，以及

至少两根各自有导线连结的金属线，所述至少两根金属线各自与所述冷阴极荧光灯灯管的电极接，所述小圆盘的边缘与所述透光灯泡壳连密封地互相连接。

11.权利要求1的设备，其特征在于，所述设备还包括：有排气管在它表面上的灯泡壳底盘，所述灯泡壳底盘的边缘与所述透光灯泡壳连密封地互相连接。

12.权利要求11的设备，其特征在于，所述设备还包括：灯管支撑组件，所述灯管支撑组件支撑所述至少一支冷阴极荧光灯灯管，以及与所述灯泡壳底盘互相连接。

13.权利要求1的设备，其特征在于，所述设备里所述至少一支冷阴极荧光灯灯管是直线形、蜿蜒形、单螺旋形、双螺旋形，或者至少有一个U的多U形；所述透光灯泡壳是A-形、梨形、烛形、球形、圆柱形、圆锥形、MR16形、MR103形、或者普通白炽灯泡常用的形状；所述透光灯泡壳的材料是玻璃、塑料、树脂、金属，或者其结合；以及所述透光灯泡壳里面任何部分可以被涂上、或者不涂上反光的材料。

14.权利要求1的设备，其特征在于，所述设备还包括：至少一个灯头或者电连接器，机械地连接所述透光灯泡壳；所述至少一个灯头或者电连接器是一个双销钉或者四销钉电连接器，包含G23、G24、G24d或者其他常见的***式电连接器；或者所述至少一个灯头或者电连接器是一个双销钉电连接器，包含G5、G13、R17d或者其他常见的管状式电连接器；又或者所述至少一个灯头或者电连接器是螺旋形、双叉形、GU-10、GU34、GX106等常见的白炽灯灯头；以及所述设备里所述灯头或者电连接器的至少一个部分是与所述至少一支冷阴极荧光灯灯管的至少一个电极导电地互相连接。

15.一种冷阴极荧光灯设备，其特征在于，包括：

至少一支有至少一个电极的冷阴极荧光灯灯管；

密封的透光灯泡壳，其内有至少一支所述的冷阴极荧光灯灯管；

一种包括硅胶、低熔点玻璃或者其他耐热黏合材的粘合剂，所述粘合剂将所述至少一支冷阴极荧光灯灯管连接到所述透光灯泡壳内的表面；

导电地与所述灯管至少一个电极连接的电子驱动器；以及

至少一个灯头或者电连接器，该灯头或者电连接器为导电而机械地连接到电插座或者电插口，并从而向所述电子驱动器供应直流或者交流电力。

16.权利要求15的设备，其特征在于，所述设备里所述的透光灯泡壳是密封的；并且所述设备还包括在所述密封透光灯泡壳内封入的一种导热率比空气的导热率较高的气体。

17.权利要求15的设备，其特征在于，所述设备还包括：电子镇流器组合整体，其包含一种导热合成材料，所述电子驱动器至少一个部分嵌入在该导热合成材料里面，所述导热合成材料填满了连接着所述电子驱动器和所述灯头的空间。

18.权利要求17的设备，其特征在于，所述设备还包括：灯泡壳连接组件，所述灯泡壳连接组件有第一个孔口连接到所述透光灯泡壳以及有第二个孔口连接到所述含导热合成材料的电子镇流器组合整体。

19.权利要求16的设备，其特征在于，所述设备还包括：白炽灯灯蕊柱，所述白炽灯灯蕊柱包含：

排气管，在它底部一个有边缘的小圆盘，以及

至少两根各自有导线连结的金属线，所述至少两根金属线各自与所述冷阴极荧光灯灯管的电极互相连接，所述小圆盘的边缘与所述透光灯泡壳连密封地互相连接。

20.权利要求16的设备，其特征在于，所述设备还包括：有排气管在它表面上的灯泡壳底盘，所述灯泡壳底盘的边缘与所述透光灯泡壳连密封地互相连接。

21.一种冷阴极荧光灯设备，其特征在于，包括：

至少一支有至少一个电极的冷阴极荧光灯灯管；

管状式透光灯泡壳，内有至少一支所述的冷阴极荧光灯灯管；

至少两个双销钉电连接器，其形状为G5、G13、R17d或者其他常见的电连接器形状；所述两个双销钉电连接器连接所述管状式透光灯泡壳的至少一个末端，以及所述设备的两个双销钉电连接器中只有一个双销钉电连接器与所述至少一支冷阴极荧光灯灯管的至少一个电极互相连接。

22.权利要求21的设备，其特征在于，所述设备还包括：导电地与所述灯管至少一个电极互相连接的电子驱动器。

23.权利要求21的设备，其特征在于，所述设备里的管状式透光灯泡壳包含管状式的T5形、T8形、T9形和T12形透光灯泡壳，或者有不同直径的任何管状式透光灯泡壳。

24.权利要求21的设备，其特征在于，所述设备里的透光灯泡壳是密封的；并且所述设备还包括在所述密封透光灯泡壳内封入的一种导热率比空气的导热率较高的气体。

25.权利要求24的设备，其特征在于，所述设备里所述的气体包括氢气、氦气或者氖气，或者是至少包含氢气、氦气和氖气这三种气体其中一种的混合气体。

26.一种冷阴极荧光灯设备，其特征在于，包括：

至少一支有至少一个电极的冷阴极荧光灯灯管；

密封的管状式或者是U形的透光灯泡壳，内有至少一支所述的冷阴极荧光灯灯管；

至少一个包含双销钉的***式电连接器，所述电连接器各自与所述至少一支冷阴极荧光灯灯管的至少一个电极互相连接；以及

在所述密封透光灯泡壳内封入的一种导热率比空气的导热率较高的气体。

27.权利要求26的设备，其特征在于，所述设备里的至少一个***式电连接器为常见的G23、G24、G24d或者其他双销钉或者四销钉电连接器。

28.权利要求26的设备，其特征在于，所述设备还包括：操作所述设备的电子驱动器，所述电子驱动器的全部或者一个部分放置在所述***式电连接器内。

29.权利要求28的设备，其特征在于，所述设备还包括：电子镇流器组合整体，其包含一种导热合成材料，所述电子驱动器至少一个部分嵌入在该导热合成材料里面。

30.一种冷阴极荧光灯设备，其特征在于，包括：

至少一支有至少一个电极的冷阴极荧光灯灯管；

密封的管状式透光灯泡壳，内有至少一支所述的冷阴极荧光灯灯管；

在密封透光灯泡壳内封入的一种导热率比空气的导热率较高的气体；以及

至少两个双销钉电连接器，其形状为G5、G13、R17d或者其他常见的电连接器形状，所述双销钉电连接器连接所述透光灯泡壳的至少一个末端，以及

所述至少一个双销钉电连接器的两个双销钉中其中至少一个销钉是与所述至少一支冷阴极荧光灯灯管的至少一个电极导电地互相连接。

31.权利要求30的设备，其特征在于，所述设备还包括：导电地与所述灯管至少一个电极互相连接的电子驱动器。

32.权利要求30的设备，其特征在于，所述设备里所述的气体包括氢气、氦气或者氖气，或者是至少包含氢气、氦气和氖气这三种气体其中一种的混合气体。

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