TWI330381B - - Google Patents

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1330381 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於冷陰極型之放電燈及放電燈用電極。具體 言之，其係藉由於杯體之内部包含含有電子釋放物質之電 子釋放構件，使發光效率提高，以實現高亮度化。 【先前技術】 先前向來使用利用螢光體之放電燈作為光源。放電燈 中，冷陰極型之放電燈由於能夠將玻璃管之管徑製成較 細’因此作為液晶顯示器之背光源使用。 冷陰極型放電燈之構造為：於玻璃管之兩端包含電極， 將氬氣等稀有氣體和水銀封入玻璃管内之空間，並於玻璃 管之内面塗布螢光體。 圖1為表示冷陰極型之先前之放電燈之構造例之主要部 分剖面圖。放電燈51於玻璃管52之兩端包含電極53。於玻 璃管52之内部空間封入氬氣等稀有氣體和水銀，並於玻璃 管52之内面之特定範圍塗布螢光體523。 電極53包含杯體54»杯體54為頂端開口之有底形狀，並 安裝於插入保持於玻璃管52之端部之丨根導入線55之頂端。 對冷陰極型放電燈51之發光原理進行說明：當於兩電極 53之間’施加高頻電壓時’會發生輝光放電，並自杯體54 放射電子。自杯體54放射並加速之電子與水銀原子碰撞， 激起水銀原子《激起之水銀原子會放射出紫外線，該紫外 線藉由螢光體52a變換為可視光，放電燈51於是發光。 在先則之冷陰極型放電燈中，存在動作時陰極下降電壓 97506-960112.doc muh其具有由電極自身消耗而非用於發光之 消耗電力較大’相對於消耗電力其發光效率低之問題。 此外’尚存在放電中產生之離子與電極碰撞而使杯體耗 損之，問題，即所謂離子濺射之情形顯著。杯體若逐漸耗損， 則無法放射出㈣量之電子，使得亮度下降。由此故有電 極之壽命變短之問題。而當電極之壽命變短，則連帶會有 放電燈之壽命變短之問題。 【發明内容】 本發明係為了解決上述之課題而產生，其目的為提供發 光效率尚並可實現高亮度化之放電燈及放電燈用電極。 為解決前述課題，本發明之放電燈係在封入包含發光物 質之氣體並於内面塗布螢光體之玻璃管之兩端包含電極 者，其中’電極係於頂端開口之有底形狀之杯體之内部包 含含有電子釋放物質之電子釋放構件。 根據本發明之放電燈，其係於兩電極間藉由施加高頻電 壓而產生輝光放電。藉由輝光放電，對電子釋放構件加熱， 使電子釋放物質放射電子。例如如果使多孔質之電子釋放 構件中含浸電子釋放物質，則能夠含浸大量之電子釋放物 質，形成電子易於放哨之狀態。據此，改善電壓下降特性。 加速後之電子與發光物質碰撞，並激起發光物質，使例 如紫外線放射。而該紫外線與螢光體碰撞後會變換為可視 光，使放電燈發光。 再者，放電中產生之離子與電極碰撞，成為使杯體耗損 之主要原因，然而藉由於杯體之開口端部包含防止碰撞構 97506-960112.doc 件’防止離子向杯體碰揸，而抑制杯體之耗損。 此外’藉由將電子釋放構件安裝於杯體之底部，防止離 子向電子釋放構件碰撞’而抑制電子釋放物質飛散。 本發明之放電燈用電極传於# 你於封入包含發光物質之氣體、 且於内面塗布螢光體之祜掖总 茁7^筱之玻螭管之兩端所包含者，其甲，於 頂端開口之有底形狀之杯體之内冑，包含含有電子釋放物 質之電子釋放構件。 根據本發明之放電燈用電極，藉由安裝於玻璃管之兩端 部’並於兩電極間施加高頻電壓而產生輝光放電。藉由輝 光放電，對電子釋放構件加熱，使電子釋放物質放射電子。 例如如果使多孔質之電子釋放構件t含浸電子釋放物質， 則能夠含浸大量之電子釋放物質，形成電子易於放射之狀 態。 【實施方式】 以下’參照圖式對本發明之放電燈及放電燈用電極之實 施形態進行說明。 1.放電燈及電極之構造 圖2A及圖2B為表示本實施形態之放電燈之構成例之剖 面圖；圖3為表示本實施形態之放電燈用電極之構成例之立 體圖。在此，圖2A為將放電燈之端部由沿管軸之面切斷之 主要部分剖面圖；圖2B為放電燈之整體剖面圖。此外，圖3 為自頂端側觀察電極之立體圖。 本實施形態之放電燈1為冷陰極型之放電燈，於棒狀且細 徑之玻璃管2之兩端包含電極3。於玻璃管2之内面，在特定 97506-960112.doc 1330381 之範圍内塗布螢光體2a。此外，於玻璃管2之内部封入氬（Ar) 或者氖（Ne)等稀有氣體和作為發光物質之水銀（Hg)。 電極3包含杯體4。杯體4由錄（Ni)、鉬（Mo)、銳（Nb)等構 成，其係頂端側開口之有底之圓筒形狀。於杯體4之開口端 部4a安裝防止碰撞環5 ^防止碰撞環5係防止碰撞構件之一 例，其係由氧化鋁（ai2〇3)、氧化錯（Zr〇2)、二氧化矽（Si〇2)、 乳化鎮（MgO)等金屬氧化物構成之陶兗環。 防止碰撞環5之構造包含覆蓋杯體4之開口端部牦之端面 之凸緣部5a，及嵌於開口端部牦之套筒部“。凸緣部5&具 有比杯體4之外徑稍大之外徑，以覆蓋住開口端部乜之整個 端面。此外，套筒部5b具有與杯體4之内徑大致相同之外徑。 而且，將套筒部5b插入杯體4之開口端部牦，例如沿開口 端部4a照射雷&，用熱能使開口端部仏部分變形，藉此用 開口端部4a固定套筒部5b。據此使防止碰撞環5固定於杯體 4，杯體4之頂端則由防止碰撞環5之凸緣部化覆蓋。再者， 由於防止碰撞環5為環狀，因此内周側呈開口狀。 此外，電極3包含鎢盤6。鎢盤6為電子釋放構件之一例， 其構成係於由鎢（W)構成之多孔質圓板狀構件中，含浸包含 鋇㈣、銘⑷）、詞（Ca)等作為電子釋放物質之3元金屬氧 化物’即4Ba〇 ·· Ca0 : Al2C〇3。再者，作為電子釋放物質， 亦可使用不含CaO之2元鋇氧化物。 此外’電子釋放構件亦可由翻等蘇古么@ 寻稀有金屬、氧化銥（IrOx) 等能夠使功函數下降之金屬或合金禮 ^楫成。再者，電子釋放 物質亦可包含锶（Sr)。 97506-960112.doc 鵠盤6安裝於頂蓋7而安裝於杯體4。頂蓋7例如由鎳構 成’其係具有與杯體4之内徑大致相同之外徑之圓板，將其 插入杯體4並藉由焊接而固定於杯體4之底部。據此使鶴盤6 固定於杯體4之底部。此外，亦可採用將電子釋放構件製成 圓筒狀之形狀而安裝於杯體4之内部之構造》 電極3安裝於插入保持於玻璃管2之端部之—根導入線8 上。導入線8包含向玻璃管2之内側突出之内導線8a和向玻 璃管2之外部突出之外導線8b構成，將杯體4之底面藉由焊 接固定於内導線8a之頂端。再者，導入線8之内導線8&例如 由鎳鈷鐵合金（Kov)構成，外導線8b例如由鎳構成。 此外，上述玻璃管2之内面之螢光體2a之塗布範圍係到達 比電極3之杯體4之頂端略為外侧之位置。塗布有該螢光體 2a之範圍成為放電燈1之發光部分。 2.放電燈之動作 下面’對本實施形態之放電燈1之動作進行說明。於兩電 極3之間施加例如1.5 kV左右之高頻電壓，藉此產生輝光放 電，使鎢盤6加熱，而從含浸之電子釋放物質中放射電子。 此外’在產生輝光放電後，於兩電極3之間例如施加85〇 v 左右之電壓進行控制。 自鎢盤6放射並加速之電子會與水銀原子碰撞，激起水銀 原子。激起之水銀原子放射出紫外線。該紫外線藉由螢光 體2a變換為可視光，放電燈1於是發光。 如此，藉由包含使電子釋放物質含浸於杯體4之内部之多 孔質鎢盤6’形成電子易於放射之構造。據此，能夠降低放 97506-960ll2.doc •10· 1330381 射電子所需之溫度。 因此，能夠降低施加於電極3之電壓。例如，於先前構造 中，係在輝光放電開始後施加丨kv左右之電壓，但是於本 例之構造中，能夠將施加之電壓降低至例如85〇 v左右。據 此，陰極下降電壓變小，使相對於消耗電力之發光效率提 1¾ 〇 此外，藉由包含鎢盤6,使電子之放射增加，而能夠實現 高亮度化。 更且，雖然放電中產生之離子會與電極3碰撞，成為使杯 體4耗損之主要原因，然而藉由於杯體4之開口端部包含 防止碰撞環5，可防止離子向杯體4碰撞，而抑制杯體4之耗 損。據此，電極3能夠長期放射電子，因此能夠延長電極3 之壽命’而能夠實現放電燈1之長壽命化。 此外，提向電流值雖然亮度會提升，但是由於離子濺射 情形會更顯著，故在先前構造之電極中杯體之耗損快，壽 命明顯變短，因此不能藉由提高電流值使亮度提高。與此 相對’在本實施形態之放電燈丨中，藉由於杯體4之開口端 部4a包含防止碰撞環5，則即使在高電流下亦能夠抑制杯體 之耗損’因此’在實現長壽命化之同時，能夠流通高電流 而實現雨亮度化》 由於能夠實現放電燈1之高亮度化，例如在使用作為液晶 顯示器之直下型背光源之情形下，能夠減少獲得畫面整體 所需亮度之必要放電燈之數量。 再者，藉由包含使電子釋放物質含浸於杯體4之底部之鎢 97506-960112.doc 盤可防止離子向鎢盤6碰撞，並抑制電子釋放物質飛散。 圖4為本實施形態之放電燈1與先前之放電燈之壽命進行 比較之曲線圖，其表示相對亮度與壽命之關係。其中以虛 線L2表示圖1中所示之先前構造之放電燈之相對亮度隨時 間之變化，可知先前構造之放電燈，其由於離子濺射造成 之電極之耗損等，在60000小時左右之亮度降至開始使用最 初之亮度之50%。 與此相對，以實線L1表示圖2A、圖2B及圖3中說明之本 實施形態之放電燈1之相對亮度隨時間之變化。在本實施形 態之放電燈1中，由離子濺射造成之電極3之耗損受到抑 制，其構成為電子易於放射之構造，因此即使超過8〇〇〇〇 小時，相對亮度仍有50%以上。因此，放電燈丄之壽命並非 由電極3之壽命決定，而是由塗布於玻璃管2之螢光體2a之 壽命決定。 如以上說明，在本發明之放電燈用電極中，藉由於杯體 之内部包含含有電子釋放物質之電子釋放構件，形成電子 易於放射之構造，能夠降低電子釋放所需之溫度。採用包 3如此電極之放電燈，能夠減低動作中施加於電極上之電 壓，而能夠減小陰極下降電壓。因此，能夠使相對於消耗 電力之發光效率升高。此外，由於電子之放射增加故能 夠實現高亮度化。 更且，藉由於杯體之開口端部包含防止碰撞構件，能夠 防止離子向杯體碰撞，而能夠抑制杯體之耗損。據此，實 現電極之長壽命化，從而能夠實現放電燈之長壽命化。 97506-960112.doc -12· 1330381 此外’當提高電流值時離子濺射情形雖會變得顯著，但 藉由包含防止碰撞構件，則即使在高電流下亦能夠抑制杯 體之耗損。因此即使是冷陰極型之放電燈，亦能夠藉由流 通高電流實現高亮度化。 【產業上利用之可能性】 本發明係發光效率高且長壽命之放電燈，因此不僅適用 於照明器具，亦適用於液晶顯示器等之背光源，能夠實現 液晶顯示器之長壽命化及省電化。 【圖式簡單說明】 圖1為表示先前之冷陰極型放電燈之構成例之主要部分 剖面圖。 圖2 A為表示本實施形態之放電燈之構成例之主要部分剖 面圖。 圖2B為表示本實施形態之放電燈之構成例之主要部分剖 面圖。 圖3為表示本實施形態之放電燈用電極之構成例之立體 圖。 圖4為本實施形態之放電燈與先前之放電燈之壽命進行 比較之曲線圖。 【主要元件符號說明】 1 放電燈 2 玻璃管 2a 螢光體 3 電極 97506-960112.doc 13 1330381

4 杯體 4a 開口端部 5 防止碰撞環 5a 凸緣部 5b 套筒部 6 鎢盤 7 頂蓋 8 導入線 8a 内導線 8b 外導線 51 放電燈 52 玻璃管 52a 螢光體 53 電極 54 杯體 55 導入線 LI 實線 L2 虛線 97506-960112.doc •14-

Claims (1)

1330381 2. 3. 4. 5. 6. 第094101614號專利_請案 中文申請專利範圍替換本(97年2月） 十、申請專利範園： 1.種放電燈，其係在封入包含發光物質之氣體且於内面 塗布有螢光體之玻璃管之兩端備有電極者，其特徵在於： 前述電極係於頂端開口之有底形狀之杯體之内部，備 有含有電子釋放物質之電子釋放構件，且係於前述杯體 之開口端部包含防止碰撞構件； 前述防止碰撞構件具有嵌入前述杯體之開口而覆 口端部之環狀。 如請求項1之放雷擦，甘击A、+•兩， 電燈纟中别述電子釋放構件係包含多孔 質之鎢、鉬、氧化銥中任一者。 =項;之放電燈，其中前述電子釋放物質係包含由 鋁、锶中任意者組成之氧化物。 =:r。電燈，前述電子釋放構件係安裝於前 =項1之放電燈’其”述防止碰撞構件係包含金屬 -種放電燈用電極，其係在封入包含發 於内面塗布有㈣k 之氣體且 在於： 斤具備者，其特徵 於頂端開口之有底形狀之杯體之内部 釋放物質之電子釋放構件， 、備含有電子 :月】迷杯體之開口端部包含防止碰撞 前述防切撞構件具有嵌人前述杯’且 口端部之環狀。 疋開口而覆蓋開 97506-970221.doc 項6之放電燈用電極，复中此 含多孔質夕加 '、中刚遂電子釋放構件係包 之鎢、鉬、氧化鉉令任_音。 8 ·如請求& 9. Μ之放電㈣電極，其中前述電子釋放物質係包 3 •、鈣、鋁、锶中任意者組成之氧化物。 如請求項6之放電燈用電極，其中前述電子釋放構件係安 裝於前述杯體之底部。 10·如請求項6之放電燈用電極’其中前述防止碰撞構件係包 含金屬氧化物β ''

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