CN100447930C - 一种冷阴极荧光灯阴极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种冷阴极荧光灯阴极的制备方法涉及一种高光效低工作电压冷阴极荧光灯的阴极的制备方法，是提供一种高发光效率、低工作电压的冷阴极荧光灯管阴极的制造方法。该阴极包括用金属材料制成的桶状阴极(4)和设置在桶状阴极内底部的低逸出功母体材料(6)，所述的桶状阴极(4)由一种金属材料或由几种金属材料焊接而成；低逸出功母体材料(6)采用冲压、焊接、涂敷的方法放置在桶状阴极内部；在制成冷阴极荧光灯后，要对阴极进行加热或电激活，电激活的方法是在阴极上施加比正常工作所需电压高的电压，使冷阴极荧光灯在比正常工作时电流高的情况下工作，冷阴极荧光灯内的气体放电使低逸出功母体材料(6)中溅射出Ba，覆盖在桶状阴极(4)内表面。
Description
技术领域
本发明涉及一种高光效低工作电压冷阴极荧光灯的阴极的制备方法，属于冷阴极荧光灯制造的技术领域。
背景技术
冷阴极荧光灯(CCFL)是一种不需要阴极灯丝加热、管径可以做的很细(一般在10mm以下，如1.8mm)的新型光源。冷阴极荧光灯中气体放电所需要的电子、离子由气体电离过程和电极的二次发射构成，这与热阴极荧光灯(HCFL)通过热阴极的热电子发射形成的气体放电不同。内电极荧光灯由于发光效率高，外径特别小，同时不需要加热，寿命长，因此在光源体积要求特别小的地方得到了广泛应用，如液晶显示背光源、家用电器(冰箱)照明等。但是内电极荧光灯也有一些不足之处，如放电电压较高(150~500v)，发光效率比热阴极荧光灯低30％左右。近年来，随着液晶显示器和液晶电视的发展，对内电极荧光灯的需求量越来越大，大尺寸液晶电视，如34英寸液晶电视，由于要求亮度高，要达到目前显像管电视的亮度水平，每台电视机需要100只左右的灯管才能满足要求。因此液晶电视的成本有很大一部分是在背光源上。要降低液晶背光源的成本，就需要提高冷阴极荧光灯的发光效率，降低工作电压，减少灯管使用量和功耗，延长灯管的寿命，这是目前冷阴极荧光灯所面临的问题。
通常作为液晶背光源或照明用的高光效低工作电压冷阴极荧光灯，包括两端封闭的灯管玻壳(2)，在灯管玻壳的内壁上设有荧光粉层(1)，在灯管玻壳的两端内部上设有荧光灯冷阴极(4)，并通过电极引线(5)引出到灯管玻壳外部，在灯管玻壳内充有放电气体(3)。上述的荧光灯技术方案也适合弯形，螺旋形或其它形状的荧光灯。
冷阴极荧光灯的阴极一般做成桶状阴极，由Ni，Mo等金属材料制成，除了要求加工方便，还希望桶状阴极具有低的逸出功、高的二次电子发射系数和低的溅射率，以降低工作电压、提高光效、延长寿命。根据制作工艺的不同，桶状电极可以由有2~4个部件通过焊接组合而成为桶状阴极，电极引线和桶状阴极通过焊接技术连接在一起。
发明内容
技术问题：本发明的目的是提供一种高发光效率、低工作电压的冷阴极荧光灯管阴极的制造方法。
技术方案：本发明的冷阴极荧光灯管阴极的制造方法为：该阴极包括用金属材料制成的桶状阴极和设置在桶状阴极内底部的低逸出功母体材料，所述的桶状阴极由一种金属材料或由几种金属材料焊接而成；低逸出功母体材料采用冲压、焊接、涂敷的方法放置在桶状阴极内部；在制成冷阴极荧光灯后，要对阴极进行加热或电激活，电激活的方法是在阴极上施加比正常工作所需电压高的电压，使冷阴极荧光灯在比正常工作时电流高的情况下工作，冷阴极荧光灯内的气体放电使低逸出功母体材料中溅射出Ba，覆盖在桶状阴极内表面。
低逸出功母体材料可以是BaAl4、或BaAl4+Ni、或BaCO3、或BaCO3+SrCO3，也可以是浸渍有BaO，CaO和A12O3的多孔钨海绵片。低逸出功材料在电子管和显示器件中有广泛的应用，这些材料主要是碱金属材料获碱土金属材料或他们的氧化物。但是这些材料的稳定性对于水和空气是非常差的。所以对这些材料的处理必须在干燥的惰性气体或真空中进行。如果是希望在空气中应用的材料，则只能是在是室温条件的空气中十分稳定的。
所述的低逸出功母体材料为BaCO3或BaCO3+SrCO3时，在冷阴极荧光灯排气过程中对BaCO3或BaCO3+SrCO3进行热处理，使其分解放出的CO2气体并排出到灯管外，排气结束后再将灯管密封。所述的低逸出功母体材料为BaCO3+SrCO3时，其中的SrCO3与BaCO3含量的比率为0.1～2。所述的低逸出功母体材料为BaAl4+Ni时，其中的Ni在BaAl4+Ni中的含量为0.1～80％。
所述的低逸出功母体材料为浸渍有BaO，CaO和Al2O3的多孔钨海绵片时，多孔钨海绵片在浸渍BaO，CaO和Al2O3前的孔率为15-40％。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明的基本思想是在现有的外电极荧光灯桶状阴极的内部设置可以经过热处理、电激活等工艺在桶状电极内表面生成低逸出功材料的低逸出功材料母体，经过热处理、电激活等工艺后生成的Ba等材料可以降低冷阴极荧光灯的工作电压，提高发光效率，并延长寿命。
附图说明
图1是普通冷阴极荧光灯结构示意图。
图2是普通桶状冷阴极。
图3是由两部分组成的桶状冷阴极。
图4冷阴极荧光灯桶状阴极中设置有低逸出功母体材料的结构示意图；图5是低逸出功母体材料位于桶状阴极底部中间的结构示意图；图6是低逸出功母体材料为桶状阴极底部的结构示意图；图7是低逸出功母体材料嵌入桶状阴极底部的结构示意图；图8是低逸出功母体材料位于由两部分组成的桶状冷阴极底部的结构示意图。
以上的图中有荧光粉1、玻壳2、放电气体3、桶状阴极4、电极引线5、低逸出功母体材料6。
具体实施方式
选用在空气和水中稳定的、通过电极的热处理或在冷阴极灯生产过程中用电激活可以产生低逸出功材料的化学物质作为低逸出功材料母体。在本发明中，低逸出功材料母体采用在空气中稳定的BaAl4和稳定的BaCO3或BaCO3+SrCO3碳酸盐，这些材料在显像管工业中被分别广泛应用为消气剂和阴极。作为一种替代物，也可以用多孔钨海绵片中浸渍BaO，CaO和Al2O3.这些钨海绵片是浸渍阴极的激活子，在空气和水中是相当稳定的，允许对其进行实施加工操作。
在本发明中，将低逸出功材料母体设置在冷阴极荧光灯桶状阴极的内底部。
采用冲压的方法设置消气剂材料BaAl4或BaAl4+Ni颗粒的混合材料，其中BaAl4+Ni混合颗粒中Ni所占比例为0.1~80％，或采用涂附浆料的方法涂附BaCO3或BaCO3+SrCO3，或采用冲压或焊接将浸渍有BaO，CaO和Al2O3的钨海绵片设置在桶状电极的内底部。
BaAl4是非常常用的消气剂材料材料，BaAl4、BaCO3和BaCO3+SrCO3不是逸出功特别低的材料，但是经过电或热的处理，这些Ba成份分别转变成具有低逸出功的Ba和BaO。
BaAl4和BaAl4+Ni材料通过操作冷阴极灯工作在一定时间的高电流下工作，在离子轰击作用下，使BaAl4分解为具有低逸出功的、具有高化学活性的Ba材料和Al，BaAl4+Ni分解为Ba材料和NiAl合金并溅射到桶状电极的内表面形成具有低逸出功的分子层。
由于Ba具有低逸出功，可以使放电电压降低，同时可以减小桶状电极材料的溅射，提高发光效率。Ba还可以吸附灯管内部没有排除干净的残余气体以及工作过程中管内材料放出的N2、O2、CO2、CH4、H2O等气体，起到消气剂的作用，提高放电气体的纯度。
BaCO3或BaCO3+SrCO3可以在排气过程中通过加5-10分钟的1050℃的高温使其转化为BaO或BaO+SrO。灯管封离后，BaO或BaO+SrO需要在冷阴极荧光灯工作过程中用高电流电激活，使桶状电极的那表面生成一薄的具有低逸出功的Ba和Sr原子层。
将浸渍有BaO，CaO和Al2O3的钨海绵片设置在桶状电极的内底部，通过电激活，也可以达到同样的效果。
由于桶状电极表面覆盖了活性材料，桶状电极本身的溅射率减小，可以延长使用寿命。
实施例1
一种通常作为液晶背光源或照明用的高光效低工作电压冷阴极荧光灯，包括两端封闭的灯管玻壳(2)，在灯管玻壳的内壁上设有荧光粉层(1)，在灯管玻壳的两端内部上设有桶状冷阴极(4)，桶状冷阴极内底部有BaAl4和Ni颗粒混合的低逸出功母体材料(6)，桶状冷阴极(4)通过电极引线(5)引出到灯管玻壳外部，在灯管玻壳内充有放电气体(3)。其中桶状冷阴极的内底部放置的BaAl4和Ni颗粒的混合的低逸出功母体材料(6)，是在零件制造过程中经过冲压和桶状阴极制作在一起的。
在冷阴极荧光灯制作完成后，在灯管的冷阴极上施加比正常工作电压(如400v)高的电压(如500v)，使放电电流比正常工作时大，这时气体放电离子将低逸出功母体材料(6)中的Ba材料被溅射出来到桶状阴极内表面，形成低逸出功材料层，达到降低工作电压，提高发光效率，延长寿命的效果，同时还可以吸附管内的不纯净气体。
实施例2
一种通常作为液晶背光源或照明用的高光效低工作电压冷阴极荧光灯，包括两端封闭的灯管玻壳(2)，在灯管玻壳的内壁上设有荧光粉层(1)，在灯管玻壳的两端内部上设有桶状冷阴极(4)，桶状冷阴极内底部有BaCO3+SrCO3低逸出功
母体材料(6)，桶状冷阴极(4)通过电极引线(5)引出到灯管玻壳外部，在灯管玻壳内充有放电气体(3)。其中桶状冷阴极的内底部放置的BaCO3+SrCO3低逸出功母体材料(6)，是在零件制造过程中经过涂敷和桶状阴极制作在一起的。
在冷阴极荧光灯灯管的排气过程中，在冷阴极荧光灯的冷阴极部分，施加高功率高频磁场(如正常显像管生产线上烤消气剂的高频线圈)，温度达到1050℃作用5-10分钟使低逸出功母体材料BaCO3+SrCO3(6)分解生成BaO和SrO。冷阴极荧光灯灯管封离后，再在灯管上施加比正常工作电压(如400v)高的电压(如500v)，使放电电流比正常工作时大，这时气体放电离子将低逸出功母体材料(6)中的Ba材料被溅射出来到桶状阴极内表面，形成低逸出功材料层，达到降低工作电压，提高发光效率，延长寿命的效果，同时还可以吸附管内的不纯净气体。
实施例3
一种通常作为液晶背光源或照明用的高光效低工作电压冷阴极荧光灯，包括两端封闭的灯管玻壳(2)，在灯管玻壳的内壁上设有荧光粉层(1)，在灯管玻壳的两端内部上设有桶状冷阴极(4)，桶状冷阴极内底部有浸渍了BaO，CaO和Al2O3的钨海绵片低逸出功母体材料(6)，桶状冷阴极(4)通过电极引线(5)引出到灯管玻壳外部，在灯管玻壳内充有放电气体(3)。其中桶状冷阴极的内底部放置的浸渍了BaO，CaO和Al2O3的钨海绵片低逸出功母体材料(6)，是在零件制造过程中经过焊接或冲压和桶状阴极制作在一起的。
在冷阴极荧光灯制作完成后，在灯管的冷阴极上施加比正常工作电压(如400v)高的电压(如500v)，使放电电流比正常工作时大，这时气体放电离子将低逸出功母体材料(6)中的Ba材料被溅射出来到桶状阴极内表面，形成低逸出功材料层，达到降低工作电压，提高发光效率，延长寿命的效果，同时还可以吸附管内的不纯净气体。
Claims (5)
1.一种冷阴极荧光灯阴极的制备方法，其特征是该阴极包括用金属材料制成的桶状阴极(4)和设置在桶状阴极内底部的低逸出功母体材料(6)，所述的桶状阴极(4)由一种金属材料或由几种金属材料焊接而成；低逸出功母体材料(6)采用冲压、焊接、涂敷的方法放置在桶状阴极内部；在制成冷阴极荧光灯后，要对阴极进行加热和电激活，电激活的方法是在阴极上施加比正常工作所需电压高的电压，使冷阴极荧光灯在比正常工作时电流高的情况下工作，冷阴极荧光灯内的气体放电使低逸出功母体材料(6)中溅射出Ba，覆盖在桶状阴极(4)内表面；所述的低逸出功母体材料(6)是BaAl4、或BaAl4+Ni、或BaCO3、或BaCO3+SrCO3，或是浸渍有BaO，CaO和Al2O3的多孔钨海绵片。
2.根据权利要求1所述的冷阴极荧光灯阴极的制备方法，其特征是所述的低逸出功母体材料(6)为BaCO3或BaCO3+SrCO3时，在冷阴极荧光灯排气过程中对BaCO3或BaCO3+SrCO3进行热处理，使其分解放出的CO2气体并排出到灯管外，排气结束后，再将灯管封离。
3.根据权利要求1所述的冷阴极荧光灯阴极的制备方法，其特征是所述的低逸出功母体材料(6)为BaCO3+SrCO3时，其中的SrCO3与Ba CO3含量的比率为0.1～2。
4.根据权利要求1所述的冷阴极荧光灯阴极的制备方法，其特征是所述的低逸出功母体材料(6)为BaAl4+Ni时，其中的Ni在BaAl4+Ni中的含量为0.1～80％。
5.根据权利要求1所述的冷阴极荧光灯阴极的制备方法，其特征是所述的低逸出功母体材料(6)为浸渍有BaO，CaO和Al2O3的多孔钨海绵片时，多孔钨海绵片在浸渍BaO，CaO和Al2O3前的孔率为15-40％。
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