CN100521067C - 放电管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供能容易地形成杯状的电极且灯寿命长的放电管。本发明的放电管(1)具备在电极(11)的侧壁部(11a)的内侧被固定了的内筒(12)，利用与电极(11)相比溅射率小的金属来构成内筒(12)。利用以上的结构，可容易地用溅射率较大、加工性较好的金属材料形成杯状的电极(11)，而且，由于在杯状的电极(11)的内侧配置用溅射率小的金属以圆筒状形成了的内筒(12)，故可抑制因溅射引起的电极(11)的消耗。由此，可抑制玻璃管(2)内的放电用气体中包含的汞的消耗，可实现灯寿命长的荧光放电管。

Description

放电管
技术领域
本发明涉及可容易地形成杯状的电极且灯寿命长的冷阴极荧光放电管等的放电管。
背景技术
在玻璃管的两端相对地固定一对电极、在玻璃管的内部形成的封闭空间(密闭空间)内在密封状态下充填稀有气体和汞蒸汽并在玻璃管的内壁上覆盖了荧光膜的冷阴极荧光放电管是众所周知的。以前的冷阴极荧光放电管具备下述的部分：电极组装体，具备在端子部件和熔接在端子部件的前端部分上的电极；玻璃管，电极组装体在两端以气密的方式被固定，而且在内部被充填了由稀有气体和汞蒸汽构成的放电用气体；以及荧光膜，在玻璃管的内壁面上形成，接受由一对电极间的放电发生的紫外线的照射而发射可见光。
在此，如果将电极形成为杯形状、即封闭了筒状体的一端的形状，则可将亮度高的负辉光封闭在电极内的空间，可增强辉光放电。因而，按照具备杯形状的电极的冷阴极荧光放电管，即使玻璃管的内径减小，也可比较良好地达到高亮度化。再有，例如在下述的专利文献1或专利文献2中公开了具有杯形状的电极的荧光放电管。
专利文献1：特开2002-100319号公报(第3页，图1)
专利文献2：特开2002-110085号公报(第3页，图1)
发明的公开
利用在能容易地进行冲切加工或挤压加工等的在加工性方面优良的金属材料(例如镍等)形成上述的杯形状的电极。但是，在加工性方面优良的金属材料一般容易产生因从电极发射的电子或离子的碰撞引起的溅射。如果构成电极的金属原子或分子因溅射而发射到放电管内，则这些原子或分子与在放电管内被充填了的放电用气体中包含的汞结合而形成汞齐，故放电管内的汞被消耗，放电管的寿命、即灯寿命下降。
为了解决上述的问题，可考虑用难以被溅射的、即溅射率小的金属材料形成杯形状的电极。在此所谓的溅射率，是从被N1个高速粒子碰撞了的靶物质飞出N2个构成靶的原子时由N2/N1定义的量。但是，由于溅射率小的金属材料、例如钨或钼等的硬度极高，故难以用冲切加工等加工为杯形状。此外，由于这些金属材料与镍等比较，一般价格很高，故例如即使假定能进行冲切加工，也存在剩下的材料成为无用的材料而使制作成本飞涨的问题。
因此，在下述的专利文献3中公开了具有由圆筒状的套筒电极和从该套筒电极的开口端插入并被熔接了的棒状的端子部件构成的电极组装体的荧光放电管。由于可将由溅射率小的金属材料构成的金属板弄圆成为圆柱状来形成这样的套筒电极，故可认为如果与冲切加工等比较，在加工性方面良好，变成无用的材料也少。但是，产生了以下的问题。
[1]钨或钼等的溅射率小的金属材料一般来说其熔点高且金属的氧化温度与熔点比较非常低。因此，如果打算用电阻熔接等熔接到端子部件上，则在达到熔点之前产生金属氧化，不能良好地进行熔接。
[2]如果在惰性气体气氛中熔接，则可消除上述[1]的问题。但是，在打算进行电阻熔接的情况下，为了防止熔接用电极的熔融，必须利用熔点比被熔接物的熔点高的金属来形成熔接用电极。但是，由于钨等即使在金属中也具有高的熔点，故没有能在电阻熔接中使用的熔接用电极的适当的金属材料。
[3]如果使用激光熔接，则既可抑制金属表面的氧化，又能熔融金属内部来熔接。但是，由于如果金属材料达到熔点则产生再结晶化而容易变得脆化，故存在熔接部中因振动或冲击而产生了龟裂或电极组装体折断的危险。
[4]由于在套筒电极的周围散布地形成套筒电极与端子部件的熔接部，故在套筒电极与端子构成部件之间形成间隙。因此，因溅射发生了的电极金属的原子或分子从该间隙发射到放电管内，放电管内的汞被消耗，灯寿命下降。
[5]为了熔接套筒电极与端子部件，要求套筒电极的内径与端子部件的外径近似。因此，在端子部件的线径方面受到制约。此外，如果端子部件的外径变大，则在端子部件上被熔接的玻璃管的密封部的变形变大，玻璃管容易产生裂纹。
再有，关于上述[1]至[3]，通过适当地选择端子部件的材料，可在某种程度上得到改善。例如，使用铁镍钴合金等的具有低的熔点的金属材料来构成端子部件即可。但是，在变更端子部件的材质的情况下，必须也变更在端子部件上被熔接的玻璃管的材质。再者，由于玻璃管必须满足紫外线隔断率比较高等的诸条件，故形成材料的选择项受到限制，这是不理想的。
专利文献3：特开2003-132843号公报(第4页，图1)
因此，本发明的目的在于提供可容易地形成杯状的电极且灯寿命长的放电管。
发明内容
本发明的放电管(1)具备：形成封闭空间(3)的玻璃管(2)；金属制的一对电极(11)，由筒状的侧壁部(11a)和封闭侧壁部(11a)的一端的端壁部(11b)形成为杯状且被配置在封闭空间(3)内；以及金属制的端子(9)，被连接到电极(11)的端壁部(11b)上且被固定在玻璃管(2)的两端，被导出到玻璃管(2)的外部，在一对电极(11)间施加电压而产生发光，所述放电管(1)的特征在于包括：内筒(12)，固定在上述电极(11)的的上述侧壁部(11a)的内侧、并且把金属板卷成圆筒状来构成上述内筒(12)，具有弹性的上述内筒的外周面利用自身的弹性与上述电极的内周面弹性地抵接。
用溅射率比较大、加工性好的金属材料可容易形成杯状的电极(11)，在此基础上，由于在电极(11)的内侧配置用溅射率小的金属形成的内筒(12)，故可抑制因溅射导致的电极(11)的消耗。由此，可抑制玻璃管(2)内的放电用气体中包含的汞的消耗，可实现灯寿命长的放电管。此外，在将端子(9)固定到电极(11)的端壁部(11b)上时，可减小端子(9)的线径，放电管的设计自由度提高了。
在本发明的实施形态中，由于用与电极(11)相比功函数小的金属构成内筒(12)，故在对一对电极(11)施加了规定的交流电压时，从内筒(12)向玻璃管(2)的封闭空间(3)内高效地发射电子。由此，一对电极(11)间的电压、即管电压可变低，可减少放电管的功耗。此外，由于具有弹性的内筒(12)的外周面(12a)利用自身的弹性以弹性的方式与电极(11)的内周面(11d)抵接，故利用内筒(12)的弹簧作用使内筒(12)的外周面(12a)与电极(11)的内周面(11d)密接，从而使电极(11)与内筒(12)被电连接。因此，由于没有必要将内筒(12)熔接到电板(11)上，不产生伴随熔接的电极(11)和内筒(12)的材质脆化，故可防止因振动或冲击导致的电极组装体(4)的破损。此外，在将内筒(12)安装在电极(11)内时，如果将内筒(12)压入到电极(11)内，则能一次性地安装到电极(11)内。再者，内筒(12)具有在外周面(12a)上形成且与电极(11)的内周面(11d)抵接的凸起部(12b)，内筒(12)经凸起部(12b)电连接到电极(11)上。在与电极(11)接触的凸起部(12b)外，由于内筒(12)的外周面(12a)与电极(11)的内周面(11d)分离地形成间隙，故抑制了从内筒(12)朝向电极(11)的热传导。因此，在放电管点亮时在内筒(12)中发生的热难以被传递到玻璃管(2)上，可防止因玻璃管(2)的过热引起的破损或放电特性的下降。再有，也可在电极(11)的内周面(11d)上形成与内筒(12)的外周面(12a)抵接的凸起部(11e)，经该凸起部(11e)将电极(11)电连接到内筒(12)上。在该情况下，由于除与内筒(12)接触的凸起部(11e)外的电极(11)的内周面(11d)与内筒(12)的外周面(12a)分离地形成间隙，抑制了从内筒(12)朝向电极(11)的热传导，故在放电管点亮时在内筒(12)中发生的热难以被传递到玻璃管(2)上，可防止因玻璃管(2)的过热引起的破损或放电特性的下降。
发明的效果
按照本发明，由于在杯状的电极的内侧配置了用溅射率小的金属构成了的内筒，故可用溅射率比较大、加工性好的金属材料容易地形成杯状的电极，同时可抑制因溅射导致的电极的消耗，可抑制在玻璃管内的放电用气体中包含的汞的枯竭。因此，可实现灯寿命长的放电管。
附图说明
图1是示出将本发明的放电管应用于冷阴极荧光放电管的一实施形态的剖面图。
图2是示出在图1的冷阴极荧光放电管中使用的电极组装体的分解斜视图。
图3是示出图1的电极的结构的放大剖面图。
图4是示出图3的变更实施形态的放大剖面图。
具体实施方式
以下，根据图1～图3说明应用于在电视、监视器中使用的冷阴极荧光放电管的本发明的放电管的实施形态。
本实施形态的荧光放电管(1)，如图1中所示，具备：在内部形成大致圆柱状的封闭空间(3)的细长的玻璃管(真空管)(2)；在玻璃管(2)的两端以气密的方式被熔接了的一对电极组装体(4)；以及在玻璃管(2)的内壁面上形成了的荧光膜(5)。
在玻璃管(2)的封闭空间(3)内充填包含氩气等的稀有气体和汞蒸汽的放电用气体。电极组装体(4)具备：例如利用镍形成的导出部(6)；例如利用钨形成的埋设部(7)；以及形成为杯形状的电极(11)。利用电阻熔接等将导出部(6)熔接到埋设部(7)的一端上，在该熔接部分上形成外凸部(8)。再有，通过适当地选择两者的线径，可抑制外凸部(8)的形成。导出部(6)和埋设部(7)构成端子部件(9)。从玻璃管(2)的两端将导出部(6)导出到外部，经焊锡连接到外部端子(10)上。因而，希望利用镍等的焊接性良好的金属形成导出部(6)。将玻璃管(2)熔接到埋设部(7)上，将埋设部(7)的一个端部侧导入到玻璃管(2)的内部。因而，希望利用与构成玻璃管(2)的玻璃材料良好地密接的金属形成埋设部(7)。由于钨与具有紫外线隔断效果的玻璃材料良好地密接，故希望作为形成埋设部(7)的材料。利用电阻熔接等将电极(11)熔接到埋设部(7)的另一端。荧光膜(5)受到由一对电极(11)间的放电而发生的紫外线的照射而发射可视光线。
如图2中所示，电极(11)由圆筒状的侧壁部(11a)和封闭侧壁部(11a)的一端的圆板状的端壁部(11b)形成为杯状，被配置在玻璃管(2)的封闭空间(3)内。对于电极(11)来说，利用众所周知的冲切加工(冲压加工)或挤压加工将金属板形成为コ字剖面形状，一体地形成侧壁部(11a)和端壁部(11b)。因此，将侧壁部(11a)的一端连接到端壁部(11b)上，在侧壁部(11a)的另一端上形成开口部(11c)。因而，在电极(11)的内侧形成由侧壁部(11a)和端壁部(11b)包围的容纳空间。在本实施形态中，由于侧壁部(11a)相对于端壁部(11b)大致垂直地峭立地形成，故侧壁部(11a)的内径从端壁部(11b)到开口部(11c)实质上相等。利用电阻熔接等将端子部件(9)的埋设部(7)固定在电极(11)的端壁部(11b)上。这样，由于将电极(11)形成为杯状而且将端子部件(9)熔接到端壁部(11b)上，故希望用容易进行冲切加工或电阻熔接、同时即使作为电极也起到良好的功能的金属材料来形成。因此，在本实施形态中，利用镍形成了杯状的电极(11)。作为满足这些条件的金属材料，除了镍外，还有钯、铂。
在电极(11)的侧壁部(11a)的内侧固定将金属板卷绕成圆筒状而形成了的内筒(12)。在本实施形态中，如图2中所示，由于构成内筒(12)的金属板的一端(12c)不与另一端(12d)粘接，故在将内筒(12)配置在电极(11)的侧壁部(11a)的内侧时，在一端(12c)与另一端(12d)之间形成间隙。由此，对内筒(12)赋予弹簧作用、即要扩展成板状的弹性。因而，如果在使构成内筒(12)的金属板的一端(12c)与另一端(12d)抵接的状态或使一端(12c)与另一端(12d)重叠的状态下配置在电极(11)的容纳空间内，则由于内筒(12)的弹簧作用的缘故，内筒(12)的外周面(12a)与电极(11)的内周面(11d)密接。因此，在内筒(12)为开放状态、即不从外部施加力的状态下，将内筒(12)形成为其外径比电极(11)的内径大一些。因而，如果使内筒(12)的外径与电极(11)的内径实质上相同或使内筒(12)的外径比电极(11)的内径小地配置在电极(11)的容纳空间内，则内筒(12)利用自身的弹性在电极(11)的容纳空间内扩展直径，内筒(12)的外周面(12a)与电极(11)的内周面(11d)弹性地抵接。
再者，如图3中所示，在内筒(12)中形成2个凸起部(12b)，内筒(12)的外周面(12a)的一部分与电极(11)的内周面(11d)抵接。2个凸起部(12b)在互相分离的状态下从内筒(12)的外周面(12a)突出，分别在内筒(12)的外周面(12a)的大致全部圆周上在圆周方向上延伸。因而，由于在设置了凸起部(12b)的部分上形成内筒(12)的最大直径，故只是内筒(12)的凸起部(12b)与电极(11)的内周面(11d)接触，未形成凸起部(12b)的部分与电极(11)的内周面(11d)分离。因此，电极(11)与内筒(12)的凸起部(12b)可靠地接触，电极(11)与内筒(12)被良好地电连接，同时可抑制从内筒(12)朝向电极(11)的热传导。即，在荧光放电管(1)的点亮时，因溅射等内筒(12)被加热，内筒(12)的温度上升。如果在内筒(12)中发生了的热传递到电极(11)上，电极(11)的温度上升，则在电板(11)的附近配置了的玻璃管(2)的温度也上升，存在玻璃管(2)破损或放电特性下降的危险。与此不同，在本实施形态中，由于电极(11)与内筒(12)利用凸起部(12b)进行线接触，在电极(11)与内筒(12)之间形成间隙，故在内筒(12)中发生了的热难以传递给电极(11)和玻璃管(2)。因此，可防止因玻璃管(2)的过热引起的破损或放电特性的下降。
在此，希望用功函数小的金属材料来形成内筒(12)，以便在一对电极(11)间施加了规定的交流电压时能高效地发射电子。此外，由于引起因溅射导致的电子或离子等的碰撞，故希望用溅射率小的金属材料形成内筒(12)。在本实施形态中，由于在不进行熔接等完成内筒(12)与电极(11)的电连接，而且内筒(12)具有圆筒形状(套筒形状)，故可利用熔点和硬度都高的金属材料形成内筒(12)。因此，在本实施形态中，利用功函数小且溅射率也小的钨形成了内筒(12)。此外，也可使用虽然与钨相比价格高但与钨同样地功函数小且溅射率也小的钼。例如，关于对500eV的氩离子的离子能量的溅射率，镍为约1.45或1.33，而钨为约0.57，钼为约0.80或0.64。
按照本实施形态的荧光放电管(1)，可得到下述的作用和效果。
[1]由于利用容易进行冲切加工或电阻熔接且即使作为电极也起到良好的功能的镍构成电极(11)，故可利用冲切加工等容易地将电极(11)形成为杯状。
[2]由于在具有杯形状的电极(11)的容纳空间内配置圆筒状的内筒(12)，故防止了因溅射发生了的构成电极(11)的原子或分子从电极(11)与内筒(12)间的间隙放出。因而，可抑制因溅射导致的电极(11)的消耗。
[3]由于用溅射率小的钨形成了内筒(12)，故抑制了在玻璃管(2)内的放电用气体中包含的汞的枯竭等，荧光放电管(1)的灯寿命延长。
[4]由于利用电阻熔接等将端子部件(9)固定到电极(11)的端壁部(11b)上，故端子部件(9)的线径的自由度不受限制。因此，可抑制在端子部件(9)上被熔接的玻璃管(2)的密封部的变形，可良好地防止玻璃管(2)的裂纹等。
[5]由于用功函数小的钨形成了内筒(12)，故在一对电极(11)间施加了规定的交流电压时，能从内筒(12)向玻璃管(2)的封闭空间(3)内高效地发射电子，一对电极(11)间的电压、即管电压变低。因此，可减少荧光放电管(1)的功耗。
[6]由于内筒(12)的外周面(12a)的一部分利用内筒(12)的弹簧作用与电极(11)的内周面(11d)接触，电极(11)与内筒(12)被电连接，故没有必要将内筒(12)熔接到电极(11)上，不产生伴随熔接的电极(11)和内筒(12)的材质脆化，可防止因振动或冲击导致的电极组装体(4)的龟裂或折断损耗，可得到可靠性高的荧光放电管(1)。此外，如果将内筒(12)压入到电极(11)的容纳空间内，则能一次性地安装到电极(11)内。
[7]由于在与电极(11)接触的凸起部(12b)以外内筒(12)的外周面(12a)与电极(11)的内周面(11d)分离而形成间隙，故抑制了从内筒(12)至电极(11)的热传导。因此，在放电管点亮时在内筒(12)中发生了的热难以传递给玻璃管(2)，可防止因玻璃管(2)的过热引起的破损或放电特性的下降。
本发明的实施形态不限定于上述的实施形态，可作各种各样的变更。例如，在上述的实施形态中，如图3中所示，通过在内筒(12)的外周面(12a)上形成凸起部(12b)，使该凸起部(12b)与电极(11)的内周面(11d)抵接，电连接了电极(11)与内筒(12)，但也可如图4中所示，通过在电极(11)的内周面(11d)上形成凸起部(11e)，使该凸起部(11e)与内筒(12)的外周面(12a)抵接，电连接电极(11)与内筒(12)。此外，在上述的实施形态中，利用溅射率小的钨形成了内筒(12)，但不限定于此，也可利用与钨同等地溅射率小的其它的金属材料、例如钼、铌、钛或钽、或以从钨、钼、铌、钛或钽选择了的金属为主体的合金来形成内筒(12)。但是，在利用弹簧作用将内筒(12)安装到电极(11)上的情况下，希望利用弹性力大的钨、钼或以从这些金属选择了的金属为主体的合金形成内筒(12)。此外，本发明也可应用于在玻璃管(2)的内壁面上不形成荧光膜(5)的冷阴极型杀菌灯等。
产业上利用的可能性
本发明在具备具有杯形状的放电用电极的放电管中，效果是显著的。

Claims (4)

1.一种放电管，具备：
形成封闭空间的玻璃管；
金属制的一对电极，由筒状的侧壁部和闭塞该侧壁部的一端的端壁部形成为杯状且配置在上述封闭空间内；以及
金属制的端子，被连接到该电极的端壁部上且固定在上述玻璃管的两端并导出到上述玻璃管的外部，
在一对上述电极间施加电压而发光，
所述放电管的特征在于包括：
内筒，固定在上述电极的上述侧壁部的内侧，
上述内筒利用与上述电极相比溅射率小的金属构成、并且把金属板卷成圆筒状，
具有弹性的上述内筒的外周面利用自身的弹性与上述电极的内周面弹性地抵接。
2.如权利要求1所述的放电管，其特征在于：
利用与上述电极相比功函数小的金属来构成上述内筒。
3.如权利要求1或2所述的放电管，其特征在于：
上述内筒具有在上述内筒的外周面上形成且与上述电极的内周面抵接的凸起部，上述内筒经上述凸起部电连接到上述电极上。
4.如权利要求1或2所述的放电管，其特征在于：
上述电极具有在上述电极的内周面上形成且与上述内筒的外周面抵接的凸起部，上述电极经上述凸起部电连接到上述内筒上。
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