CN101536140A - 热阴极荧光灯 - Google Patents

Abstract

本发明的热阴极荧光灯，是玻璃灯泡内的各端配置由被覆电子发射物质的卷绕部(4a)、从该卷绕部的一端延伸出的第1引线部(4b)、以及从该卷绕部的另一端延伸出的第2引线部(4c)构成的灯丝线圈，第1引线部、第2引线部通过各不同的连接构件(5a、5b)连接于插设在玻璃灯泡端部的导入线上而形成的热阴极荧光灯，对于该热阴极荧光灯，为了防止在灯点亮时板状的连接构件的相互接近的边相互间发生短路，在卷绕部没有得到充分预热的情况下灯开始点亮，电子发射物质过度溅射、过度损耗，灯的寿命缩短这样的情况发生，在连接构件的相互接近的各边部之间设置至少一个绝缘构件(11a、11b)。

Description

热阴极荧光灯

技术领域

本发明涉及主要使用于液晶显示装置的背照灯的热阴极荧光灯。

背景技术

近年来，在液晶显示装置中也有对液晶电视接收机等的大型化要求，与这一要求相应，也有对背照灯用的低压放电灯的大型化要求。

对于该大型化要求，由于与冷阴极荧光灯相比，有发光效率高，而且每1支灯的发光量大，装配方便等优点，发明人对将热阴极荧光灯使用于背照灯进行了研究。

在热阴极荧光灯中，通常采用被覆电子发射物质的灯丝线圈，但是在点亮中电子发射物质被溅射，存在与冷阴极荧光灯相比寿命短的问题，抑制该溅射的技术公开于专利文献1中。具体地说，记载有借助于用套筒覆盖灯丝线圈的技术，能够抑制点亮中离子对灯丝线圈的轰击，能够对该溅射加以抑制的情况(见其第〔0019〕段)。

专利文献1：特开2005-235749号公报

在已有的技术中，在各灯丝线圈中，将从卷绕部分的端部延伸出的2条引线与对该灯丝线圈提供电力用的2条导入线加以连接的情况下，为了提高灯丝线圈的定位精度，以防止灯泡外壳与灯丝线圈发生接触，同时为了便于引线与导入线的连接，采用两个薄长方形(tab-shaped)的连接构件。但是该连接构件相对于同一假想平面，其主面相互平行配置，因此相互之间的边相互接近，即使是对导入线通电，该相互接近的边之间也有发生短路的危险。一旦发生该短路，在灯丝线圈没有充分预热的状态下上述热阴极荧光灯开始点亮，与充分预热的状态下开始点亮的情况相比，上述溅射过多，电子发射物质的损耗太快，因此存在灯的寿命缩短的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述存在问题而作出的，其目的在于提供能够防止上述连接构件之间发生短路，抑制灯的寿命的缩短的热阴极荧光灯。

为了实现上述目的，本发明的热阴极荧光灯，在玻璃灯泡内的各端配置由被覆电子发射物质的卷绕部、从该卷绕部的一端延伸出的第1引线部、以及从该卷绕部的另一端延伸出的第2引线部构成的灯丝线圈，对这样的热阴极荧光灯，将在对第1引线部馈电的馈电路径上配设的第1连接构件与在对第2引线部馈电的馈电路径上配设的第2连接构件以相互接近的状态配置于上述玻璃灯泡内，在上述第1连接构件以及上述第2连接构件中它们的相互接近的部位之间插设绝缘构件。

本发明的热阴极荧光灯，在上述第1连接构件以及上述第2连接构件中它们的相互接近的部位之间插设绝缘构件，因此在灯点亮时能够防止上述第1连接构件与上述第2连接构件之间发生短路，能够抑制上述卷绕部上被覆的上述电子发射物质的过度溅射和过度损耗，能够抑制灯的寿命的缩短。

附图说明

图1(a)是实施形态1的热阴极荧光灯的大概剖面图，图1(b)为图1(a)的要部剖面图。

图2(a)是实施形态1的电极单元的概略立体图，图2(b)是图2(a)所示的假想平面上的概略向视剖面图。

图3(a)是实施形态2的电极单元的概略立体图，图3(b)是图3(a)所示的假想平面上的概略向视剖面图。

图4(a)是实施形态3的电极单元的概略结构体，图4(b)是图4(a)所示的假想平面上的概略向视剖面图，图4(c)是表示从连接构件的主面的垂直方向观察到的绝缘构件附近的概略平面图。

符号说明

1      热阴极荧光灯

2      灯泡

2a     荧光体膜

3      电极单元

3a     电子发射物质

4      灯丝线圈

4a     卷绕部

4b     第1引线部

4c     第2引线部

5a、5b   连接构件

6a、6b   导入线

7      套筒

8      套筒引线

11a、11b、12、13   绝缘构件

具体实施方式

实施形态1

下面参照附图对本实施形态的热阴极荧光灯进行说明。

图1(a)是本实施形态1的热阴极荧光灯的大概剖面图，图1(b)为图1(a)的要部剖面图。在图1(a)中，只将灯泡2和在灯泡2内表面上形成的荧光体膜2a用断面表示。图1(b)只将灯泡2、荧光体膜2a、套筒7用断面表示，表示出一电极单元3的周边部分的断面，另一电极单元3的周边部分也具有相同的结构。

如图1(a)所示，在本实施形态的热阴极荧光灯1中，例如在内径设定在5mm以上数十mm以下范围内的，玻璃制造的圆筒状灯泡2中内包电极单元3，而且将其分别配置于灯泡2的两端部侧。

在灯泡2的内表面上，除了灯泡2两端外的几乎全部区域都形成荧光体膜2a。荧光体膜2a采用例如发红、绿、蓝三色光线的红色(Y₂O₃:Eu)、绿色(LaPO₄:Ce、Tb)、以及蓝色(BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu、Mn)三种荧光体。在灯泡2内封入氩气(Ar)、氖气(Ne)等稀有气体和作为发光物质的水银(Hg)。

如图1(b)所示，电极单元3由灯丝线圈4、套筒7、套筒引线8以及连接构件5a、5b构成。灯丝线圈4由卷绕部4a、第1引线部4b、第2引线部4c构成，套筒7中内装有螺旋状卷绕的卷绕部4a。

套筒7用例如镍(Ni)、钼(Mo)等形成。套筒7的轴与上述卷绕部4a的卷绕轴大致平行。

套筒7的内径比上述卷绕部4a的外径大，设定为不会被内包于其中的上述卷绕部4a接触到的尺寸。套筒7的外径比灯泡2的内径小，设定为不会接触到灯泡2的尺寸。

上述卷绕部4a设定为例如外径1mm以上、不足5mm。从该卷绕部4a的一端向较近的一侧的灯泡2的端部延伸出第1引线部4b，同样从该卷绕部4a的另一端向较近的一侧的灯泡2的端部延伸出第2引线部4c。

灯丝线圈4采用例如钨(W)或铼钨(Re-W)等为主成分的单丝线。加热时铼钨(Re-W)比钨(W)强度大，因此在本实施形态中，灯丝线圈4采用以铼钨(Re-W)为主成分的单丝线。

灯丝线圈4的单丝线的直径可采用25微米～70微米，在双重卷绕(双重螺旋)结构的情况下，从易于卷绕和强度两个方面兼顾考虑，以45微米～55微米为宜。

灯丝线圈4的卷绕部4a形成单丝线以大致一定的间隙螺旋状卷绕形成的一重卷绕线圈，然后再将该一重卷绕线圈螺旋状卷绕，形成双重卷绕的状态。例如，该一重卷绕线圈设定为外径0.15mm、间距0.07mm，该卷绕部4a设定为外径1.3mm、间距0.6mm。

灯丝线圈4的卷绕部4a的表面上被覆电子发射物质3a。电子发射物质3a以钡(Ba)、锶(Sr)、钙Ca)组成的三元碱土金属氧化物为主成分。电子发射物质3a的材料不限于此，也可以以二元的钡的氧化物或碱土金属氧化物中添加1～5重量％左右的氧化锆的物质作为主成分。

套筒7覆盖着灯丝线圈4的卷绕部4a，从套筒7的外周面向较近一侧的灯泡2端部延伸出套筒引线8，套筒引线8由例如不锈钢(SUS304)等构成。

套筒引线8、第1引线部4b、以及第2引线部4c在各自的延伸端一侧被固定于板状的连接构件5a、5b。板状的连接构件5a、5b以例如不锈钢(SUS304)等为主成分，设定为纵向2～10mm、横向1～5mm、厚度0.1～0.5mm。又，贯通灯泡2的两端，向第1引线部4b、第2引线部4c通电的导入线6a、6b用内装于灯泡2内的一侧的端部固定在连接构件5a、5b上。

如上所述，连接构件5a、5b将第1引线部4b、第2引线部4c与导入线6a、6b加以连接，因此在导入线6a、6b上施加电压时，能够作为对灯丝线圈4馈电的馈电构件起作用。

本实施形态中，在板状的连接构件5a上，在一个主面上分别固定套筒引线8、第1引线部4b，在另一主面上固定导入线6a，同样，在板状的连接构件5b上，在一个主面上固定第2引线部4c，在另一个主面上固定导入线6b。

如果用连接构件5a、5b分别将第1引线部4b、第2引线部4c与导入线6a、6b加以连接，与进行灯1的组装时不用连接构件而将第1引线部、第2引线部与各导入线连接的情况相比，能够提高灯丝线圈4的定位精度，同时能够容易地将第1引线部4b、第2引线部4c与各导入线6a、6b连接。

套筒引线8的支持构件不限于连接构件5a，也可以是连接构件5b。

在本实施形态中，灯丝线圈4的卷绕部4a采用双重卷绕(双重螺旋)结构，但是并不限于此，除了三重卷绕(三重螺旋)结构外，也可以采用一重卷绕(一重螺旋)结构。

在灯丝线圈4的卷绕部4a采用多重卷绕结构(高次结构，multiplex winding structure)时，与采用一重卷绕(一重螺旋)结构的情况相比，能够把该卷绕部4a做得紧凑，能够提高灯1的设计自由度。

下面对具体的本实施形态的热阴极荧光灯的驱动方法进行大概说明，为了在构成电极单元3的第1引线部4b和第2引线部4c之间施加电压，在导入线6a、6b之间施加例如5V的电压，用灯丝线圈4加热电子发射物质3a。

然后，通过在电极单元3相互之间施加例如300V的电压，使电子发射物质3a发射电子，在电极单元3相互之间发生电弧放电。在电极单元3相互之间发生电弧放电后，在电极单元3相互之间施加100V的电压，同时进行对各电极单元3施加例如2V的电压的控制。上面已经叙述的2V电压的施加也可以不进行，但是如果施加该电压，灯的寿命会更长。

图2(a)是电极单元的概略立体图，(b)是(a)所示的假想平面上的概略向视剖面图。

如图2(a)所示，在本实施形态的电极单元3中，板状的连接构件5a、5b相互之间，各自的主面沿着假想的同一平面配置，如图2(a)、(b)所示，在连接构件5a、5b双方，在它们相互之间最靠近的各个边部(以下称为“接近边部”)上被覆绝缘构件11a、11b。

在本实施形态中，绝缘构件11a、11b的厚度设定为0.002～1mm。

在本实施形态中，连接构件5a、5b双方的各接近边部上覆盖绝缘构件11a、11b，但是也可以在连接构件5a(5b)的任意一方的接近边部上被覆绝缘构件11a(11b)。

绝缘构件11a、11b可以通过将氧化铝(Al₂O₃)、或二氧化硅(SiO₂)等氧化物、或氮化硼(BN)等氮化物为主成分的釉料涂布于连接构件11a、11b的接近边部上，将其用大约1200℃的温度烧成约10分钟，以此在该接近边部上形成。还有，该利用釉料形成绝缘层的方法，最好是在缺氧的气氛下进行，以避免形成绝缘层的连接构件11a、11b发生氧化。

例如在将二氧化硅粉末与硼酸混合的釉料以上述条件进行涂布、烧成时，能够形成由于烧成而熔化的硼酸包围二氧化硅的绝缘层构成的绝缘构件11a、11b。

绝缘构件11a、11b可以通过将氮化硅(Si₃N₄)等氮化物或碳化硅(SiC)等碳化物、或这些物质的两种以上的组合的混合物、例如铝硅酸盐等陶瓷(xM₂OyAl₂O₃ZSiO₂nH₂O)为主成分的粉末，分散于石油系碳氢化合物、碳酸酯、或醇类等分散剂中，使其得到规定的粘度，形成的糊状或浆液状材料，涂布于连接构件5a、5b的接近边部上，用与分散剂的沸点和饱和蒸汽压相应的温度将其干燥以使其被覆于该接近边部上。

例如在分散剂为醋酸丁酯的情况下，涂布粘度0.2～2.0Pa·秒的浆液，用约40℃的热风吹两分钟，可以形成绝缘层构成的绝缘构件11a、11b。

又可以预先对上述氧化物，氮化物、碳化物等进行烧成，形成绝缘构件11a、11b，用耐热性粘接剂将其被覆于连接构件5a、5b的相互靠近的边上。

例如可以将二氧化硅粉末与硼酸的混合物放入铸模中烧成，这样可以预先形成绝缘构件11a、11b，然后用耐热性粘接剂将其被覆于连接构件5a、5b的接近边部上。

又可以对上述氧化物、氮化物、碳化物等预先进行烧成，形成绝缘构件11a、11b，然后将其配置于连接构件5a、5b的接近边部上。

例如用铸模进行氧化镁粉末与氧化硅粉末的混合物的烧成，形成钴基铬钨合金(stellites)、镁橄榄石等耐热性绝缘物的结构体。利用铸模的形状和切削加工形成为能够嵌合于连接构件5a、5b的接近边部上的形状，用连接构件5a、5b夹着上述结构体将其配置于它们中间，或用耐热性粘接剂将其被覆于连接构件5a、5b的接近边部上。

在本实施形态中，采用例如耐热温度1000℃以上的耐热性无机粘着剂，例如朝日化学工业(株式会社)制造的SUMICERAM(注册商标、商标登记号第1269142号)或日产化学工业(株式会社)制造的“BondX”(注册商标、商标登记号第2598133号)等。

将包含与上述荧光体膜2a同样的成分的荧光体悬浊液涂布于连接构件5a、5b的接近边部上，用与分散剂的沸点和饱和蒸汽压相应的温度烘干，这样能够在该接近边部上被覆以该荧光体为主成分的绝缘构件11a、11b。

实施形态1中的热阴极荧光灯的效果

在本实施形态中，在连接构件5a、5b双方的各接近边部上被覆绝缘构件11a、11b，因此在从导入线6a、6b(参照图1(b))对电极4施加电压的情况下，能够防止该接近边部之间起弧，发生短路，能够抑制在灯丝线圈4的卷绕部上被覆的电子发射物质3a受到过度溅射发生过度损耗的情况，能够抑制灯的寿命的缩短。

如上所述，绝缘构件11a(11b)被覆于任意一个连接构件5a(5b)时，能够防止上述短路的发生。绝缘构件11a、11b被覆于连接构件5a、5b双方各自的接近边部上时，能够可靠地防止上述短路的发生，能够可靠地抑制灯的寿命的缩短。

在本实施形态中，在连接构件5a、5b上，存在没有被覆绝缘构件11a、11b的露出的部分，因此与绝缘构件覆盖连接构件全部表面的情况相比，能够提高点灯时连接构件5a、5b的散热性能，能够抑制向灯泡2传热的传热量不平衡的，能够抑制热膨胀的不平衡引起灯泡2破损的情况发生。

在本实施形态中，灯丝线圈4中被覆电子发射物质3a的卷绕部4a的卷绕轴大致与灯泡2的管轴平行，因此放电中产生的离子主要冲击该卷绕部4a的折返端部，能够抑制该折返端部以外的其他部分的离子溅射。借助于此，能够抑制电子发射物质3a枯竭的情况的发生，能够抑制灯寿命的缩短。

而且由于上述卷绕部4a的卷绕轴大致与灯泡2的管轴平行，所以不将灯丝线圈4的长度做得小，就能够减小灯泡2的直径，可以提高灯1的设计自由度。

而且，如果灯泡2的直径做得小，能够提高辉度，而由于上述卷绕部4a的卷绕轴大致与灯泡2的管轴平行，因此虽然将灯泡2的直径做得小，也能够防止上述卷绕部4a上能够涂布电子发射物质3a的区域减少，因此能够抑制灯寿命的缩短并且能够使辉度提高。

在本实施形态中，在灯丝线圈4的卷绕部4a上被覆套筒7，因此能够进一步抑制放电中产生的离子引起的溅射，能够进一步抑制灯寿命的缩短。

在灯丝线圈4的卷绕部4a具有高次结构的情况下，如果该卷绕部4a的最外围轮廓的卷绕轴大致与灯泡2的管轴平行，则能够发挥同样的效果。

在套筒7的至少内表面上被覆电子发射物质时，能够使电子发射性能提高。

在套筒7的外周面上被覆荧光体层时，能够提高光辐射量。

实施形态2

下面用适当的附图对本发明实施形态2进行说明。

图3(a)是本实施形态的电极单元的概略立体图，图3(b)是图3(a)所示的假想平面上的概略向视剖面图。

在本实施形态中，绝缘构件的结构上存在特征，其他结构与实施形态1相同，因此在这里说明省略。

如图3(a)所示，在本实施形态中，绝缘构件12配置为架在连接构件5a、5b两者的接近边部相互之间，具体地说，如图3(b)所示，被该接近边部夹着。

在本实施形态中，绝缘构件12设定为宽度W为4mm，最厚的部分的厚度d1为3mm，最薄的部分的厚度d2为1mm。

在本实施形态中，可以用实施形态1所示的方法，对实施形态1所示的氧化物、氮化物、碳化物等预先进行烧成，形成绝缘构件12，将其用耐热性粘接剂被覆于连接构件5a、5b的接近边部上。

在本实施形态中，耐热性粘接剂采用实施形态1使用的耐热性粘接剂。

实施形态2中的热阴极荧光灯的效果

实施形态2的热阴极荧光灯，能够得到与实施形态1相同的效果，同时由于绝缘构件12被连接构件5a、5b夹着，即绝缘构件12使连接构件5a、5b相互之间保持一定的距离地支持连接构件5a、5b双方，因此与实施形态1的热阴极荧光灯相比，能够抑制连接构件5a、5b各自的未被绝缘构件12覆盖的部分(以下称为露出部分)之间的间隙的缩短，能够防止在该露出部分相互之间起弧，发生短路，能够抑制在灯丝线圈4的卷绕部4a上被覆的电子发射物质3a受到过度溅射发生过度损耗的情况，能够抑制灯的寿命的缩短。

又，实施形态2的热阴极荧光灯，与实施形态1的热阴极荧光灯相比，能够抑制连接构件5a、5b相互之间的冲突，能够抑制绝缘构件12的损坏，因此能够长时间维持绝缘构件12插入连接构件5a、5b之间的状态，能够长时间可靠地防止连接构件5a、5b之间发生短路，能够长时间抑制被覆于灯丝线圈4的卷绕部4a上的电子发射物质3a受到过度溅射的情况的发生，抑制其过度损耗，能够长时间抑制寿命的缩短。

实施形态3

下面利用适当的附图对本发明实施形态3进行说明。

图4(a)是本施形态的电极单元以及绝缘构件的概略结构体，图4(b)是图4(a)所示的假想平面上的概略向视剖面图，图4(c)是表示从连接构件的主面的垂直方向上观察到的绝缘构件附近的概略平面图。

在本实施形态中，绝缘构件的结构上存在特征，其他结构与实施形态1相同，因此在这里省略其说明。

如图4(a)所示，在本实施形态中，绝缘构件13遮蔽住连接构件5a、5b双方之间地插入其中，如图4(b)所示，绝缘构件13插入连接构件5a、5b之间，以使垂直于套筒7的轴的断面上的绝缘构件13的长边方向平行于连接构件5a、5b的主面的垂直方向。

如图4(c)所示，在本实施形态中，绝缘构件13从连接构件5a、5b的主面的垂直方向观察时为T字形，具备达到灯泡2的内壁的肢体，支持于该内壁。

在套管7的轴方向上，绝缘构件13中遮蔽连接构件5a、5b双方之间的部分的长度最好是比连接构件5a、5b的长度大。套筒7的轴方向上该遮蔽部分的长度比连接构件5a、5b的长度大时，能够防止连接构件5a、5b各自的套筒7一侧的边相互之间发生电弧，发生短路的情况发生。

绝缘构件13在垂直于连接构件5a、5b的主面的方向上其长边方向的长度H设定为5mm，短边方向的长度W设定为2.5mm，其厚度设定为0.2mm。

在本实施形态中，用实施形态1所示的方法对实施形态1所示的氧化物、氮化物、碳化物等预先进行烧成，形成绝缘构件13，将其用耐热性粘接剂连接于灯泡2。

在本实施形态中，耐热性粘接剂采用实施形态1所使用的耐热性粘接剂。

绝缘构件13的材料不限定于这些材料。绝缘构件13的全部也可以用与灯泡2相同的玻璃制造，又，也可以绝缘构件13中只有与灯泡2连接的肢体部分用玻璃制造。

实施形态3中的热阴极荧光灯的效果

实施形态3的热阴极荧光灯，能够得到与实施形态1相同的效果，同时由于与套筒7的轴垂直的方向上的绝缘构件13的长边方向平行于连接构件5a、5b的主面的垂直方向，因此能够加大连接构件5a、5b相互之间的未被遮蔽的间隙距离，能够可靠地防止连接构件5a、5b之间发生短路，能够抑制灯丝线圈4的卷绕部4a上被覆的电子发射物质3a受到过度溅射，遭受过度损耗的情况发生，能够可靠地抑制灯的寿命的缩短。

绝缘构件13用与灯泡2相同的材料即玻璃形成时，容易使绝缘构件13与灯泡2的热膨胀系数一致，容易抑制绝缘构件13的损坏。

除此以外，如果绝缘构件13与灯泡2采用相同材料，对它们进行连接时，可以采用玻璃作为粘接剂取代耐热性粘接剂，能够使以玻璃为主成分的粘接剂、灯泡2、以及绝缘构件13的热膨胀系数一致，能够抑制粘结强度的下降。

在绝缘构件13中只有与灯泡2连接的肢体部分用与灯泡2相同的玻璃制造的情况下，也同样能够得到抑制粘结强度下降的效果。

工业应用性

如果采用本发明，能够抑制灯的寿命的缩短，因此能够延长替换灯的周期，如果采用本发明的灯，在与产品的寿命周期的关系上能够实现无需维修保养的照明装置，其工业上的应用可能性大而且非常广泛。

Claims (11)

1.一种热阴极荧光灯，是在玻璃灯泡内的各端配置由被覆电子发射物质的卷绕部、从该卷绕部的一端延伸出的第1引线部、以及从该卷绕部的另一端延伸出的第2引线部构成的灯丝线圈，第1引线部、第2引线部通过各不同的连接构件连接于插设在玻璃灯泡端部的导入线上而形成的热阴极荧光灯，其特征在于，

连接所述第1引线部的第1连接构件与连接所述第2引线部的第2连接构件的相互接近的部位之间存在绝缘构件。

2.根据权利要求1所述的热阴极荧光灯，其特征在于，所述绝缘构件固定于所述第1连接构件和所述第2连接构件中的至少一方。

3.根据权利要求1所述的热阴极荧光灯，其特征在于，所述绝缘构件被所述第1连接构件与所述第2连接构件挟持着。

4.根据权利要求1所述的热阴极荧光灯，其特征在于，所述绝缘构件固定于所述玻璃灯泡内壁。

5.根据权利要求4所述的热阴极荧光灯，其特征在于，所述绝缘构件中至少与所述玻璃灯泡连接的部分与所述玻璃灯泡材料相同。

6.根据权利要求1所述的热阴极荧光灯，其特征在于，所述第1连接构件以及所述第2连接构件分别为板状，它们的主面沿着同一平面配置。

7.根据权利要求1所述的热阴极荧光灯，其特征在于，所述卷绕部的卷绕轴与所述玻璃灯泡的管轴大致平行。

8.根据权利要求1所述的热阴极荧光灯，其特征在于，

所述卷绕部具有高次结构，

所述卷绕部的最外围轮廓的卷绕轴与所述玻璃灯泡的管轴大致平行。

9.根据权利要求7所述的热阴极荧光灯，其特征在于，在所述卷绕部，单丝线保持大致一定的间隙地卷绕为螺旋状。

10.根据权利要求8所述的热阴极荧光灯，其特征在于，在所述卷绕部，单丝线保持大致一定的间隙地卷绕为双重螺旋状。

11.根据权利要求7或8所述的热阴极荧光灯，其特征在于，所述卷绕部用耐热性套筒覆盖。

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