DD288264A5 - Kaltkathoden-elektrode - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kaltkathoden-Elektrode, die ein metallisches Band aufweist, welches ein Quecksilberdampf ausscheidendes Material, vorzugsweise Ti3Hg, gemischt mit einem nicht verdampfungsfaehigen Gettermetall enthaelt, vorzugsweise eine Legierung von 84% Zr und 16% Al, angeordnet in einer kontinuierlichen Reihe von Vertiefungen in dem Band. Die Vertiefungen bilden eine aufeinanderfolgende Reihe von Paaren von Vertiefungen, wobei jede vorzugsweise ovalfoermig ausgebildet ist. Jedes Paar der ovalfoermigen Vertiefungen ist voneinander durch eine Entfernung getrennt, welche groeszer ist als die Entfernung, welche die individuellen ovalfoermigen Vertiefungen voneinander trennt. Das Band kann dann zwischen jedem Paar von Vertiefungen durchgeschnitten werden, um einen schmalen Streifen zu bilden, welcher zwei Vertiefungen aufweist. Ein derartiger schmaler Streifen kann dann in einem Winkel von angenaehert 180 um eine Achse gefaltet werden, die in der Ebene des Bandes in der Mitte zwischen den Vertiefungen liegt, im rechten Winkel zur Bandlaenge. Dieser gefaltete Streifen kann dann an ein Trageelement angeschweiszt werden und als eine Kaltkathoden-Elektrode in einer Miniatur-Leuchtstofflampe Verwendung finden. Die Kathode kann waehrend eines Herstellungsverfahrens aufgeheizt werden, um Quecksilber abzuscheiden und nachfolgend als Kaltkathode und Gettervorrichtung wirken. Fig. 4{Kaltkathoden-Elektrode; Miniatur-Leuchtstofflampe; Band; Material; Quecksilberdampf, ausscheidend; Vertiefungen, ovalfoermig; Paare, durchschneiden, falten; Trageelement}

Description

Hiarzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft eine Kaltkathoden-Elektrode, insbesondere für Miniatur-Leuchtstofflampen. Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Quecksilber ausscheidende Gettervorrichtungen sind im Stand der Technik allgemein bekannt. Siehe zum Beispiel die japanische Gebrauchsmuster-Anmeldung, Veröffentlichungs-Nr.50-1067? und die USA-Patente Nr.3722976; 3657589 und 3733194, neben anderen.

Derartige Publikationen enthalten keine Lehre bezüglich der Frage der Miniaturisierung von Kaltkathoden-Leuchtstofflampen, welche zum Beispiel für die Hintergrundausleuchtung von Flüssigkristallanzeigen für Automobil-Instrumentetafeln, Taschen-Fernsehgeräte und dergleichen benötigt werden oder einfach für Beleuchtungszwecke.

Ein besonderer Versuch, eine miniaturisierte Leuchtstofflampe zu produzieren, bestand darin, zwei kleine Stücke eines Streifens zu verwenden, welche sowohl aus Ti₃Hg als auch aus einer Legierung von 84% Zr und 16% Al bestanden und durch Punktschweißung auf Drahtbefestigungsleitern angebracht wurden. Diese Kathoden sind jedoch noch verhältnismäßig groß und sie weisen auch den Mangel auf, daß ungenügend viel Quecksilber abgeschieden wurde, um eine wünschenswerte Lebensdauer der Leuchtstofflampe zu gewährleisten.

Ziel der Erfindung Ziel der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu überwinden. Darlegung des Wesen* der Erfindung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Kaltkathoden-Elektrode mit einem Metallband zu schaffen, welches ein Quecksilberdampf freisetzendes Material aufweist, welches einem nlchtverdampfungsfählgen Gettermetall in einer kontinuierlichen Reihe von Vertiefungen in dem genannten Band beigemischt ist, wobei die Vertiefungen aufeinanderfolgende Paare von einzelnen Vertiefungen bilden und jedes Paar der Vertiefungen voneinander um eine Entfernung voneinander getrennt ist, welche größer ist als die Entfernung, welche die einzelnen Vertiefungen voneinander trennt und welches für die Herstellung einer kalten Kathode für miniaturisierte Leuchtstofflampen verwendbar ist.

Vorteilhaft weist die Kaltkathoden-Elektrode ein metallisches Band aus nickelplattiertem Eisen auf, welches ein pulverisiertes Quecksilberdampf abscheidendes Material aufweist, welches die intermetallische Verbindung Ti₃Hg, gemischt mit einem pulverisierten, nlchtverdampfungsfählgen Gettermaterial enthält,welches eine Legierung von 84% Zr und 16%Al in einer kontinuierlichen Reihe von Vertiefungen in dem genannten Band enthält, wobei die Vertiefungen aufeinanderfolgende Paare ovaler individueller Vertiefungen bilden, von denen jedes Paar ovalförmlger Vertiefungen voneinander durch eine Entfernung getrennt ist, welche größer ist, als die Entfernung zwischen den individuellen Vertiefungen.

Das Quecksilberdampf abscheidende Material ist gemischt mit einem nicht verdampfungsfähigen Gettermaterial, wobei diese in zwei Vertiefungen in den genannten Band angeordnet sind und das Band in einem Winkel von angenähert 180° um eine Achse gefaltet ist, welche in der Ebene des Bandes, in der Mitte zwischen den Vertiefungen und rechtwinklig zur Bandlänge liegt. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Kaltkathoden-Elektrode, enthaltend ein metallisches Band aus nickelplattiertem Eisen, ein pulverisiertes Quecksilberdampf abscheidendes Material aufweist, welches die intermetallische Verbindung Ti₃Hg gemischt mit einem pulverisierten, nicht verdampfungsfähigen Gettermaterial enthält, derart ausgeführt, daß sie eine Legierung von 84% Zr und 16% Al aufweist, angeordnet in zwei Vertiefungen in dem genannten Band, wobei die Vertiefungen im wesentlichen ovalförmig ausgebildet sind, und das Band in einem Winkel von angenähert 180° um eine Achse gefaltet ist, welche in der Ebene des Bandes, in der Mitte zwischen den Vertiefungen und rechtwinklig zur Bandlänge liegt. Zweckmäßig enthält die Kaltkathoden-Elektrode:

A. einen U-förmigen ebenen Metallstreifen, welcher ein Paar sich parallel erstreckender Schenkel aufweist, mit ersten und zweiten nebeneinanderstehenden Oberflächen;

B. Ti₃Hg in einer Vertiefung in der ersten Oberfläche; C. ein nicht verdampfungsfähiges Gettermetall In einer Vertiefung in der zweiten Oberfläche und D. einen elektrischen Leiter, getragen durch die sich erstreckenden Schenkel, zwischen den sich erstreckenden Schenkeln. Ausführungsboispiel Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbelspielen nähererläutert werden. In derzugehörigerf Zeichnung zeigen Fig. 1: eine perspektivische Darstellung einer kalten Kathode entsprechend dem bekannten Stand der Technik, zur Verwendung

in einer Leuchtstofflampe;

Fig. 2: eine Draufsicht auf ein Quecksilber abscheidendes Metall-Getterband entsprechend der vorliegenden Erfindung; Fig. 3: eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der Linie 3-3' in der Fig. 2; Fig. 4: eine perspektivische Ansicht einer kalten Kathode, welche unter Verwendung eines Teiles des Bandes hergestellt wurde, vveches in der Figur 2 dargestellt ist;

Fig. 5: eine Ansicht der kalten Kathode entsprechend der Figur 4 in der Richtung des Pfeiles A in der Figur 4; Fig. 6: eine Querschnittsdarstellung einer miniaturisierten Leuchtstofflampe, welche eine kalte Kathode entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet.

Es wird nun auf dieZeichnungen und insbesondere auf die Figur 1 Bezug genommen. Hier ist eine kalte Kathoden-Elektrode 100 des bekannten Standes der Technik dargestellt, welche zwei Streifen 102,102' aus nickelplattiertem Eisen aufweist. Auf den äußeren gegenüberliegenden Oberflächen 104 des Streifens 102 wurde durch eine Preßverbindung eine Lage 106 aus einer pulverisierten 84% Zr-16% Al-Getter-Legierung aufgebracht, welche nicht verdampfungsfähig ist. Die äußere Oberfläche (nicht dargestellt) des Streifens 102' weist eine gleichartige Beschichtung auf. Die innere gegenüberliegende Oberfläche 108 des Streifens 102' weist eine Lage 110 aus einer intermetallischen pulverisierten Ti₃Hg-Verbindung auf, welche Quecksilber freisetzt. Die Streifen 102,102' können aus kontinuierlichen Längen von Streifen herausgeschnitten sein, welche handelsüblich erhältlich sind.

An den Schweißpunkten 114,114'sind Streifen 102,102'an Tragelementen 112,112'angeschweißt. Die Schweißpunkte 114, 114' müssen sich im Grenzbereich der Streifen befinden, wie das im Grenzbereich 116 des Streifens 102 dargestellt ist. Dieses hat seinen Grund darin, daß jede Möglichkeit der Abscheidung von Quecksilber oder der Zerstörung der Gettereigenschaften der Zr-Al-Legierung während des Prozesses des Zusammenbaues der kalten Kathode vor ihrer Einführung in die Leuchtstoffröhre verhindert wird.

Da die Abmessungen der Streifen 102,102' angenähert in der Breite 0,65cm und in der Länge 0,6cm betragen, ist die einwandfreie Positionierung von zwei derartigen Streifen zusammen mit den den tragenden Elektroden außerordentlich schwierig. Da besteht ein beachtliches Risiko für eine Überhitzung während des Schweißvorganges, sowohl für die Quecksilber abscheidende Legierung, als auch die nicht verdampfungsfähige Getterlegierung. Darüber hinaus führen gerade die Versuche, die kalte Kathode weiter zu miniaturisieren, dazu, eine Verringerung der vorhandenen Mengen an Ti₃Hg zu bewirken, und dadurch eine Verringerung der Quantität von Quecksilber, welches im Innern der Leuchtstofflampe freigesetzt werden kann.

Ebenso führt eine Verringerung der Quantität des vorhandenen, nicht verdampfungsfähigen Gettermaterials dazu, daß die Beseitigung der gefährlichen restlichen Gase, welche während der Lebensdauer der Leuchtstofflampe freigesetzt werden, nicht in ausreichendem Maße sichergestellt wird.

Es wird nun auf die Figur 2 Bezug genommen. Hier ist ein metallisches Band 200 entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt. Das metallische Band 200 kann aus jedem Metall bestehen, welches geeignet ist, ein Material, welches Quecksilberdampf ausscheidet und ein nicht verdampfungsfähiges Gettermetall zu tragen. Vorzugsweise besteht das Band 200 aus nickelplattiertem Eisen. Das Band 200 weist eine kontinuierliche Reihe von Vertiefungen 202,202', 204,204', 206,206' auf. Die Vertiefungen 202,202' bilden auf dem genannten Band ein Paar individueller Vertiefungen. Die nachfolgenden Vertiefungen 204,204' ergeben ein anderes Paar Individueller Vertiefungen. Weiterhin bilden die nachfolgenden individuellen Vertiefungen 206,206' ein weiteres Paar Vertiefungen und so weiter. Jedes Paar Vertiefungen ist vom nächsten durch eine Entfernung getronnt, welche größer ist, als die Entfernung, welche die individuellen Vertiefungen voneinander trennt. Vorzugsweise sind die Vertiefungen von angenähert ovaler Form, wie dieses in der Figur 2 dargestellt ist, derart, daß ihre Länge größer ist, als ihre Breite die ovale Form, welche in den Zeichnungen dargestellt ist, kann auch als die Form einer Rennbahn oder eines Zierrahmens beschrieben werden.

Es wird nun auf die Figur 3 Bezug genommen. Dort ist ein Querschnitt 300 entlang der Linien 3-3' in der Figur 2 von der Vertiefung 204 dargestellt.

Die Querschnittsdarstellung zeigt ein metallisches Band, welches eine Vertiefung 204 aufweist. In die Vertiefung 204 ist ein Quecksilberdampf abscheidendes Material 302 eingepreßt. Das Quecksilberdampf abscheidende Material enthält vorzugsweise eine pulverisierte Mischung von einerintermetallischen Verbindung Ti₃Hg mit einem pulverisierten, nicht verdampfungsfähigen Gettermetall, welches vorzugsweise eine Legierung aus 84% Zr,und 16% Al enthält.

Es wird nun auf die Figur 4 Bezug genommen. Hier wird eine kalte Kathode 400 entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die kalte Kathode 400 wird aus oiner kurzen Länge des Bandes 402 gebildet, welche zum Beispiel durch Abschneiden einer kurzen Länge vom Band 200 entlang der Linien, welche in der Figur 2 durch Alpha und Beta gekennzeichnet sind, erhalten wird, wie dieses in der Figur 2 dargestellt ist. Der schmale Streifen des Bandes 402 wird dann entlang der Linie Gamma gefaltet, wie dieses sowchl in der Figur 4 als auch in der Figur 2 dargestellt ist. Die Linie Gamma liegt in der Ebene des Bandes 402 in der Mitte zwischen den zwei Vertiefungen in dem Band 402 und im rechten Winkel zu der Bandlänge. Der Streifen 102 wird um einen Winkel von angenähert 180° gebogen. Wie es in der Figur 4 dargestellt ist, wurde die Biegung derart ausgeführt, daß die Flächen der Vertiefungen nach außen liegen. Dieses ermöglicht es, daß die Kathode den geringsten möglichen Platz einnimmt. Die Kathode 400 kann an einem drahtförmigen Tragelement 404 angeschweißt sein, wie dieses sowohl in der Figur 4 als auch in der Figur 5 dargestellt ist, In diesem Falle ist das drahtförmige Tragelement 404 derart dargestellt, daß es sich innerhalb der Kathode 400 befindet, aber es kann auch derart durchgeführt werden, daß die kurze Länge des Bandes 402 enger zusammengebogen ist und das drahtförmige Tragelement kann sich außerhalb an der kalten Kathode befinden. Es wird nun auf die Figur 6 Bezug genommen. Hier ist eine Miniatur-Leuchtstofflampe 600 dargestellt, welche eine zylindrische Glasumhüllung 602 und Endabdichtungen 604,604' aufweist. Die Miniatur-Leuchtstofflampe 600 beinhaltet zwei kalte Kathoden 400,400', welche im Innern der Miniatur-Leuchtstofflampe mit Hilfe von zwei Abdichtungen 604 beziehungsweise 604' gehalten werden.

Beispiele

Eine kontinuierliche Länge eines nickelplattierten Eisenstreifens, welcher eine Breite von 2,5mm aufweist, wird genommen und es wird eine kontinuierliche Reihe von Vertiefungen in diesem gebildet, derart, daß die Vertiefungen aufeinander folgende Paare von individuellen Vertiefungen bilden. Jede Vertiefung weist eine Breite von angenähert 1,5mm und eine Länge von 3,5 mm auf. Die Entfernung zwischen den individuellen Vertiefungen eines jeden Paares beträgt 2,5mm, während die Entfernung zwischen den aufeinanderfolgenden Paaren von Vertiefungen 5mm beträgt. Jede Vertiefung ist mit angenähert 5mg eines Gemisches gefüllt, welches zu 50 Massenanteilen in Prozent aus einer intermetallischen Verbindung Ti₃Hg und zu 50 Masseanteilen in Prozent aus einer Legierung von 84% Zr und 16% Al als nicht verdampfungsfähigem Gettermetall besteht. Es wird eine kalte Kathode hergestellt, indem eine kurze Länge des Bandes abgeschnitten und in der im vorangegangenen beschriebenen Weise gefaltet und an einem drahtförmigen Tragelement angeschweißt wird. Es werden zwei derartige Elektroden verwendet, um eine Miniatur-Leuchtstofflampe herzustellen, wie sie in der Figur 6 dargestellt ist. Die Kathode kann während des Herstellungsverfahrens erhitzt werden, um Quecksilber abzugeben und nachfolgend als kalte Kathode und Gettervorrichtung wirken.

Obwohl die Erfindung in beachtlichen Details unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsvarianten beschrieben wurde, welche ausgewählt wurden, um die Fachleute zu unterrichten, wo die besten Anwendungsmöglichkeiten für die Erfindung liegen, ist es möglich, daß andere Modifikationen angewendet werden können, ohne vom Wesen und vom Schutzumfang der zugehörigen Patentansprüche abzuweichen.

Claims (5)

1. Kaltkathoden-Elektrode, eithaltend ein metallisches Band, welches ein Quecksilberdampf abscheidendes Material, gemischt mit einem nicht verdampfungsfähigen Gettermetall enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine kontinuierliche Reihe von Vertiefungen in dem genannten Band enthält, wobei die Vertiefungen aufeinanderfolgende Paare individueller Vertiefungen bilden, von denen jedes Paar der Vertiefungen voneinander durch eine Entfernung getrennt ist, weiche größer ist, als die Entfernung zwischen den individuellen Vertiefungen.

2. Kaltkathoden-Elektroden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Band aus nickelplattiertem Eisen besteht, welches ein pulverisiertes Quecksilberdampf abscheidendes Material aufweist, welches die intermetallische Verbindung Ti₃Hg, gemischt mit einem pulverisierten, nicht verdampfungsfähigen Gettermaterial enthält, welches eine Legierung von 84%Zr und 16% Al in einer kontinuierlichen Reihe von Vertiefungen in dem genannten Band enthält, wobei die Vertiefungen aufeinanderfolgende Paare ovaler individueller Vertiefungen bilden, von denen jedes Paar ovalförmiger Vertiefungen voneinander durch eine Entfernung getrennt ist, welche größer ist, als die Entfernung zwischen den individuellen Vertiefungen.

3. Kaltkathoden-Elektrode nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Quecksilber abscheidende Material und das nicht verdampfungsfähige Gettermaterial in zwei Vertiefungen in dem genannten Band angeordnet sind, wobei das Band in einem Winkel von angenähert 180° um eine Achse gefaltet ist, weiche in der Ebene des Bandes, in der Mitte zwischen den Vertiefungen und rechtwinklig zur Bandlänge liegt.

4. Kaltkathoden-Elektrode nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein metallisches Band aus nickelplattiertem Eisen enthält, welches ein pulverisiertes Quecksilberdampf abscheidendes Material aufweist, welches die intermetallische Verbindung Ti₃Hg gemischt mit einem pulverisierten, nicht verdampfungsfähigen Gettermaterial enthält, welches eine Legierung von 84% Zr und 16% Al aufweist, angeordnet in zwei Vertiefungen in dem genannten Band, wobei die Vertiefungen im wesentlichen ovalförmig ausgebildet sind, und das Band in einem Winkel von angenähert 180° um eine Achse gefaltet ist, welche in der Ebene des Bandes, in der Mitte zwischen den Vertiefungen und rechtwinklig zur Bandlänge liegt.

5. Eine Kaltkathoden-Elektrode nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält:

A. einen U-förmigen ebenen Metallstreifen, welcher ein Paar sich parallel erstreckender Schenkel aufweist, mit ersten und zweiten nebeneinanderstehenden Oberflächen

B. Ti₃Hg in einer Vertiefung in der ersten Oberfläche

C. ein nicht verdampfungsfähiges Gettermetall in einer Vertiefung in der zweiten Oberfläche und

D. einen elektrischen Leiter, getragen durch die sich erstreckenden Schenkel, zwischen den sich erstreckenden Schenkeln.