ES2402160A2 - Cold cathode fluorescent lamp for illumination - Google Patents
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Abstract
Description
LÁMPARA FLUORESCENTE DE CÁTODO FRÍO PARA ILUMINACIÓN COLD CATHODE FLUORESCENT LAMP FOR LIGHTING
REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Esta solicitud de patente no provisional de Estados Unidos reivindica la This United States non-provisional patent application claims the
5 prioridad, según 35 U.S.C. § 119, de la solicitud de patente de Corea número 10-2011-0069236, presentada el 13 de julio de 2011, cuyo contenido se incorpora en su totalidad en la presente memoria a título de referencia. 5 priority, according to 35 U.S.C. § 119, of the Korean patent application number 10-2011-0069236, filed on July 13, 2011, the content of which is incorporated herein in its entirety by reference.
ANTECEDENTES BACKGROUND
10 El contenido de la presente memoria se refiere a una lámpara fluorescente de cátodo frío (CCFL) para iluminación y, de forma más específica, a una CCFL de larga duración y alta eficiencia que presenta una mejor corriente de tubo, eficiencia óptica, luminosidad y duración para su uso como fuente de luz de iluminación, además de su uso convencional como luz de fondo de 10 The content of the present specification refers to a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) for lighting and, more specifically, to a long-lasting and high efficiency CCFL which has a better tube current, optical efficiency, luminosity and duration for use as a light source of illumination, in addition to its conventional use as a backlight for
15 una pantalla de cristal líquido, fuente de luz de escaneo de un facsímil, lámpara borradora de una copiadora, etc. 15 a liquid crystal display, a facsimile scanning light source, a copier's eraser lamp, etc.
En la técnica relacionada, las lámparas fluorescentes de cátodo frío (CCFL) se usan como fuentes de luz tales como luces de fondo de pantallas de cristal líquido, fuentes de luz de escaneo de facsímiles y lámparas borradoras 20 de copiadoras, siendo posible conseguir los niveles de luminosidad necesarios en tales dispositivos aplicando en las CCFL una corriente de tubo de solamente aproximadamente 4 a 4 mA. Una CCFL de este tipo incluye electrodos en forma de copa dispuestos en ambos extremos de un tubo de vidrio y una capa fluorescente conformada aplicando un material fluorescente 25 en la superficie interior del tubo de vidrio. El tubo de vidrio se llena con un gas raro, tal como gas neón, gas argón y gas xenón, conjuntamente con una pequeña cantidad de mercurio, y el tubo de vidrio se precinta. Si se aplica una tensión alta en los electrodos en forma de copa dispuestos en ambos lados del tubo de vidrio, un pequeño número de electrones ioniza el gas raro 30 precintado en el tubo de vidrio y se emiten electrones secundarios desde los In the related art, cold cathode fluorescent lamps (CCFL) are used as light sources such as backlights of liquid crystal displays, facsimile scan light sources and eraser lamps 20 of copiers, it being possible to achieve levels of brightness required in such devices by applying in the CCFL a tube current of only about 4 to 4 mA. Such a CCFL includes cup-shaped electrodes disposed at both ends of a glass tube and a fluorescent layer formed by applying a fluorescent material 25 on the inner surface of the glass tube. The glass tube is filled with a rare gas, such as neon gas, argon gas and xenon gas, together with a small amount of mercury, and the glass tube is sealed. If a high voltage is applied to the cup-shaped electrodes arranged on both sides of the glass tube, a small number of electrons ionize the rare gas 30 sealed in the glass tube and secondary electrons are emitted from the
electrodos en forma de copa a medida que el gas raro ionizado choca con los electrodos en forma de copa (a esto se le denomina descarga luminosa). Los electrones secundarios chocan con el mercurio y, en consecuencia, el mercurio emite rayos ultravioleta hacia la capa fluorescente conformada en la superficie interior del tubo de vidrio. De este modo, el material fluorescente de la capa fluorescente emite luz visible. En ese momento, una corriente de tubo de aproximadamente 4 mA a 5 mA circula por el tubo de vidrio. No obstante, es necesaria una corriente de tubo de 10 mA o superior para aumentar la luminosidad de la CCFL hasta un nivel necesario para iluminación. cup-shaped electrodes as the rare ionized gas collides with the cup-shaped electrodes (this is called light discharge). The secondary electrons collide with the mercury and, consequently, the mercury emits ultraviolet rays towards the fluorescent layer formed on the inner surface of the glass tube. In this way, the fluorescent material of the fluorescent layer emits visible light. At that time, a tube current of approximately 4 mA to 5 mA circulates through the glass tube. However, a tube current of 10 mA or greater is necessary to increase the brightness of the CCFL to a level necessary for illumination.
En la técnica relacionada, los electrodos de una CCFL tienen forma de copa para aumentar las superficies interiores de los electrodos necesarias para la emisión de electrones. Además, tales electrodos están formados principalmente por níquel (Ni), ya que el níquel (Ni) tiene un punto de fusión relativamente bajo y puede ser mecanizado fácilmente en la forma deseada, tal como una forma de copa. No obstante, el níquel (Ni) o las aleaciones de níquel presentan una elevada función de trabajo y un elevado coeficiente de pulverización. Por este motivo, los electrodos en forma de copa están hechos de una aleación Nb-Ni o de una aleación Y-Ni para aumentar la resistencia a la pulverización de los electrodos en forma de copa. No obstante, la duración de tales electrodos en forma de copa es reducida, debido a la pulverización que se produce si se aplica una corriente de tubo de 10 mA o superior en los electrodos. La pulverización provoca una generación de calor excesiva en los electrodos y disminuye considerablemente la eficiencia luminosa. Además, debido a que se forma una capa de pulverización en la superficie interior del tubo de vidrio debida a la pulverización, resulta difícil conseguir un nivel de luminosidad necesario para iluminación si los electrodos son pulverizados. Es decir, los electrodos de níquel (Ni) o de aleación de níquel no son adecuados para una CCFL que tiene una corriente de tubo de 5 mA o superior y, por lo tanto, es difícil usar una CCFL que incluye electrodos de níquel o de aleación de níquel en forma de copa como fuente de luz de iluminación. In the related technique, the electrodes of a CCFL are cup-shaped to increase the inner surfaces of the electrodes necessary for the emission of electrons. In addition, such electrodes are mainly formed by nickel (Ni), since nickel (Ni) has a relatively low melting point and can be easily machined in the desired shape, such as a cup shape. However, nickel (Ni) or nickel alloys have a high working function and a high spray coefficient. For this reason, cup-shaped electrodes are made of an Nb-Ni alloy or a Y-Ni alloy to increase the spray resistance of cup-shaped electrodes. However, the duration of such cup-shaped electrodes is reduced, due to the spraying that occurs if a tube current of 10 mA or greater is applied to the electrodes. Spraying causes excessive heat generation in the electrodes and greatly reduces light efficiency. In addition, because a spray layer is formed on the inner surface of the glass tube due to spraying, it is difficult to achieve a level of brightness necessary for illumination if the electrodes are sprayed. That is, nickel (Ni) or nickel alloy electrodes are not suitable for a CCFL having a tube current of 5 mA or greater and, therefore, it is difficult to use a CCFL that includes nickel or electrode electrodes. cup-shaped nickel alloy as a source of lighting light.
Además, debido a que en la técnica relacionada son preferidos electrodos In addition, because electrodes are preferred in the related art
que tienen una gran superficie, el tamaño de los electrodos aumenta excesivamente. Los electrodos grandes ocupan mucho espacio en los tubos de vidrio y, por lo tanto, se reduce el espacio para las columnas positivas, disminuyendo la eficiencia luminosa y la eficiencia energética. Por lo tanto, resulta difícil usar CCFL como fuentes de luz de iluminación. Having a large surface area, the size of the electrodes increases excessively. The large electrodes take up a lot of space in the glass tubes and, therefore, the space for the positive columns is reduced, reducing light efficiency and energy efficiency. Therefore, it is difficult to use CCFL as illumination light sources.
RESUMEN SUMMARY
El objetivo de la presente invención es superar las limitaciones mencionadas anteriormente que se producen al usar una lámpara fluorescente de cátodo frío (CCFL) como fuente de luz de iluminación. Por este motivo, un objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer una CCFL de iluminación que incluye electrodos de cátodo frío que pueden ser conformados fácilmente en forma de copa usando tungsteno o aleación de tungsteno con un coeficiente de pulverización reducido y una función de trabajo reducida. The objective of the present invention is to overcome the aforementioned limitations that occur when using a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) as a source of illumination light. For this reason, an objective of the present invention is to provide a lighting CCFL that includes cold cathode electrodes that can be easily shaped into a cup using tungsten or tungsten alloy with a reduced spray coefficient and a function of reduced work
Otro objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer una CCFL de iluminación que incluye electrodos cortos pero capaces de emitir luz muy brillante. Another objective of the present invention is to disclose a lighting CCFL that includes short electrodes but capable of emitting very bright light.
Otro objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer una CCFL de iluminación en la que es posible instalar fácilmente dos cables conductores para su compatibilidad con una toma para una lámpara fluorescente de cátodo caliente convencional. Another objective of the present invention is to provide a lighting CCFL in which it is possible to easily install two conductor cables for compatibility with a socket for a conventional hot cathode fluorescent lamp.
Otro objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer una CCFL de iluminación que requiere una tensión de mantenimiento de descarga reducida, de modo que es posible aumentar la duración de los electrodos. Another objective of the present invention is to disclose a lighting CCFL that requires a reduced discharge maintenance voltage, so that it is possible to increase the duration of the electrodes.
Otro objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer una CCFL de iluminación que tiene una estructura en la que es posible llevar a cabo un recubrimiento con un emisor y retenerlo fácilmente. Another objective of the present invention is to disclose a lighting CCFL having a structure in which it is possible to carry out a coating with an emitter and easily retain it.
Realizaciones de la presente invención dan a conocer una CCFL para iluminación, incluyendo la CCFL electrodos de cátodo frío, en la que cada uno de los electrodos de cátodo frío incluye: un metal de base conectado a extremos frontales de cables conductores para su conexión a una fuente de alimentación; una bobina de cable helicoidal conformada enrollando de forma helicoidal un cable de tungsteno o de aleación de tungsteno alrededor de una forma de copa, estando conectada la bobina de cable helicoidal al metal de base de manera que la bobina de cable helicoidal queda erguida en la dirección de la longitud del tubo de vidrio; y una bobina recubierta con emisor introducida en la bobina de cable helicoidal y recubierta con un emisor para inducir la emisión de electrones. Embodiments of the present invention disclose a CCFL for illumination, including the CCFL cold cathode electrodes, in which each of the cold cathode electrodes includes: a base metal connected to front ends of conductive cables for connection to a power supply; a coil of helical cable formed by helically winding a tungsten or tungsten alloy cable around a cup shape, the coil of coil cable being connected to the base metal so that the coil of coil cable is held up in the direction of the length of the glass tube; and a coil coated with emitter introduced into the coil of helical cable and coated with an emitter to induce the emission of electrons.
En algunas realizaciones, los cables conductores conectados al metal de base pueden ser dos y pueden estar desconectados eléctricamente entre sí en el metal de base. In some embodiments, the lead wires connected to the base metal can be two and can be electrically disconnected from each other in the base metal.
En otras realizaciones, la bobina recubierta con emisor puede estar conformada conformando un cable delgado de tungsteno más delgado que la bobina de cable helicoidal y recubriendo el cable delgado al menos con un emisor seleccionado de óxido de cesio, óxido de bario, óxido de calcio estroncio, óxido de itrio y óxido de magnesio. In other embodiments, the emitter-coated coil may be formed by forming a thinner tungsten thinner cable than the helical cable coil and by coating the thin wire with at least one emitter selected from cesium oxide, barium oxide, strontium calcium oxide , yttrium oxide and magnesium oxide.
En otras realizaciones adicionales, la bobina recubierta con emisor puede estar conformada enrollando un cable delgado de tungsteno más delgado que la bobina de cable helicoidal en una bobina delgada, enrollando la bobina delgada en una forma helicoidal y recubriendo la bobina delgada al menos con un emisor seleccionado de óxido de cesio, óxido de bario, óxido de calcio estroncio, óxido de itrio y óxido de magnesio. In other additional embodiments, the emitter-coated coil may be formed by winding a thinner tungsten thinner cable than the helical cable coil in a thin coil, winding the thin coil in a helical shape and coating the thin coil with at least one emitter selected from cesium oxide, barium oxide, calcium strontium oxide, yttrium oxide and magnesium oxide.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Los dibujos que se acompañan se incluyen para mejorar la comprensión de la invención y se incorporan en la presente memoria descriptiva y constituyen parte de la misma. Los dibujos muestran realizaciones ilustrativas de la invención y, junto a la descripción, sirven para explicar los principios de la invención. En los dibujos: The accompanying drawings are included to improve the understanding of the invention and are incorporated herein and constitute part thereof. The drawings show illustrative embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. In the drawings:
la FIG. 1 es una vista en perspectiva que muestra una bobina recubierta con emisor según la presente invención; FIG. 1 is a perspective view showing a coil coated with emitter according to the present invention;
la FIG. 2 es una vista en perspectiva, despiezada, que muestra un electrodo de cátodo frío según la presente invención; FIG. 2 is an exploded perspective view showing a cold cathode electrode according to the present invention;
la FIG. 3 es una vista en perspectiva que muestra el electrodo de cátodo frío según la presente invención; FIG. 3 is a perspective view showing the cold cathode electrode according to the present invention;
la FIG. 4 es una vista en perspectiva parcial que muestra el electrodo de cátodo frío precintado en un tubo de vidrio según la presente invención; y FIG. 4 is a partial perspective view showing the cold cathode electrode sealed in a glass tube according to the present invention; Y
la FIG. 5 es un corte parcial que muestra una lámpara fluorescente de cátodo frío (CCFL) para iluminación según la presente invención. FIG. 5 is a partial section showing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) for lighting according to the present invention.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS REALIZACIONES DETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
A continuación se describirán de forma más detallada realizaciones ilustrativas, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan. Illustrative embodiments will be described in more detail below, with reference to the accompanying drawings.
Haciendo referencia a las FIGS. 4 y 5, se muestra una lámpara fluorescente de cátodo frío (CCFL) para usar como lámpara de iluminación. La CCFL incluye un par de electrodos 1 de cátodo frío dispuestos en ambos extremos de un tubo 17 de vidrio y la superficie interior del tubo 17 de vidrio está recubierta con una capa fluorescente. Los electrodos 1 de cátodo frío tienen un coeficiente de pulverización reducido, una tensión de activación reducida y una tensión de mantenimiento de descarga reducida, pero pueden emitir una gran cantidad de electrones. En la CCFL, la capa fluorescente está conformada en la superficie interior del tubo 17 de vidrio usando un material fluorescente y los electrodos 1 de cátodo frío están dispuestos en ambos extremos del tubo 17 de vidrio de forma enfrentada entre sí. Si se aplica de forma alternativa una tensión alta en los electrodos 1 de cátodo frío, se emiten electrones desde los electrodos 1 de cátodo frío. Los electrodos 1 de cátodo frío de la presente invención presentan una resistencia a la pulverización satisfactoria, una tensión de activación de descarga reducida y una tensión de mantenimiento de descarga reducida, de modo que la corriente de tubo puede aumentar a 10 mA o más para emitir una gran cantidad de electrones a efectos de iluminación. Por lo tanto, la CCFL de la presente invención puede ser usada como fuente de luz de iluminación. Referring to FIGS. 4 and 5, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) is shown for use as a lighting lamp. The CCFL includes a pair of cold cathode electrodes 1 disposed at both ends of a glass tube 17 and the inner surface of the glass tube 17 is coated with a fluorescent layer. The cold cathode electrodes 1 have a reduced spray coefficient, a reduced activation voltage and a reduced discharge maintenance voltage, but can emit a large number of electrons. In the CCFL, the fluorescent layer is formed on the inner surface of the glass tube 17 using a fluorescent material and the cold cathode electrodes 1 are arranged at both ends of the glass tube 17 facing each other. If a high voltage is alternatively applied to the cold cathode electrodes 1, electrons are emitted from the cold cathode electrodes 1. The cold cathode electrodes 1 of the present invention have a satisfactory spray resistance, a reduced discharge activation voltage and a reduced discharge maintenance voltage, so that the tube current can be increased to 10 mA or more to emit A lot of electrons for lighting purposes. Therefore, the CCFL of the present invention can be used as a source of illumination light.
A continuación se describirá una bobina 21 recubierta con emisor que constituye un elemento característico de la presente invención, haciendo referencia a la FIG. 1. Next, an emitter-coated coil 21 that constitutes a characteristic element of the present invention will be described, referring to FIG. one.
Tal como se muestra en la FIG. 1, la bobina 21 recubierta con emisor de la presente invención tiene una estructura adecuada para aplicar un emisor 5 en polvo en la bobina 21 recubierta con emisor y retener el emisor 5 aplicado. Según una realización ilustrativa mostrada en la FIG. 1, una bobina 19 de cable delgado está formada por un cable delgado de tungsteno (por ejemplo, con un diámetro de 0,02 mm a 0,05 mm) que es más delgado que una bobina 3 de cable helicoidal (ver FIG. 2) dispuesta alrededor de la bobina 21 recubierta con emisor, enrollándose a continuación la bobina 19 de cable delgado en una forma helicoidal para conformar la bobina 21 recubierta con emisor. El emisor 5 incluye al menos óxido de cesio, óxido de bario, óxido de calcio estroncio, óxido de itrio u óxido de magnesio en forma de polvo. En la presente invención, el emisor 5 está hecho de un material que tiene una función de trabajo reducida para emitir electrones fácilmente. Si un material tiene una función de trabajo reducida, el material puede emitir electrones fácilmente. Es decir, el material puede descargarse fácilmente. Es posible usar nanotubos de carbono para aplicar fácilmente el emisor 5. En este caso, es posible preparar un material de recubrimiento dispersando los nanotubos de carbono en agua y alcohol de isopropilo, facilitando al mismo tiempo la dispersión de los nanotubos de carbono con dodecilbencensulfonato de sodio (un tensioactivo). Gracias a la estructura mencionada anteriormente de la bobina 21 recubierta con emisor, es posible aumentar la longitud total de la bobina 21 recubierta con emisor en comparación con el tamaño de la bobina 21 recubierta con emisor y, por lo tanto, es posible emitir electrones en un espacio pequeño para provocar una corriente de tubo de 10 mA o superior. As shown in FIG. 1, the emitter-coated coil 21 of the present invention has a structure suitable for applying a powder emitter 5 on the emitter-coated coil 21 and retaining the emitter 5 applied. According to an illustrative embodiment shown in FIG. 1, a thin cable coil 19 is formed by a thin tungsten cable (for example, with a diameter of 0.02 mm to 0.05 mm) that is thinner than a coil 3 of helical cable (see FIG. 2 ) arranged around the coil 21 coated with emitter, then the coil 19 of thin wire is wound in a helical shape to form the coil 21 coated with emitter. The emitter 5 includes at least cesium oxide, barium oxide, strontium calcium oxide, yttrium oxide or magnesium oxide in powder form. In the present invention, the emitter 5 is made of a material that has a reduced working function to emit electrons easily. If a material has a reduced work function, the material can emit electrons easily. That is, the material can be easily downloaded. It is possible to use carbon nanotubes to easily apply the emitter 5. In this case, it is possible to prepare a coating material by dispersing the carbon nanotubes in water and isopropyl alcohol, while facilitating the dispersion of the carbon nanotubes with dodecylbenzenesulfonate. sodium (a surfactant). Thanks to the aforementioned structure of the emitter-coated coil 21, it is possible to increase the total length of the emitter-coated coil 21 compared to the size of the emitter-coated coil 21 and, therefore, it is possible to emit electrons in a small space to cause a tube current of 10 mA or higher.
Además, es posible aplicar el emisor 5 fácilmente y de forma densa en espacios entre vueltas cercanas entre sí de un cable delgado de la bobina 19 de cable delgado. Asimismo, el emisor 5 puede quedar retenido de forma estable en la bobina 19 de cable delgado durante un periodo de tiempo prolongado, siendo posible aumentar por lo tanto la duración de los electrodos 1 de cátodo frío. In addition, it is possible to apply the emitter 5 easily and densely in spaces between turns close to each other of a thin wire of the thin wire coil 19. Also, the emitter 5 can be stably retained in the thin wire coil 19 for a prolonged period of time, therefore it is possible to increase the duration of the cold cathode electrodes 1.
La bobina 21 recubierta con emisor puede estar conformada enrollando un cable delgado lineal de tungsteno o de aleación de tungsteno (por ejemplo, con un diámetro de 0,02 mm a 0,05 mm) más delgado que la bobina 3 de cable helicoidal, en vez de conformar la bobina 21 recubierta con emisor usando la bobina 19 de cable delgado. El cable delgado puede estar recubierto con un emisor que incluye al menos óxido de cesio, óxido de bario, óxido de calcio estroncio, óxido de itrio u óxido de magnesio. No obstante, en este caso, es posible que sea difícil recubrir el cable delgado con el emisor y que el emisor no pueda quedar retenido durante un periodo de tiempo prolongado en comparación con el caso de usar la bobina 19 de cable delgado. The emitter-coated coil 21 may be formed by winding a thin linear tungsten or tungsten alloy cable (for example, with a diameter of 0.02 mm to 0.05 mm) thinner than the coil 3 of the helical cable, in instead of forming the coil 21 coated with emitter using the thin cable coil 19. The thin wire may be coated with an emitter that includes at least cesium oxide, barium oxide, strontium calcium oxide, yttrium oxide or magnesium oxide. However, in this case, it may be difficult to coat the thin cable with the transmitter and that the transmitter cannot be retained for a prolonged period of time compared to the case of using the thin cable coil 19.
Las FIGS. 2 y 3 muestran la bobina 3 de cable helicoidal, que es otro elemento característico de la presente invención. La bobina 3 de cable helicoidal está conformada enrollando de forma helicoidal un cable de tungsteno o de aleación de tungsteno (con un diámetro de 0,2 mm a 0,5 mm) alrededor de una forma de copa. La bobina 3 de cable helicoidal está conectada a un metal 7 de base de manera que la bobina 3 de cable helicoidal queda erguida en la dirección de la longitud del tubo 17 de vidrio. En cada uno de los electrodos 1 de cátodo frío de la presente invención, el metal 7 de base está conectado a cables conductores 9a y 9b conectados a una fuente de alimentación. Como cables conductores 9a y 9b se usan cables Dumet o cables Kovar. Los cables conductores 9a y 9b son perpendiculares al metal 7 de base. La bobina 3 de cable helicoidal queda erguida en el metal 7 de base en una dirección opuesta a los cables conductores 9a y 9b. En la presente invención, gracias al metal 7 de base, es posible usar dos cables conductores. Por lo tanto, es posible usar una toma de lámpara fluorescente convencional con la CCFL de la presente invención. Ambos extremos de la bobina 3 de cable helicoidal están fijados firmemente al metal 7 de base, de modo que la bobina 3 de cable helicoidal puede quedar erguida en la dirección de la longitud del tubo 17 de vidrio y los cables conductores 9a y 9b (cables Dumet o Kovar) pueden conectarse fácilmente a la bobina 3 de cable helicoidal a través del metal 7 de base. Por lo tanto, el metal 7 de base está hecho de un material que puede ser soldado a la bobina 3 de cable helicoidal y a los cables conductores 9a y 9b. El metal 7 de base puede tener forma de barra o de cuenta. Si el metal 7 de base está hecho de tungsteno o de una aleación de tungsteno, puede ser que no sea posible soldar el metal 7 de base a la bobina 3 de cable helicoidal hecha de tungsteno o de aleación de tungsteno, debido al elevado punto de fusión del tungsteno. Por lo tanto, el metal 7 de base puede ser de níquel o de una aleación de níquel. La bobina 3 de cable helicoidal está conectada eléctricamente a un lado del metal 7 de base mediante soldadura por puntos. Los dos cables conductores 9a y 9b están conectados al metal 7 de base en un estado en el que los cables conductores 9a y 9b están desconectados eléctricamente entre sí. Los cables conductores 9a y 9b se extienden en una dirección opuesta a la bobina 3 de cable helicoidal y están conectados a una fuente de alimentación externa. FIGS. 2 and 3 show coil coil 3, which is another characteristic element of the present invention. The coil 3 of helical cable is formed by helically winding a tungsten or tungsten alloy cable (with a diameter of 0.2 mm to 0.5 mm) around a cup shape. The coil 3 of helical cable is connected to a base metal 7 so that the coil 3 of the helical cable is raised in the direction of the length of the glass tube 17. In each of the cold cathode electrodes 1 of the present invention, the base metal 7 is connected to conductive cables 9a and 9b connected to a power source. Dumet cables or Kovar cables are used as conductive cables 9a and 9b. The conductive cables 9a and 9b are perpendicular to the base metal 7. The coil 3 of the helical cable is erected in the base metal 7 in a direction opposite to the conductive cables 9a and 9b. In the present invention, thanks to the base metal 7, it is possible to use two conductor cables. Therefore, it is possible to use a conventional fluorescent lamp socket with the CCFL of the present invention. Both ends of the coil 3 of the helical cable are firmly fixed to the base metal 7, so that the coil 3 of the helical cable can be raised in the direction of the length of the glass tube 17 and the conductor cables 9a and 9b (cables Dumet or Kovar) can easily be connected to coil coil 3 through the base metal 7. Therefore, the base metal 7 is made of a material that can be welded to the coil 3 of the helical cable and to the conductor cables 9a and 9b. The base metal 7 may have a bar or bead shape. If the base metal 7 is made of tungsten or a tungsten alloy, it may not be possible to weld the base metal 7 to the coil 3 of helical cable made of tungsten or tungsten alloy, due to the high point of tungsten fusion. Therefore, the base metal 7 may be nickel or a nickel alloy. The coil 3 of the helical cable is electrically connected to one side of the base metal 7 by spot welding. The two conductor cables 9a and 9b are connected to the base metal 7 in a state in which the conductor cables 9a and 9b are electrically disconnected from each other. The conductive cables 9a and 9b extend in a direction opposite to the coil 3 of the helical cable and are connected to an external power supply.
Tal como se muestra en la FIG. 2, ambos extremos de la bobina 3 de cable helicoidal pueden extenderse hacia el metal 7 de base de manera que uno u ambos extremos de la bobina 3 de cable helicoidal se extienden desde el lado superior de la bobina 3 de cable helicoidal hacia el metal 7 de base, a través de la bobina 3 de cable helicoidal, y la bobina 21 recubierta con emisor puede estar introducida en la bobina 3 de cable helicoidal, alrededor del extremo de la bobina 3 de cable helicoidal. En este caso, es posible que la bobina 21 recubierta con emisor no se separe de la bobina 3 de cable helicoidal. Un extremo de la bobina 21 recubierta con emisor puede estar soldado al metal 7 de base o no estar soldado al metal 7 de base. Haciendo referencia a las FIGS. 2 y 3, una bobina 21 recubierta con emisor está dispuesta en la bobina 3 de cable helicoidal. No obstante, es posible disponer otra bobina recubierta con emisor en la bobina 21 recubierta con emisor, o disponer dos o más bobinas recubiertas con emisor en la bobina 3 de cable helicoidal muy cerca entre sí. Por lo tanto, los electrodos 1 de cátodo frío pueden emitir una gran cantidad de electrones aunque se aplique una tensión reducida en los electrodos 1 de cátodo frío y, de este modo, es posible conseguir el nivel de luminosidad necesario para la iluminación sin reducir el tamaño de una columna positiva. As shown in FIG. 2, both ends of the coil cable 3 can extend towards the base metal 7 so that one or both ends of the coil 3 coil extend from the upper side of the coil 3 coil to the metal 7 of base, through the coil 3 of helical cable, and the coil 21 coated with emitter can be introduced in the coil 3 of helical cable, around the end of the coil 3 of helical cable. In this case, it is possible that the coil 21 coated with emitter is not separated from the coil 3 of the helical cable. One end of the coil 21 coated with emitter may be welded to the base metal 7 or not welded to the base metal 7. Referring to FIGS. 2 and 3, a coil 21 coated with emitter is arranged in the coil 3 of helical cable. However, it is possible to arrange another coil coated with emitter in the coil 21 coated with emitter, or to arrange two or more coils coated with emitter in the coil 3 of helical cable very close to each other. Therefore, the cold cathode electrodes 1 can emit a large number of electrons even if a reduced voltage is applied to the cold cathode electrodes 1 and, thus, it is possible to achieve the level of luminosity necessary for lighting without reducing the Size of a positive column.
Tal como se muestra en las FIGS. 3 y 4, los cables conductores 9a y 9b están conectados a un pie 11 de vidrio mediante un método de formación de cuentas de vidrio, y el pie 11 de vidrio está conectado al tubo 17 de vidrio. En el método de formación de cuentas de vidrio, los cables conductores 9a y 9b del electrodo 1 de cátodo frío y un conducto 15 de inyección de gas se introducen en el pie 11 de vidrio y una parte superior del pie 11 de vidrio se funde para fijar los cables conductores 9a y 9b y el conducto 15 de inyección de vidrio. Después de llevar a cabo el método de formación de cuentas de vidrio, las cuentas de vidrio permanecen en partes conectadas. De esta manera, es posible precintar fácilmente los espacios entre el tubo 17 de vidrio y los cables conductores 9a y 9b del electrodo 1 de cátodo frío. As shown in FIGS. 3 and 4, the conductive cables 9a and 9b are connected to a glass foot 11 by a method of glass bead formation, and the glass foot 11 is connected to the glass tube 17. In the method of glass bead formation, the conductive cables 9a and 9b of the cold cathode electrode 1 and a gas injection conduit 15 are inserted into the glass foot 11 and an upper part of the glass foot 11 is fused to fix the conductive cables 9a and 9b and the glass injection conduit 15. After carrying out the method of forming glass beads, the glass beads remain in connected parts. In this way, it is possible to easily seal the spaces between the glass tube 17 and the conductive cables 9a and 9b of the cold cathode electrode 1.
Es difícil producir un electrodo en forma de copa usando tungsteno o una aleación de tungsteno, ya que el tungsteno o las aleaciones de tungsteno no pueden mecanizarse fácilmente en las formas deseadas a través de un proceso de conformación plástica. No obstante, es fácil producir cables de tungsteno o de aleación de tungsteno a través de un proceso de estirado y enrollar los cables de tungsteno o de aleación de tungsteno en bobinas. Es posible producir un electrodo en forma de copa que tiene un coeficiente de pulverización reducido y una función de trabajo reducida apilando tales bobinas con diámetros diferentes en múltiples etapas. La presente invención se ha propuesto basándose en este aspecto. It is difficult to produce a cup-shaped electrode using tungsten or a tungsten alloy, since tungsten or tungsten alloys cannot be easily machined in the desired shapes through a plastic forming process. However, it is easy to produce tungsten or tungsten alloy cables through a stretching process and wind the tungsten or tungsten alloy cables into coils. It is possible to produce a cup-shaped electrode that has a reduced spray coefficient and a reduced working function by stacking such coils with different diameters in multiple stages. The present invention has been proposed based on this aspect.
Es decir, según la presente invención, debido a que la bobina 3 de cable helicoidal está hecha de tungsteno o de aleación de tungsteno con un coeficiente de pulverización reducido y una función de trabajo reducida, es posible aumentar la duración de la CCFL y es posible iniciar una descarga con una tensión de activación reducida. Además, debido a que la bobina 21 recubierta con emisor está dispuesta en la bobina 3 de cable helicoidal, es posible mantener un nivel de descarga (emisión de electrones) necesario para la iluminación (10 mA o más) con una tensión reducida en un estado estacionario después de la activación inicial. That is, according to the present invention, because the coil 3 of the helical cable is made of tungsten or tungsten alloy with a reduced spray coefficient and a reduced working function, it is possible to increase the duration of the CCFL and it is possible start a discharge with a reduced activation voltage. In addition, because the coil 21 coated with emitter is arranged in the coil 3 of the helical cable, it is possible to maintain a level of discharge (electron emission) necessary for lighting (10 mA or more) with a reduced voltage in a state stationary after initial activation.
Tal como se muestra en las FIGS. 4 y 5, si se aplica una tensión de forma alternativa en los electrodos 1 de cátodo frío de la CCFL, se emiten electrones desde los electrodos 1 de cátodo frío, mediante un campo eléctrico formado por la tensión. Es decir, debido a que se emiten electrones mediante un campo eléctrico, no es necesario calor para la emisión de electrones. Inicialmente, una pequeña cantidad de electrones que permanecen en el tubo 17 de vidrio chocan con los electrodos 1 de cátodo frío y, de este modo, se emiten electrones desde los electrodos 1 de cátodo frío. Los electrones emitidos desde los electrodos 1 de cátodo frío chocan nuevamente con los electrodos 1 de cátodo frío. De esta manera, la descarga (emisión de electrones) continúa. Durante la descarga, los electrones que se desplazan hacia un ánodo chocan con el mercurio dispuesto en el tubo 17 de vidrio y, de este modo, se emiten rayos ultravioleta desde el mercurio hacia la capa fluorescente del tubo 17 de vidrio. A continuación, la capa fluorescente se excita ópticamente y emite luz visible. Debido a que los electrones pueden ser emitidos fácilmente en la CCFL de la presente invención, la CCFL puede presentar una alta luminosidad y una larga duración. En la presente invención, los electrodos 1 de cátodo frío están hechos de tungsteno (W), teniendo un punto de fusión elevado en comparación con la función de trabajo. Debido a que el tungsteno (W) es difícil de mecanizar, los electrodos 1 de cátodo frío se conforman estirando cables de tungsteno y enrollando los cables de tungsteno en bobinas helicoidales. Los electrones pueden ser emitidos desde las bobinas helicoidales. Tal como se ha descrito anteriormente, si un electrodo está constituido por una bobina de tungsteno helicoidal enrollada de forma densa que tiene un diámetro suficiente y por una bobina recubierta con emisor dispuesta en la bobina, el electrodo puede presentar una superficie de emisión de electrones más grande que la de un electrodo en forma de copa correspondiente. En una lámpara de iluminación, es necesaria una energía de 10 eV o superior para que los electrones choquen con un electrodo. Por lo tanto, puede ser necesario conformar los electrodos de una CCFL de iluminación usando tungsteno (W). Además, el electrodo puede estar conformado en una forma helicoidal para aumentar la superficie de emisión de electrones del electrodo. No obstante, aunque el electrodo de tungsteno tenga una forma helicoidal, es posible que el electrodo necesite una tensión de mantenimiento de descarga elevada y que emita una cantidad pequeña de electrones. Por lo tanto, según la presente invención, una bobina de cable helicoidal está hecha de tungsteno y una bobina recubierta con emisor está dispuesta en la bobina de cable helicoidal, de modo que es posible conseguir una corriente de tubo necesaria para iluminación de 10 mA o superior, manteniendo al mismo tiempo la tensión de mantenimiento de descarga en un nivel reducido. As shown in FIGS. 4 and 5, if a voltage is applied alternatively to the cold cathode electrodes 1 of the CCFL, electrons are emitted from the cold cathode electrodes 1, by an electric field formed by the voltage. That is, because electrons are emitted through an electric field, no heat is necessary for the emission of electrons. Initially, a small amount of electrons that remain in the glass tube 17 collide with the cold cathode electrodes 1 and, thus, electrons are emitted from the cold cathode electrodes 1. The electrons emitted from the cold cathode electrodes 1 collide again with the cold cathode electrodes 1. In this way, the discharge (electron emission) continues. During the discharge, the electrons that move towards an anode collide with the mercury disposed in the glass tube 17 and, thus, ultraviolet rays are emitted from the mercury to the fluorescent layer of the glass tube 17. Next, the fluorescent layer is optically excited and emits visible light. Because electrons can be easily emitted in the CCFL of the present invention, the CCFL can have high brightness and long duration. In the present invention, the cold cathode electrodes 1 are made of tungsten (W), having a high melting point compared to the working function. Because tungsten (W) is difficult to machine, cold cathode electrodes 1 are formed by stretching tungsten wires and winding tungsten wires into helical coils. Electrons can be emitted from helical coils. As described above, if an electrode is constituted by a densely wound helical tungsten coil having a sufficient diameter and by an emitter-coated coil disposed in the coil, the electrode may have an electron emission surface more larger than that of a corresponding cup-shaped electrode. In a lighting lamp, an energy of 10 eV or higher is necessary for electrons to collide with an electrode. Therefore, it may be necessary to form the electrodes of a lighting CCFL using tungsten (W). In addition, the electrode may be shaped in a helical manner to increase the electrode emission surface of the electrode. However, even if the tungsten electrode has a helical shape, the electrode may need a high discharge maintenance voltage and emit a small amount of electrons. Therefore, according to the present invention, a coil of coil cable is made of tungsten and a coil coated with emitter is arranged in the coil of coil cable, so that it is possible to achieve a tube current necessary for lighting of 10 mA or higher, while maintaining the discharge maintenance voltage at a reduced level.
Tal como se ha descrito anteriormente, según la presente invención, debido a que los electrodos de la CCFL están hechos de tungsteno o de una aleación de tungsteno y tienen una estructura de doble bobina, los electrodos pueden presentar una resistencia a la pulverización elevada incluso cuando la corriente de tubo es de 10 mA o superior, y la CCFL puede emitir luz muy brillante gracias a la función de trabajo reducida del tungsteno. Además, los electrodos pueden emitir una cantidad suficiente de electrones aunque los electrodos tengan longitudes cortas. Asimismo, debido a que el metal de base está dispuesto entre la bobina de cable helicoidal y los cables conductores, los cables conductores pueden ser instalados fácilmente para su compatibilidad con una toma para una lámpara fluorescente de cátodo caliente convencional. Además, debido a que la bobina recubierta con emisor se usa como bobina interna, es posible emitir electrones secundarios con una tensión reducida y, por lo tanto, es posible reducir la tensión de mantenimiento de descarga para aumentar la duración de los electrodos. Además, debido a que la bobina interior está conformada enrollando una bobina delgada de tungsteno en una forma helicoidal y recubriendo la bobina delgada enrollada de forma helicoidal con un emisor, es posible llevar a cabo fácilmente el recubrimiento con el emisor y retenerlo de forma estable en la bobina interior. As described above, according to the present invention, because the CCFL electrodes are made of tungsten or a tungsten alloy and have a double coil structure, the electrodes can have a high spray resistance even when The tube current is 10 mA or higher, and the CCFL can emit very bright light thanks to the reduced tungsten work function. In addition, the electrodes can emit a sufficient amount of electrons even if the electrodes have short lengths. Also, because the base metal is disposed between the coil of helical cable and the conductor cables, the conductor cables can be easily installed for compatibility with a socket for a conventional hot cathode fluorescent lamp. In addition, because the emitter-coated coil is used as an internal coil, it is possible to emit secondary electrons with a reduced voltage and, therefore, it is possible to reduce the discharge maintenance voltage to increase the duration of the electrodes. In addition, because the inner coil is formed by winding a thin tungsten coil in a helical shape and coating the thin coil wound helically with an emitter, it is possible to easily carry out the coating with the emitter and hold it stably in The inner coil.
Claims (4)
- 2.2.
- CCFL según la reivindicación 1, en la que los cables conductores conectados al metal de base son dos y están desconectados eléctricamente entre sí en el metal de base. CCFL according to claim 1, wherein the conductive cables connected to the base metal are two and electrically disconnected from each other in the base metal.
- 3.3.
- CCFL según la reivindicación 1, en la que ambos extremos de la bobina de cable helicoidal se extienden hacia el metal de base de manera que un extremo de ambos extremos de la bobina de cable helicoidal se extiende desde un lado superior de la bobina de cable helicoidal hacia el metal de base, a través de la bobina de cable helicoidal, CCFL according to claim 1, wherein both ends of the helical cable coil extend towards the base metal such that one end of both ends of the helical cable coil extends from an upper side of the helical cable coil towards the base metal, through the coil of coil cable,
- 4.Four.
- CCFL según la reivindicación 1, en la que la bobina recubierta con emisor está conformada enrollando un cable delgado de tungsteno más delgado que CCFL according to claim 1, wherein the emitter-coated coil is formed by winding a thinner tungsten cable that is thinner than
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