TW200539226A - Discharge lamp and electrode for discharge lamp - Google Patents

Description

200539226 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於冷陰極型之放電燈及放電燈用電極。具體 言之，其係藉由於杯體之内部包含含有電子放射物質之電 子放射構件，使發光效率提高，以實現高亮度化。 【先前技術】 先前向來使用利用螢光體之放電燈作為光源。放電燈 中陰極型之放電燈由於能夠將玻璃管之管徑製成較 ► 細，因此作為液晶顯示器之背光源使用。 ，陰極型放電燈之構造為··於玻璃管之兩端包含電極， 將風氣等稀有氣體和水銀封入玻璃管内之空間，並於玻璃 管之内面塗布螢光體。 圖1為表示冷陰極型之先前之放電燈之構造例之主要部 分2面圖。放電燈51於玻璃管52之兩端包含電極53。於玻 离吕52之内邛空間封入氬氣等稀有氣體和水銀，並於玻璃 > 管52之内面之特定範圍塗布螢光體52&。 電極53包含杯體54。杯體54為頂端開口之有底形狀，並 安裝於插入保持於玻璃管52之端部之他導入線以頂端。 對冷陰極型放電燈51之發光原理進行說明：當於兩電極 53之間，施加高頻電壓時’會發生輝光放電，並自杯體μ 放射電子。自杯體54放射並加速之電子與水銀原子碰撞， 激，水銀原子。激起之水銀原子會放射出紫外線，該紫外 線藉由螢光體52a變換為可視光，放電燈幻於是發光。 在先前之冷陰極型放電燈中，存在動作時陰極下降電壓 97506.doc 200539226 較大之問題。即，1 消耗•心士：具有由電極自身消耗而非用於發光之 电丨㈣於消耗電力其發光效率低之問題。 損之nW存在放電+產生之離子與電極碰撞而使杯體耗 知之問喊’即所謂離子賤射之情形顯著。杯 則無法放射出足夠量之雷早站—由 祈耗知 ]里之電子，使得亮度下降。由此故有電 【發明内容】 極之，命變短之問題。而當電極之壽命變短，則連帶會有 放電燈之壽命變短之問題。

、〜本發㈣為了解決上述之課題而產生，#目的為提供發 光效率尚並可實現高亮度化之放電燈及放電燈用電極。 所為解決前述課題，本發明之放電燈係在封人包含發光物 質之氣體並於内面塗布螢光體之玻璃管之兩端包含電極 者，其中，電極係於頂端開口之有底形狀之杯體之内部包 含含有電子放射物質之電子放射構件。 根據本發明之放電燈，其係於兩電極間藉由施加高頻電 壓而產生輝光放電。藉由輝光放電，對電子放射構件加熱， 使電子放射物質放射電子。例如如果使多孔質之電子放射 構件中含浸電子放射物質，則能夠含浸大量之電子放射物 質，形成電子易於放哨之狀態。據此，改善電壓下降特性。 加速後之電子與發光物質碰撞，並激起發光物質，使例 如紫外線放射。而該紫外線與螢光體碰撞後會變換為可視 光，使放電燈發光。 再者，放電中產生之離子與電極碰撞，成為使杯體耗損 之主要原因，然而藉由於杯體之開口端部包含防止碰撞構 97506.doc 200539226 件’防止離子向杯夢抑：於 —门杯體石亚扣’而抑制杯體之耗損。 a夕，藉由將電子放射構件 ^ ^ ^ <於杯體之底部，防止雜 子向電子放射構件碰撞， 一 外制窀子放射物質飛散。 本赉月之放電燈用電極係包 ^ 0 ^ ^ 匕3於封入包含發光物質之氣 體、且於内面塗布螢光體乳 開口之有底形狀之杯體之内部，：：㈣，其中’於頂端 電子放射構件。…包含含有電子放射物質之 根據本發明之放電燈用電極，藉由安裝於玻璃管之兩端 部’並於兩電極間施加高頻電壓而產生輝光放電。藉由輝 光放電’對電子放射構件加熱，使電子放射物質放射電子。 例如如果使多孔質之電子放射構件中含浸電子放射物質， 則能夠含浸大量之雷+姑私 ^ 千放射物質，形成電子易於放射之狀 態。 【實施方式】 以下，*照、圖式f子本發明之放電燈及放電燈電極之實 施形態進行說明。 胃 1.放電燈及電極之構造 圖2A及圖2B為表示本實施形態之放電燈之構成例之剖 面圖；圖3為表示本實施形態之放電燈用電極之構成例之立 體圖。在此，圖2A為將放電燈之端部由沿管軸之面切斷之 主要部分剖面圖；圖2B為放電燈之整體剖面圖。此外，圖3 為自頂端側觀察電極之立體圖。 本實施形態之放電燈1為冷陰極型之放電燈，於棒狀且細 從之玻璃管2之兩端包含電極3。於玻璃管2之内面，在特定 97506.doc 200539226 之範圍内塗布螢光體2a。此外，於玻璃管2之内部封入氬（Ar) 或者氖（Ne)荨稀有氣體和作為發光物質之水銀（Hg)。 電極3包含杯體4。杯體4由鎳（Ni)、鉬（Mo)、鈮（Nb)等構 成，其係頂端側開口之有底之圓筒形狀。於杯體4之開口端 部4a女裝防止碰撞環5。防止碰撞環5係防止碰撞構件之一 例，其係由氧化鋁（AhO3)、氧化鍅（Zr〇2)、二氧化矽（Si〇2)、 氧化鎂（MgO)等金屬氧化物構成之陶瓷環。 防止碰撞環5之構造包含覆蓋杯體4之開口端部牝之端面 之凸緣部5a,及嵌於開口端部乜之套筒部兄。凸緣部化具 有比杯體4之外徑稍大之外徑，以覆蓋住開口端部乜之整個 端面。此外，套筒部5b具有與杯體4之内徑大致相同之外徑。 而且，將套筒部5b插入杯體4之開口端部乜，例如沿開口 端部4a照射雷射，用熱能使開口端部仏部分㈣，藉此用 開口端部4a固定套筒部5b。據此使防止碰撞環5固定於杯體 4,杯體4之頂端則由防止碰撞環5之凸緣部&覆蓋。再者， 由於防止碰撞環5為環狀，因此内周側呈開口狀。 此外1極3包含鶴盤6。鶴盤6為電子放射構件之一例， 其構成係於由鶊（W)構成之多孔質圓板狀構件中，含浸包含 鎖㈣、紹⑽、約（Ca)等作為電子放射物質之3元金屬氧 4匕物，即 4BaO : CaO · Λ 1 m -,

Al2C〇3。再者，作為電子放射物質， 亦可使用不含CaO之2元鋇氧化物。 此外’電子放射構件亦可由銦等稀有金屬、氧化銥（响 =夠使功函數下降之金屬或合金構成。再者，電子放射 物夤亦可包含鎇（Sr)。 97506.doc 200539226 鎢盤6安裝於頂蓋7而安裝於杯體4。頂蓋7例如由鎳構 成，其係具有與杯體4之内徑大致相同之外徑之圓板，將其 插入杯體4並藉由焊接而固定於杯體4之底部。據此使鎢盤6 固定於杯體4之底部。此外，亦可採用將電子放射構件製成 圓筒狀之形狀而安裝於杯體4之内部之構造。 電極3安裝於插入保持於玻璃管2之端部之一根導入線8 上。導入線8包含向玻璃管2之内側突出之内導線“和向玻 璃管2之外部突出之外導線8b構成，將杯體4之底面藉由焊 接固定於内導線8a之頂端。再者，導入線8之内導線仏例如 由鎳鈷鐵合金（Kov)構成，外導線扑例如由鎳構成。 此外，上述玻璃管2之内面之螢光體2a之塗布範圍係到達 比電極3之杯體4之頂端略為外側之位置。塗布有該螢光體 2a之範圍成為放電燈1之發光部分。 2·放電燈之動作 下面’對本實施形態之放電燈1之動作進行說明。於兩電 極3之間施加例如1 ·5 kV左右之高頻電壓，藉此產生輝光放 電，使鎢盤6加熱，而從含浸之電子放射物質中放射電子。 此外’在產生輝光放電後，於兩電極3之間例如施加85〇 V 左右之電壓進行控制。 自鶴盤6放射並加速之電子會與水銀原子碰撞，激起水銀 原子。激起之水銀原子放射出紫外線。該紫外線藉由螢光 體2a變換為可視光，放電燈1於是發光。 如此，藉由包含使電子放射物質含浸於杯體4之内部之多 孔質鎮盤6 ’形成電子易於放射之構造。據此，能夠降低放 97506.doc -10- 200539226 射電子所需之溫度。 因此’能夠降低施加於電極3之電壓。例如，於先前構造 中，係在輝光放電開始後施加1 kV左右之電壓，但是於本 例之構造中，能夠將施加之電壓降低至例如85〇 V左右。據 此，陰極下降電壓變小，使相對於消耗電力之發光效率提 高。 此外，藉由包含嫣盤6，使電子之放射增加，而能夠實現 高亮度化。 更且’雖然放電中產生之離子會與電極3碰撞，成為使杯 體4耗損之主要原因，然而藉由於杯體4之開口端部乜包含 防止碰撞環5，可防止離子向杯體4碰撞，而抑制杯體4之耗 損。據此，電極3能夠長期放射電子，因此能夠延長電極3 之壽命’而能夠實現放電燈1之長壽命化。 此外’提高電流值雖然亮度會提升，但是由於離子濺射 情形會更顯著，故在先前構造之電極中杯體之耗損快，壽 命明顯變短，因此不能藉由提高電流值使亮度提高。與此 相對，在本實施形態之放電燈1十，藉由於杯體4之開口端 部4a包含防止碰撞環5，則即使在高電流下亦能夠抑制杯體 之耗損，因此，在實現長壽命化之同時，能夠流通高電流 而貫現南亮度化。 由於此夠貫現放電燈1之局党度化，例如在使用作為液曰 顯示器之直下型背光源之情形下，能夠減少獲得晝面整體 所需亮度之必要放電燈之數量。 再者，藉由包含使電子放射物質含浸於杯體4之底部之鎢 97506.doc 11 200539226 盤6，可防止離子向鎢盤6碰撞，並抑制電子放射物質飛散。 圖4為本實施形態之放電燈1與先前之放電燈之壽命進行 比較之曲線圖，其表示相對亮度與壽命之關係。其中以虛 線L2表不圖1中所示之先前構造之放電燈之相對亮度隨時 間之變化，可知先前構造之放電燈，其由於離子濺射造成 之電極之耗損等，在60000小時左右之亮度降至開始使用最 初之亮度之50%。 與此相對，以實線L1表示圖2A、圖2B及圖3中說明之本 實施形態之放電燈1之相對亮度隨時間之變化。在本實施形 態之放電燈1中，由離子濺射造成之電極3之耗損受到抑 制’其構成為電子易於放射之構造，因此即使超過8〇〇〇〇 小時，相對亮度仍有50%以上。因此，放電燈！之壽命並非 由電極3之壽命決定，而是由塗布於玻璃管2之螢光體2a之 寿命決定。 如以上說明，在本發明之放電燈用電極中，藉由於杯體 之内部包含含有電子放射物質之電子放射構件，形成電子 易於放射之構造，能夠降低電子放射所需之溫度。採用包 含如此電極之放電燈，能夠減低動作中施加於電極上之電 壓，而能夠減小陰極下降電壓。因此，能夠使相對於消耗 電力之發光效率升高。此外，由於電子之放射增加，故能 夠實現高亮度化。 更且，藉由於杯體之開口端部包含防止碰撞構件，能夠 防止離子向杯體碰撞，而能夠抑制杯體之耗損。據此，實 現電極之長舞命化，從而能夠實現放電燈之長壽命化。 97506.doc -12- 200539226 田提w電流值時離子㈣情形雖會變得顯著，但 =由厂防止碰撞構件，料使在高電流下亦能夠抑制杯 、一、 吏々陰極型之放電燈，亦能夠藉由流 通咼電流實現高亮度化。 · 【產業上利用之可能性】 本發明係發光效率高且長壽命之放電燈，因此不僅適用 於照明器亦適用於液晶顯示器等之背光源，能夠實現 液晶顯示器之長壽命化及省電化。 【圖式簡單說明】 圖1為表示先前之冷陰極型放電燈之構成例之主 剖面圖。 77 圖2 A為表示本實施形態之放電燈之構成例之主要部分剖 面圖。 圖2 B為表不本貫施形恶之放電燈之構成例之主要部八立j 面圖。 圖3為表示本實施形態之放電燈用電極之構成例之立體 圖。 圖4為本實施形態之放電燈與先前之放電燈之壽命進4一 比較之曲線圖。 【主要元件符號說明】 1 放電燈 2 玻璃管 2a 螢光體 3 電極 97506.doc 13- 200539226

4 4a 5 5a 5b 6 7 8 8a 8b 51 52 52a 53 54 55 LI L2 杯體 開口端部 防止碰撞環 凸緣部 套筒部 嫣盤 頂蓋 導入線 内導線 外導線 放電燈 玻璃管 螢光體 電極 杯體 導入線 實線 虛線 97506.doc

Claims (1)

1. 200539226 十、申請專利範圍： 1·=放電燈’其係在封人包含發光物質之氣體且於内面 土有螢光體之玻璃管之兩端備有電極者，其特徵在於· :述電極係於頂端開口之有底形狀之杯體之内部，、備 有含有電子放射物質之電子放射構件。 2. ^求項}之放電燈，其中前述電極係於前述杯體之開口 知。卩包含防止碰撞構件。 3. Γ求項1之放電燈，其中前述電子放射構件係包含多孔 質之鶴、㈣化銀中任一者而構成。 4·:請求項k放電燈，其中前述電子放射物質係包含由 、、鈣、鋁、锶中任意者組成之氧化物而構成。 I 項1之放電燈，其中前述電子放射構件係安裝於前 述杯體之底部。 6.=項2之放電燈，其中前述防止碰撞構件具有喪入前 述杯體之開口而覆蓋開口端部之環狀。 I =項2Γ電燈，其中前述防止碰撞構件係包含金屬 乳化物而構成。 8· —種放電燈用電極，苴俏 〃係具備在封入包含發光物質之氣 體且於内面塗布有螢光體之 两g之兩知者，其特徵在 於· 於頂端開口之有底形狀之虹辨 $履开4之杯體之内部，具備含有電子 放射物質之電子放射構件。 9·如請求項8之放電燈用電極，苴中 a 包含防止碰撞構件。，、中“逃杯體之開口端部 97506.doc 200539226 10·如請求項8之放電燈用電極， a 中刚述電子放射構件 含多孔質之鎮、顧、氧化”任一者而構成。牛係包 “求頁S之放電4用電極’其尹前述電子放射物質係勺 含由鋇咖紹、銘中任意者組成之氧化物 丫、匕 α如請求項8之放電燈用電極，其中前述電 裝於前述杯體之底部。 、牛係安 13. 如請求項9之放電燈用電極，其 嵌入前述杯體之開口而浐嘗門、’L止碰撞構件具有 外蔽之開口而覆盍開口端部 14. 如請求項9之放電燈用電極，其中 、， 含金屬氧化物而構成。 〜止碰撞構件係包 97506.doc