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JP3673624B2 - Emitter, electrode, cold cathode fluorescent lamp and lighting device - Google Patents

Emitter, electrode, cold cathode fluorescent lamp and lighting device Download PDF

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JP3673624B2
JP3673624B2 JP26755697A JP26755697A JP3673624B2 JP 3673624 B2 JP3673624 B2 JP 3673624B2 JP 26755697 A JP26755697 A JP 26755697A JP 26755697 A JP26755697 A JP 26755697A JP 3673624 B2 JP3673624 B2 JP 3673624B2
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JP
Japan
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electrode
emitter
fluorescent lamp
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cold cathode
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美保 斉藤
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Toshiba Lighting and Technology Corp
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Harison Toshiba Lighting Corp
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エミッタ物質を有する電極を備えた冷陰極蛍光ランプおよびそのランプを用いた照明装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶ディスプレイなどのバックライトに内蔵される冷陰極蛍光ランプは、バックライトの小形化に伴い細管化されいる。例えば、冷陰極蛍光ランプの管径は4mm以下、特に2.5mmが主流になっており、電極としてはニッケル(Ni)やタングステン(W)などの金属から構成されることが多い。
【0003】
一方、バックライトを携帯して移動する用途が急増しており、こうした用途の場合には冷陰極蛍光ランプはバッテリーで駆動される。したがって、冷陰極蛍光ランプは消費電力が一層低く、長寿命であることが要求されている。
【0004】
冷陰極蛍光ランプの電極は、上記のように金属であるため電極寿命は長いが、一般的に電界放出によって電子を取出すので、消費電力は発光に寄与しない電極損失の占める割合が大きい。
【0005】
最近では、この電極損失を低減するために、電極にエミッタ物質を付着させる技術が開示されている。例えば、タングステン(W)とホウ化ランタン(LaB6)を混合した焼結体にアルミニウム(Al)のスリーブをかぶせたもの(特開平7−153422号公報)や、筒状内にチタン(Ti)−水銀(Hg)とこの外周囲にホウ化ランタン(LaB6)を塗布した電極を用いたもの(特開平7−21979号公報)などである。これらの電極は、エミッタ物質を用いているためニッケル(Ni)などの金属のみからなる電極よりも仕事関数が低く、陰極降下電圧が下がり、電極損失が少なくなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ホウ化ランタン(LaB6)は点灯中に水銀(Hg)と反応してアマルガムを形成することが分かった。この水銀(Hg)のアマルガム化によって、ランプ中に蒸気として存在する水銀(Hg)の量が減少し、放電によって得られる水銀(Hg)の輝線である紫外線(185nm、254nm)の放射量が低下してしまう。
【0007】
すなわち、水銀(Hg)の消耗によって希ガスによる放電の占める割合が増加し、発光色が希ガス発光に影響されるようになってしまうばかりでなく、蛍光体から紫外線の励起によって放射される可視光量も低下するため、冷陰極蛍光ランプの輝度が著しく低下し、早期に寿命を迎えてしまうという問題がある。
【0008】
本発明は、上記課題を解決するものであって、電極損失を少なくするとともに、ランプ寿命を改善する冷陰極蛍光ランプおよびそのランプを用いた照明装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1のエミッタは、アルミン酸バリウム(BaAl24またはアルミン酸リチウム(LiAlO2 )のうちの少なくとも一種の粉体を50〜80 wt %と、アマルガム化しにくい導電性金属の粉体を20〜50 wt %とを混合したものを主成分としたことを特徴とする。
【0010】
本請求項および以下の請求項において、各構成要件の定義は以下の説明により、特に説明がない構成については適宜周知の構成を選択することが可能である。
【0011】
エミッタは、アルミン酸バリウム(BaAl24またはアルミン酸リチウム(LiAlO2 )のうちの少なくとも一種の粉体を50〜80 wt %と、アマルガム化しにくい導電性金属の粉体を20〜50 wt %とを混合したものを主成分とし、プラズマ溶射法や周知の塗布手段で電極に付着される。
【0012】
請求項1の作用を説明する。エミッタは、例えば冷陰極蛍光ランプの電極に付着され、エミッタからの電子放出により気密容器(バルブ)内に放電が起り、気密容器(バルブ)内に封入された水銀原子が放電により電離、励起し、水銀から紫外線が放射され、この紫外線が蛍光体層によって可視光に変換されてバルブの外部に放射される。
【0013】
電極に付着されたアルミン酸バリウム(BaAl24 )またはアルミン酸リチウム(LiAlO2 )からは比較的多くの電子が放出され、陰極降下電圧を低減できる。アマルガム化しにくい導電性金属はエミッタの導電性を高めるために混合されているが、水銀(Hg)と反応しにくいため、容器(バルブ)内の水銀(Hg)が電極部分で消耗されることはほとんど無くなり、水銀量の低減による寿命が起こり難くなる。
また、アマルガム化しにくい導電性金属の混合比は20〜50 wt %で、所定量含まれていれば、アルミン酸バリウム(BaAl 2 4 )またはアルミン酸リチウム(LiAlO 2 )の一種と混合されたものであっても、アルミン酸バリウム(BaAl 2 4 )とアルミン酸リチウム(LiAlO 2 )とを混合したものであってもよい。
導電性金属の混合比が20 wt %に満たないと、エミッタ物質の導電性が損なわれるため陰極降下電圧が上昇してしまい、また、50 wt %を超えるとアルミン酸バリウム(BaAl 2 4 )またはアルミン酸リチウム(LiAlO 2 )からの初期電子放出量が多く望めないのでやはり、陰極降下電圧が上昇してしまう。
また、導電性金属の混合比が20 wt %に満たないと、水銀(Hg)と比較的反応しやすいエミッタ中のバリウム(Ba)またはリチウム(Li)の割合が多くなるため、ホウ化ランタン(LaB 6 )の水銀(Hg)消耗ほどではないにしても、やはり水銀(Hg)量の低減につながるので好ましくない。
なお、種々の実験によれば、冷陰極蛍光ランプの動作特性上、導電性金属の最も効果的な混合比は30〜40 wt %であった。
【0014】
請求項2は、請求項1のエミッタにおいて、アマルガム化しにくい導電性金属は、マンガン(Mn)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)またはモリブデン(Mo)からなる群のうち少なくとも一種であることを特徴とする。
【0015】
エミッタには上記の群から選択された金属が混入されるが、本発明の作用効果を損なわない程度であれば、上記の群以外の物質を含むものであってもよい。
【0016】
また、ランプ特性、製造容易性、コストなどの面から考慮すると、上記群の中でもマンガン(Mn)をアマルガム化しない導電性金属として使用するのが好ましい。
【0022】
請求項は、請求項1または請求項2のエミッタにおいて、導電性金属の1次粒径が1〜10μm、アルミン酸バリウム(BaAl24 )またはアルミン酸リチウム(LiAlO2 )の1次粒径が1〜8μmであることを特徴とする。
【0023】
請求項のエミッタによれば、最適な粒径の材料を選択することによって、製造容易性が高まるとともに、エミッタの付着強度が向上する。さらに、効果的に陰極降下電圧を低減することができる。
【0024】
請求項の電極は、請求項1ないしいずれか一記載のエミッタが付着されたことを特徴とする。
【0025】
請求項は、請求項の電極において、エミッタは、導電体に付着されており、この導電体が電極の主体部に取付けられていることを特徴とする。
【0026】
請求項の電極によれば、電極に直接エミッタを付着させる必要がなく、エミッタを容易に電極に付着することができる。
【0027】
例えば、最初に大きめの導電体にエミッタを付着しておき、その後導電体を所望の大きさに切断して電極に取付けるようにしてもよい。
【0028】
エミッタは、電極の表面に直接付着してもよいが、電極に取付けられる導電体を介して間接的に付着させてもよい。
【0029】
導電体は、電極またはリード線に電気的接続するように取付けられている。
【0030】
電極は、導電性を有する例えばニッケル(Ni)などの金属でスリーブ状または板状に形成されたものであるが、形状は任意である。さらに、電極内には、アルミニウム(Al)−ジルコニウム(Zr)からなるゲッターとチタン(Ti)−水銀(Hg)からなる水銀放出構体とが収容されていてもよく、サエス社製の「GEMEDIS(商品名)」を用いてもよい。
【0031】
電極およびリード線との接続は電気溶接やレーザー溶接などの周知手段によって行われる。
【0032】
請求項6は、請求項4または5の電極において、エミッタは、電極または導電体にプラズマ溶射により付着されていることを特徴とする。
プラズマ溶射によると材料粉体が金属基体に溶射されるまでアルゴン(Ar)ガスなどの不活性ガス雰囲気にあり、材料粉体の表面を溶かして基体に付着し粉体同士結着するので、製造工程が簡単となるとともに不純ガスの発生が低減できる。
請求項7の冷陰極蛍光ランプは、内面に蛍光体層が形成された管状の透光性気密容器と;この容器内に封入された水銀および希ガスからなる放電媒体と;容器端部に導入された一対のリード線と;このリード線に取付けられた請求項4ないし6のいずれか一記載の電極と;を具備していることを特徴とする。
【0033】
容器(バルブ)は、ガラスまたはセラミックスなどの透光性材料で構成され、その断面形状は円形、楕円形や長円形などであってもよい。また、外形直管形、L字形、コの字形、W字形や環形などの形状であってもよい。
【0034】
蛍光体層は、水銀輝線の紫外線によって励起され、可視光線を放射するものであり、組成は周知のものを使用すればよい。なお、可視光線を放射するもの以外に、波長300〜400nmの紫外線を放射するものであってもよい。
【0035】
放電媒体は、水銀およびアルゴンまたはネオンなどの希ガスからなり、周知の手段によってバルブ内に封入されている。
【0036】
エミッタは、一対の電極のうち一方のみに付着してもよく、両者に付着してもよい。
【0037】
請求項8の照明装置は、請求項7記載の冷陰極蛍光ランプと;このランプが装着される装置本体と;を具備していることを特徴とする。
【0038】
ここでいう照明装置とは、液晶バックライトの他、車載用計器、表示灯、誘導灯などが挙げられるがこれらに限らない。
【0039】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
【0040】
図1は第1の実施形態の冷陰極蛍光ランプAを示す断面図である。
【0041】
1はガラス製の透光性容器(バルブ)で、内面に蛍光体層2が形成されている。容器1は管外径が3mmであり、両端にサエス社製の商品名「GEMEDIS」からなる一対の電極3,3′がリード線4,4′を介し封装されている。
【0042】
電極3,3’は、外径1mm、長さ5mmのニッケル(Ni)スリーブ内にアルミニウム(Al)−ジルコニウム(Zr)からなるゲッタとチタン(Ti)−水銀(Hg)からなる水銀放出構体とが収容されている。
【0043】
容器1の内部には、アルゴン(Ar)ガスが圧力80Torrで封入されている。その後、電極3,3’を高周波誘導加熱することによって容器1内部に水銀(Hg)を放出させている。
【0044】
エミッタ5は、一対の電極3,3’の外表面に、導電性金属としてのマンガン(Mn)33wt%とアルミン酸バリウム(BaAl24)67wt%を混合した粉をアルゴン(Ar)をキャリアガスとしてプラズマ溶射して付着されている。このとき、マンガン(Mn)の1次粒径は1〜10μm、アルミン酸バリウム(BaAl24)の1次粒径は1〜8μmである。
【0045】
図2は、この冷陰極蛍光ランプのエミッタ5のマンガン(Mn)の混合比を変えたときの陰極降下電圧の変化を測定した結果を表すグラフである。
【0046】
マンガン(Mn)の混合比が50wt%より多くなると、陰極降下電圧は上昇し110V前後の値をとる。50wt%以下では、従来使用されていたホウ化ランタン(LaB6)とアルミン酸バリウム(BaAl24)とを混合したエミッタと同程度の陰極降下電圧となり、マンガン(Mn)の混合比が30wt%のときに78Vを示した。
【0047】
マンガン(Mn)の混合比が20wt%より少なくなると、エミッタ5の導電性が低下してやはり陰極降下電圧が90V以上と高くなった。また、20wt%より少なくなるとエミッタ5はスパッタにより飛散して容器内壁面に付着してしまった。
【0048】
また、電極にエミッタとしてホウ化ランタン(LaB6)とアルミン酸バリウム(BaAl24)とを混合したものを比較例の冷陰極蛍光ランプとして作成し、本実施形態の蛍光ランプとともにランプ電流10mAで点灯させた。
【0049】
すると、比較例の蛍光ランプの電極は3000時間で輝度が著しく低下した。この電極をSEM(電子顕微鏡写真)で観察したところ、電極表面が水銀(Hg)とランタン(La)およびバリウム(Ba)とのアマルガムで覆われており、エミッタはほとんど飛散していないことが確認された。
【0050】
これに対し、本実施形態の蛍光ランプは、数1000時間経過後でも比較例のような現象は生じなかった。この理由としは、水銀(Hg)とバリウム(Ba)とのアマルガムは消灯時表面に若干形成されるが、ランプを点灯することで、Hgは放電空間中に放出されるためではないかと考えられる。
【0051】
なお、エミッタのアルミン酸バリウム(BaAl24)に代えて、アルミン酸バリウム(BaAl24)とアルミン酸リチウム(LiAlO2)とを混合物したものおよびアルミン酸リチウム(LiAlO2)単体にマンガン(Mn)を混合したエミッタを上記のように測定をしたところほぼ同様の特性が得られた。
【0052】
電極3,3’へのエミッタ5の付着方法は、プラズマ溶射の他にマンガン(Mn)とアルミン酸バリウム(BaAl24)とをガラス系の結着剤に混合して膜を金属表面に形成する方法が挙げられるが、この方法の場合、結着剤とバインダーとを分解するのに加熱が必要であり、多くのガスを放出することもあるため、エミッタの付着にはプラズマ溶射が好適である。
【0053】
また、プラズマ溶射によると材料粉体が金属基体に溶射されるまでアルゴン(Ar)ガスなどの不活性ガス雰囲気にあり、材料粉体の表面を溶かして基体に付着し粉体同士結着するので、製造工程が簡単となり、不純ガスによる輝度の低下が避けられるという利点もある。
【0054】
図3は、第2の実施形態の冷陰極蛍光ランプの電極を示す一部拡大斜視図である。3aは第1実施形態と同様のゲッターおよび水銀放出構体である。
【0055】
この電極3の外表面にはニッケル(Ni)製の板状導電体6が張合わせるように取付けられている。この導電体6の外表面には第1実施形態と同様のエミッタ5が付着されている。
【0056】
導電体6は、最初に大きめの導電体にエミッタ5を付着し、その後導電体6を所望の大きさに切断して作られたものである。この導電体6は、リード線に電気的接続するように取付けられてもよい。
【0057】
また、導電体6の形状は板状に限らず、棒状、筒状、コイル状などであっても構わない。
【0058】
図4は、第3実施形態である液晶表示装置Bを示す概略断面図である。液晶表示装置Bは前面に照射用の開口12を有する薄箱状のケース体13を有し、このケース体13内には照明装置となるバックライトユニット14が収納されている。このバックライトユニット14は、冷陰極蛍光ランプAを有し、この冷陰極蛍光ランプAの近傍には容器1を内包するように近接導体を兼ねた銀蒸着されたフィルム状の反射面15が一方向を開口した状態で巻回され、この反射面15の照射方向にはアクリル樹脂製の導光板16が配設されている。
【0059】
導光板16はケース体13の開口12に対向して位置している。また、導光板6の背面側には平面状の反射板18が配設され、導光板16とケース体3との間には、拡散板20および集光板21にて構成される制光手段22が配設されている。そして、ケース体13の開口12の前面側には、表示手段としての液晶ユニット24が配設されている。
【0060】
本実施形態によれば、すなわち陰極降下電圧が低減されるので、電極3近傍の容器の温度が低減でき、冷陰極蛍光ランプA収納部の材質または構造を簡素化できる効果が期待できる。また、冷陰極蛍光ランプAがバッテリー駆動する携帯情報機器の液晶バックライト用蛍光ランプの場合、ランプ電圧低減に伴う省電力化により好適な特性を提供することができる。
【0061】
図5は、第4実施形態である平面形蛍光ランプCを示す分解斜視図である。
【0062】
容器1は、上面ガラス31、下面ガラス32およびこれらガラス31,32の周縁部を気密に閉塞する枠ガラス33とで構成されている。
【0063】
上面ガラス31の内面には蛍光体層が形成されており、容器1の内部には水銀(Hg)とアルゴン(Ar)などの希ガスが所定圧力で封入されている。
【0064】
容器1の長手方向の両端部には、一対の板状電極3,3’が配設されており、この電極3,3’は枠ガラス33から気密に外部導出されたリード線と接続されている。
【0065】
一対の電極3,3’同士が対向する側の表面には、マンガン(Mn)30wt%、アルミン酸バリウム(BaAl24)70wt%からなるエミッタをプラズマ溶射により付着されている。
【0066】
この平面形ランプCの大きさは約3インチであり、例えばビデオカメラのビューファインダのバックライトに使用される。
【0067】
本実施形態によると、従来のエミッタなしの電極と比較して同じ明るさであれば、0.3〜0.15Wの消費電力が少なくできるとともに、ランプ寿命も大幅に改善することができる。
【0068】
【発明の効果】
本発明によれば、冷陰極蛍光ランプの電極にアルミン酸バリウム(BaAl24)およびアルミン酸リチウム(LiAlO2)のうち少なくとも一種とアマルガム化しにくい導電性金属とを主成分としたエミッタを付着したので、電極から比較的多くの初期電子が放出されて陰極降下電圧が低減されるとともに、容器中の水銀(Hg)が電極部分で消耗されることはほとんど無くなり、水銀量の低減によるランプ寿命を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施形態の冷陰極蛍光ランプを示す断面図。
【図2】 同上冷陰極蛍光ランプのエミッタの混合比を変えたときの陰極降下電圧の変化を測定した結果を示すグラフ。
【図3】 本発明の第2の実施形態の冷陰極蛍光ランプの電極を示す一部拡大斜視図。
【図4】 本発明の第3の実施形態である液晶表示装置を示す概略断面図。
【図5】 本発明の第4の実施形態である平面形蛍光ランプを示す分解斜視図。
【符号の説明】
1…透光性気密容器(バルブ)、2…蛍光体層、3,3′…電極、4,4…リード線、5…エミッタ、6…導電体、14…照明装置、A…冷陰極蛍光ランプ、
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a cold cathode fluorescent lamp provided with an electrode having an emitter material and an illumination device using the lamp.
[0002]
[Prior art]
Cold cathode fluorescent lamps incorporated in backlights such as liquid crystal displays have become smaller in size as the backlights become smaller. For example, the tube diameter of the cold cathode fluorescent lamp is 4 mm or less, particularly 2.5 mm, and the electrode is often made of a metal such as nickel (Ni) or tungsten (W).
[0003]
On the other hand, the use of carrying a backlight is rapidly increasing, and in such a use, the cold cathode fluorescent lamp is driven by a battery. Accordingly, cold cathode fluorescent lamps are required to have lower power consumption and longer life.
[0004]
The electrode of the cold cathode fluorescent lamp has a long electrode life because it is a metal as described above. However, since electrons are generally extracted by field emission, power consumption accounts for a large proportion of electrode loss that does not contribute to light emission.
[0005]
Recently, in order to reduce this electrode loss, a technique for attaching an emitter material to an electrode has been disclosed. For example, a sintered body in which tungsten (W) and lanthanum boride (LaB 6 ) are mixed and covered with an aluminum (Al) sleeve (Japanese Patent Laid-Open No. 7-153422), or titanium (Ti) in a cylindrical shape -Using an electrode in which mercury (Hg) and lanthanum boride (LaB 6 ) are applied to the outer periphery (Japanese Patent Laid-Open No. 7-21979). Since these electrodes use an emitter material, the work function is lower than that of an electrode made of only a metal such as nickel (Ni), the cathode fall voltage is lowered, and the electrode loss is reduced.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, it has been found that lanthanum boride (LaB 6 ) reacts with mercury (Hg) during lighting to form amalgam. This amalgamation of mercury (Hg) reduces the amount of mercury (Hg) present as vapor in the lamp, and reduces the amount of ultraviolet (185 nm, 254 nm) radiation that is the mercury (Hg) emission line obtained by discharge. Resulting in.
[0007]
That is, the ratio of the discharge by the rare gas increases due to the exhaustion of mercury (Hg), and not only the emission color is affected by the emission of the rare gas but also the visible light emitted from the phosphor by the excitation of ultraviolet rays. Since the amount of light is also reduced, there is a problem that the brightness of the cold cathode fluorescent lamp is remarkably lowered and the service life is reached early.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a cold cathode fluorescent lamp that reduces electrode loss and improves the lamp life and an illumination device using the lamp.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The emitter of claim 1 is made of 50-80 wt % of at least one powder of barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) or lithium aluminate (LiAlO 2 ), and a conductive metal powder that is not easily amalgamated. The main component is a mixture of 20 to 50 wt % .
[0010]
In the present claims and the following claims, the definition of each constituent element can be selected from the following description, and a well-known configuration can be appropriately selected for a configuration that is not particularly described.
[0011]
Emitter barium aluminate (BaAl 2 O 4) or at least the one powder 50 to 80 wt%, 20 to 50 wt powder of amalgamation hard conductive metal of the lithium aluminate (LiAlO 2) % As a main component, and is attached to the electrode by a plasma spraying method or a known coating means.
[0012]
The operation of claim 1 will be described. The emitter is attached to, for example, an electrode of a cold cathode fluorescent lamp , and discharge of electrons from the emitter causes discharge in the hermetic container (bulb) , and mercury atoms enclosed in the hermetic container (bulb) are ionized and excited by the discharge. Then, ultraviolet rays are emitted from mercury, and the ultraviolet rays are converted into visible light by the phosphor layer and emitted to the outside of the bulb.
[0013]
Relatively large number of electrons are emitted from the deposited barium aluminate electrode (BaAl 2 O 4) or lithium aluminate (LiAlO 2), Ru can be reduced cathode fall voltage. Conductive metals that are difficult to amalgamate are mixed to increase the conductivity of the emitter, but it is difficult for mercury (Hg) to react with mercury (Hg), so that mercury (Hg) in the container (valve) is consumed at the electrode part. Almost all of them are lost, and the lifetime due to the reduced mercury content is less likely to occur.
Moreover, the mixing ratio of the conductive metal which is not easily amalgamated is 20 to 50 wt %. If a predetermined amount is contained, barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) Or lithium aluminate (LiAlO 2) ) Barium aluminate (BaAl 2) O 4 ) And lithium aluminate (LiAlO 2) ) May be mixed.
If the mixing ratio of the conductive metals is less than 20 wt %, the conductivity of the emitter material is impaired and the cathode fall voltage increases. If it exceeds 50 wt %, barium aluminate (BaAl 2). O 4 ) Or lithium aluminate (LiAlO 2) ), The amount of initial electron emission from the large amount cannot be expected, so that the cathode fall voltage also increases.
Further, if the mixing ratio of conductive metals is less than 20 wt %, the ratio of barium (Ba) or lithium (Li) in the emitter, which is relatively easy to react with mercury (Hg), increases, so that lanthanum boride ( LaB 6 ) Is not as much as mercury (Hg) consumption, which is also not preferable because it leads to a reduction in the amount of mercury (Hg).
According to various experiments, the most effective mixing ratio of the conductive metal was 30 to 40 wt % on the operating characteristics of the cold cathode fluorescent lamp .
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the emitter of the first aspect, the conductive metal which is not easily amalgamated is at least one of the group consisting of manganese (Mn), tungsten (W), nickel (Ni), chromium (Cr) or molybdenum (Mo). It is a type.
[0015]
The emitter is mixed with a metal selected from the above group, but may contain a substance other than the above group as long as the effects of the present invention are not impaired.
[0016]
In consideration of lamp characteristics, manufacturability, cost, etc., it is preferable to use manganese (Mn) as a conductive metal that does not amalgamate among the above groups.
[0022]
A third aspect of the present invention provides the emitter according to the first or second aspect, wherein the primary particle size of the conductive metal is 1 to 10 μm, and barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) or lithium aluminate (LiAlO 2 ). The diameter is 1 to 8 μm.
[0023]
According to the emitter of Claim 3, by selecting the optimum particle size of the material, manufacturability is Takama Rutotomoni, adhesion strength of the emitter is improved. Furthermore, the cathode fall voltage can be effectively reduced.
[0024]
An electrode according to claim 4 is characterized in that the emitter according to any one of claims 1 to 3 is attached.
[0025]
According to a fifth aspect of the present invention, in the electrode of the fourth aspect , the emitter is attached to a conductor, and the conductor is attached to a main part of the electrode.
[0026]
According to the electrode of claim 5 , it is not necessary to attach the emitter directly to the electrode, and the emitter can be easily attached to the electrode.
[0027]
For example, the emitter may be attached to a large conductor first, and then the conductor may be cut to a desired size and attached to the electrode.
[0028]
The emitter may be attached directly to the surface of the electrode or indirectly through a conductor attached to the electrode.
[0029]
The electrical conductor is attached for electrical connection to the electrode or lead.
[0030]
The electrode is formed in a sleeve shape or a plate shape with a conductive metal such as nickel (Ni), but the shape is arbitrary. Further, a getter made of aluminum (Al) -zirconium (Zr) and a mercury discharge structure made of titanium (Ti) -mercury (Hg) may be housed in the electrode. Product name) "may be used.
[0031]
The connection between the electrode and the lead wire is made by a known means such as electric welding or laser welding.
[0032]
According to a sixth aspect of the present invention, in the electrode of the fourth or fifth aspect, the emitter is attached to the electrode or the conductor by plasma spraying.
According to plasma spraying, the material powder is in an inert gas atmosphere such as argon (Ar) gas until it is sprayed onto the metal substrate, and the surface of the material powder melts and adheres to the substrate and binds to each other. The process becomes simple and the generation of impure gas can be reduced.
The cold cathode fluorescent lamp according to claim 7 is a tubular translucent airtight container having a phosphor layer formed on its inner surface; a discharge medium composed of mercury and a rare gas enclosed in the container; and introduced into the end of the container A pair of lead wires formed thereon; and an electrode according to any one of claims 4 to 6 attached to the lead wires.
[0033]
Vessel (bulb) is formed of a translucent material such as glass or ceramics, and the cross-sectional shape thereof may be a circular, elliptical or oval. The outer shape may be a straight tube shape, an L shape, a U shape, a W shape, a ring shape, or the like.
[0034]
The phosphor layer is excited by ultraviolet rays of mercury emission lines and emits visible light, and a known composition may be used. In addition to those that emit visible light, ultraviolet rays having a wavelength of 300 to 400 nm may be emitted.
[0035]
The discharge medium is composed of mercury and a rare gas such as argon or neon, and is enclosed in a bulb by a known means.
[0036]
The emitter may be attached to only one of the pair of electrodes, or may be attached to both.
[0037]
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided an illuminating device comprising: the cold cathode fluorescent lamp according to the seventh aspect; and an apparatus main body to which the lamp is mounted.
[0038]
Examples of the illuminating device include, but are not limited to, a liquid crystal backlight, an in-vehicle instrument, an indicator lamp, a guide lamp, and the like.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0040]
FIG. 1 is a sectional view showing a cold cathode fluorescent lamp A of the first embodiment.
[0041]
Reference numeral 1 denotes a glass translucent container (bulb) having a phosphor layer 2 formed on the inner surface. The container 1 has a tube outer diameter of 3 mm, and a pair of electrodes 3 and 3 ′ having a trade name “GEMEDIS” manufactured by SAES are sealed at both ends via lead wires 4 and 4 ′.
[0042]
The electrodes 3 and 3 ′ have a getter made of aluminum (Al) -zirconium (Zr) and a mercury discharge structure made of titanium (Ti) -mercury (Hg) in a nickel (Ni) sleeve having an outer diameter of 1 mm and a length of 5 mm. Is housed.
[0043]
Argon (Ar) gas is sealed in the container 1 at a pressure of 80 Torr. Thereafter, mercury (Hg) is released into the container 1 by high-frequency induction heating of the electrodes 3 and 3 ′.
[0044]
The emitter 5 is a mixture of 33 wt% manganese (Mn) as a conductive metal and 67 wt% barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) on the outer surfaces of the pair of electrodes 3 and 3 ′. Argon (Ar) is used as a carrier. It is deposited by plasma spraying as a gas. At this time, the primary particle size of manganese (Mn) is 1 to 10 μm, and the primary particle size of barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) is 1 to 8 μm.
[0045]
FIG. 2 is a graph showing the results of measuring the change in cathode fall voltage when the mixing ratio of manganese (Mn) in the emitter 5 of this cold cathode fluorescent lamp is changed.
[0046]
When the mixing ratio of manganese (Mn) exceeds 50 wt%, the cathode fall voltage increases and takes a value of around 110V. If it is 50 wt% or less, the cathode fall voltage is about the same as that of a conventionally used emitter in which lanthanum boride (LaB 6 ) and barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) are mixed, and the mixing ratio of manganese (Mn) is 30 wt%. When 78%, 78V was indicated.
[0047]
When the mixing ratio of manganese (Mn) was less than 20 wt%, the conductivity of the emitter 5 was lowered, and the cathode fall voltage was also increased to 90 V or higher. When the content was less than 20 wt%, the emitter 5 was scattered by sputtering and adhered to the inner wall surface of the container.
[0048]
Further, a mixture of lanthanum boride (LaB 6 ) and barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) as an emitter on the electrode was prepared as a cold cathode fluorescent lamp of a comparative example, and a lamp current of 10 mA together with the fluorescent lamp of this embodiment. Was lit.
[0049]
Then, the luminance of the electrode of the fluorescent lamp of the comparative example was remarkably lowered after 3000 hours. When this electrode was observed with SEM (electron micrograph), it was confirmed that the electrode surface was covered with amalgam of mercury (Hg), lanthanum (La) and barium (Ba), and the emitter was hardly scattered. It was done.
[0050]
On the other hand, the fluorescent lamp of this embodiment did not cause the phenomenon as in the comparative example even after several thousand hours had elapsed. This is because the amalgam of mercury (Hg) and barium (Ba) is slightly formed on the surface when extinguished, but it is thought that Hg is released into the discharge space by turning on the lamp. .
[0051]
Instead of barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) as an emitter, a mixture of barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) and lithium aluminate (LiAlO 2 ) or lithium aluminate (LiAlO 2 ) alone with manganese When the emitter mixed with (Mn) was measured as described above, substantially the same characteristics were obtained.
[0052]
In addition to plasma spraying, manganese (Mn) and barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) are mixed in a glass-based binder to form a film on the metal surface. In this method, heating is required to decompose the binder and the binder, and a lot of gas may be emitted. Therefore, plasma spraying is preferable for depositing the emitter. It is.
[0053]
Also, according to plasma spraying, the material powder is in an inert gas atmosphere such as argon (Ar) gas until it is sprayed onto the metal substrate, and the surface of the material powder melts and adheres to the substrate so that the powders are bonded together. Also, there are advantages that the manufacturing process is simplified and that a decrease in luminance due to impure gas can be avoided.
[0054]
FIG. 3 is a partially enlarged perspective view showing the electrodes of the cold cathode fluorescent lamp of the second embodiment. 3a is the same getter and mercury discharge structure as in the first embodiment.
[0055]
A plate-like conductor 6 made of nickel (Ni) is attached to the outer surface of the electrode 3 so as to stick together. An emitter 5 similar to that of the first embodiment is attached to the outer surface of the conductor 6.
[0056]
The conductor 6 is formed by first attaching the emitter 5 to a larger conductor and then cutting the conductor 6 to a desired size. The conductor 6 may be attached so as to be electrically connected to the lead wire.
[0057]
The shape of the conductor 6 is not limited to a plate shape, and may be a rod shape, a cylindrical shape, a coil shape, or the like.
[0058]
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a liquid crystal display device B according to the third embodiment. The liquid crystal display device B has a thin box-like case body 13 having an irradiation opening 12 on the front surface, and a backlight unit 14 serving as an illumination device is accommodated in the case body 13. This backlight unit 14 has a cold cathode fluorescent lamp A, and in the vicinity of the cold cathode fluorescent lamp A, a film-like reflective surface 15 on which silver is deposited and also serves as an adjacent conductor so as to enclose the container 1 is provided. The light guide plate 16 made of acrylic resin is disposed in the irradiation direction of the reflecting surface 15.
[0059]
The light guide plate 16 is positioned to face the opening 12 of the case body 13. In addition, a planar reflecting plate 18 is disposed on the back side of the light guide plate 6, and a light control means 22 configured by a diffusion plate 20 and a light collecting plate 21 between the light guide plate 16 and the case body 3. Is arranged. A liquid crystal unit 24 as display means is disposed on the front side of the opening 12 of the case body 13.
[0060]
According to this embodiment, since the cathode fall voltage is reduced, the temperature of the container in the vicinity of the electrode 3 can be reduced, and the effect of simplifying the material or structure of the cold cathode fluorescent lamp A housing portion can be expected. Further, in the case of a fluorescent lamp for a liquid crystal backlight of a portable information device in which the cold cathode fluorescent lamp A is driven by a battery, it is possible to provide suitable characteristics due to power saving associated with a reduction in lamp voltage.
[0061]
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a flat fluorescent lamp C according to the fourth embodiment.
[0062]
The container 1 includes an upper glass 31, a lower glass 32, and a frame glass 33 that hermetically closes the peripheral portions of the glasses 31 and 32.
[0063]
A phosphor layer is formed on the inner surface of the upper glass 31, and a rare gas such as mercury (Hg) and argon (Ar) is sealed inside the container 1 at a predetermined pressure.
[0064]
A pair of plate-like electrodes 3, 3 ′ are disposed at both ends in the longitudinal direction of the container 1, and these electrodes 3, 3 ′ are connected to lead wires that are airtightly led out from the frame glass 33. Yes.
[0065]
An emitter made of 30 wt% manganese (Mn) and 70 wt% barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) is attached to the surface of the pair of electrodes 3 and 3 ′ facing each other by plasma spraying.
[0066]
The size of the flat lamp C is about 3 inches, and is used for the backlight of a viewfinder of a video camera, for example.
[0067]
According to this embodiment, if the brightness is the same as that of a conventional electrode without an emitter, the power consumption of 0.3 to 0.15 W can be reduced, and the lamp life can be greatly improved.
[0068]
【The invention's effect】
According to the present invention, an emitter composed mainly of at least one of barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) and lithium aluminate (LiAlO 2 ) and a conductive metal that hardly amalgamates is attached to the electrode of the cold cathode fluorescent lamp. As a result, a relatively large amount of initial electrons are emitted from the electrode, the cathode fall voltage is reduced, and mercury (Hg) in the container is hardly consumed at the electrode portion, and the lamp life is reduced by reducing the amount of mercury. Can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a cold cathode fluorescent lamp according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing the results of measuring the change in cathode fall voltage when the mixing ratio of the emitters of the cold cathode fluorescent lamp is changed.
FIG. 3 is a partially enlarged perspective view showing electrodes of a cold cathode fluorescent lamp according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a flat fluorescent lamp according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Translucent airtight container (bulb) , 2 ... Phosphor layer, 3, 3 '... Electrode, 4, 4 ... Lead wire, 5 ... Emitter, 6 ... Conductor, 14 ... Illuminating device, A ... Cold cathode fluorescence lamp,

Claims (8)

アルミン酸バリウム(BaAl24またはアルミン酸リチウム(LiAlO2 )のうちの少なくとも一種の粉体を50〜80 wt %と、アマルガム化しにくい導電性金属の粉体を20〜50 wt %とを混合したものを主成分としたことを特徴とするエミッタ。 50 to 80 wt % of at least one powder of barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) or lithium aluminate (LiAlO 2 ) and 20 to 50 wt % of a conductive metal powder that is difficult to amalgamate. Emitter characterized by having a mixture as a main component. アマルガム化しにくい導電性金属は、マンガン(Mn)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)またはモリブデン(Mo)からなる群のうち少なくとも一種であることを特徴とする請求項1記載のエミッタ。2. The conductive metal which is not easily amalgamated is at least one selected from the group consisting of manganese (Mn), tungsten (W), nickel (Ni), chromium (Cr) or molybdenum (Mo). Emitter. 導電性金属の1次粒径が1〜10μm、アルミン酸バリウム(BaAl 2 4 )またはアルミン酸リチウム(LiAlO 2 )の1次粒径が1〜8μmであることを特徴とする請求項1または2記載のエミッタ。 The primary particle size of the conductive metal is 1-10 μm, barium aluminate (BaAl 2 O 4 ) Or lithium aluminate (LiAlO 2) 3) The emitter according to claim 1 or 2, wherein the primary particle diameter of 1) to 8 [mu] m . 請求項1ないし3いずれか一記載のエミッタが付着されたことを特徴とする電極。4. An electrode to which the emitter according to claim 1 is attached. エミッタは、導電体に付着されており、この導電体が電極の主体部に取付けられていることを特徴とする請求項4記載の電極。 5. The electrode according to claim 4 , wherein the emitter is attached to a conductor, and the conductor is attached to a main portion of the electrode. エミッタは、電極または導電体にプラズマ溶射により付着されていることを特徴とする請求項4または5記載の電極。6. The electrode according to claim 4 , wherein the emitter is attached to the electrode or the conductor by plasma spraying. 内面に蛍光体層が形成された管状の透光性気密容器と;
この容器内に封入された水銀および希ガスからなる放電媒体と;
容器端部に導入された一対のリード線と;
このリード線に取付けられた請求項4ないし6のいずれか一記載の電極と;
を具備していることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
A tubular translucent airtight container having a phosphor layer formed on the inner surface;
A discharge medium comprising mercury and a rare gas enclosed in the container;
A pair of lead wires introduced into the container end ;
An electrode as claimed in any one of claims 4 to 6 attached to the lead;
A cold cathode fluorescent lamp comprising:
請求項7記載の冷陰極蛍光ランプと;
このランプが装着される装置本体と;
を具備していることを特徴とする照明装置。
A cold cathode fluorescent lamp according to claim 7;
The device body to which this lamp is mounted;
An illumination device comprising:
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