[發明專利]冷陰極熒光燈

無效

• 申請號: 200910166009.9
• 申請日: 2009-08-07
• 公開（公告）號: CN101645388A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 杉村俊和;藤岡誠一郎
• 申請（專利權）人: NEC照明株式會社
• 主分類號: H01J61/067
• 分類號: H01J61/067;H01J61/16;H01J61/36;H01J61/42
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 孫志湧;安 翔

技術領域

本發明涉及一種冷陰極熒光燈，且更具體地是涉及一種能減小汞消耗，能防止電極在制造過程中生銹，并能被有效率地制造的冷陰極熒光燈。

背景技術

冷陰極熒光燈的特點在于高亮度、優秀的顯色性、長壽命、低消耗功率及其它性質，因此，其常常被用作電視機、計算機及其它液晶顯示裝置中所使用的背光，傳真機及其它類似裝置中的圖像讀取光源，復印機中的擦除器(eraser)光源，以及各種顯示目的。此類冷陰極熒光燈如下所述地工作：電壓被施加于設置在透明管的兩端附近的電極，該透明管由玻璃或其它任何適用的材料制成，且以氣密方式在其中包含惰性氣體和汞。被施加有電壓的透明管內的少量電子使得惰性氣體電離。當已電離惰性氣體撞擊在電極上時，因此發射二次電子，從而發生輝光放電。利用輝光放電照射的汞被激勵以發出紫外光。當存在于透明管的內壁上的熒光物質接收到紫外光時，該熒光物質發出可見光。

由于能減小管電壓和功率消耗，因此此類冷陰極熒光燈的電極具有杯形狀，并被以杯狀電極的開口彼此相對的方式布置于透明管內的兩端。電極由鎳制成的原因在于：低熔化溫度，良好的可加工性，對汞離子、惰性氣體離子及其它物質的濺射的優秀的抵抗性，對通常被用作密封材料的可伐合金(Kovar)及其它類似材料的良好的可焊接性，以及在介于4mA到5mA范圍內的管電流下的足夠的耐用性。然而，在近來的電視機的大屏幕、高亮度液晶顯示裝置的背光單元內的冷陰極熒光燈中，鎳已由鉬或鈮取代作為電極的材料，其原因是電極要求5mA或更大管電流下的耐用性、對大負載的優良濺射抵抗性、低功函數以及低放電起始電壓(日本專利特開No.2004-355971)。

然而，鉬和鈮分別具有2622℃和1950℃的高熔點，且難以制造能完全熔化此類高熔點金屬來生產電極的加熱爐。此外，鉬和鈮本身很昂貴，且具有在它們的熔點下的耐用性的加熱爐也很昂貴。因此，由上述金屬中的任何一種制成的電極很昂貴。為克服此問題，通常通過加工在低于其熔點的溫度，例如大約1800℃下對上述任意金屬進行燒結而制成的鑄錠或線來生產電極。然而，通過使用通過在低于其熔點的溫度下熔化材料形成的鑄錠或線而生產的電極具有下述結構，即，原材料粒子剩余并且經由粒子邊界結合。因此，當電極的表面在冷陰極熒光燈的制造過程中被加熱和氧化時，原材料粒子之間的結合力減弱。在使用這樣制造的電極的冷陰極熒光燈中，汞離子和惰性氣體離子不利地選擇性濺射粒子之間的粒子邊界。因此，在實際冷陰極熒光燈中使用的由鉬或鈮制成的電極不具有濺射抵抗性，并且實際上不可靠。

此外，盡管鉬和鈮在對汞離子和惰性氣體離子及其它物質的濺射抵抗性方面略優于鎳，但濺射的鉬和鈮不利地消耗引入透明管的汞，其原因是鉬和鈮在燈的運行期間與汞反應，并形成不會促進發光的汞齊，這與鎳的情況相同。因此，引入透明管的汞的量必須為用于發光的汞的量加上形成汞齊所消耗的汞的量。近年來，還從環境問題的角度出發，理想的是使得引入透明管的汞的量最小。具體而言，目前使用的汞的量為介于4mg/燈到5mg/燈的范圍內，并且需要將該量減小為2mg或更小。因此，需要能夠減少在電極被濺射時形成的汞齊的量的電極材料。

不與汞反應形成汞齊的主要材料的示例可以包括鐵、鎢和錳。但是，鎢的熔點極高，并且由燒結的鎢制成的電極因此非常昂貴，且實際上不適用。錳作為電極的主要成分實際上也是不適合的。鐵作為電極材料實際上是適合的，但隨著含鐵量增大可能會生銹。其含碳量按質量計大約為0.02％的通常被稱為純鐵的材料的問題在于非常容易被氧化。

以下公開已報導了鐵基熒光燈電極的使用：放電燈，其包括電極，且每個電極包括由鎳、不銹鋼、鐵、鋁和銅中的至少一種制成的層以及由鎢、鉬、鈮或其它任何適合安置在其上的物質制成的另一層，且該放電燈具有優良的發射物保持性能，以及長的壽命(日本專利特開No.2005-183172)；冷陰極熒光燈電極，包括由鎳、鎳合金、鐵、鐵合金、鎢、鉬制成的基底以及由選自銠、鈀及其合金的材料制成的電極表面(日本專利特開No.2008-060056)；以及冷陰極熒光燈電極，包括由鎳、鎳合金、鐵、鐵合金、鎢、鉬制成的基底，由鎢或鉬制成的表面層以及由鋅合金制成的接合層(日本專利特開No.2008-060057)。

但是，電極的表面中使用的銠、鈀、鎢、鉬及其它物質實際上是存在問題的。當不存在由以上任何物質制成的表面層時，在完成燈制造過程之前，基底的表面上會生銹。如果其上已經生銹的電極被裝入了燈，則汞會附著于已生銹的部分，從而不利地耗費大量汞。

發明內容