专利名称：冷阴极放电灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及液晶电视或笔记本电脑的液晶显示器等的背光源所采用的 冷阴极放电灯。
背景技术：
目前，作为液晶显示器等的背光源所采用的光源，由于成本低的优点，主要是冷阴极放电灯。冷阴极放电灯中，通常釆用如日本专利特开2005-26 139号公报(专利文献1)中所记载的有底筒状的所谓杯状的电极。该电极可 以将杯状的电极的内表面和外表面用作电极的表面，因此即使电极尺寸小， 也可以确保电极表面积大。因此，可以降低阴极电压降，能够控制耗电量。如上所述，冷阴极荧光灯特别要求低耗电量化。因此，日本专利特开 平11-273617号公报(专利文献2)、日本专利特开2000-133200号公报(专利 文献3)等中，为了控制耗电量，提出了在电极形成有电子发射材料、即发 射极的冷阴极荧光灯。专利文献l:日本专利特开2005-26139号公报专利文献2:日本专利特开平11-273617号公报专利文献3:日本专利特开2000-133200号公报发明内容如果在电极形成发射极，则阴极电压降降低，可以控制耗电量，但无 法避免制造工序的增加和成本上升。因此，本发明的目的在于提供低耗电且低成本的冷阴极放电灯。为了实现上述目的，发明人作了各种研究后发现通过主动地使电极表 面氧化，阴极电压降下降的事实，因而提出了本发明。艮卩，本发明的冷阴极放电灯具备在内部具有放电空间的放电容器、被封入所述放电空间的放电介质以及在所述放电空间中对向配置的一对电 极，其特征在于，在所述电极的表面形成有所述电极材料的氧化层。此外，本发明的冷阴极放电灯的特征在于，所述电极的表面的氧化率在40%以上，较好是在75%以上。另外，本发明的冷阴极放电灯的特征在于，所述电极由选自铁Fe、镍 Ni、钼Mo、铌Nb、钩W、钽Ta、铝A1的金属或它们的合金形成。如果采用本发明，通过主动地使电极表面氧化，可以降低阴极电压降， 因此能够提供低耗电量且低成本的冷阴极放电灯。
图l是用于说明本发明的第l种实施方式的冷阴极放电灯的整体图。 图2是用于说明电极机构的图。图3是用于说明对于具备镍Ni电极和形成有氧化层的镍Ni电极的灯改变灯电流时的阴极电压降的变化的图。图4是用于说明对于具备钼Mo电极和形成有氧化层的钼Mo电极的灯改变灯电流时的阴极电压降的变化的图。图5是用于说明对于具备钨W电极和形成有氧化层的钨W电极的灯改变灯电流时的阴极电压降的变化的图。 图6是电极的变形例1。 图7是电极的变形例2。 图8是电极的变形例3。 符号的说明l:放电容器，2:荧光体层，3a、 3b:电极机构，3al、 3bl:电极，3a2、 3b2:内部引线，3a3、 3b3:外部引线，4:氧化层。
具体实施方式
(第l种实施方式)以下，对于本发明的实施方式的冷阴极放电灯参照附图进行说明。图l 是用于说明本发明的第l种实施方式的冷阴极放电灯的整体图。冷阴极放电灯的容器由例如硬质玻璃制的放电容器l构成。放电容器l 为细长筒形形状，其内部形成有放电空间ll。放电空间ll中封入有汞和作 为稀有气体的氖。在这里，也可以为了提高灯的起动性而也封入氩，形成 混合气体。此外，放电容器1的内表面形成有荧光体层2。作为荧光体层2，除了以R(红)、G(绿)、B(蓝)发光的短波长荧光体，还可以根据目标用途使 用混合了RGB的三波长荧光体等。另外，荧光体层2可以形成至放电容器1的 两端部附近。放电容器l的两端密封有电极机构3a、 3b。如图2所示，电极机构3a、 3b由电极3al、 3bl，内部引线3a2、 3b2以及外部引线3a3、 3b3构成，通过电阻焊接或激光焊接等一体地接合。电极3al、 3bl为板状，由选自铁Fe、镍Ni、钼Mo、铌Nb、钨W、钽Ta、 铝A1的金属或它们的合金形成。其中，考虑到后述的氧化层4的形成的难易 度和效果，优选镍Ni。内部引线3a2、 3b2为棒状，放电空间ll侧的前端部形成有用于与电极 3al、 3bl的板状面面接合的平坦面。作为内部引线3a2、 3b2的材料，可以 使用熔点低于电极材料的金属，例如钴Co、铜Cu线、镍Ni等。另外，像本 实施方式这样内部引线3a2、 3b2对于放电容器l的两端部的玻璃封接的情况 下，特别优选接近玻璃的热膨胀率的钴Co。外部引线3a3、 3b3为与起动电路进行电连接的引线。因此，理想的是 导电性良好的金属，例如被覆了铜Cu的杜美包铜铁镍合金丝适合于铁Fe *镍 Ni合金。电极3al、3bl的成为放电面的表面形成有其电极材料的氧化层4。另外， "放电面"是指起到电极的作用的电极表面，即在工作中形成负辉光等离 子体的电极表面。作为氧化层4的形成范围，理想的是形成于整个成为放电 面的电极表面，但另一方面，对于内部引线3a2、 3b2，理想的是不使其氧 化。此外，为了抑制使用寿命中的氧化层的喷溅，氧化层4最理想的是形成 表面一样，即均匀的状态。其表面均匀的状态是指例如表面粗糙度Ra达到 lnm 10u m左右的状态。在这里，对氧化层4的形成方法进行说明。氧化层4通过使电极表面强制氧化而得。即，通过使用燃烧器等热源在大气中加热，可以在电极表面形成氧化层4。这时，氧化层4的厚度等可以通过处理温度或处理时间进行 调整。此外，如果使用例如在镍Ni电极的表面通过等离子体CVD或热CVD等 蒸镀作为其电极材料的氧化物的氧化镍NiO、 Ni203的方法，则可以在电极表 面形成牢固且稳定的氧化层4。以下，示出本实施方式的冷阴极放电灯的一实施例。另外，以下说明 的试验只要没有特别说明，则尺寸、材料等均基于该方式进行。(实施例)放电容器l:硬质玻璃制，全长410mm，外径=4. Omm，内径=3. Omm; 放电介质汞=5. Omg，氖=8. OkPa; 荧光体层2:RGB的三波长荧光体；电极3al、 3bl:镍(Ni)制，长度L二5. 2mm，宽度\ =1. 7mm，厚度0=0. lram; 内部引线3a2、 3b2:钴(Co)制，线径=0. 6mm; 外部引线3a3、 3b3:杜美包铜铁镍合金丝制，线径=0. 4ram; 氧化层4:氧化镍(NiO、歸3)，厚度T,um。图3是用于说明对于具备镍(Ni)电极和形成有氧化层的镍(Ni)电极的 灯改变灯电流时的阴极电压降的变化的图，图4是用于说明对于具备钼(Mo) 电极和形成有氧化层的钼(Mo)电极的灯改变灯电流时的阴极电压降的变化 的图，图5是用于说明对于具备钨(W)电极和形成有氧化层的钨(W)电极的灯 改变灯电流时的阴极电压降的变化的图。试验条件为灯电流2 8mA、频率 =35kHz，氧化层4分别通过在大气中于约300度加热约3秒的强制氧化而形 成。由图3 5可知，对于镍(Ni)、钼(Mo)、钩(W)的任一种材料的电极，强 制氧化了的电极的阴极电压降的峰值都下降。特别是对于镍(Ni)，阴极电 压降显著下降，与未形成氧化层4的情况相比，阴极电压降下降约50V以上。 如上所述通过在电极表面形成氧化层4而阴极电压降下降被认为是由于马 尔特效应。即，认为正离子附着于氧化层表面，阴极电压降由于其产生的 电场的影响而下降。在这里，像日本专利特开2006-12612号公报和日本专 利特开2007-73407号公报中所记载的那样，因为容易使其耐喷溅等理由，以往一直极力避免电极材料自身的氧化，就这一点而言，反而阴极电压降 通过在电极表面形成氧化层4而下降的事实是突破以往的常识的重大发现。另外，虽然未图示，但对于由铁(Fe)、铌(Nb)、钽(Ta)、铝(A1)的金 属或合金形成的电极，通过与图3 5同样的试验，也确认通过形成氧化层4， 阴极电压降降低。另外，电极表面的氧化层4的厚度T由于对灯的特性产生影响，因此较 好是控制在优选的范围内。根据发明人的研究，发现如果氧化层4的厚度T 满足10nmST^100um，则可以降低阴极电压降，因此是优选的。此外，如 果氧化层4的厚度T满足1 p rn^T^ 100 " m，则氧化层4的作为绝缘体的功能 增强，可以抑制电极损耗，因此是更优选的。该氧化层4的厚度T可以通过X 射线光电子光谱分析装置(XPS)进行测定。此外，通过XPS测定图3所示的形成有氧化层的镍(Ni)电极表面的任意 位置的直径500"m、深度约10nm的容积范围后，确认是Ni为19. 1%、 NiO为 40.4%、化203为40.5%的比例。在这里，若将该规定的容积内所含的所有 氧化物的总比例定义为"氧化率"，则该情况下的氧化率为80.9%。同样地，对于图4所示的形成有氧化层的钼(Mo)电极，在其表面的所述 规定容积内确认到Mo、 Mo02和Mo03。此外，对于图5所示的形成有氧化层的 钨(W)电极，检出W、 W0和WA(除一价以外的钨的氧化物)。这样的电极表面 的氧化率对阴极电压降具有效果，因此电极表面的氧化率较好是在40%以 上，更好是在75%以上。因此，第l种实施方式中，通过在电极3al、 3bl的整个成为放电面的电 极表面形成电极材料的氧化层4，阴极电压降下降，可以控制耗电量。此外， 氧化层4可以容易地形成，因此可以低成本地实施本发明。作为电极3al、 3bl，可以使用选自铁(Fe)、镍(Ni)、钼(Mo)、铌(Nb)、钨(W)、钽(Ta)、 铝A1的金属或合金，特别好是使用镍(Ni)。此外，氧化层4的厚度T满足10nm^T^100!im，从而可以获得稳定的本 发明的效果，进一步满足lumST^100"m，从而可以抑制电极损耗。另外，本发明的实施方式并不局限于上述方式，例如可以如下进行变更。像本实施方式那样通过板状金属形成电极3al、 3bl的情况下，如图6 和图7所示，理想的是通过弯折板状金属或形成螺旋形状，使形成氧化层4 的表面积增大。这时，更好是对板状面通过喷砂等使其粗糙，或者形成在 厚度方向不穿透的凹坑、即所谓凹痕，确保电极表面积大。此外，作为电极3al、 3bl，不局限于板状，可以是筒状、杯状或棒状。 另外，杯状的情况下，如图8所示，较好是在内表面和外表面形成氧化层4。
权利要求
1.冷阴极放电灯，具备在内部具有放电空间的放电容器、被封入所述放电空间的放电介质以及在所述放电空间中对向配置的一对电极，其特征在于，在所述电极的表面形成有所述电极材料的氧化层。
2. 如权利要求l所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述电极的表面 的氧化率在40%以上，较好是在75%以上。
3. 如权利要求2所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述电极由选自 铁Fe、镍Ni、钼Mo、铌Nb、钨W、钽Ta、铝A1的金属或它们的合金形成。
4. 如权利要求3所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述氧化层形成 于整个成为放电面的电极表面，其表面粗糙度Ra达到lnm 10um。
5. 如权利要求l所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述氧化层的厚 度T满足10nm^T^ IOOP m，较好是l P m^T^ 100 w m。
6. 如权利要求l所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述放电介质为 汞和氖。
7. 如权利要求6所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述一对电极为 板状的电极。
8. 如权利要求7所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述电极的表面 的氧化率在40%以上，较好是在75%以上。
9. 如权利要求8所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述电极由选自 铁Fe、镍Ni、钼Mo、铌Nb、钨W、钽Ta、铝A1的金属或它们的合金形成。
10. 如权利要求9所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述氧化层形成 于整个成为放电面的电极表面，其表面粗糙度Ra达到lnm 10um。
11. 如权利要求10所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述放电介质 还包含氩气。
12. 如权利要求ll所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述氧化层的 厚度T满足10nm^T^ 100" m，较好是l U m刍T^ 100u m。
13. 如权利要求6所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述一对电极为 杯状的电极。
14. 如权利要求13所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述电极的表 面的氧化率在40%以上，较好是在75%以上。
15. 如权利要求14所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述电极由选 自铁Fe、镍Ni、钼Mo、铌Nb、钨W、钽Ta、铝A1的金属或它们的合金形成。
16. 如权利要求15所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述氧化层形 成于整个成为放电面的电极表面，其表面粗糙度Ra达到lnm 10um。
17. 如权利要求16所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述放电介质 还包含氩气。
18. 如权利要求17所述的冷阴极放电灯，其特征在于，所述氧化层的 厚度T满足10nm^TS 100" m，较好是l u 100 u m。
全文摘要
本发明提供低耗电且低成本的冷阴极放电灯。具备在内部具有放电空间11的放电容器1、被封入放电空间11的放电介质以及在放电空间11中对向配置的一对电极3a1、3b1，在电极3a1、3b1的表面形成有电极材料的氧化层4。作为电极3a1、3b1的材料，优选镍(Ni)。此外，氧化层4的厚度T较好是满足10nm≤T≤100μm，更好是满足1μm≤T≤100μm。
文档编号H01J61/067GK101325142SQ200810099630
公开日2008年12月17日 申请日期2008年6月13日 优先权日2007年6月14日
发明者武田雄士, 筒井直树 申请人:哈利盛东芝照明株式会社