JPH097547A - Cold cathode electric-discharge lamp - Google Patents

Cold cathode electric-discharge lamp

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JPH097547A
JPH097547A JP18457595A JP18457595A JPH097547A JP H097547 A JPH097547 A JP H097547A JP 18457595 A JP18457595 A JP 18457595A JP 18457595 A JP18457595 A JP 18457595A JP H097547 A JPH097547 A JP H097547A
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JP
Japan
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discharge lamp
cold cathode
bulb
glass bulb
alumina
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JP18457595A
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Japanese (ja)
Inventor
Mitsuhiro Imura
光宏 井村
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HARRISON DENKI KK
Toshiba Lighting and Technology Corp
Original Assignee
HARRISON DENKI KK
Harison Denki Corp
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Publication date
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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a cold cathode electric-discharge lamp having a proper starting characteristic, by applying a mixture, wherein electron emissive material is mixed in fluorescent material, to the inner surface of a glass tube. CONSTITUTION: A coating 4, made of the mixture of fluorescent material and electron emissive material, is formed on the inner surface of a glass bulb 1. As the electron emissive material, αtype alumina, having a grain size of the mean grain size of the fluorescent material of 80-120%, can be used. When a rare gas in a bulb 1 is excited, the ultraviolet ray energy of radiated short wavelength, is converted into visible light by the fluorescent material contained in the coating 4 to make the bulb 1 luminous. An electron, made collision with the α type alumina out of electrons existing in the bulb 1, is emitted as a secondary electron into the bulb 1, thereby improving a starting characteristic.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、始動特性の良好な冷陰
極放電灯に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cold cathode discharge lamp having good starting characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】ワープロ、パソコン、OA機器、液晶テ
レビ等に使用される液晶表示装置の背面光源には、陰極
を加熱せずイオン衝撃による2次電子放出等で放電を起
こす冷陰極放電灯が主として使用されている。この冷陰
極放電灯は、図9及び図10に示すように両端に冷陰極
よりなる2個の電極2、2を封着したガラスバルブ1
と、粉末状の蛍光物質よりなる被膜及び水銀とから構成
されている。詳しくは、細径のガラスバルブ1の内部に
始動を容易にするための例えばアルゴンガス、クリプト
ンガス、キセノンガス等の希ガスを封入し、両端には一
対の電極2、2を封着し、ガラスバルブ1の両端は溶融
して、電極2、2に接続されている導入線3、3を端部
壁より機密に外部に導出している。ガラスバルブ1は冷
陰極放電灯の内部部品を大気から遮断し、内部電極は放
電の際の自由電子の供給源の働きをなす。
2. Description of the Related Art As a rear light source of a liquid crystal display device used for word processors, personal computers, office automation equipment, liquid crystal televisions, etc., a cold cathode discharge lamp which does not heat the cathode but discharges by secondary electron emission due to ion bombardment is used. Mainly used. As shown in FIGS. 9 and 10, this cold cathode discharge lamp has a glass bulb 1 in which two electrodes 2 and 2 made of cold cathode are sealed at both ends.
And a coating of a powdery fluorescent substance and mercury. Specifically, a rare gas such as argon gas, krypton gas, or xenon gas for facilitating the starting is enclosed in the thin glass bulb 1, and a pair of electrodes 2 and 2 are sealed at both ends. Both ends of the glass bulb 1 are melted, and lead-in wires 3 and 3 connected to the electrodes 2 and 2 are led out to the outside in a confidential manner from the end wall. The glass bulb 1 shuts off the internal components of the cold cathode discharge lamp from the atmosphere, and the internal electrodes act as a source of free electrons during discharge.

【0003】導入線3、3を介して外部回路より内部電
極2、2に電気エネルギーが与えられると内部電極2、
2より電子が放出される。この電子はガラスバルブ1内
の水銀原子と結合して紫外線を放射する。ガラスバルブ
1の内面全周に被膜形成された蛍光物質5は、短波長の
紫外線エネルギーを可視光に転換させる物質で、単独若
しくは数種の化学薬品の混合物である。現在は、主とし
て例えばイットリウム、リン、ストロチウム、カルシウ
ム等の酸化物質等より成る無機蛍光体が使用されてい
る。放射された紫外線は、蛍光物質により可視光線に転
換されて外部に放出され、冷陰極放電灯として例えば液
晶表示装置等の光源の作用をなすものである。
When electric energy is applied to the internal electrodes 2, 2 from the external circuit through the lead-in wires 3, 3, the internal electrodes 2,
Electrons are emitted from 2. The electrons combine with mercury atoms in the glass bulb 1 to emit ultraviolet rays. The fluorescent substance 5 formed on the entire circumference of the inner surface of the glass bulb 1 is a substance that converts short-wavelength ultraviolet energy into visible light, and is a single substance or a mixture of several kinds of chemicals. At present, inorganic phosphors mainly composed of oxides such as yttrium, phosphorus, strontium and calcium are used. The emitted ultraviolet rays are converted into visible rays by a fluorescent substance and emitted to the outside, and serve as a light source of, for example, a liquid crystal display device as a cold cathode discharge lamp.

【0004】このように、放電灯の始動性はガラスバル
ブ内に浮遊している電子と密接な関連があり、現在、始
動特性の良好な冷陰極放電灯を得るために次のような処
理がなされていた。即ち、第1に、真空蒸着技術によっ
て蛍光面を電子透過性アルミニウム薄膜で被膜すること
である。この処理は蛍光体電位を供給する加速電圧に保
つ働きをするばかりでなく、薄膜の無い場合には、ガラ
スバルブ内へ失われるであろう光の方向を反転する高反
射層の鏡効果を生じ、明度の向上という効果がある。第
2に、ガラスバルブの内面に酸化アルミニウムと酸化チ
タンの混合物を蛍光体層と二重構造を形成するように層
状に別々に塗着したり、又は酸化アルミニウムと酸化チ
タンを蛍光物質に混合してガラスバルブの内面に塗着す
ることである(例えば、特開平4−298956号公報
参照)。この処理は、所定波長域以下の可視光を吸収さ
せて所定の色を発光する放電灯を提供するという効果が
ある。第3に、放射同位元素を使用すること、第4に熱
陰極放電灯のように熱電子放射性物質を設けることが提
案されている。
As described above, the startability of the discharge lamp is closely related to the electrons floating in the glass bulb, and at present, the following treatment is performed to obtain a cold cathode discharge lamp having good starting characteristics. It was done. That is, firstly, the phosphor screen is coated with an electron-transparent aluminum thin film by the vacuum deposition technique. This treatment not only acts to keep the phosphor potential at the accelerating voltage that supplies it, but in the absence of a thin film it also creates the mirror effect of a highly reflective layer that reverses the direction of light that would be lost in the glass bulb. It has the effect of improving the brightness. Secondly, a mixture of aluminum oxide and titanium oxide is separately applied on the inner surface of the glass bulb in layers so as to form a double structure with the phosphor layer, or aluminum oxide and titanium oxide are mixed with the phosphor material. Coating on the inner surface of the glass bulb (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-298956). This treatment is effective in providing a discharge lamp that absorbs visible light in a predetermined wavelength range or shorter and emits a predetermined color. Thirdly, it has been proposed to use radioisotopes, and fourthly to provide a thermionic emissive material like a hot cathode discharge lamp.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の技術で述べたもののうち第1のものについては、冷陰
極放電灯を製造するにあたり、制作工程数が増え、結果
的に製造コストが高価になるという問題点がある。第2
のものについては、酸化アルミニウムや酸化チタンの粒
度、混合比が特定されておらず、本発明とは構成を異に
し、特定の波長域以下の可視光を吸収させて特定色の発
光をさせるという本発明とは別異の作用効果を有し、本
発明とは別異の発明である。第3のものについては、取
扱いに専門的知識を必要とし、電極構造が複雑で高価に
なるという問題点がある。第4のものについては、電極
構造が複雑となりコンパクトタイプの液晶表示装置には
不適当であると共に蛍光物質と熱電子放出性物質を塗り
分けるので製造工程数が増え、コスト高になるという問
題点があった。
However, the first of the above-mentioned prior arts requires an increased number of manufacturing steps in manufacturing a cold cathode discharge lamp, resulting in an increase in manufacturing cost. There is a problem. Second
For those, the particle size of aluminum oxide or titanium oxide, the mixing ratio is not specified, different from the present invention, it is said that the visible light of a specific wavelength range or less is absorbed to emit light of a specific color. It has an effect different from that of the present invention and is an invention different from the present invention. The third type has a problem that it requires specialized knowledge for handling and the electrode structure is complicated and expensive. The fourth type has a problem that the electrode structure is complicated and is not suitable for a compact type liquid crystal display device, and the fluorescent substance and the thermionic emission substance are separately applied, which increases the number of manufacturing steps and increases the cost. there were.

【0006】本発明は前記従来の欠点を除去するため
に、電子放出性物質を蛍光物質に混合したものをガラス
管の内面に塗着することで、始動特性の良い冷陰極放電
灯を提供しようとするものである。
In order to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, the present invention provides a cold cathode discharge lamp having good starting characteristics by coating a mixture of an electron emitting substance with a fluorescent substance on the inner surface of a glass tube. It is what

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、内面に蛍光体被膜を形成したガラスバルブ
に一対の内部電極を封着し、内部に希ガスを封入した冷
陰極放電灯において、前記蛍光体被膜が蛍光物質に電子
放出性物質を混合して形成されている。この電子放出性
物質はα型アルミナであって、その粒度が蛍光物質の平
均粒度の80〜120%になるように形成されている。
α型アルミナの混合率は蛍光物質に対して5〜20重量
%であることが好適である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a cold cathode discharge in which a pair of internal electrodes are sealed to a glass bulb having a phosphor coating formed on the inner surface and a rare gas is sealed inside. In the electric lamp, the phosphor coating is formed by mixing a fluorescent substance with an electron emitting substance. This electron-emitting substance is α-type alumina, and its particle size is 80 to 120% of the average particle size of the fluorescent substance.
The mixing ratio of α-alumina is preferably 5 to 20% by weight with respect to the fluorescent substance.

【0008】[0008]

【作用】本発明は、ガラスバルブの内面に形成した蛍光
物質と電子放出性物質との混合物による被膜の電子放出
作用により、始動性を向上せしめ、可視光の明度を高め
る作用をなす。
According to the present invention, the starting property is improved and the brightness of visible light is enhanced by the electron emission action of the coating film formed by the mixture of the fluorescent substance and the electron emission substance formed on the inner surface of the glass bulb.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図1〜図8を参照にして本発明の実施
例について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0010】図1及び図2において、ガラスバルブ1は
管径約3mm、肉厚0.4mmの密封された細長い直管
形状を形成している。ガラスバルブ1の両端部には冷陰
極からなる電極2、2を対設している。この電極2、2
は導入線3、3が接続され、ガラスバルブ1の端部壁を
気密に貫通して外部に導出している。ガラスバルブ1内
には水銀と希ガスが封入されている。
In FIGS. 1 and 2, the glass bulb 1 is in the form of a sealed elongated straight tube having a tube diameter of about 3 mm and a wall thickness of 0.4 mm. Electrodes 2 and 2 made of cold cathodes are provided opposite to each other at both ends of the glass bulb 1. This electrode 2, 2
Are connected to the lead-in wires 3 and 3 and extend through the end wall of the glass bulb 1 in an airtight manner to the outside. The glass bulb 1 is filled with mercury and a rare gas.

【0011】ガラスバルブ1の内面には蛍光物質と電子
放出性物質の混合物による被膜4を形成している。蛍光
物質は、既知の蛍光物質、例えばイットリウム、リン、
ストロンチウム、カルシウム等の酸化物等を使用する。
酸化アルミニウムのうち三方晶系鋼玉系のα型アルミナ
は、粉末状に形成されている蛍光物質の粒度に対して8
0〜120%の粒度であると共に、蛍光物質に対して5
〜20重量%混合されている。このα型アルミナの粒度
は実験上得られたものである。例えば、α型アルミナの
粒度が蛍光物質の粒度に対して80%未満の場合、蛍光
物質とα型アルミナが拡散しにくく塗着むらが生じると
共に蛍光体間にα型アルミナが入り込み、放電空間に露
出しにくくなり、始動特性に変化が殆どない。α型アル
ミナの粒度が蛍光物質に対して120%以上の場合、蛍
光物質とα型アルミナが拡散しにくく塗着むらが生じ
る。蛍光物質とα型アルミナの不均一な塗着により光学
的なむらが生じ、場合によっては蛍光物質がガラスバル
ブ1の内面より剥離することがある。又、α型アルミナ
の含有率も図3〜図8に示されるように、実験的に最適
な値が導かれた。
A coating 4 made of a mixture of a fluorescent substance and an electron emitting substance is formed on the inner surface of the glass bulb 1. The fluorescent substance is a known fluorescent substance, for example, yttrium, phosphorus,
Oxides such as strontium and calcium are used.
Among aluminum oxides, trigonal corundum-type α-type alumina is 8 times the particle size of the fluorescent material formed in powder form.
The particle size is 0 to 120%, and 5 for the fluorescent material.
~ 20 wt% mixed. The particle size of this α-type alumina is experimentally obtained. For example, when the particle size of the α-type alumina is less than 80% of the particle size of the fluorescent substance, the fluorescent substance and the α-type alumina are less likely to diffuse and uneven coating occurs, and the α-type alumina enters between the fluorescent substances, resulting in discharge space. It becomes difficult to expose and there is almost no change in the starting characteristics. When the particle size of α-type alumina is 120% or more of the fluorescent substance, the fluorescent substance and α-type alumina are less likely to diffuse, resulting in uneven coating. The uneven coating of the fluorescent substance and α-alumina causes optical unevenness, and in some cases, the fluorescent substance may peel off from the inner surface of the glass bulb 1. The optimum value of the α-alumina content was experimentally derived as shown in FIGS. 3 to 8.

【0012】次に、本実施例の作用について説明する。
冷陰極放電灯を導入線3、3を介して外部回路(図示せ
ず)に電気的に接続し、外部電極(図示せず)より電力
を供給すると、陰極より自由電子がガラスバルブ1内に
供給される。ガラスバルブ1内の希ガスが励起され、紫
外線を放射する。ガラスバルブ1内には希ガスと共に微
量の水銀を封入してもよい。放射された短波長の紫外線
エネルギーは、被膜4に含有されている蛍光物質により
可視光に転換されてガラスバルブ1を発光させる。ガラ
スバルブ1内に存在する電子のうち、α型アルミナに衝
突した電子は、電子の有するエネルギーを受けてα型ア
ルミナ中の自由電子が2次電子としてガラスバルブ1内
に放出され、蛍光物質に衝突した電子は、蛍光物質の導
電率の低さを理由にα型アルミナがその電子の有するエ
ネルギーを受けて2次電子として自由電子をガラスバル
ブ1内に放出して始動特性を向上させる。
Next, the operation of this embodiment will be described.
When the cold cathode discharge lamp is electrically connected to an external circuit (not shown) through the lead-in wires 3 and 3, and electric power is supplied from an external electrode (not shown), free electrons from the cathode enter the glass bulb 1. Supplied. The rare gas in the glass bulb 1 is excited and emits ultraviolet rays. A small amount of mercury may be enclosed in the glass bulb 1 together with the rare gas. The radiated short-wavelength ultraviolet energy is converted into visible light by the fluorescent substance contained in the coating film 4 to cause the glass bulb 1 to emit light. Among the electrons existing in the glass bulb 1, the electrons that have collided with the α-type alumina receive the energy of the electrons, and the free electrons in the α-type alumina are emitted as secondary electrons into the glass bulb 1 to become fluorescent substances. The electrons that have collided receive the energy of the α-alumina due to the low conductivity of the fluorescent material and release free electrons into the glass bulb 1 as secondary electrons to improve the starting characteristics.

【0013】尚、本実施例においては直管形の冷陰極放
電灯を例に説明したが、ガラスバルブの内面に蛍光物質
と電子放出性物質の混合物による被膜を形成するもので
あれば形状は問わず、U字形、W字形、L字形、環状等
の全ての形状の蛍光ランプに適用できる。
In the present embodiment, a straight tube type cold cathode discharge lamp has been described as an example, but the shape is not limited as long as it forms a coating film of a mixture of a fluorescent substance and an electron emitting substance on the inner surface of the glass bulb. Regardless, it can be applied to all types of fluorescent lamps such as U-shaped, W-shaped, L-shaped, and annular.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上説明したように本発明は蛍光物質
に、この蛍光物質の平均粒度に対して80〜120%の
粒度のα型アルミナを5〜20重量%混合した物質をガ
ラスバルブの内面に被膜として形成したので、始動特性
が向上するという効果がある。
As described above, according to the present invention, the fluorescent substance is mixed with 5 to 20% by weight of α-alumina having a grain size of 80 to 120% with respect to the average grain size of the fluorescent substance. Since it is formed as a film on, the starting characteristic is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明冷陰極放電灯の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a cold cathode discharge lamp of the present invention.

【図2】図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】ガラスバルブ内面に蛍光物質のみより成る被膜
を形成した冷陰極放電灯の、完全暗黒放置240時間後
0ルクスにて点灯した放電遅れ時間の分布図である。
FIG. 3 is a distribution diagram of a discharge delay time of a cold cathode discharge lamp in which a coating made of only a fluorescent material is formed on the inner surface of a glass bulb, which is turned on at 0 lux after 240 hours of complete darkness.

【図4】ガラスバルブ内面に蛍光物質に対し4重量%の
α型アルミナを混合した物質より成る被膜を形成した冷
陰極放電灯の、完全暗黒放置240時間後0ルクスにて
点灯した放電遅れ時間の分布図である。
FIG. 4 is a discharge delay time of a cold cathode discharge lamp in which a coating film made of a material in which 4% by weight of α-alumina is mixed with a fluorescent material is formed on the inner surface of a glass bulb, and the lamp is lit at 0 lux after 240 hours of complete darkness FIG.

【図5】ガラスバルブ内面に蛍光物質に対し5重量%の
α型アルミナを混合した物質より成る被膜を形成した冷
陰極放電灯の、完全暗黒放置240時間後0ルクスにて
点灯した放電遅れ時間の分布図である。
FIG. 5: Discharge delay time of a cold cathode discharge lamp in which a coating made of a material in which 5% by weight of α-alumina is mixed with a fluorescent material is formed on the inner surface of a glass bulb, and the lamp is lit at 0 lux after 240 hours of complete darkness. FIG.

【図6】ガラスバルブ内面に蛍光物質に対し10重量%
のα型アルミナを混合した物質より成る被膜を形成した
冷陰極放電灯の、完全暗黒放置240時間後0ルクスに
て点灯した放電遅れ時間の分布図である。
FIG. 6 10% by weight of the fluorescent substance on the inner surface of the glass bulb
FIG. 3 is a distribution diagram of discharge delay time of a cold cathode discharge lamp having a coating formed of a substance mixed with α-alumina, which was turned on at 0 lux after 240 hours of complete darkness.

【図7】ガラスバルブ内面に蛍光物質に対し20重量%
のα型アルミナを混合した物質より成る被膜を形成した
冷陰極放電灯の、完全暗黒放置240時間後0ルクスに
て点灯した放電遅れ時間の分布図である。
FIG. 7: 20% by weight of fluorescent substance on the inner surface of the glass bulb
FIG. 3 is a distribution diagram of discharge delay time of a cold cathode discharge lamp having a coating formed of a substance mixed with α-alumina, which was turned on at 0 lux after 240 hours of complete darkness.

【図8】被膜中のα型アルミナの含有率とランプ光束相
対値の関係を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the content of α-alumina in the coating and the relative value of the lamp luminous flux.

【図9】従来例を示す冷陰極放電灯の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of a cold cathode discharge lamp showing a conventional example.

【図10】図9のB−B線断面図である。10 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ガラスバルブ 2 電極 4 被膜 1 glass bulb 2 electrode 4 coating

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内面に蛍光体被膜4を形成したガラスバ
ルブ1に一対の内部電極2,2を封着し、内部に希ガス
を封入した冷陰極放電灯において、前記蛍光体被膜4が
蛍光物質に電子放出性物質を混合したものであることを
特徴とする冷陰極放電灯。
1. A cold cathode discharge lamp in which a pair of internal electrodes 2, 2 are sealed in a glass bulb 1 having a phosphor coating 4 formed on the inner surface thereof, and a rare gas is sealed in the interior, wherein the phosphor coating 4 is fluorescent. A cold cathode discharge lamp, which is a mixture of a substance and an electron emitting substance.
【請求項2】 請求項1記載の電子放出性物質がα型ア
ルミナであり、このα型アルミナの粒度が蛍光物質の平
均粒度の80〜120%であることを特徴とする請求項
1記載の冷陰極放電灯。
2. The electron-emitting substance according to claim 1 is α-type alumina, and the particle size of this α-type alumina is 80 to 120% of the average particle size of the fluorescent substance. Cold cathode discharge lamp.
【請求項3】 α型アルミナの混合率が蛍光物質に対し
て5〜20重量%であることを特徴とする請求項1又は
2記載の冷陰極放電灯。
3. The cold cathode discharge lamp according to claim 1, wherein the mixing ratio of α-alumina is 5 to 20% by weight with respect to the fluorescent substance.
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