公开了适用于冷阴极灯的阴极（１１；２０；３０）的若干实施方案，该阴极的表面至少局部涂覆吸气材料（１５；２６；３１）层，该吸气材料层可以降低阴极的功函数值从而降低灯的功耗。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及适用于冷阴极灯的阴极，该阴极具有一体化的吸气剂并具有降低的功函数值，这可以减少其中利用该阴极的灯的功耗。冷阴极灯是一种放电灯。放电灯是所有那些在气体装置中放电从而产生发光的灯。通过在位于灯相对端的两个电极(称为阴极)上施加电位差引发和维持放电。放电灯的家族还包括所谓的热阴极灯，但优选冷阴极灯，因为它们的耐用时间显著更长(工作时间为40000-50000小时，而热阴极灯为12000-15000小时)。冷阴极灯的阴极可以是金属条或完整金属圆柱的形状。然而优选的几何形状是空心形状在该情形中阴极具有空心圆柱的形状，在面对放电区的一端敞开，而在相反一端封闭。在本领域内众所周知，空心阴极相对于其它形状阴极的首要优点是灯运行所需的电位差较低(约5-10％)；另一个优点是阴极“溅射”现象的强度较低，这种现象指可沉积到邻近表面上的阴极材料原子或离子的发射，其中沉积到灯的玻璃壁，会减少灯的光输出。空心阴极特别适合用于微型灯，例如用于液晶显示器(通常称为LCD)的背光源。专利US 4,437,038和US 4,885,504和日本专利申请公开2000-133201中公开了具有空心阴极的灯的实例。当打开冷阴极灯时，由于电场作用发生第一次电子发射，如果该电场足够高，则能够从形成阴极的材料中提取电子；为点亮阴极灯施加到空心阴极灯电极上的电位差的典型值为数千伏特(V)量级，例如约1000V至2000V；本领域中将这个点亮电压称为“启动电压”。当放电开始时(通常在不到1秒钟之后)，阴极变热同时热离子效应引起发射。灯工作时，将施加至阴极上的电位差调节到数百伏特的值，例如约300至600V。任何情况下，灯的功耗与从阴极材料中提取电子所需的能量值有关，点亮阶段和放电形成以后都是如此；这个能量值被称为“功函数”，在文献中以希腊字母Ф表示，并且是每一种材料的典型值(尽管它可能根据某些参数而变化例如电子发射的晶面，或发射表面的玷污状态)。最终，灯的功耗直接取决于其阴极的功函数。冷阴极灯的阴极可以由金属制成例如铌和钽，然而这两种金属均过于昂贵不适合实际使用；功函数值约为4.2至4.6电子伏特(eV)的钨；功函数值约为4.7至5.3eV的镍；或更常用的钼，它具有约4.4至4.9eV的功函数值。在空心阴极的情形中，特别是小尺寸阴极的情形中，使用的金属应当具有良好的机械延展性钨基本上不适合用作这些阴极，尽管钼具有工业应用，但是由于加工困难，由这种金属制成的阴极相当昂贵。尽管镍具有功函数值相对较高的缺点，由于它具有良好的延展性和低成本，因此优选镍。灯制造商一直要求降低灯和灯设备的功耗，不但固定设备中的应用如此，通过能量储备有限的电池或蓄电池提供能量的便携应用更是如此。例如在便携计算机的情形中，显示屏通常是通过一个或两个直径为数毫米的线形冷阴极荧光灯在背后照亮的LCD型显示器；该屏幕的发光较多地消耗计算机的蓄电池，这限制了使用时间。其它用途的LCD屏幕(例如家用电视屏幕)可以包含四到十个荧光灯。为了降低阴极的功函数，进而降低灯的功耗，已知方法是在该阴极的表面上沉积功函数低于下层金属的发射材料。冷阴极灯制造商的另一个需要是确保其中发生放电的气氛的组成恒定。实际上，一些杂质会改变灯的工作性质例如，氧会夺取荧光灯工作必需的汞，而氢可能改变放电的电参数，特别是会提高启动电压。为此目的，已知方法是向灯的内部加入吸气材料，这种材料能够化学束缚发生放电的气体中的杂质。广泛用于这种目的的吸气材料是，例如专利US 3,203,901中公开的锆-铝合金；专利US 4,306,887中公开的锆-铁合金；专利US 4,312,669中公开的锆-钒-铁合金；和专利US 5,961,750中公开的锆-钴-混合稀土的合金(混合稀土，下文中也用MM表示，是可能加入钇和/或镧的稀土金属的混合物)。尽管在一些情形中简单地以吸气材料粉体形成的球粒形式向灯中引入吸气剂，但是更优选以装置的形式引入，其中吸气材料位于容器中或金属支架之上，并且所述装置被固定在所述灯的任何组件上原因在于未固定的吸气剂通常不在灯的受热区域因此其吸气功效降低，此外它可能干扰光发射。专利US 5,825,127中公开了一个灯用吸气装置的实例。例如，可以将该吸气装置固定(通常使用焊点)在阴极载体(support)上，而在一些情形中，向灯中加入专用载体总之，任何情形中灯的制造过程需要额外的步骤。此外，在微型灯的情形中，例如用于背光LCD的微型灯，难以在灯内部适当地安置吸气装置，而且该装置的组装操作可能引起极大的困难。以本申请者名义的国际专利申请WO 03/044827公开了一种空心阴极，其中将吸气材料直接沉积在阴极本身表面的一些区域上；根据该国际申请的教导，吸气材料可以选自钛、钒、钇、锆、铌、铪和钽，或选自基于锆或钛与选自过渡金属和铝的一种或多种元素的合金。欧洲专利申请EP-A-0675520公开了一种内部局部涂覆铝和锆的粉体组成的沉积物的空心阴极，前一种金属的作用是降低阴极功函数而第二种金属的作用是作为杂质的吸气剂。在包含所述材料的浆料中对构成阴极结构的金属圆柱进行局部浸渍形成该沉积物，其中该浆料的悬浮介质由水-丙酮的混合物形成并且包含粘结剂。根据该文献的教导，只对阴极的内侧进行涂覆，以避免(如果它甚至出现在外表面上)将出现在外表面上的发射混合物材料的溅射。此外，由于相同的原因，优选避免阴极末端转向灯内部的圆柱表面所对应的阴极内部区域存在发射沉积物。然而，通过这种方法形成的沉积物的问题是粉体的损失不可忽略，这会引起阴极的功能随时间而降低。本专利技术的目的是提供上述问题的解决办法。特别地，本专利技术的目的是提供至少局部镀覆有单一材料沉积物的阴极，该材料可以降低包含该阴极的灯的功耗并且可集成有吸气功能。使用至少局部涂覆吸气材料的适用于冷阴极灯的阴极实现了这个目的，其中该阴极包含至少部分涂覆吸气材料层的含金属(metallicbearing)的部件，其特征在于所述吸气材料选自包含锆、钴和选自钇、镧或稀土元素的一种或多种成分的合金，在重量百分比组成的三元系状态图(ternary diagram)中，它们位于由以下点限定的多边形内a)Zr 81％-Co 9％-A 10％b)Zr 68％-Co 22％-A 10％c)Zr 74％-Co 24％-A 2％d)Zr 88％-Co 10％-A 2％其中A是选自钇、镧、稀土金属的元素或它们的混合物；由钇和铝组成的包含至少70wt％钇的合金；且由钇和钒组成的包含至少70wt％钇的合金。下面参照附图进一步对本专利技术进行详述，其中附图说明图1是其中存在本专利技术阴极的灯的末端的剖开视图。图2和图3是依照本专利技术一个优选实施方案的两个阴极的截面视图。图4和图5是表现依照本专利技术的两个阴极的吸气特性的曲线图。本专利技术者发现至少局部涂覆如上述配制的吸气材料的阴极，除在阴极上结合吸气功能以外，还通过降低阴极本身的功函数实现了降低电子发射所需能量的作用。可以有利地在任何形状的阴极上实现依照本专利技术的吸气材料的沉积，例如条形，完整(full)或空心的圆柱形的阴极。图1显示了包含阴极11的灯10末端的剖开图；它给出了阴极为简单金属条12的情形的例子，该金属条通过使穿过灯的玻璃底壁14的金属丝13变细得到。本文档来自技高网...
【技术保护点】
具有一体化的吸气剂并具有减小功函数值的适用于冷阴极灯的阴极（１１；２０；３０），该阴极包含至少部分涂覆有吸气材料层（１５；２６；３１）的含金属的部件（１２；２１；２２；３２），其特征在于所述吸气材料选自： －包含锆、钴和选自钇、镧或稀土元素的一种或多种成分的合金，在重量百分比组成的三元系状态图中，它们位于由以下点限定的多边形内： ａ）Ｚｒ ８１％－Ｃｏ ９％－Ａ １０％ ｂ）Ｚｒ ６８％－Ｃｏ ２２％－Ａ １０％ ｃ）Ｚｒ ７４％－Ｃｏ ２４％－Ａ ２％ ｄ）Ｚｒ ８８％－Ｃｏ １０％－Ａ ２％ 其中Ａ是选自钇、镧、稀土金属的元素或它们的混合物； －由钇和铝组成的包含至少７０ｗｔ％钇的合金；且 －由钇和钒组成的包含至少７０ｗｔ％钇的合金。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】IT 2003-11-14 MI2003A0022081.具有一体化的吸气剂并具有减小功函数值的适用于冷阴极灯的阴极(11；20；30)，该阴极包含至少部分涂覆有吸气材料层(15；26；31)的含金属的部件(12；21；22；32)，其特征在于所述吸气材料选自-包含锆、钴和选自钇、镧或稀土元素的一种或多种成分的合金，在重量百分比组成的三元系状态图中，它们位于由以下点限定的多边形内a)Zr 81％-Co 9％-A 10％b)Zr 68％-Co 22％-A 10％c)Zr 74％-Co 24％-A 2％d)Zr 88％-Co 10％-A 2％其中A是选自钇、镧、稀土金属的元素或它们的混合物；-由钇和铝组成的包含至少70wt％钇的合金；且-由钇和钒组成的包含至少70wt％钇的合...
【专利技术属性】
技术研发人员：A科拉扎，V马萨罗，
申请(专利权)人：工程吸气公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]
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