放电灯制造技术

提供一种放电灯，在该放电灯中，将二次电子发射效率较高且溅射率比较低的金刚石用作冷阴极。该放电灯包括：用放电气体填充的外壳、在外壳的内表面上设置的荧光膜和使得外壳内发生放电的一对电极。在各电极的表面上设置金刚石构件，并且，放电气体中包含比率不少于０．００２％且不多于１２．５％的氧气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用作发光器或液晶显示器的背光的放电灯。更具体地，本专利技术涉及使用热阴极或冷阴极的放电灯。
技术介绍
放电灯占当前分布的发光光源的约一半，并且放电灯对于工业和日常生活十分重要。放电灯的基本结构包括填充了稀有气体和少量汞并具有由磷光体涂敷的内表面的放电管、和设置在放电管的两端以互相对置的阴极。当在阴极之间施加电压时，从阴极发射电子并产生放电。汞原子从电子或受激稀有气体原子的撞击中得到能量，由此辐射紫外光。辐射的紫外光激发磷光体以产生可见光。发光颜色例如为白色、白昼光平均色或蓝色根据磷光体的种类而变化。一般将放电灯分为使用热阴极的放电灯和使用冷阴极的放电灯。热阴极由用称为“发射体”的电子发射物质涂敷的盘绕灯丝构成。在使用热阴极的放电灯中，当放电灯通过放电电流时，灯丝的温度达到1000度以上，使得部分在灯丝上涂敷的发射体蒸发。另外，通过离子的碰撞或电子的碰撞，溅射并消耗在灯丝上涂敷的发射体。作为蒸发或溅射的结果，发射体扩散进入放电管。扩散的发射体粘附在放电管的内表面上并与汞发生反应，由此形成汞合金并变黑。这种现象不仅有损放电灯的外观，而且减少放电灯的发光量。作为谋求防止发射体的消耗的放电灯，例如，已知有将金刚石粒子用作发射体的热阴极放电灯(参见日本专利申请公开No.H10-69868和No.2000-106130)。由于金刚石的电子发射效率和溅射抗力较高，因此可以确保使用金刚石粒子的放电灯具有较高的发光效率和较长的寿命。例如，为了在各灯丝上涂敷或附着金刚石粒子，在金刚石粒子和有机溶剂的溶液混合物中浸渍并超声波清洗构成灯丝的电极材料。并且，通过将氢气引入放电灯中，由此降低金刚石粒子的溅射频率并提高放电灯的发光效率。但是，本专利技术的专利技术人的研究表明，当长时间用灯时，即使将金刚石用作发射体的放电灯也不可避免地会降低发光效率。同时，冷阴极放电灯是这样一种结构，即，在放电管内配置相互对置的一对冷阴极，并在放电管内填充稀有气体和微量的汞。在构成称为“冷阴极放电灯”的冷阴极放电灯时，使得在放电管的外部设置电极。换句话说，在冷阴极放电灯中，阴极不与放电表面接触。与热阴极放电灯相比，冷阴极放电灯具有下列特性灯丝发生破坏的可能性较低，发射体的消耗较低，且寿命较长。但是，冷阴极放电灯的缺点在于，发光效率比热阴极放电灯低。已知有将金刚石粒子用作发射体以提高发光效率的冷阴极放电灯(参见日本专利申请公开No.2002-298777和No.2003-132850)。但是，本专利技术的专利技术人的研究表明，与热阴极放电灯相似，当长时间用灯时，即使将金刚石用作发射体的冷阴极放电灯也不可避免地会降低发光效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是至少解决常规技术中的问题。根据本专利技术的一个方面的放电灯包括用放电气体填充的外壳；在外壳的内表面上设置的荧光膜；在外壳内设置并导致在外壳内产生放电的电极；在各电极的表面上设置的金刚石构件。在该放电灯中，放电气体中所含的氧气的比率不低于0.002％且不高于12.5％。根据本专利技术的另一方面的放电灯包括用放电气体填充的外壳；在外壳的内表面上设置的荧光膜；在外壳的外表面上设置并导致在外壳内产生放电的电极；在外壳的内表面上设置以与各电极对置的金刚石构件。在该放电灯中，放电气体中所含的氧气的比率不低于0.002％且不高于12.5％。根据本专利技术的又一方面的放电灯包括用放电气体填充的外壳；在外壳的内表面上设置的荧光膜；在外壳内设置并导致在外壳内产生放电的电极；在各电极的表面上设置的金刚石构件；包含吸氢合金并在外壳内设置的构件。根据本专利技术的另一方面的放电灯包括用放电气体填充的外壳；在外壳的内表面上设置的荧光膜；在外壳的外表面上设置并导致在外壳内产生放电的电极；在外壳的内表面上设置以与各电极对置的金刚石构件；包含吸氢合金并在外壳内设置的构件。当结合附图进行阅读时，通过本专利技术的下述详细说明，本专利技术的其它目的、特征和优点得以具体阐明或变得更加明显。附图说明图1是根据本专利技术的第一实施例，在放电管中填充有氧气的冷阴极放电灯的断面图；图2是在放电管中填充的氧气的分压与放电启动电压之间的关系的特性图；图3是形成金刚石膜的微波等离子化学汽相淀积(CVD)系统的示意图；图4是根据本专利技术的第二实施例，在放电管中填充有氧气的外部电极放电灯的断面图；图5A和5B是根据本专利技术的第三实施例，在放电管中填充有氧气的热阴极放电灯的断面图；图6A和6B是根据本专利技术的第四实施例，包含吸氢合金的热阴极放电灯的断面图；图7是根据本专利技术的第五实施例，包含吸氢合金的热阴极放电灯的断面图；图8是根据本专利技术的第六实施例，包含吸氢合金的冷阴极放电灯的断面图； 图9是根据本专利技术的第七实施例，包含吸氢合金的冷阴极放电灯的断面图；图10是根据本专利技术的第八实施例，放电灯中的用n型掺杂物掺杂的金刚石的能带图；图11是根据本专利技术的第九实施例，放电灯中的阴极的断面图；图12是根据本专利技术的第十实施例，放电灯中的阴极的断面图；图13是根据本专利技术的第十一实施例，包含吸氢合金的外部电极放电灯的断面图。具体实施例方式下面，参照附图详细说明本专利技术的示例性的实施例。图1是根据本专利技术的第一实施例，在放电管中填充有氧气的冷阴极放电灯的断面图。如图1所示，分别在玻璃管1的内部的两端设置一对电极(冷阴极)12a和12b。电极12a和12b分别包含包含钨(W)或钼(Mo)的阴极支撑构件15a和15b、以及在阴极支撑构件15a和15b的表面上形成的金刚石膜14a和14b。阴极支撑构件15a和15b分别通过引线16a和16b与外部电源连接。在玻璃管1中填充放电气体。以60百帕的压力在玻璃管1中填充作为放电气体的稀有气体(例如，Ar、Ne或Xe)或稀有气体Ar、Ne和Xe的混合气体与氢气，以促进放电。氢气的分压对总压的比率为1％。并且，在玻璃管1中填充若干毫克的微量的汞。根据第一实施例，进一步以1％的分压比在玻璃管1中填充微量的氧气11。在该放电灯中，通过与外部电源连接的引线16a和16b，在电极12a和12b之间施加诸如500伏特的高电压。一般在电极12a和12b之间施加交流电压。当电极12a和12b之一作为发射体(阴极)时，另一电极作为阳极。在施加电压前，玻璃管1的内部处于绝缘状态。当在电极12a和12b之间施加电压时，保留在玻璃管1中的电子受到向阳极的吸引力，并快速移动，与稀有气体或稀有气体的混合气体的原子发生碰撞，由此产生新的电子和稀有气体离子。通过重复这种碰撞，离子13a得以增殖，并且增殖的离子13a入射到电极(阴极)12a(或12b)上。结果，从金刚石膜14a(或14b)上发射二次电子17，从而开始放电。二次电子17也与稀有气体或稀有气体的混合气体的原子发生碰撞。碰撞的原子转变为阳离子13a并入射到电极(阴极)12a(或12b)上。离子13a的入射导致从金刚石膜14a(或14b)再发射二次电子17，由此保持放电电流。保持放电电流所需的电压(以下称为“放电保持电压”)低于启动放出电流所需的电压(以下称为“放电启动电压”)。由于使用了二次电子发射效率较高的金刚石，所以根据本实施例的放电灯的放电启动电压和放电保持电压都远低于使用镍(Ni)等的金属作为冷阴极的常规放电灯。另外，由于在金刚石膜14a和1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种放电灯，该放电灯包括：用放电气体填充的外壳；在外壳的内表面上设置的荧光膜；在外壳内设置并使得外壳内发生放电的电极；以及在各电极的表面上设置的金刚石构件，其中，放电气体中包含比率不少于０．００２％且不多于１２．５％的氧气。

【技术特征摘要】
JP 2003-9-29 338566/2003;JP 2003-7-25 202124/20031.一种放电灯，该放电灯包括用放电气体填充的外壳；在外壳的内表面上设置的荧光膜；在外壳内设置并使得外壳内发生放电的电极；以及在各电极的表面上设置的金刚石构件，其中，放电气体中包含比率不少于0.002％且不多于12.5％的氧气。2.根据权利要求1的放电灯，其特征在于，氧气抑制在金刚石构件的表面上粘附包含非金刚石成分的碳层。3.根据权利要求1的放电灯，其特征在于，金刚石构件是覆盖各电极的至少部分表面的金刚石膜。4.根据权利要求1的放电灯，其特征在于，金刚石构件包括含有施主杂质的金刚石。5.根据权利要求1的放电灯，其特征在于，放电气体包含主发光峰值不大于200纳米的元素。6.根据权利要求1的放电灯，其特征在于，放电气体包含稀有气体和汞。7.根据权利要求1的放电灯，其特征在于，放电气体包含氙。8.根据权利要求1的放电灯，其特征在于，放电气体包含氢气。9.一种放电灯，该放电灯包括用放电气体填充的外壳；在外壳的内表面上设置的荧光膜；在外壳的外表面上设置并使得外壳内发生放电的电极；以及在外壳的内表面上与各电极对置地设置的金刚石构件，其中，放电气体中包含比率不少于0.002％且不多于12.5％的氧气。10.根据权利要求9的放电灯，其特征在于，金刚石构件是覆盖各电极的至少部分表面的金刚...

【专利技术属性】
技术研发人员：小野富男，佐久间尚志，酒井忠司，铃木真理子，吉田博昭，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]