專利名稱：具有改良電極的冷陰極熒光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷陰極熒光燈，特別涉及冷陰極熒光燈的電極改良。
背景技術(shù)：
近年來，隨著液晶面板的大型化、高亮度化，在其光源即冷陰極熒光燈的電極上利用使用高熔點(diǎn)燒結(jié)金屬的杯狀電極。具體來說，利用如下杯狀電極使用與鎳(Ni)相比功函數(shù)小、具有良好耐濺射特性的鉬(Mo)或鈮(Nb)等，作為高熔點(diǎn)燒結(jié)金屬的介質(zhì)材料(例如，參照特開2002-358992號(hào)公報(bào))。
但是，在使用了上述高熔點(diǎn)燒結(jié)金屬的電極中，除具有功函數(shù)小、具有良好耐濺射特性的優(yōu)點(diǎn)之外，另一方面還存在下述問題。即，需要在冷陰極熒光燈的電極上焊接用于對(duì)其施加電壓的導(dǎo)線。但是，電極由高熔點(diǎn)燒結(jié)金屬構(gòu)成的情況下，將導(dǎo)線的一端焊接到電極上時(shí)，電極如果不是在非常高的溫度下就不能得到足夠的連接強(qiáng)度。并且，利用以科瓦鐵鎳鈷合金(コバ一ル)覆蓋銅或銅合金的線材外側(cè)的導(dǎo)線的情況下，焊接到電極上時(shí)，由于加到導(dǎo)線上的熱使內(nèi)部的銅過熱，會(huì)冒出到外部。因此在特開2003-187740號(hào)公報(bào)中公開了一種技術(shù)，通過在焊接到電極上的導(dǎo)線的前端部設(shè)置比電極材料熔點(diǎn)低的鎳層，降低焊接溫度。
在使用由鉬(Mo)或鈮(Nb)等構(gòu)成的高熔點(diǎn)燒結(jié)金屬的電極上，除上述問題之外，還有封入玻璃管時(shí)電極表面氧化的其它問題。具體來說，在冷陰極熒光燈的制造工序中，在玻璃管端部設(shè)置電極后，利用密封玻璃(bead glass，球玻璃)將該玻璃管的端部密封。但是，熔融球玻璃時(shí)的熱會(huì)傳到電極上，由于該熱而使電極表面氧化。并且鉬(Mo)或鈮(Nb)等高熔點(diǎn)燒結(jié)金屬具有一旦氧化便很難還原的性質(zhì)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是同時(shí)解決導(dǎo)線焊接時(shí)的過熱產(chǎn)生的上述問題和封入玻璃管時(shí)的表面氧化兩個(gè)問題。
本發(fā)明的冷陰極熒光燈具有在內(nèi)壁面形成有熒光體層的玻璃管。玻璃管的內(nèi)部空間被密封，在該內(nèi)部空間內(nèi)至少封有稀有氣體。導(dǎo)線從玻璃管的外部貫通玻璃管，并在玻璃管的內(nèi)部空間延伸。筒狀電極與導(dǎo)線的一端連接，被設(shè)置在玻璃管的內(nèi)部空間內(nèi)。筒狀電極的內(nèi)表面和外表面分別由第一和第二金屬層形成。第一金屬層和第二金屬層之間設(shè)置燒結(jié)金屬層。電極導(dǎo)線與構(gòu)成筒狀電極的外表面的第二金屬層連接。形成第二金屬層的金屬比形成燒結(jié)金屬層的燒結(jié)金屬熔點(diǎn)低，并且形成第一金屬層和第二金屬層的金屬比燒結(jié)金屬容易還原。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，利用第一金屬層和第二金屬層來避免將筒狀電極封入玻璃管時(shí)燒結(jié)金屬層的表面氧化，其后還原這些金屬層的氧化。另外，導(dǎo)線被焊接到由比燒結(jié)金屬熔點(diǎn)低的金屬構(gòu)成的第二金屬層上，因此與直接將導(dǎo)線焊接到燒結(jié)金屬層相比，即使焊接溫度低，也能夠使筒狀電極和導(dǎo)線足夠牢固地連接。
這樣，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能夠產(chǎn)生功函數(shù)小、具有良好耐濺射特性的燒結(jié)金屬制的電極的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)能夠解決將電極封入玻璃管內(nèi)時(shí)的表面氧化和導(dǎo)線連接時(shí)的過熱引起的諸多問題。
通過對(duì)下面關(guān)于圖解本發(fā)明的附圖的描述即可明確上述及其他內(nèi)容、特征和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是表示本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的冷陰極熒光燈的示意剖面圖。
圖2是圖1所示冷陰極熒光燈的電極單元的放大透視圖。
圖3是圖1所示冷陰極熒光燈的電極單元的放大剖面圖。
圖4是表示其它實(shí)施例的電極單元的放大剖面圖。
圖5A～E是表示圖4的電極單元的導(dǎo)線的制造工序的一例的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1所示本實(shí)施例的冷陰極熒光燈1中，由硼、硅酸玻璃形成的玻璃管2的長(zhǎng)度方向兩端由密封玻璃(球玻璃3)密封。當(dāng)然，玻璃管2的材料也可以是鉛玻璃、鈉玻璃、低鉛玻璃等。玻璃管2的外徑在1.5mm～6.0mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選的是在1.5mm～3.0mm的范圍內(nèi)。
玻璃管2的內(nèi)壁面4上設(shè)置有大致貫穿其全長(zhǎng)的熒光體層15。構(gòu)成熒光體層15的熒光體，可以按照冷陰極熒光燈1的目的或用途，從鹵磷酸鹽磷光體或稀土類熒光體等現(xiàn)有或新熒光體中適當(dāng)選擇以供使用。另外，熒光體層15也可以由2種以上熒光體構(gòu)成。
玻璃管2中，由內(nèi)壁面4包圍的內(nèi)部空間5中，僅封入預(yù)定量的氬、氙、氖等稀有氣體及水銀，對(duì)內(nèi)部壓力進(jìn)行減壓，變成大氣壓的數(shù)十分之一左右。
在玻璃管2的長(zhǎng)度方向兩端分別設(shè)置一對(duì)電極單元6。各電極單元6由筒狀電極7和與該筒狀電極底面8相連接的導(dǎo)線9構(gòu)成。各電極單元6具有的筒狀電極7，被設(shè)置在比玻璃管2的內(nèi)部空間5的長(zhǎng)度方向端部稍靠?jī)?nèi)側(cè)的位置上。各導(dǎo)線9一端被焊接在對(duì)應(yīng)的筒狀電極7的底面8上，另一端貫通球玻璃3并被引出到玻璃管2的外部。以上是本實(shí)施例的冷陰極熒光燈1的結(jié)構(gòu)的概要。
其次，參照?qǐng)D2和圖3對(duì)各電極單元6進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
如圖2、3所示，構(gòu)成電極單元6的筒狀電極7，在長(zhǎng)度方向的一端具有開口部10，另一端是將金屬板沖壓成形為由底11封閉的圓筒狀(杯狀)的形狀而形成的。導(dǎo)線9一端的端面12被焊接到筒狀電極7的底面8上。因此，兩個(gè)圓筒狀電極7被設(shè)置為開口部10相向(參照?qǐng)D1)。
筒狀電極7的材料的金屬板，具有在由鎳或鎳合金構(gòu)成的2層金屬層之間層積由鉬構(gòu)成的燒結(jié)金屬層的多層結(jié)構(gòu)(3層結(jié)構(gòu))。此處，上述2層金屬層被形成為一層比另一層相對(duì)較薄。另外，鎳或鎳合金與鉬相比熔點(diǎn)低，且具有容易還原的性質(zhì)。
由該金屬板沖壓形成筒狀電極7時(shí)，從較薄的金屬層側(cè)向另一層金屬層側(cè)對(duì)金屬板施加壓力。因此，筒狀電極7具有如圖3所示的剖面結(jié)構(gòu)。即，由較薄的第一金屬層20構(gòu)成內(nèi)表面21，由第二金屬層22構(gòu)成外表面23，在第一金屬層20和第二金屬層22之間設(shè)置燒結(jié)金屬層24。其結(jié)果是筒狀電極7中與導(dǎo)線9的端面12焊接的底面(外表面23的一部分)8由第二金屬層22構(gòu)成。
根據(jù)以上本實(shí)施例，筒狀電極7的表面由第一金屬層20和第二金屬層22形成，燒結(jié)金屬層24實(shí)質(zhì)上沒有露出到筒狀電極7的表面。因此，避免了將筒狀電極7封入到玻璃管2內(nèi)時(shí)的燒結(jié)金屬層24的表面氧化。這意味著第一金屬層20和第二金屬層22相對(duì)于燒結(jié)金屬層具有保護(hù)層的功能。由于第一金屬層20和第二金屬層22與燒結(jié)金屬層24相比具有容易還原的性質(zhì)，因此即使在封入筒狀電極7時(shí)被氧化，也可以在其后還原。
另外，導(dǎo)線9被焊接在比燒結(jié)金屬層24熔點(diǎn)低的第二金屬層22上。因此，與直接將導(dǎo)線9焊接到燒結(jié)金屬層24上的情況相比，即使焊接溫度低，也能使筒狀電極7和導(dǎo)線9足夠牢固地連接。
另外，由上述說明可以明白，筒狀電極7的內(nèi)表面21由第一金屬層20形成，外表面23由第二金屬層22形成，在這些金屬層20、22之間設(shè)置燒結(jié)金屬層24時(shí)可以得到上述效果。因此，筒狀電極7也可以是4層或4層以上的多層結(jié)構(gòu)。具體來說，也可以在第一金屬層20和燒結(jié)金屬層24之間層積一層或一層以上的其它金屬層，或在第二金屬層22和燒結(jié)金屬層24之間層積一層或一層以上其它金屬。另外，構(gòu)成第一金屬層20和第二金屬層22的金屬中，構(gòu)成第二金屬層22的金屬比構(gòu)成燒結(jié)金屬層24的燒結(jié)金屬熔點(diǎn)低即可，且構(gòu)成第一金屬層20和第二金屬層22的金屬是比燒結(jié)金屬容易還原的金屬即可，并不限于鎳或鎳合金。
由于隨著冷陰極熒光燈1的點(diǎn)燈而產(chǎn)生的濺射效果，第一金屬層20和第二金屬層22，即使隨時(shí)間而產(chǎn)生損失也沒有問題。即，燒結(jié)金屬層24，由于本來功函數(shù)小，且具有良好耐濺射特性，因此很適合用作冷陰極熒光燈1的電極。另一方面，第一金屬層20和第二金屬層22如上所述，起到保護(hù)筒狀電極7的燒結(jié)金屬層24不被表面氧化的作用。但是冷陰極熒光燈點(diǎn)燈時(shí)，不產(chǎn)生使燒結(jié)金屬層24氧化的熱，另外，筒狀電極7也未被放在氧化環(huán)境內(nèi)。因此，作為用于保護(hù)其不被表面氧化的第一金屬層20和第二金屬層22，在將筒狀電極7封入玻璃管2內(nèi)后便不需要，反而優(yōu)選的是，第一金屬層20和第二金屬層22被濺射，燒結(jié)金屬層24露出。因此，第一金屬層20和第二金屬層22是與燒結(jié)金屬層24相比耐濺射特性差的金屬也可以。
但是，由于濺射從第一金屬層20和第二金屬層22打出的金屬過剩時(shí)，會(huì)有與被封入到內(nèi)部空間中的水銀結(jié)合產(chǎn)生汞合金的危險(xiǎn)。因此，優(yōu)選的是，在筒狀電極7中，在可以確保實(shí)現(xiàn)防止燒結(jié)金屬層24氧化這一目的所必需的最低限度的厚度的范圍內(nèi)，降低構(gòu)成點(diǎn)燈時(shí)容易被濺射的內(nèi)表面的第一金屬層20的厚度。
當(dāng)然，從避免產(chǎn)生汞合金的觀點(diǎn)來看，第二金屬層22的厚度也是越薄越好，但第二金屬層22不僅要防止燒結(jié)金屬層24的氧化，還起到將筒狀電極7和導(dǎo)線9牢固地連接的作用。因此，在設(shè)定第二金屬層22的厚度時(shí)也需要考慮上述觀點(diǎn)。
綜合考慮以上內(nèi)容時(shí)，優(yōu)選的是，第一金屬層20的厚度t2和燒結(jié)金屬層24的厚度t1的比率為1∶45～2∶5的范圍內(nèi)，第二金屬層22的厚度t3和燒結(jié)金屬層24的厚度t1的比率為1∶9～7∶20的范圍內(nèi)。
筒狀電極7和導(dǎo)線9，可以利用相對(duì)冷陰極熒光燈1的制造工序獨(dú)立的制造工序預(yù)先組裝，也可以在冷陰極熒光燈1的一系列的制造工序中，將分離的筒狀電極7和導(dǎo)線9相連接使其一體化。即，將筒狀電極7插入玻璃管2時(shí)，成為該筒狀電極7與導(dǎo)線9相連接的狀態(tài)即可。
如圖3所示，本實(shí)施例的筒狀電極7中，在其端面(開口部10的周邊)燒結(jié)金屬層24的一部分露出到外部，但這部分可以也被第一金屬層20或/和第二金屬層22覆蓋。
并且，筒狀電極7的成形方法不限于上述方法。例如，也可以在將燒結(jié)金屬板沖壓成形為筒狀后，再形成第一金屬層20和第二金屬層22。另外，也可以在燒結(jié)金屬層的單面上，將預(yù)先層積作為第一金屬層20或第二金屬層22中的一個(gè)金屬層的金屬板沖壓成形后，再形成第二金屬層22或第一金屬層20中的另一個(gè)。
以下，對(duì)本發(fā)明的冷陰極熒光燈的其它實(shí)施例進(jìn)行說明。當(dāng)然，本實(shí)施例的冷陰極熒光燈的基本結(jié)構(gòu)與實(shí)施例的冷陰極熒光燈相同，不同的只是電極單元的結(jié)構(gòu)。因此，以下僅對(duì)本實(shí)施例的冷陰極熒光燈具有的電極單元的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，對(duì)其他結(jié)構(gòu)的說明省略。
本實(shí)施例的冷陰極熒光燈具有的電極單元與實(shí)施例1的冷陰極熒光燈具有的電極單元的不同點(diǎn)在于導(dǎo)線。具體來說，如圖4所示，構(gòu)成本實(shí)施例的冷陰極熒光燈具有的電極單元30的導(dǎo)線31，具有由銅(Cu)或銅合金構(gòu)成的內(nèi)側(cè)部32被由科瓦鐵鎳鈷合金構(gòu)成的外側(cè)部33覆蓋的多層結(jié)構(gòu)(2層結(jié)構(gòu))。另外，在圖4中，對(duì)于與實(shí)施例1的冷陰極熒光燈1具有的電極單元6相同的結(jié)構(gòu)付與相同的標(biāo)號(hào)，省略其詳細(xì)說明。
圖4所示導(dǎo)線31可以如下制造。首先，如圖5A所示，利用輥輪拉絲模40將科瓦鐵鎳鈷合金制的板材在寬度方向上卷繞，并且在氬氣中焊接由此抵接的寬度方向的端面，制作中空的科瓦鐵鎳鈷合金管41(科瓦鐵鎳鈷合金管制造工序)。其次，如圖5B所示，在科瓦鐵鎳鈷合金管41的內(nèi)部空隙中插入銅或銅合金的線材42(線材插入工序)。其后，如圖5C所示，將插入了線材42的科瓦鐵鎳鈷合金管41，通過旋轉(zhuǎn)的鍛模43進(jìn)行模鍛加工。然后，將模鍛加工后的科瓦鐵鎳鈷合金管41和線材42在氫氣中退火。利用上述退火工序，在線材42的外周面和科瓦鐵鎳鈷合金管41的內(nèi)周面之間形成金屬擴(kuò)散層，提高科瓦鐵鎳鈷合金管41和線材42的粘著性。另外科瓦鐵鎳鈷合金管41中產(chǎn)生的歪曲也可利用該退火除去。此處，科瓦鐵鎳鈷合金和銅的粘著性提高，還具有親和力強(qiáng)，不容易由于粘著不良招致熱傳導(dǎo)率低下的優(yōu)點(diǎn)。在退火工序結(jié)束后，如圖5D所示，將科瓦鐵鎳鈷合金管41和線材42經(jīng)過?？?4精加工成預(yù)定的外徑，如圖5E所示，切斷成預(yù)定長(zhǎng)度。
如上所述，圖4所示筒狀電極7具有與圖2所示筒狀電極7相同的多層結(jié)構(gòu)。即，筒狀電極7中與導(dǎo)線31的端面12相焊接的底面8，由比燒結(jié)金屬層24熔點(diǎn)低的第二金屬層22構(gòu)成。因此，能夠在比將導(dǎo)線31焊接到燒結(jié)金屬層24的情況更低的焊接溫度下，十分牢固地連接筒狀電極7和導(dǎo)線31。由于低焊接溫度即可，因此不會(huì)產(chǎn)生由于焊接時(shí)的熱導(dǎo)致導(dǎo)線31的內(nèi)部側(cè)32過熱、而冒出外部的問題。另外，能夠有效抑制將電極封入玻璃管的內(nèi)部空間時(shí)燒結(jié)金屬層24的表面氧化這一點(diǎn)，也與圖2所示筒狀電極7相同。
盡管用具體的術(shù)語(yǔ)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但這種描述只是出于說明的目的，應(yīng)該能夠理解，本發(fā)明在不超出權(quán)利要求的主旨的范圍內(nèi)可以做各種更改。
權(quán)利要求
1.一種冷陰極熒光燈，其特征在于，具有玻璃管，在密封的內(nèi)部空間中至少封入有稀有氣體，在內(nèi)壁面形成有熒光體層；筒狀電極，被設(shè)置在所述內(nèi)部空間中；以及導(dǎo)線，一端與所述筒狀電極連接，另一端貫通所述玻璃管，并引出到所述玻璃管外部，所述筒狀電極具有構(gòu)成內(nèi)表面的第一金屬層、構(gòu)成外表面的第二金屬層以及設(shè)置在所述第一金屬層和所述第二金屬層之間的燒結(jié)金屬層；所述導(dǎo)線與所述筒狀電極的所述第二金屬層連接；形成所述第二金屬層的金屬比形成所述燒結(jié)金屬層的燒結(jié)金屬熔點(diǎn)低，且形成所述第一金屬層及所述第二金屬層的金屬比所述燒結(jié)金屬容易還原。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷陰極熒光燈，其特征在于，所述第一金屬層和所述第二金屬層由鎳或鎳合金形成，所述燒結(jié)金屬由鉬、鈮或者它們的合金形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷陰極熒光燈，其特征在于，所述第一金屬層的厚度與所述燒結(jié)金屬層的厚度的比是1∶45～2∶5，所述第二金屬層的厚度和所述燒結(jié)金屬層的厚度的比是1∶9～7∶20。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷陰極熒光燈，其特征在于，所述導(dǎo)線具有由銅或銅合金構(gòu)成的內(nèi)側(cè)部被由科瓦鐵鎳鈷合金構(gòu)成的外部側(cè)覆蓋的多層結(jié)構(gòu)。
5.一種用于冷陰極熒光燈的筒狀電極，其特征在于，具有第一金屬層，構(gòu)成內(nèi)表面；第二金屬層，構(gòu)成外表面；以及燒結(jié)金屬層，設(shè)置在所述第一金屬層和所述第二金屬層之間，形成所述第二金屬層的金屬比形成所述燒結(jié)金屬層的燒結(jié)金屬熔點(diǎn)低，且形成所述第一金屬層和所述第二金屬層的金屬比所述燒結(jié)金屬容易還原。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的筒狀電極，其特征在于，所述第一金屬層和所述第二金屬層由鎳或鎳合金形成，所述燒結(jié)金屬層由鉬、鈮或者它們的合金形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的筒狀電極，其特征在于，所述第一金屬層的厚度和所述第二金屬層的厚度的比率是1∶45～2∶5，所述第二金屬層的厚度和所述燒結(jié)金屬層的厚度的比率是1∶9～7∶20。
8.一種電極單元，其特征在于，具有權(quán)利要求5所述筒狀電極；以及導(dǎo)線，一端與所述筒狀電極的外表面連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電極單元，其特征在于，所述導(dǎo)線具有由銅或銅合金構(gòu)成的內(nèi)側(cè)部被由科瓦鐵鎳鈷合金構(gòu)成的外部側(cè)覆蓋的多層結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種冷陰極熒光燈，具有內(nèi)部空間被密封、至少封入有稀有氣體的玻璃管。在玻璃管的內(nèi)部空間內(nèi)，導(dǎo)線從玻璃管的外部貫通玻璃管并延伸，筒狀電極與導(dǎo)線的一端連接設(shè)置。筒狀電極，其內(nèi)表面和外表面由第一金屬層和第二金屬層構(gòu)成，在第一金屬層和第二金屬層之間具有燒結(jié)金屬層。導(dǎo)線與第二金屬層連接。形成第二金屬層的金屬比形成燒結(jié)金屬層的燒結(jié)金屬熔點(diǎn)低，且形成第一金屬層和第二金屬層的金屬比燒結(jié)金屬容易還原。
文檔編號(hào)H01J61/067GK1713335SQ20051008112
公開日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2005年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月25日
發(fā)明者杉村俊和, 杉村治茂, 田村敏, 畑均, 高橋邦男, 山岸和彥, 西方廣昭 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社, 東芝照明精密株式會(huì)社