專利名稱：冷陰極放電管用電極以及冷陰極放電管用電極組合體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冷陰極放電管用電極，尤其與具有耐濺射性、且使用壽命長的冷陰極放電管用電極以及配置了該冷陰極放電管用電極的冷陰極放電管用電極組合體有關(guān)。
背景技術(shù)：
多年來冷陰極放電管被廣泛使用于液晶顯示器背景光的光源，該冷陰極放電管配置有把包括汞蒸氣在內(nèi)的稀有氣體密封在內(nèi)部的細(xì)玻璃管、涂布在玻璃管內(nèi)壁上的熒光膜、以與玻璃管的管軸方向彼此相向的狀態(tài)固定在玻璃管兩端的一對電極。亮燈時，通過在冷陰極放電管的電極間施加電壓，從冷態(tài)一側(cè)的電極(陰極)放出2次電子持續(xù)放電，由于其放電，被吸引到另一側(cè)的電極(陰極)的電子與玻璃管內(nèi)的汞分子發(fā)生碰撞，即可從汞分子輻射出紫外線。在該紫外線的激勵之下熒光膜即可發(fā)出可視光。
在該冷陰極放電管之中。通過使發(fā)電產(chǎn)生的陰離子等與電極(陰極)碰撞即可從電極(陰極)輻射出2次電子。此外。通過對存在于玻璃管內(nèi)的少量電子施加電壓，電子被吸引到電極(陽極)即可開始放電。
多年來，冷陰極放電管用電極一直采用冷加工形成具有3mm以下直徑的所需形狀。此外，若將筒狀體的一端開放，在封閉另一端的杯狀體上形成電極，則可通過把高輝度的陰極輝光密封到電極內(nèi)的空間之內(nèi)而增強(qiáng)輝光放電。但如果不用加工性能良好的材料形成電極，則無法很好形成具有規(guī)定形狀的電極，而且如果電極材料的硬度過高，還有可能損傷冷加工用的模具。
因而多年來一直把硬度小，冷加工性能好，容易批量生產(chǎn)且廉價的鎳作為主要電極材料使用，由鎢等構(gòu)成的引線與鎳制的電極可焊性也好，與具有良好紫外線遮蔽性的玻璃材料的結(jié)合性也好。
然而在將冷陰極放電管亮燈的情況下，由于濺射，構(gòu)成電極的金屬原子或分子被排放到放電管內(nèi)，由于填充在放電管內(nèi)的放電氣體中含有的汞與金屬原子或分子結(jié)合而形成合金，因而通過長時間的使用，電極本身與放電管內(nèi)的汞均被消耗，縮短了放電管的使用壽命。因此，鎳制的電極存在耐濺射性不足，冷陰極放電管的使用壽命短的缺點(diǎn)。
因此，目前正在開發(fā)研究功函數(shù)較小，且具有良好耐濺射性能，可使電極使用壽命長壽化的各種材料。其中，作為電極材料引起普遍關(guān)心的有特開2002-358922號公報中公示的把耐濺射性高、功函數(shù)小的鈮，但由于鈮的價格極高，存在電極成本過高的問題。例如每公斤鎳只有2000日元左右，而每公斤鈮則需要40000日元，是鎳的20倍。
此外，由于鈮熔點(diǎn)較高而其金屬氧化溫度相對于熔點(diǎn)又非常低，因而當(dāng)采用激光焊等手段把引線焊接到電極上時，存在著達(dá)到熔點(diǎn)之前已產(chǎn)生氧化，無法實(shí)現(xiàn)良好焊接的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明的目的在于提供一種耐濺射性能好，使用壽命長可用廉價的材料以良好的加工性能形成的冷陰極放電管用電極以及冷陰極放電管電極組合體。
本發(fā)明的冷陰極放電管用電極按重量標(biāo)準(zhǔn)計算，其中包含6％～32％的鈮(Nb)以及其余的鎳。證明把6％以上的鈮添加到鎳中合金化形成的電極具有相當(dāng)于純鈮的高耐濺射性能。雖然其原因目前尚未搞清，但可認(rèn)為若把一定量的鈮添加到鎳中使之合金化，在電極表面析出的硬質(zhì)金屬間化合物(Ni3Nb)提高了電極的耐濺射性。要想使其效果充分發(fā)揮，需使之含有6％以上的鈮。此外，若鈮的含量超過32％，耐濺射性不再提高反而存在因硬度過高而使加工性能下降的缺點(diǎn)。
本發(fā)明的冷陰極放電管用電極組合體包括按重量標(biāo)準(zhǔn)計算，含6％～32％的鈮(Nb)以及其余的鎳(Ni)的杯狀電極10和固定在電極10底面上的引線12。作為電極材料，若使用按重量標(biāo)準(zhǔn)計算含6％～32％的鈮鎳合金，則很容易形成具有良好放電特性的杯狀電極，而且由于上述鈮鎳合金具有良好的引線焊接性，也不存在高溫氧化污染的問題，因而可獲得可靠性好的冷陰極放電管用電極組合體。
由于本發(fā)明的冷陰極放電管用電極具有很好的耐濺射性能，因而使用壽命長且加工性能也好，可廉價批量生產(chǎn)。


圖1是表示本發(fā)明的冷陰極放電管用電極組合體的實(shí)施方式的剖視圖。
圖2是表示鈮含量與濺射率之間關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖1以及2，詳細(xì)說明本發(fā)明的冷陰極放電管用電極以及冷陰極放電管電極組合體的實(shí)施方式。
圖1所示的本發(fā)明的實(shí)施方式的冷陰極放電管用電極組合體14包括由鎳鈮合金構(gòu)成的杯狀電極10以及用組合部13與電極10組合的由鎢等構(gòu)成的引線12。電極10具有將筒狀體的一端開口阻塞的形狀，在電極10的底面上，采用激光焊等手段焊接了棒狀的引線12。
從鍛造材料上切割表1所示的各種添加量的鈮添加到鎳中后制作成為鎳鈮合金的試片，制作成5×10×10mm的形狀，并對各個試片進(jìn)行濺射試驗。接著用測試裝置在下述條件下進(jìn)行磨削量測試，評估冷陰極放電管用電極組合體14的電極10的濺射特性。
IBE測定條件為a.機(jī)種日立制作所制IML-250b.處理條件加速電壓500V；
加速電流210mA；減速電壓250V；入射角度45°氣體氬氣(Ar)；真空度 2×10-6托。(1托＝1毫米汞柱)具體而言，在規(guī)定時間(60分鐘或30分鐘)內(nèi)，將氬離子束加速使之試片連續(xù)碰撞，測定由于濺射產(chǎn)生的孔深的磨削量，并根據(jù)磨削量計算濺射率(每分鐘的磨削量)。與標(biāo)準(zhǔn)的純鎳(100％)對應(yīng)的濺射率的計算結(jié)果示于表1。
表1耐濺射性測定結(jié)果

本發(fā)明人在進(jìn)行冷陰極放電管用電極的使用壽命的長壽化研究期間，作為電極材料，著眼于鎳鈮合金，邊增加鈮的含量，邊將以種種比例配比的鈮鎳合金化，形成電極時，發(fā)現(xiàn)鈮的含量一達(dá)到6％即突然出現(xiàn)足以與純鎳匹敵水平的耐濺射性，在超過32％時即使進(jìn)一步增加鈮的比例，效果也有限，出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。
圖2是橫軸表示鈮的含量，縱軸表示濺射率的濺射特性。從表1的試片編號5～12以及圖2可知，在僅將6％的鈮添加到鎳中的合金化的5號試片之中，與純鎳相比，大體達(dá)到純鈮水平前的濺射率急刷減少，若鈮合金量超過32％即使增加鈮含量濺射率也不怎么下降，說明鈮含量基本飽和。換言之，鈮含量一超過32％耐濺射性并不隨鈮含量的增加比例而增加，反而析出許多金屬間化合物，提高了材料自身的硬度。因而使加工性能惡化，增加了制造電極時加工難度。
如上所述，通過添加鈮并使之合金化了的鎳提高了耐濺射性，由金屬間化合物的形成所引起的硬度也隨含鈮的合金化而提高。但通過添加6％的鈮，出現(xiàn)耐濺射性飛速提高，若超過32％即使再添加鈮含量耐濺射性也不怎么提高，但隨著鈮含量的增加其硬度亦提高。表2示出隨鈮含量的增加硬度提高的鈮含量與退火后的硬度關(guān)系。在把鈮含量增加到35％時，呈現(xiàn)出超過沖壓形成硬度的極限值400的威氏硬度430～470。由于在實(shí)際批量生產(chǎn)時要求威氏硬度在230以下，因而若把耐濺射性的提高效果與硬度的上升綜合起來考慮，必須把鈮含量限定在6％～32％之內(nèi)，鈮含量最好在6％～15％之間，如能在6％～10％之間則更好。
表2退火后的硬度

本發(fā)明的上述實(shí)施方式在不超出本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)可做種種變更。
權(quán)利要求
1.一種冷陰極放電管用電極，其特征在于按重量標(biāo)準(zhǔn)計算，含6％～32％的鈮(Nb)和其余的鎳(Ni)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷陰極放電管用電極，其特征在于其中含有不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷陰極放電管用電極，其特征在于上述鈮的含量為6％～15％。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的冷陰極放電管用電極，其特征在于上述鈮的含量為6％～10％。
5.一種冷陰極放電管用電極組合體，其特征在于包括按重量標(biāo)準(zhǔn)計算含6％～32％的鈮(Nb)和其余的鎳(Ni)的杯狀電極和固定在該電極底面上的引線。
全文摘要
提供一種耐濺射性高、使用壽命長、并可用廉價原料以良好的加工性形成的冷陰極放電管用電極。按重量標(biāo)準(zhǔn)計算，由含6％～32％的鈮(Nb)和其余的鎳(Ni)的鎳鈮合金形成冷陰極放電管用電極。把6％以上、32％以下的鈮添加到鎳之中，通過合金化形成的電極具有大體相當(dāng)于純鎳的高耐濺射性，以及良好的加工性，可獲得廉價的電極。
文檔編號H01J61/36GK1595603SQ20041007715
公開日2005年3月16日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月12日
發(fā)明者坂口一哉, 巖佐繁, 鯨井正義 申請人:三墾電氣株式會社