專利名稱：具有改良電極的冷陰極熒光燈的制作方法
技術領域：
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：
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燒結金屬的杯狀電極。具體來說，利用如下杯狀電極使用與鎳(Ni)相比功函數小、具有良好耐濺射特性的鉬(Mo)或鈮(Nb)等，作為高熔點燒結金屬的介質材料(例如，參照特開2002-358992號公報)。
但是，在使用了上述高熔點燒結金屬的電極中，除具有功函數小、具有良好耐濺射特性的優(yōu)點之外，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其施加電壓的導線。但是，電極由高熔點燒結金屬構成的情況下，將導線的一端焊接到電極上時，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的導線的情況下，焊接到電極上時，由于加到導線上的熱使內部的銅過熱，會冒出到外部。因此在特開2003-187740號公報中公開了一種技術，通過在焊接到電極上的導線的前端部設置比電極材料熔點低的鎳層，降低焊接溫度。
在使用由鉬(Mo)或鈮(Nb)等構成的高熔點燒結金屬的電極上，除上述問題之外，還有封入玻璃管時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，熔融球玻璃時的熱會傳到電極上，由于該熱而使電極表面氧化。并且鉬(Mo)或鈮(Nb)等高熔點燒結金屬具有一旦氧化便很難還原的性質。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是同時解決導線焊接時的過熱產生的上述問題和封入玻璃管時的表面氧化兩個問題。
本發(fā)明的冷陰極熒光燈具有在內壁面形成有熒光體層的玻璃管。玻璃管的內部空間被密封，在該內部空間內至少封有稀有氣體。導線從玻璃管的外部貫通玻璃管，并在玻璃管的內部空間延伸。筒狀電極與導線的一端連接，被設置在玻璃管的內部空間內。筒狀電極的內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置燒結金屬層。電極導線與構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金屬層的燒結金屬熔點低，并且形成第一金屬層和第二金屬層的金屬比燒結金屬容易還原。
根據上述結構，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燒結金屬層的表面氧化，其后還原這些金屬層的氧化。另外，導線被焊接到由比燒結金屬熔點低的金屬構成的第二金屬層上，因此與直接將導線焊接到燒結金屬層相比，即使焊接溫度低，也能夠使筒狀電極和導線足夠牢固地連接。
這樣，根據本發(fā)明的結構，能夠產生功函數小、具有良好耐濺射特性的燒結金屬制的電極的優(yōu)點，同時能夠解決將電極封入玻璃管內時的表面氧化和導線連接時的過熱引起的諸多問題。
通過對下面關于圖解本發(fā)明的附圖的描述即可明確上述及其他內容、特征和優(yōu)點。


圖1是表示本發(fā)明一個實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的電極單元的導線的制造工序的一例的示意圖。
具體實施例方式圖1所示本實施例的冷陰極熒光燈1中，由硼、硅酸玻璃形成的玻璃管2的長度方向兩端由密封玻璃(球玻璃3)密封。當然，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，優(yōu)選的是在1.5mm～3.0mm的范圍內。
玻璃管2的內壁面4上設置有大致貫穿其全長的熒光體層15。構成熒光體層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有或新熒光體中適當選擇以供使用。另外，熒光體層15也可以由2種以上熒光體構成。
玻璃管2中，由內壁面4包圍的內部空間5中，僅封入預定量的氬、氙、氖等稀有氣體及水銀，對內部壓力進行減壓，變成大氣壓的數十分之一左右。
在玻璃管2的長度方向兩端分別設置一對電極單元6。各電極單元6由筒狀電極7和與該筒狀電極底面8相連接的導線9構成。各電極單元6具有的筒狀電極7，被設置在比玻璃管2的內部空間5的長度方向端部稍靠內側的位置上。各導線9一端被焊接在對應的筒狀電極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。以上是本實施例的冷陰極熒光燈1的結構的概要。
其次，參照圖2和圖3對各電極單元6進行更詳細的說明。
如圖2、3所示，構成電極單元6的筒狀電極7，在長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，兩個圓筒狀電極7被設置為開口部10相向(參照圖1)。
筒狀電極7的材料的金屬板，具有在由鎳或鎳合金構成的2層金屬層之間層積由鉬構成的燒結金屬層的多層結構(3層結構)。此處，上述2層金屬層被形成為一層比另一層相對較薄。另外，鎳或鎳合金與鉬相比熔點低，且具有容易還原的性質。
由該金屬板沖壓形成筒狀電極7時，從較薄的金屬層側向另一層金屬層側對金屬板施加壓力。因此，筒狀電極7具有如圖3所示的剖面結構。即，由較薄的第一金屬層20構成內表面21，由第二金屬層22構成外表面23，在第一金屬層20和第二金屬層22之間設置燒結金屬層24。其結果是筒狀電極7中與導線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構成。
根據以上本實施例，筒狀電極7的表面由第一金屬層20和第二金屬層22形成，燒結金屬層24實質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內時的燒結金屬層24的表面氧化。這意味著第一金屬層20和第二金屬層22相對于燒結金屬層具有保護層的功能。由于第一金屬層20和第二金屬層22與燒結金屬層24相比具有容易還原的性質，因此即使在封入筒狀電極7時被氧化，也可以在其后還原。
另外，導線9被焊接在比燒結金屬層24熔點低的第二金屬層22上。因此，與直接將導線9焊接到燒結金屬層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之間設置燒結金屬層24時可以得到上述效果。因此，筒狀電極7也可以是4層或4層以上的多層結構。具體來說，也可以在第一金屬層20和燒結金屬層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和燒結金屬層24之間層積一層或一層以上其它金屬。另外，構成第一金屬層20和第二金屬層22的金屬中，構成第二金屬層22的金屬比構成燒結金屬層24的燒結金屬熔點低即可，且構成第一金屬層20和第二金屬層22的金屬是比燒結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的點燈而產生的濺射效果，第一金屬層20和第二金屬層22，即使隨時間而產生損失也沒有問題。即，燒結金屬層24，由于本來功函數小，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，起到保護筒狀電極7的燒結金屬層24不被表面氧化的作用。但是冷陰極熒光燈點燈時，不產生使燒結金屬層24氧化的熱，另外，筒狀電極7也未被放在氧化環(huán)境內。因此，作為用于保護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，會有與被封入到內部空間中的水銀結合產生汞合金的危險。因此，優(yōu)選的是，在筒狀電極7中，在可以確保實現防止燒結金屬層24氧化這一目的所必需的最低限度的厚度的范圍內，降低構成點燈時容易被濺射的內表面的第一金屬層20的厚度。
當然，從避免產生汞合金的觀點來看，第二金屬層22的厚度也是越薄越好，但第二金屬層22不僅要防止燒結金屬層24的氧化，還起到將筒狀電極7和導線9牢固地連接的作用。因此，在設定第二金屬層22的厚度時也需要考慮上述觀點。
綜合考慮以上內容時，優(yōu)選的是，第一金屬層20的厚度t2和燒結金屬層24的厚度t1的比率為1∶45～2∶5的范圍內，第二金屬層22的厚度t3和燒結金屬層24的厚度t1的比率為1∶9～7∶20的范圍內。
筒狀電極7和導線9，可以利用相對冷陰極熒光燈1的制造工序獨立的制造工序預先組裝，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和導線9相連接使其一體化。即，將筒狀電極7插入玻璃管2時，成為該筒狀電極7與導線9相連接的狀態(tài)即可。
如圖3所示，本實施例的筒狀電極7中，在其端面(開口部10的周邊)燒結金屬層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，也可以在燒結金屬層的單面上，將預先層積作為第一金屬層20或第二金屬層22中的一個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。
以下，對本發(fā)明的冷陰極熒光燈的其它實施例進行說明。當然，本實施例的冷陰極熒光燈的基本結構與實施例的冷陰極熒光燈相同，不同的只是電極單元的結構。因此，以下僅對本實施例的冷陰極熒光燈具有的電極單元的結構進行說明，對其他結構的說明省略。
本實施例的冷陰極熒光燈具有的電極單元與實施例1的冷陰極熒光燈具有的電極單元的不同點在于導線。具體來說，如圖4所示，構成本實施例的冷陰極熒光燈具有的電極單元30的導線31，具有由銅(Cu)或銅合金構成的內側部32被由科瓦鐵鎳鈷合金構成的外側部33覆蓋的多層結構(2層結構)。另外，在圖4中，對于與實施例1的冷陰極熒光燈1具有的電極單元6相同的結構付與相同的標號，省略其詳細說明。
圖4所示導線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，通過旋轉的鍛模43進行模鍛加工。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的內周面之間形成金屬擴散層，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，不容易由于粘著不良招致熱傳導率低下的優(yōu)點。在退火工序結束后，如圖5D所示，將科瓦鐵鎳鈷合金管41和線材42經過?？?4精加工成預定的外徑，如圖5E所示，切斷成預定長度。
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相同的多層結構。即，筒狀電極7中與導線31的端面12相焊接的底面8，由比燒結金屬層24熔點低的第二金屬層22構成。因此，能夠在比將導線31焊接到燒結金屬層24的情況更低的焊接溫度下，十分牢固地連接筒狀電極7和導線31。由于低焊接溫度即可，因此不會產生由于焊接時的熱導致導線31的內部側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部空間時燒結金屬層24的表面氧化這一點，也與圖2所示筒狀電極7相同。
盡管用具體的術語描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但這種描述只是出于說明的目的，應該能夠理解，本發(fā)明在不超出權利要求的主旨的范圍內可以做各種更改。
權利要求
1.一種冷陰極熒光燈，其特征在于，具有玻璃管，在密封的內部空間中至少封入有稀有氣體，在內壁面形成有熒光體層；筒狀電極，被設置在所述內部空間中；以及導線，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成內表面的第一金屬層、構成外表面的第二金屬層以及設置在所述第一金屬層和所述第二金屬層之間的燒結金屬層；所述導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金屬層的燒結金屬熔點低，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金屬容易還原。
2.根據權利要求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，所述燒結金屬由鉬、鈮或者它們的合金形成。
3.根據權利要求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金屬層的厚度的比是1∶9～7∶20。
4.根據權利要求1所述的冷陰極熒光燈，其特征在于，所述導線具有由銅或銅合金構成的內側部被由科瓦鐵鎳鈷合金構成的外部側覆蓋的多層結構。
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，構成內表面；第二金屬層，構成外表面；以及燒結金屬層，設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金屬層的燒結金屬熔點低，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金屬容易還原。
6.根據權利要求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，所述燒結金屬層由鉬、鈮或者它們的合金形成。
7.根據權利要求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，具有權利要求5所述筒狀電極；以及導線，一端與所述筒狀電極的外表面連接。
9.根據權利要求8所述的電極單元，其特征在于，所述導線具有由銅或銅合金構成的內側部被由科瓦鐵鎳鈷合金構成的外部側覆蓋的多層結構。
全文摘要
一種冷陰極熒光燈，具有內部空間被密封、至少封入有稀有氣體的玻璃管。在玻璃管的內部空間內，導線從玻璃管的外部貫通玻璃管并延伸，筒狀電極與導線的一端連接設置。筒狀電極，其內表面和外表面由第一金屬層和第二金屬層構成，在第一金屬層和第二金屬層之間具有燒結金屬層。導線與第二金屬層連接。形成第二金屬層的金屬比形成燒結金屬層的燒結金屬熔點低，且形成第一金屬層和第二金屬層的金屬比燒結金屬容易還原。
文檔編號H01J61/067GK1713335SQ20051008112
公開日2005年12月28日 申請日期2005年6月27日 優(yōu)先權日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 申請人:日本電氣株式會社, 東芝照明精密株式會社