专利名称：具有改良电极的冷阴极荧光灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷阴极荧光灯，特别涉及冷阴极荧光灯的电极改良。
背景技术：
近年来，随着液晶面板的大型化、高亮度化，在其光源即冷阴极荧光灯的电极上利用使用高熔点烧结金属的杯状电极。具体来说，利用如下杯状电极使用与镍(Ni)相比功函数小、具有良好耐溅射特性的钼(Mo)或铌(Nb)等，作为高熔点烧结金属的介质材料(例如，参照特开2002-358992号公报)。
但是，在使用了上述高熔点烧结金属的电极中，除具有功函数小、具有良好耐溅射特性的优点之外，另一方面还存在下述问题。即，需要在冷阴极荧光灯的电极上焊接用于对其施加电压的导线。但是，电极由高熔点烧结金属构成的情况下，将导线的一端焊接到电极上时，电极如果不是在非常高的温度下就不能得到足够的连接强度。并且，利用以科瓦铁镍钴合金(コバ一ル)覆盖铜或铜合金的线材外侧的导线的情况下，焊接到电极上时，由于加到导线上的热使内部的铜过热，会冒出到外部。因此在特开2003-187740号公报中公开了一种技术，通过在焊接到电极上的导线的前端部设置比电极材料熔点低的镍层，降低焊接温度。
在使用由钼(Mo)或铌(Nb)等构成的高熔点烧结金属的电极上，除上述问题之外，还有封入玻璃管时电极表面氧化的其它问题。具体来说，在冷阴极荧光灯的制造工序中，在玻璃管端部设置电极后，利用密封玻璃(bead glass，球玻璃)将该玻璃管的端部密封。但是，熔融球玻璃时的热会传到电极上，由于该热而使电极表面氧化。并且钼(Mo)或铌(Nb)等高熔点烧结金属具有一旦氧化便很难还原的性质。
发明内容
本发明的目的是同时解决导线焊接时的过热产生的上述问题和封入玻璃管时的表面氧化两个问题。
本发明的冷阴极荧光灯具有在内壁面形成有荧光体层的玻璃管。玻璃管的内部空间被密封，在该内部空间内至少封有稀有气体。导线从玻璃管的外部贯通玻璃管，并在玻璃管的内部空间延伸。筒状电极与导线的一端连接，被设置在玻璃管的内部空间内。筒状电极的内表面和外表面分别由第一和第二金属层形成。第一金属层和第二金属层之间设置烧结金属层。电极导线与构成筒状电极的外表面的第二金属层连接。形成第二金属层的金属比形成烧结金属层的烧结金属熔点低，并且形成第一金属层和第二金属层的金属比烧结金属容易还原。
根据上述结构，利用第一金属层和第二金属层来避免将筒状电极封入玻璃管时烧结金属层的表面氧化，其后还原这些金属层的氧化。另外，导线被焊接到由比烧结金属熔点低的金属构成的第二金属层上，因此与直接将导线焊接到烧结金属层相比，即使焊接温度低，也能够使筒状电极和导线足够牢固地连接。
这样，根据本发明的结构，能够产生功函数小、具有良好耐溅射特性的烧结金属制的电极的优点，同时能够解决将电极封入玻璃管内时的表面氧化和导线连接时的过热引起的诸多问题。
通过对下面关于图解本发明的附图的描述即可明确上述及其他内容、特征和优点。
图1是表示本发明一个实施例的冷阴极荧光灯的示意剖面图。
图2是图1所示冷阴极荧光灯的电极单元的放大透视图。
图3是图1所示冷阴极荧光灯的电极单元的放大剖面图。
图4是表示其它实施例的电极单元的放大剖面图。
图5A～E是表示图4的电极单元的导线的制造工序的一例的示意图。
具体实施例方式图1所示本实施例的冷阴极荧光灯1中，由硼、硅酸玻璃形成的玻璃管2的长度方向两端由密封玻璃(球玻璃3)密封。当然，玻璃管2的材料也可以是铅玻璃、钠玻璃、低铅玻璃等。玻璃管2的外径在1.5mm～6.0mm的范围内，优选的是在1.5mm～3.0mm的范围内。
玻璃管2的内壁面4上设置有大致贯穿其全长的荧光体层15。构成荧光体层15的荧光体，可以按照冷阴极荧光灯1的目的或用途，从卤磷酸盐磷光体或稀土类荧光体等现有或新荧光体中适当选择以供使用。另外，荧光体层15也可以由2种以上荧光体构成。
玻璃管2中，由内壁面4包围的内部空间5中，仅封入预定量的氩、氙、氖等稀有气体及水银，对内部压力进行减压，变成大气压的数十分之一左右。
在玻璃管2的长度方向两端分别设置一对电极单元6。各电极单元6由筒状电极7和与该筒状电极底面8相连接的导线9构成。各电极单元6具有的筒状电极7，被设置在比玻璃管2的内部空间5的长度方向端部稍靠内侧的位置上。各导线9一端被焊接在对应的筒状电极7的底面8上，另一端贯通球玻璃3并被引出到玻璃管2的外部。以上是本实施例的冷阴极荧光灯1的结构的概要。
其次，参照图2和图3对各电极单元6进行更详细的说明。
如图2、3所示，构成电极单元6的筒状电极7，在长度方向的一端具有开口部10，另一端是将金属板冲压成形为由底11封闭的圆筒状(杯状)的形状而形成的。导线9一端的端面12被焊接到筒状电极7的底面8上。因此，两个圆筒状电极7被设置为开口部10相向(参照图1)。
筒状电极7的材料的金属板，具有在由镍或镍合金构成的2层金属层之间层积由钼构成的烧结金属层的多层结构(3层结构)。此处，上述2层金属层被形成为一层比另一层相对较薄。另外，镍或镍合金与钼相比熔点低，且具有容易还原的性质。
由该金属板冲压形成筒状电极7时，从较薄的金属层侧向另一层金属层侧对金属板施加压力。因此，筒状电极7具有如图3所示的剖面结构。即，由较薄的第一金属层20构成内表面21，由第二金属层22构成外表面23，在第一金属层20和第二金属层22之间设置烧结金属层24。其结果是筒状电极7中与导线9的端面12焊接的底面(外表面23的一部分)8由第二金属层22构成。
根据以上本实施例，筒状电极7的表面由第一金属层20和第二金属层22形成，烧结金属层24实质上没有露出到筒状电极7的表面。因此，避免了将筒状电极7封入到玻璃管2内时的烧结金属层24的表面氧化。这意味着第一金属层20和第二金属层22相对于烧结金属层具有保护层的功能。由于第一金属层20和第二金属层22与烧结金属层24相比具有容易还原的性质，因此即使在封入筒状电极7时被氧化，也可以在其后还原。
另外，导线9被焊接在比烧结金属层24熔点低的第二金属层22上。因此，与直接将导线9焊接到烧结金属层24上的情况相比，即使焊接温度低，也能使筒状电极7和导线9足够牢固地连接。
另外，由上述说明可以明白，筒状电极7的内表面21由第一金属层20形成，外表面23由第二金属层22形成，在这些金属层20、22之间设置烧结金属层24时可以得到上述效果。因此，筒状电极7也可以是4层或4层以上的多层结构。具体来说，也可以在第一金属层20和烧结金属层24之间层积一层或一层以上的其它金属层，或在第二金属层22和烧结金属层24之间层积一层或一层以上其它金属。另外，构成第一金属层20和第二金属层22的金属中，构成第二金属层22的金属比构成烧结金属层24的烧结金属熔点低即可，且构成第一金属层20和第二金属层22的金属是比烧结金属容易还原的金属即可，并不限于镍或镍合金。
由于随着冷阴极荧光灯1的点灯而产生的溅射效果，第一金属层20和第二金属层22，即使随时间而产生损失也没有问题。即，烧结金属层24，由于本来功函数小，且具有良好耐溅射特性，因此很适合用作冷阴极荧光灯1的电极。另一方面，第一金属层20和第二金属层22如上所述，起到保护筒状电极7的烧结金属层24不被表面氧化的作用。但是冷阴极荧光灯点灯时，不产生使烧结金属层24氧化的热，另外，筒状电极7也未被放在氧化环境内。因此，作为用于保护其不被表面氧化的第一金属层20和第二金属层22，在将筒状电极7封入玻璃管2内后便不需要，反而优选的是，第一金属层20和第二金属层22被溅射，烧结金属层24露出。因此，第一金属层20和第二金属层22是与烧结金属层24相比耐溅射特性差的金属也可以。
但是，由于溅射从第一金属层20和第二金属层22打出的金属过剩时，会有与被封入到内部空间中的水银结合产生汞合金的危险。因此，优选的是，在筒状电极7中，在可以确保实现防止烧结金属层24氧化这一目的所必需的最低限度的厚度的范围内，降低构成点灯时容易被溅射的内表面的第一金属层20的厚度。
当然，从避免产生汞合金的观点来看，第二金属层22的厚度也是越薄越好，但第二金属层22不仅要防止烧结金属层24的氧化，还起到将筒状电极7和导线9牢固地连接的作用。因此，在设定第二金属层22的厚度时也需要考虑上述观点。
综合考虑以上内容时，优选的是，第一金属层20的厚度t2和烧结金属层24的厚度t1的比率为1∶45～2∶5的范围内，第二金属层22的厚度t3和烧结金属层24的厚度t1的比率为1∶9～7∶20的范围内。
筒状电极7和导线9，可以利用相对冷阴极荧光灯1的制造工序独立的制造工序预先组装，也可以在冷阴极荧光灯1的一系列的制造工序中，将分离的筒状电极7和导线9相连接使其一体化。即，将筒状电极7插入玻璃管2时，成为该筒状电极7与导线9相连接的状态即可。
如图3所示，本实施例的筒状电极7中，在其端面(开口部10的周边)烧结金属层24的一部分露出到外部，但这部分可以也被第一金属层20或/和第二金属层22覆盖。
并且，筒状电极7的成形方法不限于上述方法。例如，也可以在将烧结金属板冲压成形为筒状后，再形成第一金属层20和第二金属层22。另外，也可以在烧结金属层的单面上，将预先层积作为第一金属层20或第二金属层22中的一个金属层的金属板冲压成形后，再形成第二金属层22或第一金属层20中的另一个。
以下，对本发明的冷阴极荧光灯的其它实施例进行说明。当然，本实施例的冷阴极荧光灯的基本结构与实施例的冷阴极荧光灯相同，不同的只是电极单元的结构。因此，以下仅对本实施例的冷阴极荧光灯具有的电极单元的结构进行说明，对其他结构的说明省略。
本实施例的冷阴极荧光灯具有的电极单元与实施例1的冷阴极荧光灯具有的电极单元的不同点在于导线。具体来说，如图4所示，构成本实施例的冷阴极荧光灯具有的电极单元30的导线31，具有由铜(Cu)或铜合金构成的内侧部32被由科瓦铁镍钴合金构成的外侧部33覆盖的多层结构(2层结构)。另外，在图4中，对于与实施例1的冷阴极荧光灯1具有的电极单元6相同的结构付与相同的标号，省略其详细说明。
图4所示导线31可以如下制造。首先，如图5A所示，利用辊轮拉丝模40将科瓦铁镍钴合金制的板材在宽度方向上卷绕，并且在氩气中焊接由此抵接的宽度方向的端面，制作中空的科瓦铁镍钴合金管41(科瓦铁镍钴合金管制造工序)。其次，如图5B所示，在科瓦铁镍钴合金管41的内部空隙中插入铜或铜合金的线材42(线材插入工序)。其后，如图5C所示，将插入了线材42的科瓦铁镍钴合金管41，通过旋转的锻模43进行模锻加工。然后，将模锻加工后的科瓦铁镍钴合金管41和线材42在氢气中退火。利用上述退火工序，在线材42的外周面和科瓦铁镍钴合金管41的内周面之间形成金属扩散层，提高科瓦铁镍钴合金管41和线材42的粘着性。另外科瓦铁镍钴合金管41中产生的歪曲也可利用该退火除去。此处，科瓦铁镍钴合金和铜的粘着性提高，还具有亲和力强，不容易由于粘着不良招致热传导率低下的优点。在退火工序结束后，如图5D所示，将科瓦铁镍钴合金管41和线材42经过模孔44精加工成预定的外径，如图5E所示，切断成预定长度。
如上所述，图4所示筒状电极7具有与图2所示筒状电极7相同的多层结构。即，筒状电极7中与导线31的端面12相焊接的底面8，由比烧结金属层24熔点低的第二金属层22构成。因此，能够在比将导线31焊接到烧结金属层24的情况更低的焊接温度下，十分牢固地连接筒状电极7和导线31。由于低焊接温度即可，因此不会产生由于焊接时的热导致导线31的内部侧32过热、而冒出外部的问题。另外，能够有效抑制将电极封入玻璃管的内部空间时烧结金属层24的表面氧化这一点，也与图2所示筒状电极7相同。
尽管用具体的术语描述了本发明的优选实施例，但这种描述只是出于说明的目的，应该能够理解，本发明在不超出权利要求的主旨的范围内可以做各种更改。
权利要求
1.一种冷阴极荧光灯，其特征在于，具有玻璃管，在密封的内部空间中至少封入有稀有气体，在内壁面形成有荧光体层；筒状电极，被设置在所述内部空间中；以及导线，一端与所述筒状电极连接，另一端贯通所述玻璃管，并引出到所述玻璃管外部，所述筒状电极具有构成内表面的第一金属层、构成外表面的第二金属层以及设置在所述第一金属层和所述第二金属层之间的烧结金属层；所述导线与所述筒状电极的所述第二金属层连接；形成所述第二金属层的金属比形成所述烧结金属层的烧结金属熔点低，且形成所述第一金属层及所述第二金属层的金属比所述烧结金属容易还原。
2.根据权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层由镍或镍合金形成，所述烧结金属由钼、铌或者它们的合金形成。
3.根据权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，所述第一金属层的厚度与所述烧结金属层的厚度的比是1∶45～2∶5，所述第二金属层的厚度和所述烧结金属层的厚度的比是1∶9～7∶20。
4.根据权利要求1所述的冷阴极荧光灯，其特征在于，所述导线具有由铜或铜合金构成的内侧部被由科瓦铁镍钴合金构成的外部侧覆盖的多层结构。
5.一种用于冷阴极荧光灯的筒状电极，其特征在于，具有第一金属层，构成内表面；第二金属层，构成外表面；以及烧结金属层，设置在所述第一金属层和所述第二金属层之间，形成所述第二金属层的金属比形成所述烧结金属层的烧结金属熔点低，且形成所述第一金属层和所述第二金属层的金属比所述烧结金属容易还原。
6.根据权利要求5所述的筒状电极，其特征在于，所述第一金属层和所述第二金属层由镍或镍合金形成，所述烧结金属层由钼、铌或者它们的合金形成。
7.根据权利要求5所述的筒状电极，其特征在于，所述第一金属层的厚度和所述第二金属层的厚度的比率是1∶45～2∶5，所述第二金属层的厚度和所述烧结金属层的厚度的比率是1∶9～7∶20。
8.一种电极单元，其特征在于，具有权利要求5所述筒状电极；以及导线，一端与所述筒状电极的外表面连接。
9.根据权利要求8所述的电极单元，其特征在于，所述导线具有由铜或铜合金构成的内侧部被由科瓦铁镍钴合金构成的外部侧覆盖的多层结构。
全文摘要
一种冷阴极荧光灯，具有内部空间被密封、至少封入有稀有气体的玻璃管。在玻璃管的内部空间内，导线从玻璃管的外部贯通玻璃管并延伸，筒状电极与导线的一端连接设置。筒状电极，其内表面和外表面由第一金属层和第二金属层构成，在第一金属层和第二金属层之间具有烧结金属层。导线与第二金属层连接。形成第二金属层的金属比形成烧结金属层的烧结金属熔点低，且形成第一金属层和第二金属层的金属比烧结金属容易还原。
文档编号H01J61/067GK1713335SQ20051008112
公开日2005年12月28日 申请日期2005年6月27日 优先权日2004年6月25日
发明者杉村俊和, 杉村治茂, 田村敏, 畑均, 高桥邦男, 山岸和彦, 西方广昭 申请人:日本电气株式会社, 东芝照明精密株式会社