TWI338907B - Production method of electrode for cold cathodoluminescent lamp - Google Patents

Description

1338907 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關於一種使用於照明用光源、個人電腦的 顯示器、液晶電視、汽車導航系統之液晶顯示器等的背光 板等之冷陰極螢光燈’特別是有關於一種適合使用其之冷 陰極螢光燈用電極及其製造方法。 【先前技術】 冷陰極螢光燈係如第1圖所示，其構造係在玻璃管1 # 內之兩端配置有以端子2連接外部之電極3,在該玻璃管1 的內面塗布螢光體4，同時封入由稀有氣體及微量的水銀 所構成的封入氣體5而構成，係對該兩端的電極3施加高 電場時在低壓的水銀蒸氣中會產生發光放電，被該放電激 發的水銀會產生紫外線，同時藉由該紫外會激發玻璃管1 內面的螢光體4而使其發光之物。在此所使用的電極，近 年來+ί系使甩能得到空心陰極效果之以有底圓筒狀方式形成 之物。此時端子2係以銅焊等附著於電極3的底部，但是 ^ 亦有端子2與電極3以一體形狀形成之物。 此種結構的冷陰極燈，近年來被使用作爲液晶顯示器的 背光板用光源，又，最近亦被應用於液晶電視、汽車導航 ' 系統的液晶顯示器等，其需要逐漸擴大中。而且在一製品 ' 所用的冷陰極螢光燈在1 5吋以下時大致爲1支’大型顯示 器或電視用時，因爲無法得到必要的亮度，係使用複數支 冷陰極螢光燈。因此，需要的擴大正在急速進行中。 如上述，冷陰極螢光燈的需要正在擴大中’但是在液晶 1338907 _示器等要求提升性能時，對冷陰極螢光燈及使用其之電 極’要求下列事項。. (1) 因爲要求製品的薄型化及輕量化，對冷陰極螢光燈亦 胃求小□徑化，同時伴隨著此種情況，對電極亦要求更加 小型化’要求具有優良的造形性。 (2) 液晶顯示器等係要求對比更加提升，對冷陰極螢光 ‘燈要求提升高亮度化。係在燈的亮度大致隨著燈內徑而比 例1增加的情況下要求小型化、而且要求電極應用具有更高 放電特性的材料、亦即應用陰極下降電壓較低的材料。 (3 )在要求製品的低消耗電力化下，要求冷陰極螢光燈的 低消耗電力化，對於電極，爲了在更少消耗電力下達成以 往以上的發光，要求應用陰極下降電壓更低的材料。 (4) 因爲在製品耐用期限之中，冷陰極螢光燈的耐用期限 成爲主要原因’要求具有更長的耐用期限。因此，以應用 ΡΠ "^7 S· ! x=i ft. 'ΠΛ Λ r. Mt-. .1. f. r^-x /j- 冲叹/认里丄_外.-v.仕勿注土賊奶们仍啊筒任- (5) 在液晶顯示器等，各製造公司的競爭激烈，即使能夠 符合上述（1)〜（4)的特性，若成本高時亦無法作爲製品，以 盡可能價廉爲佳。 冷陰極螢光燈用的電極材料，以往係使用陰極下降電 壓低、且加工容易的鎳，但是鎳電極時，將施加電壓上升 來增加電子放出量’用以高亮度化時，燈的溫度會變高、 水銀蒸氣壓上升太多時光束會產生飽和。又，施加電壓上 升時會造成消耗電力增加，因此’有要求電極應用更低陰 極下降電壓的材料來代替鎳。 1338907 又’有提案揭示在有底圓筒狀電極的內周面上’設置 功函數比鎳更低的物質層，來增加電子的放出量（特開平 10-144255號公報、特開2002-289138號公報）。但是，在 此種電極，會有必須有覆蓋功函數低的物質層之步驟、又’ 電極的基材係鎳而存在有損耗程度未改變的問題，並非能 全部符合上述要求事項之物。 【發明內容】 ^ 在此種狀況下，檢討應用功函數低、且不容易產生濺射 # 之高熔點的金屬，正開始將鉬應用在電極材料上。而且’ 亦進行檢討應用熔點更高的鎢。 目前被應用的鉬，其應用在陰極螢光燈用的電極作爲電 極材料，係藉由將鉬的壓延板經由沖孔-深拉伸來造形成爲 有底筒狀之物，因爲熔點比鎳高、且放電特性優良，係能 夠滿足上述（1)〜（4)要求之物。目前，該等係被製成外徑 1 5. 0毫米左右·且厚度爲0 . ! ·- G · 3毫米左右之抅.0 是，因爲鉬的壓延板係容易具有異方向性之物、缺乏延性， • 所以塑性加工困難，而且材料的產率差，所以成本變高， 並非能夠符合上述（5)要求之物。又，受到造形法的限制， 圓筒部及底部之厚度比只能得到約1 : 2之物，形狀的設計 自由度受到限制。 * 又，鎢應用在電極時，因爲鎢較硬且缺乏延性，無法進 行深拉伸加工，實際上達到量產的程度。 在此種情況下，本發明的目的係提供一種以高熔點的鉬 或鎢作爲電極材料、同時具有高造形性、外徑3.0毫米左 1338907 - 右以下的小口徑且具有優良的放電特性之有底筒狀電極、 及提供以低成本製造此種有底筒狀電極之方法。 本發明之第1冷陰極螢光燈用電極係一端具有開口之 有底圓筒狀的冷陰極螢光燈用電極，其特徵係整體組成爲 C: 0.01〜0.15質量％、以及剩餘部分爲不可避免的雜質與 Mo或W，密度比爲80〜96°/。。又，本發明之第1冷陰極螢 光燈用電極係一端具有開口之有底圓筒狀的冷陰極螢光燈 用電極’其特徵係整體組成爲N i :大於〇質量。/〇、2質量％ 鲁 以下、C: 0.01〜0.15質量。/。、以及剩餘部分爲不可避免的 雜質與Mo或W，密度比爲80〜96 %。 本發明之冷陰極螢光燈用電極的製造方法，係具有以 下的步驟：原料調整步驟，係在由鉬粉末或鎢粉末所構成 的金屬粉末中添加40〜60體積％之由熱塑性樹脂及蠟所構 成的黏合劑，加熱捏合來調整原料：塡充步驟，係將前述 原料按照規定Μ塡充也壓模的槙具扎Η ;加壓成形步驟， 係從上下方向使用沖模加壓以成型爲有底圓筒狀：拔出步 ^ 驟’係將前述加壓成形步驟後所得到的有底圓筒狀成形體 拔出；脫黏合劑步驟，係加熱拔出的有底圓筒狀成形體， 以去除黏合劑；以及燒結步驟，係加熱已脫黏合劑之有底 圓筒狀成形體，來使粉末間進行擴散結合。 ' 本發明之冷陰極螢光燈用電極因爲使用放電特性良好 之鉬或鎢作爲電極材料，同時藉由電極表面的凹凸，能夠 得到高空心陰極效果’具有能夠提升用以高亮度化、低消 耗電力化之放電特性 '及提升製品的耐用期限之優點。 1338907 ' 又，依據本發明之冷陰極螢光燈用電極的製造方法， 使用放電特性良好之鉬或鎢作爲電極材料，能夠以低成本 製造厚度爲0.1〜0.3毫米左右之微小的有底筒狀電極，能 夠價廉地提供一種冷陰極螢光燈用電極，其具有小型化（薄 厚度化）、提升放電特性用以高亮度化、低消耗電力化 '及 提升製品的耐用期限之優點。 【實施方式】 由於從鉬的板材藉由深拉伸來製造電極，從降低成本 # 而言係困難的，鎢的深拉伸在技術上係困難，本發明者等 檢討一種粉末冶金法的應用，能夠應用在任一方的材料， 粉末冶金法可以大致區分爲壓模法及射出成形法，該壓模 法係在壓模的模具孔內塡充原料粉末，使用沖模加壓原料 粉末、壓粉成形而得到成形體，然後對該成形體進行燒結； 而該射出成形法係將原料粉末與多量的黏合劑一同捏合成 爲流動狀態的原料 ·將該原料力ΰ壓填充在模具內的空隙， 對所得到的成形體加熱去除黏合劑後，進行燒結。 ® 壓模法爲了原料粉末的流動性及模具的潤滑性，在原 料粉末中混入1質量％以下左右的成形潤滑劑，因爲成形 '潤滑劑的添加量少，在燒結步驟的開始階段，可以容易地 ' 揮發去除’有脫脂步驟能夠短時間完成之優點。壓模法係 將原料粉末塡充在模具中，藉由稱爲供料器（粉箱）之粉末 ί共，袷裝置’使原料粉末落入模具與下沖模等所形成的空間 之方法來進行。該方法在塡充時發生一定的偏差係不可避 免的。另一方面，如電極之微小製品，該偏差並非在可容 1338907 δ午範圍內。又’如上述，電極的厚度很小，欲在所形 微小間隙塡充原料粉末來得到該厚度時，必須使用粒 的原料粉末。此時，原料粉末的流動性低落，同時塡 降低’無法供應穩定的原料粉末。 射出成形法具有即使上述壓模法所無法造形之具 部凹槽等形狀之亦能夠造形的優點。但是，爲了確保 的流動性，在原料粉末中添加30〜7〇體積％之熱塑性 等的黏合劑而進行捏合，在成形體中含有大量的黏合 因此有在脫黏合劑步驟必須花費時間將其去除之缺 又，相對於外徑3.0毫米左右以下、且厚度爲〇1〜〇 米左右之小形狀’因爲空洞太小，金屬粉末不容易均 塡充在空洞中。因此，冷陰極螢光燈用電極的製造， 塡充原料之模具的空隙微小，欲將原料塡充在空隙 時，必須以高壓塡充原料，但是裝置的高壓化並不實 又，能筠射出成形之厚度範® : 般認爲界限爲ϋ .毫 在如此狀況中，有提案揭示一種兼具壓模法及射 形法的優點之造形法（特開平2- 1 4 1 5 02號公報、特 2_22 1 1 45號公報、特開平8 -73 902號公報）。亦即使用 料粉末添加大量黏合劑等（通常的壓模法之添加量以-成的原料來進行壓模成形之方法。 特開平2-141502號公報係在金屬粉末、合金粉末 墨粉末及非金屬粉末所構成的混合粉末中’相對於 末，以體積分率佔有10〜45體積％之方式混合有機 劑’在捏合上述混合體之同時’造粒成爲粒徑爲ο·1〜 成之 徑小 充性 有下 原料 樹脂 劑， 點。 .3毫 勻地 因爲 內部 際。 .:, ,木。 出成 開平 在原 t )而 、石 該粉 黏合 '1毫 -10- 1338907 米的範圍’將該造粒粉塡充在製造形狀的模具中而壓成 形，脫脂處理後進行.燒結。特開平2 - 2 2 1 1 4 5號公報係捏合、 粉碎15〜50體積％以熱塑性聚合物爲主成分之黏合劑、及 剩餘部分（係無機粉末）之混合物，在黏合劑流動的溫度壓 縮成形。然後’在大氣中或惰性環境中，加熱去除黏合劑， 對已去除黏合劑後的形成體加熱、燒結。 特開平8-73 902號公報係在超硬合金粉末中，混合、 " 捏合該超硬合金粉末容量的30〜60體積％之有機黏合劑， Φ 將混合、捏合所得到的混合物塡充在模具中，以加壓機加 壓。或是在陶瓷粉末中，混合該陶瓷粉末容量的10〜20體 積％之有機黏合劑，將混合、捏合所得到的混合物塡充在 模具中，以加壓機加壓。 如上述，本發明係著眼於使用在原料粉末添加大量黏 合劑等（通常的壓模法之添加量以上）而成的原料來進行壓 模成彤之方法·材料（系度用鉬或鎢且爲了得到目標入小 之冷陰極螢光燈用電極，進行下述改良及調整，而達成了 •目標。 添加在由鉬粉末或鎢粉末所構成的金屬粉末中、捏合 之黏合劑，因爲要求能夠在如上述微小的模具間隙流動， ' 所以黏合劑量必須在40體積％以上。黏合劑量若小於40% 時，原料的流動性不充分，無法均勻地塡充金屬粉末。另 一方面添加之黏合劑大於60體積％時，隨後的脫黏合劑步 驟需要長時間，會造成製造成本增加。又，因爲在成形體 中含有過剩的黏合劑份量，反而無法均勻地塡充金屬粉 -11- 1338907 •. 末，在脫黏合劑步驟及燒結步驟形狀穩定性會受到損害、 容易產生形狀崩潰。.因此，黏合劑的添加量必須在40〜60 體積％。 黏合劑係由熱塑性樹脂及蠟所構成。熱塑性樹脂之使 用係爲了賦與原料可塑性，可使用聚苯乙烯、聚乙烯、聚 丙烯、聚縮醛、聚乙烯-乙酸乙烯酯等。蠟的添加係能夠防 止原料、特別是金屬粉末與模具（包含塑模及沖模）之間的 ' 金屬接觸，在加壓成形時實現金屬粉末的均勻流動’同時 • 在拔出時能夠減少成形體與模具之間的摩擦，使拔出變爲 容易，可以使用石蠟、胺甲酸酯蠟棕櫚蠟等。具有如此作 用之熱塑性樹脂與蠟’以20: 80〜60: 40的範圍構成時’ 能夠成爲適合的黏合劑。 作爲原料所使用的鉬粉末或鎢粉末，以粒徑爲1 0微米 以下之物爲適合。粒徑大於微米以上時，不容易均勻地 諮金屬粉末填充在徵小的楔具問隙（例抝作爲3標之m禋 的厚度）中。 • 又，粉末的形狀以凹凸較小之物爲適合’鉬粉末時以 堆積密度爲3.0 Mg/m3以上的粉末、鎢粉末時以堆積密度 爲5.6 Mg/m3以上的粉末爲適合。鉬粉末通常係將氧化鉬 — 還原而製得，此時得到的係數種粉末結合而成的狀態。使 ' 用此種凹凸大的粉末時’金屬粉末無法進行均勻且細緻地 塡充。因此，必須將使用的鉬粉末還原後，對每一種粉末 施加粉碎處理。該凹凸狀態的標準係堆積密度’凹凸越少 之物越成爲理想塡充狀態、堆積密度變高’凹凸越多之物 -1 2- 1338907 越容易產生橋連、堆積密度變低。在該目標方面，所使用 的鉬粉末及鎢粉末各自以> 3.0 Mg/m3以上及5.6 Mg/m3以上 的粉末爲適合。使用堆積密度比該値更低的粉末時，即$ 在模具內塡充金屬粉末亦無法得到均勻且細緻的塡充，在 脫黏合劑步驟及燒結步驟後，所得到電極的厚度及形狀會 有偏差。 藉由將上述黏合劑添加在由上述鉬粉末或鎢粉末所構 成的金屬粉中、進行捏合，可以得到原料Μ。藉由如第3 圖（a)〜（f)所示模具將該原料成形。首先，將規定量的原料 Μ塡充在模具1 4的模具孔1 4a後（第3圖（a))，如第3圖（b)、 (c)所示’使用形成有底圓筒成形體的底部之第1沖模丨1、 形成有底圓筒成形體的內徑部之第2沖模12、形成有底圓 筒成形體的開口端面部之第3沖模1 3，以將第1沖模1 1 固定在模具14並使第2沖模12壓入原料的方式進行加 壓’同時邊藉由第3沖模對原料施加背壓邊進行成形。將 所得到的有底圓筒成形體1 5抜出，首先將弟i沖換i i、 第2沖模12、及第3沖模13與有底圓筒成形體15 —起從 模具14往上方拔出（第3圖（d))，接著，將第2沖模12從 有底圓筒成形體15往上方拔出（第3圖（〇)，接著，使第2、 第3沖模12、13上升，使其等從有底圓筒成形體15離開（第 3圖（f))。又，第3圖（b)、（c)所記載之物係藉由後方擠壓 來成形，但是亦可以採用使第1沖模1 1上升之前方擠壓的 方式。其中，任一情況都是藉由第3沖模1 3對原料施加背 壓邊成形，如此有底圓筒成形體的端部的高度能夠均勻地 -13- 1338907 •成形，同時在成形體中的原料密度亦變爲均勻，乃是較佳。 在上述的成形步驟，因爲原料必須流動來塡充在微小 的模具間隙中’所以原料在加壓前，必須加熱至黏合劑所 含有的熱塑性樹脂的軟化點以上的溫度。若未加熱時，或 是未加熱至達到熱塑性樹脂的軟化點的溫度時，原料的流 . 動性不足’無法使原料均勻且細緻地填充在微小的模具間 隙中。又’更佳是加熱至熱塑性樹脂的熔點以上的溫度來 使原料的流動性變爲最大。該加熱可以在模具內部設置加 ® 熱器等’可以將原料塡充在模具中後進行加熱，亦可以預 先加熱原料後供給。 原料之供給亦可以使用將某種程度較大的造粒粉末藉 由供料器（粉箱）等粉末供給裝置來塡充的方法，以通常的 壓模法的方式來處理。但是，因爲用以成形作爲目標之冷 陰極線燈用電極之壓模的模具孔係微小的，造粒成適合於 通二μ模汰珩使m的粉末供铪裝寧之粉未大小，該造粒粉 末不容易均勻且細緻地塡充。另一方面，若造粒粉未的粒 ® 徑小時’原料粉末的流動性變差，不容易調整至適合大小 的造粒粉末。因此，原料係如第3圖（a)所示，將相當於1 次塡充量’彙集成爲能夠放入模具孔大小的1個粒料，以 顆料單位來供給爲佳。又，以粒料單位來供給原料時，因 爲即便預先將原料加熱好，亦可以容易地進行供給，就此 點而S亦是較佳。 原料軟化後，以沖模從上下方向加壓來成形有底圓筒 成形體（第3圖（b)、（c))。此時，在拔出時若有底圓筒成形 1338907 · 體所含有的黏合劑仍在軟化狀態時’在如第3圖（d)〜（f) 所示之拔出步驟，無法保持底圓筒成形體的形狀’在拔出 時或拔出後會產生形狀崩潰。因此，拔出係在冷卻至黏合 劑中所含有的熱塑性樹脂的軟化點以下溫度後進行爲佳。 藉此，有底筒狀成形體硬化、拔出時及拔出後都能夠保持 形狀，處理亦變爲容易。但是，若是冷卻至黏合劑中所含 有蠟的軟化點更低的溫度時，蠟降低拔出時的阻力之效果 * 減少，拔出壓力變大，同時該壓力亦容易使成形體產生形 • 狀崩潰。因此，拔出以在蠟的軟化點以上的溫度進行爲佳。 又’即使係在蠟的軟化點以上，但若大於蠘的熔點時因爲 黏合劑容易流動，因此以在蠟的熔點以下蠟的軟化點以上 的溫度進行拔出爲最佳。 如上述’得加壓時原料被加熱至熱塑性樹脂軟化點以 上的溫度、拔出時將原料冷卻至熱塑性樹脂軟化點以下且 ϋ的款點以上虼瓷度’ ® 7垣刹D1卜狀態，若同時在模 具內部設置加熱構件及冷媒導通管等冷卻構件時，能夠容 • 易地控制原料的溫度。若是該等裝置時，在預先藉由設置 在模具的加熱構件加熱至熱塑性樹脂軟化點以上的模具， 供給已加熱至熱塑性樹脂熔點以上的原料，進行加壓成形 步驟，隨後，以藉由設置在模具的冷卻構件，將原料及模 具冷卻至原料所包含蠟的軟化點以上且熔點以下的溫度 後’進行拔出步驟爲最佳。 如上述進行所得到的有底圓筒成形體，因爲含有黏合 劑爲40〜60體積％，爲了將其去除係在黏合劑成分的熱分 -1 5 - 1338907 解溫度，加熱有底圓筒成形體來進行脫黏合劑步驟。黏合 劑係由熱塑性樹脂及蠟構成，因爲若在熱塑性樹脂及躐的 熱分解溫度附近的升溫速度太快時，熱塑性樹脂及蠟會急 速氣化膨脹而使成形體形狀崩潰，所以至少在熱塑性樹脂 及蠟的熱分解溫度附近的升溫，必須緩慢進行。就此觀點 而言，脫黏合劑步驟係以2階段的加熱保持步驟來進行爲 佳，第1階段係暫時保持在蠟的昇華溫度，在去除黏合劑 ' 成分中之蠟成分後，再度保在熱塑性樹脂的熱分解溫度作 # 爲第2階段來去除熱塑性樹脂。又，爲了使伴隨熱分解所 產生的氣體緩慢進行，較佳是調配使用分解溫度不同的複 數種熱塑性樹脂及蠟。 但是，在該步驟將全部黏合劑去除時，因爲在該時點 金屬粉末之間尙未開始結合，在角落部位等的金屬粉末會 脫落。因此，有必要使黏合劑極少部分殘餘。如後述，殘 二灼粘合^戌分畀殘鈴女撞結體，將殘餘的黏合劑成分中 所含有的C規定爲含有成分。因此|藉由測定C的含有量， Φ 能夠鑑定殘餘黏合劑的量。在燒結體中所殘餘的C量小於 0.01質量％時，殘餘的黏合劑成分不足，金屬粉末會產生 脫落。因此，必須以燒結體中的C量爲0.0 1質量％以上的 ' 方式來使黏合劑殘餘。另一方面，如後述，燒結體中的c • 量的上限必須爲0.5質量％。調整如此的C量’例如可以藉 由調整在上述2階段之加熱保持步驟的保持時間來控制。 可以使各階段的保時時間爲30〜180分鐘的範圍來達成。 進行去除上述的黏合劑後之有底圓筒成形體之金屬粉 -1 6 - ( S ) 1338907 •. 末之間尙未擴散，並非金屬性結合狀態，係極爲脆弱之物。 因此，必須進行燒結用以使金屬粉未之間進行金屬性擴散 結合。使用鉬粉末時之燒結溫度爲15 00 °C以上、使用鎢粉 末時之燒結溫度爲1 700 °c以上爲適合。在燒結步驟’如上 '述，因爲金屬粉末係使用微細且凹凸少之物，所以金屬粉 之接觸面積大、藉由燒結進行細緻化能夠容易地進行，在 上述溫度下能夠得到密度比爲80%以上之細緻的燒結體。 * 但是，燒結溫度低於上述溫度範圍下限時，無法藉由燒結 φ 進行細緻化，只能夠得到低密度且強度低的燒結體。另一 方面，使用鉬粉末時若以高於220 0 °C、使用鎢粉末時若以 高於2400°C進行燒結時，燒結體的密度比大於96%、氣孔 量減少且未與其他氣孔連通的獨立氣孔增加，空心陰極效 果減少，同時爐的損耗變爲激烈，因此燒結溫度上限以上 述溫度爲佳。燒結環境若含有氧或碳時金屬粉末表面會氧 化弍3化，垮碎笋®田難，苌含有氤時鉬粉末會包藏氫而 膨脹，因此必須使用未含有該等之惰性氣體或真空環境（減 # 壓環境）。又，在減壓環境時，若壓力爲IMPa以上的減壓 環境時，必須以載氣的方式導入惰性氣體來避免上述的不 良。 • 在上述的燒結過程，微量殘餘的黏合劑成分必須殘餘 至金屬粉末之間開始擴散形成頸部（粒子間的熔接部）爲 止，用以保持形狀。黏合劑成分在形成頸部後進行細緻化 時被關閉在氣孔中而無法去除。被關閉的黏合劑成分在燒 結時分解而產生C成分，係與金屬成分（鉬或鎢）結合而形 -1 7 - 1338907 成金屬碳化物（鉬碳化物或鎢碳化物）。但是因爲該等金屬 碳化物較硬，無法藉由燒結進行細緻化，燒結體會變脆且 成爲容易產生缺口之物。就此觀點而言，燒結體中的c量 必須在〇 . 5質量％以下。 如上述，進行原料調整步驟、塡充步驟、加壓成形步 驟、拔出步驟、脫黏合劑步驟、及燒結步驟而得到的有底 圓筒成形體係使用功函數低、熔點高的鉬或鎢構成。又， 來自以金屬粉末爲原料之具有氣孔及凹凸的表面，與自壓 延板沖孔-深拉伸造形而成之物比較時，因爲表面積變大， 結果空心陰極效果變大《而且，在上述的製法，藉由適當 地調整設置壓模與第2沖模之間隔、調整加壓時第1沖模 與第2沖模的距離能調整圓筒部、底部的厚度，設計的自 由度大。因此，藉由上述所得到的有底圓筒狀燒結體，係 適合作爲冷陰極螢光燈用電極之物β但是，密度比若大於 =二亡虎3 之傷.a不S、日因獨立氣孔增加， 提升空心陰極效果的效果不足，變爲與自壓延板沖孔-深拉 伸造形而成之物接近。另一方面，密度比小於8 0 %時，氣 孔變多而在氣孔內壁產生電子放出，結果無助於發光之無 用的電子之放出量增加。又，因氣孔中的放電會產生濺射， 低密度的電極之金屬粉末間的頸部較爲狹窄，濺射會導致 頸部容易消耗而使電極的耐用期限縮短。又，因爲水銀蒸 氣無法到達氣孔內’結果變爲稀有氣體放電，會使電極的 損耗增加。因此，冷陰極螢光燈用電極之密度比以8 0〜9 6 % 爲佳。 -18- 1338907 ·· 有底圓筒狀的冷陰極螢光燈用電極圓筒部、底部的厚 度可以自由設計，但是圓筒部、底部的厚度小於ο.1毫米 時，成形體的形狀不容易保持’拔出時或拔出後有容易產 生形狀崩潰之虞。另一方面’若圓筒部厚度太大時’內徑 變小、全長若是一定時，因爲底部厚度太大時，內周的高 度變小、內周面的面積減少，電子放出量會減少。因此， 爲了維持高水準的放電特性，圓筒部的厚度以〇·2毫米以 ' 下、底部的厚度以0.4毫米以下爲佳。圓筒部及底部的厚 # 度若在上記的範圍內時，可以適當地選擇，使圓筒部及底 部的厚度相等，能夠使電子放出量增多。又，因爲冷陰極 螢光燈用電極之端子係銅焊黏著於電極底部，若底部的厚 度太薄時|銅焊時會有熔融的銅材通過氣孔並往內周面滲 出而損害放電特性之情形。爲了避免此情況發生，使底部 的厚度爲圓筒部的2〜4倍，能夠防銅材往內周面滲出。 以上，係使田舶沿去或鎢粉未作爲金屬粉末時的製造 方法，因爲鉬或鎢係高熔點，如上述，燒結溫度相對於通 Φ 常的粉末冶金所進行的燒結溫度區域係在高溫度區域。但 是，鎳之陰極下降電壓亦低、作爲電極材係有效的，但如 前述，具有熔點較低的缺點。但是，若將鎳適量地應用於 • 冷陰極螢光燈用電極時，在電極的耐用期限並不會降低太 - 多的情況下，可以降低燒結溫度，乃是較佳。 鎳以鎳粉末的形態添加在鉬粉末或鎢粉末中係簡便 的。亦即，以鎳粉末的形態所添加的鎳，因爲熔點比纟目或 鎢更低，燒結時產生熔融，能夠使鉬粉末或鎢粉末表面濕 -19- 1338907 •, 潤而使表面活性化’促進粉末間頸部的形成、成長。鎳粉 末的添加量越多能夠以越低的溫度燒結，藉由添加〇.4質 量％左右’鉬粉末時燒結溫度可以降低至140(TC、鎢粉末 時可以降低至1 5 00°c左右，亦可以得到密度比80%以上的 電極，在能夠削減燒結步驟所消耗的熱能之同時，能夠抑 制爐的損耗。但是，若冷陰極螢光燈用電極中Ni量大於2 質量％時，Ni濃度較高的部分（Ni濃厚相）會顯現在電極表 ' 面，鉬或鎢的面積減少而使電子放出性降低，因此冷陰極 • 螢光燈用電極中N i量必須是大於0質量％、2質量％以下。 又，因爲N i係容易揮發的元素，若燒結環境係惰性氣 體或是以載氣的形式導入惰性氣體之15kPa以上的減壓環 境時，爲了防止Ni的揮發，鎳粉末添加量可以是如上述 Ni量相等的量、亦即大於〇質量％、2質量％以下。但是， 若在壓力小於1 5kPa的減壓環境（真空環境）進行燒結時， 亡須預洌抨链捐牛的N i成分來添加鎳粉末，此時鎳粉末的 添加量以〇 . 5〜4 · 0質量％爲佳。 Φ 鎳粉末的粒徑’與上述的鉬粉末或鎢粉末時同樣’粒 徑以1 5微米以下之物爲適合’形狀亦同樣’以凹凸較少之 物爲適合，如上述所示相標時’堆積密度以3.0 Mg/m3以 ' 上的粉末爲適合。 • 添加鎳粉末的效果係如上述’因爲對於碳化鉬或碳化 鎢，N i液相的濕潤性會變差’爲了保持形狀而在脫黏合劑 步驟殘餘之一部分黏合劑成分若增加時’碳化鉬或碳化鶴 的量增加，Ni濃度較高的部分（Ni濃厚相）變爲容易形成。 -20- 1338907 • 因此使用Ni時，必須使冷陰極螢光燈用電極中的C量爲 0 . 1 5質量％以下。. 實施例1 準備如表1所示粒徑及堆積密度的鉬粉末。又，準備 將聚縮醛（軟化點：H0它、熔點·· 18(TC)與石蠟（軟化點： 3 9 °C、熔點6 1 °C )以4 : 6比混合而成的黏合劑。將該等以 表1所示比例進行調配、捏合來調整原料，將其形成爲粒 ' 料。將該粒料加熱至200°C，供給至已加熱至表1所示溫 # 度之模具中，進行壓粉成形，冷卻至表1所示溫度後，進 行拔出製成第2圖所示形狀之有底圓筒狀壓粉體。將所到 的壓粉體加熱至250 °C，保持60分鐘後，進而升溫至450 °C保持60分鐘來進行脫黏合劑。接著，在氬氣環境中，在 1 8 0 0 °C保持6 0分鐘來進行燒結。測定所得到有底圓简狀燒 結體之密度比’同時觀察外觀。又，使用所得到的有底圓 =二-，來-$、么便，半悟’測宙爲得到放電電流9mA 所必要的放電電壓。該等結果一倂如表丨所示。 -21- 1338907 表1

調配比體積％ 成形步驟 拔出步驟 評價項目 試料 Mo粉末 模具加熱 溫度°c 冷卻溫度 密度比 % 外觀 評價 放電電壓 mV 備註 號碼 粒徑 微米 堆積密度 Mg/m3 黏合劑 01 70.0 3 3.0 30.0 140 40 X 無法製粒 02 60.0 3 3.0 40.0 140 40 94 〇 364 03 50.0 3 3.0 50.0 140 40 91 〇 360 04 40.0 3 3.0 60.0 140 40 86 〇 359 05 30.0 3 3.0 70.0 140 40 71 X 燒結時變形大 06 50.0 1 3.0 50.0 140 40 96 〇 365 03 50.0 3 3.0 50.0 140 40 91 〇 360 07 50.0 5 3.0 50.0 140 40 85 〇 357 08 50.0 10 3.0 50.0 140 40 80 〇 355 09 50.0 15 3.0 50.0 140 40 74 X - 密度降低、尺寸 偏差 10 50.0 3 2.0 50.0 140 40 75 X - 密度降低、尺寸 偏差 03 50.0 3 3.0 50.0 140 40 91 〇 360 11 50.0 3 5.0 50.0 140 40 95 〇 364 12 50.0 3 3.0 50.0 100 40 X 原料無法流動 13 50.0 3 3.0 50.0 110 40 81 〇 355 03 50.0 3 3.0 50.0 140 40 91 〇 360 14 50.0 3 3.0 50.0 160 40 90 〇 360 15 50.0 3 3.0 50.0 180 40 X 發生形狀崩潰 16 50.0 3 3.0 50.0 140 30 X 發生龜裂 03 50.0 3 3.0 50.0 140 60 91 〇 360 17 50.0 3 3.0 50.0 140 60 90 〇 359 18 50.0 3 3.0 50.0 140 80 X • 發生形狀崩潰 -22- (S ) 1338907 表1的試料號碼01〜05的試料，係使用鉬粉末作爲金 屬粉末，來調查黏合劑之添加量的影響之例子。從該等試 料’黏合劑之添加量小於4 0體積％之試料號碼〇 1的試料， 黏合劑量較少無法製造粒料。另一方面，黏合劑的添加量 爲4〇體積。/〇以上的試料（試料號碼02、03及04)，能夠製 造粒料，經過成形-燒結步驟，能夠製造具備良好外觀之薄 厚度且微小形狀的有底圓筒狀燒結體試料。但是，黏合劑 的添加量爲60體積％以上之試料號碼〇5的試料，因爲黏 • 合劑的加太多，在燒結時黏合劑在揮發被去除時，試料產 生形狀崩潰，可以觀察到有底圓筒狀燒結體試料變形。從 以上，可以確認黏合劑的添加量在40〜60質量％時能夠得 到高密度且良好外觀的燒結體試料。又，在該範圍時，爲 了得到9mA的放電電流之放電電壓爲低至360mV左右之良 好値。又，在表1的外觀評價| 「Ο」係表示如設計尺寸 R 曰：7K 思 iVt 主； 表1的試料號碼03及06〜09的試料，係調查鉬粉末 • 的粒徑之影響的例子。從該等試料，得知粒徑爲1 〇微米以 下之試料號碼03及06〜08的試料•能夠得到高密度且具 備良好外觀之燒結體試料。另一方面，粒徑爲大於丨〇微米 之試料號碼09的試料，鉬粉末的塡充性降低，有底圓筒狀 - 燒結體的密度比降低且所得到有底圓筒狀燒結體發生尺寸 偏差。因此，爲了製造薄厚度且微小形狀的有底圓筒狀燒 結體試料，所使用的鉬粉末以使用1〇微米以下之物爲適 合β又，在該範圍時，顯示放電電壓係低至360mV左右之 -23 - 1338907 • 300mV左右之良好的値。 表1之試料號碼03及16〜18的試料，係調查拔出時 的冷卻溫度的影響之例子。從該等試料，拔出時的模具的 冷卻溫度（亦即•該溫度係大致與拔出時之成形體的溫度一 致）未達到黏合劑所含有蠟的軟化點溫度之試料號碼1 6的 試料，蠘的潤滑性受到損害，在成形體拔出時發生龜裂。 另一方面，拔出時的模具的冷卻溫度爲有蠘的軟化點溫度 ' 以上且爲蠟的熔點以下之試料號碼3及1 6的試料，蠟的潤 # 滑性良好發揮，能夠進行良好的拔出。但是，拔出時的模 具的冷卻溫度高於蠟的軟化點溫度之試料號碼 1 8的試 料，原料係在軟化狀態，拔出時成形體產生形狀崩潰。因 此，確認拔出時的冷卻溫度以使用黏合劑所使用蠟的軟化 點溫度以上且低於熔點的溫度爲適合。又，在該範圍時， 顯示放電電壓係低至3 60mV左右之良好的値。 +A- /Xtl 只U.J “ 準備如表2所示粒徑及堆積密度的鎢粉末。又，準備 ® 實施例1所使用的黏合劑。將該等以表1所示比例進行調 配、捏合來調整原料，將其形成爲粒料。將該粒料加熱至 2 〇〇 °C，供給至已加熱至表2所示溫度之模具中，進行壓粉 ' 成形，冷卻至表2所示溫度後，進行拔出製成第2圖所示 ' 形狀之有底圓筒狀壓粉體。將所到的壓粉體加熱至250 °C， 保持60分鐘後，進而升溫至450 °C保持60分鐘來進行脫 黏合劑。接著，在氬氣環境中，在2000t保持60分鐘來 進行燒結。測定所得到有底圓筒狀燒結體之密度比，同時

-25- 1338907 ' 良好的値。 表1之試料號碼03及1〇、η的試料，係調查鉬粉末 的堆積密度的影響之例子。從該等試料，鉬粉末時，堆積 .密度小於3.0 Mg/m3之試料號碼1〇的試料，鉬粉末的塡充 性降低’有底圓筒狀燒結體的密度比降低及所得到的有底 . 圓筒狀燒結體的尺寸發生偏差。另—方面，堆積密度3 〇 M g/m3以上之試料號碼3及11的試料，鉬粉末的塡充性良 好’能夠得到闻密度且具備有良好外觀的有底圓筒狀燒結 鲁體試料。因此，用鉬粉末時，確認以使用堆積密度爲3.0

Mg/m3以上的粉末爲適合。又，在該範圍時，顯示放電電 壓係低至3 6 0 m V左右之良好的値。 表1之試料號碼03及12〜15的試料，係調查模具的 加熱溫度的影響之例子。從該等試料，儘管將原料的粒料 加熱至200°C ’在模具的加熱溫度未達到黏合劑所使用樹 «曰口:j ¥入.iij so <皿，又/<_ 卩外 /丨3 1 2 ί勺 3 Ή 之 $ 3 . m 6? re·似 ή/h 量係微量，原料的溫度低於樹脂的低於樹脂的軟化點溫 ® 度’原料的流動性降低無法得到良好的成形體。另—方面， 模具的加熱溫度係在樹脂的軟化點溫度以上且小於樹脂的 熔點之試料號碼03、13及14的試料，能夠得到高密度且 • 具有良好外觀之有底圓筒狀燒結體試料。但是，模具的加 • 熱溫度在樹脂的熔點以上之試料號碼1 5的試料，黏合劑膠 黏在模具上，拔出時發生形狀崩潰。因此，確認模具的加 熱溫度以在黏合劑所使用樹脂的軟化點溫度以上且低於熔 點溫度爲適合。又，在該範圍時，顯示放電電壓係低至 -24 - 1338907 觀察外觀。又，使用所得到的有底圓筒狀燒結體來組裝冷 極螢光燈，測定爲得到放電電流9mA所必要的放電電壓。 該等結果一倂如表2所示。

-26 -

S 1338907 表2

調配比體積％ 成形步驟 拔出步驟 評價項目 試料 Mo粉末 模具加熱 冷卻溫度 密度比 外觀 放電電壓 號碼 備註 粒徑 堆積密度 黏合劑 溫度。C °c % 評價 mV 微米 Mg/m3 19 70.0 3 5.6 30.0 140 40 X 無法製粒 20 60.0 3 5.6 40.0 140 40 94 〇 370 21 50.0 3 5.6 50.0 140 40 90 〇 367 22 40.0 3 5.6 60.0 140 40 85 〇 365 23 30.0 3 5.6 70.0 140 40 70 X . 燒結時變形大 24 50.0 1 5.6 50.0 140 40 95 〇 372 21 50.0 3 5.6 50.0 140 40 90 〇 367 25 50.0 5 5.6 50.0 140 40 85 〇 366 26 50.0 10 5.6 50.0 140 40 79 〇 363 密度降低、尺寸 27 50.0 15 5.6 50.0 140 40 73 X - 偏差 密度降低、尺寸 28 50.0 3 3.0 50.0 140 40 75 X - 偏差 Z 1 )υ.υ 3 140 40 90 U 367 29 50.0 3 7.0 50.0 140 40 95 〇 371 30 50.0 3 5.6 50.0 100 40 X 原料無法流動 31 50.0 3 5.6 50.0 110 40 80 〇 365 21 50.0 3 5.6 50.0 140 40 90 〇 367 32 50.0 3 5.6 50.0 160 40 89 〇 367 33 50.0 3 5.6 50.0 180 40 X 發生形狀崩潰 34 50.0 3 5.6 50.0 140 30 X 發生龜裂 21 50.0 3 5.6 50.0 140 40 90 〇 367 35 50.0 3 5.6 50.0 140 60 90 〇 366 36 50.0 3 5.6 50.0 140 80 X • 發生形狀崩潰 -27 -

(S 表2的試料號碼19〜23的試料，係使用鎢粉末 屬粉末’來調查黏合劑之添加量的影響之例子、試 2 1及24〜27的試料，係調查鎢粉末的粒徑的影響之 試料號碼21及28及29的試料，係調查鎢粉末的堆 的影響之例子、試料號碼21及30〜33的試料，係 具的加熱溫度的影響之例子、以及試料號碼2 1及 的試料’係調查拔出時的冷卻溫度影響之例子，從 料’在全部的例子，實施例1使用鉬粉末時之同樣 亦顯現在使用鎢粉末的情況。亦即，確認黏合劑添 4 0〜6 0體積％爲佳，所使用的鎢粉末以使用丨〇微米 堆積密度爲5.6 Mg/m3以上的粉末爲適合。又，確 的加熱溫度係以黏合劑所使用樹脂的軟化點溫度以 於熔點的溫度爲適合’拔出時的冷卻溫度係以黏合 用蠟的軟化點溫度以上且低於熔點的溫度爲適合》 ! »-» A. t-~ #1—.» · 貝卿W 3 準備粒徑：3微米、堆積密度：3 〇 Mg/m3的鉬 準備實施例1所使用的黏合劑。將該等以5: 5的體 調配、捏合來調整原料，將其形成爲粒料。將該粒 至200°C ’供給至已加熱至140。(：之模具中來進行 形’冷卻至4〇°C後’進行拔出製成第2圖所示形狀 圓筒狀壓粉體。將所到的壓粉體加熱至25 0。(：，暫 後’進而升溫’保持在4 5 0 °C來進行脫黏合劑。在 之保持時間係如表3所示進行變更。接著，在氬氣環 在1800 °C保持60分鐘來進行燒結。對所得到有底 作爲金 料號碼 .例子、 積密度 調查模 34 〜36 該等試 傾向， 加量以 以下且 認模具 上且低 劑所使 粉末， 積比例 料加熱 壓粉成 之有底 時保持 各溫度 :境中， 圓筒狀 1338907 燒結體進行碳分析、測定燒結體中的碳含量，同時觀察外 觀。又，使用所得到的有底圓筒狀燒結體來組裝冷極螢光 燈，測定爲得到放電電流9mA所必要的放電電壓。又，對 實施例1的試料號碼〇 3的試料測定碳量。該等結果一倂如 表3所示。 表3 試料 號碼 保持時 min 評價項 巨 備註 250。。 450V C量質量 % 密度比 % 外觀 評價 放電電壓 mV 37 20 20 1.800 75 X - 密度降低、燒結後 發生形狀崩潰 38 30 30 0.500 87 〇 354 39 45 45 0.150 89 〇 357 03 60 60 0.090 91 〇 360 實施例1 40 90 90 0.030 93 〇 361 41 120 120 0.018 95 〇 362 42 180 180 0.010 95 〇 362 43 300 300 0.005 X - 脫黏合劑後產生形 狀崩潰

從表3得知，在脫黏合劑步驟的保持時間較短時’在燒 結體中所殘餘的C量增加’相反地’在脫黏合劑步驟的保 持時間較長時’在燒結體中所殘餘的C量減少。又’燒結 體中所殘餘的C量大於0.5質量％之試料號碼37的試料’ 由於鉬粉末表面所形的碳化物，造成藉由燒結來進行細緻 化受到阻礙，密度比降低，在燒結後之處理時發生形狀崩 -29 - !33B9〇7 潰。另一方面，在燒結體所殘留的c量爲0.5質量％之試料 號碼38的試料，能夠得到充分的密度，在燒結後之處理時 亦未發生形狀崩潰。但是，在燒結體所殘餘的C量未達到 0.01質量％之試料號碼43的試料，在脫黏合劑後所殘餘的 的黏合劑少、在脫黏合劑步驟發生形狀崩潰。從上述得到 燒結中的C量必須在0.01〜0.5質量％的範圍。又，脫黏合 劑在第1階段及第2階段都以保持3〇〜180分鐘爲有效。 實施例4

準備粒徑：3微米、堆積密度：5.6 Mg/m3的鎢粉末， 準備實施例1所使用的黏合劑。將該等以5 : 5的體積比例 調配、捏合來調整原料，將其形成爲粒料。將該粒料加熱 至2 00°C，供給至已加熱至14〇。<：之模具中來進行壓粉成 形’冷卻至4〇°C後，進行拔出製成第2圖所示形狀之有底 圓筒狀壓粉體。將所到的壓粉體加熱至250。(：，暫時保持 *1久 > r s »»—· » ». , 进IIIJ ；丨瓶，休付仕 仕谷溫度

之保持時間係如表4所示進行變更。接著，在氬氣環境中， 在2〇00°C保持6G分鐘來進行燒結。對所得到有底圓筒狀 燒結體進行碳分析、測定燒結體中的碳含量，同時觀察外 觀。又’使用所得到的有底圓筒狀燒結體來組裝冷極螢光 燈’測定爲得到放電電流9mA所必要的放電電壓。又，對 實施例2的試料號碼2 1的試料測定碳量。該等結果一倂如 表4所示。 -30 - (£ ) 1338907 表4 試料 號碼 保持時 閭min . 評價項目 備註 250〇C 450〇C C量質量 % 密度比 % 外觀 評價 放電電壓 mV 44 20 20 1.760 75 X - 密度降低、燒結後發 生形狀崩潰 45 30 30 0.500 85 〇 365 46 45 45 0.151 88 〇 366 21 60 60 0.089 90 〇 367 實施例2 47 90 90 0.031 92 〇 367 48 120 120 0.017 94 〇 368 49 180 180 0.011 94 〇 368 50 300 300 0.006 X - 脫黏合劑後產生形狀 崩潰

從表4得知與由鉬粉末構成冷陰極螢光燈用電極時同 樣地，在脫黏合劑步驟的保持時間較短時’在燒結體中所 殘餘的C量增加，相反地’在脫黏合劑步驟的保持時間較 長時，在燒結體中所殘餘的C量減少。又，燒結體中所殘 餘的C量大於0.5質量％之試料號碼44的試料，由於鎢粉 末表面所形的碳化物，造成因燒結而細緻化受到阻礙，密 度比降低，在燒結後之處理時發生形狀崩潰。另一方面， 在燒結體所殘留的C量爲0.5質量％之試料號碼45的試 料，能夠得到充分的密度，在燒結後之處理時亦未發生形 狀崩潰。但是，在燒結體所殘餘的C量未達到〇. 〇 1質量％ 之試料號碼50的試料，在脫黏合劑後所殘餘的的黏合劑 1338907 少、在脫黏合劑步驟發生形狀崩潰。從上述得到燒結中的 c量必須在0.01〜〇·5質量％的範圍。又，脫黏合劑在第1 階段及第2階段都以保持30〜180分鐘爲有效。 實施例5 準備粒徑：3微米、堆積密度：3.0 M g/m3的鉬粉末， 準備實施例1所使用的黏合劑。將該等以5 : 5的體積比例 調配、捏合來調整原料，將其形成爲粒料。將該粒料加熱 至200 °C ’供給至已加熱至1401：之模具中來進行壓粉成 形’冷卻至4 0 °C後，進行拔出製成第2圖所示形狀之有底 圓筒狀壓粉體。將所到的壓粉體加熱至25〇艽，保持6〇分 鐘後’進而升溫’在45 (TC保持60分鐘來進行脫黏合劑。 接著’在氬氣環境中，在表5所示燒結溫度保持6〇分鐘來 it彳T燒結。對所得到有底圓筒狀燒結體進行碳分析、測定 燒結體中的碳含量’同時觀察外觀。又，使用所得到的有 @ ^ ^^ G4 S S义違，；定爲得刭苡電鼋流 mA所必要的放電電壓。又，對實施例1的試料號碼〇3 的試料測定碳量。該等結果一倂如表5所示。 (S ) -32 - 1338907 表5 試料號碼 燒結溫度乞 . 評價項目 備註 密度比％ 外觀評價 放電電壓mV 51 1400 71 X 密度降低、發生端部缺口 52 1500 80 〇 354 03 1800 91 〇 360 實施例1 53 2000 95 〇 364 54 2200 96 〇 364 55 2500 98 〇 366

從表5得知隨著燒結溫度變高，燒結體的密度比提 升。因爲燒結溫度低，密度比未達到8 0 %試料號碼5 1的試 料，在組裝冷陰極螢光燈時發生端部缺口。另一方面，密 度比爲80〜96%之試料號碼〇3、52〜54的試料顯示良好的 外觀，同時顯示良好的放電特性。但是密度比大於y 6 %乙 試料號碼5 5的試料，其獨立氣孔增加，結果空心陰極效果 減少放電電壓上升。由此，得知密度比必須在8 0〜9 6%的 範圍。又’藉由鉬粉末構成冷陰極螢光燈用電極時，燒結 溫度以在1500〜2200。<：的範圍進行爲佳。 實施例6 準備粒徑：3微米、堆積密度：56 Mg/m3的鎢粉末， 準備實施例1所使用的黏合劑。將該等以5 : 5的體積比例 調配、捏合來調整原料，將其形成爲粒料。將該粒料加熱 至200°C ’供給至已加熱至140°C之模具中來進行壓粉成 -33- 1338907

形’冷卻至4(TC後，進行拔出製成第2圖所示形狀之有底 圓筒狀壓粉體。將所到的壓粉體加熱至25 (TC，保持60分 鐘後，進而升溫，在4501保持60分鐘來進行脫黏合劑。 接著，在氬氣環境中，在表5所示燒結溫度保持60分鐘來 進行燒結。對所得到有底圓筒狀燒結體進行碳分析、測定 燒結體中的碳含量，同時觀察外觀。又，使用所得到的有 底圓筒狀燒結體來組裝冷極螢光燈，測定爲得到放電電流 9m A所必要的放電電壓。又，對實施例2的試料號碼2 1 的試料測定碳量。該等結果一倂如表4所示。 表6 試料號碼 燒結溫度乞 評價項目 備註 密度比％ 外觀評價 放電電壓mV 56 1500 73 X 密度降低、發生端部缺口 57 1700 80 〇 362 -21 2000 90 U Jb/ 貝 ϋι?υ· 2 58 2200 93 〇 368 59 2400 96 〇 369 60 2600 98 〇 370 從表6 ’得知與由鉬粉末構成冷陰極螢光燈用電極時 同樣地’隨著燒結溫度變高，燒結體的密度比提升。因爲 燒結溫度低’密度比未達到8 〇%試料號碼5 6的試料，在組 裝冷陰極營光燈時發生端部缺口。另一方面，密度比爲80 〜96 %之試料號碼21、57〜59的試料顯示良好的外觀，同 -34- 1338907 時顯示良好的放電特性。但是密度比大於96%之試料號碼 60的試料，其獨立氣孔增加，結果空心陰極效果減少放電 電壓上升。由此，得知密度比必須在8 0〜9 6 %的範圍。又， 藉由鎢粉末構成冷陰極螢光燈用電極時，燒結溫度以在 1600〜2400 °C的範圍進行爲佳。 . 實施例7 準備粒徑爲3微米、堆積密度爲3.OMg/m3的鉬粉末、 準備粒徑爲10微米、堆積密度爲3.0 Mg/m3的鎳粉末。又， ® 準備實施例1所使用的黏合劑。將該等以表7所示比例調 配、捏合來調整原料，將其形成爲粒料。將該粒料加熱至 200°C，供給至已加熱至140°C之模具中來進行壓粉成形， 冷卻至40 °C後，進行拔出製成第2圖所示形狀之有底圓筒 狀壓粉體。將所到的壓粉體加熱至25〇°C，保持60分鐘後， 進而升溫，在450 °C保持60分鐘來進行脫黏合劑。接著’ 在氬氣3浣卞立* ? $示燒結=S3 6 η分楚來！行赞 結。又，壓力調整係導入氬氣作爲載氣，藉由調整其流量 ® 來控制。對所得到有底圓筒狀燒結體進行碳分析、測定燒 結體中的碳含量，同時觀察外觀。又’使用所得到的有底 圓筒狀燒結體來組裝冷極螢光燈’測定爲得到放電電流 9 m Α所必要的放電電壓。該等結果—倂如表7所示。 -35- 1338907 表7 配合比體積比％ 燒結步驟 評價項目 備註 實施例5 試 料 號 碼 金屣粉末 配合比質量％ 黏合劑 燒結溫度 °c 環境的 壓力 Pa Ni 量質量 % 密度比 % 外觀 評價 放電 電壓 mV Mo 粉末 Ni 粉末 51 50.0 100-0 0.0 50.0 1400 1 0.0 71 X 61 50.0 99.5 0.5 50.0 1400 1 0,3 82 〇 361 62 50.0 99.0 1.0 50.0 1400 1 0.5 86 〇 370 63 50.0 98.5 1.5 50.0 1400 1 0.8 92 〇 379 64 50.0 97.0 3.0 50.0 1400 1 1.3 93 〇 383 65 50.0 94.0 6.0 50.0 1400 1 2.0 96 〇 400 66 67 50.0 50.0 93.0 98.5 7.0 1.5 50.0 50.0 1400 1200 1 I 2.3 0.8 98 75 〇 X 408 有損耗 密度降低 68 50.0 98.5 1.5 50.0 1250 0.8 80 〇 360 63 50.0 98.5 1.5 50.0 1400 1 0.8 92 〇 379 69 50.0 98.5 1.5 50.0 1600 1 0.8 96 〇 407 70 63 50.0 50.0 9S. 5 98.5 1.5 1.5 5Q.Q 50.0 180Q 1400 1 1 0.S 0.8 98 92 〇 〇 411 379 71 50.0 98.5 1.5 50.0 1400 15xl03 1.5 94 〇 386 72 50.0 98.5 1.5 50.0 1400 50xl03 1.5 94 〇 386

表7之試料號碼61〜72 ’係在鉬粉末中添加鎳粉末作 爲金屬粉末，在1 400°C進行燒結的例子。只使用鉬粉末作 爲金屬粉末、未添加鎳粉末之試料號碼51的試料，因爲燒 -36* 1338907 結溫度爲1400 °C，燒結不充分而密度低，組裝冷陰極營光 燈時發生端部缺口。.但是’添加0.5質量％鎳粉末、燒結體 中的Ni量爲0.3質量％之試料號碼61的試料，與未添加鎳 粉末之試料號碼51(實施例5)的試料比較時，密度比提高， 即使在1 400°C的燒結溫度亦能夠能到82%之充分的密度。 又’隨著鎳粉末的添加量增加，燒結體中的Ni量增加、密 度比提高’試料號碼61〜65的試料，儘管燒結溫度比實施 例時更低’但是亦能夠得到充分的密度。但是，隨著鎳粉 末添加量增加’爲了得到放電電流9 m A所必要的放電電壓 增加。但是，因爲鎳粉末的添加量大於6 · 0質量％、燒結體 中的Ni量大於2.0質量％之試料號碼66的試料，熔點較低 的N i量變多，可以認定電極有損耗，所以鎳的添加量以 6.0質量％以下、燒結體中的Ni量小於2.0質量％爲適合。 如上述’添加鎳粉末雖然具有降低燒結溫度的效果，但是 Ξ =迗量添；^芍放® ®壓會碉苓m加，確認苴添加量係燒 結體中的Ni量爲2.0質量％以下時具有效果。又，確認鎳 粉末的添加量以在0.5〜6.0質量％爲適合^ 表7的試料號碼63、67〜70的試料，係調查藉由添加 鎳粉末能夠將燒結溫度降低多少之例子，從該等得知若將 燒結溫度降低至1200 °C時（試料號碼67)，即使添加鎳粉 末’燒結亦不充分、只能夠得到密度比小於8 0 %之試料。 另一方面’得知燒結溫度爲1 2 5 0 °C以上的試料能夠得到充 分的密度比’藉由提高燒結溫度能夠更提升密度比。但是， 因爲密度比大於96 %之試料號碼7〇的試料，獨立氣孔增 -37- 1338907 加、空心陰極效果減少，放電電壓增加，得知 比爲96%以下。 表7的試料號碼63、71及72的試料，係 境之壓力的影響之例子，因爲在上述實施例係 的減壓環境（真空環境），所添加賦與之鎳粉末 發，燒結體中的N i量變少時之例子。但是從震 及72，確認減壓環境的壓力在1 5kPa以上時， 粉末的總量都未揮發，與燒結體中的Ni量相等 # 實施例8 準備粒徑爲3微米、堆積密度爲5.6 M g/m: 準備粒徑爲10微米、堆積密度爲3.0 M g/m3的; 準備實施例1所使用的黏合劑。將該等以表8 配、捏合來調整原料，將其形成爲粒料。將該 2〇〇°C，供給至已加熱至140°C之模具中來進行 冷2卩至λ n T後，堆符拔，屮,製成第2圖所示形狀 狀壓粉體。將所到的壓粉體加熱至250°C，保持 ® 進而升溫，在450 °C保持60分鐘來進行脫黏合 在氬氣環境中，在表7所示燒結溫度保持60分 結。又，壓力調整係導入氬氣作爲載氣，藉由 ' 來進行控制。對所得到有底圓筒狀燒結體進行 定燒結體中的碳含量，同時觀察外觀。又，使 有底圓筒狀燒結體來組裝冷極螢光燈，測定爲 流9mA所必要的放電電壓。該等結果一倂如表 必須使密度 調查減壓環 使用壓力低 的一部分揮 式料號碼7 1 所添加的鎳 : 〇 ;的鎢粉末、 ϋ粉末。又， 所示比例調 粒料加熱至 壓粉成形， 之有底圓筒 6 〇分鐘後， 劑。接著， 鐘來進行燒 調整其流量 碳分析、測 用所得到的 得到放電電 8所示。 (£ ) -38 - 1338907

表8 試 料 號 碼 56 配合比體積比％ '燒結步驟 評價項目 備註 實施例6 金圃粉末 黏合劑 50.0 燒結 溫度 r 1500 環境的 壓力 Pa 1 Ni 量質量 % 0.0 密度比 % 70 外觀 評價 X 放電 電壓 mV 50.0 配合比質量％ Mo 粉末 100.0 Ni 粉末 0.0 73 50.0 99.5 0.5 50.0 1500 1 0.3 81 〇 365 74 50.0 99.0 1.0 50.0 1500 1 0.5 85 〇 376 75 50.0 98.5 1.5 50.0 1500 1 0.8 90 〇 387 76 50.0 97.0 3.0 50.0 1500 1 1.3 93 〇 402 77 50.0 94.0 6.0 50.0 1500 1 2.0 96 〇 416 78 79 50.0 50.0 93,0 98.5 7.0 1.5 50.0 50.0 1500 1300 1 2.3 0.8 98 73 Q X 420 有損耗 密度降低 80 50.0 98.5 1.5 50.0 1350 1 0.8 80 〇 381 75 ^υ.υ 1 .J jyj.yj 1 V/V/ Λ Ο on η 81 50.0 98.5 1.5 50.0 1800 0.8 96 〇 423 82 75 50.0 50.0 98.5 98.5 1.5 1.5 50.0 50.0 2000 1500 1 0.8 0.8 98 90 〇 〇 425 387 83 50,0 98.5 1.5 50.0 1500 15xl03 1.5 93 〇 402 84 50.0 98.5 1.5 50.0 1500 50xl03 1.5 93 〇 402 表8之試料號碼5 6 (實施例5 )、7 3〜7 8，係調查在鎢粉 末中添加鎳粉末作爲金屬粉末時的影響之例子，試料號碼 7 5、7 9〜8 2，係調查在添加鎳粉末時燒結溫度的影響之例 c -39- 1338907 子，而且’試料號碼75、83及84，係調查減壓環境時壓 力的影響之例子，從該等試料，在全部的例子，實施例7 使用鉬粉末時之同樣傾向，亦顯現在使用鎢粉末的情況。 亦即’確認添加鎳粉具有降低燒結溫度的效果，但是過量 添加時放電電壓會顯著增加，燒結體中的Ni量以在2.0質 量％以下爲適合，在壓力小於1 5 Pa的減壓環境，鎳粉末的 添加量以在0.5〜6.0質量％爲適合，燒結體的密度比以80 〜96%爲適合’因此添加鎳粉末時，燒結溫度以1350〜1800 °C爲適合’及在使壓力爲l5kPa以上的減壓環境，能夠防 止Ni的揮發，所添加的鎳粉末的量與燒結體中的Ni量相 等。 實施例9 在粒徑爲3微米、堆積密度爲3.0 Mg/m3的鉬粉末中， 添加、混合1.5質量％粒徑爲10微米、堆積密度爲3.0 Mg/m3 的鎳粉志·準锆作汽金麂钤主。▽，進備實施例1所使用 的黏合劑。將該等以金屬粉末與黏合劑爲5 : 5體積比例調 配、捏合來調整原料，將其形成爲粒料。將該粒料加熱至 200°C，供給至已加熱至140°C之模具中來進行壓粉成形， 冷卻至40°C後，進行拔出製成第2圖所示形狀之有底圓筒 狀壓粉體。將所到的壓粉體加熱至2 5 0 °C，保持後，進而 升溫，在450 °C保持，來進行脫黏合劑。此時之各階段的 保持時間如表9所示。接著，壓力1 Pa的減壓環境（真空環 境）中，在1800 °C保持60分鐘來進行燒結。對所得到有底 圓筒狀燒結體進行碳分析、測定燒結體中的碳含量，同時 -40- 1338907 觀察外觀。又’使用所得到的有底圓筒狀燒結體來組裝冷 極營光燈’測定爲得到放電電流9 m A所必要的放電電壓^ 又，對實施例7的試料號碼63的試料測定碳量。該等結果 一倂如表9所示。

表9 試料 號碼 保持時間分鐘 評價項目 備註 250〇C 450°C C量質量 % 密度比 % 外觀 評價 放電電壓 mV 85 20 20 1.800 76 X - 密度降低、燒結後形狀 崩潰 86 30 30 0.500 79 X - 密度降低’、燒結後形狀 崩潰 87 45 45 0.150 90 〇 377 63 60 60 0.090 92 〇 379 實施例7 88 90 90 0.030 93 〇 381 89 120 120 0.018 95 〇 383 90 180 180 0.010 95 〇 383 91 300 300 0.005 - X - 脫黏合劑後發生形狀 崩潰 從表9得知在脫黏合劑步驟時保持時間較短時，殘餘在 燒結體中的C量增加，相反地，保持時間增長時，殘餘在 燒結體中的C量減少。又，燒結體所殘留的C量大於0.15 質量％之試料號碼85及86的試料，因在鉬粉末表面所形 成的碳化物，造成藉由燒結來進行細緻化受到阻礙，密度 比降低’在燒結後的處理時發生形狀崩潰。另一方面，燒 -41- 1338907 結體所殘留的C量爲〇· 1 5質量％之試料號碼87的試料，能 夠得到充分的密度，.在燒結後的處理時未發生形狀崩潰。 但是燒結體所殘留的C量未達到〇.〇1質量％之試料號碼91 的試料’在脫黏合劑後所殘餘的黏合劑成分少，在脫黏合 劑步驟後發生形狀崩潰。從上述，得知在鉬粉末中添加鎳 粉末而使用時，燒結體中的C量必須在〇.〇1〜0.15質量％ 的範圍。又，得知脫黏合劑步驟之第1階段及第2階段都 是以保持30〜180分鐘爲有效。 實施例1 0 在粒徑爲3微米、堆積密度爲5.6 Mg/m3的鎢粉末中， 添加1 .5質量％粒徑爲I 0微米、堆積密度爲3.0 Mg/m3的 鎳粉末。又，準備實施例1所使用的黏合劑。將該等金屬 粉末與黏合劑以5 : 5的體積比例調配 '捏合來調整原料， 將其形成爲粒料。將該粒料加熱至200°C，供給至已加熱 Ξ :之饺昃中來迕行壓粉昧形，洽卻辛4〇°C後’進行 拔出製成第2圖所示形狀之有底圓筒狀壓粉體。將所到的 壓粉體加熱至2 50 °C，保持後，進而升溫’在450°C保持， 來進行脫黏合劑。此時之各階段的保持時間如表1 〇所示。 接著，壓力IPa的減壓環境（真空環境）中’在1800 °C保持 6 〇分鐘來進行燒結。對所得到有底圓筒狀燒結體進行碳分 析、測定燒結體中的碳含量，同時觀察外觀。又’使用所 得到的有底圓筒狀燒結體來組裝冷極螢光燈’測定爲得到 放電電流9 m A所必要的放電電壓。又’對實施例8的試料 號碼7 5的試料測定碳量。該等結果一倂如表1 〇所示。 -42 - 1338907 表10 試料 號碼 保持時間分鐘 評價項目 備註 250。。 450〇C C量質量 % 密度比 % 外觀 評價 放電電壓 mV 92 20 20 1.760 75 X • 密度降低、燒結後形狀 崩潰 93 30 30 0.500 78 X 參 密度降低、燒結後形狀 崩潰 94 45 45 0.151 89 〇 365 75 60 60 0.089 90 〇 367 實施例8 95 90 90 0.031 92 〇 369 96 120 120 0.017 94 〇 370 97 180 180 0.011 95 〇 371 98 300 300 0.006 • X - 脫黏合劑後發生形狀 崩潰

二表！ Λ丐泞在鳄扮主由添加鏤粉未時亦與在鉬粉末 中添加鎳粉末時具有同樣傾向。亦即在脫黏合劑步驟之保 持時間較短時，殘餘在燒結體中的C量增加，相反地，保 持時間增長時，殘餘在燒結體中的C量減少。燒結體所殘 留的C量必須在0.01〜0.1 5質量％的範圍，及脫黏合劑步 驟之第1階段及第2階段都是以保持30〜180分鐘爲有效》 【圖式簡單說明】 第1圖係冷陰極線燈的構造之剖面圖。 第2圖係冷陰極線燈用電極之剖面圖。 第3圖係在本發明之冷陰極線燈用電極之製法之塡充 (•S' -43 - 1338907 步驟、加壓成形步驟及拔出步驟之剖面圖 【元件符號說明】. 1 玻璃管 2 端子 3 電極 4 螢光體 5 封入氣體 1 1 第1沖模

12 第2沖模 13 第3沖模 14 模具 14a 模具孔 15 有底圓筒狀成形體 Μ 原料

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Claims (1)

1338907 第95 1 16485號「冷陰極螢光燈用電極之 ， τ (2009 %8 j| 2^Β^τβ) 十、申請專利範圍： ‘ 1· 一種冷陰極螢光燈用電極之製法，其係具有以下的步驟： 原料調整步驟，係在由鉬粉末或鎢粉末所構成的金屬 粉末中添加40〜60體積％之由熱塑性樹脂及蠟所構成的 黏合劑，加熱捏合來調整原料： 塡充步驟，係將該原料塡充在壓模的模具孔內； φ 加壓成形步驟，係使用沖模加壓該壓模內的原料以成 型爲有底圓筒狀； 拔出步驟，係將該加壓成形步驟後所得到的有底圓筒 狀成形體拔出； 脫黏合劑步驟，係加熱拔出的有底圓筒狀成形體，以 去除黏合劑；以及 燒茳步® ’炫加執R脫黏合劑之有底圓筒狀成形體， 來使粉末間進行擴散結合， 0 前述黏合劑含有40〜80體積％的前述蠟，且在該成形步 驟中’使原料加熱至熱塑性樹脂之軟化點以上的溫度， 在該拔出步驟中，使原料冷卻至熱塑性樹脂的軟化點以 ' 下且蠟的軟化點以上之溫度。 2.如申請專利範圍第1項之冷陰極螢光燈用電極之製法， 其中在該加壓成形步驟，使用第1沖模、第2沖模、及 第3沖模’該第丨沖模係用以形成該底圓筒成形體的底 部’·該第2沖模係用以形成該有底圓筒成形體的內徑部； 1338907 而該第3沖模係用以形成該有底圓筒成形體的開口端面 部：使第1沖模相對固定於模具，並加壓該第2沖模以 使原料被壓入，同時邊藉由第3沖模對原料施加背壓、 邊進行成形。 3 .如申請專利範圍第1項之冷陰極螢光燈用電極之製法， 其中該鉬粉末或該鎢粉末的粒徑爲10微米以下，鉬粉末 的堆積密度爲3.0 Mg/m3以上、鎢粉末的堆積密度爲 5.6 M g / m3 以上。 # 4.如申請專利範圍第1項之冷陰極螢光燈用電極之製法， 其係在該原料調整步驟之後，預先將原料彙集成爲1個 粒料，在該塡充步驟將該粒料裝入壓模的模具孔內。 5. 如申請專利範圍第1項之冷陰極螢光燈用電極之製法， 其中該金屬粉末係在鉬粉末或鎢粉末中，添加2.0質量％ 以下之N i粉末所成者，該燒結係在惰性氣體環境中、或 芫入m氣S 5 3载氕之1 ς i ^以卜的減®環境中進行。 6. 如申請專利範圍第I項之冷陰極螢光燈用電極之製法， # 其中該金屬粉末係在鉬粉末或鎢粉末中，添加〇·5〜4.0 質量％以下之Ni粉末所成者，該燒結係在小於15kPa之 減壓環境中進行。 • 7.如申請專利範圍第5或6項之冷陰極螢光燈用電極之製 ' 法，其中該鎳粉末係使用粒徑爲15微米以下的粉末。 8.如申請專利範圍第1項之冷陰極蜜光燈用電極之製法， 其中該脫黏合劑步驟係由使蠟昇華之第1階段、及使熱 塑性樹脂熱分解之第2階段所構成。