WO2008044334A1

WO2008044334A1 - Electrode for cold cathode tube and cold cathode tube employing it

Info

Publication number: WO2008044334A1
Application number: PCT/JP2007/001098
Authority: WO
Inventors: Tsutomu Morioka; Toshiaki Suto; Fumihiko Yoshimura
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Materials Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Niterra Materials Co Ltd
Priority date: 2006-10-13
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2009-04-13
Also published as: CN101523549A; GB2455687B; GB0907119D0; US8134289B2; TW200832492A; CN101523549B; KR20090068363A; TWI357611B; KR101043849B1; JPWO2008044334A1; JP5091870B2; GB2455687A; US20100117514A1

Description

明細書

冷陰極管用電極とそれを用いた冷陰極管

技術分野

[0001 ] 本発明は冷陰極管用電極とそれを用いた冷陰極管に関する。

背景技術

[0002] 従来から、液晶表示装置のバックライ卜には冷陰極管が用いられている。

冷陰極管は熱陰極管に比べて長寿命であることから、テレビ、パソコン、携帯電話、パチンコ機等の各種分野で長期に渡って用いられる液晶表示装置のバックライ卜に好適である。冷陰極管の構造としては、 N iや M o等からなる高融点金属電極の表面を L a B ₆や B a A I ₂ 0 ₄等の電子放射物質（ェミツタ材）で被覆した一対の冷陰極管用電極を、ガラスバルブ（ガラス管）内に対向配置した構造が一般的である（特許文献 1参照）。冷陰極管用電極は一般的に有底円筒形状を有している。

[0003] 従来の有底円筒状電極は、溶解法で作製したインゴットゃ粉末冶金法で作製した焼結体を熱間圧延（または冷間圧延）した板材（高融点金属板材）に、打抜き加工を施すことにより作製されている。有底円筒体を作製する場合には、絞り加工とも言う。冷陰極管用電極を量産化するにあたっては、トランスファープレスや順送プレス等の複雑な打抜き加工装置が用いられている

[0004] 打抜き加工を適用するためには、高融点金属板材に圧延等の前処理を施して、その厚さを十分に薄くする必要がある。さらに、円筒状電極を打抜き加ェで作製する場合、打抜き屑の発生が避けられず、板材（原材料）を 1 0 0 %使い切ることは難しい。仮に打抜き屑を再利用するためには、溶解法を適用して再度板材を作製する必要がある。これらはいずれも冷陰極管用電極の製造コストを増加させる要因となる。

[0005] このように、打抜き加工を適用した円筒状電極の作製方法は製造コストを増大させる要因が多く、円筒状電極を安価に作製することは困難であった。さらに、溶解法や粉末冶金法で作製した高融点金属板材は相対密度が実質的に 9 9 %以上であり、表面に気孔を有しないため、表面積が小さいという難点を有する。このため、電子放射物質を表面に塗布した際に、表面積と同等の塗布面積しか得ることができない。

[0006] 特許文献 2には W等の高融点金属粉末の焼結体からなる冷陰極管用電極が記載されている。この電極は焼結体を用いていることから、打抜き加工を適用した電極に比べて安価に作製することができる。しかし、電極形状が底部のない円筒体（中空体）であるため、電極の表面積が不足するという難点を有する。表面積が不足するとホロ一力ソ一ド（h o i l o w c a t h o d e ) 効果を十分に得ることができない。特許文献 2では表面積不足を解消するために仕切りを設けているが、このような形状では直径 3 m m以下の小型の電極を作製することが難しい。

[0007] 冷陰極管は、ガラス管の内面に紫外線で励起される蛍光体層を設け、管内に微量の水銀や希ガスを封入して構成される。ガラス管の両端に設けられた電極に電圧を印加すると水銀が蒸発して紫外線を放出し、この紫外線により蛍光体層を発光させる。冷陰極管を長期間使用し続けると、電子放射物質（ェミッタ材）や電極材料のスパッタリング現象が生じる。スパッタリング現象により形成されるスパッタ層に管内の水銀が取り込まれ、冷陰極管の発光効率や寿命の低下を招いてしまう。

[0008] 特許文献 3にはスパッタリング現象を抑制するために、冷陰極管用電極の内部に凸部を設けて表面積を稼ぐことが記載されている。表面積を稼いで電子放射物質の塗布量を増加させることによって、スパッタリング現象を抑制している。しかしながら、特許文献 3に記載された電極は有底型ではないため、表面積の向上には限界がある。特に、直径が 3 m m以下の細い電極（中空の円筒状電極）においては、内部に凸部を設けたとしても表面積の向上には限界がある。

[0009] このような点を改善するために、特許文献 4や特許文献 5には W、 N b、 T a、 M o等の焼結体からなる冷陰極管用電極が記載されている。 W、 N b 、 T a、 M o等の焼結体からなる冷陰極管用電極によればコストダウンが図れ、水銀消耗量等の改善効果を得ることができている。しかしながら、特許文献 4や特許文献 5に記載された冷陰極管用電極は、電極内面の断面形状がコ字形状のように底面部と開口部の形状が同じ形状、あるいは V字形状（または U字形状）のように底面部から開口部に向かつて徐々に広がる形状を有している。

[0010] 従来の冷陰極管用電極は、点灯中にイオンの衝突を受けて、電極物質が飛散してランプ（冷陰極管）内壁に堆積するスパッタリング現象を十分に抑制することができないという問題を有している。スパッタリング現象が起きると、冷陰極管内の水銀が取り込まれて放電に使用することができなくなる。そのため、長時間点灯すると管内の水銀はほとんどスパッタ層に取り込まれ、ランプの輝度が極端に低下して寿命末期となる。従って、スパッタリング現象を抑制できれば水銀の消耗が抑えられ、同じ水銀封入量でも長寿命化を図ることが可能となる。

[001 1 ] このような点に対して、従来の断面がコ字形状や V字（U字）形状を有する冷陰極管用電極では、スパッタリング現象を十分に抑制することができなし、。さらに、冷陰極管用電極はリード端子を接合した状態で使用される。特許文献 4や特許文献 5に記載された冷陰極管用電極（焼結体電極）は底部側方の肉厚が厚いため、リード端子の溶接性に劣るという難点を有している。特許文献 1 ：特開昭 6 2— 2 2 9 6 5 2号公報

特許文献 2：特開平 0 4 - 2 7 2 1 0 9号公報

特許文献 3：特開 2 0 0 2 _ 0 2 5 4 9 9公報

特許文献 4：特開 2 0 0 4 _ 1 7 8 8 7 5公報

特許文献 5：特開 2 0 0 4 _ 1 9 2 8 7 4公報

発明の開示

[0012] 本発明の目的は、冷陰極管内の水銀消耗量を抑制することによって、冷陰極管の長寿命化を図ることを可能にした冷陰極管用電極、およびそのような電極を用いた冷陰極管を提供することにある。本発明の他の目的は、リード端子の溶接性を向上させた冷陰極管用電極、およびそのような電極を用いた冷陰極管を提供することにある。

[0013] 本発明の一態様に係る冷陰極管用電極は、筒状側壁部と、前記筒状側壁部の一端に設けられた底部と、前記筒状側壁部の他端に設けられた開口部とを具備し、前記電極はタングステン、ニオブ、タンタル、モリブデンおよびレニゥムから選ばれる金属の単体、または前記金属を含む合金の焼結体からなり、かつ前記筒状側壁部の軸方向に対する前記電極の全長をし、前記全長 L の 1 / 2 ( L / 2 ) の部分における前記筒状側壁部の内径を d 1、前記底部の内径を d 2、前記内径 d 1の部分と前記内径 d 2の部分とを結ぶ前記筒状側壁部の内面の円弧を Rとしたとき、前記電極は L≥ 6 [m m] 、 d 2 > d

1、 R≥2 0 [m m] を満足することを特徴としている。

[0014] 本発明の他の態様に係る冷陰極管用電極は、筒状側壁部と、前記筒状側壁部の一端に設けられた底部と、前記筒状側壁部の他端に設けられた開口部とを具備し、前記電極はタングステン、ニオブ、タンタル、モリブデンおよびレニウムから選ばれる金属の単体、または前記金属を含む合金の焼結体からなり、かつ前記筒状側壁部の軸方向に対する前記電極の全長をし、前記全長 Lの 1 / 2 ( L / 2 ) の部分における肉厚を t 1、前記底部の側方肉厚を t

2、前記 L / 2部分における前記筒状側壁部の内径部分と前記底部の内径部分とを結ぶ前記筒状側壁部の内面の円弧を Rとしたとき、前記電極は L≥ 6

[m m] 、 t 1 > t 2、 R≥2 0 [m m] を満足することを特徴としている

[0015] 本発明の態様に係る冷陰極管は、放電媒体が封入された管形透光性バルブと、前記管形透光性バルブの内壁面に設けられた蛍光体層と、本発明の態様に係る陰極管用電極からなる一対の電極であって、前記管形透光性バルブの両端部に配設された一対の電極とを具備することを特徴としている。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1 ]本発明の第 1の実施形態による冷陰極管用電極を示す断面図である。

[図 2]本発明の第 2の実施形態による冷陰極管用電極を示す断面図である。 [図 3]本発明の実施形態による冷陰極管用電極の底部に R面取り加工を施した状態を示す断面図である。

[図 4]本発明の実施形態による冷陰極管用電極の底部に C面取り加工を施した状態を示す断面図である。

[図 5]本発明の実施形態による冷陰極管用電極の外径を示す正面図である。

[図 6]本発明の実施形態による冷陰極管用電極にセンタレス加工を施した状態を示す断面図である。

[図 7]本発明の実施形態による冷陰極管を示す断面図である。

[図 8]実施例 3の冷陰極管用電極を示す断面図である。

符号の説明

[0017] 1 , 1 1…冷陰極管用電極、 2…筒状側壁部、 3…底部、 4…開口部、 5…側壁部の内面、 6— R面取り部、 7— C面取り部、 2 1…冷陰極管、 2 2…蛍光体層、 2 3…管形透光性バルブ、 2 4…リード端子。

発明を実施するための形態

[0018] 以下、本発明を実施するための形態について説明する。図 1は本発明の第

1の実施形態による冷陰極管用電極の構成を示している。図 1に示す冷陰極管用電極 1は有底円筒形状を有し、筒状の側壁部 2と、側壁部 2の一端に設けられた底部 3と、側壁部 2の他端に設けられた開口部 4とを具備している。側壁部 2は内面 5を有している。

[0019] 図 1に示す冷陰極管用電極 1は、タングステン（W) 、ニオブ（N b ) 、タンタル（T a ) 、モリブデン（M o ) およびレニウム（R e ) から選ばれる高融点金属の単体、もしくは前記高融点金属を含む合金の焼結体からなる。焼結体を構成する合金としては、上記した高融点金属を 2種以上含む合金、もくしは上記した高融点金属を主成分として含む合金が挙げられる。

[0020] 冷陰極管用電極 1に適用する合金としては、例えば W—M o合金、 R e _ W合金、 T a _ M o合金等が挙げられる。前述した特許文献 2に記載されているように、電子放射物質としてのアル力リ土類金属酸化物や希土類元素酸化物等と高融点金属とを混合したものであってもよい。さらに、焼結助剤としてニッケル（N i ) 、銅（C u) 、鉄（F e) 、リン（P) 等を微量（例えば 1質量％以下）添加してもよい。焼結助剤を添加することによって、焼結体（電極）の密度を調整することができる。

[0021] 冷陰極管用電極 1を構成する焼結体は平均結晶粒径が 1 00 m以下であることが好ましい。結晶粒のアスペクト比（長径/短径）は 5以下であることが好ましい。電極 1の表面積を増加させる上で、焼結体は相対密度を 80 〜98<½の範囲とし、若干の気孔を備えさせることが好ましい。このとき、焼結体の平均結晶粒径が 1 00 mを超えると、相対密度が 80%未満になりやすくなると共に、焼結体の強度が低下しやすくなる。結晶粒のァスぺクト比も同様である。結晶粒の平均粒径は 50 U m以下とすることがより好ましく、ァスぺクト比は 3以下であることがより好ましい。

[0022] 相対密度の測定方法は J I S_Z_250 1に準じた方法で密度を測定する。なお、相対密度が 1 00%の基準値は、各材料の比重として、 Wは 1 9 . 3、 N bは 8. 6、 T aは 1 6. 7、 Moは 1 0. 2、 R eは 2 1. 0とした場合の値を示すものとする。合金を用いるときは各材料の割合（質量比 ) に応じて上記値を適用する。

[0023] 第 1の実施形態の冷陰極管用電極 1において、筒状側壁部 2の軸方向に対する電極 1の全長 Lは 6mm以上（L≥6mm) とされている。全長 Lの 1 /2の部分（L/2部分）における筒状側壁部 2の内径を d 1、底部 3の内径を d 2としたとき、 d 2>d 1の条件を満足している。さらに、内径 d 1 の部分と内径 d 2の部分とを結ぶ筒状側壁部 2の内面 5の円弧 Rは 2 Omm 以上（R≥20mm) とされている。

[0024] このような形状を有する有底円筒状電極 1によれば、底部 3の内面部分からのスパッタリング現象を抑制することができる。つまり、内径 d 1 と内径 d 2が d 2>d 1である場合、側壁部 2の内面 5に実質的な凸部が形成されることから、底部 3の内面部分までイオンが到達しにくくなる。これによつて、底部 3の内面部分からのスパッタリング現象を抑制することが可能となる。なお、内径 d 2は底部 3における最も大きな内径を示すものとする。 [0025] また、有底円筒状電極 1の全長 Lを 6 mm以上とすることによって、電極 1の表面積が増大する。これによつて、冷陰極管用電極 1 としての機能を高めることができる。このとき、有底円筒状電極 1の筒状側壁部 2の内面 5の形状を、円弧 Rが 2 O mm以上となる曲面とすることによって、電極 1の強度を向上させることができる。すなわち、筒状側壁部 2に円弧 Rが 2 O mm 以上の内面形状を適用することによって、全長 Lを 6 mm以上と長くした有底円筒状電極 1の強度を維持することが可能となる。

[0026] さらに、筒状側壁部 2の L/2部分における内径 d 1に対する底部 3の内径 d 2の比（d 2/d 1 ) は 1 . 0 3以上であることが好ましい。 d 2/d 1比が 1 . 0 3未満であると、底部 3の内面部分がスパッタリング現象を受けやすくなる。 01 2/01 1比は1 . 0 8以上とすることがより好ましい。有底円筒状電極 1を製造するにあたって、 d Ζ/ά 1が大きくなりすぎるとクラックが入りやすくなるため、 01 2/01 1比は1 . 2 0以下とすることが好ましい。このように、 d 2/d 1比は 1 . 0 3≤ d 2/d 1 ≤ 1 . 2 0の範囲とすることが好ましい。

[0027] 有底円筒状電極 1の開口部 4の内径 d 3は d 3≥ d 1であることが好ましし、。 d 3≥ d 1 とすることによって、電極 1の内面 5の表面積を大きくすることができる。また、 01 3が01 1ょり小さぃ（d 3 < d 1 ) 場合、金型成形で作製することが難しくなる。このため、 d 3 < d 1を満足する焼結体を得るためには特殊な加工（研磨加工等）が必要になり、製造コストの増加要因となる。

[0028] 次に、本発明の第 2の実施形態による冷陰極管用電極について、図 2を参照して説明する。図 2に示す冷陰極管用電極 1 1は、第 1の実施形態と同様に有底円筒形状を有し、筒状の側壁部 2と、側壁部 2の一端に設けられた底部 3と、側壁部 2の他端に設けられた開口部 4とを具備している。有底円筒状電極 1 1は W、 N b、 T a、 M oおよび R eから選ばれる高融点金属の単体、もしくは前記高融点金属を含む合金の焼結体からなる。焼結体の具体的な構成は第 1の実施形態と同様である。 [0029] 冷陰極管用電極 1 1は、全長 Lの 1 /2の部分（L/2部分）における筒状側壁部 2の内厚（内径 d 1に対応する側壁部 2の内厚）を t 1、底部 3の側方肉厚（内径 d 2に対応する底部 3の側方への内厚）を t 2としたとき、 t 1 > t 2の条件を満足している。さらに、第 1の実施形態と同様に、電極 1 1の全長 Lは 6 mm以上（L≥ 6 mm) 、内径 d 1の部分と内径 d 2の部分とを結ぶ筒状側壁部 2の内面 5の円弧 Rは 2 Omm以上（R≥ 2 Omm) とされている。

[0030] このように、筒状側壁部 2の L/ 2部分の内厚 t 1を底部 3の側方肉厚 t 2より厚くする（ t 1 > t 2) ことによって、電極 1 1に対するリード端子の溶接性を高めることができる。底部 3の側方肉厚 t 2に対する L/ 2部分の内厚 t 1の比（ t 1 / t 2) は 1 . 2以上 6. 0以下の範囲（1 . 2≤ t Λ / 2≤ 6. 0) とすることが好ましい。セ 1 /セ 2比が1 . 2未満（ t 1 / t 2 < 1 . 2) であると底部 3の体積が大きくなり、電極 1 1に対してリード端子を溶接しにくくなる。

[0031] t 1 / t 2比が 6. 0を超える（ t 1 / t 2 > 6. 0) と底部 3の側方肉厚 t 2が薄くなりすぎるため、その部分に溶接時の電力が集中し、スパークの発生や焼結体の再結晶化が起こりやすくなる。スパークの発生は溶接不良を招く。焼結体の再結晶化に関しては、焼結体全体が再結晶化されるのであれば問題はないが、部分的な再結晶化は内部歪を生じるために好ましくない。このようなことから、 t 1 / t 2比は 1 . 2≤ t 1 / t 2≤ 6. 0とすることが好ましい。

[0032] 第 2の実施形態においても、有底円筒状電極 1 1の全長 Lを 6 mm以上とすることによって、電極 1 1の表面積を増大させることができる。このとき、有底円筒状電極 1 1の筒状側壁部 2の内面 5の形状を、円弧 Rが 2 Omm 以上となる曲面とすることによって、電極 1 1の強度を向上させることができる。すなわち、筒状側壁部 2に円弧 Rが 2 Omm以上の内面形状を適用することによって、全長 Lを 6 mm以上と長くした有底円筒状電極 1 1の強度を維持することが可能となる。 [0033] 第 1および第 2の実施形態の冷陰極管用電極 1、 1 1の底部 3の外周部分 (角部）に、図 3に示すような R面取り部 6や図 4に示すような C面取り部 7を形成する場合、それらの形状は底部 3の外径 D [mm] に対する R面取り部 6の形状 R [mm] や C面取り部 7の形状 C [mm] の比（R/Dまたは C/D) が 0. 08〜0. 40の範囲となるように設定することが好ましい。

[0034] R/D比または C/D比カ《0. 08未満であると面取りの効果が得られず、リード端子を溶接する際の電力消費量が多くなる。 R/D比または C/D 比が 0. 40を超えるとリード端子の溶接性が低下し、溶接時の電力値が高くなる。面取り部の形状は曲面形状であってもよいし、直線形状であってもよい。 R面取り部 6の形状 Rは R面取りの曲率半径 [mm] を示すものである。 C面取り部 7の形状 Cは 45° の C面取り加工を行う場合の削り取る一辺の長さ [mm] を示すものである。

[0035] さらに、冷陰極管用電極 1、 1 1の外径 Dは面取り部 6、 7を除いて、その偏差が 0. 01 mm以下であることが好ましい。外径 Dの偏差が 0. 01 mmを超えると溶接電流値が安定しにくくなり、かつ芯ずれや冷陰極管を構成する管形バルブとの接触等が生じやすくなる。外径 Dの測定は図 5に示すように、電極 1、 1 1の全長 L (面取り部を除く）を 4つ以上に均等分割し、各部分の外径 D 1〜D4を測定して平均値を求める。平均値と各測定値の差を取り、最も大きな差を「外径の偏差」とする。

[0036] 第 1の実施形態の冷陰極管用電極 1によれば、スパッタリング現象の発生を抑制することができる。第 2の実施形態の冷陰極管用電極 1 1によれば、リ一ド端子の溶接性の改善および冷陰極管の歩留りの改善を図ることができる。第 1の実施形態の冷陰極管用電極 1 と第 2の実施形態の冷陰極管用電極 1 1 とは組合せることができる。これらを組合せることによって、両方の効果を得ることが可能となる。

[0037] 電極 1、 1 1を冷陰極管に適用する場合、底部 3にリード端子を接合した状態で使用される。リード端子にはタングステン棒、モリブデン棒、 F e_ N i _ C o系合金棒（例えばコバール棒）、 N i _ M n合金棒等が用いられる。これらは電極端子として抵抗溶接法やレーザ溶接法等で電極 1、 1 1の底部 3に溶接される。有底円筒形状の電極 1、 1 1においては、線状のリード端子ではなく、棒状のリード端子を使用することができる。これによつて、電極 1、 1 1 とリード端子との接合部を面接合として、接合強度の向上を図ることが可能となる。電極 1、 1 1にリード端子を接合するにあたって、コバール等のインサ一ト金属材を適宜使用することができる。

[0038] 冷陰極管用電極 1、 1 1は必要に応じて電子放射物質で被覆される。電子放射物質の被覆は、電子放射物質を含むペーストを塗布した後に焼成する方法、スパッタ法ゃ C V D法による被覆法等、種々の方法を適用して実施することができる。電子放射物質は電極 1、 1 1の外表面に限らず、筒状側壁部 2の内面 5や底部 3の内面にも被覆することができる。電子放射物質としては L a ₂ B ₆等の公知のものが適用可能である。

[0039] 第 1および第 2の実施形態は外径 Dが 1 O m m以下の小型の冷陰極管用電極 1、 1 1に有効である。冷陰極管用電極 1、 1 1は外径 Dが 5 m m以下の場合にさらに有効であり、特に外径 Dが 3 m m以下の場合に効果的である。冷陰極管用電極 1、 1 1の全長 Lは 6 m m以上であるため、それを用いて構成した冷陰極管の輝度を高めることができる。そのため、同じ大きさの冷陰極管を使用してバックライト等を製造したとき、同じ輝度を得るための冷陰極管の本数を減らすことが可能となる。

[0040] 第 1および第 2の実施形態による冷陰極管用電極 1、 1 1は、表面積を増加させた有底円筒形状を有することから、電子放射物質の被覆面積を増大させることができると共に、ホロ一力ソ一ド効果を向上させることが可能となる。また、スパッタリング現象を抑制できることから、電極 1、 1 1を有する冷陰極管内の水銀の取り込みを抑制することが可能となる。また、電極 1 、 1 1に対するリード端子の溶接性を高めているため、リード端子の溶接工程を含む加工歩留りを向上させることが可能となる。

[0041 ] 次に、冷陰極管用電極 1、 1 1の製造方法について述べる。まず、原料粉末として Wや M o等の高融点金属粉末を用意する。高融点金属粉末は純度が 9 9 . 9 %以上、さらには 9 9 . 9 5 %以上の高純度粉末であることが好ましい。不純物量が 0 . 1質量％を超えると、電極 1、 1 1 として使用したときに不純物が悪影響を与えるおそれがある。高融点金属粉末の平均粒径は 1 〜1 O mの範囲であることが好ましく、さらに好ましくは 1〜5 mの範囲である。原料粉末の平均粒径が 1 O mを超えると、焼結体の平均結晶粒径が 1 0 0 mを超えやすくなる。

[0042] 高融点金属粉末を純水や P V A (ポリビニルアルコール）等のバインダと混合して造粒を行う。このとき、高融点金属を主成分とする合金を使用する場合には、第 2成分も一緒に混合する。前述した特許文献 2に記載されているように、電子放射物質と高融点金属との複合焼結体を作製する場合には、電子放射物質も混合する。次いで、必要に応じてバインダを追加し、造粒粉をペースト状にしたものを成形する。

[0043] 造粒粉の成形には、金型成形、ロータリープレス、射出成形等が適用される。このような成形方法によって、有底円筒状の成形体（カップ状の成形体 ) を作製する。この際、焼結後の電極の全長 Lが 6 m m以上となるように成形体を作製する。なお、電極の全長 Lの上限は特に限定されるものではないが、製造性（例えば成形しやすさ）を考慮すると、電極の全長 Lは 1 O m m 以下とすることが好ましい。

[0044] 次に、得られた成形体を 8 0 0〜 1 1 0 0 °Cのゥエツト水素雰囲気中で脱脂する。続いて、脱脂体を水素雰囲気中にて 1 6 0 0〜2 3 0 0 °Cの範囲の温度で焼成することによって焼結体を作製する。焼結には常圧焼結、雰囲気加圧焼結や H I Pのような加圧焼結等、種々の焼結方法を適用することがでさる。

[0045] 得られた焼結体が直接電極として使用可能であれば、焼結したままの状態の焼結体が冷陰極管用電極となる。バリ等が発生している場合には、バレル研磨等でバリ取りを行い、必要に応じて洗浄した後に製品（電極）とする。焼結体の相対密度は、成形体中のバインダ量や脱脂時の条件を変えることによって、脱脂後の成形体中にバインダを所定量残したまま焼結する方法等を適用することで制御することができる。

[0046] 第 1の実施形態の冷陰極管用電極 1、すなわち d 2 > d 1の条件を満足する冷陰極管用電極 1を得るためには、金型の先端（カップ内側の底部）に R やテ一パをつけることが有効である。これは、造粒粉末が Rまたはテ一パとなることで、その部分の成形時の密度が上がり、 d 2 > d 1になりやすい。 Rを例にとると、金型の内径を D aとすると、 Rは D a / 1 . 5〜D a / 3 の範囲とすることが好ましい。

[0047] 冷陰極管用電極 1、 1 1に面取り部 6、 7を形成したり、また冷陰極管用電極 1、 1 1の外径 Dの偏差を低減する場合、焼結体の外周をセンタレス加ェすることが好ましい。図 6はセンタレス研磨加工により研磨される部分 8 の一例を示している。成形体を焼結する際に若干の収縮が起き、焼結体の外周は緩やかな凹状になる。このような焼結体にセンタレス研磨加工を施す（研磨部 8を除去する）ことによって、所望の形状の電極 1、 1 1を得ることができる。

[0048] センタレス研磨加工であれば、外径 Dが 1 O m m以下、さらには 3 m m以下の小型の電極 1、 1 1であったとしても、外径 Dが左右対称（全長 L方向に対して左右対称）の電極 1、 1 1が歩留りよく得られる。つまり、偏芯量の小さい電極 1、 1 1を得ることができる。偏芯量とは全長 L方向に対して垂直の断面（横断面）を取ったとき、各断面が真円にどの程度近い形状を有しているかを示すものである。電極の横断面が真円に近いと、電極 1、 1 1 を溶接する際の電力消費が抑えられ、溶接がしゃすくなる。さらに、電極 1 、 1 1を冷陰極管に組み込んだ際に、管形バルブに触れてショートする危険性が低下する等の効果が得られる。

[0049] 電極 1、 1 1は底部 3にリード端子を溶接した後に、冷陰極管に組み込まれる。このとき、電極 1、 1 1の底部 3の外周に前述した条件を満足する面取り部 6、 7を形成したり、また電極 1、 1 1の外径 Dの偏差を前述した条件内に設定することによって、リード端子の溶接性を改善することができる。従って、リード端子を有する電極 1、 1 1を歩留りよく製造することが可能となる。

[0050] 次に、本発明の実施形態による冷陰極管について説明する。図 7は本発明の実施形態による冷陰極管を示す断面図である。冷陰極管 2 1は内壁面に蛍光体層 2 2が設けられた管形透光性バルブ 2 3を具備する。管形透光性バルブ 2 3は、例えばガラス管により構成される。管形透光性バルブ 2 3の両端部には、図 1ないし図 5に示したような電極 1 ( 1 1 ) が対向して配設されている。電極 1 ( 1 1 ) にはリード端子 2 4が設けられている。管形透光性バルブ 2 3の内部には放電媒体が封入されている。

[0051 ] 冷陰極管 2 1の電極 1 ( 1 1 ) 以外の構成要素である管形透光性バルブ 2 3、蛍光体層 2 2および放電媒体は、従来からこの種の冷陰極管、特にバックライト用の冷陰極管に適用されているものをそのままの状態で、あるいは適当な改変を加えた上で用いることができる。放電媒体としては希ガス一水銀系（希ガスとしてはアルゴン、ネオン、キセノン、クリプトン、これらの混合物）が例示される。蛍光体層 2 2を構成する蛍光体としては、紫外線による刺激で発光するものが用いられる。

[0052] 第 1および第 2の実施形態による冷陰極管用電極 1、 1 1を有する冷陰極管 2 1によれば、電子放射物質の被覆面積の増大効果やホロ一力ソード効果に基づいて、放電効率ひいては発光効率を高めることが可能となる。さらに、電極 1、 1 1のスパッタリング現象が抑制されることから、冷陰極管 2 1 内の水銀の取り込みを抑制することができる。これによつて、冷陰極管 2 1 の長寿命化を実現することが可能となる。さらに、電極 1、 1 1に対するリ -ド端子 2 4の溶接性を向上させているため、電極 1、 1 1ひいては冷陰極管 2 1の製造歩留りを向上させることができる。

[0053] 次に、本発明の具体的な実施例およびその評価結果について述べる。

[0054] (実施例 "！〜 2 3、参考例 1、比較例 "！〜 3 )

種々の条件を変えて、高融点金属の焼結体からなる電極を作製し、これらを冷陰極管に組み込んで評価した。焼結体電極は外径 Dを 1 . 7 m m、全長 Lを 7. Ommとし、 d 2 / d 1比を変化させた。各電極には、平均粒径が "！〜の高融点金属粉末（不純物量： 0. 1質量％以下）を用いて作製した密度が 85〜95%の焼結体を適用した。各電極の構成材料、製造方法、形状を表 1に示す。また、側壁部の内面の Rとして、 d 1部分と d 2部分とを結ぶ円弧 Rを求めた。その結果を表 1に示す。

[0055] 冷陰極管は、外径が 2. Omm、電極間距離が 35 Ommのガラス管を用いて作製した。管内には水銀とネオン■アルゴンの混合気体を封入した。冷陰極管の寿命は、管内の水銀がスパッタ物質とアマルガムを形成して消耗する「希ガス放電モード」が支配的であることから、水銀の消耗量を評価することで、寿命を評価することができる。ここでは 1 0000時間後の水銀消耗量を評価した。その結果を表 1に示す。

[0056] 参考例 1 として全長 Lが 4. Ommの電極を用いた冷陰極管についても、同様な評価を行った。また、比較例 1〜3として高融点金属板材に絞り加工を施して作製した電極（外径 = 1 · 70mm、全長 =5. Omm) を用意し、これらを用いた冷陰極管についても同様な評価を行った。

[0057]

ほ 1]

[0058] 表 1から分かるように、 d 2>d 1を満たす電極を用いた冷陰極管は水銀消耗量が低い。特に、 01 2ノ01 1が1 . 03以上の電極を用いた冷陰極管においては、水銀消耗量が低く抑えられており、スパッタリング現象の抑制効果が十分に得られていることが分かる。これによつて、冷陰極管を長寿命化することが可能となる。

[0059] (実施例 24〜 41、比較例 4〜 5 ) L a ₂ O ₃を 2質量⁰ /o含有した Mo焼結体（d 2= 1. 1 mm d 2 / d 1 = 1. 08) を用いて、外径 Dが 1. 70mm、全長 Lが 7. Omm、筒状側壁部の内面の円弧 Rが 25mm、底部の肉厚が 0. 3mmの電極を作製した

。 L/2部分の肉厚 t 1は 0. 3 mmとし、底部の側方肉厚 t 2を種々変更した。肉厚 t 2は、成形時の金型の大きさとセンタレス加工の研磨量により調整した。各電極の構成材料、製造方法、形状（L、 t 1、 t 2/ t 1比）を表 1に示す。

[0060] 各電極に対して溶接試験を実施した。溶接試験は、溶接電圧を 5. 5Vで一定として Mo製リード端子を溶接した際に、インサ一ト金属である直径 1. OmmX厚さ 0. 1 mmのコ /くール合金が全溶融する溶接電流値を測定した。このような実験を各電極に対して 1 0回ずつ行い、その平均値を測定結果として表 2に示す。比較例として、板絞り M oカツプ（外径 1. 70 mm X長さ 5. 0 、底厚0. 2 mm、側部肉厚さ 0. 1 mm) と、 t 2/ t 1比を 1 とした Mo電極について同様の実験を行った。

[0061]

ほ 2]

[0062] t 1ノ t 2比を 1. 20以上とした場合に、特に溶接電流値が下がり、少ない電力で溶接可能であることが分かる。一方、 t 1 / t 2比が 6. 0を超えると、電流値は下がるものの、溶接時にスパークが発生しやすくなる。表中、 nは 1 0個の電極に溶接した際のスパークが発生した電極の個数を示している。この測定結果から、 t 1 / t 2比は 1. 2〜6. 0の範囲とすることが好ましいことが分かる。

[0063] (実施例 42〜 6 1、参考例 2 )

L a ₂0₃を 2質量％含有した Mo焼結体（d 2= 1. 1 mm、 d 2 / d 1 = 1. 08) を用いて、図 7に示すような形状（外径 D= 1. 7mm、全長 L = 7. 0 mm、内面の円弧 R= 25mm、 t 2 = 0. 3mm、 t 1 =0. 1 5mm、底部の内面 R=0. 65mm、底部の厚さ =0. 25 mm) を有し、かつ C面取り部の形状 Cと底部の外径 D ( 1. 7mm) との比を変更した電極を作製した。これら電極に溶接試験を行った。溶接試験は上述した実施例と同様にして実施した。

[0064] 併せて、電極の偏芯量も測定した。偏芯量の測定は全長 L方向の横断面を取り、任意の直径を 3箇所以上測定して平均値を求め、その平均値との差が最も大きい値を「偏芯量」とした。その結果を表 3に示す。

[0065] [表 3]

[0066] 表 3から明らかなように、 C/D比が 0. 08〜0. 40の範囲の電極は偏芯量が小さく、少ない電力で溶接可能であることが分かる。産業上の利用可能性

本発明の態様に係る冷陰極管用電極によれば、水銀消耗量を抑制することができる。さらに、リード端子の溶接性を向上させることができる。本発明の態様に係る電極は冷陰極管に有用であり、そのような冷陰極管用電極を用いることによって、長寿命で製造歩留りに優れる冷陰極管を提供することが可能となる。

Claims

請求の範囲

[1] 筒状側壁部と、前記筒状側壁部の一端に設けられた底部と、前記筒状側壁部の他端に設けられた開口部とを具備する冷陰極管用電極であって、前記電極は、タングステン、ニオブ、タンタル、モリブデンおよびレニゥムから選ばれる金属の単体、または前記金属を含む合金の焼結体からなり、かつ、前記筒状側壁部の軸方向に対する前記電極の全長をし、前記全長 L の 1 /2 ( L/2) の部分における前記筒状側壁部の内径を d 1、前記底部の内径を d 2、前記内径 d 1の部分と前記内径 d 2の部分とを結ぶ前記筒状側壁部の内面の円弧を Rとしたとき、前記電極は L≥ 6 [mm] 、 d 2 > d 1、 R≥ 20 [mm] を満足することを特徴とする冷陰極管用電極。

[2] 請求項 1記載の冷陰極管用電極において、

前記 d 1に対する d 2の比（d 2/d 1 ) が 1 . 03以上であることを特徵とする冷陰極管用電極。

[3] 請求項 1記載の冷陰極管用電極において、

前記 L/ 2部分における前記筒状側壁部の肉厚を t 1、前記底部の側方肉厚を t 2としたとき、前記電極は t 1 > t 2を満足することを特徴とする冷陰極管用電極。

[4] 請求項 3記載の冷陰極管用電極において、

前記 t 2に対する t 1の比（ t 1 / t 2) が 1 . 2以上 6. 0以下であることを特徴とする冷陰極管用電極。

[5] 請求項 1記載の冷陰極管用電極において、

前記電極の外径の偏差が 0. 0 1 mm以下であることを特徴とする冷陰極管用電極。

[6] 請求項 1記載の冷陰極管用電極において、

前記電極の外径が 3 mm以下であることを特徴とする冷陰極管用電極。

[7] 請求項 1記載の冷陰極管用電極において、

前記底部はその外周角部を C面取りまたは R面取りした面取り部を有し、かつ前記底部の外径を D [mm] 、前記 C面取りの形状を C [mm] 、前記 R面取りの形状を R [mm] としたとき、前記 Dに対する前記 Cまたは前記 Rの比（C/Dまたは R/D) が 0. 08以上 0. 40以下であることを特徵とする冷陰極管用電極。

[8] 請求項 7記載の冷陰極管用電極において、

前記底部の面取り部を除く前記電極の外径の偏差が 0. 01 mm以下であることを特徴とする冷陰極管用電極。

[9] 請求項 1記載の冷陰極管用電極において、

前記焼結体はセンタレス加工が施された外周面を有することを特徴とする冷陰極管用電極。

[10] 筒状側壁部と、前記筒状側壁部の一端に設けられた底部と、前記筒状側壁部の他端に設けられた開口部とを具備する冷陰極管用電極であって、前記電極は、タングステン、ニオブ、タンタル、モリブデンおよびレニゥムから選ばれる金属の単体、または前記金属を含む合金の焼結体からなり、かつ、前記筒状側壁部の軸方向に対する前記電極の全長をし、前記全長 L の 1 /2 (L/2) の部分における肉厚を t 1、前記底部の側方肉厚を t 2 、前記 L/ 2部分における前記筒状側壁部の内径部分と前記底部の内径部分とを結ぶ前記筒状側壁部の内面の円弧を Rとしたとき、前記電極は L≥6 [ mm] 、 t 1 > t 2、 R≥20 [mm] を満足することを特徴とする冷陰極管用電極。

[11] 請求項 1 0記載の冷陰極管用電極において、

前記 t 2に対する t 1の比（ t 1 / t 2) が 1. 2以上 6. 0以下であることを特徴とする冷陰極管用電極。

[12] 請求項 1 0記載の冷陰極管用電極において、

前記電極の外径の偏差が 0. 01 mm以下であることを特徴とする冷陰極管用電極。

[13] 請求項 1 0記載の冷陰極管用電極において、

[14] 請求項 1 0記載の冷陰極管用電極において、前記底部はその外周角部を C面取りまたは R面取りした面取り部を有し、かつ前記底部の外径を D [mm] 、前記 C面取りの形状を C [mm] 、前記 R面取りの形状を R [mm] としたとき、前記 Dに対する前記 Cまたは前記 Rの比（C/Dまたは R/D) が 0. 08以上 0. 40以下であることを特徵とする冷陰極管用電極。

[15] 請求項 1 4記載の冷陰極管用電極において、

前記底部の面取り部を除く前記電極の外径の偏差が 0. 0 1 mm以下であることを特徴とする冷陰極管用電極。

[16] 請求項 1 0記載の冷陰極管用電極において、

[17] 放電媒体が封入された管形透光性バルブと、

前記管形透光性バルブの内壁面に設けられた蛍光体層と、

請求項 1記載の冷陰極管用電極からなる一対の電極であって、前記管形透光性/ ルブの両端に配設された一対の電極と

を具備することを特徴とする冷陰極管。

[18] 放電媒体が封入された管形透光性バルブと、

前記管形透光性バルブの内壁面に設けられた蛍光体層と、

請求項 1 0記載の冷陰極管用電極からなる一対の電極であって、前記管形透光性/ ルブの両端に配設された一対の電極と

を具備することを特徴とする冷陰極管。