CN1757092A - 冷阴极管的电极及其制造方法 - Google Patents

Abstract

大型液晶电视机一类显示装置用的大型冷阴极管用的电极，它包括：(a)由主要材料为钨或钼的杯状电极部(10)以及从杯状电极部(10)的底部(11)整体延伸出的引入线基部(13)构成的杯状电极主体(a)；(b)与导入线基部(13)的端部电气连接，比杯状电极主体(a)的熔点低，构成供电用引入线(12)一部分的引入线前端部(14)；(c)围绕上述引入线基部(13)周边安装，密封时熔敷于密封体(19)的密封部(16)上的玻璃珠(15)。由于从杯状电极部(10)的底部(11)整体地突出设置引入线基部(13)，焊接处成为与引入线前端部(14)相结合的部位(17)的一处，这不仅使电极(A1)的焊接工程减半，还彻底消除了以往杯状电极部(20)的底部(21)与引入线基部(23)焊接时发生的问题。

Description

冷阴极管的电极及其制造方法

技术领域

本发明涉及冷阴极管的新型电极及其制造方法。

背景技术

以往的电极B有着多种形状(特许文献1)，例如图3所示的，由杯状电极部20、焊接到杯状电极部20的底部21之上的引入线22(引入线22由引入线基部23与引入线前端部24构成)，以及位于杯状电极部20附近取安装成包围引入线22(这里即引入线基部23)周围的形式的玻璃珠25构成。

这种杯状电极部20是Ni制的，通过深拉伸加工制成，例如成为外形尺寸(直径)0.9mm、长约3mm的有底筒状。此外，引入线22由直接焊接到杯状电极部20的底部21上的柯伐铁镍钴合金制的引入线基部23(焊接部以26示明)，以及平接焊合到此导入线基部23上的Ni制引入线前端24构成，上述玻璃珠25设于引入线基部23和引入线前端部24平接焊合部27(其形状有如图1中的6，稍有扩大)与杯状电极部20之间。在这种电极B中上述玻璃珠25用来熔接到冷阴极低压放电灯用加细直管型密封体的两端。在本发明的实施例图4所示，玻璃珠(25)相当于图4的15，熔接于密封体19的两端。此外，使用玻璃珠25的理由是为了填补粗的密封体与细的引入线基部23的间隙。

这样形成的冷阴极放电灯已用作字处理机、个人计算机等以液晶显示器与液晶电视为首的液晶显示装置的后照明，但在最近，特别是由于液晶电视的大型化显著发展，对于冷阴极放电灯也要有能对应液晶电视这种显示装置大型化的，这就是说，同样要求冷阴极放电灯的大型化、高功率化与长寿命化等(特别是在液晶电视这类民用设备中，绝对需要冷阴极放电灯的长寿命，寿命短时直接关系到液晶电视本身的质量)。

尤其是对于杯状电极部20，为了与高功率化相对应，需要能充分耐受亮灯时的高温(高耐热性)，杯状电极部20的材料是Ni，随着其因变形与耗损所致的劣化而激剧暗化(电极物质蒸发，附着于密封体的内表面上，显著损害整个密封体的光透过率的现象)，最终不可能实现长寿命。

为此，已探讨过由钨或钼等高熔点金属来替换电极部20的材料，但钨或钼等高熔点金属不可能或是很难形成杯状，而且即使是能形成杯状，但由于引入线基部23焊接部26的底部21的再结晶化(熔融接合部位周围的结晶生长，而从这部分破断的现象)，由通常的电阻焊接方接方法就不能将高熔点金属制的杯状电极部20的底部21与柯伐铁镍钴合金制的引入线基部23焊接。

也考虑过采用焊接时间短、使发生上述因再结晶所致的热影响部分小的激光器一类焊接装置，来焊接杯状电极部20的底部21与柯伐铁镍钴合金制引入线基部23，但在这种情形下，焊接部位26中杯状电极部20的底部21表面粗糙，纵令可减轻再结晶问题，最终还存在必须研磨杯状电极部20内表面这种制造上的问题，因此在当前，对于液晶电视一类显示装置大型化，上述电极问题正成为当前的卡脖子问题。

特许文献1：特开2002-110087号。

发明内容

本发明的目的在于新开发能对应液晶电视之类显示装置大型化的电极，确切地说是把钨或钼等高熔点金属用作主要材料的电极，以及这种电极的制造方法。

在完全以W或Mo构成电极时，通过W电极或Mo电极内封入密封体内的气体(例如Ne气)，经过长时间后会散逸到外部，而存在有密封体内的气体组成变化，致照明不良的问题，解决此问题是本发明的主题。此外，当显示装置大型化后，冷阴极放电灯则必须使用多个，这就必须让用于一个显示装置的多个冷阴极管放电灯的亮度完全一致，即使是其中之一的亮度相异也一定要同其他的冷阴极管作出相应的更换。在这种情形下，需使冷阴极管放电灯的更换容易进行，而解决这一问题则是本发明的次要课题。

权利要求1所述的冷阴极放电灯的电极A1，它的第一实施例的特征在于其包括：

(a)由主要材料为钨或钼的杯状电极部10以及从杯状电极部10的底部11整体延伸出的引入线基部13构成的杯状电极主体a；

(b)与导入线基部13的端部电气连接，比杯状电极主体a的熔点低，构成供电用引入线12一部分的引入线前端部14；

(c)围绕上述引入线基部13周边安装，密封时熔敷于密封体19的密封部16上的玻璃珠15。

权利要求2所述的冷阴极放电灯的电极A2。它的第二实施例的特征在于，主要材料为钨或钼，其前端部分凹成杯状，后端的一部分是埋设于放电灯19的密封部16中的引入线12。

权利要求3是有关权利要求1或权利要求2所述冷阴极放电灯的电极A1与A2的限定，其特征在于，“于钨或钼中混掺有Ni”。

权利要求4是对权利要求1-3中任一项所述的冷阴极放电灯的电极A1与A2作进一步的限定，其特征在于：“作为电子发射性材料，还混掺有从Sc、Y、La、Ce、Gd、Lu、Tn、U、Nb这组中选取的至少一种元素“。

权利要求5是对权利要求1-4中任一项所述的冷阴极放电灯的电极A1与A2的后端部分的限定，其特征在于：“位于杯状前端部分相反侧的后端部分成为供点用接点18”。

权利要求6是上述冷阴极放电灯的电极A1的制造方法，其特征在于：

(a)将主要材料钨的细微烧结粉末或钼的细微烧结粉末、Ni粉末、有必要时加入的电子发射性材料与双液性热塑型粘合剂树脂混匀，将此混匀体注射模塑成形，形成带有可预计烧成收缩量大小的引入线的杯状电极生坯；

(b)由于溶剂一方面溶出热塑性粘合剂树脂，而另一方面由残留的热塑性粘合剂树脂作为保形的多孔性脱脂生坯；

(c)将此脱脂生坯烧成后，对带有烧成引入线的杯状电极主体a的引入线基部13与由另一种金属棒形成的引入线前端部14进行电气连接；

(d)将热膨胀系数与引入线基部13基本相同的玻璃珠15熔敷于引入线基部13的周围。

权利要求7是上述冷阴极放电灯的电极A2的制造方法，其特征在于：

(a)将主要材料钨的细微烧结粉末或钼的细微烧结粉末、Ni粉末、有必要时加入的电子发射性材料与双液性热塑型粘合剂树脂混匀，将此混匀体注射模塑成形，按预计其烧成收缩量的大小，形成其前端部分分凹成杯状的圆柱形电极用生坯；

(b)由于溶剂一方面溶出热塑性粘合剂树脂，而另一方面由残留的热塑性粘合剂树脂作为保形的多孔性脱脂生坯；

(c)对此脱脂生坯进行烧成。

根据本发明第一实施例的电极A1，由于从杯状电极部10的底部11整体地突出设置引入线基部13，焊接处成为与引入线前端部14相接合的部位17的一处，这不仅使电极A1的焊接工程减半，而且100％地消除了以往杯状电极部20的底部21与引入线基部23焊接时发生的的问题。

此外，权利要求1的杯状电极主体a或权利要求2的电极A2，其主要材料是钨或钼这样的高熔点金属，因而即使用作照明时供给高功率的大型冷阴极放电灯的电极，也与过去那种Ni制的电极B不同，具有优越的耐热性与抗变形性(电极的变形性是指由于照明时的放电现象，电极本身会逐渐蒸发、损耗，致电极形状渐次损坏的现象)，因而显著有助于大型冷阴极放电灯的长寿命化。

再有，作为权利要求1的带引入线基部的杯状电极主体a或权利要求2的杯状电极A2的形成方法，由于采用了双液性粘合剂树脂，过去不可能有的带引入线基部的杯状电极主体a或杯状电极A2的正确的整体成形品，可以由烧结法获得。换言之，通过采用这种方法，首次能大规模生产具有杯状部分的电极。

还有，由于将Ni混掺于钨或钼中，Ni将填充到烧结的钨粒或钼粒间产生的微隙中，因而能防止密封体19的充填气体经长时间后流出(所谓缓慢泄漏)。由于掺混了电子发射性材料，就能谋求改进亮灯起始性能与照明稳定性。另外，通过把电极A1、A2的后端部分作为供电用接点，采用本电极的冷阴极管易从后照明灯脱出，更简单地进行更换(一般，冷阴极管的接点是用焊锡附着于后照明灯的软线上，不易脱出)。

附图说明

图1是本发明的电极(第一、二实施例)的剖面图。

图2是本发明的电极(第一实施例)组装前的剖面图。

图3是既有例的电极的剖面图。

图4是应用本发明电极(第一实施例)的大型冷阴极放电灯的局部剖面图。

图5是应用本发明电极(第二实施例)的大型冷阴极放电灯的局部剖面图。

图6是应用本发明电极(第二实施例的其他例)的大型冷阴极放电灯的局部剖面图。

图中各标号的意义如下：

A，本发明的冷阴极放电灯的电极；10，杯状电极主体；11，底部；12，引入线；13，引入线基部；14，引入线前端部；15，玻璃珠。

具体实施方式

以下据图示实施例详述本发明。本发明的冷阴极放电灯的电极A1(实施例1)包括：以钨或钼作为主要材料的杯状电极部10；从杯状电极部10的底部11整体延伸出的引入线基部13；与引入线基部13的端部电气连接，构成引入线12的一部分且多用作例如镍、杜美(Ni-Fe合金)丝、Mn-Ni丝之类引入线，由熔点较钨或钼低的金属丝构成的引入线前端部14；围绕上述引入线基部13周边安装的玻璃珠15，特征在于：过去由不同部分制成而必须焊接的杯状电极部10与引入线基部13现在已是整体成形。

这里所用的杯状电极部10的形状与已有的Ni制品相比是大型的，例如是直径1-3mm(本实施例为φ2)、长4-6mm(本实施例约5mm)、一端开口而另一端封闭的筒形构件，而这一封闭端(即底部11)为半球状。然后从此本球状的底部11整体地突出设置引入线基部13。引入线基部13粗0.8-1.4mm(本实施例约为φ1)、长2-5mm(本实施例约为3mm)。

引入线基部13如图1(a)所示，直到杯状电极部10的底部11的粗细都相同，但也可如图1(b)所示，随着接近杯状电极部10的底部11而渐粗，这样就可增大引入线基部13的杯状电极部10底部11附近部分的机械强度。此时既可使引入线基部13的整体取锥形，也可使底部11附近部分呈锥状而让从此锥状部分到前端部分取直线形。

再有，杯状电极部10可以整体取同一厚度，也可以随着接近开口侧而渐薄。但不论何种情形下，杯状电极部10开口前端的厚度一般约为t0.2-t0.1。另外，本发明的从杯状电极部10到引入线基部13的整体成形体a，如后所述，是由注射模塑形成的生坯经烧结成形，因而引入线基部13的形状，虽然可自由地形成杯状电极部10的形状，但由于需要若干拔模斜度，如前所述，最好进行锥状化与薄壁化。

图1(c)是权利要求2的电极A2(第二实施例)的一例，全体以钨或钼为主要材料，呈圆柱状，于前端形成前述的杯状，一直到后端的粗细都相同。(显然不局限于这种情形，后端也可较前端细或粗)。再有，此例中的后端成为平坦面，但也可如图5所示，形成可装卸端子30的凹部31，或焊接上Ni之类的供电用部件18。供电用部件18的粗细在图示实施例中是与电极A2同粗细，但显然不局限于此，可比电极A2较粗或较细。32为电极端部的夹子。

权利要求1的杯状电极主体a或权利要求2的电极A2虽可整体用钨或钼，但为了防止前述的缓慢漏泄，最好将少量的Ni作为粘合剂混入。此外，为了改进易亮灯性与照明稳定性，进一步掺混Sc、Y、La、Ce、Gd、Lu、Th、U与Nb这组中选取的至少一种作为电子发射性材料，也是有效的。

下面说明杯状电极部10与引入线基部13的整体件a(权利要求2的电极A2的情形也与此相同)的制造方法。准备钨或钼(以下只称作为烧结用微粉)的具有约0.2-0.5μm平均粒度的亚微细粒的微细烧结用粉末，将这种烧结用粉末单个(即只是钨或钼)或加上前述的Ni或电子发射性材料的粉末(亦即只是W或Mo，W或是Mo+Ni，W或是Mo+电子发射性材料，W或是Mo+Ni+电子放射性材料的组合)加入到分散载体的热塑性双液性粘合剂树脂中，混合至充分均匀，不使烧结用微粉分布不均，换言之，要将烧结用微粉混合成充分分散到粘合剂树脂内。再将这种混合物置入造粒机中制成粒状，投入注射模塑成形装置的加热筒的料斗内，使之加热熔混。

另一方面，注射模塑成形装置的模具成形部装设的模具中，从其底部凹设有多个形成引入线基部形成用凹部的杯状模腔(或权利要求2的电极形状的模腔)，由上述加热筒将混匀的计量的含烧结用微粉的混匀树脂充填到上述模腔中。经注射充填步骤→保压步骤→冷却步骤与通常的注射模塑成形步骤，形成带引入线基部的杯状电极主体(或权利要求2的电极形状)的生坯。

在形成了带引入线基部的杯状电极主体(或权利要求2的电极形状)的生坯后，将上述生坯浸渍于粘合剂树脂的溶剂中进行脱脂。上述粘合剂树脂是双液性的，相互以细微状态完全混合，一种粘合剂树脂为溶剂溶解，另一种粘合剂树脂则不为该溶剂溶解而残留，非溶性粘合剂树脂以保持细微烧结用微粉的状态保持完整的形状。当其中之一的粘合剂树脂溶出后，由残留的不溶性粘合剂树脂和保持于其中的细微烧结用微粉构成的生坯中，溶出的粘合剂树脂空出的痕迹便整个地作为细微的连通孔成为残留的多孔质状态。这种生坯于后述的烧结步骤中以可预计的发生的收缩量，形成大于最终形状的形状(一般为大致相似的形状)。

然后将此多孔质生坯置入烧成炉内，从室温升温到700℃的温度，加热多孔质脱脂件，首先使残留的溶剂不溶性树脂(包含脱模剂与增塑剂)热分解与消失，进一步升温，于粉末材料烧结温度下加热，使钨或钼的烧结用粉末相互致密整体化，完成烧结。(最好将能于炉内加压的炉用于烧结目的)。此时，在掺混有Ni时，Ni便封塞于烧结的钨或钼之间的微隙中。Ni除了用作防止上述的缓慢漏泄外，对于与不同的金属(例如Ni)焊接时，通过Ni的存在，与单纯是钨或钼的情形相比，与别的金属的焊接就变得容易。在钨的烧成情形，为了避免形成WC，最好于不存在碳的氢气氛中进行。烧结完后，带引入线基部的杯状电极主体a(或权利要求2的电极A2)即取得所希望的尺寸。

继而对于权利要求1的带引入线基部的杯状电极主体a或权利要求2的电极A2，将例如镍制的棒状的引入线前端部14与通过上述粉末烧结所形成的带引入线基部的整体型杯状电极主体a的引入线基部13(或是权利要求2的电极A2与必要的其他部件18)，通过适当的焊接方法(旋转摩擦焊接、激光焊接或银焊等)进行对合焊接，在权利要求1的情形，最后于该焊接部分17和杯状电极部10之间熔敷玻璃珠15以包围引入线基部13的周边。玻璃珠15与钨制引入线基部13的热膨胀系数基本相同，例如可以采用硬质玻璃的玻璃珠。

整体型杯状电极主体a的引入线基部13至少是其接合部分13a的粗细与引入线前端部14的粗细相同或比其细约30％。接合时，使低熔点侧的引入线前端部14的接合部分熔融，将引入线基部13的前端部分(即接合部分13a)引入上述接合部分，于此界面上成为整体化的接合。于是，两者的接合部分17如图4所示，引入线基部13前端的接合部分13a进入引入线前端部14的胀大部分内，以整体化的状态形成接合部分17。

这样形成的冷阴极管用的电极A1与A2中，可用通常的方法将必要的充填物与必要的充填气体封入密封体19的内部，且于密封体19的两侧熔敷以玻璃珠15使其整体化。这样形成的大型冷阴极放电灯是长1000-2000mm、直径4-6mm(本实施例为φ5)的大型直管或U形管，是前所未有的大型冷阴极放电灯。

本发明的电极特别能用作为可作为大型液晶显示装置的背照光用光源的大型冷阴极管用电极。

Claims (7)

1.一种冷阴极放电灯的电极，其特征在于包括：

(a)由主要材料为钨或钼的杯状电极部以及从杯状电极部的底部一体延伸出的引入线基部构成的杯状电极主体；

(b)与导入线基部的端部电气连接，比杯状电极主体的熔点低，构成供电用引入线一部分的引入线前端部；

(c)围绕上述引入线基部周边安装，密封时熔敷于密封体的密封部上的玻璃珠。

2.一种冷阴极放电灯的电极，其特征在于，主要材料为钨或钼，其前端部分凹成杯状，后端的一部分是在密封时直接密封在放电灯的密封部中的引入线。

3.一种冷阴极放电灯的电极，其特征在于，它是在权利要求1的杯状电极主体形成用原料或是权利要求2的电极形成用的原料中混掺有Ni。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的冷阴极放电灯的电极，其特征在于：作为电子发射性材料，还混掺有从Sc、Y、La、Ce、Gd、Lu、Th、U、Nb组中选取的至少一种元素。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的冷阴极放电灯的电极，其特征在于：位于杯状前端部分相反侧的后端部分成为供电用接点。

6.一种冷阴极放电灯的电极的制造方法，其特征在于：

(a)将主要材料钨的细微烧结粉末或钼的细微烧结粉末、Ni粉末、有必要时加入的电子发射性材料与双液性热塑型粘合剂树脂混匀，将此混匀体注射模塑成形，形成带有可预计烧成收缩量大小的引入线的杯状电极生坯；

(b)由溶剂一方面溶出热塑性粘合剂树脂，而另一方面由残留的热塑性粘合剂树脂作为保形的多孔性脱脂生坯；

(c)将此脱脂生坯烧成后，对带有烧成引入线的杯状电极主体的引入线与由另一种金属棒形成的引入线前端部进行电气连接；

(d)将热膨胀系数与引入线基部基本相同的玻璃珠熔敷于引入线基部的周围。

7.一种冷阴极放电灯的电极的制造方法，其特征在于：

(a)将主要材料钨的细微烧结粉末或钼的细微烧结粉末、Ni粉末、有必要时加入的电子发射性材料与双液性热塑型粘合剂树脂混匀，将此混匀体注射模塑成形，按已预计了其烧成收缩量后的大小，形成其前端部分凹成杯状的圆柱形电极用生坯；

(b)由溶剂一方面溶出热塑性粘合剂树脂，而另一方面由残留的热塑性粘合剂树脂作为保形的多孔性脱脂生坯；

(c)对此脱脂生坯进行烧成。

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