JP2010517239A - Method for producing a cold cathode fluorescent lamp, thick film electrode composition used therefor, lamp produced therefrom and LCD device - Google Patents
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Abstract
本発明は、厚膜組成物を利用する冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）の製造方法に関する。本発明のＣＣＦＬは、薄膜トランジスタ−液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）用途に用いて、ＴＦＴ−ＬＣＤバックライトユニットに用いる電極構造を与える。 The present invention relates to a method for manufacturing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) using a thick film composition. The CCFL of the present invention provides an electrode structure for use in a TFT-LCD backlight unit for thin film transistor-liquid crystal display (TFT-LCD) applications.
Description
本発明は、２００６年５月２４日に出願された米国仮特許出願第６０／８０２，９１２号明細書の優先権を主張する。 The present invention claims priority from US Provisional Patent Application No. 60 / 802,912, filed May 24, 2006.
本発明は、厚膜組成物を利用する冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）の製造方法に関する。本発明のＣＣＦＬは、薄膜トランジスタ−液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）用途に用いて、ＴＦＴ−ＬＣＤバックライトユニットに用いるＣＣＦＬの電極構造を与える。 The present invention relates to a method for manufacturing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) using a thick film composition. The CCFL of the present invention is used in thin film transistor-liquid crystal display (TFT-LCD) applications and provides the electrode structure of the CCFL used in a TFT-LCD backlight unit.
液晶ディスプレイデバイスは、偏光フィルム側とガラス側とを有する２片の偏光ガラスを含む。表面に微細な溝（偏光膜と同じ方向に配向された）を作成する特殊ポリマーが、ガラスの非偏光膜側で擦られる。ネマチック液晶のコーティングを、フィルタの一方に追加する。溝によって、液晶分子の第１の層が、フィルタの配向と並ぶ。ガラスの第２の片を、第１の片に対して直角に、偏光フィルムに追加する。最上層が、下部に対して９０度の角度になって、したがって、第２の偏光ガラスフィルタの配向に適合するまで、液晶分子の各連続層が、徐々に捩れる。 The liquid crystal display device includes two pieces of polarizing glass having a polarizing film side and a glass side. A special polymer that creates fine grooves (oriented in the same direction as the polarizing film) on the surface is rubbed on the non-polarizing film side of the glass. A nematic liquid crystal coating is added to one of the filters. The groove aligns the first layer of liquid crystal molecules with the orientation of the filter. A second piece of glass is added to the polarizing film at a right angle to the first piece. Each successive layer of liquid crystal molecules is gradually twisted until the top layer is at a 90 degree angle with respect to the bottom, thus matching the orientation of the second polarizing glass filter.
光が第１のフィルタに当たると偏光する。液晶分子の最後の層が、第２の偏光ガラスフィルタと適合すると、光は通過する。通過する光は、液晶分子に電荷を用いることにより制御される。 When light strikes the first filter, it is polarized. When the last layer of liquid crystal molecules is compatible with the second polarizing glass filter, light passes through. The light passing through is controlled by using charges on the liquid crystal molecules.
アクティブ−マトリックスＬＣＤは、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）次第である。基本的に、ＴＦＴは、ガラス基板上に特定のマトリックスで配列された微小スイッチングトランジスタとキャパシタである。これらのＴＦＴが電荷を受ける領域を制御して、画像が見られる。 Active-matrix LCDs depend on thin film transistors (TFTs). Basically, TFTs are minute switching transistors and capacitors arranged in a specific matrix on a glass substrate. An image can be seen by controlling the area where these TFTs receive charge.
ＬＣＤデバイスへの光は、バックライトユニット（ＢＬＵ）を用いることにより供給される。２つの可能なバックライトユニットタイプとして、冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）と、外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）とがある。ある実施形態において、ＥＥＦＬと比べて、ＣＣＦＬは、寿命／信頼性が改善され、量産工程が用意できているために、ＴＦＬ−ＬＣＤ ＢＬＵ光源として用いられてきた。 Light to the LCD device is supplied by using a backlight unit (BLU). Two possible backlight unit types include a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) and an external electrode fluorescent lamp (EEFL). In some embodiments, CCFL has been used as a TFL-LCD BLU light source due to improved lifetime / reliability and ready for mass production compared to EEFL.
白熱電球より光の生成が効率的なため、蛍光ランプを用いて、一般照明用の典型的な電気装置で照明がなされている。蛍光ランプは、低圧ガス放電源であり、アークを形成する水銀プラズマにより生成される紫外線エネルギーで活性化される蛍光粉末により、主に、光が生成される。通常、各端部に電極が封止された管状電球の形態にあるランプには、始動のための少量の不活性ガスと共に低圧水銀蒸気が含まれている。電球の内壁は、一般的に蛍光体と呼ばれる蛍光粉末でコートされている。適切な電圧を印加すると、水銀蒸気を通して、電極間に電流が流れることにより、プラズマ形成アークが生成される。この放電により、目視される放射線が生成される。すると、紫外線が、蛍光体を励起して、光を放出する。 Because light is generated more efficiently than incandescent bulbs, fluorescent lamps are used to illuminate typical electrical devices for general lighting. A fluorescent lamp is a low-pressure gas discharge source, and light is mainly generated by fluorescent powder activated by ultraviolet energy generated by mercury plasma forming an arc. Typically, lamps in the form of tubular bulbs with electrodes sealed at each end contain low pressure mercury vapor along with a small amount of inert gas for starting. The inner wall of the light bulb is coated with a fluorescent powder generally called a phosphor. When an appropriate voltage is applied, a plasma-forming arc is created by flowing current between the electrodes through mercury vapor. This discharge generates visible radiation. Then, ultraviolet rays excite the phosphor and emit light.
蛍光ランプの中には、２つの電極がそれぞれ各端部で電球に密封されているものがある。これらの電極は、「冷」または「熱」陰極または電極のいずれかとして操作するように設計されている。冷陰極（またはグロー）操作用の電極は、発光材料で内側がコートされた閉口金属シリンダからなる。 Some fluorescent lamps have two electrodes sealed to the bulb at each end. These electrodes are designed to operate as either “cold” or “hot” cathodes or electrodes. The electrode for cold cathode (or glow) operation consists of a closed metal cylinder coated on the inside with a luminescent material.
図１Ａに、先行技術の冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）を示す。ランプは、典型的にはガラス管１である管状電球の形態にあり、各端部から延在する２つの電極４を備えている。ランプには、蛍光粉末３および放電ガス２が含まれる。典型的な先行技術のＣＣＦＬ電極は、インバータとＣＣＦＬ間に、各電極からインバータまで接続５をはんだ付けすることにより、電気的接続を行っている。この先行技術のＣＣＦＬ構造においては、ランプをＢＬＵモジュールに組み立てる前に、ワイヤをＣＣＦＬランプの電極にはんだ付けすることにより電気的接続を行う。ＣＣＦＬランプを組み立てるとき、両端にワイヤを吊るして、これらのランプをＢＬＵパネルに配置する。ワイヤをＢＬＵモジュールのインバータまでさらにはんだ付けすることにより、ランプからＢＬＵモジュールまでの電気的接続を行う。これは非常に時間労働集約型である。図１Ｂに、先行技術のＣＣＦＬのはんだ付けによる接続を示す。図１Ｃに、複数の１−２インバータ６を備えた典型的なＣＣＦＬを示す。 FIG. 1A shows a prior art cold cathode fluorescent lamp (CCFL). The lamp is in the form of a tubular bulb, typically a glass tube 1, with two electrodes 4 extending from each end. The lamp includes fluorescent powder 3 and discharge gas 2. A typical prior art CCFL electrode has an electrical connection between the inverter and the CCFL by soldering connections 5 from each electrode to the inverter. In this prior art CCFL structure, electrical connections are made by soldering wires to the electrodes of the CCFL lamp before assembling the lamp into the BLU module. When assembling CCFL lamps, wires are hung at both ends and these lamps are placed on the BLU panel. Electrical connection from the lamp to the BLU module is made by further soldering the wire to the inverter of the BLU module. This is very time intensive. FIG. 1B shows a prior art CCFL soldered connection. FIG. 1C shows a typical CCFL with a plurality of 1-2 inverters 6.
他のＣＣＦＬ例において、金属キャップを内部電極に固定して、ＣＣＦＬからインバータまで接続している。金属キャップは、はんだ付けによりランプに取り付けられる。ランプをＢＬＵモジュールのホルダーに配置して留め、電気的接続を形成する。この方法でもなお、金属キャップをランプに取り付けるのにはんだ付けが必要である。金属キャップにより進歩したものの、処理のし易さ、組立のし易さおよびランプの交換に関して、ＣＣＦＬの処理を改善することがなお必要とされている。 In another CCFL example, a metal cap is fixed to the internal electrode and connected from the CCFL to the inverter. The metal cap is attached to the lamp by soldering. The lamp is placed in the holder of the BLU module and fastened to form an electrical connection. This method still requires soldering to attach the metal cap to the lamp. Although advanced with metal caps, there is still a need to improve the handling of CCFLs with respect to ease of handling, ease of assembly and lamp replacement.
図２Ａに、従来の外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）を示す。金属カプセル１０が、ガラス管１の端部に結合されていて、強誘電体が、金属カプセルの内側に適用されている。このタイプの電極は、Ｇｒｅｅｎｌｅｅによる（特許文献１）に開示されている。しかしながら、電極の結合された部分は損傷を受けやすい。ガラス管の熱膨張係数が、金属カプセルとは異なるためである。 FIG. 2A shows a conventional external electrode fluorescent lamp (EEFL). A metal capsule 10 is bonded to the end of the glass tube 1 and a ferroelectric is applied to the inside of the metal capsule. This type of electrode is disclosed in Greenlee (Patent Document 1). However, the bonded portion of the electrode is susceptible to damage. This is because the thermal expansion coefficient of the glass tube is different from that of the metal capsule.
図２Ｂに、他のタイプの電極が示されており、これは、Ｃｈｏ ｅｔ ａｌ．による（特許文献２）に開示されている。Ｃｈｏ ｅｔ ａｌ．の電極は、導電性接着剤１６を用いて、封止されたガラス管に取り付けられた金属キャップ１３である。同開示文献において、電極はまた、接着剤付きの導電性テープ１４とすることもでき、テープは、図２Ｃに示すように、ガラス管に取り付けられている。 In FIG. 2B, another type of electrode is shown, which is described in Cho et al. (Patent Document 2). Cho et al. The electrode is a metal cap 13 attached to a sealed glass tube using a conductive adhesive 16. In this document, the electrode can also be a conductive tape 14 with an adhesive, and the tape is attached to a glass tube as shown in FIG. 2C.
図２Ｄに、他のタイプの電極が示されており、これは、Ｔａｋｅｄａ ｅｔ ａｌ．による（特許文献３）に開示されている。Ｔａｋｅｄａ ｅｔ ａｌ．に開示された電極は、アルミニウムホイル１５であり、導電性シリコーン接着層を用いて、封止されたガラス管に取り付けられている。 In FIG. 2D, another type of electrode is shown, which is described in Takeda et al. (Patent Document 3). Takeda et al. The electrode disclosed in is an aluminum foil 15 and is attached to a sealed glass tube using a conductive silicone adhesive layer.
接着剤を用いると、上述したＥＥＦＬのように、ＥＥＦＬデバイスの電極とガラス管との間の結合が脆弱となるという欠点がある。接着剤は、機械的な結合を提供するに過ぎず、電極の脆弱な結合によって、信頼性が乏しくなってしまう。例えば、熱サイクル中、電極とガラス管との間のギャップが生じる。これは、金属キャップ（電極）とガラス管との間の熱膨張係数の不適合によるものである。過酷な環境において接着剤が劣化してもギャップが生じる。電極とガラス管との間のギャップによって、ＥＥＦＬ欠陥につながる。これは、恐らく、ＥＥＦＬの高操作電圧が、ガラス管に均一に適用されないためである。ギャップ周囲の高い電気抵抗によって、ガラス管の破壊的損傷につながる。ギャップ周囲の高い応力もまた、分離を強め、信頼性試験中、デバイスの損傷を加速する可能性がある。 When the adhesive is used, there is a disadvantage that the bond between the electrode of the EEFL device and the glass tube becomes weak like the EEFL described above. The adhesive only provides a mechanical bond, and the brittle bond of the electrodes makes it unreliable. For example, a gap between the electrode and the glass tube occurs during the thermal cycle. This is due to a mismatch in the coefficient of thermal expansion between the metal cap (electrode) and the glass tube. Even if the adhesive deteriorates in a harsh environment, a gap is generated. The gap between the electrode and the glass tube leads to EEFL defects. This is probably because the high EEFL operating voltage is not applied uniformly to the glass tube. High electrical resistance around the gap leads to destructive damage to the glass tube. High stress around the gap can also enhance separation and accelerate device damage during reliability testing.
本発明は、ＣＣＦＬを作製する新規な方法およびＬＣＤデバイスを作製する方法を提供することにより、上記の問題に対処するものである。 The present invention addresses the above problems by providing a novel method for making CCFLs and a method for making LCD devices.
本発明は、冷陰極蛍光ランプを作製する方法を提供するものであり、電気的機能性粒子と有機媒体とを含む導電性層厚膜組成物を準備する工程と、第１の端部、第２の端部、第１の内部電極、第２の内部電極および内側周壁を有する円筒形ガラス管を準備する工程であって、蛍光物質が前記内側周壁に沿って提供されていて、放電ガスが前記ガラス管に注入され、前記第１の内部電極が、前記ガラス管の内側から前記第１の端部を通して延在していて、したがって、前記第１の電極の内部および外部を形成し、前記第２の内部電極が前記ガラス管の内側から前記第２の端部を通して延在していて、したがって、前記第２の電極の内部および外部を形成し、前記ガラス管、第１の電極および第２の電極が封止されてガラス管構造を形成し、したがって、前記蛍光物質および放電ガスが前記ガラス管構造内に含まれるようにする工程と、導電性層厚膜組成物を、前記ガラス管構造の前記第１および第２の端部に適用して、第１の導電性層および第２の導電性層を形成する工程と、前記ガラス管および導電性層厚膜組成物を焼成して、冷陰極蛍光ランプを形成する工程とを含む。 The present invention provides a method for producing a cold cathode fluorescent lamp, comprising a step of preparing a conductive layer thick film composition containing electrically functional particles and an organic medium, a first end, A cylindrical glass tube having two end portions, a first internal electrode, a second internal electrode and an inner peripheral wall, wherein a fluorescent material is provided along the inner peripheral wall, and a discharge gas is provided. Injected into the glass tube, the first internal electrode extends from the inside of the glass tube through the first end, thus forming the interior and exterior of the first electrode, and A second internal electrode extends from the inside of the glass tube through the second end, thus forming the interior and exterior of the second electrode, the glass tube, the first electrode and the second 2 electrodes were sealed to form a glass tube structure A step of allowing the fluorescent material and the discharge gas to be included in the glass tube structure, and applying a conductive layer thick film composition to the first and second ends of the glass tube structure. And forming the first conductive layer and the second conductive layer, and firing the glass tube and the conductive layer thick film composition to form a cold cathode fluorescent lamp.
本発明の一実施形態において、上記の適用工程は、ディップコーティング、スクリーン印刷、ロールコーティングおよびスプレーコーティングから選択される。さらなる実施形態において、本方法は、前記焼成工程の前に、前記導電性層厚膜組成物を乾燥する工程をさらに含む。さらなる実施形態において、本方法は、保護層組成物を、前記第１の導電性層および前記第２の導電性層の一方または両方に提供する工程をさらに含む。さらに他の実施形態において、本発明の導電性層厚膜組成物は、ガラスフリットをさらに含む。 In one embodiment of the invention, the application step is selected from dip coating, screen printing, roll coating and spray coating. In a further embodiment, the method further comprises the step of drying the conductive layer thick film composition prior to the firing step. In a further embodiment, the method further comprises providing a protective layer composition to one or both of the first conductive layer and the second conductive layer. In yet another embodiment, the conductive layer thick film composition of the present invention further comprises a glass frit.
本発明のさらなる実施形態において、冷陰極蛍光ランプは、上述および後述する本発明の方法により形成される。他の実施形態において、上述の冷陰極蛍光ランプを含む液晶ディスプレイデバイスが形成される。 In a further embodiment of the present invention, the cold cathode fluorescent lamp is formed by the method of the present invention as described above and below. In another embodiment, a liquid crystal display device is formed that includes the cold cathode fluorescent lamp described above.
図２Ｅに、参考文献として援用されるＬｉｎらによる米国仮特許出願第６０／８０２，９１２号明細書（代理人整理番号ＥＬ−０６６３）に開示された外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）を示す。図２Ｆおよび２Ｇは、Ｌｉｎらに記載されたＥＥＦＬを利用するはんだフリー接続の様々な実施形態を示す。米国仮特許出願第６０／８０２，９１２号明細書はＥＥＦＬ用途に関するものであるが、本発明は、ＣＣＦＬ用途に関する。 FIG. 2E shows an external electrode fluorescent lamp (EEFL) disclosed in US Provisional Patent Application No. 60 / 802,912 (Attorney Docket No. EL-0663) by Lin et al., Which is incorporated by reference. 2F and 2G show various embodiments of solder-free connections utilizing EEFL described in Lin et al. While US Provisional Patent Application No. 60 / 802,912 relates to EEFL applications, the present invention relates to CCFL applications.
本発明の１つの利点は、厚膜導電性層の蛍光ランプの内部電極およびガラス管３に対する良好な結合強度であり、従って、内部電極の良好な信頼性を達成することができる。焼成プロセス中、電極ペースト中のガラスフリットが、導電性層のガラス管への強固な化学的および機械的結合を与える。先行技術の例に比べて、電極の強固で、均一な、しっかりと結合された構造が、信頼性および電気的特性において優れた性能を与える。 One advantage of the present invention is the good bonding strength of the thick film conductive layer to the internal electrode of the fluorescent lamp and the glass tube 3, so that a good reliability of the internal electrode can be achieved. During the firing process, the glass frit in the electrode paste provides a strong chemical and mechanical bond to the glass tube of the conductive layer. Compared to the prior art examples, the robust, uniform, tightly coupled structure of the electrodes provides superior performance in reliability and electrical properties.
電極の良好な結合による他の利点は、電気的性能と増大した信頼性である。電極の強固で均一な結合によって、電極がランプのガラス管と密着することにより、電気抵抗が低く、ランプに印加された電力の電力変換効率が高くなって、ガラス管内側の蛍光物質が励起される。ＣＣＦＬを操作するためのＡＣ電力は、通常、２０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの範囲であり、電極とガラス管の界面での結合が、ＣＣＦＬにおけるような高電気周波数において信頼性に大きく影響するであろう。 Another advantage of good electrode coupling is electrical performance and increased reliability. Due to the strong and uniform bonding of the electrodes, the electrodes are in close contact with the glass tube of the lamp, so that the electrical resistance is low, the power conversion efficiency of the power applied to the lamp is increased, and the fluorescent substance inside the glass tube is excited. The The AC power for operating the CCFL is typically in the range of 20 kHz to 100 kHz, and the coupling at the electrode-glass tube interface will greatly affect reliability at high electrical frequencies as in the CCFL.
本発明のさらなる利点は、大量生産しやすいことである。本発明において、ローリング、スプレー、ディップ等のプロセスは、業界においては、一般的に、実施しやすいプロセスである。必要とされる設備投資は低コストであり、高性能の再現性でＣＣＦＬデバイスを作製することができる。電極の物理および性能均一性は、導電性材料が、従来技術で述べたように、テープ、金属キャップまたはホイルの形態よりも、本発明において既述したように、ペーストの形態にあるときの方が達成されやすい。このように、高品質ＣＣＦＬデバイスは大量生産することができる。さらに、本発明によれば、厚膜ペーストを用いることにより、はんだ接続の必要性が排除される。ペーストをランプに適用し、はんだフリーの電極を形成する。ランプをホルダーでＢＬＵモジュールに配置して留めて、完全なバックライトユニットを形成する。 A further advantage of the present invention is that it is easy to mass produce. In the present invention, processes such as rolling, spraying, and dip are generally easy to implement in the industry. The required capital investment is low and CCFL devices can be fabricated with high performance reproducibility. The physical and performance uniformity of the electrode is greater when the conductive material is in the form of a paste as previously described in the present invention than the form of a tape, metal cap or foil, as described in the prior art. Is easy to achieve. Thus, high quality CCFL devices can be mass produced. Furthermore, according to the present invention, the need for solder connection is eliminated by using a thick film paste. The paste is applied to the lamp to form a solder free electrode. The lamp is placed and fastened to the BLU module with a holder to form a complete backlight unit.
プロセスの説明
本発明の一実施形態における蛍光ランプ製造プロセスおよび蛍光ランプの内部電極の構造を詳細に説明する。当業者であれば、この説明は、製造プロセスのあくまでも一例に過ぎないことが理解されており、他の製造プロセスが当業者に知られている。
Process Description The fluorescent lamp manufacturing process and the structure of the internal electrode of the fluorescent lamp in one embodiment of the present invention will be described in detail. Those skilled in the art will understand that this description is only one example of a manufacturing process, and other manufacturing processes are known to those skilled in the art.
図３Ａ〜３Ｅに、本発明の例示の実施形態による蛍光ランプを示す。図３Ａ〜３Ｅを参照すると、蛍光ランプは、円筒ガラス管１を含む。蛍光物質３が、ガラス管１の内側周壁に沿って提供されている。蛍光物質をガラス管１内側に適用した後、不活性ガス、水銀（Ｈｇ）等を含む放電ガス２を、互いに混合し、ガラス管１へ注入し、ガラス管１の両端を封止する。 3A-3E illustrate a fluorescent lamp according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIGS. 3A to 3E, the fluorescent lamp includes a cylindrical glass tube 1. A fluorescent material 3 is provided along the inner peripheral wall of the glass tube 1. After the fluorescent material is applied to the inside of the glass tube 1, a discharge gas 2 containing an inert gas, mercury (Hg) or the like is mixed with each other, injected into the glass tube 1, and both ends of the glass tube 1 are sealed.
蛍光ランプの電極は、それぞれ、ガラス管１の対向端に形成される。電極４の構造は、厚膜導電性層１７および導電性層１７を部分的または完全にカバーする任意の保護層１８でコートされている。ガラス管１の外側に延在する電極４の部分は、導電性層１７により完全にカバーされている、または導電性層１７を越えて延在していてもよい。 Each electrode of the fluorescent lamp is formed at the opposite end of the glass tube 1. The structure of the electrode 4 is coated with a thick film conductive layer 17 and an optional protective layer 18 that partially or completely covers the conductive layer 17. The part of the electrode 4 that extends outside the glass tube 1 may be completely covered by the conductive layer 17 or may extend beyond the conductive layer 17.
導電性層１７は、厚膜ペーストであり、バインダー材料と、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｐｔおよびこれらの混合物を含む群から選択される金属とを含んでいる。本発明で選択された金属は、導電性層１７に非常に低い電気抵抗を与える。２５μｍで１００ｍオーム／ｓｑ未満の電気シート抵抗が達成される。一実施形態において、電気シート抵抗範囲は、２５μｍで１〜１０ｍオーム／ｓｑの範囲内である。さらなる実施形態において、シート抵抗は２５μｍで３ｍオーム／ｓｑである。バインダー組成物は、導電性層１７に、ガラス管１および電極材料に対する強固な接着力を提供する。典型的に、厚膜ペーストの適用方法は、スクリーン印刷またはディップコートである。しかしながら、当業者に周知の他の方法も可能である。本発明に有用な適用可能な厚膜ペースト組成物について後述する。 The conductive layer 17 is a thick film paste and includes a binder material and a metal selected from the group including Al, Ag, Cu, Pd, Pt, and mixtures thereof. The metal selected in the present invention gives the conductive layer 17 a very low electrical resistance. An electrical sheet resistance of less than 100 m ohm / sq at 25 μm is achieved. In one embodiment, the electrical sheet resistance range is in the range of 1-10 m ohm / sq at 25 μm. In a further embodiment, the sheet resistance is 3 m ohm / sq at 25 μm. The binder composition provides the conductive layer 17 with strong adhesion to the glass tube 1 and the electrode material. Typically, the method of applying the thick film paste is screen printing or dip coating. However, other methods known to those skilled in the art are possible. Applicable thick film paste compositions useful in the present invention are described below.
Ｉ．厚膜ペースト導電性層
Ａ．電気的機能性粒子
導体用途においては、機能性相は、電気的機能性導体粉末を含む。ある厚膜組成物中の電気的機能性粉末は、単一種の粉末、粉末の混合物、数種類の元素の合金または化合物を含んでいてよい。本発明で用いられる電気的機能性導電性粉末は、これらに限られるものではないが、金、銀、ニッケル、アルミニウム、パラジウム、モリブデン、タングステン、タンタル、錫、インジウム、ルテニウム、コバルト、タンタル、ガリウム、亜鉛、マグネシウム、鉛、アンチモン、導電性カーボン、白金、銅およびこれらの混合物を含む。
I. Thick film conductive layer A. Electrically functional particles For conductor applications, the functional phase comprises an electrically functional conductor powder. The electrically functional powder in a thick film composition may include a single type of powder, a mixture of powders, an alloy or compound of several elements. The electrically functional conductive powder used in the present invention is not limited to these, but is gold, silver, nickel, aluminum, palladium, molybdenum, tungsten, tantalum, tin, indium, ruthenium, cobalt, tantalum, and gallium. Zinc, magnesium, lead, antimony, conductive carbon, platinum, copper and mixtures thereof.
金属粒子は、有機材料でコートしても、しなくてもよい。特に、金属粒子は、界面活性剤でコートされていてよい。一実施形態において、界面活性剤は、ステアリン酸、パルミチン酸、ステアレートの塩、パルミテートの塩およびこれらの混合物から選択される。対イオンは、これらに限られるものではないが、水素、アンモニウム、ナトリウム、カリウムおよびこれらの混合物とすることができる。 The metal particles may or may not be coated with an organic material. In particular, the metal particles may be coated with a surfactant. In one embodiment, the surfactant is selected from stearic acid, palmitic acid, stearate salts, palmitate salts and mixtures thereof. The counter ion can be, but is not limited to, hydrogen, ammonium, sodium, potassium, and mixtures thereof.
球状粒子やフレーク（ロッド、コーンおよびプレート）をはじめとする実質的に任意の形状の金属粉末を、本発明を実施するのに用いることができる。一実施形態において、金属粉末は、金、銀、パラジウム、白金、銅およびこれらの組み合わせである。さらなる実施形態において、粒子は球である。 Virtually any shape of metal powder, including spherical particles and flakes (rods, cones and plates) can be used to practice the present invention. In one embodiment, the metal powder is gold, silver, palladium, platinum, copper and combinations thereof. In a further embodiment, the particles are spheres.
さらなる実施形態において、本発明は、分散液に関する。分散液は、組成物、粒子、フレークまたはこれらの組み合わせを含む。金属粉末は、ナノサイズの粉末であってもよい。さらに、導電性機能性粒子は、界面活性剤でコートされていてもよい。界面活性剤は、所望の分散液特性を形成するのに役立つ。電気的機能性粒子の典型的な粒径は、約１０ミクロン未満である。粒径は、適用方法および厚膜組成物の所望の特性に応じて異なるものと考えられる。一実施形態において、２．０〜３．５ミクロンの平均粒径（Ｄ50）を用いる。さらなる実施形態において、Ｄ90は、約９ミクロンである。さらに、一実施形態において、表面積対重量比は、０．７〜１．４ｍ２／ｇの範囲である。 In a further embodiment, the present invention relates to a dispersion. The dispersion includes the composition, particles, flakes, or combinations thereof. The metal powder may be a nano-sized powder. Furthermore, the conductive functional particles may be coated with a surfactant. Surfactants help to form the desired dispersion properties. The typical particle size of the electrically functional particles is less than about 10 microns. The particle size will vary depending on the application method and the desired properties of the thick film composition. In one embodiment, an average particle size (D 50 ) of 2.0 to 3.5 microns is used. In a further embodiment, D90 is about 9 microns. Further, in one embodiment, the surface area to weight ratio is in the range of 0.7 to 1.4 m2 / g.
Ｂ．有機媒体
無機成分は、典型的に、機械的混合により、有機媒体と混合されて、「ペースト」と呼ばれる粘性組成物を形成する。これに限られるものではないが、スクリーン印刷やディップコーティング等、適用可能なコーティング方法に好適なコンシステンシーとレオロジーを粘性組成物は有している。様々な不活性粘性材料を、有機媒体として用いることができる。有機媒体は、無機成分が、適切な程度の安定性で分散可能なものでなければならない。媒体のレオロジー特性は、組成物への良好な適用特性を与えるようなものでなければならない。固体の安定分散、スクリーン印刷にとって適切な粘度およびチキソトロピー、基板とペースト固体の適切な湿潤性、良好な乾燥速度および良好な焼成特性が挙げられる。本発明の厚膜組成物に用いる有機ビヒクルは、好ましくは、非水性不活性液体である。増粘剤、安定剤および／またはその他一般的な添加剤を含有していても、していなくてもよい様々な有機ビヒクルを用いることができる。有機媒体は、典型的に、溶剤中のポリマー溶液である。さらに、界面活性剤等の少量の添加剤を有機媒体の一部としてもよい。この目的で最もよく用いられるポリマーは、エチルセルロースである。本発明に有用なポリマーの他の例としては、エチルヒドロキシエチルセルロース、ウッドロジン、エチルセルロースとフェノール樹脂の混合物、ワニス樹脂および低級アルコールのポリメタクリレートが挙げられ、用いることができる。厚膜組成物で最もよく用いられている溶剤は、エステルアルコールおよびテルペン、例えば、アルファ−またはベータ−テルピネオールまたは松根油等のその他の溶剤との混合物、ケロセン、ジブチルフタレート、ブチルカルビトール、ブチルカルビトールアセテート、ヘキシレングリコール、ならびに高沸点アルコールおよびアルコールエステルである。さらに、基板への適用後、即時の硬化を促進するための揮発性液体を、ビヒクルに含めることができる。これらおよびその他の溶剤の様々な組み合わせを処方して、所望の粘度および揮発性要件が得られる。
B. Organic Medium The inorganic component is typically mixed with the organic medium by mechanical mixing to form a viscous composition called a “paste”. The viscous composition has consistency and rheology suitable for applicable coating methods such as screen printing and dip coating, but not limited thereto. A variety of inert viscous materials can be used as the organic medium. The organic medium must be such that the inorganic component can be dispersed with an appropriate degree of stability. The rheological properties of the media must be such that they give good application properties to the composition. Stable dispersion of solids, suitable viscosity and thixotropy for screen printing, proper wettability of substrate and paste solids, good drying speed and good firing properties. The organic vehicle used in the thick film composition of the present invention is preferably a non-aqueous inert liquid. Various organic vehicles may be used that may or may not contain thickeners, stabilizers and / or other common additives. The organic medium is typically a polymer solution in a solvent. Furthermore, a small amount of an additive such as a surfactant may be a part of the organic medium. The most commonly used polymer for this purpose is ethyl cellulose. Other examples of polymers useful in the present invention include ethyl hydroxyethyl cellulose, wood rosin, mixtures of ethyl cellulose and phenolic resins, varnish resins and polymethacrylates of lower alcohols and can be used. The most commonly used solvents in thick film compositions are ester alcohols and terpenes such as mixtures with other solvents such as alpha- or beta-terpineol or pine oil, kerosene, dibutyl phthalate, butyl carbitol, butyl carbitol. Tall acetate, hexylene glycol, and high boiling alcohols and alcohol esters. In addition, volatile liquids can be included in the vehicle to facilitate immediate curing after application to the substrate. Various combinations of these and other solvents can be formulated to obtain the desired viscosity and volatility requirements.
有機媒体中に存在するポリマーは、総組成物の０．２重量％〜８．０重量％の範囲、および中に含まれる任意の範囲である。本発明の厚膜導電性組成物を、有機媒体により、所定のスクリーン印刷可能な粘度まで調節してもよい。一実施形態において、厚膜導電性組成物は銀を含む。 The polymer present in the organic medium is in the range of 0.2% to 8.0% by weight of the total composition and any range contained therein. The thick film conductive composition of the present invention may be adjusted to a predetermined screen-printable viscosity with an organic medium. In one embodiment, the thick film conductive composition comprises silver.
厚膜組成物中の有機媒体と、分散液中の無機成分の比率は、ペーストの適用方法および用いる有機媒体の種類に依存しており、変えることができる。通常、分散液は、良好な湿潤性を得るために、４０〜９０重量％の無機成分と、１０〜６０重量％の有機媒体（ビヒクル）を含有する。 The ratio of the organic medium in the thick film composition to the inorganic component in the dispersion depends on the paste application method and the type of organic medium used and can be varied. Usually, the dispersion contains 40 to 90% by weight of an inorganic component and 10 to 60% by weight of an organic medium (vehicle) in order to obtain good wettability.
Ｃ．任意のガラスフリット
本発明の典型的なガラスフリット組成（ガラス組成）を以下の表１に挙げる。本発明のガラスフリットは任意である。表１に挙げた組成は、限定されるものではないことに留意すべきである。ガラス化学の当業者であれば、本発明のガラス組成物の所望の特性を大きく変えずに、追加の成分で少量置き換えることが考えられるからである。例えば、有用なガラスフリット組成を修正して、耐摩耗性、はんだぬれ性およびその他特性を最適化してもよいということを、当業者は理解している。
C. Optional Glass Frit Typical glass frit compositions (glass compositions) of the present invention are listed in Table 1 below. The glass frit of the present invention is optional. It should be noted that the compositions listed in Table 1 are not limited. This is because a person skilled in the art of glass chemistry can consider replacing small amounts with additional components without significantly changing the desired properties of the glass composition of the present invention. For example, those skilled in the art understand that useful glass frit compositions may be modified to optimize wear resistance, solder wettability, and other properties.
重量％合計ガラス組成物におけるガラス組成を表１に示す。実施例の好ましいガラス組成は、以下の酸化物構成成分を、重量％合計ガラス組成物において、ＳｉＯ2４〜８、Ａｌ2Ｏ3２〜３、Ｂ2Ｏ3８〜２５、ＣａＯ０〜１、ＺｎＯ１０〜４０、Ｂｉ2Ｏ3３０〜７０、ＳｎＯ2０〜３の組成範囲で含む。ガラスのより好ましい組成は、重量％合計ガラス組成物において、ＳｉＯ2７、Ａｌ2Ｏ3２、Ｂ2Ｏ3８、ＣａＯ１、ＺｎＯ１２、Ｂｉ2Ｏ3７０である。本発明のいくつかの実施形態は、Ｐｂを含まないガラス組成物を含む。ガラスを本発明の厚膜組成物に用いると、処理の際に、基板と組成物との間の熱膨張係数（ＴＣＥ）がより適合するようになる。特に有利な実施形態は、厚膜組成物がＰｂを含まないガラスを含むものである。 Table 1 shows the glass composition in the weight% total glass composition. Preferred glass compositions of the examples include the following oxide constituents in the total weight glass composition: SiO 2 4-8, Al 2 O 3 2-3, B 2 O 3 8-25, CaO 0-1, ZnO10~40, Bi 2 O 3 30~70, including in the composition range of SnO 2 0 to 3. More preferred compositions of the glass are SiO 2 7, Al 2 O 3 2, B 2 O 3 8, CaO1, ZnO12, Bi 2 O 3 70 in the weight percent total glass composition. Some embodiments of the invention include a glass composition that does not include Pb. When glass is used in the thick film composition of the present invention, the coefficient of thermal expansion (TCE) between the substrate and the composition becomes more compatible during processing. A particularly advantageous embodiment is one in which the thick film composition comprises glass without Pb.
本発明に有用なガラスフリットとしては、旭硝子（Ａｓａｈｉ Ｇｌａｓｓ Ｃｏｍｐａｎｙ）より市販されているＡＳＦ１１００およびＡＳＦ１１００Ｂが挙げられる。 Glass frit useful in the present invention includes ASF1100 and ASF1100B commercially available from Asahi Glass Company.
本発明のガラスフリット（ガラス組成物）の平均粒径は、実際の用途において、０．５〜５．０μｍの範囲である。ただし、２．５〜３．５μｍの範囲の平均粒径が好ましい。ガラスフリットの軟化点（Ｔｓ：ＤＴＡの二次転移点）は、３００〜６００℃の範囲でなければならない。導電性層厚膜組成物に存在するときは、総組成物中のガラスフリットの量は、総組成物の０．５〜１０重量％の範囲である。一実施形態において、ガラス組成物は、合計組成物の１〜３重量％の量で存在する。さらなる実施形態において、ガラス組成物は、合計組成物の４〜５重量％の範囲で存在する。 The average particle size of the glass frit (glass composition) of the present invention is in the range of 0.5 to 5.0 μm in actual applications. However, an average particle size in the range of 2.5 to 3.5 μm is preferred. The softening point of glass frit (Ts: secondary transition point of DTA) must be in the range of 300-600 ° C. When present in the conductive layer thick film composition, the amount of glass frit in the total composition ranges from 0.5 to 10% by weight of the total composition. In one embodiment, the glass composition is present in an amount of 1-3% by weight of the total composition. In a further embodiment, the glass composition is present in the range of 4-5% by weight of the total composition.
本明細書に記載したガラスは、従来のガラス製造技術により製造される。ガラスは５００〜１０００グラムの量で作製される。典型的に、成分は、秤量されて、所望の比率で混合され、床昇降式炉で加熱され、白金合金るつぼ中で溶融物を形成する。当該技術分野において周知のように、加熱は、ピーク温度（１０００〜１２００℃）まで、溶融物が完全に液体かつ均質になる時間にわたって実施される。溶融ガラスを、対向する回転ステンレス鋼ローラ間で冷却して、１０〜２０ミルの厚さの板のガラスを形成する。得られたガラス板をミリングして、その５０％の体積分布が１〜３ミクロンに設定された粉末を形成する。 The glasses described herein are manufactured by conventional glass manufacturing techniques. The glass is made in an amount of 500-1000 grams. Typically, the components are weighed and mixed in the desired ratio and heated in a floor lift furnace to form a melt in a platinum alloy crucible. As is well known in the art, heating is performed up to the peak temperature (1000-1200 ° C.) for a time during which the melt is completely liquid and homogeneous. The molten glass is cooled between opposing rotating stainless steel rollers to form a 10-20 mil thick plate glass. The resulting glass plate is milled to form a powder with a 50% volume distribution set to 1-3 microns.
ＩＩ．電極の任意の保護層
図３Ｂ〜３Ｅに示した本発明の様々な実施形態において詳述したとおり、少なくとも部分的に導電性層１７をカバーする保護層１８が示されている。保護層１８は、導電性層全体または一部のみをカバーしてよい。さらに、ある実施形態において、電極は保護層に延在していて、保護層は電極をカバーしている。電極１８の保護層は、Ｓｎ等の低反応性の金属でできている。これは、導電性層１７の、環境中の成分、例えば、水分や反応性ガスとの反応から保護するためである。保護層は、全く任意である。
II. Optional Protective Layer of Electrode As described in detail in the various embodiments of the invention shown in FIGS. 3B-3E, a protective layer 18 is shown that at least partially covers the conductive layer 17. The protective layer 18 may cover the entire conductive layer or only a part thereof. Further, in certain embodiments, the electrode extends to the protective layer, and the protective layer covers the electrode. The protective layer of the electrode 18 is made of a low-reactive metal such as Sn. This is to protect the conductive layer 17 from reaction with environmental components such as moisture and reactive gas. The protective layer is completely optional.
導電性層１７をガラス管１に適用するのに、異なる方法を利用してよい。ガラス管１外側に延在する電極４の一部は、導電性層１７に完全にカバーされていても、導電性層１７を越えて延在していてもよい。ある実施形態において、電極は、保護層がなくても、電極が導電性層に接続されている限りは、導電性層を越えて延在していてもよい。 Different methods may be used to apply the conductive layer 17 to the glass tube 1. A part of the electrode 4 extending outside the glass tube 1 may be completely covered by the conductive layer 17 or may extend beyond the conductive layer 17. In certain embodiments, the electrode may extend beyond the conductive layer without the protective layer, as long as the electrode is connected to the conductive layer.
ある実施形態において、電極は、導電性層を越えて、保護層へと延在している。保護層は、電極および導電性層を部分的または完全にカバーしていてもよい。金属粉末およびバインダーを含む電極材料（上述したとおり）を併せてよく混合して、電極ペーストを形成する。導電性層１７は、厚膜導電性ペーストから作製される。異なる粘度の厚膜導電性ペーストを、ガラス管および電極に、異なるコーティングプロセス、例えば、ローリング、スプレー、ディッピングプロセス等により適用することができる。 In certain embodiments, the electrode extends beyond the conductive layer to the protective layer. The protective layer may partially or completely cover the electrode and the conductive layer. An electrode paste containing metal powder and a binder (as described above) is mixed well to form an electrode paste. The conductive layer 17 is made from a thick film conductive paste. Thick film conductive pastes of different viscosities can be applied to glass tubes and electrodes by different coating processes, such as rolling, spraying, dipping processes and the like.
一実施形態において、厚膜導電性ペーストは、ガラス管を、ペースト容器またはタンクに近づけ、ペーストをガラス管に移動し、ガラス管を厚膜導電性ペーストタンクから離すと、厚膜導電性ペーストのコーティングがガラス管の所望の場所に残るロールコーティングプロセスにより適用される。ローリングプロセス中、ガラス管は、両端を通る軸により回され、ガラス管は、タンクの厚膜導電性ペーストの表面に対して小さな角度で並んでいる。 In one embodiment, the thick film conductive paste can be obtained by moving the glass tube closer to a paste container or tank, moving the paste to the glass tube, and moving the glass tube away from the thick film conductive paste tank. The coating is applied by a roll coating process that remains in the desired location on the glass tube. During the rolling process, the glass tube is turned by an axis passing through both ends, and the glass tube is aligned at a small angle with respect to the surface of the thick film conductive paste of the tank.
他の実施形態において、ノズルを通して、厚膜ペーストを空気中へ排出して、液滴を形成し、ペーストの液滴が、ガラス管の両端に堆積することによりなされるスプレープロセスを介して導電性ペーストを適用することにより、ＣＣＦＬは形成される。良好なコーティング均一性のためには、プロセス中、ガラス管を回すのが好ましい。 In other embodiments, the thick film paste is exhausted through the nozzle into the air to form droplets that are conductive through a spray process made by depositing droplets of paste on both ends of the glass tube. By applying the paste, the CCFL is formed. For good coating uniformity, it is preferable to rotate the glass tube during the process.
ガラス管を導電性ペーストにディッピングし、タンク中のペーストの表面から引っ張ることによる、ディッピングプロセスもまた導電性層厚膜適用に用いてよい。ガラス管の並び方は、ペーストの表面に垂直なものに限定されず、ガラス管の回転を、ディッピングプロセス中に採用することができる。 A dipping process by dipping the glass tube into the conductive paste and pulling it from the surface of the paste in the tank may also be used for conductive layer thick film applications. The arrangement of the glass tubes is not limited to that perpendicular to the surface of the paste, and rotation of the glass tubes can be employed during the dipping process.
後の製造プロセスには、ガラス管の乾燥、焼成および冷却が含まれる。ある実施形態において、特定の乾燥工程は、プロセスの条件によって、必要ではない。乾燥、焼成および冷却のプロセスは、バッチまたは連続プロセスで行うことができる。 Subsequent manufacturing processes include drying, firing and cooling of the glass tube. In certain embodiments, a specific drying step is not necessary depending on the process conditions. The drying, firing and cooling processes can be performed in a batch or continuous process.
一実施形態において、乾燥プロセスが定義されており、ガラス管および導電性層を、５０〜１８０℃まで、ある時間にわたって加熱することにより実施される。ガラス管の加熱は、乾燥オーブン中、放射線、加熱雰囲気の循環、または両者の組み合わせで行うことができる。ガラス管の電極ペースト中の低沸点有機溶媒が、乾燥プロセス中に引かれると、ガラス管を焼成プロセスにかける準備が整う。導電性層は、乾燥後、物理変化を受け難いからである。 In one embodiment, a drying process is defined and is performed by heating the glass tube and the conductive layer to 50-180 ° C. over a period of time. The glass tube can be heated in a drying oven by radiation, circulation of a heated atmosphere, or a combination of both. Once the low boiling organic solvent in the electrode paste of the glass tube is drawn during the drying process, the glass tube is ready for the firing process. This is because the conductive layer is difficult to undergo physical changes after drying.
一実施形態において、焼成プロセスが定義されており、ガラス管および導電性層を、約３００〜６００℃の範囲の温度まで加熱することにより実施される。ガラス管は、放射線、加熱雰囲気の循環、または両者の組み合わせで、焼成炉にて、加熱することができる。焼成工程中、典型的に、耐熱性キャリア、例えば、石英管を、ガラス管１の均一な加熱および機械的サポートに用いる。加熱雰囲気の組成は、導電性ペーストの異なる種類および電極の異なる目標性能のために、修正および制御することができる。連続焼成プロセスにおいて、ガラス管を均一に加熱するために、ガラス管を、キャリアの動く方向に垂直に並べることができる。焼成プロセスの目的は、導電性層の低電気抵抗（２５μｍで＜１００オーム／ｓｑの低シート抵抗を達成する）および導電性層のガラス管への高い結合強度を達成することである。焼成プロセス中、導電性層厚膜中の全ての有機材料が燃え尽きる。典型的に、焼成工程は、３００〜６００℃の温度範囲で実施される。焼成後、金属およびガラスフリット（厚膜組成物に添加したとき）のみが、導電性層に残る。 In one embodiment, a firing process is defined and is performed by heating the glass tube and the conductive layer to a temperature in the range of about 300-600 ° C. The glass tube can be heated in a firing furnace with radiation, heating atmosphere circulation, or a combination of both. During the firing process, typically a refractory carrier, such as a quartz tube, is used for uniform heating and mechanical support of the glass tube 1. The composition of the heating atmosphere can be modified and controlled for different types of conductive paste and different target performance of the electrodes. In a continuous firing process, the glass tubes can be aligned perpendicular to the direction of carrier movement in order to uniformly heat the glass tubes. The purpose of the firing process is to achieve a low electrical resistance of the conductive layer (to achieve a low sheet resistance of <100 ohm / sq at 25 μm) and a high bond strength of the conductive layer to the glass tube. During the firing process, all organic material in the conductive layer thick film is burned out. Typically, the firing step is performed at a temperature range of 300-600 ° C. After firing, only the metal and glass frit (when added to the thick film composition) remain in the conductive layer.
焼成プロセス後、ガラス管を徐冷する。冷却プロセスは、ガラス管に焼き戻し減少温度勾配を与える。冷却プロセス中、ガラス管と導電性層との間の界面の熱応力を徐々に放出するためには、中程度の冷却速度が必要である。ガラス管は、ある実施形態においては、周囲条件にて適切に冷却される。 After the firing process, the glass tube is slowly cooled. The cooling process imparts a temper reducing temperature gradient to the glass tube. A moderate cooling rate is required to gradually release the thermal stress at the interface between the glass tube and the conductive layer during the cooling process. The glass tube is properly cooled at ambient conditions in some embodiments.
本発明の一実施形態では、ガラスフリットは、厚膜ペースト導電性層に含まれていない。この変形実施形態における電極ペーストは、上述した機能性金属、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、およびそれらの混合物、および有機媒体、例えば、溶媒と樹脂を含む。このガラスを含まない実施液体の一実施形態において、焼成温度は、８０〜３００℃の範囲である。さらなるガラスを含まない実施形態において、焼成温度は、３００〜６００℃の範囲である。一実施形態において、電気的機能性粒子は、ナノサイズ粒子である。ある実施形態において、厚膜組成物は、ポリマーを含むため、ポリマー厚膜組成物である。かかるポリマー厚膜組成物は硬化してもよい。この硬化によって、典型的に、焼成温度を低くし、エネルギー使用量を少なくすることができる。 In one embodiment of the present invention, glass frit is not included in the thick film paste conductive layer. The electrode paste in this modified embodiment includes the functional metals described above, such as Al, Cu, Ag, Au, and mixtures thereof, and organic media, such as solvents and resins. In one embodiment of the working liquid not containing glass, the firing temperature is in the range of 80-300 ° C. In an embodiment without additional glass, the firing temperature is in the range of 300-600 ° C. In one embodiment, the electrically functional particles are nano-sized particles. In certain embodiments, the thick film composition is a polymer thick film composition because it comprises a polymer. Such polymer thick film compositions may be cured. This curing typically reduces the firing temperature and reduces energy usage.
この変形のガラスを含まない実施形態の利点としては、機械類のコストが低くなること、材料コストが低くなること、そしてプロセスの処理量が多くなることである。変形実施形態の欠点は、結合強度が低くなること、そして、電気的性能が若干悪くなることである。ガラス含有とガラス非含有の実施形態の両方共、大量生産しやすいという利点を共有している。 The advantages of this modified glass-free embodiment are lower machinery costs, lower material costs, and higher process throughput. The disadvantage of the variant embodiment is that the bond strength is low and the electrical performance is slightly worse. Both glass-containing and glass-free embodiments share the advantage of being easy to mass produce.
任意の保護層１８は、冷却プロセス後に導電性層１７に適用される。反応性の低い金属層、例えば、Ｓｎ、ＮｉおよびＺｎの導電性層をコーティングすると、保護層１８となる。異なるコーティングプロセス、例えば、はんだ付け、電気めっき、化学めっき等を保護層１８に採用することができる。 An optional protective layer 18 is applied to the conductive layer 17 after the cooling process. When a metal layer with low reactivity, for example, a conductive layer of Sn, Ni and Zn, is coated, the protective layer 18 is formed. Different coating processes such as soldering, electroplating, chemical plating, etc. can be employed for the protective layer 18.
厚膜ペースト層の長さ（すなわち、ガラス管の被覆範囲）は、最適化する必要がある。ＣＣＦＬの厚膜の被覆範囲は、ランプの電気的性能に大きく影響する。長い被覆範囲のランプは、ガラス管との接触面積が大きくなるため、電気抵抗が低い。例えば、長さを減じた１０ｍｍのランプにおいて４ｍＡの典型的な管電流を得るには、長さ２０ｍｍの電極のランプに必要とされる電圧の１．７倍という高い電圧を印加しなければならない。短い電極のランプの操作電圧が高いと、電極周囲にオゾンが生成されたり、バックライトモジュールに絶縁材料を特別に設ける必要があったり、インバータ出力電圧制限に達する等の問題につながる。ランプの高い輝度には、高い操作電流が必要とされる。高操作電圧で高電流のランプを操作するには、電極の長さを長くするという解決策が広く採用されている。この解決策の欠点は、ランプの実際の照明領域が、長い電極より小さくなることである。従って、電極の長さとランプ輝度の最適化を考慮しなければならない。 The length of the thick film paste layer (ie, the glass tube coverage) needs to be optimized. The CCFL thick film coverage greatly affects the electrical performance of the lamp. A lamp with a long covering range has a low electrical resistance because of a large contact area with the glass tube. For example, to obtain a typical tube current of 4 mA in a reduced length 10 mm lamp, a voltage as high as 1.7 times the voltage required for a 20 mm length electrode lamp must be applied. . When the operating voltage of a short electrode lamp is high, ozone is generated around the electrode, an insulating material needs to be specially provided in the backlight module, and the inverter output voltage limit is reached. High operating current is required for high lamp brightness. In order to operate a high current lamp at a high operating voltage, the solution of increasing the length of the electrode is widely adopted. The disadvantage of this solution is that the actual illumination area of the lamp is smaller than a long electrode. Therefore, optimization of electrode length and lamp brightness must be considered.
１ 管状電球（ガラス管）
２ 放電ガス
３ 蛍光層（典型的に、蛍光体）
４ 内部電極
５ はんだ接続
６ インバータ
１０ 結合金属カプセル
１３ 金属キャップ
１４ 接着剤付き導電性テープ
１５ アルミニウムホイル
１６ 接着材料
１７ 厚膜導電性ペースト
１８ 保護層
１９ 電極と機械的に接触するＥＥＦＬホルダー
２０ 電極と機械的に接触するＣＣＦＬホルダー
1 Tubular bulb (glass tube)
2 Discharge gas 3 Fluorescent layer (typically phosphor)
4 Internal electrode 5 Solder connection 6 Inverter 10 Bonded metal capsule 13 Metal cap 14 Adhesive conductive tape 15 Aluminum foil 16 Adhesive material 17 Thick film conductive paste 18 Protective layer 19 EEFL holder 20 in mechanical contact with the electrode CCFL holder in mechanical contact
Claims (13)
電気的機能性粒子と有機媒体とを含む導電性層厚膜組成物を提供するステップと、
第１の端部、第２の端部、第１の内部電極、第２の内部電極、および内側周壁を有する円筒形ガラス管を提供するステップであって、蛍光物質は前記内側周壁に沿って提供され、放電ガスは前記ガラス管に注入され、前記第１の内部電極は前記ガラス管の内側から前記第１の端部を通して延在して、前記第１の電極の内部および外部を形成し、前記第２の内部電極は前記ガラス管の内側から前記第２の端部を通して延在して、前記第２の電極の内部および外部を形成し、前記ガラス管、第１の電極および第２の電極は封止されてガラス管構造を形成して、前記蛍光物質および放電ガスが前記ガラス管構造内に含まれるようにするステップと、
前記導電性層厚膜組成物を前記ガラス管構造の前記第１および第２の端部に適用して、第１の導電性層および第２の導電性層を形成するステップと、
前記ガラス管および導電性層厚膜組成物を焼成して、冷陰極蛍光ランプを形成するステップと
を備えることを特徴とする方法。 A method for producing a cold cathode fluorescent lamp, comprising:
Providing a conductive layer thick film composition comprising electrically functional particles and an organic medium;
Providing a cylindrical glass tube having a first end, a second end, a first internal electrode, a second internal electrode, and an inner peripheral wall, wherein the phosphor is along the inner peripheral wall A discharge gas is injected into the glass tube, and the first internal electrode extends from the inside of the glass tube through the first end to form an interior and an exterior of the first electrode. The second internal electrode extends from the inside of the glass tube through the second end to form the inside and the outside of the second electrode, and the glass tube, the first electrode, and the second The electrodes are sealed to form a glass tube structure so that the phosphor and discharge gas are contained within the glass tube structure;
Applying the conductive layer thick film composition to the first and second ends of the glass tube structure to form a first conductive layer and a second conductive layer;
Firing the glass tube and the conductive layer thick film composition to form a cold cathode fluorescent lamp.
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