JP4674805B2 - Method for producing electrode material for cold cathode fluorescent lamp - Google Patents

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Description

本発明は、照明用光源や、パソコンのモニタ、液晶テレビ、カーナビゲイションシステム用の液晶ディスプレイなどのバックライト等に好適に用いられる冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法に係り、特に、金属基材にエミッタ層を形成した状態で電極を深絞り成形する際のエミッタ層の剥離を防止する技術に関する。   The present invention relates to a manufacturing method of an electrode material for a cold cathode fluorescent lamp which is preferably used for a backlight of an illumination light source, a personal computer monitor, a liquid crystal television, a liquid crystal display for a car navigation system, and the like. The present invention relates to a technique for preventing peeling of an emitter layer when an electrode is deep-drawn with the emitter layer formed on a substrate.

従来から冷陰極蛍光ランプがいろいろな用途で用いられ、最近では液晶ディスプレイ用バックライトへの適用が盛んに検討されている。液晶ディスプレイの装備機器が主にバッテリー駆動であることから、液晶ディスプレイ用バックライトに用いられる冷陰極蛍光ランプに関しては、低消費電力化の要望が強い。その低消費電力を実現するためには発光に寄与しない電極の電圧降下を低減させることが重要である。また、近年TV用に液晶素子が使われ始めたために、従来よりも長寿命で高輝度の冷陰極蛍光ランプが望まれている。   Conventionally, cold cathode fluorescent lamps have been used for various purposes, and recently, their application to backlights for liquid crystal displays has been actively studied. Since the equipment equipped with the liquid crystal display is mainly battery-powered, there is a strong demand for low power consumption for the cold cathode fluorescent lamp used for the backlight for the liquid crystal display. In order to realize the low power consumption, it is important to reduce the voltage drop of the electrode that does not contribute to light emission. In recent years, liquid crystal elements have begun to be used for TVs, so that a cold cathode fluorescent lamp having a longer life and higher brightness than the conventional one is desired.

冷陰極蛍光ランプは、図1に示すように、ガラス管1内に、端子2で外部に接続された電極3が両端に配置された構造をしており、このガラス管1の内面に蛍光体4を塗布するとともに、不活性ガスと微量の水銀からなる封入ガス5を封入して構成されている。この両端の電極3に高電界を加えて低圧の水銀蒸気中でグロー放電を発生させ、この放電により励起された水銀が紫外線を発生するとともに、この紫外線によりガラス管1内面の蛍光体4を励起して発光させる。ここで用いられる電極3は、近年ではカップ状に形成したものが用いられている。電極をカップ状に形成することにより、その形状に起因するホローカソード効果により電極内側から電子放射が行われやすく、陰極電圧降下を低減することができ、低消費電力化に有効である。また、冷陰極蛍光ランプの電極損失を低減して高効率化、低消費電力化を図るために、電極3の材料として、他の金属に比べて仕事関数が低い1属〜3属の元素を含むエミッタ材料が適用されてきている。   As shown in FIG. 1, the cold cathode fluorescent lamp has a structure in which electrodes 3 connected to the outside by terminals 2 are arranged at both ends in a glass tube 1. 4 and a sealed gas 5 made of an inert gas and a small amount of mercury are sealed. A high electric field is applied to the electrodes 3 at both ends to generate a glow discharge in a low-pressure mercury vapor. The mercury excited by the discharge generates ultraviolet rays, and the ultraviolet rays on the inner surface of the glass tube 1 are excited by the ultraviolet rays. To emit light. In recent years, the electrode 3 used here is formed in a cup shape. By forming the electrode in a cup shape, electrons are easily emitted from the inside of the electrode due to the hollow cathode effect resulting from the shape, the cathode voltage drop can be reduced, and it is effective for reducing power consumption. In addition, in order to reduce the electrode loss of the cold cathode fluorescent lamp to achieve high efficiency and low power consumption, the elements of Group 1 to Group 3 having a work function lower than that of other metals are used as the material of the electrode 3. Including emitter materials have been applied.

上記のようなエミッタ材料を塗布またはイオンプレーティングによりカップ状の金属基材に被覆してエミッタ層を形成したカップ状陰極電極は公知であり、このようなカップ状電極を適用した冷陰極蛍光ランプでは、電極降下電圧を従来の棒状金属電極のそれよりも40V程度低減することができ、その分低消費電力化が可能であることが報告されている(例えば、特許文献1、2参照)。   A cup-shaped cathode electrode in which an emitter layer is formed by coating the emitter material as described above on or by ion plating to form an emitter layer is known, and a cold cathode fluorescent lamp using such a cup-shaped electrode is known. Has been reported that the voltage drop of the electrode can be reduced by about 40 V compared to that of the conventional bar-shaped metal electrode, and the power consumption can be reduced accordingly (for example, see Patent Documents 1 and 2).

また、エミッタ材料としてMo,Ta,Nb等の高融点金属材を使用することにより、ランプ点灯中の電極のスパッタリングが抑制され、ランプ内での水銀の消耗量が少なくなり、長寿命化することが報告されている(非特許文献1参照)。この場合、MoとTa電極では従来のNi電極より約40%水銀の消耗量が少なくなり、その分ランプ寿命が延びることが期待される。   In addition, by using a refractory metal material such as Mo, Ta, or Nb as the emitter material, sputtering of the electrode during lamp operation is suppressed, the amount of mercury consumed in the lamp is reduced, and the life is extended. Has been reported (see Non-Patent Document 1). In this case, the Mo and Ta electrodes are expected to consume about 40% less mercury than the conventional Ni electrodes, and the lamp life is extended accordingly.

特開平10−14425号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-14425 特開2000−11866号公報(第3頁)JP 2000-11866 A (page 3) 日本照明学会誌 Vol.1.87,No.1 2003 15 頁、「液晶ディスプレイ冷陰極蛍光ランプの技術動向」Journal of the Illuminating Society of Japan Vol. 1.87, no. 1 2003 15 pp. “Technology Trends of Liquid Crystal Display Cold Cathode Fluorescent Lamps”

しかしながら、カップ型に加工された電極の金属基材の内面に、厚さを均一にしかつ付着強度を強固にしてエミッタ層を形成することは容易でない。例えば、塗布によりカップ状の金属電極にエミッタ層を形成する場合には、エミッタ層の厚さが不均一となる。また、金属電極とエミッタ層の付着強度が弱く、蛍光ランプ生産工程中や点灯中のイオン衝撃によってエミッタ層が脱落しやすいという欠点もある。さらに、ディッピングによりエミッタ層を形成する場合には、電極の外周面にもエミッタ層が塗布されてしまうという不都合もある。   However, it is not easy to form the emitter layer on the inner surface of the metal substrate of the electrode processed into a cup shape with a uniform thickness and a strong adhesion strength. For example, when an emitter layer is formed on a cup-shaped metal electrode by coating, the thickness of the emitter layer is not uniform. In addition, the adhesion strength between the metal electrode and the emitter layer is weak, and the emitter layer is likely to fall off due to ion bombardment during the fluorescent lamp production process or during lighting. Further, when the emitter layer is formed by dipping, there is a disadvantage that the emitter layer is also applied to the outer peripheral surface of the electrode.

また、イオンプレーティングによりエミッタ層を形成する場合には、付着強度が大きいエミッタ層が得られるものの、エミッタ材料が金属基材以外のプレーティング装置の内面にも付着し、材料歩留まりが悪いという欠点がある。さらに、塗布による場合にも当てはまるが、カップ状の電極基材に個別にエミッタ層を形成するのでは、生産効率が悪く製造コストが割高になるという問題がある。   In addition, when the emitter layer is formed by ion plating, an emitter layer having a high adhesion strength can be obtained, but the emitter material adheres to the inner surface of the plating apparatus other than the metal substrate, and the material yield is poor. There is. Furthermore, as is the case with coating, if the emitter layers are individually formed on the cup-shaped electrode substrate, there is a problem that the production efficiency is low and the manufacturing cost is high.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、カップ状の電極機材の内面に、厚さを均一にしかつ付着強度を強固にしてエミッタ層を形成することができるのは勿論のこと、生産効率が良好で生産コストを低減することができる冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to form an emitter layer on the inner surface of a cup-shaped electrode material with a uniform thickness and a strong adhesion strength, as well as production efficiency. The object of the present invention is to provide a method for producing an electrode material for a cold cathode fluorescent lamp, which is favorable and can reduce production costs.

本発明者等は、冷陰極蛍光ランプ用電極の生産効率を向上させるために、金属材料の板材に放電層(エミッタ層)を形成した後、その素材からカップ状の冷陰極蛍光ランプ用電極を製造することを検討した。しかしながら、放電層を形成した後に深絞り等の激しい塑性加工を行うと、放電層が強く擦過されて剥離することは必至であり、このため、そのような技術は現在のところ提供されていないのが実情である。そこで、本発明等は、放電層を緻密化しつつ金属材料に強固に付着させる方法を検討した。その結果、金属基材に放電層を塗布した後に圧縮加工することにより、放電層が金属基材に強固に付着し、深絞りを行っても剥離しないことが判明した。   In order to improve the production efficiency of cold cathode fluorescent lamp electrodes, the present inventors formed a discharge layer (emitter layer) on a metal plate, and then formed a cup-shaped cold cathode fluorescent lamp electrode from the material. Considered manufacturing. However, if a severe plastic working such as deep drawing is performed after forming the discharge layer, it is inevitable that the discharge layer is strongly scratched and peeled off, and therefore, such a technique is not provided at present. Is the actual situation. In view of this, the present invention and the like have examined a method of firmly attaching the discharge layer to the metal material while densifying the discharge layer. As a result, it was found that by applying compression processing after applying the discharge layer to the metal substrate, the discharge layer adhered firmly to the metal substrate and did not peel even after deep drawing.

本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、金属基材とこの金属基材上に形成された放電層とを備え、冷陰極蛍光ランプの放電電極に加工される冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法であって、エミッタ粉末を分散媒中に分散させた粉末塗料を金属基材上に塗布して放電層を形成する塗布工程と、放電層を金属基材側へ向けて圧縮する第1圧縮工程と、第1圧縮工程の後に、放電層からエミッタ粉末以外の成分を除去する除去工程と、エミッタ粉末以外の成分が除去された放電層を金属基材側へ向けて圧縮する第2圧縮工程とを備えたことを特徴としている。   The present invention has been made based on the above knowledge, and includes a metal substrate and a discharge layer formed on the metal substrate, and is used for a cold cathode fluorescent lamp processed into a discharge electrode of a cold cathode fluorescent lamp. A method for manufacturing an electrode material, in which a powder coating in which emitter powder is dispersed in a dispersion medium is applied onto a metal substrate to form a discharge layer, and the discharge layer is compressed toward the metal substrate. The first compression step, the removal step of removing components other than the emitter powder from the discharge layer after the first compression step, and the discharge layer from which components other than the emitter powder have been removed are compressed toward the metal substrate side. And a second compression step.

粉末塗料を金属基材上に塗布して形成した放電層の内部には多数の気孔が存在している。その気孔には、乾燥により溶剤が蒸発したあとにできる空隙や、粉末塗料を混合する際に巻き込まれた空気の粒子などが含まれる。本発明によれば、塗布工程により形成された放電層が第1圧縮工程で圧縮されることにより、放電層の内部の気孔が圧壊されて緻密になるとともに放電層が金属基材に強固に付着する。次に、除去工程で分散媒等のエミッタ粉末以外の成分が除去されることで気孔が生成されるが、気孔は第2圧縮工程で圧壊されて放電層は再び緻密となる。   A large number of pores exist inside the discharge layer formed by applying the powder coating material on the metal substrate. The pores include voids formed after evaporation of the solvent by drying, air particles entrained when mixing the powder paint, and the like. According to the present invention, the discharge layer formed in the coating process is compressed in the first compression process, so that the pores inside the discharge layer are crushed and become dense, and the discharge layer is firmly attached to the metal substrate. To do. Next, pores are generated by removing components other than the emitter powder such as the dispersion medium in the removal step, but the pores are crushed in the second compression step, and the discharge layer becomes dense again.

そして、第2圧縮工程を行うことにより、放電層の厚さが均一化されるとともに放電層は金属基材にさらに強固に付着する。このような冷陰極蛍光ランプ用電極材に例えば深絞り等の塑性加工を施すことにより、カップ状の冷陰極蛍光ランプ用電極を製造することができる。この場合において、放電層が緻密化されるとともに金属基材に強固に付着しているので、塑性加工時のエミッタ粉末の脱落ないし剥離を防止することができる。   Then, by performing the second compression step, the thickness of the discharge layer is made uniform and the discharge layer adheres more firmly to the metal substrate. A cup-shaped cold cathode fluorescent lamp electrode can be produced by subjecting such an electrode material for cold cathode fluorescent lamp to plastic processing such as deep drawing. In this case, since the discharge layer is densified and firmly adhered to the metal substrate, it is possible to prevent the emitter powder from dropping or peeling off during plastic working.

したがって、たとえばロールから金属基材を連続的に巻き出しながら本発明の一連の工程を行い、次いでプレス装置に供給して深絞りで電極を成形するなど、工場の連続ラインによる処理が可能である。したがって、本発明によれば、厚さを均一にしかつ付着強度を強固にして放電層を形成することができるのは勿論のこと、冷陰極蛍光ランプ用電極の生産効率が良好で生産コストを低減することができる。   Therefore, for example, a series of processes of the present invention can be performed while continuously unwinding a metal base material from a roll, and then fed to a press device to form an electrode by deep drawing, thereby enabling processing by a continuous line in a factory. . Therefore, according to the present invention, it is possible to form a discharge layer with uniform thickness and strong adhesion strength, as well as good production efficiency of cold cathode fluorescent lamp electrodes and reduced production costs. can do.

なお、圧縮工程により放電層が金属基材に強固に付着する理由は定かではない。本発明者等の検討によると、エミッタ粉末の一部が金属基材の表面に食い込んでいるのが確認されており、それが理由の一つとも推察される。また、エミッタ粉末どうしあるいはエミッタ粉末と金属基材とが分散媒の残滓を挟んで密着し、大気圧によって互いに離れなくなっていることも考えられる。ただし、これらはあくまでも推測であって、そのような作用の有無によって本発明が限定されないことは言うまでもない。   The reason why the discharge layer adheres firmly to the metal substrate by the compression process is not clear. According to the study by the present inventors, it has been confirmed that a part of the emitter powder bites into the surface of the metal substrate, which is presumed to be one of the reasons. It is also conceivable that the emitter powders or the emitter powder and the metal substrate are in close contact with each other with the residue of the dispersion medium and are not separated from each other by atmospheric pressure. However, these are only estimates, and it goes without saying that the present invention is not limited by the presence or absence of such actions.

なお、本発明で製造した材料で電極を形成し、この電極を用いて冷陰極蛍光ランプを試作してテストしたところ、ガラス管内部においてアウトガスの問題は一切発生しなかった。したがって、上記のような残滓が存在しているにしても、残滓は無害化されていることが確認されている。   When an electrode was formed from the material produced in the present invention and a cold cathode fluorescent lamp was prototyped and tested using this electrode, no outgas problem occurred in the glass tube. Therefore, it is confirmed that even if such a residue is present, the residue is rendered harmless.

図2は、本発明の各工程と放電層の状態を示す断面図であり、図中符号10は金属基材、符号11は放電層である。図2に示すように、塗布工程で金属基材10の片面にエミッタ粉末と分散媒(溶剤を含むこともある)をスラリー状に混合した粉末塗料を塗布し、乾燥または冷却工程によって粉末塗料を固化させる。これにより、溶剤が蒸発したあとに気孔が形成される。この気孔は、第1圧縮工程により圧壊され、放電層が緻密化される。次いで、除去工程により分散媒が蒸発し、そのあとに気孔が形成される。この気孔は、第2圧縮工程により圧壊され、放電層が緻密化される。以下、本発明の各工程について詳細に説明する。   FIG. 2 is a cross-sectional view showing the steps of the present invention and the state of the discharge layer. In the figure, reference numeral 10 denotes a metal substrate, and reference numeral 11 denotes a discharge layer. As shown in FIG. 2, a powder paint in which emitter powder and a dispersion medium (which may contain a solvent) are mixed in a slurry state is applied to one side of a metal substrate 10 in a coating process, and the powder paint is applied by a drying or cooling process. Solidify. This forms pores after the solvent has evaporated. The pores are crushed by the first compression step, and the discharge layer is densified. Next, the dispersion medium evaporates in the removal step, and pores are formed thereafter. The pores are crushed by the second compression step, and the discharge layer is densified. Hereafter, each process of this invention is demonstrated in detail.

金属基材としては、ニッケルまたはニッケル合金(例えばパーマロイ)、鉄合金(例えばステンレス鋼)、クロム、モリブデン、タンタル、ニオブの純金属またはこれらの金属の2種以上の合金を用いることができる。   As the metal substrate, nickel or a nickel alloy (for example, permalloy), an iron alloy (for example, stainless steel), chromium, molybdenum, tantalum, niobium pure metal, or an alloy of two or more of these metals can be used.

また、エミッタ粉末としては、仕事関数の低い元素を含むものが望ましく、たとえば、タングステン酸バリウム(BaCaWO,BaWO)、六硼化カルシウム(CaB)、六硼化ストロンチウム(SrB)、六硼化バリウム(BaB)、六硼化ランタン(LaB)、六硼化セリウム(CeB)、六硼化プラセオジウム(PrB)、六硼化ネオジウム(NdB)、六硼化サマリウム(SmB)、六硼化ユウロピウム(EuB)、炭化チタン(TiC)、炭化バナジウム(VC)、炭化ジルコニウム(ZrC)、炭化ニオブ(NbC)、炭化モリブデン(MoC)、炭化ハフニウム(HfC)、炭化タンタル(TaC)、および炭化タングステン(WC)のうちの1種もしくは2種以上を用いるのが好適である。 The emitter powder preferably contains an element having a low work function. For example, barium tungstate (Ba 2 CaWO 6 , BaWO 4 ), calcium hexaboride (CaB 6 ), strontium hexaboride (SrB 6 ). , Barium hexaboride (BaB 6 ), lanthanum hexaboride (LaB 6 ), cerium hexaboride (CeB 6 ), praseodymium hexaboride (PrB 6 ), neodymium hexaboride (NdB 6 ), samarium hexaboride (SmB 6 ), europium hexaboride (EuB 6 ), titanium carbide (TiC), vanadium carbide (VC), zirconium carbide (ZrC), niobium carbide (NbC), molybdenum carbide (MoC), hafnium carbide (HfC), One or more of tantalum carbide (TaC) and tungsten carbide (WC) are used. It is suitable.

上記のようなエミッタ粉末を分散媒と混合してスラリー状の粉末塗料にし、金属基材に塗布する。分散媒としては、ポリフッ化ビニリデン、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂等の可溶性樹脂、ヒドロキシプロピルセルロース、メチレセルロース、ゼラチン等の天然または合成の多糖類、エチレンビスステアロアマイド等の高級脂肪酸のうちの1種もしくは2種以上を溶剤中に溶解したものを用いることができる。この場合、分散媒を溶かす溶剤としてノルマルメチルピロリドンのような有機溶剤や水を用いることができる。粉末塗料は、溶剤を含む分散媒と粉末とを質量比で約1:1程度で混合して調製すると好適である。なお、塗布工程の後に溶剤を蒸発させる乾燥工程を行うことが望ましい。   The emitter powder as described above is mixed with a dispersion medium to form a slurry-like powder paint, which is applied to a metal substrate. Examples of the dispersion medium include polyvinylidene fluoride, acrylic resins, phenol resins, melamine resins, polyethylene resins, polyimide resins, and other soluble resins, hydroxypropylcellulose, methylcellulose, gelatin and other natural or synthetic polysaccharides, and ethylene bisstearamide. What dissolved 1 type or 2 types or more of higher fatty acids, such as in a solvent, can be used. In this case, an organic solvent such as normal methyl pyrrolidone or water can be used as a solvent for dissolving the dispersion medium. The powder coating material is preferably prepared by mixing a dispersion medium containing a solvent and powder in a mass ratio of about 1: 1. In addition, it is desirable to perform the drying process which evaporates a solvent after an application | coating process.

また、分散媒として加熱により溶融状態とした熱可塑性樹脂、天然または合成の多糖類、ステアリン酸亜鉛等の金属石鹸、高級脂肪酸のうちの1種もしくは2種以上を用いることができる。この場合、分散媒を室温まで冷却すれば固化するので省エネルギーである。なお、塗布工程の後に分散媒を固化する冷却工程を行うことが望ましい。   As the dispersion medium, one or more of a thermoplastic resin made into a molten state by heating, a natural or synthetic polysaccharide, a metal soap such as zinc stearate, and a higher fatty acid can be used. In this case, energy is saved because the dispersion medium is solidified when cooled to room temperature. In addition, it is desirable to perform the cooling process which solidifies a dispersion medium after an application | coating process.

塗布工程は、浸漬法、噴霧法、印刷法、刷毛塗り法、流し塗り(フローコート)法、ドクターブレード法のいずれかを用いることができる。ドクターブレード法は、粉末塗料を金属基材に付着させてドクターブレードで一定の厚さに掻き落とし、塗布する方法であり、粉末塗料の厚さの管理を厳密に行うことができて好適である。   For the coating process, any of dipping, spraying, printing, brush coating, flow coating, and doctor blade method can be used. The doctor blade method is a method in which a powder coating is attached to a metal substrate, scraped to a certain thickness with a doctor blade, and applied, and is suitable because the thickness of the powder coating can be managed strictly. .

金属基材に粉末塗料を塗布した後、乾燥または冷却して固化することにより、金属基材の片面に放電層が形成される。次いで、放電層を金属基材側へ向けて圧縮する第1圧縮工程を行う。第1圧縮工程は、金属基材および放電層を一対のロールで挟み込んで行う。これにより、放電層が圧縮されて緻密化し、放電層の厚さが均一化する。また、溶剤によって分散媒を溶かしていた場合には、乾燥により溶剤が蒸発した後に気孔が形成されるが、気孔は、第1圧縮工程により圧壊される。第1圧縮工程での圧下率は、本発明の目的を確実に達成するために20%以上であることが望ましい。ここで、圧下率は、圧縮前後の試料の板厚をh,hとしたときに、(h−h)/h×100で表される。 After applying the powder coating material to the metal substrate, the discharge layer is formed on one side of the metal substrate by drying or cooling and solidifying. Then, the 1st compression process which compresses a discharge layer toward the metal base material side is performed. The first compression step is performed by sandwiching the metal substrate and the discharge layer between a pair of rolls. Thereby, the discharge layer is compressed and densified, and the thickness of the discharge layer becomes uniform. Further, when the dispersion medium is dissolved by the solvent, pores are formed after the solvent is evaporated by drying, but the pores are crushed by the first compression step. The reduction ratio in the first compression step is desirably 20% or more in order to reliably achieve the object of the present invention. Here, the rolling reduction is expressed by (h 0 −h 1 ) / h 0 × 100, where the plate thicknesses of the samples before and after compression are h 0 and h 1 .

次に、放電層からエミッタ粉末以外の成分を除去する除去工程を行う。除去工程では、分散媒を蒸発させるために加熱を行う。加熱温度と時間は、分散媒の種類や含有量によって適宜選定する。加熱温度は数百℃となるため、エミッタ粉末の酸化を防止するために除去工程は窒素ガスなどの不活性雰囲気中で行うことが望ましい。   Next, the removal process which removes components other than emitter powder from a discharge layer is performed. In the removing step, heating is performed to evaporate the dispersion medium. The heating temperature and time are appropriately selected depending on the type and content of the dispersion medium. Since the heating temperature is several hundred degrees Celsius, it is desirable to perform the removal step in an inert atmosphere such as nitrogen gas in order to prevent the emitter powder from being oxidized.

次に、放電層を金属基材側へ向けて再度圧縮する第2圧縮工程を行う。第2圧縮工程は、金属基材および放電層を一対のロールで挟み込んで行う。除去工程によって分散媒が蒸発した後に気孔が形成されるが、圧縮により気孔は圧壊され放電層が緻密化する。また、第2圧縮工程により、放電層の厚さがさらに均一化する。第2圧縮工程での圧下率は、本発明の目的を確実に達成するために50%以上であることが望ましい。   Next, a second compression step is performed in which the discharge layer is compressed again toward the metal substrate side. The second compression step is performed by sandwiching the metal substrate and the discharge layer between a pair of rolls. The pores are formed after the dispersion medium evaporates in the removing step, but the pores are crushed by the compression and the discharge layer becomes dense. Further, the thickness of the discharge layer is further uniformized by the second compression step. The reduction ratio in the second compression step is desirably 50% or more in order to reliably achieve the object of the present invention.

また、第2圧縮工程後の放電層の厚さは0.005〜0.05mmであることが望ましい。放電層の厚さは放電特性を確保するために0.005mm以上必要である。しかしながら、放電層の厚さが0.05mmを超えると、深絞り成形時に剥離が生じやすくなる。   The thickness of the discharge layer after the second compression step is preferably 0.005 to 0.05 mm. The thickness of the discharge layer needs to be 0.005 mm or more in order to ensure the discharge characteristics. However, if the thickness of the discharge layer exceeds 0.05 mm, peeling tends to occur during deep drawing.

上記のようにして製造された冷陰極蛍光ランプ用電極材は、金属基材の片面にエミッタ粉末からなる放電層が形成されたものである。この放電層は、緻密化されるとともに金属基材に強固に付着しているので、深絞りによりカップ状の電極に形成する際の放電層の剥離が防止される。また、第1、第2圧縮工程によって放電層の厚さが均一になっているので、電極を冷陰極蛍光ランプに用いた際の放電特性が良好である。   The cold cathode fluorescent lamp electrode material produced as described above has a discharge layer made of emitter powder formed on one side of a metal substrate. Since this discharge layer is densified and firmly adhered to the metal substrate, peeling of the discharge layer when formed on a cup-shaped electrode by deep drawing is prevented. In addition, since the thickness of the discharge layer is made uniform by the first and second compression steps, the discharge characteristics when the electrode is used in a cold cathode fluorescent lamp are good.

1.電極の作製
厚さ0.30mmのニッケル板の片面に、六硼化ランタン(LaB)の粉末塗料を0.02mmの厚さで塗布した。粉末塗料は、六硼化ランタンを47.6質量%、ヒドロキシプロピルセルロースを2.4質量%、ノルマルメチルピロリドンを50.0質量%混合したものを用いた。この試料を空気中において120℃で15分間加熱してノルマルメチルピロリドンを蒸発させ、粉末塗料を固化した。
1. Production of Electrode A lanthanum hexaboride (LaB 6 ) powder coating was applied to a thickness of 0.02 mm on one side of a 0.30 mm thick nickel plate. The powder coating used was a mixture of 47.6% by mass of lanthanum hexaboride, 2.4% by mass of hydroxypropylcellulose, and 50.0% by mass of normal methylpyrrolidone. This sample was heated in air at 120 ° C. for 15 minutes to evaporate normal methyl pyrrolidone and solidify the powder coating.

次に、圧延ロールによって圧下率を25%または53%として上記試料を圧延した(第1圧縮工程)。次いで、試料を窒素ガス中において500℃で1時間加熱し、ヒドロキシプロピルセルロースを蒸発させた。次に、圧延ロールによって圧下率を53%として上記試料を圧延し(第2圧縮工程)、本発明の実施例である試料1を作製した。   Next, the sample was rolled with a rolling roll at a reduction rate of 25% or 53% (first compression step). The sample was then heated in nitrogen gas at 500 ° C. for 1 hour to evaporate hydroxypropylcellulose. Next, the sample was rolled with a rolling roll at a reduction rate of 53% (second compression step) to prepare Sample 1 which is an example of the present invention.

比較のために、第1圧縮工程または打2圧縮工程を行わなかった以外は上記と同じ条件で冷陰極蛍光ランプ用電極材を作製した(試料2、試料3)。第1圧縮工程を行わないで第2圧縮工程を行った試料2では、第2圧縮工程において放電層が金属基材から剥離した。   For comparison, electrode materials for cold cathode fluorescent lamps were prepared under the same conditions as described above (Sample 2 and Sample 3) except that the first compression step or the strike 2 compression step was not performed. In Sample 2 in which the second compression step was performed without performing the first compression step, the discharge layer was peeled off from the metal substrate in the second compression step.

2.テープ剥離試験
上記のようにして作製した冷陰極蛍光ランプ用電極材を適当な大きさに切断して試験片を作製し、その放電層にセロハンテープを添付した後に剥離するテープ剥離試験を行った。その結果を表1に示す。表1では、放電層の一部がセロハンテープに付着して剥離した場合を「△」、放電層の剥離が無かった場合を「○」として評価した。
2. Tape peel test The electrode material for cold cathode fluorescent lamps produced as described above was cut to an appropriate size to produce a test piece, and a tape peel test was conducted to peel off after attaching a cellophane tape to the discharge layer. . The results are shown in Table 1. In Table 1, the case where a part of the discharge layer adhered to the cellophane tape and peeled was evaluated as “Δ”, and the case where the discharge layer was not peeled was evaluated as “◯”.

Figure 0004674805
Figure 0004674805

表1に示すように、第1、第2圧縮工程を行った試料1では放電層は剥離しなかったが、第2圧縮工程を行わなかった試料3では放電層の一部が剥離した。なお、第1圧縮工程を行わなかった試料2では、第2圧縮工程により放電層が剥離したので、テープ剥離試験を行うことができなかった。   As shown in Table 1, the discharge layer was not peeled in Sample 1 subjected to the first and second compression steps, but a part of the discharge layer was peeled off in Sample 3 where the second compression step was not performed. In Sample 2 in which the first compression step was not performed, the tape peeling test could not be performed because the discharge layer was peeled off in the second compression step.

3.180°屈曲試験
放電層を内側にして試験片を180°折り曲げる屈曲試験を行い、放電層の剥離の情況を観察した結果を表1に併記する。表1に示すように、第1、第2圧縮工程を行った試料1も第2圧縮工程を行わなかった試料3も放電層は剥離しなかったので、「○」として評価した。
3. 180 ° Bending Test Table 1 shows the results of a bending test in which the test piece was bent 180 ° with the discharge layer inside, and the state of peeling of the discharge layer was observed. As shown in Table 1, since neither the sample 1 that performed the first compression process nor the sample 3 that did not perform the second compression process peeled off the discharge layer, it was evaluated as “◯”.

4.加振試験
メタノールを注入した超音波洗浄機に試験片を装入して5分間超音波洗浄を行った。超音波洗浄後の試験片の放電層の剥離の情況を観察した結果を表1に併記する。表1に示すように、第1、第2圧縮工程を行った試料1も第2圧縮工程を行わなかった試料3も放電層は剥離しなかったので、「○」として評価した。
4). Excitation test A test piece was placed in an ultrasonic cleaner into which methanol was injected, and ultrasonic cleaning was performed for 5 minutes. Table 1 shows the results of observation of the state of peeling of the discharge layer of the test piece after ultrasonic cleaning. As shown in Table 1, since neither the sample 1 that performed the first compression process nor the sample 3 that did not perform the second compression process peeled off the discharge layer, it was evaluated as “◯”.

以上のように、第1圧縮工程を行わなかった試料2では、除去された溶剤と分散媒が抜けたあとに形成された気孔により放電層が多孔質の状態となり、第2圧縮工程での変形に耐えられずに放電層が崩壊、剥離した。また、第2圧縮を行わなかった試料3では、分散媒が抜けたあとに形成された気孔によりエミッタ粉末どうしの結合力が低下し、テープ剥離に対する耐性が低下した。したがって、放電層を緻密にし金属基材への付着強度を向上させるには第1、第2圧縮工程を行うことが必須であることが確認された。   As described above, in Sample 2 where the first compression process was not performed, the discharge layer became porous due to the pores formed after the removed solvent and dispersion medium were removed, and the deformation in the second compression process was performed. The discharge layer collapsed and peeled off without being able to withstand. Moreover, in the sample 3 which was not subjected to the second compression, the bonding force between the emitter powders was reduced by the pores formed after the dispersion medium was removed, and the resistance to tape peeling was reduced. Therefore, it was confirmed that it is essential to perform the first and second compression steps in order to make the discharge layer dense and improve the adhesion strength to the metal substrate.

5.放電層の内部構造
図3は試料1の断面を示すSEM写真である。この写真から判るように、エミッタ粉末どうしは互いに密着し、気孔の存在が殆ど確認できないほどに放電層が緻密化されている。また、エミッタ粉末の一部が金属基材の表面に食い込んでいることも確認することができる。
5. Internal Structure of Discharge Layer FIG. 3 is an SEM photograph showing a cross section of Sample 1. As can be seen from this photograph, the emitter powders are in close contact with each other, and the discharge layer is so dense that almost no pores can be confirmed. It can also be confirmed that part of the emitter powder bites into the surface of the metal substrate.

6.放電特性
試料1を深絞りして図1中符号3で示すカップ状の電極を形成し、この電極を用いて図1に示す冷陰極蛍光ランプを作製した。また、本発明の他の実施例として、ヒドロキシプロピルセルロースおよびノルマルメチルピロリドンに代えて、ステアリン酸亜鉛を同じ質量%で混合した以外は試料1と同じ条件で電極を形成し、冷陰極蛍光ランプを作製した。さらに、比較のために、ニッケル板のみから電極を形成し、冷陰極蛍光ランプを作製した。以上の冷陰極蛍光ランプに電流を供給し、電流と電圧の関係を調査した。その結果を図4に示す。
6). Discharge characteristics Sample 1 was deep-drawn to form a cup-shaped electrode indicated by reference numeral 3 in FIG. 1, and a cold cathode fluorescent lamp shown in FIG. 1 was produced using this electrode. As another example of the present invention, instead of hydroxypropylcellulose and normal methylpyrrolidone, an electrode was formed under the same conditions as in Sample 1 except that zinc stearate was mixed at the same mass% to obtain a cold cathode fluorescent lamp. Produced. Further, for comparison, an electrode was formed only from a nickel plate to produce a cold cathode fluorescent lamp. A current was supplied to the above cold cathode fluorescent lamp, and the relationship between the current and the voltage was investigated. The result is shown in FIG.

図4から明らかなように、本発明の製造方法を経て作製した電極を使用した冷陰極蛍光ランプでは、ニッケル板のみからなる電極を使用した冷陰極蛍光ランプ用と比較して、放電電圧が低く良好な放電特性を示した。したがって、本発明では、低仕事関数を有するエミッタ粉末を用いたことの効果が発揮されていることが判る。このことは、本発明により製造された冷陰極蛍光ランプ用電極材では、深絞り加工によって放電層が剥離しないことを示している。   As is apparent from FIG. 4, the cold cathode fluorescent lamp using the electrode produced through the manufacturing method of the present invention has a lower discharge voltage than that for a cold cathode fluorescent lamp using an electrode made only of a nickel plate. Good discharge characteristics were shown. Therefore, it can be seen that the effect of using the emitter powder having a low work function is exhibited in the present invention. This indicates that in the cold cathode fluorescent lamp electrode material produced according to the present invention, the discharge layer does not peel off by deep drawing.

冷陰極線ランプの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of a cold cathode ray lamp. 本発明の実施形態の工程を順に示す図である。It is a figure which shows the process of embodiment of this invention in order. 冷陰極線ランプ用電極材の断面を示すSEM写真である。It is a SEM photograph which shows the cross section of the electrode material for cold cathode ray lamps. 本発明の実施例における冷陰極線ランプの電流と電圧との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric current and voltage of a cold cathode ray lamp in the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 金属基材
11 放電層
10 Metal substrate 11 Discharge layer

Claims (6)

金属基材とこの金属基材上に形成された放電層とを備え、冷陰極蛍光ランプの放電電極に加工される冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法であって、
エミッタ粉末を分散媒中に分散させた粉末塗料を前記金属基材上に塗布して前記放電層を形成する塗布工程と、
前記放電層を前記金属基材側へ向けて圧縮する第1圧縮工程と、
前記第1圧縮工程の後に、前記放電層から前記エミッタ粉末以外の成分を除去する除去工程と、
前記エミッタ粉末以外の成分が除去された前記放電層を前記金属基材側へ向けて圧縮する第2圧縮工程と
を備えたことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法。
A method for producing an electrode material for a cold cathode fluorescent lamp comprising a metal substrate and a discharge layer formed on the metal substrate, which is processed into a discharge electrode of a cold cathode fluorescent lamp,
A coating step in which a powder coating material in which an emitter powder is dispersed in a dispersion medium is coated on the metal substrate to form the discharge layer;
A first compression step of compressing the discharge layer toward the metal substrate;
A removal step of removing components other than the emitter powder from the discharge layer after the first compression step;
A method for producing an electrode material for a cold cathode fluorescent lamp, comprising: a second compression step of compressing the discharge layer from which components other than the emitter powder are removed toward the metal substrate side.
前記金属基材は、ニッケル、鉄、クロム、モリブデン、タンタル、ニオブの純金属またはこれらの金属2種以上の合金であることを特徴とする請求項1に記載の冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法。   2. The electrode material for a cold cathode fluorescent lamp according to claim 1, wherein the metal substrate is a pure metal of nickel, iron, chromium, molybdenum, tantalum, niobium, or an alloy of two or more of these metals. Production method. 前記エミッタ粉末は、タングステン酸バリウム(BaCaWO,BaWO)、六硼化カルシウム(CaB)、六硼化ストロンチウム(SrB)、六硼化バリウム(BaB)、六硼化ランタン(LaB)、六硼化セリウム(CeB)、六硼化プラセオジウム(PrB)、六硼化ネオジウム(NdB)、六硼化サマリウム(SmB)、六硼化ユウロピウム(EuB)、炭化チタン(TiC)、炭化バナジウム(VC)、炭化ジルコニウム(ZrC)、炭化ニオブ(NbC)、炭化モリブデン(MoC)、炭化ハフニウム(HfC)、炭化タンタル(TaC)、および炭化タングステン(WC)のうちの1種もしくは2種以上からなることを特徴とする請求項1または2に記載の冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法。 The emitter powder includes barium tungstate (Ba 2 CaWO 6 , BaWO 4 ), calcium hexaboride (CaB 6 ), strontium hexaboride (SrB 6 ), barium hexaboride (BaB 6 ), lanthanum hexaboride ( LaB 6 ), cerium hexaboride (CeB 6 ), praseodymium hexaboride (PrB 6 ), neodymium hexaboride (NdB 6 ), samarium hexaboride (SmB 6 ), europium hexaboride (EuB 6 ), carbonized Of titanium (TiC), vanadium carbide (VC), zirconium carbide (ZrC), niobium carbide (NbC), molybdenum carbide (MoC), hafnium carbide (HfC), tantalum carbide (TaC), and tungsten carbide (WC) The electrode for a cold cathode fluorescent lamp according to claim 1 or 2, comprising one or more kinds. The method of production. 前記分散媒は、可溶性樹脂、天然または合成の多糖類、金属石鹸、高級脂肪酸のうちの1種もしくは2種以上を溶剤中に溶解したものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法。   4. The dispersion medium according to claim 1, wherein one or more of a soluble resin, a natural or synthetic polysaccharide, a metal soap, and a higher fatty acid are dissolved in a solvent. A method for producing an electrode material for cold cathode fluorescent lamps according to claim 1. 前記分散媒は、溶融状態の熱可塑性樹脂、天然または合成の多糖類、金属石鹸、高級脂肪酸のうちの1種もしくは2種以上からなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法。   The said dispersion medium consists of 1 type, or 2 or more types in the thermoplastic resin of a molten state, natural or a synthetic polysaccharide, metal soap, and a higher fatty acid, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. Of manufacturing an electrode material for a cold cathode fluorescent lamp. 前記塗布工程は、浸漬法、噴霧法、印刷法、刷毛塗り法、流し塗り(フローコート)法、ドクターブレード法のいずれかであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法。   The said application | coating process is any one of the dipping method, the spraying method, the printing method, the brush coating method, the flow coating (flow coat) method, and a doctor blade method, The one in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. A method for producing an electrode material for a cold cathode fluorescent lamp.
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