JP2002352704A - Manufacturing method of cold cathode - Google Patents

Manufacturing method of cold cathode

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JP2002352704A
JP2002352704A JP2001156412A JP2001156412A JP2002352704A JP 2002352704 A JP2002352704 A JP 2002352704A JP 2001156412 A JP2001156412 A JP 2001156412A JP 2001156412 A JP2001156412 A JP 2001156412A JP 2002352704 A JP2002352704 A JP 2002352704A
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titanium
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Nobuyuki Yoshino
吉野  信幸
庸介 ▲榊▼原
Yasusuke Sakakibara
Hidetake Hashimoto
英豪 橋本
Atsushi Sato
佐藤  惇司
Shizue Ito
静枝 伊藤
Yoshiro Hirai
芳郎 平居
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Citizen Watch Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a cold cathode having superior mechanical strength, stable behavior of light emission and long service life. SOLUTION: This is a manufacturing method of a cold cathode for a discharge tube, which has a cold cathode at the tip of a lead sealed through the edge of a glass tube containing rare gas and mercury and has a processes of producing a mixed powder of titanium hydride powder and a high-melting point metal powder, and manufacturing a formed body with the mixed powder, and also sintering the formed body.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、細管型の冷陰極放
電管における冷陰極に係わり、特に、機械的強度に優
れ、長寿命で、発光挙動の安定した小型の冷陰極の製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cold cathode in a thin tube type cold cathode discharge tube, and more particularly to a method for manufacturing a small-sized cold cathode having excellent mechanical strength, long life, and stable light emission behavior.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、液晶ディスプレイのバックライト
光源、あるいはレンズ付きフィルム、デジタルカメラの
ストロボなどに、冷陰極放電管が使用されている。この
種の冷陰極放電管には、発熱が少なく、消費電力が小さ
く、高効率であり、更には長寿命、小型化などの性能が
望まれている。特に最近のデジタルカメラのストロボ用
としては外径が2mm以下、長さが50mm以下の細管
型のものが開発されており、今後、デジタルカメラを搭
載した携帯電話の普及と共に、冷陰極放電管の小型化は
更に進むと考えられる。これに伴い、冷陰極放電管の端
部に封装される冷陰極も小型化が必要であり、外径1m
m以下、長さ1mm以下の冷陰極の開発も進んでいる。
2. Description of the Related Art In recent years, cold-cathode discharge tubes have been used as backlight light sources for liquid crystal displays, films with lenses, strobes for digital cameras, and the like. This type of cold cathode discharge tube is desired to have low heat generation, low power consumption, high efficiency, long life, small size and the like. In particular, a thin tube type having an outer diameter of 2 mm or less and a length of 50 mm or less has been developed for use in a flash of a digital camera in recent years. Miniaturization is expected to progress further. Accordingly, the size of the cold cathode sealed at the end of the cold cathode discharge tube also needs to be reduced.
Development of cold cathodes having a length of 1 m or less and a length of 1 mm or less is also in progress.

【0003】通常、冷陰極放電管は、冷陰極に所定の電
圧を引加すると、発生した初期プラズマのイオンによっ
て、冷陰極から2次電子が放出され、水銀や希ガスがあ
らかじめ封入されたガラス管内で放電が開始する。そし
て、この放電に伴う電子エネルギーによって励起された
水銀原子あるいは希ガス原子が紫外線を放射し、さら
に、この紫外線がガラス管内面に塗布された蛍光体層に
よって、可視光に変換され、可視光線を発生する。
[0003] Usually, when a predetermined voltage is applied to a cold cathode, a cold cathode discharge tube emits secondary electrons from the cold cathode by ions of the initial plasma generated, and a glass in which mercury or a rare gas is sealed in advance. Discharge starts in the tube. The mercury atoms or rare gas atoms excited by the electron energy associated with the discharge emit ultraviolet rays, and the ultraviolet rays are converted into visible light by a phosphor layer applied to the inner surface of the glass tube, and the visible light is converted. appear.

【0004】冷陰極は通常、円筒形状をしたタングステ
ンなどの単独の高融点金属からなる多孔質焼結体が用い
られてきたが、発光効率の向上の観点から、最近ではチ
タンと高融点金属、例えば、ニオブとからなる合金の多
孔質焼結体が注目されている。
As the cold cathode, a porous sintered body made of a single refractory metal such as tungsten having a cylindrical shape has been generally used. However, from the viewpoint of improving luminous efficiency, titanium and a refractory metal have recently been used. For example, a porous sintered body of an alloy composed of niobium has attracted attention.

【0005】冷陰極放電管は、上記の多孔質焼結体をタ
ングステンワイヤーやコバールワイヤー、ジュメット線
に挿入し、かしめることにより接合する。その後、冷陰
極に電子放射物質を含浸した後、ガラス管の端部に封装
し、ガラス管内に水銀やキセノンガスなどの希ガスを封
入することにより構成される。電子放射物質としてはバ
リウム化合物、イットリウム化合物、ランタン化合物な
どを主体としている。
The cold cathode discharge tube is joined by inserting the above porous sintered body into a tungsten wire, a Kovar wire, or a Dumet wire and caulking. After that, the cold cathode is impregnated with an electron-emitting substance, sealed at the end of the glass tube, and sealed with a rare gas such as mercury or xenon gas in the glass tube. As the electron emitting material, barium compounds, yttrium compounds, lanthanum compounds, and the like are mainly used.

【0006】チタンと高融点金属からなる合金の多孔質
焼結体を作製するためには、チタン粉末と高融点金属粉
末とを混合した後、金型へ充填し、加圧成形し、その
後、焼結する手段が一般的である。
[0006] In order to produce a porous sintered body of an alloy composed of titanium and a high melting point metal, a titanium powder and a high melting point metal powder are mixed, filled in a mold, pressed, and then pressed. Means for sintering are common.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、チタン
と高融点金属からなる外径1mm以下、長さ1mm以下
程度の小型の多孔質焼結体を作製するに当たり、以下の
様な問題点が生じた。すなわち、チタン粒子は、流動
性が悪いために、金型への充填が困難であること、樹
脂製のバインダーと混練して、コンパウンド化すること
により、金型への流動性は向上するが、加圧し、圧縮す
る際、チタン粒子自体に展延性があるため、加圧圧力が
金型との摩擦により失われ、全体に均一に伝搬せず、成
形体およびその後の焼結体の機械的強度が劣る。その結
果、タングステンワイヤーやコバールワイヤーへかしめ
る際に崩壊してしまう。また、同様の理由から、焼結体
の密度、寸法および形状にバラツキが生じてしまうなど
の製造上の問題があり、小型の冷陰極放電管を提供する
ことは困難であった。
However, in producing a small-sized porous sintered body having an outer diameter of 1 mm or less and a length of 1 mm or less made of titanium and a high melting point metal, the following problems arise. . That is, the titanium particles, because of poor fluidity, is difficult to fill the mold, kneaded with a resinous binder, by compounding, the fluidity to the mold is improved, When pressurized and compressed, the titanium particles themselves are extensible, so the pressurized pressure is lost due to friction with the mold and does not propagate uniformly throughout, and the mechanical strength of the compact and the subsequent sintered compact Is inferior. As a result, it collapses when swaging to a tungsten wire or a Kovar wire. In addition, for the same reason, there are manufacturing problems such as variations in the density, size, and shape of the sintered body, and it has been difficult to provide a small-sized cold cathode discharge tube.

【0008】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、機械的強度に優れ、長寿命で、発
光挙動の安定した小型の冷陰極の製造方法を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a small-sized cold cathode having excellent mechanical strength, long life, and stable light emission behavior. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による冷陰極の製造方法は、希ガスや水銀を
封入したガラス管の端部に封装された導入線の先端部に
冷陰極を具備する冷陰極放電管における冷陰極の製造方
法であって、水素化チタンの粉末と高融点金属の粉末と
を混合して混合粉を作製する工程と、混合粉を成形して
成形体を作製する工程と、成形体を焼結して冷陰極を作
製する工程とを含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a cold cathode according to the present invention comprises the steps of: providing a cold cathode at the end of an introduction wire sealed at the end of a glass tube filled with a rare gas or mercury; A method for producing a cold cathode in a cold cathode discharge tube comprising: a step of mixing a powder of titanium hydride and a powder of a high melting point metal to produce a mixed powder; It is characterized by including a step of producing and a step of producing a cold cathode by sintering the compact.

【0010】また、本発明による冷陰極の製造方法は、
高融点金属の粉末が、ニオブ、タングステン、モリブデ
ン、タンタルまたはジルコニウムであることが好まし
い。
[0010] The method for producing a cold cathode according to the present invention comprises:
Preferably, the powder of the refractory metal is niobium, tungsten, molybdenum, tantalum or zirconium.

【0011】(作用)本発明者は、冷陰極として、チタ
ンと高融点金属の合金からなる微小の多孔質焼結体を作
製する際に、チタンの代わりに水素化チタンの粒子を用
いることにより、機械的強度に優れ、長寿命で、発光挙
動の安定した小型の冷陰極を提供できることを見いだし
た。その理由は、水素化チタンは、通常、チタンと比較
すると脆いために微粒子化が容易で、数μm〜数十μm
の粒子の生成が可能であり、流動性に優れたコンパウン
ド化が可能であること、また、水素化チタン粒子は、チ
タンと比較すると硬度が高く、圧縮するための加圧圧力
が全体に均一に伝搬するため、密度の均一な高い機械的
強度を有する成形体の作製が可能であり、その結果、焼
結体の機械的強度も向上する。従って、タングステンワ
イヤーやコバールワイヤーへかしめる際に力を加えても
崩壊することはなくなる。また、同様の理由から、焼結
体の密度、寸法および形状のバラツキも生じることはな
い。
(Function) The present inventor uses titanium hydride particles instead of titanium when producing a fine porous sintered body made of an alloy of titanium and a high melting point metal as a cold cathode. It has been found that it is possible to provide a small-sized cold cathode having excellent mechanical strength, long life and stable light emission behavior. The reason is that titanium hydride is usually brittle compared to titanium, so that it is easy to form fine particles, and several μm to several tens μm
Particles can be produced and a compound with excellent fluidity can be formed.In addition, titanium hydride particles have a higher hardness than titanium, and the pressing pressure for compression is uniform throughout. Due to the propagation, it is possible to produce a molded body having a uniform mechanical strength and high mechanical strength, and as a result, the mechanical strength of the sintered body is also improved. Therefore, even when a force is applied when crimping to a tungsten wire or a Kovar wire, the wire does not collapse. For the same reason, there is no variation in the density, size and shape of the sintered body.

【0012】ここで、水素化チタンとは、チタンの水素
化物であり、化学式ではTiH2 と表せるチタン化合物
である。水素化チタンは真空中で400〜500℃で加
熱することにより水素が脱離し、チタンに変化するた
め、水素化チタンを原料粉として使用しても、焼結後の
焼結体である冷陰極の組成には何ら影響を及ぼさないこ
とが本発明者によって確認された。
Here, titanium hydride is a hydride of titanium, and is a titanium compound represented by TiH 2 in a chemical formula. Titanium hydride is heated at 400 to 500 ° C. in a vacuum to release hydrogen and change to titanium. Therefore, even if titanium hydride is used as a raw material powder, a cold cathode as a sintered body after sintering is used. Has no effect on the composition of

【0013】さらに作製した焼結体である冷陰極の空孔
状態は均一となり、電子放射物質を多量に含浸できるた
め、その発光寿命は長く、明るさ、始動電圧、色温度な
どの発光挙動も安定していることが本発明者により確認
された。
Further, since the vacancy state of the cold cathode, which is a sintered body produced, is uniform and can be impregnated with a large amount of an electron emitting material, the luminescent life is long, and the luminous behavior such as brightness, starting voltage, color temperature and the like is also high. It was confirmed by the present inventor that it was stable.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1は冷陰極放電管の構造を示す模式図で
ある。冷陰極1は細管状のガラス管3の端部に封装され
たタングステンワイヤー2の導入線の先端部にかしめて
接合されている。ガラス管の長さは例えば40mm、直
径は4mmであり、ガラス管3の内部にはキセノンガス
が封入されている。図1中の4は封止用のガラスであ
り、材質はガラス管3と同じである。図2は冷陰極1の
構造を示す断面模式図であり、チタンと高融点金属から
なる貫通した穴を有する円筒状の多孔質焼結体からな
り、外径は1mm、内径は0.5mm、長さは1mmで
ある。この貫通した穴にタングステンワイヤー2を通
し、かしめることによりタングステンワイヤー2と接合
する。また、図3は本発明の製造方法を示すフローチャ
ートであり、図4は焼結する工程における処理温度プロ
ファイルを示している。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of a cold cathode discharge tube. The cold cathode 1 is crimped and joined to the tip of the lead wire of the tungsten wire 2 sealed at the end of the thin glass tube 3. The length of the glass tube is, for example, 40 mm, and the diameter is 4 mm. Xenon gas is sealed in the glass tube 3. Reference numeral 4 in FIG. 1 denotes glass for sealing, and the material is the same as that of the glass tube 3. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the cold cathode 1. The cold cathode 1 is made of a cylindrical porous sintered body having a through hole made of titanium and a high melting point metal, and has an outer diameter of 1 mm, an inner diameter of 0.5 mm, The length is 1 mm. The tungsten wire 2 is passed through this penetrated hole, and is joined to the tungsten wire 2 by caulking. FIG. 3 is a flowchart showing the manufacturing method of the present invention, and FIG. 4 shows a processing temperature profile in the sintering step.

【0016】本発明の冷陰極の製造方法では、まず、水
素化チタンの粉末と高融点金属の粉末とを混合して混合
粉を作製する。この時、混合粉には有機高分子化合物よ
りなるバインダーと有機溶剤を投入して撹拌機を用いて
混合し、次いで、例えばスプレードライヤー法によりコ
ンパウンド(顆粒)化することにより、流動性が改善さ
れ、金型への充填がスムーズに行われる。そして、金型
へ充填後、一定の圧力を印加して、成形体を作製後、真
空炉中で焼結する。この時、焼結する工程は、図4に示
すように、脱バインダー工程と、脱水素工程と、粉末間
を溶融させ、粉末と粉末とを結合させる工程の3工程か
らなる。このようにして、冷陰極が作製される。
In the method of manufacturing a cold cathode according to the present invention, first, a powder of titanium hydride and a powder of a high melting point metal are mixed to prepare a mixed powder. At this time, a binder made of an organic polymer compound and an organic solvent are put into the mixed powder, mixed using a stirrer, and then compounded (granulated) by, for example, a spray drier method to improve fluidity. The filling into the mold is performed smoothly. Then, after filling the mold, a certain pressure is applied to produce a molded body, and then sintered in a vacuum furnace. At this time, the sintering step includes, as shown in FIG. 4, three steps of a debinding step, a dehydrogenation step, a step of melting the powder and bonding the powder to each other. Thus, a cold cathode is manufactured.

【0017】[0017]

【実施例】以下に本発明の具体的な実施例について、図
1〜図4を参照しながら説明する。 (実施例1)まず、図3の製造方法のフローチャートに
示すように、原料粉末である水素化チタンとニオブの粉
末を重量比が水素化チタン:ニオブ=80:20になる
ように計量し、混合する。具体的には、水素化チタン2
40g、ニオブ60gを混合させて混合粉を作製した。
この時、水素化チタン及びニオブの平均粒径はそれぞれ
20μmであった。この混合粉を有機高分子化合物より
なるバインダーBL−S(積水化学製)20gを溶解し
たアセトン1000gに入れ、撹拌機を用いて混合し、
スラリーを作製した。次いで、このスラリーを用いて、
スプレードライヤー法により粒径約50μmのコンパウ
ンド(顆粒)を作製した。続いて、このコンパウンドを
金型に充填して、5トン/cm2 の圧力を加えてプレス
加工を施し、貫通した穴を有する円筒状の外径1.05
mm、内径0.504mm、長さ1.07mmの成形体
を約1000個作製した。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. (Example 1) First, as shown in the flow chart of the manufacturing method in FIG. 3, powders of titanium hydride and niobium, which are raw material powders, were weighed so that the weight ratio becomes titanium hydride: niobium = 80: 20. Mix. Specifically, titanium hydride 2
40 g and niobium 60 g were mixed to prepare a mixed powder.
At this time, the average particle size of titanium hydride and niobium was 20 μm, respectively. This mixed powder is put into 1000 g of acetone in which 20 g of a binder BL-S (manufactured by Sekisui Chemical) made of an organic polymer compound is dissolved, and mixed using a stirrer.
A slurry was prepared. Then, using this slurry,
A compound (granules) having a particle size of about 50 μm was prepared by a spray drier method. Subsequently, the compound was filled in a mold, and subjected to press working by applying a pressure of 5 ton / cm 2 to obtain a cylindrical outer diameter of 1.05 having a through hole.
Approximately 1,000 compacts having a diameter of 0.504 mm and a length of 1.07 mm were produced.

【0018】その後、上記の成形体を真空炉に入れ、図
4に示すような昇温パターンからなる焼結する工程を行
った。この時、図4の11で示した範囲は脱バインダー
を行うための工程であり、12は水素化チタンから脱水
素を行うための工程、13はチタンとニオブの粉末を溶
融し、粉末と粉末とを結合させ、多孔質焼結体を作製す
るための工程である。いずれの工程も真空度は2×10
-5 Torrであり、11の工程は温度400℃、保持
時間1時間、12の工程は温度600℃、保持時間1時
間、13の工程は温度1100℃、保持時間2時間とし
た。このようにして、図2に示すような外径1mm、内
径0.5mm、長さ1mmのチタンとニオブからなる、
貫通した穴を有する円筒状の多孔質焼結体である冷陰極
1を作製した。
Thereafter, the above-mentioned compact was placed in a vacuum furnace, and a sintering step having a heating pattern as shown in FIG. 4 was performed. At this time, the range indicated by 11 in FIG. 4 is a step for debinding, 12 is a step for dehydrogenating titanium hydride, 13 is a step of melting titanium and niobium powder, and And a step for producing a porous sintered body. Both processes have a vacuum of 2 × 10
It is -5 Torr, 11 steps are temperature 400 ° C., holding time 1 hour, 12 steps a temperature 600 ° C., holding time 1 hour, 13 steps and a temperature of 1100 ° C., holding time 2 hours. In this way, as shown in FIG. 2, an outer diameter of 1 mm, an inner diameter of 0.5 mm, and a length of 1 mm are made of titanium and niobium.
The cold cathode 1 which was a cylindrical porous sintered body having a through hole was produced.

【0019】ここで、冷陰極1の空孔率は、プレス加工
時の圧力や焼結工程時の温度、時間により制御される。
空孔率は20〜30%が望ましい。その理由は、空孔率
が30%を越えると、機械的強度が低下し、更には冷陰
極1中に含浸した電子放射物質が過剰に蒸発して早くな
くなるため、冷陰極としての寿命が短くなり、逆に空孔
率が20%より小さいと、電子放射物質を外部から含浸
させることができなくなり、かつ、動作中の冷陰極表面
への電子放射物質の供給を妨げるため電子放出特性が悪
化するからである。本実施例1の冷陰極の空孔率は約2
2〜26%であった。また、本実施例の冷陰極の形状は
円筒状であったが、これに限るものではなく、寸法もこ
れに限るものではない。またガラス管の形状も直管の細
管型のに限定されるものではない。
Here, the porosity of the cold cathode 1 is controlled by the pressure during press working and the temperature and time during the sintering step.
The porosity is desirably 20 to 30%. The reason is that if the porosity exceeds 30%, the mechanical strength decreases, and furthermore, the electron emitting material impregnated in the cold cathode 1 is excessively evaporated and becomes early, so that the life as the cold cathode is shortened. Conversely, if the porosity is less than 20%, the electron emitting material cannot be impregnated from the outside, and the supply of the electron emitting material to the cold cathode surface during operation is hindered, so that the electron emission characteristics deteriorate. Because you do. The porosity of the cold cathode of the first embodiment is about 2
It was 2-26%. Further, although the shape of the cold cathode of this embodiment is cylindrical, the shape is not limited to this, and the dimensions are not limited to this. Further, the shape of the glass tube is not limited to a straight tube type.

【0020】(実施例2)実施例1と同様の方法で、図
3の製造方法のフローチャートに示すように、原料粉末
である水素化チタンとジルコニウムの粉末を重量比が水
素化チタン:ジルコニウム=80:20になるように計
量し、混合する。具体的には、水素化チタン240g、
ジルコニウム60gを混合させて混合粉を作製した。こ
の時、水素化チタン及びジルコニウムの平均粒径はそれ
ぞれ20μmであった。この混合粉を有機高分子化合物
よりなるバインダーBL−S(積水化学製)20gを溶
解したアセトン1000gに入れ、撹拌機を用いて混合
し、スラリーを作製した。次いで、このスラリーを用い
て、スプレードライヤー法により粒径約50μmのコン
パウンド(顆粒)を作製した。続いて、このコンパウン
ドを金型に充填して、5トン/cm2 の圧力を加えてプ
レス加工を施し、貫通した穴を有する円筒状の外径1.
04mm、内径0.503mm、長さ1.06mmの成
形体を約1000個作製した。
Example 2 In the same manner as in Example 1, as shown in the flow chart of the manufacturing method in FIG. 3, the raw material powders of titanium hydride and zirconium were mixed at a weight ratio of titanium hydride: zirconium = Measure to 80:20 and mix. Specifically, 240 g of titanium hydride,
A mixed powder was prepared by mixing 60 g of zirconium. At this time, the average particle diameters of titanium hydride and zirconium were each 20 μm. This mixed powder was put into 1000 g of acetone in which 20 g of a binder BL-S (manufactured by Sekisui Chemical) composed of an organic polymer compound was dissolved, and mixed with a stirrer to prepare a slurry. Next, using this slurry, a compound (granules) having a particle size of about 50 μm was prepared by a spray drier method. Subsequently, the compound was filled in a mold, and subjected to press working by applying a pressure of 5 ton / cm 2 to obtain a cylindrical outer diameter having a through hole.
Approximately 1,000 compacts having a size of 04 mm, an inner diameter of 0.503 mm, and a length of 1.06 mm were produced.

【0021】その後、上記の成形体を真空炉に入れ、図
4に示すような昇温パターンからなる焼結する工程を行
った。いずれの工程も真空度は2×10-5 Torrで
あり、11の工程は温度400℃、保持時間1時間、1
2の工程は温度600℃、保持時間1時間、13の工程
は温度1200℃、保持時間2時間とした。このように
して、図2に示すような外径1mm、内径0.5mm、
長さ1mmのチタンとジルコニウムからなる、貫通した
穴を有する円筒状の多孔質焼結体である冷陰極1を作製
した。また、本実施例2で得られた冷陰極の空孔率は実
施例1と同様に、約22〜26%であった。
Thereafter, the above-mentioned compact was placed in a vacuum furnace, and a step of sintering having a heating pattern as shown in FIG. 4 was performed. In all of the steps, the degree of vacuum was 2 × 10 −5 Torr, and the eleventh step was a temperature of 400 ° C., a holding time of 1 hour,
Step 2 was performed at a temperature of 600 ° C. and a holding time of 1 hour, and step 13 was performed at a temperature of 1200 ° C. and a holding time of 2 hours. In this way, as shown in FIG.
A cold cathode 1 which was a cylindrical porous sintered body having a through hole and made of titanium and zirconium having a length of 1 mm was produced. The porosity of the cold cathode obtained in Example 2 was about 22 to 26% as in Example 1.

【0022】(比較例1)原料粉として水素化チタン粉
末の代わりにチタン粉末を用いて、その他は実施例1と
同様の方法で、原料粉末であるチタンとニオブの粉末を
重量比がチタン:ニオブ=80:20になるように計量
し、混合する。具体的には、チタン240g、ニオブ6
0gを混合させて混合粉を作製した。この時、チタン及
びニオブの平均粒径はそれぞれ20μmであった。この
混合粉を有機高分子化合物よりなるバインダーBL−S
(積水化学製)20gを溶解したアセトン1000gに
入れ、撹拌機を用いて混合し、スラリーを作製した。次
いで、このスラリーを用いて、スプレードライヤー法に
より粒径約50μmのコンパウンド(顆粒)を作製し
た。続いて、このコンパウンドを金型に充填して、5ト
ン/cm2 の圧力を加えてプレス加工を施し、貫通した
穴を有する円筒状の外径1.05mm、内径0.504
mm、長さ1.07mmの成形体を約1000個作製し
た。
(Comparative Example 1) In the same manner as in Example 1 except that titanium powder was used as the raw material powder instead of titanium hydride powder, the weight ratio of titanium and niobium powders was changed to titanium: Measure and mix so that niobium = 80: 20. Specifically, 240 g of titanium, 6 of niobium
0 g was mixed to prepare a mixed powder. At this time, the average particle diameters of titanium and niobium were each 20 μm. This mixed powder is used as a binder BL-S made of an organic polymer compound.
20 g of (manufactured by Sekisui Chemical) was placed in 1000 g of dissolved acetone and mixed with a stirrer to prepare a slurry. Next, using this slurry, a compound (granules) having a particle size of about 50 μm was prepared by a spray drier method. Subsequently, the compound was filled in a mold, and subjected to press working by applying a pressure of 5 ton / cm 2 to form a cylindrical outer diameter of 1.05 mm and an inner diameter of 0.504 having a through hole.
Approximately 1,000 compacts having a length of 1.07 mm and a length of 1.07 mm were produced.

【0023】その後、実施例1と同様に、上記の成形体
を真空炉に入れ、図4に示すような昇温パターンからな
る焼結する工程を行った。いずれの工程も真空度は2×
10 -5 Torrであり、11の工程は温度400℃、
保持時間1時間、12の工程は温度600℃、保持時間
1時間、13の工程は温度1100℃、保持時間2時間
とした。このようにして、図2に示すような外径1m
m、内径0.5mm、長さ1mmのチタンとニオブから
なる、貫通した穴を有する円筒状の多孔質焼結体である
冷陰極1を作製した。また、本比較例で得られた冷陰極
の空孔率は実施例1と同様に、約22〜26%であっ
た。
Thereafter, as in the first embodiment,
Into a vacuum furnace and observe the heating pattern shown in FIG.
A sintering process was performed. Both processes have a vacuum of 2 ×
10 -FiveTorr, and the eleventh step was performed at a temperature of 400 ° C.
Hold time 1 hour, process 12 is temperature 600 ° C, hold time
1 hour, 13 steps: temperature 1100 ° C, holding time 2 hours
And Thus, an outer diameter of 1 m as shown in FIG.
m, inner diameter 0.5mm, length 1mm from titanium and niobium
Is a cylindrical porous sintered body having a through hole
A cold cathode 1 was produced. In addition, the cold cathode obtained in this comparative example
Porosity is about 22 to 26% as in Example 1.
Was.

【0024】(比較例2)原料粉として水素化チタン粉
末の代わりにチタン粉末を用いて、その他は実施例2と
同様の方法で、原料粉末であるチタンとジルコニウムの
粉末を重量比がチタン:ジルコニウム=80:20にな
るように計量し、混合する。具体的には、チタン240
g、ジルコニウム60gを混合させて混合粉を作製し
た。この時、チタン及びジルコニウムの平均粒径はそれ
ぞれ20μmであった。この混合粉を有機高分子化合物
よりなるバインダーBL−S(積水化学製)20gを溶
解したアセトン1000gに入れ、撹拌機を用いて混合
し、スラリーを作製した。次いで、このスラリーを用い
て、スプレードライヤー法により粒径約50μmのコン
パウンド(顆粒)を作製した。続いて、このコンパウン
ドを金型に充填して、5トン/cm2 の圧力を加えてプ
レス加工を施し、貫通した穴を有する円筒状の外径1.
04mm、内径0.503mm、長さ1.06mmの成
形体を約1000個作製した。
(Comparative Example 2) In the same manner as in Example 2 except that titanium hydride powder was used as the raw material powder in place of titanium hydride powder, the raw material powder of titanium and zirconium powder was mixed in a weight ratio of titanium: Measure and mix so that zirconium = 80: 20. Specifically, titanium 240
g and 60 g of zirconium were mixed to prepare a mixed powder. At this time, the average particle diameters of titanium and zirconium were respectively 20 μm. This mixed powder was put into 1000 g of acetone in which 20 g of a binder BL-S (manufactured by Sekisui Chemical) composed of an organic polymer compound was dissolved, and mixed with a stirrer to prepare a slurry. Next, using this slurry, a compound (granules) having a particle size of about 50 μm was prepared by a spray drier method. Subsequently, the compound was filled in a mold, and subjected to press working by applying a pressure of 5 ton / cm 2 to obtain a cylindrical outer diameter having a through hole.
Approximately 1,000 compacts having a size of 04 mm, an inner diameter of 0.503 mm, and a length of 1.06 mm were produced.

【0025】その後、上記の成形体を真空炉に入れ、実
施例2と同様に、上記の成形体を真空炉に入れ、図4に
示すような昇温パターンからなる焼結する工程を行っ
た。いずれの工程も真空度は2×10-5 Torrであ
り、11の工程は温度400℃、保持時間1時間、12
の工程は温度600℃、保持時間1時間、13の工程は
温度1200℃、保持時間2時間とした。このようにし
て、図2に示すような外径1mm、内径0.5mm、長
さ1mmのチタンとジルコニウムからなる、貫通した穴
を有する円筒状の多孔質焼結体である冷陰極1を作製し
た。また、本比較例で得られた冷陰極の空孔率は実施例
2と同様に、約22〜26%であった。
Thereafter, the above-mentioned compact was placed in a vacuum furnace, and as in Example 2, the above-mentioned compact was placed in a vacuum furnace, and a sintering process having a heating pattern as shown in FIG. 4 was performed. . In each step, the degree of vacuum was 2 × 10 −5 Torr, and in step 11, the temperature was 400 ° C., the holding time was 1 hour,
Is a temperature of 600 ° C. and a holding time of 1 hour, and a step 13 is a temperature of 1200 ° C. and a holding time of 2 hours. In this manner, a cold cathode 1 which is a cylindrical porous sintered body having a through hole and made of titanium and zirconium having an outer diameter of 1 mm, an inner diameter of 0.5 mm, and a length of 1 mm as shown in FIG. 2 is produced. did. Further, the porosity of the cold cathode obtained in this comparative example was about 22 to 26% as in Example 2.

【0026】以上にようにして実施例1、実施例2、比較
例1および比較例2で得られた陰極について、それぞれの
実施例および比較例から無差別に抜き取りした10個に
ついて、側面から加圧して、破壊する際の強度の測定
(評価基準:3.0Kgf以上であり、タングステンワ
イヤーへのかしめ時に、破壊されなければ合格とする)
寸法及び密度のバラツキ程度(評価基準:外径1±
0.05mm、内径0.5±0.05mm、長さ1±
0,05mm、密度4.5±0.3g/ccであれば合
格とする)を測定後、別途、各実施例および比較例の冷
陰極から、無差別に抜き取りした冷陰極を用いて、タン
グステンワイヤーにかしめ、その際、破壊しなかった冷
陰極を封装した冷陰極放電管を作製し、発光寿命(評
価基準:20秒毎に発光させ、3000回まで発光すれ
ば合格とする。)、始動電圧(評価基準:240V以
下であれば合格とする。低い値の方が特性が良い。)、
色温度(評価基準:6000〜6800Kの範囲であ
れば合格とする。値の高い方が良い。)について、それ
ぞれ測定した。尚、実施例1および実施例2の冷陰極
は、抜き取りしたすべてが崩壊せずに、かしめることが
できたが、比較例1および比較例2の冷陰極は、50個
抜き取り、その内、40個がかしめ時に崩壊してしまっ
た。表1に実施例1と表2に実施例2の結果を、表3に
は比較例1の結果を、表4には比較例2の結果を示す。
With respect to the cathodes obtained in Example 1, Example 2, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 as described above, 10 cathodes indiscriminately extracted from each Example and Comparative Example were added from the side. Measurement of strength at the time of pressing and breaking (Evaluation criteria: 3.0 Kgf or more, when crimping to a tungsten wire, pass if not broken)
Dimension and density variations (Evaluation criteria: outer diameter 1 ±
0.05mm, inner diameter 0.5 ± 0.05mm, length 1 ±
After the measurement, a tungsten cathode was used to separate tungsten from the cold cathode of each of the examples and comparative examples. A cold-cathode discharge tube in which a cold cathode which was not broken at this time was sealed with a wire was produced, and a light-emitting life (evaluation standard: light emission every 20 seconds, and light emission up to 3000 times is considered to be acceptable), starting. Voltage (Evaluation criteria: Pass if 240 V or less; pass; lower value has better characteristics),
The color temperature (evaluation standard: acceptable if it is in the range of 6000 to 6800 K. The higher the value, the better) was measured. In addition, the cold cathodes of Example 1 and Example 2 could be caulked without disintegration, but 50 cold cathodes of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were extracted. Forty pieces collapsed during swaging. Table 1 shows the results of Example 2 in Examples 1 and 2, Table 3 shows the results of Comparative Example 1, and Table 4 shows the results of Comparative Example 2.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】[0030]

【表4】 [Table 4]

【0031】表1〜表4から分かるように実施例1およ
び実施例2で得られた冷陰極は、いずれも比較例1およ
び比較例2と比較すると明らかなように、破壊強度、
寸法及び密度のバラツキ程度、発光寿命、始動電
圧、色温度の評価項目において、優れた特性を有し、
その特性のバラツキが小さいことが確認された。
As can be seen from Tables 1 to 4, all of the cold cathodes obtained in Examples 1 and 2 had a breaking strength,
It has excellent characteristics in the evaluation items of dimensional and density variations, emission life, starting voltage, color temperature,
It was confirmed that the variation in the characteristics was small.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による冷陰
極の製造方法では、水素化チタンの粉末と高融点金属の
粉末とを混合して成形体を作製後、成形体を焼結するこ
とによって、チタンと高融点金属からなる多孔質体の冷
陰極を作製することにより、機械的強度に優れ、長寿命
で、発光挙動の安定した小型の冷陰極を提供することが
可能となる。
As described above, in the method for manufacturing a cold cathode according to the present invention, a compact is produced by mixing a powder of titanium hydride and a powder of a high melting point metal and then sintering the compact. Thus, by producing a porous cold cathode made of titanium and a high melting point metal, it is possible to provide a small cold cathode having excellent mechanical strength, long life, and stable light emission behavior.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】冷陰極放電管の構造を示す断面模式図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a cold cathode discharge tube.

【図2】冷陰極の構造を示す断面模式図である。FIG. 2 is a schematic sectional view showing a structure of a cold cathode.

【図3】本発明の一実施の形態に係わる冷陰極の製造方
法を示すフローチャートである。
FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a cold cathode according to one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施の形態に係わる冷陰極の製造方
法における焼結する工程の処理温度プロファイルであ
る。
FIG. 4 is a processing temperature profile of a sintering step in the method for manufacturing a cold cathode according to one embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 冷陰極 2 タングステンワイヤー 3 ガラス管 4 封止用ガラス 11 脱バインダー工程 12 脱水素工程 13 粉末間を溶融させ、粉末と粉末とを結合させる工
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cold cathode 2 Tungsten wire 3 Glass tube 4 Glass for sealing 11 Debinding step 12 Dehydrogenation step 13 Melting between powders and combining powders with each other

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 惇司 東京都西東京市田無町六丁目1番12号 シ チズン時計株式会社内 (72)発明者 伊藤 静枝 東京都西東京市田無町六丁目1番12号 シ チズン時計株式会社内 (72)発明者 平居 芳郎 東京都西東京市田無町六丁目1番12号 シ チズン時計株式会社内 Fターム(参考) 5C015 EE06  ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Atsushi Sato 6-11-12 Tanashi-cho, Nishi-Tokyo, Tokyo Within Citizen Watch Co., Ltd. (72) Inventor Shizue Ito 6-Chome, Tanashi-cho, Nishi-Tokyo, Tokyo 1-12 Citizen Watch Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiro Hirai 6-12 Tanashi-cho, Nishi-Tokyo, Tokyo 1-12 Citizen Watch Co., Ltd. F-term (reference) 5C015 EE06

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 希ガスや水銀を封入したガラス管の端部
に封装された導入線の先端部に冷陰極を具備する冷陰極
放電管における冷陰極の製造方法であって、水素化チタ
ンの粉末と高融点金属の粉末とを混合して混合粉を作製
する工程と、混合粉を成形して成形体を作製する工程
と、成形体を焼結する工程とを有する冷陰極の製造方
法。
1. A method for producing a cold cathode in a cold cathode discharge tube having a cold cathode at the end of a lead wire sealed at the end of a glass tube filled with a rare gas or mercury, comprising the steps of: A method for manufacturing a cold cathode, comprising: a step of mixing a powder and a powder of a high melting point metal to form a mixed powder; a step of forming a mixed powder to form a molded body; and a step of sintering the molded body.
【請求項2】 前記高融点金属の粉末が、ニオブ、タン
グステン、モリブデン、タンタルまたはジルコニウムで
あることを特徴とする請求項1に記載の冷陰極の製造方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the powder of the refractory metal is niobium, tungsten, molybdenum, tantalum, or zirconium.
【請求項3】 前記成形体を焼結する工程が、脱バイン
ダー工程と、脱水素工程と、粉末間を溶融させ、粉末と
粉末とを結合させる工程とを有することを特徴とする請
求項1に記載の冷陰極の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the step of sintering the compact includes a step of debinding, a step of dehydrogenating, and a step of melting the powder and bonding the powder to each other. 3. The method for producing a cold cathode according to item 1.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006156091A (en) * 2004-11-29 2006-06-15 Rokusan O Electrode of cold-cathode tube and its manufacturing method

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