JP2007048527A - カップ型電極及びその製造方法並びに当該のカップ型電極を具備する冷陰極蛍光放電管 - Google Patents

Abstract

【課題】コストダウンを可能とするためにカップ型電極と導入線の加工、及び溶接方法を提供する。
【解決手段】本発明により、所定の板厚で所定の幅を有する高融点金属箔を所定の長さに切断し、切断された両端が突接するように丸め加工を行い円筒状とする工程と、円筒状とした何れか一方の開口を漏斗状に所定径まで絞り込む工程と、接続端子をモリブデンにより底板となる大径の円板２ｃと小径の導入線２ｄとより成る略釘形状に形成する工程と、絞り込まれた開口の底部に接続端子の円板２ｃが嵌合するように反対側の開口から接続端子を挿入する工程と、開口と接続端子をレーザ溶接により溶着固定を行う工程とから成る。
【選択図】 図４

Description

本発明は、パーソナルコンピュータ、携帯用電話、テレビジョン受像器の表示画面として採用されている液晶表示装置のバックライト光源として使用されている冷陰極蛍光放電管に係るものであり、詳細には、その放電管の両端に電子を放出するために設けられているカップ型電極の構成に係るものである。

旧来は、この種の電極としては円筒状の金属が用いられていたが、放電イオンの衝突によるスパッタリングにより徐々に削り取られ、この電極の消耗により、冷陰極放電管９０全体が寿命を迎えるものとなっていた。

この点を改良し、更に長寿命化するために、電極内部に空間を持たせたカップ型電極（ホローカソード型とも称される）９１が採用されるものとなり、図８に示すように、例えば、耐スパッタ性に優れる金属であるＭｏ（モリブデン）などの材料を用い、絞り加工を行いカップ状に電極９１を形成した後に、底部に導入線９２を抵抗溶接して形成されたものが主流となっている。尚、図中に符合９３で示すものはガラス管であり、符合９４は蛍光体である。
特開２００２−３１３２７９号公報

しかしながら、前記モリブデン箔をカップ状に加工する場合には、板厚の約６倍と、かなりの深絞りが要求されるものとなり、例えば、複数回の絞り工程を繰り返し徐々に深さを増して行く順送プレスなどが用いられるので、設備費が係ると共に、モリブデンは脆い金属であるので、工程中に、裂け、割れ、欠けを生じ易く歩留まりが悪く、製品自体が高価なものとなる問題点を生じている。まして、電極の側面から貫通穴を設ける作業が追加されることは非常に困難な作業となると思われる。

また、上記のように、絞り加工で形成する場合、最後にチリ切り工程などと称されて、開口部周縁の不要部分を削除する工程も必要であり、板材の面積に対する製品の取れ数（材料効率）も低くなり、また、そのため（チリ切り）の工数も必要となって、一層に、コストアップの要因が増えるものとなっている。

更に言えば、電極９１の底部に導入線９２を抵抗溶接で溶接する時に、モリブデンの溶融温度が高いために、かなりの高温が必要となり、これによりモリブデン側に二次結晶が発生し、接合の信頼性が低くなると言う問題点も、併せて生じるものとなり、よって、冷陰極放電管がコストアップすると共に信頼性も低下し、これらの点の解決が課題とされている。

本発明は上記した従来の課題を解決するための具体的手段として、所定の板厚で所定の幅を有する高融点金属箔を所定の長さに切断し、切断された両端が突接するように丸め加工を行い円筒状とする工程と、前記円筒状とした何れか一方の開口を漏斗状に所定径の開口が得られるまで絞り込む工程と、接続端子を前記高融点金属により底板となる大径の円板と小径の導入線とより成る略釘形状に形成する工程と、所定径まで絞り込まれた前記開口の底部に前記接続端子の前記円板が前記円筒状の内径に嵌合するように前記円筒状の絞り込まれた側の開口と反対側の開口から前記接続端子を挿入する工程と、前記絞り込まれた開口と前記接続端子の前記円板を溶接により溶着固定を行う工程とから成ることを特徴とするカップ型電極の製造方法、及び、上記の製造方法によるカップ型電極を装備したことを特徴とする冷陰極蛍光放電管を提供することで課題を解決するものである。

本発明により、所定幅のモリブデン箔を所定の長さに切断し、それを丸めて筒状に加工し、一方の開口部を絞り込んで、カップ状電極の基本形状を得る形成方法としたことで、カップ状電極を形成する工程中での裂け、割れなどによる不良品を一切発生しないものとし生産効率を向上すると共に、チリ切りによる材料損失も生じないものとして、材料効率をほぼ１００％に向上させ、コストダウンに優れた効果を奏するものである。

また、カップ状電極のもっとも消耗が激しいと云われている底部を、別体に形成したモリブデンの円板で補強したことで、カップ状電極の肉厚が、０．９mmである場合であっても、例えば、１．８mmなど、異なる厚さのモリブデンの円板の使用が可能である。このことは、上記の消耗が激しいと云われている底部を重点的に補強することが可能であり、よって、カップ状電極の寿命の延長、言い換えれば、冷陰極蛍光放電管の寿命延長が可能となる優れた効果を奏するものである。

次ぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する、図１〜図４に示すものは本発明に係る冷陰極放電管１に用いるカップ型電極２を製造工程の順に示すものであり、例えば、長さが５mmで外径が２．７mm、肉厚が０．９mmのカップ型電極２を形成する場合には、まず、５mm幅で厚さ０．９mmのモリブデンテープを用意しておき、そのモリブデンテープを、図１で示すように２．７mm×πの長さの板状部材Ａに切断する。

そして、前記板状部材Ａの切断した両端を突接させるように丸め加工が成形工程として行われ、図２に示すように、長さ５mmの円筒状部材２ａを形成する。尚、このときには、外径が２．７mm近傍であり、後にカップ型電極２として完成された状態で、ガラスバルブ内に挿入するのに適した寸法となっていれば良く、必ずしも完全な突接が行われている必要はなく、空隙を生じていても機能上には何らの支障も生じない。

上記のように、円筒形状に加工が行われた後には、何れか一方の側の開口に対して略漏斗状に絞り込み加工が行われ、図３に示すように、開口が小口径化された絞り込み部２ｂが形成される。尚、このときの、絞り込みが行われる程度は、後に説明するモリブデンの円板２ｃの外径と、導入線２ｄの線径などを勘案して定められる。

図４はカップ型電極２を示すものであり、このうち接続端子２ｅはモリブデンにより底板となる大径で適宜な板厚を有する円板２ｃと、小径の導入線２ｄを一体的に略釘形状に形成したものである。この際、円板２ｃの板厚は、寿命を考慮して円筒状部材２ａよりも充分に厚いものを使用することが可能であり、また、円板２ｃの外径は前記円筒状部材の内径よりも小さいものとするものである。さらに導入線２ｄの線径、前記円筒状部材２ａの絞り込み部２ｂの内径に略一致することが好ましいものである。

以上のようにして絞り込み部２ｂが形成された円筒状部材２ａの内部には、前記接続端子２ｅが前記絞り込み部２ｂとは反対側の開口部から挿入される。従って、図４に示すように、モリブデンによる前記円板２ｃは前記絞り込み部２ｂに達すると外径が当接するものとなり、適宜な位置に留まるものとなるので、この状態で図５に示すように前記円筒状部材２ａの絞り込み部２ｂと接続端子２ｅの円板２ｃとを外部からレーザ溶接により溶接し、溶接部２ｆにて固定を行う。これにより、図６に示すように目的とするカップ型電極を得るものである。

このときに、モリブデンは溶融温度が高く、抵抗溶接では溶着に手間を要するものとなるが、レーザ溶接であれば、容易にモリブデンを溶融することが可能であり、短時間で接続できるものとなる。

ここで、前記モリブデンの円板２ｃについて説明を行うと、上記にも述べたようにカップ型電極２においては、放電による電極２のスパッタリングによる消耗は、カップ型電極２の場合、主として底部で生じることが確認されている。また、冷陰極放電管１にカップ型電極２を採用するときには、カップの穴径が大きい程、効率が高く、明るい放電管１が得られるので、よって、カップの肉厚は薄いほど好ましいこととなるが、寿命の点では不利となる。

本発明では、この点を前記モリブデンの円板２ｃを採用することにより解決するものであり、前記モリブデンの円板２ｃを絞り込み部２ｂ、即ち、底部に取付けることにより、最も消耗（スパッタリング）を生じる位置の厚みを補強して、冷陰極放電管１を長時間の使用に耐えるものとすると共に、薄い部材で形成された円筒状部材２ａによりカップ型電極２の内径を可能な限りガラス管の内径に近づけ、同じ外径でより明るい冷陰極放電管１の実現を可能とするものである。

図７は、上記に説明したカップ型電極２を採用した冷陰極放電管１を示すものであり、棒状部材の切削加工や、板状部材からの深絞り加工により形成されたカップ型電極に比較して、必要とされる面積の箔を、丸め加工により形成する製造方法とした本発明のカップ型電極２としたことで、素材のほぼ１００％が製品となるものとなり、廃材を生ぜず、また、加工も丸め加工のみの極めて単純な工程で良く、これにより、生産性が向上し、冷陰極放電管１全体が大幅にコストダウンできる。

また、本発明のカップ型電極２の製造方法としたことで、カップ型電極の内径がガラス管に対して従来の製造方法のものよりも大きく形成可能となり、電子の放出効率も向上して、同じ内径のガラス管３を用いる冷陰極放電管に対して、より明るい冷陰極放電管１の提供を可能とすると共に、厚いモリブデン円板２ｃの補強により、より長寿命も期待できるものとなる。尚、図中に符合４で示すものはガラス管３の内面に塗布される蛍光体である。

なお、上記実施例では高融点金属としてモリブデンを用いた例で説明を行ったが、これに換えて高融点金属にタングステン、タンタル、ニオブの何れかを用いても良い。また、溶着の方法としては、レーザ溶接の例で説明を行ったが、抵抗溶接、ロウ付けを用いることも可能である。

本発明に係るカップ型電極の製造方法の材料取り工程を示す説明図である。 同じく本発明に係るカップ型電極の製造方法の成型工程を示す説明図である。 同じくカップ型電極の製造方法の絞り込み工程を示す説明図である。 同じくカップ型電極の製造方法の接続端子取付け工程を示す説明図である。 同じくカップ型電極の製造方法の接続端子溶着工程を示す説明図である。 本発明に係るカップ型電極を示す斜視図である。 同じく本発明に係る冷陰極放電管の実施形態を示す要部の断面図である。 従来例のカップ型電極の例を示す要部の断面図である。

符号の説明

１…冷陰極放電管
２…カップ型電極
２ａ…円筒状部材
２ｂ…絞り込み部
２ｃ…円板
２ｄ…導入線
２ｅ…接続端子
２ｆ…溶着部
３…ガラス管
４…蛍光体

Claims (5)

1. 所定の板厚で所定の幅を有する高融点金属箔を所定の長さに切断し、切断された両端が突接するように丸め加工を行い円筒状とする工程と、前記円筒状とした何れか一方の開口を漏斗状に所定径の開口が得られるまで絞り込む工程と、接続端子を前記高融点金属により底板となる大径の円板と小径の導入線とより成る略釘形状に形成する工程と、
   所定径まで絞り込まれた前記開口の底部に前記接続端子の前記円板が前記円筒状の内径に嵌合するように前記円筒状の絞り込まれた側の開口と反対側の開口から前記接続端子を挿入する工程と、
   前記絞り込まれた開口と前記接続端子の前記円板を溶接により溶着固定を行う工程とから成ることを特徴とするカップ型電極の製造方法。
2. 前記高融点金属は、モリブデン、タングステン、タンタル、ニオブの何れかであることを特徴とする請求項１に記載のカップ型電極の製造方法。
3. 前記溶着固定は、レーザ溶接、抵抗溶接、ロウ付けの何れかであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカップ型電極の製造方法。
4. 請求項１〜請求項３の何れかの製造方法により形成されたことを特徴とするカップ型電極。
5. 請求項１〜請求項３の何れかの製造方法によるカップ型電極を具備したことを特徴とする冷陰極蛍光放電管。

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