JP2010186673A - 冷陰極ランプ用電極体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】カップ電極と封着部材との間の接合品質を高めることができ、しかも、生産性を向上させることができる冷陰極ランプ用電極体の製造方法を提供する。
【解決手段】冷陰極ランプ用電極体１０の製造方法では、封着部材１８のカップ電極２０への接合側外端面に、ワイヤ状の溶融部材２４の一端側を当接させ、これら封着部材１８及び溶融部材２４を拡散溶接で接合する溶融部材接合工程と、一端側が接合点Ａ１にて封着部材１８に接合された溶融部材２４の他端側を所定長Ｌで切断する溶融部材切断工程と、カップ電極２０の底部外端面に、溶融部材２４の切断された前記他端側を当接させ、溶融部材２４を介して封着部材１８及びカップ電極２０を拡散溶接で接合するカップ電極接合工程とを行うことにより冷陰極ランプ用電極体１０を製造する。
【選択図】図２
【解決手段】冷陰極ランプ用電極体１０の製造方法では、封着部材１８のカップ電極２０への接合側外端面に、ワイヤ状の溶融部材２４の一端側を当接させ、これら封着部材１８及び溶融部材２４を拡散溶接で接合する溶融部材接合工程と、一端側が接合点Ａ１にて封着部材１８に接合された溶融部材２４の他端側を所定長Ｌで切断する溶融部材切断工程と、カップ電極２０の底部外端面に、溶融部材２４の切断された前記他端側を当接させ、溶融部材２４を介して封着部材１８及びカップ電極２０を拡散溶接で接合するカップ電極接合工程とを行うことにより冷陰極ランプ用電極体１０を製造する。
【選択図】図２
Description
本発明は、例えば、液晶画面のバックライトとして用いられる冷陰極ランプ用電極体の製造方法に関する。
パソコンやテレビに用いられる液晶ディスプレイ等の液晶表示装置は、基本的に、電圧や電界が印加されると配列や相が変化する液晶分子を設けた液晶パネルと、該液晶パネルの背面から光を照射するバックライトとから構成されている。
一般に、このようなバックライトとしては、寿命が長く且つ小型化が容易であることから、蛍光管の一つである冷陰極ランプ（ＣＣＦＬ：Ｃｏｌｄ Ｃａｔｈｏｄｅ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）が多く使用されている。
例えば、特許文献１には、ガラス管内部に配置されるカップ状の電極部材と、前記ガラス管に封着される封着部材とを備える冷陰極ランプ用電極体において、前記封着部材に用いる線材に予め酸化膜を形成した後、それを所望の長さに切断することで封着部材を構成し、該封着部材を抵抗溶接によってカップ状の電極部材と接合することが記載されている。
また、特許文献２には、タングステンまたはモリブデンからなるカップ電極と、該カップ電極の底部外端面に溶接で接続されたタングステンまたはモリブデンからなる封着部材と、前記カップ電極及び前記封着部材の間に設けられ、溶接時に溶融する低融点金属層とを備える冷陰極ランプ用電極体が記載されている。
ところで、上記特許文献１に記載の技術では、カップ電極と封着部材との接合が単なる抵抗溶接で行われている。このため、カップ電極と封着部材との間に十分な接合強度が得られる保証がなく、その結果、製造される冷陰極ランプ用電極体の信頼性が損なわれる可能性がある。
また、上記特許文献２に記載の技術では、カップ電極と封着部材との間に設ける前記低融点金属層にコバール（鉄、ニッケル及びコバルトを含む合金）を用いて抵抗溶接することが記載されている。ところが、前記のコバールは極めて微小な形状（０．６ｍｍ四方の正方形からなる箔状）を用いていることから、その取扱いが難しく、特に、カップ電極と封着部材との溶接工程時、これらカップ電極と封着部材との間の所望の位置に正確に配置することは容易ではない。また、冷陰極ランプの仕様に応じてカップ電極や封着部材の大きさを変更する場合には、それに応じてコバールの形状も変更する必要があるため手間がかかり、生産性の低下やコスト増加を惹起する可能性がある。
本発明は、上記従来の課題を考慮してなされたものであり、カップ電極と封着部材との間の接合品質を高めることができ、しかも、生産性を向上させることができる冷陰極ランプ用電極体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明に係る冷陰極ランプ用電極体の製造方法は、有底筒状のカップ電極と、前記カップ電極の底部外端面に溶接される封着部材と、前記カップ電極と前記封着部材の接合部に設けられ、溶接時に溶融する溶融部材とを備える冷陰極ランプ用電極体の製造方法であって、前記封着部材の前記カップ電極への接合側外端面に、ワイヤ状の前記溶融部材の一端側を当接させ、前記封着部材及び前記溶融部材を拡散溶接で接合する工程と、一端側が前記封着部材に接合された前記溶融部材の他端側を所定長で切断する工程と、前記カップ電極の前記底部外端面に、前記溶融部材の切断された前記他端側を当接させ、前記溶融部材を介して前記封着部材及び前記カップ電極を拡散溶接で接合する工程とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る冷陰極ランプ用電極体の製造方法は、有底筒状のカップ電極と、前記カップ電極の底部外端面に溶接される封着部材と、前記カップ電極と前記封着部材の接合部に設けられ、溶接時に溶融する溶融部材とを備える冷陰極ランプ用電極体の製造方法であって、前記カップ電極の前記底部外端面に、ワイヤ状の前記溶融部材の一端側を当接させ、前記カップ電極及び前記溶融部材を拡散溶接で接合する工程と、一端側が前記カップ電極に接合された前記溶融部材の他端側を所定長で切断する工程と、前記封着部材の前記カップ電極への接合側外端面に、前記溶融部材の切断された前記他端側を当接させ、前記溶融部材を介して前記カップ電極及び前記封着部材を拡散溶接で接合する工程とを有することを特徴とする。
このような製造方法によれば、カップ電極又は封着部材に一端側が接合されたワイヤ状の溶融部材の他端側を切断する工程を有することにより、カップ電極と封着部材との間に供される溶融部材の量を容易に且つ適切に調整することができる。従って、カップ電極と封着部材との間の拡散溶接の品質及び強度を一層向上させることができる。さらに、溶融部材のカップ電極又は封着部材への前記一端側の位置決め及び接合を容易に行うことができるため、冷陰極ランプ用電極体の生産性を向上させることができる。
この場合、前記溶融部材は、原反に巻回された状態で、前記一端側が該原反から直接的に引き出されながら使用されると、封着部材やカップ電極の端面に必要且つ十分な量を一層簡単に且つ正確に配置することができ、さらに溶融部材の汎用性を高めることができる。
本発明によれば、カップ電極又は封着部材に一端側が接合されたワイヤ状の溶融部材の他端側を切断する工程を有することにより、カップ電極と封着部材との間に供される溶融部材の量を容易に且つ適切に調整することができる。従って、カップ電極と封着部材との間の拡散溶接の品質及び強度を一層向上させることができる。さらに、溶融部材のカップ電極又は封着部材への前記一端側の位置決め及び接合を容易に行うことができるため、冷陰極ランプ用電極体の生産性を向上させることができる。
以下、本発明に係る冷陰極ランプ用電極体の製造方法について、この製造方法により製造される冷陰極ランプ用電極体との関係で好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る冷陰極ランプ用電極体の製造方法により製造される冷陰極ランプ用電極体１０を適用した冷陰極ランプ１２の一部断面正面図である。
この冷陰極ランプ１２は、例えば、液晶表示装置のバックライトとして組み込まれる光源であって、内周壁面に蛍光体層１４が形成されたガラス管１６と、該ガラス管１６の半球状の両端部１６ａ、１６ａを軸方向に貫通して封止されることにより、当該冷陰極ランプ１２の導入線及び電極として機能する冷陰極ランプ用電極体１０とから構成されている。ガラス管１６内には、例えば水銀やキセノンを含むガス（放電維持媒体）が所定圧力で封入されている。また、ガラス管１６は直管以外にも、Ｕ字や環状等であってもよい。
図１に示すように、冷陰極ランプ用電極体１０（以下、「電極体１０」ともいう）は、ガラス管１６の端部１６ａ、１６ｂを貫通した状態で該ガラス管１６に溶着される封着部材（封着金属）１８と、該封着部材１８の一端側に接合され、ガラス管１６内に封入される有底円筒状のカップ電極２０と、前記封着部材１８の他端側に接合され、ガラス管１６外に配置されることで図示しない外部電源に接続されるリード線２２とから構成されている。
封着部材１８は、モリブデンやタングステン等から形成される金属棒であり、リード線２２と同等又は多少大径に形成されている。該封着部材１８は、導電性があり且つガラス管１６との溶着部での封着性（密封性）を確保できる材質であればよい。
カップ電極２０は、プレス成形により有底円筒形状（カップ形状）とされたニッケルやモリブデン等から形成される金属製カップであり、封着部材１８に比べて大径に形成される。
リード線２２は、例えば、鉄及びニッケル合金から形成される心材を銅箔で被覆した細径のワイヤ、いわゆるデュメット線（ジュメット線）で構成され、上記したように図示しない外部電源に接続されることにより、電極体１０（カップ電極２０）に電気を供給する。
基本的には以上のように構成される冷陰極ランプ用電極体１０の製造方法について説明する。
先ず、リード線２２を封着部材１８の軸方向一端面に拡散溶接によって接合し、これらを一体の部品として形成する（図２Ａ参照）。リード線２２と封着部材１８の接合は以下に説明する電極体１０の製造方法の最終工程で行ってもよい。
次に、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、リード線２２が接合された封着部材１８の他端面（カップ電極２０との接合側外端面）にワイヤ状の溶融部材２４を拡散溶接で接合する溶融部材接合工程を行う。溶融部材２４は、封着部材１８とカップ電極２０とを接合する際の接合品質（接合強度）を高めるために使用される、いわゆるバインダーである。該溶融部材２４としては、例えば、鉄、ニッケル及びコバルトを含む合金（Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金）、いわゆるコバール（例えば、東芝マテリアル社製の商品名「ＫＯＶ」）が用いられる。
溶融部材接合工程では、先ず、図２Ａに示すように、拡散溶接装置２６を構成する一方の電極２６ａで封着部材１８をクランプし、他方の電極２６ｂで原反２８に巻回された溶融部材２４の先端近傍をクランプする。原反２８には、ワイヤ状の溶融部材２４が所定長巻回されており、溶融部材２４の引き出し方向に回転自在な状態で図示しない保持具に保持されている。
続けて、図２Ｂに示すように、原反２８から延びた溶融部材２４をクランプしている電極２６ｂを封着部材１８をクランプしている電極２６ａ側に移動させ、溶融部材２４を原反２８から引き出しつつ、該溶融部材２４の先端を封着部材１８の端面に当接させた後、電源３０に通電する。これにより、溶融部材２４と封着部材１８とが接合点Ａ１にて拡散溶接によって接合される。
次に、図２Ｃ及び図２Ｄに示すように、接合点Ａ１にて封着部材１８に接合され、封着部材１８の端面から突出している溶融部材２４を所定長に切断する溶融部材切断工程を行う。
溶融部材切断工程では、先ず、上記のように溶融部材２４が接合された封着部材１８を切断装置３２を構成する一方のチャック３２ａでクランプし、他方のチャック３２ｂで溶融部材２４を接合点Ａ１から所定長離間した位置でクランプする。次いで、切断装置３２のカッター（切断手段）３２ｃによって、チャック３２ａ、３２ｂで固定され保持されている溶融部材２４を接合点Ａ１から所定長Ｌの位置で切断する。これにより、図２Ｄに示すように、所定長Ｌからなる溶融部材２４が一端面に接合され、他端面にリード線２２が接合された封着部材１８が形成される。
なお、切断装置３２は、必ずしも拡散溶接装置２６と別体に構成する必要はなく、例えば、切断装置３２を構成するカッター３２ｃを拡散溶接装置２６に搭載し、該拡散溶接装置２６の電極２６ａ、２６ｂで封着部材１８及び溶融部材２４をクランプし接合したまま、当該カッター３２ｃで溶融部材２４を切断してもよい。
次に、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、溶融部材２４が所定量接合された封着部材１８と、カップ電極２０とを接合し、電極体１０を得るカップ電極接合工程を行う。
カップ電極接合工程では、図３Ａに示すように、拡散溶接装置３４を構成する一方の電極３４ａで封着部材１８をクランプし、他方の電極３４ｂでカップ電極２０をクランプする。なお、拡散溶接装置３４は、上記した溶融部材接合工程で用いる拡散溶接装置２６を再び使用してもよい。
続けて、カップ電極２０をクランプしている電極３４ｂを封着部材１８をクランプしている電極３４ｂ側に移動させ、カップ電極２０の底部外端面によって溶融部材２４を押圧し潰しつつ、当該カップ電極２０で封着部材１８を加圧して、電源３６を通電させる。
これにより、図３Ｂに示すように、カップ電極２０と封着部材１８とが溶融部材２４を介して接合点Ａ２にて拡散溶接で接合され、本実施形態に係る冷陰極ランプ用電極体１０が形成される。その後、冷陰極ランプ１２を製造するためには、上記のようにして製造された電極体１０をガラス管１６で封着する工程等を行えばよい。
以上のように、本実施形態に係る冷陰極ランプ用電極体の製造方法によれば、封着部材１８のカップ電極２０への接合側外端面に、ワイヤ状の溶融部材２４の一端側を当接させ、これら封着部材１８及び溶融部材２４を拡散溶接で接合する溶融部材接合工程と、一端側が接合点Ａ１にて封着部材１８に接合された溶融部材２４の他端側を所定長Ｌで切断する溶融部材切断工程と、カップ電極２０の底部外端面に、溶融部材２４の切断された前記他端側（切断部）を当接させ、溶融部材２４を介して封着部材１８及びカップ電極２０を拡散溶接で接合するカップ電極接合工程とを行うことにより電極体１０を製造する。
すなわち、本実施形態では、ワイヤ状（線状）の溶融部材２４を原反２８から引き出しつつ封着部材１８の端面に当接させて接合する。このため、溶融部材２４を電極２６ｂでクランプした状態で、封着部材１８の端面上の所定位置（接合点Ａ１）に容易に且つ安定して位置決めすることができ、溶融部材２４を封着部材１８に対して極めて容易に且つ正確に拡散溶接により接合させることができる。従って、上記特許文献２に記載の従来技術のように、微小な箔状の溶融部材２４を当該封着部材１８の端面に配置する必要がなく、当該溶融部材接合工程及びその後のカップ電極接合工程の簡素化及び効率化と、溶接品質・溶接強度の向上とを図ることができる。さらに、溶融部材２４を封着部材１８の端面上に容易に位置決めすることができることから、封着部材１８やカップ電極２０の小型化、つまり電極体１０の一層の小型化にも容易に対応することができる。
この場合、溶融部材２４は、原反２８から直接的に引き出され、溶融部材切断工程にて所定長Ｌで切断されることから、封着部材１８の端面に必要且つ十分な量を一層簡単に且つ正確に配置することができるため、その後のカップ電極接合工程で必要な溶融部材２４の量（ボリューム）を容易に調整することができる。すなわち、カッター３２ｃで切断する位置を調整するだけで溶融部材２４の添加量を容易に変更することができ、封着部材１８とカップ電極２０との接合点Ａ２の大きさ、つまり種々の型式・大きさの電極体１０の製造を、共通の溶融部材２４を用いて行うことができ、生産性や製造コストの低減を図ることができる。また、例えば、コバールで形成されるワイヤ状の溶融部材２４はカッター３２ｃにより切断されるため、カップ電極２０や封着部材１８の端面に当接される切断面の品質を良好なものとすることができ、結果としてカップ電極２０と封着部材１８との接合強度を向上させることができる。
なお、上記実施形態では、最初に溶融部材２４を封着部材１８に接合し切断した後、カップ電極２０を接合するものとして説明したが、例えば、最初に溶融部材２４をカップ電極２０に接合し所定長Ｌで切断した後、封着部材１８を接合するようにしてもよい。
本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
１０…冷陰極ランプ用電極体（電極体） １２…冷陰極ランプ
１６…ガラス管 １８…封着部材
２０…カップ電極 ２２…リード線
２４…溶融部材 ２６、３４…拡散溶接装置
２６ａ、２６ｂ、３４ａ、３４ｂ…電極 ２８…原反
３０、３６…電源 ３２…切断装置
３２ａ、３２ｂ…チャック ３２ｃ…カッター
１６…ガラス管 １８…封着部材
２０…カップ電極 ２２…リード線
２４…溶融部材 ２６、３４…拡散溶接装置
２６ａ、２６ｂ、３４ａ、３４ｂ…電極 ２８…原反
３０、３６…電源 ３２…切断装置
３２ａ、３２ｂ…チャック ３２ｃ…カッター
Claims (3)
- 有底筒状のカップ電極と、
前記カップ電極の底部外端面に溶接される封着部材と、
前記カップ電極と前記封着部材の接合部に設けられ、溶接時に溶融する溶融部材と、
を備える冷陰極ランプ用電極体の製造方法であって、
前記封着部材の前記カップ電極への接合側外端面に、ワイヤ状の前記溶融部材の一端側を当接させ、前記封着部材及び前記溶融部材を拡散溶接で接合する工程と、
一端側が前記封着部材に接合された前記溶融部材の他端側を所定長で切断する工程と、
前記カップ電極の前記底部外端面に、前記溶融部材の切断された前記他端側を当接させ、前記溶融部材を介して前記封着部材及び前記カップ電極を拡散溶接で接合する工程と、
を有することを特徴とする冷陰極ランプ用電極体の製造方法。 - 有底筒状のカップ電極と、
前記カップ電極の底部外端面に溶接される封着部材と、
前記カップ電極と前記封着部材の接合部に設けられ、溶接時に溶融する溶融部材と、
を備える冷陰極ランプ用電極体の製造方法であって、
前記カップ電極の前記底部外端面に、ワイヤ状の前記溶融部材の一端側を当接させ、前記カップ電極及び前記溶融部材を拡散溶接で接合する工程と、
一端側が前記カップ電極に接合された前記溶融部材の他端側を所定長で切断する工程と、
前記封着部材の前記カップ電極への接合側外端面に、前記溶融部材の切断された前記他端側を当接させ、前記溶融部材を介して前記カップ電極及び前記封着部材を拡散溶接で接合する工程と、
を有することを特徴とする冷陰極ランプ用電極体の製造方法。 - 請求項１又は２記載の冷陰極ランプ用電極体の製造方法において、
前記溶融部材は、原反に巻回された状態で、前記一端側が該原反から直接的に引き出されながら使用されることを特徴とする冷陰極ランプ用電極体の製造方法。
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| JP2009030891A JP5254835B2 (ja) | 2009-02-13 | 2009-02-13 | 冷陰極ランプ用電極体の製造方法 |
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