JP4531125B1 - Cold cathode discharge tube electrode and cold cathode discharge tube - Google Patents
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Abstract
【課題】ニッケル以外の希少金属（例えば、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、クロム（Ｃｒ）、等）を実質的に用いることなく、耐スパッタ性と深絞り加工性とを両立できる冷陰極放電管用電極を提供する。
【解決手段】含有量１７．０質量％以上２３．０質量％以下の鉄（Ｆｅ）を含有し、残部がニッケル（Ｎｉ）及び不可避的不純物である合金を用いてなる冷陰極放電管用電極である。
【選択図】なしA rare metal other than nickel (for example, molybdenum (Mo), niobium (Nb), vanadium (V), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), chromium (Cr), etc.) is substantially contained. An electrode for a cold cathode discharge tube that can achieve both sputtering resistance and deep drawing workability without being used in a special manner.
An electrode for a cold cathode discharge tube comprising iron (Fe) having a content of 17.0% by mass or more and 23.0% by mass or less, the balance being nickel (Ni) and an alloy that is an inevitable impurity. is there.
[Selection figure] None
Description
本発明は、冷陰極放電管用電極及び冷陰極放電管に関する。 The present invention relates to an electrode for a cold cathode discharge tube and a cold cathode discharge tube.
冷陰極放電管は、例えば、表示装置（例えば、液晶表示装置等）用バックライト等、各種の光源として用いられている。
冷陰極放電管は、一般に、気密に封止されたガラス管と、ガラス管の内部空間内の両端部に配置された一対の電極（冷陰極放電管用電極）と、を有し、前記内部空間にアルゴン（Ａｒ）やネオン（Ｎｅ）等の不活性ガス及び水銀（Ｈｇ）が封入されて構成される。
Cold cathode discharge tubes are used as various light sources such as backlights for display devices (for example, liquid crystal display devices).
The cold cathode discharge tube generally has an airtightly sealed glass tube and a pair of electrodes (cold cathode discharge tube electrodes) disposed at both ends in the internal space of the glass tube, and the internal space Is filled with an inert gas such as argon (Ar) or neon (Ne) and mercury (Hg).
冷陰極放電管を用いた光の放出では、まず、一対の電極間に電圧が印加されることにより、一方の電極から電子が放出され、放出された電子が水銀（Ｈｇ）原子に衝突し、紫外線が発生する。発生した紫外線は、ガラス管内の壁面に塗布された蛍光体を励起し、励起された蛍光体から可視光線（光）が発生する。このようにして生じた可視光線（光）が、ガラス管外に放出される。従って、冷陰極放電管の寿命は、水銀の有効量に大きく影響される。 In light emission using a cold cathode discharge tube, first, a voltage is applied between a pair of electrodes, whereby electrons are emitted from one electrode, and the emitted electrons collide with mercury (Hg) atoms, Ultraviolet rays are generated. The generated ultraviolet light excites the phosphor applied to the wall surface in the glass tube, and visible light (light) is generated from the excited phosphor. The visible light (light) generated in this way is emitted outside the glass tube. Therefore, the lifetime of the cold cathode discharge tube is greatly influenced by the effective amount of mercury.
従来、冷陰極放電管に備えられる電極の材質としては、純ニッケル（Ｎｉ）が一般的であった。
純ニッケル製の電極を用いた場合、電極にアルゴン等の不活性ガスが衝突することにより、ニッケル原子がガラス管内に飛散する。この現象はスパッタと呼ばれている。スパッタにより飛散したニッケル原子は、水銀原子と結合してアマルガムを形成するため、水銀原子の有効量が減少する。水銀原子の有効量が減少することにより、紫外線の放射量が減少するため、冷陰極放電管から照射される可視光線の輝度が低下する。このようにして冷陰極放電管は寿命に至る。
以上のように、純ニッケル製の電極ではスパッタが起こりやすく、該電極を用いた冷陰極放電管は寿命が短い傾向がある。
Conventionally, pure nickel (Ni) has been a common material for electrodes provided in cold cathode discharge tubes.
When an electrode made of pure nickel is used, nickel atoms are scattered in the glass tube when an inert gas such as argon collides with the electrode. This phenomenon is called sputtering. Nickel atoms scattered by sputtering are combined with mercury atoms to form amalgam, so that the effective amount of mercury atoms decreases. By reducing the effective amount of mercury atoms, the amount of ultraviolet radiation is reduced, so that the luminance of visible light emitted from the cold cathode discharge tube is lowered. In this way, the cold cathode discharge tube reaches the end of its life.
As described above, pure nickel electrodes are likely to be sputtered, and cold cathode discharge tubes using such electrodes tend to have a short life.
そこで、近年では、電極の耐スパッタ性（スパッタが低減される性質）を向上し、冷陰極放電管を長寿命化するために、冷陰極放電管用電極の材料として、純ニッケルに代えて、ニッケル及びニッケル以外の元素からなるニッケル合金を用いることが検討されている。
ニッケル合金を用いた冷陰極放電管用電極として、具体的には、鉄−モリブデン−ニッケル合金を用いた電極（例えば、特許文献１参照）、モリブデン−ニッケル合金を用いた電極（例えば、特許文献２参照）、ニオブ−ニッケル合金を用いた電極（例えば、特許文献３参照）、バナジウム−モリブデン−ニッケル合金を用いた電極（例えば、特許文献４参照）、チタン、ジルコニウム、又はハフニウムを含むニッケル合金を用いた電極（例えば、特許文献５参照）、ニッケル又はクロムを３．０〜８．０ｍａｓｓ％含み残部が鉄及び不可避不純物からなる鉄（Ｆｅ）合金を用いた電極（例えば、特許文献６参照）、などが知られている。
Therefore, in recent years, in order to improve the sputtering resistance of the electrode (the property of reducing spatter) and extend the life of the cold cathode discharge tube, instead of pure nickel, nickel is used as the material for the cold cathode discharge tube electrode. In addition, the use of nickel alloys composed of elements other than nickel has been studied.
As an electrode for a cold cathode discharge tube using a nickel alloy, specifically, an electrode using an iron-molybdenum-nickel alloy (for example, see Patent Document 1), an electrode using a molybdenum-nickel alloy (for example, Patent Document 2) Reference), an electrode using a niobium-nickel alloy (for example, see Patent Document 3), an electrode using a vanadium-molybdenum-nickel alloy (for example, see Patent Document 4), a nickel alloy containing titanium, zirconium, or hafnium. Electrode used (for example, see Patent Document 5), electrode using an iron (Fe) alloy containing nickel or chromium of 3.0 to 8.0 mass%, the balance being iron and inevitable impurities (for example, see Patent Document 6) , Etc. are known.
しかしながら、ニッケル合金を用いた電極の組成を耐スパッタ性に優れた組成（例えば、ニッケル以外の元素が比較的多い組成）とした場合、深絞り加工性が悪化することがある。一方、ニッケル合金を用いた電極の組成を深絞り加工性に優れた組成（例えば、ニッケル以外の元素が比較的少ない組成）とした場合、耐スパッタ性が悪化することがある。
更に、電極の材料コスト低減の観点より、ニッケル合金中に含有させる、ニッケル以外の希少金属（例えば、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、クロム（Ｃｒ）、等）の使用量を抑える要求がある。
この点に関し、特許文献６に記載の鉄（Ｆｅ）合金は、上記要求を満たし、かつ耐スパッタ性にも優れるものの、鉄の含有量が非常に多いため（鉄の含有量は９０質量％以上と考えられる）、深絞り加工性に劣る。
また、特許文献１に記載の鉄−モリブデン−ニッケル合金を用いた電極については、材料コストの観点から、ニッケル以外の希少金属であるモリブデンの量を更に抑えることが望まれているが、当該合金の組成からモリブデンの量を更に減らすと耐スパッタ性が悪化する傾向がある。
However, when the composition of the electrode using the nickel alloy is set to a composition excellent in sputtering resistance (for example, a composition having a relatively large amount of elements other than nickel), the deep drawability may be deteriorated. On the other hand, when the composition of the electrode using the nickel alloy is set to a composition excellent in deep drawing workability (for example, a composition having a relatively small amount of elements other than nickel), the sputtering resistance may be deteriorated.
Furthermore, from the viewpoint of reducing the material cost of the electrode, rare metals other than nickel (for example, molybdenum (Mo), niobium (Nb), vanadium (V), titanium (Ti), zirconium (Zr)) are included in the nickel alloy. , Hafnium (Hf), chromium (Cr), etc.) is required to be reduced.
In this regard, the iron (Fe) alloy described in Patent Document 6 satisfies the above requirements and is excellent in sputter resistance, but has a very high iron content (the iron content is 90% by mass or more). This is considered to be inferior in deep drawability.
In addition, regarding the electrode using the iron-molybdenum-nickel alloy described in Patent Document 1, it is desired to further reduce the amount of molybdenum, which is a rare metal other than nickel, from the viewpoint of material cost. If the amount of molybdenum is further reduced from the composition, the sputtering resistance tends to deteriorate.
従って、本発明は、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明の目的は、ニッケル以外の希少金属（例えば、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、クロム（Ｃｒ）、等）を実質的に用いることなく、耐スパッタ性と深絞り加工性とを両立できる冷陰極放電管用電極を提供することである。
また、本発明の目的は、前記冷陰極放電管用電極を備え、安価で長寿命な冷陰極放電管を提供することである。
Therefore, this invention makes it a subject to achieve the following objectives.
That is, the object of the present invention is to use rare metals other than nickel (for example, molybdenum (Mo), niobium (Nb), vanadium (V), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), chromium (Cr). The electrode for cold cathode discharge tubes that can achieve both the sputtering resistance and the deep drawability can be provided.
Another object of the present invention is to provide an inexpensive and long-life cold cathode discharge tube comprising the cold cathode discharge tube electrode.
前記課題を解決するための具体的手段は以下のとおりである。
＜１＞ 含有量１７．０質量％以上２３．０質量％以下の鉄（Ｆｅ）を含有し、残部がニッケル（Ｎｉ）及び不可避的不純物である合金を用いてなる冷陰極放電管用電極である。
＜２＞ 含有量１７．５質量％以上２３．０質量％以下の鉄（Ｆｅ）を含有し、残部がニッケル（Ｎｉ）及び不可避的不純物である合金を用いてなる冷陰極放電管用電極である。
＜３＞ 含有量１９．０質量％以上２３．０質量％以下の鉄（Ｆｅ）を含有し、残部がニッケル（Ｎｉ）及び不可避的不純物である合金を用いてなる冷陰極放電管用電極である。
＜４＞ 前記合金中におけるニッケル（Ｎｉ）の含有量が７６．５質量％以上である＜１＞〜＜３＞のいずれか１つに記載の冷陰極放電管用電極である。
＜５＞ ＜１＞〜＜４＞のいずれか１つに記載の冷陰極放電管用電極を備えた冷陰極放電管である。
Specific means for solving the above-described problems are as follows.
<1> An electrode for a cold cathode discharge tube containing iron (Fe) having a content of 17.0% by mass or more and 23.0% by mass or less, the balance being nickel (Ni) and an alloy that is an inevitable impurity. .
<2> An electrode for a cold cathode discharge tube containing iron (Fe) having a content of 17.5% by mass or more and 23.0% by mass or less, the balance being nickel (Ni) and an alloy that is an inevitable impurity. .
<3> An electrode for a cold cathode discharge tube containing iron (Fe) having a content of 19.0% by mass or more and 23.0% by mass or less, the balance being nickel (Ni) and an inevitable impurity alloy. .
<4> The cold cathode discharge tube electrode according to any one of <1> to <3>, wherein a content of nickel (Ni) in the alloy is 76.5% by mass or more.
<5> A cold cathode discharge tube comprising the cold cathode discharge tube electrode according to any one of <1> to <4>.
本発明によれば、ニッケル以外の希少金属（例えば、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、クロム（Ｃｒ）、等）を実質的に用いることなく、耐スパッタ性と深絞り加工性とを両立できる冷陰極放電管用電極を提供することができる。
また、本発明によれば、前記冷陰極放電管用電極を備え、安価で長寿命な冷陰極放電管を提供することができる。
According to the present invention, rare metals other than nickel (for example, molybdenum (Mo), niobium (Nb), vanadium (V), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), chromium (Cr), etc. The electrode for cold cathode discharge tubes that can achieve both sputtering resistance and deep drawing workability can be provided.
In addition, according to the present invention, it is possible to provide an inexpensive and long-life cold cathode discharge tube including the cold cathode discharge tube electrode.
＜冷陰極放電管用電極＞
本発明の冷陰極放電管用電極は、含有量１７．０質量％以上２３．０質量％以下の鉄（Ｆｅ）を含有し、残部がニッケル（Ｎｉ）及び不可避的不純物である合金を用いてなる。
本発明の冷陰極放電管用電極は、上記構成としたことにより、ニッケル以外の希少金属（例えば、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、クロム（Ｃｒ）、等）を実質的に用いることなく、耐スパッタ性と深絞り加工性とを両立できる。
<Cold cathode discharge tube electrode>
The electrode for a cold cathode discharge tube of the present invention uses an alloy containing iron (Fe) with a content of 17.0% by mass or more and 23.0% by mass or less, with the balance being nickel (Ni) and inevitable impurities. .
Since the cold cathode discharge tube electrode of the present invention has the above-described configuration, rare metals other than nickel (for example, molybdenum (Mo), niobium (Nb), vanadium (V), titanium (Ti), zirconium (Zr), Sputter resistance and deep drawing workability can both be achieved without substantially using hafnium (Hf), chromium (Cr), or the like.
従来は、ニッケルを用いた冷陰極放電管用電極の耐スパッタ性を向上させるために、ニッケル中に、ニッケル以外の希少金属（例えば、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、クロム（Ｃｒ）、等）を添加することが考案されていた。
本発明者は、ニッケル中に、特定の量の鉄を添加することにより、耐スパッタ性を向上できるだけでなく、深絞り加工性をも維持できるとの知見を得、この知見に基づき本発明を完成した。
Conventionally, in order to improve the sputtering resistance of a cold cathode discharge tube electrode using nickel, rare metals other than nickel (for example, molybdenum (Mo), niobium (Nb), vanadium (V), titanium) are included in nickel. (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf), chromium (Cr), etc.) have been devised.
The present inventor obtained the knowledge that by adding a specific amount of iron to nickel, not only can the spatter resistance be improved, but also deep drawability can be maintained. completed.
また、本発明では、合金中に１７．０質量％以上２３．０質量％以下の鉄を含有させることにより、ニッケル以外の希少金属を実質的に用いることなく、耐スパッタ性と深絞り加工性とを両立できる。
このため、ニッケル以外の希少金属を含有するニッケル合金を用いる場合と比較して、材料コストを低減できる。
さらに、純ニッケルを用いる場合と比較しても、希少金属であるニッケルの含有量を減少させることができるため、材料コストを低減できる。
Further, in the present invention, by containing 17.0% by mass or more and 23.0% by mass or less of iron in the alloy, spatter resistance and deep drawing workability can be achieved without substantially using rare metals other than nickel. And both.
For this reason, material cost can be reduced compared with the case where the nickel alloy containing rare metals other than nickel is used.
Furthermore, compared with the case where pure nickel is used, the content of nickel, which is a rare metal, can be reduced, so that the material cost can be reduced.
前記合金中における鉄の含有量が１７．０質量％未満であると、耐スパッタ性が悪化する傾向（即ち、スパッタが顕著になる傾向）がある。
耐スパッタ性をより向上させる観点からは、前記鉄の含有量は、１７．５質量％以上２３．０質量％以下であることが好ましく、１９．０質量％以上２３．０質量％以下であることがより好ましい。
When the iron content in the alloy is less than 17.0% by mass, the sputtering resistance tends to deteriorate (that is, the sputtering becomes prominent).
From the viewpoint of further improving the sputtering resistance, the iron content is preferably 17.5% by mass or more and 23.0% by mass or less, and 19.0% by mass or more and 23.0% by mass or less. It is more preferable.
一方、前記合金中における鉄の含有量が２３．０質量％を超えると、深絞り加工性が悪化する傾向がある。
深絞り加工性をより向上させる観点からは、前記鉄の含有量は、１７．０質量％以上２２．５質量％以下であることが好ましく、１７．０質量％以上２１．０質量％以下であることがより好ましい。
On the other hand, when the iron content in the alloy exceeds 23.0% by mass, the deep drawability tends to deteriorate.
From the viewpoint of further improving the deep drawing workability, the iron content is preferably 17.0% by mass or more and 22.5% by mass or less, and 17.0% by mass or more and 21.0% by mass or less. More preferably.
耐スパッタ性と深絞り加工性とを、より高い次元で両立させる観点からは、前記鉄の含有量は、１７．５質量％以上２２．５質量％以下であることが好ましく、１９．０質量％以上２１．０質量％以下であることがより好ましい。 From the viewpoint of achieving both higher sputtering resistance and deep drawing workability, the iron content is preferably 17.5% by mass or more and 22.5% by mass or less, and 19.0% by mass. % To 21.0% by mass is more preferable.
また、本発明の冷陰極放電管用電極は、ニッケルを主成分として構成されるため、延性及び展性に優れており、深絞り加工性に優れる（即ち、純ニッケル電極の有する優れた深絞り加工性が維持される）。
ここで、「深絞り加工性に優れる」とは、前記合金を冷陰極放電管用電極の形状（例えばカップ形状）に深絞り加工する際、破裂や損傷等の加工不良が抑制されている性質を指す。
深絞り加工性をより向上させる観点より、前記合金中におけるニッケルの含有量は、７６．５質量％以上が好ましく、７７．０質量％以上がより好ましく、７８．５質量％以上が特に好ましい。
ニッケル含有量の上限は、耐スパッタ性向上の観点から、８２．５質量％が好ましい。
Further, since the cold cathode discharge tube electrode of the present invention is composed mainly of nickel, it is excellent in ductility and malleability and excellent in deep drawing workability (that is, excellent deep drawing work of a pure nickel electrode). Sex is maintained).
Here, “excellent in deep drawing workability” means that the processing defects such as rupture and damage are suppressed when the alloy is deep drawn into the shape of a cold cathode discharge tube electrode (for example, cup shape). Point to.
From the viewpoint of further improving deep drawability, the nickel content in the alloy is preferably 76.5% by mass or more, more preferably 77.0% by mass or more, and particularly preferably 78.5% by mass or more.
The upper limit of the nickel content is preferably 82.5% by mass from the viewpoint of improving the sputtering resistance.
本発明における合金は、ニッケル及び鉄以外に不可避的不純物を含む。
ここで、不可避的不純物とは、合金の製造工程において不可避的に混入される不純物を指す。
前記不可避的不純物としては、例えば、炭素、酸素、窒素、硫黄、マンガン、ケイ素、クロム、コバルト、アルミニウム、等が挙げられる。
本発明における合金中における不可避的不純物の含有量は、２．０質量％以下であることが好ましく、１．０質量％以下であることがより好ましい。
The alloy in the present invention contains inevitable impurities in addition to nickel and iron.
Here, inevitable impurities refer to impurities inevitably mixed in the manufacturing process of the alloy.
Examples of the inevitable impurities include carbon, oxygen, nitrogen, sulfur, manganese, silicon, chromium, cobalt, and aluminum.
The content of inevitable impurities in the alloy in the present invention is preferably 2.0% by mass or less, and more preferably 1.0% by mass or less.
本発明における合金は、公知の方法により製造できる。
例えば、ニッケル及び鉄の各単体（粉末状でも塊状でもよい）を真空溶解炉に投入して金属溶湯を作製し、作製された金属溶湯を用いて真空鋳造によりインゴットとすることで、インゴットの形態の合金を製造できる。更に、前記インゴットを熱間圧延し、圧延板材を作製し、冷間圧延と熱処理とを繰り返し行い、板状の形態の合金とすることもできる。
The alloy in the present invention can be produced by a known method.
For example, each of nickel and iron (powder or lump) may be put into a vacuum melting furnace to produce a molten metal, and the ingot is formed by vacuum casting using the produced molten metal. Can be produced. Furthermore, the said ingot is hot-rolled, a rolled sheet material is produced, cold rolling and heat processing are repeated, and it can also be set as a plate-shaped form alloy.
本発明の冷陰極放電管用電極は、例えば、上記板状の形態の合金を、公知の深絞り加工により、カップ形状に加工することで作製される。
前記合金はニッケルを主成分として構成されるため、展性や延性に優れており、深絞り加工により容易にカップ形状に加工される（即ち、深絞り加工性に優れる）。
本発明の冷陰極放電管用電極の大きさには特に限定はない。
例えば、従来、カップ形状の冷陰極放電管用電極は、カップ径２．１ｍｍ程度、カップ長さ５ｍｍ程度の大きさであったが、近年は、光度向上（電流増大）の観点よりカップ径２．７ｍｍ以上４．０ｍｍ以下、カップ長さ１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の大きさが検討されている。
本発明は、上記従来の大きさの冷陰極放電管用電極から上記近年の大きさの冷陰極放電管用電極まで、特に制限なく適用できる。
The cold cathode discharge tube electrode of the present invention is produced, for example, by processing the plate-shaped alloy into a cup shape by a known deep drawing process.
Since the alloy is mainly composed of nickel, it has excellent malleability and ductility, and is easily processed into a cup shape by deep drawing (that is, excellent deep drawing workability).
The size of the cold cathode discharge tube electrode of the present invention is not particularly limited.
For example, conventionally, a cup-shaped cold cathode discharge tube electrode has a cup diameter of about 2.1 mm and a cup length of about 5 mm. However, in recent years, from the viewpoint of improving luminous intensity (current increase), a cup diameter of 2. Sizes of 7 mm to 4.0 mm and a cup length of 10 mm to 20 mm have been studied.
The present invention can be applied to the cold cathode discharge tube electrode having the conventional size to the cold cathode discharge tube electrode having the recent size without any particular limitation.
＜冷陰極放電管＞
本発明の冷陰極放電管は、既述の本発明の冷陰極放電管用電極を備えて構成される。
本発明の冷陰極放電管は、耐スパッタ性に優れた本発明の冷陰極放電管用電極を備えるため、長寿命である。更に、ニッケルの一部を、より一般的で安価な金属である鉄に置き換えているため、純ニッケルと比較しても材料コストが低減される（即ち、安価である）。
<Cold cathode discharge tube>
The cold cathode discharge tube of the present invention comprises the aforementioned electrode for a cold cathode discharge tube of the present invention.
The cold cathode discharge tube of the present invention has a long life because it includes the electrode for the cold cathode discharge tube of the present invention having excellent sputter resistance. Furthermore, since a part of nickel is replaced with iron which is a more general and inexpensive metal, the material cost is reduced (that is, it is inexpensive) as compared with pure nickel.
図１は、本発明の一例である、液晶表示装置用バックライトとしての冷陰極放電管の一例を示す概略断面図である。
図１に示すように、本発明の冷陰極放電管の一例である冷陰極放電管１００は、ガラス管１０と、ガラス管１０の両端部を封止する封止ガラス１１及び１２と、を有している。ガラス管１０と、封止ガラス１１及び１２と、により内部空間１６が画定されている。
前記ガラス管１０の外径は、例えば、２．５ｍｍ以上６．０ｍｍ以下の範囲内、好ましくは３．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下の範囲内である。ガラス管１０の材質としては、例えば、硼・珪酸ガラス、鉛ガラス、ソーダガラス、低鉛ガラス等が用いられる。
前記内部空間１６には、アルゴン、キセノン、ネオン等の希ガスおよび水銀が封入されており、内部圧力は大気圧の数十分の一程度に減圧されている。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a cold cathode discharge tube as a backlight for a liquid crystal display device, which is an example of the present invention.
As shown in FIG. 1, a cold cathode discharge tube 100 which is an example of the cold cathode discharge tube of the present invention includes a glass tube 10 and sealing glasses 11 and 12 for sealing both ends of the glass tube 10. is doing. An internal space 16 is defined by the glass tube 10 and the sealing glasses 11 and 12.
The outer diameter of the glass tube 10 is, for example, in the range of 2.5 mm to 6.0 mm, and preferably in the range of 3.0 mm to 6.0 mm. As a material of the glass tube 10, for example, borosilicate glass, lead glass, soda glass, low lead glass, or the like is used.
The internal space 16 is filled with rare gas such as argon, xenon, neon and mercury, and the internal pressure is reduced to about several tenths of the atmospheric pressure.
前記ガラス管１０の内壁１４には、図示しない蛍光体層が設けられている。
前記蛍光体層を構成する蛍光体は、ハロリン酸塩蛍光体や希土類蛍光体などの蛍光体から、目的や用途に応じて適宜選択される。前記蛍光体層は、２種類以上の蛍光体を含んでいてもよい。
A phosphor layer (not shown) is provided on the inner wall 14 of the glass tube 10.
The phosphor constituting the phosphor layer is appropriately selected from phosphors such as halophosphate phosphors and rare earth phosphors according to the purpose and application. The phosphor layer may contain two or more kinds of phosphors.
本発明の冷陰極放電管用電極の一例である、冷陰極放電管用電極２１及び冷陰極放電管用電極２２は、前記内部空間１６内のガラス管１０両端部に配置されている。
冷陰極放電管用電極２１及び冷陰極放電管用電極２２はいずれもカップ形状である。
冷陰極放電管用電極２１及び冷陰極放電管用電極２２は、冷陰極放電管用電極２１の開口部１７と、冷陰極放電管用電極２２の開口部１８と、が対向する向きに配置されている。
冷陰極放電管用電極２１の底面部２３（詳しくは、該底面部２３の封止ガラス１１側の表面）には、リード線３１の一端が接続されている。リード線３１は、封止ガラス１１を貫通してガラス管１０の外部に至り、他端側で不図示の電源部に接続されている。
同様に、冷陰極放電管用電極２２の底面部２４（詳しくは、該底面部２４の封止ガラス１２側の表面）には、リード線３２の一端が接続されている。リード線３２は、封止ガラス１２を貫通してガラス管１０の外部に至り、他端側で不図示の電源部に接続されている。
冷陰極放電管用電極２１及び冷陰極放電管用電極２２の詳細な形態は、既述の「冷陰極放電管用電極」の項で説明したとおりであり、好ましい範囲も既述のとおりである。
リード線３１及び３２は、例えば、コバール等の導電性材料により構成される。または、コバールからなる外周部と銅又は銅合金からなる内部とを有する２層構造のリード線などであってもよい。
The cold cathode discharge tube electrode 21 and the cold cathode discharge tube electrode 22, which are examples of the cold cathode discharge tube electrode of the present invention, are disposed at both ends of the glass tube 10 in the internal space 16.
The cold cathode discharge tube electrode 21 and the cold cathode discharge tube electrode 22 are both cup-shaped.
The cold cathode discharge tube electrode 21 and the cold cathode discharge tube electrode 22 are arranged so that the opening 17 of the cold cathode discharge tube electrode 21 and the opening 18 of the cold cathode discharge tube electrode 22 face each other.
One end of a lead wire 31 is connected to the bottom surface portion 23 of the cold cathode discharge tube electrode 21 (specifically, the surface of the bottom surface portion 23 on the sealing glass 11 side). The lead wire 31 penetrates the sealing glass 11 to reach the outside of the glass tube 10 and is connected to a power supply unit (not shown) on the other end side.
Similarly, one end of a lead wire 32 is connected to the bottom surface portion 24 of the cold cathode discharge tube electrode 22 (specifically, the surface of the bottom surface portion 24 on the sealing glass 12 side). The lead wire 32 penetrates the sealing glass 12 to reach the outside of the glass tube 10 and is connected to a power supply unit (not shown) on the other end side.
The detailed forms of the cold cathode discharge tube electrode 21 and the cold cathode discharge tube electrode 22 are as described in the above-mentioned section “Cold cathode discharge tube electrode”, and the preferred range is also as described above.
The lead wires 31 and 32 are made of a conductive material such as Kovar, for example. Alternatively, it may be a two-layer lead having an outer peripheral portion made of Kovar and an inner portion made of copper or a copper alloy.
図２は、図１中の冷陰極放電管用電極２１及びリード線３１を拡大して表した斜視図である。図１中の冷陰極放電管用電極２２及びリード線３２も同様の構成である。
冷陰極放電管用電極２１の形状は、円筒形状の一端が底面部２３により閉塞された、カップ形状である。冷陰極放電管用電極２１は、合金板をカップ形状に深絞り加工して作製される。リード線３１は、一方の端面が冷陰極放電管用電極２１の底面部２３の外側に、例えば溶接により接続されている。
FIG. 2 is an enlarged perspective view of the cold cathode discharge tube electrode 21 and the lead wire 31 shown in FIG. The cold cathode discharge tube electrode 22 and the lead wire 32 in FIG. 1 have the same configuration.
The shape of the cold cathode discharge tube electrode 21 is a cup shape in which one end of a cylindrical shape is closed by a bottom surface portion 23. The cold cathode discharge tube electrode 21 is produced by deep drawing an alloy plate into a cup shape. One end surface of the lead wire 31 is connected to the outside of the bottom surface portion 23 of the cold cathode discharge tube electrode 21 by, for example, welding.
図１に示した冷陰極放電管１００による光の放出では、まず、冷陰極放電管用電極２１と冷陰極放電管用電極２２との間に電圧が印加されることにより、一方の電極から電子が放出され、放出された電子が内部空間１６内の水銀（Ｈｇ）原子に衝突し、紫外線が発生する。発生した紫外線は、ガラス管１０内の内壁１４に設けられた蛍光体層を励起し、励起された蛍光体から可視光線（光）が発生する。このようにして生じた可視光線（光）が、ガラス管１０外に放出される。
冷陰極放電管用電極２１及び冷陰極放電管用電極２２は、本発明における合金を用いたものであるため耐スパッタ性に優れている。
従って、冷陰極放電管１００は、経時による輝度の低下が抑制されており、長寿命である。
In the emission of light by the cold cathode discharge tube 100 shown in FIG. 1, first, a voltage is applied between the cold cathode discharge tube electrode 21 and the cold cathode discharge tube electrode 22 so that electrons are emitted from one electrode. The emitted electrons collide with mercury (Hg) atoms in the internal space 16, and ultraviolet rays are generated. The generated ultraviolet light excites the phosphor layer provided on the inner wall 14 in the glass tube 10, and visible light (light) is generated from the excited phosphor. The visible light (light) generated in this way is emitted outside the glass tube 10.
Since the cold cathode discharge tube electrode 21 and the cold cathode discharge tube electrode 22 use the alloy of the present invention, they have excellent sputtering resistance.
Therefore, the cold cathode discharge tube 100 has a long life because a decrease in luminance with time is suppressed.
以上、本発明の冷陰極放電管用電極及び冷陰極放電管の一例を、図１及び図２を用いて説明したが、本発明は上記一例に限定されることはなく、公知の冷陰極放電管用電極及び冷陰極放電管の構成を広く適用することができる。 As mentioned above, although an example of the electrode for cold cathode discharge tubes and the cold cathode discharge tube of the present invention has been described with reference to FIGS. 1 and 2, the present invention is not limited to the above example, and for known cold cathode discharge tubes. The configuration of the electrode and the cold cathode discharge tube can be widely applied.
以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
〔実施例１〕
＜冷陰極放電管用電極（試料１）の作製及び評価＞
ニッケル及び鉄を真空溶解炉に投入して金属溶湯を作製し、真空鋳造によりインゴットを作製した。
得られたインゴットを熱間圧延し、圧延板材を作製した。
得られた圧延板材に対し、冷間圧延と熱処理とを繰り返し行い、板厚０．２ｍｍ、ビッカース硬度１４７Ｈｖの板状の合金材を作製した。
得られた板状の合金材を用いて組成分析用の試験片を作製し、ＩＣＰ発光分光分析法及び赤外線吸収法（ＪＩＳ Ｚ２６１６）により組成分析を行ったところ、下記表１に示す値であった。
[Example 1]
<Preparation and Evaluation of Cold Cathode Discharge Electrode (Sample 1)>
Nickel and iron were put into a vacuum melting furnace to produce a molten metal, and an ingot was produced by vacuum casting.
The obtained ingot was hot-rolled to produce a rolled plate material.
The obtained rolled sheet was repeatedly subjected to cold rolling and heat treatment to produce a plate-like alloy material having a sheet thickness of 0.2 mm and a Vickers hardness of 147 Hv.
A specimen for composition analysis was prepared using the obtained plate-shaped alloy material, and composition analysis was performed by ICP emission spectroscopic analysis and infrared absorption (JIS Z2616). The values shown in Table 1 below were obtained. It was.
次に、上記で得られた板状の合金材を、板幅１８．４ｍｍのコイル材にスリット加工した。
得られたコイル材を、順送金型及びトランスファー金型を用いて深絞り加工し、カップ径３．６ｍｍ×カップ長さ１５ｍｍのカップ形状の冷陰極放電管用電極（試料１）を得た。
Next, the plate-like alloy material obtained above was slit into a coil material having a plate width of 18.4 mm.
The obtained coil material was deep-drawn using a progressive die and a transfer die to obtain a cup-shaped cold cathode discharge tube electrode (sample 1) having a cup diameter of 3.6 mm and a cup length of 15 mm.
（耐スパッタ性の評価）
上記冷陰極放電管用電極（試料１）と同組成の試験片（５ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ）を作製し、日立製作所製ＩＭＬ−２５０により、加速電圧５００Ｖ、加速電流２１０ｍＡ、減速電圧２５０Ｖ、入射角度４５°、入射ガスＡｒ、及び真空度２．７×１０−４Ｐａの条件にてスパッタ試験を行い、１分間当たりのスパッタ量を測定した。
別途、純Ｎｉの試験片（５ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍ）を作製し、得られた純Ｎｉの試験片についても上記と同様のスパッタ試験を行った。
合金のスパッタ量と純Ｎｉのスパッタ量との相対比較を行い、下記評価基準に従って評価した。
評価結果を下記表１に示す。
(Evaluation of spatter resistance)
A test piece (5 mm × 10 mm × 10 mm) having the same composition as that of the cold cathode discharge tube electrode (sample 1) was prepared, and an acceleration voltage of 500 V, an acceleration current of 210 mA, a deceleration voltage of 250 V, and an incident angle of 45 were measured using Hitachi IML-250. A sputtering test was performed under the conditions of °, incident gas Ar, and degree of vacuum 2.7 × 10 −4 Pa, and the amount of sputtering per minute was measured.
Separately, a pure Ni test piece (5 mm × 10 mm × 10 mm) was prepared, and the obtained pure Ni test piece was also subjected to the same sputter test.
A relative comparison was made between the spatter amount of the alloy and the sputter amount of pure Ni, and evaluation was performed according to the following evaluation criteria.
The evaluation results are shown in Table 1 below.
−耐スパッタ性の評価基準−
◎ … 純Ｎｉのスパッタ量を１００％とした場合、スパッタ量が６０％未満
○ … 純Ｎｉのスパッタ量を１００％とした場合、スパッタ量が６０％以上７５％未満
△ … 純Ｎｉのスパッタ量を１００％とした場合、スパッタ量が７５％以上９０％未満
× … 純Ｎｉのスパッタ量を１００％とした場合、スパッタ量が９０％以上
-Evaluation criteria for spatter resistance-
◎… Sputtering amount is less than 60% when the sputter amount of pure Ni is 100% ○… Sputtering amount is 60% or more and less than 75% when the sputter amount of pure Ni is 100% △… Sputtering amount of pure Ni If the sputtering amount is 75% or more and less than 90%, the sputtering amount is 90% or more when the sputtering amount of pure Ni is 100%.
（深絞り加工性の評価）
上記冷陰極放電管用電極（試料１）の作製と同様の深絞り加工により、冷陰極放電管用電極を１００００個作製し、作製数（深絞り加工数）１００００個中、破裂や損傷が発生したものの個数を確認し、下記評価基準に従って評価した。
評価結果を下記表１に示す。
(Evaluation of deep drawability)
Although 10,000 cold cathode discharge tube electrodes were produced by the same deep drawing process as the production of the cold cathode discharge tube electrode (sample 1), rupture and damage occurred in 10,000 production numbers (deep drawing process number). The number was confirmed and evaluated according to the following evaluation criteria.
The evaluation results are shown in Table 1 below.
−深絞り加工性の評価基準−
◎ … 深絞り加工数１００００個中、破裂や損傷の発生 ０個
○ … 深絞り加工数１００００個中、破裂や損傷の発生 １個以上５０個以下
△ … 深絞り加工数１００００個中、破裂や損傷の発生 ５１個以上３００個以下
× … 深絞り加工数１００００個中、破裂や損傷の発生 ３０１個以上
−Evaluation criteria for deep drawability−
◎… Occurrence of rupture or damage in 10000 deep drawing operations 0 ○ Occurrence of rupture or damage in 10000 deep drawing operations 1 to 50 △… Rupture or damage in 10000 deep drawing operations Occurrence of damage 51 or more and 300 or less ×… Out of 10000 deep drawing, rupture or damage occurred 301 or more
＜冷陰極放電管用電極（試料２〜試料１５）の作製及び評価＞
真空溶解炉に投入するニッケル及び鉄の組成を種々変化させたこと以外は試料１と同様にして冷陰極放電管用電極（試料２〜試料１５）を作製し、試料１と同様の組成分析及び評価を行った。
組成分析の結果及び評価結果を下記表１に示す。
<Production and Evaluation of Cold Cathode Discharge Tube Electrodes (Sample 2 to Sample 15)>
Cold cathode discharge tube electrodes (Sample 2 to Sample 15) were prepared in the same manner as Sample 1 except that the compositions of nickel and iron to be charged into the vacuum melting furnace were variously changed. Went.
The results of the composition analysis and the evaluation results are shown in Table 1 below.
表１に示すように、含有量１７．０質量％以上２３．０質量％以下の鉄（Ｆｅ）を含有し、残部がニッケル（Ｎｉ）及び不可避的不純物である合金を用いて作製された冷陰極放電管用電極（試料５〜試料１１）では、ニッケル以外の希少金属（例えば、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、クロム（Ｃｒ）、等）を実質的に用いることなく、耐スパッタ性及び深絞り加工性を両立できた。
このような耐スパッタ性及び深絞り加工性に優れた冷陰極放電管用電極（試料５〜試料１１）を、図１及び図２中の冷陰極放電管用電極２１、２２として用いることで、安価で長寿命な冷陰極放電管１００を作製することができる。
As shown in Table 1, a cold produced using an alloy containing iron (Fe) with a content of 17.0% by mass to 23.0% by mass with the balance being nickel (Ni) and inevitable impurities. In cathode discharge tube electrodes (sample 5 to sample 11), rare metals other than nickel (for example, molybdenum (Mo), niobium (Nb), vanadium (V), titanium (Ti), zirconium (Zr), hafnium (Hf) , Chromium (Cr), etc.) can be substantially achieved without using spatter resistance and deep drawing workability.
By using such cold cathode discharge tube electrodes (sample 5 to sample 11) excellent in spatter resistance and deep drawing workability as the cold cathode discharge tube electrodes 21 and 22 in FIGS. A long-life cold cathode discharge tube 100 can be manufactured.
１０ ガラス管
１１、１２ 封止ガラス
１４ ガラス管の内壁
１６ 内部空間
２１、２２ 冷陰極放電管用電極
３１、３２ リード線
１００ 冷陰極放電管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Glass tube 11, 12 Sealing glass 14 Inner wall 16 of glass tube Internal space 21, 22 Electrode 31, 32 for cold cathode discharge tubes Lead wire 100 Cold cathode discharge tube
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