JP4891619B2

JP4891619B2 - 冷陰極蛍光管の製造方法

Info

Publication number: JP4891619B2
Application number: JP2006003268A
Authority: JP
Inventors: 特教後藤
Original assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Current assignee: Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Priority date: 2006-01-11
Filing date: 2006-01-11
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-01-11
Also published as: JP2007188649A

Description

本発明は、冷陰極蛍光管及びその製造方法に係わり、特に液晶表示パネル，計器用表示パネルまたはスキャナ等の照明装置の光源に用いて好適な冷陰極蛍光管の製造方法に関するものであり、特に冷陰極蛍光管のカップ状電極構造の製造に好適なものである。

各種の照明装置の中で低消費電力，高輝度あるいは小寸法の光源として放電管が多用されている。この放電管のうち、蛍光体を内壁に塗布したガラス等の透明絶縁材料からなる外套管内に不活性ガスと水銀を封入した低圧放電管は蛍光灯として広く知られている。この種の低圧放電管には熱電子を用いる熱陰極型と冷電子を用いる冷陰極型とがある。

非発光型である例えば液晶表示パネルを用いた画像表示装置では、当該液晶表示パネルに形成された電子潜像を外部照明手段を設けることにより、可視化している。外部照明手段には自然光を利用する構造を除いて液晶表示パネルの背面または前面に照明装置を設置している。特に高輝度を要する表示デバイスには、液晶表示パネルの背面に照明装置を設けた構造が主流となっている。これをバックライトと称している。

バックライトには、大別してサイドエッジ型と直下型とがある。サイドエッジ型は、透明板からなる導光板の側縁部に沿って冷陰極蛍光管に代表される線状光源を設置した構造であり、パソコン用等の薄型化が要求される表示デバイスに多く用いられている。一方、ディスプレィモニタまたはテレビ受像機に用いられる表示デバイス等の大型サイズの液晶表示装置では、直下型が多く用いられる。直下型バックライトは、液晶表示パネルの背面側直下に照明装置を設置する構造である。

例えば、液晶表示装置の照明装置の光源には、上記冷電子を放出して蛍光体を励起して発光させる冷陰極蛍光管（ＣＣＦＬ）が採用されている。一般に冷電子を放出する電極はニッケル等の金属材料が用いられる。

冷陰極蛍光管のカップ状電極と電力導入線との接続手段として一般的に抵抗溶接法またはレーザ溶接法を用いて行なうが、溶接時には、少なからずカップ状電極の素材の酸化物がカップ状電極の内壁面に付着し、この酸化物は冷陰極蛍光管の点灯中に外套管内の電子及びイオン等がカップ状電極の内壁面に衝突し、叩かれ、カップ状電極内壁側からその電極開口近辺から外套管の内面に飛散し、スパッタ膜の発生の引き金となっている。

さらに、冷陰極蛍光管の点灯時間が増加すると、この過程が進行し、カップ状電極の開口部近辺での電食及びカップ状電極の底辺部での電食が進み、特に後者が顕著となる。

また、カップ状電極の底辺部での電食は、カップ状電極を支持している導入線にまで達し、カップ状電極の底辺部の電極厚さが薄いと、カップ状電極が導入線から外れてしまうという課題があった。

さらに、カップ状電極の材質は、一般にニッケル（Ｎｉ）が用いられているが、カップ状電極の電食に対してこの材質を高融点金属、例えばＷ（タングステン），Ｍｏ（モリブデン），Ｎｂ（ニオブ）等を用いる手段、またはカップ状電極をＮｉにより形成し、底辺部を厚肉で形成する手段等が提案されているが、高融点金属がコスト高であること，カップ形状への成形，溶接技術の困難性及び溶接部の信頼性等に種々の課題があった。

したがって、本発明は、前述した従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、カップ状電極の底辺部での電食に起因するカップ状電極の脱落防止し、低コストにて安定した放電を長時間に亘って維持できる冷陰極蛍光管の製造方法を提供することにある。

このような目的を達成するために本発明による冷陰極蛍光管は、内面に蛍光体膜が形成された透光性絶縁材料からなる外套管の放電領域側に開口端を有し、この開口端と反対側端に有する底部外壁に電力導入線を接合した一対のカップ状電極を外套管の両端内部に具備した冷陰極蛍光管であって、カップ状電極は、キャップ体と、このキャップ体の底部外壁に接合された円板と、この円板の外壁に接合された電力導入線とから構成することにより、カップ状電極の底部における見かけ上の底厚を厚くすることができるので、背景技術の課題を解決することができる。

本発明による冷陰極蛍光管は、好ましくは、上記構成において、キャップ体及び円板がニッケル材の成形体からなることを特徴とする。

本発明による他の冷陰極蛍光管は、内面に蛍光体膜が形成された透光性絶縁材料からなる外套管の放電領域側に開口端を有し、この開口端と反対側端に有する底部外壁に電力導入線を接合した一対のカップ状電極を外套管の両端内部に具備した冷陰極蛍光管であって、カップ状電極は、第１のキャップ体と、この第１のキャップ体の底部外壁に接合された第１のキャップ体よりも内径が大きく且つ管長の短い第２のキャップ体と、この第２のキャップ体の底部外壁に接合された電力導入線とから構成することにより、カップ状電極の底部における見かけ上の底厚を厚くすることができるので、背景技術の課題を解決することができる。

本発明による冷陰極蛍光管は、好ましくは、上記構成において、第１のキャップ体及び第２のキャップ体がニッケル材の成形体からなることを特徴とする。

本発明による冷陰極蛍光管の製造方法は、内面に蛍光体膜が形成された透光性絶縁材料からなる外套管の放電領域側に開口端を有し、この開口端と反対側端に有する底部外壁に電力導入線を接合した一対のカップ状電極を外套管の両端内部に具備し、カップ状電極は、キャップ体と、このキャップ体の底部外壁に接合された円板と、この円板の外壁に接合された電力導入線とを有し、キャップ体の底部外壁に円板を当接し、当該円板の外壁側の方向から溶接し、円板の外壁に電力導入線を突き合わせて当該電力導入線側の方向から溶接することにより、カップ状電極の底部における見かけ上の底厚を厚くすることができる。

本発明による冷陰極蛍光管の製造方法は、好ましくは、上記構成において、キャップ体及び円板がニッケル材の成形体からなることを特徴とする。

本発明による他の冷陰極蛍光管の製造方法は、内面に蛍光体膜が形成された透光性絶縁材料からなる外套管の放電領域側に開口端を有し、この開口端と反対側端に有する底部外壁に電力導入線を接合した一対のカップ状電極を外套管の両端内部に具備し、カップ状電極は、第１のキャップ体と、この第１のキャップ体の底部外壁に接合された第１のキャップ体よりも内径が大きく且つ管長の短い第２のキャップ体と、この第２のキャップ体の底部外壁に接合された電力導入線とを有し、第１のキャップ体の底部外壁に第２のキャップ体の底部内壁を当接し、第２のキャップ体の底部外壁側の方向から溶接し、第２のキャップ体の底部外壁に電力導入線を突き合わせて当該電力導入線側の方向から溶接することにより、カップ状電極の底部における見かけ上の底厚を厚くすることができる。

本発明による冷陰極蛍光管の製造方法は、好ましくは、上記構成において、第１キャップ体及び第２のキャップ体がニッケル材の成形体からなることを特徴とする。

また、本発明による冷陰極蛍光管の製造方法は、好ましくは、上記構成において、溶接が抵抗溶接法またはレーザ溶接法を用いることを特徴としている。

なお、本発明は、上記構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。

本発明による冷陰極蛍光管によれば、カップ状電極の底部における底厚が見かけ上、厚くなるので、カップ状電極の底部での電食に起因するカップ状電極本体の脱落を確実に防止し、安定した放電を長時間に亘って維持できるので、品質及び信頼性の高い長寿命の冷陰極蛍光管が得られるという極めて優れた効果を有する。

また、本発明による冷陰極蛍光管の製造方法によれば、カップ状電極の組み立てが簡素化され、製作が簡単且つ容易となるので、カップ状電極のカップ形状への成形及び溶接技術の困難性が回避でき、溶接部の信頼性を向上できるので、低コストにて生産性の高い冷陰極蛍光管が得られるという極めて優れた効果を有する。

以下、本発明の具体的な実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による冷陰極蛍光管の実施例１による構成を示す要部拡大断面図であり、この図１では冷陰極蛍光管の一端部側を示してある。

図１において、この冷陰極蛍光管ＣＣＦＬは、外套管である透光性絶縁材料からなるガラス管ＶＡＬの両端内部には一対のカップ状電極ＥＬＥが対向して配設され、さらにガラス管ＶＡＬ内を真空引きした後に不活性ガスとしてネオン−アルゴン（Ｎｅ−Ａｒ）ガス及び水銀が封入されて構成されている。このガラス管ＶＡＬの内壁面には蛍光体膜ＦＬＵが被着形成されている。なお、この冷陰極蛍光管ＣＣＦＬは、そのガラス管ＶＡＬの肉厚が例えば数１００μｍ程度であり、外径が１．０ｍｍ〜１０．０ｍｍ程度で長さが５０ｍｍ〜８００ｍｍ程度の大きさで形成されている。

この一対のカップ状電極ＥＬＥは、図２（ａ）に斜視図及び図２（ｂ）に展開斜視図で示すように一端に開口を有し、他端に底部ＣＡＰＢを一体的に有するキャップ体ＣＡＰと、このキャップ体ＣＡＰの底部ＣＡＰＢの外壁面に接合された円板ＤＩＳと、この円板ＤＩＳの外壁面の中心点に接合されたインナーリードＩＬＥとから構成されている。

このカップ状電極ＥＬＥは、キャップ体ＣＡＰの底部ＣＡＰＢの外壁面にこのキャップ体ＣＡＰと略同径の円板ＤＩＳを被せて当接させ、円板ＤＩＳの外壁側の方向から周方向の３個所の溶接点ＷＥＬ１で溶接法により接合されて電気的に接続され、さらに、この円板ＤＩＳの外壁の中心点には、ガラスの熱膨張率に近似する例えばニッケル−コバルト−鉄合金などからなるインナーリードＩＬＥがこのインナーリードＩＬＥ側から溶接部ＷＥＬ２で例えば抵抗溶接法またはレーザ溶接法により接合されて電気的に接続されている。

なお、これらのキャップ体ＣＡＰ及び円板ＤＩＳは、何れもニッケル材のプレス成形体により形成され、その肉厚が約１．００ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の厚さで形成されている。

また、このインナーリードＩＬＥは、図１に示すようにガラスビーズＧＢＥに支持されてガラス管ＶＡＬに内外部を気密状態に封着されている。ガラスビーズＧＢＥは、ガラス管ＶＡＬの両端部に溶着させてガラス管ＶＡＬを封止切りし、外部に突出した一対のインナーリードＩＬＥには例えばニッケル材からなるアウターリードＯＬＥを突き合わせて溶接部ＷＥＬ３で例えばレーザ溶接法等により接合されて電気的に接続されている。この一対のアウターリードＯＬＥには、図示しない電源回路（一般にインバータ点灯回路）に接続されて対向する一対のカップ状電極ＥＬＥ間に点灯電力が供給される。

また、このように構成されたカップ状電極ＥＬＥの製作方法は、図２（ｂ）に示すようにキャップ体ＣＡＰの底部ＣＡＰＢの外壁面に円板ＤＩＳを被せて当接させ、この円板ＤＩＳの外壁側の方向から３点の溶接点ＷＥＬ１で例えば抵抗溶接法またはレーザ溶接法等により溶接固定して接合する。また、円板ＤＩＳの外壁中心点にインナーリードＩＬＥの一端を突き合わせてこのインナーリードＩＬＥ側の方向から溶接点ＷＥＬ２で溶接固定して接合する。さらに、このインナーリードＩＬＥの他端はアウターリードＯＬＥの一端に溶接点ＷＥＬ３で溶接固定して接合する。つまり、これらの各接合部材は、溶接点ＷＥＬ１，ＷＥＬ２，ＷＥＬ３におけるいずれの溶接固定をカップ状電極ＥＬＥの外壁側から行われ、溶接固定する順序は特に限定されることはない。

このようにして構成された冷陰極蛍光管は、カップ状電極ＥＬＥがキャップ体ＣＡＰの底部ＣＡＰＢの外壁側に円板ＤＩＳを接合させて形成したことにより、このカップ状電極ＥＬＥの底辺部の底厚を見かけ上、稼ぐことができるので、電食によるインナーリードＩＬＥから円板ＤＩＳに接合されたキャップ体ＣＡＰの脱落を確実に防止することができる。これによって安定した放電を長時間に亘って確保することができる。

また、このような製作方法によれば、キャップ体ＣＡＰと円板ＤＩＳとの溶接固定をこの円板ＤＩＳの外壁側から行なうことにより、キャップ体ＣＡＰの内壁面に溶接時に飛散する酸化物の付着が生じないカップ状電極ＥＬＥを製作することができる。

図３は、本発明による冷陰極蛍光管の実施例２による構成を示す要部拡大断面図であり、図４は、カップ状電極の構成を示す図であり、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は展開斜視図である。また、図３及び図４において、前述した図と同一部分には同一符号を付しその説明は省略する。なお、この図３においても、冷陰極蛍光管ＣＣＦＬの一端部側を示してある。

図３において、この冷陰極蛍光管ＣＣＦＬのカップ状電極ＥＬＥは、前述した図１及び図２と異なる点は一端に開口を有し、他端に底部ＣＡＰＢ１を一体的に有する第１のキャップ体ＣＡＰ１と、この第１のキャップ体ＣＡＰ１の底部ＣＡＰＢ１の外壁に接合された第１のキャップ体ＣＡＰ１よりも内径が大きく且つ管長の短い底部ＣＡＰＢ２を一体的に有する第２のキャップ体ＣＡＰ２と、この第２のキャップ体ＣＡＰ２の底部ＣＡＰＢ２の外壁に接合された電力導入線ＩＬＥとから構成されている。

このカップ状電極ＥＬＥは、第１キャップ体ＣＡＰ１の底部ＣＡＰＢ１の外壁から第２のキャップ体ＣＡＰ２を開口端側から被せてこの第２のキャップ体ＣＡＰ２の底部ＣＡＰＢ２の内壁を第１のキャップ体ＣＡＰ２の底部ＣＡＰＢ１の外壁に当接させ、底部ＣＡＰＢ２の外壁側の方向から周方向の３個所の溶接点ＷＥＬ４で接合されて電気的に接続され、この底部ＣＡＰＢ２の外壁の中心点には、ガラスの熱膨張率に近似する例えばニッケル−コバルト−鉄合金などからなるインナーリードＩＬＥがこのインナーリードＩＬＥ側から溶接部ＷＥＬ２で接合されて電気的に接続されている。

なお、この第１のキャップ体ＣＡＰ１及び第２のキャップ体ＣＡＰ２は、ニッケル材のプレス成形法により形成され、その肉厚が約１．００ｍｍ〜１．５ｍｍ程度の厚さで形成されている。

また、このように構成されたカップ状電極ＥＬＥの製作方法は、図４（ａ），（ｂ）に示すように第１のキャップ体ＣＡＰ１の底部ＣＡＰＢ１の外壁に第２のキャップ体ＣＡＰ２の底部ＣＡＰＢ２を被せて当接し、この第２のキャップ体ＣＡＰ２の外周壁面から周方向の３個所の溶接点ＷＥＬ４で抵抗溶接法またはレーザ溶接法により溶接固定して接合する。また、第２のキャップ体ＣＡＰ２の底部ＣＡＰＢ２の外壁中心点にインナーリードＩＬＥの一端を突き合わせてこのインナーリードＩＬＥ側の方向から溶接点ＷＥＬ２で抵抗溶接法またはレーザ溶接法等により溶接固定して接合する。このインナーリードＩＬＥの他端はアウターリードＯＬＥの一端に溶接点ＷＥＬ３で抵抗溶接法またはレーザ溶接法等により溶接固定して接合する。この場合も、これらの各接合部材は、溶接点ＷＥＬ２，ＷＥＬ３，ＷＥＬ４のいずれの溶接固定をカップ状電極ＥＬＥの外部側から行われ、溶接固定する順序は特に限定されない。

このようにして構成された冷陰極蛍光管ＣＣＦＬにおいても、カップ状電極ＥＬＥは、第１のキャップ体ＣＡＰ１の底部ＣＡＰＢ１の外壁に第２のキャップ体ＣＡＰ２の底部ＣＡＰＢ２を接合させて形成したことにより、カップ状電極ＥＬＥの底辺部の底厚を見かけ上、稼ぐことができるので、電食によるインナーリードＩＬＥから第２のキャップ体ＣＡＰ２に接合された第１のキャップ体ＣＡＰ１の脱落を確実に防止することができる。これによって安定した放電を長時間に亘って確保することができる。

このような製作方法においても、第１のキャップ体ＣＡＰ１と第２のキャップ体ＣＡＰ２との溶接固定をこの底部ＣＡＰＢ２の外壁側から行なうことにより、第１にキャップ体ＣＡＰ１の内壁面に溶接時に飛散する酸化物の付着が生じないカップ状電極ＥＬＥを製作することができる。

図５は、本発明による冷陰極蛍光管の実施例３による構成を示す要部拡大断面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付しその説明は省略する。なお、この図５においても冷陰極蛍光管ＣＣＦＬの一端部側を示してある。図５において、この冷陰極蛍光管ＣＣＦＬは、図３と異なる点は、第１のキャップ体ＣＡＰ１の管軸方向の長さが第２のキャップ体ＣＡＰ２の管軸方向の長さよりも短くして形成されている。

図６は、本発明による冷陰極蛍光管の実施例４による構成を示す要部拡大断面図であり、前述した図と同一部分には同一符号を付しその説明は省略する。なお、この図６においても冷陰極蛍光管ＣＣＦＬの一端部側を示してある。図６において、この冷陰極蛍光管ＣＣＦＬは、図１と異なる点は第１のキャップ体ＣＡＰ１の底部ＣＡＰＢ１が第２のキャップ体ＣＡＰ２の内径寸法と略同等に形成され、この第１のキャップ体ＣＡＰ１の底部ＣＡＰＢ１が第２のキャップ体ＣＡＰ２の底部ＣＡＰＢ２内に嵌合させて第１の底部ＣＡＰＢ１と第２の底部ＣＡＰＢ２とを当接させ、第２のキャップ体ＣＡＰ２の外周壁面方向からの３個所の溶接点ＷＥＬ５で第１の底部ＣＡＰＢ１周辺で溶接固定して接合されている。

このようにして構成された冷陰極蛍光管ＣＣＦＬにおいても、カップ状電極ＥＬＥは、第１のキャップ体ＣＡＰ１の底部ＣＡＰＢ１の内壁に第２のキャップ体ＣＡＰ２の底部ＣＡＰＢ２を接合させて形成したことにより、カップ状電極ＥＬＥの底辺部の底厚を見かけ上、稼ぐことができるので、電食によるインナーリードＩＬＥから第２のキャップ体ＣＡＰ２に接合された第１のキャップ体ＣＡＰ１の脱落を確実に防止することができる。これによって安定した放電を長時間に亘って確保することができる。

本発明による冷陰極蛍光管の実施例１による構成を示す要部拡大断面図である。図１のカップ状電極の構成を示す図であり、図２（ａ）に斜視図、図２（ｂ）は、展開斜視図である。本発明による冷陰極蛍光管の実施例２による構成を示す要部拡大断面図である。図３のカップ状電極ＥＬＥの構成を示す図であり、図３（ａ）に斜視図、図３（ｂ）は展開斜視図である。本発明による冷陰極蛍光管の実施例３による構成を示す要部拡大断面図である。本発明による冷陰極蛍光管の実施例４による構成を示す要部拡大断面図である。

符号の説明

ＣＣＦＬ・・・冷陰極蛍光管、ＶＡＬ・・・ガラス管、ＦＬＵ・・・蛍光体膜、ＥＬＥ・・・カップ状電極、ＩＬＥ・・・インナーリード、ＧＢＥ・・・ガラスビーズ、ＯＬＥ・・・アウターリード、ＤＩＳ・・・円板、ＣＡＰ・・・キャップ体、ＣＡＰ１・・・第１のキャップ体、ＣＡＰ２・・・第２のキャップ体、ＣＡＰＢ・・・底部、ＣＡＰＢ１・・・第１の底部、ＣＡＰＢ２・・・第２の底部、ＷＥＬ１・・・溶接点、ＷＥＬ２・・・溶接点、ＷＥＬ３・・・溶接点、ＷＥＬ４・・・溶接点、ＷＥＬ５・・・溶接点。

Claims

内面に蛍光体膜が形成された透光性絶縁材料からなる外套管の放電領域側に開口端を有し、前記開口端と反対側端に有する底部外壁に電力導入線を接合した一対のカップ状電極を前記外套管の両端内部に具備した冷陰極蛍光管の製造方法であって、
前記カップ状電極は、キャップ体と、前記キャップ体の底部外壁に接合された円板と、
前記円板の外壁に接合された前記電力導入線とを有し、
前記キャップ体の底部外壁に前記円板を当接し、当該円板の外壁側の方向から周方向の３個所を溶接し、前記円板の外壁に前記電力導入線を突き合わせて当該電力導入線側の方向から溶接することを特徴とする冷陰極蛍光管の製造方法。
前記キャップ体及び前記円板は、ニッケル材の成形体からなることを特徴とする請求項１に記載の冷陰極蛍光管の製造方法。
前記溶接は、レーザ溶接とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷陰極蛍光管の製造方法。
前記溶接は、抵抗溶接とすることを特徴とする請求項１又は２に記載の冷陰極蛍光管の製造方法。