KR20090080990A - 냉음극 형광 램프용 전극 부재 - Google Patents

냉음극 형광 램프용 전극 부재 Download PDF

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KR20090080990A
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요시히로 나카이
카즈오 야마자키
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스미토모덴키고교가부시키가이샤
스미덴 파인 컨덕터 가부시키가이샤
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Abstract

내(耐)스퍼터링성, 방전성이 우수하고, 그리고 제조성이 우수한 냉음극 형광 램프용 전극 부재, 전극 부재의 제조 방법 및, 냉음극 형광 램프를 제공한다. 형광 램프(1)는, 유리관(20)과, 관(20) 내에 배치되는 전극 부재(10)를 구비한다. 전극 부재(10)는, 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부(11)와, 유리관(20)의 봉지 개소에 배치되는 리드부(12)를 구비하고, 양 부분(11, 12)은 일체 형성된다. 전극 부재(10)는, Ti, Hf, Zr, V, Nb, Mo, W, Sr, Ba, B, Th, Al, Y, Mg, In, Ca, Sc, Ga, Ge, Ag, Rh, Ta 및, 희토류 원소(Y, Sc를 제외)로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 합계로 0.01∼5.0 질량% 함유하고, 잔부가 Fe-Ni 합금 및 불순물로 이루어진다. 전극 부재(10)를 구성하는 합금은, Fe-Ni 합금이 주성분이기 때문에, 열팽창 계수가 유리에 가깝고, 소성 가공성이 우수하며, 특정의 첨가 원소를 함유하기 때문에, 내(耐)스퍼터링성, 방전성이 우수하다.
냉음극, 램프, 형광, 전극

Description

냉음극 형광 램프용 전극 부재 {ELECTRODE MEMBER FOR COLD CATHODE FLUORESCENT LAMP}
본 발명은, 전극 본체부와 리드부(lead portion)를 구비하는 냉음극 형광 램프용 전극 부재, 이 전극 부재의 제조 방법 및, 냉음극 형광 램프에 관한 것이다. 특히, 전극 본체부와 리드부를 용접하는 것에 수반하는 성능의 열화를 방지할 수 있고, 제조성이 우수한 전극 부재에 관한 것이다.
종래, 복사기나 이미지 스캐너 등의 원고 조사(irradiation)용 광원, 퍼스널 컴퓨터의 액정 모니터나 액정 텔레비전 등의 액정 표시 장치(액정 디스플레이)의 백 라이트용 광원과 같은 여러 종류의 광원에 냉음극 형광 램프가 이용되고 있다. 냉음극 형광 램프는, 내벽면에 형광체층을 갖는 원통 형상의 유리관과, 유리관의 양단에 배치되는 한 쌍의 바닥이 있는 통 형상(컵 현상)의 전극을 구비하는 구성이 대표적이다(예를 들면, 특허문헌 1, 2 참조). 유리관 내에는, 희(希)가스 및 수은이 봉입된다. 전극은, 저단면(bottom end face)에 리드선이 용접되어(특허문헌 1 단락[0006], 특허문헌 2 단락[0003] 참조), 리드선을 통해 전압이 인가된다. 형광 램프는, 양(兩) 전극 사이에 고전압을 인가함으로써, 유리관 내의 전자를 전극에 충돌시켜 전극으로부터 전자를 방출시키고(방전시키고), 이 방전과 관내의 수은에 의해 자외선을 발생시켜, 이 자외선을 이용해 형광체를 발광시킴으로써 발광한다.
상기 전극의 형성 재료는, 니켈이 대표적이고, 그 외, 몰리브덴, 니오브, 텅스텐 등이 있다(특허문헌 1, 2 종래의 기술 참조). 상기 리드선에 있어서 전극측 부분은, 유리관의 봉지(sealing) 개소에 고정되기 때문에, 유리와 밀착하기 쉽도록 유리와 열팽창 계수가 가까운 재료로 형성된다. 이러한 재료로서, 코바르(Kovar)라고 불리는 철 니켈 코발트 합금, 철 니켈 합금으로 이루어지는 심재(core member)를 구리층으로 피복한 듀멧(Dumet)이라고 불리는 복합 합금이 대표적이다(특허문헌 2 참조). 그 외, 특허문헌 1, 2에는, 리드선의 형성 재료로서, 몰리브덴이나 텅스텐이 기재되어 있다.
전극과 리드선을 별개로 제작하여, 양자를 용접에 의해 일체로 할 경우, 접합 불량에 의해, 형광 램프를 점등 중에 전극이 리드선으로부터 이탈하는 경우가 있다. 또한, 충분하게 접합하려고 하면, 용접시의 가열에 의해 전극을 구성하는 금속의 결정이 조대화(coarsening)하여, 전극의 성능을 열화시키는 경우가 있다. 그래서, 특허문헌 1, 2는, 전극과 리드선을 일체 형성한 전극 부재를 개시하고 있다. 이 전극 부재의 재료로서, 특허문헌 1에서는, 니켈, 니오브, 특허문헌 2에서는, 텅스텐, 몰리브덴을 개시하고 있다.
특허문헌 1 : 일본공개특허공보 2004-335407호
특허문헌 2 : 일본공개특허공보 2003-242927호
(발명이 해결하고자 하는 과제)
특허문헌 1에는 상기 전극 부재의 제조 방법이 개시되어 있지 않지만, 니켈, 니오브는 소성 가공성이 우수하기 때문에, 상기 전극 부재는, 소성 가공에 의한 제조가 가능하다고 생각된다. 그러나, 니켈은, 내(耐)스퍼터링성(sputtering resistance)이 나쁜, 즉, 스퍼터링 속도가 크기 때문에, 니켈로 이루어지는 전극을 형광 램프에 이용했을 때, 전극의 소모가 빨라, 형광 램프의 수명이 짧아진다. 스퍼터링이란, 유리관 내의 물질이 전극에 충돌함으로써 전극을 구성하는 물질(여기에서는 니켈 원자)이 유리관 내에 비산(spatter)하여 관 내벽에 퇴적하는 현상을 말한다. 스퍼터링에 의해 비산한 니켈 원자는, 수은과 결합하여 아말감(amalgam)을 형성하기 쉽고, 아말감의 형성에 의해 수은을 소비하는 것으로도, 형광 램프의 수명이 짧아진다. 또한, 수은을 소비함으로써, 자외선의 방사가 충분히 행해지지 않아, 형광 램프의 휘도가 극단적으로 저하된다. 이 휘도의 저하에 의해서도 형광 램프가 수명이 짧아진다. 또한, 니켈은 워크함수(work function)가 비교적 크기 때문에, 니켈로 이루어지는 전극을 형광 램프에 이용할 경우, 전극으로의 공급 전력을 크게 할 필요가 있어, 작금의 에너지 절약화를 고려하면 바람직하지 않다. 워크함수란, 고체 표면으로부터 하나의 전자를 진공 중으로 취출하는 데에 필요한 최소 에너지를 말한다. 워크함수가 작을수록, 전자를 취출하기 쉬운, 즉, 방전하기 쉬운 재료라고 할 수 있다. 덧붙여, 니켈은, 열팽창 계수가 유리와 크게 다르기 때문에, 특허문헌 1에 기재되는 바와 같이, 유리 구슬(bead glass)의 열팽창 계수에 근사한 금속체(예를 들면, 텅스텐)를 리드선의 외주에 접합할 필요가 있다. 특허문헌 1에는, 이 접합을 용접으로 행하는 것이 기재되어 있어, 용접시의 가열에 의해 전극의 성능을 열화시킬 우려가 있다.
상기 니켈에 대하여 니오브, 몰리브덴, 텅스텐은, 워크함수가 작고, 내스퍼터링성이 우수하다. 그러나, 니오브, 몰리브덴은, 내산화성이 좋지 않아, 유리관을 봉지할 때의 가열에 의해, 전극 표면이 산화되기 쉽다. 전극 표면에 산화 피막이 형성되면, 전극의 방전성이 저하된다. 또한, 몰리브덴, 텅스텐은, 냉간에서의 소성 가공성이 매우 나쁘다. 그 때문에, 몰리브덴, 텅스텐으로 이루어지는 전극 부재의 형성은, 특허문헌 2에 기재되는 바와 같이 사출 성형으로 행하지 않으면 않되어, 제조성이 나쁘다. 또한, 니오브, 몰리브덴, 텅스텐은, 일반적으로 고가이며, 비용이 높아진다.
그래서, 본 발명의 주목적은, 내스퍼터링성이나 방전성(전자 방출성)과 같은 전극에 요구되는 특성이 우수함과 함께, 제조성이 우수한 냉음극 형광 램프용 전극 부재를 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 이 냉음극 형광 램프용 전극 부재의 제조 방법을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 전극 부재를 구비하는 냉음극 형광 램프를 제공하는 것에 있다.
(과제를 해결하기 위한 수단)
전극과 리드선이 일체가 된 전극 부재를 소성 가공으로 제조할 수 있으면, 제조성을 향상할 수 있다. 따라서, 전극 부재의 형성 재료는, 소성 가공성이 우수한 것이 요망된다. 그리고, 리드선의 형성 재료에 이용되고 있는 철 니켈 코발트 합금 등의 합금은, 소성 가공성이 우수하다. 또한, 상기 합금은, 열팽창 계수가 유리에 가깝다. 그래서, 본 발명자들은, 이러한 합금으로 전극 부재를 형성하는 것을 검토했다. 그러나, 상기 합금으로 이루어지는 전극은, 방전성, 내스퍼터링성이 나쁘고, 전극에 요구되는 특성을 충분히 갖고 있지 않다. 그 때문에, 본 발명자들은, 방전성이나 내스퍼터링성을 향상하기 위해, 상기 합금을 주성분으로 한 전극 부재의 형성 재료의 조성을 검토하여, 본 발명을 구성하기에 이르렀다.
본 발명 냉음극 형광 램프용 전극 부재는, 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부와, 이 전극 본체부의 저단면(bottom end face)에 접속되는 리드부를 구비한다. 이 전극 본체부와 리드부는 일체로 형성되어 있다. 그리고, 전극 본체부와 리드부는, Ti, Hf, Zr, V, Nb, Mo, W, Sr, Ba, B, Th, Al, Y, Mg, In, Ca, Sc, Ga, Ge, Ag, Rh, Ta 및, 희토류 원소(Y, Sc를 제외)로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.01 질량% 이상 5.0 질량% 이하 함유하고, 잔부가 Fe-Ni 합금 및 불순물로 이루어진다.
상기 본 발명 전극 부재는, 이하의 제조 방법에 의해 제조할 수 있다. 이 제조 방법은, 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부와, 이 전극 본체부의 저단면에 접속되는 리드부를 일체 형성하는 냉음극 형광 램프용 전극 부재의 제조 방법으로서, 이하의 공정을 구비한다.
1. Ti, Hf, Zr, V, Nb, Mo, W, Sr, Ba, B, Th, Al, Y, Mg, In, Ca, Sc, Ga, Ge, Ag, Rh, Ta 및, 희토류 원소(Y, Sc를 제외)로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.01 질량% 이상 5.0 질량% 이하 함유하고, 잔부가 Fe-Ni 합금 및 불순물로 이루어지는 선상재(wire material)를 준비하는 공정
2. 상기 선상재의 일단측에 단조 가공을 실시하여 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부를 형성하는 공정
본 발명 전극 부재는, 전극 본체부와 리드부가 일체로 형성되어 있기 때문에, 양 부분을 용접 등에 의해 접합하는 일이 없어, 용접 등의 접합시의 가열에 수반하는 전극 본체부의 성능의 열화를 방지할 수 있다. 특히, 본 발명 전극 부재는, Fe-Ni 합금(철 니켈 합금)을 주성분으로 하고, 특정의 첨가 원소를 함유하는 Fe-Ni계 합금으로 구성된다. 이 합금은 소성 가공성이 우수하기 때문에, 이 합금으로 이루어지는 선상재를 소성 가공에 의해 용이하게 제조할 수 있고, 그리고 이 선상재의 일단측에 소성 가공을 행함으로써, 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부와 선 형상의 리드부가 일체가 된 본 발명 전극 부재를 용이하게 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명 전극 부재는 제조성이 우수하다. 또한, 본 발명 전극 부재는, Fe-Ni 합금을 주성분으로 하기 때문에, 리드부의 열팽창 계수가 유리에 가까운 값이다. 따라서, 본 발명 전극 부재의 리드부와 유리는, 특정의 금속체를 개재시키는 일 없이, 충분히 밀착할 수 있다. 또한, 본 발명 전극 부재는, Fe-Ni 합금에 특정의 첨가 원소를 특정의 범위에서 함유시킨 재로로부터 구성됨으로써, 방전성, 내스퍼터링성, 내산화성과 같은 전극에 요망되는 특성이 우수하다. 따라서, 본 발명 전극 부재를 이용함으로써, 고휘도이며 장수명인 냉음극 형광 램프를 얻을 수 있다. 덧붙여, 본 발명 전극 부재는, 비교적 저렴한 Fe-Ni 합금을 주성분으로 함으로써, 재료 비용을 저감함과 아울러, 소성 가공에 의한 제조가 가능하기 때문에, 제조 비용을 저감할 수 있어 경제적이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명 전극 부재는, Fe-Ni 합금을 주성분(95 질량% 이상)으로 하고, 이 합금에 특정의 첨가 원소를 함유하는 Fe-Ni계 합금으로 형성된다. Fe-Ni 합금을 주성분으로 하는 점에서, 리드부의 열팽창 계수는, 대체로 Fe-Ni 합금의 열팽창 계수에 의존한다. 리드부는, 냉음극 형광 램프의 유리관이나 유리 비즈(리드부의 외주에 접합시켜, 유리관과 리드부를 접합하기 쉽게 하기 위해 이용되는 개재물)가 접합된다. 그래서, 주성분이 되는 Fe-Ni 합금은, 유리관이나 유리 비즈를 구성하는 유리와 열팽창 계수가 가까운 것이 매우 적합하다. 유리관 등을 구성하는 유리의 열팽창 계수(30∼450℃)는, 40×10-7∼110×10-7/℃ 정도이다. 이 열팽창 계수에 가까운 Fe-Ni 합금의 구체적인 조성으로서는, 이하를 들 수 있다. 이하의 Ni, Co, Cr의 함유량(질량%)은, 후술하는 첨가 원소(Ni, Co, Cr 이외의 원소)를 함유시키고 있지 않는 Fe-Ni 합금을 100 질량%으로 한다. 후술하는 첨가 원소를 함유시킨 Fe-Ni계 합금에 있어서의 Ni, Co, Cr의 함유량(질량%)도, 이하의 범위가 바람직하다.
1. 질량%로, Ni : 28∼30%, Co : 17∼20%, 잔부 : Fe 및 불순물로 이루어지는 합금. 이 합금의 열팽창 계수(30∼450℃)는, 45×10-7∼55×10-7/℃ 정도이다.
2. 질량%로, Ni : 41∼52%, 잔부 : Fe 및 불순물로 이루어지는 합금. 이 합금의 열팽창 계수(30∼450℃)는, 55×10-7∼110×10-7/℃ 정도이다.
3. 질량%로, Ni : 41∼46%, Cr : 5∼6%, 잔부 : Fe 및 불순물로 이루어지는 합금. 이 합금의 열팽창 계수(30∼450℃)는, 80×10-7∼110×10-7/℃ 정도이다.
이들 Fe-Ni 합금은, 시판인 것을 이용할 수도 있다. 이러한 Fe-Ni 합금을 전극 부재의 형성 재료로 이용함으로써, 리드부의 열팽창 계수(30∼450℃에 있어서의 평균)를 45×10-7/℃ 이상 110×10-7/℃ 이하로 할 수 있다.
상기 주성분에 함유시키는 첨가 원소는, Ti, Hf, Zr, V, Nb, Mo, W, Sr, Ba, B, Th, Al, Y, Mg, In, Ca, Sc, Ga, Ge, Ag, Rh, Ta 및, 희토류 원소(Y, Sc를 제외)로부터 선택되는 1종 이상의 원소로 하고, 1종의 원소라도, 2종 이상의 복수의 원소라도 좋다. 첨가 원소의 함유량은, 0.01 질량% 이상 5.0 질량% 이하로 한다. 복수종의 원소를 첨가 원소로 할 경우, 합계 함유량이 상기 범위를 만족시키도록 한다. 첨가 원소의 함유량이 0.01 질량% 미만에서는, 첨가 원소의 함유에 의한 방전성이나 내스퍼터링성의 향상과 같은 효과가 얻어지기 어렵다. 이 효과는, 첨가 원소의 함유량의 증가에 수반하여 향상하는 경향이 있지만, 5.0 질량%에서 포화한다고 생각된다. 또한, 첨가 원소의 함유량이 5.0 질량%을 초과하면, 합금의 소성 가공성을 저하시키는 경향이 있다. 또한, 첨가 원소가 많아지면, 재료 비용이 높아진다. 첨가 원소의 보다 바람직한 합계 함유량은, 0.1 질량% 이상 3.0 질량% 이하, 더욱 바람직한 합계 함유량은, 0.1 질량% 이상 2.0 질량% 이하이다.
상기 첨가 원소 중, 특히, Y, Nd, Ca, Ge 및, 미슈 메탈(M.M. ; misch metal)로부터 선택되는 1종 이상의 원소는, 이하의 점에서 바람직하다.
Y, Nd, M.M.은, 석출(precipitation)형 원소로서, 석출물이 결정립계에 존재함으로써, 유리관 봉지시 등의 가열에 의해, 전극 본체부를 구성하는 금속의 결정립의 성장을 억제하거나, 전극 본체부 표면의 산화 방지에 효과가 있다. 그 때문에, Y, Nd, M.M.은, 전극 본체부의 전자 방출성이나 내스퍼터링성의 향상에 기여할 수 있다. 특히, Y를 첨가할 경우는, Ca, Ti, Si 및, Mg로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 합쳐서 첨가하는 것이 바람직하다. Y와 함께 Ca, Ti, Si, Mg을 첨가함으로써, Y의 산화를 방지하거나(탈산 효과), 합금 중에 Y를 균일적으로 함유시키기 쉬워지거나, Y의 첨가에 의한 소성 가공성의 열화를 억제한다는 효과를 기대할 수 있다. Y와, Ca, Ti, Si 및, Mg으로부터 선택되는 1종 이상의 원소와의 합계 함유량은, 전술의 범위(0.01∼5.0 질량%)가 되도록 한다. Ca, Ti, Si 및, Mg으로부터 선택되는 1종 이상의 원소의 합계 함유량은, Y의 함유량을 100%로 할 때, Y의 함유량의 0.5∼80%가 바람직하다.
Ca은, 전술한 바와 같이 Y와 합쳐서 함유시킴으로써, 전술한 Y의 첨가 효과에 더하여, 합금의 내(耐)산화성의 향상에 효과가 있다. 그 때문에, Ca은, 전극 부재의 전자 방출성이나 내스퍼터링성의 향상에 기여할 수 있다. Ge은, 워크함수가 작아, 합금의 워크함수를 저감하는 효과가 있다. 그 때문에, Ge은, 전극 부재의 방전성을 높여, 형광 램프의 고휘도에 기여하는 것을 기대할 수 있다.
Y, Nd, Ca, Ge 및, M.M.으로부터 선택되는 원소 중 1종만을 첨가 원소로 할 경우, 그 함유량은, 0.1 질량% 이상 2.0 질량% 이하가 바람직하고, 0.1 질량% 이상 1.0 질량% 이하가 보다 바람직하다. Y, Nd, Ca, Ge 및, M.M.으로부터 선택되는 원소 중, 복수종의 원소를 첨가 원소로 할 경우, 그 합계 함유량은, 0.1 질량% 이상 3.0 질량% 이하가 바람직하다.
그 외, 첨가 원소 중, Al, Si는, 전극 부재의 장수명화에 효과가 크다고 생각된다.
상기 첨가 원소를 함유한 Fe-Ni계 합금으로 이루어지는 본 발명 전극 부재는, 워크함수가 작아, 4.7eV 미만이다. 따라서, 본 발명 전극 부재는, 방전성이 우수하고, 형광 램프의 고휘도화에 기여하는 것을 기대할 수 있다. 혹은, 본 발명 전극 부재를 종래의 전극과 동일한 휘도로 이용할 경우, 형광 램프의 수명을 보다 길게할 수 있다고 생각된다. 또한, 본 발명 전극 부재는, 전자를 방출하기 쉬운 점에서, 전극 부재에 공급하는 전류가 작아도, 형광 램프의 휘도를 높일 수 있기 때문에, 소비 전력의 저감도 도모할 수 있다. 워크함수는, 첨가 원소의 종류나 함유량을 적절히 조정함으로써 변화시킬 수 있다. 상기 첨가 원소의 함유량이 많아지면, 워크함수는 작아지기 쉽다. 또한, 워크함수가 작을수록, 휘도는 높아지는 경향이 있다. 따라서, 워크함수는 작을수록 바람직하며, 4.3eV 이하, 특히, 4.0eV 이하가 바람직하다. 워크함수는, 예를 들면, 자외선 광전자 분광 분석법에 의해 측정할 수 있다.
상기 첨가 원소를 함유한 Fe-Ni계 합금으로 이루어지는 본 발명 전극 부재는, 에칭 레이트(etching rate)가 작아, 20㎚/min 미만이다. 여기에서, 스퍼터링이 발생하면, 전극에 있어서 전극을 구성하는 원자가 방출된 부분은, 패인 곳이 발생하여 표면이 거칠어진다. 스퍼터링을 일으키기 쉬운 전극일수록, 시간당 패인 곳의 깊이가 커진다. 이 시간당 패인 곳의 평균 깊이를 에칭 레이트라고 부르며, 스퍼터링 속도와 실질적으로 동일한 뜻이다. 에칭 레이트가 작을 수록, 스퍼터링을 일으키기 어려운 전극이라고 할 수 있다. 따라서, 본 발명 전극 부재는, 내스퍼터링성이 우수하여, 형광 램프에 이용했을 때, 장시간의 사용에서도 램프의 휘도의 저하가 적어, 형광 램프의 장수명화에 기여할 수 있다. 혹은, 본 발명 전극 부재를 형광 램프에 이용했을 때, 종래의 전극과 동일한 수명이 되도록 형광 램프를 사용하면, 장기에 걸쳐 휘도가 높은 상태를 유지할 수 있어, 형광 램프의 고휘도화에 기여할 수 있다. 또한, 본 발명 전극 부재는, 형광 램프에 이용했을 때, 대(大)전류에 의해 휘도를 높일 경우에도 스퍼터링이 발생하기 어렵다. 또한, 본 발명 전극 부재는, Ni의 함유량이 저감되었기 때문에, 스퍼터링이 발생해도 아말감의 형성이 저감되어, 형광 램프의 휘도의 저하나 수명의 저하를 저감할 수 있다. 에칭 레이트는, 첨가 원소의 종류나 함유량을 적절히 조정함으로써 변화시킬 수 있다. 상기 첨가 원소의 함유량이 많아지면, 에칭 레이트는 작아지기 쉽다. 또한, 에칭 레이트가 작을수록, 형광 램프의 수명이 길어지는 경향이 있다. 따라서, 에칭 레이트는, 작을수록 바람직하며, 17㎚/min 이하가 바람직하다. 에칭 레이트는, 이하와 같이 하여 측정한다. 전극 부재를 진공 장치 내에 배치하여, 불활성 원소의 이온 조사를 소정 시간 행하고, 조사 후의 전극 부재의 표면 거칠기를 측정하여, 표면 거칠기를 조사 시간으로 나눈 값(표면 거칠기/조사 시간)을 에칭 레이트로 한다.
본 발명 전극 부재는, 상기 특정의 첨가 원소를 함유한 Fe-Ni계 합금으로 이루어지는 선상재의 일단측에 단조 가공과 같은 소정 가공을 실시함으로써, 일단측에 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부를 갖고, 타단측에 선 형상의 리드부를 가질 수 있다. 선상재의 타단측은, 적절히 절삭 가공을 실시하여, 리드부의 선경(wire diameter)을 조정해도 좋다. 단조 가공을 행하지 않고, 선상재 전체에 절삭 가공을 실시하는 것으로도 본 발명 전극 부재를 제조할 수 있지만, 소성 가공에 의한 제조의 편이, 수율이 좋아 바람직하다. 혹은, 본 발명 전극 부재는, 주형을 이용하여 주조에 의해 제조할 수도 있지만, 소성 가공에 의한 제조의 편이 양산성이 우수하다.
상기 선상재는, 예를 들면, 용해→주조→열간 압연→냉간 신선(drawing) 및, 열처리에 의해 얻어진다. 보다 구체적으로는, 주성분이 되는 Fe, Ni, 그 외 적절히 Co, Cr, 혹은 시판인 Fe-Ni 합금과, 전술의 첨가 원소를 준비하고, 이들을 진공 용해로나 대기(air atmosphere) 용해로 등에서 용해하여, 합금의 용탕(molten metal)을 얻는다. 진공 용해로에 의한 용해의 경우, 용탕의 온도 조정을 행하거나, 대기 용해로에 의한 용해의 경우, 정련(refining) 등에 의해 용탕의 불순물이나 개재물을 제거 또는 저감하거나, 용탕의 온도 조정을 행하거나 하여, 용탕을 조정하고, 진공 주조와 같은 주조에 의해 주괴를 얻는다. 이 주괴에 열간 압연을 실시하여, 압연 선재를 얻는다. 이 압연 선재에 냉간 신선과 열처리를 반복하여 행하여, Fe-Ni 합금에 특정의 첨가 원소가 함유된 Fe-Ni계 합금으로 이루어지는 선상재를 얻는다. 냉간 신선은, 전극 본체부의 형성에 적합한 크기가 되도록 행한다. 선상재에 실시하는 최종 열처리(연화 처리)는, 산소 분위기 하, 또는 질소 분위기 하에서 700∼1000℃, 특히, 800∼900℃ 정도로 행하는 것이 바람직하다.
상기 선상재의 일단측에 소성 가공을 행하여, 바닥이 있는 통 형상(컵 형상)의 전극 본체부를 형성한다. 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부로 함으로써, 할로우 캐소드(hollow cathode) 효과에 의한 내스퍼터링성의 향상이 도모된다. 상기 선상재를 구성하는 합금은, 소성 가공성이 우수한 Fe-Ni 합금을 주성분으로 하고, 그리고 이 합금에 상기 특정의 첨가 원소를 특정의 범위로 함유시킴으로써 소성 가공성의 저하를 억제하고 있다. 따라서, 상기 선상재에 단조 가공과 같은 비교적 강(强) 가공의 소성 가공을 충분히 실시할 수 있다. 또한, 이 선상재는, 절삭 가공성에도 우수하여, 동일한 선상재에 소성 가공이나 절삭 가공을 실시함으로써, 본 발명 전극 부재를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 선상재로부터 소성 가공에 의해 컵 형상의 전극 본체부를 제조하면, 전극 본체부의 제조시에 있어서 폐기 부분이 거의 발생하지 않는 점에서 수율이 좋다.
또한, 본 발명자들이 조사한 바, 전극 본체부를 구성하는 합금의 결정립이 미세한 경우, 이 전극 부재를 이용한 형광 램프의 장수명화, 고휘도화에 효과가 있다는 인식을 얻었다. 구체적으로, 전극 본체부를 구성하는 합금의 평균 결정 입경은, 70㎛ 이하가 바람직하고, 특히 50㎛ 이하가 바람직하다. 그리고, 상기 특정의 첨가 원소를 함유한 Fe-Ni계 합금으로 이루어지는 본 발명 전극 부재는, 전극 본체부의 평균 결정 입경이 70㎛ 이하이다. 첨가 원소의 종류나 함유량을 조정함으로써, 전극 본체부의 평균 결정 입경을 보다 작게할 수 있다. 첨가 원소의 종류나 함유량의 조정에 더하여, 상기 선상재의 제조시에 있어서의 최종 열처리 조건을 조정함으로써, 평균 결정 입경을 더욱 작게할 수 있다. 예를 들면, 최종 열처리에 있어서, 가열 온도(열처리 온도)를 비교적 높은 온도로 하고, 가열 시간을 짧게 하면, 그레인(grain) 성장을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 열처리 온도를 700∼1000℃, 특히 800℃ 정도로 하고, 선속(wire supplying speed)을 50℃/sec 이상으로 하는 것을 들 수 있다. 선속을 크게 하면, 평균 결정 입경은 작아지는 경향이 있다. 또한, 선상재에 단조 가공을 실시할 경우, 단조 가공 후의 합금의 평균 결정 입경은, 단조 가공 전과 비교하여 약간 변화한다. 그러나, 전극 본체부를 구성하는 합금의 평균 결정 입경은, 단조 가공 전의 선상재의 평균 결정 입경에 대체로 의존한다. 따라서, 선상재를 구성하는 합금의 평균 결정 입경이 70㎛ 이하이면, 전극 본체부의 평균 결정 입경도 대체로 70㎛ 이하가 된다.
상기 특정의 첨가 원소를 함유한 Fe-Ni계 합금으로 이루어지는 본 발명 전극 부재는, 냉음극 형광 램프의 방전 부품에 매우 적합하게 이용할 수 있어, 형광 램프의 고(高)휘도화 그리고 장수명화에 기여할 수 있다. 형광 램프의 구체적인 구성은, 내부가 기밀하게 봉지되는 유리관과, 유리관 내에 배치되는 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부와, 유리관의 봉지 개소에 고정되는 리드부를 구비한다. 리드부는, 전극 본체부의 저단면에 접속되어, 전극 본체부와 일체로 형성된다. 유리관은, 내벽면에 형광체층을 형성하고, 내부에 희가스 및 수은을 봉입하는 경우가 많다. 유리관에 희가스만을 봉입한 수은 프리(free)의 형광 램프로 할 수도 있다. 또한, 유리관은, I자 형상인 것이 대표적이며, 그 외, L자 형상이나 T자 형상 등이 있다. I자 형상의 유리관의 경우, 본 발명 전극 부재를 한 쌍 준비하여, 양 전극 본체부의 개구부가 대향하도록 양 전극 부재를 유리관의 양단에 고정한 형광 램프나, 유리관의 편단에만 전극 부재를 고정시킨 형광 램프로 할 수 있다. L자 형상의 유리관의 경우, 직선부의 두 개의 단부나, 이들 단부에 더하여 모서리 부의 합계 3개소, T자 형상의 유리관의 경우, 세 개의 단부에 전극 부재를 고정한다. 본 발명 전극 부재는, 리드부의 외주에 유리 비즈를 접합시킨 것으로 해도 좋다. 특히, 장수명이며 고품질인 것이 요망되는 형광 램프에 이용할 경우, 유리 비즈를 접합한 전극 부재로 하는 것이 바람직하다. 유리관이나 유리 비즈는, 예를 들면, 붕규산 유리나 알루미노실리케이트 유리와 같은 경질 유리, 소다라임 유리와 같은 연질 유리로 이루어지는 것을 이용할 수 있다. 리드부의 열팽창 계수에 따라, 유리를 선택하면 좋다. 또한, 본 발명 전극 부재는, 리드부의 단부에 외부 리드선을 접합하여, 외부 리드선을 구비하는 구성으로 해도 좋다.
상기 특정 조성의 Fe-Ni계 합금으로 이루어지는 본 발명 전극 부재는, 내산화성이 우수하여, 전극 부재의 제조시나 유리관의 봉지시 등의 가열로 전극 본체부의 표면에 산화 피막이 형성되기 어렵다. 따라서, 전극 본체부는 방전성의 열화가 적다. 산화 피막의 형성되기 쉬움은, 전극 부재를 구성하는 합금의 조성에 대체로 의존한다. 예를 들면, 첨가 원소에 Al이 특히 많을 경우, 산화 피막이 형성되기 쉬운 경향이 있다. 그러나, 본 발명 전극 부재를 구성하는 Fe-Ni계 합금의 첨가 원소를 특정의 범위로 함으로써, 전극 본체부에 형성되는 산화 피막의 두께를 1㎛ 이하, 특히 0.3㎛ 이하로 할 수 있다. 첨가 원소로서 Ca, Ge, Ag의 적어도 일종의 원소를 함유하는 Fe-Ni계 합금으로 이루어지는 전극 부재는, 특히 산화 피막이 형성되기 어려워, 그 두께를 0.3㎛ 이하로 할 수 있다. 또한, 선상재의 제조시에 있어서 열처리를 산소 이외의 분위기(산소를 포함하지 않은 분위기) 하에서 행함으로써, 전극 본체부에 산화 피막이 형성되는 것을 방지할 수 있다.
(발명의 효과)
특정 조성의 Fe-Ni계 합금으로 이루어지는 본 발명 전극 부재는, 제조성이 우수한 점에 더하여, 전자 방출성, 내스퍼터링성이 우수하다. 따라서, 본 발명 전극 부재를 구비하는 본 발명 냉음극 형광 램프는, 전극을 대형화하는 일 없이, 보다 한층의 고휘도화 및 장수명화를 실현할 수 있다.
도 1은 냉음극 형광 램프의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.
(부호의 설명)
1 : 냉음극 형광 램프
10 : 전극 부재
11 : 전극 본체부
12 : 리드부
13 : 외부 리드선
14 : 유리 비즈(glass bead)
20 : 유리관
21 : 형광체층
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
이하, 본 발명의 실시 형태를 설명한다.
표 1에 나타내는 조성(합금 No.1∼20 및 비교 1∼3)의 합금을 이용하여, 냉음극 형광 램프용 전극 부재를 제작했다. 이 전극 부재는, 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부와, 전극 본체부의 저단면으로부터 돌출하는 리드부를 구비하고, 전극 본체부와 리드부가 일체로 형성되어 있다.
합금 No. Fe-Ni 합금의 첨가 원소 (질량%) 첨가 원소 (질량%) 잔부
Ni Co Cr 종류 합계
1 29.0 17.4 - Ag : 0.6 0.6 Fe 및 불가피 불순물
2 28.7 19.1 - Ge : 4.3 4.3
3 29.2 18.5 - Nd : 0.3 B : 0.2 0.5
4 29.1 17.8 - In : 0.8 0.8
5 28.9 17.3 - Y : 0.35 0.35
6 28.8 18.2 - Th : 3.1 3.1
7 29.0 17.0 - Mo : 0.7 0.7
8 41.2 - - Y : 0.45 Ca : 0.2 0.65
9 42.0 - - M.M. : 0.9 0.9
10 46.1 - - Nb : 1.2 1.2
11 45.7 - - Ta : 0.4 Sc : 0.1 0.5
12 50.2 - - Al : 1.1 Ba : 0.05 1.15
13 50.8 - - Ti : 0.6 Sr : 0.1 0.7
14 41.3 - 5.1 Hf : 0.3 B : 0.1 0.4
15 41.6 - 5.6 Y : 0.6 Mg : 0.1 0.7
16 41.9 - 5.3 V : 0.3 Mg : 0.1 0.4
17 45.1 - 5.9 Nd : 0.4 0.4
18 45.5 - 5.0 Ga : 0.4 W : 1.7 2.1
19 45.8 - 5.7 Rh : 0.1 Zr : 0.4 0.5
20 45.3 - 5.4 Ge : 0.5 Ca : 0.1 0.6
비교 1 29.0 17.3 - - -
비교 2 41.1 - - - -
비교 3 45.2 - 5.8 - -
M.M. : 미슈 메탈
전극 부재는, 표 1에 나타내는 조성의 합금으로 이루어지는 선상재의 일단측에 단조 가공을 행하고, 타단측에 절삭 가공을 행하여 제작했다. 구체적인 제조 순서를 이하에 설명한다. 우선, 선상재를 제작했다. 통상의 진공 용해로를 이용하여 표 1에 나타내는 조성의 금속의 용탕을 제작하고, 용탕 온도를 적절히 조정하여 진공 주조에 의해, 주괴를 얻었다. 얻어진 주괴를 열간 압연에 의해 선경 5.5㎜φ까지 가공하여, 압연 선재를 얻었다. 이 압연 선재에 냉간 신선 및 열처리를 조합하여 실시하고, 얻어진 선재에 최종 열처리(연화 처리)를 실시하여, 선경 1.6㎜φ의 연재(annealed material)를 얻었다. 연화 처리는, 온도를 800℃, 선속을 10∼150℃/sec의 범위에서 적절히 선택하고, 수소 분위기에서 행했다. 용탕에 이용한 Fe, Ni, Co, Cr은, 시판인 것(순 Fe(99.0 질량% 이상 Fe), 순 Ni(99.0 질량% 이상 Ni), 순 Co(99.0 질량% 이상 Co), 순 Cr(99.0 질량% 이상 Cr))을 이용했다.
얻어진 연재에 대해, 연재를 구성하는 금속의 열팽창 계수(×10-7/℃), 평균 결정 입경(㎛), 워크함수(eV), 에칭 레이트(㎚/min)를 측정했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 열팽창 계수는, 주상(columnar) 시험편을 이용하여, 작동 트랜스 방식에 의해 측정했다(온도 범위: 30∼450℃). 금속의 평균 결정 입경은, JISH0501(1986)에 나타내는 구적법(求積法; quadrature method)에 준하여 측정했다.
워크함수는 자외선 광전자 분광 분석법에 의해 측정했다. 구체적으로는, 전(前)처리로서, 연재에 Ar 이온 에칭을 수 분간 실시한 후, 복합 전자 분광 분석 장치(PHI제 ESCA-5800 부속 UV-150HI)를 이용하고, 자외선원 : He I (21.22eV)/8W, 측정시의 진공도 : 3×10-9∼6×10-9torr(0.4×10-9∼0.8×10-9kPa), 측정 전의 베이스(base) 진공도 : 4×10-10torr(5.3×10-11kPa), 인가 바이어스 : 약 -10V, 에너지 분해능 : 0.13eV, 분석 에어리어 : φ800㎛ 타원형, 분석 깊이 : 약 1㎚로 하여, 워크함수를 측정했다.
에칭 레이트는, 경면 연마한(mirror-polished) 연재에 진공 장치 내에서 아르곤 이온을 조사한 후, 표면 거칠기를 측정하여, 조사 시간과 표면 거칠기로부터 구했다. 전처리로서, 연재에 부분적으로 마스킹을 행하고 나서 이온 조사를 행했다.
이온 조사는, X선 광전자 분광 분석 장치(PHI제 Quantum-2000)를 이용하고, 가속 전압 : 4kV, 이온종 : Ar+, 조사 시간 : 120min, 진공도 : 2×10-8∼4×10-8torr(2.7×10-9∼5.3×10-9kPa), 아르곤압 : 약 15mPa, 입사 각도 : 시료면에 대해 약 45도로 하여 행했다.
표면 거칠기의 측정은, 촉침식 표면 형상 측정기(비코 인스트루먼츠(Veeco Instruments Inc.) 제조 Dektak-3030)를 이용하고, 촉침(probe) : 다이아몬드 반경=5㎛, 침압(probe pressure) : 20㎎, 주사 거리 : 2㎜, 주사 속도 : Medium으로 하여 행했다. 연재에 있어서 이온 조사에 의해 표면에 패인 곳이 생긴 개소(마스킹 되어 있지 않은 개소)에 대해 패인 곳의 평균 깊이를 표면 거칠기로 하여, 표면 거칠기/조사 시간(120min)을 에칭 레이트로 했다.
다음으로, 얻어진 선 형상의 연재를 소정 길이(4.0㎜)로 절단하고, 얻어진 단척재(short material)의 일단측(단면으로부터 길이 방향으로 1㎜까지의 범위)에 냉간 단조 가공을 실시하여, 컵 형상의 전극 본체부를 제작하고, 타단측에 절삭 가공을 실시하여 선 형상의 리드부를 제작했다. 그 결과, 임의의 조성을 갖는 모든 연재도 컵 형상의 전극 본체부와, 선 형상의 리드부가 일체가 된 전극 부재를 얻을 수 있었다. 전극 본체부는, 외경 1.6㎜φ, 길이 3.0㎜, 개구부의 내경 1.4㎜φ, 깊이 2.6㎜, 저부의 두께 0.4㎜이며, 리드부는, 외경 0.6㎜φ, 길이 3㎜이다.
얻어진 전극 부재에 있어서, 전극 본체부의 표면에 형성된 산화 피막의 두께(㎛)를 측정했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 산화 피막의 두께는, 전극 부재를 절단하고, 전극 본체부 표면을 오제(Auger) 전자 분광법에 의해 측정하여 구했다.
다음으로, 얻어진 전극 부재를 이용하여 도 1에 나타내는 바와 같은 냉음극 형광 램프(1)를 제작했다. 형광 램프(1)는, 내벽면에 형광체층(21)을 갖는 I자 형상의 유리관(20)과, 유리관(20) 내의 양단부에 배치되는 한 쌍의 전극 부재(10)를 구비한다. 전극 부재(10)는, 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부(11)와, 전극 본체부(11)와 일체로 형성된 리드부(12)를 구비한다. 이러한 전극 부재(10)를 구비하는 형광 램프의 제작 순서는, 이하와 같다.
리드부(12)의 외주에 유리 비즈(14)를 삽입 통과시키고 나서, 리드부(12)의 단부에 구리 피복 Ni 합금선으로 이루어지는 외부 리드선(13)을 용접한 후, 리드부(12)의 외주에 유리 비즈(14)를 용착한다. 이러한 전극 부재(10)와, 외부 리드선(13)과, 유리 비즈(14)가 일체가 된 일체물(외부 리드선과 유리 비즈를 구비하는 전극 부재)을 두 개 준비한다. 그리고, 내벽면에 형광체층(본 시험에서는 할로인산염 형광체층)(21)을 갖고, 양단이 개구한 I자 형상의 유리관(20)을 준비하여, 개구한 관(20)의 일단에 한쪽의 일체물을 삽입하고, 유리 비즈(14)와 관(20)을 용착하여, 관(20)의 일단을 봉지함과 아울러, 전극 부재(10)(리드부(12))를 관(20)에 고정한다. 다음으로, 개구한 유리관(20)의 타단으로부터 진공 흡인하여 희가스(본 시험에서는 Ar 가스) 및 수은을 도입하고, 다른 한쪽의 일체물을 동일하게 하여 관(20)에 고정하고 관(20)을 봉지한다. 이 순서에 의해, 한 쌍의 전극 본체부(11)의 개구부가 대향하도록 유리관(10) 내에 배치된 냉음극 형광 램프(1)를 얻는다.
또한, 유리 비즈 및 유리관은, 표 2의 시료 No.1∼7, 그리고 30의 형광 램프에 대해 붕규산 유리(열팽창 계수 : 51×10-7/℃)로 이루어지는 것, 시료 No.8∼20, 31, 32의 형광 램프에 대해 소다라임 유리(열팽창 계수 : 90×10-7/℃)로 이루어지는 것을 이용했다.
각 조성의 전극 부재에 대해 각각, 상기 한 쌍의 일체물을 제작하고, 이들 일체물을 이용하여 냉음극 형광 램프를 제작한다. 얻어진 형광 램프에 대해, 휘도와 수명을 조사했다. 본 시험에서는, 비교 1로 이루어지는 전극 부재를 구비하는 시료 No.30의 냉음극 형광 램프의 중앙 휘도(43000cd/㎡) 및 수명을 100으로 하고, 그 외의 시료 No.1∼20, 31, 32의 휘도 및 수명을 상대적으로 나타냈다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 또한, 수명은, 중앙 휘도가 50%가 되었을 때로 했다.
시료 No. 합금 No. 열팽창 계수 (×10-7/℃) 평균 결정 입경 (㎛) 산화 피막 두께 (㎛) 워크함수 (eV) 에칭 레이트 (㎚/min) 휘도 수명
1 1 51 45 0.06 4.0 14.1 280 280
2 2 54 36 0.05 3.4 13.5 360 310
3 3 54 33 0.05 3.5 13.4 350 310
4 4 52 55 0.07 4.2 15.2 260 230
5 5 50 28 0.04 3.3 13.1 370 330
6 6 52 41 0.06 3.7 13.9 320 290
7 7 50 46 0.07 3.9 14.3 290 270
8 8 69 25 0.03 3.2 13.2 380 320
9 9 71 35 0.05 3.7 13.8 310 300
10 10 83 51 0.06 4.3 15.3 240 230
11 11 80 49 0.05 4.2 15.0 260 240
12 12 97 47 0.08 4.0 14.4 280 270
13 13 100 61 0.08 4.3 16.5 230 190
14 14 97 57 0.07 4.3 16.1 240 200
15 15 100 26 0.03 3.2 13.2 380 320
16 16 101 50 0.06 4.2 15.9 260 210
17 17 98 29 0.04 3.4 13.3 350 320
18 18 99 43 0.06 3.8 13.9 300 290
19 19 103 56 0.07 4.3 17.7 230 170
20 20 100 34 0.04 3.5 13.7 350 300
30 비교 1 51 89 1.1 4.7 20.0 100 100
31 비교 2 69 90 1.2 4.7 20.0 100 98
32 비교 3 98 89 1.2 4.7 20.0 99 100
표 2에 나타내는 바와 같이, 특정의 첨가 원소를 함유하는 Fe-Ni계 합금으로 이루어지는 전극 부재를 구비하는 시료 No.1∼20의 형광 램프는, 첨가 원소를 함유하고 있지 않은 Fe-Ni 합금으로 이루어지는 전극 부재를 구비하는 시료 No.30∼32의 형광 램프와 비교하여, 고휘도이며 장수명이다. 이는, 합금 No.1∼20이 단순한 Fe-Ni 합금의 비교 1∼3과 비교하여, 워크함수 및 에칭 레이트가 작은 재료, 즉, 전자를 방출하기 쉽고, 스퍼터링 속도가 느린 재료이기 때문이라고 생각된다. 또한, 합금 No.1∼20은, 비교 1∼3과 비교하여, 산화 피막이 형성되기 어려운 점에서 전자 방출성을 열화시키기 어렵기 때문이라고 생각된다. 또한, 합금 No.1∼20으로 이루어지는 전극 부재는, 평균 결정 입경이 70㎛ 이하로 작은 점에서, 형광 램프의 고휘도화, 장수명화에 기여했기 때문이라고 생각된다. 이 결과로부터 합금 No.1∼20으로 이루어지는 전극 부재는, 냉음극 형광 램프의 방전 부품의 재료로서, 매우 적합하게 이용할 수 있다고 생각된다. 또한, 선속 50℃/sec 이상으로 한 시료는, 평균 결정 입경을 보다 작게할 수 있고, 이러한 전극 부재는, 형광 램프의 고휘도화, 장수명화에 보다 공헌할 수 있다고 생각된다.
또한, 비교로서, 니켈제의 전극과, 코바르제의 이너(inner) 리드선을 용접에 의해 접합하여 이루어지는 일체물을 이용한 냉음극 형광 램프를 제작하여, 점등 시험을 실시했다. 이 비교 램프는, 전극과 이너 리드선을 별개로 제작하여 접합한 이외의 것은, 상기 시료 No.1∼20, 30∼32의 형광 램프와 동일하게 하여 제작했다. 이러한 비교 램프를 100개 준비했다. 그리고, 100개의 비교 램프 중 2개의 램프는, 점등 개시 후 1000시간 경과하고 나서, 전극이 이너 리드선으로부터 이탈하거나, 휘도의 저하가 보였다. 이러한 결함은, 접합 불량이 원인으로 발생했다고 생각된다. 한편, 합금 No.5로 이루어지는 전극 부재를 구비하는 시료 No.5의 형광 램프는, 2000시간 경과해도 전술한 바와 같은 결함이 발생하지 않았다. 이 점에서 특정의 첨가 원소를 함유하는 Fe-Ni계 합금으로 이루어져, 전극 본체부와 리드부를 일체 형성한 전극 부재는, 고휘도이며 장수명인 냉음극 형광 램프에 공헌할 수 있다고 예상된다.
또한, 전술한 실시예는, 본 발명의 요지를 일탈하는 일 없이, 적절히 변경하는 것이 가능하며, 전술한 구성에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 유리 비즈를 이용하지 않아도 좋다.
본 발명 전극 부재는, 냉음극 형광 램프의 방전 부품에 매우 적합하게 이용 할 수 있다. 본 발명 전극 부재의 제조 방법은, 상기 본 발명 전극 부재의 제조에 매우 적합하게 이용할 수 있다. 본 발명 형광 램프는, 예를 들면, 액정 디스플레이의 백 라이트용 광원, 소형 디스플레이의 프런트 라이트용 광원, 복사기나 스캐너 등의 원고 조사용 광원, 복사기의 이레이저(eraser)용 광원과 같은 여러 종류의 전기 기기의 광원으로서 매우 적합하게 이용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부와, 이 전극 본체부의 저단면(bottom end face)에 접속되는 리드부(lead portion)를 구비하는 냉음극 형광 램프용 전극 부재로서,
    전극 본체부와 리드부는 일체로 형성되어 있고, Ti, Hf, Zr, V, Nb, Mo, W, Sr, Ba, B, Th, Al, Y, Mg, In, Ca, Sc, Ga, Ge, Ag, Rh, Ta 및, 희토류 원소(Y, Sc를 제외)로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.01 질량% 이상 5.0 질량% 이하 함유하고, 잔부가 Fe-Ni 합금 및 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프용 전극 부재.
  2. 제1항에 있어서,
    전극 본체부와 리드부는, Y, Ca, Ge, Nd 및, 미슈 메탈(misch metal)로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.1 질량% 이상 3.0 질량% 이하 함유하고, 잔부가 Fe-Ni 합금 및 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프용 전극 부재.
  3. 제1항에 있어서,
    전극 본체부는 워크함수(work function)가 4.7eV 미만인 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프용 전극 부재
  4. 제1항에 있어서,
    전극 본체부는 에칭 레이트가 20㎚/min 미만인 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프용 전극 부재.
  5. 제1항에 있어서,
    리드부는, 열팽창 계수(30∼450℃에 있어서의 평균)가 45×10-7/℃ 이상 110×10-7/℃ 이하인 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프용 전극 부재.
  6. 제1항에 있어서,
    전극 본체부를 구성하는 금속의 평균 결정 입경이 70㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프용 전극 부재.
  7. 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부와, 이 전극 본체부의 저단면에 접속되는 리드부를 일체 형성하는 냉음극 형광 램프용 전극 부재의 제조 방법으로서,
    Ti, Hf, Zr, V, Nb, Mo, W, Sr, Ba, B, Th, Al, Y, Mg, In, Ca, Sc, Ga, Ge, Ag, Rh, Ta 및, 희토류 원소(Y, Sc를 제외)로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.01 질량% 이상 5.0 질량% 이하 함유하고, 잔부가 Fe-Ni 합금 및 불순물로 이루어지는 선상재(wire material)를 준비하는 공정과,
    상기 선상재의 일단측에 단조 가공을 행하여 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부를 형성하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프용 전극 부재의 제조 방법.
  8. 내부가 기밀하게 봉지되는 유리관과, 이 유리관 내에 배치되는 바닥이 있는 통 형상의 전극 본체부와, 이 전극 본체부의 저단면에 접속되어, 유리관의 봉지(sealing) 개소에 고정되는 리드부를 구비하는 냉음극 형광 램프로서,
    전극 본체부와 리드부는 일체로 형성되어 있고, Ti, Hf, Zr, V, Nb, Mo, W, Sr, Ba, B, Th, Al, Y, Mg, In, Ca, Sc, Ga, Ge, Ag, Rh, Ta 및, 희토류 원소(Y, Sc를 제외)로부터 선택되는 적어도 1종의 원소를 합계로 0.01 질량% 이상 5.0 질량% 이하 함유하고, 잔부가 Fe-Ni 합금 및 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프.
  9. 제8항에 있어서,
    전극 본체부의 표면에 형성되는 산화 피막의 두께가 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100984476B1 (ko) * 2009-08-17 2010-09-30 쿠리인 덴코 가부시키가이샤 냉음극 방전관용 전극 및 냉음극 방전관

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5267979B2 (ja) * 2008-06-25 2013-08-21 Ｎｅｃライティング株式会社 蛍光ランプ用電極、その製造方法、及び蛍光ランプ
JP4902706B2 (ja) * 2008-09-16 2012-03-21 スタンレー電気株式会社 冷陰極蛍光管用電極及びそれを用いた冷陰極蛍光管
TWI451469B (zh) * 2008-09-16 2014-09-01 Stanley Electric Co Ltd A cold cathode fluorescent tube electrode, and a cold cathode fluorescent tube using the same
JP2011181275A (ja) * 2010-02-26 2011-09-15 Stanley Electric Co Ltd 冷陰極紫外線管用電極及びこれを用いた冷陰極紫外線管
JP4531125B1 (ja) * 2010-05-07 2010-08-25 クリーン電工株式会社 冷陰極放電管用電極及び冷陰極放電管
JP5218582B2 (ja) * 2011-03-08 2013-06-26 ウシオ電機株式会社 放電ランプ
CN102199000B (zh) * 2011-03-30 2012-08-08 连云港福东正佑照明电器有限公司 砷化镓晶体生长用双料壁石英玻璃管及其制备方法
JP6484160B2 (ja) * 2015-11-02 2019-03-13 住友電気工業株式会社 電極材料及び点火プラグ用電極、並びに点火プラグ
TWI774273B (zh) * 2021-03-15 2022-08-11 鼎翰光電股份有限公司 紫外線燈管之製造方法與裝置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3107743B2 (ja) * 1995-07-31 2000-11-13 カシオ計算機株式会社 電子放出性電極およびその製造方法、並びにそれを用いた冷陰極蛍光管およびプラズマディスプレイ
JP2002289137A (ja) * 2001-03-27 2002-10-04 West Electric Co Ltd 冷陰極放電管及び照明装置
JP2003242927A (ja) 2002-02-19 2003-08-29 Toho Kinzoku Co Ltd 放電ランプ用電極及び放電ランプ
KR20040057991A (ko) * 2002-12-25 2004-07-02 하리손 도시바 라이팅구 가부시키가이샤 냉음극 형광 램프 및 그 제조 방법
JP4278999B2 (ja) * 2003-01-31 2009-06-17 株式会社Ｎｅｏｍａｘマテリアル 蛍光放電管用電極合金、蛍光放電管用電極およびその電極を備えた蛍光放電管
KR101153764B1 (ko) * 2003-02-18 2012-06-13 고에키자이단호진 고쿠사이카가쿠 신고우자이단 형광관 및 그 제조 방법
JP2004335407A (ja) 2003-05-12 2004-11-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電極および冷陰極放電管
JP4276005B2 (ja) * 2003-06-30 2009-06-10 株式会社 日立ディスプレイズ 冷陰極蛍光管及びこの冷陰極蛍光管を用いた液晶表示装置
JP2005116279A (ja) * 2003-10-06 2005-04-28 Nec Lighting Ltd 蛍光ランプ用導入線及びその製造方法、冷陰極蛍光ランプ
JP3990406B2 (ja) * 2005-02-18 2007-10-10 Ｎｅｃライティング株式会社 冷陰極蛍光ランプ、電極、および電極ユニット
JP4831481B2 (ja) * 2005-06-22 2011-12-07 日立金属株式会社 冷陰極放電管電極用合金
JP2008050690A (ja) * 2006-07-24 2008-03-06 Hitachi Metals Ltd 冷陰極放電管電極用合金

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100984476B1 (ko) * 2009-08-17 2010-09-30 쿠리인 덴코 가부시키가이샤 냉음극 방전관용 전극 및 냉음극 방전관

Also Published As

Publication number Publication date
CN101542679B (zh) 2012-05-16
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TWI430324B (zh) 2014-03-11
WO2008062563A1 (fr) 2008-05-29
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JP2008130507A (ja) 2008-06-05
TW200834643A (en) 2008-08-16
DE112007002726T5 (de) 2009-09-24

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