KR20100019359A - Cold cathode fluorescent lamp and method for manufacturing the same - Google Patents

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KR20100019359A
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도시카즈 스기무라
세이이치로우 후지오카
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엔이씨 라이팅 가부시키가이샤
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Abstract

PURPOSE: A fluorescent lamp with a cold cathode and a method for manufacturing thereof are provided to improve a sputtering resistance while a high tube current is applied, and to extend a life expectancy of an electrode. CONSTITUTION: A fluorescent lamp with a cold cathode comprises: a transparent tube(2) which is shielded with sealing members, including a fluorescent layer on the surface of an inner wall, an inert gas, and mercury; electrodes(7) installed in both ends of the transparent tube; and lead wires(9) connected to the electrodes while passing through the sealing members. The electrodes are forming a micro structure composed with steel, a ferreous alloy, and crystal particles with an average diameter of a 4.9 micrometer.

Description

냉음극 형광 램프 및 그것을 제조하는 방법{COLD CATHODE FLUORESCENT LAMP AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}COLD CATHODE FLUORESCENT LAMP AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME

본 발명은 일본 특허 공개 공보 제 2008-204565 호에서 주장된 우선권에 따라 이루어졌으며, 모 출원에서 설명된 모든 내용들은 여기에 포함된다.The present invention has been made in accordance with the priority claimed in Japanese Patent Laid-Open No. 2008-204565, and all the contents described in the parent application are included herein.

본 발명은 냉음극 형광 램프 및 그것을 제조하는 방법에 관한 것으로, 더 상세하게는, 높은 튜브 전류가 인가될 경우에도 전극의 스퍼터링 내성을 개선시킴으로써 수명이 연장되는 냉음극 형광 램프, 및 그 냉음극 형광 램프를 제조하는 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to cold cathode fluorescent lamps and methods of manufacturing the same, and more particularly to cold cathode fluorescent lamps having extended lifetime by improving sputtering resistance of electrodes even when high tube currents are applied, and cold cathode fluorescent lamps thereof. It relates to a method of manufacturing a lamp.

냉음극 형광 램프는, 높은 휘도, 탁월한 컬러 렌더링 특성, 긴 수명, 낮은 전력 소비, 및 다른 특성들을 특징으로 하며, 따라서, 텔레비전, 컴퓨터, 및 다른 액정 디스플레이 장치에서 사용되는 백라이트, 팩시밀리 및 다른 유사한 장치에서의 이미지 판독 광원, 복사기에서의 이레이저 (eraser) 광원, 및 다양한 디스플레이 목적으로서 빈번하게 사용된다. 이러한 타입의 냉음극 형광 램프는 다음과 같이 작동하며, 즉, 유리 또는 임의의 다른 적절한 재료로 구성된 투명 튜브의 양 말단의 부근에 제공되고, 그 내에 밀폐 방식으로 희가스 (noble gas) 및 수은을 함 유하는 전극에 전압이 인가된다. 전압이 인가된 투명 튜브에 존재하는 작은 수의 전자들은 희가스를 이온화시킨다. 이온화된 희가스가 전극에 부딪칠 경우, 2차 전자들이 방출되며, 이에 따라 글로우 방전을 발생시킨다. 글로우 방전으로 조사된 수은은 자외선을 방사하도록 여기된다. 투명 튜브의 내부벽상에 존재하는 형광 물질이 자외선을 수광할 경우, 형광 물질은 가시광선을 방출한다.Cold cathode fluorescent lamps are characterized by high brightness, excellent color rendering characteristics, long life, low power consumption, and other characteristics, and thus are suitable for backlights, facsimiles and other similar devices used in televisions, computers, and other liquid crystal display devices. It is frequently used for image reading light sources in Era, eraser light sources in copiers, and various display purposes. This type of cold cathode fluorescent lamp operates as follows, i.e., provided in the vicinity of both ends of a transparent tube made of glass or any other suitable material, in which it contains noble gas and mercury in a closed manner. The remaining voltage is applied to the electrode. The small number of electrons present in the transparent tube, which is energized, ionize the rare gas. When the ionized rare gas strikes the electrode, secondary electrons are released, thereby generating a glow discharge. Mercury irradiated with the glow discharge is excited to emit ultraviolet rays. When the fluorescent material present on the inner wall of the transparent tube receives ultraviolet light, the fluorescent material emits visible light.

튜브 전압 및 전력 소비가 감소될 수 있기 때문에 이러한 타입의 냉음극 형광 램프의 전극은 컵 형상을 가지며, 컵-형상 전극의 개구부들이 서로 대면하는 방식으로, 투명 튜브의 양 말단에 배치된다. 다음의 이유들, 즉, 낮은 용융 온도 (melting temperature), 우수한 가공성 (workability), 수은 및 희가스 이온 그리고 다른 물질들에 대한 탁월한 스퍼터링 내성, 시일링 재료로서 통상적으로 사용되는 코바 (Kovar) 및 다른 유사한 재료들에 대한 우수한 용접성 (weldability), 및 4 내지 5 mA 범위의 튜브 전류하의 충분한 내구성 (durability) 때문에, 전극은 니켈로 구성되어 있다. 그러나, 최근 텔레비전의 대형-스크린, 높은 휘도의 액정 디스플레이 장치의 백라이트 유닛에서의 냉음극 형광 램프에서, 전극이 5 mA 이상의 튜브 전류하의 내구성, 큰 로드에 대한 탁월한 스퍼터링 내성, 낮은 일함수, 및 낮은 방전 개시 전압을 요구하기 때문에, 니켈은 전극 재료로서 몰리브덴 또는 니오븀으로 대체되고 있다 (일본 특허 공개 공보 제 2004-355971 호).The electrodes of this type of cold cathode fluorescent lamp have a cup shape because the tube voltage and power consumption can be reduced, and are arranged at both ends of the transparent tube in such a way that the openings of the cup-shaped electrodes face each other. The following reasons: low melting temperature, good workability, excellent sputtering resistance to mercury and rare gas ions and other materials, Kovar and other similarly commonly used as sealing materials Due to the good weldability to the materials and sufficient durability under tube currents in the 4-5 mA range, the electrode consists of nickel. In recent years, however, in cold cathode fluorescent lamps in large-screen, high-brightness liquid crystal display devices of televisions, in the backlight unit of the liquid crystal display device, the electrodes are durable under 5 mA tube current, excellent sputtering resistance to large loads, low work function, and low Nickel has been replaced by molybdenum or niobium as the electrode material because it requires a discharge start voltage (Japanese Patent Laid-Open No. 2004-355971).

그러나, 몰리브덴 및 니오븀은, 각각, 2622℃ 및 1950℃ 의 높은 용융점을 갖고 있으므로, 전극을 생성하기 위해 그러한 높은-용융점 금속을 완전히 용융시킬 수 있는 가열로를 제조하는 것은 어렵다. 또한, 몰리브덴 및 니오븀 그 자체는 고가이며, 그들의 용융점 하에서 내구성을 갖는 가열로 또한 고가이다. 따라서, 상술된 금속들 중 임의의 금속으로 구성된 전극은 고가이다. 이러한 문제를 극복하기 위해, 통상적으로, 상술된 금속들 중 임의의 금속을 그것의 용융점보다 낮은 온도, 예를 들어, 약 1800℃ 에서 소결시킴으로써 제조된 주괴 (ingot) 또는 와이어를 가공시킴으로써 전극이 생성된다. 그러나, 재료를 그것의 용융점보다 낮은 온도에서 용융시킴으로써 형성되는 주괴 또는 와이어를 사용하여 생성된 전극은, 원료 그레인 (raw material grain) 이 남아있고 그 원료 그레인이 그레인 경계를 통해 결합되는 구조를 갖는다. 따라서, 냉음극 형광 램프의 제조 프로세스 동안 전극의 표면이 가열되고 산화되는 경우, 원료 그레인들 사이의 결합력은 약해진다. 이에 따라 생성된 전극을 포함하는 냉음극 형광 램프에서, 수은 및 희가스 이온들이 그 그레인들 사이에서 그레인 경계를 바람직하지 않게 선택적으로 스퍼터링한다. 따라서, 실제 냉음극 형광 램프에서 사용되는 몰리브덴 또는 니오븀으로 구성된 전극은 스퍼터링 내성을 갖지 않으며, 사실상 신뢰가능하지 않다.However, since molybdenum and niobium have high melting points of 2622 ° C and 1950 ° C, respectively, it is difficult to manufacture a furnace that can completely melt such a high-melting point metal to produce an electrode. In addition, molybdenum and niobium per se are expensive, and furnaces with durability under their melting point are also expensive. Thus, electrodes composed of any of the metals described above are expensive. To overcome this problem, electrodes are typically produced by processing ingots or wires made by sintering any of the metals described above at a temperature below its melting point, eg, about 1800 ° C. do. However, electrodes produced using ingots or wires formed by melting the material at temperatures below its melting point have a structure in which raw material grains remain and the raw grains are bonded through grain boundaries. Thus, when the surface of the electrode is heated and oxidized during the manufacturing process of the cold cathode fluorescent lamp, the bonding force between the raw grains is weakened. In a cold cathode fluorescent lamp comprising an electrode thus produced, mercury and rare gas ions undesirably selectively sputter grain boundaries between the grains. Thus, the electrodes composed of molybdenum or niobium used in actual cold cathode fluorescent lamps do not have sputtering resistance and are virtually unreliable.

또한, 몰리브덴 및 니오븀이 수은 및 희가스 이온 그리고 다른 물질들에 대한 스퍼터링 내성에서 니켈보다 약간 뛰어나지만, 니켈의 경우에서와 같이, 몰리브덴 및 니오븀이 램프의 동작 동안 수은과 상호작용하고, 광 방출에 기여하지 않는 아말감을 형성하기 때문에, 스퍼터링된 몰리브덴 및 니오븀은 투명 튜브에 도입된 수은을 바람직하지 않게 소비한다. 따라서, 투명 튜브로 도입된 수은의 양은, 아말감 형성에 소비되는 수은의 양에 부가하여, 광 방출에 사용되는 수은의 양이어야 한다. 최근에, 투명 튜브로 도입된 수은의 양은 또한 환경 문제의 관점으로 부터 최소화되는 것이 바람직하다. 따라서, 전극들이 스퍼터링될 경우 형성될 아말감의 양을 감소시킬 수 있는 전극 재료에 대한 필요성이 존재한다.In addition, although molybdenum and niobium are slightly better than nickel in sputtering resistance to mercury, rare gas ions and other materials, as in the case of nickel, molybdenum and niobium interact with mercury during the operation of the lamp and contribute to light emission Sputtered molybdenum and niobium undesirably consume mercury introduced into the transparent tube because it forms amalgams that do not. Thus, the amount of mercury introduced into the transparent tube should be the amount of mercury used for light emission, in addition to the amount of mercury consumed to form amalgam. Recently, the amount of mercury introduced into the transparent tube is also preferably minimized from the viewpoint of environmental issues. Thus, there is a need for an electrode material that can reduce the amount of amalgam to be formed when the electrodes are sputtered.

아말감을 형성하기 위한 수은과 상호작용하지 않는 주요 재료들의 예는, 철, 텅스텐, 및 망간을 포함할 수도 있다. 그러나, 텅스텐은 매우 높은 용융점을 갖고 있으며, 따라서, 소결된 텅스텐으로 구성된 전극은 매우 고가이고, 이에 따라, 사실상 적합하지 않다. 또한, 망간은 전극의 주요한 컴포넌트로서 사실상 적합하지 않다. 철은 전극 재료로서 사실상 적합하다. 예를 들어, 철 함유량이 높고 탄소 함유량이 최대 약 0.02 질량% 인 순철로서 통상적으로 지칭되는 재료는, 수은 및 네온 이온들에 대한 니켈의 스퍼터링 내성과 유사하거나 더 작은 스퍼터링 내성을 가지므로, 순철의 스퍼터링 내성을 개선시킬 필요가 있다.Examples of main materials that do not interact with mercury to form amalgam may include iron, tungsten, and manganese. However, tungsten has a very high melting point, and therefore electrodes composed of sintered tungsten are very expensive and, therefore, are not practically suitable. In addition, manganese is not practically suitable as a major component of the electrode. Iron is virtually suitable as an electrode material. For example, a material commonly referred to as pure iron with a high iron content and a carbon content of up to about 0.02% by mass has a sputtering resistance that is similar to or less than that of nickel for mercury and neon ions, so that There is a need to improve sputtering resistance.

일본 특허 공개 공보 제 2005-183172호는, 니켈, 스테인리스 스틸, 철, 알루미늄, 또는 구리 중 적어도 하나로 구성된 층, 및 텅스텐, 몰리브덴, 니오븀, 또는 그 상에 배치된 임의의 다른 적절한 물질로 구성된 또 다른 층을 각각 포함하는 전극들을 포함하며, 탁월한 이미터 유지 성능 및 긴 수명을 갖는 방전 램프를 리포트한다. 일본 특허 공개 공보 제 2005-327485호 및 일본 특허 공개 공보 제 2006-073307호는, 일본 특허 공개 공보 제 2005-183172호에 설명되어 있는 2층 구조와 유사한 특정 구조들을 갖는 냉음극 형광 램프들을 리포트한다. 그러나, 전극들 각각의 표면에서 사용되는 몰리브덴, 니오븀, 및 다른 물질들 때문에, 이들 방전 램프들은 사실상 문제가 있다.Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2005-183172 is another layer composed of at least one of nickel, stainless steel, iron, aluminum, or copper, and tungsten, molybdenum, niobium, or any other suitable material disposed thereon. Reports a discharge lamp with electrodes each comprising a layer, with excellent emitter retention performance and long lifetime. Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2005-327485 and Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2006-073307 report cold cathode fluorescent lamps having specific structures similar to the two-layer structure described in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2005-183172. . However, because of the molybdenum, niobium, and other materials used at the surface of each of the electrodes, these discharge lamps are in fact problematic.

본 발명의 목적은, 각각이 높은 튜브 전류가 인가될 경우에도 탁월한 스퍼터링 내성을 갖고, 아말감을 거의 형성하지 않고, 환경에 거의 로드를 부과하지 않고, 적은 비용으로 용이하게 제조될 수 있으며, 긴 수명을 제공하는 실용적인 레벨에서 작동하는 전극들을 포함하는 냉음극 형광 램프를 제공하는 것이다.The object of the present invention is that each has excellent sputtering resistance even when high tube current is applied, forms little amalgam, hardly loads to the environment, can be easily manufactured at low cost, and long lifespan It is to provide a cold cathode fluorescent lamp comprising electrodes operating at a practical level to provide.

본 발명의 발명자들은 집중적인 연구를 수행하였으며, 직경이 평균적으로 4.9㎛ 이하인 철 또는 철 합금 결정 입자 (crystal particle) 들로 이루어진 마이크로 구조를 갖는 주로 철 또는 철 합금 재료로 구성된 전극이, 높은 튜브 전류가 인가될 경우에도 스퍼터링 내성에서 뛰어나며, 그 전극이 냉음극 형광 램프에서 사용될 경우 아말감을 거의 형성하지 않는다는 것을 발견하였다. 본 발명은 상술된 발견들에 기초하여 획득되었다.The inventors of the present invention have carried out intensive research, in which an electrode composed mainly of iron or iron alloy material having a microstructure consisting of iron or iron alloy crystal particles having an average diameter of 4.9 μm or less has a high tube current. It was found that even when is applied, it is excellent in sputtering resistance and hardly forms amalgam when the electrode is used in a cold cathode fluorescent lamp. The present invention has been obtained based on the above findings.

즉, 본 발명은, 내부벽 표면상에 제공된 형광층을 포함하고 희가스 및 수은을 함유하는 투명 튜브로서, 그 투명 튜브의 양 말단은 시일링 부재들에 의해 차폐되는, 그 투명 튜브; 그 투명 튜브의 양 말단의 부근에 제공되는 전극들; 및 그 전극들에 접속되고 그 시일링 부재들을 관통하는 리드선들을 구비한 냉음극 형광 램프에 관한 것이며, 여기서, 그 전극들 각각은, 직경이 평균적으로 4.9㎛ 이하인 철 또는 철 합금 결정 입자들로 이루어진 마이크로 구조를 갖는 철 또는 철 합금 재료로 구성된다.That is, the present invention provides a transparent tube comprising a fluorescent layer provided on an inner wall surface and containing rare gas and mercury, both ends of the transparent tube being shielded by sealing members; Electrodes provided in the vicinity of both ends of the transparent tube; And a cold cathode fluorescent lamp having lead wires connected to the electrodes and penetrating the sealing members, wherein each of the electrodes is made of iron or iron alloy crystal particles having an average diameter of 4.9 μm or less. It consists of an iron or iron alloy material with a microstructure.

즉, 본 발명은 상술된 냉음극 형광 램프에 따라 냉음극 형광 램프를 제조하는 방법에 관한 것이며, 그 방법은, 철 또는 철 합금 재료로 구성된 캐스트 (cast) 를 형성하는 단계; 및 직경이 평균적으로 4.9㎛ 이하인 철 또는 철 합금 결정 입자들로 이루어진 마이크로 구조를 갖는 전극을 형성하기 위해 다수의 방향으로 스트레인 (strain) 함으로써 그 캐스트를 단조시키거나 롤링 (roll) 시키는 단계를 포함한다.That is, the present invention relates to a method of manufacturing a cold cathode fluorescent lamp according to the cold cathode fluorescent lamp described above, the method comprising: forming a cast made of iron or iron alloy material; And forging or rolling the cast by straining in multiple directions to form an electrode having a microstructure of iron or iron alloy crystal grains having an average diameter of 4.9 μm or less. .

본 발명의 냉음극 형광 램프는, 각각이 높은 튜브 전류가 인가될 경우에도 탁월한 스퍼터링 내성을 갖고, 아말감을 거의 형성하지 않고, 환경에 거의 로드를 부과하지 않고, 적은 비용으로 용이하게 제조될 수 있으며, 긴 수명을 제공하는 실용적인 레벨에서 작동하는 전극들을 포함한다.The cold cathode fluorescent lamps of the present invention each have excellent sputtering resistance even when a high tube current is applied, hardly form amalgam, impose little load on the environment, and can be easily manufactured at low cost. And electrodes that operate at a practical level providing long life.

본 발명에 의하면, 각각이 높은 튜브 전류가 인가될 경우에도 탁월한 스퍼터링 내성을 갖고, 아말감을 거의 형성하지 않고, 환경에 거의 로드를 부과하지 않고, 적은 비용으로 용이하게 제조될 수 있으며, 긴 수명을 제공하는 실용적인 레벨에서 작동하는 전극들을 포함하는 냉음극 형광 램프를 제공할 수 있다.According to the present invention, each has excellent sputtering resistance even when a high tube current is applied, hardly forms amalgam, imposes little load on the environment, can be easily manufactured at low cost, and has a long service life. It is possible to provide a cold cathode fluorescent lamp comprising electrodes operating at a practical level to provide.

본 발명의 냉음극 형광 램프는, 내부벽 표면상에 제공된 형광층을 포함하고 희가스 및 수은을 함유하는 투명 튜브로서, 그 투명 튜브의 양 말단은 시일링 부재들에 의해 차폐되는, 그 투명 튜브; 그 투명 튜브의 양 말단의 부근에 제공되는 전극들; 및 그 전극들에 접속되고 그 시일링 부재들을 관통하는 리드선들을 구비한 다. 그 전극들 각각은, 직경이 평균적으로 4.9㎛ 이하인 철 또는 철 합금 결정 입자들로 이루어진 마이크로 구조를 갖는 철 또는 철 합금 재료로 구성된다.The cold cathode fluorescent lamp of the present invention comprises a transparent tube comprising a fluorescent layer provided on an inner wall surface and containing rare gas and mercury, both ends of the transparent tube being shielded by sealing members; Electrodes provided in the vicinity of both ends of the transparent tube; And lead wires connected to the electrodes and passing through the sealing members. Each of the electrodes is composed of an iron or iron alloy material having a micro structure composed of iron or iron alloy crystal particles having an average diameter of 4.9 μm or less.

본 발명의 냉음극 형광 램프에서 사용되는 투명 튜브는, 규산 유리, 붕규산 유리, 아연 붕규산 유리, 납 유리, 소다 유리, 또는 가시광을 전달하는 임의의 다른 재료로 구성될 수도 있다. 투명 튜브는, 직선형, 커브형, 또는 임의의 다른 적절한 형상을 가질 수도 있다. 그 튜브의 직경은 임의의 사이즈, 예를 들어, 1.5 내지 6.0mm 의 범위일 수도 있다. 그 투명 튜브의 두께는 의도된 목적에 따라 적절하게 선택될 수 있지만, 상술된 구경 (bore diameter) 이 이용될 경우, 0.15 내지 0.60mm 의 범위인 것이 바람직하다.The transparent tube used in the cold cathode fluorescent lamp of the present invention may be composed of silicate glass, borosilicate glass, zinc borosilicate glass, lead glass, soda glass, or any other material that transmits visible light. The transparent tube may have a straight, curved, or any other suitable shape. The diameter of the tube may range in any size, for example 1.5 to 6.0 mm. The thickness of the transparent tube may be appropriately selected depending on the intended purpose, but when the bore diameter described above is used, it is preferably in the range of 0.15 to 0.60 mm.

형광층은, 투명 튜브의 내부벽 표면 거의 모두에서 제공된다. 형광층은, 후술되는 수은으로부터 방사된 자외선에 의해 여기되고 가시광선을 방출하는 형광 물질을 함유한다. 의도된 파장을 갖는 광을 방출하는 임의의 형광 물질이 선택될 수 있다. 그러한 형광 물질은, 할로포스페이트 (halophosphate), 희토류 화합물, 및 다른 적절한 형광 물질일 수도 있다. 상기 형광 물질들의 적절한 조합이 백색광을 방출하는데 사용될 수 있다. 형광층의 두께는 11 내지 35㎛ 의 범위인 것이 바람직하다.The fluorescent layer is provided on almost all of the inner wall surface of the transparent tube. The fluorescent layer contains a fluorescent material which is excited by ultraviolet rays emitted from mercury described later and emits visible light. Any fluorescent material that emits light having the intended wavelength can be selected. Such fluorescent materials may be halophosphates, rare earth compounds, and other suitable fluorescent materials. Appropriate combinations of these fluorescent materials can be used to emit white light. It is preferable that the thickness of a fluorescent layer is 11-35 micrometers.

방전이 적용될 경우 자외선을 생성하는 수은, 및 아르곤, 크세논, 네온, 및 다른 적절한 엘리먼트들로부터 적절하게 선택되는 희가스가 투명 튜브로 도입된다. 투명 튜브에서 생성되는 방전된 전자들은 수은 원자들과 충돌하며, 이는, 253.7nm 및 다른 파장을 갖는 자외선을 생성하고, 차례로, 그 자외선은 형광 물질 을 여기시킨다. 도입될 수은 및 희가스의 양은, 형광 램프의 동작 동안 수은의 증기압이, 예를 들어, 1 내지 10Pa 의 범위에 있고, 희가스의 압력이, 예를 들어, 5000 내지 11000Pa 의 범위에 있는 방식으로 결정되는 것이 바람직하다.Mercury, which generates ultraviolet light when discharge is applied, and a rare gas appropriately selected from argon, xenon, neon, and other suitable elements are introduced into the transparent tube. The discharged electrons generated in the transparent tube collide with mercury atoms, which produce ultraviolet light with 253.7 nm and other wavelengths, which in turn excite the fluorescent material. The amount of mercury and rare gas to be introduced is determined during the operation of the fluorescent lamp in such a way that the vapor pressure of mercury is, for example, in the range of 1 to 10 Pa, and the pressure of the rare gas is, for example, in the range of 5000 to 11000 Pa. It is preferable.

투명 튜브의 양 말단에서 제공된 전극들 각각은, 직경이 평균적으로 4.9㎛ 이하인 철 또는 철 합금 결정 입자들로 이루어진 마이크로 구조를 갖는 철 또는 철 합금 재료 (이하, 전극 재료로서 종종 지칭됨) 로 구성된다. 전극 재료는 철만을 함유할 수도 있지만, 탄소를 함유하는 것이 바람직하다. 주로 철을 함유하는 상술된 전극 재료는, 몰리브덴, 니오븀, 또는 다른 엘리먼트들의 용융점보다 낮은 용융점을 가지며, 함유된 탄소는 용융점을 추가적으로 낮춘다. 따라서, 리드선은 더 낮은 온도에서 전극에 접속될 수 있으며, 그에 의해 접속 동작 동안 리드선의 열화가 감소될 수 있다. 리드선이, 예를 들어, 코바로 구성될 경우, 전극 재료는 그 코바의 용융점과 유사한 용융점을 갖는다. 또한, 전극 재료는 마이크로 구조를 갖는다. 따라서, 높은 튜브 전류, 예를 들어, 12mA 가 인가될 경우에도, 결과적인 전극은 탁월한 스퍼터링 내성을 갖는다.Each of the electrodes provided at both ends of the transparent tube consists of an iron or iron alloy material (hereinafter sometimes referred to as electrode material) having a microstructure consisting of iron or iron alloy crystal grains having an average diameter of 4.9 μm or less. . The electrode material may contain only iron, but preferably contains carbon. The above-described electrode material containing mainly iron has a melting point lower than the melting point of molybdenum, niobium, or other elements, and the contained carbon further lowers the melting point. Thus, the lead wire can be connected to the electrode at a lower temperature, whereby the deterioration of the lead wire can be reduced during the connecting operation. When the lead wire is composed of, for example, a cobar, the electrode material has a melting point similar to that of the cobar. In addition, the electrode material has a microstructure. Thus, even when a high tube current, for example 12 mA, is applied, the resulting electrode has excellent sputtering resistance.

전극에서의 결정 입자들의 평균 직경은, 산성 에칭을 경험한 전극 표면을 관측하는데 광학 현미경이 사용되는 비교 방법에 의해 결정된 입자 직경으로부터 결정될 수 있다. 상세하게는, Japan Society for Heat Treatment Technology 에 의해 편집되고 Taiga Publishing 에 의해 발행된 "An Introduction to Metallic Materials and Textures", p189-193 에 설명되어 있는 방법에 따라 그 비교 방법이 수행된다. 상세하게, 광학 현미경 하에서 0.8mm 직경의 실제 필드의 뷰를 100 배 확대함으로써 획득된 현미경 사진 (micrograph) 상의 80mm 직경의 원에서, 그 원내의 결정 입자들은 대응하는 입자 사이즈 번호를 발견하기 위해 표준 차트에서의 결정 입자들과 비교된다. 따라서, 평균 입자 직경이 획득된다. 예를 들어, 광학 현미경을 사용함으로써 획득된 전극 이미지에서 평균 직경을 갖는 입자가 사이즈 번호 5 의 입자에 대응할 경우, 평균 입자 직경은 4.9㎛ 이다.The average diameter of the crystal grains at the electrode can be determined from the particle diameter determined by a comparison method in which an optical microscope is used to observe the electrode surface that has experienced acid etching. In detail, the comparison method is performed according to the method described in "An Introduction to Metallic Materials and Textures", p189-193, edited by Japan Society for Heat Treatment Technology and published by Taiga Publishing. In detail, in an 80 mm diameter circle on a micrograph obtained by enlarging a view of a real field of 0.8 mm diameter under an optical microscope, the crystal grains in that circle are standard charts to find the corresponding particle size number. Compared with the crystal grains in. Thus, an average particle diameter is obtained. For example, when a particle having an average diameter in the electrode image obtained by using an optical microscope corresponds to a particle of size number 5, the average particle diameter is 4.9 mu m.

전극 재료는, 철 또는 철 합금을 주로 함유하는 용융물을 냉각시킴으로써 획득된다. 전극 재료가 탄소를 함유할 경우, 철 또는 철 합금에 존재하는 탄소는 고용체 (solid solution) (페라이트, 오스테나이트, 및 마르텐사이트), 흑연 (그래파이트), 또는 탄화철 (세멘타이트) 의 형태로 존재한다. 그래파이트는, 6각형 결정 페이즈를 갖는 탄소 광물이고, 세멘타이트는, 철 및 탄소가 서로 결합되어 있는 탄화철 Fe3C 이다. 여기에 설명된 고용체는, 탄소 원자들의 트레이스 (trace) 가 결정 격자에서 철 원자들 사이의 갭을 관통하는 침입형 (interstitial) 고용체이다. 높은 온도에서의 침입형 고용체의 안정한 구조는 오스테나이트 (면심 입방 (face-centered cubic) 격자 구조) 이지만, 실온에서의 침입형 고용체의 안정한 구조는 페라이트 (체심 입방 (body-centered cubic) 격자 구조) 이다. 오스테나이트 구조를 갖는 높은 온도의 고용체가 급속한 냉각 (소입 (quenching)) 을 경험할 경우, 매우 단단하지만 부서지기 쉬운 마르텐사이트 (체심 입방 격자 구조) 가 획득된다. 결과적인 마르텐사이트가 재가열되고, 고정된 주기 동안 가열된 상태로 유지되며, 그 후, 천천히 냉각 (템퍼 (temper)) 될 경우, 매우 연성인 템퍼된 마르텐사이트가 획득될 수 있다. 전극 재료에 함유된 탄소 원자들이 고용체, 그래파이트, 또는 세멘타이트의 형태를 취할지는 다음의 조건, 즉, 철 또는 철 합금을 함유하는 용융물이 냉각되는 냉각 속도 (주기), 철 또는 철 합금에 함유된 다른 엘리먼트들의 존재, 탄소 함유량, 그 용융물을 냉각시킴으로써 획득된 결과적인 캐스트의 두께, 및 다른 조건들에 의존한다. 상술된 조건들은, 전극 재료가 원하는 형태로 탄소를 함유하도록 조정될 수 있다.The electrode material is obtained by cooling the melt mainly containing iron or iron alloy. If the electrode material contains carbon, the carbon present in the iron or iron alloy is in the form of a solid solution (ferrite, austenite, and martensite), graphite (graphite), or iron carbide (cementite). . Graphite is a carbon mineral having a hexagonal crystal phase, and cementite is iron carbide Fe 3 C in which iron and carbon are bonded to each other. The solid solution described herein is an interstitial solid solution in which a trace of carbon atoms penetrates the gap between iron atoms in the crystal lattice. The stable structure of the invasive solid solution at high temperature is austenite (face-centered cubic lattice structure), while the stable structure of the invasive solid solution at room temperature is ferrite (body-centered cubic lattice structure). to be. When a high temperature solid solution having an austenitic structure experiences rapid cooling (quenching), a very hard but brittle martensite (central cubic lattice structure) is obtained. If the resulting martensite is reheated and kept heated for a fixed period of time, then slowly cooled (tempered), very soft tempered martensite can be obtained. Whether the carbon atoms contained in the electrode material take the form of a solid solution, graphite, or cementite, that is, the cooling rate (cycle) in which the melt containing iron or iron alloy is cooled, the iron or iron alloy contained It depends on the presence of other elements, the carbon content, the thickness of the resulting cast obtained by cooling the melt, and other conditions. The conditions described above can be adjusted so that the electrode material contains carbon in the desired form.

전극 재료는 철 또는 철 합금 결정 입자들내에 탄화물 입자들, 상세하게는, 탄화철 (세멘타이트) 입자들을 함유하는 것이 바람직하다. 전극 재료내의 탄소 함유량은 0.08 질량% 내지 1.4 질량% 의 범위인 것이 바람직하고, 0.18 질량% 내지 0.68 질량% 의 범위인 것이 더 바람직하다. 전극 재료내의 탄소 함유량이 이러한 범위내에 존재할 경우, 탄소 원자들은 철과 결합하여 탄화철을 형성하려는 경향이 있으며, 전극 재료는, 용융된 경우 유동성 (flowability) 에서 뛰어나고, 그 후 냉각된 경우 그 전극 재료가 용이하게 가공되게 하는 경도 (hardness) 를 갖는다. 또한, 결과적인 전극은, 12mA 보다 더 높은 전류가 인가될 경우에도 희가스 이온들에 대한 탁월한 스퍼터링 내성을 갖는다. 따라서, 냉음극 형광 램프의 수명이 연장된다.The electrode material preferably contains carbide particles, in particular iron carbide (cementite) particles, in the iron or iron alloy crystal grains. The carbon content in the electrode material is preferably in the range of 0.08% by mass to 1.4% by mass, more preferably in the range of 0.18% by mass to 0.68% by mass. If the carbon content in the electrode material is within this range, the carbon atoms tend to combine with iron to form iron carbide, and the electrode material is excellent in flowability when melted and then the electrode material when cooled It has a hardness that makes it easy to process. The resulting electrode also has excellent sputtering resistance to rare gas ions even when a current higher than 12 mA is applied. Thus, the life of the cold cathode fluorescent lamp is extended.

탄화철 입자들의 평균 직경은 95nm 이하인 것이 바람직하다. 상술된 마이크로 구조를 측정하는 방법과 유사한 방법을 사용하여 획득된 평균 입자 직경은 탄화철 입자들의 직경으로서 사용될 수 있다.The average diameter of the iron carbide particles is preferably 95 nm or less. The average particle diameter obtained using a method similar to the method for measuring the microstructure described above can be used as the diameter of the iron carbide particles.

상술된 전극 재료는, 몰리브덴, 망간, 크롬, 및 실리콘 중 하나 이상을 철과 함께 또는 철 합금으로서 함유하는 것이 바람직하다. 몰리브덴, 망간, 또는 크롬 중 임의의 것은, 탄화철을 안정하게 유지하고, 철이 산화되는 것을 방지하고, 소입 효과를 향상시키며, 마이크로 구조를 조밀화하여 경도를 증가시킨다. 또한, 망간은 철 또는 철 합금에 함유된 황과 결합하여 황산 망간을 형성하며, 황에 결합되지 않은 망간은, 흑연 (black lead) 가 분리하는 것을 방지하는 탄화물을 형성한다.The above-mentioned electrode material preferably contains at least one of molybdenum, manganese, chromium, and silicon together with iron or as an iron alloy. Any of molybdenum, manganese, or chromium keeps iron carbide stable, prevents iron from oxidizing, improves quenching effects, and densifies microstructures to increase hardness. In addition, manganese combines with sulfur contained in iron or iron alloys to form manganese sulfate, and manganese not bound to sulfur forms carbides that prevent black lead from separating.

실리콘은, 탄소를 가장 흑연화시키고 탄화철을 강하게 분해시키는 엘리먼트이다. 그러나, 실리콘은 용융된 전극 재료의 유동성을 개선시킬 수 있다. 따라서, 실리콘을 함유한 전극 재료가 냉각되는 속도는 높으며, 결과적인 전극이 두껍게 규정될 경우, 흑연화된 탄소의 양은 감소한다.Silicon is the element that most graphitizes carbon and strongly decomposes iron carbide. However, silicon can improve the flowability of the molten electrode material. Thus, the rate at which the electrode material containing silicon is cooled is high, and if the resulting electrode is thickly defined, the amount of graphitized carbon is reduced.

전극 재료에 함유된 몰리브덴, 망간, 크롬, 및 실리콘의 총량은 0.3 질량% 내지 3.5 질량% 의 범위인 것이 바람직하고, 0.6 질량% 내지 2.1 질량% 의 범위인 것이 더 바람직하다. 이들 원자들의 총 함유량이 이러한 범위내에 존재할 경우, 전극 재료에 함유된 탄화철은 안정할 수 있으며, 용융된 전극 재료의 유동성이 유지될 수 있다. 따라서, 전극이 용이하게 형성될 수 있다.The total amount of molybdenum, manganese, chromium, and silicon contained in the electrode material is preferably in the range of 0.3% by mass to 3.5% by mass, more preferably in the range of 0.6% by mass to 2.1% by mass. If the total content of these atoms is within this range, the iron carbide contained in the electrode material can be stable and the fluidity of the molten electrode material can be maintained. Thus, the electrode can be easily formed.

상술된 전극 재료로 구성된 전극은 판으로 형상화될 수도 있지만, 튜브 전압 및 전력 소비를 감소시킬 수 있기 때문에 컵-형상 전극이 바람직하다. 또한, 컵-형상 전극들의 개구부들이 서로 대면하는 방식으로 전극들이 투명 튜브의 양 말단들의 부근에 배치되는 것이 바람직하다. 컵-형상 전극은, 상술된 전극 재료로 구성된 판-형상 주괴를 형성하고, 그 주괴를 부재들로 절단하며, 그 부재들을 결합시킴으로써 제조될 수 있다. 다른 방법으로, 컵-형상 전극은, 판-형상 주괴로부터 원형판을 절단하고, 그 원형판을 컵-형상판으로 가압함으로써 형성되는 것이 바람직하다. 또 다른 방법으로, 컵-형상 전극은, 상술된 전극 재료로 구성된 와이어를 형성하고, 원하는 길이를 갖는 와이어 세그먼트를 그 와이어로부터 절단하며, 축 방향으로 그 절단 표면을 압연 (hammering) 시켜 리세스 (recess) 또는 컵 형상을 형성함으로써, 용이하게 형성될 수 있다. 상술된 절차는 헤더 작업으로 지칭되는 것이다. 컵 형상은, 투명 튜브의 내부 직경 및 램프의 출력을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 컵의 외부 직경은 1.05 내지 2.75mm 의 범위에 있을 수도 있으며, 컵의 길이는 3 내지 8mm 의 범위에 있을 수도 있다.The electrode composed of the above-mentioned electrode material may be shaped into a plate, but a cup-shaped electrode is preferable because it can reduce tube voltage and power consumption. It is also preferred that the electrodes are arranged in the vicinity of both ends of the transparent tube in such a way that the openings of the cup-shaped electrodes face each other. The cup-shaped electrode can be manufactured by forming a plate-shaped ingot made of the above-described electrode material, cutting the ingot into members, and joining the members. Alternatively, the cup-shaped electrode is preferably formed by cutting the circular plate from the plate-shaped ingot and pressing the circular plate onto the cup-shaped plate. Alternatively, the cup-shaped electrode forms a wire composed of the electrode material described above, cuts a wire segment having a desired length from the wire, and hammers the cutting surface in the axial direction to recess ( by forming a recess) or a cup shape, it can be easily formed. The procedure described above is referred to as header operation. The cup shape may be appropriately selected in consideration of the inner diameter of the transparent tube and the output of the lamp. For example, the outer diameter of the cup may be in the range of 1.05 to 2.75 mm, and the length of the cup may be in the range of 3 to 8 mm.

리드선은 상술된 전극에 접속되어, 그 전극을 외부 전원에 접속시킨다. 리드선의 일 말단은 전극의 저부와 퓨즈되고, 다른 말단은, 투명 튜브의 말단을 시일링하는 시일링 부재를 관통하고 그 시일링 부재로부터 돌출된다. 리드선은, 리드선이 전극과 퓨즈될 경우 생성된 열 및 시일링 부재가 투명 튜브의 말단에 밀접하게 부착될 경우 생성된 열로 인해, 그 리드선의 열화를 감소시키도록 열 내성을 갖는 것이 바람직하다. 또한, 리드선은, 램프의 동작 동안 전극에서 생성된 열이 투명 튜브로부터 효율적으로 소산되게 하는 열 전도성을 갖는 것이 바람직하다. 투명 튜브내에서, 리드선은, 구리 코어 와이어가 코바 또는 임의의 다른 적절한 와이어로 코딩되는 이중 구조를 갖는 코바 와이어로 형성될 수 있지만, 듀메트 (Dumet) 와이어 또는 임의의 다른 적절한 와이어가 투명 튜브 외부에서 사용 된다.The lead wire is connected to the electrode described above, and connects the electrode to an external power source. One end of the lead wire is fused with the bottom of the electrode, and the other end passes through the sealing member for sealing the end of the transparent tube and protrudes from the sealing member. The lead wire is preferably heat resistant to reduce deterioration of the lead wire due to the heat generated when the lead wire is fused with the electrode and the heat generated when the sealing member is closely attached to the end of the transparent tube. In addition, the lead wire preferably has thermal conductivity such that heat generated at the electrode during the operation of the lamp is efficiently dissipated from the transparent tube. Within the transparent tube, the lead wire may be formed from a cobar wire having a double structure in which the copper core wire is coded with a cobar or any other suitable wire, while the dumet wire or any other suitable wire is outside the transparent tube. Used in

상술된 희가스 및 수은을 함유하는 투명 튜브의 양 말단들을 시일링하는 스템 (stem) 과 같은 시일링 부재들은, 리드선이 관통하고 그 리드선을 통해 전극을 고정시키는 부재들로서 기능한다. 예를 들어, 시일링 부재들은 유리 비드들로 형성되거나 코바로 구성될 수 있다.Sealing members, such as a stem, which seals both ends of the transparent tube containing rare gas and mercury described above, function as members through which the lead wires penetrate and fix the electrode through the lead wires. For example, the sealing members can be formed of glass beads or made of cobar.

본 발명의 냉음극 형광 램프는 형광층과 투명 튜브 사이에 보호층을 포함할 수도 있다. 그 보호층은, 수은으로부터 방사된 자외선이 투명 튜브로부터 누설되는 것을 방지하고, 수은이 그 투명 튜브로부터 분리된 물질들과 반응하는 것을 방지한다. 그 보호층은, 이트륨 옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 또는 임의의 다른 적절한 금속 옥사이드로 구성될 수 있다.The cold cathode fluorescent lamp of the present invention may include a protective layer between the fluorescent layer and the transparent tube. The protective layer prevents ultraviolet radiation emitted from mercury from leaking out of the transparent tube and prevents mercury from reacting with materials separated from the transparent tube. The protective layer may be composed of yttrium oxide, aluminum oxide, or any other suitable metal oxide.

상술된 냉음극 형광 램프를 제조하는 방법은, 탄소, 몰리브덴, 망간, 크롬, 실리콘, 또는 요구되는 바와 같은 임의의 다른 적절한 엘리먼트와 함께 철 또는 철 합금을 용융시킴으로써 획득되는 용융된 재료로 구성된 캐스트, 즉, 주괴 또는 와이어를 제조하는 단계, 및 직경이 평균적으로 4.9㎛ 이하인 결정 입자들을 함유하는 마이크로 구조를 갖는 전극을 형성하기 위해 결과적인 주괴 또는 와이어를 단조시키거나 롤링시킴으로써 다수의 방향으로 그 결과적인 주괴 또는 와이어를 스트레인하는 단계를 포함한다. 따라서, 냉음극 형광 램프가 제조될 수 있다.The process for producing the cold cathode fluorescent lamp described above comprises a cast consisting of a molten material obtained by melting iron or iron alloy with carbon, molybdenum, manganese, chromium, silicon, or any other suitable element as required, That is, manufacturing the ingot or wire, and forging or rolling the resulting ingot or wire to form an electrode having a microstructure containing crystal grains having an average diameter of 4.9 μm or less, thereby resulting in multiple directions. Straining the ingot or wire. Thus, a cold cathode fluorescent lamp can be produced.

상세하게, 전극을 형성하는 방법은, 사용될 전극 재료가 96 질량% 이상의 철 원자 함유량 및 0.5 질량% 의 탄소 함유량을 가질 경우, 예를 들어, 캐스트를 제공하기 위해 1500℃ 에서 그 전극 재료를 용융시키는 단계, 및 결과적인 캐스트를 변 형 (deformation) 프로세싱하는 단계를 포함한다. 상세하게, 그 변형 프로세싱은 다음과 같이 수행될 수 있으며, 즉, 캐스트 블록은 열간 단조 (hot forging) 또는 열간 롤링함으로써 다수의 방향으로 스트레인되어, 코일형 재료를 형성한다. 결과적인 코일형 재료는 산 (acid) 으로 세정된 후, 어닐링되어, 임의의 스트레인이 제거되고 전성 (malleability) 이 개선된다. 그 후, 코일형 재료는 경도 (hardness) 조정을 경험하면서 연장된다. 예를 들어, 코일형 재료는, 형성될 전극에 따라 직경, 예를 들어, 1 내지 2.6mm 의 범위의 직경을 갖는 와이어로 형상화된다. 또한, 결과적인 와이어가 원통형 형상과 같은 원하는 형상을 갖도록 와이어는 헤더 프로세스를 경험한다.Specifically, the method of forming an electrode is characterized in that when the electrode material to be used has an iron atom content of at least 96 mass% and a carbon content of 0.5 mass%, for example, the electrode material is melted at 1500 ° C. to provide a cast. And deformation processing the resulting cast. In detail, the deformation processing can be performed as follows, that is, the cast block is strained in multiple directions by hot forging or hot rolling to form a coiled material. The resulting coiled material is rinsed with acid and then annealed to remove any strain and improve malleability. Thereafter, the coiled material is extended while experiencing hardness adjustment. For example, the coiled material is shaped into a wire having a diameter, for example a diameter in the range of 1 to 2.6 mm, depending on the electrode to be formed. In addition, the wire undergoes a header process such that the resulting wire has a desired shape, such as a cylindrical shape.

다른 방법으로, 캐스트 블록은, 열간 단조, 열간 롤링, 또는 냉연 롤링함으로써, 다수의 방향으로 스트레인되어, 형성될 전극에 따라 두께, 예를 들어, 0.1mm 내지 0.2mm 의 범위인 두께를 갖는 판으로 형상화된다. 결과적인 판은, 그 판이 원통형 형상과 같은 원하는 형상을 갖거나, 그 판이 부재들로 절단된 이후 결합되어 전극을 형성하도록, 프레스 작업을 경험할 수도 있다. 변형 프로세싱 동안의 가열 온도는 350 내지 780℃ 의 범위인 것이 바람직하다.Alternatively, the cast block may be strained in a number of directions by hot forging, hot rolling, or cold rolling to form a plate having a thickness, for example, in the range of 0.1 mm to 0.2 mm, depending on the electrode to be formed. It is shaped. The resulting plate may undergo a press operation such that the plate has a desired shape, such as a cylindrical shape, or the plate is joined to form an electrode after it is cut into members. The heating temperature during deformation processing is preferably in the range of 350 to 780 ° C.

상술된 전극을 제조하는 방법은, 직경이 평균적으로 4.9㎛ 이하인 철 또는 철 합금 결정 입자들로 이루어진 마이크로 구조를 갖는 전극을 제공할 수 있으며, 그 철 또는 철 합금 결정 입자들은, 직경이 평균적으로 95nm 이하인 탄화철 입자들을 함유한다. 결과적인 전극의 표면이 연마된 이후, 리드선은 그 전극과 결합된다. 코바 와이어가 사용될 경우, 저항 용접 또는 레이저 용접이 사용되어, 전극과 그 코바 와이어를 직접 통합시킬 수 있다.The above-described method for producing an electrode can provide an electrode having a microstructure composed of iron or iron alloy crystal particles having an average diameter of 4.9 μm or less, and the iron or iron alloy crystal particles have an average diameter of 95 nm. It contains the following iron carbide particles. After the surface of the resulting electrode is polished, the lead wire is joined with the electrode. If a cobar wire is used, resistance welding or laser welding may be used to directly integrate the electrode and the cobar wire.

형광 물질을 용매에 분산시킴으로써 획득된 분산제를 준비하고, 유리 또는 임의의 다른 적절한 재료로 구성되고 디핑 (dipping), 스프레잉, 또는 임의의 다른 적절한 방법을 사용하여 소정 두께에 대해 소정의 형상을 갖는 투명 튜브의 내부벽 표면에 그 분산제를 도포하며, 그 도포된 분산제를 건조시킴으로써, 투명 튜브의 내부벽 상에 형광층이 형성된다. 따라서, 소정의 두께를 갖는 형광층이 형성된다. 이후, 냉음극 형광 램프는, 투명 튜브의 말단에 전극을 위치시키고, 리드선이 관통하는 시일링 부재들로 그 투명 튜브의 말단을 시일링하며, 수은 및 희가스를 그 투명 튜브로 도입함으로써 제조될 수 있다.Preparing a dispersant obtained by dispersing the fluorescent material in a solvent, consisting of glass or any other suitable material and having a predetermined shape for a predetermined thickness using dipping, spraying, or any other suitable method The dispersant is applied to the inner wall surface of the transparent tube and the applied dispersant is dried to form a fluorescent layer on the inner wall of the transparent tube. Thus, a fluorescent layer having a predetermined thickness is formed. The cold cathode fluorescent lamp can then be produced by placing the electrode at the end of the transparent tube, sealing the end of the transparent tube with the sealing members through which the lead wire passes, and introducing mercury and rare gases into the transparent tube. have.

본 발명의 냉음극 형광 램프의 일 예로서, 도 1에 도시되어 있는 액정 패널의 백라이트가 일 예로서 제공될 수 있다. 개략적인 단면도인 도 1에 도시되어 있는 냉음극 형광 램프 (1) 는 붕규산 유리로 구성된 유리 튜브 (2) 를 포함하며, 그 유리 튜브 (2) 의 양 말단들은 시일링 부재인 유리 비드 (3) 에 의해 밀폐 방식으로 시일링되어 있다. 유리 튜브 (2) 의 외부 직경은 1.5 내지 6.0mm 의 범위이고, 1.5 내지 5.0mm 의 범위인 것이 바람직하다. 유리 튜브 (2) 의 거의 모든 길이에 따라 그 유리 튜브 (2) 의 내부벽 표면상에 형광층 (4) 이 제공된다. 소정량의 희가스 및 수은은 유리 튜브 (2) 의 내부벽 표면에 의해 둘러싸인 내부 공간 (5) 으로 도입되며, 내부 압력은 대기압의 약 수십 분로 감소된다. 컵-형상 전극들 (7) 은, 개구부들 (10) 이 서로 대면하는 방식으로 유리 튜브 (2) 의 양 말단에 장축 방향으로 배치되어 있으며, 도 2의 사시도에 도시되어 있는 바와 같 이, 그 컵-형상 전극들 (7) 각각은, 직경이 평균적으로 4.9㎛ 이하인 철 또는 철 합금 결정 입자를 함유하는 마이크로 구조를 갖는다. 코바 또는 임의의 다른 적절한 재료로 구성된 리드선 (9) 은, 그 리드선 (9) 의 일 말단이 전극 (7) 의 저부 (8) 에 용접되고, 다른 말단이 유리 비드 (3) 의 대응부를 관통하여 그 유리 비드로부터 돌출하는 방식으로, 컵-형상 전극들 (7) 의 각각에 접속되어 있다.As an example of the cold cathode fluorescent lamp of the present invention, a backlight of the liquid crystal panel shown in FIG. 1 may be provided as an example. The cold cathode fluorescent lamp 1 shown in FIG. 1, which is a schematic cross-sectional view, comprises a glass tube 2 composed of borosilicate glass, both ends of which are glass beads 3 which are sealing members. Is sealed in a sealed manner. The outer diameter of the glass tube 2 is in the range of 1.5 to 6.0 mm, preferably in the range of 1.5 to 5.0 mm. A fluorescent layer 4 is provided on the inner wall surface of the glass tube 2 along almost all the lengths of the glass tube 2. A predetermined amount of rare gas and mercury are introduced into the inner space 5 surrounded by the inner wall surface of the glass tube 2, and the inner pressure is reduced to about several tens of atmospheric pressure. The cup-shaped electrodes 7 are arranged in the long axis direction at both ends of the glass tube 2 in such a manner that the openings 10 face each other, as shown in the perspective view of FIG. Each of the cup-shaped electrodes 7 has a microstructure containing iron or iron alloy crystal particles having an average diameter of 4.9 μm or less. The lead wire 9 made of a cobar or any other suitable material has one end of the lead wire 9 welded to the bottom 8 of the electrode 7 and the other end penetrating the corresponding portion of the glass bead 3. It is connected to each of the cup-shaped electrodes 7 in a manner that protrudes from the glass beads.

상술된 냉음극 형광 램프는, 각각이 직경이 평균적으로 4.9㎛ 이하인 철 또는 합금 결정 입자로 이루어진 마이크로 구조를 갖는 철 또는 철 합금 재료로 구성된 전극들을 포함하며, 특히, 그 전극들 각각은, 직경이 95nm 이하인 탄화철 입자의 형태로, 함유량이 0.08 질량% 내지 1.4 질량% 의 범위인 탄소 원자들을 함유한다. 따라서, 냉음극 형광 램프는 스퍼터링 내성에서 뛰어나고, 아말감을 거의 형성하지 않으며, 환경에 거의 로드를 부과하지 않는다.The above-described cold cathode fluorescent lamps comprise electrodes composed of iron or iron alloy material having a microstructure each consisting of iron or alloy crystal grains having an average diameter of 4.9 μm or less, in particular each of which has a diameter In the form of iron carbide particles of 95 nm or less, the carbon atoms contain content in the range of 0.08% by mass to 1.4% by mass. Thus, cold cathode fluorescent lamps are excellent in sputtering resistance, form little amalgam, and impose little load on the environment.

[실시예들][Examples]

실시예들을 참조하여 본 발명이 더 상세히 후술될 것이다.The invention will be described in more detail below with reference to the examples.

[실시예 1]Example 1

표 1에 나타낸 비율로 그래파이트 및 다른 엘리먼트들과 철을 혼합함으로써 획득된 원료는 1400℃ 에서 용융되었다. 그 용융된 재료는 공동 (cavity) 을 포함하는 다이로 주입되었고, 800 내지 900℃ 의 범위인 온도의 주입된 재료는 실온에서 물에 침지되었고 소입되었다. 이후, 약 0.2mm 의 직경을 갖는 와이어를 생성하기 위해, 500℃ 에서의 열간 단조 및 열간 롤링, 및 연신 (drawing) 및 다른 프로세스들을 반복함으로써 코일형 재료가 다수의 방향으로 스트레인되었다. 그 와이어는, 1.7mm 의 외부 직경 및 5mm 의 길이를 갖는 컵-형상 전극이 생성되도록 헤더 작업을 경험하였다. 0.8mm 의 직경을 갖는 코바 와이어는 결과적인 전극의 저부에 용접되었고 그 저부와 통합되었다.The raw material obtained by mixing iron with graphite and other elements in the ratio shown in Table 1 was melted at 1400 ° C. The molten material was injected into a die containing a cavity, and the injected material at a temperature in the range of 800 to 900 ° C. was immersed in water and quenched at room temperature. The coiled material was then strained in multiple directions by repeating hot forging and hot rolling at 500 ° C. and drawing and other processes to produce a wire having a diameter of about 0.2 mm. The wire experienced header work such that a cup-shaped electrode with an outer diameter of 1.7 mm and a length of 5 mm was produced. Cobar wire with a diameter of 0.8 mm was welded to the bottom of the resulting electrode and integrated with the bottom.

전극의 철 결정 입자들의 평균 직경은 비교 방법을 사용함으로써 측정되었다. 철 결정 입자들의 평균 직경은 2㎛ 이었다.The average diameter of the iron crystal particles of the electrode was measured by using a comparison method. The average diameter of the iron crystal grains was 2 μm.

도포된 형광 물질이 약 18㎛ 의 두께를 갖도록, 2.0mm 의 구경을 갖는 유리 튜브의 내부벽 표면상에 형광 물질이 도포되었다. 코바 와이어가 퓨즈된 전극들은, 그 전극들의 개구부들이 서로 대면하는 방식으로 유리 튜브의 양 말단에 배치되었고, 코바 와이어가 관통하는 유리 비드는 그 유리 튜브의 양 말단을 시일링하는데 사용되었다. 그 후, 수은 및 희가스가 유리 튜브에 도입되었다. 따라서, 냉음극 형광 램프가 제조되었다.The fluorescent material was applied onto the inner wall surface of the glass tube having a diameter of 2.0 mm so that the applied fluorescent material had a thickness of about 18 μm. The electrodes to which the cobar wire was fused were placed at both ends of the glass tube in such a manner that the openings of the electrodes faced each other, and the glass beads through which the cobar wire penetrated were used to seal both ends of the glass tube. Thereafter, mercury and rare gas were introduced into the glass tube. Thus, a cold cathode fluorescent lamp was produced.

결과적인 냉음극 형광 램프는 10mA 의 튜브 전류에서 동작되었으며, 스퍼터링 내성의 성능은 컵-형상 전극들의 마모 (wear) 의 양을 조사함으로써 관측되었다. 스퍼터링 내성은, 다음의 기준에 따라 컵-형상 전극들의 마모의 양을 조사함으로써 평가되었다. 표 1은 그 평가 결과들을 나타낸다.The resulting cold cathode fluorescent lamp was operated at a tube current of 10 mA and the performance of sputtering resistance was observed by examining the amount of wear of the cup-shaped electrodes. Sputtering resistance was evaluated by examining the amount of wear of the cup-shaped electrodes according to the following criteria. Table 1 shows the evaluation results.

A: 컵-형상 전극들이 약간 마모되었음.A: The cup-shaped electrodes are slightly worn out.

B: 컵-형상 전극들이 마모되었지만, 충분히 사용될 수 있음.B: Cup-shaped electrodes are worn, but can be used sufficiently.

C: 컵-형상 전극들이 마모되었고, 겨우 사용될 수 있음.C: Cup-shaped electrodes are worn and can only be used.

D: 컵-형상 전극들이 매우 마모되었고, 사용될 수 없음.D: Cup-shaped electrodes are very worn and cannot be used.

[실시예들 2 내지 4][Examples 2 to 4]

표 1에 나타낸 원재료들이 사용되었다는 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 냉음극 형광 램프가 제조되었다. 결과적인 냉음극 형광 램프는, 실시예 1과 동일한 방식으로 스퍼터링 내성의 관점에서 평가되었다. 표 1은 그 평과 결과들을 나타낸다.A cold cathode fluorescent lamp was prepared in the same manner as in Example 1, except that the raw materials shown in Table 1 were used. The resulting cold cathode fluorescent lamp was evaluated in terms of sputtering resistance in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation and the results.

[비교예][Comparative Example]

표 1에 나타낸 원재료가 사용되었다는 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 냉음극 형광 램프가 제조되었다. 결과적인 냉음극 형광 램프는, 실시예 1과 동일한 방식으로 스퍼터링 내성의 관점에서 평가되었다. 표 1은 그 평가 결과들을 나타낸다.A cold cathode fluorescent lamp was prepared in the same manner as in Example 1, except that the raw materials shown in Table 1 were used. The resulting cold cathode fluorescent lamp was evaluated in terms of sputtering resistance in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the evaluation results.

Figure 112009048042203-PAT00001
Figure 112009048042203-PAT00001

본 발명의 냉음극 형광 램프들 각각이, 튜브 전류가 높은 전압을 유도할 경우에도 탁월한 스퍼터링 내성을 갖는 전극들을 포함하고, 따라서, 내구성에서 뛰어나다는 것은 명백하다.It is evident that each of the cold cathode fluorescent lamps of the present invention comprises electrodes with excellent sputtering resistance even when the tube current induces a high voltage, and thus is excellent in durability.

본 발명의 냉음극 형광 램프는, 높은 튜브 전류가 인가될 경우에도 탁월한 스퍼터링 내성을 갖고, 아말감을 거의 형성하지 않고, 환경에 거의 로드를 부과하지 않고, 적은 비용으로 용이하게 제조될 수 있으며, 긴 수명을 제공하는 실용적인 레벨에서 작동한다. 냉음극 형광 램프는, 텔레비전, 컴퓨터, 및 다른 액정 디스플레이 장치에서 사용되는 백라이트, 팩시밀리 및 다른 유사한 장치에서의 이미지 판독 광원, 복사기에서의 이레이저 광원, 및 다양한 디스플레이 목적으로서 적절히 사용되고 유용하다.The cold cathode fluorescent lamp of the present invention has excellent sputtering resistance even when a high tube current is applied, forms little amalgam, hardly loads the environment, and can be easily manufactured at low cost, and long Operate at a practical level that provides life. Cold cathode fluorescent lamps are suitably used and useful as backlights used in televisions, computers, and other liquid crystal display devices, image reading light sources in facsimile and other similar devices, erasure light sources in copiers, and various display purposes.

도 1은 본 발명의 냉음극 형광 램프의 일 예를 도시한 개략적인 구성도.1 is a schematic block diagram showing an example of a cold cathode fluorescent lamp of the present invention.

도 2는 본 발명의 냉음극 형광 램프의 일 예의 전극을 도시한 사시도.2 is a perspective view showing an electrode of an example of the cold cathode fluorescent lamp of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

1: 냉음극 형광 램프1: cold cathode fluorescent lamp

2: 유리 튜브 (투명 튜브)2: glass tube (transparent tube)

3: 유리 비드3: glass beads

4: 형광층4: fluorescent layer

5: 내부 공간5: interior space

7: 전극7: electrode

8: 저부8: bottom

9: 리드선9: lead wire

10: 개구부10: opening

Claims (7)

내부벽 표면상에 제공된 형광층을 포함하고 희가스 및 수은을 함유하는 투명 튜브로서, 상기 투명 튜브의 양 말단은 시일링 부재들에 의해 차폐되는, 상기 투명 튜브;A transparent tube comprising a fluorescent layer provided on an inner wall surface and containing rare gas and mercury, wherein both ends of the transparent tube are shielded by sealing members; 상기 투명 튜브의 양 말단의 부근에 제공되는 전극들; 및Electrodes provided in the vicinity of both ends of the transparent tube; And 상기 전극들에 접속되고 상기 시일링 부재들을 관통하는 리드선들을 포함하며,Lead wires connected to the electrodes and penetrating the sealing members, 상기 전극들 각각은, 직경이 평균적으로 4.9㎛ 이하인 철 또는 철 합금 결정 입자들로 이루어진 마이크로 구조를 갖는 철 또는 철 합금 재료로 구성되는, 냉음극 형광 램프.Wherein each of the electrodes is made of an iron or iron alloy material having a microstructure made of iron or iron alloy crystal grains having an average diameter of 4.9 μm or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 철 또는 철 합금 재료는, 0.08 질량% 이상으로부터 1.4 질량% 이하의 범위인 탄소를 함유하는, 냉음극 형광 램프.And said iron or iron alloy material contains carbon in the range of 0.08 mass% or more to 1.4 mass% or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 철 또는 철 합금 재료는, 상기 철 또는 철 합금 결정 입자들에서 탄화물 입자들의 형태로 탄소를 함유하는, 냉음극 형광 램프.And the iron or iron alloy material contains carbon in the form of carbide particles in the iron or iron alloy crystal grains. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 탄화물 입자들의 평균 직경은 95nm 이하인, 냉음극 형광 램프.And the carbide particles have an average diameter of 95 nm or less. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 탄화물 입자들은 탄화철로 구성되는, 냉음극 형광 램프.And said carbide particles are comprised of iron carbide. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 철 또는 철 합금 재료는, 0.3 질량% 이상으로부터 3.5 질량% 이하의 범위에서 몰리브덴, 망간, 크롬, 및 실리콘 중 하나 이상을 함유하는, 냉음극 형광 램프.And the iron or iron alloy material contains at least one of molybdenum, manganese, chromium and silicon in a range of 0.3 mass% or more and 3.5 mass% or less. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 기재된 냉음극 형광 램프를 제조하는 방법으로서,As a method of manufacturing the cold cathode fluorescent lamp according to any one of claims 1 to 6, 철 또는 철 합금 재료로 구성된 캐스트를 형성하는 단계; 및Forming a cast consisting of iron or iron alloy material; And 직경이 평균적으로 4.9㎛ 이하인 철 또는 철 합금 결정 입자들로 이루어진 마이크로 구조를 갖는 전극을 형성하기 위해, 다수의 방향으로 스트레인 (strain) 함으로써 상기 캐스트를 단조 또는 롤링하는 단계를 포함하는, 냉음극 형광 램프 제조 방법.Forging or rolling the cast by straining in a plurality of directions to form an electrode having a microstructure of iron or iron alloy crystal grains having an average diameter of 4.9 μm or less. Lamp manufacturing method.
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