TW201011807A - Cold cathode fluorescent lamp and method for manufacturing the same - Google Patents

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201011807 六、發明說明： 【相關申請案的交互參照】 $ 2〇〇8_204565 ^ 【發明所屬之技術領域】 其被陰；法，尤有關於即使在 壽权冷陰極榮光燈，長其使用 【先前技術】 功率亮度、優翻演色性、細壽命、低 電腦、及其^在電視： 十之影像讀取光源、在複中機及其他類似設備 途。此型式之冷陰極螢光P勒以及種麵不用 明管的兩端附近之電電壓至設置在透 並以氣密方式將22=;==其 把加電壓之透明管中的少量 存在於被 ΐ=:ίϊ在電極上時，發射出以子離=產S3 外光。當存在於=管 透明ί=端；方式配置在 ^性良好作=情_離= 冷广、幕要在 對大負载之優越耐濺射性、低功函數、以及低放 201011807 電起動電壓，鉬或鈮已取代鎳作為雷 «酬號）。 代麟為電極材枓（日本公開專利第 然而，鉬及鈮分別具有26220C及1950〇Γ - 製造能夠完全溶化此種高熔點金屬之加 以 因=，由任何上述金屬所製成的電極係 。 •通料㈣在储魏狀溫度㈣’ 屬而製成之铸塊或金屬線進行加卫來製造電極。二 其熔點之溫度下熔化材料而形成的鑄塊或金屬 ❹ f °因此’在冷陰極螢光燈之製造處理期 使得在原料晶粒之間的結合力：極:= 選擇性崎晶粒之間的晶粒邊界。因‘ 利地 =由_銳所製成的電極並未具 情況中一般，會與汞反應並形成會冋在鎳之 ❹ 消耗被通入至透明管 量。近年量力;=成采齊所消耗之采 的汞量減到最少，期望將通入至透明管中 形成量之電極材料 需要虽電極被賤射時能夠降低果齊 鍾。ίΐ汞之主要材料範例可以包含鐵、嫣、及 責而因此實用用3=之咖 對汞及氖料此吾人錄 201011807 日本公開專利第2〇〇5_ι83172號已報告一種放電燈，1 ，極’巧極的每-個包括由鎳、不鏽鋼、鐵、、及銅至少立 以及由設置其上之鶴、1目、鈮、或其他適當 薄層，且該放電燈具有優越的發射體持久性能及 公g 1^-0日7^，利公報第2〇〇5_327485號與咏

Mil -ir諕已報告具有特別結構之冷陰極螢光燈，該特 而利第鳩-183172號中所述之二層結構。然 些放電燈實用質’這 【發明内容】 含電Ϊ發提Γ—種冷陰極螢光燈’該冷陰極螢光燈包 =_性、幾料形成汞齊、對環境造成極 Ί 易地=成本製造、以及在提供長使財命的實财ί下工 、本1明人已經作過透徹的研究並發現：主要由具有— =鐵或鐵合金材料製成之電極’即使當施加高管電流時仍具^ =财鱗性’且當將電極使用在冷陰極螢光燈中 $】 ς齊丄其中該微結構由直徑平均為49μιη或更小 體粒子所域。本㈣健於上述發躺達成。α鐵。並曰曰 ❹ ，即，本發明係關於一種冷陰極螢光燈，其包含：— 八L滅置在⑽表面上之—螢光層以及包括 ，明，兩端，構件屏蔽;電極，其 J以

有之-微、賴’籍結構由餘平 鐵H 金晶體粒子所組成。 Ρ \又j <鐵或鐵合 亦即，本發明係關於—種製造如上述冷陰 ΐ光燈的方法’該方法包含:形成由-鐵或鐵合iSii;極 有-微結構之-電極，該微結構由直徑平均為 6 201011807 或鐵合金晶體粒子所組成。 本發明之冷陰極螢光燈包含電極， 被施加高管電流時仍具有優越的耐濺射^母u使當 環境造成極少的負擔、可以輕易地以 t乎不形成汞背、對 使用壽命的實用水準下運作。 -成本製造、以及在提供長 【實施方式】 本發明之陰極螢光燈包含I —读 面上之-螢光層以及包括—雜氣I ’其包括⑨置在内壁表 4.9,m 使用於本發明之冷陰轉光組成。 璃、卿酸鹽玻璃、鋅修夕酸睡破ϋ官可以由石夕酸鹽玻 參 ，考曲的形狀、或任何其他適當的來有筆直的形狀、 從1.5mm分佈至6 Qmm之^巧°/明管的直徑可以例如為 之目的而摘告祕寸。透明管的厚度可以依照所欲 ^rm==6tr但當採用上述的孔㈣，較佳者為從 藉由====:内壁表面上。螢光層包含 發射可見光。吾作說明）’並 質，此螢光物質可為_酸^^^欲波長之光的登光物 光物質。可使用m止稀土化合物、以及其他適當的螢 厚度較佳者撕合卿白光。螢光層的 他、施電時會產生紫外光之汞，與從氬、氣、氖、及1 二之t當i=通進r明管中。產生； 复他沽异之势冰止 千。汞原子撞擊，而產生具有253.7nm及 氣體量“者為發螢光物質。待通入之汞及惰性 下it方式決疋：在螢光燈運作期間，汞蒸氣壓 201011807 1合1=收分佈至1〇Pa，惰性氣體麼力例如從5〇〇〇Pa分佈至 其有ίί i t合細(此後 該微結構由直徑平均為49 1，鐵口金材料具有一微結構， 以極材料可:】===鐵== 連社2‘會Ci,點。因此能夠在較低的溫度下將導線 ❹

12mA J 子直子的平均直徑可以從由比較法所測定之粒 酸飿’ ΐί比較法中’係使用光學顯微鏡來觀察已受 之，該味法係依照描述於「金屬材料 nft」第8至3頁中之方法而實行，其由日本执處理 ΐΐΐ會編輯及由Taiga出版社出版。具體言之，在顯微圖片（藉 由在，學顯微鏡下放大直徑0.8麵之實際視域100倍而得到〕丄 80mm的圓圈中，將在圓圈之内的晶體粒子與標準圖 ❹ 曰曰體粒子作比較以找出對應之粒子尺寸號碼。吾人因此得到平均 粒子直徑。例如，當在藉由使用光學顯微鏡所得到的電極圖像中 具有平均直徑之粒子對應至粒子尺寸號碼5時’平均粒子直 4·9μιη。 二内 電極材料藉由冷卻主要包含鐵或鐵合金之熔體而得到。當電 極材料包含;e反時’存在鐵或鐵合金中的碳以固溶體（肥粒鐵 (ferrite)、沃斯田鐵(austenite)、及麻田散鐵(martensite))、黑錯(石墨 (graphite))、或碳化鐵(雪明碳鐵(cementite))之形式呈現。石墨為耳 有六角形晶相之碳礦物，雪明碳鐵為鐵與碳彼此鍵結之碳化^ FQC °在此論述之固溶體為其中微量碳原子穿透在晶格中的鐵原 子之間的間隙之間隙固溶體。間隙固溶體在高溫時的—種穩定結 8 201011807 構為沃斯田鐵(面心立方a 為肥粒鐵(體心立方晶格去且厂在室溫時的-種穩定結構 遭受急速冷卻(驟冷)時，五人^斤田鐵結構之高溫固溶體 心立方晶格結構）。當五人口尸，，但易碎之麻田散鐵(體 熱狀態-段固定時間，然德择田放鐵再加熱，使其處於受 碳含量、由“ 鐵或鐵合金中之其他原子、

G 吾人可以調整上述之彳^ °缺件的厚度、以及其他條件。 具體言之，碳化粒子中包含碳化物粒子， 計較佳為從含0.=^：；在之碳含量以質量 0.68%。當在雷縮粗/山人 更佳為從含0.·分佈至含 與鐵鍵&耐w祕巾之碳3量在此分純15巾時，碳原子易於 的流動^㈣Ιίϋ，ΐ且當此電極材料被炫化時將具有優越 對惰性ί體離加例如12mA的高管電流，所得的電極 命 耐濺射性。從而延長冷陰極螢光燈 鲁 由子的平均餘雛為95nm或更小。平均粒子直徑藉 顺結财权方絲制，射《被使用ί 上，佳者為包含翻、猛、鉻、及石夕其中一種以 防止鐵被气二载ί植翻、鍾、絡之任何者可使碳化鐵維持穩定， 碌产。it·; ’以提升驟冷的效果並提高微結翻密度以增加 未’ fi包含在鐵或鐵合金中之硫鍵結而形成硫酸猛’ /、肌鍵、〜之|孟會形成碳化物而防止黑鉛析出。 最易使碳石墨化及會強烈分解碳化鐵的元素。然而，石夕 ㈣“舰化之電極材料的流動性。因此’冷卻包切之電極 材枓的冷卻速率為高，當指定合成電極為大厚度時，可減少石墨 201011807 化的碳量。 為從i ========量計較佳 電i續軸狀電刪鳴性。 者為 ”2的開口彼此相對的方式將電二己置管㈡^以 ί。可藉由形成由上述電極材料製成之平板;端附 將該構件加以結合而製成杯形電極或者 ==切平板壓 杯形，可以輕向ί 内徑及燈的輸出的情況ΐ慮透明管的 =，一分佈至2.二^ 構件密接至瓣密封 用包銅鎳絲(Dumet)金屬線或任何其他適 g透月&之外使 __ 其密封包含惰及采之上述 201011807 S二====極且被導線穿過的構件。 層。保護層防止從汞之間可以包含保護 一或任何=當==一 亦即.驟：製造鱗件， 或任何其他需要的、商二•本彡鐵5金，、叾反、鉬、锰、路' 石夕、 ❹ 形成具有微結構之電極’該微結構含、，扭^以 之晶體粒子。冷陰極螢光燈從而製=紅千均為4.一或更小 例如當使用的電極材料以質 ^0.5〇/〇^^4af , :進二二下 s 熱鍛造獅，轉 ㈣ 螺=後退火，心 刀布至2.6mm之直輕。再者，使今屬 理，以使得合成的金屬、線具有二吏金^^頭座加工處 或者，藉由使用熱锻造有=之:礼如?字=，曹如 上扭弯，以塑形為具有根據待形成電極之厚度 °吾人可以對所得的平板進行壓製二 間之加熱溫度較佳输成電極。在變形處理期 上述製，電極的方法可以提供具有微結構之電極 由直役平均為4.9_或更小之鐵或鐵合金晶體粒子所組成該 201011807 合金晶體粒子包含平均直徑為95nm或更小之碳化鐵粒 子:在將合成電極的表面拋光後，將導線接合至電極。當使用柯 華合金金屬線時，可用電阻焊接或雷射焊接以直接將柯華合金與 電極結合。 〃 藉由下述步驟將螢光層形成在透明管的内壁上： ，螢光物質分散在溶射*得狀分散液；藉由❹浸潰、嘴ς、 的方法來施加該分散液至透明管之_表面ΐ達 ，該透明管由玻璃或任何其他適當的材料製成並具有 3使所施加的分散液乾燥，從而形成具有預定厚 ίίίίΐ: ί，可以料下述步驟而製造冷陰極螢光燈：將 在透明官的端部；以被導線穿過的密封構件來密封透明 吕的端部丨以及將汞及惰性氣體通進入透明管中。 丹 2為j發日月之冷陰極螢絲的實施例，圖 3 ΐίί源可以範例的方式呈現。如係'為橫剖面示意圖 玻璃1⑦含如卿酸鹽玻成之玻璃管2,而 封。密^方式用作為密封構件之玻璃珠3加以密 佈至5 η吕峻^工攸^ mm分佈至6.0mm，較佳為從1.5mm分 之内辟lmm 姑層4幾乎沿料全部長度峨置在玻璃管2 上。將預定數量的惰性_及汞通人至被_管h 面空間5 +，並將内部壓力降低至約為大Ϊ 方々成。如12之透視圖所示，以使得開口10彼此相對的 式，將杯形電極7沿長度的方向配置在玻璃 ，甘^ 電極7的每一個具有微結構，該微結構包括平均直徑ϋ 9、中 i料鐵ΐ鐵合金晶體粒子。將由柯華合金或任何;他適當： 另之導線9，以將導線9的—端焊接至電極7的底部8:而 上述之冷陰極螢光燈包含電極，兮 =料製成，該鐵或鐵合金材料具有二=二=鐵合 均為《叫或更小之鐵合金晶體粒子組成，尤其 201011807 個直彳空95nm或更小的碳化鐵粒子形式之碳原子，該碳原子的 含量從以質量計含0.08%分佈至含14%。因此，該冷陰極螢光燈 具有優越的耐濺射性，幾乎不形成汞齊，以及僅對環境造成少量 的負擔。 [實施例] 以下將參考實施例來對本發明作更詳細之說明。 ' [實施例1] 將藉如X在表1巾所示㈣娜混合鐵與石墨及其他元素而 f至的原料在14〇〇°c炼化。將溶化的材料注入至包含孔洞之鑄模 U溫度減_〇C分佈至_〇C之注入材料浸入室溫的水中 二，（quenched)。此後，藉由重複在·。c下之熱鍛造及熱札製 =里=及拉製及其他處理，將螺婦料在多重方向上形變以製 ^ίΐί徑約為a2mm之金屬線材。對金屬線進行頭座加工，以 之ί 外徑及5mm長度之杯形電極。將具有直徑⑽酿 之柯華S金❹:⑽批)金屬線與所得之電極的底部焊接並结合。 ^由^比較法來量測在電極中之鐵晶體粒子的平均直徑。 鐵日日體粒子之平均直徑為2μΐϋ。 巧螢光物質施加至财2.〇mm孔徑之朗管_縣面上， 加Ξ螢光物質具有約為18μηι之厚度。將與ί華料 ΐ使用被柯華合金金屬線穿過的玻丄密封3 i先t。果及惰性氣體通人透明管中。從而製成冷陰2 將所得的冷陰極螢光燈在10mA的管電流下 =電極之損梅觀察耐濺射性之性昭：由j 由檢查杯形電極之耗損量來評估耐騎性顯二U果糟 A .杯形電極已稍微損壞。 .貝丁汁估結果。

B C D 杯形電極已損壞但可以適當地使用。 杯形電極已損壞而幾乎不能使用。 杯形電極已嚴重損壞而不能使用。 13 201011807 [實施例5至28] 除了使用表1中所示的原料之外，以相同如與實施例1之方 ^成冷陰極螢絲。就，方面，以與實施例1相同之方 式來評估所得的冷陰極螢光燈壯 [比較性實施例2至5] 幻顯不5平估、、。果 製成中所不的原料之外’以相同如實施例1之方式 極S射=面，以與實施例1相同之方式 ^ η 位愛光燈。表1顯示評估結果。 比較性 比較性 實施例 碳含量 (%以重 0.25 2 碳化物粒 子的平均 缝(職） 鉬、锰、鉻、及 石夕之含量（％以 重量計） 電極的而才 _射性能

在電極中之 體粒子的平均 14 201011807 實施例24 0.08 4 1 -------- 貪施例25 0.15 4 ------_ 實施例26 0.5 4 實施例27 1.3 實施例28 1.4 4 --------— 比較性 實施例5 0.25 ----

0.5 Ίβ^Ί 0.5 Β 0.5 A 0.5 0.5 C~ 1 D 顯而易見地’本發明之冷陰極替杏 電流感應生成高電壓時仍具有優越；====== 越的耐用性。 j 1王日]冤極，因此具有優 ❹ 本發明之冷陰極縣燈，即使在被 成汞齊、對環境造3 H及在提供長使用壽命的實用水準下運 上也Ϊ光燈係有用於及適合被使用作為在電視、電腦、及 設備中所使用之背光、在傳真機及其他類似設備中 办像4取光源、在複印機中之抹除器光源、以及讎顯示用途。 【圖式簡單說明】 以及圖1為顯不本發明之冷陰極螢光燈之實施例的結構示意圖； 圖2為顯不本發明之冷陰極螢光燈之實施例之電極的透視圖 【主要元件符號說明】 1 冷陰極螢光燈 2 玻埤管(透明管） 3 玻螭珠 ，4 螢光層 内部空間 電極 7

Claims (1)

1. 201011807 七、申凊專利範圍： 1. 一種冷陰極螢光燈，包含： 惰性ΐίϊΐ ’ίί括設置在内壁表面上之—螢光層以及包括— =5續明管的兩端以密封構件屏蔽； =設置在該透明管中的兩端附近；以及 連接，該電極且穿過該密封構件， 電極的每—個由一鐵或鐵合金材料製成，該鐵或鐵合 '二微結構，該微結構由直徑平均為4.9 μηι或更小之鐵 或鐵合金晶體粒子所組成。 敦 ❹ 2. 如申請專利範圍第1項之冷陰極螢光燈， 其中’该一鐵或鐵合金材料包含從以質量計不小於008% 至不大於1.4%的碳。 W 3. 如申请專利範圍第1項之冷陰極螢光燈， 其中該鐵或鐵合金材料，在該鐵或鐵合金晶體粒子中包含碳 化物粒子(carbide particle)形式的碳。 九 4. 如申請專利範圍第3項之冷陰極螢光燈， 其中該碳化物粒子的平均直徑為95 nm或更小。 ❹ 5. 如申請專利範圍第3項之冷陰極螢光燈， 其中該碳化物粒子由碳化鐵(iron carbide)製成。 6. 如申請專利範圍第1項之冷陰極螢光燈， 其中該鐵或鐵合金材料包含從以質量計不小於0.3%分佈至不 · 大於3.5%之鉬、錳、鉻、及矽的其中一種或一種以上。 · 7.—種製造如申請專利範圍第1至6項中任一項之冷陰極榮光燈的 方法，該方法包含： 16 201011807 形成由-戦齡錢贿 合金晶體粒子所組成 藉由在多重方向上件，士以及〇 被結氕7電極，該微結構㈣徑平均為4.9 _或更小之4鐵 圖式 _ ❹ 17