TWI430324B - 冷陰極螢光燈用電極構件及其製法 - Google Patents

Description

冷陰極螢光燈用電極構件及其製法

本發明係關於一種具備電極主體部與導線部之冷陰極螢光燈用電極構件、此電極構件之製法及冷陰極螢光燈。尤其，關於一種能夠防止因焊接電極主體部與導線部所伴隨之性能劣化，且具優越製造性的電極構件。

習知，冷陰極螢光燈已利用於影印機或影像掃描器等之原稿照射用光源、電腦之液晶監視器或液晶電視等液晶顯示裝置(液晶顯示器)之背光用光源的各種光源。冷陰極螢光燈之代表性構造，其係具備於內壁面具有螢光體層的圓筒狀玻璃管與配置於玻璃管兩端之一對有底筒狀(杯狀)的電極(例如，參照專利文獻1、2)。將稀有氣體及汞密封於玻璃管內。電極係於底端面焊接導線(參照專利文獻1之段落0006、專利文獻2之段落0003)，透過導線而施加電壓°螢光燈係將高電壓施加於兩電極間，使玻璃管內之電子撞擊電極而使電子從電極釋出(予以放電)，根據此放電與管內之水銀而使紫外線產生，藉由利用此紫外線以使螢光體發光而發射光線。

該電極之形成材料係以鎳為代表，其他有：鉬、鈮、鎢等(參照專利文獻1、2之先前技術)。於該導線上，由於電極側部分係固定於玻璃管之密合位置，使其與玻璃容易密合之方式來利用熱膨脹係數與玻璃接近之材料予以形成。如此之材料係所謂科華合金(Kovar)的鐵鎳鈷合金、 與利用銅層被覆由鐵鎳合金構成的心材之所謂杜梅(Dumet)之複合合金為其代表(參照專利文獻2)。其他，於專利文獻1、2中，已記載鉬及鎢作為導線之形成材料。

在個別製作電極與導線，藉由焊接以將二者予以一體化之情形，會有由於接合不良，而於點亮螢光燈中電極從導線脫落之情形。另外，若欲予以充分接合時，根據焊接時之加熱，構成電極之金屬結晶將粗大化，使得電極之性能劣化。於此，專利文獻1、2係揭示將電極與導線予以一體形成之電極構件。於專利文獻1中揭示鎳、鈮，於專利文獻2中揭示鎢、鉬作為此電極構件之材料。

專利文獻1：日本專利特開2004-335407號公報

專利文獻2：日本專利特開2003-242927號公報

於專利文獻1中，雖然未揭示該電極構件之製法，但是，由於鎳、鈮具優越之塑性加工性，認為該電極構件可能根據塑性加工而加以製造。但是，由於鎳係耐濺鍍性為差的，亦即，濺鍍速度為大的，將由鎳構成的電極用於螢光燈之際，電極之消耗為快的，螢光燈之壽命將變短。所謂濺鍍係指藉由玻璃管內之物質衝撞電極，構成電極之物質(於此為鎳原子)飛散於玻璃管內而堆積於管內壁的現象。藉由根據濺鍍所飛散之鎳原子容易與水銀鍵結而形成汞齊，根據汞齊之形成將消耗水銀，螢光燈之壽命也將變短。另外，藉由消耗水銀，紫外線之放射無法充分進行，螢光燈 之亮度將極度降低。螢光燈之壽命也與此亮度之降低有關。再者，由於鎳之功函數較大，將由鎳構成的電極用於螢光燈之情形，必須增大往電極之供應電力，若考量最近之省能源化時則為不佳。所謂功函數係指於真空中從固體表面取出一個電子所必需之最小能量。功函數越小，越容易取出電子，亦即，可謂容易放電之材料。再加上，由於鎳之熱膨脹係數與玻璃差異甚大，必須如專利文獻1所記載之方式來將接近於玻璃珠之熱膨脹係數的金屬物(例如，鎢)接合於導線之外圍。於專利文獻1中，記載利用焊接以進行此接合，擔心因焊接時之加熱而使電極之性能劣化。

相對於上述之鎳，鈮、鉬、鎢之功函數為小的，具優越之耐濺鍍性。但是，鈮、鉬之耐氧化性不佳，藉由密合玻璃管時的加熱，電極表面容易被氧化。一旦氧化被覆膜形成於電極表面時，電極之放電性將降低。另外，鉬、鎢之冷卻時之塑性加工性極差。因此，由鉬、鎢構成的電極構件之形成，必須如專利文獻2所記載之方式來利用射出成形以進行，製造性為差的。再者，鈮、鉬、鎢通常係昂貴的，成本將變高。

因此，本發明之主要目的係提供一種冷陰極螢光燈用電極構件，其具優越之耐濺鍍性或放電性(電子釋出性)的電極所要求之特性，同時也具優越之製造性。另外，本發明之其他目的係在於提供一種此冷陰極螢光燈用電極構件之製法。再者，本發明之其他目的在於提供一種具備該電極構件之冷陰極螢光燈。

若能夠利用塑性加工以製造電極與導線成為一體之電極構件的話，能夠改善製造性。因而，期望電極構件之形成材料具優越之塑性加工性。而且，利用於導線之形成材料的鐵鎳鈷合金等之合金係具優越之塑性加工性。另外，該合金之熱膨脹係數接近玻璃。因此，本發明人等探討利用如此之合金以形成電極構件。但是，由該合金構成的電極，其放電性、耐濺鍍性為差的，未充分具有電極所要求的特性。因此，本發明人等為了改善放電性或耐濺鍍性，探討以該合金作為主要成分之電極構件之形成材料的組成，於是完成了本發明。

本發明之冷陰極螢光燈用電極構件，其係具備有底筒狀的電極主體部、與此電極主體部之底端面所連接的導線部。此電極主體部與導線部係一體形成。並且，電極主體部與導線部係合計含有0.01質量%以上、5.0質量%以下之由Ti、Hf、Zr、V、Nb、Mo、W、Sr、Ba、B、Th、Al、Y、Mg、In、Ca、Sc、Ga、Ge、Ag、Rh、Ta與稀土類元素(除了Y、Sc)所選出之至少一種之元素，其餘部分為由Fe-Ni合金與不純物所構成。

上述本發明電極構件能夠利用以下之製法加以製造。此製法係一種冷陰極螢光燈用電極構件之製法，其係將有底筒狀的電極主體部、與此電極主體部之底端面所連接的導線部予以一體形成；其具備以下之步驟：1. 準備由合計含有0.01質量%以上、5.0質量%以下之 由Ti、Hf、Zr、V、Nb、Mo、W、Sr、Ba、B、Th、Al、Y、Mg、In、Ca、Sc、Ga、Ge、Ag、Rh、Ta與稀土類元素(除了Y、Sc)所選出之至少一種之元素，其餘部分為由Fe-Ni合金與不純物所構成的線狀材之步驟；2. 在該線狀材之一端側施行鍛造加工而形成有底筒狀的電極主體部之步驟。

由於本發明電極構件係將電極主體部與導線部予以一體形成，並非藉由焊接等而將兩部進行接合，能夠防止焊接等之接合時的加熱所伴隨之電極主體部性能的劣化。尤其，本發明電極構件係以Fe-Ni合金(鐵鎳合金)為主要成分，以含有特定添加成分之Fe-Ni系合金所構成。由於此合金具優越之塑性加工性，藉由塑性加工而能夠容易製造由此合金構成的線狀材，並且於此線狀材之一端側實施塑性加工，能夠容易製造使有底筒狀的電極主體部與線狀之導線部成為一體的本發明電極構件。因而，本發明電極構件具優越之製造性。另外，由於本發明電極構件係以Fe-Ni合金為主要成分，導線部之熱膨脹係數為接近玻璃之值。因而，並不使特定之金屬體介於本發明電極構件的導線部與玻璃之間，而能夠充分貼合。再者，本發明電極構件係於Fe-Ni合金中，由在特定範圍內含有特定添加成分的材料所構成，具優越之放電性、耐濺鍍性、耐氧化性的電極所期望之特性。因而，藉由利用本發明電極構件，可以得到高亮度且長壽命之冷陰極螢光燈。再加上，本發明之電極構件係藉由以較廉價之Fe-Ni合金作為主要成分， 減低材料成本之同時，由於依照塑性加工所進行之製造為可能的，能夠減低製造成本，其為經濟性的。

以下，更詳細說明本發明。

本發明電極構件係以Fe-Ni合金作為主要成分(95質量%以上)，利用於此合金中含有特定添加成分之Fe-Ni系合金所形成。由於以Fe-Ni合金作為主要成分，導線部之熱膨脹係數係約略與Fe-Ni合金之熱膨脹係數有關。導線部係將冷陰極螢光燈之玻璃管或玻璃珠(接合於導線部之外圍，為了容易接合玻璃管與導線部所用之夾持物)予以接合。因此，成為主要成分之Fe-Ni合金的熱膨脹係較適宜為與構成玻璃管或玻璃珠之玻璃相接近。構成玻璃管等之玻璃熱膨脹係數(30~450℃)約為40×10^-7 ~110×10^-7 /℃。以下，舉出作為接近此熱膨脹係數之Fe-Ni合金的具體組成。以下之Ni、Co、Cr的含量(質量%)係將未含有後述之添加成分(Ni、Co、Cr以外之元素)的Fe-Ni合金設為100質量%。含有後述之添加成分的Fe-Ni系合金中之Ni、Co、Cr的含量(質量%)亦較佳為以下之範圍：

1. 以質量%表示，Ni：28~30%、Co：17~20%、其餘部分：由Fe及不純物構成的合金。此合金之熱膨脹係數(30~450℃)約為45×10^-7 ~55×10^-7 /℃。

2. 以質量%表示，Ni：41~52%、其餘部分：由Fe及不純物構成的合金。此合金之熱膨脹係數(30~450℃)約為55×10^-7 ~110×10^-7 /℃。

3. 以質量%表示，Ni：41~46%、Cr：5~6%、其餘部 分：由Fe及不純物構成的合金。此合金之熱膨脹係數(30~450℃)約為80×10^-7 ~110×10^-7 /℃。

此等Fe-Ni合金也能夠利用市售之物。藉由將如此之Fe-Ni合金利用於電極構件之形成材料，能夠將導線部之熱膨脹係數(30~450℃之平均)設為45×10^-7 /℃以上、110×10^-7 /℃以下。

於上述主要成分中所含有的添加成分係設為由Ti、Hf、Zr、V、Nb、Mo、W、Sr、Ba、B、Th、Al、Y、Mg、In、Ca、Sc、Ga、Ge、Ag、Rh、Ta與稀土類元素(除了Y、Sc)所選出之一種以上之元素，可以為一種元素，也可以為二種以上之複數種元素。添加成分之含量係設為0.01質量%以上、5.0質量%以下。將複數種元素設為添加成分之情形，使合計含量作成滿足該範圍。若添加成分之含量低於0.01質量%的話，難以得到因含有添加成分所得的放電性或耐濺鍍性改善之效果。雖然此效果具有伴隨添加成分含量之增加而改善的傾向，認為5.0質量%將飽和。另外，若添加成分之含量超過5.0質量%時，將有使合金之塑性加工性降低之傾向。再者，若添加成分變多時，材料成本將變高。添加成分之合計含量較佳為0.1質量%以上、3.0質量%以下，更佳為合計含量為0.1質量%以上、2.0質量%以下。

基於以下之觀點，上述添加成分之中，以由Y、Nd、Ca、Ge與稀土金屬合金(M.M.)所選出之一種以上之成分為特佳。

Y、Nd、M.M.係析出型成分，藉由析出物存在於結晶粒界，根據玻璃管密合時等之加熱，抑制構成電極主體部之金屬結晶粒的成長，具有電極主體部表面之抗氧化效果。因此，Y、Nd、M.M.能夠有助於電極主體部之電子釋出性或耐濺鍍性的改善。尤其，添加Y之情形，較佳為合併添加由Ca、Ti、Si及Mg所選出之一種以上之元素。藉由與Y同時添加Ca、Ti、Si、Mg，能夠期待下列之效果：防止Y之氧化(脫氧效果)、變得容易於合金中均勻地含有Y、抑制因Y之添加所造成之塑性加工性的劣化。Y與由Ca、Ti、Si及Mg所選出之一種以上之元素之合計含量係成為上述之範圍(0.01~5.0質量%)。將Y之含量設為100%時，由Ca、Ti、Si及Mg所選出之一種以上之元素之合計含量較佳為Y之含量的0.5~80%。

Ca係藉由如上所述，使與Y合併而含有，除了上述之Y的添加效果之外，也具有合金之耐氧化性改良的效果。因此，Ca能夠有助於電極構件之電子釋出性或耐濺鍍性的改善。Ge之功函數為小的，具有減低合金功函數的效果。因此，Ge能夠期待提高電極構件之放電性，有助於螢光燈之高亮度。

由Y、Nd、Ca、Ge及M.M.所選出的成分之中，設定僅一種添加成分之情形，其含量較佳為0.1質量%以上、2.0質量%以下，更佳為0.1質量%以上、1.0質量%以下。由Y、Nd、Ca、Ge及M.M.所選出的成分之中，將複數種成分設定為添加成分之情形，其合計含量較佳為0.1質量% 以上、3.0質量%以下。

此外，認為添加成分之中，Al、Si具有大的電極構件之長壽命化效果。

由含有上述添加成分之Fe-Ni系合金構成的本發明電極構件，其功函數為小的，低於4.7eV。因而，本發明電極構件能夠期待具優越之放電性、有助於螢光燈之高亮度化。或者，以相同於習知電極的亮度之方式來利用本發明電極構件之情形，認為能夠更增長螢光燈之壽命。另外，由於本發明電極構件容易釋出電子，即使供應至電極構件之電流為小的，也將提高螢光燈之亮度，故亦能夠謀求電力消耗之減低。功函數能夠藉由適當調整添加成分之種類或含量而予以改變。若上述添加成分之含量變多時，功函數容易變小。另外，功函數越小，亮度將有變得越高之傾向。因而，功函數越小越好，較佳為4.3eV以下，特佳為4.0eV以下。例如，功函數能夠利用紫外線光電子分光分析法加以測定。

由含有上述添加成分之Fe-Ni系合金構成的本發明電極構件，其蝕速率為小的，低於20nm/min。於此，一旦濺鍍發生時，於電極中，構成電極之原子所釋出的部分會產生凹坑而使表面粗糙。越容易引起濺鍍之電極，每單位時間之凹坑深度將變得越大。將此單位時間之凹坑的平均深度稱為蝕刻速率，實質上與濺鍍速度為同義。可謂一種蝕刻速率越小，越難引起濺鍍之電極。因而，本發明電極構件係具優越之耐濺鍍性，用於螢光燈之際，即使長時間使用，

燈亮度之降低也為少的，能夠有助於螢光燈之長壽命化。或者，將本發明電極構件用於螢光燈之際，若成為與習知電極相同的壽命之方式來使用螢光燈時，經歷長時間也能夠維持亮度為高的狀態，能夠有助於螢光燈之高亮度化。另外，本發明電極構件用於螢光燈之際，藉由大電流而提高亮度之情形下，濺鍍將難以發生。再者，本發明電極構件係由於Ni之含量減低，即使發生濺鍍，汞齊之形成也將減低，能夠減少螢光燈亮度之減低或壽命之降低。蝕刻速率係藉由適當調整添加成分之種類及含量而予以改變。若該添加成分之含量變多時，蝕刻速率容易變小。另外，將有蝕刻速率越小，螢光燈壽命變得越長之傾向。因而，蝕刻速率越小越好，較宜為17nm/min以下。蝕刻速率係進行如下方式而加以測定。將電極構件配置於真空裝置內，於既定時間進行不活性元素之離子照射，以測定照射後之電極構件的表面粗糙度，將表面粗糙度除以照射時間之值(表面粗糙度/照射時間)設為蝕刻速率。

本發明電極構件係藉由在由含有上述特定添加成分之Fe-Ni系合金構成的線狀材之一端側實施稱為鍛造加工之塑性加工，能夠在一端側具備有底筒狀之電極主體部，在另一側具有線狀的導線部。線狀材之其他端側可以實施適當切削加工而調整導線部之線徑。雖然不進行鍛造加工，也能夠對整個線狀材實施切削加工而製造本發明電極構件，藉由塑性加工所進行之製造，其良率較佳。或者，本發明電極構件也能夠使用鑄型而藉由鑄造加以製造，根據 塑性加工所進行之製造具優越之量產性。

例如，該線狀材可藉由熔解→鑄造→熱輾壓→冷拉伸成線及熱處理而得到。更具體而言，準備成為主要成分之Fe、Ni、其他適當之Co、Cr或市售之Fe-Ni合金與上述之添加成分，利用真空熔解爐或大氣熔解爐等將該等加以熔解而得到合金之熔體。利用真空熔解爐加以熔解之情形，進行熔體之溫度調整；利用大氣熔解爐加以熔解之情形，藉由精鍊去除或減低熔體之不純物或夾持物，或進行熔體之溫度調整，以調整熔體，藉由所謂真空鑄造之鑄造而得到鑄塊。對此鑄塊進行熱輾壓而得到輾壓線材。對此輾壓線材重複進行冷拉伸成線與熱處理，得到於Fe-Ni合金中由含有特定添加成分之Fe-Ni系合金構成的線狀材。冷拉伸成線係以成為適合形成電極主體部之大小之方式來進行。對線狀材實施的最終熱處理(軟化處理)較佳為於氫氣體環境中或氮氣體環境中、約700~1000℃下進行，特佳為約800~900℃下進行。

對上述線狀材之一端側實施塑性加工，形成有底筒狀(杯狀)之電極主體部。藉由作成有底筒狀之電極主體部，謀求根據空心陰極效果所得的耐濺鍍性之改善。構成該線狀材之合金係藉由以具優越塑性加工性之Fe-Ni合金作為主要成分，並且於特定之範圍內，在此合金中使含有該特定之添加成分，抑制塑性加工性之降低。因而，能夠對該線狀材充分實施所謂鍛造加工之較強加工的塑性加工。另外，此線狀材也具優越之切削加工性，藉由對相同線狀材 實施塑性加工或切削加工，能夠容易製造本發明電極構件。再者，若藉由塑性加工，從線狀材製造杯狀之電極主體部時，由於電極主體部製造之際，廢棄部分幾乎不會產生，其良率為佳的。

另外，本發明人等調查後，構成電極主體部之合金的結晶粒為微細的情形，得到具有使用此電極構件之螢光燈的長壽命化、高亮度化之效果的知識。具體而言，構成電極主體部之合金的平均結晶粒徑較佳為70μm以下，特佳為50μm以下。而且，由含有該特定添加成分之Fe-Ni系合金構成的本發明電極構件，電極主體部的平均結晶粒徑為70μm以下。藉由調整添加成分之種類及含量，能夠更縮小電極主體部的平均結晶粒徑。除了添加成分之種類及含量之調整，藉由調整上述線狀材製造時之最終熱處理條件，能夠更縮小平均結晶粒徑。例如，於最終熱處理中，將加熱溫度(熱處理溫度)設為較高之溫度，若縮短加熱時間的話，便能夠抑制粒成長。具體而言，可舉出：將熱處理溫度設為約700~1000℃，尤其是設為約800℃，將線速度設為50℃/sec以上。若增大線速度時，平均結晶粒徑具有變小的傾向。還有，對線狀材實施鍛造加工之情形，相較於鍛造加工前，鍛造加工後之合金的平均結晶粒徑發生些微改變。但是，構成電極主體部之合金的平均結晶粒徑約略與鍛造加工前之線狀材的平均結晶粒徑有關。因而，若構成線狀材之合金的平均結晶粒徑為70μm以下的話，則電極主體部的平均結晶粒徑也約略成為70μm以下。

由含有上述特定添加成分之Fe-Ni系合金所構成的本發明電極構件，能夠適用於冷陰極螢光燈之放電構件，也能夠有助於螢光燈之高亮度化且長壽命化。螢光燈之具體構造係具備：內部為氣密地予以密合的玻璃管、於玻璃管內所配置的有底筒狀的電極主體部、與在玻璃管之密合位置所固定的導線部。導線部係連接於電極主體部之底端面，與電極主體部一體形成。大多之玻璃管係將螢光體層設置於內壁面，將稀有氣體及水銀密封於內部中。也能夠作成僅將稀有氣體密封於玻璃管內之無水銀的螢光燈。另外，玻璃管係以I字形之物為其代表，其他也有L字形或T字形等。I字形玻璃管之情形，準備一對本發明之電極構件，能夠以兩電極主體部之開口部對向之方式來作成將兩電極構件固定於玻璃管兩端的螢光燈，或僅將電極構件固定於玻璃管一端的螢光燈。L字形玻璃管之情形，直線部之二個端部，或除了此等端部再加上角部合計三處，T字形玻璃管之情形，將電極構件固定於三個端部。本發明電極構件也可以作成使玻璃珠接合於導線部外圍之物。尤其，用於期望長壽命且高品質的螢光燈之情形，較佳為作成接合玻璃珠之電極構件。例如，玻璃管或玻璃珠能夠利用由硼矽酸玻璃或鉬矽酸鹽玻璃之硬質玻璃、鹼石灰玻璃之軟質玻璃構成之物。可因應於導線部之熱膨脹係數而選擇玻璃。另外，本發明之電極構件也可以將外部導線接合於導線部之端部，作成具備外部導線的構造。

由上述特定組成之Fe-Ni系合金構成的本發明電極構件 係具優越之耐氧化性，利用電極構件之製造時或玻璃管之密合時等之加熱，難以在電極主體部之表面形成氧化被覆膜。因而，電極主體部，其放電性之劣化為少的。氧化被覆膜之形成容易性約略與構成電極構件之合金的組成有關，例如，添加成分中，Al特別多的情形，將有氧化被覆膜容易形成的傾向。但是，藉由將構成本發明電極構件之Fe-Ni系合金的添加成分設為特定之範圍，能夠在電極主體部所形成的氧化被覆膜之厚度作成為1μm以下，尤其是作成為0.3μm以下。由含有Ca、Ge、Ag之一種以上的元素作為添加成分之Fe-Ni系合金所構成的電極構件係特別難以形成氧化被覆膜，能夠使其厚度成為0.3μm以下。另外，於線狀材之製造時，能夠於氧氣以外之氣體環境(不含氧之氣體環境)中進行熱處理，能夠防止氧化被覆膜形成於電極主體部。

由特定組成之Fe-Ni系合金構成的本發明電極構件除了具優越之製造性之外，也具優越之電子釋出性、耐濺鍍性。因而，具備本發明電極構件之本發明冷陰極螢光燈並非將電極予以大型化，能夠實現更進一步之高亮度化及長壽命化。

[用以實施發明之最佳形態]

以下，說明本發明之實施形態。

使用顯示於表1之組成(合金No.1~20及比較1~3)之合金，製作冷陰極螢光燈用電極構件。此電極構件係具 備有底筒狀之電極主體部、與從電極主體部之底端面突出的導線部，電極主體部與導線部係一體形成。

電極構件係於由顯示於表1之組成的合金所構成的線狀材之一端側實施鍛造加工，對另一端側實施切削加工而製作。以下說明具體之製造程序。首先，製作線狀材。使用通常之真空熔解爐而製作顯示於表1之組成的金屬熔體，藉由適當調整熔體溫度以真空鑄造，而得到鑄塊。藉由將所得的鑄塊予以熱輾壓，加工直到線直徑5.5mmΦ為止，得到輾壓線材。組合冷拉伸成線及熱處理後而對此輾壓線材加以實施，並對所得的線材實施最終熱處理(軟化處理)，得到線直徑1.6mmΦ之軟材。軟化處理係於溫度為800℃、線速度為10~150℃/sec之範圍內加以適當選擇，於氫氣氣體環境中進行。用於熔體之Fe、Ni、Co、Cr係使用市售之物(純Fe(99.0質量%以上為Fe)、純Ni(99.0質量%以上為Ni)、純Co(99.0質量%以上為Co)、純Cr(99.0質量%以上為Cr))。

針對所得的軟材，測定構成軟材之金屬的熱膨脹係數(×10^-7 /℃)、平均結晶粒徑(μm)、功函數(eV)、蝕刻速率(nm/min)。將其結果顯示於表2。熱膨脹係數係使用柱狀試驗片，根據致動變壓器方式進行測定(溫度範圍：30~450℃)。金屬之平均結晶粒徑係遵照顯示於JIS H 0501(1986)的求積法測定。

功函數係根據紫外線光電子分光分析法測定。具體而言，前處理係對軟材實施數分鐘之Ar離子蝕刻後，使用複合電子分光分析裝置(PHI製之ESCA-5800附屬之UV-150HI)，設定紫外線光源：He I(21.22eV)/8W，測定 時之真空度：3×10^-9 ~6×10^-9 torr(0.4×10^-9 ~0.8×10^-9 kPa)、測定前之基本真空度：4×10^-10 torr(5.3×10^-11 kPa)、施加偏壓：約-10V、能量分解能：0.13eV、分析區域：Φ800μm橢圓形、分析深度：約1nm，以測定功函數。

蝕刻速率係於真空裝置內，對鏡面研磨的軟材照射氬離子後，測定表面粗糙度，由照射時間與表面粗糙度而求出。前處理係對軟材進行部分遮蔽後而進行離子照射。

離子照射係使用X線光電子分光分析裝置(PHI製之Quantum-2000)，設定加速電壓：4kV、離子種類：Ar⁺ 、照射時間：120min、真空度：2×10^-8 ~4×10^-8 torr(2.7×10^-9 ~5.3×10^-9 kPa)、氬壓：約15mPa、入射角度：相對於試料面約45度而進行。

表面粗糙度之測定係使用觸針式表面形狀測定器(Vecco公司製之Dektak-3030)，其進行係設定觸針：鑽石半徑=5μm、針壓：20mg、掃描距離：2mm、掃描速度：中等°針對於軟材中，藉由離子照射而於表面形成凹坑的位置(未被遮蔽之位置)，將凹坑之平均深度設為表面粗糙度，將表面粗糙度/照射時間(120min)設為蝕刻速率。

接著，將所得的線狀之軟材切斷成既定長度(4.0mm)，對所得的短長方形材之一端側(從端面起，直到長邊方向距離端面1mm為止之範圍)實施冷鍛造加工，製作杯狀之電極主體部，對另一端側實施切削加工而製作線狀之導線部。其結果，能夠得到具有任一種組成之軟材與杯狀之電極主體部，與線狀導線部一體形成的電極構件。電極主體 部係外徑1.6mmΦ、長度3.0mm，開口部之內徑1.4mmΦ、深度2.6mm、底部之厚度0.4mm；導線部係外徑0.6mmΦ、長度3.0mm。

於所得的電極構件中，測定在電極主體部之表面所形成的氧化被覆膜之厚度(μm)。將其結果顯示於表2。氧化被覆膜之厚度係切斷電極構件，利用歐傑(Auger)電子分光法，測定電極主體部表面而求出。

接著，使用所得的電極構件而製作如第1圖所示之冷陰極螢光燈1。螢光燈1係具備：在內壁面具有螢光體層21之I字形的玻璃管20，與在玻璃管20內之兩端部所配置的一對電極構件10。電極構件10係具備：有底筒狀的電極主體部11、與電極主體部11所一體形成的導線部12。具備如此之電極構件10的螢光燈之製作程序係如下所示。

將玻璃珠14插入貫穿導線部12之外圍後，將由銅被覆Ni合金線構成的外部導線13焊接於導線部12之端部後，將玻璃珠14焊接於導線部12之外圍。準備二個如此之電極構件10、外部導線13與玻璃珠14一體形成之一體物(具備外部導線與玻璃珠的電極構件)。而且，準備在內壁面具有螢光體層(於本試驗中係鹵磷酸鹽螢光體層)21，兩端開口的I字形玻璃管20，將一方之一體物插入已開口的玻璃管20之一端，熔融接著玻璃珠14與玻璃管20，將玻璃管20之一端密合，同時將電極構件10(導線部12)固定於玻璃管20。接著，從已開口的玻璃管20之另一端抽真空而導入稀有氣體(於本試驗中係Ar氣體)及水銀，將 另一個一體物同樣地進行，固定於玻璃管20而將玻璃管20予以密合。藉由此程序，使一對電極主體部11之開口部得以對向之方式來得到在玻璃管20內所配置的冷陰極螢光燈1。還有，對於表2之試料No.1~7、30之螢光燈，玻璃珠與玻璃管係使用由硼矽酸玻璃(熱膨脹係數：51×10^-7 /℃)構成之物；對於試料No.8~20、31、32之螢光燈，則使用由鹼石灰玻璃(熱膨脹係數：90×10^-7 /℃)構成之物。

分別針對各組成之電極構件，製作上述一對的一體物，使用此等之一體物以製作冷陰極螢光燈。針對所得的螢光燈，探討亮度與壽命。於本試驗中，將具備由比較1構成的電極構件之試料No.30的冷陰極螢光燈之中央亮度(43000cd/m² )及壽命設為100，相對表示其他之試料No.1~20、31、32之亮度及壽命。將其結果顯示於表2。還有，壽命係設定中央亮度成為50%之時。

如表2所示，相較於具備由未含有添加成分之Fe-Ni合金構成的電極構件之試料No.30~32的螢光燈，具備由含有特定添加成分之Fe-Ni系合金構成的電極構件之試料No.1~20的螢光燈為高亮度且長壽命。此係由於認為，合金No.1~20與僅為Fe-Ni合金之比較1~3相比較，係功函數及蝕刻速率為小的材料，亦即，容易釋出電子、濺鍍速度為慢的材料。另外，相較於比較1~3，認為合金No.1~20係因為氧化被覆膜難以形成，因而難以使電子釋出性 劣化。再者，認為由於由合金No.1~20構成的電極構件，其平均結晶粒徑小至70μm以下，因而有助於螢光燈之高亮度化、長壽命化。由此結果，認為由合金No.1~20構成的電極構件係適用於作為冷陰極螢光燈之放電構件的材料。另外，作成線速度50℃/sec以上之試料，能夠更縮小平均結晶粒徑，認為如此之電極構件更能夠有助於螢光燈之高亮度化、長壽命化。

再者，相較之下，使用藉由焊接鎳製之電極與鈷製之內導線而接合所構成的一體物之冷陰極螢光燈，實施亮燈試驗。此比較燈除了個別製作電極與內導線而接合之外，進行相同方式而製作該試料No.1~20、30~32的螢光燈。準備100個如此之比較燈。而且，100個比較燈中之2個燈係於亮燈開始後經過1000小時後，電極從內導線脫落，觀察到亮度之降低。認為如此之缺陷係因為接合不良之原因產生的。另一方面，具備由合金No.5構成的電極構件之試料No.5之螢光燈，即使經過2000小時，如上述之缺陷也未發生。藉此，由含有特定添加成分之Fe-Ni系合金構成的，一體形成電極主體部與導線部的電極構件，預料能夠有助於高亮度且長壽命之冷陰極螢光燈。

還有，上述之實施例可不脫離本發明之要旨，而進行適當變更，並不受上述構成所限定。例如，即使不使用玻璃珠也可以。

[產業上之利用可能性]

本發明電極構件能夠適用於冷陰極螢光燈之放電零件。 本發明電極構件之製法能夠適用於上述本發明電極構件之製造。例如，本發明螢光燈能夠適用於液晶顯示器之背光用光源、小型顯示器之前光用光源、影印機或掃描器等之原稿照射用光源、影印機之消除器用光源等各種電機器光源。

1‧‧‧冷陰極螢光燈

10‧‧‧電極構件

11‧‧‧電極主體部

12‧‧‧導線部

13‧‧‧外部導線

14‧‧‧玻璃珠

20‧‧‧玻璃管

21‧‧‧螢光體層

第1圖係顯示冷陰極螢光燈之概略構造的剖面圖。

1‧‧‧冷陰極螢光燈

10‧‧‧電極構件

11‧‧‧電極主體部

12‧‧‧導線部

13‧‧‧外部導線

14‧‧‧玻璃珠

20‧‧‧玻璃管

21‧‧‧螢光體層

Claims (9)

1. 一種冷陰極螢光燈用電極構件，其係具備有底筒狀的電極主體部、與此電極主體部之底端面所連接的導線部之冷陰極螢光燈用電極構件；其特徵為：電極主體部與導線部係一體形成，合計含有0.01質量%以上、5.0質量%以下之由Ti、Hf、Zr、V、Nb、Mo、W、Sr、Ba、B、Th、Al、Y、Mg、In、Ca、Sc、Ga、Ge、Ag、Rh、Ta與稀土類元素(除了Y、Sc)所選出之至少一種元素，其餘部分為由Fe-Ni合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Ni-Cr合金所選出之一種合金與不純物所構成。
2. 如申請專利範圍第1項之冷陰極螢光燈用電極構件，其中電極主體部與導線部係合計含有0.1質量%以上、3.0質量%以下之由Y、Ca、Ge、Nd與稀土金屬合金(Misch metal)所選出之至少一種成分，其餘部分為由Fe-Ni合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Ni-Cr合金所選出之一種合金與不純物所構成。
3. 如申請專利範圍第1項之冷陰極螢光燈用電極構件，其中電極主體部係功函數低於4.7eV。
4. 如申請專利範圍第1項之冷陰極螢光燈用電極構件，其中電極主體部係蝕刻速率低於20nm/min。
5. 如申請專利範圍第1項之冷陰極螢光燈用電極構件，其中導線部係熱膨脹係數(30~450℃之平均)為45×10^-7 /℃以上、110×10^-7 /℃以下。
6. 如申請專利範圍第1項之冷陰極螢光燈用電極構件，其中構成電極主體部之金屬的平均結晶粒徑為70μm以下。
7. 一種冷陰極螢光燈用電極構件之製法，其係將有底筒狀的電極主體部、與此電極主體部之底端面所連接的導線部予以一體形成之冷陰極螢光燈用電極構件之製法；其特徵係具備：準備由合計含有0.01質量%以上、5.0質量%以下之由Ti、Hf、Zr、V、Nb、Mo、W、Sr、Ba、B、Th、Al、Y、Mg、In、Ca、Sc、Ga、Ge、Ag、Rh、Ta與稀土類元素(除了Y、Sc)所選出之至少一種元素，其餘部分為由Fe-Ni合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Ni-Cr合金所選出之一種合金與不純物所構成的線狀材之步驟；及在該線狀材之一端側施行鍛造加工而形成有底筒狀的電極主體部之步驟。
8. 一種冷陰極螢光燈，其係具備內部為氣密式所密合的玻璃管、於此玻璃管內所配置的有底筒狀的電極主體部、與此電極主體部之底端面所連接且在玻璃管之密合位置所固定的導線部之冷陰極螢光燈；其特徵為：電極主體部與導線部係一體形成，合計含有0.01質量%以上、5.0質量%以下之由Ti、Hf、Zr、V、Nb、Mo、W、Sr、Ba、B、Th、Al、Y、Mg、In、Ca、Sc、Ga、Ge、Ag、Rh、Ta與稀土類元素(除了Y、Sc)所選出之至少一種元素，其餘部分為由Fe-Ni合金、Fe-Ni-Co合金、Fe-Ni-Cr合金所選出之一種合金與不純物所構成。
9. 如申請專利範圍第8項之冷陰極螢光燈，其中在電極主體部之表面所形成的氧化被覆膜之厚度為1μm以下。