JP2008521176A - Cold cathode fluorescent lamp - Google Patents
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Abstract
本発明は、内面を蛍光物質（２）で被覆され紫外光を放出する封入ガス成分を収容する放電管（３）と、Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ及びそれらの合金のグループからの材料で構成された２つ又はそれ以上の中空陰極（４）と、Ｍｏ，Ｗ及びそれらの合金のグループからの材料で構成された２つ又はそれ以上のリードピン（５）とを主として含む冷陰極蛍光ランプ（１）において、リードピン（５）がＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏまたはそれらの合金から構成されるのが望ましい鉢体（６）またはスリーブ（７）に接合され、鉢体（６）またはスリーブ（７）が中空陰極（４）に接合されている冷陰極蛍光ランプ（１）に関する。 The present invention comprises a discharge tube (3) containing an enclosed gas component whose inner surface is coated with a fluorescent material (2) and emits ultraviolet light, and a material from the group of Mo, W, Nb, Ta and alloys thereof. Cold cathode fluorescent lamp (2) mainly comprising two or more hollow cathodes (4) formed and two or more lead pins (5) composed of materials from the group of Mo, W and their alloys In 1), the lead pin (5) is joined to a pot (6) or a sleeve (7), preferably made of Fe, Ni, Co or an alloy thereof, and the pot (6) or the sleeve (7) The present invention relates to a cold cathode fluorescent lamp (1) joined to a hollow cathode (4).
Description
本発明は、内面を蛍光物質で被覆され紫外光を放出する封入ガス成分を収容する放電管と、Ｍｏ，Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ及びそれらの合金のグループからの材料で構成された２つ又はそれ以上の中空陰極と、Ｍｏ，Ｗ及びそれらの合金のグループからの材料で構成された２つ又はそれ以上のリードピンとを主として含む冷陰極蛍光ランプに関する。 The present invention comprises a discharge tube containing an enclosed gas component whose inner surface is coated with a fluorescent material and emits ultraviolet light, and two or more materials composed of materials from the group of Mo, W, Nb, Ta and their alloys. The present invention relates to a cold cathode fluorescent lamp mainly comprising the above hollow cathode and two or more lead pins made of materials from the group of Mo, W and alloys thereof.
冷陰極蛍光ランプは液晶ディスプレイの背面照明に利用されている。この場合、低圧水銀放電によって紫外線が生じ、この紫外線が、放電管の内面に塗布された蛍光層によって可視光に変換される。放電管は、通常、例えばホウケイ酸ガラスのような硬質ガラスから構成され、通常、管状である。蛍光ランプのタイプによって形状の異なる電極が管端部領域に配置されている。例えば、Ｂａ、Ｓｒ、希土類金属、または、イットリウムを含み電極表面に塗布される発光促進物質の利用のために、電子の仕事関数が低下することがある。リードピンによる電極との接触が生じる。これらのリードピンは、ピンチシールまたは溶着（封着）プロセスによって放電管に真空気密に接合される。この領域はガラス−金属ピンチシールと呼ばれる。一般に、第１のステップにおいて、リードピンには、ガラスリングを溶融させることによって生じるガラスビードが設けられる。このプロセスはガラス化と呼ばれる。さらなるステップとして、ガラスビードはピンチシールまたは溶着プロセスによって放電管に接合される。ガラスと整合する低い熱膨張係数を有するＦｅ，Ｎｉ，Ｃｏ（コバール）材料、モリブデン、タングステンがリードピンの材料として利用される。 Cold cathode fluorescent lamps are used for backlighting liquid crystal displays. In this case, ultraviolet rays are generated by the low-pressure mercury discharge, and the ultraviolet rays are converted into visible light by the fluorescent layer applied to the inner surface of the discharge tube. The discharge tube is usually made of hard glass such as borosilicate glass, and is usually tubular. Depending on the type of fluorescent lamp, electrodes having different shapes are arranged in the tube end region. For example, the work function of electrons may be reduced due to the use of a light emission promoting substance that contains Ba, Sr, rare earth metal, or yttrium and is applied to the electrode surface. Contact with the electrode by the lead pin occurs. These lead pins are vacuum-tightly joined to the discharge tube by a pinch seal or a welding (sealing) process. This region is called a glass-metal pinch seal. In general, in the first step, the lead pin is provided with a glass bead generated by melting a glass ring. This process is called vitrification. As a further step, the glass beads are joined to the discharge tube by a pinch seal or welding process. Fe, Ni, Co (Kovar) materials, molybdenum, and tungsten, which have a low coefficient of thermal expansion consistent with glass, are used as lead pin materials.
冷陰極蛍光ランプの小型化も、液晶ディスプレイの小型化に関連している。この結果、特開平１−１５１１４８号公報に記載のように、中空陰極が導入されるようになった。中空陰極の材料としては一般にニッケルが利用される。Ｎｉの中空陰極はコバールから構成されるリードピンに溶接される。しかし、ニッケルの耐スパッタリング性はさらなる小型化には不十分である。このため、中空陰極には、ニオブ、タンタル、タングステン、または、モリブデンのようなスパッタリングに対する耐性がより強い材料が提案されている。これらは、モリブデン、タングステン、または、コバールから構成されるリードピンに接合される。モリブデン及びタングステンは熱伝導度が高いので好都合である。タングステン及びモリブデンの高融点及び固有の脆性のため、直接溶接は極めて困難であり、かなりの手間をかけて初めて可能になる。さらに、鉢体の再結晶化及びそれに関連した脆化を回避しなければならない。従って、熱入力量はできる限り少なくしておかなければならない。さらに、接合プロセス中に、個々の構成部材の正確な位置決めが極めて重要である。というのは、このようにしてしか、構成部材の厳密な公差を実現することができないためである。 Miniaturization of cold cathode fluorescent lamps is also related to miniaturization of liquid crystal displays. As a result, as described in JP-A-1-151148, a hollow cathode has been introduced. Generally, nickel is used as a material for the hollow cathode. The Ni hollow cathode is welded to a lead pin made of Kovar. However, the sputtering resistance of nickel is insufficient for further miniaturization. For this reason, materials having higher resistance to sputtering, such as niobium, tantalum, tungsten, or molybdenum, have been proposed for the hollow cathode. These are joined to a lead pin made of molybdenum, tungsten, or Kovar. Molybdenum and tungsten are advantageous because of their high thermal conductivity. Due to the high melting points and inherent brittleness of tungsten and molybdenum, direct welding is extremely difficult and can only be accomplished with considerable effort. Furthermore, recrystallization of the pots and the associated embrittlement must be avoided. Therefore, the amount of heat input must be kept as small as possible. Furthermore, the precise positioning of the individual components during the joining process is very important. This is because only in this way, strict tolerances of the components can be realized.
従って、具体的な本発明の課題は、中空陰極と、耐スパッタリング性の高いリードピンとを有し、中空陰極とリードピンとの接合をコスト的に手頃にかつ確実に実施することが可能である冷陰極蛍光ランプを提供することにある。 Therefore, a specific subject of the present invention is a cold cathode that has a hollow cathode and a lead pin having high sputtering resistance, and that allows the hollow cathode and the lead pin to be joined in an inexpensive and reliable manner. It is to provide a cathode fluorescent lamp.
この課題は請求項１の特徴事項によって実現される。本発明において、中空陰極は、リードピンに直接に接合されるのではなく、鉢体またはスリーブを介して接合される。この場合、鉢体の内径はリードピンの直径よりわずかに大きい。鉢体の高さは（０．５×鉢体の直径）〜（４×鉢体の直径）の範囲で変動するのが好都合である。 This object is achieved by the features of claim 1. In the present invention, the hollow cathode is not directly joined to the lead pin, but is joined via a pot or sleeve. In this case, the inner diameter of the pot body is slightly larger than the diameter of the lead pin. It is convenient that the height of the pot varies in the range of (0.5 × diameter of the pot) to (4 × diameter of the pot).
第１のプロセスステップにおいて、鉢体は中空陰極またはリードピンに接合される。鉢体及び中空陰極はそれぞれ円筒領域と底部領域とを有している。鉢体と中空陰極との接合はいずれの場合でも底部側で行われる。鉢体は中空陰極と比較して融点の著しく低い材料から構成される。熱導入は例えばレーザまたは抵抗溶接によって実施することが可能であり、モリブデンまたはタングステンから構成される中空陰極の場合、中空陰極の溶融、好ましく再結晶も回避できるほど僅かである。しかし、接合プロセス中、熱入力を局部的に与えられる鉢体領域が溶融することがある。 In the first process step, the pot is joined to a hollow cathode or lead pin. The pot body and the hollow cathode each have a cylindrical region and a bottom region. In either case, the pot body and the hollow cathode are joined on the bottom side. The pot body is made of a material having a remarkably lower melting point than the hollow cathode. The heat introduction can be carried out, for example, by laser or resistance welding, and in the case of a hollow cathode composed of molybdenum or tungsten, it is so small that melting, preferably recrystallization, of the hollow cathode can be avoided. However, during the bonding process, the pot region that is locally provided with heat input may melt.
最初に、鉢体をリードピンに接合することも可能である。この場合、鉢体はリードピンの一方の端部上に被せられる。例えば、レーザまたは抵抗溶接による熱導入は鉢体の円筒側または底部側で行うことが可能である。この第１の接合プロセス後、中空陰極またはリードピンと、第１の接合ステップによって得られた構成部材との第２の接合プロセスが同様にして行われる。 First, it is also possible to join the pot body to the lead pin. In this case, the pot body is put on one end of the lead pin. For example, heat introduction by laser or resistance welding can be performed on the cylindrical side or the bottom side of the pot. After this first joining process, a second joining process of the hollow cathode or lead pin and the component obtained by the first joining step is performed in the same manner.
こうして得られた構成部材に関して、脆化を回避するため、熱入力を極めて低く保つことが可能である。さらに、鉢体内でのリードピンの位置決めも単純である。従って、本発明による構成部材を備えた冷陰極蛍光ランプは、振動が生じても、耐用寿命の短縮を示すことはない。 With respect to the components obtained in this way, it is possible to keep the heat input very low in order to avoid embrittlement. Furthermore, the positioning of the lead pin in the bowl is simple. Therefore, the cold cathode fluorescent lamp provided with the constituent member according to the present invention does not show a shortened service life even if vibration occurs.
これらの利点はスリーブを利用する場合にも生じる。なお、スリーブは、両端を開放され、例えばフランジまたは直径の異なる領域を有することができる管体である。リードピンと中空陰極との間に簡単に作られる接合部は、円筒領域とフランジ領域とを有するスリーブによって実現可能である。リードピンはスリーブの円筒領域内に挿入される。接合プロセスのための熱入力がレーザまたは抵抗溶接技術によって実施されると好ましい。この場合、円筒領域の内壁はリードピンに接合される。スリーブのフランジは後続のプロセスステップにおいて中空陰極の底面に接合される。 These advantages also occur when using a sleeve. The sleeve is a tube that is open at both ends and can have, for example, flanges or regions of different diameters. A simple joint made between the lead pin and the hollow cathode can be realized by a sleeve having a cylindrical region and a flange region. The lead pin is inserted into the cylindrical region of the sleeve. Preferably, heat input for the joining process is performed by laser or resistance welding techniques. In this case, the inner wall of the cylindrical region is joined to the lead pin. The sleeve flange is joined to the bottom surface of the hollow cathode in a subsequent process step.
スリーブは、好都合なことに、直径の異なる２つの領域を有することができる。この場合、第１の領域の直径はリードピンの直径よりわずかに大きい。この第１の領域は同様にリードピンに接合される。第２の領域の直径は中空陰極の直径よりわずかに大きい。この第２の領域は、中空陰極の底面近くの円筒領域に接合される。例えば同様にレーザまたは抵抗溶接技術による熱入力を用いた接合プロセスを、中空陰極の溶融、好ましくは再結晶も回避されるように実施することが可能である。 The sleeve can advantageously have two regions with different diameters. In this case, the diameter of the first region is slightly larger than the diameter of the lead pin. This first region is similarly joined to the lead pin. The diameter of the second region is slightly larger than the diameter of the hollow cathode. This second region is joined to a cylindrical region near the bottom surface of the hollow cathode. For example, it is also possible to carry out a joining process using heat input by laser or resistance welding techniques in such a way that melting of the hollow cathode, preferably recrystallization, is also avoided.
リードピン（電流導入ピン）は、通常、電流供給ピン（外部リードピン）に接合される。リードピンにおいては、ピンとガラスの熱膨張係数が類似していることが要求されるので、材料の選択がかなり制限されるが、これは、蛍光ランプの外部にある電流供給ピン（外部リードピン）には当てはまらない。一般に、電流供給ピンには、銅覆線（デュメット線）が利用される。この銅覆線はいわゆる複合ピンを形成するためにリードピンに突き合せ溶接される。プロセス技術に関して、リードピンと中空陰極との接合前に、リードピンと電流供給ピンとの接合を実施する、すなわち上述のプロセスに複合ピンを利用すると望ましい。 The lead pin (current introduction pin) is usually joined to the current supply pin (external lead pin). Lead pins require that the thermal expansion coefficients of the pin and glass be similar, so the choice of material is quite limited, but this is not the case for current supply pins (external lead pins) that are external to the fluorescent lamp. Not true. In general, a copper covered wire (dumet wire) is used for the current supply pin. This copper-clad wire is butt welded to the lead pin to form a so-called composite pin. Regarding the process technology, it is desirable to perform the joining of the lead pin and the current supply pin before joining the lead pin and the hollow cathode, that is, use the composite pin in the above-described process.
Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏ及びそれらの合金は、鉢体またはスリーブにとりわけ有利な材料であることが立証されている。 Ni, Fe, Co and their alloys have proven to be particularly advantageous materials for pots or sleeves.
本発明については、図に関連して、さらに詳細に後述される。 The invention will be described in more detail below with reference to the figures.
図１には、冷陰極蛍光ランプ１の基本的構成部材、すなわち、内面に蛍光物質２を被覆された放電管３、中空陰極４、リードピン５、及び、電流供給ピン２０が示されている。
FIG. 1 shows the basic components of a cold cathode fluorescent lamp 1, that is, a
深絞りによって、鉢体６及びスリーブ７のあらゆる変形例が作られる。
All variations of the
図２に示す構成部材の製作
鉢体６と中空陰極４との接合は、鉢体６の底面１０を中空陰極４の底部外面１１にレーザ溶接することによって実施される。引続いて鉢体６内に導入されたリードピン５が、レーザ溶接によって鉢体６の円筒壁８に接合される。
Production of the component shown in FIG. 2 The joining of the
代替として、これは鉢体６の底部内面１０にリードピン５を接合することによっても行われる。
As an alternative, this can also be done by joining the
別の変形例の製作は、最初にレーザ溶接によって鉢体６をリードピン５に接合することによって実施される。引続いて鉢体６に中空陰極４を接合することは、同様に、鉢体６の底面１０を中空陰極４の底部外面１１にレーザ溶接することによって実施される。
The production of another variant is carried out by first joining the
図３に示す構成部材の製作
スリーブ７と中空陰極４との接合は、フランジ１３を中空陰極４の底面１１にレーザ溶接することによって実施される。引続いてスリーブ７の円筒領域１２内に導入されたリードピン５がスリーブ７の円筒領域１２に溶接される。
3 is manufactured by joining the
図４に示す構成部材の製作
別の変形例では、スリーブ７の円筒領域１５をリードピン５にレーザ溶接することによって、スリーブ７がリードピン５に接合される。引続いてスリーブ７に中空陰極４を接合することは、移行領域１７を中空陰極４の底部外面１１にレーザ溶接することによって実施される。別の変形例では、スリーブ７の円筒領域１６の円筒壁内面１９が、レーザ溶接によって中空陰極４に接合される。
Production of the component shown in FIG. 4 In another variant, the
１ 冷陰極蛍光ランプ
２ 蛍光物質
３ 放電管
４ 中空陰極
５ リードピン
６ 鉢体
７ スリーブ
８ 鉢体の円筒壁内面
１０ 鉢体の底部内面
１１ 中空陰極の底部外面
１２ スリーブの円筒領域
１３ フランジ
１４ スリーブの円筒壁内面
１５ スリーブの第１の円筒領域
１６ スリーブの第２の円筒領域
１７ スリーブの移行領域
１８ 第１の領域の円筒壁内面
１９ 第２の領域の円筒壁内面
２０ 電流供給ピン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cold
Claims (12)
リードピン（５）が鉢体（６）またはスリーブ（７）に接合され、鉢体（６）またはスリーブ（７）が中空陰極（４）に接合される
ことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。 A discharge tube (3) containing an enclosed gas component whose inner surface is coated with a fluorescent material (2) and which emits ultraviolet light, and two materials composed of Mo, W, Nb, Ta and their alloys Or a cold cathode fluorescent lamp (1) mainly comprising one or more hollow cathodes (4) and two or more lead pins (5) composed of materials from the group of Mo, W and their alloys,
A cold cathode fluorescent lamp, wherein the lead pin (5) is joined to the bowl (6) or the sleeve (7), and the bowl (6) or the sleeve (7) is joined to the hollow cathode (4).
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