[发明专利]冷阴极荧光灯用电极

说明书

技术领域

本发明涉及用于照明用光源或个人计算机的监视器、液晶电视、汽车导航系统用的液晶显示器等的背光源等中的冷阴极荧光灯，特别涉及适合于其中的冷阴极荧光灯用电极。

背景技术

如图1所示，冷阴极荧光灯做成在玻璃管1内两端配置有通过端子2与外部连接的电极3的结构，该玻璃管1的内面涂敷荧光体4，并且封入由稀有气体和微量汞构成的封入气体5而构成。向该两端的电极3施加高电场，在低压汞蒸气中产生辉光放电，使通过该放电激励的汞产生紫外线，并且通过该紫外线激励玻璃管1内面的荧光体4使其发光。这里使用的电极近年来采用能获得空心阴极效应的形成为有底圆筒状的电极。这种情况下，端子2通过钎焊等方式粘接于有底圆筒状电极3的底部。

近年来，这种构造的冷阴极灯用作液晶显示器的背光源用光源，此外，最近，还适用于液晶电视和汽车导航系统的液晶显示器等，其需求越来越扩大。进而，虽然在一个产品中所使用的冷阴极荧光灯的根数在15英寸以下的液晶显示器等中大概为1根，但是在用于大型监视器和电视时不能获得所需的亮度，因此可使用多根冷阴极荧光灯。由此，其需求急速扩大。

虽然如上所述冷阴极荧光灯的需求正在扩大，但是在液晶显示器等的性能提高的要求中，对冷阴极荧光灯及其所使用的电极也要求了以下事项：

(1)根据产品的薄型化和轻量化的要求，冷阴极荧光灯也要求小径化，并且与此同时，电极也需要进一步的小型化，并需要优良的造形性。

(2)液晶显示器等需要低功耗化，需要冷阴极荧光灯的高效率化。从灯的亮度与灯内径大致成反比例增加的角度考虑，除了需要推进小型化之外，还需要电极采用电子发射性更高的材料，即功函数低且阴极压降低的材料。

(3)在液晶显示器等中，每一根灯需要一台变换器。因此，如果冷阴极荧光灯高亮度化，则每一台液晶显示器所使用的灯的数量可以减少，同时可以降低成本。从这个观点考虑，也需要冷阴极荧光灯的高亮度化，还需要电极采用阴极效应电压低的材料。

(4)由于液晶显示器的产品寿命中冷阴极荧光灯的寿命成为主要原因，因此需要冷阴极荧光灯具有更长的寿命。因此，作为电极，希望采用难以溅射的材料。

(5)在液晶显示器等中，各制造商之间的竞争激烈，即使满足上述(1)～(4)的特性，由于不能以高成本来制造产品，因此希望价格尽量便宜。

作为冷阴极荧光灯用的电极材料，以往一直使用容易加工的便宜的镍，但是镍电极存在以下问题：当为了高亮度化而欲增加电子发射量使放电电流上升时，镍电极会因管内的气体离子而发生溅射，电极急剧消耗寿命缩短。此外，放电电流的上升导致功耗增加，由此也需要采用不同于镍的阴极压降更低的材料作为电极。

另外，提出有在有底圆筒状镍电极的内周面上设置功函数比镍低的物质层，增加电子发射量(例如参见日本专利公开平10-144255号公报和日本专利公开2002-289138号公报)。但是，这种电极需要覆盖功函数低的物质层的工序，此外，由于电极的基材是镍因而容易损耗，尽管最近通过加大底部厚度而实现产品化的电极开始上市，但仍然满足不了上述全部要求事项。

进而，作为功函数低并且不易溅射的高熔点金属，也正在尝试着使用钼或钨作为电极材料。具体地说，使用钼作为电极材料的冷阴极荧光灯用电极是通过从钼的压延板进行冲切、深冲造形成有底圆筒状，由于熔点比镍高并且放电特性优良，因此满足上述(1)～(4)的要求。

但是，钼的压延板容易出现各向异性、延展性差因而导致塑性加工困难，进而材料成品率不好因而导致高成本，不能满足上述(5)的要求。此外，由于造形法的限制而只能获得圆筒部和底部的厚度比大概为1∶2的产品，限制了形状的设计自由度。此外，采用钨作为电极，由于钨比较硬而且延展性差，因而不能进行深冲加工，所以实际上不能实现大量生产。

此外，以测试样品的等级(test sample level)用上述钼或钨的压延板制成一端开口的有底圆筒形状的电极而进行放电试验可知，一部分电极在底部呈现可以认为是由溅射造成的大的破坏孔。针对其原因进行研究发现，钼和钨为高熔点金属，在一端开口的有底圆筒形状的电极中，汞蒸气难以到达电极底部，成为稀有气体放电而给电极施加高温热经历，通过这种高温热经历而产生被称为二次再结晶化的晶粒粗大化，此外还发现，在这样呈现粗大化的晶粒的电极中，当放电电流上升时，尽管采用了高熔点金属，也容易发生由溅射引起的材料的飞散，从而发生了上述的破坏。

发明内容