CN1873876A - 电极材料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电极材料,其具有内壁面设置荧光体层且内部封入稀有气体及水银的玻璃管和配置于该玻璃管内的两端的一对电极,其中,由如下的Ni合金构成电极,该Ni合金含有合计大于或等于0.001质量%以上、小于或等于5.0质量%的、从由Ti、Hf、Zr、V、Fe、Nb、Mo、Mn、W、Sr、Ba、B、Th、Be、Si、Al、Y、Mg、In、稀土类元素构成的基准组中选择的至少一种元素,剩余部分由Ni以及杂质构成。由于该电极不是由Ni单质,而是由上述组成的Ni合金构成,因而可以提高放电性、耐氧化性、耐溅射性、与水银的耐反应性,实现高亮度化、长寿命化。
Description
技术领域
本发明涉及在冷阴极荧光灯的电极中适用的电极材料、通过该电极材料制造冷阴极荧光灯用电极的制造方法以及冷阴极荧光灯。特别是涉及亮度更高、寿命更长的冷阴极荧光灯。
背景技术
目前,作为图像扫描仪的原稿照射用光源、个人电脑的液晶监控器、液晶电视等液晶显示装置(液晶显示器)的称为背照光用光源的各种光源,冷阴极荧光灯被充分地利用(例如:参照特开2004-71276号公报、特开平10-144255号公报)。冷阴极荧光灯具有例如图1中所示的结构。图1是冷阴极荧光灯之一例,是表示其概略结构的剖面图。该冷阴极荧光灯100具有在内壁面设有荧光体层101且封入稀有气体和水银的玻璃管102、配置于玻璃管102内的一对电极103。荧光体层101设于玻璃管102内壁面的几乎全周及全长上,在管102内,两个电极103之间主要为发光部,电极103附近为非发光部。电极103为一端开口,另一端有底的杯状,以与开口部相对的方式配置在玻璃管102内(参照特开2004-71276号公报、特开平10-144255号公报)。在未开口的电极103的另一端侧(底侧)连接导线(外导线104),经由该导线104对电极103施加电压。电极103和外导线104之间连接内导线105,该内导线105由调整为与玻璃管102的热膨胀系数同等程度的热膨胀系数的科瓦铁镍钴合金(Kovar)等材料构成。在内导线105的外周熔敷玻璃珠(bead glass)106。利用该玻璃珠106将电极103固定在玻璃管102中,同时将该管102密封,由此稳定地保持管102内的气体密封状态。另外,也有在玻璃管102内只封入了稀有气体的无水银荧光灯。
这样的荧光灯100根据以下的原理发光。当经由导线104在两个电极103之间施加高电压时,仅存于玻璃管102内的电子被高速吸引向电极103而进行冲撞,这时,从电极103放出二次电子进行放电。通过该放电,被阳极吸引的电子和玻璃管102内存在的水银分子等冲撞而放射紫外线,该紫外线激发荧光体,荧光体发出可见光。
作为上述电极的形成材料,镍(Ni)具有代表性。作为其它电极的形成材料,在特开2004-71276号公报中记载有使用Ti、Zr、Hf、Nb或Ta,在特开2004-207056号公报中记载有使用Mo、Nb、Ta。
近几年,在用于液晶显示器等的背照光单元中,其薄型、轻量、高亮度、长寿命被重视。因此,对于作为背照光用光源利用的冷阴极荧光灯,也强烈地期望进一步将其小型化、高亮度化及长寿命化。另外,在图像扫描仪中,高速化、长寿命化等也被重视,即使对于作为光源的冷阴极荧光灯,也强烈期望高亮度化、长寿命化。
在具有由镍构成的电极的现有的冷阴极荧光灯中,在点亮时由放电产生的水银离子与电极冲撞,从而引起电极物质在玻璃管内飞溅而堆积于管内壁的溅射现象。当引起溅射时,电极被消耗。特别是,由于电极只有一部分集中消耗并在该部分形成孔,故不能将电极用于放电,从而荧光灯到了寿命期限。另外,溅射层(由蒸发了的电极物质构成的层)与水银形成汞合金。因此,如果长时间点亮,则水银几乎全部被溅射层获取,由此紫外线的放射不能充分进行,灯的亮度非常低,荧光灯到了寿命期限。即,在具有由镍构成的电极的以往的荧光灯中,由于上述溅射而使寿命较容易缩短。
当将电极的形状形成为有底筒状时,利用中空阴极效果,某种程度上可以抑制溅射,但对于更进一步的高亮度化、长寿命化的要求不能说是足够的结构。对于高亮度化的要求,考虑增大灯的电流,但由于电流的增大使电极负荷增大,所以容易引起溅射。即,溅射速度加快。其结果是,加速电极的消耗和汞合金的形成,导致荧光灯的寿命降低。如果将电极大型化,则可以降低因溅射造成的不良情况,但在这种情况下存在如下问题:1、与薄型化、小型化的要求相背离;2、非发光部变大。
另一方面,如特开2004-71276号公报和特开2004-207056号公报中所记载,考虑通过将镍以外的材料用作电极材料,或在由镍构成的主体中设置由镍以外的材料构成的层,由此来抑制溅射。但是,Mo、Nb、Ta等材料存在如下问题,难以对电极进行加工,或即使可以对电极加工,由该材料构成的电极也难以与内导线等接合。另外,特开2004-71276号公报、特开2004-207056号公报中记载的Mo、Nb、Ta等材料的价格比较高,在使用由该材料构成的电极时,成本相当高。
另一方面,提案有对电极涂敷促进释放电子的物质,例如镧化合物、铯化合物、钇化合物、钡化合物等。但是,这些释放电子的物质由于在灯点亮期间受到放电产生的离子的冲撞而飞散,因此很难更进一步长寿命化。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种能够有助于冷阴极荧光灯的长寿命化、高亮度化的电极材料。另外,本发明的其它目的在于提供一种适于由该电极材料形成有底筒状的电极的冷阴极荧光灯用电极的制造方法。进而,本发明的其它目的在于提供一种寿命更长、亮度更高的冷阴极荧光灯。
为了获得更高亮度、更长寿命的冷阴极荧光灯,本发明者在灯的组成部件中,特别着眼于电极而进行了锐意的研究。而且,有如下的见解,即为了实现高亮度、长寿命的冷阴极荧光灯,作为电极所必需的特性是:1、容易放电;2、电极表面难氧化;3、难以与水银形成汞合金;4、溅射速度慢。
在电极难以放电时,释放出的电子变少,其结果是:紫外线不能充分释放,难以提高亮度。与此相对,容易放电的电极容易提高亮度,因此,在与难以放电的电极同样亮度下使用时,寿命更长。另外,易于放电的电极由于能够以更低的电力进行电子释放,所以也可以降低耗电率。因此,期望由容易放电的材料构成电极。
另外,如果在电极表面有氧化覆膜,则放电性受到阻碍。即,电极难以放电。在此,在制造电极时或使用得到的电极制造荧光灯时(电极和内导线接合时等)电极材料及电极会被加热。在电极材料容易吸附氧气时,通过进行这样的加热,在电极表面易于形成氧化覆膜。对此,由难以吸附氧气的电极材料构成的电极,其表面难以形成氧化覆膜,可以降低放电性的下降。因此,期望由难吸附氧气的材料构成电极。
而且,当电极材料容易与水银形成汞合金时,由该电极材料构成的电极在溅射时,加快了水银的消耗,结果缩短了荧光灯的寿命。对此,由难以形成汞合金的电极材料构成的电极,水银的消耗减缓,可以进一步延长寿命。因此,电极最好由难以形成汞合金的材料构成。
而且,当电极容易引起溅射,即溅射速度快时,电极的消耗加快,其结果缩短了荧光灯的寿命。对此,难以引起溅射的电极由于在玻璃管内难形成溅射层而可以减弱亮度的降低,故与容易产生溅射的电极相比,高亮度持续长时间。因此,期望由难以发生溅射即溅射速度慢的材料构成电极。
在上述特性的基础上,本发明者们为了进一步降低成本,对不单质使用Mo及Nb等高价材料的电极材料(成分)进行了研究。其结果得知:作为电极材料的成分,优选使用了价格相对便宜的Ni的Ni合金。因此,本发明电极材料由Ni合金构成。
本发明第一方面的电极材料,其可以在冷阴极荧光灯的电极中使用,其特征在于,含有合计大于或等于0.001质量%、小于或等于5.0质量%的、从由Ti、Hf、Zr、V、Fe、Nb、Mo、Mn、W、Sr、Ba、B、Th、Be、Si、Al、Y、Mg、In、稀土类元素构成的基准组中选择的至少一种元素,剩余部分由Ni以及杂质构成。即,该电极材料的特征在于,由含有特定范围的特定添加元素的Ni合金构成。以这种由特定组成的Ni合金构成的电极材料制作的电极容易放电,溅射速度慢。另外,由该电极材料构成的电极难以形成氧化覆膜,难以形成汞合金。因此,通过使用由上述本发明的电极材料构成的电极,得到高亮度、长寿命的冷阴极荧光灯。
本发明第二方面的电极材料,其是在冷阴极荧光灯的电极中可以使用的电极材料,其特征在于,由Ni合金构成,其功函数小于4.7eV。所谓功函数是指,需要从固体表面将一个电子取出到真空中所需的最小能量。可以说是功函数越小,越容易取出电子即容易放电的材料。本发明者们用功函数评价了冷阴极荧光灯的电极期望的放电特性,其结果得知:优选为小于4.7eV。基于该见解,本发明的电极材料由Ni合金构成,同时要满足特定的功函数。通过使用由这样的本发明电极材料构成的电极,可以得到高亮度、长寿命的冷阴极荧光灯。
本发明第三方面的电极材料,其是在冷阴极荧光灯的电极中使用的电极材料,其特征在于,由Ni合金构成,其蚀刻速率小于22nm/min。若电极引起溅射,则在电极中通过水银离子的冲撞而释放原子的部分产生腐蚀凹陷而使表面粗糙。越容易引起溅射的电极,每单位时间的腐蚀凹陷的深度越大。将该每单位时间的腐蚀凹陷的平均深度作为蚀刻速率,本发明者们用蚀刻速率来评价冷阴极荧光灯的电极中期望的溅射状态,其结果得知:优选为小于22nm/min。基于这种见解,该本发明电极材料由Ni合金构成,同时要满足特定的蚀刻速率。通过使用由这样的本发明电极材料构成的电极,可以得到高亮度、长寿命的冷阴极荧光灯。另外,蚀刻速率与溅射速度实质上含义相同,本发明中使用蚀刻速率。
下面,对本发明作更详细的说明。
本发明电极材料是由Ni合金构成的。特别是,作为添加元素,优选从由Ti、Hf、Zr、V、Fe、Nb、Mo、Mn、W、Sr、Ba、B、Th、Be、Si、Al、Y、Mg、In、稀土类元素构成的基准组中选择的至少一种元素。添加元素可以是从上述基准组中选择的一种元素,也可以是大于或等于两种的多个元素。添加元素的含量优选大于或等于0.001质量%、小于或等于5.0质量%。为含有多种添加元素的Ni合金时,合计含量调整到满足上述范围。在添加元素的含量小于0.001质量%时,不能有效地改善由含有添加元素而产生的高亮度化、长寿命化的特性。一方面,该特性的改善效果倾向随添加元素的含量的增加而提高,但可以认为添加元素的含量为5.0质量%为饱和。另外,若添加元素的含量超过5.0质量%,则因添加元素的增加招致成本上升。而且,添加元素的增加会降低制造电极材料时及由该电极材料制造电极时的塑性加工性。本发明的电极材料如后述,在熔化铸造之后,对铸造材料进行轧制加工和拉丝加工这样的塑性加工进行制作。另外,在使用本发明的电极材料制作电极时,对电极材料进行冲压加工和后述的锻造加工这样的塑性加工进行制作。因此,为了不降低用于制作电极材料的原材料和电极材料的塑性加工性,添加元素的含量上限设定为5.0质量%。
上述基准组被分成,由Ti、Hf、Zr、V、Fe、Nb、Mo、Mn、W、Sr、Ba、B、Th、Mg、In构成的第一组和由Be、Si、Al、Y、稀土类元素构成的第二组,也可以以在任意一组中所含有的元素作为添加元素。特别是,在以选自上述第一组的至少一种元素(以下称为元素I)为添加元素时,其含量例如大于或等于0.001质量%、小于或等于2.0质量%。即,本发明的电极材料可以为合计大于或等于0.001质量%、小于或等于2.0质量%的从上述第一组选择的至少一种元素,剩余部分由Ni以及杂质构成。通过由含有该范围的元素I的Ni合金构成电极材料,可以以更低的成本得到具有上述的1~4的特性的电极。另外,由该Ni合金构成的铸造材料具有能进行轧制加工和拉丝加工这样的塑性加工的程度的加工性,可进行上述塑性加工而制作电极。而且,该电极材料由于具有足够的可进行冲压加工和铸造加工这样的塑性加工程度的加工性,故能够进行上述塑性加工而制作电极。元素I可以是一种元素,也可以是大于或等于两种的多个元素。在以元素I为多种元素时,合计含量调整为0.001~2.0质量%并添加到Ni中。如果元素I的含量小于0.001质量%,就不能得到基于含有元素I而得到的特性改善效果。另一方面,该特性改善效果在元素I的含量为2.0质量%时倾向于饱和。另外,若超过2.0质量%而添加元素I,则可能会使制造成本上升,或降低塑性加工性。因此,若考虑制造成本和塑性加工性,元素I的含量优选为小于或等于2.0质量%。作为元素I,更加理想的元素是从Mg、Ti、Hf、Ti和Zr、Hf和Zr中选择的元素。特别是Mg的添加具有改善上述铸造材料的塑性加工性的效果。元素I更加理想的含量合计为大于或等于0.01质量%、小于或等于1.0质量%。通过进一步减少添加元素,可以降低电极材料的成本。
可以仅将从上述第二组中选择的至少一种元素(以下称为元素II)作为添加元素,但也可以将上述特定范围的元素I和元素II加在一起作为添加元素。在后者的情况下,元素II的含量例如大于或等于0.001质量%、小于或等于3.0质量%。即,本发明的电极材料也可以含有合计为0.001~2.0质量%的从上述第一组中选择的大于或等于一种的元素、而且含有合计为0.001~3.0质量%的从上述第二组中选择的大于或等于一种的元素,剩余部分由Ni以及杂质构成。在元素I的基础上,利用含有0.001~3.0质量%元素II的Ni合金构成的电极材料,由该电极材料制造的电极能够进一步提高放电性、耐氧化性、耐溅射性。另外,即使含有0.001~3.0质量%的元素II,也几乎不对电极材料的塑性加工性带来影响。该元素II可以是一种元素,也可以是大于或等于两种的多个元素。在元素II为多种元素时,合计含量调整为0.001~3.0质量%并添加到Ni中。若元素II的含量小于0.001质量%,就不能得到基于含有元素II而得到的效果。另一方面,该效果在元素II的含量为3.0质量%时具有饱和的倾向,若超过3.0质量%进行添加,则可能会导致成本的上升和电极材料的塑性加工性的降低。因此,若考虑制造成本和塑性加工性,元素II的含量优选小于或等于3.0质量%。作为元素II,更加理想的元素是Si、Al、Y。特别是在以Y作为添加元素时,由于析出物存在于晶粒边界中,从而能够防止加热时的晶粒的成长和氧化。元素II更加理想的含量合计为大于或等于0.01质量%、小于或等于2.0质量%。通过进一步减少添加元素,可以降低电极原料的成本。
作为添加了元素II的Ni合金,例如有Ni-Y合金。在把易氧化的Y添加到Ni中时,使适量的Y均匀地含于Ni中是困难的,或有使Ni合金的塑性加工性恶化的倾向。因此,在以Y为添加元素时,以脱氧、抑制塑性加工性的恶化为目的,优选以上述范围添加Si、Mg。另外,最好在添加Si、Mg的基础上,如后述将C的含量调整为特定的范围。本发明电极材料可以利用这样的Ni-Y合金和Ni-Y类合金。
构成本发明电极材料的金属即Ni合金,作为主要成分的Ni,例如只要使用纯Ni(大于或等于99.0质量%的Ni及杂质),并在该纯Ni中添加从上述基准组或第一组、第二组中选择的元素得到即可。也可以利用市场销售的纯Ni。在市场销售的纯Ni(大于或等于99质量%的Ni)中含有C、S作为杂质的物质。本发明者们调查之后得知:C及S的总量超过0.10质量%的电极导致亮度及寿命的降低。另外,得知:C的含量多的电极材料虽然使亮度提高,但相反其塑性加工性下降,S的含量多的电极材料发生脆化,塑性加工性仍然降低。因此,本发明电极材料优选C和S的含量合计小于或等于0.10质量%。另一方面,若C或S的含量小于0.001质量%,则电极材料的强度不够,或构成电极材料的Ni合金的晶粒粗大化而会对冲压加工性和锻造加工性带来不良影响。因此,Ni合金中优选C、S的含量合计大于或等于0.001质量%。要使C、S的含量合计大于或等于0.001质量%、小于或等于0.10质量%,则例如利用C、S的含量少的Ni,或通过精炼来降低。
由Ni合金构成的本发明电极材料的功函数小于4.7eV,放电性优良。因此,由本发明电极材料构成的电极容易放电,且实现高亮度化。另外,在以与以往电极同样亮度地利用由本发明电极材料构成的电极时,不仅能进一步延长寿命,而且能以更小的电流得到高的亮度,因此,也可以谋求消耗功率的降低。功函数可以通过适当调整添加在Ni合金中的添加元素的种类和含量而进行改变。若上述添加元素的含量增多,则功函数容易变小。另外,功函数越小,电极的亮度越倾向于升高。更优选的功函数为小于或等于4.3eV,最好的功函数为小于或等于4.0eV。功函数例如可以通过紫外线光电子分光分析法来测定。
另外,由Ni合金构成的本发明电极材料,溅射速率小于22nm/min,耐溅射性优良。因此,由本发明电极材料构成的电极由于难以被溅射,故即使长时间的使用,亮度也不会降低,实现长寿命化。另外,在利用由本发明电极材料构成的电极使其与现有的电极为同样的寿命时,由本发明电极材料构成的电极由于难以被溅射,故可以长期维持亮度高的状态,实现高亮度化。另外,由于难以被溅射,故由本发明电极材料构成的电极在由大电流而提高亮度时,难以形成溅射层,可以降低亮度的下降和寿命的降低。溅射速率可以通过适当调整添加在Ni合金中的添加元素的种类和含量而改变。若上述添加元素的含量增多,则溅射速率容易变小。另外,溅射速率越小,寿命越倾向于变长。理想的是,溅射速率小于或等于20nm/min,更加理想的是,溅射速率小于或等于18nm/min,最好小于或等于16nm/min。溅射速率如下测定。在真空装置内配置电极材料,进行规定时间的惰性元素的离子照射,测定照射后的电极材料的表面粗糙度,将由照射时间除表面粗糙度而得到的值(表面粗糙度/照射时间)作为溅射速率。
本发明电极材料可以是板材,也可以是线材(电线)。板材例如通过熔化→铸造→热轧→冷轧以及热处理而得到。线材例如通过熔化→铸造→热轧→冷拉丝以及热处理而得到。更具体地说,准备主要成分Ni及添加元素,特别是从基准组、第一组、第二组任一组中选择的元素,在真空熔化炉和大气熔化炉等中将它们熔化而得到Ni合金溶液。适当调整该溶液(例如在利用真空熔化炉熔化时,进行温度调整,在利用大气熔化炉熔化时,通过精练等除去或降低杂质和夹杂物,或进行温度调整),通过所谓真空铸造的铸造而得到铸锭。在本发明电极材料为板材时,对该铸锭实施热轧,得到轧制板材。对该轧制板材反复进行冷轧和热处理,得到板状的本发明电极材料。另一方面,在本发明电极材料为线材时,对铸锭实施热轧,得到轧制线材。对该轧制线材反复进行冷拉丝和热处理,得到线状的本发明电极材料。即使本发明电极材料是板材、线材中的任一种,最终热处理(软化处理)也优选在氢气环境下或氮气环境下、以700~1000℃,特别是800~900℃左右进行。
如上述那样得到的本发明电极材料中含有的氢的含量,优选质量比例大于或等于0.1ppm、小于或等于20ppm。若电极材料的氢含量超过20ppm,则由该电极材料得到的电极与内导线的接合部分容易脆化,引起接合强度的下降,或该电极成为产生杂质气体的发生源,由于在灯内发生杂质气体,故与灯的寿命降低有关。另一方面,在氢含量的质量比例小于0.1ppm时,在由该电极材料构成的电极上熔敷由科瓦铁镍钴合金等构成的内导线时,电极容易氧化变色。更优选的氢含量的质量比例大于或等于1ppm、小于或等于10ppm。要使电极材料的氢含量的质量比例大于或等于0.1ppm、小于或等于20ppm,例如在进行上述电极材料的制造时,调整上述最终热处理的气体环境。例如在使最终热处理的气体环境为氢气环境时,调整氢含量,或为氮气环境等氢以外的气体环境。在氮气环境下进行最终热处理的电极材料和由该电极材料构成的电极,其氢含量的质量比例小于或等于10ppm。
另外,本发明者们研究之后得知,在构成电极材料的合金的晶粒微细的情况下,对由该电极材料构成的电极的长寿命化、高亮度化是有效的。具体地说,平均晶粒直径优选小于或等于70μm。更加理想的是,平均晶粒直径小于或等于50μm,最好小于或等于20μm。构成电极材料的合金的平均晶粒直径可通过调整添加元素的种类和含量、或电极材料制造时的最终热处理条件进行调整。例如:在最终热处理中,若使加热温度(热处理温度)为比较高的温度并缩短加热时间,则可以不促进晶粒成长。具体地说,例如有使热处理温度为700~1000℃,特别是在800℃左右,在采用板材时,使移动速度大于或等于50℃/sec,在采用线材时,使线速大于或等于50℃/sec。若增大移动速度和线速,则平均晶粒直径就有变小的倾向。在使用平均晶粒直径小于或等于70μm的电极材料制造电极时,通过冲压加工或锻压加工、与内导线的接合等,构成电极的Ni合金的晶粒直径发生若干变化。但是,电极的晶粒直径基本上依赖于上述电极材料的晶粒直径,平均晶粒直径大概小于或等于70μm。
在使本发明电极材料为板材时,通过把该板材冲压加工成规定形状,可以简单地制造杯状的电极。若通过冲压加工制造杯状的电极,则由于在板材上产生废弃部分,故使有效利用率降低,易导致成本相应地升高。但是,由于能使用现有的电极制造装置(冲压装置),故通过降低设备成本,可谋求成本的降低。
另一方面,在使本发明电极材料为线材(电线)时,可以简单地得到棒状体电极或杯状体电极。在前者的情况下,通过把电线切断成规定长度,可以制造棒状电极,在后者的情况下,切断电线形成规定长度的短码形材料,通过对该短码形材料实施锻造加工成形为有底筒状,可以制造杯状电极。本发明电极材料由于由Ni合金构成,从而不但可谋求高亮度化、长寿命化,还可以抑制上述那样的由添加元素带来的塑性加工性的降低,可以充分实施锻造加工这种较强加工的塑性加工。这样,线状的本发明电极材料由于可通过切断或锻造加工制造电极,因此,即使在制造棒状电极、杯状电极的任一种的情况下,由于几乎不产生废弃部分,所以成品率好,可以谋求电极的制造成本的降低。另外,在对上述线状的本发明电极材料实施锻造加工制作杯状的电极时,可以简单地使底部的厚度比侧面部分的厚度更厚。如果使用底部厚度厚的电极,则能够进一步提高电极底面与由科瓦铁镍钴合金等构成的内导线的接合强度,可以提供高品质的荧光灯。在通过熔敷等将电极底面和内导线接合时,为了防止接合强度小于,使电极底部的厚度比电极侧面部分更厚是有效的。一般来讲,如果电极底部的厚度是侧面部分的厚度的4倍左右,则对获得充分的接合强度是有效的。在对板材实施冲压加工制作杯状电极时,对只加厚底部是有限度的,以最大是侧面部分的2倍为限。对此,在对线状体(短码形材料)实施锻造加工制造杯状的电极时,容易只将电极底部加厚大于或等于两倍。因此,在为线状电极材料的情况下,在制造电极时不仅能够提高成品率及低成本化,而且还可以进一步提高灯的品质。
由于具备由含上述特定组成的Ni合金构成的电极,因此可以得到更高亮度、长寿命的冷阴极荧光灯。即,该冷阴极荧光灯具有:在内壁面有荧光体层并在内部封入稀有气体及水银的玻璃管,或在内表面有荧光体层并在内部封入稀有气体的玻璃管;配置于该管的端部的电极,其中,电极含有合计大于或等于0.001质量%、小于或等于5.0质量%的、从由Ti、Hf、Zr、V、Fe、Nb、Mo、Mn、W、Sr、Ba、B、Th、Be、Si、Al、Y、Mg、In、稀土类元素构成的基准组中选择的至少一种元素,剩余部分由Ni及杂质构成,以上这样构成的本发明的荧光灯实现了亮度化、长寿命化。特别是,电极为一端开口,另一端有底的杯状时,则可谋求基于中空阴极效果的耐溅射性的提高。该杯状电极如上所述,通过对本发明的电极材料实施冲压加工或锻造加工可简单地得到。也可以准备一对该杯状电极,使两电极的开口部相对地将两电极配置在玻璃管内而构成荧光灯,还可以准备一个该杯状电极,只将其配置在玻璃管内的一端而构成荧光灯。
上述电极可以为:1、含有合计大于或等于0.001质量%、小于或等于2.0质量%的、从由Ti、Hf、Zr、V、Fe、Nb、Mo、Mn、W、Sr、Ba、B、Th、Mg、In构成的第一组中选择的至少一种元素,剩余部分由Ni以及杂质构成;2、含有合计为0.001~2.0质量%的从上述第一组中选择的大于或等于一种的元素,并且也可以含有合计为0.001~3.0质量%的从由Be、Si、Al、Y、稀土类元素构成的第二组中选择的大于或等于一种的元素,剩余部分由Ni以及杂质构成。
由含上述特定组成的Ni合金构成的电极及本发明电极材料,其耐氧化性优良,在电极制造时及与内导线接合时等难以形成氧化覆膜。具体地说,可以使在电极表面形成的氧化覆膜的厚度小于或等于1μm。因此,可能减少该电极的放电性的恶化,可谋求灯的高亮度化和长寿命化。氧化覆膜的更优选厚度为小于或等于0.3μm。作为添加元素,在由含Ti、Zr、Hf的Ni合金构成的电极的情况下,特别是难以形成氧化覆膜,可以使其厚度小于或等于0.3μm。氧化覆膜的形成容易度对构成电极的合金的组成有影响,在由上述特定组成的Ni合金形成的电极的情况下,氧化覆膜的厚度小于或等于1μm。另外,在制造电极材料时,通过使热处理在氧气以外的气体环境下进行,可以防止在电极材料中形成氧化覆膜。
由Ni合金构成的本发明电极材料满足冷阴极荧光灯的电极所要求的放电性、耐溅射性。特别是由特定组成的Ni合金构成的本发明电极材料充分具有冷阴极荧光灯的电极所要求的放电性、耐氧化性、对水银的耐反应性、耐溅射性。因此,具有由本发明电极材料制造的电极或由上述特定组成的Ni合金构成的电极的冷阴极荧光灯可不使电极大型化,而可实现进一步的高亮度化、长寿命化。
另外,本发明电极材料不仅具有上述电极所要求的特性,而且冲压加工或锻造加工这样的塑性也优良。特别是通过对本发明的线状电极材料实施锻造加工,可以简单且低成本地制造耐溅射性优良的杯状电极。
本发明电极材料可以适于在冷阴极荧光灯的电极中利用。另外,本发明电极的制造方法适于在由本发明的线状电极材料制成的杯状的冷阴极荧光灯用电极的制造中利用。而且,本发明荧光灯例如:可以作为液晶显示器的背照光用光源、小型显示器的前照光用光源、复印机及扫描仪等原稿照射用光源、复印机的消去用(イレイサ一用)光源这样的各种电力设备的光源适当地利用。
附图说明
图1是表示冷阴极荧光灯的概略构成的剖面图。
具体实施方式
下面说明本发明的实施方式。使用表1、2所示的组成成分(金属No1~36)的Ni合金制作冷阴极荧光灯用电极。电极由两种形状不同的电极材料制作。具体地说,准备线状电极材料和板状电极材料。通过对线状电极材料实施锻造加工来制作杯状的电极,通过对板状电极材料实施冲压加工来制作杯状的电极。
表1
金属No. | 添加元素(质量%) | C、S含量(质量%) | 剩余部分 | ||||
第一组 | 第二组 | ||||||
元素种类 | 合计 | 元素种类 | 合计 | 元素 | 合计 | Ni及杂质 | |
1 | Ti:0.5 | 0.5 | - | - | C:0.05、S:0.001 | 0.051 | |
2 | Fe:1.3Mn:0.4 | 1.7 | - | - | C:0.05、S:0.002 | 0.052 | |
3 | V:0.1Mo:0.1W:0.05 | 0.25 | - | - | C:0.04、S:0.003 | 0.043 | |
4 | Zr:0.06 | 0.06 | - | - | C:0.05、S:0.002 | 0.052 | |
5 | Zr:0.06 | 0.06 | - | - | C:0.01、S:0.001 | 0.011 | |
6 | Ti:0.4Zr:0.05 | 0.45 | - | - | C:0.05、S:0.003 | 0.053 | |
7 | Hf:0.3 | 0.3 | - | - | C:0.05、S:0.001 | 0.051 | |
8 | Nb:0.6Mn:0.1 | 0.7 | - | - | C:0.06、S:0.003 | 0.063 | |
9 | Hf:0.3Zr:0.05 | 0.35 | - | - | C:0.01、S:0.001 | 0.011 | |
10 | Zr:0.05 | 0.05 | Al:1.0Si:0.7 | 1.7 | C:0.04、S:0.002 | 0.042 | |
11 | Hf:0.4 | 0.4 | Be:0.01 | 0.01 | C:0.05、S:0.002 | 0.052 | |
12 | Ti:0.05 | 0.05 | Y:0.1Nb:0.1 | 0.2 | C:0.04、S:0.001 | 0.041 | |
13 | Ti:0.5 | 0.5 | Al:1.0Si:0.7 | 1.7 | C:0.05、S:0.001 | 0.051 | |
14 | Ti:0.5Zr:0.03 | 0.53 | Al:1.0Si:0.7 | 1.7 | C:0.05、S:0.002 | 0.052 | |
15 | Hf:0.3 | 0.3 | Al:1.0Si:0.7 | 1.7 | C:0.04、S:0.001 | 0.041 | |
16 | Hf:0.3Zr:0.05 | 0.35 | Al:1.0Si:0.7 | 1.7 | C:0.05、S:0.002 | 0.052 |
表2
金属No. | 添加元素(质量%) | C、S含量(质量%) | 剩余部分 | ||||
第一组 | 第二组 | ||||||
元素种类 | 合计 | 元素种类 | 合计 | 元素 | 合计 | Ni及杂质 | |
17 | Ti:0.3 | 0.3 | - | - | C:0.15、S:0.005 | 0.155 | |
18 | Nb:5.0 | 5 | - | - | C:0.04、S:0.001 | 0.041 | |
19 | Ti:2.5 | 2.5 | - | - | C:0.04、S:0.001 | 0.041 | |
20 | Ti:2.5 | 2.5 | Al:1.0Si:0.7 | 1.7 | C:0.05、S:0.001 | 0.051 | |
21 | - | - | Al:3.2 | 3.2 | C:0.04、S:0.001 | 0.041 | |
22 | Ti:0.5 | 0.5 | Al:3.2 | 3.2 | C:0.04、S:0.001 | 0.041 | |
23 | Ti:0.5 | 0.5 | Al:2.5 | 2.5 | C:0.03、S:0.001 | 0.031 | |
24 | Hf:0.5Zr:0.2 | 0.7 | Al:3.2Si:0.7 | 3.9 | C:0.04、S:0.002 | 0.042 | |
25 | Sr:0.5 | 0.5 | - | - | C:0.04、S:0.001 | 0.041 | |
26 | Ba:0.4B:0.2 | 0.6 | - | - | C:0.04、S:0.001 | 0.041 | |
27 | B:0.3 | 0.3 | 混合稀土合金:0.1 | 0.1 | C:0.05、S:0.002 | 0.052 | |
28 | - | - | Al:0.3Si:0.7Y:0.2 | 1.2 | C:0.04、S:0.001 | 0.041 | |
29 | Th:3.2 | 3.2 | - | - | C:0.04、S:0.001 | 0.041 | |
30 | Mg:0.1 | 0.1 | Al:2.0 | 2.0 | C:0.004、S:0.001 | 0.005 | |
31 | In:0.2 | 0.2 | Y:0.3 | 0.3 | C:0.008、S:0.001 | 0.009 | |
32 | Mg:0.02 | 0.02 | Si:0.2Y:0.5 | 0.7 | C:0.005、S:0.001 | 0.006 | |
33 | - | - | Y:0.9 | 0.9 | C:0.004、S:0.001 | 0.005 | |
34 | Ti:0.1Mg:0.1 | 0.2 | Y:0.4 | 0.4 | C:0.01、S:0.001 | 0.011 | |
35 | In:0.5 | 0.5 | - | - | C:0.02、S:0.001 | 0.021 | |
36 | Mg:0.05 | 0.05 | Al:0.1Si:0.1Y:0.4 | 0.6 | C:0.003、S:0.001 | 0.004 | |
50 | - | - | - | - | C:0.10、S:0.004 | 0.104 |
<线状电极材料>
线状电极材料如下制作。使用一般的真空熔化炉制作含有表1、2所示的组成成分的金属溶液,适当调整溶液温度,通过真空铸造得到铸锭。通过热轧把得到的铸锭加工为5.5mm的线径,得到轧制线材。对该轧制线材组合实施冷拉丝和热处理,并对得到的线材实施最终热处理(软化处理),得到线径1.6mm的软材。软化处理在温度为800℃、线速度在10~150℃/sec的范围适当选择,在氮气环境或氢气环境下进行(表3~6中表示的试料中,氢含量小于或等于10ppm的试料为氮气环境)。另外,作为主要成分的Ni使用市场销售的纯Ni(大于或等于99质量%的Ni),通过改变精练情况而使C及S的合计含量改变(在这一点上,后述的板状电极材料也同样)。
<板状电极材料>
板状电极材料如下制作。用与上述线状电极材料同样的方法,由表1、2所示的组成成分的金属溶液制作铸锭。对得到的铸锭实施热轧,得到厚度为4.2mm的轧制板材。在对该轧制板材实施热处理后,切削表面,得到厚度为4.0mm的处理板材。对该处理板材反复进行冷轧及热处理,对得到的板材实施最终热处理(软化处理),得到厚度为0.2mm的板状软材。软化处理在温度为800℃、移动速度在10~150℃/sec的范围内适当选择,在氮气环境或氢气环境下进行。
对得到的线状软材及板状软材,测定氢含量(质量比例ppm)、构成软材的金属的平均晶粒直径(μm)、功函数(eV)、蚀刻速率(nm/min)。在表3~6中表示其结果。另外,表3和4为使用线状电极材料的试料,表5和6为使用板状电极材料的试料。氢含量利用稀有气体中融解-热传导度法来测定(测定装置:堀场制作所制EMGA-620)。金属的平均晶粒直径以JIS G0551所示的方法为基准进行测定。功函数利用紫外线光电子分光分析法测定。具体地说,作为前处理,在实施数分钟的Ar离子蚀刻后,使用复合电子分光分析装置(PHI制ESCA-5800附属UV-150HI)进行测定,其中,紫外线源:He I(21.22eV)/8W、测定时的真空度:3×10-9~6×10-9torr(0.4×10-9~0.8×10-9kPa)、测定前的基础真空度:4×10-10torr(5.3×10-11Kpa)、施加偏压:约-10V、能量分解能:0.13eV、分析区域:800μm椭圆型、分析深度:约1nm。蚀刻速率在于真空装置内对镜面研磨的软材照射氩离子之后,测定表面粗糙度,由照射时间和表面粗糙度求得。作为前处理,对软件进行部分遮蔽之后进行离子照射。离子照射使用X线光电子分光分析装置(PHI制Quantum-2000)进行,其中,加速电压:4kV、离子种类:Ar+、照射时间:120min、真空度:2×10-8~4×10-8torr(2.7×10-9~5.3×10-9kPa)、氩压:约15mPa、入射角度:相对试料面约45度。表面粗糙度的测定使用触针式表面形状测定器(Vecco公司制Dektak-3030)进行,其中,触针:金刚石半径=5μm、针压:20mg、扫描距离:2mm、扫描速度:Medium。在软材中通过离子照射在表面形成腐蚀凹陷的位置(不被遮蔽的部位),以腐蚀凹陷的平均深度为表面粗糙度,以表面粗糙度/照射时间(120min)作为蚀刻速率。
其次,把得到的线状软材切断成规定长度(1.0mm),对得到的短码形材料实施冷锻造加工,制作杯状电极。其结果是:含有任意组成的软材也能够得到杯状电极(外径1.6mm、长度3.0mm、开口部的直径1.4mm、开口部的深度2.6mm、底部的厚度0.4mm)。
另外,把得到的板状软材切断成规定的大小(10mm每边),对得到的板状片实施冷冲压加工,制作杯状的电极。其结果,含有任意组成的软材也能够得到杯状电极(外径1.6mm、长度3.0mm、开口部的直径1.4mm、开口部的深度2.8mm、底部的厚度0.2mm)。
对得到的电极,测定构成电极的金属的氧化覆膜的厚度(μm)。其结果表示在3~6中(表3、4:使用线状电极材料的试料,表5、6:使用板状电极材料的试料)。氧化覆膜的厚度是通过切断电极并利用俄歇电子分光法测定电极表面而求出的。另外,对于得到的电极,与上述同样,在测定氢含量、平均晶粒直径时与软材的情况大致相同。
其次,使用得到的电极制作图1所示的冷阴极荧光灯。具体地按以下顺序制作。将由科瓦铁镍钴合金构成的内导线与由铜覆膜Ni合金构成的外导线熔敷,在上述电极的底面熔敷并连接内导线,在内导线的外周熔敷玻璃珠。准备两个这样的电极部件。另外,准备在内壁面有荧光体层(本实验中为卤磷酸盐荧光体层)且两端开口的玻璃管,在开口的玻璃管的一端插入一个电极部件,将玻璃珠与管熔敷,密封管的一端,并且将电极部件固定在管内。其次,从开口的玻璃管的另一端真空吸引而导入稀有气体(本实验中为Ar气)及水银,同样地,固定另一个电极部件,同时密封玻璃管。根据该顺序,得到使一对电极的开口部相对配置的冷阴极荧光灯。对各组成的电极分别制作上述一对电极部件,使用这些电极部件制作冷阴极荧光灯。对这些荧光灯调查其亮度和寿命。在本实验中,设具有由镍构成的电极的试料No.50A、50B的冷阴极荧光灯的中央亮度(43000cd/m2)及寿命为100,相对地表示其它试料No.1A~38A、1B~38B的亮度及寿命。其结果表示在表3~6中。另外,寿命是指中央亮度为50%时的寿命。
表3使用线状电极材料的试料
试料No | 金属No | 氢含量(ppm) | 平均晶粒直径(μm) | 氧化覆膜厚度(nm) | 功函数(eV) | 蚀刻速率(nm/min) | 亮度 | 寿命 |
1A | 1 | 7.2 | 43 | 0.04 | 4.3 | 20.4 | 200 | 200 |
2A | 2 | 0.8 | 62 | 0.4 | 4.4 | 17.1 | 190 | 360 |
3A | 3 | 7.3 | 38 | 0.03 | 4.5 | 13.5 | 190 | 390 |
4A | 4 | 6.1 | 42 | 0.04 | 4.3 | 20.2 | 200 | 210 |
5A | 5 | 5.8 | 35 | 0.02 | 4.2 | 19.1 | 200 | 280 |
6A | 6 | 2.4 | 31 | 0.03 | 4.1 | 18.5 | 220 | 300 |
7A | 6 | 23.7 | 48 | 0.02 | 4.2 | 19.4 | 180 | 180 |
8A | 7 | 6.5 | 27 | 0.05 | 3.9 | 20.5 | 230 | 200 |
9A | 7 | 9.6 | 93 | 0.04 | 4.5 | 21.3 | 190 | 180 |
10A | 8 | 0.6 | 37 | 0.5 | 4.4 | 19.8 | 190 | 250 |
11A | 9 | 8.1 | 39 | 0.02 | 4.2 | 17.8 | 200 | 340 |
12A | 10 | 6.4 | 16 | 0.02 | 4.3 | 18.0 | 200 | 330 |
13A | 11 | 2.6 | 18 | 0.03 | 3.4 | 19.2 | 310 | 280 |
14A | 12 | 12.1 | 14 | 0.05 | 3.8 | 19.3 | 250 | 240 |
15A | 13 | 9.1 | 44 | 0.02 | 4.2 | 18.3 | 210 | 320 |
16A | 14 | 6.7 | 28 | 0.04 | 4.1 | 18.0 | 210 | 310 |
17A | 15 | 7.1 | 45 | 0.05 | 3.8 | 19.2 | 240 | 270 |
18A | 16 | 8.5 | 36 | 0.03 | 3.9 | 19.2 | 230 | 260 |
19A | 17 | 7.7 | 30 | 0.05 | 4.6 | 19.3 | 180 | 270 |
20A | 18 | 8.3 | 28 | 0.03 | 3.6 | 15.6 | 290 | 370 |
表4使用线状电极材料的试料
试料No | 金属No | 氢含量(ppm) | 平均晶粒直径(μm) | 氧化覆膜厚度(nm) | 功函数(eV) | 蚀刻速率(nm/min) | 亮度 | 寿命 |
21A | 19 | 6.9 | 45 | 0.05 | 3.7 | 19.5 | 280 | 260 |
22A | 20 | 7 | 31 | 0.05 | 3.1 | 19.3 | 320 | 260 |
23A | 21 | 0.9 | 33 | 0.06 | 3.5 | 17.2 | 290 | 350 |
24A | 22 | 5.9 | 27 | 0.07 | 3.4 | 16.9 | 300 | 360 |
25A | 23 | 6.6 | 36 | 0.06 | 3.7 | 17.7 | 280 | 340 |
26A | 24 | 9.3 | 22 | 0.05 | 3.2 | 16.5 | 320 | 360 |
27A | 25 | 2.4 | 51 | 0.07 | 3.5 | 20.1 | 290 | 210 |
28A | 26 | 3.5 | 40 | 0.08 | 2.9 | 19.8 | 330 | 240 |
29A | 27 | 1.4 | 47 | 0.09 | 3.8 | 20.0 | 240 | 220 |
30A | 28 | 6.1 | 38 | 0.02 | 3.8 | 18.7 | 240 | 300 |
31A | 29 | 2.8 | 28 | 0.03 | 2.9 | 18.1 | 330 | 310 |
32A | 30 | 4.1 | 38 | 0.03 | 3.7 | 17.5 | 290 | 340 |
33A | 31 | 3.9 | 33 | 0.02 | 4.4 | 14.7 | 190 | 350 |
34A | 32 | 3.5 | 18 | 0.01 | 4.1 | 12.7 | 220 | 430 |
35A | 33 | 6.6 | 22 | 0.02 | 3.4 | 13.4 | 300 | 390 |
36A | 34 | 2.3 | 29 | 0.02 | 4.1 | 14.1 | 230 | 360 |
37A | 35 | 4.9 | 41 | 0.04 | 4.2 | 18.9 | 210 | 290 |
38A | 36 | 7.1 | 19 | 0.02 | 3.3 | 13.9 | 310 | 370 |
50A | 50 | 8.8 | 91 | 1.3 | 4.7 | 22.0 | 100 | 100 |
表5使用板状电极材料的试料
试料No | 金属No | 氢含量(ppm) | 平均晶粒直径(μm) | 氧化覆膜厚度(nm) | 功函数(eV) | 蚀刻速率(nm/min) | 亮度 | 寿命 |
1B | 1 | 7.1 | 41 | 0.03 | 4.3 | 20.2 | 200 | 210 |
2B | 2 | 0.9 | 64 | 0.42 | 4.4 | 17.5 | 180 | 350 |
3B | 3 | 7.5 | 37 | 0.05 | 4.5 | 14.0 | 190 | 380 |
4B | 4 | 6.1 | 42 | 0.04 | 4.3 | 20.1 | 200 | 210 |
5B | 5 | 5.8 | 38 | 0.03 | 4.2 | 19.1 | 210 | 280 |
6B | 6 | 2.5 | 29 | 0.02 | 4.1 | 18.1 | 220 | 300 |
7B | 6 | 23.4 | 49 | 0.02 | 4.2 | 19.4 | 180 | 180 |
8B | 7 | 6.4 | 28 | 0.04 | 3.9 | 20.6 | 230 | 200 |
9B | 7 | 9.8 | 96 | 0.06 | 4.5 | 21.1 | 190 | 190 |
10B | 8 | 0.5 | 36 | 0.55 | 4.4 | 19.5 | 190 | 270 |
11B | 9 | 8.1 | 42 | 0.03 | 4.2 | 17.9 | 200 | 340 |
12B | 10 | 6.7 | 19 | 0.02 | 4.3 | 18.4 | 200 | 310 |
13B | 11 | 2.3 | 20 | 0.05 | 3.4 | 19.0 | 310 | 280 |
14B | 12 | 12.6 | 17 | 0.04 | 3.8 | 19.5 | 260 | 250 |
15B | 13 | 8.8 | 42 | 0.04 | 4.2 | 18.7 | 210 | 300 |
16B | 14 | 6.9 | 33 | 0.02 | 4.1 | 17.8 | 210 | 340 |
17B | 15 | 6.9 | 45 | 0.05 | 3.8 | 19.1 | 250 | 280 |
18B | 16 | 8.6 | 37 | 0.04 | 3.9 | 19.4 | 230 | 270 |
19B | 17 | 7.8 | 34 | 0.03 | 4.6 | 18.5 | 180 | 300 |
20B | 18 | 8.2 | 31 | 0.04 | 3.6 | 15.4 | 290 | 370 |
表6使用板状电极材料的试料
试料No | 金属No | 氢含量(ppm) | 平均晶粒直径(μm) | 氧化覆膜厚度(nm) | 功函数(eV) | 蚀刻速率(nm/min) | 亮度 | 寿命 |
21B | 19 | 6.9 | 46 | 0.02 | 3.7 | 19.1 | 280 | 280 |
22B | 20 | 7.3 | 32 | 0.04 | 3.1 | 19.6 | 320 | 260 |
23B | 21 | 1.1 | 36 | 0.05 | 3.5 | 17.4 | 290 | 350 |
24B | 22 | 5.7 | 29 | 0.06 | 3.4 | 16.6 | 300 | 360 |
25B | 23 | 6.7 | 39 | 0.07 | 3.7 | 17.9 | 290 | 330 |
26B | 24 | 9.1 | 27 | 0.07 | 3.2 | 16.1 | 320 | 370 |
27B | 25 | 2.1 | 51 | 0.09 | 3.5 | 19.9 | 290 | 240 |
28B | 26 | 3.5 | 43 | 0.07 | 2.9 | 19.9 | 330 | 250 |
29B | 27 | 1.2 | 48 | 0.09 | 3.8 | 20.3 | 240 | 200 |
30B | 28 | 6 | 36 | 0.03 | 3.8 | 18.8 | 240 | 300 |
31B | 29 | 2.7 | 31 | 0.03 | 2.9 | 18.3 | 330 | 310 |
32B | 30 | 4.0 | 36 | 0.04 | 3.7 | 17.7 | 280 | 340 |
33B | 31 | 4.5 | 31 | 0.03 | 4.4 | 14.8 | 190 | 350 |
34B | 32 | 3.1 | 20 | 0.01 | 4.1 | 12.9 | 220 | 420 |
35B | 33 | 5.9 | 21 | 0.02 | 3.4 | 13.5 | 310 | 390 |
36B | 34 | 2.8 | 31 | 0.03 | 4.1 | 14.3 | 220 | 360 |
37B | 35 | 6.7 | 46 | 0.04 | 4.2 | 18.7 | 210 | 300 |
38B | 36 | 8.2 | 19 | 0.02 | 3.3 | 14.0 | 310 | 370 |
50B | 50 | 8.5 | 96 | 1.2 | 4.7 | 22.1 | 100 | 100 |
如表3、4所示,具有由Ni合金构成的电极的试料No.1A~38A的荧光灯与具有由镍构成的电极的试料No.50A的荧光灯相比,亮度高、且寿命长。另外,如表5、6所示,具有由Ni合金构成的电极的试料No.1B~38B的荧光灯与具有由镍构成的电极的试料No.50B的荧光灯相比,亮度高、且寿命长。这认为是由于,金属No.1~36与镍单质的金属No.50相比,是功函数及蚀刻速率小的材料、即容易放电且溅射速度慢的材料。另外,由Ni合金构成的金属No.1~36与镍单质的金属No.50相比,由于难以形成氧化覆膜,故难以使放电性恶化,是难以与水银形成汞合金的材料。
试料No.1A~38A、1B~38B的荧光灯中,通过在氮气环境下进行软化处理降低氢含量的Ni合金,具体地说,具有由氢含量的质量比例小于或等于10ppm的Ni合金构成的电极的荧光灯其寿命更长、亮度更高。而且,线速度或移动速度大于或等于50℃/sec的试料,其Ni合金的平均晶粒直径小于或等于70μm。而且,试料No.1A~38A、1B~38B的荧光灯中,具有由平均晶粒直径小于或等于70μm的Ni合金构成的电极的荧光灯其寿命更长、亮度更高。而且,试料No.1A~38A、1B~38B的荧光灯中,具有由C及S的合计含量为0.001~0.1质量%的Ni合金构成的电极的荧光灯其寿命更长、亮度更高。
Claims (18)
1、一种电极材料,其特征在于,含有合计大于或等于0.001质量%、小于或等于5.0质量%的、从由Ti、Hf、Zr、V、Fe、Nb、Mo、Mn、W、Sr、Ba、B、Th、Be、Si、Al、Y、Mg、In、稀土类元素构成的基准组中选择的至少一种元素,剩余部分由Ni及杂质构成,用于冷阴极荧光灯的电极。
2、如权利要求1所述的电极材料,其特征在于,在基准组含有的元素中,含有合计大于或等于0.001质量%、小于或等于2.0质量%的、从由Ti、Hf、Zr、V、Fe、Nb、Mo、Mn、W、Sr、Ba、B、Th、Mg、In构成的第一组中选择的至少一种元素,剩余部分由Ni以及杂质构成。
3、如权利要求2所述的电极材料,其特征在于,含有合计大于或等于0.001质量%、小于或等于3.0质量%的、从由基准组含有的元素中的Be、Si、Al、Y、稀土类元素构成的第二组中选择的至少一种元素。
4、如权利要求1所述的电极材料,其特征在于,功函数小于4.7eV。
5、如权利要求1所述的电极材料,其特征在于,其蚀刻速率小于22nm/min。
6、如权利要求1所述的电极材料,其特征在于,C、S的含量合计为大于或等于0.001质量%、小于或等于0.10质量%。
7、如权利要求1所述的电极材料,其特征在于,氢含量大于或等于0.1ppm、小于或等于20ppm。
8、如权利要求1所述的电极材料,其特征在于,构成电极材料的金属的平均晶粒直径小于或等于70μm。
9、如权利要求1所述的电极材料,其特征在于,电极材料为板状材料。
10、如权利要求1所述的电极材料,其特征在于,电极材料为线状材料。
11、一种冷阴极荧光灯用电极的制造方法,其特征在于,具有如下工序:切断权利要求10所述的线状材料,得到规定长度的短码形材料;对所述短码形材料实施锻造加工,形成有底筒状而得到电极。
12、一种冷阴极荧光灯,其特征在于,具有:内壁面有荧光体层且内部封入稀有气体及水银、或稀有气体的玻璃管;配置于所述玻璃管内的端部的电极,所述电极含有合计大于或等于0.001质量%、小于或等于5.0质量%的、从由Ti、Hf、Zr、V、Fe、Nb、Mo、Mn、W、Sr、Ba、B、Th、Be、Si、Al、Y、Mg、In、稀土类元素构成的基准组中选择的至少一种元素,剩余部分由Ni以及杂质构成,并且为一端开口,另一端有底的杯状。
13、如权利要求12所述的冷阴极荧光灯,其特征在于,电极含有合计大于或等于0.001质量%、小于或等于2.0质量%的、从由基准组中含有的元素中的Ti、Hf、Zr、V、Fe、Nb、Mo、Mn、W、Sr、Ba、B、Th、Mg、In构成的第一组中选择的至少一种元素,剩余部分由Ni以及杂质构成。
14、如权利要求13所述的冷阴极荧光灯,其特征在于,电极还含有合计大于或等于0.001质量%、小于或等于3.0质量%的、从由基准组中含有的元素中的Be、Si、Al、Y、稀土类元素构成的第二组中选择的至少一种元素。
15、如权利要求12所述的冷阴极荧光灯,其特征在于,电极中C及S的含量合计大于或等于0.001质量%、小于或等于0.10质量%。
16、如权利要求12所述的冷阴极荧光灯,其特征在于,电极中氢的含量大于或等于0.1ppm、小于或等于20ppm。
17、如权利要求12所述的冷阴极荧光灯,其特征在于,构成电极的金属的平均晶粒直径小于或等于70μm。
18、如权利要求12所述的冷阴极荧光灯,其特征在于,形成于电极表面的氧化覆膜的厚度小于或等于1μm。
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