(57)【要約】  【課題】  ビードガラスに歪みやクラックが生じることなく、電極本体の端部と導入金属体の端部とを接続することができるようにした電極の製造方法、この製造方法によって製造された電極およびこの電極を備えた冷陰極放電管を提供する。  【解決手段】  ガラスバルブの開口端部にビードガラス２を介して封止される軸状の導入金属体６内部金属体９の端部と、ガラスバルブの端部内に配置される電極本体５の端部とを接続する電極の製造方法であって、酸化が促進される密閉空間１４内で、ビードガラス２を溶着した内部金属体９の端部と電極本体５の端部とを当接し、この当接部２０に有機金属ガスＥを噴射しながら有機金属ガスＥを光分解するためのレーザ光Ｃを照射し、この当接部２０に金属薄膜２３を堆積させることによって両者９，５を接続する。前記有機金属ガスＥとしては、四塩化チタン、ヘキサフルオロアセチルアセトナートなどを使用する。【選択図】  図１
2005190781.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスバルブの開口端部にビードガラスを介して封止される軸状の導入金属体の端部と、ガラスバルブの端部内に配置される電極本体の端部とを接続する電極の製造方法であって、
酸化が促進される雰囲気中で、ビードガラスを溶着した導入金属体の端部と電極本体の端部とを当接し、この当接部に有機金属ガスを噴射しながら有機金属ガスを光分解するためのレーザ光を照射し、この当接部に金属薄膜を堆積させることによって両者を接続することを特徴とする電極の製造方法。
【請求項２】
前記有機金属ガスは、四塩化チタンまたはヘキサフルオロアセチルアセトナートであることを特徴とする請求項１に記載の電極の製造方法。
【請求項３】
前記レーザ光は、アルゴンイオンレーザもしくはエキシマレーザであることを特徴とする請求項１に記載の電極の製造方法。
【請求項４】
前記電極本体の端部に、導入金属体の端部を嵌入する凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の電極の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載された電極の製造方法によって製造されたものであることを特徴とする電極。
【請求項６】
請求項５に記載された電極を具備していることを特徴とする冷陰極放電管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置などのバックライトとして使用される冷陰極放電管、この冷陰極放電管に備えられる電極およびこの電極の製造方法に関し、特に、軸状の導入金属体の端部と電極本体の端部とを接続するための電極の製造方法、この製造方法によって製造された電極およびこの電極を備えている冷陰極放電管に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーソナルコンピュータや携帯電話機などに備えられている液晶表示装置のバックライトとして、冷陰極放電管が広く採用されている。冷陰極放電管は、図５に示すように、ガラスバルブ１の開口端部にビードガラス２を介して電極３が封止され、ガラスバルブ１の内周面に蛍光被膜４が積層され、ガラスバルブ１内にネオンとアルゴンとの混合ガスおよび水銀が適切な分量だけ拡散封入された構成となっている。
【０００３】
電極３は、ビードガラス２の両端部内に配置される電極本体５と、電極本体５の端部に接続される軸状の導入金属体６とから構成されている。電極本体５は、例えば融点が約1,500℃のニッケルやニオブなどによって形成され、放電面積を大きくするため、底部７と筒状部８とからなるホロー形状とされている。
【０００４】
一方、導入金属体６は、電極本体５の端部、詳しくは底部７の外端面に接続される内部金属体９と、配線端子（図示せず）などに接続される外部金属体１０とを衝き合わせた状態に一体化したものである。内部金属体９は、融点が約3,400℃と高融点で、ビードガラス２と熱膨張係数が近似しているタングステンなどの金属で構成される。他方、外部金属体１０は、曲げやすいといった作業性に優れ、また予備半田が付着しやすいニッケルのような軟質の金属によって形成されている。このような内部金属体９の端部が外部金属体１０の端部に食い込むように接続され、両者の接合部１１は、膨出した形状となっている。
【０００５】
そして、ビードガラス２には内部金属体９が貫通するための貫通孔が形成されている。この貫通孔の内径は、内部金属体９と溶着しやすくするため、内部金属体９の外径よりもわずかに大きく、膨出した形状の接合部１１よりも小さくされている。したがって、内部金属体９はビードガラス２を溶着した後に、電極本体５の端部と接続される。
【０００６】
内部金属体９の端部と電極本体５の端部とは、図６に示すように当接した状態で、電極本体５の底部７の内面にレーザ光Ａを照射することによってレーザ溶接する方法が一般的に採用されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−５６８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
冷陰極放電管は、ガラスバルブ１が従来と同一の長さ、あるいは従来よりも短くしつつ、発光領域を広げたいという要請がある。冷陰極放電管は一対の電極本体５，５間で発光するため、一対の電極本体５，５間の間隔を広げることによって、発光領域を広げることができる。一対の電極本体５，５間の間隔を広げるためには、電極本体５の筒状部８を短くすればよいものの、放電特性との関係から電極本体５を短くできる長さには限度がある。
【０００８】
よって、電極本体５を短くすることなく、図６に示すように内部金属体９を短くし、ビードガラス２と電極本体５との間隔Ｂを狭くすることにより、電極本体５をビードガラス２の方に寄せれば、一対の電極本体５，５の間隔を広げることができる。しかし、間隔Ｂを狭くすると、電極本体５の端部と内部金属体９の端部とをレーザ溶接する熱が内部金属体９に伝熱され、この熱によってビードガラス２が過熱されることにより、ビードガラス２に歪みやクラックが生じることがある。すると、ビードガラス２と内部金属体９との間に隙間が生じ、ビードガラス２によってガラスバルブ１の両端開口部を完全に封止することができず、ビードガラス２内が気密でなくなることから放電特性が低下し、また寿命が短くなるという問題が生じる。
【０００９】
そこで、本発明は、発光領域を広げるべく、ビードガラスを溶着した導入金属体を短くしても、ビードガラスに歪みやクラックが生じることなく、電極本体の端部と導入金属体の端部とを接続することができるようにした電極の製造方法、この製造方法によって製造された電極およびこの電極を備えた冷陰極放電管を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電極の製造方法は、ガラスバルブの開口端部にビードガラスを介して封止される軸状の導入金属体の端部と、ガラスバルブの端部内に配置される電極本体の端部とを接続する電極の製造方法であって、酸化が促進される雰囲気中で、ビードガラスを溶着した導入金属体の端部と電極本体の端部とを当接し、この当接部に有機金属ガスを噴射しながら有機金属ガスを光分解するためのレーザ光を照射し、この当接部に金属薄膜を堆積させることによって両者を接続することを特徴としている。
【００１１】
この電極の製造方法によれば、導入金属体の端部と電極本体の端部との当接部に向けて有機金属ガスを噴射し、そして、当該有機金属ガスを光分解するためのレーザ光を当該有機金属ガスに対して照射することにより、該当接部に金属薄膜が堆積し（ＣＶＤ法：Chemical  Vapor  Deposition  Method）、両者は過熱されることなく接続される。また、こうした工程は、酸化が促進される雰囲気中で行われるため、有機金属ガス中の不純物が酸化され、不純物が含まれていない金属薄膜を導入金属体の端部と電極本体の端部とに堆積して、両者を接続することができる。また、レーザ光は、電極本体の端部と導入金属体の端部とを溶接するほどの高温ではないため、導入金属体は過熱されず、導入金属体に溶着されたビードガラスには歪みやクラックが生じない。なお、酸化が促進される雰囲気中では、導入金属体および電極本体の表面が酸化してしまうことが懸念されるが、前記したように両者は過熱されることがないので、このような酸化の心配はない。
【００１２】
また、前記電極の製造方法において、前記有機金属ガスは、四塩化チタンまたはヘキサフルオロアセチルアセトナートであることが好ましい。
【００１３】
また、前記電極の製造方法において、前記レーザ光は、アルゴンイオンレーザもしくはエキシマレーザであることが好ましい。
【００１４】
また、前記電極の製造方法において、前記電極本体の端部に、導入金属体の端部を嵌入する凹部が形成されていてもよい。
【００１５】
この電極の製造方法によれば、電極本体の端部に形成された凹部に導入金属体の端部を嵌入した状態で両者を接続することができるため、電極本体と導入金属体とは位置ずれすることなく、正確な位置で、しかも安定した状態で接続することができる。
【００１６】
また、本発明に係る電極は、前記のいずれか一つに記載の電極の製造方法によって製造されたものであることを特徴としている。
【００１７】
この電極によれば、導入金属体の端部と電極本体の端部とは、導入金属体にビードガラスを溶着した後に接続されても、この接続は金属薄膜が堆積することによってなされるものであり、導入金属体はレーザ溶接の場合のように高温に過熱されない。したがって、導入金属体が従来よりも短くされ、ビードガラスが導入金属体の端部と電極本体の端部との当接部に近接していても、ビードガラスは過熱されることがなく、歪みやクラックが生じないようにされている。
【００１８】
また、本発明に係る冷陰極放電管は、前記の電極を具備することを特徴としている。
【００１９】
この冷陰極放電管によれば、導入金属体に溶着されたビードガラスには歪みやクラックが生じていないため、ガラスバルブ内の気密性が保持された状態で、ガラスバルブのほぼ全長が発光領域となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、導入金属体の端部と電極本体の端部との当接部に有機金属ガスを噴射しながら、有機金属ガスを光分解するためのレーザ光を当該有機金属ガスに対して照射することにより、この当接部に金属薄膜が堆積され、導入金属体と電極本体とを接続するため、導入金属体に溶着されているビードガラスは過熱されず、歪みやクラックが生じないようにすることができる。したがって、この電極を備えた冷陰極放電管は、気密性を保持した状態でガラスバルブのほぼ全長にわたって良好に発光する。この結果、本発明にかかる冷陰極放電管を液晶表示装置のバックライトとして使用するときは、冷陰極放電管が液晶表示装置から突出する分量を小さくすることができ、液晶表示装置を備えた携帯電話機などの小型化を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係る電極の製造方法、この製造方法によって製造された電極およびこの電極を備えた冷陰極放電管の実施形態について図１から図４を参照しながら説明する。ただし、従来と同一部分は、同一符号を付して説明する。
【００２２】
本実施形態において電極を製造するには、図１に示すような装置を使用する。この装置は、導入金属体６を起立した姿勢で保持するホルダー１２と、電極本体５を保持するクランパ（図示せず）とを備えている。
【００２３】
ホルダー１２は、ベース１３上に設置され、導入金属体６を構成している外部金属体１０の先端部を突き刺す状態に保持する。外部金属体１０の他端部には内部金属体９が衝き合せた状態に接続され、外部金属体１０と内部金属体９との接合部１１は、膨出した形状となっており、内部金属体９にはビードガラス２が接合部１１と当接するように溶着されている。他方、クランパは、ホルダー１２に保持された外部金属体１０に接続されている内部金属体９の端部に、電極本体５の端部が当接するように電極本体５を保持する。
【００２４】
なお、電極本体５は通常、図示したような底部７と筒状部８とからなるホロー形状とされているが、筒状部８を有しない形状であっても実施することができる。
【００２５】
そして、ベース１３上には、密閉空間１４を形成するケース１５が着脱自在に載置され、この密閉空間１４内に前記導入金属体６と電極本体５が収納される。ケース１５は、有機金属の光吸収スペクトルピークに近いレーザ波長のレーザ光Ｃを透過する材質によって形成されている。なお、ケース１５は、断面逆Ｕ字形のものを図示したが、任意の形状とすることができる。
【００２６】
さらに、ベース１３には、２本のパイプ１６，１７が接続され、各パイプ１６，１７には開閉バルブ１８，１９が取り付けられている。そして、一方のパイプ１６からは、密閉空間１４内に、酸化を促進する例えば酸素やオゾンのようなキャリアガスＤが供給される。他方のパイプ１７には、内部金属体９の端部と電極本体５の端部との当接部２０に向けて四塩化チタンまたはヘキサフルオロアセチルアセトナートのような有機金属ガスＥを噴射するノズル２１が接続されている。ノズル２１は当接部２０を３方向から囲むように配置される（図面においては１本のノズル２１のみ図示）。
【００２７】
また、ケース１５の外部には、内部金属体９の端部と電極本体５の端部とが当接している部分に向けてレーザ光Ｃを照射するレーザ光源（図示せず）が配置されている。このレーザ光Ｃは、有機金属ガスＥの光分解を促進するためのもので、有機金属ガスＥの光吸収スペクトルピークに近い波長の紫外光レーザ、例えばアルゴンイオンレーザもしくはエキシマレーザが使用される。
【００２８】
ここで、このような装置を使用して電極３を製造する方法について説明する。まず、外部金属体１０と内部金属体９とを一体化した導入金属体６を製造する。内部金属体９は、従来よりも短く形成されている。そして、ビードガラス２を内部金属体９に溶着した状態で、外部金属体１０の先端部をホルダー１２に突き刺す状態とし、ホルダー１２が導入金属体６を立てた状態に保持する。続いて、クランパが電極本体５を保持し、電極本体５の端部、詳しくは底部７の外端面を内部金属体９の端部に当接した状態とする。
【００２９】
電極本体５の端部は平坦であっても、クランパが精密に作動し、電極本体５の端部を内部金属体９の端部の中心に当接した状態を維持するように制御することも可能であるが、電極本体５の端部の中心に凹部２２を形成したものとし（図３参照）、この凹部２２内に内部金属体９の端部が嵌入するようにすることにより、クランパを精密に制御しなくても、電極本体５の端部と内部金属体９の端部とが当接した状態を維持できるようにすることができる。
【００３０】
そして、ケース１５をベース１３上に載置し、導入金属体６、電極本体５およびビードガラス２が密閉空間１４内に収納された状態とする。この後、一方の開閉バルブ１８を開き、一方のパイプ１６から密閉空間１４内にキャリアガスＤを供給し、密閉空間１４内を酸化が促進される雰囲気とする。さらに、他方の開閉バルブ１９を開き、３本のノズル２１の先端から導入金属体６と電極本体５との当接部２０に向けて有機金属ガスＥを３方向から噴射し、同時にレーザ光Ｃを照射する。
【００３１】
すると、キャリアガスＤによって有機金属ガスＥ中の不純物が酸化されることによって除去されつつ、不純物の含まれていない有機金属ガスＥがレーザ光Ｃによって光分解され、導入金属体６と電極本体５との当接部２０の３か所に金属薄膜２２が堆積し（ＣＶＤ法）、導入金属体６と電極本体５とが接続され、図２または図３に示すような電極３が完成する。
【００３２】
レーザ光Ｃは、内部金属体９も照射するが、このレーザ光Ｃは、有機金属ガスＥの光分解を促進させるためのもので、内部金属体９を高温に過熱しない。したがって、ビードガラス２は、当接部２０に近接して内部金属体９に溶着されていても、過熱されず、歪みやクラックが生じないようにされている。
【００３３】
そして、このビードガラス２をガラスバルブ１の両端開口部に溶着することにより、図４に示すような冷陰極放電管が完成する。この冷陰極放電管は、電極本体５がガラスバルブ１の両端縁に寄っているため、ガラスバルブ１のほぼ全長において発光する。しかも、ビードガラス２は歪みやクラックが生じていない状態でガラスバルブ１に溶着されるため、ビードガラス２内は気密性が維持され、良好な放電状態が持続される。
【００３４】
なお、本発明は、前記の実施形態に限定することなく特許請求の範囲に記載した技術的事項の範囲内において種々変更することができる。例えば、有機金属ガスＥを噴射するノズル２１は１本とし、ホルダー１２がターンテーブルのように回転するものとしてもよい。また、導入金属体６は、内部金属体９と外部金属体１０とを衝き合わせて接続したものではなく、１種類の金属で形成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明にかかる電極の製造方法およびこの製造方法によって製造された電極は、導入金属体に溶着されたビードガラスに歪みやクラックが生じないように導入金属体の端部と電極本体の端部とが接続されているため、ビードガラスをガラスバルブの開口端部に溶着して製造する冷陰極放電管として有用である。
【００３６】
また、本発明にかかる冷陰極放電管は、ガラスバルブのほぼ全長にわたって発光するため、小型化された液晶表示装置のバックライトとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかる電極の製造方法を実施するための装置の概略断面図
【図２】本発明にかかる電極の正面断面図
【図３】本発明にかかる電極の図２と異なる実施形態を示す正面断面図
【図４】本発明にかかる冷陰極放電管の正面断面図
【図５】従来の冷陰極放電管の正面断面図
【図６】従来の電極の正面断面図
【符号の説明】
【００３８】
１…ガラスバルブ
２…ビードガラス
３…電極
５…電極本体
６…導入金属体
２０…当接部
２２…凹部
２３…金属薄膜
Ｃ…レーザ光
Ｅ…有機金属ガス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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