(57)【要約】【課題】  パソコン等の液晶表示装置（ＬＣＤ）のバックライトとして使用される冷陰極蛍光ランプ等の放電ランプにおける封着線であって、ガスリークや脆化による破損等の問題が生じにくい封着線を提供する。【解決手段】  放電ランプのガラスバルブ内に配置される電極部に一方の端部が溶接により接合され、他端部に外部リード線が接合される封着線であって、その材質が、重量比でＣａＯを０．０５〜０．３％を含有するモリブデンである封着線。これにニッケルを重量比で０．００５〜０．０１％含有させておくと、さらに優れたものとなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電ランプのガラスバルブ内に配置される電極部に一方の端部が接合され他端部に外部リード線が接合される封着線であって、その材質が、重量比でＣａＯを０．０５〜０．３％を含有するモリブデンであることを特徴とする放電ランプ用封着線。
【請求項２】
ニッケルを重量比で０．００５〜０．０１％含有する請求項１に記載の放電ランプ用封着線。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パソコン等の液晶表示装置（ＬＣＤ）のバックライトとして使用される冷陰極蛍光ランプ等の放電ランプに関し、より詳しくは前記放電ランプの封着線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パソコンやワープロ等のＯＡ機器に用いられている液晶表示装置（ＬＣＤ）には、該ＬＣＤを照明するためのバックライトが組み込まれている。このバックライトの光源としては、冷陰極蛍光ランプが使用されている。
【０００３】
冷陰極蛍光ランプ等の電極部分は、電極部と封着線と外部リード線とで構成されている。電極部はカップ形状で、その材質は、ニオブ、モリブデン、ニッケル、タングステン等である。また、封着線は、ガラスシールされるため、石英ガラスと熱膨張係数が近似するタングステン、モリブデン、コバールやジメット線である。さらに外部リード線の材質はニッケルやジメット線等である。これら各部は通常抵抗溶接で接合され電極を構成している。
【０００４】
図１はこの種の放電ランプを表すもので、電極部２と封着線３とが別体として製作され、溶接で接合されている。これら電極部２及び封着線３として従来広く使用されてきたものは、カップ形の電極部がニッケル、封着線（ピン）３は延性に富むコバールを材質とするものであった。その後電極部の材質として、耐スパッタリング性に優れたモリブデンが採用されるようになった。なお、コバールの熱伝導度は１７Ｗ／ｍ・Ｋであるのに対し、モリブデンのそれは１６０Ｗ／ｍ・Ｋ程度である。同様に電気伝導度もモリブデンの方が高い。さらに、モリブデンとコバールは、熱膨張係数が近似しているので、封着用のガラスとして、コバールの場合と同様なガラス（いわゆるコバールガラス）を使用できる。
【０００５】
上記放電ランプにおいて、カップ形の電極部と封着線（ピン）は、電気抵抗溶接により一体化されるが、電極部の材質がニッケルである場合は封着線の材質が融点の高いモリブデンであっても、比較的低温で溶接することができるので、封着線の脆化等の問題は生じない。また、電極部がモリブデンであっても、封着線がコバールの場合も、コバールの融点が低く、延性が高いので、同様に脆化の問題は生じない。
【０００６】
しかしながら、カップ形の電極部がモリブデンで、封着線もモリブデンの場合は、両者の融点が高いので、溶接温度も高温となり、さらにガラスによる封着時にも１０００℃以上に加熱されるので、これら２回にわたる加熱により、モリブデンで作られた封着線が再結晶して脆化するという問題点があった。この種の放電ランプは、液晶ディスプレイに組み付けられるとき、封着線が折り曲げられるので、この封着線が脆化していると、折り曲げ時に折損するおそれがある。
【０００７】
高温に加熱しても脆化が生じにくい耐熱性を有するモリブデン材料として、本願出願人による特許文献１に示すようなカルシウムを添加したモリブデン材料がある。この材料は、カルシウムを重量比で０．０２〜０．２％含有するモリブデンであり、耐熱性が要求される管球用材料等の用途に使用されて好評を博している。また、加工性が良好で、従来のモリブデン材料よりも耐熱性に優れた材料として、本願出願人による特許文献２に示すような耐熱性モリブデン材料が知られている。この耐熱性モリブデン材料の材質は、カルシウムをＣａＯ換算で０．０５〜０．３重量％、ニッケルを０．０２〜０．１重量％含み、残部がモリブデンである。
【０００８】
【特許文献１】特公平３−１９２９３号公報
【特許文献２】特開平３−９０５３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載の材料は、もっぱら電子管のアンカー、サポート、グリッド等、電子管自体の内部に組み込まれる材料として使用されてきたもので、放電ランプのガラス封着部に使用されたことはなかった。また、上記特許文献２に記載の材料は、ニッケルを０．０２〜０．１重量％含有しているので、加工性に問題があり、線引き加工時に線表面に伸線方向の微細な筋がつくという問題点があった。このような筋が表面に存在すると、ガラス封着後にガスのリークが生じるという致命的な問題点があった。
【００１０】
そこで、本発明は、モリブデン製電極部に対する溶接強度が高く、かつ溶接やガラス封着時の加熱によっても脆化しにくく、しかもガスリーク等の問題が生じない封着線を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採用した。すなわち、本発明にかかる放電ランプ用封着線は、その材質が、重量比でＣａＯを０．０５〜０．３％を含有するモリブデンであることを特徴としている。この封着線としては、請求項２に記載のように、ニッケルを重量比で０．００５〜０．０１％含有するものが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この放電ランプ用封着線は、上記のとおりＣａＯを０．０５〜０．３ｗｔ％含有するモリブデンである。このように、微量のＣａＯを含有するモリブデンは、再結晶温度が高く、１４００℃程度まで再結晶しない。このため、抵抗溶接時の加熱（１４００〜１５００℃程度）によっても再結晶がそれほど進行せず、脆化しないのである。
【００１３】
また、モリブデンに微量のニッケルを含有させると、延性が向上し、曲げ強度（繰り返し曲げ回数）が向上するが、ニッケルの量が多くなると、加工性が悪くなるので、スエージング及び線引き加工によって表面に微細な長手方向のクラックが発生する。例えば、上記特許文献２に記載の材質のように、ニッケル含有量が０．０２〜０．１ｗｔ％であると、このような問題が生じるため、封着線としては適していないのである。
【００１４】
そこで、種々試験を行った結果、本発明では、ニッケル量を０．００５〜０．０１ｗｔ％とした。この量であると、延性の点でも加工性の点でも問題はなく、表面に傷のない曲げ強度の高いモリブデン線が得られることを見出したのである。      
【００１５】
以上に説明したように、本発明にかかる放電ランプ用封着線は、その材質が、モリブデンに微量の酸化カルシウムを添加したものであるから、比較的簡単に製造することができるものである。そして、再結晶温度が高いため、繰り返し加熱され、加熱後に折り曲げられることの多い封着線として使用した場合に、従来では得られなかった優れた性能を発揮するものである。なお、上記酸化カルシウムの他に、ごく微量のニッケルを添加しておくことにより、強度的にさらに優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の実施形態について、具体的に説明する。本発明の封着線は、図１に例示するような放電ランプ（放電冷陰極蛍光ランプ）に使用される。この蛍光ランプ１は、例えば外径が約２．６ｍｍ、内径が１．６ｍｍ、長さが約２００ｍｍの直管形である。材質的は、線膨張係数が５〜５．５ｐｐｍの硼珪酸ガラスやアルミノシリケートガラスからなる管形のガラスバルブ２の両端に、封着部５，５が設けられ、この封着部に電極部４と封着線３が溶接１０で一体化した電極が封止されている。ガラスバルブ２の内面には蛍光膜１１が設けられている。
【００１７】
この種の電極は、タングステン、モリブデン又はそれらの合金からなるものが多いが、タングステンに適合するガラスの価格が高いため、最近はモリブデンを使用する傾向にある。このため、以下の説明ではモリブデンを材質とするものを例にとって説明する。この電極部４と封着線３とが接合一体化された電極における封着線３は、例えば外径約０．８ｍｍで、図２に示すように、コバールガラスからなるビードガラス被覆層７によって封着されている。
【００１８】
また、電極部４は、中空部４ａが形成されたカップ状であり、寸法は、例えば外径１．２ｍｍ、内径０．９ｍｍであり、長さは約５ｍｍである。外部リード線８はニッケル線であり、封着線３の後端部に溶接される。
【００１９】
この封着線３は、公知の粉末冶金法によって製造される。すなわち、原料であるモリブデン粉末にカルシウムとニッケルを添加混合し、非酸化性雰囲気例えば水素雰囲気中で加熱して、予備燒結、本燒結を行い、所定寸法のインゴットを得る。このインゴットにスエージング加工と線引き加工を施して、所定寸法の線材とする。本発明では、主原料であるモリブデンに微量の酸化カルシウムとニッケルを添加するが、この添加は、公知のドーピングと同様に、水溶性の化合物の形で添加すればよい。
【００２０】
得られた線材は、切断、研磨等の必要な加工を施し、所定寸法の封着線とする。この封着線は、カップ形の電極部の外側端部に電気抵抗溶接で接合する。この溶接時には、カップ形電極部と封着線の先端面との間にコバール箔等を挟んで溶接するのが一般的である。            
【００２１】
溶接により電極部と一体化した封着線の外周部をガラスで封着する。このガラスとしては、熱膨張係数がモリブデンのそれとほぼ等しいガラスを使用する。この封着時には、ガラスを溶融するため、封着線は１０００℃以上に加熱される。なお、封着線の後端部には、リード線であるニッケル線が溶接される。この時の溶接温度は比較的低く、モリブデンの再結晶は生じない。
【００２２】
この封着線は、耐熱性と対スパッタリング性に優れたモリブデンの電極部に溶接されるが、再結晶温度が高いので、溶接や封着による脆化が生じない。また、ニッケルを添加しても、その添加量がごく微量であるから、加工性が著しく低下することはなく、表面にスエージングや線引き加工によるクラックが発生しにくい。このため、ガスリークの問題が生じないのである。また、液晶デイスプレイのバックライトとして使用される放電ランプは、組み付け時にリード線を直角以上の角度に折り曲げることが多いが、この折り曲げ力が封着線や溶接部に作用しても、ニッケルによって延性が改良されているため、傷や折損等の事故は生じない。
【実施例】
【００２３】
平均粒度２．５ミクロンのモリブデン粉末に０．０１ｗｔ％相当のニッケル量になるように硝酸ニッケルを水又はエタノールに溶解してドーピングした。ニッケルの量は、上記のとおり、０．００５〜０．０１ｗｔ％とするのが好ましかった。Ｎｉ量がこれよりも多くなると、加工性が悪くなり、線表面に傷がつきやすくなる。また、ニッケル量がこれよりも少ないと、燒結性、延性等が向上しない。
【００２４】
上記のようにニッケルをドープしたモリブデン粉末に、さらに酸化カルシウム（ＣａＯ）を添加した。添加量は、０．１ｗｔ％とした。ＣａＯの量は０．０５〜０．３％とするのが好ましく、この範囲よりも少な過ぎると脆化防止効果は期待できなくなり、多過ぎると加工性が悪くなってクラック等が生じやすくなるのでいずれも好ましくない。この添加は、粉末で混合してもよく、液状として振りかけて混合してもよい。
【００２５】
得られた粉末を乾燥し、所定の金型内でプレス成形した後、水素気流中で予備燒結と本燒結を行った。得られたインゴットをスエージング加工した後、線引き加工し、所定寸法の線とした。この線の表面を化学的に洗浄（電解研磨でもよい）して、加工用の潤滑材を除去した後、所定長さに切断して封着線とした。
【００２６】
得られた封着線を電極部に溶接（１０で示す）し、さらに外部リード線であるニッケル線８を抵抗溶接で接合した。その後、封着線部３を無酸化雰囲気中でヒーターで加熱してコバールガラス（日本電気硝子（株）社製、品番ＢＦＫ）を溶着（封着）した。これによって、電極部とガラス巻き部（封着部）が物理的に気密に接着した。ガラス巻き部の長さは２〜３ｍｍ、外径は約２ｍｍであった。
【００２７】
上記ガラス巻き部に発光管（ガラスバルブ）の端部を溶着して封止し、つづいてアンニーリング処理を行った。ついで、発光管内の排気工程、水銀導入工程、及びリード線半田仕上げ工程を経て冷陰極蛍光ランプが完成した。この放電ランプは、ガスリークが生じず、封着部の強度が高いため、実用上優れたものであった。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかる放電ランプ用封着線は、粉末冶金法によって比較的簡単に製造することが可能で、電気伝導度、熱伝導度、熱膨張係数等の面で優れたものであり、しかも折り曲げ強度等に優れたものである。この封着線を、耐脆化性や耐熱性が要求される他の用途に使用することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】放電ランプの一部断面図である。
【図２】その要部の拡大図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      放電ランプ
２      ガラスバルブ
３      封着線
４      電極部
５      封着部
７      封着用ガラス
８      外部リード線
【図１】
2006185859.tif 000003
【図２】
2006185859.tif 000004