(57)【要約】  本発明では、内側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、及びそれらの合金からなるグループからの材料で製作された２つまたはそれ以上の中空陰極と、Ｍｏ、Ｗ、及びそれらの合金からなるグループからの材料で製作された２つまた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ついて明らかにされる。リードピンは、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏまたはそれらの合金から製作されると望ましいリング、リングセグメント、中空円筒、または、中空円筒セグメントに結合され、リング、リングセグメント、中空円筒、または、中空円筒セグメントは中空陰極に結合される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側を蛍光物質（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、及びそれらの合金からなるグループからの材料で製作された２つまたはそれ以上の中空陰極（４）と、Ｍｏ、Ｗ、及びそれらの合金からなるグループからの材料で製作された２つまた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において、
リードピン（５）が、リング（６）、リングセグメント（７）、中空円筒（８）、または、中空円筒セグメント（９）に結合され、リング（６）、リングセグメント（７）、中空円筒（８）、または、中空円筒セグメント（９）が、中空陰極（４）に結合されていることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項２】
リング（６）、リングセグメント（７）、中空円筒（８）、または、中空円筒セグメント（９）の内径が、リードピン（５）の直径よりわずかに大きく、リング（６）、リングセグメント（７）、中空円筒（８）、または、中空円筒セグメント（９）の外径が、中空陰極（４）の外径にほぼ等しいことを特徴とする請求項１記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項３】
リードピン（５）が電流供給ピン（１０）に結合されることを特徴とする請求項１又は２記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項４】
リング（６）、リングセグメント（７）、中空円筒（８）、または、中空円筒セグメント（９）が、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、及びそれらの合金のグループからの材料で製作されることを特徴とする請求項１乃至３の１つに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項５】
中空陰極（４）が２つまたはそれ以上の部品からなることを特徴とする請求項１乃至４の１つに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【請求項６】
中空陰極（４）がリードピン（５）に溶接されることを特徴とする請求項１乃至５の１つに記載の冷陰極蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内側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、及びそれらの合金からなるグループからの材料で製作された２つまたはそれ以上の中空陰極と、Ｍｏ、Ｗ、及びそれらの合金からなるグループからの材料で製作された２つまた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。
【０００２】
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、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。
【０００３】
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、中空陰極の再結晶化及びそれに関連した脆化を大部分回避しなければならない。従って、熱入力の量は、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。
【０００４】
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。
【０００５】
この課題は請求項１の特徴事項によって実現される。本発明によれば、リードピンは、リング、リングセグメント、中空円筒、または、中空円筒セグメントに結合され、リング、リングセグメント、中空円筒、または、中空円筒セグメントは中空陰極に結合される。リング、リングセグメント、中空円筒、または、中空円筒セグメントは、中空陰極と比較して融点の著しく低い材料、例えば、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、及びそれらの合金から製作されるのが望ましい。リング、リングセグメント、中空円筒、または、中空円筒セグメントの内径はリードピンの直径よりわずかに大きい。中空円筒または中空円筒セグメントの高さは、（０．５×中空円筒の直径）〜（４×中空円筒の直径）の範囲で変動するのが好都合である。リングセグメント（スリット付きリング）または中空円筒セグメント（スリット付き中空円筒）の利用は、製造コストが低いので好都合である。リングセグメントは一本のワイヤを曲げて製作され、中空円筒セグメントは一枚の帯状体にエンボス加工して製作される。このプロセスで生じるスリットは、リングの円周または中空円筒の円周の１／４より小さいと望ましい。
【０００６】
リング、リングセグメント、中空円筒、または、中空円筒セグメントは、第１のプロセスステップにおいて、リードピンに結合されると好都合である。このため、リング、リングセグメント、中空円筒、または、中空円筒セグメントは、リードピンの一方の端部に装着されて、簡単に位置決めされる。リードピンへの接合は１つまたは複数の箇所で点状にまたは面状に行うことが可能である。熱の導入は例えばレーザ溶接または抵抗溶接によって行うことが可能である。接合プロセス中、リングまたは中空円筒の領域が熱入力を局部的に行われて溶融する。
【０００７】
第１の接合ステップによって生じた構成部材は、さらなる接合ステップによって中空陰極に結合される。熱入力はやはり抵抗溶接またはレーザ溶接によって行われるのが望ましい。抵抗溶接の場合、接触面は、中空陰極に向かって傾斜したリング面、または、中空円筒の断面が望ましい。レーザ溶接の場合、熱入力は半径方向から行われ、リングは複数の点で、複数の区域で、または、円周全体にわたって、中空陰極に結合されると望ましい。熱入力は、モリブデンまたはタングステン製の中空陰極の場合には極めて低いので、中空陰極の底部領域の溶融、望ましくは、完全な再結晶、従って脆化でさえ回避することができる。中空陰極からリードピンへの良好な熱伝達を保証するために、リードピンを中空陰極に結合すると有利である。これは溶接またはハンダ付けによって実施可能である。レーザ溶接が有利な溶接プロセスであり、ビーム案内は中空陰極の底部に対して軸方向に向けて行われる。これによって、中空陰極の底部の脆化は回避されないが、中空陰極とリードピンとの物質結合がリングまたは中空円筒を介して行われるので、耐用寿命は短縮されない。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、振動が生じる場合にも、耐用寿命が短縮することはない。
【０００８】
一般に、リードピン（電流導入ピン）は電流供給ピン（外部リードピン）に結合される。リードピンにおいては、ピンとガラスとの膨張係数の類似性が必要とされるので、材料の選択が著しく制限されるが、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結合前に、リードピンと電流供給ピンとの結合を実施する、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。中空陰極は１つまたは複数の部品からなるものとすることが可能である。深絞りによって製作される単一部品バージョンが、製造技術的な理由で（絞り比が大きすぎる）、または、コス上の理由で不可能である場合、複数部品、望ましくは、２部品の実施形態が一般に選択される。
【０００９】
本発明については、図に関連してさらに詳細に後述する。
【００１０】
図１には、冷陰極蛍光ランプ１の基本的構成部品、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１０が示されている。
【００１１】
図２〜図４に示す構成部材の製作（正確な寸法によるものではない）
直径０．５ｍｍのＮｉ線を曲げて、スリット幅約０．５ｍｍのリングセグメント７が形成され、リードピンの一方の端部に装着されて、位置決めされる。リングセグメント７は、端面レーザ溶接によって、Ｍｏと０．３重量％のＬａ2Ｏ3との合金から製作された直径０．６ｍｍのリードピン５に接合された。次に、リングセグメント７は、やはり、レーザによって、すなわち、ほぼ半径方向に向けられたレーザビームを利用して、外径１．７ｍｍのＭｏ製中空陰極４に溶接された。次に、レーザビームを中空陰極４の底部に対して軸方向に向けて、リードピン５が中空陰極４に溶接された。同様に、構成部材がリング６を用いて製造された。
【００１２】
図５〜図７に示す構成部材の製作（正確な寸法によるものではない）
厚さ０．３ｍｍのＮｉ帯状体を曲げて、長さ２ｍｍの中空円筒セグメント９が形成され、リードピンの一方の端部に装着されて、位置決めされる。この中空円筒セグメント９は、端面レーザ溶接によって、Ｍｏと０．３重量％のＬａ2Ｏ3との合金からなる直径０．８ｍｍのリードピン５に接合された。次に、中空円筒セグメント９は、やはり、レーザによって、すなわち、ほぼ半径方向に向けられたレーザビームを利用して、外径１．７ｍｍのＭｏ製中空陰極４に溶接された。同様に、構成部材が中空円筒８を用いて製造された。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】冷陰極蛍光ランプ（本発明による特徴のない）の概略図
【図２】リードピンと中空陰極との本発明による接続の断面図
【図３】本発明によるリングの断面図
【図４】本発明によるリングセグメントの断面図
【図５】リードピンと中空陰極との本発明による接続の断面図
【図６】本発明による中空円筒の断面図
【図７】本発明による中空円筒セグメントの断面図
【符号の説明】
【００１４】
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  リング
７  リングセグメント
８  中空円筒
９  中空円筒セグメント
１０  電流供給ピン
【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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【図７】
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【国際調査報告】
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