(57)【要約】【課題】  従来のカップ状電極が奏する発光特性および寿命特性を確保でき、しかも、電極のコスト低減がはかれる電極部材およびこの電極部材を用いた冷陰極放電ランプならびにこの冷陰極放電ランプを装着した照明装置を提供することを目的とする。【解決手段】ヘッダー加工により成形され開口部側５１先端部５２周縁が内方に延在している有底筒状のカップ状電極５と、このカップ状電極５の底部側外端面に溶接接続されたガラス封着用線材６１とを備えている電極部材４およびこの電極部材４を用いた冷陰極放電ランプＬならびにこの冷陰極放電ランプＬを装着した照明装置９Ａである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッダー加工により成形され開口部側先端部周縁が内方に延在している有底筒状のカップ状電極と；
このカップ状電極の底部側外端面に溶接接続されたガラス封着用線材と；
を備えていることを特徴とする電極部材。
【請求項２】
ガラス製の管形バルブと；
このバルブの両端にそれぞれ封着用線材部が気密に封着された請求項１記載の電極部材と；
上記バルブ内に封入された放電媒体と；
を備えていることを特徴とする冷陰極放電ランプ。
【請求項３】
筐体と；
この筐体に付設された請求項２記載の冷陰極放電ランプと；
この冷陰極放電ランプの点灯回路装置と；
を備えていることを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極蛍光ランプなどの管球に使用される電極部材、この電極部材を用いた冷陰極放電ランプおよびこの冷陰極放電ランプを用いた照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、液晶表示装置、例えば液晶テレビは薄形化や高輝度のカラー化などがすすめられ、これに伴いこの液晶テレビのバックライトの光源として用いられる冷陰極蛍光ランプも、ガラス管バルブや電極の小形化および長寿命化などがすすめられている。
【０００３】
この液晶テレビなどの需要拡大とともにテレビに用いられる種々の部品、バックライトの光源についてもコスト低減が強く要望されている。
【０００４】
この光源として用いられる冷陰極蛍光ランプは、主要構成部品が、蛍光体を含むガラス管バルブ、冷陰極を有する電極部材や放電媒体などで、いずれの部品も所定の品質を高め維持していくのには不可欠のものであり、本発明者等はこれらについて種々検討の結果、  部品コストが比較的に高い電極部材に改良の余地があることを見出した。
【０００５】
冷陰極蛍光ランプはガラス管バルブの内径が１２ｍｍ以下、たとえば５ｍｍ以下の細径のものが開発されてきており、電極として小形化が可能であるとともに発光に寄与しない陰極降下電圧が低く、消費電力を低減して発光効率の向上がはかれる有底筒状をしたホローカソード効果を呈するカップ状電極を備えた電極部材が採用されている。
【０００６】
この電極部材は、例えば板厚が約０．２ｍｍのロール状のニッケル（Ｎｉ）薄板を円盤形に打ち抜いたものをプレス（深絞り）加工により外径約２．０ｍｍ、内径約１．６ｍｍ、長さ約５．０ｍｍの略有底円筒形に成形されたカップ状電極と、この電極の底部外端面に溶接により接続した外径約０．８ｍｍのモリブデン線などからなる封着用線材とで構成されている。
【０００７】
従来のカップ状電極は、打ち抜かれた円盤形の板状部材をプレス（深絞り）加工により強制的に変形させてカツプ状に成形されるため、円盤外周側にいくにしたがい円周方向への圧縮度が高くなって、カップ先端の開口部周縁の延出形状が一様ではないとともに凸形の金型を抜くため外方にフレア状に拡がった形状をなし、この開口部先端の近傍において延出部が円周に沿いカットされ先端がほぼ平滑な断面形状をなすよう形成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このようにプレス加工により成形されたカップ状電極を有する電極部材を用いた冷陰極蛍光ランプは、ホローカソード効果を有し発光特性や寿命特性の向上がはかれるが、ロール状や平板状などの板状の部材から円盤形をした電極形成材料を連続的に打ち抜いた場合、円形に打ち抜かれた部分間に残る非打ち抜き部の総面積は原薄板材の３０〜４０％にも達し、また、プレス成形後の先端部カットも含めると、電極として使用することなく屑となる部分が多くその材料ロスは甚だ大きいものであった。
【０００９】
そこで、本発明者等はカップ状電極の成形を成形時に材料ロスの発生が殆どないヘッダー加工（鍛造プレス）により行うことに着目した。
【００１０】
しかし、このヘッダー加工（鍛造プレス）により作られたカップ状電極は、棒材が延ばされ成形されるためカップの開口部側先端部周縁が一様にならず、この先端部周縁に突起を含む凹凸を生じていることがあった。
【００１１】
冷陰極蛍光ランプなどの放電ランプの放電は、相対する電極間で行われるが最も放電が生起し易いのは電極先端であって、この電極の先端に突起などの突部があると突部に放電が集中してこの部分が他の部分より温度が高くなって放電基点ができ、安定した放電が持続できなくなったり、早期にスパッタリングを生じるなどの問題がある。
【００１２】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、従来のカップ状電極が奏する発光特性および寿命特性を確保でき、しかも、電極形成材料のロスをなくしてコスト低減がはかれる電極部材およびこの電極部材を用いた冷陰極放電ランプならびにこの冷陰極放電ランプを装着した照明装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の請求項１に記載の電極部材は、ヘッダー加工により成形され開口部側先端部周縁が内方に延在している有底筒状のカップ状電極と、このカップ状電極の底部側外端面に溶接接続されたガラス封着用線材とを備えていることを特徴とする。
【００１４】
有底筒状をなすカップ状電極を、板状体からの加工に替えヘッダー加工（冷間鍛造）により成形したので、成形時にロスとなる部分が殆ど生じることがなく材料費の節減がはかれコストの低減ができる。
【００１５】
このヘッダー加工（冷間鍛造）の場合は、所定寸法の棒状材料が一対の凹凸形の金型によって成形が行われるので、金型の合わせ目から延ばされた材料が外部へはみ出たり、内部空間において不足したりする虞は少ない。
【００１６】
しかし、成形された電極先端部周縁に多少の凹凸があっても、先端部周縁を内方に向けることにより突部が直立した先鋭状態よりも傾斜した緩和状態になり安定した放電が持続できる。
【００１７】
なお、この発明においてカップ状電極は、ニッケル（Ｎｉ）やニオブ（Ｎｂ）などの単体またはこれらの合金から形成することができる。
【００１８】
本発明の請求項２に記載の冷陰極放電ランプは、ガラス製の管形バルブと、このバルブの両端にそれぞれ封着用線材部が気密に封着された請求項１記載の電極部材と、上記バルブ内に封入された放電媒体とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
上記請求項１記載の作用を奏する電極部材を備えた冷陰極放電ランプである。
【００２０】
本発明の請求項３に記載の照明装置は、筐体と、この筐体に付設された請求項２記載の冷陰極放電ランプと、この冷陰極放電ランプの点灯回路装置とを備えていることを特徴とする。
【００２１】
上記請求項２記載の作用を奏する冷陰極放電ランプを備えた照明装置である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１記載の発明によれば、ヘッダー加工（冷間鍛造）により成形されたカップ状電極は、板状体から形成した従来のカップ状電極と同等の発光および寿命特性が得られるとともに使用する材料のロス低減がはかれる安価な電極部材を提供することができる。
【００２３】
また、カップ状電極のカップの開口部側先端部周縁に凹凸が生じていても、先端部周縁を内方に向け延在させることにより、安定した放電を持続できる冷陰極放電ランプを提供することができる。
【００２４】
請求項２記載の発明によれば、上記請求項１記載の効果を呈する電極部材を備えた冷陰極放電ランプを提供することができる。
【００２５】
請求項３記載の発明によれば、上記請求項２記載の効果を呈する冷陰極放電ランプを備えた照明装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は冷陰極蛍光ランプを示す一部切欠断面正面図、図２は図１中の蛍光ランプに用いられている電極部材を示す一部切欠断面正面図、図３（ａ）〜（ｄ）は図２中に示す電極部材の製造過程の概略を順を追って断面で示す説明図である。
【００２７】
図１に示す冷陰極蛍光ランプＬは、例えば定格消費電力が５Ｗ以下、約２．５Ｗで、直管形をなすガラス管バルブ１は外径が約４．０ｍｍ、内径が約３．５ｍｍ、長さが約２００ｍｍのホウケイ酸ガラスなどの硬質ガラスからなり、バルブ１の内面には例えば青色、緑色、赤色に発光領域を有する蛍光体を混合塗布した３波長形蛍光体被膜２が形成されている。
【００２８】
また、このガラス管バルブ１の両端には、ホウケイ酸ガラスからなるビード３を介し後述する電極部材４を封止した封着部１１，１１が形成してあるとともにバルブ１の内にはアルゴン（Ａｒ）、キセノン（Ｘｅ）やネオン（Ｎｅ）などの希ガスが約８ｋＰａと水銀（Ｈｇ）とからなる放電媒体が封入され冷陰極蛍光ランプＬを構成している。
【００２９】
そして、上記電極部材４は、有底円筒状のカップ状電極５と、封着用線材６１と、外部リード線６２との二者または三者が直列的にそれぞれを突き合わせた状態で電流を通じ、当接面で抵抗発熱を生じさせ相互を溶接して接続することにより完成される。また、上記封着用線材６１にはガラスビード３が巻き付けられているが、封着用線材６１がバルブ１のガラスとなじみのよい材料からなるものであればビード３は不要である。
【００３０】
さらに、電極部材４について図２および図３を参照して詳述すると、カップ状電極５はニッケル（Ｎｉ）材がヘッダー加工（冷間鍛造）により成形され、開口部側５１先端部５２周縁が内方に延在している。このカップ状電極５は例えば外径が約２．１ｍｍ、開口部側５１先端部５２周縁の内径が約１．４ｍｍ、側壁厚さが約０．２ｍｍ、長さが約５．０ｍｍの有底円筒状に成形されている。
【００３１】
このカップ状電極５の成形は図３（ａ）〜（ｄ）に工程順を追って示すようなヘッド加工（冷間鍛造）により行われる。
【００３２】
まず、両者の中心軸が合わせてある凹凸形の金型が対峙した凹形金型８１内に、外径が約０．９ｍｍのニッケル丸棒を長さ約２ｍｍに切断したビレット７を入れ、凹形金型８１内のビレット７に向け凸形金型８２を機械による打撃あるいは油圧プレスによる圧縮など、ここでは機械によって打撃を加えると、ビレット７は押圧され扁平状になる。（（ａ）図）
このビレット７に向けての凸形金型８２による押圧がすすむと、ビレット７の中央部が凹んでくるととともにビレットの延びた部分は凹形金型８１の内壁面に押し付けられ凹形金型８１と凸形金型８２との隙間８０に上がってくる。（（ｂ）図）
上記ビレット７がさらに凸形金型８２によって押圧されると隙間８０全体に延び両金型８１、８２により形取られた有底円筒状のカップが作られる。（（ｃ）図）
次に有底円筒状のカップは、カップが中ほどまで入る凹形の金型８３内に有底側を嵌入するとともにこの金型８３と対向して配設された、凹所８４ａの最奥部周縁を所定の傾斜や曲線でもって形成した凹形金型８４内にカップの開口部側５１を嵌入する。（（ｄ）図）
そして、少なくとも一方の金型８３、８４を押圧すると、開口部側５１先端部５２の周縁は金型８４の凹所８４ａの内壁に沿って滑り内方に所定の角度曲げられる。
【００３３】
この開口部側５１先端部５２の内方へ延在させた折り曲げ角度（直線的な傾斜状でも曲線状であってもよい）は、先端部５２の折り曲げ加工性などを考慮すると電極５の側面を基準としてθが３０〜９０度の範囲、また、開口部側５１先端部５２の内径は外径の５０〜８０％の範囲であればよい。
【００３４】
この後、凹形金型８３または８４から取り出されたニッケルからなる有底円筒状のカップは、カップ状電極５として、図２に示す電極部材４に組立てられる。
【００３５】
なお、上記ヘッダー加工（冷間鍛造）時の凸形金型８２によるビレット７への打撃は、一撃であってもあるいは繰り返し打撃による成形であってもよい。また、一対の凹形金型８１と凸形金型８２による押圧は、相対的な関係にあり少なくともいずれか一方側を駆動させればよい。
【００３６】
上記のようにして成形されたカップ状電極５は、所定寸法に作られた棒材が凹凸形の金型８１，８２により所定寸法のものに破棄材料部分がなく仕上げられる。すなわち、成形に際して電極材料取りにロスがなく材料の使用を板状体に比べて３０〜４０％程度大幅に減らすことができるのでそのコストの低減がはかれる。
【００３７】
そして、上記電極部材４は蛍光体被膜２を形成したガラス管バルブ１端部内のほぼ中心軸に沿ってカップ状電極５および封着用線材６１部を配設して、封着用線材６１部が対応しているガラス管バルブ１部分をガスバーナーなどで外部から加熱し、バルブ１のガラスおよびビード３を軟化溶融させ、バルブ１側のガラスが縮径してビード３の表面と融合した封着を行う。
【００３８】
この後、ガラス管バルブ１内は図示しない排気管を介し排気し、内部に希ガスおよび水銀からなる放電媒体を封入して排気管が封切され、必要に応じてバルブ１端部に口金を接合して冷陰極蛍光ランプＬが完成される。
【００３９】
したがって、このカップ状電極５を用いた冷陰極蛍光ランプＬもコストの低減がはかれる。また、電極５をヘッダー加工（冷間鍛造）により製造して電極先端部５２周縁に多少の凹凸があっても、突部が直立した先鋭状態よりも傾斜した緩和状態とすることにより安定した放電が持続できるとともに中空状の電極であるので面積当りの電流を多くとれ、板状体から形成したカップ状電極を備えた冷陰極蛍光ランプと同様の発光特性および寿命特性が得られる。
【００４０】
この冷陰極蛍光ランプＬは、例えば液晶を用いるテレビやパソコンなどのバックライトの照明装置（光源）として用いられる。すなわち冷陰極蛍光ランプＬは、図４（ａ）、（ｂ）に示すような照明装置に組み込み使用される。図４（ａ）は導光体方式の照明装置９Ａの実施の形態を示す一部断面斜視図である。
【００４１】
図４（ａ）において、９１は冷陰極蛍光ランプＬを装着した断面がＵ字状の樋形反射鏡を兼ねる筐体、９２はアクリル樹脂などからなる導光板、９３，９４は導光板９２の底面および側面や導光板９２の収容ケース（図示しない）内に形成した反射シート、９５は
導光板９２の上面側に配設された光拡散板で、これらは図示しない上記収容ケースなどの内部に点灯回路装置（図示しない）とともに組み込まれている。
【００４２】
この導光体方式の照明装置９Ａは、冷陰極蛍光ランプＬの直射光および反射鏡９１からの反射光が導光板９２に入射し、導光板９２を透過して底面あるいは側面に達した光線が反射シート９３，９４によって反射され、導光板９２の上面に向かう。この導光板９２の上面から光拡散板９５に入射した光は、光拡散板９５の上面から拡散して例えば液晶パネルＰに向けて放射される。
【００４３】
また、図４（ｂ）は反射板方式の照明装置９Ｂの分解斜視図で、反射鏡を兼ねる筐体９６内に複数本の冷陰極蛍光ランプＬ，…が装着配置されているとともに筐体９６の開口部に光拡散板９５が載置され、これらは図示しない器具本体などの内部に点灯回路装置とともに組み込まれている。
【００４４】
そして、この照明装置９Ｂでは、冷陰極蛍光ランプＬ，…からの直射光および反射鏡９６からの反射光が光拡散板９５に入射し、光拡散板９５の上面から拡散して放射される。
【００４５】
なお、これら照明装置９Ａ、９Ｂは、パーソナルコンピューターや液晶テレビなどの液晶表示装置または所定のディスプレイ装置が形成された表示板のバックライト用の光源部、あるいは一般照明用器具として使用される。
【００４６】
そして、これら照明装置９Ａ、９Ｂは、コストの低減がはかれた冷陰極蛍光ランプＬを用いているので、従来と同等の品質性能を維持していながらコスト低減ができる。
【００４７】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明が適用できる冷陰極放電ランプは、蛍光ランプに限らず希ガス発光形のランプや紫外線放射ランプなどがあり、ガラス管バルブの材質は、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラスや石英ガラスなどの硬質ガラスあるいはソーダライムガラスなどの軟質ガラスからなるものを用いることができる。
【００４８】
また、このバルブ（ランプ）の形状は直管形に限らず、Ｕ字形、Ｗ字形、環形など屈曲したもの、直管を複数本直列的に接続して成形した形状などでもよく、また、封着部はビードを介して行うものに限らず、封着用線材を直接バルブと封止するガラス管をバーナなどで縮径していく絞り封止や金型を用いた圧潰封止などで形成したものであっても差し支えなく、また、バルブの内面または外面に反射膜、着色膜や保護膜などが形成してあってもよい。
【００４９】
電極部材を形成する有底筒状のカップ状電極の材質はニッケル（Ｎｉ）に限らず、ニオブ（Ｎｂ）あるいはこれら金属を成分とした合金からなるものを用いることもでき、その横断面形状は円筒状に限らず角筒状であってもよい。また、カップ状電極に易電子放射性物質やゲッター材を付着や充填しておくことによって、放電の生起を容易にして始動特性を高めたり、働程特性を高めたりすることは差支えない。
【００５０】
また、カップ状電極を形成する材料形態はニッケルなどを棒状にしたものに限らず、粉体状を凹形の金型内に充填して凸形の金型で押圧するなどしたヘッダー加工（冷間鍛造）で電極を成形するようにしてもよい。
【００５１】
封着用線材の材質はモリブデン（Ｍｏ）に限らず、タングステン（Ｗ）またはこれら金属を成分とした合金あるいはジュメット（ＤＸ）やコバール（ＫＯＶ―鉄（Ｆｅ）約５４質量％・ニッケル（Ｎｉ）約２９質量％・コバルト（Ｃｏ）約１７質量％））であってもよく、線材の選択は用いられるガラス管バルブの材質や熱膨張率に合わせ行うことができる。
【００５２】
また、上記封着用線材の他端側に接続した外部リード線は、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、鉄（Ｆｅ）・ニッケル（Ｎｉ）合金やニッケル（Ｎｉ）・マンガン（Ｍｎ）あるいは外表面に銅（Ｃｕ）を被覆したニッケル（Ｎｉ）や鉄（Ｆｅ）・ニッケル（Ｎｉ）合金などからなる線材であってもよい。
【００５３】
また、封着用線材と外部リード線とが別体のものではなく、封着用線材を延長して外部リード線とした封着用線材と外部リード線とが同一の一体のものであっても差し支えない。
【００５４】
さらに、本発明に関わる照明装置は、液晶表示装置、液晶テレビや装飾装置などのバックライト用の他、ファクシミリなどの読取用、複写機の露光用あるいは通常の照明用の器具や灯具などに装着して使用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の冷陰極蛍光ランプの実施の形態を示す一部切欠断面正面図である。
【図２】図１中の蛍光ランプに用いられている電極構成体を示す一部切欠断面正面図である。
【図３】図（ａ）〜（ｄ）は図２中に示す電極部材の製造工程の概略を順を追って断面で示す説明図である。
【図４】図（ａ）および図（ｂ）は本発明の照明装置の実施の形態を示す一部切欠断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
Ｌ：冷陰極蛍光ランプ
１：ガラス管バルブ
１１：封着部
４：電極部材
５：カップ状電極
５１：開口部側
５２：先端部
６１：封着用線材
９Ａ，９Ｂ：照明装置
【図１】
2008235197.tif 000003
【図２】
2008235197.tif 000004
【図３】
2008235197.tif 000005
【図４】
2008235197.tif 000006