(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の電極の製造方法であって、ランプの暗部が短く、溶接による強度低下の問題や、電力消費量の増大を防止することのできる放電ランプ用電極を比較的簡単に製造することのできる製造方法を提供する。【解決手段】原料粉末を所定形状に射出成形し、非酸化性雰囲気中で燒結することによって、ガラスバルブ内に配置される電極部と、一方の端部が前記電極部に接続され他端部に外部リード線が接続される封着線部とが一体に成形された放電ランプ用電極を得る。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスバルブ内に配置される電極部と、一方の端部が前記電極部に接続され他端部に外部リード線が接続される封着線部とを一体に成形してなる放電ランプ用電極の製造方法であって、原料粉末を射出成形することによって所定の形状に成形した後、非酸化性雰囲気中で燒結することを特徴とする放電ランプ用電極の製造方法。
【請求項２】
タングステンもしくはモリブデン又はこれらに０．０５〜１ｗｔ％のニッケルを添加した原料粉末を使用する請求項１に記載の放電ランプ用電極の製造方法。
【請求項３】
成分中に、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バリウム、酸化トリウム、硼化ランタンからなる群のうちの１種又は２種以上を０．１〜４ｗｔ％含有する請求項１又は２に記載の放電ランプ用電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
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の電極の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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、電極部と封着線部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、封着線部は、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】
【発明が解決しようとする課題】
この種の液晶表示装置の全体の大きさはＯＡ機器の形状寸法で決まるので、液晶表示装置全体の大きさは一定のままで、液晶画面を取り囲む額縁部分をできるだけ小さくし、液晶画面をなるべく大きくすることが要求されている。この要求に応えるためには、バックライト用の冷陰極蛍光ランプの長さを一定としたままで、発光部の長さをできるだけ長くすること、すなわち、ランプの暗部をできるだけ短くすることが必要となる。
【０００５】
また、ノートパソコン等では、電源として電池を使用する場合が多いため、バックライトの消費電力を低減することも要求されている。さらに、高輝度化や消費電力低減のため、電極の放電特性の改善も要求されている。
【０００６】
従来のこの種のランプでは、図４に示すように、電極部４’と封着線３’が別々に製作され、溶接で接合されていたため、接合部自身の長さに加えて、抵抗溶接等の接合時のつかみ代が必要であるから、一定以上の短寸化は困難であり、接合のためのコストもかかっていた。また、接合部は、電気抵抗が他の部分に比べて高くなるため、消費電力もその分だけ大きくなるという問題点もあった。
【０００７】
さらに、抵抗溶接による接合時に、タングステンやモリブデンが再結晶し、接合部の破壊の一因となっていた。また、封着線３’として使用されるタングステン、モリブデン、コバール等の線は、線引き加工によって製造されるが、タングステン、モリブデン等の比較的延性の乏しい金属では、線引き加工によって生ずる長手方向の傷によるリークの問題も抱えていた。
【０００８】
そこで本発明は、できるだけランプの暗部が短く、しかも溶接による強度低下の問題や、電力消費量の増大を防止することのできる放電ランプ用電極を比較的簡単に製造することのできる製造方法を提供することを課題としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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電極の製造方法は、ガラスバルブ内に配置される電極部と、一方の端部が前記電極部に接続され他端部に外部リード線が接続される封着線部とを一体に成形してなる放電ランプ用電極の製造方法であって、原料粉末を射出成形することによって所定の形状に成形した後、非酸化性雰囲気中で燒結することを特徴としている。
【００１０】
この放電ランプ用電極の材質としては、タングステンもしくはモリブデン又はこれらに０．０５〜１ｗｔ％のニッケルを添加したものが好ましく、これに放電特性改良剤として、酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バリウム、酸化トリウム、硼化ランタンからなる群のうちの１種又は２種以上を０．１〜４ｗｔ％含有せしめたものがより好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に表された本発明の実施形態例に基づいて、具体的に説明する。図１は放電冷陰極蛍光ランプの一部断面図である。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が一体化した電極（一体化電極）１０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。
【００１２】
一体化電極１０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で、以下の説明ではタングステンを材質とするものを例にとって説明する。この一体化電極１０の封着部３は、例えば外径約０．８ｍｍで、図２に示すように、硼珪酸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。また、電極部４は、外径１．２ｍｍ、内径０．９ｍｍのカップ型で、長さは約５ｍｍである。外部リード線８はニッケル線である。
【００１３】
電極部４は、中空部４ａが形成されたカップ状であるが、この中空部の中に上記放電特性改良剤である酸化ランタン、酸化イットリウム、酸化セリウム、酸化ストロンチウム、酸化カルシウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化バリウム、酸化トリウム、硼化ランタンからなる群のうちの１種又は２種以上を充填しておくのが好ましい。
【００１４】
この一体化電極１０は、例えば次のようにして製造される。まず、粒度がミクロンオーダーのタングステン粉末又はモリブデン粉末に適量のドープ剤と放電特性改良剤を添加し、水素還元した後、有機バインダーを加えて射出成形する。この成形体の形状は、電極部と封着部とが一体化した形状とする。得られた成形体を１８００℃以上の高温で燒結することにより、相対密度９８％程度の電極を得ることができる。
【００１５】
【実施例１】
平均粒度０．８ミクロンのタングステン粉末に０．２ｗｔ％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。この場合のニッケル量は、０．０５〜１ｗ％とするのが好ましい。ニッケル量がこれよりも少ない場合は、経済的な燒結温度である２０００℃以下ではタングステンが緻密化しない。また、１ｗｔ％より多い場合は、電気伝導度が低下し、電極としての性能が悪くなる。
【００１６】
上記のようにドープしたタングステン粉末に放電特性改良剤として、酸化ランタン（Ｌａ２　Ｏ３　）、酸化イットリウム（Ｙ２　Ｏ３　）、酸化セリウム（ＣｅＯ２　）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２　）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２　）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化トリウム（ＴｈＯ２　）、硼化ランタン（ＬａＢ６　）のうちの１種又は２種以上を総量で０．１〜４ｗｔ％添加するのが好ましい。これら酸化物もしくは硼化物の添加は、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。放電特性改良剤が０．１％より少ない場合は、再結晶温度上昇と放電特性の向上が望めない。また４％よりも多い場合は、得られる電極の強度が低下するので、好ましくない。
【００１７】
得られた粉末を乾燥した後、水素中で８００℃で還元した。しかる後、この還元粉末を射出成形用の有機バインダーであるエチレンビニルアセテート・ブチルメタアクリレート・ポリスチレンの共重合体、パラフィンワックス、フタル酸ブチル、ステアリン酸と混練し、金属粉末射出成形用のフィードストックとした。これを１５０〜１６０℃に保持した射出成形機に投入し、所定の金型中に射出成形した。得られた成形体の寸法は、外径１．６ｍｍ、内径１．２ｍｍ、全長６．８ｍｍであった。
【００１８】
得られた成形体を水素雰囲気中で８００℃まで徐昇温し、脱脂した。その後、水素中で１８５０℃で３０分燒結し、外径１．２ｍｍ、内径０．９ｍｍ、全長５ｍｍの燒結体からなる一体化電極を得た。その形状を図２に示す。得られた燒結体の相対密度は９８％であった。
【００１９】
上記のようにして得られた一体化電極１０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硼珪酸ガラス７を溶着した。これによって、一体化電極とガラス巻き部（封着部５）が物理的に気密に接着した。この接着をより確実にするため、一体化電極の封着線部３の外周に環状の凹部又は凸部を設けておいてもよい。上記ガラス巻き部の長さは２〜３ｍｍ、外径は約２ｍｍであった。
【００２０】
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。
【００２１】
【実施例２】
平均粒度１．０ミクロンのモリブデン粉末に０．２ｗｔ％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。この場合のニッケル量は、０．０５〜１ｗ％とするのが好ましい。ニッケル量がこれよりも少ない場合は経済的な燒結温度である２０００℃以下ではモリブデンが緻密化しない。また、１ｗｔ％より多い場合は、電気伝導度が低下し、電極としての性能が悪くなる。
【００２２】
ドープしたモリブデン粉末に放電特性改良剤として、酸化ランタン（Ｌａ２　Ｏ３　）、酸化イットリウム（Ｙ２　Ｏ３　）、酸化セリウム（ＣｅＯ２　）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２　）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２　）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化トリウム（ＴｈＯ２　）、硼化ランタン（ＬａＢ６　）のうちの１種又は２種以上を粉末状又は液状で、総量で０．１〜４ｗｔ％となるように添加するのが好ましい。この添加量が０．１％より少ない場合は、再結晶温度上昇と放電特性の向上が望めず、逆に３％よりも多い場合は、得られる電極の強度が低下するので、いずれも好ましくない。
【００２３】
得られた粉末を乾燥した後、水素中で８００℃で還元した。しかる後、この還元粉末を射出成形用の有機バインダーであるエチレンビニルアセテート・ブチルメタアクリレート・ポリスチレンの共重合体、パラフィンワックス、フタル酸ブチル、ステアリン酸と混練し、金属粉末射出成形用のフィードストックとした。これを１５０〜１６０℃に保持した射出成形機に投入し、所定の金型中に射出成形した。得られた成形体の寸法は、外径１．６ｍｍ、内径１．２ｍｍ、全長６．８ｍｍであった。
【００２４】
得られた成形体を水素雰囲気中で８００℃まで徐昇温し、脱脂した。その後、水素中で１６５０℃で３０分燒結し、外径１．２ｍｍ、内径０．９ｍｍ、全長５ｍｍの燒結体からなる一体化電極１０を得た。なお、封着線部３には、封止を確実にするため、リング状の凸部（図３に示す）９を設けている。この凸部９の代わりにリング状の凹部を設けておいてもよい。得られた燒結体の相対密度は９８．５％であった。
【００２５】
上記のようにして得られた一体化電極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、この一体化電極１０の封着線部３を無酸化雰囲気中でヒーターで加熱してアルミノ硼珪酸ガラスを溶着した。これによって、一体化電極とガラス巻き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２ｍｍ程度であった。
【００２６】
上記ガラス巻き部に発光管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。
【００２７】
【発明の効果】
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電極の製造方法によると、原料粉末の射出成形により、成形して燒結するので、ガラスバルブ内に配置される電極部と、ガラスで封止される封着部とが一体に成形された放電ランプ用電極を容易かつ比較的安価にに製造することができる。このようにして得られる電極は、溶接のためのつかみ代等が不要となり、全長を２０％程度短くすることが可能となる。具体例をあげれば、従来の全長６ｍｍを５ｍｍにすることができた。また、接合のためのコストも節減できた。しかも、線引き加工が不要であるので、軸方向の傷が生じず、導入線部のスローリークが減少した。さらに、酸化ランタン（Ｌａ２　Ｏ３　）、酸化イットリウム（Ｙ２　Ｏ３　）、酸化セリウム（ＣｅＯ２　）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ２　）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ２　）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化トリウム（ＴｈＯ２　）、硼化ランタン（ＬａＢ６　）のうちの１種又は２種以上を適量添加しておくことにより、再結晶温度が高くなり、接合時の熱によるタングステンやモリブデンの脆化による接合部の破壊を避けることができた。また、電極の仕事関数の低下により、放電特性も改善された。
【図面の簡単な説明】
【図１】放電ランプの一部断面図である。
【図２】本発明の実施形態を表す要部の断面図である。
【図３】上記と異なる実施形態を表す要部の断面図である。
【図４】従来の放電電極を表す断面図である。
【符号の説明】
１　　　放電ランプ
２　　　ガラスバルブ
３　　　封着線部
４　　　電極部
８　　　外部リード線
９　　　凸部
１０　　　一体化電極
【図１】
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【図２】
2004063469.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004063469.tif 000006