(57)【要約】【課題】高効率な放電電極およびそれを形成する電極材、およびその製造方法、低消費電力かつ長寿命の蛍光ランプ、例えば液晶ディスプレイ用のバックライト等に使われる蛍光ランプを提供する。【解決手段】基材金属層（Ａ）の上に粉末冶金焼結法で形成し圧延で緻密化した焼結材料層（Ｃ）とからなり、前記焼結材料層（Ｃ）に希土類元素の六硼化物の粒子などの低仕事関数物質の粒子が分散し、露出していることを特徴とする蛍光ランプ用電極であり、好ましくは、焼結材料層（Ｃ）がニッケルまたはニッケル合金の中に六硼化ランタンが分散しており、基材金属層（Ａ）がニッケルである。【選択図】図４
2005203184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材金属層（Ａ）と基材金属層（Ａ）上に層形成される多孔質金属層（Ｂ）とを含む、加工されて冷陰極蛍光ランプの放電電極となる冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法であって、
ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、鉄合金のうちいずれかである基材金属層（Ａ）上に、
前記多孔質金属層（Ｂ）の原料となるニッケル粉、ニッケル合金粉、鉄合金粉、ニッケル粉と高融点金属粉との混合粉のうち少なくとも１つを含む金属粉末層を層形成し、この積層体を加熱して前記金属粉末層を焼結して多孔質金属層（Ｂ）を形成したのち、
前記多孔質金属層（Ｂ）の気孔に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、タングステン酸バリウム（ＢａxＷyＯz），酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、タングステンカーバイト（ＷＣ）、モリブデンカーバイト（ＭｏＣ）、六硼化ランタン（ＬａＢ6）、六硼化セリウム（ＣｅＢ6）のうち少なくとも１つの低仕事関数物質の粒子をダスティング法、ディッピング法またはスラリー印刷法により含浸することを特徴とする冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法。
【請求項２】
基材金属層（Ａ）と基材金属層（Ａ）上に層形成される多孔質金属層（Ｂ）とを含む、加工されて冷陰極蛍光ランプの放電電極となる冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法であって、
ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、鉄合金のうちいずれかである基材金属層（Ａ）上に、
下記の（１）、（２）または（３）のいずれか１つに記載の金属粉末層を
ダスティング法、ディピング法またはスラリー印刷法により層形成し、
この積層体を加熱して前記金属粉末層を焼結することを特徴とする冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法。
（１）前記多孔質金属層（Ｂ）の原料となる粉末で第１層を形成した後、前記第１層の表面に前記低仕事関数物質の粉末を分散され、または積層される金属粉末層。
（２）前記多孔質金属層（Ｂ）の原料となる粉末と前記低仕事関数物質の粉末の混合粉で層形成された金属粉末層。
（３）前記多孔質金属層（Ｂ）の原料となる粉末と前記低仕事関数物質の粉末の混合粉で第１層を形成した後、前記第１層の表面に前記低仕事関数物質の粉末を分散され、または積層される金属粉末層。
【請求項３】
請求項１または２のいずれか１つに記載の方法で製造された基材金属層（Ａ）と形成された多孔質金属層（Ｂ）の合板を、圧延することを特徴とする冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法。
【請求項４】
加工されて冷陰極蛍光ランプの放電電極となる冷陰極蛍光ランプ用電極材であって、
基材金属層（Ａ）と、多孔質金属層（Ｂ）を備え、
前記基材金属層（Ａ）の表面の少なくとも一部分に前記多孔質金属層（Ｂ）が露出し、かつ、前記多孔質金属層（Ｂ）の複数の気孔に低仕事関数物質が含有されていることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ用電極材。
【請求項５】
前記基材金属層（Ａ）は、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、鉄合金のいずれかであることを特徴とする請求項４記載の冷陰極蛍光ランプ用電極材。
【請求項６】
前記多孔質金属層（Ｂ）は、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、鉄合金の少なくとも１つを含んでいる、またはニッケル（Ｎｉ）とモリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ニオブ（Ｎｂ）のうち少なくとも１つと高融点金属粒子との混合物であることを特徴とする請求項４または５記載の冷陰極蛍光ランプ用電極材。
【請求項７】
前記低仕事関数物質は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、タングステン酸バリウム（ＢａxＷyＯz），酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、タングステンカーバイト（ＷＣ）、モリブデンカーバイト（ＭｏＣ）、六硼化ランタン（ＬａＢ6）、六硼化セリウム（ＣｅＢ6）のうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項４から６のいずれか１つに記載の冷陰極蛍光ランプ用電極材。
【請求項８】
積層構造の電極材が薄板状であり、基材金属層（Ａ）上の低仕事関数物質の粒子を含む多孔質金属層が圧延されていることを特徴とする請求項４から７のうちいずれか１つに記載の冷陰極蛍光ランプ用電極材。
【請求項９】
請求項８に記載の冷陰極蛍光ランプ用電極材を塑性加工でホロー型に加工した冷陰極蛍光ランプ用放電電極。
【請求項１０】
請求項９に記載の冷陰極蛍光ランプ用放電電極を放電電極として備えたことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の冷陰極蛍光ランプをバックライトとして用いたことを特徴とする液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極蛍光ランプ用電極材およびこれを用いた放電電極、さらにはこの放電電極を用いた冷陰極蛍光ランプならびに液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から冷陰極蛍光ランプがいろいろな用途で用いられ、最近では液晶ディスプレイ用バックライトへの適用が盛んに検討されている。液晶ディスプレイの装備機器が主にバッテリー駆動であることから、液晶ディスプレイ用バックライトに用いられる冷陰極蛍光ランプに関しては、低消費電力化の要望が強い。その低消費電力を実現するためには発光に寄与しない電極の電圧降下を低減させることが重要である。また、近年ＴＶ用に液晶素子が使われ始めたために、従来よりも長寿命で高輝度の冷陰極蛍光ランプが望まれている。長寿命化には、スパッタされ難い高融点金属であるＭｏやＮｂ金属等の電極が一部に使われている。
【０００３】
冷陰極蛍光ランプの電極損失を低減して高効率化、低消費電力化を図るには、電極として金属に比べて仕事関数が低い、１属から３属の元素を含むエミッタ材料を適用することが有効である。また、電極は円筒形状部を備えた構造にすると、ホローカソード効果等の形状による効果により、電極内側から電子放射が行われやすく、陰極電圧降下が低減でき、低消費電力化に有効である。
【０００４】
エミッタ材料をディップ方式あるいはスパッタ方式でホロー型陰極電極に塗布し蛍光ランプに適用している事は知られており、このエミッタ層を設けた、所謂ホロー型電極を適用した冷陰極蛍光ランプは、電極降下電圧を従来の棒状金属電極のそれよりも４０Ｖ程度低減でき、その分低消費電力化を達成する事が出来ることが報告されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
また、Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ等の高融点金属材を使用することで、ランプ点灯中の電極のスパッタリングが抑制され、ランプ内での水銀の消耗量が少なくなり、長寿命化することが報告されている（非特許文献１参照）。長寿命化のための電極材として高融点金属を使う場合、高融点金属は機械加工が難しく、板材も高価で価格の上昇が避けられない欠点がある。しかし、ＭｏとＴａ電極では従来のＮｉ電極より約４０％水銀の消耗量が少なくなり、その分ランプ寿命が延びることが期待される。
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−１４４２５５号公報
【特許文献２】特開２０００−１１８６６号公報（第３頁）
【非特許文献１】日本照明学会誌  Vol.87,No.1 2003 15 頁、「液晶ディスプレイ冷陰極蛍光ランプの技術動向」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ホロー型電極等の加工された電極内面に厚さ均一に、かつ付着強度を強固にそして所望する場所にエミッタ層を形成することは容易でない場合がある。エミッタ形成方法が適切でないと長寿命が達成できなくなったりする。また、たとえ、上手く形成することができてもコスト高になってしまう場合がある。
【０００８】
例えば、塑性加工された金属電極に比較的に簡単にエミッタ層を形成する方法としてディップ法が知られているが、この方法はエミッタ層形成の均一性に欠ける。また、金属電極とエミッタ層の付着強度が弱く、蛍光ランプ生産工程中や点灯中のイオン衝撃によってエミッタ層が脱落しやすい場合がある。さらにディップ法では電極の外側にもエミッタ層が塗布されてしまうという不具合も生じる。
【０００９】
スパッタ法を適用することも考えられる。この方法で付着強度が大きいエミッタ層は得られるものの、設備投資も高額になり、実用的でない場合がある。
【００１０】
本発明はこのような課題のうち少なくとも１つを解決する為になされたものであり、高効率な放電電極とその電極を提供する電極材、およびその製造方法を提供する。さらには、より低価格および／または低消費電力な冷陰極蛍光ランプおよびこれを用いる液晶ディスプレイ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】
【００１１】
本発明の製造方法は、基材金属層（Ａ）と基材金属層（Ａ）上に層形成される多孔質金属層（Ｂ）を含む、加工されて冷陰極蛍光ランプの放電電極となる冷陰極蛍光ランプ用電極材の製造方法であって、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、鉄合金のいずれかである前記基材金属層（Ａ）上に、前記多孔質金属層（Ｂ）の原料となるニッケル粉、ニッケル合金粉、鉄合金粉、ニッケル粉と高融点金属粉との混合粉のうち少なくとも１つを含む金属粉末層を層形成し、この積層体を加熱して金属粉末層を焼結して多孔質金属層（Ｂ）を形成したのち、前記多孔質金属層（Ｂ）の気孔に、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、タングステン酸バリウム（ＢａxＷyＯz），酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、タングステンカーバイト（ＷＣ）、モリブデンカーバイト（ＭｏＣ）、六硼化ランタン（ＬａＢ6）、六硼化セリウム（ＣｅＢ6）のうち少なくとも１つの低仕事関数物質の粒子をダスティング法、ディッピング法またはスラリー印刷法により含浸することを特徴とする。
【００１２】
また、前記基材金属層（Ａ）上に、下記の（１）、（２）または（３）のいずれか１つに記載の金属粉末層をダスティング法、ディッピング法またはスラリー印刷法により層形成し、前記金属粉末層を焼結することを特徴とするものである。
（１）前記多孔質金属層（Ｂ）の原料となる粉末で第１層を形成した後、前記第１層の表面に低仕事関数物質の粉末を分散された、または積層された金属粉末層。
（２）前記多孔質金属層（Ｂ）の原料となる粉末と前記低仕事関数物質の粉末の混合粉で層形成された金属粉末層。
（３）前記多孔質金属層（Ｂ）の原料となる粉末と前記仕事関数が小さい低仕事関数物質の粉末の混合粉で第１層を形成した後、前記第１層の表面に前記低仕事関数物質の粉末が分散された、または積層された金属粉末層。
【００１３】
ここで、前記した多孔質金属層（Ｂ）の気孔とは、粒子間の隙間を指し、表面に存在する複数の空孔も包含する。また、前記の含浸とは、前記空孔内に低仕事関数物質を含有する、充満する、あるいは装填することを指しており、空孔内に粉末を散布することも包含する。
【００１４】
これら製造方法によれば、基材金属層（Ａ）上の多孔質金属層（Ｂ）の原料となる粉末は、焼結によって基材金属層（Ａ）と冶金的に接合された多孔質金属層（Ｂ）を形成し、その気孔にエミッタ形成材料である低仕事関数物質を分散液にして含浸させたり、ダスティング法で散布、装填することで、エミッタ形成材料が多孔質金属層（Ｂ）に一様に分散されて、強固に固定されることになる。また、多孔質金属層（Ｂ）となる原料粉と低仕事関数物質の粉末との混合粉を基材金属層（Ａ）上に焼結接合したものでも、低仕事関数物質粒子が多孔質金属層（Ｂ）に強固に固定される。前記低仕事関数物質粒子の少なくとも一部の粒子表面が多孔質金属層（Ｂ）表面に露出していることから効率的に放電を行うことができる。この結果、電極表面で実質的に仕事関数の低い状態下での電子放出が確保されることから、低消費電力の蛍光ランプを安価に提供できる。
【００１５】
さらに、上記の方法で製造された基材金属層（Ａ）と形成された多孔質金属層（Ｂ）の合板は、圧縮して前記多孔質金属層（Ｂ）を緻密化し平坦にすることが望ましい。その後、その薄板を塑性加工で電極形状にする際に好適なものとなる。また、この圧縮によって、電極に適する薄板となり、低仕事関数物質が電極材に強固に保持される。合板の圧縮は、圧延による方法が好適である。
【００１６】
前記した方法によって製造される発明の、加工されて冷陰極蛍光ランプの放電電極となる冷陰極蛍光ランプ用電極材の素材は、基材金属層（Ａ）と、多孔質金属層（Ｂ）を備え、前記基材金属層（Ａ）の表面の少なくとも一部分に前記多孔質金属層（Ｂ）が露出し、かつ、前記多孔質金属層（Ｂ）の複数の気孔に低仕事関数物質が含有されていることを特徴とする。また、電極材は、前記した圧延により厚み方向が圧縮された薄板状であり、基材金属層（Ａ）上に多孔質金属層（Ｂ）が圧延されたことによって、緻密化し表面光沢がある焼結材料層（Ｃ）が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
ここで、基材金属層（Ａ）が、前記製造方法で説明したと同様に、ニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、鉄合金のいずれかであり、多孔質金属層（Ｂ）がニッケル（Ｎｉ）、ニッケル合金、鉄合金、またはニッケル（Ｎｉ）と高融点金属粒子との混合物である。この場合の高融点金属は、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）またはニオブ（Ｎｂ）のうち少なくとも１つを含む。
【００１８】
また、前記低仕事関数物質は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、タングステン酸バリウム（ＢａxＷyＯz），酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、タングステンカーバイト（ＷＣ）、モリブデンカーバイト（ＭｏＣ）、六硼化ランタン（ＬａＢ6）、六硼化セリウム（ＣｅＢ6）のうち少なくとも１つである。
【００１９】
次に、本発明の冷陰極蛍光ランプ用電極は、圧延により圧縮された電極材を塑性加工でホロー型に成型したものであることを特徴とする。ホローカソード効果等の形状による効果により、電極内側から電子放射が行われやすく、陰極電圧降下が低減でき、低消費電力化できる。
【００２０】
また、本発明は、前記の電極を用いてなることを特徴とする蛍光ランプであり、その好ましい実施態様として、ＴＶ用あるいはモニター用液晶ディスプレイ用のバックライト向けの蛍光ランプもしくはその蛍光ランプをバックライトとして用いたことを特徴とする液晶ディスプレイであることを特徴とする。本発明の前記電極を用いることにより、蛍光ランプおよび液晶ディスプレイは低価格、低消費電力が実現できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば高効率な放電電極とその電極を製造するための電極材、およびその製造方法を提供できる。さらには、より低価格で消費電力が少ない冷陰極蛍光ランプおよびこれを用いる液晶ディスプレイを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の電極は、素材である薄板の基材金属層（Ａ）と空孔を有する多孔質金属層（Ｂ）に低仕事関数物質である酸化物あるいは希土類元素の六硼化物の粒子などを分散している構成からなり、前記多孔質金属層（Ｂ）がホロー型電極の内表面に露出していることを構造上の特徴を有する蛍光ランプ用の電極である。
【００２３】
前記構造上の特徴を有しているので、以下に説明する粉末冶金と圧延法の手法を用いて容易に作製でき、しかも電子放射物質である酸化物あるいは希土類元素の六硼化物が金属により強固に固定されながらも、その一部が表面に露出している電極材であるのでその電極材をその後、塑性加工しても電極材から電子放射物質が脱落することがない。この結果、電極表面に実質的に仕事関数の低い状態下での電子放出が確保されることから、低消費電力の蛍光ランプを安価に提供できる特徴がある。
【００２４】
電極材の製造方法は、あらかじめ圧延された基材金属層（Ａ）に多孔質金属層（Ｂ）を構成するための金属粉末を散布、或いは塗布し、還元性雰囲気あるいは非酸化性の減圧下または不活性雰囲気で焼結を行うことで金属粉末同士および金属粉末と基材金属層（Ａ）を強固に結合させたのち、多孔質金属層（Ｂ）の気孔に、低仕事関数物質の粉末をダスティング法、ディピング法またはスラリー印刷法により含浸する。次に、圧延法を用い圧縮することにより、多孔質金属層（Ｂ）を緻密化させるとともに、金属粉末が変形することにより低仕事関数物質粉末が機械的に固定される。
【００２５】
基材金属層（Ａ）については、粉末冶金で形成した空孔金属層（Ｂ）を保持するとともに、電極としての機械的形状を保つ役割を達成するもので、安価であることも必要である。このような基材金属層（Ａ）としては、ニッケルあるいはニッケル合金（例えば、パーマロイ）、鉄合金（例えば、ステンレス鋼）が挙げられるが、ニッケルまたはニッケル合金であることが好ましい。また、多孔質金属層（Ｂ）と同材質であれば、基材金属層（Ａ）と空孔金属層（Ｂ）の密着性が良くなる。
【００２６】
また、蛍光ランプの電極に望まれる基本物性は、ランプ内の水銀と反応がし難いこと、封入ガスのＡrとＮeガスのスパッタ率が小さいこと、仕事関数が低いことと電気抵抗が小さいことが望まれる。一方、電極を生産する工程を考えると、多孔質金属層（Ｂ）の焼結温度と基材金属層（Ａ）との密着性がよく、電極としての機械的形状を保つ役割を達成することが必要で、材料の入手が容易であり、安価であることも必要である。このようなことから、多孔質金属層（Ｂ）を形成するための金属粉末は、ニッケル粉、ニッケル合金粉（例えば、パーマロイ）、鉄合金粉（例えば、ステンレス鋼）、ニッケル粉と高融点金属粉（モリブデン、タングステン、ニオブ、またはタンタル）との混合粉が適している。前記したように、基材金属層（Ａ）と同材質とすることが望ましい。多孔質金属層（Ｂ）に分散させる高融点金属の粒子は、電極として用いたときのスパッタリングを抑制する効果がある。多孔質金属層（Ｂ）を形成するための前記ニッケル粉などの粉末粒度は、焼結による寸法収縮が少なくなるように選定される。例えば、１００メッシュふるい下程度とされる。
【００２７】
前記低仕事関数物質の粉末は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、タングステン酸バリウム（ＢａxＷyＯz）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）、タングステンカーバイト（ＷＣ）、モリブデンカーバイト（ＭｏＣ）、六硼化ランタン（ＬａＢ6）、六硼化セリウム（ＣｅＢ6）を用いることができるが、六硼化ランタン（ＬａＢ6）、六硼化セリウム（ＣｅＢ6）は仕事関数も低くしかも比較的産業上入手しやすいため好ましい。酸化物ではマグネシア（ＭｇＯ）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）等が好ましい。また、タングステンカーバイド（ＷＣ）やモリブデンカーバイド（ＭｏＣ）もよい。粉末粒度は、細かいものがよく、サブシーブ粉が好ましい。
【００２８】
前記粉末のうちタングステン酸バリウム（ＢａxＷyＯz）粉末は、Ｂａ2ＷＯ6、ＢａＷＯ4 が用いられる。この粉末を用いて還元性ガス中で焼結すると、Ｂａ3ＷＯ6、Ｂａ2ＷＯ5が生成されることがあり、いずれも同様の効果がある。
【００２９】
基材金属層（Ａ）に多孔質金属層（Ｂ）を形成するための粉末を積層する方法、焼結された多孔質金属層（Ｂ）に低仕事関数物質の粉末を散布または塗布する方法は、ダスティング法、ディピング法またはスラリー印刷法によることができる。粉末塗料は、溶剤に粉末を分散させたもの、溶剤に結合剤を溶解した分散媒と粉末を体積比で約１：１程度で混合して塗料化することができる。例えば、溶剤をノルマルメチルピロリドンのような有機溶剤とし、結合剤をポリフッ化ビニレデンとすることが好ましい。結合剤はフェノール樹脂、メラミン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリイミド樹脂、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース等を用いることでもよい。低仕事関数物質の粉末を結合剤を用いた塗料にして、焼結された多孔質金属層（Ｂ）に塗布した場合は、圧延する前に、還元性ガスなどの酸化されない雰囲気中で結合剤が分解、気化される温度で加熱し、結合剤を除去することが必要である。
【００３０】
前記した基材金属層（Ａ）と多孔質金属層（Ｂ）の厚さは１：１〜２：１程度とされ、圧延により多孔質金属層（Ｂ）は、圧縮し緻密化させる。例えば、厚さ０．３ｍｍのニッケル板に、厚さ０．３ｍｍにニッケル粉末を積層させ、焼結した後に圧延して厚さを０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度にする。
【００３１】
このような基材金属層（Ａ）に多孔質金属層（Ｂ）の焼結層を形成した後、低仕事関数物質の粉末を散布或いは塗布する方法は、特に、低仕事関数物質にＬａＢ6等の硼化物粒子を用いる場合に好適である。それは、多孔質金属層（Ｂ）を形成するための粉末と硼化物粒子との混合物を基材金属層（Ａ）に散布あるいは塗布したのち焼結する方法を用いると、比較的高い焼結温度では硼化物粒子が多孔質金属層（Ｂ）を形成するための粉末および基材金属層（Ａ）と反応してしまうことがあるからである。
【００３２】
電極材の素材の製造方法は、前記した方法の他に下記の方法によることができる。前記と同様の基材金属層（Ａ）上に、下記の（１）、（２）または（３）のいずれか１つに記載の金属粉末層をダスティング法、ディピング法またはスラリー印刷法により層形成し、この積層体を加熱して前記金属粉末層を焼結する方法である。
（１）前記多孔質金属層（Ｂ）の原料となる粉末で第１層を形成した後、前記第１層の表面に前記低仕事関数物質の粉末を分散され、または積層される金属粉末層。
（２）前記多孔質金属層（Ｂ）の原料となる粉末と前記低仕事関数物質の粉末の混合粉で層形成される金属粉末層。
（３）前記多孔質金属層（Ｂ）の原料となる粉末と前記低仕事関数物質の粉末の混合粉で第１層を形成した後、前記第１層の表面に前記低仕事関数物質の粉末を分散され、または積層される金属粉末層。
【００３３】
この場合、基材金属層（Ａ）、多孔質金属層（Ｂ）の原料となる粉末、低仕事関数物質の粉末などの選択や厚さの関係などは、前記したと同様である。なお、多孔質金属層（Ｂ）の原料粉末と低仕事関数物質の粉末の割合は、蛍光ランプに使用した実験から、最適な混合比率を求めることができるが、例えば、多孔質金属層（Ｂ）に占める低仕事関数物質の粉末の量は、体積比で数パーセントから５０パーセントである。
【００３４】
この製造方法によれば、低仕事関数物質の粒子が多孔質金属層（Ｂ）に焼結で強固に接合されるので、粒子の脱落を生じにくいものとなる。また、結合剤を用いた塗料の形で塗布した場合においては、焼結過程で結合剤が除去できるので、前記した製造方法の多孔質金属層（Ｂ）に低仕事関数物質の粉末を塗料の形で塗布した場合のように、結合剤除去加熱工程がない利点がある。
【００３５】
上記電極材の構造は粉末冶金技術、圧延法を用いて容易に安価に作製でき、しかも電子放射物質である酸化物あるいは希土類元素の六硼化物が焼結金属層に分散され、より強固に固定されながらも、その一部が表面に露出しているので、その素材である電極材を、その後電極に塑性加工しても焼結金属層から電子放射物質が脱落することを防止できる。
【００３６】
冷陰極蛍光ランプ用電極は、上記方法で製造された電極材を塑性加工により
ホロー型もしくは類似の形状とされる。電極を対向内側面が開口する円筒形状部を備えた構造にすると、ホローカソード効果等の形状による効果により、電極内側から電子放射が行われやすく、陰極電圧降下が低減でき、低消費電力化できる。
【００３７】
本発明は、前記の電極を用いてなることを特徴とする蛍光ランプであり、好ましくは、液晶ディスプレイ用のバックライト向けの蛍光ランプである。本発明になる蛍光ランプについて、図１、図２並びに図３をもって説明する。なお、各図は、蛍光ランプ、電極および電極材の構造を簡略して示している。
【００３８】
図１に示すとおりに、本発明の蛍光ランプは、内面に蛍光体２が塗布されているガラス管１の両端部に、基材金属層（Ａ）４とエミッタ材粒子が分散している圧延されて緻密化された焼結材料層（Ｃ）３との積層構造からなる電極が封じられている。この電極を以下、ホロー型陰極という。ホロー型陰極はカップ形状の基材金属層（Ａ）４からなる電極構成材の底面部に導入線５が溶接されて形成されており、導入線５はガラスビーズ６を介してガラス管１に封じられている。
【００３９】
ホロー型陰極の基材金属層（Ａ）４の内面に、焼結および圧延された焼結材料層（Ｃ）３が露出しており、その厚さは約２０〜５０μｍ程度である。ホロー型陰極の外径は１．７ｍｍで長さは５．０ｍｍ程度が一般的である。ガラス管１の内径は２．０ｍｍで、電極間距離は３００ｍｍである。ガラス管１内にはＡｒガス１０％−Ｎｅガス９０％の混合ガスがガス圧１０ＫＰａで、また水銀（Ｈｇ）５００μｇを封入している。
【００４０】
図２は、前記蛍光ランプに用いられている電極部材部分の拡大図である。ホロ−型陰極は、例えば、基材金属層（Ａ）４がニッケル材からなり、その内面にはニッケル粉末焼結体中に低仕事関数物質のエミター材が分散し圧延により緻密化している焼結材料層３が形成されている断面構造をしている。
【００４１】
本発明の蛍光ランプは、前述した通りの、ホロー型陰極の基材金属層（Ａ）４の内面に仕事関数の低い酸化物あるいは希土類元素の六硼化物の粒子が分散している焼結材料層３が形成されているので、低電圧で放電が起こり、その結果、電極での電圧降下が少なく、したがって、低消費電力を達成することができる。例えば、液晶ディスプレイ用のバックライト等に使われる蛍光ランプもしくはその蛍光ランプをバックライトとして用いたことを特徴とするＴＶ液晶ディスプレイとして好適である。
【実施例１】
【００４２】
（実施例および比較例）
図４に本発明による電極形成方法の代表的なフローチャートの概略を示す。なお、以下に記載の工程順を表す括弧番号は図４中の丸印番号に対応する。（１）板厚が０．２ｍｍの基材金属層（Ａ）、例えば、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４材に、ステンレス鋼ＳＵＳ３０４粉末を塗料状とし、印刷法で０．２ｍｍの厚さに塗布する。（２）粉末冶金法で焼結する。金属粉末が焼結され、基材金属層（Ａ）に接合され、多孔質金属層（Ｂ）を形成する。（３）多孔質金属層（Ｂ）の気孔に六硼化ランタン粉末が分散した塗料を塗布し、六硼化ランタン粉末を多孔質金属層（Ｂ）に対して１０質量％含浸させる。（４）厚さが約０．４ｍｍの板状電極素材を圧延して、板厚０．１３ｍｍの板材にする。（５）図２に示したホロー型の電極形状に塑性加工し電極を完成する。
【００４３】
図３は、前記フローチャートの（４）で示された工程で完成した、基材金属層（Ａ）７と焼結材料層（Ｃ）８からなる粉末冶金法で製作した薄板状の電極材を小さな長方形に切り出した状態の斜視図である。基材金属層（Ａ）７は圧延によって厚さが薄くなっており、六硼化ランタン粒子９が細かく分散して露出している焼結材料層（Ｃ）８は、焼結後の多孔質金属層（Ｂ）が圧延されて圧縮され、表面の凹凸が著しく減少し光沢を帯びている。
【００４４】
前記電極材料を用いて、従来の技術にまたは公知の技術に基づいて、図１に例示される蛍光ランプを作製し本発明の実施例とした。また、比較の例として、ニッケル電極を用いた蛍光ランプを作製した。これらの蛍光ランプについて、蛍光ランプの効率を表す特性として重要なランプ電圧とランプ電流特性を測定した。その結果を図５に示す。縦軸はランプ放電電圧（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｖｏｌｔａｇｅ）、横軸はランプ放電電流（ｄｉｓｃｈａｒｇｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ）である。点線がＬａＢ6粒子分散の焼結材料層を有する電極の特性で、ランプ放電電流が２ｍＡ〜１０ｍＡ域ではＬａＢ6含有電極の放電電圧が小さく、効率が良いことが解る。ランプ放電電流９ｍＡではニッケル電極と比較して、ランプ放電電圧は約１００Ｖ小さくなり、ニッケル電極の５７０Ｖに対して約１８％小さくなる。その分、高効率のランプになる。
【００４５】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内でいろいろの変形を採ることができる。例えば、ガラス管の内径、長さ、電極間距離、陰極の外形、長さ、粉末冶金で作る金属層の厚さなども適宜選択できる。
【００４６】
以上、説明したように、本発明の電極材は、粉末冶金法で空孔を有する金属層を形成し、その金属層に仕事関数の小さいエミター材料を含浸させるなどの方法で電極表面に細かく分散させ、さらには、圧延法でエミター材料を強固に固定されたものであるから、従来の電極材に比べて、塑性加工してもエミター材料の脱落がないという特徴がある。また、本発明の蛍光ランプは、ランプ放電電圧が低く、従って消費電力が少ない。しかも長寿命であるという特徴があり、液晶ディスプレイの品質向上に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係るホロー型電極を用いた蛍光ランプの構造断面図である。
【図２】本発明に係る電極材を用いて加工したホロー型電極の構造断面図である。
【図３】本発明の電極材の斜視図である。
【図４】本発明の電極材を作製する際の主なフローチャート図の一例である。
【図５】ニッケル電極とＬａＢ6含有の本発明電極について放電電流と放電電圧特性の関係を示した図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  ガラス管、
２  蛍光体、
３  エミッター材を含有する焼結材料層（Ｃ）、
４  ホロー型陰極の基材金属層、
５  導入線、
６  ガラスビーズ、
７  基材金属層（Ａ）、
８  多孔質金属層（Ｂ）、
９  六硼化ランタン粒子。
【図１】
2005203184.tif 000003
【図２】
2005203184.tif 000004
【図３】
2005203184.tif 000005
【図４】
2005203184.tif 000006
【図５】
2005203184.tif 000007