(57)【要約】【課題】簡単な構成でランプ装着時のはんだ付けが容易になるとともに、ランプ製造時における外部リード線の酸化膜除去工程を省くことができ、タングステンまたはモリブデンからなる封着材であっても溶接によって外部リード線との強度を十分確保することができる封着用リード線およびこのリード線を有する冷陰極蛍光ランプを提供することを目的とする。【解決手段】封着用リード線２は、タングステンまたはモリブデンからなる封着材３の端面に、芯線の表面に金からなる被覆層５ｃが被覆された外部リード線５が接続し、その接続界面において外部リード線５の少なくとも一部が相互に拡散していることを特徴とする。このため封着用リード線２は、封着材と外部リード線との接続強度が向上するとともに、はんだの濡れ性、耐酸化性、耐食性が優れている。【選択図】図３
2007149474.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高融点金属からなる線状の封着材と；
この封着材の外側端部に溶接によって接続された銅層を有する芯線の一部が溶融して封着材よりも径大な膨出部を形成し、この膨出部が前記封着材の外側端部よりも中間側の外周面上に延在するように被着され、前記芯線表面に金層が被覆された外部リード線と；
を具備していることを特徴とする封着用リード線。
【請求項２】
内面に蛍光体層が形成された硬質ガラス製のバルブと；
このバルブの内部に封入された放電媒体と；
前記バルブ両端にそれぞれ気密に封着された請求項１記載の封着用リード線と；
前記リード線のバルブ内側端部それぞれに接続された冷陰極と；
を具備していることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。  
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極蛍光ランプなどの管球製品に使用される封着用リード線およびこの封着用リード線を用いた冷陰極蛍光ランプに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶表示装置（以下ＬＣＤと略称する。）を用いた小型のパソコンやテレビなどは薄形化や高輝度のカラー化がすすめられている。このＬＣＤを照明するためのバックライト装置に使用される小形の蛍光ランプには、小形化が容易であって寿命特性にも優れた冷陰極蛍光ランプが多用されている。
【０００３】
冷陰極蛍光ランプは電極が冷陰極であるためバルブ径を小さくすることが可能であり、バルブ内径が１２ｍｍ以下、例えば５ｍｍ以下の極めて細径のランプも開発されている。そして、冷陰極ランプの小形、高出力形化に伴い、バルブを構成するガラスも軟質ガラスよりもホウ珪酸ガラスのような硬質ガラスを使用する傾向にある。このような硬質ガラスをバルブに使用した冷陰極蛍光ランプの封着用リード線としては、封着材に硬質ガラスと熱膨張率が近似したコバール（Fe−Ni−Co）、タングステン（W）、タンタル（Ta）、ニオブ（Nb）またはモリブデン（Mo）を封着材に用いたものが提案されている。（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、封着材にコバール（Fe−Ni−Co）、タングステン（W）、タンタル（Ta）、ニオブ（Nb）またはモリブデン（Mo）を用い、この封着材に鉄−ニッケル合金線の表面に銅層およびニッケル層を被覆した外部リード線を溶接して構成される封着用リード線が知られている（例えば特許文献２参照）。しかし、この封着用リード線は耐食性、加工性に優れているものの、はんだの濡れ性が悪いため、外部リード線と照明器具の点灯回路とのはんだによる接続が困難である。さらに、封着材に用いられるコバール（Fe−Ni−Co）、タングステン（W）、タンタル（Ta）、ニオブ（Nb）またはモリブデン（Mo）は比較的融点が高い金属であるため、封着材と外部リード線とを抵抗溶接で溶接することが難しく、溶接部の強度について改善の余地があった。そこで、溶接強度を確保することができ、かつはんだによって照明器具の点灯回路と接続することができる外部リード線について種々検討し、溶接部分の溶接強度について実験を行った。その結果、封着材にタングステン（W）またはモリブデン（Mo）などの高融点金属を用いても溶接強度を確保することができ、はんだ処理も行うことができる外部リード線を発明し、これを先願として出願している（特許文献３参照）。この発明によると、封着材に用いられるタングステン（W）またはモリブデン（Mo）と、鉄−ニッケル合金線の表面に銅層を被覆した外部リード線との抵抗溶接において、これらの接続部分に形成される膨出部において、タングステン（W）またはモリブデン（Mo）と外部リード線とが部分的に相互拡散することで接続強度が向上する。
【特許文献１】特開２００３−１５１４９６号公報
【特許文献２】特開２００５−２５９７６号公報
【特許文献３】特願２００４−２９９３３４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般に銅（Cu）は、はんだの濡れ性が良好である物質として知られているが、ランプ製造時の各工程において発生する熱によってこの外部リード線は表面が酸化して酸化膜が形成されることがあり、この酸化膜ははんだの濡れ性が悪く外部リード線を照明器具の回路にはんだ付けする場合、酸化膜除去工程が必要であった。
【０００６】
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、高融点金属からなる封着材であっても溶接によって外部リード線との強度を十分確保することができるとともに、ランプ製造工程における外部リード線の酸化膜除去工程を省くことができ、ランプの外部リード線の点灯回路の出力部へのはんだ付けを容易にすることができる封着用リード線およびこの封着用リード線を有する冷陰極蛍光ランプ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】
【０００７】
本発明の封着用リード線は、高融点金属からなる封着材の端面に、銅層を有する芯線の一部が溶融して封着材よりも径大な膨出部を形成し、この膨出部が前記封着材の外側端部よりも中間側の外周面上に延在するように被着され、前記芯線表面に金層が被覆された外部リード線を具備していることを特徴とする。
【０００８】
本発明の冷陰極ランプは、内面に蛍光体層が形成された硬質ガラス製のバルブの内部に放電媒体が封入され、バルブ両端には内側端部に冷陰極が接続された請求項１記載の封着用リード線が、それぞれ気密に封着されていることを特徴とする。
【０００９】
硬質ガラスとは、熱膨張率が３２〜６０×１０−７/℃のガラスの事であり、ホウ酸（B2O3）と珪酸（SiO2）を主成分とするホウ珪酸ガラス（熱膨張率５１×１０−７/℃）などがある。
【００１０】
高融点金属とは、タングステン（W）、タンタル（Ta）、ニオブ（Nb）またはモリブデン（Mo）の他、コバール（Fe−Ni−Co）のように２種類以上の金属からなる合金でもよく、融点が1400℃以上、熱膨張率が３２〜６０×１０−７/℃である金属または合金をいう。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の封着用リード線によれば、外部リード線の芯線の外表面に金層が被覆されているのではんだの濡れ性、耐酸化性、耐食性が優れている。このため、ランプ製造工程で生ずる熱による酸化が起こり難く、外部リード線を照明器具の回路にはんだ付けするために必要となる酸化膜除去工程を省略できるとともに、はんだの濡れ性が良好であるのではんだ付けが容易になる。また、封着材と外部リード線との溶接部において、外部リード線の芯線端部の少なくとも一部が溶融して封着材よりも径大な膨出部を形成しても金（Au）が膨出部と封着材との接続界面における相互拡散に影響を及ぼすことがないので接続強度が確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態の冷陰極ランプの構成を示す断面図、図２は封着用リード線を示す断面図である。
【００１４】
冷陰極蛍光ランプＬは、たとえば直管形で、消費電力が５Ｗ以下、例えば２．５Ｗである。このランプＬは、外径が約２．６ｍｍ、内径が約１．６ｍｍ、長さが約２００ｍｍの硬質ガラス製（熱膨張率５１×１０−７/℃）のバルブ１を有している。このバルブ１は、内壁面に蛍光体層Pが形成され、両端が封着用リード線２の封着材３に溶着されたガラスビード４によって封止されるとともに、内部に水銀（Hg）とアルゴン（Ar）およびネオン（Ne）の混合ガスからなる放電媒体が封入されている。
【００１５】
封着用リード線２は封着材３と外部リード線５とからなり、封着材３はガラスビード４を介してバルブ１を封止するために、バルブ１と熱膨張率が近似した直径１．０ｍｍのモリブデン（Ｍｏ）（熱膨張率５１×１０−７/℃）製のワイヤが用いられる。外部リード線５は、芯線の外表面に主成分が金（Au）からなる被覆層５ｃを０．３〜１０μｍの厚さで被着して形成されている。ここで芯線は直径０．８ｍｍのNi−Fe合金線５aの表面に銅（Cu）からなる中間層５ｂが、芯線全体に対して２０〜２５質量％被着して形成されている。
【００１６】
冷陰極蛍光ランプの発光効率を上げるために、仕事関数が低いモリブデン製の有底円筒状のカップ電極６が使用されており、この電極６がバルブ１の両端内部にそれぞれ封装されている。電極６は、バルブ１の両端にガラスビード４を介して封着される封着材３に溶接によって接続されている。
【００１７】
図３は、封着用リード線２の封着材３と外部リード線５との接続状態を示す拡大断面図である。封着用リード線２は、封着材３の外側端面３aと外部リード線５の先端面とが抵抗溶接によって接続して構成されている。抵抗溶接の電力は約３００Wである。この溶接によって、溶接時に外部リード線５先端の一部が溶融して封着材３よりも径大な一部が略球形状の形状を有する膨出部５ｄを形成している。この膨出部５ｄは、封着材３の外側端部の面３aよりも中間側の外周表面上に延在するように被着されている。また、膨出部５ｄの表面には金（Au）からなる被覆層５ｃはほとんど残っておらず、溶融して膨出部５ｄに拡散しているが、金（Au）が膨出部と封着材との接続界面における相互拡散に影響を及ぼすことがない。
【００１８】
次に本実施形態の作用について説明する。
【００１９】
封着用リード線２は、封着材３に硬質ガラスと熱膨張率が近いモリブデン（Mo）またはタングステン（W）が用いられる。しかし、これらの金属は、封着性は良好であるが、加工性が悪くコストも高いためその外端部に、外部リード線５が抵抗溶接によって溶接される。
【００２０】
鉄−ニッケル合金線の表面に銅（Cu）からなる中間層５ｂおよび金（Au）からなる被覆層５ｃが形成され、中間層５ｂが芯線全体に対して２０〜２５質量％の銅（Cu）である外部リード線５と封着材３との溶接部には、略球形状の膨出部５ｄが形成されている。この膨出部５ｄにおいて封着材３と芯線とが相互拡散して強固に接続されているので溶接強度が向上する。また、鉄−ニッケル合金線に銅（Cu）からなる中間層５ｂを被覆して形成される芯線は、従来軟質ガラスの封着用リード線として使用されてきた安価なジュメット線を使用することができるので、コストを抑えることができる。
【００２１】
外部リード線５は、ランプを照明装置の点灯回路に接続する際にはんだ付け処理が行われることが多い。従来の外部リード線は、鉄−ニッケル合金線の表面を銅（Cu）からなる中間層５ｂによって被覆しているので、モリブデン（Mo）またはタングステン（W）からなる封着材と芯線の一部との相互拡散によって溶接強度は強固になるものの、銅（Cu）の表面はガラスビード４を封着部に溶着する工程、封着部をランプ端部に封止する工程などのランプ製造時の各工程において発生する熱によって表面が酸化して酸化膜が形成されることがある。この酸化膜は、はんだの濡れ性が悪いので、外部リード線を照明装置の点灯回路にはんだ付けする場合、酸化膜除去工程が必要であった。また、外部リード線の表面にあらかじめニッケル層を形成しておくと、耐酸化性は良好であるがはんだの濡れ性が悪くなるので、通常ニッケル層を被覆した外部リード線にはんだ付け処理は行われない。ここで、銅（Cu）からなる中間層５ｂが形成された外部リード線５のはんだ処理が行われる先端側表面に予め金（Au）からなる被覆層５ｃを被覆しておくと、金（Au）は銅（Cu）に比べ耐酸化性が良好であるとともにはんだの濡れ性も優れているために、ランプの製造工程において酸化膜除去工程を必要とせずにはんだの濡れ性に優れた外部リード線５を形成することが可能となる。また、金（Au）は他の金属に比べ接触抵抗が小さいため、外部リード線５をプラグに差し込むなどの方法でランプを回路と接続する場合には、外部リード線５の表面に形成された金（Au）からなる被覆層５ｃが優れた接点材として機能する。さらに、外部リード線５全体を金（Au）からなる被覆層５ｃで被覆しておくと、外観が良好になるとともに、外部リード線の耐食性が向上する。
【００２２】
このように本実施形態による外部リード線５は、鉄−ニッケル合金線の表面に銅からなる中間層５ｂが被覆され、この中間層５ｂの表面に金（Au）からなる被覆層５ｃが形成されているので、モリブデン（Mo）またはタングステン（W）からなる封着材３との溶接を強固にし、かつ酸化膜除去工程を必要とせずにはんだ付け処理を可能にしたので加工性に優れている。
【００２３】
この被覆層５ｃの厚さは、大きくなりすぎるとコスト増加につながり、小さすぎると外部リード線をランプに溶接するときや照明装置の点灯回路にはんだ付けするときに被覆層５ｃが剥離するなどの不具合が起こる可能性があるので、所定の厚さ（０．３μｍ〜１０μｍ）にすることが望ましく、好ましくは１〜２μｍが望ましい。また、この範囲であれば、外部リード線５の径方向の熱膨張率が変動して、溶接時における溶接部の微細な亀裂が発生するなどの不具合を考慮する必要がなく、被覆層５ｃが膨出部５ｄへ拡散することによって溶接部の強度が低下するという影響もほとんどない。
【００２４】
蛍光ランプは、バックライト装置の光源として組み込まれて使用される。バックライト装置は、パソコンやテレビのLCDとして使用され高効率な照明効果が得られる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態に限定されない。たとえば、封止部としてのガラスビード４は必ず必要ではなく、封着材３がバルブ１の端部にそのまま封着される形態であってもよい。また、ランプは冷陰極形の蛍光ランプに限らず、放電維持媒体としては水銀以外の発光物質を封入していてもよく、例えばキセノンガスなどを封入した希ガス発光によるランプなど多種の細管形の放電ランプに適用できる。また、バルブの形状は直管形に限らずU字形、W字形、環形などに屈曲してあってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態の冷陰極蛍光ランプを示す一部切り欠き図である。
【図２】図１のランプに使用される外部リード線を示す正面断面図である。
【図３】図１の封着用リード線の溶接状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
L     ランプ
１    ガラスバルブ
２    封着用リード線
３    封着材
４    封止部としてのガラスビード
５    外部リード線
６    電極
【図１】
2007149474.tif 000003
【図２】
2007149474.tif 000004
【図３】
2007149474.tif 000005