JP2003242927A - 放電ランプ用電極及び放電ランプ - Google Patents
放電ランプ用電極及び放電ランプInfo
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Abstract
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
電ランプにおいて、ランプの暗部を短くでき、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
ることができるようにすること。 【解決手段】 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、及びこの電極を使用した放電ランプ。電極
の材質は、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、及び、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%添
加した材料が好ましい。
Description
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に関するものである。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
電極の問題点を改良し、できるだけランプの暗部を短く
することが可能で、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
プ用電極を提供することを課題としている。
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
成形したことを特徴としている。また、本発明にかかる
放電ランプは、上記のような一体化電極を電極として用
いたものである。
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。
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。
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0.8
mm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。
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。
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。
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。
に放電特性改良剤として、酸化ランタン(La2 O
3 )、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(Ba
O)、酸化トリウム(ThO2 )、硼化ランタン(La
B6 )のうちの1種又は2種以上を総量で0.1〜4w
t%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。
0℃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。
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。
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。
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。
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。
剤として、酸化ランタン(La2 O 3 )、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(Hf
O2 )、酸化バリウム(BaO)、酸化トリウム(Th
O2 )、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。
0℃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。
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。
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2〜3m
m、外径は2mm程度であった。
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。
にかかる放電ランプ用電極は、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
形されているので、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った。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 O
3 )、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。
る。
Claims (4)
- 【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。 - 【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材料で
形成されている請求項1に記載の放電ランプ用電極。 - 【請求項3】 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。 - 【請求項4】 ガラスバルブの両端部に一対の放電電極
を設けた放電ランプにおいて、前記放電電極として、ガ
ラスバルブ内に突出する電極部と、一方の端部が前記電
極部に接続され他端部にリード線が接続される封着線部
とを一体に成形した電極が用いられていることを特徴と
する放電ランプ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002041662A JP2003242927A (ja) | 2002-02-19 | 2002-02-19 | 放電ランプ用電極及び放電ランプ |
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---|---|---|---|
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Related Child Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005178319A Division JP2005276848A (ja) | 2005-06-17 | 2005-06-17 | 放電ランプ用電極の製造方法 |
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---|---|
JP2003242927A true JP2003242927A (ja) | 2003-08-29 |
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-
2002
- 2002-02-19 JP JP2002041662A patent/JP2003242927A/ja active Pending
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