KR100722632B1

KR100722632B1 - 봉착용 리드선 및 냉음극 형광램프

Info

Publication number: KR100722632B1
Application number: KR1020050095952A
Authority: KR
Inventors: 다카오 쓰유키; 노부히로 다무라; 다이치 야마다; 가즈오 이리사와; 마사히로 와타나베
Original assignee: 도시바 라이텍쿠 가부시키가이샤
Priority date: 2004-10-13
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2007-05-28
Also published as: JP2006140128A; KR20060052214A; TW200612458A; TWI268528B

Abstract

텅스텐 또는 몰리브덴으로 이루어진 봉착재라 하더라도 용접에 의해서 외부 리드선과의 접속 강도를 충분히 확보할 수 있는 봉착용 리드선 및 이 리드선을 구비한 냉음극 형광램프를 제공한다.

봉착용 리드선(3)은, 텅스텐 또는 몰리브덴으로 이루어진 봉착재(4)와; 이 봉착재(4)의 바깥측 끝단부에 용접에 의해서 접속된 심선(5a)의 표면에 구리, 주석 또는 아연으로 이루어지는 금속중의 적어도 1종으로 이루어지는 금속의 피복층(5b)이 형성된 외부 리드선(5)과;를 구비하고 있다. 봉착재(4)와 피복층(5b)의 사이에 상호확산이 발생하므로, 저항용접에 의해서 용이하게 접속하는 것이 가능하고 접속 강도를 향상시킨 봉착용 리드선(3)을 제공할 수 있다.

Description

봉착용 리드선 및 냉음극 형광램프{Sealing lead wire and cold cathode fluorescent lamp}

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태의 냉음극 형광램프를 나타내는 일부 자른 정면도이다.

도 2는 도 1의 램프에 사용되는 외부 리드선을 나타내는 정면 단면도이다.

도 3은 도 1의 봉착용 리드선의 용접 상태를 나타내는 확대 단면도이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시형태의 봉착용 리드선의 용접 상태를 나타내는 확대 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제 3 실시형태의 봉착용 리드선의 용접 상태를 나타내는 확대 단면도이다.

도 6은 본 발명의 제 4 실시형태의 봉착용 리드선의 용접 상태를 나타내는 확대 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

L : 램프 1 : 유리 벌브

2 : 밀봉부로서의 유리 비드 3 : 봉착용 리드선

4 : 봉착재 5 : 외부 리드선

5c : 팽창부 6 : 냉음극

본 발명은, 냉음극(冷陰極) 방전램프 등의 관모양의 전구 제품에 사용되는 봉착용 리드선 및, 이 리드선을 이용한 냉음극 형광램프에 관한 것이다.

근래, 액정표시장치(이하 LCD로 약칭한다)를 이용한 소형의 PC나 텔레비젼 등은 박형화나 고휘도의 컬러화가 진행되고 있다. 이 LCD를 조명하기 위한 백라이트 장치에 사용되는 소형의 형광램프에는, 소형화가 용이하고 수명특성에도 뛰어난 냉음극 형광램프가 많이 사용되고 있다.

냉음극 형광램프는 전극이 냉음극이기 때문에 벌브(bulb) 지름을 작게 하는 것이 가능하고, 벌브 안지름이 12mm이하, 예를 들면 5mm 이하의 극히 가는 지름의 램프도 개발되고 있다. 그리고, 냉음극 형광램프의 소형, 고출력화에 수반하여, 벌브를 구성하는 유리도 연질 유리보다도 석영 유리나 붕규산 유리와 같은 경질 유리를 사용하는 경향이 있다. 이와 같이 경질 유리를 벌브에 사용한 냉음극 형광램프의 봉착용 리드선으로서는, 봉착재에 텅스텐이나 몰리브덴을 봉착재로 이용한 것이 제안되어 있다(예를 들면 특허문헌 1 참조).

이러한 종래기술에 있어서는, 경질유리용 봉착재의 바깥측 끝단부에 접속되는 외부 리드선에 니켈선이 사용되고 있다.

[특허문헌 1]

일본 특허공개2003-151496호 공보(제 4 페이지)

상기 종래 기술과 같이, 외부 리드선에 니켈선을 이용한 봉착용 리드선은, 외부 리드선의 내식성이 좋기 때문에 외관성은 양호하지만, 봉착재가 텅스텐 또는 몰리브덴인 경우에는 외부 리드선의 니켈과는 저항용접으로는 충분한 접속 강도를 확보할 수 없고, 봉착용 리드선을 배선(配線) 처리를 위해 접어 구부리는 가공을 실시하면 용접면에서 파단할 우려가 있다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 텅스텐 또는 몰리브덴으로 이루어진 봉착재라 하더라도 용접에 의해서 외부 리드선과의 접속 강도를 충분히 확보할 수 있는 봉착용 리드선 및, 이 리드선을 구비한 냉음극 형광램프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1의 봉착용 리드선은, 텅스텐 또는 몰리브덴으로 이루어진 봉착재와; 이 봉착재의 바깥측 끝단부에 용접에 의해서 접속된 심선(芯線)의 표면에 구리, 주석 또는 아연으로 이루어진 금속중의 적어도 1종으로 이루어진 금속의 피복층이 형성된 외부 리드선;을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

외부 리드선의 심선은, 철(Fe)-니켈(Ni) 합금 와이어나 철(Fe)제 와이어 등을 들 수 있다.

봉착재의 텅스텐 또는 몰리브덴은 고융점 금속이므로, 저항용접이 곤란하지만, 피복층의 구리, 주석 또는 아연과 텅스텐 또는 몰리브덴과의 공정상(共晶相)의 융점은 낮기 때문에 저항용접에 의해서 봉착재와 피복층과의 접속계면에서 상호 확 산이 발생하고, 이 확산에 의해서 접속 강도가 향상한다.

청구항 2는, 청구항 1에 기재된 봉착용 리드선에 있어서, 외부 리드선의 피복층은, 외부 리드선 전체에 대해서 14질량% 이상의 비율로 피복되고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3은, 청구항 1에 기재된 봉착용 리드선에 있어서, 외부 리드선의 피복층은, 일부가 용융하여 봉착재보다도 지름이 큰 팽창부를 형성하고, 이 팽창부가 봉착재의 바깥측 끝단부보다도 중간측의 바깥둘레 표면상으로 연이어지도록 피착(被着)되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 4는, 청구항 3에 기재된 봉착용 리드선에 있어서, 팽창부가 봉착재의 바깥둘레 표면상에 피착하는 바깥측 끝단부로부터의 길이는, 봉착재의 지름의 10%이상인 것을 특징으로 한다.

청구항 5는, 청구항 1에 기재된 봉착용 리드선에 있어서, 봉착재는 몰리브덴으로, 외부 리드선의 피복층은 구리로 각각 구성되어 있으며, 봉착재의 몰리브덴과 피복층의 구리가 서로 확산하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 6의 봉착용 리드선은, 고융점 금속재료로 이루어지는 봉착재와; 이 봉착재의 바깥측 끝단부에 용접에 의해서 접속된 열팽창율이 봉착재의 고융점 금속재료의 열팽창율의 80∼120%의 범위내인 외부 리드선;을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 7은, 청구항 6에 기재된 봉착용 리드선에 있어서, 봉착재는 몰리브덴으로 이루어지며, 외부 리드선이 코바르(kovar)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

코바르란, 철(Fe), 니켈(Ni), 코발트(Co)로 이루어지는 합금으로, 'KOV' 라고도 불리는 봉착용 금속으로서, 그 조성은 니켈 28∼30질량%, 코발트 15∼18질량%, 잔부가 철로 이루어진다.

코바르는, 몰리브덴(Mo)과의 상용성(相溶性)이 좋고, 저항용접에 의해서 몰리브덴이 코바르에 적절히 녹아 들어가므로, 용접 강도를 확보할 수 있다.

청구항 8은, 청구항 6에 기재된 봉착용 리드선에 있어서, 외부 리드선의 바깥표면에 구리, 주석 또는 아연으로 이루어지는 금속중의 적어도 일종으로 이루어지는 금속의 피복층이 형성되고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 9는, 청구항 6에 기재된 봉착용 리드선에 있어서, 봉착재는 몰리브덴 또는 텅스텐으로 이루어지고, 외부 리드선은 철-니켈 합금선으로 이루어지는 심선의 표면에 구리, 주석 또는 아연으로 이루어지는 금속중의 적어도 일종으로 이루어지는 금속의 피복층이 형성되어 있으며, 이 피복층은 외부 리드선 전체의 1∼5질량%의 비율로 피복되고 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 10의 냉음극 형광램프는, 내면에 형광체층이 형성된 경질 유리제의 벌브와; 이 벌브의 내부에 봉입된 방전매체와; 상기 벌브의 양 끝단에 각각 기밀하게 봉착된 청구항 1 또는 6에 기재된 봉착용 리드선과; 상기 리드선의 안쪽 끝단부에 각각 설치된 냉음극;을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

냉음극은, 봉착재에 설치된 것이며, 판형상, 슬리브형상 등의 형상으로 구성되지만, 봉착재와 일체적으로 구성되어 있는 것이어도 좋다.

[실시예]

이하, 본 발명의 일실시형태에 대하여 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 제 1 실시형태의 냉음극 형광램프를 나타내는 일부 단면도, 도 2는 도 1의 냉음극 형광램프의 외부 리드선을 나타내는 확대 단면도이다.

L은 냉음극 형광램프이고, 예를 들어 직관형(直管形)의 소비 전력이 5W 이하, 예를 들면 2.5W이다. 이 램프(L)는 바깥지름이 2.6mm, 안지름이 약 1.6mm, 길이가 약 200mm의 붕규산 유리(열팽창율 약 4×10^-6/℃) 등으로 이루어지는 경질 유리제의 관형(管形) 벌브(1)를 구비하고 있다. 관형 벌브(1)의 양 끝단은, 봉착용 리드선(3)의 봉착재(4)에 용착된 비드 유리(2)에 의해서 밀봉되어 있다. 한편, 봉착재(4)를 구성하는 재료가 고융점 금속인 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W)인 경우에는, 관형 벌브(1)의 유리 재질로서 반경질 유리(열팽창율 51×10^-7/℃)를 사용해도 좋다.

이 벌브(1)의 내벽면에는 청색, 녹색, 적색에 발광 영역을 가진 형광체를 혼합한 3파장형 형광체층 P가 형성되어 있다. 또한, 이 벌브(1)내에는 네온(Ne) 및 아르곤(Ar)의 혼합 가스가 약 8000Pa와 수은이 봉입되어 있다.

봉착용 리드선(3, 3)에 사용되는 봉착재(4)는, 지름 1.0mm의 고융점 금속인 몰리브덴(Mo)제의 와이어를 이용하고 있다. 외부 리드선(5)은, 심선으로서 지름 0.8mm의 철(Fe)-니켈(Ni) 합금으로 이루어지는 듀밋 와이어(dumet wire;5a)의 표면에 구리(Cu)로 이루어진 피복층(5b)을 피착하여 형성되고 있다. 이 피복층(5b)은, 외부 리드선(5) 전체에 대해서 14질량% 이상의 비율로 피복되고 있으면 좋고, 본 실시형태의 구리 비율은 약 24질량%이다. 이 봉착재(4)의 바깥측 끝단부에 외부 리드선(5)이 저항용접에 의해 접속되어 있다.

냉음극 형광램프(L)의 발광 효율을 높이기 위해서, 일 함수(work function)가 낮은 몰리브덴(Mo)제의 바닥이 있는 원통형의 컵형상의 냉음극(6)이 사용되고 있으며, 이 냉음극(6)이 벌브(1)의 양 끝단 내부에 각각 밀봉 장착되고 있다. 냉음극(6)은 벌브(1)의 양 끝단에 비드 유리(2)를 개재하여 봉착되는 봉착재(4)에 용접에 의해서 접속되고 있다.

형광램프(L)는, 백라이트 장치의 광원으로서 조립되어 사용된다. 백라이트 장치는, PC나 텔레비젼 등의 LCD로서 사용되어 고효율인 조명 효과를 얻을 수 있다. 한편, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않는다. 예를 들면, 밀봉부로서의 비드 유리(2)는 반드시 필요하지는 않고, 봉착재(4)가 유리 벌브의 끝단부에 그대로 밀봉되는 형태라 하더라도 좋다. 또한, 램프(L)는 냉음극형의 형광램프에 한정되지 않고, 방전 유지매체로서는 수은 이외의 발광 물질을 봉입하고 있거나 혹은 크세논가스 등을 봉입한 희(希)가스 발광에 의한 램프 등 다른 종류의 가느다란 관형의 방전 램프에 적용할 수 있다. 또한, 벌브의 형상은 직관형에 한정하지 않고 U자형, W자형, 고리형 등으로 굴곡되어 있어도 좋다.

도 3은, 봉착재(4)와 외부 리드선(5)의 접속상태를 나타내는 확대 단면도이다. 봉착재(4)의 바깥측 끝단부(4a)의 면과 외부 리드선(5)의 선단면이 저항용접에 의해서 접속되어 있다. 저항용접의 전력은 약 300W이다. 이 용접에 의해서, 용접시에 외부 리드선(5) 선단측의 피복층(5b)의 일부가 용융하여 봉착재(4)보다도 지름이 굵은 일부가 대략 구체(球體)모양의 형상을 가진 팽창부(5c)가 형성되어 있다. 이 팽창부(5c)는, 봉착재(4)의 바깥측 끝단부(4a)보다도 중간측(전극측)의 바깥둘레 표면상으로 연이어지도록 피착되어 있다.

봉착재(4)의 바깥둘레 표면상에 피착하고 있는 팽창부(5c)의 바깥측 끝단부로부터의 길이 a는 약 0.2mm이고, 봉착재의 지름 b의 10%이상이 되고 있다. 또한, 팽창부(5c)의 최대지름 c는 약 1.2mm이다.

다음에 본 실시형태의 작용 효과에 대하여 설명한다. 이 용접 부분을 분석한 결과, 봉착재(4)의 몰리브덴은 외부 리드선(5)의 심선(5a)부분에는 거의 확산하지 않지만, 피복층(5b)의 팽창부(5c)를 구성하는 구리(Cu)와 봉착재의 몰리브덴이 서로 확산하고 있는 것을 알 수 있다. 이것은, 몰리브덴제의 봉착재와 듀밋 와이어로 이루어지는 외부 리드선을 저항용접했을 경우, 철(Fe) 또는 니켈(Ni)과 몰리브덴(Mo)과의 공정(共晶) 용해온도는, 철 10질량%-잔부 몰리브덴일 때 1520℃, 니켈 10질량%-잔부 몰리브덴일 때 1440℃인데 비하여, 구리-몰리브덴은 약 900℃에서부터 일부 용융하기 시작하기 때문이다. 특히 봉착재(4)의 바깥둘레 표면상에 피착하고 있는 팽창부(5c)에 효과적으로 몰리브덴이 확산하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 몰리브덴의 확산에 의해, 외부 리드선(5)으로서 필요한 용접 강도를 얻을 수 있다.

봉착용 리드선(3)의 용접 강도를 확인하기 위해서, 상기 실시형태의 봉착용 리드선(3)을 20개 시험제작하여, 소정 각도로 접어 구부리는 것을 파단할 때까지 반복하는 절곡(折曲)시험을 실시하였다. 그 결과, 용접부분에서 파단한 것은 0개 이고, 모든 봉착용 리드선이 외부 리드선(5)에서 스트레스에 의해서 파단하였다.

다음에, 외부 리드선(5) 전체에 대한 피복층(5b)의 질량비를 변화시켰을 경우의 용접 강도에 대해 실험에 의해 확인했다. 실험은, 상기와 동일한 심선(5a)에 구리로 이루어진 피복층(5b)의 질량비율을 10%, 14%, 20%, 28%로 변화시킨 봉착용 리드선(3)을 각각 10개씩 시험제작하여, 상기와 같은 절곡시험을 실시하여 용접부에서 파단한 샘플수를 조사했다. 표 1에 그 결과를 나타낸다.

[표 1]

피복층(5b)의 질량비율(%)	용접부에서 파단한 샘플수
10%	3개
14%	0개
24%	0개
28%	0개

이 실험의 결과, 피복층(5b)의 질량비율은, 14질량%이상으로 하면 좋은 것을 알 수 있다. 한편, 피복층(5b)의 질량비율의 상한은 특히 설정하지 않지만, 30질량%를 넘으면 리드선 지름방향의 열팽창율이 피복층의 영향을 받아 봉착용 리드선(3)과의 열팽창율 차이가 커지는 등의 요인에 의해서 그 이상의 용접 강도의 향상은 기대할 수 없게 된다. 따라서, 용접 강도나 제조의 용이함을 고려하면 30질량%이하로 하는 것이 타당하다.

상기 실험은, 심선(5a)에 철-니켈 합금을 사용했지만, 철제의 와이어를 심선(5a)에 사용했을 경우에도 동일한 효과를 얻을 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 외부 리드선(5)이 모두 구리로 형성되었을 경우에는, 외부 리드선(5)이 너무 유연해서 적절한 강성을 얻을 수 없기 때문에 바람직하지 않다.

다음에, 봉착재(4)의 지름 b를 1.0mm 일정, 팽창부(5c)의 최대지름 c를 1.2mm 일정으로 했을 때에, 팽창부(5c)의 바깥측 끝단부로부터의 길이 a를 변화시켰을 경우의 용접 강도를 실험에 의해 확인했다. 표 2에 그 결과를 나타낸다. 한편, 표 2의 a/b=0은, 팽창부(5c)가 봉착재(4)의 바깥둘레 표면으로는 연이어지지 않고 봉착재(4)의 바깥측 끝단부(4a)에만 피착하고 있는 상태를 나타낸다.

[표 2]

a/b	접어 구부리는 횟수	파단부분
0.15	15회	외부리드선 파단
0.10	15회	외부리드선 파단
0.05	10회	용접면 파단
0(a=0)	3회	용접면 파단

여기서, 외부 리드선 파단이란, 외부 리드선의 중간부에서 접어 구부림의 반복에 의해서 스트레스 파단한 것을 나타내고 있다. 이 실험의 결과, a/b는 0.10이상이면 용접면의 강도를 확보할 수 있는 것을 알 수 있었다.

다음에, 팽창부(5c)의 바깥측 끝단부로부터의 길이 a를 0.2 mm일정, 봉착재(4)의 지름 b를 1.0mm 일정으로 했을 때에, 팽창부(5c)의 최대지름 c를 변화시켰을 경우의 용접 강도를 실험에 의해 확인했다. 표 3에 그 결과를 나타낸다.

[표 3]

c/b	접어 구부리는 횟수	파단부분
1.100	15회	외부리드선 파단
1.075	15회	외부리드선 파단
1.050	15회	외부리드선 파단
1.025	10회	용접면 파단
0	2회	용접면 파단

여기서, 외부 리드선 파단이란, 외부 리드선의 중간부에서 접어 구부림의 반복에 의해서 스트레스 파단한 것을 나타내고 있다. 이 실험의 결과, c/b는 1.05이상이면 용접면의 강도를 확보할 수 있는 것을 알 수 있었다.

이와 같이, 봉착재(4), 외부 리드선(5) 및 팽창부(5c)의 치수비를 a/b 또는 c/b로 관리하는 것에 의해서 용접 강도를 확보할 수 있어, 신뢰성이 높은 봉착용 리드선 부품을 공급할 수 있다.

한편, 상기 실시형태에서는 피복층(5b)에 구리(Cu)를 사용하고 있지만, 봉착재(4)가 피복층(5b)의 팽창부(5c)에 확산하여 접속 강도를 확보할 수 있는 경우에는, 주석(Sn) 또는 아연(Zn)을 이용해도 좋다. 이와 같이, 외부 리드선의 바깥표면에 구리(Cu) 등으로 이루어지는 피복층이 피착되어 있으면, 냉음극 램프(L)의 제조후에 외부 리드선(5)에 납땜하는 것이 용이해진다.

도 4는, 제 2 실시형태의 봉착용 리드선의 봉착재(4)와 외부 리드선(5)의 접속 상태를 나타내는 확대단면도이다. 제 2 실시형태의 봉착용 리드선은, 제 1 실시형태의 봉착재(4)의 바깥측 끝단부(4a) 근방의 바깥둘레면에 오목홈(4b)을 형성한 것이다. 이 오목홈(4b)을 둘레방향으로 연속적으로 형성함으로써, 피복층(5b)의 팽창부(5c)를 구성하는 구리(Cu)가 오목홈(4b)으로 들어가, 봉착재인 몰리브덴과 서로 확산하므로 용접 강도가 한층 향상하게 된다. 한편, 이 오목홈(4b)은 둘레방향으로 연속하는 것에 한정되지 않고, 부분적으로 형성된 것이어도 좋다. 또한, 오목홈(4b)은 1개에 한정되지 않고, 2개 이상 형성되어 있어도 좋다.

도 5는, 제 3 실시형태의 봉착용 리드선의 봉착재(4)와 외부 리드선(5)의 접 속 상태를 나타내는 확대단면도이다. 제 3 실시형태의 봉착용 리드선은, 제 1 실시형태의 봉착재(4)의 바깥측 끝단부(4a)측의 바깥둘레면이 지름방향으로 팽창한 플랜지부(4c)를 형성한 것이다. 피복층(5b)의 팽창부(5c)는, 플랜지부(4c)를 감싸도록 봉착재(4)의 바깥둘레면에 피착해 나가므로, 봉착재인 몰리브덴과 서로 확산하는 면적이 커져 용접 강도가 향상함과 동시에, 플랜지부(4c)가 피복층(5b)에 대해서 갈고리 모양으로 내부로 돌출하는 것에 의해서 봉착재(4)와 외부 리드선(5)이 서로 떨어지는 방향으로의 인장강도가 향상하게 된다.

도 6은, 제 4 실시형태의 봉착용 리드선의 봉착재(4)와 외부 리드선(5)의 접속 상태를 나타내는 확대단면도이다. 제 4 실시형태의 봉착용 리드선은, 제 1 실시형태의 외부 리드선(5)을 코바르(KOV)선(5a)(코바르의 조성 Fe 약 53질량%, Ni 약 28질량%, Co 약 18질량%, 융점은 약 1450℃)으로 한 것이고, 그 외의 구성은 제 1 실시형태와 같다. 몰리브덴의 열팽창율은 51×10^-7/℃인데 비하여, 코바르의 열팽창율은 47×10^-7/℃이며 몰리브덴의 약 92%이다. 이와 같이, 봉착재(4)에 고융점 금속을 사용하는 경우에 외부 리드선(5)의 열팽창율을 이 고융점 금속의 열팽창율에 근사시킨 것을 사용하는 것에 의해서, 용접시에 있어서의 용접부의 미세한 균열 발생을 억제할 수 있다. 이 미세한 균열의 발생을 억제함으로써, 램프 제조시에 있어서의 용접부의 탈락, 램프 사용시의 단선(斷線) 등의 발생을 경감할 수 있다. 또한, 큰 와트의 입력 전력으로 점등하는 고부하 램프의 경우에는, 사용시의 봉착용 리드선의 온도가 비교적 높기 때문에, 열팽창율 차이가 크면 용접부의 계면에 변형이 발생하기 쉽지만, 본 실시형태의 봉착용 리드선은 봉착재(4)와 외부 리드선(5)의 열팽창율 차이가 소정 범위내이기 때문에, 점멸(点滅)을 반복했다고 해도 용접부의 탈락이 일어나기 어렵고, 단선의 발생을 경감시킬 수 있다. 상기 작용을 얻기 위해서는, 외부 리드선의 열팽창율을 봉착재의 열팽창율의 80∼120%, 바람직하게는 90∼110%의 범위내로 할 필요가 있다

또한, 코바르는 몰리브덴과의 상용성이 좋아, 용접시에 몰리브덴이 코바르선에 녹아 들어가므로, 높은 용접 강도를 얻을 수 있다. 또한, 본 실시형태의 경우, 제 1 실시형태와 같이 팽창부(5c)를 형성하지 않고, 용접 강도를 확보할 수 있다고 하는 이점이 있다.

예를 들면, 봉착재(4)에는 지름 1.0mm의 몰리브덴제의 와이어를 사용하고, 외부 리드선에는 지름 0.8mm의 코바르선(5a)을 사용하여, 각각의 끝단부끼리를 저항용접으로 접속함으로써, 제 4 실시형태의 봉착용 리드선을 얻을 수 있다.

절곡시험의 결과, 15회 후에 외부 리드선에서 스트레스 파단하는 것을 확인했다. 이렇게, 외부 리드선(5)에 코바르선(5a)을 사용함으로써, 도 3에 나타내는 팽창부(5c)를 봉착재(4)의 바깥둘레 표면에 피착시키지 않고, 안정적으로 용접 강도를 확보할 수 있다.

한편, 외부 리드선(5)에는, 램프 장착시에 납땜 처리를 하는 경우가 많지만, 그 경우에는, 표면에, 구리, 주석, 아연중의 적어도 1종으로 이루어지는 피복층(5b)을 제 1 실시형태와 같이 도금함으로써 양호한 땜납의 젖음 특성을 확보할 수 있다. 다만, 이 피복층(5b)의 두께가 커지면 피복층(5b)의 재질의 영향을 받아 외 부 리드선(5)의 지름 방향의 열팽창율이 변동해 버리므로, 소정의 두께(피복층의 질량비율이 외부 리드선 전체의 1∼5질량%)로 할 필요가 있다. 또한, 이 피복층에 의해서 도 3에 나타내는 것과 같은 팽창부(5c)를 형성하고, 이 팽창부(5c)에의 몰리브덴 확산에 의해서 용접 강도를 한층 더 향상시켜도 좋다.

다음에, 제 5 실시형태에 대하여 설명한다. 제 5 실시형태의 봉착용 리드선은, 제 4 실시형태의 외부 리드선(5)을 코바르(KOV) 선에 대신하여 염가의 Ni-Fe선으로 한 것이다. Ni-Fe선은, 듀밋선의 심선이지만, 니켈(Ni)의 비율이 40∼45%의 조성비인 것은 열팽창율 45∼65×10^-7/℃로서, 몰리브덴의 열팽창율 51×10^-7/℃에 대해서 약 78∼127%, 텅스텐의 열팽창율 43×10^-7/℃에 대해서 약 105∼151%이다. 따라서, Ni-Fe선의 열팽창율이 봉착재의 고융점 금속의 열팽창율의 80∼120%, 바람직하게는 90∼110%의 범위내가 되도록 니켈(Ni)의 성분 비율을 조정하면 좋다. 본 실시형태에서는, 니켈의 성분비가 42%인 Ni-Fe선을 사용하여 몰리브덴의 열팽창율의 80∼120%에 들어가도록 하고 있다.

비교예로서 종래 외부 리드선으로서 사용되고 있는 듀밋선(Ni-Fe선 심선의 표면에 20∼30㎛의 구리층이 피복되어, 보레이트 처리를 실시하지 않은 것)을 외부리드선으로서 이용하여 내구시험을 실시했다. 듀밋선의 열팽창율은 축방향에서는 60×10^-7/℃이지만, 반경방향은 93×10^-7/℃이다. 제 5 실시형태 및 비교예의 각 봉착용 리드선을 각각 50개 준비하여, 용접 강도를 인장시험으로 확인하였다. 그 결과, 용접부로부터 파단한 갯수는, 본 실시형태가 50개중 1개인 것에 비하여, 비교 예는 50개중 9개였다.

이상의 결과로부터 외부 리드선으로서 밀봉부 재료와 열팽창율이 근사한 42%Ni-Fe선이 양호했다. 이 결과는, 비교예의 외부 리드선을 Ni-Mn선(열팽창율 140×10^-7/℃)으로 했을 경우에도 같았다.

또한, 제 5 실시형태의 Ni(42%)-Fe선의 열팽창율에 영향을 주지 않는 정도의 두께(외부리드선 전체의 1∼5질량%의 비율)이면, 땜납과의 접속성이 뛰어난 금속, 예를 들어 구리(Cu), 주석(Sn) 등의 도금층을 피복해도 좋다. 예를 들면, Ni(42%)-Fe심선의 선지름이 Ø0.5∼0.7mm인 경우에는, 구리 등의 피복층의 두께는 2∼3㎛의 범위로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 피복층을 형성하는 것에 의해서, 용접부에 있어서 용해한 피복층의 일부가 고융점 금속으로 이루어지는 봉착재의 단면과 강고하게 접속하기 때문에, 접속 강도를 보다 높일 수 있다.

청구항 1에 의하면, 봉착재와 피복층의 사이에서 상호확산이 발생하므로, 저항용접에 의해서 용이하게 접속하는 것이 가능하고 접속강도를 향상시킨 봉착용 리드선을 제공할 수 있다.

청구항 2에 의하면, 외부 리드선의 피복층이 외부 리드선 전체에 대해서 14질량% 이상의 비율로 피복되어 있으므로, 외부 리드선의 접속 강도를 보다 향상시킨 봉착용 리드선을 제공할 수 있다.

청구항 3에 의하면, 외부 리드선의 일부가 용융하여 형성된 팽창부가 봉착재 의 바깥측 끝단부보다도 중간측의 바깥둘레 표면상으로 연이어지고 있으므로, 외부 리드선의 접속 강도를 보다 향상시킨 봉착용 리드선을 제공할 수 있다.

청구항 4에 의하면, 팽창부가 봉착재의 바깥둘레 표면상에 피착하는 바깥측 끝단부로부터의 길이를 봉착재의 지름의 10%이상으로 함으로써, 외부 리드선의 접속 강도를 보다 향상시킨 봉착용 리드선을 제공할 수 있다.

청구항 5에 의하면, 봉착재의 몰리브덴과 피복층의 구리를 서로 확산시키고 있으므로, 외부 리드선의 접속 강도를 보다 확실하게 향상시킨 봉착용 리드선을 제공할 수 있다.

청구항 6에 의하면, 봉착재의 고융점 금속재료와 외부 리드선과의 봉착재 열팽창율 차이를 소정치 이하(±20%)로 억제했으므로, 용접시의 접속작업이 용이하게 되어 접속강도가 향상함과 동시에, 오랜 사용의 히트 사이클에 의해서 발생하는 용접계면의 변형이 저감되므로 용접부에 있어서의 접속 불량의 발생을 억제할 수 있다.

청구항 7에 의하면, 봉착재의 몰리브덴이 외부 리드선의 코바르에 용접에 의해서 적절히 녹아 들어가므로, 저항용접에 의해서 용이하게 접속하는 것이 가능하고 접속 강도를 향상시킨 봉착용 리드선을 제공할 수 있다.

청구항 8에 의하면, 코바르로 이루어지는 외부 리드선의 바깥표면에 구리, 주석 또는 아연으로 이루어지는 금속중의 적어도 일종으로 이루어지는 금속의 피복층을 형성했으므로, 납땜 처리를 용이하게 실시할 수 있다.

청구항 9에 의하면, 염가의 철-니켈 합금선을 심선으로서 사용함과 동시에 표면에 소정범위내의 비율로 피복층을 형성했으므로, 외부 리드선의 지름 방향의 열팽창율이 크게 변동함이 없이 피복층에 의한 접속 강도를 확보함과 동시에, 납땜 처리를 용이하게 실시할 수 있다.

청구항 10의 발명은, 청구항 1 또는 6에 기재된 봉착용 리드선을 구비한 냉음관 형광램프를 제공할 수 있다.

Claims

텅스텐 또는 몰리브덴으로 이루어진 봉착재(封着材)와,

이 봉착재의 바깥측 끝단부에 용접에 의해서 접속된 심선(芯線)의 표면에 구리, 주석 또는 아연으로 이루어지는 금속중의 적어도 일종으로 이루어진 금속의 피복층이 형성된 외부 리드선을 구비하고,

상기 외부 리드선의 피복층은, 일부가 용융하여 봉착재보다도 지름이 큰 팽창부를 형성하고, 이 팽창부가 봉착재의 바깥측 끝단부보다도 중간측의 바깥둘레 표면상에 연이어지도록 피착(被着)되어 있는 것을 특징으로 하는 봉착용 리드선.
제 1 항에 있어서, 외부 리드선의 피복층은, 외부 리드선 전체에 대해서 14질량% 이상 ~ 30 질량% 이하의 비율로 피복되고 있는 것을 특징으로 하는 봉착용 리드선.
삭제
제 1 항에 있어서, 팽창부가 봉착재의 바깥둘레 표면상에 피착하는 바깥측 끝단부로부터의 길이는, 봉착재의 지름의 10%이상인 것을 특징으로 하는 봉착용 리드선.
제 1 항에 있어서, 봉착재는 몰리브덴으로, 외부 리드선의 피복층은 구리로 각각 구성되어 있으며, 봉착재의 몰리브덴과 피복층의 구리가 서로 확산하고 있는 것을 특징으로 하는 봉착용 리드선.
텅스텐 또는 몰리브덴으로 이루어진 고융점 금속재료로 이루어지는 봉착재와,

이 봉착재의 바깥측 끝단부에 용접에 의해서 접속된 열팽창율이 봉착재의 고융점 금속재료의 열팽창율의 80∼120%의 범위내인 외부 리드선을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 봉착용 리드선.
제 6 항에 있어서, 봉착재는 몰리브덴으로 이루어지며, 외부 리드선이 코바르(kovar)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 봉착용 리드선.
제 6 항에 있어서, 외부 리드선의 바깥표면에 구리, 주석 또는 아연으로 이루어지는 금속중의 적어도 일종으로 이루어지는 금속의 피복층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 봉착용 리드선.
제 6 항에 있어서, 봉착재는 몰리브덴 또는 텅스텐으로 이루어지며, 외부 리드선은 철-니켈 합금선으로 이루어지는 심선의 표면에 구리, 주석 또는 아연으로 이루어지는 금속중의 적어도 일종으로 이루어지는 금속의 피복층이 형성되어 있으며, 이 피복층은 외부 리드선 전체의 1∼5 질량%의 비율로 피복되고 있는 것을 특 징으로 하는 봉착용 리드선.
내면에 형광체층이 형성된 경질 유리제의 벌브(bulb)와,

이 벌브의 내부에 봉입(封入)된 방전매체와,

상기 벌브의 양 끝단에 각각 기밀(氣密)하게 봉착된 제 1 항 또는 제 6 항에 기재된 봉착용 리드선과,

상기 리드선의 안쪽 끝단부 각각에 설치된 냉음극을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 냉음극 형광램프.