KR101043940B1 - 리드선 - Google Patents

Abstract

냉음극 형광 램프의 전극부에 전력을 공급하기 위한 리드선으로서, C를 0.0001질량％ 이상 0.03질량％ 이하, Mn, Si 및, Cr으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 합계로 1.0질량％ 이상 9.0질량％ 이하 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피적 불순물로 이루어지는 니켈 합금에 의해 구성된 리드선을 제공한다. C의 함유량을 제어함과 함께, 특정의 원소를 특정의 범위로 함유함으로써 선재 자체의 강도, 용접 부분의 강도, 땜납과의 젖음성의 향상을 도모할 수 있는 데다가, 전기 전도성, 열전도성도 우수하고, 이 리드선을 구비하는 리드선 부재, 전극 부재, 냉음극 형광 램프, 상기 리드선에 적합한 와이어를 제공한다.

Description

리드선{LEAD WIRE}

본 발명은, 냉음극 형광 램프의 전극부로의 전력 공급선으로서 이용되는 리드선, 이 리드선을 구비하는 리드선 부재, 전극 부재, 냉음극 형광 램프 및, 상기 리드선에 적합한 와이어에 관한 것이다. 특히, 고강도이며, 용접 강도 및 내(耐)산화성, 전기 전도성이 우수한 리드선에 관한 것이다.

이미지 스캐너(image scanner)의 원고 조사용 광원이나, 퍼스널 컴퓨터의 액정 모니터, 액정 TV 등의 액정 표시 장치(액정 디스플레이)의 백라이트용 광원과 같은 여러 가지 광원으로서, 냉음극 형광 램프가 이용되고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이 냉음극 형광 램프(10)는, 대표적으로는, 내벽면에 형광체층(11)을 갖고, 희가스와 수은이 봉입된 유리관(12)과, 유리관(12) 내에 배치되는 한 쌍의 전극부(13)와, 전극부(13)에 접합되어, 전극부(13)에 전력을 공급하기 위한 리드부(14)를 구비한다. 희가스만을 유리관(12)에 봉입한 수은 프리(mercury free)의 냉음극 형광 램프도 있다.

리드부(14)는, 일단에 전극부(13)가 접합되는 이너 리드선(14i)과, 이너 리드선(14i)의 타단에 접합되어, 주로 유리관(12) 밖에 배치되는 아우터 리드선(14o)을 구비한다. 이너 리드선(14i)은, 유리관(12)의 단부(端部)를 밀봉(sealing)함과 함께 전극부(13)를 유리관(12) 내에 고정하기 위한 유리부(15)가 용착되기 때문에, 구성 재료로는, 유리의 열팽창 계수와 동일한 정도의 열팽창 계수로 조정된 재료, 예를 들면, 코바르(KOV;kovar) 등이 이용되고 있다. 아우터 리드선(14o)으로는, 예를 들면, 58％ Ni-42％ Fe 합금으로 이루어지는 심재(core member)의 외주에 구리 피복(심재의 20질량％ 정도)을 구비하는 선재(특허문헌 1, 2 참조), 대표적으로는, 듀멧선(Dumet wire) 등이 이용되고 있다. 아우터 리드선(14o)의 외주에는, 땜납(20)이 도포되어, 도시하지 않은 단자가 접속되고, 이 단자 및 리드부(14)를 통하여, 전극부(13)에 전력을 공급한다.

일본공개특허공보 2007-173197호 일본공개특허공보 2008-123722호

최근, 액정 디스플레이 등의 대형화, 소비 전력의 저감화가 요망되고 있어, 이 요구에 응하기 위해, 냉음극 형광 램프의 유리관을 장척(長尺)화하거나, 1개의 액정 디스플레이 등에 탑재하는 냉음극 형광 램프의 개수를 줄이기 위해 유리관이나 전극부를 대경화하거나 하는 것이 검토되고 있다. 상기 장척화, 대경화에 의해, 냉음극 형광 램프의 중량이 늘어나는 경향에 있다. 이러한 대중량화에 의해, 리드부, 특히, 아우터 리드선에 가해지는 하중이나 진동이 커지기 때문에, 아우터 리드선에는, 고강도일 것이 요망된다. 특히, 아우터 리드선은, 이너 리드선에 용접할 때의 열이나 이너 리드선에 유리부를 용착할 때의 열, 유리관을 밀봉할 때의 열 등을 받음으로써, 강도가 저하되는 경향에 있다. 따라서, 이러한 열 이력(履歷)을 받은 경우라도, 고강도인 아우터 리드선의 개발이 요망된다.

또한, 상기 중량의 증가에 의해, 리드부에 가해지는 하중이나 진동 등이 커짐으로써, 아우터 리드선과 이너 리드선과의 용접 부분의 강도(용접 강도)가 낮으면, 용접 부분이 파손되어 양자가 떨어질 우려가 있다. 따라서, 장척화, 대경화를 고려하면, 리드부의 용접 강도를 종래보다도 향상시키는 것이 요망된다.

덧붙여, 상기 중량의 증가에 의해, 리드부에 가해지는 하중이나 진동 등이 커짐으로써, 아우터 리드선에 있어서의 땜납과의 젖음성(wettability)이 낮으면, 리드부와 단자가 떨어질 우려가 있다. 따라서, 장척화, 대경화를 고려하면, 아우터 리드선에 있어서의 땜납과의 젖음성을 종래보다도 향상시키는 것이 요망된다.

또한, 액정 디스플레이 등에 탑재하는 냉음극 형광 램프의 개수를 줄임으로써, 비용을 저감할 수 있다. 그러나, 개수를 줄임으로써, 소정의 휘도를 유지하기 위해 냉음극 형광 램프 1개당에 흘리는 전류를 크게 하는 점에서, 리드선에는, 대전류에 견딜 수 있는 전기 전도성이나 열전도성을 갖는 것이 요망된다.

그래서, 본 발명의 주목적은, 고강도이며, 용접 강도가 높고, 땜납과의 젖음성이 우수한 데다가 전기 전도성·열전도성이 높은 리드선을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 리드선을 구비하는 리드선 부재, 이 리드선 부재를 구비하는 전극 부재, 이 전극 부재를 구비하는 냉음극 형광 램프 및, 상기 리드선에 적합한 와이어를 제공하는 것에 있다.

본 발명자들은, 고강도이며, 용접 부분의 강도가 높고, 땜납과의 젖음성에도 우수한 리드선을 개발함에 있어서, 여러 가지 조성을 검토했다. 그 결과, 니켈(Ni)을 모재로 하여, 특정의 원소를 특정의 범위로 첨가함으로써, 고강도인 선재를 얻을 수 있다는 인식을 얻었다. 그리고, 상기 특정의 원소를 함유하는 니켈 합금은, 내산화성이 우수함으로써, 산화 피막이 형성되기 어려워져, 산화 피막이 적은 결과, 땜납과의 젖음성이 향상된다는 인식을 얻었다. 또한, 상기 특정의 원소를 함유하는 니켈 합금은, 재료의 전기 고유 저항이 과대해지지 않음으로써, 전기 전도성이 우수하고, 대전류가 흘려진 경우라도 리드선의 발열이 적고, 발열에 수반하는 냉음극 형광 램프의 전극부 근방의 문제를 억제할 수 있다는 인식을 얻었다. 또한, 탄소(C)를 특정의 범위로 제어함으로써, 용접시, 리드선의 표면 장력이 저하되는 등 하여 젖음성이 향상된 결과, 이너 리드선과 강고하게 용접할 수 있어, 용접 강도를 향상할 수 있다는 인식을 얻었다. 본 발명은, 이러한 인식에 기초하는 것이다.

본 발명의 리드선은, 냉음극 형광 램프의 전극부에 전력을 공급하기 위한 선재이며, C를 0.0001질량％ 이상 0.03질량％ 이하, Mn, Si 및, Cr으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 합계로 1.0질량％ 이상 9.0질량％ 이하 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피적 불순물로 이루어지는 니켈 합금에 의해 구성되어 있다. 또한, 본 발명의 와이어는, C를 0.0001질량％ 이상 0.03질량％ 이하, Mn, Si 및, Cr으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 합계로 1.0질량％ 이상 9.0질량％ 이하 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피적 불순물로 이루어지는 니켈 합금에 의해 구성되어 있어, 상기 본 발명 리드선의 소재로 매우 적합하게 이용할 수 있다.

상기 구성을 구비하는 본 발명 리드선 및, 본 발명 와이어는, 특정의 원소를 특정의 범위로 함유하는 니켈 합금으로 구성됨으로써, 상기 원소의 고용(固溶) 강화에 의해 높은 강도를 가질 수 있다. 그 때문에, 본 발명 리드선이나 본 발명 와이어로 이루어지는 리드선은, 용접시의 열이나 유리 용착시의 열 등에 의해 연화되어도, 높은 강도를 유지할 수 있다. 또한, 본 발명 리드선 및, 본 발명 와이어는, 니켈을 주체로 하여, 특정의 원소를 함유하는 니켈 합금으로 구성됨으로써, 내산화성도 우수한 점에서 산화 피막의 형성을 저감하여 땜납과의 젖음성이 우수하다. 또한, 본 발명 리드선 및, 본 발명 와이어는, C를 비교적 적게 함유함으로써, 용접시, 용융지(molten pool)의 용존 산소를 증가시켜 리드선의 표면 장력을 저감하고, 젖음성을 향상함으로써 강고하게 용접할 수 있다. 그 때문에, 본 발명 리드선이나 본 발명 와이어로 이루어지는 리드선과 이너 리드선과의 용접 부분은, 높은 강도를 갖는다. 덧붙여, 본 발명 리드선이나 본 발명 와이어로 이루어지는 리드선은, 구성 재료의 주체를 니켈로 함으로써, (1) 전기 전도성이 우수한 점에서, 전력 공급선으로서 매우 적합하게 이용할 수 있고, (2) 열전도성이 우수한 점에서, 대전류가 흘려졌을 경우라도 전극부 근방의 발열을 저감할 수 있어, 온도 상승에 수반하는 냉음극 형광 램프의 휘도의 저하나 전극부 주변의 소자의 열 열화 등을 방지할 수 있다는 효과를 가져온다. 그리고, 본 발명 리드선은, 전술한 바와 같이 기계적 특성이나 땜납과의 젖음성, 용접시의 젖음성, 전기적 특성과 같은 여러 가지의 특성이 우수하여, 이들 특성의 최저 레벨이 높다. 이러한 본 발명 리드선이나 본 발명 와이어를 이용함으로써, 다소 특성의 불균일이 있어도, 양호한 특성을 충분히 갖는 냉음극 형광 램프나 그 구성 부품을 안정되게 제조할 수 있다. 따라서, 냉음극 형광 램프나 그 구성 부품의 생산성의 향상을 위해 제조 공정(용접, 유리 용착, 납땜 등)을 자동화하는 경우라도, 신뢰성이 높은 제품을 제조할 수 있다고 기대된다.

본 발명 리드선은, 고강도이며 전기 전도성이 높고, 땜납과의 젖음성이 우수함과 함께, 용접 부분의 강도가 높다.

도 1은 냉음극 형광 램프의 개략 구성을 나타내는 단면도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 또한, 도면의 치수 비율은, 설명의 것과 반드시 일치되어 있지 않다.

[리드선, 와이어]

(조성)

본 발명 리드선 및, 본 발명 와이어를 구성하는 니켈 합금은, C(탄소)의 함유량이 비교적 적은 것이 특징의 하나로서, C:0.0001질량％ 이상 0.03질량％ 이하이다. 시판의 순Ni(99질량％ 이상이 Ni)은, C를 0.10질량％ 이상 포함하고 있는 것이 많은 점에서, 시판의 순Ni을 원료에 그대로 이용하면, C의 함유량이 0.03질량％ 초과의 니켈 합금이 될 수 있다. 그리고, 니켈 합금 중의 C의 함유량이 0.03질량％ 초과이면, C가 많아짐으로써 강도가 향상되는 반면, 용접시의 젖음성이 낮고, 용접 부분의 강도가 낮다. 상기 젖음성이 낮아지는 이유는, C의 함유량이 많아지면, 용접시, 용융지 중의 용존 산소와 결합하여 CO(일산화탄소)나 탄산 가스와 같은 탄소 함유 가스가 생성되기 쉬워지고, 이 가스의 생성에 의해 상기 용존 산소의 양이 적어짐으로써, 리드선의 표면 장력이 높아지기 때문이라고 생각된다. 또한, 아우터 리드선에 있어서 이너 리드선과의 접합 부분의 근방은, 유리 용착시 등에 있어서 유리에 덮이는 경우가 있다. 유리 용착시 등에 상기 탄소 함유 가스가 발생하면, 냉음극 형광 램프에 있어서 유리 부분의 단부(리드부의 근방)의 내부에 상기 가스의 기포가 형성될 우려가 있다. 상기 기포는, 상기 봉착한 유리 부분의 단부에 있어서 균열의 기점이 되어, 균열이 전파해 나감으로써, 유리관 내에 봉입된 희가스 등의 가스가 균열을 타고 유리관 외부로 새어, 냉음극 형광 램프의 수명을 짧게 하는 원인이 될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는, C의 함유량의 상한을 0.03질량％로 한다. 한편, C의 함유량이 너무 적으면, 용접시, 분위기 중의 산소를 니켈 합금 중에 취입하여, 이 산소와 니켈 합금 중의 첨가 원소 등과의 산화물이 석출됨으로써, 용접 부분의 강도를 저하시킨다고 생각된다. 따라서, 본 발명에서는, C의 함유량의 하한을 0.0001질량％로 한다. C의 보다 바람직한 함유량은, 0.005질량％ 이상 0.01질량％ 이하이다. C의 함유량을 상기 범위로 하려면, 원료에 C의 함유량이 적은 재료를 이용하거나 정련에 의해 조정하는(저감하는) 것을 들 수 있다.

본 발명 리드선 및, 본 발명 와이어를 구성하는 니켈 합금은, 첨가 원소로서 Mn, Si 및, Cr으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 합계로 1.0질량％ 이상 9.0질량％ 이하 함유하는 것을 특징의 하나로 한다. 보다 바람직한 합계 함유량은, 2.0질량％ 이상 5.0질량％ 이하이다. 첨가 원소의 함유량은, 원료로서 첨가하는 원소의 양을 조정함으로써, 상기 범위로 할 수 있다.

Mn을 함유함으로써, (1) 내산화성 및 강도를 향상할 수 있고, (2) 유리 용착 등에 있어서 버너를 사용하는 경우, 연소 가스 중의 황분에 의한 재료의 취화(embrittlement)를 저감할 수 있다는 효과를 가져온다. Mn의 바람직한 함유량은 0.01질량％ 이상 4.0질량％ 이하이다. 0.01질량％ 미만이면, 강도나 내산화성을 충분히 향상하는 것이 어렵고, 4.0질량％ 초과이면, 전기 전도성이나 열전도성을 저하시키기 쉬워진다.

Si나 Cr을 함유함으로써 강도를 향상할 수 있다. 특히, Si 및 Cr의 1종 이상의 원소를 함유하면, Mn만을 함유하는 경우와 비교하여, 내산화성이 우수한 경향이 있다. 따라서, Si 및 Cr의 적어도 1종의 원소, 또는 Si 및 Cr의 적어도 1종의 원소와 Mn을 함유하는 것이 바람직하고, 3종의 원소를 모두 함유하는 것이 보다 바람직하다. Si 및 Cr의 1종 이상의 원소의 바람직한 합계 함유량은, 0.01질량％ 이상 6.0질량％ 이하이다. 0.01질량％ 미만이면, 강도나 내산화성을 충분히 향상하는 것이 어렵고, 6.0질량％ 초과이면, 전기 전도성이나 열전도성을 저하시키기 쉬워진다.

또한, 첨가 원소로서 Mg, Al 및, Ti으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 합계로 0.001질량％ 이상 2.0질량％ 이하 함유할 수 있다. 이들 원소는, 상기 Mn, Si, Cr의 효과의 증강 원소로서 기능한다. 구체적으로는, Mg, Al, Ti을 함유함으로써, 용해시에 Mn, Si, Cr의 산화를 억제하고, Mn, Si, Cr을 함유하는 것에 의한 강도 향상 효과, 내산화성 향상 효과 등을 충분히 발휘시킬 수 있다. 또한, Mg, Al, Ti을 함유함으로써, 니켈 합금의 가공성(압연이나 신선(drawing) 등의 소성 가공성)을 향상할 수 있어, 리드선의 제조성이 우수하다. 0.001질량％ 미만이면, 전술의 효과를 충분히 얻기 어렵고, 2.0질량％ 초과이면, 전기 전도성이나 열전도성을 저하시키기 쉬워진다. 보다 바람직한 합계 함유량은 0.003질량％ 이상 1.5질량％ 이하이다.

본 발명 리드선 및, 본 발명 와이어를 구성하는 니켈 합금은, 상기 첨가 원소를 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피적 불순물로 이루어진다. Ni의 함유량이 90질량％ 이상임으로써, 전술한 바와 같이 내산화성이 우수하고, 산화 피막이 형성되기 어려운 점에서, 납땜을 행하기 쉬운 데다가, 열전도성도 우수하다.

[기계적 특성]

본 발명 리드선 및, 본 발명 와이어는, 전술한 바와 같이 강도가 높고, 구체적으로는, 인장 강도가 450MPa 이상을 충족한다. 또한, 본 발명 리드선 및, 본 발명 와이어는, 고강도이면서도 인성(toughness)도 우수하고, 구체적으로는, 신장률(elongation)이 20％ 이상이다. 조성이나 신선 가공 조건, 열처리 조건 등에도 따르지만, 본 발명 리드선 및, 본 발명 와이어의 일 형태로서 인장 강도가 500MPa 이상, 신장률이 40％ 이상을 충족하는 선재로 할 수 있다.

[내산화성]

본 발명 리드선 및, 본 발명 와이어는, 전술한 바와 같이 내산화성이 우수하다. 구체적으로는, 상기 특정의 조성으로 이루어지는 리드선이나 와이어에 대기 중에서 900℃×72시간 가열한 후, 이 가열 후의 리드선이나 와이어의 표면에 형성된 산화 피막의 두께가 100㎛ 이하이다. 「900℃×72시간」이라는 조건은, 전술한 용접시의 열이나 유리 용착시의 열 등에 의해 리드선에 부여되는 열조건보다도 온도가 높고, 그리고 가열 시간이 길기 때문에, 매우 가혹한 조건이다. 이러한 가혹한 조건의 가열을 행해도 산화 피막의 두께가 얇으면, 내산화성이 우수하다고 평가할 수 있다. 그래서, 본 발명에서는, 내산화성의 평가 지표로서 「대기 중에서 900℃×72시간」이라는 조건을 채용한다. 전술한 바와 같이 첨가 원소로서 Si 및 Cr의 적어도 1종의 원소를 함유하는 경우, 내산화성이 보다 우수한 점에서, 본 발명 리드선의 일 형태로서 대기 중에서 900℃×72시간 가열 후의 산화 피막의 두께가 60㎛ 이하인 선재로 할 수 있다. 또한, 땜납 등이 부착된 선재에 대해서는, 땜납을 제거한 후, 전술의 조건으로 가열하여, 산화 피막을 측정하면 좋다.

[전기 전도성·열전도성]

본 발명 리드선이나 본 발명 와이어는, 전술한 바와 같이 전기 전도성, 열전도성도 우수하다. 조성 등에도 따르지만, 본 발명 리드선이나 본 발명 와이어는, 비(比)저항이 0.2μΩm 이하, 열전도율이 45W/m·K 이상을 충족하는 선재로 할 수 있다.

[제조 방법]

본 발명 리드선이나 본 발명 와이어는, 예를 들면, 용해→주조→열간 압연→냉간 신선 및 열처리에 의해 얻어진다. 보다 구체적으로는, 성분을 조정한 니켈 합금의 용탕을 진공 중에서 제작하고, 이 용탕을 정련하여, C의 함유량을 조정하거나 불순물이나 개재물을 제거·저감하거나 온도를 조정하거나 한다. 이 용탕에 진공 주조라고 하는 주조를 행하여, 주괴(鑄塊;ingot)를 얻는다. 이 주괴에 열간 압연을 행하여, 압연 선재를 얻는다. 이 압연 선재에 냉간 신선과 열처리를 반복적으로 행하여, 본 발명 리드선이나 본 발명 와이어를 얻을 수 있다. 최종 열처리(연화 처리)를 행해도 좋고, 그 경우, 수소 분위기하, 또는 질소 분위기하에서 700∼1000℃, 특히, 800∼900℃ 정도로 행하는 것이 바람직하다. 또한, 장척인 본 발명 와이어를 제작하여, 소정의 길이로 적절히 절단함으로써 본 발명 리드선을 제작하면, 생산성이 우수하다.

[리드선 부재]

본 발명 리드선 부재는, 상기 본 발명 리드선과, 이 리드선의 일단에 용접에 의해 접합된 이너 리드선을 구비한다. 전술한 바와 같이 본 발명 리드선은, 용접시에 표면 장력을 저감하는 등 젖음성이 우수하기 때문에, 상기 이너 리드선과 강고하게 접합된다. 따라서, 본 발명 리드선 부재는, 용접 강도가 높다. 이너 리드선은, 코바르라고 하는 Fe-Ni-Co 합금으로 이루어지는 선재, 듀멧선, Mo나 W로 이루어지는 선재 등을 들 수 있다.

[전극 부재]

본 발명 전극 부재는, 상기 본 발명 리드선을 구비하는 본 발명 리드선 부재와, 상기 이너 리드선의 외주에 접합된 유리부와, 상기 이너 리드선의 타단에 접합된 전극부를 구비한다. 전술한 바와 같이 본 발명 리드선 부재는, 본 발명 리드선과 상기 이너 리드선과의 용접 부분의 강도가 높은 데다가, 상기 본 발명 리드선은, 저(低)C량이기 때문에, 이너 리드선에 글라스 비드(glass bead)를 용착하여 유리부를 형성할 때 등의 가열에 의해 탄소 함유 가스가 발생되기 어렵다. 따라서, 이 전극 부재는, 용접 강도가 높고, 유리부에 실질적으로 기포가 존재하지 않는다. 유리부 및, 후술하는 유리관은, 붕규산 유리나 알루미노실리케이트 유리와 같은 경질 유리, 소다 라임(soda-lime) 유리와 같은 연질 유리로 이루어지는 것을 들 수 있다. 전극부는, 순Ni의 외에, 특허문헌 1, 2 등에 기재되는 니켈 합금, Fe, Fe 합금, W, Mo 등으로 이루어지며, 바닥이 있는 통 형상의 컵 형상이나 기둥 형상의 것을 들 수 있다.

[냉음극 형광 램프]

본 발명 냉음극 형광 램프는, 봉입 가스가 충전된 유리관과, 이 유리관의 내벽에 형성된 형광체층과, 상기 전극 부재를 구비한다. 상기 유리관 내의 단부에 상기 전극 부재의 전극부가 삽입되어 있어, 상기 유리부를 개재시켜 상기 전극부가 당해 유리관에 고정되어 있다. 본 발명 냉음극 형광 램프는, 전술한 바와 같이 용접 강도가 높고, 땜납과의 젖음성이 우수하여, 고강도인 본 발명 리드선을 구비한다. 따라서, 본 발명 냉음극 형광 램프는, 상기 유리관이나 전극부가 대경이거나 유리관이 장척이라도, 당해 리드선이 단선되거나 용접 부분이나 땜납 부분이 떨어지거나 하기 어렵고, 장기에 걸쳐 사용할 수 있다고 기대된다. 또한, 전기 전도성이나 열전도성이 우수한 본 발명 리드선을 구비함으로써, 본 발명 냉음극 형광 램프는, 대전류가 흘려지는 경우라도, 리드선의 발열에 수반되는 문제가 발생되기 어렵고, 이 점에서도 장기에 걸쳐 사용할 수 있다고 기대된다. 형광체층은, 예를 들면, 할로인산염 형광체로 이루어지는 것을 들 수 있다. 봉입 가스는, 예를 들면, 희가스 및 수은, 또는 수은을 들 수 있다. 유리관 내에는, 적어도 하나의 전극부를 배치하고, 상기 유리부와 유리관의 단부를 용융함으로써 밀봉한 상태로 한다. 대표적으로는, 원통 형상의 유리관 내의 양단측에 각각, 전극부가 배치된 형태, 즉, 한 쌍의 전극부를 갖는 형태를 들 수 있다.

이하, 추가로 본 발명의 실시 형태를 설명한다.

냉음극 형광 램프에 이용되는 아우터 리드선을 상정하고, 니켈 합금으로 이루어지는 선재를 복수 제작하여, 각 선재의 특성을 평가했다.

시료 No.1∼11은, 이하와 같이 제작했다. 통상의 진공 용해로를 이용하여, 표 1에 나타내는 조성(단위는 질량％)의 니켈 합금의 용탕을 제작하고, 용탕 온도를 적절히 조정하여 진공 주조에 의해 주괴를 얻었다. 용탕의 원료에는, 시판의 순Ni(99.0질량％ 이상 Ni), 각 첨가 원소의 알갱이를 이용했다. 불순물 등을 저감, 제거하기 위해 용탕의 정련을 행하고, 이 정련 상태를 조정함으로써 C의 함유량을 변화시켰다. 얻어진 주괴에 열간 압연을 행하여, 선 지름 5.5mmφ의 압연 선재를 얻었다. 이 압연 선재에 냉간 신선 및 열처리를 조합하여 행하고, 얻어진 선재에 최종 열처리(연화 처리: 온도:800℃, 질소 분위기)를 행하여, 선 지름 0.6mmφ의 연재(annealed material)를 얻었다. 각 연재를 적절한 길이로 절단하여 시료 No.1∼11로 했다. 얻어진 각 시료의 조성을, ICP 발광 분광 분석 장치를 이용하여 조사한 바, 표 1에 나타내는 조성과 동일하며, 잔부는 Ni 및 불가피적 불순물이었다. 시료 No.1∼11은, 모두 Ni이 90질량％ 이상이다. 조성의 분석은, 상기 ICP 발광 분광 분석법에 따른 것 외에, 원자 흡광 광도법 등으로도 행할 수 있다. 또한, 얻어진 각 시료의 탄소량을 고주파 연소 적외선 흡수법에 의해 측정했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.

시료 No.100은, 시판의 Mn-Ni 합금 선재, 시료 No.102는, 시판의 듀멧 선재(Cu 피복: 표 1에 나타내는 조성의 심재＋Cu 피복을 100％로 하여 22.5질량％)이다. 또한, 시료 No.101은, 첨가 원소가 적고, C의 함유량을 저감하기 위한 정련을 행하지 않은 시료이다. 시료 No.103은, 첨가 원소를 많게 하여, 상기 시료 No.1∼11과 동일하게 제작한 시료이다. 시료 No.100∼103은 모두 선 지름 0.6mmφ이다.

상기 각 시료에 대해서 내산화성을 평가했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 내산화성은, 각 시료를 대기 중에서 900℃×72시간 가열한 후, 종단면을 취하여, 이 단면 사진으로부터 시료의 표면에 형성된 산화 피막의 두께를 측정해(시료 No.102는, Cu 피복의 표면에 형성된 산화 피막의 두께를 측정), 이 산화 피막의 두께에 의해 평가했다. 산화 피막의 두께가 얇을수록, 내산화성이 우수하다고 말할 수 있다. 여기에서는, 각 시료의 단면 사진에 있어서, 임의의 5점의 두께를 측정하여, 그 평균을 당해 시료의 산화 피막의 두께로 했다.

상기 각 시료에 대해서 기계적 특성을 평가했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 기계적 특성은, JIS Z 2241의 규정에 준해 인장 시험을 행하여, 인장 강도, 신장률을 측정해 평가했다.

상기 각 시료에 대해서, 용접 부분의 강도(피로 강도)를 평가했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 용접 부분의 강도는, 응력 진폭: 200MPa으로 회전 굴곡 피로 시험(JIS Z 2274)을 행하여, 반복수에 의해 평가했다. 구체적으로는, 각 시료의 일단면에 저항 용접으로, 선 지름 0.6mmφ의 시판의 코바르(Fe-Ni-Co 합금) 선재의 일단면을 접합하여 리드선 부재를 제작했다. 그리고, 리드선 부재의 양단측(접합한 시료의 타단측 및 코바르 선재의 타단측)을 척(chuck)으로 집어, 척한 개소의 중심에 용접 부분이 배치되도록 해 회전 굴곡 시험을 행하여, 용접 부분이 파괴되기(파단되기)까지의 반복수를 측정했다.

상기 각 시료에 대해서, 전기 전도성, 열전도성을 평가했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 전기 전도성은, 사단자법에 의해 비저항을 측정하여 평가하고, 열전도성은, 시판의 레이저 플래시 장치에 의해 열전도율을 측정하여 평가했다.

상기 각 시료에 대해서, 유리 봉착 시험을 행하여, 유리의 발포 상황을 조사했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 이 시험은, 전술한 바와 같이 각 시료와 시판의 코바르 선재를 용접한 리드선 부재를 제작하고, 이들 리드선 부재를 산화하여, 그 표면에 산화 피막을 약간 형성해, 코바르 선재·용접 부분· 각 시료의 일부에 유리가 용착되도록 글라스 비드를 용착한 후, 유리의 발포 상태를 육안으로 관찰했다. 유리에 발포가 있는 경우: ×, 발포가 없는 경우: ○로 평가한다.

표 2에 나타내는 바와 같이, Mn, Si, Cr의 1종 이상을 특정의 범위로 함유하고, 그리고 C가 특정의 범위인 시료 No.1∼11은, 인장 강도가 450MPa 이상, 그리고 신장률이 20％ 이상(대부분은 40％ 이상)이고, 고강도이면서, 인성도 우수한 것을 알 수 있다. 또한, Mn, Si, Cr의 함유량 및 C의 함유량의 적어도 한쪽이 특정의 범위 외인 시료 No.100, 101, 103과 비교하여, 시료 No.1∼11은 강도와 인성을 균형있게 구비하고 있는 것을 알 수 있다. 시료 No.1∼11은, 최종 연화 처리를 행한 연재이면서도 고강도인 점에서, 용접시의 열이나 유리 용착시의 열 등에 의한 열 이력을 받았을 경우라도, 충분히 높은 강도를 유지할 수 있다고 기대된다.

또한, 시료 No.1∼11은, 시료 No.100, 101이나 듀멧 선재인 시료 No.102와 비교하여, 용접 부분의 피로 강도가 높은 것을 알 수 있다. 그리고, 시료 No.1∼11은 내산화성이 우수하여, 대기 중에서 900℃×72시간 가열한 후라도, 산화 피막의 두께가 100㎛ 이하(대부분은 60㎛ 이하)이다. 이와 같이 내산화성이 우수한 시료 No.1∼11은, 땜납과의 젖음성이 높다고 기대된다. 또한, 시료 No.1∼11은, 듀멧 선재인 시료 No.102나 Mn, Si, Cr의 함유량이 특정의 범위보다도 많은 시료 No.103과 비교하여, 전기 전도성, 열전도성이 우수한 것을 알 수 있다. 덧붙여, C의 함유량이 비교적 적은 시료 No.1∼11은, 유리가 용착되었을 경우라도, 유리 내부에 기포가 발생되기 어려운 것을 알 수 있다. 한편, C의 함유량이 많은 시료 No.100, 101에서는, 유리 내부에 기포가 발생할 우려가 있는 것을 알 수 있다. 이 점에서, C의 함유량이 많으면 탄소 함유 가스가 발생되기 쉬워져 기포가 발생되기 쉬워진다고 생각된다.

전술한 바와 같이, Mn, Si, Cr의 1종 이상을 특정의 범위로 함유하고, 그리고 C가 특정의 범위인 와이어는, 고강도이며, 용접 부분의 강도 및 땜납과의 젖음성이 우수한 데다가 전기 전도성, 열전도성도 우수한 점에서, 냉음극 형광 램프의 리드선 및, 이 리드선을 구비하는 리드선 부재, 그리고 이 리드선 부재를 구비하는 전극 부재와 같은 냉음극 형광 램프의 구성 부품에 매우 적합하게 이용할 수 있다고 기대된다. 특히, 상기 특정의 조성의 와이어로 이루어지는 리드선은, 유리관이 1300mm 이상과 같은 장척인 냉음극 형광 램프나, 유리관 등이 직경 4.0mmφ 이상과 같은 대경인 냉음극 형광 램프의 구성 부품에 대해서도, 충분히 사용할 수 있다고 기대된다. 또한, 상기 특정의 조성의 와이어로 이루어지는 리드선을 구비하는 냉음극 형광 램프는, 리드선의 단선이나 용접 부분의 파괴, 기포의 존재에 수반하는 유리관 내부의 가스 누출, 발열에 의한 문제도 발생하기 어렵고, 수명이 길 것으로 기대된다.

또한, 전술한 실시 형태는, 본 발명의 요지를 일탈하는 일 없이, 적절히 변경하는 것이 가능하며, 전술한 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 리드선의 조성, 크기(직경) 등을 적절히 변경할 수 있다.

본 발명 리드선, 리드선 부재, 전극 부재는, 냉음극 형광 램프의 구성 부품에 매우 적합하게 이용할 수 있다. 본 발명 와이어는, 상기 리드선의 소재에 매우 적합하게 이용할 수 있다. 또한, 본 발명 형광 램프는, 예를 들면, 액정 디스플레이의 백라이트용 광원, 소형 디스플레이의 프런트 라이트용 광원, 복사기나 스캐너 등의 원고 조사용 광원, 복사기의 이레이서용 광원과 같은 여러 가지 전기 기기의 광원으로서 매우 적합하게 이용할 수 있다.

10 : 냉음극 형광 램프
11 : 형광체층
12 : 유리관
13 : 전극부
14 : 리드부
14i : 이너 리드선
14o : 아우터 리드선
15 : 유리부
20 : 땜납

Claims (13)

1. 삭제
2. 냉음극 형광 램프의 전극부에 전력을 공급하기 위한 리드선으로서,
   C를 0.0001질량％ 이상 0.03질량％ 이하, Mn, Si 및, Cr으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 합계로 1.0질량％ 이상 9.0질량％ 이하, Mg, Al 및, Ti으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 합계로 0.001질량％ 이상 2.0질량％ 이하 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피적 불순물로 이루어지는 니켈 합금에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 리드선.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. C를 0.0001질량％ 이상 0.03질량％ 이하, Mn, Si 및, Cr으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 합계로 1.0질량％ 이상 9.0질량％ 이하, Mg, Al 및, Ti으로부터 선택되는 1종 이상의 원소를 합계로 0.001질량％ 이상 2.0질량％ 이하 함유하고, 잔부가 Ni 및 불가피적 불순물로 이루어지는 니켈 합금에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 와이어.
9. 제2항에 있어서,
   상기 리드선은, 인장 강도가 450MPa 이상, 신장률이 20％ 이상인 것을 특징으로 하는 리드선.
   단, 상기 인장강도 및 상기 신장률은, JIS Z 2241 규정에 준한 인장시험을 행하여 측정한다.
10. 제2항에 있어서,
    상기 리드선은, 당해 리드선을 대기 중에서 900℃×72시간 가열한 경우에, 이 가열 후의 리드선의 표면에 형성된 산화 피막의 두께가 100㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 리드선.
11. 제2항에 기재된 리드선과,
    상기 리드선의 일단에 용접에 의해 접합된 이너 리드선을 구비하는 것을 특징으로 하는 리드선 부재.
12. 제11항에 기재된 리드선 부재와,
    상기 이너 리드선의 외주에 접합된 유리부와,
    상기 이너 리드선의 타단에 접합된 전극부를 구비하는 것을 특징으로 하는 전극 부재.
13. 봉입 가스가 충전된 유리관과,
    상기 유리관의 내벽에 형성된 형광체층과,
    제12항에 기재된 전극 부재를 구비하고,
    상기 유리관 내의 단부에 상기 전극 부재의 전극부가 삽입되어 있고,
    상기 유리부를 개재하여 상기 전극부가 상기 유리관에 고정되어 있는 것을 특징으로 하는 냉음극 형광 램프.

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