リード線
【課題】冷陰極蛍光ランプの構成部品に適したリード線、このリード線を具えるリード線部材、電極部材、冷陰極蛍光ランプ、上記リード線に適したワイヤを提供する。
【解決手段】このリード線14oは、冷陰極蛍光ランプ10の電極部13に電力を供給するための線材であり、Cを0.0001質量％以上0.03質量％以下、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなるニッケル合金により構成されている。Cの含有量を制御すると共に、特定の元素を特定の範囲で含有することで線材自体の強度、溶接部分の強度、半田20との濡れ性の向上を図ることができる上に、電気伝導性、熱伝導性にも優れる。
【解決手段】このリード線14oは、冷陰極蛍光ランプ10の電極部13に電力を供給するための線材であり、Cを0.0001質量％以上0.03質量％以下、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなるニッケル合金により構成されている。Cの含有量を制御すると共に、特定の元素を特定の範囲で含有することで線材自体の強度、溶接部分の強度、半田20との濡れ性の向上を図ることができる上に、電気伝導性、熱伝導性にも優れる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極蛍光ランプの電極部への電力供給線として利用されるリード線、このリード線を具えるリード線部材、電極部材、冷陰極蛍光ランプ、及び上記リード線に適したワイヤに関するものである。特に、高強度で、溶接強度及び耐酸化性、電気伝導性に優れるリード線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イメージスキャナの原稿照射用光源や、パーソナルコンピュータの液晶モニタ、液晶テレビなどの液晶表示装置(液晶ディスプレイ)のバックライト用光源といった種々の光源として、冷陰極蛍光ランプが利用されている。図1に示すように冷陰極蛍光ランプ10は、代表的には、内壁面に蛍光体層11を有し、希ガスと水銀とが封入されたガラス管12と、ガラス管12内に配置される一対の電極部13と、電極部13に接合されて、電極部13に電力を供給するためのリード部14とを具える。希ガスのみをガラス管12に封入した水銀フリーの冷陰極蛍光ランプもある。
【０００３】
リード部14は、一端に電極部13が接合されるインナーリード線14iと、インナーリード線14iの他端に接合されて、主としてガラス管12外に配置されるアウターリード線14oとを具える。インナーリード線14iは、ガラス管12の端部を封止すると共に電極部13をガラス管12内に固定するためのガラス部15が溶着されるため、構成材料には、ガラスの熱膨張係数と同程度の熱膨張係数に調整された材料、例えば、コバール(KOV)などが利用されている。アウターリード線14oには、例えば、58％Ni-42％Fe合金からなる芯材の外周に銅被覆(芯材の20質量％程度)を具える線材(特許文献1,2参照)、代表的にはジュメット線などが利用されている。アウターリード線14oの外周には半田20が塗布されて、図示しない端子が接続され、この端子及びリード部14を介して、電極部13に電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2007-173197号公報
【特許文献２】特開2008-123722号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、液晶ディスプレイなどの大型化、消費電力の低減化が望まれており、この要求に応えるために、冷陰極蛍光ランプのガラス管を長尺化したり、一つの液晶ディスプレイなどに搭載する冷陰極蛍光ランプの本数を減らすためにガラス管や電極部を大径化したりすることが検討されている。上記長尺化、大径化により、冷陰極蛍光ランプの重量が増す傾向にある。このような大重量化により、リード部、特に、アウターリード線に加わる荷重や振動が大きくなるため、アウターリード線には、高強度であることが望まれる。特に、アウターリード線は、インナーリード線に溶接する際の熱やインナーリード線にガラス部を溶着する際の熱、ガラス管を封止する際の熱などを受けることで、強度が低下する傾向にある。従って、このような熱履歴を受けた場合でも、高強度であるアウターリード線の開発が望まれる。
【０００６】
更に、上記重量の増加により、リード部に加わる荷重や振動などが大きくなることで、アウターリード線とインナーリード線との溶接部分の強度(溶接強度)が低いと、溶接部分が破損して、両者が外れる恐れがある。従って、長尺化、大径化を考慮すると、リード部の溶接強度を従来よりも向上することが望まれる。
【０００７】
加えて、上記重量の増加により、リード部に加わる荷重や振動などが大きくなることで、アウターリード線における半田との濡れ性が低いと、リード部と端子とが外れる恐れがある。従って、長尺化、大径化を考慮すると、アウターリード線における半田との濡れ性を従来よりも向上することが望まれる。
【０００８】
更に、液晶ディスプレイなどに搭載する冷陰極蛍光ランプの本数を少なくすることで、コストを低減することができる。しかし、本数を少なくすることで、所定の輝度を維持するために冷陰極蛍光ランプ1本あたりに流す電流を大きくすることから、リード線には、大電流に耐え得る電気伝導性や熱伝導性を有することが望まれる。
【０００９】
そこで、本発明の主目的は、高強度で、溶接強度が高く、半田との濡れ性に優れる上に電気伝導性・熱伝導性が高いリード線を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記リード線を具えるリード線部材、このリード線部材を具える電極部材、この電極部材を具える冷陰極蛍光ランプ、及び上記リード線に適したワイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、高強度で、溶接部分の強度が高く、半田との濡れ性にも優れるリード線を開発するにあたり、種々の組成を検討した。その結果、ニッケル(Ni)を母材とし、特定の元素を特定の範囲で添加することで、高強度な線材が得られるとの知見を得た。かつ、上記特定の元素を含有するニッケル合金は、耐酸化性に優れることで、酸化被膜が形成され難くなり、酸化被膜が少ない結果、半田との濡れ性が向上するとの知見を得た。また、上記特定の元素を含有するニッケル合金は、材料の電気固有抵抗が過大にならないことで、電気伝導性に優れ、大電流が流された場合でもリード線の発熱が少なく、発熱に伴う冷陰極蛍光ランプの電極部近傍の不具合を抑制することができるとの知見を得た。更に、炭素(C)を特定の範囲に制御することで、溶接時、リード線の表面張力が低下するなどして濡れ性が向上した結果、インナーリード線と強固に溶接することができ、溶接強度を向上することができるとの知見を得た。本発明は、これらの知見に基づくものである。
【００１１】
本発明のリード線は、冷陰極蛍光ランプの電極部に電力を供給するための線材であり、Cを0.0001質量％以上0.03質量％以下、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなるニッケル合金により構成されている。また、本発明のワイヤは、Cを0.0001質量％以上0.03質量％以下、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなるニッケル合金により構成されており、上記本発明リード線の素材に好適に利用することができる。
【００１２】
上記構成を具える本発明リード線、及び本発明ワイヤは、特定の元素を特定の範囲で含有するニッケル合金から構成されることで、上記元素の固溶強化により高い強度を有することができる。そのため、本発明リード線や本発明ワイヤからなるリード線は、溶接時の熱やガラス溶着時の熱などにより軟化されても、高い強度を維持することができる。また、本発明リード線、及び本発明ワイヤは、ニッケルを主体とし、特定の元素を含有するニッケル合金から構成されることで、耐酸化性にも優れることから酸化被膜の形成を低減して半田との濡れ性に優れる。更に、本発明リード線、及び本発明ワイヤは、Cを比較的少なめに含有することで、溶接時、溶融池の溶存酸素を増加させてリード線の表面張力を低減し、濡れ性を向上することで強固に溶接することができる。そのため、本発明リード線や本発明ワイヤからなるリード線とインナーリード線との溶接部分は、高い強度を有する。加えて、本発明リード線や本発明ワイヤからなるリード線は、構成材料の主体をニッケルとすることで、(1)電気伝導性に優れることから、電力供給線として好適に利用することができる、(2)熱伝導性に優れることから、大電流が流された場合であっても電極部近傍の発熱を低減することができ、温度上昇に伴う冷陰極蛍光ランプの輝度の低下や電極部周辺の素子の熱劣化などを防止することができる、といった効果を奏する。そして、本発明リード線は、上述のように機械的特性や半田との濡れ性、溶接時の濡れ性、電気的特性といった種々の特性に優れており、これらの特性の最低レベルが高い。このような本発明リード線や本発明ワイヤを利用することで、多少の特性のばらつきがあっても、良好な特性を十分に有する冷陰極蛍光ランプやその構成部品を安定して製造することができる。従って、冷陰極蛍光ランプやその構成部品の生産性の向上のために製造工程(溶接、ガラス溶着、半田付けなど)を自動化する場合であっても、信頼性の高い製品を製造することができると期待される。
【００１３】
以下、本発明をより詳しく説明する。
[リード線、ワイヤ]
(組成)
本発明リード線、及び本発明ワイヤを構成するニッケル合金は、C(炭素)の含有量が比較的少ないことが特徴の一つであり、C:0.0001質量％以上0.03質量％以下である。市販の純Ni(99質量％以上がNi)は、Cを0.10質量％以上含んでいることが多いことから、市販の純Niを原料にそのまま用いると、Cの含有量が0.03質量％超のニッケル合金になり得る。そして、ニッケル合金中のCの含有量が0.03質量％超であると、Cが多くなることで強度が向上する反面、溶接時の濡れ性が低く、溶接部分の強度が低い。上記濡れ性が低くなる理由は、Cの含有量が多くなると、溶接時、溶接池中の固溶酸素と結合してCO(一酸化炭素)や炭酸ガスといった炭素含有ガスが生成され易くなり、このガスの生成により上記固溶酸素の量が少なくなることで、リード線の表面張力が高くなるためである、と考えられる。また、アウターリード線においてインナーリード線との接合部分の近傍は、ガラス溶着時などにおいてガラスに覆われることがある。ガラス溶着時などで上記炭素含有ガスが発生すると、冷陰極蛍光ランプにおいてガラス部分の端部(リード部の近傍)の内部に上記ガスの気泡が形成される恐れがある。上記気泡は、上記封着したガラス部分の端部において亀裂の起点となり、亀裂が伝播していくことで、ガラス管内に封入された希ガスなどのガスが亀裂を伝ってガラス管外部に漏れて、冷陰極蛍光ランプの寿命を短くする原因となり得る。従って、本発明では、Cの含有量の上限を0.03質量％とする。一方、Cの含有量が少な過ぎると、溶接時、雰囲気中の酸素をニッケル合金中に取り込み、この酸素とニッケル合金中の添加元素などとの酸化物が析出することで、溶接部分の強度を低下させると考えられる。従って、本発明では、Cの含有量の下限を0.0001質量％とする。Cのより好ましい含有量は、0.005質量％以上0.01質量％以下である。Cの含有量を上記範囲にするには、原料にCの含有量が少ない材料を利用したり、精錬により調整する(低減する)ことが挙げられる。
【００１４】
本発明リード線、及び本発明ワイヤを構成するニッケル合金は、添加元素として、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有することを特徴の一つとする。より好ましい合計含有量は、2.0質量％以上5.0質量％以下である。添加元素の含有量は、原料として添加する元素の量を調整することで、上記範囲にすることができる。
【００１５】
Mnを含有することで、(1)耐酸化性及び強度を向上することができる、(2)ガラス溶着などにあたりバーナーを使う場合、燃焼ガス中の硫黄分による材料の脆化を低減することができる、といった効果を奏する。Mnの好ましい含有量は、0.01質量％以上4.0質量％以下である。0.01質量％未満であると、強度や耐酸化性を十分に向上することが難しく、4.0質量％超であると、電気伝導性や熱伝導性を低下させ易くなる。
【００１６】
SiやCrを含有することで、強度を向上することができる。特に、Si及びCrの1種以上の元素を含有すると、Mnのみを含有する場合と比較して、耐酸化性に優れる傾向にある。従って、Si及びCrの少なくとも1種の元素、又はSi及びCrの少なくとも1種の元素とMnとを含有することが好ましく、3種の元素を全て含有することがより好ましい。Si及びCrの1種以上の元素の好ましい合計含有量は、0.01質量％以上6.0質量％以下である。0.01質量％未満であると、強度や耐酸化性を十分に向上することが難しく、6.0質量％超であると、電気伝導性や熱伝導性を低下させ易くなる。
【００１７】
更に、添加元素として、Mg,Al,及びTiから選択される1種以上の元素を合計で0.001質量％以上2.0質量％以下含有することができる。これらの元素は、上記Mn,Si,Crの効果の増強元素として機能する。具体的には、Mg,Al,Tiを含有することで、溶解時にMn,Si,Crの酸化を抑制し、Mn,Si,Crを含有することによる強度向上効果、耐酸化性向上効果などを十分に発揮させることができる。また、Mg,Al,Tiを含有することで、ニッケル合金の加工性(圧延や伸線などの塑性加工性)を向上することができ、リード線の製造性に優れる。0.001質量％未満であると、上述の効果を十分に得られ難く、2.0質量％超であると、電気伝導性や熱伝導性を低下させ易くなる。より好ましい合計含有量は、0.003質量％以上1.5質量％以下である。
【００１８】
本発明リード線、及び本発明ワイヤを構成するニッケル合金は、上記添加元素を含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなる。Niの含有量が90質量％以上であることで、上述のように耐酸化性に優れ、酸化被膜が形成され難いことから、半田付けを行い易い上に、熱伝導性にも優れる。
【００１９】
[機械的特性]
本発明リード線、及び本発明ワイヤは、上述のように強度が高く、具体的には、引張強さが450MPa以上を満たす。また、本発明リード線、及び本発明ワイヤは、高強度でありながらも靭性にも優れており、具体的には、伸びが20％以上である。組成や伸線加工条件、熱処理条件などにもよるが、本発明リード線、及び本発明ワイヤの一形態として、引張強さが500MPa以上、伸びが40％以上を満たす線材とすることができる。
【００２０】
[耐酸化性]
本発明リード線、及び本発明ワイヤは、上述のように耐酸化性に優れる。具体的には、上記特定の組成からなるリード線やワイヤに大気中で900℃×72時間加熱した後、この加熱後のリード線やワイヤの表面に形成された酸化被膜の厚さが100μm以下である。「900℃×72時間」との条件は、上述した溶接時の熱やガラス溶着時の熱などによりリード線に与えられる熱条件よりも温度が高く、かつ加熱時間が長いため、非常に厳しい条件である。このような厳しい条件の加熱を行っても酸化被膜の厚さが薄ければ、耐酸化性に優れると評価できる。そこで、本発明では、耐酸化性の評価の指標として、「大気中で900℃×72時間」との条件を採用する。上述のように添加元素としてSi及びCrの少なくとも1種の元素を含有する場合、耐酸化性により優れることから、本発明リード線の一形態として、大気中で900℃×72時間加熱後の酸化被膜の厚さが60μm以下である線材とすることができる。なお、半田などが付着した線材に対しては、半田を取り除いた後、上述の条件で加熱して、酸化被膜を測定するとよい。
【００２１】
[電気伝導性・熱伝導性]
本発明リード線や本発明ワイヤは、上述のように電気伝導性、熱伝導性にも優れる。組成などにもよるが、本発明リード線や本発明ワイヤは、比抵抗が0.2μΩm以下、熱伝導率が45W/m・K以上を満たす線材とすることができる。
【００２２】
[製造方法]
本発明リード線や本発明ワイヤは、例えば、溶解→鋳造→熱間圧延→冷間伸線及び熱処理により得られる。より具体的には、成分を調整したニッケル合金の溶湯を真空中で作製し、この溶湯を精錬して、Cの含有量を調整したり、不純物や介在物を除去・低減したり、温度を調整したりする。この溶湯に真空鋳造といった鋳造を行い、鋳塊を得る。この鋳塊に熱間圧延を施し、圧延線材を得る。この圧延線材に冷間伸線と熱処理とを繰り返し行い、本発明リード線や本発明ワイヤが得られる。最終熱処理(軟化処理)を行ってもよく、その場合、水素雰囲気下、又は窒素雰囲気下で700〜1000℃、特に、800〜900℃程度で行うことが好ましい。また、長尺な本発明ワイヤを作製し、所定の長さに適宜切断することで本本発明リード線を作製すると、生産性に優れる。
【００２３】
[リード線部材]
本発明リード線部材は、上記本発明リード線と、このリード線の一端に溶接により接合されたインナーリード線とを具える。上述のように本発明リード線は、溶接時に表面張力を低減するなどして濡れ性に優れるため、上記インナーリード線と強固に接合される。従って、本発明リード線部材は、溶接強度が高い。インナーリード線は、コバールといったFe-Ni-Co合金からなる線材、ジュメット線、MoやWからなる線材などが挙げられる。
【００２４】
[電極部材]
本発明電極部材は、上記本発明リード線を具える本発明リード線部材と、上記インナーリード線の外周に接合されたガラス部と、上記インナーリード線の他端に接合された電極部とを具える。上述のように本発明リード線部材は、本発明リード線と上記インナーリード線との溶接部分の強度が高い上に、上記本発明リード線は低C量であるため、インナーリード線にガラスビーズを溶着してガラス部を形成する際などの加熱により炭素含有ガスが生じ難い。従って、この電極部材は、溶接強度が高く、ガラス部に実質的に気泡が存在しない。ガラス部、及び後述するガラス管は、ホウケイ酸ガラスやアルミノシリケートガラスといった硬質ガラス、ソーダライムガラスといった軟質ガラスからなるものが挙げられる。電極部は、純Niの他、特許文献1,2などに記載されるニッケル合金、Fe,Fe合金,W,Moなどからなり、有底筒状のカップ状や柱状のものが挙げられる。
【００２５】
[冷陰極蛍光ランプ]
本発明冷陰極蛍光ランプは、封入ガスが充填されたガラス管と、このガラス管の内壁に形成された蛍光体層と、上記電極部材とを具える。上記ガラス管内の端部に上記電極部材の電極部が挿入されており、上記ガラス部を介して上記電極部が当該ガラス管に固定されている。本発明冷陰極蛍光ランプは、上述のように溶接強度が高く、半田との濡れ性に優れ、高強度な本発明リード線を具える。従って、本発明冷陰極蛍光ランプは、上記ガラス管や電極部が大径であったり、ガラス管が長尺であっても、当該リード線が断線したり、溶接部分や半田部分が外れたりし難く、長期に亘り使用することができると期待される。また、電気伝導性や熱伝導性に優れる本発明リード線を具えることで、本発明冷陰極蛍光ランプは、大電流が流される場合であっても、リード線の発熱に伴う不具合が生じ難く、このことからも長期に亘り使用することができると期待される。蛍光体層は、例えば、ハロリン酸塩蛍光体からなるものが挙げられる。封入ガスは、例えば、希ガス及び水銀、又は水銀が挙げられる。ガラス管内には少なくとも一つの電極部を配置し、上記ガラス部とガラス管の端部とを溶融することで封止した状態とする。代表的には、円筒状のガラス管内の両端側にそれぞれ、電極部が配置された形態、即ち、一対の電極部を有する形態が挙げられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明リード線は、高強度で電気伝導性が高く、半田との濡れ性に優れると共に、溶接部分の強度が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】冷陰極蛍光ランプの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
冷陰極蛍光ランプに利用されるアウターリード線を想定して、ニッケル合金からなる線材を複数作製し、各線材の特性を評価した。
【００２９】
試料No.1〜11は、以下のように作製した。通常の真空溶解炉を用いて、表1に示す組成(単位は質量％)のニッケル合金の溶湯を作製し、溶湯温度を適宜調整して真空鋳造により鋳塊を得た。溶湯の原料には、市販の純Ni(99.0質量％以上Ni)、各添加元素の粒を用いた。不純物などを低減、除去するために溶湯の精錬を行い、この精錬具合を調整することでCの含有量を変化させた。得られた鋳塊に熱間圧延を施し、線径5.5mmφの圧延線材を得た。この圧延線材に冷間伸線及び熱処理を組み合わせて施し、得られた線材に最終熱処理(軟化処理:温度:800℃、窒素雰囲気)を施して、線径0.6mmφの軟材を得た。各軟材を適宜な長さに切断して試料No.1〜11とした。得られた各試料の組成をICP発光分光分析装置を用いて調べたところ、表1に示す組成と同様であり、残部は、Ni及び不可避的不純物であった。試料No.1〜11は、いずれもNiが90質量％以上である。組成の分析は、上記ICP発光分光分析法による他、原子吸光光度法などでも行える。また、得られた各試料の炭素量を高周波燃焼赤外線吸収法により測定した。その結果を表1に示す。
【００３０】
試料No.100は、市販のMn-Ni合金線材、試料No.102は、市販のジュメット線材(Cu被覆:表1に示す組成の心材+Cu被覆を100％として22.5質量％)である。また、試料No.101は、添加元素が少なく、Cの含有量を低減するための精錬を行わなかった試料である。試料No.103は、添加元素を多くし、上記試料No.1〜11と同様に作製した試料である。試料No.100〜103は、いずれも線径0.6mmφである。
【００３１】
【表１】
【００３２】
上記各試料について、耐酸化性を評価した。その結果を表2に示す。耐酸化性は、各試料を大気中で900℃×72時間加熱した後、縦断面をとり、この断面写真から試料の表面に形成された酸化被膜の厚さを測定し(試料No.102はCu被覆の表面に形成された酸化被膜の厚さを測定)、この酸化被膜の厚さにより評価した。酸化被膜の厚さが薄いほど、耐酸化性に優れると言える。ここでは、各試料の断面写真において、任意の5点の厚さを測定し、その平均を当該試料の酸化被膜の厚さとした。
【００３３】
上記各試料について、機械的特性を評価した。その結果を表2に示す。機械的特性は、JIS Z 2241の規定に準じて引張試験を行い、引張強さ、伸びを測定して評価した。
【００３４】
上記各試料について、溶接部分の強度(疲労強度)を評価した。その結果を表2に示す。溶接部分の強度は、応力振幅:200MPaで回転曲げ疲れ試験(JIS Z 2274)を行い、繰返し数により評価した。具体的には、各試料の一端面に抵抗溶接にて、線径0.6mmφの市販のコバール(Fe-Ni-Co合金)線材の一端面を接合してリード線部材を作製した。そして、リード線部材の両端側(接合した試料の他端側及びコバール線材の他端側)をチャックで挟み、チャックした箇所の中心に溶接部分が配置されるようにして回転曲げ試験を行い、溶接部分が破壊する(破断する)までの繰返し数を測定した。
【００３５】
上記各試料について、電気伝導性、熱伝導性を評価した。その結果を表2に示す。電気伝導性は、四端子法により比抵抗を測定して評価し、熱伝導性は、市販のレーザフラッシュ装置により熱伝導率を測定して評価した。
【００３６】
上記各試料について、ガラス封着試験を行い、ガラスの発泡状況を調べた。その結果を表2に示す。この試験は、上述のように各試料と市販のコバール線材とを溶接したリード線部材を作製し、これらリード線部材を酸化して、その表面に酸化被膜を若干形成し、コバール線材・溶接部分・各試料の一部にガラスが溶着されるようにガラスビーズを溶着した後、ガラスの発泡状態を目視で観察した。ガラスに発泡がある場合：×、発泡が無い場合:○と評価する。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表2に示すように、Mn,Si,Crの1種以上を特定の範囲で含有し、かつCが特定の範囲である試料No.1〜11は、引張強さが450MPa以上、かつ伸びが20％以上(多くは40％以上)であり、高強度でありながら、靭性にも優れることが分かる。また、Mn,Si,Crの含有量及びCの含有量の少なくとも一方が特定の範囲外である試料No.100,101,103と比較して、試料No.1〜11は、強度と靭性とをバランスよく具えていることが分かる。試料No.1〜11は、最終軟化処理を施した軟材でありながらも高強度であることから、溶接時の熱やガラス溶着時の熱などによる熱履歴を受けた場合でも、十分に高い強度を維持できると期待される。
【００３９】
また、試料No.1〜11は、試料No.100,101やジュメット線材である試料No.102と比較して、溶接部分の疲労強度が高いことが分かる。かつ、試料No.1〜11は、耐酸化性に優れており、大気中で900℃×72時間加熱した後であっても、酸化被膜の厚さが100μm以下(多くは60μm以下)である。このように耐酸化性に優れる試料No.1〜11は、半田との濡れ性が高いと期待される。更に、試料No.1〜11は、ジュメット線材である試料No.102やMn,Si,Crの含有量が特定の範囲よりも多い試料No.103と比較して、電気伝導性、熱伝導性に優れることが分かる。加えて、Cの含有量が比較的少ない試料No.1〜11は、ガラスが溶着された場合であっても、ガラス内部に気泡が生じ難いことが分かる。一方、Cの含有量が多い試料No.100,101では、ガラス内部に気泡が生じる恐れがあることが分かる。このことから、Cの含有量が多いと炭素含有ガスが生じ易くなって気泡が生じ易くなると考えられる。
【００４０】
上述のように、Mn,Si,Crの1種以上を特定の範囲で含有し、かつCが特定の範囲であるワイヤは、高強度で、溶接部分の強度及び半田との濡れ性に優れる上に電気伝導性、熱伝導性にも優れることから、冷陰極蛍光ランプのリード線、及びこのリード線を具えるリード線部材、並びにこのリード線部材を具える電極部材といった冷陰極蛍光ランプの構成部品に好適に利用することができると期待される。特に、上記特定の組成のワイヤからなるリード線は、ガラス管が1300mm以上といった長尺な冷陰極蛍光ランプや、ガラス管などが直径4.0mmφ以上といった大径である冷陰極蛍光ランプの構成部品に対しても、十分に使用することができると期待される。また、上記特定の組成のワイヤからなるリード線を具える冷陰極蛍光ランプは、リード線の断線や溶接部分の破壊、気泡の存在に伴うガラス管内部のガス漏れ、発熱による不具合も生じ難く、長寿命であると期待される。
【００４１】
なお、上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。例えば、リード線の組成、大きさ(直径)などを適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明リード線、リード線部材、電極部材は、冷陰極蛍光ランプの構成部品に好適に利用することができる。本発明ワイヤは、上記リード線の素材に好適に利用することができる。また、本発明蛍光ランプは、例えば、液晶ディスプレイのバックライト用光源、小型ディスプレイのフロントライト用光源、複写機やスキャナなどの原稿照射用光源、複写機のイレイサー用光源といった種々の電気機器の光源として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
10 冷陰極蛍光ランプ 11 蛍光体層 12 ガラス管 13 電極部
14 リード部 14i インナーリード線 14o アウターリード線
15 ガラス部 20 半田
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷陰極蛍光ランプの電極部への電力供給線として利用されるリード線、このリード線を具えるリード線部材、電極部材、冷陰極蛍光ランプ、及び上記リード線に適したワイヤに関するものである。特に、高強度で、溶接強度及び耐酸化性、電気伝導性に優れるリード線に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
イメージスキャナの原稿照射用光源や、パーソナルコンピュータの液晶モニタ、液晶テレビなどの液晶表示装置(液晶ディスプレイ)のバックライト用光源といった種々の光源として、冷陰極蛍光ランプが利用されている。図1に示すように冷陰極蛍光ランプ10は、代表的には、内壁面に蛍光体層11を有し、希ガスと水銀とが封入されたガラス管12と、ガラス管12内に配置される一対の電極部13と、電極部13に接合されて、電極部13に電力を供給するためのリード部14とを具える。希ガスのみをガラス管12に封入した水銀フリーの冷陰極蛍光ランプもある。
【０００３】
リード部14は、一端に電極部13が接合されるインナーリード線14iと、インナーリード線14iの他端に接合されて、主としてガラス管12外に配置されるアウターリード線14oとを具える。インナーリード線14iは、ガラス管12の端部を封止すると共に電極部13をガラス管12内に固定するためのガラス部15が溶着されるため、構成材料には、ガラスの熱膨張係数と同程度の熱膨張係数に調整された材料、例えば、コバール(KOV)などが利用されている。アウターリード線14oには、例えば、58％Ni-42％Fe合金からなる芯材の外周に銅被覆(芯材の20質量％程度)を具える線材(特許文献1,2参照)、代表的にはジュメット線などが利用されている。アウターリード線14oの外周には半田20が塗布されて、図示しない端子が接続され、この端子及びリード部14を介して、電極部13に電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2007-173197号公報
【特許文献２】特開2008-123722号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、液晶ディスプレイなどの大型化、消費電力の低減化が望まれており、この要求に応えるために、冷陰極蛍光ランプのガラス管を長尺化したり、一つの液晶ディスプレイなどに搭載する冷陰極蛍光ランプの本数を減らすためにガラス管や電極部を大径化したりすることが検討されている。上記長尺化、大径化により、冷陰極蛍光ランプの重量が増す傾向にある。このような大重量化により、リード部、特に、アウターリード線に加わる荷重や振動が大きくなるため、アウターリード線には、高強度であることが望まれる。特に、アウターリード線は、インナーリード線に溶接する際の熱やインナーリード線にガラス部を溶着する際の熱、ガラス管を封止する際の熱などを受けることで、強度が低下する傾向にある。従って、このような熱履歴を受けた場合でも、高強度であるアウターリード線の開発が望まれる。
【０００６】
更に、上記重量の増加により、リード部に加わる荷重や振動などが大きくなることで、アウターリード線とインナーリード線との溶接部分の強度(溶接強度)が低いと、溶接部分が破損して、両者が外れる恐れがある。従って、長尺化、大径化を考慮すると、リード部の溶接強度を従来よりも向上することが望まれる。
【０００７】
加えて、上記重量の増加により、リード部に加わる荷重や振動などが大きくなることで、アウターリード線における半田との濡れ性が低いと、リード部と端子とが外れる恐れがある。従って、長尺化、大径化を考慮すると、アウターリード線における半田との濡れ性を従来よりも向上することが望まれる。
【０００８】
更に、液晶ディスプレイなどに搭載する冷陰極蛍光ランプの本数を少なくすることで、コストを低減することができる。しかし、本数を少なくすることで、所定の輝度を維持するために冷陰極蛍光ランプ1本あたりに流す電流を大きくすることから、リード線には、大電流に耐え得る電気伝導性や熱伝導性を有することが望まれる。
【０００９】
そこで、本発明の主目的は、高強度で、溶接強度が高く、半田との濡れ性に優れる上に電気伝導性・熱伝導性が高いリード線を提供することにある。また、本発明の他の目的は、上記リード線を具えるリード線部材、このリード線部材を具える電極部材、この電極部材を具える冷陰極蛍光ランプ、及び上記リード線に適したワイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、高強度で、溶接部分の強度が高く、半田との濡れ性にも優れるリード線を開発するにあたり、種々の組成を検討した。その結果、ニッケル(Ni)を母材とし、特定の元素を特定の範囲で添加することで、高強度な線材が得られるとの知見を得た。かつ、上記特定の元素を含有するニッケル合金は、耐酸化性に優れることで、酸化被膜が形成され難くなり、酸化被膜が少ない結果、半田との濡れ性が向上するとの知見を得た。また、上記特定の元素を含有するニッケル合金は、材料の電気固有抵抗が過大にならないことで、電気伝導性に優れ、大電流が流された場合でもリード線の発熱が少なく、発熱に伴う冷陰極蛍光ランプの電極部近傍の不具合を抑制することができるとの知見を得た。更に、炭素(C)を特定の範囲に制御することで、溶接時、リード線の表面張力が低下するなどして濡れ性が向上した結果、インナーリード線と強固に溶接することができ、溶接強度を向上することができるとの知見を得た。本発明は、これらの知見に基づくものである。
【００１１】
本発明のリード線は、冷陰極蛍光ランプの電極部に電力を供給するための線材であり、Cを0.0001質量％以上0.03質量％以下、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなるニッケル合金により構成されている。また、本発明のワイヤは、Cを0.0001質量％以上0.03質量％以下、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなるニッケル合金により構成されており、上記本発明リード線の素材に好適に利用することができる。
【００１２】
上記構成を具える本発明リード線、及び本発明ワイヤは、特定の元素を特定の範囲で含有するニッケル合金から構成されることで、上記元素の固溶強化により高い強度を有することができる。そのため、本発明リード線や本発明ワイヤからなるリード線は、溶接時の熱やガラス溶着時の熱などにより軟化されても、高い強度を維持することができる。また、本発明リード線、及び本発明ワイヤは、ニッケルを主体とし、特定の元素を含有するニッケル合金から構成されることで、耐酸化性にも優れることから酸化被膜の形成を低減して半田との濡れ性に優れる。更に、本発明リード線、及び本発明ワイヤは、Cを比較的少なめに含有することで、溶接時、溶融池の溶存酸素を増加させてリード線の表面張力を低減し、濡れ性を向上することで強固に溶接することができる。そのため、本発明リード線や本発明ワイヤからなるリード線とインナーリード線との溶接部分は、高い強度を有する。加えて、本発明リード線や本発明ワイヤからなるリード線は、構成材料の主体をニッケルとすることで、(1)電気伝導性に優れることから、電力供給線として好適に利用することができる、(2)熱伝導性に優れることから、大電流が流された場合であっても電極部近傍の発熱を低減することができ、温度上昇に伴う冷陰極蛍光ランプの輝度の低下や電極部周辺の素子の熱劣化などを防止することができる、といった効果を奏する。そして、本発明リード線は、上述のように機械的特性や半田との濡れ性、溶接時の濡れ性、電気的特性といった種々の特性に優れており、これらの特性の最低レベルが高い。このような本発明リード線や本発明ワイヤを利用することで、多少の特性のばらつきがあっても、良好な特性を十分に有する冷陰極蛍光ランプやその構成部品を安定して製造することができる。従って、冷陰極蛍光ランプやその構成部品の生産性の向上のために製造工程(溶接、ガラス溶着、半田付けなど)を自動化する場合であっても、信頼性の高い製品を製造することができると期待される。
【００１３】
以下、本発明をより詳しく説明する。
[リード線、ワイヤ]
(組成)
本発明リード線、及び本発明ワイヤを構成するニッケル合金は、C(炭素)の含有量が比較的少ないことが特徴の一つであり、C:0.0001質量％以上0.03質量％以下である。市販の純Ni(99質量％以上がNi)は、Cを0.10質量％以上含んでいることが多いことから、市販の純Niを原料にそのまま用いると、Cの含有量が0.03質量％超のニッケル合金になり得る。そして、ニッケル合金中のCの含有量が0.03質量％超であると、Cが多くなることで強度が向上する反面、溶接時の濡れ性が低く、溶接部分の強度が低い。上記濡れ性が低くなる理由は、Cの含有量が多くなると、溶接時、溶接池中の固溶酸素と結合してCO(一酸化炭素)や炭酸ガスといった炭素含有ガスが生成され易くなり、このガスの生成により上記固溶酸素の量が少なくなることで、リード線の表面張力が高くなるためである、と考えられる。また、アウターリード線においてインナーリード線との接合部分の近傍は、ガラス溶着時などにおいてガラスに覆われることがある。ガラス溶着時などで上記炭素含有ガスが発生すると、冷陰極蛍光ランプにおいてガラス部分の端部(リード部の近傍)の内部に上記ガスの気泡が形成される恐れがある。上記気泡は、上記封着したガラス部分の端部において亀裂の起点となり、亀裂が伝播していくことで、ガラス管内に封入された希ガスなどのガスが亀裂を伝ってガラス管外部に漏れて、冷陰極蛍光ランプの寿命を短くする原因となり得る。従って、本発明では、Cの含有量の上限を0.03質量％とする。一方、Cの含有量が少な過ぎると、溶接時、雰囲気中の酸素をニッケル合金中に取り込み、この酸素とニッケル合金中の添加元素などとの酸化物が析出することで、溶接部分の強度を低下させると考えられる。従って、本発明では、Cの含有量の下限を0.0001質量％とする。Cのより好ましい含有量は、0.005質量％以上0.01質量％以下である。Cの含有量を上記範囲にするには、原料にCの含有量が少ない材料を利用したり、精錬により調整する(低減する)ことが挙げられる。
【００１４】
本発明リード線、及び本発明ワイヤを構成するニッケル合金は、添加元素として、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有することを特徴の一つとする。より好ましい合計含有量は、2.0質量％以上5.0質量％以下である。添加元素の含有量は、原料として添加する元素の量を調整することで、上記範囲にすることができる。
【００１５】
Mnを含有することで、(1)耐酸化性及び強度を向上することができる、(2)ガラス溶着などにあたりバーナーを使う場合、燃焼ガス中の硫黄分による材料の脆化を低減することができる、といった効果を奏する。Mnの好ましい含有量は、0.01質量％以上4.0質量％以下である。0.01質量％未満であると、強度や耐酸化性を十分に向上することが難しく、4.0質量％超であると、電気伝導性や熱伝導性を低下させ易くなる。
【００１６】
SiやCrを含有することで、強度を向上することができる。特に、Si及びCrの1種以上の元素を含有すると、Mnのみを含有する場合と比較して、耐酸化性に優れる傾向にある。従って、Si及びCrの少なくとも1種の元素、又はSi及びCrの少なくとも1種の元素とMnとを含有することが好ましく、3種の元素を全て含有することがより好ましい。Si及びCrの1種以上の元素の好ましい合計含有量は、0.01質量％以上6.0質量％以下である。0.01質量％未満であると、強度や耐酸化性を十分に向上することが難しく、6.0質量％超であると、電気伝導性や熱伝導性を低下させ易くなる。
【００１７】
更に、添加元素として、Mg,Al,及びTiから選択される1種以上の元素を合計で0.001質量％以上2.0質量％以下含有することができる。これらの元素は、上記Mn,Si,Crの効果の増強元素として機能する。具体的には、Mg,Al,Tiを含有することで、溶解時にMn,Si,Crの酸化を抑制し、Mn,Si,Crを含有することによる強度向上効果、耐酸化性向上効果などを十分に発揮させることができる。また、Mg,Al,Tiを含有することで、ニッケル合金の加工性(圧延や伸線などの塑性加工性)を向上することができ、リード線の製造性に優れる。0.001質量％未満であると、上述の効果を十分に得られ難く、2.0質量％超であると、電気伝導性や熱伝導性を低下させ易くなる。より好ましい合計含有量は、0.003質量％以上1.5質量％以下である。
【００１８】
本発明リード線、及び本発明ワイヤを構成するニッケル合金は、上記添加元素を含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなる。Niの含有量が90質量％以上であることで、上述のように耐酸化性に優れ、酸化被膜が形成され難いことから、半田付けを行い易い上に、熱伝導性にも優れる。
【００１９】
[機械的特性]
本発明リード線、及び本発明ワイヤは、上述のように強度が高く、具体的には、引張強さが450MPa以上を満たす。また、本発明リード線、及び本発明ワイヤは、高強度でありながらも靭性にも優れており、具体的には、伸びが20％以上である。組成や伸線加工条件、熱処理条件などにもよるが、本発明リード線、及び本発明ワイヤの一形態として、引張強さが500MPa以上、伸びが40％以上を満たす線材とすることができる。
【００２０】
[耐酸化性]
本発明リード線、及び本発明ワイヤは、上述のように耐酸化性に優れる。具体的には、上記特定の組成からなるリード線やワイヤに大気中で900℃×72時間加熱した後、この加熱後のリード線やワイヤの表面に形成された酸化被膜の厚さが100μm以下である。「900℃×72時間」との条件は、上述した溶接時の熱やガラス溶着時の熱などによりリード線に与えられる熱条件よりも温度が高く、かつ加熱時間が長いため、非常に厳しい条件である。このような厳しい条件の加熱を行っても酸化被膜の厚さが薄ければ、耐酸化性に優れると評価できる。そこで、本発明では、耐酸化性の評価の指標として、「大気中で900℃×72時間」との条件を採用する。上述のように添加元素としてSi及びCrの少なくとも1種の元素を含有する場合、耐酸化性により優れることから、本発明リード線の一形態として、大気中で900℃×72時間加熱後の酸化被膜の厚さが60μm以下である線材とすることができる。なお、半田などが付着した線材に対しては、半田を取り除いた後、上述の条件で加熱して、酸化被膜を測定するとよい。
【００２１】
[電気伝導性・熱伝導性]
本発明リード線や本発明ワイヤは、上述のように電気伝導性、熱伝導性にも優れる。組成などにもよるが、本発明リード線や本発明ワイヤは、比抵抗が0.2μΩm以下、熱伝導率が45W/m・K以上を満たす線材とすることができる。
【００２２】
[製造方法]
本発明リード線や本発明ワイヤは、例えば、溶解→鋳造→熱間圧延→冷間伸線及び熱処理により得られる。より具体的には、成分を調整したニッケル合金の溶湯を真空中で作製し、この溶湯を精錬して、Cの含有量を調整したり、不純物や介在物を除去・低減したり、温度を調整したりする。この溶湯に真空鋳造といった鋳造を行い、鋳塊を得る。この鋳塊に熱間圧延を施し、圧延線材を得る。この圧延線材に冷間伸線と熱処理とを繰り返し行い、本発明リード線や本発明ワイヤが得られる。最終熱処理(軟化処理)を行ってもよく、その場合、水素雰囲気下、又は窒素雰囲気下で700〜1000℃、特に、800〜900℃程度で行うことが好ましい。また、長尺な本発明ワイヤを作製し、所定の長さに適宜切断することで本本発明リード線を作製すると、生産性に優れる。
【００２３】
[リード線部材]
本発明リード線部材は、上記本発明リード線と、このリード線の一端に溶接により接合されたインナーリード線とを具える。上述のように本発明リード線は、溶接時に表面張力を低減するなどして濡れ性に優れるため、上記インナーリード線と強固に接合される。従って、本発明リード線部材は、溶接強度が高い。インナーリード線は、コバールといったFe-Ni-Co合金からなる線材、ジュメット線、MoやWからなる線材などが挙げられる。
【００２４】
[電極部材]
本発明電極部材は、上記本発明リード線を具える本発明リード線部材と、上記インナーリード線の外周に接合されたガラス部と、上記インナーリード線の他端に接合された電極部とを具える。上述のように本発明リード線部材は、本発明リード線と上記インナーリード線との溶接部分の強度が高い上に、上記本発明リード線は低C量であるため、インナーリード線にガラスビーズを溶着してガラス部を形成する際などの加熱により炭素含有ガスが生じ難い。従って、この電極部材は、溶接強度が高く、ガラス部に実質的に気泡が存在しない。ガラス部、及び後述するガラス管は、ホウケイ酸ガラスやアルミノシリケートガラスといった硬質ガラス、ソーダライムガラスといった軟質ガラスからなるものが挙げられる。電極部は、純Niの他、特許文献1,2などに記載されるニッケル合金、Fe,Fe合金,W,Moなどからなり、有底筒状のカップ状や柱状のものが挙げられる。
【００２５】
[冷陰極蛍光ランプ]
本発明冷陰極蛍光ランプは、封入ガスが充填されたガラス管と、このガラス管の内壁に形成された蛍光体層と、上記電極部材とを具える。上記ガラス管内の端部に上記電極部材の電極部が挿入されており、上記ガラス部を介して上記電極部が当該ガラス管に固定されている。本発明冷陰極蛍光ランプは、上述のように溶接強度が高く、半田との濡れ性に優れ、高強度な本発明リード線を具える。従って、本発明冷陰極蛍光ランプは、上記ガラス管や電極部が大径であったり、ガラス管が長尺であっても、当該リード線が断線したり、溶接部分や半田部分が外れたりし難く、長期に亘り使用することができると期待される。また、電気伝導性や熱伝導性に優れる本発明リード線を具えることで、本発明冷陰極蛍光ランプは、大電流が流される場合であっても、リード線の発熱に伴う不具合が生じ難く、このことからも長期に亘り使用することができると期待される。蛍光体層は、例えば、ハロリン酸塩蛍光体からなるものが挙げられる。封入ガスは、例えば、希ガス及び水銀、又は水銀が挙げられる。ガラス管内には少なくとも一つの電極部を配置し、上記ガラス部とガラス管の端部とを溶融することで封止した状態とする。代表的には、円筒状のガラス管内の両端側にそれぞれ、電極部が配置された形態、即ち、一対の電極部を有する形態が挙げられる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明リード線は、高強度で電気伝導性が高く、半田との濡れ性に優れると共に、溶接部分の強度が高い。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】冷陰極蛍光ランプの概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
冷陰極蛍光ランプに利用されるアウターリード線を想定して、ニッケル合金からなる線材を複数作製し、各線材の特性を評価した。
【００２９】
試料No.1〜11は、以下のように作製した。通常の真空溶解炉を用いて、表1に示す組成(単位は質量％)のニッケル合金の溶湯を作製し、溶湯温度を適宜調整して真空鋳造により鋳塊を得た。溶湯の原料には、市販の純Ni(99.0質量％以上Ni)、各添加元素の粒を用いた。不純物などを低減、除去するために溶湯の精錬を行い、この精錬具合を調整することでCの含有量を変化させた。得られた鋳塊に熱間圧延を施し、線径5.5mmφの圧延線材を得た。この圧延線材に冷間伸線及び熱処理を組み合わせて施し、得られた線材に最終熱処理(軟化処理:温度:800℃、窒素雰囲気)を施して、線径0.6mmφの軟材を得た。各軟材を適宜な長さに切断して試料No.1〜11とした。得られた各試料の組成をICP発光分光分析装置を用いて調べたところ、表1に示す組成と同様であり、残部は、Ni及び不可避的不純物であった。試料No.1〜11は、いずれもNiが90質量％以上である。組成の分析は、上記ICP発光分光分析法による他、原子吸光光度法などでも行える。また、得られた各試料の炭素量を高周波燃焼赤外線吸収法により測定した。その結果を表1に示す。
【００３０】
試料No.100は、市販のMn-Ni合金線材、試料No.102は、市販のジュメット線材(Cu被覆:表1に示す組成の心材+Cu被覆を100％として22.5質量％)である。また、試料No.101は、添加元素が少なく、Cの含有量を低減するための精錬を行わなかった試料である。試料No.103は、添加元素を多くし、上記試料No.1〜11と同様に作製した試料である。試料No.100〜103は、いずれも線径0.6mmφである。
【００３１】
【表１】
【００３２】
上記各試料について、耐酸化性を評価した。その結果を表2に示す。耐酸化性は、各試料を大気中で900℃×72時間加熱した後、縦断面をとり、この断面写真から試料の表面に形成された酸化被膜の厚さを測定し(試料No.102はCu被覆の表面に形成された酸化被膜の厚さを測定)、この酸化被膜の厚さにより評価した。酸化被膜の厚さが薄いほど、耐酸化性に優れると言える。ここでは、各試料の断面写真において、任意の5点の厚さを測定し、その平均を当該試料の酸化被膜の厚さとした。
【００３３】
上記各試料について、機械的特性を評価した。その結果を表2に示す。機械的特性は、JIS Z 2241の規定に準じて引張試験を行い、引張強さ、伸びを測定して評価した。
【００３４】
上記各試料について、溶接部分の強度(疲労強度)を評価した。その結果を表2に示す。溶接部分の強度は、応力振幅:200MPaで回転曲げ疲れ試験(JIS Z 2274)を行い、繰返し数により評価した。具体的には、各試料の一端面に抵抗溶接にて、線径0.6mmφの市販のコバール(Fe-Ni-Co合金)線材の一端面を接合してリード線部材を作製した。そして、リード線部材の両端側(接合した試料の他端側及びコバール線材の他端側)をチャックで挟み、チャックした箇所の中心に溶接部分が配置されるようにして回転曲げ試験を行い、溶接部分が破壊する(破断する)までの繰返し数を測定した。
【００３５】
上記各試料について、電気伝導性、熱伝導性を評価した。その結果を表2に示す。電気伝導性は、四端子法により比抵抗を測定して評価し、熱伝導性は、市販のレーザフラッシュ装置により熱伝導率を測定して評価した。
【００３６】
上記各試料について、ガラス封着試験を行い、ガラスの発泡状況を調べた。その結果を表2に示す。この試験は、上述のように各試料と市販のコバール線材とを溶接したリード線部材を作製し、これらリード線部材を酸化して、その表面に酸化被膜を若干形成し、コバール線材・溶接部分・各試料の一部にガラスが溶着されるようにガラスビーズを溶着した後、ガラスの発泡状態を目視で観察した。ガラスに発泡がある場合：×、発泡が無い場合:○と評価する。
【００３７】
【表２】
【００３８】
表2に示すように、Mn,Si,Crの1種以上を特定の範囲で含有し、かつCが特定の範囲である試料No.1〜11は、引張強さが450MPa以上、かつ伸びが20％以上(多くは40％以上)であり、高強度でありながら、靭性にも優れることが分かる。また、Mn,Si,Crの含有量及びCの含有量の少なくとも一方が特定の範囲外である試料No.100,101,103と比較して、試料No.1〜11は、強度と靭性とをバランスよく具えていることが分かる。試料No.1〜11は、最終軟化処理を施した軟材でありながらも高強度であることから、溶接時の熱やガラス溶着時の熱などによる熱履歴を受けた場合でも、十分に高い強度を維持できると期待される。
【００３９】
また、試料No.1〜11は、試料No.100,101やジュメット線材である試料No.102と比較して、溶接部分の疲労強度が高いことが分かる。かつ、試料No.1〜11は、耐酸化性に優れており、大気中で900℃×72時間加熱した後であっても、酸化被膜の厚さが100μm以下(多くは60μm以下)である。このように耐酸化性に優れる試料No.1〜11は、半田との濡れ性が高いと期待される。更に、試料No.1〜11は、ジュメット線材である試料No.102やMn,Si,Crの含有量が特定の範囲よりも多い試料No.103と比較して、電気伝導性、熱伝導性に優れることが分かる。加えて、Cの含有量が比較的少ない試料No.1〜11は、ガラスが溶着された場合であっても、ガラス内部に気泡が生じ難いことが分かる。一方、Cの含有量が多い試料No.100,101では、ガラス内部に気泡が生じる恐れがあることが分かる。このことから、Cの含有量が多いと炭素含有ガスが生じ易くなって気泡が生じ易くなると考えられる。
【００４０】
上述のように、Mn,Si,Crの1種以上を特定の範囲で含有し、かつCが特定の範囲であるワイヤは、高強度で、溶接部分の強度及び半田との濡れ性に優れる上に電気伝導性、熱伝導性にも優れることから、冷陰極蛍光ランプのリード線、及びこのリード線を具えるリード線部材、並びにこのリード線部材を具える電極部材といった冷陰極蛍光ランプの構成部品に好適に利用することができると期待される。特に、上記特定の組成のワイヤからなるリード線は、ガラス管が1300mm以上といった長尺な冷陰極蛍光ランプや、ガラス管などが直径4.0mmφ以上といった大径である冷陰極蛍光ランプの構成部品に対しても、十分に使用することができると期待される。また、上記特定の組成のワイヤからなるリード線を具える冷陰極蛍光ランプは、リード線の断線や溶接部分の破壊、気泡の存在に伴うガラス管内部のガス漏れ、発熱による不具合も生じ難く、長寿命であると期待される。
【００４１】
なお、上述した実施形態は、本発明の要旨を逸脱することなく、適宜変更することが可能であり、上述した構成に限定されるものではない。例えば、リード線の組成、大きさ(直径)などを適宜変更することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明リード線、リード線部材、電極部材は、冷陰極蛍光ランプの構成部品に好適に利用することができる。本発明ワイヤは、上記リード線の素材に好適に利用することができる。また、本発明蛍光ランプは、例えば、液晶ディスプレイのバックライト用光源、小型ディスプレイのフロントライト用光源、複写機やスキャナなどの原稿照射用光源、複写機のイレイサー用光源といった種々の電気機器の光源として好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４３】
10 冷陰極蛍光ランプ 11 蛍光体層 12 ガラス管 13 電極部
14 リード部 14i インナーリード線 14o アウターリード線
15 ガラス部 20 半田
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷陰極蛍光ランプの電極部に電力を供給するためのリード線であって、
Cを0.0001質量％以上0.03質量％以下、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなるニッケル合金により構成されていることを特徴とするリード線。
【請求項２】
更に、Mg,Al,及びTiから選択される1種以上の元素を合計で0.001質量％以上2.0質量％以下含有することを特徴とする請求項1に記載のリード線。
【請求項３】
前記リード線は、引張強さが450MPa以上、伸びが20％以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のリード線。
【請求項４】
前記リード線を大気中で900℃×72時間加熱した後、この加熱後のリード線の表面に形成された酸化被膜の厚さが100μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のリード線。
【請求項５】
請求項1〜4のいずれか1項に記載のリード線と、
前記リード線の一端に溶接により接合されたインナーリード線とを具えることを特徴とするリード線部材。
【請求項６】
請求項5に記載のリード線部材と、
前記インナーリード線の外周に接合されたガラス部と、
前記インナーリード線の他端に接合された電極部とを具えることを特徴とする電極部材。
【請求項７】
封入ガスが充填されたガラス管と、
前記ガラス管の内壁に形成された蛍光体層と、
請求項6に記載の電極部材とを具え、
前記ガラス管内の端部に前記電極部材の電極部が挿入されており、前記ガラス部を介して前記電極部が前記ガラス管に固定されていることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項８】
Cを0.0001質量％以上0.03質量％以下、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなるニッケル合金により構成されていることを特徴とするワイヤ。
【請求項１】
冷陰極蛍光ランプの電極部に電力を供給するためのリード線であって、
Cを0.0001質量％以上0.03質量％以下、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなるニッケル合金により構成されていることを特徴とするリード線。
【請求項２】
更に、Mg,Al,及びTiから選択される1種以上の元素を合計で0.001質量％以上2.0質量％以下含有することを特徴とする請求項1に記載のリード線。
【請求項３】
前記リード線は、引張強さが450MPa以上、伸びが20％以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載のリード線。
【請求項４】
前記リード線を大気中で900℃×72時間加熱した後、この加熱後のリード線の表面に形成された酸化被膜の厚さが100μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のリード線。
【請求項５】
請求項1〜4のいずれか1項に記載のリード線と、
前記リード線の一端に溶接により接合されたインナーリード線とを具えることを特徴とするリード線部材。
【請求項６】
請求項5に記載のリード線部材と、
前記インナーリード線の外周に接合されたガラス部と、
前記インナーリード線の他端に接合された電極部とを具えることを特徴とする電極部材。
【請求項７】
封入ガスが充填されたガラス管と、
前記ガラス管の内壁に形成された蛍光体層と、
請求項6に記載の電極部材とを具え、
前記ガラス管内の端部に前記電極部材の電極部が挿入されており、前記ガラス部を介して前記電極部が前記ガラス管に固定されていることを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
【請求項８】
Cを0.0001質量％以上0.03質量％以下、Mn,Si,及びCrから選択される1種以上の元素を合計で1.0質量％以上9.0質量％以下含有し、残部がNi及び不可避的不純物からなるニッケル合金により構成されていることを特徴とするワイヤ。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−２５１０２９（Ｐ２０１０−２５１０２９Ａ）
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９７５１０（Ｐ２００９−９７５１０）
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（５９１２００６２３）住電ファインコンダクタ株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月４日（２０１０．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月１３日（２００９．４．１３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【出願人】（５９１２００６２３）住電ファインコンダクタ株式会社 (21)
【Ｆターム（参考）】
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