冷陰極管用電極およびそれを用いた冷陰極管
【課題】 電極のスパッタリング現象を抑制し、かつ溶接性の優れた冷陰極管用電極およびそれを用いた冷陰極管を提供する。
【解決手段】 一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の内径ｄ１が、底部内径ｄ２に対し、ｄ２＞ｄ１であることを特徴とする。このような形状とすることにより、側壁部内面が実質的に凸状となり電極底部内面のスパッタリング現象を抑制できる。
【解決手段】 一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の内径ｄ１が、底部内径ｄ２に対し、ｄ２＞ｄ１であることを特徴とする。このような形状とすることにより、側壁部内面が実質的に凸状となり電極底部内面のスパッタリング現象を抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライトなどに使用される冷陰極管の電極およびそれを用いた冷陰極管に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の発達は目覚しいものがあり、液晶テレビ、パソコン、携帯電話、パチンコ機など様々な分野に使用されている。液晶ディスプレイは、通常、バックライトと呼ばれる光源が必要であり、バックライトにより液晶ディスプレイの画像を鮮明にしている。
従来から、バックライトには冷陰極管が用いられている。冷陰極管は、熱陰極と比べて長寿命であることから前述の分野のように長期に渡って用いられる液晶ディスプレイ用バックライトには好適である。冷陰極管の一般的な構造は特開昭６２−２２９６５２号公報（特許文献１）にあるように、ＮｉやＭｏからなる高融点金属電極の表面にＬａＢ６やＢａＡｌ２Ｏ４などの電子放射性物質（エミッター物質）を被覆した冷陰極管用電極をガラスバルブ（ガラス管）の中に一対配置する構造となっている。このような冷陰極管用電極は、一方に底部、もう一方を開口部とした有底の円筒体となっていた。
従来の円筒状の冷陰極管用電極は、溶解法により得られたインゴットまたは粉末冶金法で得られた焼結体を熱間圧延（または冷間圧延）することにより得られた高融点金属板材を打抜き加工する方法により作製されていた（有底の円筒体を作る場合は絞り加工とも言う）。また、量産化においてはトランスファープレス、順送プレスなどの複雑な打抜き加工装置を用いていた。打抜き加工により作製するには、高融点金属板材が打抜き加工できるくらい薄い板材であることが必要であり、打抜き加工前に圧延などによる前処理が必要である。また、打抜き加工で作製すると、打抜き屑が発生してしまい板材（原材料）を１００％使い切ることは難しく、仮に打抜き屑を再利用するには溶解法により再度板材を作る必要があった。このように高融点金属板材を打抜き加工により作製する方法では、コストアップとなる要因が多々あり、安価に作ることが困難であった。
また、溶解法または粉末冶金法から作られた高融点金属板材は相対密度が実質的に９９％以上であり表面に気孔を具備しないものであるため表面積が小さく、電子放射物質を塗布させたとしても表面積と同等の塗布面積しか稼げないと言った不具合も生じていた。
【０００３】
一方、特開平４−２７２１０９号公報（特許文献２）にはＷなどの高融点金属粉末の焼結体からなる冷陰極管用電極が開示されている。この電極は焼結体を用いていることから板材を打抜き加工して形成されたものよりも安価に作製できるが、形状が底部の無い円筒体（中空体）であることから電極の表面積が不足する。表面積が不足するとホローカソード（ｈｏｌｌｏｗ ｃａｔｈｏｄｅ）効果が十分に得られない。特許文献２では表面積不足を解消するために仕切りを設けているが、このような形状では、直径３ｍｍ以下の小型の電極を作製するのは難しい。
冷陰極管は、ガラス管の内面に紫外線で励起される蛍光体層を設け、管内に微量の水銀、希ガスが封入されている。ガラス管の両端に設けられた電極に電圧を印可すると水銀が蒸発し紫外線を放出することにより蛍光体層が発光する仕組みになっている。冷陰極管を長期間使用し続けると、電子放射性物質（エミッター材）や電極材料のスパッタリング現象が生じてくる。このスパッタリングにより形成されるスパッタ層に管内の水銀が取り込まれ、冷陰極管の発光効率や寿命の低下を招いてしまう。スパッタリング現象の抑制のため特開２００２−２５４９９号公報（特許文献３）には冷陰極管用電極の内部に凸部を付け表面積を稼ぐことが試みられている。表面積を稼ぐことにより電子放射性物質の塗布量を増加させることによりスパッタリング現象を抑制している。しかしながら、特許文献３の電極は有底型でないことから表面積の向上には限界があった。特に、直径が３ｍｍ以下と細い電極（中空の円筒体）においては、内部に凸部を付けたとしても表面積を向上させるには限界があった。
このような問題に対応するために、特開２００４−１７８８７５号公報（特許文献４）および特開２００４−１９２８７４号公報（特許文献５）では、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ等の焼結体からなる冷陰極管用電極が開発されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２２９６５２号公報
【特許文献２】特開平４−２７２１０９号公報
【特許文献３】特開２００２−２５４９９号公報
【特許文献４】特開２００４−１７８８７５号公報
【特許文献５】特開２００４−１９２８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
確かに、上記Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ等の焼結体からなる冷陰極管用電極ではコストダウンが図れ、水銀消耗量等の改善効果も得ることができている。
しかしながら、特許文献４および特許文献５の冷陰極管用電極は電極内面の断面形状がコ字形状のように底面部と開口部の形状が同じ、またはＶ字形状（またはＵ字）のように底面部から開口部に行くに従って徐々に広がっていく形状となっていた。冷陰極管用電極は点灯中にイオンから衝突を受け、電極物質が飛散してランプ（冷陰極管）内壁に堆積していくスパッタリング現象を充分抑制できずにいた。
スパッタリング現象が起きると、冷陰極管内の水銀を取り込んで放電に使えなくしてしまうのである。そのため、長時間点灯すると管内の水銀は、ほとんどスパッタ層に取りこまれてしまい、ランプの輝度が極端に低下して寿命末期となる。従って、スパッタリング現象を少なくできれば水銀消耗が抑えられ、同じ水銀封入量でも長寿命化を図ることができるようになる。断面コ字またはＶ字（Ｕ字）のように底面部から開口部に行くに従って徐々に広がっていく形状では、スパッタリング現象を十分に抑えられなかった。
一方、冷陰極管用電極は、電極として機能させるためにリード端子を接合している。特許文献４（および特許文献５）の焼結体からなる電極は底辺側壁部の肉厚が厚いことから、リード溶接時に肉厚部分に電力集中が起き、スパークの発生や、焼結体の再結晶が起きる等の問題が生じていた。
以上のように、従来の焼結体からなる冷陰極管用電極は、スパッタリング現象の抑制が充分でないことから水銀消耗量が大きく、その結果、冷陰極管の寿命が短かった。また、リード端子溶接時の電力集中に対する対策が不十分であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような問題に対応するためのものである。本発明の第１の冷陰極管用電極（第１の発明）は、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の内径ｄ１が、底部内径ｄ２に対し、ｄ２＞ｄ１であることを特徴とするものである。
また、ｄ２／ｄ１＝１．０３以上であることが好ましい。また、Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１が底部側面肉厚ｔ２に対し、ｔ１＞ｔ２であることが好ましい。また、ｔ１／ｔ２＝１．２〜６．０であることが好ましい。また、底部の外径をｄ４とした時に、底部角にＣ面取り又はＲ面取りされた面取部を設け、Ｃ面取り形状をＣ、Ｒ面取り形状をＲとしたときに、ＣまたはＲとｄ４との比が（ＣまたはＲ）／ｄ４＝０．０８〜０．４０であることが好ましい。また、前記面取部を除き、外径ｄの偏差が０．０１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
本発明の第２の冷陰極管用電極（第２の発明）は、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１が底部側面肉厚ｔ２に対し、ｔ１＞ｔ２であることを特徴とするものである。また、ｔ１／ｔ２＝１．２〜６．０であることが好ましい。
本発明の第３の冷陰極管用電極（第３の発明）は、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、底部の外径をｄ４とした時に、底部角にＣ面取り又はＲ面取りされた面取部を設け、Ｃ面取り形状をＣ、Ｒ面取り形状をＲとしたときに、ＣまたはＲとｄ４との比が（ＣまたはＲ）／ｄ４＝０．０８〜０．４０であることを特徴とするものである。また、前記面取部を除き、外径ｄの偏差が０．０１ｍｍ以下であることが好ましい。
上記第１、第２、第３の冷陰極管用電極は、外径ｄが３ｍｍ以下であるものに特に好適である。また、前記焼結体の外周にセンタレス加工が施されていることが好ましい。
このような冷陰極管用電極は、冷陰極管に好適である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の冷陰極管用電極は水銀消耗量を抑制し、リード端子の溶接性も良好な冷陰極管用電極を提供するものである。従って、本発明の冷陰極管用電極を用いた冷陰極管は長寿命かつ歩留まりの良いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の冷陰極管用電極は、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の構造を有するものである。また、該電極は、Ｗ（タングステン）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｒｅ（レニウム）等の高融点金属の金属単体からなるものであってもよいし、２種以上混合した合金からなるものであってもよい。合金の一例としてはＷ−Ｍｏ合金、Ｒｅ−Ｗ合金、Ｔａ−Ｍｏ合金などが挙げられる。また、特許文献２のように電子放射性物質としてアルカリ土類金属酸化物、希土類元素酸化物等と高融点金属を混合したものであってもよい。さらに、焼結助剤としてＮｉ（ニッケル），Ｃｕ（銅），Ｆｅ（鉄），Ｐ（リン）等を微量（例えば１質量％以下）添加してもよいものとする。焼結助剤を添加することにより焼結体（電極）の密度を調整することができる。
また、前記焼結体は、焼結体の結晶粒の平均粒径が１００μｍ以下であることが好ましい。また、焼結体の結晶粒のアスペクト比（長径／短径）も５以下であることが好ましい。また、電極の表面積を増加させるには相対密度８０〜９８％と若干の気孔を具備させることが好ましい。このとき、焼結体の結晶粒の平均粒径が１００μｍを超えて大きくなると相対密度が８０％未満になり易くなると共に、焼結体の強度が低下するので好ましくない。アスペクト比に関しても同様である。好ましい平均粒径は５０μｍ以下、アスペクト比は３以下である。
相対密度の測定方法はＪＩＳ−Ｚ−２５０１に準じた方法で密度を測定する。なお、相対密度１００％の基準値は、各材料の比重とし、Ｗは１９．３、Ｎｂは８．６、Ｔａは１６．７、Ｍｏは１０．２、Ｒｅは２１．０とする。合金を用いるときは各材料の割合（質量比）に応じて上記値を適用する。
上記のような焼結体を用いて、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状である電極のスパッタリング現象を抑制する構造として、第１の冷陰極管用電極が挙げられる。
【０００９】
図１に本発明の冷陰極管用電極の一例を示す断面図を示す。図中、１は冷陰極管用電極、２は側面部、３は底部、４は側面部内壁である。
まず、第１の冷陰極管用電極（第１の発明）は、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の内径ｄ１が、底部内径ｄ２に対し、ｄ２＞ｄ１であることを特徴とするものである。このような形状であると有底筒状電極は、底部側内面のスパッタリング現象が起き難くなる。つまり、ｄ２＞ｄ１であると、側壁部内壁に実質的な凸部が形成されることから、底部側内面までイオンが到達し難くなることからスパッタリング現象が起き難くなるのである。なお、底部内径ｄ２は底部における最も大きな内径を示すものとする。
また、ｄ２／ｄ１≧１．０３であることが好ましい。ｄ２／ｄ１＜１．０３では、水銀からのスパッタリングを底部が強く受けるようになり、スパッタリング現象抑制効果が充分得られず好ましくない。より好ましい範囲は１．０８以上である。製造上、ｄ２／ｄ１が大きくなると、製造上クラックが入りやすくなるため、好ましいのは１．２０までである。そのため、１．２０≧ｄ２／ｄ１≧１．０３が好ましい範囲となる。
また、開口部の内径ｄ３はｄ３≧ｄ１であることが好ましい。ｄ３≧ｄ１であれば電極内面の表面積を大きくすることができる。また、ｄ３＜ｄ１では金型成形で作ることが難しく、焼結体でｄ３＜ｄ１を為し得るためには特殊な加工（研磨加工等）が必要になり、コストアップの要因となってしまう。
【００１０】
次に、第２の冷陰極管用電極（第２の発明）について説明する。第２の冷陰極管用電極は第１の冷陰極管用電極と同様に、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の形状であり、W、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体で形成されたものである。
さらに、Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１が底部側面肉厚ｔ２に対し、ｔ１＞ｔ２であることを特徴とするものである。また、ｔ２とｔ１の比は、ｔ１／ｔ２＝１．２〜６．０であることが好ましい。ｔ１／ｔ２＜１．２であると、底部の体積が大きくなり、電極とリードを溶接する際に溶接し難くなる。一方、ｔ１／ｔ２＞６．０であると、逆に底部側面肉厚が薄くなるため、溶接時にその部分に電力集中し、スパークの発生や焼結体の再結晶が起こる。スパークの発生は溶接不良を招く、また焼結体の再結晶は焼結体全体が再結晶されるのであれば問題はないが部分的な再結晶は内部歪を生じるため好ましくない。そのため上記範囲が好ましい。
【００１１】
次に第３の冷陰極管用電極（第３の発明）について説明する。第３の冷陰極管用電極は第１および第２の冷陰極管用電極と同様に、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の形状であり、W、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体で形成されたものである。
さらに、底部の外径をｄ４とした時に、底部角にＣ面取り又はＲ面取りされた面取部を設けた形状であって、Ｃ面取部の形状をＣ、Ｒ面取部の形状をＲとしたときに、ＣまたはＲとｄ４との比が（ＣまたはＲ）／ｄ４＝０．０８〜０．４０であることを特徴とするものである。
Ｃ／ｄ４またはＲ／ｄ４が、０．０８未満であると、面取りの効果がなくなり、溶接時の電力消費が多くなる。一方、０．４０を越えると、逆に溶接時にリードとの溶接がうまく行えなくなり、溶接電力値が高くなるため上記範囲が好ましい。面取部を設けた冷陰極管用電極の一例として図２を示し、図中、５は面取部である。また、図２の面取部５はＲ面取した例である。また、図３には面取部５を直線形状（Ｃ面取り形状）で設けた例を示した。このように面取部５の形状は曲面形状であっても良いし、直線形状であっても良い。なお、直線形状の場合はＲ面取と同様の扱いを行いＲ／ｄ４を求めるものとする。
また、前記面取部５を除き、外径ｄ４の偏差が０．０１ｍｍ以下であることが好ましい。外径ｄ４の偏差が０．０１ｍｍを超えると、溶接電流値が安定しなくなり、かつ芯ずれや冷陰極管を構成するガラス管と接触しやすくなるため、上記範囲が好ましい。なお、外径ｄ４の測定は、図４に示したように電極全長Ｌに対し、面取部５を除き、残った部分の長さを少なくとも４つ以上に均等分割し、各部分の外径ｄ４（ｄ４−１〜４）を測定し平均値を求める。この平均値と各測定値の差を取り、最も大きな差を「外径の偏差」とする。
【００１２】
以上のように、第１の冷陰極管用電極はスパッタリング現象の抑制、第２および第３の冷陰極管用電極は溶接性の改善および冷陰極管の歩留まりの改善を図ることができる。また、第１、第２、第３の冷陰極管用電極は、それぞれ組合せてもよいものとする。組合せることにより、両方の効果を得ることができる。特に、第１と第２の冷陰極管用電極、第１と第３の冷陰極管用電極、第１・第２・第３の冷陰極管用電極を組合せることが好ましい。
また、本発明の冷陰極管用電極を冷陰極管に用いる際は、底部３にリード端子を接合する構造となる。リード端子はタングステン棒、モリブデン棒、ＫＯＶ（コバール）棒、Ｎｉ−Ｍｎ合金棒などからなる電極端子になり、抵抗溶接法やレーザー溶接法などによって接合する。本発明のように底部を有するものは電極端子として線状ではなく棒状のものを使用できることから、電極と電極端子との接合部を面接合とすることができるので接合強度を向上させることができる。また、電極とリード端子の接合の際には、コバール等のインサート金属材を適宜使用してよいものとする。
【００１３】
また、必要に応じ、冷陰極管用電極に電子放射性物質を被覆することも可能である。この被覆方法は、電子放射性物質のペーストを塗布した後焼成する方法、スパッタやＣＶＤ法による被覆など様々な方法が適用可能である。また、被覆場所も電極外表面のみならず側面部や底部の内側に被覆してもよい。電子放射性物質はＬａ２Ｏ３、ＬａＢ６など公知のものを適用できる。
リード端子を接続した冷陰極管用電極を、ガラス管に封入することにより冷陰極管が完成する。ガラス管内には、蛍光体層、水銀、希ガスなど冷陰極管として必要なものが設けられていることは言うまでもない。図５に冷陰極管の一例を示す断面図を示した。図中、１は冷陰極管用電極、６はリード端子、７はガラス管である。
本発明の冷陰極管用電極を具備した冷陰極管は、有底型や表面積を増加させた構造を具備させていることから、電子放射性物質の被覆面積の増加やホローカソード効果を向上させることができる。また、スパッタリング現象を抑制できることから、管内の水銀の取込を抑制でき冷陰極管を長寿命化できる。また、リード端子の溶接性を向上させていることから歩留まりも良好である。このような冷陰極管用電極は、電極の外径ｄ４が１０ｍｍ以下、５ｍｍ以下、さらには３ｍｍ以下と小型のものに有効である。
次に、製造方法について説明する。本発明は前述の第１乃至第３のいずれか１つの冷陰極管用電極を満たすものであれば特に限定されるものではないが、一例を以下に示す。
まず、原料粉末であるＷ、Ｍｏ等の高融点金属粉末を用意する。高融点金属粉末の純度は９９．９質量％以上、さらには９９．９５質量％以上の高純度粉末であることが好ましい。不純物が０．１質量％を超えて混入していると電極として使用したときにその不純物が悪影響を与えるおそれがある。また、高融点金属粉末の平均粒径は１〜１０μｍ、さらには１〜５μｍのものが好ましい。原料粉末の平均粒径が１０μｍを超えると焼結体の結晶粒の平均粒径が１００μｍを超え易くなるので好ましくない。
次に、高融点金属粉末を純水、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などのバインダーと混合して造粒を行う。このとき、高融点金属を主成分とする合金とするときには第２成分も一緒に混合する。また、特許文献２（特開平４−２７２１０９号公報）のように電子放射性物質と高融点金属の焼結体とするときには、電子放射性物質を混合する。
次に、必要に応じバインダーを追加して造粒粉をペースト状にしたものを、金型成形、ロータリープレス、射出成形などの成形方法により、有底の筒状の成形体（カップ状の成形体）を作製する。
次に、得られた成形体を、８００〜１１００℃のウエット水素雰囲気中で脱脂する。脱脂した後、水素雰囲気中１６００〜２３００℃で焼結することにより焼結体を得ることができる。焼結方法は、常圧焼結、加圧焼結（雰囲気加圧焼結、ＨＩＰなど）など様々な方法が適用可能である。
得られた焼結体がそのまま電極として使用可能であれば焼結体＝冷陰極管用電極となる。また、バリ等が発生している場合は、バレル研磨等でバリ取りを行い、必要に応じ洗浄した後、製品（電極）とする。
また、相対密度は、成形体中のバインダ量や脱脂時の条件を変えることにより、脱脂後の成形体中にバインダを所定量残したまま焼結する方法などによって制御可能である。
【００１４】
また、第１の冷陰極管用電極の「ｄ２＞ｄ１」を得るためには、金型先端（筒状カップ内側の底部）にＲ（またはテーパ）をつけることが有効である。これは、造粒粉末がＲ（またはテーパ）がつくことで、この部分の成形時の密度があがり、ｄ２＞ｄ１になりやすい。Ｒを例にとると、金型の内径の径をＤａとすると、Ｒは、Ｄａ／１．５〜Ｄａ／３の範囲にすることが好ましい。
また、第２の冷陰極管用電極の面取部またはおよび第３の冷陰極管用電極の外径の偏差を得るためには焼結体の外周をセンタレス加工することが好ましい。図６にセンタレス研磨加工により研磨される部分の一例を示した。図中、８が研磨部である。成形体を焼結する際に若干の収縮が起き、得られた焼結体の外周は緩やかな凹状になる。センタレス研磨加工を施すことによって研磨部８を削除し、所望の形状を得ることができる。センタレス研磨加工であれば、外径１０ｍｍ以下、さらには３ｍｍ以下の小型の電極であったとしても歩留まり良く、外径が左右対称（電極全長Ｌ方向に左右対称）のものが得られる。つまり、偏芯量の小さな電極が得られるのである。偏芯量とは電極全長Ｌに垂直に断面を取ったとき（横断面）、その断面がどの程度の真円形状を具備しているかを示すものである。電極の横断面が真円であると、電極を溶接する際の電力消費が抑えられ、溶接がしやすいことと、冷陰極管に組み込んだ際に、ガラス管に触れてショート（短絡）する危険性がなくなる等の効果が得られる。
その後、前述のリード端子を溶接する。このとき、第２の冷陰極管用電極の面取部またはおよび第３の冷陰極管用電極の外径の偏差を有しているとリード端子の溶接性が改善されているので歩留まり良く製造することができる。
【実施例】
【００１５】
（実施例１）
種々条件を変え、高融点金属焼結体からなる電極（外径φ１．７ｍｍ、全長５．０ｍｍ）を作製し、冷陰極管に組込みを評価した。冷陰極管は、外径がφ２．０ｍｍ、電極間距離は３５０ｍｍであるガラス管を用い、管内は水銀とネオン・アルゴンの混合気体を封入した。冷陰極管の寿命は、管内の水銀がスパッタ物質とアマルガムを形成して消耗する「希ガス放電モード」が支配的であることから、水銀の消耗量を評価することで、寿命を評価できる。ここでは１００００時間後の水銀消耗量の結果を表１に示した。なお、高融点金属焼結体は、平均粒径１〜５μｍの高融点金属粉末（不純物０．１質量％以下）を用い、密度８５〜９５％のものを用いた。
【００１６】
【表１】
【００１７】
表１から分かる通り、ｄ２＞ｄ１を満たすものは水銀消耗量が低くなっている。特にｄ２／ｄ１が１．０３以上のものは水銀消耗量が小さくなっており、スパッタリング現象抑制効果が得られていることが分かる。
（実施例２）
La2O3を２質量％含有したMo焼結体（ｄ２＝１．１ｍｍ、ｄ２／ｄ１＝１．０８ｍｍ）を用い、外径φ１．７０ｍｍ、全長５．０ｍｍ、底厚０．３ｍｍとし、Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１を０．３ｍｍとして底部側面肉厚ｔ２を種々変更した。変更の方法は、成形する際の金型の大きさと、センタレス加工の研磨量により調整した。各電極に対し溶接試験を実施した。
溶接試験は、溶接電圧を５．５Vと一定にして、Ｍｏ製リード端子を溶接した際に、インサート金属であるφ１．０×ｔ０．１ｍｍのコバール合金（ＫＯＶ）が全数溶融する溶接電流値を測定した。このような実験を各１０回行い、その平均値を表２に示した。
比較として、従来の板絞りMoカップ（φ１．７０×５．０ｍｍ 底厚０．２ｍｍ、側面厚さ０．１ｍｍ）も同様の実験を行った。
【００１８】
【表２】
【００１９】
ｔ２／ｔ１が１．２０以上で溶接電流値が下がり、少ない電力で溶接可能であることがわかった。一方、試料４１〜４４のようにｔ２／ｔ１が６．０を超えると電流値は下がるものの溶接時にスパークが発生してしまい溶接不良が生じてしまうことが分かった（表中、ｎは１０個中、スパークが発生した個数）。従って、ｔ２／ｔ１＝１．２〜６．０が好ましい範囲となる。
（実施例３）
La2O3を２質量％含有したMo焼結体（ｄ２＝１．１ｍｍ、ｄ２／ｄ１＝１．０８ｍｍ）を用い、図７のような形状（外径φ１．７ｍｍ、全長５．０ｍｍ、ｔ２＝０．３ｍｍ、ｔ１＝０．１５ｍｍ、底部内面R０．６５ｍｍ、底部厚さ０．２５ｍｍ）でC面取りのＣと底部外径ｄ４＝１．７ｍｍの比を変えて溶接試験を行った。溶接試験は、前項実施例２と同様の方法で行った。
また、併せて偏芯量についても測定した。偏芯量の測定はＬ／２部の横断面を取り、任意の直径を３箇所以上測定し平均値を求め、その平均値との差が最も大きい値を「偏芯量」として求めた。
その結果を表３に示す。
【００２０】
【表３】
【００２１】
表３から分かる通り、Ｃ／ｄ４＝０．０８〜０．４０のものは偏芯量が小さく、少ない電力で溶接可能であることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の冷陰極管用電極の一例を示す断面図。
【図２】本発明の冷陰極管用電極の他の一例を示す断面図。
【図３】本発明の冷陰極管用電極の他の一例を示す断面図。
【図４】本発明の冷陰極管用電極の他の一例を示す断面図。
【図５】本発明の冷陰極管の一例を示す断面図。
【図６】本発明の冷陰極管用電極の他の一例を示す断面図。
【図７】実施例３の冷陰極管用電極を示す断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１…冷陰極管用電極
２…側面部
３…底部
４…側面部内壁
５…面取部
６…リード端子
７…ガラス管
８…研磨部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置のバックライトなどに使用される冷陰極管の電極およびそれを用いた冷陰極管に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の発達は目覚しいものがあり、液晶テレビ、パソコン、携帯電話、パチンコ機など様々な分野に使用されている。液晶ディスプレイは、通常、バックライトと呼ばれる光源が必要であり、バックライトにより液晶ディスプレイの画像を鮮明にしている。
従来から、バックライトには冷陰極管が用いられている。冷陰極管は、熱陰極と比べて長寿命であることから前述の分野のように長期に渡って用いられる液晶ディスプレイ用バックライトには好適である。冷陰極管の一般的な構造は特開昭６２−２２９６５２号公報（特許文献１）にあるように、ＮｉやＭｏからなる高融点金属電極の表面にＬａＢ６やＢａＡｌ２Ｏ４などの電子放射性物質（エミッター物質）を被覆した冷陰極管用電極をガラスバルブ（ガラス管）の中に一対配置する構造となっている。このような冷陰極管用電極は、一方に底部、もう一方を開口部とした有底の円筒体となっていた。
従来の円筒状の冷陰極管用電極は、溶解法により得られたインゴットまたは粉末冶金法で得られた焼結体を熱間圧延（または冷間圧延）することにより得られた高融点金属板材を打抜き加工する方法により作製されていた（有底の円筒体を作る場合は絞り加工とも言う）。また、量産化においてはトランスファープレス、順送プレスなどの複雑な打抜き加工装置を用いていた。打抜き加工により作製するには、高融点金属板材が打抜き加工できるくらい薄い板材であることが必要であり、打抜き加工前に圧延などによる前処理が必要である。また、打抜き加工で作製すると、打抜き屑が発生してしまい板材（原材料）を１００％使い切ることは難しく、仮に打抜き屑を再利用するには溶解法により再度板材を作る必要があった。このように高融点金属板材を打抜き加工により作製する方法では、コストアップとなる要因が多々あり、安価に作ることが困難であった。
また、溶解法または粉末冶金法から作られた高融点金属板材は相対密度が実質的に９９％以上であり表面に気孔を具備しないものであるため表面積が小さく、電子放射物質を塗布させたとしても表面積と同等の塗布面積しか稼げないと言った不具合も生じていた。
【０００３】
一方、特開平４−２７２１０９号公報（特許文献２）にはＷなどの高融点金属粉末の焼結体からなる冷陰極管用電極が開示されている。この電極は焼結体を用いていることから板材を打抜き加工して形成されたものよりも安価に作製できるが、形状が底部の無い円筒体（中空体）であることから電極の表面積が不足する。表面積が不足するとホローカソード（ｈｏｌｌｏｗ ｃａｔｈｏｄｅ）効果が十分に得られない。特許文献２では表面積不足を解消するために仕切りを設けているが、このような形状では、直径３ｍｍ以下の小型の電極を作製するのは難しい。
冷陰極管は、ガラス管の内面に紫外線で励起される蛍光体層を設け、管内に微量の水銀、希ガスが封入されている。ガラス管の両端に設けられた電極に電圧を印可すると水銀が蒸発し紫外線を放出することにより蛍光体層が発光する仕組みになっている。冷陰極管を長期間使用し続けると、電子放射性物質（エミッター材）や電極材料のスパッタリング現象が生じてくる。このスパッタリングにより形成されるスパッタ層に管内の水銀が取り込まれ、冷陰極管の発光効率や寿命の低下を招いてしまう。スパッタリング現象の抑制のため特開２００２−２５４９９号公報（特許文献３）には冷陰極管用電極の内部に凸部を付け表面積を稼ぐことが試みられている。表面積を稼ぐことにより電子放射性物質の塗布量を増加させることによりスパッタリング現象を抑制している。しかしながら、特許文献３の電極は有底型でないことから表面積の向上には限界があった。特に、直径が３ｍｍ以下と細い電極（中空の円筒体）においては、内部に凸部を付けたとしても表面積を向上させるには限界があった。
このような問題に対応するために、特開２００４−１７８８７５号公報（特許文献４）および特開２００４−１９２８７４号公報（特許文献５）では、Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ等の焼結体からなる冷陰極管用電極が開発されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２２９６５２号公報
【特許文献２】特開平４−２７２１０９号公報
【特許文献３】特開２００２−２５４９９号公報
【特許文献４】特開２００４−１７８８７５号公報
【特許文献５】特開２００４−１９２８７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
確かに、上記Ｗ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ等の焼結体からなる冷陰極管用電極ではコストダウンが図れ、水銀消耗量等の改善効果も得ることができている。
しかしながら、特許文献４および特許文献５の冷陰極管用電極は電極内面の断面形状がコ字形状のように底面部と開口部の形状が同じ、またはＶ字形状（またはＵ字）のように底面部から開口部に行くに従って徐々に広がっていく形状となっていた。冷陰極管用電極は点灯中にイオンから衝突を受け、電極物質が飛散してランプ（冷陰極管）内壁に堆積していくスパッタリング現象を充分抑制できずにいた。
スパッタリング現象が起きると、冷陰極管内の水銀を取り込んで放電に使えなくしてしまうのである。そのため、長時間点灯すると管内の水銀は、ほとんどスパッタ層に取りこまれてしまい、ランプの輝度が極端に低下して寿命末期となる。従って、スパッタリング現象を少なくできれば水銀消耗が抑えられ、同じ水銀封入量でも長寿命化を図ることができるようになる。断面コ字またはＶ字（Ｕ字）のように底面部から開口部に行くに従って徐々に広がっていく形状では、スパッタリング現象を十分に抑えられなかった。
一方、冷陰極管用電極は、電極として機能させるためにリード端子を接合している。特許文献４（および特許文献５）の焼結体からなる電極は底辺側壁部の肉厚が厚いことから、リード溶接時に肉厚部分に電力集中が起き、スパークの発生や、焼結体の再結晶が起きる等の問題が生じていた。
以上のように、従来の焼結体からなる冷陰極管用電極は、スパッタリング現象の抑制が充分でないことから水銀消耗量が大きく、その結果、冷陰極管の寿命が短かった。また、リード端子溶接時の電力集中に対する対策が不十分であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような問題に対応するためのものである。本発明の第１の冷陰極管用電極（第１の発明）は、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の内径ｄ１が、底部内径ｄ２に対し、ｄ２＞ｄ１であることを特徴とするものである。
また、ｄ２／ｄ１＝１．０３以上であることが好ましい。また、Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１が底部側面肉厚ｔ２に対し、ｔ１＞ｔ２であることが好ましい。また、ｔ１／ｔ２＝１．２〜６．０であることが好ましい。また、底部の外径をｄ４とした時に、底部角にＣ面取り又はＲ面取りされた面取部を設け、Ｃ面取り形状をＣ、Ｒ面取り形状をＲとしたときに、ＣまたはＲとｄ４との比が（ＣまたはＲ）／ｄ４＝０．０８〜０．４０であることが好ましい。また、前記面取部を除き、外径ｄの偏差が０．０１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
本発明の第２の冷陰極管用電極（第２の発明）は、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１が底部側面肉厚ｔ２に対し、ｔ１＞ｔ２であることを特徴とするものである。また、ｔ１／ｔ２＝１．２〜６．０であることが好ましい。
本発明の第３の冷陰極管用電極（第３の発明）は、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、底部の外径をｄ４とした時に、底部角にＣ面取り又はＲ面取りされた面取部を設け、Ｃ面取り形状をＣ、Ｒ面取り形状をＲとしたときに、ＣまたはＲとｄ４との比が（ＣまたはＲ）／ｄ４＝０．０８〜０．４０であることを特徴とするものである。また、前記面取部を除き、外径ｄの偏差が０．０１ｍｍ以下であることが好ましい。
上記第１、第２、第３の冷陰極管用電極は、外径ｄが３ｍｍ以下であるものに特に好適である。また、前記焼結体の外周にセンタレス加工が施されていることが好ましい。
このような冷陰極管用電極は、冷陰極管に好適である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の冷陰極管用電極は水銀消耗量を抑制し、リード端子の溶接性も良好な冷陰極管用電極を提供するものである。従って、本発明の冷陰極管用電極を用いた冷陰極管は長寿命かつ歩留まりの良いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の冷陰極管用電極は、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の構造を有するものである。また、該電極は、Ｗ（タングステン）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｒｅ（レニウム）等の高融点金属の金属単体からなるものであってもよいし、２種以上混合した合金からなるものであってもよい。合金の一例としてはＷ−Ｍｏ合金、Ｒｅ−Ｗ合金、Ｔａ−Ｍｏ合金などが挙げられる。また、特許文献２のように電子放射性物質としてアルカリ土類金属酸化物、希土類元素酸化物等と高融点金属を混合したものであってもよい。さらに、焼結助剤としてＮｉ（ニッケル），Ｃｕ（銅），Ｆｅ（鉄），Ｐ（リン）等を微量（例えば１質量％以下）添加してもよいものとする。焼結助剤を添加することにより焼結体（電極）の密度を調整することができる。
また、前記焼結体は、焼結体の結晶粒の平均粒径が１００μｍ以下であることが好ましい。また、焼結体の結晶粒のアスペクト比（長径／短径）も５以下であることが好ましい。また、電極の表面積を増加させるには相対密度８０〜９８％と若干の気孔を具備させることが好ましい。このとき、焼結体の結晶粒の平均粒径が１００μｍを超えて大きくなると相対密度が８０％未満になり易くなると共に、焼結体の強度が低下するので好ましくない。アスペクト比に関しても同様である。好ましい平均粒径は５０μｍ以下、アスペクト比は３以下である。
相対密度の測定方法はＪＩＳ−Ｚ−２５０１に準じた方法で密度を測定する。なお、相対密度１００％の基準値は、各材料の比重とし、Ｗは１９．３、Ｎｂは８．６、Ｔａは１６．７、Ｍｏは１０．２、Ｒｅは２１．０とする。合金を用いるときは各材料の割合（質量比）に応じて上記値を適用する。
上記のような焼結体を用いて、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状である電極のスパッタリング現象を抑制する構造として、第１の冷陰極管用電極が挙げられる。
【０００９】
図１に本発明の冷陰極管用電極の一例を示す断面図を示す。図中、１は冷陰極管用電極、２は側面部、３は底部、４は側面部内壁である。
まず、第１の冷陰極管用電極（第１の発明）は、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の内径ｄ１が、底部内径ｄ２に対し、ｄ２＞ｄ１であることを特徴とするものである。このような形状であると有底筒状電極は、底部側内面のスパッタリング現象が起き難くなる。つまり、ｄ２＞ｄ１であると、側壁部内壁に実質的な凸部が形成されることから、底部側内面までイオンが到達し難くなることからスパッタリング現象が起き難くなるのである。なお、底部内径ｄ２は底部における最も大きな内径を示すものとする。
また、ｄ２／ｄ１≧１．０３であることが好ましい。ｄ２／ｄ１＜１．０３では、水銀からのスパッタリングを底部が強く受けるようになり、スパッタリング現象抑制効果が充分得られず好ましくない。より好ましい範囲は１．０８以上である。製造上、ｄ２／ｄ１が大きくなると、製造上クラックが入りやすくなるため、好ましいのは１．２０までである。そのため、１．２０≧ｄ２／ｄ１≧１．０３が好ましい範囲となる。
また、開口部の内径ｄ３はｄ３≧ｄ１であることが好ましい。ｄ３≧ｄ１であれば電極内面の表面積を大きくすることができる。また、ｄ３＜ｄ１では金型成形で作ることが難しく、焼結体でｄ３＜ｄ１を為し得るためには特殊な加工（研磨加工等）が必要になり、コストアップの要因となってしまう。
【００１０】
次に、第２の冷陰極管用電極（第２の発明）について説明する。第２の冷陰極管用電極は第１の冷陰極管用電極と同様に、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の形状であり、W、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体で形成されたものである。
さらに、Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１が底部側面肉厚ｔ２に対し、ｔ１＞ｔ２であることを特徴とするものである。また、ｔ２とｔ１の比は、ｔ１／ｔ２＝１．２〜６．０であることが好ましい。ｔ１／ｔ２＜１．２であると、底部の体積が大きくなり、電極とリードを溶接する際に溶接し難くなる。一方、ｔ１／ｔ２＞６．０であると、逆に底部側面肉厚が薄くなるため、溶接時にその部分に電力集中し、スパークの発生や焼結体の再結晶が起こる。スパークの発生は溶接不良を招く、また焼結体の再結晶は焼結体全体が再結晶されるのであれば問題はないが部分的な再結晶は内部歪を生じるため好ましくない。そのため上記範囲が好ましい。
【００１１】
次に第３の冷陰極管用電極（第３の発明）について説明する。第３の冷陰極管用電極は第１および第２の冷陰極管用電極と同様に、一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の形状であり、W、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体で形成されたものである。
さらに、底部の外径をｄ４とした時に、底部角にＣ面取り又はＲ面取りされた面取部を設けた形状であって、Ｃ面取部の形状をＣ、Ｒ面取部の形状をＲとしたときに、ＣまたはＲとｄ４との比が（ＣまたはＲ）／ｄ４＝０．０８〜０．４０であることを特徴とするものである。
Ｃ／ｄ４またはＲ／ｄ４が、０．０８未満であると、面取りの効果がなくなり、溶接時の電力消費が多くなる。一方、０．４０を越えると、逆に溶接時にリードとの溶接がうまく行えなくなり、溶接電力値が高くなるため上記範囲が好ましい。面取部を設けた冷陰極管用電極の一例として図２を示し、図中、５は面取部である。また、図２の面取部５はＲ面取した例である。また、図３には面取部５を直線形状（Ｃ面取り形状）で設けた例を示した。このように面取部５の形状は曲面形状であっても良いし、直線形状であっても良い。なお、直線形状の場合はＲ面取と同様の扱いを行いＲ／ｄ４を求めるものとする。
また、前記面取部５を除き、外径ｄ４の偏差が０．０１ｍｍ以下であることが好ましい。外径ｄ４の偏差が０．０１ｍｍを超えると、溶接電流値が安定しなくなり、かつ芯ずれや冷陰極管を構成するガラス管と接触しやすくなるため、上記範囲が好ましい。なお、外径ｄ４の測定は、図４に示したように電極全長Ｌに対し、面取部５を除き、残った部分の長さを少なくとも４つ以上に均等分割し、各部分の外径ｄ４（ｄ４−１〜４）を測定し平均値を求める。この平均値と各測定値の差を取り、最も大きな差を「外径の偏差」とする。
【００１２】
以上のように、第１の冷陰極管用電極はスパッタリング現象の抑制、第２および第３の冷陰極管用電極は溶接性の改善および冷陰極管の歩留まりの改善を図ることができる。また、第１、第２、第３の冷陰極管用電極は、それぞれ組合せてもよいものとする。組合せることにより、両方の効果を得ることができる。特に、第１と第２の冷陰極管用電極、第１と第３の冷陰極管用電極、第１・第２・第３の冷陰極管用電極を組合せることが好ましい。
また、本発明の冷陰極管用電極を冷陰極管に用いる際は、底部３にリード端子を接合する構造となる。リード端子はタングステン棒、モリブデン棒、ＫＯＶ（コバール）棒、Ｎｉ−Ｍｎ合金棒などからなる電極端子になり、抵抗溶接法やレーザー溶接法などによって接合する。本発明のように底部を有するものは電極端子として線状ではなく棒状のものを使用できることから、電極と電極端子との接合部を面接合とすることができるので接合強度を向上させることができる。また、電極とリード端子の接合の際には、コバール等のインサート金属材を適宜使用してよいものとする。
【００１３】
また、必要に応じ、冷陰極管用電極に電子放射性物質を被覆することも可能である。この被覆方法は、電子放射性物質のペーストを塗布した後焼成する方法、スパッタやＣＶＤ法による被覆など様々な方法が適用可能である。また、被覆場所も電極外表面のみならず側面部や底部の内側に被覆してもよい。電子放射性物質はＬａ２Ｏ３、ＬａＢ６など公知のものを適用できる。
リード端子を接続した冷陰極管用電極を、ガラス管に封入することにより冷陰極管が完成する。ガラス管内には、蛍光体層、水銀、希ガスなど冷陰極管として必要なものが設けられていることは言うまでもない。図５に冷陰極管の一例を示す断面図を示した。図中、１は冷陰極管用電極、６はリード端子、７はガラス管である。
本発明の冷陰極管用電極を具備した冷陰極管は、有底型や表面積を増加させた構造を具備させていることから、電子放射性物質の被覆面積の増加やホローカソード効果を向上させることができる。また、スパッタリング現象を抑制できることから、管内の水銀の取込を抑制でき冷陰極管を長寿命化できる。また、リード端子の溶接性を向上させていることから歩留まりも良好である。このような冷陰極管用電極は、電極の外径ｄ４が１０ｍｍ以下、５ｍｍ以下、さらには３ｍｍ以下と小型のものに有効である。
次に、製造方法について説明する。本発明は前述の第１乃至第３のいずれか１つの冷陰極管用電極を満たすものであれば特に限定されるものではないが、一例を以下に示す。
まず、原料粉末であるＷ、Ｍｏ等の高融点金属粉末を用意する。高融点金属粉末の純度は９９．９質量％以上、さらには９９．９５質量％以上の高純度粉末であることが好ましい。不純物が０．１質量％を超えて混入していると電極として使用したときにその不純物が悪影響を与えるおそれがある。また、高融点金属粉末の平均粒径は１〜１０μｍ、さらには１〜５μｍのものが好ましい。原料粉末の平均粒径が１０μｍを超えると焼結体の結晶粒の平均粒径が１００μｍを超え易くなるので好ましくない。
次に、高融点金属粉末を純水、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）などのバインダーと混合して造粒を行う。このとき、高融点金属を主成分とする合金とするときには第２成分も一緒に混合する。また、特許文献２（特開平４−２７２１０９号公報）のように電子放射性物質と高融点金属の焼結体とするときには、電子放射性物質を混合する。
次に、必要に応じバインダーを追加して造粒粉をペースト状にしたものを、金型成形、ロータリープレス、射出成形などの成形方法により、有底の筒状の成形体（カップ状の成形体）を作製する。
次に、得られた成形体を、８００〜１１００℃のウエット水素雰囲気中で脱脂する。脱脂した後、水素雰囲気中１６００〜２３００℃で焼結することにより焼結体を得ることができる。焼結方法は、常圧焼結、加圧焼結（雰囲気加圧焼結、ＨＩＰなど）など様々な方法が適用可能である。
得られた焼結体がそのまま電極として使用可能であれば焼結体＝冷陰極管用電極となる。また、バリ等が発生している場合は、バレル研磨等でバリ取りを行い、必要に応じ洗浄した後、製品（電極）とする。
また、相対密度は、成形体中のバインダ量や脱脂時の条件を変えることにより、脱脂後の成形体中にバインダを所定量残したまま焼結する方法などによって制御可能である。
【００１４】
また、第１の冷陰極管用電極の「ｄ２＞ｄ１」を得るためには、金型先端（筒状カップ内側の底部）にＲ（またはテーパ）をつけることが有効である。これは、造粒粉末がＲ（またはテーパ）がつくことで、この部分の成形時の密度があがり、ｄ２＞ｄ１になりやすい。Ｒを例にとると、金型の内径の径をＤａとすると、Ｒは、Ｄａ／１．５〜Ｄａ／３の範囲にすることが好ましい。
また、第２の冷陰極管用電極の面取部またはおよび第３の冷陰極管用電極の外径の偏差を得るためには焼結体の外周をセンタレス加工することが好ましい。図６にセンタレス研磨加工により研磨される部分の一例を示した。図中、８が研磨部である。成形体を焼結する際に若干の収縮が起き、得られた焼結体の外周は緩やかな凹状になる。センタレス研磨加工を施すことによって研磨部８を削除し、所望の形状を得ることができる。センタレス研磨加工であれば、外径１０ｍｍ以下、さらには３ｍｍ以下の小型の電極であったとしても歩留まり良く、外径が左右対称（電極全長Ｌ方向に左右対称）のものが得られる。つまり、偏芯量の小さな電極が得られるのである。偏芯量とは電極全長Ｌに垂直に断面を取ったとき（横断面）、その断面がどの程度の真円形状を具備しているかを示すものである。電極の横断面が真円であると、電極を溶接する際の電力消費が抑えられ、溶接がしやすいことと、冷陰極管に組み込んだ際に、ガラス管に触れてショート（短絡）する危険性がなくなる等の効果が得られる。
その後、前述のリード端子を溶接する。このとき、第２の冷陰極管用電極の面取部またはおよび第３の冷陰極管用電極の外径の偏差を有しているとリード端子の溶接性が改善されているので歩留まり良く製造することができる。
【実施例】
【００１５】
（実施例１）
種々条件を変え、高融点金属焼結体からなる電極（外径φ１．７ｍｍ、全長５．０ｍｍ）を作製し、冷陰極管に組込みを評価した。冷陰極管は、外径がφ２．０ｍｍ、電極間距離は３５０ｍｍであるガラス管を用い、管内は水銀とネオン・アルゴンの混合気体を封入した。冷陰極管の寿命は、管内の水銀がスパッタ物質とアマルガムを形成して消耗する「希ガス放電モード」が支配的であることから、水銀の消耗量を評価することで、寿命を評価できる。ここでは１００００時間後の水銀消耗量の結果を表１に示した。なお、高融点金属焼結体は、平均粒径１〜５μｍの高融点金属粉末（不純物０．１質量％以下）を用い、密度８５〜９５％のものを用いた。
【００１６】
【表１】
【００１７】
表１から分かる通り、ｄ２＞ｄ１を満たすものは水銀消耗量が低くなっている。特にｄ２／ｄ１が１．０３以上のものは水銀消耗量が小さくなっており、スパッタリング現象抑制効果が得られていることが分かる。
（実施例２）
La2O3を２質量％含有したMo焼結体（ｄ２＝１．１ｍｍ、ｄ２／ｄ１＝１．０８ｍｍ）を用い、外径φ１．７０ｍｍ、全長５．０ｍｍ、底厚０．３ｍｍとし、Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１を０．３ｍｍとして底部側面肉厚ｔ２を種々変更した。変更の方法は、成形する際の金型の大きさと、センタレス加工の研磨量により調整した。各電極に対し溶接試験を実施した。
溶接試験は、溶接電圧を５．５Vと一定にして、Ｍｏ製リード端子を溶接した際に、インサート金属であるφ１．０×ｔ０．１ｍｍのコバール合金（ＫＯＶ）が全数溶融する溶接電流値を測定した。このような実験を各１０回行い、その平均値を表２に示した。
比較として、従来の板絞りMoカップ（φ１．７０×５．０ｍｍ 底厚０．２ｍｍ、側面厚さ０．１ｍｍ）も同様の実験を行った。
【００１８】
【表２】
【００１９】
ｔ２／ｔ１が１．２０以上で溶接電流値が下がり、少ない電力で溶接可能であることがわかった。一方、試料４１〜４４のようにｔ２／ｔ１が６．０を超えると電流値は下がるものの溶接時にスパークが発生してしまい溶接不良が生じてしまうことが分かった（表中、ｎは１０個中、スパークが発生した個数）。従って、ｔ２／ｔ１＝１．２〜６．０が好ましい範囲となる。
（実施例３）
La2O3を２質量％含有したMo焼結体（ｄ２＝１．１ｍｍ、ｄ２／ｄ１＝１．０８ｍｍ）を用い、図７のような形状（外径φ１．７ｍｍ、全長５．０ｍｍ、ｔ２＝０．３ｍｍ、ｔ１＝０．１５ｍｍ、底部内面R０．６５ｍｍ、底部厚さ０．２５ｍｍ）でC面取りのＣと底部外径ｄ４＝１．７ｍｍの比を変えて溶接試験を行った。溶接試験は、前項実施例２と同様の方法で行った。
また、併せて偏芯量についても測定した。偏芯量の測定はＬ／２部の横断面を取り、任意の直径を３箇所以上測定し平均値を求め、その平均値との差が最も大きい値を「偏芯量」として求めた。
その結果を表３に示す。
【００２０】
【表３】
【００２１】
表３から分かる通り、Ｃ／ｄ４＝０．０８〜０．４０のものは偏芯量が小さく、少ない電力で溶接可能であることが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の冷陰極管用電極の一例を示す断面図。
【図２】本発明の冷陰極管用電極の他の一例を示す断面図。
【図３】本発明の冷陰極管用電極の他の一例を示す断面図。
【図４】本発明の冷陰極管用電極の他の一例を示す断面図。
【図５】本発明の冷陰極管の一例を示す断面図。
【図６】本発明の冷陰極管用電極の他の一例を示す断面図。
【図７】実施例３の冷陰極管用電極を示す断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１…冷陰極管用電極
２…側面部
３…底部
４…側面部内壁
５…面取部
６…リード端子
７…ガラス管
８…研磨部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の内径ｄ１が、底部内径ｄ２に対し、ｄ２＞ｄ１であることを特徴とする冷陰極管用電極。
【請求項２】
ｄ２／ｄ１＝１．０３以上であることを特徴とする請求項１記載の冷陰極管用電極。
【請求項３】
Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１が底部側面肉厚ｔ２に対し、ｔ１＞ｔ２であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
【請求項４】
ｔ１／ｔ２＝１．２〜６．０であることを特徴とする請求項３記載の冷陰極管用電極。
【請求項５】
底部の外径をｄ４とした時に、底部角にＣ面取り又はＲ面取りされた面取部を設け、Ｃ面取り形状をＣ、Ｒ面取り形状をＲとしたときに、ＣまたはＲとｄ４との比が（ＣまたはＲ）／ｄ４＝０．０８〜０．４０であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
【請求項６】
前記面取部を除き、外径ｄの偏差が０．０１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
【請求項７】
一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１が底部側面肉厚ｔ２に対し、ｔ１＞ｔ２であることを特徴とする冷陰極管用電極。
【請求項８】
ｔ１／ｔ２＝１．２〜６．０であることを特徴とする請求項７記載の冷陰極管用電極。
【請求項９】
一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、底部の外径をｄ４とした時に、底部角にＣ面取り又はＲ面取りされた面取部を設け、Ｃ面取り形状をＣ、Ｒ面取り形状をＲとしたときに、ＣまたはＲとｄ４との比が（ＣまたはＲ）／ｄ４＝０．０８〜０．４０であることを特徴とする冷陰極管用電極。
【請求項１０】
前記面取部を除き、外径ｄの偏差が０．０１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項９記載の冷陰極管用電極。
【請求項１１】
外径ｄが３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
【請求項１２】
前記焼結体の外周にセンタレス加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
【請求項１３】
前記請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極を用いたことを特徴とする冷陰極管。
【請求項１】
一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の内径ｄ１が、底部内径ｄ２に対し、ｄ２＞ｄ１であることを特徴とする冷陰極管用電極。
【請求項２】
ｄ２／ｄ１＝１．０３以上であることを特徴とする請求項１記載の冷陰極管用電極。
【請求項３】
Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１が底部側面肉厚ｔ２に対し、ｔ１＞ｔ２であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
【請求項４】
ｔ１／ｔ２＝１．２〜６．０であることを特徴とする請求項３記載の冷陰極管用電極。
【請求項５】
底部の外径をｄ４とした時に、底部角にＣ面取り又はＲ面取りされた面取部を設け、Ｃ面取り形状をＣ、Ｒ面取り形状をＲとしたときに、ＣまたはＲとｄ４との比が（ＣまたはＲ）／ｄ４＝０．０８〜０．４０であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
【請求項６】
前記面取部を除き、外径ｄの偏差が０．０１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
【請求項７】
一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、電極全長Lに対して、Ｌ／２部の側面肉厚ｔ１が底部側面肉厚ｔ２に対し、ｔ１＞ｔ２であることを特徴とする冷陰極管用電極。
【請求項８】
ｔ１／ｔ２＝１．２〜６．０であることを特徴とする請求項７記載の冷陰極管用電極。
【請求項９】
一方に底部、もう一方に開口部を有する筒状の冷陰極管用電極において、該電極がW、Nb、Ta、Mo、Reの金属単体またはその合金の少なくとも１種からなる焼結体からなり、底部の外径をｄ４とした時に、底部角にＣ面取り又はＲ面取りされた面取部を設け、Ｃ面取り形状をＣ、Ｒ面取り形状をＲとしたときに、ＣまたはＲとｄ４との比が（ＣまたはＲ）／ｄ４＝０．０８〜０．４０であることを特徴とする冷陰極管用電極。
【請求項１０】
前記面取部を除き、外径ｄの偏差が０．０１ｍｍ以下であることを特徴とする請求項９記載の冷陰極管用電極。
【請求項１１】
外径ｄが３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
【請求項１２】
前記焼結体の外周にセンタレス加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極。
【請求項１３】
前記請求項１乃至請求項１２のいずれか１項に記載の冷陰極管用電極を用いたことを特徴とする冷陰極管。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−６６８５１（Ｐ２００７−６６８５１Ａ）
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２５５０５１（Ｐ２００５−２５５０５１）
【出願日】平成１７年９月２日（２００５．９．２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０３０５８３２８）東芝マテリアル株式会社 (252)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月１５日（２００７．３．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２日（２００５．９．２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０３０５８３２８）東芝マテリアル株式会社 (252)
【Ｆターム（参考）】
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