酸化膜は、大気といった酸素を含有する雰� ��気中で、リード線を加熱することで形成す� ��ことができる。例えば、コバールからなる� ��ード線を大気中で加熱して酸化膜を形成す� ��と、この酸化膜は、酸素の含有量が高い酸� ��鉄、具体的には、三酸化二鉄(Fe ₂ O ₃ )と四酸化三鉄(Fe ₃ O ₄ )とで構成される。このような酸化鉄からな� �酸化膜は、ガラスビーズやガラス管と十分� �密着できないことがある。密着性を高める� �めに、例えば、酸化膜を厚くすることが考� �られる。しかし、酸化膜が厚いと、酸化膜� �体が脆くなって剥離し易くなる。また、酸� �膜の熱膨張係数とガラスの熱膨張係数との� �が比較的大きいため、酸化膜が厚いと、ガ� �スとリード線との間に熱膨張係数が大きな� �化膜が介在することになる。更に、リード� �に形成した酸化膜は、空隙を多く有してい� �。これらの空隙は、ガラスビーズをリード� �に接合する際の加熱や電極部材によりガラ� �管を封止する際の加熱により低減されるも� �の、酸化膜が厚いと、膜中に空隙が多く残� �する。この残存する空隙によりガラス管内� �ガスが漏れる恐れがある。

 そこで、本発明者らは、酸化膜を厚くせず� ��接合強度を向上する構成を検討した結果、� ��定の化合物を含有する酸化膜が好ましいと� ��知見を得た。具体的には、FeOを含有する酸� ��膜は、Fe ₂ O ₃ 及びFe ₃ O ₄ からなる酸化膜と比較して、接合強度が向上 する。この理由は定かではないが、FeOを含有 した酸化膜は、ガラスとの濡れ性が向上する ためであると考えられる。そこで、本発明電 極部材は、FeOを含有する酸化膜を具える構成 とする。具体的には、本発明冷陰極蛍光ラン プ用電極部材は、電極部と、リード部とを有 する。リード部は、電極部の端部に接続され る。また、リード部は、少なくとも表面側が 鉄含有金属から構成される。このようなリー ド部の表面の少なくとも一部にFeOを含む酸化 膜を有する。

 本発明電極部材は、上記酸化膜を具える� ��とで、リード部とガラスとを十分に密着で� ��るため、ガラス管に本発明電極部材を配置� ��てガラス管の開口部を封止した際、リード� ��からガラス管までの間の構成部材同士を十� ��に密着できる。従って、本発明電極部材を� ��いて冷陰極蛍光ランプを形成した場合、こ� ��蛍光ランプは、ガラス管の封止部分からガ� ��が漏洩することを抑制でき、ガラス管内に� ��分なガス(特に、水銀)が存在することで、� �命が長くなる。また、このランプは、十分� �ガス(同)が存在するため、高輝度を維持でき 、輝度の低下により寿命が短くなることも抑 制することができる。

 本発明電極部材は、以下の本発明製造方法� ��より製造することができる。本発明冷陰極� ��光ランプ用電極部材の製造方法は、電極部� ��端部にリード部を有する電極部材を製造す� ��方法であり、以下の酸化膜形成工程を具え� ��。
 [酸化膜形成工程] リード部の外周を加熱し 、リード部の表面に酸化膜を形成する。リー ド部は、少なくとも表面側が鉄含有金属から 構成されるものとする。そして、この工程は 、以下に示す雰囲気が異なる二工程を具える 。
  <酸化性工程> 酸化性雰囲気でリード� ��を加熱して酸化膜を形成する。
  <非酸化性工程> 酸化性工程後に非酸� ��性雰囲気でリード部を加熱して、酸化膜中� ��FeOを生成する。

 上記本発明製造方法は、異なる雰囲気中� ��リード部を加熱することで、FeOを含有する� ��化膜を具える本発明電極部材を簡単に製造� ��きる。以下、本発明をより詳細に説明する� ��

 本発明電極部材は、冷陰極蛍光ランプの� ��成材料に利用されるものであり、放電に利� ��される電極部と、電極部に電力を供給する� ��ード部とを具える。特に、長寿命で高品質� ��あることが要求される冷陰極蛍光ランプに� ��いられる電極部材は、上記電極部、リード� ��に加えて、電極部を蛍光ランプのガラス管� ��固定する際に接着剤として機能すると共に� ��ガラス管の封止部材となるガラス部を具え� ��ことが好ましい。

 リード部は、例えば、インナーリード部� ��アウターリード部とを具えるものが利用で� ��る。インナーリード部は、一端に電極部が� ��合されると共に、ガラス管の内部に固定さ� ��る部分であり、アウターリード部は、イン� ��ーリード部に接合されて、ガラス管の外部� ��露出される部分である。インナーリード部� ��アウターリード部とは、溶接などにより接� ��する。接合部分に溶接コブを設けた場合、� ��接コブを後述するガラスビーズのあたり止� ��として利用することで、ガラス部の位置ず� ��を防止できる。

 アウターリード部は、例えば、ニッケル( Ni)からなる線材、MnNiといったニッケル合金� �らなる線材、ジュメットからなる線材など� �利用できる。これらの線材は、ニッケルメ� �キ層などのメッキ層を具えていてもよい。

 インナーリード部は、外周にガラス管や� ��ラスビーズからなるガラス部といったガラ� ��が接合されるため、熱膨張係数がガラスに� ��い材料からなる線材が好適に利用できる。� ��た、インナーリード部は、導電性に優れる� ��料からなる線材が好適に利用できる。この� ��うな特性を満たす材料として、鉄(Fe)含有金 属が挙げられる。特に、本発明電極部材は、 少なくとも表面側が鉄含有金属からなる線材 をインナーリード部に利用する。例えば、コ バールと呼ばれるFeにCo,Niを配合した合金(そ� ��他Si,Mnなどを含む)からなる線材、銅(Cu)から なる芯材と、その外周に設けられるコバール 層とを有する線材などが利用できる。インナ ーリード部の表面の少なくとも一部には、予 め酸化膜を形成する。より具体的には、イン ナーリード部の表面においてガラス管又はガ ラス部で覆われる箇所に酸化膜を形成する。 そのため、本発明電極部材がリード部の外周 に接合されるガラス部を有する場合、この電 極部材は、ガラス部とインナーリード部との 境界近傍に酸化膜が存在する。

 酸化膜は、リード部の構成元素が酸化して� ��きた酸化物で構成される。インナーリード� ��の少なくとも表面側が鉄含有金属から構成� ��れる場合、酸化膜は、実質的に酸化鉄で構� ��される。特に、大気中といった酸化性雰囲� ��下で酸化膜を形成した場合、この酸化膜は� ��三酸化二鉄(Fe ₂ O ₃ )と四酸化三鉄(Fe ₃ O ₄ )とで構成される。本発明電極部材は、後述� �るように特定の条件により酸化膜を形成す� �ことで、Fe ₂ O ₃ 及びFe ₃ O ₄ に加えて、一酸化鉄(FeO)を含有する酸化膜を� ��える。FeOを含有する酸化膜は、Fe ₂ O ₃ 及びFe ₃ O ₄ からなる酸化膜と比較して、ガラスとの密着 性に優れる傾向にあり、FeOの含有量が多いほ ど密着性が高くなり易い。特に、ガラス部の 有無に係わらず、電極部材に有する酸化膜全 体を100%とするとき、FeOの含有量は、体積比� �1%以上が好ましく、10%以上がより好ましい。

 リード部に形成した酸化膜は、ガラス部� ��リード部に接合する際の加熱や電極部材を� ��ラス管に固定する際の加熱により、構成す� ��化合物の割合が変化する。具体的には、FeO� ��含有量は、上記加熱により低減する傾向に� ��る。そこで、ガラス部を有する電極部材と� ��る場合、ガラス部を形成した後の電極部材� ��おいて、酸化膜中のFeOの含有量が体積比で1 %以上となるように、ガラス部を形成する前� �リード部において、酸化膜中のFeOの含有量� �1体積%超となるように、リード部に酸化膜を 形成する。具体的には、リード部に具える酸 化膜中のFeOの含有量が体積比で10%以上、好ま しくは50%以上となるように酸化膜を形成する 。酸化膜中のFeOの有無や膜全体の酸化物種の 体積比率は、例えば、XRDで測定することがで きる。

 電極部材の酸化膜の厚さは、ガラス部の� ��無に係わらず、1μm以上10μm未満が好ましく� ��1μm以上7μm以下がより好ましい。電極部材� �酸化膜の厚さが1μm未満であると、電極部材� ��ガラス管に固定する際の加熱により、酸化� ��の厚さが薄くなり易く、酸化膜が無くなる� ��れがある。酸化膜が消失することで、リー� ��部の構成元素がガラス側に拡散し易く、後� ��するイオン拡散層が厚くなり易い。10μm超� �あると、ガラス管に固定するための加熱を� �っても酸化膜中に多数の空隙が残存する恐� �がある。酸化膜の厚さは、リード部の大き� �(直径)やガラス管の大きさ(内径)に応じて調� ��することができる。リード部の直径が0.4~1.2 mm程度の場合、電極部材の酸化膜の厚さは上� ��範囲が好ましい。リード部の直径がより大� ��い場合は、酸化膜の厚さを上記範囲よりも� ��きくすることができる。

 但し、ガラス部を有する電極部材とする� ��合、リード部に形成した酸化膜は、ガラス� ��接合時の加熱により、酸化膜を構成する元� ��がガラス側に拡散して厚さが薄くなる。そ� ��で、ガラス部を形成した後の電極部材の酸� ��膜の厚さが上記範囲(1~10μm)となるように、� ��ラス部を形成する前のリード部に形成する� ��化膜は、この範囲よりも厚く形成する。具� ��的には、6~20μm程度が好ましい。ガラス部形 成前の酸化膜の厚さは、適宜調整するとよく 、ガラス部形成後の酸化膜の厚さが上記範囲 を満たせばよい。

 FeOを含有する酸化膜は、二段階の加熱によ� ��形成することができる。一段階目の加熱は� ��酸化性雰囲気とし(酸化性工程)、酸素(O)と� �ード部の構成元素(Fe)とを結合させて、Fe ₂ O ₃ やFe ₃ O ₄ を形成する。この加熱には、バーナーや電気 炉を用いることができる。バーナーは、燃焼 用ガスの調整が容易であり、燃焼用ガスを適 切に調整することで、所望の厚さの酸化膜を 安定して形成できる。電気炉は、大量のリー ド部に対して一度に酸化膜を形成できるため 、電気炉を用いると、量産性に優れる。ガラ ス部を具える電極部材とするときにバーナー を利用する場合の条件は、加熱温度:900~1200℃ 、加熱時間:3~12秒、電気炉を利用する場合の� ��件は、加熱温度:650~1000℃、加熱時間:2~8分が 挙げられる。加熱温度が高いほど、或いは加 熱時間が長いほど酸化膜は厚くなる傾向にあ る。より好ましい条件は、バーナーを利用す る場合、加熱温度:950~1150℃、加熱時間:3~8秒� �電気炉を利用する場合、加熱温度:700~850℃、 加熱時間:3~5分である。ガラス部を有しない� �極部材とする場合は、上記加熱時間を短く� �るとよい。酸化性雰囲気は、酸素を含んで� �ればよく、例えば、大気雰囲気が挙げられ� �。この酸化性工程は、酸化性雰囲気での加� �であるため、酸素(O)とインナーリード部の� �成材料中の鉄(Fe)とが結合し、Fe ₂ O ₃ やFe ₃ O ₄ といった酸素の結合量が多い酸化鉄が生成さ れ、FeOが生成されない。

 二段階目の加熱は、非酸化性雰囲気で行う( 非酸化性工程)。酸素が実質的に存在しない� �囲気で加熱すると、酸化膜の厚さが実質的� �増加せず、一段階目の加熱(酸化性工程)によ り形成された酸化膜中にリード部の構成元素 であるFeが拡散される。この拡散により酸化� ��中のFeの原子比率が高められて、膜中にFeO� �生成することができる。この加熱は、非酸� �性雰囲気で行うため、電気炉を用いること� �好ましい。また、この加熱は、酸化膜を構� �する化合物を変化させるのに必要なだけ行� �とよく、具体的な条件は、加熱温度:900~1100� �、加熱時間:3~5分が挙げられる。より好まし� ��条件は、加熱温度:950~1050℃、3.5~4.5分である 。非酸化性雰囲気は、酸素を実質的に含んで いなければよく、窒素(N ₂ )やアルゴン(Ar)、ヘリウム(He)などの不活性ガ スからなる不活性雰囲気が挙げられる。上記 不活性ガスに水素などの還元性ガスを含有す る還元性雰囲気としてもよい。なお、上述し たようにこの加熱は、酸化膜の厚さがほとん ど変化しないため、一段階目の加熱で概ね所 望の厚さの酸化膜を形成しておく。

 電極部の形成材料は、例えば、ニッケル( 純Ni)、タングステン(W)、モリブデン(Mo)など� �利用できる。純Niは、加工性や経済性に優れ る。WやMoは、純Niと比較して非常に高融点で� ��り、電極部の消費や輝度の低下を低減でき� ��。その他、形成材料は、純Niに添加元素を� �加してなるNi合金が利用できる。具体的には 、Ti,Hf,Zr,V,Fe,Nb,Mo,Mn,W,Sr,Ba,B,Th,Be,Si,Al,Y及び希� �類元素(Yを除く)から選ばれる1種以上の元素� ��合計で0.001質量%以上5.0質量%以下含有し、残 部がNi及び不可避的不純物からなるNi合金が� �げられる。特に、Be,Si,Al,Y及び希土類元素(Y� �除く)から選択される1種以上の元素を合計で 0.001質量%以上3.0質量%以下含有し、残部がNi及 び不可避的不純物からなるNi合金としてもよ� ��。このようなNi合金からなる電極部は、1.純 Niからなる電極よりも仕事関数が小さいため� ��電し易い、2.スパッタリングし難い(スパッ� ��リング速度又はエッチングレートが小さい) 、3.アマルガムを形成し難い、4.酸化膜を形� �し難いため、放電が阻害され難い、といっ� �様々な利点を有する。特に、Yを含有するNi� �金は、耐スパッタリング性を高められる。

 電極部の代表的な形状は、カップ状(有底 筒状)が挙げられる。カップ状の電極部は、� �状材をプレス加工することで容易に形成で� �る。カップ状の電極部は、ホローカソード� �果により、スパッタリングを抑制できる。

 ガラス部を具える電極部材とする場合、� ��ラス部は、筒状のガラスビーズを上記酸化� ��が形成されたリード部(インナーリード部)� �外周に挿通配置して加熱し、変形すること� �形成する。また、この加熱により、インナ� �リード部の外周にガラス部を接合する。ガ� �スビーズは、例えば、ホウケイ酸ガラスや� �ルミノシリケートガラスからなるものなど� �利用できる。

 ガラス部の形成のための加熱により、リ� ��ド部も加熱されて、リード部や酸化膜を構� ��する元素がガラス側に拡散して、ガラス部� ��成分とリード部の成分とが混合したイオン� ��散層がガラス部、特に、ガラス部において� ��化膜と接する側に生成される。イオン拡散� ��は、ガラス部の他の部分と熱膨張係数が異� ��るため、厚過ぎるとガラス部やガラス管(封 止部分近傍)の割れの原因となる。また、ガ� �ス管の封止のための加熱によっても、イオ� �拡散層が生成される、或いは厚くなる。従� �て、電極部材のイオン拡散層は、できるだ� �薄いことが好ましく、厚さが15μm以下、特に 、12μm以下が好ましい。

 ガラス部の形成は、バーナーや電気炉を� ��用して行うとよい。例えば、還元性雰囲気� ��でガラスビーズを加熱して、変形及び接合� ��ると同時に、リード部においてガラス部で� ��われない箇所(露出箇所)の酸化膜を還元す� �方法が利用できる。ここで、リード部とガ� �ス部との接合強度を高めるためには、加熱� �度を高温とする、或いは加熱時間を長くし� �、ガラス部を十分に溶融して酸化膜に対す� �濡れ性を高めることが効果的である。しか� �、加熱温度が高い、或いは加熱時間が長い� �、ガラスビーズがリード部の酸化膜に沿っ� �伸びるように変形し、所望の形状となり難� �。一方、加熱温度を低くする、或いは加熱� �間を短くすると、ガラスビーズを所望の形� �に変形し易いものの十分に接合できない。� �こで、一度の加熱で変形と接合とを行うの� �はなく、後述するように二段階の加熱とす� �ことで、ガラスビーズを所望の形状に変形� �きると共に、ガラスビーズとリード部とを� �分に接合でき、かつイオン拡散層の厚膜化� �防止できて好ましい。

 具体的には、以下の変形工程と接合工程と� ��具えるガラス部形成工程を行うことが好適� ��ある。
 [ガラス部形成工程] 酸化膜が形成されたリ ード部の外周にガラスビーズを配置し、ガラ スビーズを加熱して変形することでガラス部 を形成すると共に、ガラス部をリード部に接 合する。
 [変形工程] 非酸化性雰囲気中で、加熱温度 :700~800℃、加熱時間:3~5分
 [接合工程] 還元性雰囲気中で、加熱温度:90 0~1100℃、加熱時間:3~5分

 変形工程は、主としてガラスビーズの変� ��を行うための加熱工程である。非酸化性雰� ��気は、例えば、窒素やアルゴン、ヘリウム� ��どの不活性ガスからなる不活性雰囲気が挙� ��られる。非酸化性雰囲気とすることから、� ��の加熱は、電気炉を用いて行うことが好ま� ��い。また、電気炉は、一度に多くのガラス� ��ーズを変形させることができ、電気炉を用� ��ると、量産性に優れる。より好ましい条件� ��、加熱温度:750~800℃、加熱時間:3.5~4分であ� �。変形工程は、比較的低温としているため� �イオン拡散層がほとんど形成されない。

 接合工程は、主として変形したガラスビ� ��ズとリード部とを接合するための加熱工程� ��ある。還元性雰囲気は、例えば、窒素やア� ��ゴン、ヘリウムなどの不活性ガスに水素と� ��った還元性ガスを含有した雰囲気が挙げら� ��る。加熱は、電気炉を用いると、上記変形� ��程に連続して行える。より好ましい条件は� ��加熱温度:950~1000℃、加熱時間:3.5~4分である� ��また、接合工程は、還元性雰囲気であるた� ��、バーナーを用いて加熱することができる� ��この場合、加熱温度:1000~1200℃、加熱時間:5~ 10秒が好ましい。この接合工程では、イオン� ��散層が形成されるものの、上記条件で加熱� ��ることで、イオン拡散層の厚さを15μm以下� �できる。また、この加熱により、酸化膜中� �存在する空隙を低減することができる。更� �、この加熱により、リード部においてガラ� �部で覆われない箇所の酸化膜を還元して除� �することができる。

 上述したリード部、電極部、任意でガラ� ��部を有する本発明電極部材は、冷陰極蛍光� ��ンプの構成部材に好適に利用できる。例え� ��、開口部を二つ有するガラス管と、本発明� ��極部材とを用いて冷陰極蛍光ランプを形成� ��るには、以下の手順が挙げられる。内壁面� ��蛍光体層を設けたガラス管を用意し、ガラ� ��管の一方の開口部に電極部材を挿入し、こ� ��開口部近傍にリード部(ガラス部)を配置す� �。そして、ガラス管においてリード部との� �触箇所(電極部材がガラス部を有する場合、� ��ラス管においてガラス部との接触箇所及び� ��ラス部)を加熱してガラスを溶融し、開口部 を封止すると共に、電極部材を固定する。次 に、ガラス管の他方の開口部から真空引きし た後、ガラス管内に所定のガスを導入し、他 方の開口部に別の電極部材を挿入し、この開 口部近傍にリード部(ガラス部)を配置する。� ��して、ガラス管においてリード部との接触� ��所(電極部材がガラス部を有する場合、ガラ ス管においてガラス部との接触箇所及びガラ ス部)を加熱してガラスを溶融し、ガラス管� �封止すると共に、電極部材をガラス管に固� �する。以上の工程により、冷陰極蛍光ラン� �が得られる。ガラス管は、I字状で開口部を� ��つ有するものが代表的であり、その他、ガ� ��ス管は、L字状(開口部が二つ又は三つ)やT字 状(開口部が三つ)などがある。