CN101459034A

CN101459034A - 放电灯及其制造方法

Info

Publication number: CN101459034A
Application number: CNA2008101301848A
Authority: CN
Inventors: 熊胜则; 日野弘喜
Original assignee: Harison Toshiba Lighting Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2007-12-14
Filing date: 2008-07-31
Publication date: 2009-06-17
Anticipated expiration: 2028-07-31
Also published as: CN101459034B; KR20090064280A; JP4963468B2; TW200926251A; JP2009146775A

Abstract

本发明的放电灯其特征在于，包括：内部封入放电介质而成的放电容器(1)；以及设置于所述放电容器两端部的罩盖金属(4)和钎焊层(3)，所述钎焊层形成为覆盖所述罩盖金属，形成有所述罩盖金属的所述放电容器部分在圆周方向上留有压缩应变(β、γ)。

Description

放电灯及其制造方法

技术领域

本发明涉及用作液晶电视机、笔记本计算机等的背光光源的放电灯及其制造方法。

背景技术

作为液晶显示器的背光所用的光源其中一例，有外表面电极放电灯。外表面电极放电灯是这样一种灯：其内部封入放电介质，而管内壁面形成有荧光体层的放电容器其两端部形成有外表面电极，可通过对该外表面电极间供电来获得可见光。以往，这种外部电极使用的是如日本特开2004—146351号公报(专利文献1)所记载的低成本且容易制造的钎焊电极。

但钎焊电极存在因钎焊剥落所造成的接触不良、散热性低等问题。因此，最近提出了如日本特开2007—134289号公报(专利文献2)、特开2004—179059号公报(专利文献3)、以及特开2006—114271号公报(专利文献4)所记载的将套筒状或帽状的罩盖金属配置于放电容器端部的外表面电极放电灯方案。

专利文献1：日本特开2004—146351号公报

专利文献2：日本特开2007—134289号公报

专利文献3：日本特开2004—179059号公报

专利文献4：日本特开2006—114271号公报

但专利文献2～4这种使用罩盖金属的放电灯有点灯不良情况发生。对这种点灯不良情况进行了研究之后知道其原因在于形成了罩盖金属的放电容器部分所产生的裂纹。

发明内容

本发明其目的在于提供一种可抑制灯裂纹所引起的点灯不良情况的放电灯。

为了实现上述目的，本发明的放电灯其特征在于，包括：内部封入放电介质而成的放电容器；以及设置于所述放电容器端部的罩盖金属和钎焊层，所述钎焊层形成为覆盖所述罩盖金属，形成有所述罩盖金属的所述放电容器部分在圆周方向上留有压缩应变。

而本发明的放电灯制造方法其特征在于，包括：形成内部封入放电介质而成的放电容器的工序；将热膨胀系数大于所述放电容器的热膨胀系数的罩盖金属安装于所述放电容器端部的工序；以及通过钎焊浸渍形成所述钎焊层并使钎焊层覆盖所述罩盖金属、至少在所述放电容器的圆周方向上留有压缩应变的工序。

采用本发明可以抑制灯裂纹所引起的点灯不良情况。

附图说明

图1是用于说明本发明第一实施方式的放电灯的总体图。

图2是用于说明筒状金属的说明图。

图3是用于说明放电灯其端部的说明图。

图4是用于说明当改变放电容器和筒状金属其材料时的应变的说明图。

图5是用于说明本发明第二实施方式的放电灯的说明图。

图6是用于说明本发明变形例1的说明图。

图7是用于说明本发明变形例2的说明图。

图8是用于说明本发明变形例3的说明图。

具体实施方式

(第一实施方式)

下面参照附图说明本发明实施方式的放电灯。图1是用于说明本发明第一实施方式的放电灯的总体图。

放电灯的容器由例如软玻璃所形成的放电容器1构成。放电容器1呈两端部通过封口而被封闭的细长筒型形状，其内部形成有放电空间11。放电空间11封入有由水银Hg和惰性气体所组成的放电介质。这里，作为惰性气体来说，适用氖(Ne)和氩(Ar)的混合气体。而在放电容器1的内表面至少在覆盖灯放光区的范围内形成有荧光体层2。作为荧光体层2来说，除了以R(红)、G(绿)、B(蓝)光进行发光的单波长荧光体以外，可按照目的用途使用混合RGB的三波长荧光体等。

放电容器1的两端部形成有筒状金属3和钎焊层4作为罩盖金属。具体来说，钎焊层4形成为覆盖筒状金属3，而筒状金属3其内外表面也处于被钎焊层4覆盖的状态。但金属3并不一定要由钎焊层4完全覆盖，也可以其中一部分外露。

筒状金属3为如图2(a)所示原本由板状部31和舌片部32所组成的厚度为0.05～0.20mm的板状薄金属板。通过如图2(b)所示将板状部31卷成圆筒状并使其两端部的一部分彼此间重叠，并使舌片部32弯折成相对于板状部31的面大致垂直来形成筒状金属3。此时，将板状部31卷成圆筒状时其上重叠的管轴方向中央侧的角部分，形成为R(圆弧)部311。当将筒状金属3安装于放电容器1上时，该R(圆弧)部311不容易产生因电场集中而最容易成为电晕放电起点的角部，所以具有抑制臭氧发生的作用。

而筒状金属3其表面预先镀有从铜、锡、锌、银、金和镍当中所选出的金属镀层。由此，钎焊层4良好地进入到放电容器1和筒状金属3两者间，可提高钎焊的充填率。

另外，所说的“罩盖金属”是指其形状至少覆盖放电容器1圆周的大部分、例如圆周的70％或以上的金属。具体来说，在卷薄金属板形成筒状金属3的情况下并不一定如本实施方式那样要其中一部分彼此重叠，也可以呈端部不重叠而分开的C字型筒状。作为该筒状金属3的材料来说，可举出从铁、镍、铜、钴、铬当中选出的金属或者合金等。

而作为钎焊层4的材料来说，可使用锡、锡与铟的合金、锡与铋的合金中添加了锑、锌、铝等的与玻璃的固接性优异的特殊钎焊、或与金属的固接性优异的一般钎焊。这里，所说的“固接性优异的钎焊”是指对该材料形成钎焊的情况下与该材料固接达到不容易将它们的界面分开这种程度的钎焊。

这里，参照图3详细说明放电容器1、筒状金属3、以及钎焊层4。图3是用于说明放电灯其端部的说明图，图3(a)是图1所示的X—X’的剖视图，图3(b)是范围Y的放大图。图中的箭头示出应变的方向。

从图3可知，放电容器1的径向方向留有拉伸应变α，而圆周方向则留有压缩应变β。可利用在该放电容器1的圆周方向上留有的压缩应变β来抑制灯的裂纹。可认为，这是因为通过针对筒状金属3等安装罩盖金属之际或点灯过程中所发生的细微伤痕具有压缩应变作用来防止细微伤痕开口，并避免在壁厚方向上发展这种缘故。结果是可抑制细微伤痕到达放电空间而使封入其内部的放电介质泄漏，因而可抑制点灯不良情况。

而且，放电容器1的管轴方向留有压缩应变γ，通过该压缩应变γ也可抑制灯的裂纹。这也出于上述相同的原因。

这里说明筒状金属3和钎焊层4形成至放电容器1上的形成方法。

首先，制作内部封入放电介质而内壁面涂布荧光体层2的放电容器1，另一方面制作图2(b)那样的筒状金属3。接着，将筒状金属3的开口侧朝上配置，将放电容器1的端部插入该开口中。此时，筒状金属3至少一部分的内径形成为或多或少比放电容器1的外径小些的话，放电容器1就可压入筒状金属3内，因而放电容器1可利用来自筒状金属3的按压力固定和维持。

接着，通过将形成有筒状金属3的放电容器1端部从上方浸渍于充满熔融钎焊料的钎焊槽内这种钎焊浸渍，来形成钎焊层4以便覆盖筒状金属3。此时，进一步希望进行如日本特开2004—146351号公报所披露的、浸渍于处于利用超声波振子进行超声波振动这种状态的熔融钎焊料内的所谓超声波钎焊浸渍。通过进行超声波钎焊浸渍，放电容器1和筒状金属3之间的微小间隙也可充填钎焊层4，因而放电容器1和钎焊层4的有效接触面积扩大，关系到灯电压的降低。

另外，进行超声波钎焊浸渍的话，筒状金属3容易移至上侧，即筒状金属3容易移至放电容器1的管轴方向中央侧，但此时，本实施方式中筒状金属3的舌片部32与放电容器1端部相接触，因此可防止相对的偏移，可以提高筒状金属3相对于放电容器1的安装位置精度。

接着，在钎焊浸渍工序之后通过进行空气干燥工序使钎焊层4的表面变得平滑，可抑制电压集中的凹凸的形成，因而可抑制电晕放电所引起的臭氧发生。

下面与制造方法相关联说明在放电容器1的圆周方向上形成压缩应变β、在管轴方向上形成压缩应变γ的一例方法。使筒状金属3的热膨胀系数大于放电容器1的热膨胀系数的话，设法覆盖筒状金属3形成的钎焊层4冷却之前的过程中，筒状金属3在放电容器1的内侧方向进行热收缩，所以放电容器1的径向方向留有拉伸应变α，在圆周方向上留有压缩应变β，在管轴方向上留有压缩应变γ。

此时，径向方向的拉伸应变越大，圆周方向和管轴方向的压缩应变也越大，因而可通过调整放电容器1和筒状金属3的热膨胀系数差来调整应变的大小。

另外，可通过相对于管轴方向垂直截断形成有筒状金属3和钎焊层4的放电容器1部分、并用敏锐色板法(利用光的光路差识别玻璃所产生的应变其状态的方法)对该截面进行观察，可判断和测定所留应变的种类及其应力值。

下面示出本实施方式的放电灯的一实施例。下面说明的试验，除非特别说明，尺寸、材料等根据其规格进行。

·放电容器1：ER—N(日本电气玻璃株式会社制的软玻璃)，热膨胀系数＝76×10^-7/℃，全长＝960mm，外径＝3.4mm，内径＝2.4mm，圆周方向压缩应变β(应力值＝40.2kgf/cm²)，管轴方向压缩应变γ；

·放电介质：水银(Hg)，氖(Ne)和氩(Ar)的混合气＝60torr；

·荧光体层2：RGB的三波长荧光体；

·筒状金属3：50合金(镍＝50％、铁＝50％)，热膨胀系数＝90×10^-7/℃，厚度＝0.1mm，表面镀银；

·钎焊层4：焊锡(黑田デクノ公司制的注册商标的钎焊料、锡-锌-锑分别为94％～96％、3～5％、1～3％)，全长＝25mm。

本实施例的灯，在对30支进行过点灯试验之后，即便是经过3000小时全部灯没有裂纹发生，无点灯不良情况。

一般推测，灯的裂纹随放电容器1和筒状金属3之间产生的应力而发生。因此，一般是将放电容器1和筒状金属3的热膨胀系数形成为同等，进行无应力产生这种设计。

但实施例的灯尽管是留有应力的设计，灯也无裂纹发生。可认为，这是因为放电容器1的圆周方向和管轴方向留有的压缩应变β、γ产生了抑制裂纹的作用。这是因为如上面所述压缩应变β、γ防止放电容器1表面所发生的细微伤痕开口、并避免在壁厚方向上发展的缘故。

另外，为了获得这种裂纹抑制作用，应力值大到某种程度较好，具体来说，希望圆周方向的压缩应变β的应力值是10kgf/cm²或以上。

接着，确认了放电容器1和筒状金属3其材料时的应变种类。其结果示于图4中。这里，所说的PS—94表示日本电气玻璃株式会社制的软玻璃，而BKU则表示日本电气玻璃株式会社制的软玻璃，而42合金则表示镍＝42％、铁＝58％这种合金。

从结果可知，实施例1、2中放电容器1的径向方向留有拉伸应变，而圆周方向和管轴方向则留有压缩应变，对比例3、4中为逆向应变，而对比例5、6中几乎没有应变残留。由此可知，应变的控制对放电容器1和筒状金属3的热膨胀系数没有较大影响。所以，希望采用筒状金属3的热膨胀系数大于放电容器1的热膨胀系数的金属材料，使放电容器1的圆周方向及管轴方向留有压缩应变。

但由于或多或少还受到筒状金属3的壁厚、构成钎焊层4的钎焊合金其热膨胀系数等的影响，所以进一步希望考虑上述影响来适当调节。另外，对于实施例和对比例进行点灯试验后，针对裂纹有效的是实施例1、2。

而放电容器1的圆周方向的压缩应变β过大的话，便有可能成为裂纹的原因。根据发明者的试验可确认应力值高于80kgf/cm²的话容易发生裂纹这种趋势。所以，最好设计为放电容器1的圆周方向的压缩应变β其应力值为80kgf/cm²或以下，更为理想的是60kgf/cm²或以下。因此，可以在构成放电容器的玻璃中适当混合42合金、50合金、52合金(镍＝52％、铁＝48％的合金)、426合金(镍＝42％、铬＝6％、铁＝52％的合金)、476合金(镍＝47％、铬＝6％、铁＝47％的合金)等热膨胀系数不同的金属。

而且，本发明构成对于钎焊层4使用如实施例那样的与玻璃的固接性优异的特殊钎焊料的场合特别有效。使用这种钎焊料的话，钎焊料可与放电容器1和筒状金属3致密固接来进行牢固的连接，筒状金属3不仅不容易脱离放电容器1，而且这两者间不容易产生间隙，这是因为容易有较强应力发生这种缘故。也就是说，本发明在使用了这种钎焊料的情况下可实现放电容器1和筒状金属3的连接牢固且不容易开裂的灯。

所以，第一实施方式中，通过在形成钎焊层4以便覆盖热膨胀系数大于放电容器1的热膨胀系数的筒状金属3的放电容器1其圆周方向留有压缩应变β、管轴方向留有压缩应变γ，该压缩应变β、γ便起到抑制裂纹这种作用，因而可以抑制灯的裂纹所引起的点灯不良情况。此时，压缩应变β的应力值希望为10～80kgf/cm²。

(第二实施方式)

图5是用于说明本发明第二实施方式的放电灯的说明图。对于下面实施方式的各部分来说，与第一实施方式放电灯的各部分相同的部分用相同的标号表示，其说明从略。

本实施方式中，放电容器1的两端部封装有由杯形电极51、内部导线52、外部导线53、以及玻璃珠子54所组成的电极座5，从放电容器1突出至外部的外部导线53和两端部外表面形成的筒状金属3通过钎焊层4电连接。也就是说，第一实施方式构成为外部电极型的放电灯，而本实施方式则为杯形电极51用作电极、而筒状金属3和钎焊层4则用作供电部的内部电极型的放电灯。

本实施方式的灯中，例如可通过将BKU用作放电容器1、将50合金用作筒状金属3，在圆周方向和管轴方向上留有压缩应变β和γ。

所以，第二实施方式也与第一实施方式相同，可以抑制灯的裂纹所引起的点灯不良情况。

上面例举具体例的同时根据本发明的实施方式详细说明了本发明，但本发明并不限于上述内容，只要不脱离本发明范畴，可作所有的变形、变更。

放电容器1的截面形状不限于正圆，也可以是椭圆、其中一部分具有直线部的扁平等形状。举例来说，作为罩盖金属也可使用呈图6那样的有底开口状的帽形金属3。

而且，如图7所示，可以通过利用研磨等手段在形成为罩盖金属的筒状金属3的边缘形成斜面部312，将钎焊层4的管轴方向中央侧的端部按倾斜形状形成于放电容器1上。这种情况下可以更为有效地抑制电晕放电所造成的臭氧的发生。

而将筒状金属3和钎焊层形成到放电容器1上的形成工序中，可以如图8所示将筒状金属3安装成与放电容器1一部分接触、而其它部分不接触，在与放电容器1之间形成间隙6之后形成钎焊层4。由此，钎焊料很容易通过该间隙6进入放电容器1和筒状金属3两者间，因此可提高钎焊料的充填效率。

Claims

1.一种放电灯，其特征在于，包括：

内部封入放电介质而成的放电容器；以及

设置于所述放电容器端部的罩盖金属和钎焊层，

所述钎焊层形成为覆盖所述罩盖金属，形成有所述罩盖金属的所述放电容器部分在圆周方向上留有压缩应变。

2.如权利要求1所述的放电灯，其特征在于，形成有所述罩盖金属的所述放电容器部分在管轴方向上留有压缩应变。

3.如权利要求1或2所述的放电灯，其特征在于，所述罩盖金属的热膨胀系数大于所述放电容器的热膨胀系数。

4.一种放电灯制造方法，其特征在于，包括：

形成内部封入放电介质而成的放电容器的工序；

将热膨胀系数大于所述放电容器的热膨胀系数的罩盖金属安装于所述放电容器端部的工序；以及

通过钎焊浸渍形成所述钎焊层并使钎焊层覆盖所述罩盖金属、至少在所述放电容器的圆周方向上留有压缩应变的工序。

5.如权利要求4所述的放电灯制造方法，其特征在于，所述钎焊层通过超声波钎焊浸渍形成。