CN101517693A - 水银释放体、使用它的低压放电灯的制造方法及低压放电灯、背照灯单元、液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够提高水银释效率的水银释放体。该水银释放体(100)具备:由含有从钛(Ti)、锡(Sn)、锌(Zn)、以及镁(Mg)中选出的至少一种的第1金属与水银(Hg)的水银合金构成的水银释放部(10);以及覆盖水银释放部(10)的,含有由从铁(Fe)以及镍(Ni)中选出的至少一种的第2金属的材料构成的烧结体层(20)。
Description
技术领域
本发明涉及水银释放体、使用水银释放体的低压放电灯的制造方法、以及低压放电灯、背照灯单元、液晶显示装置。
背景技术
为了在背照灯用的冷阴极荧光灯等低压放电灯的发光管中封入水银,使用含浸有水银的水银释放体。而且,将该水银释放体配置于作为发光管的玻璃管内并且从外部进行高频加热,以此使其发热,释放出水银。这时,作为外部的高频加热进行发热的热源,使用不与水银形成合金的铁(Fe)。
具体地说,如图33所示,已有的水银释放体1,是将例如与水银形成合金的钛(Ti)和不与水银形成合金的铁混合进行烧结,使其含浸水银的水银释放体(例如参照专利文献1等)。
又如图34所示,作为另一种水银释放体4,是把钛和水银的合金2保持于薄铁板形成的容器3内的水银释放体(例如参照专利文献2等)。又,容器3内设有防止破裂用的狭缝3a。
专利文献1:特开平5-121044号公报
专利文献2:特开2006-128142号公报
但是,在已有的水银释放体1中,存在水银释放效率低的问题。这被认为是由于,在已有的水银释放体1的情况下,作为含浸水银的媒体使用钛和铁的烧结体,但是在进行高频加热释放水银时,作为其热源的铁在水银释放体1内无序地分散,因此不能够整体上均匀的加热水银释放体1。
另一方面,存在在已有的水银释放体4中也得不到充分的水银释放效率的问题。这种情况被认为是由于,钛与水银的合金2被铁的薄板覆盖,因此在被加热使得水银放出时,仅能够从合金2中的从容器露出的部分释放出水银。
又,使用上述水银释放效率差的水银释放体1、4制造低压放电灯时,有必要在水银释放体1、4中含浸点亮低压放电灯所需要的含量以上的水银。由于水银是有害物质,使用需要量以上的水银对环境是不好的。
发明内容
本发明是鉴于上述存在问题而作出的,其主要目的在于,提供一种能够提高水银释放效率的水银释放体。
又,本发明的目的在于,提供能够减少水银使用量的低压放电灯的制造方法、低压放电灯、背照灯单元、以及液晶显示装置。
本发明的水银释放体具备由含有从钛(Ti)、锡(Sn)、锌(Zn)以及镁(Mg中选择出的至少一种的第1金属和水银(Hg)的水银合金构成的水银释放部、以及覆盖所述水银释放部,含有从铁(Fe)和镍(Ni)中选择出的至少一种金属的第2金属的材料构成的烧结体层。
在某较佳的实施方式中,所示烧结体层形成为多孔状。
在某较佳的实施方式中,构成所述烧结体层的材料的粒子的形状为鳞片状。
在某较佳的实施方式中,构成所述烧结体层的材料的粒子的形状为球状。
在某较佳的实施方式中,所述烧结体层的气孔率为5%以上。
在某较佳的实施方式中,所述水银释放部为圆柱状;所述烧结体层为圆筒状;在所述烧结体层的圆筒状的中央部安装所述圆柱状的所述水银释放部。
在某较佳的实施方式中,所述第1金属为钛(Ti),所述第2金属为铁(Fe)。
在某较佳的实施方式中,所述水银合金为TiHg。
在某较佳的实施方式中,所述水银释放部通过所述烧结体层含浸所述水银,通过使该水银与所述第1金属反应而形成。
在某较佳的实施方式中,所述烧结体层为由所述第2金属构成的金属烧结体层,所述金属烧结体层为磁性体。
本发明的水银释放体,其特征在于,水银合金部与由不和水银形成合金的金属的烧结体构成的金属烧结体部形成层状,所述金属烧结体部为多孔状。又,所谓“不与水银形成合金的金属”是指,例如铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)或者他们的合金等的难以与水银反应形成合金的金属。
本发明的水银释放体最好是所述水银合金部由与水银形成合金的金属的烧结体及与水银的合金构成。在这里,所谓“与水银形成合金的金属”是像例如钛(Ti)、锡(Sn)、铝(Al)、锌(Zn)、镁(Mg)、铜(Cu)或他们的合金等的与水银反应形成合金的金属。
又,本发明的水银释放体,最好是不与所述金属烧结体部的水银形成合金的金属为磁性体。
又,本发明的水银释放体,最好是不与所述金属烧结体部的水银形成合金的金属的粒子的形状为鳞片状。
又,本发明的水银释放体,最好是不与所述金属烧结体部的水银形成合金的金属的粒子的形状为球状。
又,本发明的水银释放体,最好是所述金属烧结体部的气孔率为5%以上。
又,本发明的水银释放体,最好是所述水银合金部为棒状,在其周围将所述金属烧结体部叠层形成。
又,本发明的水银释放体,最好是所述水银合金部为圆柱状的棒状,在其外周面上将所述金属烧结体部叠层,所述水银合金部的外径为所述水银释放体的外径的30%以上。
又,本发明的水银释放体,最好是在所述水银合金部上形成贯通孔并形成为筒状。
又,本发明的水银释放体,最好是所述金属烧结体部的厚度为10μm以上。
又,本发明的水银释放体,最好是所述水银合金部的全部表面积中接触所述金属烧结体部的部分的表面积的比例为30%以上。
又,本发明的水银释放体,最好是所述水银合金部中混有吸气材料。
本发明的低压放电灯的制造方法,其特征在于,至少含有将所述的水银释放体插入玻璃管的内部的工序。
本发明的低压放电灯,是由玻璃灯泡、配置于所述玻璃灯泡内部的电极、以及支持所述电极以在所述发光管的至少一端部密封的引线构成的低压放电灯,其特征在于,在所述发光管的内部,所述引线或所述电极上,固定所述水银释放体。
本发明的背照灯单元,其特征在于,具备所述低压放电灯。
本发明的液晶显示装置,其特征在于,具备所述背照灯单元。
本发明的水银释放体能够提高水银的释放效率。
又,本发明的低压放电灯的制造方法、低压放电灯、背照灯单元以及液晶显示装置能够减少水银使用量。
附图说明
图1是本发明的实施方式的水银释放体的立体图。
图2是表示本发明的实施方式的水银释放体的外观状态的画面的代用照片。
图3是本发明实施方式1的水银释放体的立体图。
图4(a)是相同水银释放体的正视图,(b)是相同水银释放体的平面图。
图5(a)是表示相同水银释放体的正面的表面状态的照片,(b)是表示相同水银释放体的平面的表面状态的照片,(c)是表示包含相同水银释放体的长边方向的中心轴的剖面的状态的照片。
图6是表示不与水银形成合金的金属的粒子的形状为球形时的水银释放体的正面的表面状态的照片,(b)表示相同水银释放体的平面的表面状态的照片。
图7是表示因加热温度导致的水银释放量的变化的图。
图8是说明关于本发明的实施方式的水银释放体的吸气效果的实验方法的剖面图。
图9是表示对于H2(氢)的吸气效果的实验结果的曲线图。
图10是表示对于CO2(二氧化碳)的吸气效果的实验结果的曲线图。
图11是表示对于H.C.(烃)的吸气效果的实验结果的曲线图。
图12是表示对于N2+CO(氮+一氧化碳)的吸气效果的实验结果的曲线图。
图13是表示本发明的实施方式的水银释放部的X线分析的测定结果的曲线图。
图14是表示本发明的实施方式的水银释放部的X线分析的测定结果的曲线图。
图15是本发明实施方式1的水银释放体的制造方法的制造工序的工序图。
图16是本发明实施方式2的低压放电灯的制造方法的工序A~G的概念图。
图17是本发明实施方式2的低压放电灯的制造方法的工序H~J的概念图。
图18(a)是包含本发明实施方式3的低压放电灯的管轴的剖面图,(b)是A部的放大剖面图。
图19(a)是包含本发明实施方式4的低压放电灯的管轴的剖面图,(b)是B部的放大剖面图。
图20是本发明实施方式5的背照灯单元的立体图。
图21是本发明实施方式6的背照灯单元的立体图。
图22是本发明实施方式7的液晶显示装置的立体图。
图23是本发明实施方式1水银释放体的变形例1的立体图。
图24(a)是相同水银释放体的变形例1的正视图,(b)是相同水银释放体的变形例1的平面图。
图25是本发明实施方式1的水银释放体的变形例2的立体图。
图26(a)是相同水银释放体的变形例2的正视图,(b)是相同水银释放体的变形例2的平面图。
图27是本发明实施方式1的水银释放体的变形例3的立体图。
图28是本发明实施方式1的水银释放体的变形例3的立体图。
图29是本发明实施方式1的水银释放体的变形例3的立体图。
图30是本发明实施方式1的水银释放体的变形例4的立体图。
图31是本发明实施方式1的水银释放体的变形例5的立体图。
图32是本发明实施方式1的水银释放体的变形例6的立体图。
图33是已有的水银释放体(已有例1)的立体图。
图34是已有的水银释放体(已有例2)的立体图。
符号说明
100、103、105、109、112、113、115水银释放体
10、101、106、110、116水银合金部
20、102、104、111、114、117金属烧结体部
400、500低压放电灯
600、700背照灯单元
800液晶显示装置
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。在下面的附图中,为了使说明简洁化,有时会将本质上具有相同功能的构成要素以相同的符号表示。又,本发明不限于以下的实施方式。
本实施方式的水银释放体100如图1所示,由水银释放部10、覆盖水银释放部10的烧结体层20构成。
水银释放部10由含有从钛(Ti)、锡(Sn)、锌(Zn)以及镁(Mg)中选择出的至少一种的第1金属和水银(Hg)的水银合金构成。另一方面,烧结体层20由含有从铁(Fe)与镍(Ni)中选择出的至少一种的第2金属的材料构成。在这里,第1金属是“与水银形成合金的金属”,另一方面,第2金属是所谓“不与水银形成合金的金属”。
本实施方式的水银释放体100中,由于具有对由含有第1金属(例如钛)与水银的水银合金构成的水银释放部10覆盖由含有第2金属(例如铁)的材料构成的烧结体层20的构造,因此在加热(特别是高频加热)时,能够通过烧结体层20从水银释放部10释放出水银(参照箭头30),其结果是,能够提高水银释放效率。
又,构成烧结体层20的第2金属不限于(仅是)铁或(进士)镍的一种金属,例如也可以使用铁与镍的混合物,或者可以使用镀镍的铁。在铁上镀镍的第2金属可以得到防止铁氧化(防止腐蚀)的效果。又,如果在烧结体层20成型时使用在铁粉中混合镍的混合物,则能够比只使用铁的情况提高耐腐蚀性,同时由于铁粉和镍粉的混合物能够使粒径的变化增大。当粒径的变化变大时,对烧结体层20的气孔率(进而还有热传导率)的控制变得容易(对气孔率后面将进行详细叙述)。又,能够改善铁粉与镍粉的混合粉末的流动性,也能够提高成型时的生产效率。而且,镍与铁相比比热更小,并且热传导率大,因此能够提高烧结体层20的加热效率。
又,以薄铁板覆盖钛与水银的合金的构成(参照图34)的情况下,在使用时切断为适当长度的工序中,存在由于切断而导致从端面洒落水银合金的缺点,而且,在过度加热时有破裂的可能性。
另一方面,本实施方式的水银释放体100,由于具有水银释放部10由烧结体层20覆盖的结构,因此水银释放部10与烧结体层20的紧贴强度高,能够解决水银合金洒落的问题。又,为了说明具有由烧结体层20覆盖水银释放部10的结构的本实施方式的水银释放体100,在图2中表示画面代用的照片。图2中圆圈包围的地方是1个水银释放体100,由于在本实施方式的水银释放部10中,水银释放部10由烧结体层20覆盖,因此避免了水银合金洒落的问题,如图2所示,可以将多数水银释放体100集中收容,例如可以在该状态下输送。
而且,在加热时,通过烧结体20从水银释放部10释放出水银(参照箭头30),因此能够避免由于过度加热导致破裂的问题。
实施方式1
本发明实施方式1的水银释放体的立体图示于图3,其正视图示于4(a),其平面图示于图4(b),其正面照片示于图5(a),其平面照片示于图5(b),其含有长边方向的中心轴X100的剖面的照片示于图5(c)。
本发明实施方式1的水银释放体100(以下称为“水银释放体100”)是水银合金部101与不和水银形成合金的金属的烧结体构成的金属烧结体部102形成为层状。
水银合金部101为例如圆柱状,由与水银形成合金的金属的烧结体与水银的合金构成。所谓“与水银形成合金的金属”是指例如钛(Ti)、锡(Sn)、铝(Al)、锌(Zn)、镁(Mg)、铜(Cu)或他们中的至少2种的合金等那样的,与水银反应形成合金的金属。在其中,当考虑化学性质和工业生产效率(成本等)时,以钛(Ti)、锡(Sn)、锌(Zn)、以及镁(Mg)为宜,进一步钛(Ti)、锡(Sn)、及锌(Zn)更理想,作为典型可以使用钛(Ti)。水银合金部101的尺寸是例如长度L为3mm,外径Di为1mm,水银的含浸量约5mg。
水银合金部101中的与水银形成合金的金属的平均粒径,为了易于含浸水银,与其金属的种类无关,最好都规定在5μm以上40μm以下的范围内。
金属烧结体部102是不与水银形成合金的金属的烧结体构成的,形成多孔状。所谓“不与水银形成合金的金属”是指例如铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)或他们中的至少2种的合金等的难以与水银反应形成合金的金属。在他们之中,当考虑到化学性质和工业生产效率(成本等)时,最好是采用铁(Fe)和镍(Ni)。金属烧结体部102的尺寸是例如长度L为3mm,外径Do为1.4mm。
作为多孔状的金属烧结体部102的气孔率最好是5%以上。在这种情况下,水银容易穿过金属烧结体部102,能够提高水银的含浸效率和释出效率。特别是金属烧结体部102的气孔率在25%以上则更理想。在这种情况下,从水银合金部101释放出的水银更容易穿过金属烧结体部101,能够使水银的释放效率更高。又,金属烧结体部102的气孔率最好是60%以下。当大于60%时由于金属烧结体部102形成许多空穴,因此在例如高频加热水银释放体100时,不但水银合金部101的加热效率降低,而且容易发生加热不均匀,水银释放量容易发生波动。
金属烧结体部102的气孔率以下述公式进行计算。
[公式1]
气孔率%=[1-金属烧结体部的密度/金属烧结体部的理论密度]×100
金属烧结体部102的密度是利用ICP发光分析,调查水银释放体100的组成比例,将构成金属烧结体部102的元素的组成比例乘以水银释放体的重量,求得金属烧结体部102的重量,除以金属烧结体部102的体积求得的。在这里,金属烧结体部102是多孔状的,很难求得其正确体积,因此金属金属烧结体部102的体积使用在金属烧结体部102完全没有空隙时的体积。又,金属烧结体部102的理论密度是指假设金属烧结体部102完全没有空隙求得的架空的密度。
构成金属烧结体部102的金属最好是磁性体。因为能够使用磁体正确、容易地决定制造例如低压放电灯时密闭的玻璃管内配置的水银释放体100的位置。作为磁性体的金属可以选择例如铁(Fe)、镍(Ni)、钴(Co)等。
又,也可以在金属烧结体部102中混合吸气材料。通过混合吸气材料,可以吸附氢气(H2)或氧气(O2)等杂质气体。吸气材料可以使用钽(Ta)、铌(Nb)、锆(Zr)、铬(Cr)、钛(Ti)、铪(Hf)、铝(Al)等,或者是它们的合金、金属间化合物或混合物。
又,最好是水银合金部101的整个表面积中接触金属烧结体部102的部分的表面积的比例在30%以上。在这种情况下,对水银合金部101的加热效率更高,能够得到非常高的水银释放效率。特别是,为了使其加热效率更进一步提高,最好是使水银合金部101的全部表面积中接触金属烧结体部102的部分的表面积的比例为50%以上。又,所谓“接触金属烧结体部102的部分的表面积”是由于金属烧结体部102为多孔状,因此不包含其多孔的内部的空隙的表面积,是从最外表面的轮廓计算出的表面积。
又,不与金属烧结体部102的水银形成合金的金属的粒径最好是在5μm以上40μm以下的范围内。在这种情况下,从水银合金部101释放出的水银容易透过,能够提高水银的释放效率。
又,如图5所示的金属烧结体部102的粒子的形状为鳞片状,但不一定都是鳞片状,也可以是多角形等。但在鳞片状的情况下,能够加大金属烧结体部102的气孔率,从而更进一步提高水银的释放效率。
又,金属烧结体部102的不与水银形成合金的金属的粒子的形状也可以为球状。金属烧结体部102的不与水银形成合金的金属的粒子的形状为球形的情况下的水银释放体100的正面照片示于图6(a),其平面照片示于图6(b)。在这种情况下,能够提高流动性,能够如下所述高效率地进行水银释放体100的成型的挤压工序的挤压成型,能够提高生产效率。
又,金属烧结体部102的形状如图3所示,最好是能够覆盖水银合金部101的外周面的筒状。在这种情况下,高频加热产生的涡流流入筒状封闭的内表面,能够提高水银合金部101的加热效率。
比较实验
本发明人为了确认本发明的实施方式的水银释放体的释放效率,进行了与已有的水银释放体的比较实验。
在实验中使用的试样,作为实施例,使用如图3所示那样的实施方式1的水银释放体100,长度L为3mm,金属烧结体的外径Do为1.4mm,内径Di为1mm。
已有的水银释放体,作为比较例1,使用如图33所示那样的钛与铁的混合粉末的烧结体中含浸水银的释放体,是长度M为3mm,外径N为1.5mm的水银释放体。
又,比较例2使用如图34所示的,以铁薄板覆盖钛与水银的合金的SAES Getters公司制造的STHGS/WIRE/NI/0.8-300的长度P截断为5mm的水银释放体。
又,在实施例、比较例1、比较例2中每一个试样分别含浸约4mg的水银。
实验中,每种试样各制作10个。实验中对每个试样逐个进行加热,测定其水银释放量,求得10个的平均值。各试样的加热温度导致的水银释放量的变化分别示于图7。又,图7中,温度T2表示容纳水银释放体的玻璃管由于该热量而软化变形、破损的可能性开始出现的温度,即工艺上实际能够使用的温度的上限值。
如图7所示,在实施例(图7中实线所示)中,在加热温度T达到温度T1为止的领域时,几乎不释放水银,,而与此相对,在加热温度T达到T2时,水银释放量激增,温度T2时的水银释放量达到比较例1(图7中一点划线所示)的水银释放量的约1.5倍,比较例2(图7中二点划线所示)的1.25倍。
另一方面,比较例1中,从加热温度T达到T1之前的区域就开始释放水银,在加热温度T达到温度T2时,虽然水银释放量增加,但看不到实施例那样的水银释放量。
又,比较例2中,与实施例相同,加热温度T达到温度T1之前的区域时几乎不释放水银,加热温度T达到温度T2时,水银释放量增加,但看不到实施例那样的水银释放量。
最好是将水银释放体的加热温度T的实用范围设定为从水银释放量急剧增加的温度T1到对容纳水银释放体的玻璃管不会产生恶劣影响的温度T2为止,最好是接近温度T2。
可知在这样将加热温度T设定为从T1到T2的区域的情况下,实施例能够释放出最多的水银,即水银释放效率最高。
而且,在加热温度T达到温度T1之前最好是不从水银释放体释放水银。这是因为,难以控制单位时间内的温度上升,不同的水银释放体之间温度上升存在差异,其结果是,如果在加热温度T到达温度T1之前有水银释放,则向玻璃管内释放出的总水银量会有波动。根据这种观点,可知实施例与比较例2是合适的。
因此可以确认,实施例能够抑制水银释放量的波动,同时能够提高水银释放效率。
对于得到上面所述的结果的理由,如下所述进行探讨。
首先探讨在实施例与比较例2中加热温度T达到温度T1之前的区域时,几乎不释放出水银,而与此相对在比较例1中从加热温度T达到温度T1之前的区域就开始释放水银的原因。
这被认为是由于在比较例1的情况下,是在钛与铁的混合粉末的烧结体中含浸水银的水银释放体,因此一部分钛与铁形成合金,在这部分中钛与水银不能够以稳定的状态形成合金,而是以即使是在比较低的温度的情况下(温度T1以下的情况)下也会释放出水银的不稳定的状态合金化。而在实施例与比较例2中,由于钛与铁没有混合,在钛与水银形成合金时,没有上述那样的在不稳定的状态下形成合金的因素。
下面对加热温度T达到温度T2时的实施例的水银释放量达到比较例1的水银释放量的约1.5倍、比较例的约1.25倍的原因进行探讨。
认为是,比较例1的情况下,由于是在钛与铁的混合粉末的烧结体中含浸水银的水银释放体,因此作为高频加热时的热源的铁无序分散,因而产生加热不均,加热效率不良。或是可以认为是在对水银释放体加热时存在加热不均匀,水银只从水银释放体中温度足够高的局部释放出。在比较例2的情况下,虽然不产生这样的加热不均匀,但是被认为是由于钛与水银的合金部分被薄铁板所覆盖,从该部分释放水银变得困难。而且,在比较例2的情况下薄板上有狭缝,因此使得涡流加热效率下降。
针对这些问题,可以认为,实施例中由于不是钛与铁的混合,因此不会产生上述那样的加热不均匀,而且水银合金部101的外侧的金属烧结体部102为多孔状,水银蒸汽容易从金属烧结体部102通过,相对于比较例1与比较例2,得到更高的水银释放效率。
综上所述,如果采用本发明实施方式1的水银释放体的结构,能够抑制水银释放量的偏差,提高水银释放效率。
在如上所述水银合金部101为圆柱状的情况下,水银合金部101的外径最好是水银释放体100的外径的30%以上。在这种情况下,利用高频加热,容易使加热金属烧结体部102的热量传导到水银合金部101,能够高效率地加热水银合金部101,进一步提高水银的释放效率。特别是,水银合金部101的外径与水银释放体100的外径的比例,为了更有效加热水银合金部101,进一步提高水银的释放效率,最好是在60%以上。又,水银合金部101的外径与水银释放体100的外径的比例最好是在95%以下。当形成比95%更大的比例时,金属烧结体部102难以确保加热水银合金部101时所需的充分的热容量,因此水银合金部101的加热效率有可能偏低。
又,金属烧结体部102的厚度最好是10μm以上。因为在金属烧结体部102的厚度薄于10μm时,会有制造上的困难。还有,从以高频加热水银合金部的101的加热效率考虑,金属烧结体部102的厚度最好是50μm以上,250μm以下。
又,金属烧结体部102的外表面的表面粗度(Ra)最好是在1以上。在这种情况下,可以增大金属烧结体部102的外表面积,提高水银合金部101的加热效率以提高水银释放率。特别是,关于金属烧结体部102的外表面的表面粗度(Ra),为了进一步增大金属烧结体部102的外表面积,使水银合金部101的加热效率更进一步提高,使水银的释放效率进一步提高,因此最好Ra是2以上。又,金属烧结体部102的外表面的表面粗度(Ra)最好是10以下。当金属烧结体部102的外表面非常粗时,在制造时会产生利用供料器进行传送等制造上的困难。
又,金属烧结体部102的表面粗度使用キ一エンス株式会社制造的激光显微镜VK-8710进行测定。测定是从一端到另一端并平行于水银释放体100的长边方向的中心轴X100的方向对金属烧结体部102的外周表面进行扫描。该测定是将金属烧结体部102的外周表面的一端的,相等间隔的4个地方作为起始点分别进行测定。而且,计算出这些平均值以求得金属烧结体部102的表面粗度。
又,本发明人发现,由于金属烧结体部102形成多孔状,因此在金属烧结体部102即使不混入吸气材料,本实施方式的水银释放体100也具备吸气剂的效果。不使用吸气材料,而利用本实施方式的水银释放体100得到吸气效果在制造上有极大的技术意义。
下面对于本实施方式的水银释放体100的吸气效果,参照图8~图12进行说明。本实验如图8所示那样进行,图9~图12是表示该实验结构的曲线图。
首先,如图8(a)所示,准备透明玻璃灯泡(玻璃管)210。透明玻璃灯泡210的长边方向的长度为40cm,透明玻璃灯泡210内封入的气体成分220为氖气95%+氩气5%。又,透明玻璃灯泡210的外周上可以配置使用于加热排气的加热器。
在这里,不将水银释放体(以下称为汞汞珠(Hg pellet))配置于透明玻璃灯泡210内,进行排气和密封,测定杂质气体成分的分压。分压的测定使用四极质量分析计进行。测定的杂质气体为H2(氢)、CO2(二氧化碳)、H.C.(碳氢化合物)、N2+CO(氮气+一氧化碳)。又,该实验对上述比较例1和比较例2进行,也对比较例3进行。比较例3是在镍制的金属管中压入以Ti3Hg为主成分的汞合金的汞珠。
接着,如图8(b)所示,将汞珠200(实施例、比较例1、比较例2、比较例3)放入透明玻璃灯泡210内后,将透明玻璃灯泡210内排气并密闭,测定杂质气体成分的分压。
而后如图8(c)所示,对配置于透明玻璃灯泡210内的汞珠200(实施例、比较例1、比较例2、比较例3)进行一分钟的高频加热,测定杂质气体成分的分压。高频加热使用高频加热器250进行。利用该加热从汞珠200释放出水银240(实际上是水银蒸汽)(参照箭头245)。
最后,如图8(d)所示,以400℃加热汞珠200(实施例、比较例1、比较例2、比较例3)5分钟(退火工序),测定杂质气体成分的分压。该加热利用电炉260进行。又,加热后将汞珠200部分气密封。
图9~图12分别表示对H2(氢)、CO2(二氧化碳)、H.C.(碳氢化合物)、N2+CO(氮气+一氧化碳)的各阶段(无汞珠、排气、高频、退火)的测定结构。
从图9可知,实施例的汞珠(水银释放体100)有使H2(氢气)分压下降的效果,即对氢气的吸气效果。对于氢气在排气阶段(图8(b))、高频阶段(图8(c))、退火阶段(图8(d))都表现出良好的吸气效果。
在背照灯的用途中,在玻璃灯泡内混入氢气(H2)时,灯的性能降低,因此可以利用本实施方式的水银释放体100降低氢气分压(浓度)的技术意义重大。又,从图9到图12中的纵轴的分压以mbar(毫巴)的单位表示,而且,例如1.00E-02表示1.00×10-2。
从图10到图12可知,对于二氧化碳、碳氢化合物(H.C.)、氮气+一氧化碳,也观察了杂质气体的分压低下。
又,图1所示的本实施方式的水银释放体100的水银释放部10通过烧结体层20含浸水银,利用使水银与第1金属(在这里是钛)反应形成,但在这种情况下,通过测定可知,该水银合金可以形成为TiHg。由X射线分析得到的测定结果示于图13。
根据图13所示的结果,大致只检测出TiHg的峰值(例如90%以上),而几乎检测不出Ti3Hg。水银释放部10的水银合金大致仅由TiHg构成时,比Ti3Hg更容易分解,因此具有提高释放特性的优点。又,利用水银合金的形成条件,不仅可生成TiHg,也能够生成Ti3Hg。图14中显示了表示TiHg的峰值与Ti3Hg的峰值的测定结果。
接着,对本发明实施方式1的水银释放体的制造方法进行说明。该制造工序的工序图示于图15。
如图15所示,首先准备原料粉末。具体地说,也就是构成水银合金部101的材料的例如钛粉和构成金属烧结体部102的材料的例如铁粉。
混合·混炼工序
接着,将钛粉与铁粉分别添加黏合剂或各种添加剂、水进行混合,充分混炼。黏合剂为例如甲基纤维素。借助于此,制作钛坯土和铁坯土。
挤出成型工序
接着将钛坯土和铁坯土分别投入第1、第2挤出成型机(未图示)。该第2成型机中设置同轴2层挤压用的模具。然后,从第1挤压成型机导出棒状的钛成型体,将该钛成型体导入第2挤出成型机的模具部分,连续形成外侧层叠铁坯土的同轴结构的圆柱状的成型体。而后,进行烘干使该成型体达到规定的硬度为止。又,成型方法不限于挤压成型,也可以使用压制成型,或使钛坯土形成棒状后在泥浆化的铁中浸渍等的方法。
截断工序
接着将成型体切断为规定长度。可以通过调节该截断的长度,将水银释放体100中的水银含浸量调节为所期望的量。又,水银释放体100的水银含浸量除此以外也可以通过改变钛坯土的黏合剂量、水银合金部101的外径、烧结工序的烧结成温度等进行调节。
烧结工序
而后,对成型体在氩气中以例如500℃进行加热,去除成型体内的黏合剂。然后在真空中以例如900℃的温度进行烧结,制作烧结体。
水银含浸工序
其后,将烧结体与水银投入加热容器,使用真空泵抽气使加热容器成真空状态,以500℃~600℃左右的温度长时间,例如12小时~15小时左右进行加热,使钛和水银成为合金。
这时,由于铁与水银形成合金,在铁的烧结体内没有残留水银,在钛的烧结体内形成钛与水银的合金,完成水银释放体100的制作。
实施方式2
本发明的实施方式2的低压放电灯的制造方法是在制造工序中途取出水银释放体,在灯完成后玻璃灯泡内没有水银释放体的状态的低压放电灯的制造方法。
本发明的实施方式2的低压放电灯的制造方法的制造工序的工序A~工序G的概略图示于图16,工序H~工序J的概略图示于图17。
工序A
首先,使准备的直管状的玻璃管300的下端部下垂,浸入槽301内的荧光体悬浊液302中。该荧光体悬浊液302内含有蓝色、红色、绿色的荧光体粒子。使玻璃管内为负压,将槽301内的荧光体悬浊液302吸上来,在玻璃管300内表面上涂布荧光体悬浊液。该吸上来的情况利用光学传感器303检测液面,以此将液面设定于玻璃管300的规定高度。这时液面高度的误差,由于受到荧光体悬浊液302的粘度以及液面的表面张力等的影响,误差比较大,产生±0.5mm左右的误差。
工序B
接着,向大气开放,其后将该玻璃管300的下端部从荧光体悬浊液302中拿上来,将玻璃管300内部的荧光体悬浊液302排出到外部。借助于此,在玻璃管300内周的规定领域将荧光体悬浊液涂布为膜状。
接着,使涂布于玻璃管300内的荧光体悬浊液302干燥后,将刷子等304插入玻璃管300内表面,去除玻璃管300端部的不要的荧光体部分。
然后,将玻璃管300传送到未图示的加热炉内进行燃结,得到荧光体膜305。
工序C
而后,在形成荧光体膜305的玻璃管300的一端部内,插入含有电极306、玻璃珠307以及引线308的电极单元309后,进行临时固定。所谓临时固定,是指对玻璃珠307所在的玻璃管300的外周部分以燃烧器310进行加热,将玻璃珠307的外周的一部分固定于玻璃管300的内周面。由于仅玻璃珠307的外周的一部分固定,因此能够维持玻璃管300的管轴方向的通气性。
工序D
接着,将玻璃管300的上下倒过来,并从刚才的插入电极单元309的一侧的相反侧,将含有与电极单元309实质上相同结构的电极311、玻璃珠312以及引线313的电极单元314插入玻璃管300,而后对玻璃珠312所在的玻璃管300的外周部分以燃烧器315加热,封闭玻璃管300,实施气密密封(第1密封)。又,偏离第1密封的密封位置的设定值的误差约为0.5mm左右。
又,关于工序C中的电极单元309的插入位置以及工序D中的电极单元314的插入,最好是调整其插入量,使得位于从下述的密封后的玻璃灯泡402的两端部分别延伸的荧光体层405不存在的区域的长度不同的位置。在这种情况下,另一端部的电极单元314与一端部的电极单元309相比,插入到比与荧光体膜305重叠的位置更深的位置。认为这样的结构合适的理由如下所述。即在灯的一端部与另一端部往往会产生荧光体层405的厚度差异,当多支灯在相同方向上装入背照灯单元等照明装置中时,作为整个照明装置会产生辉度不均。为了防止发生这种情况,考虑使例如灯的一端部与另一端部交替地将灯装入照明装置。这时,使用传感器等能够自动地容易地识别灯的一端部和另一端部。如果传感器使用200万像素的图像传感器,可以将1个像素设定为0.1mm,因此能够实现以0.1mm为单位的测定精度。
如果考虑了这些事情,在玻璃灯泡401的一端部与另一端部如果荧光体层404不存在的区域的长度的差至少为2mm以上,则能够更可靠地使用传感器识别长边方向的方向。
又,如果在玻璃灯泡401的一端部与另一端部,荧光体层404不存在的领区域的长度的差至少为3mm以上,则能够更准确地用传感器识别长边方向的方向。在这种情况下,图像传感器也可以是以0.5mm为单位的测定精度的传感器。又,长度差的上限值为例如8mm左右。因为在大于8mm时,对发光没有贡献的荧光体层404不存在的区域变长,难以确保有效的发光长度。
工序E
接着,玻璃管300中,电极单元309与靠近该电极单元309一方的玻璃管300的端部之间的一部分用燃烧器316加热后直径缩小,形成缩颈部分300a。而后将本发明实施方式1的水银释放体100从该端部投入玻璃管300内,挂在缩颈部分300a上。
工序F
接着,按顺序进行玻璃管300内的排气和对玻璃管300内充填封入气体的操作。具体地说,将送排气装置(未图示)的头部装入玻璃管300的水银释放体100侧端部,首先,将玻璃管300内部抽真空,同时利用加热装置(未图示)从外围对整个玻璃管300进行加热。借助于此,将包括进入荧光体膜305的杂质气体的玻璃管300内的杂质气体排出。加热停止后,充填规定量的封入气体(例如氩气:95%,氖气5%的分压比的混合气体那样的混合稀有气体等)。
工序G
一旦充填封入气体,就用燃烧器317加热玻璃管300的水银释放体100的侧端部。
工序H
接着,在图8所示的工序H中,利用配置于玻璃管300周围的高频振荡线圈(未图示)对水银释放体100进行感应加热以从水银释放体100释放出水银(水银释放工序)。又,水银释放体100的加热方法可以使用例如光加热那样的各种公知的方法。其后在加热炉318内加热玻璃管300,使释放出的水银向电极单元314的电极311一方移动。
工序I
而后,对玻璃珠307所处的玻璃管300的外周部分用燃烧器319加热,将玻璃管300封闭,进行气密密封。与该一端部的密封位置的设定值的误差和另一端部相同,为±0.5mm左右。
工序J
接着,将玻璃管300中比所述一端部更靠水银释放体100一侧的端部部分切下。
这样就完成了低压放电灯的制作。
如上所述,如果采用本发明实施方式2的低压放电灯的制造方法,由于使用水银释放效率好的水银释放体100,因此能够减少水银释放体100中含浸的水银量,换句话说,可以减少灯中的水银使用量,减小环境的负担。
实施方式3
含有本发明实施方式3的低压放电灯400(以下简称为“灯400”)的管轴的剖面图示于图18(a),A部的放大剖面图示于图18(b)。如图18(a)所示,灯400为冷阴极荧光灯,不同于利用本发明实施方式2的低压放电灯的制造方法制造的低压放电灯,灯400内部留有水银释放体401。
灯400由玻璃灯泡402、电极403以及引线404构成。玻璃灯泡402为直管状,相对于其管轴垂直切断的面为大致圆形。该玻璃灯泡402例如外径为3.0mm,内径为2.0mm全长750mm,其材料为硼硅酸玻璃。下面所示的灯400的尺寸是对应于外径为3.0mm,内径为2.0mm的玻璃灯泡402的尺寸的值。又,在其为冷阴极荧光灯的情况下,最好是内径为1.4mm~7.0mm,壁厚在0.2mm~0.6mm范围内,全长为1500mm以下。这些值是一个例子,但是并不限于这些值。
在玻璃灯泡402的内部,水银相对于玻璃灯泡402的容积以规定的比例,例如0.6mg/cc封入,并将氩气和氖气等的稀有气体以规定的封入压力、例如60Torr封入。又,作为上述稀有气体,使用氩气与氖气(Ar=5%,Ne=95%)的分压比的混合气体。
又,玻璃灯泡402的内表面上形成荧光体层405。荧光体层405使用的荧光体粒子以例如红色荧光体粒子(Y2O3:Eu3+)、绿色荧光体粒子(LaPO4:Ce3+,Tb3+)、蓝色荧光体粒子(BaMg2Al16O27:Eu2+)构成的荧光体形成。
又,玻璃灯泡402的内表面与荧光体层405之间也可以设有例如氧化钇(Y2O3)等的金属氧化物保护膜(未图示)。
还有,从玻璃灯泡402的两端部向外部导出引线404。引线404是通过玻璃珠406密封于玻璃灯泡402的两端部中的引线。
该引线404是例如钨构成的内部引线404a和镍构成的外部引线404b的连接线。内部引线404a的线径为1mm,全长3mm,外部引线404b的线径为0.8mm,全长5mm。
在内部引线404的前端部固定着空洞型的、例如有底筒状的电极403。该固定是利用例如激光焊接接进行的。
电极403的各部分的尺寸为例如电极长5mm、外径1.70mm、内径1.50mm、壁厚0.10mm。
如图9(b)所示,至少一方的内部引线404a的电极403与玻璃珠406之间固定着水银释放体401。水银释放体401是在本发明实施方式1的水银释放体100形成内部引线通过用的贯通孔401a的水银释放体。又,水银释放体401也可以不是固定于引线404,而固定于电极403。
如上所述,如果采用本发明实施方式3的低压放电灯的结构,则使用了水银释放效率良好的水银释放体401,所以可以减少水银释放体401中含浸的水银量,换句话说,能够减少相对于灯的水银使用量,减少环境负担。
实施方式4
本发明实施方式4的低压放电灯(以下简称为“灯500”)的包含管轴的剖面图示于图19(a),B部的放大剖面图示于图19(b)。如图19(a)所示,灯500为热阴极荧光灯,不同于利用本发明实施方式3的低压放电灯的制造方法制造的低压放电灯,灯500内部残留有水银释放体401。
灯500是热阴极荧光灯,由玻璃灯泡501与电极502构成。
玻璃灯泡501为例如全长1010mm、外径为18mm、壁厚0.8mm的灯泡,其两端封装着电极支架(mount)502。
在玻璃灯泡501的内表面上,预先形成荧光体层405,在玻璃灯泡501的内部封入水银(例如4mg~10mg)外,作为缓冲气体,以例如600Pa的封入气压封入氩(Ar)以及氪(Kr)的混合气体(例如Ar=50%,Kr=50%的分压比的混合气体)。
如图19(a)所示,电极支架502是所谓的玻璃珠支架,由以钨制灯丝电极503、托持该灯丝电极503的一对引线504、以及固定支持该一对引线504的玻璃珠505构成。
如图19(b)所示,在至少一方的电极支架502的引线504上固定着水银释放体401。但是,在这里使用的水银释放体401的贯通孔401a是与引线504的线径吻合的贯通孔。
将电极502中的在玻璃灯泡501的端部密封的是引线504的一部分,具体地说,是从玻璃珠505向灯丝电极503的相反侧延伸的部分。又,电极支架502在玻璃灯泡501上的封装是利用例如捏紧(pinch)密封法进行的。
又,玻璃灯泡501的至少一方的端部上,安装着排气管余部506,同时还有安装有电极502。该排气管余部506是在封装电极支架502后将玻璃灯泡501内排气或将上述封入气体封入时使用,对玻璃灯泡501的内部封入气体的操作一旦结束,就在排气管余部506中的处于玻璃灯泡501的外部的部分进行例如将玻璃管加热熔化的密封。
如上所述,如果采用本发明实施方式4的低压放电灯500的结构,因为使用了水银释放效率良好的水银释放体401,所以能够减少水银释放体401中含浸的水银量,换句话说,就是能够减少灯中的水银使用量,减小环境负担。
实施方式5
本发明实施方式5的背照灯单元600的分解立体图示于图20。本发明实施方式5的背照灯单元600是正下方式的,具备一个面开放的正方体形状的筐体601、容纳于该筐体601内部的多个灯400、将灯400电气连接于点灯电路(未图示)用的一对插座602、覆盖筐体601的开口部的光学片类构件603。又,灯400是本发明实施方式3的低压放电灯400。
筐体601是用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂制造的,其内表面蒸镀银等金属形成反射面604。又,筐体601的材料也可以利用树脂以外的材料,例如铝或冷钆材料(例如SPCC)等金属材料构成。又,内表面的反射面604除了金属蒸镀膜外,还可以使用例如将在PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)树脂中添加碳酸钙、二氧化钛等以提高反射率的反射片贴在筐体601上的反射面。
筐体601内部配置插座602、绝缘体605以及盖606。具体地说,插座602对应于灯400的配置,分别保持空出规定间隔设置于筐体601的短边方向(纵向)。插座602是加工不锈钢或磷青铜板材得到的插座,具有嵌入外部引线404b的嵌入部602a。于是,推开嵌入部602a使其弹性变形,将外部引线404b嵌入。其结果是,嵌入嵌入部602a的外部引线404b借助于嵌入部602a的恢复力压住该外部引线,使其不容易脱开。借助于此,能够容易地在嵌入部602a中嵌入外部引线404b,而且不容易脱开。
插座602以绝缘体605覆盖,以使相互邻接的插座602彼此之间不会短路。绝缘体605用例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)树脂构成。绝缘体605不限于上述结构。插座602处于灯400工作中形成比较高的温度的内部电极403的近旁,因此绝缘体最好是由有耐热性的材料构成。有耐热性的绝缘体605的材料可以使用例如PC(聚碳酸酯)树脂或硅胶等。
筐体601的内部也可以在需要的地方设置灯座607。在筐体601内侧的固定灯400的位置的灯座607是用例如PC(聚碳酸酯)树脂制造的,有能够顺应灯400的外表面形状那样的形状。所谓“需要的地方”是指像灯400的长边方向的中央部附近那样的,在灯400为例如全长超过600mm那样的长尺寸灯的情况下,为了避免灯400的弯曲需要使用灯座的地方。
盖606是隔开插座602与筐体601的内侧的空间的盖,由例如聚碳酸酯(PC)树脂构成,对插座602的周边进行保温,同时通过至少使筐体601一侧的表面形成高反射性,能够使灯400的端部的辉度下降减小。
筐体601的开口部以透光性光学薄片类构件603覆盖,使其密闭,不让垃圾、尘埃等异物进入其内部。光学薄片类构件603是扩散漫射板608、漫射扩散片609以及透镜片610叠层形成的。
漫射扩散板608是例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)树脂制的板状体,配置于塞住筐体601的开口部的位置上。漫射扩散片609为例如聚酯树脂制。透镜片610为例如丙烯系树脂片和聚酯树脂片的贴合。这些光学薄片类构件603分别在漫射扩散板608上按顺序重叠进行配置。
如上所述,如果采用本发明实施方式5的背照灯单元600的结构,由于是使用水银使用量少的灯,因此能够实现环境负担荷小的背照灯单元。
实施方式6
图21是本发明实施方式6的背照灯单元的部分切开的立体图。本发明实施方式6的背照灯单元700为侧灯方式,由反射板701、灯400、插座(未图示)、导光板702、漫射扩散片703以及等离子体薄片704构成。
反射板701包围着除液晶面板一侧(箭头Q)外的导光板702的周围配置,由覆盖底面的底面部701b、覆盖除配置灯400的一侧外的侧面的侧面部701a、以及覆盖灯400周围的曲面状的灯的侧面部701c构成,将从灯射出的光线从导光板702向液晶面板(未图示)侧(箭头Q)反射。又,反射板701是由在例如胶片状的PET上蒸镀银的构件或与铝等金属箔叠层形成的构件等构成的。
插座具有与本发明实施方式5的背照灯单元600中使用的插座602实质上相同的结构。又,图21中,为了图示的方便,省略了灯400的端部。导光板702是将反射板反射的光导入液晶面板一侧用的构件,由例如透明光性塑料构成,重叠于设置在背照灯单元700的底面的反射板701a上。又,材料可以使用聚碳酸酯(PC)树脂或COP(Cycloolefin;环烯烃)系树脂。
漫射扩散片703是用于扩大视野的构件,是由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂或聚酯树脂树脂制造的,具有漫射扩散、透射过功能的胶薄片构成的,叠层于导光板702上。
等离子体片704是用于提高辉度的构件,由将例如丙烯系树脂与聚酯树脂贴合的薄片构成,叠层于漫射扩散片703上。又可以在等离子体片704上再叠层漫射扩散板。
又,本实施方式的情况下,也可以是除去灯400周边方向的一部分(插入背照灯单元700中的情况下的导光板702一侧)外,在玻璃灯泡402的外表面上设置反射片(未图示)的孔(aperture)型灯。
如上所述,如果采用本发明实施方式6的背照灯单元700的结构,由于使用水银使用量少的灯,因此能够实现环境负担小的背照灯单元。
实施方式7
本发明实施方式7的液晶显示装置的概要示于图22。如图22所示那样,液晶显示装置800为例如32英寸电视机,具备含有液晶面板等的液晶画面单元8010、本发明实施方式5的背照灯单元600、以及点灯电路802。
液晶画面显示单元801为公知的液晶画面显示单元,具备液晶显示面板(彩色滤色胶片基板、液晶、TFT基板等)(未图示)、驱动模块等,根据来自外部的图像信号形成彩色图像。
点灯电路802点亮背照灯单元600内部的灯400。而且灯400以点灯频率40kHz~100kHz,灯电流3.0mA~25mA的条件工作。
又,在图22中,对作为液晶显示装置800的光源装置,在本发明实施方式5的背照灯单元600中插入实施方式1的低压放电灯400的情况进行了说明,但不限于此,也还可以使适用本发明实施方式4的低压放电灯500。又,对于应背照灯单元,也可以使用本发明实施方式6的背照灯单元700。
如上所述,如果采用本发明实施方式7的液晶显示装置的结构,由于使用水银使用量少的灯,因此能够实现环境负担荷小的液晶显示装置背照灯单元。
<变形例>
以上,根据上述个实施方式中所示的具体例对本发明进行了说明,但是当然本发明的内容不限于上述各实施方式所示的具体例,例如,也可以使用下面所述的变形例。
1.水银释放体的变形例
(1)变形例1
本发明实施方式1的水银释放体的变形例1的立体图示于图23,其正面图示于图24(a)、其平面图示于图24(b)。本发明实施方式1的水银释放体的变形例1(以下简称为“水银释放体103”)与本发明实施方式1的水银释放体100其外形形状不同。因此,对其该形状进行详细说明,其他方面省略。
水银释放体103端部形成圆锥形。具体地说,水银释放体103的金属烧结体部104的端部形成圆锥形状104a。
水银释放体103其端部形成圆锥形状,因此在传送时,可以防止其与他水银释放体冲突造成损坏。又,水银释放体103的端部形成圆锥形状,因此在制作细管的低压放电灯时,能够容易地将水银释放体103投入玻璃管中。又,也可以是水银释放体103仅一端部形成圆锥形状。
(2)变形例2
图25是本发明实施方式1的水银释放体的变形例2的立体图,其正面图示于图26(a)、其平面图示于图26(b)。本发明实施方式1的水银释放体的变形例2(以下简称为“水银释放体105”),其水银合金部106的形状与本发明实施方式1的水银释放体100不同。因此对其形状进行详细说明,对其其他方面省略其说明。
水银释放体105为水银合金部106的例如包含中心轴的其轴方向上形成贯通孔106a的筒状。
水银释放体105形成为筒状,因此水银从其内表面与金属烧结体102一侧两个侧面释放出来,可以提高水银的释放效率。又可以在,水银释放体105的内表面上还可以形成金属烧结体部102。在这种情况下,高频加热时,高频加热的涡电流也到达水银释放体105的内表面,可以提高水银合金部106的加热效率,并且能够进一步提高水银的释放效率。
又,如图25与26所示的,水银释放体形成为圆筒状,但不限于此,也可以形成多边角形的筒状。
贯通孔106a的外径Dh相对于水银合金部106的外径Di的比例最好是在50%以上,60%以下。因为在这种情况下,如果当Dh过小,的时则释放效率就不那么高,又,当过大时,不能够得到规定的水银含浸金量,而且加热效率也降低了。
(3)变形例3
本发明实施方式1的水银释放体的变形例3的立体图示于图27。本发明实施方式1的水银释放体的变形例3(以下称为“水银释放体109”)与本发明实施方式1的水银释放体100其形状不同。因此,对其形状进行详细说明,其他方面说明省略。
水银释放体109为平板状。具体地说,水银释放体109在平板状的水银合金部110上叠层金属烧结体部111。即如果水银释放部体110利用烧结体部111进行覆盖,那么也可以采用图27所示的结构(109)。水银释放体109可以利用薄片加工方法,以压力成型加工工艺进行制作,因此能够哪个使制造工序进一步更简化。
又,图27所示的水银合金部110的与金属烧结体部111的相反一对侧的面上也叠层金属烧结体部111,水银合金部110由两个金属烧结体部111夹着。在这种情况下,水银合金部110的加热效率提高了,并能够进一步提高水银的释放效率。但也可以采用图27所示的结构(平板状的结构)以外的其他结构。
例如,图28所示的水银释放体109是使图27所示的平板状结构屈曲形成大致为圆筒状的结构的构件。或者,图29所示的水银释放体109也可以形成水银合金部110的端面以金属烧结体部111覆盖的结构。图29所示的结构的情况下,水银合金部110的端面以金属烧结体部111覆盖,表面与里面连续,因此能够得到提高涡电流的效率的效果。
又,如果水银释放部110由烧结体部111覆盖,也可以能够在水银释放体的一部分(烧结体部的一部分)上设置狭缝。
图28以及图29所示的结构也可以说是在水银释放体的一部分上形成狭缝的形态,例如可以与图3所示的水银释放体100的长边方向的中心轴X100平行地设置狭缝,或者也可以将其垂直设置、斜向设置。
水银释放体在金属烧结体部的一部分上设置狭缝时,容易使水银从狭缝部分放出,有使水银释放效率更高的可能性,另一方面,也会产生由于狭缝的存在导致涡电流效率低下的问题,因此在形成狭缝的情况下设计上有必要认真考虑。
(4)变形例4
本发明实施方式1的水银释放体的变形例4的立体图示于图30。本发明实施方式1的水银释放体的变形例4(以下称为“水银释放体112”)是将本发明实施方式1的水银释放体的变形例3卷为螺旋状的释放体。具体地说,将金属烧结体部111与水银合金部110叠层的叠层体东西卷为螺旋状,并且最终使金属烧结体部111形成为外侧。在这种情况下,可以将水银合金部110的一面用金属烧结体部111覆盖,也可以将水银合金部110的两面用金属烧结体部111覆盖。
这样的水银释放体112,包括其内部,整体上利用高频进行加热,因此能够进一步提高水银的释放效率。
(5)变形例5
本发明实施方式1的水银释放体的变形例5的一部分切开的立体图示于图31。本发明实施方式1的水银释放体的变形例5(以下简称为“水银释放体113”)与本发明实施方式1的水银释放体100其形状不同。因此,对其形状进行详细说明,其他方面的说明省略。
水银释放体113在棒状的水银合金部101上卷绕带状的金属烧结体部114。借助于这种该结构,即使不同时将挤压出水银合金部101和金属烧结体部114同时挤压出,水银释放体113也能够通过在形成作为水银合金部113的棒状体的土坯土后卷绕作为金属烧结体部114的土坯土来成型。
(6)变形例6
本发明实施方式1的水银释放体的变形例6的一部分切开的立体图示于图32。本发明实施方式1的水银释放体的变形例6(以下简称为“水银释放体115”)与本发明实施方式1的水银释放体100其形状不同。因此,对其形状进行详细说明,其他的方面的说明省略。
水银释放体115为球状,在球状的水银合金部116的外侧整体上叠层金属烧结体部117。
水银释放体115被金属烧结体部117覆盖其外侧全部,在传送水银释放体115时,可以不直接接触含浸水银的水银合金部地进行工作,因此能够提高工作的安全性。又,如果水银合金部16全部用金属烧结体117覆盖,也可不限于球状,也可以是例如多面体形状等(例如剖面为矩形、剖面为六流角形等)。在为球状的情况下,由于没有角,能够防止因为传送时水银释放体彼此冲撞突引起的损伤。又,在球状的情况下,输送时能够比其他形状更紧密装填于输送容器中,因此能够提高输送效率。
又,虽然与本发明的技术思想在本质上不同,日本特开平4-341748号公报公开了在释放水银的水银释放结构体的一端部安装用于焊接金属帽或金属棒的薄构件的构造。但是,该公报中所示的结构,是与本实施方式的水银释放体100那样能够提高水银释放效率的技术大相径庭,在焊接接作业中不会发生水银气体,能够安全地进行焊接工作的技术。
工业适用性
本发明是能够广泛使用于水银释放体、使用水银释放体的低压放电灯的制造方法以及低压放电灯。
Claims (26)
1.一种水银释放体,其特征在于,具备
由含有从钛(Ti)、锡(Sn)、锌(Zn)以及镁(Mg)中选择出的至少一种的第1金属和水银(Hg)的水银合金构成的水银释放部;以及
覆盖所述水银释放部,含有从铁(Fe)和镍(Ni)中选择出的至少一种金属的第2金属的材料构成的烧结体层。
2.权利要求1所述的水银释放体,其特征在于,
所述烧结体层形成为多孔状。
3.权利要求1所述的水银释放体,其特征在于,
构成所述烧结体层的材料的粒子形状为鳞片状。
4.权利要求1所述的水银释放体,其特征在于,
构成所述烧结体层的材料的粒子形状为球状。
5.权利要求1~4中任一项所述的水银释放体,其特征在于,
所述烧结体层的气孔率为5%以上。
6.权利要求1或2所述的水银释放体,其特征在于,
所述水银释放部为圆柱状,
所述烧结体层为圆筒状,
在所述烧结体层的圆筒状的中央部安装所述圆柱状的所述水银释放部。
7.权利要求1~3的任一项所述的水银释放体,其特征在于,
所述第1金属为钛(Ti),
所述第2金属为铁(Fe)。
8.权利要求1所述的水银释放体,其特征在于,
所述水银合金为TiHg。
9.权利要求1所述的水银释放体,其特征在于,
所述水银释放部通过所述烧结体层含浸水银,通过使该水银与所述第1金属反应而形成。
10.权利要求1所述的水银释放体,其特征在于,
所述烧结体层为由所述第2金属构成的金属烧结体层,
所述金属烧结体层为磁性体。
11.一种水银释放体,其特征在于,水银合金部与由不和水银形成合金的金属的烧结体构成的金属烧结体部形成层状,所述金属烧结体部为多孔状。
12.权利要求11所述的水银释放体,其特征在于,
所述水银合金部由与水银形成合金的金属的烧结体、和水银的合金构成。
13.权利要求11或12所述的水银释放体,其特征在于,
不与所述金属烧结体部的水银形成合金的金属是磁性体。
14.权利要求11~13的任一项所述的水银释放体,其特征在于,
不与所述金属烧结体部的水银形成合金的金属的粒子的形状为鳞片状。
15.权利要求11~13的任一项所述的水银释放体,其特征在于,
不与所述金属烧结体部的水银形成合金的金属的粒子形状为球状。
16.权利要求11~15的任一项所述的水银释放体,其特征在于,
所述金属烧结体部的气孔率为5%以上。
17.权利要求11~16的任一项所述的水银释放体,其特征在于,
所述水银合金部为棒状,是在其周围使金属烧结体部叠层形成的。
18.权利要求11~16的任一项所述的水银释放体,其特征在于,
所述水银合金部为圆柱状的棒状,其外周面上层叠所述金属烧结体部,所述水银合金部的外径为所述水银释放体的外径的30%以上。
19.权利要求11~18的任一项所述的水银释放体,其特征在于,
所述水银合金部上形成贯通孔并形成为筒状。
20.权利要求11~19的任一项所述的水银释放体,其特征在于,
所述金属烧结体部的厚度为10μm以上。
21.权利要求11~20的任一项所述的水银释放体,其特征在于,
所述水银合金部的全部表面积中接触所述金属烧结体部的部分的表面积的比例为30%以上。
22.权利要求11~21的任一项所述的水银释放体,其特征在于,
所述金属烧结体部中混有吸气材料。
23.一种低压放电灯的制造方法,其特征在于,
含有将权利要求1~22中的任一项所述的水银释放体插入玻璃管的内部的工序。
24.一种低压放电灯,是由玻璃灯泡、配置于所述玻璃灯泡内部的电极、以及支持所述电极,密封于发光管的至少一端部上的引线构成的低压放电灯;其特征在于,
在所述发光管的内部,所述引线或所述电极上,固定权利要求1~22中的任一项所述的水银释放体。
25. 一种背照灯单元,其特征在于,具备权利要求2 4所述的低压放电灯。
26. 一种液晶显示装置,其特征在于,具备权利要求2 5所述的背照灯单元。
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