CN1622278A - 消除了外部电极漏光的外部电极型放电灯 - Google Patents

Abstract

本发明的外部电极型放电灯具有形成密闭的中空空间的透光性及电绝缘性的外围器。在外围器的内部密封了放电介质。在外围器的外表面设有用于在放电介质中引起介质阻挡放电的外部电极。外部电极由导电材料的板构成，通过设置在外围器的外表面整个圆周方向上的焊料而焊接在外围器的外表面上。

Description

消除了外部电极漏光的外部电极型放电灯

技术领域

本发明涉及一种外部电极型放电灯及其制造方法，尤其是适于用作较大画面的液晶显示装置的背光光源的外部电极型放电灯。

背景技术

放电灯的用途之一是用作液晶显示装置的背光光源。背光是指从背面照亮液晶显示面板。该背光的构成，从作为光源的放电灯的配置而言，有边缘光(エツジライト)方式和称为直下型的方式。在边缘光方式的背光中，作为光源的放电灯被配置在液晶显示面板边缘的外侧，放电灯发出的光由导光板导向液晶显示屏的背面。而直下型的背光则是将作为光源的放电灯配置在液晶显示屏的背面，放电灯发出的光可直接照射液晶显示屏的背面。

这里的液晶显示面板从画面尺寸的观点而言，有两种用途，一种是用于移动电话机及笔记本电脑的显示器之类，画面尺寸较小即可适用；另一种则是用于液晶电视机之类，画面越大越好。而且，以往，可用较小画面尺寸应对的情况下，大多采用边缘光方式、将冷阴极放电灯作为光源的背光。与之相对应，用于液晶电视机等要求有大画面的液晶显示面板则大多采用直下型，使用以外部电极型的水银荧光灯作为光源的背光。

大画面的液晶显示装置之所以要使用直下型的背光是出于下述原因。即，需要大画面的液晶电视机等要求画面的辉度高。因此，需要提高背光的辉度，为此不得不增加构成光源的灯的数量。在此情况下，若采用边缘光方式的背光，会出现许多灯重迭配置的情况，使显示面板的厚度增大。与之相反，若采用直下型的背光，由于作为光源的灯平面排列，因而即使增加灯的数量也不会改变显示面板的厚度。因此，通过采用直下型的背光，很容易将大画面的液晶显示装置制作成薄型的理想结构。

此外，大画面的液晶显示装置的背光之所以使用外部电极型的放电灯，是出于以下原因。一般，放电灯显示出负的电流—电压特性，通过设置被称为镇流电容器的电容，将其负特性补偿为正特性。因此，当使用冷阴极放电灯，需要增加灯的数量时，就得按照灯的数量增加镇流电容器的数量。从而用于点灯的电源体积增大，同时高成本化。另一方面，采用外部电极型放电灯的情况下，玻璃管等外围器本身即形成具有镇流电容器功能的电容，可谓放电灯自身就带有电容器。极端一些，没有必要为每一个灯配置专用的电容器，因此，即使灯的数量增加电源体积也不会出现大型化。

图1A、1B示出现有的外部电极型放电灯的基本结构。该现有技术例的外部电极型放电灯是水银荧光灯，具有圆筒形的玻璃管1。玻璃管1由例如硼硅酸玻璃等构成。在玻璃管1两端部的外表面分别设有外部电极2A、2B，上述电极彼此处于绝缘状态。玻璃管1为中空，在其内部形成密闭的空间(放电室)。在放电室内密封了构成放电介质的气体，如氙与水银蒸气的混合气体、或该混合气体与氩及氖等其它稀有气体的混合气体。密封压力为1.3×10³～40×10³Pa(10～300Torr)左右。

有关放电的基本构成是上述的玻璃管1、放电介质的气体、外部电极2A、2B三部分。但除此之外，在玻璃管1的面对放电室一侧的内表面设有荧光体层4。荧光体层4具有将因放电在玻璃管1内生成的紫外线变换为例如可视光之类其它波长的光的功能。此外，在玻璃管1内表面的位于外部电极2A、2B下方的部分形成保护层3。该保护层3具有保护玻璃管1的内表面的功能，由例如氧化钇等金属氧化物构成。

在具有上述构成的外部电极型水银荧光灯中，从外部的电源装置15向两个外部电极2A、2B间施加例如频率为10～100kHz、电压为1～10kV左右的交流电。这样一来，即在放电室内产生将玻璃管1的壁作为介质的介质阻挡放电。而且，通过该介质阻挡放电产生的紫外线激励荧光体层4。荧光体层4因激励而发光，即，通过这样将紫外线转换为其它波长的光。转换后的光通过玻璃管1照射到外部。

作为此处的外部电极2A、2B的结构，以往，使用粘合剂将铝箔、铜箔之类的金属箔贴到玻璃管上的结构已被公知(例如，可参照特开平11-040109号公报的(0023)段，以及特开2003-229092号公报的(0027)、(0032)～(0035)、(0037)、(0043)段，及图3)。

特开平11-040109号公报中还公开了作为外部电极采用金属薄膜的技术。金属薄膜的形成采用了溅射法或真空蒸镀法等物理沉积法。除此之外，该公报还公开了将导电胶涂布到玻璃管的外表面上，使之干燥后形成外部电极的方法。导电胶的涂布采用了印刷及浸渍等方法。

上述的特开平11-040109号公报记载的外部电极都是以导电性薄膜作为外部电极的。公知的是，采用这种导电性薄膜的外部电极，除此之外，还有用电镀法形成的金属层、通过将金属箔卷绕到玻璃管上而形成等等。此外，还有将预先在金属箔的一面上涂布粘接剂及粘合剂制作而成的金属带卷绕到玻璃管上的方法。

然而，当把外部电极型放电灯用作大画面液晶显示面板的背光光源的情况下，正如前面所述，要求背光、即构成其光源的放电灯具有高的辉度。很显然，随着灯的放电电流增大，其发热量也会不可避免地增大。在此情况下，由于通过上述导电薄膜获得的散热效果很小，因而产生玻璃管温度上升→玻璃的绝缘性下降→电流增大→发热量增大→玻璃管的温度进一步上升的恶性循环。其结果是很容易在玻璃管的外部电极下方产生孔穴。

此外，当使用导电性薄膜作为外部电极时，总体而言其制造工序复杂，容易制造成本升高。例如，当使用溅射法及真空蒸镀法沉积出的金属薄膜形成为外部电极时，需要形成与外部电极的形状相对应的掩模，或者在形成金属薄膜后进行蚀刻。当使用导电胶的情况下，需进行导电胶的涂布与干燥等操作。当利用粘接剂或粘合剂粘贴金属箔时，需进行仅在需要粘接剂或粘合剂的部位涂布的工序。即使在将金属箔卷绕到玻璃管上，或卷绕在金属箔上涂布了粘接剂或粘合剂后形成的金属带的情况下，仍需要进行卷绕金属箔或金属带的操作。

于是，考虑将金属板之类有一定厚度的材料制成的环形件从一端沿轴线方向套到玻璃管1上，将该金属板作为外部电极使用。这样一来可望简化形成外部电极的操作。此外，由于外部电极有一定的厚度，因而其散热性能也有望改善。特开2003-017005号公报的(0003)段、(0030)～(0032)段、图9及图11，特开平8-273625号公报的(0013)～(0015)段、图1，特开2004-079267号公报的(0016)～(0018)段、图1、图2即公开了此种将环形金属板作为外部电极使用的放电灯的一例。

特开2003-017005号公报记载的放电灯将具有弹性、剖面呈C字形的金属导体沿管轴方向从一端套到玻璃管1上，将该金属导体作为外部电极。特开平8-273625号公报公示了将磷青铜之类富有弹性的金属板加工成剖面为C字形，沿轴线方向从一端将其套到玻璃管1上作为外部电极。如上所述，通过将较厚的金属板作为外部电极来增加其散热性。此外，由于仅仅通过使用弯曲成C字形的具有弹性的金属板，将该金属板从一端套到玻璃管上既可形成外部电板，因此提高了制造时的操作性。

但是，若仅仅如上所述将C字形的环形金属板套到玻璃管上，在玻璃管与金属板之间很容易出现接触不均匀的地方。其结果是无法在玻璃管与外部电极的整个接触面上形成玻璃管与外部电极的有效接触，即有效接触面积减少，从而使提供给灯的功率相应减少。此外，放电电流容易集中到接触电阻小的部位。其结果是，在放电电流集中的部位，产生发热→玻璃的绝缘性下降→电流进一步集中→发热加剧的恶性循环，同样容易在玻璃管上产生孔穴。

而在上述特开2003-017005号公报及特开平8-273625号公报中公示出当采用C字形的金属板构成的上述外部电极时，改善玻璃管与外部电极间接触状态的不均匀的对策。即，公示出在玻璃管外表面的外部电极下方部位预先卷绕具有可塑性的导电材料。在此种构成中，通过在该可塑性导电材料上套上由C字形的金属板构成的外部电极，改善接触状态的不均匀。形成外部电极的衬底的可塑性导电材料可采用在金属箔的背面涂布了粘合材料的金属带及使用银浆料。若采用此种构成，因制造工序复杂，无法避免增加制造成本，但确实可改善玻璃管与外部电极间的接触状态的不均匀。

特开2004-079267号公报中公示出用导电性粘合剂将金属制的C字形的外部电极粘合到玻璃管上的技术。该技术虽然不是将改善外部电极与玻璃管的接触状态的不均匀作为直接目的，但可推测出确能改善接触状态的不均匀。

在上述现有技术的外部电极型放电灯中，若考虑到高辉度化、即放电电流的高电流化，与用金属箔、溅射法及真空蒸镀法成膜的金属层、涂布导电胶的或金属电镀的薄膜状外部电极相比，最好使用有一定厚度的金属板。尤其是，若采用将金属板加工成C字形环状，并使之具有弹性的构成，将玻璃管插入C字形环的内侧、在玻璃管上被覆外部电极的方法，在制造更为容易这一点上也很有利。

然而，C字形状的外部电极存在C字形的缺口处漏光的问题。在将灯作为液晶显示装置的背光光源使用时，该漏光形成致命的问题。这是因为液晶显示面板的边缘、本不应有光的地方反而出现了光。还有，未经由灯的荧光层而放射的、来自外部电极的缺口的放射光含有大量的紫外线，该紫外线可使导光板之类由树脂制作的部件劣化。

此外，电极的面积缺少了与C字形的缺口部分相对应的部分。因此，在同等放电电流即同等辉度的情况下，有缺口与无缺口相比，外部电极的电流密度增大。其发热量也随之增大。而且电极面积小，其散热面又相应减少。因而加快了灯的温度上升。

还有，在仅靠C字形的外部电极的弹性压住玻璃管，安装在玻璃管的结构中，在玻璃管与外部电极间容易产生接触状态的不均匀。而且正如上述，一旦在玻璃管与外部电极间产生接触状态的不均匀，玻璃管的外部电极下面的部分很容易出现孔穴。

此外，即便是C字形的外部电极，若采用在金属箔上涂布粘接剂或粘合剂、或将由银浆料之类的导电性粘接剂构成的可塑性导电材料作为衬底，在其上面被覆C字形的外部电极的结构，与未采用衬底时相比，可改善玻璃管与外部电极间的密合状态。此外，还可消除从C字形的缺口部分的漏光。然而，在此种结构中，当在衬底的可塑性导电材料表面配置金属箔的情况下，衬底与外部电极之间仍然仅仅是机械性接触。因此，采用此种构成并不能从根本上解决接触不良的问题。

此外，当采用导电性粘接剂将C字形的外部电极固定到玻璃管的情况下，当长时间使用时，会出现外部电极与玻璃管间的密合性受损的现象。这是因为导电性粘接剂是将银粒子或镍粒子之类的导电性填料混合分散到环氧树脂之类的有机胶中形成的。当把此类导电性粘接剂用于将外部电极固定到玻璃管上时，作为胶的树脂会因通过玻璃管的紫外线而出现经时性劣化。因此，玻璃管的接触状态也会随着时间的推移而恶化。在有机树脂中，虽然也有氧化硅树脂之类对于紫外线有较强耐性的树脂，但由于此类树脂粘接强度低，因而从这一点上说，接触状态的可靠性仍不够好。

发明内容

鉴于上述现有技术，本发明的目的在于提供一种能够消除外部电极的漏光的外部电极型放电灯及其制造方法。

此外，本发明的另一目的在于提供一种能抑制外部电极与外围器的接触状态的不均匀，并可抑制该接触状态发生经时性变化的外部电极型放电灯及其制造方法。

为实现上述目的，本发明涉及的外部电极型放电灯具有形成密闭的中空空间的透光性及电绝缘性的外围器。在外围器的中空空间内密封了作为放电介质的气体。在外围器的外表面设有用来在放电介质中引起介质阻挡放电的外部电极。而且，外部电极由导电材料的板构成，被焊接在外围器的外表面上。焊接所用的焊料设置在外围器外表面的整个圆周方向上。

此外，本发明涉及的另一种外部电极型放电灯配置的外部电极用无机粘合剂粘合在外围器的外表面上。无机粘合剂设置在外围器外表面的整个圆周方向上。

此外，本发明涉及的另一种外部电极型放电灯在外围器的外表面的外部电极所处位置上设置了由具有遮光性导电材料构成的遮光导电层。遮光导电层设置在外围器外表面的整个圆周方向上。外部电极通过粘合剂或通过焊接而固定在遮光导电层上。

若采用具有上述构成的外部电极型放电灯，可通过设置在外围器外表面整个圆周方向上的焊料、无机粘合剂、或遮光导电层遮蔽从外围器内部而来的光。因此，解决了外部电极部分的漏光问题。此外，若采用上述外部电极型放电灯，通过将外部电极焊接或粘合到外围器的外表面或遮光导电层上，能够抑制外围器和外部电极间的接触状态的不均匀，还可防止该接触状态产生经时性恶化。

此外，本发明涉及的另一种外部电极型放电灯具有形成密闭的中空空间的圆筒形的玻璃管。在该玻璃管内密封了作为放电介质的气体。在玻璃管两端的外表面上设置了用来在放电介质中引起介质阻挡放电的外部电极。外部电极由在圆周方向上环绕玻璃管的带状金属板构成，带状金属板的两端彼此重迭。在安装到玻璃管上之前的状态下，外部电极的内周小于玻璃管的外周，在安装到玻璃管上的状态下，外部电极压住玻璃管，并由此固定。

此外，本发明涉及的另一种外部电极型放电灯配置的外部电极采用具有其内径大于玻璃管外径的金属板制成的圆筒形主体结构。该外部电极在安装到玻璃管上时，还具有从圆筒形的内表面朝玻璃管突出的突起，利用该突起的弹性压住玻璃管。

在上述外部电极型放电灯中，外部电极在外围器外表面的设置外部电极的部位上，在整个圆周方向上覆盖了外围器的外表面。因此，靠该外部电极本身就可消除外部电极部分的漏光。

此外，本发明涉及的另一种外部电极型放电灯配置的外部电极由在圆周方向上卷绕玻璃管的带状金属板构成，具有带状金属板的两端在圆周方向上分离的C字形形状。而外部电极用焊料固定在外围器的外表面上。该焊料设置在玻璃管外表面，外部电极所处位置的整个圆周方向上。

在本发明涉及的外部电极型放电灯中，焊接外部电极时，焊接使用的焊锡以Sn为主要成分，优选添加0.2～3.0重量％范围内的Sb，0.01～0.1重量％范围内的Al以及～0.1～10重量％范围内的Ag。由此，确保与外部电极以及外围器或玻璃管对应的最佳浸润性。其结果，可使焊锡通过毛细管现象很好地浸透到外部电极的内周面与外围器或玻璃管的外周面之间，可在该间隙的整个范围内形成厚度大体一致的很好的焊锡层。此外，若采用该焊锡，采用将安装了外部电极的放电灯浸渍到溶融焊锡中然后拉出的浸渍法时，可抑制附着在外部电极表面的氧化物残留在形成的焊锡层表面，可形成表面平坦的焊锡层。

根据以下参照附图对于本发明实施例的说明，本发明的以上及其它的目的、特征及优势将变得清晰。

附图说明

图1A为现有技术一例的外部电极型放电灯的透视图；

图1B为图1A的外部电极型放电灯的纵剖视图；

图2A为第1实施方式的外部电极型放电灯的侧视图；

图2B为图2A的外部电极型放电灯的纵剖视图；

图2C为图2A的外部电极型放电灯的横剖视图；

图3A为第2实施方式的外部电极型放电灯的纵剖视图；

图3B为图3A的外部电极型放电灯的横剖视图；

图4A为表示第2实施方式中锡焊外部电极的方法；

图4B为表示第2实施方式中锡焊外部电极的另一种方法；

图5A为第3实施方式的外部电极型放电灯的纵剖视图；

图5B为图5A的外部电极型放电灯的横剖视图；

图6A为第4实施方式的外部电极型放电灯的纵剖视图；

图6B为图6A的外部电极型放电灯的横剖视图；

图7A为第5实施方式的外部电极型放电灯的纵剖视图；

图7B为图7A的外部电极型放电灯的横剖视图；

图8A为第6实施方式的外部电极型放电灯的纵剖视图；

图8B为图8A的外部电极型放电灯的横剖视图；

图9A为第8实施方式的一例外部电极的正视图；

图9B为图9A的外部电极的侧视图；

图10A第8实施方式的另一例外部电极的正视图；

图10B为图10A的外部电极的侧视图。

具体实施方式

(第1实施方式)

图2示出本发明的第1实施方式的外部电极型放电灯的侧视图。图2B是沿图2A的A-A线的剖视图，图2C是沿B-B线的剖视图。图2A中仅示出含单侧的外部电极21A的部分，但外部电极型放电灯与图1A、1B中所示的现有技术同样，在相反一侧的端部具有另一个外部电极。此外，图2B为省略了内部构成的图示。

本实施方式的外部电极型放电灯将含水银蒸气的气体作为放电介质，是利用荧光体发光的水银荧光灯。该外部电极型放电灯具有由硼硅酸玻璃等构成、具有透光性的圆筒形玻璃管1。在玻璃管1内部形成密闭的放电空间。在该放电空间内密封了氙和水银蒸气的混合气体之类的放电介质的气体。

在玻璃管1内表面的与各外部电极21A下方对应的部位形成由氧化钇膜等构成的保护层3，其余部分则形成荧光体层4。荧光体层4所用的荧光体并无特殊限定，可根据其应放射到外部的光的波长选择适当的物质。而上述保护层3和荧光体层4对本发明的作用效果并不产生任何影响，本发明可同样适用于并不具有上述内部构成的放电灯。

下面详细说明外部电极21A的结构。在本实施方式中，外部电极21A例如将由42合金(Fe-Ni合金)及科瓦铁镍钴合金(KOV)等金属构成的带状板卷绕后形成环形。外部电极21A是在形成上述的环形后，套到玻璃管1上而安装的，在安装到玻璃管1上之前的状态下，其内径小于玻璃管1的外径。这时，构成外部电极21A的带状金属板的圆周方向的长度比玻璃管1的外径长。外部电极21A在卷绕成环形的状态下，带状金属板的一端与另一端重迭，在重迭的两个端部之间，形成为沿半径方向彼此隔一定距离。外部电极21A如图2B所示，即使在稍稍扩展其内径而安装到玻璃管1的状态下，端部与端部间仍然重迭，同时端部与端部间仍保持在半径方向上隔一定间隔的状态，端部与端部的重迭部分的长度L1并无特别限定。

在本实施方式中，如上所述，先将端部与端部重迭的环形结构的外部电极21A的内径扩展之后，再将玻璃管1从端部沿轴线方向插入其中，从而使外部电极21A套到玻璃管1上。采用上述方法安装后的外部电极21A，利用在安装前扩展其内径而产生的弹性力压住玻璃管1，并由此而固定。

本实施方式的外部电极21A由于可利用端部与端部重迭的环形结构，仅套到玻璃管1上进行安装，因而外部电极21A的安装操作极其简单。而且，由于外部电极21A是端部与端部彼此重迭的环形，所以不会象现有的C字形环的外部电极那样产生端部与端部的缺口间的漏光。此外，若采用具有此种构成的外部电极21A，与现有的C字形外部电极相比可增加电极面积，因而可减少发热量，增加散热面积，从而能够抑制温度上升。

在本实施方式中，作为外部电极21A的材料，列举了使用42合金及KOV的例子。42合金及KOV的热膨胀率与玻璃管的热膨胀率近似，通过将它们作为外部电极21A的材料，可抑制伴随发热而产生的应力，因而最为理想。在本发明中，外部电极21A的材料并不局限于上述两种，但优选外部电极21A的热膨胀率与玻璃管1的热膨胀率大体相等，这样可抑制玻璃管1的破损。

此外，虽未图示，但在外部电极21A的内周面(面对玻璃管1的外周面一侧的面)上，例如采用薄镀层方法镀金属，从防锈等角度考虑是优选的。尤其是在作为外部电极21A的材料使用42合金及KOV的情况下，由于上述材料均为含铁(Fe)合金，因而预先实施电镀的作用明显。作为电镀材料，例如可使用金、镍等不易氧化的金属，除此之外还可使用铜、锡、锌、银等，当然并不局限于此。此外，优选对外部电极21A的外周面也同样镀金属。

(第2实施方式)

图3A示出第2实施方式的外部电极型放电灯的纵剖视图，图3B示出其横剖视图。而在图3A中，与图2B同样省略了玻璃管1的内表面上的保护层3的图示。

本实施方式在使用端部与端部重迭的环形结构的外部电极22A这一点上与第1实施方式相同，但在外部电极22A和玻璃管1之间设置焊锡层5这一点上有区别。

正如前面所述，在现有技术中，在仅将C字形的外部电极套到玻璃管上的结构，或将金属箔设置在C字形外部电极的衬底的结构的情况下，由于外部电极仅与玻璃管或金属箔机械性接触，因而易产生外部电极的接触状态不均匀。与之相对，在本实施方式中，通过利用焊锡的浸润现象进行接合，与仅机械性接触的情况相比，可减少其接触状态的不均匀。

在此情况下，焊锡层5配置在玻璃管1上，虽然暴露在紫外线之下，但由于焊锡是金属，不会产生紫外线造成的劣化。因此，与现有技术中使用含有机树脂的粘接剂及粘合剂固定外部电极的情况相比，外部电极22A和玻璃管1的接触状态不会产生经时性恶化。

下面介绍将本实施方式的外部电极22A安装到玻璃管1上的方法。

图4A示出本实施方式中，安装外部电极22A的一种方法。如图4A所示，首先，将端部与端部重迭的环形结构的外部电极22A套到玻璃管1两端部的外表面上。然后，将焊锡棒6的前端抵接到外部电极22A的卷绕玻璃管1的圆周部分的边缘部位，并且使烙铁7与外部电极22A接触。这样给外部电极22A加热，此外边施加超声波能量边使玻璃管1以其轴线为中心转动。由此，溶融的焊锡利用毛细管现象渗透到外部电极22A和玻璃管1之间的间隙、以及外部电极22A的环形结构的端部彼此重迭的两端部之间。采用此法可进行良好的焊接。

采用此法进行焊接时，既可在玻璃管1保持水平的状态下进行，也可在垂直状态下进行。由于外部电极22A即使在焊接之前，在套入玻璃管1的状态下仍可靠弹性固定在玻璃管1上，因此即使在玻璃管1保持垂直的情况下，也不会从玻璃管1上滑落，对焊接操作无任何影响。这种边采用烙铁7给焊接对象加热以及施加超声波能量边进行焊接的方法在本说明书中称之为“超声波锡焊”。

外部电极22A的焊接并不局限于上述“超声波锡焊”，也可用下述方法进行。图4B示另一种焊接方法。

如图4B所示，预先在配置有超声波振子8的焊锡槽9内准备好溶融焊锡10。并将预先套了端部与端部重迭的环形结构的外部电极22A的玻璃管1浸渍到溶融焊锡10中，并起动超声波振子8。这样一来，溶融焊锡10即可顺利地渗入外部电极22A和玻璃管1之间的间隙、以及外部电极22A的环形结构的端部彼此重迭部分的两端部之间。由此形成例如厚度约为100μm的焊锡层5，进行很好的焊接。

在本说明书中，将上述使用焊锡槽9，边对溶融焊锡10施加超声波能量边将焊接对象物浸渍到溶融焊锡10中的焊接方法称为“超声波浸入锡焊法”。当采用超声波浸入锡焊法进行焊接的情况下，如图3B所示，在玻璃管1的端面上也形成焊锡层5。

当采用超声波浸入锡焊法进行焊接时，通常，将玻璃管1沿轴线垂直方向浸渍到溶融焊锡10中，而即使在此情况下，由于焊接前的外部电极22A已靠弹性固定到玻璃管1上，因而不会对操作构成任何障碍。

当采用本实施方式焊接外部电极22A和玻璃管1的情况下，可以直接在玻璃管1上形成焊锡层，但优选预先在玻璃管1的外表面上形成镍之类的金属镀层作为焊锡层的衬底。若采用这种方法，则改善焊锡层5和玻璃管1侧的亲和性，使焊接操作更容易进行。

下面详细说明焊接时使用的焊锡。

该焊锡以Sn(锡)为主要成分，优选添加0.2～3.0重量％范围内的Sb(锑)，0.01～0.1重量％范围内的Al(铝)以及0.1～10重量％范围内的Ag(银)。此外，作为焊锡中的其余成分还可添加Zn(锌)。本实施方式涉及的焊锡主要成分使用Sn，但本发明并不受此限制。

Sb、Al具有提高与作为氧化物的玻璃管的外周面的氧化结合的作用，优选将Sb的重量比设定为0.42％，将Al的重量比设定为0.025％。通过将Sb的重量比设定在3.0％以下，将Al的重量比设定在0.1％以下，尤其是Al不添加太多，可使焊锡更容易渗入玻璃管1和外部电极22A间的间隙。此外，通过将Sb的重量比设定在0.2％以上、将Al的重量比设定在0.01％以上，可提高密合性，抑制外部电极22A从玻璃管1上脱落。

Ag具有提高焊锡的浸润性的作用，优选设定为0.6重量％。通过将Ag的重量比设定在10％以下，可使Sb、Al的上述作用不会下降，也就是说，可很好地进行氧化结合，抑制外部电极22A从玻璃管1上脱落。此外，通过将Ag的重量比设定在0.1％以上，可抑制氧化物等异物残留在焊锡层的表面，此外，还可使焊锡很好地渗入外部电极22A内。

作为本实施方式的焊锡的成分比例的例示，最好采用在作为主要成分的97.325重量％的锡中分别添加1.63重量％的Zn，0.42重量％的Sb，0.025重量％的Al，0.6重量％的Ag。

根据上述本实施方式的焊锡，确保对于外部电极22A以及玻璃管1的最佳的浸润性。也就是说，由此，焊锡可利用毛细管现象很好地渗入外部电极22A的内周面和玻璃管1的外周面间的间隙，能够很好地形成该间隙内大致遍布所有区域的几乎均匀厚度焊锡层5。此外，根据该焊锡，将外部电极22A浸入溶融焊锡10后再提出时，可抑制附着在外部电极22A表面的氧化物残留在焊锡的表面，能够很好地形成表面平坦的焊锡层5。

此外，上述焊锡还可适用于例如采用超声波浸入锡焊法在玻璃管的外周面上形成电流导体层作为外部电极的构成，例如特开2004-146351号公报中公示的外部电极型放电灯。通过将具有上述成分比例的焊锡用于由超声波浸入锡焊法形成外部电极，可确保焊锡的良好的浸润性。由此，当把玻璃管及外部电极浸渍到焊锡槽中时，可很好地形成厚度均匀的焊锡层。此外，由于可抑制焊锡浸渍层的外周面上残留氧化物等异物，因此还可抑制在外周面上产生由氧化物引起的凸凹。因此，可提高外部电极的外周面的平坦度，从而防止外部电极的剥离以及由氧化物的凸凹造成的玻璃管破损，此外，还可使给外部电极供电的连接器与外部电极很好地接触，提高生产性以及产量。

此外，与第1实施方式相同，优选预先在外部电极22A的内周面上形成金属镀层。在本实施方式中，外部电极22A的内周面被焊接，由于并不直接接触空气因而不易被氧化，但通过预先形成金属镀层可提高焊接时的焊锡的浸润性。这样一来，当浸渍到焊锡槽9中时，或利用烙铁7使溶融的焊锡从外部电极22A的边缘导入内部时，能够使焊锡顺畅地渗入外部电极22A和玻璃管1之间的间隙。其结果是焊接操作变得更为容易，同时还可提高焊接的可靠性。

作为电镀材料，当使用上述以Sn为主要成分的成分比的焊锡时，优选使用比重与焊锡基本相等的Sn。由此抑制电镀的Sn溶融时的不利影响。此外，通过在外部电极22A的外周面上也实施同样的金属镀层，可使焊锡层均匀厚度地牢牢附着到外周面上。

在本实施方式中，采用的是通过锡焊使外部电极22A接合的构成，但也可以使用不属于焊锡的钎料，外部电极22A通常可用钎焊进行接合。

(第3实施方式)

图5A示出第3实施方式的外部电极型放电灯的纵剖视图，图5B示出其横剖视图。图5A与图2B相同，省略了玻璃管1内表面的保护层3的图示。

本实施方式，在使用端部与端部重迭的环形结构的外部电极23A这一点上与第1和第2实施方式相同，但在外部电极23A和玻璃管1之间分别设置了遍及玻璃管1圆周方向的无缺口卷绕的金属层11、以及配置在该金属层11周围的粘合剂层12，外部电极23A通过粘合固定于玻璃管1这一点不同于上述实施方式。

在本实施方式中，外部电极23A通过粘合剂层12粘合在玻璃管1上。由此抑制仅将环形金属板制成的外部电极23A与玻璃管1机械性接触时容易产生的接触状态不均匀。

而且，由于在粘合剂层12的衬底设置了金属层11，因而从玻璃管1内放射出的紫外线被该金属层11遮蔽，粘合剂层12并不直接受紫外线照射。因此，与直接将含有机树脂的粘接剂及粘合剂涂布到玻璃管1上的现有的外部电极不同，粘接剂及粘合剂不会因紫外线而劣化，外部电极23A和玻璃管1的接触状态不会出现经时性恶化。

本实施方式的外部电极23A，预先在玻璃管1上形成金属层11，进而在该金属层11上形成粘合剂层12，利用该粘合剂层12进行粘合固定。该粘合剂层12既可以是导电性也可以是非导电性，但若从电极的电阻考虑，优选使用导电性粘合剂。

金属层11优选使用例如镍那样耐氧化性好，且与玻璃有很好密合性的金属。当然也可使用镍以外的其它金属作为金属层11，金属层11通常可由具有遮光性的导电材料构成。

金属层11可采用电镀等电化学沉积法、溅射及真空蒸镀等物理沉积法成膜。或者也可将用上述超声波锡焊或超声波浸入锡焊法等形成的焊锡层作为金属层11使用。还可以在衬底的金属层11上重迭焊锡层。

(第4实施方式)

图6示出第4实施方式的外部电极型放电灯的横剖视图。本实施方式在使用端部与端部重迭的环形结构的外部电极24A，并将该外部电极24A锡焊到玻璃管1上这一点与第2实施方式相同，但在外部电极24A的端面从玻璃管1的端面朝轴向外侧突出这一点上不同。

通过采用此种构成，在玻璃管1的端面上形成的焊锡层5的厚度与外部电极24A从玻璃管1的端面朝外突出的量L2相对应，与不突出时相比要厚。由此，使散热性提高与焊锡层5加厚相对应的部分，尤其是玻璃管1的直径小的情况下，仍可确保高散热性。

在此情况下，玻璃管1的端面上形成的焊锡层5也可形成表面并不平坦，而是如图6B所示的剖面为圆弧形。即使在此种情况下，仍可充分确保尤其是玻璃管1的端面上形成的焊锡层5的从外部电极24A的端部突出的位置到表面开始弯曲部位的焊锡层5的厚度，从而可使散热性相应提高。

(第5实施方式)

图7A示出第5实施方式的外部电极型放电灯的纵剖视图，图7B示出其横剖视图。图7A与图2B相同，省略了玻璃管1内表面上的保护层3的图示。

本实施方式在将外部电极25A锡焊到玻璃管1上这一点与第2实施方式相同，此外，锡焊使用的焊锡也与第2实施方式相同，但在使用C字形的外部电极25A这一点上与使用两端重迭的环形结构的外部电极22A的第2实施方式不同。本实施方式中使用的C字形外部电极25A是将42合金及KOV等带状板弯曲成剖面为圆形的环形状后形成的。外部电极25A其环形的内径在安装到玻璃管1之前小于玻璃管1的外径。外部电极25A因往玻璃管1上安装而被扩展，至少在安装后的状态下，如图7A所示，带状板的两端彼此分离，呈C字形。

在本实施方式中，作为外部电极25A的衬底，具有将外部电极25A与玻璃管1接合的功能的焊锡层5被设置在玻璃管1的整个圆周方向上。因此，外部电极25A虽然是C字形，但从玻璃管1内放射的光被焊锡层5遮蔽，因而不会从外部电极25A的C字形的缺口部分漏出。

而且，由于外部电极25A与玻璃管1通过锡焊固定，因而与现有的将C字形的金属板制成的外部电极套到玻璃管上，仅机械性接触的外部电极有很大的区别，可抑制接触状态的不均匀。此外，由于焊锡层5不会因紫外线而劣化，因而也不同于用粘接剂或粘和剂将C字形电极固定到玻璃管上的现有的外部电极，其接触状态不会产生经时性恶化。

在形成本实施方式的外部电极25A时，与第2实施方式相同，首先，将外部电极25A套到玻璃管1上。然后，采用超声波锡焊或超声波浸入锡焊法使焊锡渗入玻璃管1和外部电极25A之间，形成焊锡层5。

C字形外部电极25A其内径原本小于玻璃管1的外径。因此，在套到玻璃管1上的状态下，靠外部电极自身的弹性固定到玻璃管1上。因此，在锡焊时，即使将玻璃管1垂直直立，外部电极25A也不会从玻璃管1上脱落，操作性不会下降。

如上所述，若采用本实施方式的外部电极型放电灯，由于在玻璃管1的外表面的整个圆周方向上设有焊锡层5，因而可利用焊锡层5遮蔽从玻璃管1内放射出的光，从而解决了外部电极25A的缺口部分漏光的问题。

(第6实施方式)

在本实施方式中，使用与第5实施方式的外部电极相同的、剖面为C字形的金属板制成的外部电极。而在本实施方式中，将金属层和粘合剂层作为衬底，通过粘合将外部电极固定到玻璃管上。也就是说，本实施方式中，在玻璃管的外表面设置了环绕在该玻璃管的整个圆周方向上的无缺口的金属层，在该金属层上涂布粘合剂这一点不同于第5实施方式。

若采用本实施方式，使用了C字形的外部电极，但由于构成外部电极衬底的金属层遮蔽了从玻璃管放射出的光，因此，从玻璃管内放射出的光不会从C字形的缺口部分漏出。此外，正因如此，粘合剂不会被来自玻璃管内的紫外线照射，因而粘合剂也不会劣化。而且，通过使用粘合剂还可减少将用金属带状板形成的外部电极套到玻璃管上时因仅有机械性接触很容易出现的接触状态的不均匀。

(第7实施方式)

图8A示出第7实施方式的外部电极型放电灯的纵剖视图，图8B示出其横剖视图。图8A与图2B相同，省略了玻璃管1的内表面的保护层3的图示。

本实施方式在外部电极25A使用C字形的外部电极这一点与第5及第6实施方式相同，但在用无机粘合剂层16粘合外部电极25A和玻璃管1这一点上不同。无机粘合剂层16无缺口地设置在玻璃管1的整个圆周方向上。

无机粘合剂层16可用例如朝日化学工业株式会社生产的スミセラムS(商品名)以及株式会社スリ一ボン生产的スリ一ボン3732(商品名)形成。前者为碱性液体粘合剂利用加热引起的脱水缩合反应而硬化，由此进行粘合。后者为以金属醇盐为主要成分的粘合剂通过加热硬化而进行粘合。无论使用何种粘合剂，均需预先在玻璃管1的端部将无机粘合剂涂布为环形，套上外部电极25A之后加热，从而粘合外部电极和玻璃管。由此，粘合后的无机粘合剂层16呈电绝缘性，在光学性能方面对含紫外线的光具有遮蔽性。

作为该外部电极25A的衬底，在玻璃管的整个圆周方向上均设置了具有将外部电极25A粘合到玻璃管1上的功能的无机粘合剂层16。因此，在本实施方式中，外部电极25A虽然是C字形，但从玻璃管1内放射出的光被无机粘合剂层16遮蔽，因而不会从C字形的缺口部分漏出。

而且，由于外部电极25A和玻璃管1之间夹着无机粘合剂层16，因此与外部电极与玻璃管仅靠机械性接触时相比，可减少接触状态的不均匀。此外，无机粘合剂不同于导电性粘合剂，不会因紫外线而劣化。因此，与现有的靠导电性粘合剂将C字形的外部电极粘合到玻璃管上的外部电极不同，不会产生因来自玻璃管1内的紫外线照射而产生接触状态的经时性恶化。

(第8实施方式)

图9A是第8实施方式的外部电极26A一例的正视图，图9B示出其侧视图。此外，图10A示出本实施方式的另一例的外部电极26A的正视图，图10B示出其侧视图。上述各图均表示安装到玻璃管上之前的单体的外部电极26A。

本实施方式的外部电极26A总体而言由金属板构成，形成环绕整个圆周的圆筒体13。金属板制成的圆筒体13的内径大于玻璃管1的外径。而且，外部电极26A具有朝玻璃管1向内侧突出的突起14、15。在图9A、9B所示的例中，通过缩小圆筒体13的一部分的内径而形成突起14。此外，在图10A、10B所示的例中，沿矩形的三边切割缺口，通过将该缺口部分朝内侧弯曲而形成突起15。突起15在圆周方向上间隔配置多个，在图示的例中为三个，这样一来，从圆周方向看，一致的突起15的组合在轴线方向上为多个，图示的例中为两个。

任何一种情况下，突起14或突起15的突出量L3为，在将外部电极26A安装到玻璃管1之前的状态下，与突起14、15的前端内切的圆的直径小于玻璃管1的外径。因此，将外部电极26A安装到玻璃管1上之后，外部电极26A利用突起14、15的弹性压住玻璃管1，固定在玻璃管1上。

若采用本实施方式，外部电极26A由于总体而言形成了覆盖整个圆周的圆筒体13，因而来自玻璃管1内的光不会从外部电极26A的部分漏出。而且，仅仅是从玻璃管1的一端沿轴线方向套上外部电极26A就可完成安装，因而外部电极26A的操作极其简单。

此外，本实施方式的外部电极26A也可以与第2实施方式(参照图2)相同，锡焊到玻璃管1上。若采用此法，可减少仅仅将金属板制成的外部电极套到玻璃管上时源于机械性接触而易发生的接触状态不均匀。当锡焊本实施方式的外部电极26A时，优选与第2实施方式相同，将外部电极26A套到玻璃管1上之后，采用超声波锡焊或超声波浸入锡焊法使焊锡渗入玻璃管1和外部电极26A间的间隙。

此外，外部电极26A也可与第3实施方式(参照图4)相同，将在玻璃管1的外表面上形成的金属层11以及在该金属层11上设置的粘合剂层12作为衬底，利用粘合剂层12粘合到玻璃管1上。通过此种构成，可减少外部电极26A与玻璃管1间的接触状态不均匀。此外，在此情况下，可利用金属层11防止粘合剂在紫外线照射下产生的经时性劣化，不会出现接触状态的经时性恶化。

利用特定的实施例对本发明优选的实施方式进行了说明，该说明仅由于说明性目的，应该理解在不脱离权利要求范围的精神与范围内，可以做任何改变与变形。

例如，上述第1～第8实施方式所例示的均为大体呈圆筒形，轴线方向的两个端面为开放式的外部电极。但本发明并不局限于此种构成。外部电极也可以具有阻塞玻璃管的端面一侧的盖形状。若采用此种构成，可进一步增加散热面积，使散热效果进一步提高。

此外，正如上文所述，本发明并不局限于放电介质的气体中含有水银蒸气的水银放电灯。此外，有无荧光体层4及保护层3，或采用何种材料与种类均不会对本发明的作用效果产生影响。

还有，本发明的外部电极型放电灯不仅可用于实施方式中所述的圆筒形的外围器(玻璃管1)，也可以采用被称为平板结构的结构。该平板结构的外部电极型放电灯通常具有在隔一定间隔彼此相对的两片玻璃之间形成密闭的放电空间，在玻璃板的外表面上设置一对外部电极的结构。在该平板结构的外部电极型放电灯中，也可根据本发明，利用锡焊使玻璃板与金属板制成的外部电极接合，或者用无机粘合剂粘合。而且，通过采用此种构成，还可改善外部电极与玻璃板之间仅靠直接的机械性接触时容易产生的接触状态的不均匀。还可防止外围器与外部电极间的接触状态因放电空间放射出的紫外线而恶化。

Claims (28)

1.一种外部电极型放电灯，具有：

外围器，形成密闭的中空空间，具有透光性及电绝缘性；

放电介质，密封于上述外围器的上述中空空间；和

外部电极，设置在上述外围器的外表面，用于在上述放电介质中引起介质阻挡放电，

上述外部电极由导电材料的板构成，通过设置在上述外围器外表面的整个圆周方向上的焊料，焊接在上述外围器的外表面上。

2.根据权利要求1所述的外部电极型放电灯，焊接上述外部电极的上述焊料是焊锡。

3.根据权利要求2所述的外部电极型放电灯，上述焊锡以Sn为主要成分，添加了0.2～3.0重量％范围内的Sb、0.01～0.1重量％范围内的Al以及0.1～10重量％范围内的Ag。

4.根据权利要求3所述的外部电极型放电灯，上述焊锡中添加了Zn。

5.根据权利要求1所述的外部电极型放电灯，上述外部电极，在上述外围器一侧的面上形成金属镀层。

6.根据权利要求1所述的外部电极型放电灯，是上述放电介质包含水银蒸气的水银放电灯。

7.一种外部电极型放电灯，具有：

外围器，形成密闭的中空空间，具有透光性及电绝缘性；

放电介质，密封于上述外围器的上述中空空间；和

外部电极，设置在上述外围器的外表面，用于在上述放电介质中引起介质阻挡放电，

上述外部电极由导电材料的板构成，通过设置在上述外围器外表面的整个圆周方向上的无机粘合剂，粘合在上述外围器的外表面上。

8.一种外部电极型放电灯，具有：

外围器，形成密闭的中空空间，具有透光性及电绝缘性；

放电介质，密封于上述外围器的上述中空空间；

外部电极，设置在上述外围器的外表面，用于在上述放电介质中引起介质阻挡放电；和

遮光导电层，在上述外围器的外表面的、上述外部电极所处位置的部分，被设置在上述外围器的整个圆周方向上，由具有遮光性的导电材料构成，

上述外部电极由导电材料的板构成，通过粘合剂或焊接固定于上述遮光导电层。

9.根据权利要求8所述的外部电极型放电灯，上述遮光导电层是采用电化学沉积法、物理沉积法、超声波锡焊及超声波浸入锡焊法中的某一种而形成的金属层。

10.一种外部电极型放电灯，具有：

圆筒状的玻璃管，形成密闭的中空空间；

放电介质，密封于上述玻璃管的上述中空空间；和

外部电极，设置在上述玻璃管两端部的外表面，用于在上述放电介质中引起介质阻挡放电，

上述外部电极由在圆周方向环绕上述玻璃管的带状的金属板构成，该带状的金属板的两端部分彼此重迭，利用弹性压住上述玻璃管。

11.根据权利要求10所述的外部电极型放电灯，其特征在于：上述外部电极与上述玻璃管接触的面被锡焊于上述玻璃管。

12.根据权利要求11所述的外部电极型放电灯，上述焊锡以Sn为主要成分，添加了0.2～3.0重量％范围内的Sb，0.01～0.1重量％范围内的Al及0.1～10重量％范围内的Ag。

13.根据权利要求12所述的外部电极型放电灯，上述焊锡中添加了Zn。

14.根据权利要求11所述的外部电极型放电灯，上述外部电极其端部从上述玻璃管的端面向轴线方向突出。

15.根据权利要求10所述的外部电极型放电灯，上述外部电极通过无机粘合剂与上述玻璃管粘合。

16.根据权利要求10所述的外部电极型放电灯，在上述玻璃管的外表面的、相当于上述外部电极的部分设有金属层，上述外部电极通过粘合剂粘合或焊接到上述金属层上而固定在上述外围器的外表面上。

17.根据权利要求10所述的外部电极型放电灯，上述外部电极具有阻塞上述玻璃管的端侧的端面的盖状结构。

18.根据权利要求10所述的外部电极型放电灯，上述外部电极，在上述玻璃管一侧的面上形成金属镀层。

19.根据权利要求10所述的外部电极型放电灯，是上述放电介质包含水银蒸气的水银放电灯。

20.一种外部电极型放电灯，具有：

圆筒状的玻璃管，形成密闭的中空空间；

放电介质，密封于上述玻璃管的上述中空空间；和

外部电极，设置在上述玻璃管两端部的外表面，用于在上述放电介质中引起介质阻挡放电，

上述外部电极具有内径大于上述玻璃管外径的金属板制成的圆筒体，以及具备从该圆筒体的内表面朝上述玻璃管突出的突起部的结构，利用上述突起部的弹性压住上述玻璃管。

21.根据权利要求20所述的外部电极型放电灯，上述外部电极与上述玻璃管接触的面被锡焊于上述玻璃管。

22.一种外部电极型放电灯，具有：

圆筒状的玻璃管，形成密闭的中空空间；

放电介质，密封于上述玻璃管的上述中空空间；和

外部电极，设置在上述玻璃管两端部的外表面，用于在上述放电介质中引起介质阻挡放电，

上述外部电极由在圆周方向上卷绕上述玻璃管的带状金属板构成，具有该带状的金属板的两端在圆周方向上分离的C字形，通过在上述玻璃管外表面的、上述外部电极所处位置的部分的整个圆周方向上设置的焊料而固定在上述外围器的外表面上。

23.一种外部电极型放电灯的制造方法，具有：

准备圆筒状的玻璃管和外部电极的工序，该圆筒状玻璃管形成密闭的中空空间、在上述中空空间内密封了放电介质，该外部电极设置在上述玻璃管两端部的外表面，用于在上述放电介质中引起介质阻挡放电，由具有沿上述玻璃管圆周而延伸的部分的导电材料的板构成，能够利用弹性压住上述玻璃管而进行安装；

安装工序，通过利用上述外部电极的弹性而压住上述玻璃管，将上述外部电极安装到上述玻璃管的外周上；和

将上述外部电极安装到上述玻璃管的外周上之后，通过使焊锡渗入上述外部电极与上述玻璃管之间，将上述外部电极锡焊到上述玻璃管上的工序。

24.根据权利要求23所述的外部电极型放电灯的制造方法，在锡焊上述外部电极的工序中，采用超声波锡焊法或超声波浸入锡焊法，使焊锡渗入上述玻璃管和上述外部电极之间。

25.根据权利要求23所述的外部电极型放电灯的制造方法，上述焊锡以Sn为主要成分，添加了0.2～3.0重量％范围内的Sb，0.01～0.1重量％范围内的Al及0.1～10重量％范围内的Ag。

26.根据权利要求25所述的外部电极型放电灯的制造方法，上述焊锡添加了Zn。

27.一种焊锡，用于外部电极型放电灯，该外部电极型放电灯具有形成密闭的中空空间的圆筒状的玻璃管；密封于上述玻璃管内部的放电介质；以及设置在上述玻璃管两端部的外表面，用于在上述放电介质中引起介质阻挡放电的外部电极，由导电材料的板构成的上述外部电极被锡焊于上述玻璃管的外表面，

该焊锡以Sn为主要成分，添加了0.2～3.0重量％范围内的Sb，0.01～0.1重量％范围内的Al以及0.1～10重量％范围内的Ag。

28.根据权利要求27所述的焊锡，该焊锡还添加了Zn。

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