JP2002190251A - 放電管の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 封止管部と発光管部との接合時に、溶融した
封止管部が流れ出したり、封止管部や発光管部にクラッ
クを生じることがなく、発光管部と封止管部とを確実に
接合することのできる放電管の製造方法を提供する。 【解決手段】 発光管部12の両端部の外面に、封止管部
14を構成する軟質ガラス及び発光管部12を構成する紫外
線透過ガラスより低融点で、且つ、軟質ガラスの熱膨張
係数と、紫外線透過ガラスの熱膨張係数の略中間の熱膨
張係数を備えた封着材26を被着し、次に、発光管部12の
両端部を、封止管部14の管体部16に形成した孔24より管
体部16内に挿入し、その後、封着材26を、封着材26の融
点より高く、且つ、封止管部14を構成する軟質ガラス及
び発光管部12を構成する紫外線透過ガラスの融点より低
い温度で加熱溶融させた後、固化させることにより行わ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、放電管の製造方
法に係り、特に、液晶表示パネル等の透過型表示パネル
のバックライト用の光源に適した放電管の製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示パネル等の非自己発光型
の透過型表示パネルにおいては、その背面側にバックラ
イトを設け、該バックライトからの光を、上記透過型表
示パネルの背面から照射することによって表示を行って
いる。図７は、斯かるバックライト70の一例を示す要部
概略断面図であり、光源としての放電管72と、導光板74
とを備えている。

【０００３】上記放電管72は、一本の細長い石英ガラス
管等の紫外線透過ガラス管より成る発光管部76と、該発
光管部76の両端開口に、上記発光管部76と略直交状態で
接続され、軟質ガラスより成る一対の封止管部78とを備
えており、上記発光管部76は、導光板74の一端面に沿っ
て配置されていると共に、上記一対の封止管部78は、上
記発光管部76が配置された一端面と直交する端面に沿っ
て配置されている。上記封止管部78は、直管状の管体部
80と、該管体部80の両端開口を溶融・封止して形成され
た一対の封止部82を有しており、一方の封止部82には、
放電電極84とリード端子86の一部が封入されている。そ
して、上記放電電極84の先端部は封止部82外に突出して
管体部80内に露出すると共に、基端部は封止部82内に埋
設されたリード端子86の一端に接続されている。また、
上記リード端子86の他端は、封止部82外に突出してい
る。上記封止管部78の管体部80には、上記発光管部76の
内径と略同径の孔88が形成されており、該孔88と、発光
管部76の内径とを一致させて、封止管部78と発光管部76
とを連通させた状態で、発光管部76の両端開口の端面
を、封止管部78の外面に接合することにより、気密容器
90が構成されている。上記気密容器90内には、紫外線生
成用の放電ガスが充填されている。さらに、図示は省略
するが、上記発光管部76の外面には、蛍光体が被着され
ている。

【０００４】而して、一対のリード端子86を介して放電
管72に電圧が印加されると、放電電極84間に放電が発生
し、電子が紫外線放射ガスに衝突して様々な波長の紫外
線が放射されるのである。放射された紫外線は、紫外線
透過ガラスで構成された発光管部76を透過して、発光管
部76外面に被着された蛍光体を励起し、可視光を発生さ
せる。この可視光が、上記導光板74によって拡散反射さ
れて、導光板74の上方に配置された図示しない透過型表
示パネル側へ向かう光と成されるのである。

【０００５】上記従来の放電管72においては、導光板74
の一端面に沿っては、発光管部76のみが配置されてお
り、可視光発生に寄与しない封止部82は配置されていな
いことから、導光板74の一端面側へ向かう可視光の量を
多く確保することができるようになっている。また、放
電管72の発光管部76と封止管部78とを略直交状態で接続
し、封止管部78は、上記発光管部76が配置された導光板
74の一端面と直交する端面に沿って配置しているので、
バックライト外形の小型化が図られている。尚、上記従
来の放電管72において、発光管部76と封止管部78という
２つの部材を接続して上記気密容器90を構成し、単一部
材で気密容器90を構成しなかったのは次の理由による。
すなわち、単一部材で上記気密容器90を構成する場合に
は、一本の細長い紫外線透過ガラス管の両端近傍を略直
角に屈曲させる必要があるが、紫外線透過ガラスは、高
融点であるため（例えば、石英ガラスの融点は約２００
０度以上）、これを溶融軟化させて行う屈曲加工が困難
であり、また、紫外線透過ガラス管の管径が小さい場合
には、屈曲部近傍において紫外線透過ガラス管の内面同
士が接触して管内が閉塞してしまうことがあるからであ
る。また、上記において、封止管部78を軟質ガラスで構
成したのは、紫外線透過ガラスに比べて、軟質ガラスは
融点が低く（軟質ガラスの融点は約６００度）、加工容
易であると共に、安価である等の理由による。

【０００６】上記従来の放電管72を製造するに際し、発
光管部76と封止管部78との接合は、以下の方法により行
われている。先ず、封止管部78の管体部80に、上記発光
管部76の内径と略同径の孔88を形成する。次に、上記管
体部80の孔88と、発光管部76の内径とを一致させること
により、封止管部78と発光管部76とを連通させると共
に、発光管部76の両端開口の端面を、封止管部78の外面
に当接させる。この状態で、発光管部76の両端開口の端
面と、封止管部78の外面との当接部近傍を加熱して、封
止管部78を溶融した後、固化させて、封止管部78を発光
管部76に溶着して接合するのである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の放電管72の上記
製造方法にあっては、封止管部78を発光管部76に溶着さ
せて両者を接合していたことから、溶融した封止管部78
が流れ出して孔88を閉塞してしまうといった問題を生じ
ていた。また、封止管部78を構成する軟質ガラスと、発
光管部76を構成する紫外線透過ガラスとは、熱膨張係数
の差が大きいことから（例えば、軟質ガラスの熱膨張係
数は、石英ガラスの熱膨張係数の１０倍以上）、封止管
部78と発光管部76との接合性が不良であり、その接合時
に封止管部78や発光管部76にクラックを生じることがあ
った。

【０００８】この発明は、従来の上記問題点に鑑みて案
出されたものであり、その目的とするところは、封止管
部と発光管部との接合時に、溶融した封止管部が流れ出
したり、封止管部や発光管部にクラックを生じることが
なく、発光管部と封止管部とを確実に接合することので
きる放電管の製造方法を実現することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に係る放電管の製造方法は、軟質ガラスよ
り成り、管体部と、該管体部の両端開口を溶融・封止し
て形成した一対の封止部とを有する封止管部を、紫外線
透過ガラスより成る発光管部の両端部にそれぞれ連通接
続して気密容器を形成し、該気密容器内に紫外線生成用
の放電ガスを封入すると共に、上記各封止管部の一方の
封止部近傍に放電電極を配置して成る放電管の製造方法
であって、上記封止管部と発光管部との接続が封着材を
介して行われており、この封着材を介した接続は、先
ず、発光管部の両端部の外面に、上記封止管部を構成す
る軟質ガラス及び発光管部を構成する紫外線透過ガラス
より低融点の封着材を被着し、次に、上記発光管部の両
端部を、上記封止管部の管体部に形成した孔より該管体
部内に挿入し、その後、上記封着材を、該封着材の融点
より高く、且つ、上記封止管部を構成する軟質ガラス及
び発光管部を構成する紫外線透過ガラスの融点より低い
温度で加熱溶融させた後、固化させることにより行われ
ることを特徴とする。

【００１０】請求項１に係る発明においては、封止管部
を構成する軟質ガラス及び発光管部を構成する紫外線透
過ガラスより低融点の材料で構成された封着材を、当該
封着材の融点より高く、且つ、上記封止管部を構成する
軟質ガラス及び発光管部を構成する紫外線透過ガラスの
融点より低い温度で加熱溶融した後、固化させることに
より、当該封着材を介して、封止管部と発光管部との接
続を行うことから、両者の接合時に、封止管部が溶融す
ることがない。

【００１１】また、請求項２に係る放電管の製造方法
は、上記請求項１に記載の放電管の製造方法において、
上記封着材が、上記封止管部を構成する軟質ガラスの熱
膨張係数と、発光管部を構成する紫外線透過ガラスの熱
膨張係数の略中間の熱膨張係数を備えた材料より構成さ
れていることを特徴とする。

【００１２】請求項２に係る発明においては、封着材
を、封止管部を構成する軟質ガラスの熱膨張係数と発光
管部を構成する紫外線透過ガラスの熱膨張係数の略中間
の熱膨張係数を備えた材料で構成したので、軟質ガラス
の熱膨張係数と紫外線透過ガラスの熱膨張係数の差が、
上記封着材によって吸収され、この結果、封止管部と発
光管部との接合性が向上し、両者の接合時に、その熱膨
張係数の差に起因するクラックの発生が防止される。

【００１３】さらに、請求項３に係る放電管の製造方法
は、上記請求項１に記載の放電管の製造方法において、
上記発光管部の両端部の外面に被着される封着材は、積
層構造と成された複数の封着材であり、上記複数の封着
材は、上記封止管部を構成する軟質ガラス及び発光管部
を構成する紫外線透過ガラスより低融点で、且つ、上記
軟質ガラスの熱膨張係数と紫外線透過ガラスの熱膨張係
数の間の熱膨張係数を備えており、また、上記複数の封
着材は、発光管部側の封着材から外側の封着材に向かっ
て、その熱膨張係数が順次大きく成されていることを特
徴とする。

【００１４】請求項３に係る発明においては、発光管部
の両端部の外面に被着される封着材が、積層構造と成さ
れた複数の封着材であり、上記複数の封着材は、発光管
部側の封着材から外側の封着材に向かって、その熱膨張
係数が順次大きく成されていることから、封止管部を構
成する軟質ガラスの熱膨張係数と発光管部を構成する紫
外線透過ガラスの熱膨張係数の差を、複数の封着材によ
って、より柔軟に吸収することができることとなり、封
止管部と発光管部との接合性がより一層向上する。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の製造方法によっ
て製造される放電管10の断面図であり、この放電管10
は、一本の細長い石英ガラス管や、紫外線透過特性を備
えた硬質ガラス管等の紫外線透過ガラス管より成る発光
管部12と、該発光管部12の両端部に、上記発光管部12と
略直交状態で接続され、軟質ガラスより成る一対の封止
管部14とを備えている。上記封止管部14は、直管状の管
体部16と、該管体部16の両端開口を溶融・封止して形成
された一対の封止部18ａ，18ｂを有しており、上記一対
の封止部18ａ，18ｂの内、一方の封止部18ａには、放電
電極20とリード端子22の一部が封入されている。そし
て、上記放電電極20の先端部は封止部18ａ外に突出して
管体部16内に露出すると共に、基端部は封止部18ａ内に
埋設されたリード端子22の一端に接続されている。ま
た、上記リード端子22の他端は、封止部18ａ外に突出し
ている。

【００１６】上記封止管部14の管体部16には、上記発光
管部12の外径と略同径の孔24が形成されており、該孔24
より、上記発光管部12の端部を管体部16内に挿入して、
封止管部14と発光管部12とを連通させた状態で、発光管
部12の端部外面と封止管部14とを封着材26を介して接合
することにより、気密容器28が構成されている。上記気
密容器28内には、紫外線生成用の放電ガスとして、例え
ばアルゴンと水銀とを混合してなる紫外線放射ガス、或
いは、キセノンを主体とした紫外線放射ガスが充填され
ている。また、図示は省略するが、上記発光管部12の外
面には、蛍光体が被着されている。

【００１７】而して、一対のリード端子22を介して放電
管10に電圧が印加されると、放電電極20間に放電が発生
し、電子が紫外線放射ガスに衝突して様々な波長の紫外
線が放射されるのである。放射された紫外線は、紫外線
透過ガラスで構成された発光管部12を透過して、発光管
部12外面に被着された蛍光体を励起し、可視光を発生さ
せることとなる。

【００１８】次に、上記放電管10の製造方法を図２乃至
図４に基づいて説明する。先ず、放電電極20とリード端
子22とを予め接続しておき、この接続された放電電極20
及びリード端子22を、封止管部14の元となる軟質ガラス
管30の一端側の開口より軟質ガラス管30内に挿入する。
この際、上記リード端子22の他端は、上記軟質ガラス管
30外に突出するように配置しておく。この状態で、上記
軟質ガラス管30における、放電電極20及びリード端子22
が挿入された側の端部を加熱溶融した後、冷却固化させ
ることにより、上記封止部18ａが形成される。

【００１９】次に、軟質ガラス管30の管体部16に、発光
管部12の外径と略同径と成された孔24を形成する。この
孔24は、軟質ガラス管30の管体部16を加熱して、軟化さ
せた状態で、窒素ガスや空気等のガスを吹き付けること
により形成することができる。また、軟質ガラス管30の
管体部16に、レーザー光線を照射し、管体部16を構成す
る軟質ガラスを蒸発させることによっても、上記孔24を
形成することができる。この場合は、管体部16における
孔24形成箇所の後方に位置する管体部16にレーザー光線
が照射されるのを防ぐために、レーザー光線を遮蔽する
遮蔽部材を管体部16内に挿入しておく必要がある。さら
に、上記孔24は、微小な砂粒子を含んだ水を、上記管体
部16表面に連続的に流し続けると共に、孔24形成箇所を
流れる水に超音波振動をかけ、水に含まれた砂粒子によ
って管体部16を削ることによっても形成可能である。ま
た、ミクロバーナーを使用して、軟質ガラス管30の管体
部16を溶融し、上記孔24を形成することも可能である。
尚、レーザー光線を用いて孔24を形成する方法、微小な
砂粒子を含んだ水を超音波振動させて孔24を形成する方
法の場合には、孔24の形状や大きさを比較的容易に制御
することができる。

【００２０】次に、発光管部12の端部の外面にペースト
状の封着材26を塗布した後、図２に示すように、発光管
部12の端部を、上記孔24より、軟質ガラス管30の管体部
16内に挿入して、発光管部12と軟質ガラス管30とを連通
させる。上記封着材26は、軟質ガラス管30を構成する軟
質ガラス及び発光管部12を構成する紫外線透過ガラスよ
り低融点で、且つ、上記軟質ガラスの熱膨張係数と紫外
線透過ガラスの熱膨張係数の略中間の熱膨張係数を備え
たガラス等の材料で構成されている。そして、図３に示
すように、バーナー32により、上記封着材26の融点より
高く、且つ、上記軟質ガラス及び紫外線透過ガラスの融
点より低い温度で、封着材26を加熱溶融させる。その
後、封着材26を常温で冷却固化させれば、封着材26を介
して、軟質ガラス管30と発光管部12とが接合されるので
ある。尚、説明の便宜上、図１乃至図４においては、封
着材26の厚さを強調して表現したが、実際には、封着材
26は極めて薄く被着されているものである。

【００２１】発光管部12の両端部に、それぞれ軟質ガラ
ス管30が接合された後、図示しない排気装置を介して、
軟質ガラス管30の他端側より、軟質ガラス管30及び発光
管部12内を排気して高真空状態とした後、紫外線放射ガ
スを充填する。その後、図４に示すように、軟質ガラス
管30の他端側をバーナー32で加熱溶融して、封じ切るこ
とにより、上記封止部18ｂが形成される。最後に、発光
管部12の外面に、蛍光体を被着させれば、図１に示す放
電管10が完成する。

【００２２】上記の通り、本発明においては、封止管部
14を構成する軟質ガラス及び発光管部12を構成する紫外
線透過ガラスより低融点の材料で構成された封着材26
を、当該封着材26の融点より高く、且つ、上記封止管部
14を構成する軟質ガラス及び発光管部12を構成する紫外
線透過ガラスの融点より低い温度で加熱溶融した後、冷
却固化させることにより、当該封着材26を介して、封止
管部14と発光管部12との接合を行っていることから、両
者の接合時に、封止管部14が溶融することがない。ま
た、封着材26は、封止管部14を構成する軟質ガラスの熱
膨張係数と発光管部12を構成する紫外線透過ガラスの熱
膨張係数の略中間の熱膨張係数を備えた材料で構成され
ているので、軟質ガラスの熱膨張係数と石英ガラスの熱
膨張係数の差が、上記封着材26によって吸収され、この
結果、封止管部14と発光管部12との接合性が向上し、両
者の接合時に、その熱膨張係数の差に起因するクラック
の発生が防止される。

【００２３】図５及び図６は、本発明に係る他の放電管
の製造方法を示すものであり、この製造方法にあって
は、封止管部14と発光管部12とを、積層構造の複数の封
着材を介して接合している点が上記方法と異なるもので
あり、それ以外は、上記製造方法と実質的に同一であ
る。すなわち、この製造方法の場合には、図５に示すよ
うに、発光管部12の端部の外面に、ペースト状の第１の
封着材34ａ、該第１の封着材34ａ上に積層されたペース
ト状の第２の封着材34ｂ、該第２の封着材34ｂ上に積層
されたペースト状の第３の封着材34ｃを塗布するもので
ある。

【００２４】上記第１乃至第３の封着材34ａ〜34ｃは、
何れも、軟質ガラス管30を構成する軟質ガラス及び発光
管部12を構成する紫外線透過ガラスより低融点で、且
つ、上記軟質ガラスの熱膨張係数と紫外線透過ガラスの
熱膨張係数の間の熱膨張係数を備えたガラス等の材料で
構成されている。また、第１乃至第３の封着材34ａ〜34
ｃの熱膨張係数は、発光管部12側の第１の封着材34ａか
ら、外側の第２の封着材34ｂ、第３の封着材34ｃに向か
って順次大きく成されている。すなわち、第１乃至第３
の封着材34ａ〜34ｃの中では、第１の封着材34ａが最も
小さい熱膨張係数を備え、また第３の封着材34ｃが最も
大きい熱膨張係数を備え、さらに第２の封着材34ｂは、
上記第１の封着材34ａの熱膨張係数と第３の封着材34ｃ
の熱膨張係数の略中間の熱膨張係数を備えている。

【００２５】次に、図６に示すように、バーナー32によ
り、上記第１乃至第３の封着材34ａ〜34ｃの融点より高
く、且つ、上記封止管部14を構成する軟質ガラス及び発
光管部12を構成する紫外線透過ガラスの融点より低い温
度で、第１乃至第３の封着材34ａ〜34ｃを加熱溶融させ
る。その後、第１乃至第３の封着材34ａ〜34ｃを常温で
冷却固化させれば、発光管部12と接する第１の封着材34
ａ、該第１の封着材34ａ上に積層された第２の封着材34
ｂ、該第２の封着材34ｂ上に積層され、封止管部14と接
する第３の封着材34ｃを介して、封止管部14と発光管部
12とが接合されるのである。このように、熱膨張係数の
小さい紫外線透過ガラスで構成された発光管部12と、熱
膨張係数の大きい軟質ガラスで構成された封止管部14の
間に、発光管部12側から封止管部14側に向かって熱膨張
係数が順次大きくなっていく第１乃至第３の封着材34ａ
〜34ｃが積層したので、封止管部14と発光管部12との間
に単一の封着材26のみ介在している場合に比べ、軟質ガ
ラスの熱膨張係数と紫外線透過ガラスの熱膨張係数の差
を複数の封着材34ａ〜34ｃによって、より柔軟に吸収す
ることができることとなり、封止管部14と発光管部12と
の接合性がより一層向上する。

【００２６】

【発明の効果】請求項１に係る発明にあっては、封止管
部を構成する軟質ガラス及び発光管部を構成する紫外線
透過ガラスより低融点の材料で構成された封着材を、当
該封着材の融点より高く、且つ、上記封止管部を構成す
る軟質ガラス及び発光管部を構成する紫外線透過ガラス
の融点より低い温度で加熱溶融した後、冷却固化させる
ことにより、当該封着材を介して、封止管部と発光管部
との接続を行うことから、両者の接合時に、封止管部が
溶融することを防止できる。

【００２７】また、請求項２に係る発明にあっては、封
着材を、封止管部を構成する軟質ガラスの熱膨張係数と
発光管部を構成する紫外線透過ガラスの熱膨張係数の略
中間の熱膨張係数を備えた材料で構成したので、軟質ガ
ラスの熱膨張係数と紫外線透過ガラスの熱膨張係数の差
が、上記封着材によって吸収され、この結果、封止管部
と発光管部との接合性が向上し、両者の接合時に、その
熱膨張係数の差に起因するクラックの発生が防止され
る。

【００２８】さらに、請求項３に係る発明にあっては、
発光管部の両端部の外面に被着される封着材が、積層構
造と成された複数の封着材であり、上記複数の封着材
は、発光管部側の封着材から外側の封着材に向かって、
その熱膨張係数が順次大きく成されていることから、封
止管部を構成する軟質ガラスの熱膨張係数と発光管部を
構成する紫外線透過ガラスの熱膨張係数の差を、複数の
封着材によって、より柔軟に吸収することができること
となり、封止管部と発光管部との接合性がより一層向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る放電管を示す断面図である。

【図２】本発明に係る放電管の製造方法を示す説明図で
ある。

【図３】本発明に係る放電管の製造方法を示す説明図で
ある。

【図４】本発明に係る放電管の製造方法を示す説明図で
ある。

【図５】本発明に係る他の放電管の製造方法を示す説明
図である。

【図６】本発明に係る他の放電管の製造方法を示す説明
図である。

【図７】従来のバックライト70の一例を示す要部概略断
面図である。

【符号の説明】

10 放電管 12 発光管部 14 封止管部 16 管体部 18ａ封止部 18ｂ封止部 20 放電電極 22 リード端子 24 孔 26 封着材 28 気密容器 30 軟質ガラス管 34ａ第１の封着材 34ｂ第２の封着材 34ｃ第３の封着材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軟質ガラスより成り、管体部と、該管体
   部の両端開口を溶融・封止して形成した一対の封止部と
   を有する封止管部を、紫外線透過ガラスより成る発光管
   部の両端部にそれぞれ連通接続して気密容器を形成し、
   該気密容器内に紫外線生成用の放電ガスを封入すると共
   に、上記各封止管部の一方の封止部近傍に放電電極を配
   置して成る放電管の製造方法であって、上記封止管部と
   発光管部との接続が封着材を介して行われており、この
   封着材を介した接続は、先ず、発光管部の両端部の外面
   に、上記封止管部を構成する軟質ガラス及び発光管部を
   構成する紫外線透過ガラスより低融点の封着材を被着
   し、次に、上記発光管部の両端部を、上記封止管部の管
   体部に形成した孔より該管体部内に挿入し、その後、上
   記封着材を、該封着材の融点より高く、且つ、上記封止
   管部を構成する軟質ガラス及び発光管部を構成する紫外
   線透過ガラスの融点より低い温度で加熱溶融させた後、
   固化させることにより行われることを特徴とする放電管
   の製造方法。
2. 【請求項２】 上記封着材が、上記封止管部を構成する
   軟質ガラスの熱膨張係数と、発光管部を構成する紫外線
   透過ガラスの熱膨張係数の略中間の熱膨張係数を備えた
   材料より構成されていることを特徴とする請求項１に記
   載の放電管の製造方法。
3. 【請求項３】 上記発光管部の両端部の外面に被着され
   る封着材は、積層構造と成された複数の封着材であり、
   上記複数の封着材は、上記封止管部を構成する軟質ガラ
   ス及び発光管部を構成する紫外線透過ガラスより低融点
   で、且つ、上記軟質ガラスの熱膨張係数と紫外線透過ガ
   ラスの熱膨張係数の間の熱膨張係数を備えており、ま
   た、上記複数の封着材は、発光管部側の封着材から外側
   の封着材に向かって、その熱膨張係数が順次大きく成さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載の放電管の製
   造方法。