JP2003223867A - 細管形冷陰極低圧放電灯 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 バックライトユニットの薄型化、軽量化など
が可能で、かつ信頼性の高い細管形の冷陰極低圧放電灯
を提供する。 【解決手段】 バルブ部１b −排気管部１b の境界部の
バルブ部側縮径部１d 、排気管部の排気管部側縮径部１
c を形成し、バルブ部にバルブ部側マウント２を挿入し
て導入線２b を封止し、排気管部側から電極部３a 、導
入線３b 、ビードガラス３c で形成した排気管部側マウ
ント３を挿入し、バルブ部側縮径部に内装する。排気管
部側から水銀合金部材４を挿入して排気管部側縮径部に
内装し、ガラス管１内を真空排気し、水銀合金部材をガ
ラス管外から加熱して水銀を放出させ、さらに希ガスを
封入し、排気管部側マウントを封止して封着部１f を残
して排気管部を切断除去して製造される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は細管形冷陰極低圧放
電灯に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、液晶バックライト用光源とし
て、少なくとも一端部の封止が、いわゆるビードシール
方式で封止されて成る冷陰極放電灯が一般的に使用され
ている。そして、この種の冷陰極放電灯は、一般的に次
のようにして製造されている。すなわち、予め内壁面に
蛍光体層を被着させたバルブ部および排気管部を一体成
形したガラス管、たとえば外径１．５〜７mm程度、肉厚
０．３〜０．７mm程度、長さ１００〜４００mm程度のガ
ラス細管を用意する。次いで、前記ガラス管のバルブ部
側一端に、水銀合金を担持する電極部を先端に装着した
導入線（ジュメット線材）から成るマウン卜を挿入・位
置決めして封止する（第１の封止工程）。なお、前記電
極部は一般的に金属円筒体内に水銀合金を充填した構成
（筒形電極）、もしくは短冊形の金属板に水銀合金を被
着（圧着）した構成（板形電極）が採られている。

【０００３】次に、前記バルブ部側の一端を封止したガ
ラス管のバルブ部および排気管部の境界部に縮径部を形
成する。その後、前記排気管部の開口端より、電極部を
先端に装着した導入線および導入線に溶着させたガラス
ビードから成るビートマウントを挿入し、前記縮径部で
係り止めさせ、有隙状態で位置決め、内装する。この状
態で、前記排気管部の開口端を排気ヘッドに挿入・装着
して、ガラス管内を真空排気する。

【０００４】この真空排気処理後、所要の希ガスをガラ
ス管内に封入してから、前記縮径部の排気管部側におい
て、その排気管部およびビートマウントのビートガラス
を溶着し、いわゆるビードシール方式で封止する（排気
管部側封止工程）。こうして所要の封止を行ってから、
不要化した排気管部、すなわち溶着・封止部を残した形
で、たとえばカッターにて部分的な傷を入れ、この傷を
起点として自由端側を切断・除去する。その後、前記封
止したバルブ部を外側から、水銀合金を担持している電
極部を高周波加熱して、水銀合金から水銀を放出させる
ことによって、所要の冷陰極放電灯を得ている。

【０００５】ところで、液晶バックライト用光源などと
しての冷陰極放電灯は、市場の動向として、例えば液晶
表示装置、もしくは液晶バックライトユニットの薄型、
軽量化が重要視されると共に、組み込む冷陰極放電灯の
一層の細管化（小径化）、長寿命、高輝度などの高信頼
性が望まれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記冷陰極放電灯のコ
ンパクト化、換言すると外囲器を構成するガラス管を小
径化（細管化）にあたっては、マウントを封着・封止す
るとき、マウン卜の一部を成す導入線を気密封着する領
域のガラス管肉厚の低減が必然的に伴われる。一方、封
入する電極部の小形化、細形化も要求される。ところ
で、前記電極部の小形化、細形化は、最終的な製造工程
である水銀合金から水銀を放出するための高周波加熱な
どを煩雑化する。

【０００７】つまり、小形化、細形化した電極部は、そ
の容量（容積）が小さいため、高周波加熱によって、前
記水銀放出に適正な温度へ上昇・制御することが困難で
ある。また、細形化と共に電極部ガラス管内壁面と電極
部ガラス管外壁ととが近接や接近することによる短寿命
を防止することも必要である。したがって、加熱源を成
す高周波コイルに流す高周波電流を増加させるか、もし
くは通電時間を延長するなどの手段を採らざるを得な
い。しかし、前記電極部の加熱は、電極部を装着してい
る導入線の加熱を必然的に伴うので、前記高周波電流の
増加や通電時間の延長は、導入線の加熱をさらに助長・
昇温し、導入線の気密封着部（封止部）でガラスとの温
度差が生じ易くなる。この導入線を気密封着した領域で
温度差が発生し易いことは、前記ガラス管の小径化に伴
う気密封止部のガラス管肉厚の低減と相俟って、加熱、
冷却過程で微細（微小）なクラック発生などを招来し易
く、リークなどによる点灯不能な製品が生じるので、歩
留りや機能的な信頼性が損なわれるという問題がある。

【０００８】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、バックアップユニットの薄型化、軽量化などを可能
にすると共に短寿命を防止でき、かつ信頼性の高い細管
形の冷陰極低圧放電灯を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る請求項１に
係わる細管形冷陰極型低圧放電灯は、予め内壁面に蛍光
体層を被着したバルブ部及び排気管部を一体成形したガ
ラス管の外周にバルブ部−排気管部の境界部付近の該排
気管部側にバルブ側縮径部と排気管部側縮径部をそれぞ
れ形設し、上記バルブ部のバルブ部側端部に導入線を延
伸させた電極部から成るバルブ部側マウントを該導入線
を延伸させて挿入し、該導入線を前記バルブ部端部で封
着・封止すると共に、前記ガラス管の排気管部側から導
入線を延伸させた電極部及びビードガラスで構成される
排気管部側マウントを挿入して前記バルブ部側縮径部に
装着すると共に、前記排気管部側から水銀含金部材を挿
入して前記排気管部側縮径部に装填し、前記ガラス管内
を真空にし、該ガラス管内の水銀合金部材をガラス管外
から加熱して、ガラス管内に水銀を放出させ、該ガラス
管内に希ガスを封入した状態で、前記ガラス管の排気管
部側マウントのビードガラス及び排気管部を封止し、前
記封着部を残して排気管部を切断・除去して形成したこ
とを特徴とする。

【００１０】本発明に係る請求項２に係わる細管形冷陰
極型低圧放電灯は、請求項１に係わる細管形冷陰極型低
圧放電灯において、前記排気管部側縮径部の内径は、前
記バルブ側縮径部の内径に比べやや小径に形成されてい
ることを特徴とする。

【００１１】すなわち、請求項１の細管形冷陰極低圧放
電灯は、挿入・内装した水銀合金部材からの水銀放出を
行った後、希ガスの封入、排気管部のビードシール方式
による封止を行う点で、バックライトユニットの薄型
化、軽量化などが可能で、かつ信頼性の高い細管形の冷
陰極低圧放電灯となる。

【００１２】また、前記排気管部側縮径部の内径を前記
バルブ側縮径部の内径に比べやや小径に形成されている
点で、上記同様にバックライトユニットの薄型化、軽量
化などが可能で、かつ信頼性の高い細管形の冷陰極低圧
放電灯となる。

【００１３】上記構成の冷陰極低圧放電灯においては、
挿入・内装した水銀合金部材からの水銀放出を行った
後、希ガスの封入、排気管部のビードシール方式による
封止を行う。つまり、高周波加熱方式など外部から加熱
し、ガラス管の排気管部内に内装・配置した水銀合金部
材から水銀を放出する段階では、排気管部側に挿入・配
置された排気管部側マウント（ビードマウント）の導入
線は、被加熱物である水銀合金部材から離隔され、かつ
フリーな状態（未封着、非因定）にある。したがって、
前記水銀を放出するための加熱処理において発生する熱
は、容易に排気管部外に放熱され、温度上昇を伴い易い
導入線の加熱が低減回避されるになり、前記高周波加熱
方式などによる適正な加熱温度の制御など行い易くな
る。

【００１４】また、排気管部のビードシール方式による
封止も、水銀合金部材の加熱放出工程、引き続く希ガス
封入工程後に行われるため、導入線の封着・封止部にお
いて、温度差に起因する微細なクラック発生の恐れも全
面的に解消、回避し得る。つまり、本発明によれば工程
順序を一部変更するだけで、歩留まりが良好でかつ機能
的で信頼性の高い冷陰極低圧放電灯を容易に得ることが
可能となる。

【００１５】さらに、請求項２の細管形冷陰極型低圧放
電灯によれば、排気管部側縮径部の内径をバルブ側縮径
部の内径に比べやや小径に形成されているので、上記同
様にバックアップユニットの薄型化、軽量化などが可能
で、かつ信頼性の高い細管形の冷陰極低圧放電灯を得る
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明に係わる細管形冷陰極
型低圧放電灯の工程を示す図１(a) 〜(g)を参照して説
明する。

【００１７】図１(a) に示すように、予め内壁面に蛍光
体層２を被着したバブル部１a および排気管部１b を一
体成形したガラス管１（たとえは外径３mm程度）を使用
する。ガラス管１は軟質ガラスおよび硬質ガラスのいず
れにより形成したものであってもよい。

【００１８】次いで、図１(b) に示すように、そのガラ
ス管１のバルブ部１a −排気管部１b の境界部１c に位
置するバルブ部側縮径部３a 、排気管部１b に位置する
排気管部側縮径部３b をそれぞれ形成する（縮径）。こ
こで、バルブ部側縮径部３aは、後述する排気管部側マ
ウント（ビードマウント）３の位置決め部を、また排気
管部側縮径部３b は同じく後述する水銀合金部材４の位
置決め部を成す。したがって、バルブ部側縮径部３a お
よび排気管部側縮径部３b の内径は、先に挿入・装着さ
れる排気管部側マウント３のガラスビード３c が、排気
管部側縮径部３b を通過でき、バルブ部側縮径部１d で
係止されるように設定することが望ましい。そして、こ
れら両縮径部１d 、３b は、前記ガラス管１を回転させ
ながらバーナー５で加熱・軟化させ、加熱・軟化した領
域の外周面に、回転ローラ６を押し当てることによって
形成する。

【００１９】次に、前記ガラス管のバルブ部１a 側端部
に、電極部２a （たとえば細筒形の電極）を装着した導
入線２b から成るバルブ部側マウント２を挿入・位置決
めし、図示されていないバーナーで、ガラス管１のバル
ブ管１b 側端部を加熱・溶着させて、図１(c) の一部切
り欠き断面図に示すように、導入線２b を封着・封止す
る（バルブ部側の封止）。ガラス管１のバルブ管１b 側
端部に封着される導入線２b はジュメット線に限らず、
コバール線、タングステン線、モリブデン線などを使用
してもよい。

【００２０】その後、前記ガラス管１の排気管部１b 側
から電極部３ａを装着した導入線３b およびビードガラ
ス３c で形成される排気管部側マウント（ビードマウン
ト）３を挿入し、バルブ部側縮径部１d にビードガラス
３c を係止させ、有隙状態で位置決め内装する（排気管
部側マウントの内装）。導入線３b についても導入線２
b と同様な材料を使用することができる。さらに、前記
ガラス管１の排気管部１b 側から水銀合金部材４を挿入
し、排気管部側縮径部３b に係止させ、有隙状態で位置
決めして内装する（水銀合金部材の内装工程）。ここ
で、水銀合金部材４は、たとえば金属製もしくはセラミ
ック製の円筒体内に、所要量の水銀を放出し得る水銀合
金を封入したものなどである。

【００２１】上記排気管部側マウント３および水銀合金
部材４を挿入・内装したガラス管１の排気管部１b をい
わゆる徘気へッド７に挿入し、垂直に装着した後、図１
(d)の一部切り欠き断面的に示すごとく、ガラス管１を
外側から加熱しながら、前記排気ヘッド７に連接する真
空排気手段７a を駆動し、排気ライン７b を介してガラ
ス管１内を真空排気する（真空排気）。なお、図１(d)
において、７c は希ガス封入弁、７d は希ガスラインを
それぞれ示す。また、この真空排気工程および後述する
加熱処理、希ガス封入工程では、前記排気管部側マウン
ト３の一部を成している導入線３b の磁性を利用して、
外側にマグネット（図示せず）を配置し、磁力によって
排気管部側マウント３をバルブ部側縮径部１d から浮か
せ、有隙状態をより容易に確保してもよい。

【００２２】次いで、前記真空排気したガラス管１内の
水銀合金部材４を、ガラス管１外から加熱して、ガラス
管１内に水銀を放出させる（加熱）。この加熱工程は、
通常、前記真空排気工程に続行して行い、図１(e) の一
部切り欠き断面的に示すように、前記排気へッド７に挿
入・装着したまま、加熱源（たとえば高周波加熱コイ
ル）８を、水銀合金部材４の挿入・装着部に近接させ
て、外側から誘導加熱することにより達成できる。そし
て、この加熱処理によって水銀が、前記水銀合金部材４
から水銀蒸気として放出され、真空状態になっているバ
ルブ部１b に向かって流入する一方、一部は排気管部１
b 内壁面に付着する。

【００２３】前記加熱工程で、ガラス管１内に所要量の
水銀を放出させた後、前記排気へッド７の希ガス封入弁
７c を開き、希ガスライン７d からガラス管１内に希ガ
スを封入する（希ガス封入工程）。なお、この希ガスを
封入する工程で、前記排気管部１b 内壁面に付着した水
銀は、バルブ部１b に向かって流入する。このようにし
て、所要量の希ガスをガラス管１のバルブ部１b に封入
した後、図１(f) の一部切り欠き断面的に示すように、
前記ガラス管１のバルブ部側縮径部１d 近傍で、内装さ
れている排気管部側マウン卜３のビードガラス３c およ
び排気管部１bをビードシール方式で封止する（排気管
部側封止）。

【００２４】この排気管部側封止工程を、さらに具体的
に説明すると、前記ガラス管１のバルブ部側縮径部１d
外周に沿って、たとえば一対のバーナー５を回転・移動
させながら、ビードシール方式の封止を行う。かくし
て、前記ビードシール方式で封止した封着部１f を残し
て排気管部１b の所定箇所に、たとえばカッターなどで
傷を付け、その傷を起点として、図１(g) の一部切り欠
き断面図に示すように、排気管部１b を折り取って切断
・除去する（排気管部除去）。

【００２５】前記一連の工程によって製造された冷陰極
放電灯は、ビードシール方式で封止した封着部１f など
において、微細（微小）なクラックなどの発生が認めら
れず、点灯、消灯の繰り返し（加熱、冷却の繰り返し）
を行い封着部１f などを試験・評価したところ、不点灯
の冷陰極放電灯はなく、またリークなどの発生も認めら
れず、良好な歩留まりおよび信頼性の高いことが確認さ
れた。

【００２６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろ
の変形を採り得る。たとえばガラス管は、外径１．５〜
７mm程度、肉厚０．３〜７mm程度、長さ１００〜４００
mm程度の範囲の場合、いずれも適用し得る。また、上記
製造工程において、ガラス管のバルブ部−排気管部の境
界部に位置するバルブ部側縮径部、排気管部に位置する
排気管部側縮径部を形成する縮径工程を２工程に分けて
実施することもできる。そして、この場合は、バルブ部
側縮径部を形成する縮径工程、排気管部側マウント（ビ
ードマウント）を挿入・位置決め内装する工程、排気管
部側縮径部を形成する縮径工程順を採ってよい。さら
に、水銀合金部材の挿入・内装を別工程とせずに、排気
管部側マウント（ビードマウント）を挿入・位置決めす
るとき、連続的に水銀合金部材を挿入・内装する形態を
とることも可能である。

【００２７】

【発明の効果】上記説明からわかるように、本発明に係
る冷陰極低圧放電灯においては、たとえば高周波加熱方
式など外部から加熱し、ガラス管の排気管部内に挿入・
配置した水銀合金部材から水銀を放出する段階のとき、
排気管部側に挿入・配置された排気管部側マウント（ビ
ードマウント）の導入線は、被加熱物である水銀合金部
材から離隔され、かつフリーな状態（未封着、非固定）
にある。したがって、前記水銀を放出するための加熱処
理において発生する熱は、容易に排気管部外に放熱され
ことで、導入線の加熱が低減・回避されることになり、
前記高周波加熱方式などによる水銀合金部材の適正な加
熱温度の制御など行い易くなる。

【００２８】また、排気管部のビードシール方式による
封止は、水銀の放出後、引き続く希ガス封入後に行われ
るため、導入線の封着・封止部において、温度差に起因
する微細なクラック発生の恐れも全面的に解消、回避し
得る。つまり、本発明によれば、歩留まりが良好に、か
つ機能的な信頼性も高い冷陰極低圧放電灯を容易に得る
ことが可能となる。

【００２９】さらに、細形化と共に電極部ガラス管内壁
面と電極部ガラス管外壁ととが近接や接近することによ
って短寿命を防止することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る冷陰極放電灯を模式的に示すも
ので、図１(a) はガラス管の一部切り欠き断面図、同
(b) は縮径加工の状態を示す一部切り欠き断面図、同
(c) はバルブ部側封止工程後の状態を示す一部切り欠き
断面図、同(d) はガラス管の真空排気工程の状態を示す
一部切り欠き断面図、同(e) は挿入・配置した水銀合金
部材の加熱工程の状態を示す一部切り欠き断面図、同
(f) は排気管部側封止工程の状熊を示す一部切り欠き断
面図、同(g) は排気管部側封止工程後排気管部を切断・
除去した状態を示す一部切り欠き断面図である。

【符号の説明】

１…ガラス管、１ａ…蛍光体層、１ｂ…バルブ部、１ｃ
…排気管部、１ｄ…バルブ部側縮径部、１ｅ…排気管部
側縮径部、１ｆ…封着部、２…バルブ部側マウン卜、２
ａ，３ａ…電極部、２ｂ，３ｂ…導入部、３…排気管部
側マウン卜（ビートマウント）、３ｃ…ビードガラス、
４…水銀合金部材、５…バナー、６…回転ローラ、７…
排気へッド、７ａ…排気手段、７ｂ…排気手段、７ｃ…
希ガス封入弁、７ｄ…希ガスライン、８…高周波加熱コ
イル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め内壁面に蛍光体層を被着したバルブ
   部及び排気管部を一体成形したガラス管の外周にバルブ
   部−排気管部の境界部付近の該排気管部側にバルブ側縮
   径部と排気管部側縮径部をそれぞれ形設し、上記バルブ
   部のバルブ部側端部に導入線を延伸させた電極部から成
   るバルブ部側マウントを該導入線を延伸させて挿入し、
   該導入線を前記バルブ部端部で封着・封止すると共に、
   前記ガラス管の排気管部側から導入線を延伸させた電極
   部及びビードガラスで構成される排気管部側マウントを
   挿入して前記バルブ部側縮径部に装着させるると共に、
   前記排気管部側から水銀含金部材を挿入して前記排気管
   部側縮径部に装填し、前記ガラス管内を真空にすると共
   に、該ガラス管内の水銀合金部材をガラス管外から加熱
   して、ガラス管内に水銀を放出させ、該ガラス管内に希
   ガスを封入した状態で、前記ガラス管の排気管部側マウ
   ントのビードガラス及び排気管部を封止し、前記封着部
   を残して排気管部を切断・除去して形成したことを特徴
   とする細管形冷陰極低圧放電灯。
2. 【請求項２】 予め内壁面に蛍光体層を被着したバルブ
   部及び排気管部を一体成形したガラス管の外周にバルブ
   部−排気管部の境界部付近の該排気管部側にバルブ側縮
   径部と排気管部側縮径部をそれぞれ形設し、上記バルブ
   部のバルブ部側端部に導入線を延伸させた電極部から成
   るバルブ部側マウントを該導入線を延伸させて挿入し、
   該導入線を前記バルブ部端部で封着・封止すると共に、
   前記ガラス管の排気管部側から導入線を延伸させた電極
   部及びビードガラスで構成される排気管部側マウントを
   挿入して前記バルブ部側縮径部に装着すると共に、前記
   排気管部側から水銀含金部材を挿入して前記排気管部側
   縮径部に装填し、前記ガラス管内を真空にし、該ガラス
   管内の水銀合金部材をガラス管外から加熱して、ガラス
   管内に水銀を放出させ、該ガラス管内に希ガスを封入し
   た状態で、前記ガラス管の排気管部側マウントのビード
   ガラス及び排気管部を封止し、前記封着部を残して排気
   管部を切断・除去して形成した細管形冷陰極低圧放電灯
   において、前記排気管部側縮径部の内径は、前記バルブ
   側縮径部の内径に比べやや小径に形成されていることを
   特徴とする細管形冷陰極低圧放電灯。