JP2006286635A - 面発光蛍光ランプの製造方法及びそれの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】面発光蛍光ランプの製造方法及びそれの製造装置を提供する。
【解決手段】本発明は、面光源の平面状の蛍光ランプ及びそれの製造方法に関するものである。この蛍光ランプは、複数の放電チャネルと、放電チャネルに連結されるガス注入口と、ガス注入口に連結される排気管と、を備える。この蛍光ランプは、排気管を通じて放電チャネルが真空に排気される段階と、排気管とガス注入口との間を密閉する段階と、放電チャネル内に水銀を拡散する段階と、ガス注入口と放電チャネルとの間を密閉する段階と、ガス注入口及び排気管を除去する段階と、を含んで製造される。これにより、蛍光ランプの製造に生産性を向上させることができ、作業効率を増大させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、蛍光ランプに係り、より詳しくは、面発光蛍光ランプの製造方法及びそれの製造装置に関するものである。

蛍光ランプ、特に面発光蛍光ランプ（Ｆｌａｔ Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ Ｌａｍｐ）は、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；ＬＣＤ）のバックライトユニットを構成することに広く使用されている。一般に蛍光ランプは、一字形、サーペンタイン形又は平板形などの多様な形態がある。この蛍光ランプは、内部に放電チャネルが備えられるようにガラスを高温で加熱しながら特性形状に金型して形成される。

放電チャネルは、その内部が蛍光体で塗布されており、真空状態である。この放電チャネルは排気工程を通じて真空状態になる。排気工程は、放電チャネル内に存在する水分などの不純物を除去するために高温の加熱炉（図示せず）、例えば４００℃内で行われる。排気工程の後、放電チャネルに不活性ガス及び水銀ガスが注入され、放電チャネルは密閉されて外部と遮断される。

その後、放電チャネルに注入された水銀蒸気が放電チャネル内で均一に分布するようにする水銀拡散工程が行われる。面発光蛍光ランプは、一般的な一字形の蛍光灯とは異なり、狭い直径を有する一字形の放電チャネルがトンネル形状に長く構成されるか、或いは一字形の複数の放電チャネルが狭い通路を通じて相互連結されており、その狭い通路を通じて水銀が隣接する放電チャネルに拡散されて行くので、水銀拡散工程は非常に重要である。水銀拡散工程は、水銀が注入された蛍光ランプを約２５０℃で熱処理することによって行われる。

水銀が放電チャネル内に均一に拡散できなければ、後続するエージング工程でより長時間を要することができて蛍光ランプの製造工程時間を遅延させることができる。

冷陰極管型の蛍光ランプは、製品が完成された後、一般に１時間以上のエージング工程が必要である。エージングは、初期点灯時電流値が一定に維持できるようにするためのものであり、蛍光ランプの両端に配置された外部電極に電源を供給して放電チャネル内に放電が発生するようにするものである。

一方、図１を参照すれば、通常的に真空排気、水銀拡散、エージングなどの工程で蛍光ランプは、一つの工程を終え、次の工程に行くとき毎に大気に露出されて冷却される。

図２Ａは、通常的な方法に製造された蛍光ランプの水銀拡散のための熱処理時間と不良率との間の関係を示す検査結果である。図２Ａで水銀拡散のための熱処理温度は２５０℃である。不良は、エージングの後、１２時間の後に再点灯した結果駆動電圧が基準値より１０％以上上昇されることにより限定された。水銀拡散のための熱処理時間が不足すれば、水銀が放電チャネルの内部に均一に分布せず一部に偏重され、またその部分が放電時ピンク色に放電されるピンク放電現象が発生し、エージングの後には駆動電圧が上昇される。このような不良は予め感知できないだけでなく、その不良を減らすためには５時間以上の長時間の間水銀拡散工程が行われなければならない。一方、ＬＣＤ ＴＶ用蛍光ランプは、低温でも点灯されなければならないが、不良によって駆動電圧が上昇した場合には低温点灯が不可能なようになる。

図２Ｂは、水銀拡散のための熱処理時間を１時間に設定した状態で水銀拡散のための熱処理温度と不良率との関係を示す検査結果である。水銀は、３５６℃以上では、気体状態に存在するため、その温度以上では、水銀の拡散がとんとん拍子に運んで熱処理温度の３５６℃以下での不良率より不良率が急激に減少したことが分かる。しかし、やはり約５％程度の不良率を示す問題がある。

水銀は、沸騰点が３５６℃、冷点が−３９℃として、常温で液体状態の金属である。また、水銀は常温で約０．００２ｍｍＨｇ、１００℃で約０．２８ｍｍＨｇ、２５０℃で約７９ｍｍＨｇの蒸気圧を有する。このような水銀の特性によって、水銀拡散工程の時、蛍光ランプを構成する放電チャネルの温度が不均一である場合、温度が相対的に低い部分では、水銀が凝縮して蛍光ランプの他の部分に比べて密度が高くなる。従って、水銀が蛍光ランプ内で均一に分布しないようになることができ、均一に発光できなくてより多くのエージング時間を要する。その上に、点灯後時間が経過することによって部分的に水銀不足現象が発生して蛍光ランプの寿命を短縮させる。一方、従来技術の一実施形態で面発光蛍光ランプは、不活性ガス及び水銀蒸気を注入するガス注入口が面発光蛍光ランプ面の垂直方向、すなわち法線方向に突出されている。また、ガスを放電チャネルに充填した後、ガス注入口を除去するとき、ガス注入口の一部が面発光蛍光ランプの表面から法線方向に突出されたなり残る。従って、突出されるガス注入口を保護しながら蛍光ランプがバックライトユニットに結合しなければならないのでバックライトユニットの全体厚さが広まる。さらに、突出されたガス注入口を通じて面発光蛍光ランプの内部を真空排気し、不活性ガスを注入するために蛍光ランプを底に横たえ、ガス注入口が上に向くようにした後、ガス注入工程を行わなければならないので作業空間が広く、作業能率が低下される。

また、従来技術の他の実施形態で排気管が蛍光ランプ面の左右側面又は上側面のうちいずれか一つの方向に突出された蛍光ランプは、排気工程が行われる加熱炉内で四方に膨張するガラスの特性によって、ガラスで成型された排気管が決められた位置を維持できなく、始め位置で離脱して排気管が破損する場合がある。

本発明の技術的課題は、真空排気時排気管の破損が防止される面発光蛍光ランプの製造方法及びそれの製造装置を提供するところにある。

本発明の他の技術的課題は、放電チャネルに注入される水銀ガスが大気に漏出されることを遮断する面発光蛍光ランプの製造方法及びそれの製造装置を提供するところにある。

本発明のさらに他の技術的課題は、軽薄短小の状態にバックライトユニットに結合できる面発光蛍光ランプの製造方法及びそれの製造装置を提供するところにある。

前述した技術的課題を達成するために本発明は、複数の放電チャネルを備える面発光蛍光ランプの製造方法であって、放電チャネルと、放電チャネルの形成面と同一平面上に形成され、放電チャネルと連結されるガス注入口及びガス注入口と連結される排気管を含む第１の基板部材を形成する段階と、第１の基板部材と第１の基板部材と対向する平面状の第２の基板部材を付着する段階と、放電チャネル内のガスを排気する段階と、放電チャネル内に不活性ガス及び水銀ガスを注入する段階と、放電チャネルを密封する段階と、ガス注入口及び排気管を除去する段階と、を含む蛍光ランプの製造方法を提供する。

前述した面発光蛍光ランプの製造方法であって、第１の基板部材と第２の基板部材とを付着するとき放電チャネルと水銀注入口との間に形成される第１の密封材と、水銀注入口と排気管との間に形成される第２の密封材と、を投入する工程がさらに追加される。

また、第１の密封材及び第２の密封材が投入された後、水銀を含有した水銀ゲッターを含む水銀ゲッター管を水銀注入口に嵌め込む工程が追加される。

また、排気管を通じて放電チャネルが排気されて真空になれば、不活性ガスを排気管を通じて注入した後、第２の密封材を溶かして排気管と水銀注入口との間を密閉し、水銀ゲッターを壊して水銀蒸気を水銀注入口を経由して放電チャネル内に注入し、第１の密封材を溶かして水銀注入口と放電チャネルとの間を密閉する工程がさらに追加される。

また、蛍光ランプは、垂直に立てられた状態で排気工程から水銀拡散工程まで行われる。

また、排気工程は、垂直に維持された蛍光ランプから排気管の開口部が下方に向いて、行われる。このように、排気管と真空ポンプの連結部を加熱炉の下側に向くようにすることによって、高温の加熱炉内の上部に形成される高熱による排気管の膨張が起こっても、排気管が壊れないようにできる。

また、排気工程とガス注入工程は、一つの加熱炉内で連続的に行われる。

また、真空排気から水銀拡散までの工程は、１５０℃〜５００℃の温度下で行われる

また、前述した製造方法によって形成された蛍光ランプは、蛍光ランプの放電チャネルの内部を真空排気し、不活性ガスを注入する排気管と連結され、水銀ガスを注入させるガス注入口を含む。ガス注入口は、放電チャネルの形成面と同一平面上に形成される。また、ガス注入口と放電チャネルとの間に密封材が嵌め込まれていて、ガス注入口と放電チャネルとを互いに遮断している。

前述した蛍光ランプの製造方法を提供する本発明の蛍光ランプ製造装置は、加熱炉と、加熱炉内に投入され、複数の放電チャネルと、放電チャネルを真空に排気する排気管と、放電チャネル内にガスを注入するガス注入口を備える蛍光ランプと、蛍光ランプを支持する支持部と、ガス注入口の一側に連結され、水銀蒸気を含有する水銀ゲッターを含む水銀ゲッター管と、加熱炉の一側に配置され、複数の放電チャネルを真空に排気する真空排気部と、加熱炉内部に配置され、水銀ゲッターを加熱して水銀蒸気の発生を誘導し、放電チャネルの内部に水銀蒸気を注入させる加熱装置と、支持部を加熱炉内の一側から他側に移送する移送部と、を含んで構成される。

加熱装置は、ゲッター管と対応される加熱炉の所定位置に設けられる。この加熱装置は、高周波加熱装置でありうる。一定した間隔に互いに離隔されており、円形状の一対のコイルから構成される高周波加熱装置でありえ、一対の円形コイルの間を水銀ゲッター管が通過しながら加熱されて水銀蒸気発生が誘導され、水銀蒸気は、放電チャネル内に拡散される。水銀ゲッター管は、支持部が加熱炉の一側から他側に移動することによって一対のコイルの間を過ぎる。

この加熱炉の温度は、１５０℃〜５００℃の範囲であり、好ましくは、２００℃〜４００℃の範囲である。

本発明によれば、蛍光ランプの排気管が下向に向いた状態で真空ポンプを通じて高温で真空排気されるため、排気管の熱膨張による損傷を防止して蛍光ランプの製造に生産性を向上させることができる。また、ガス注入口及び排気管が放電チャネルの側面から延長された平面上に形成されるため、蛍光ランプの製造に作業効率を増大させることができる。また、水銀蒸気が放電チャネルに注入される状態の放電チャネルの温度を高温に維持することによって、水銀蒸気が局部的に凝縮される現象の発生が制御されて、エージング時間を短くすることにもかかわらず不良率が急激に減少される効果を示す。また、本発明によれば、水銀拡散及びエージングに消耗される時間を大幅短縮させて、生産性を大きく向上させることができる。

前述した本発明の態様は、添付した図面を参照して説明される好適な実施形態によってさらに明白になるものである。以下では好適な実施形態によって当業者が本発明を容易に理解して再現できるように詳細に説明する。

（蛍光ランプの準備過程）
本発明で使用される予備蛍光ランプを準備する過程を説明する。

図３は、蛍光ランプ１０を製造する工程を説明するための分離斜視図であり、図４は結合斜視図である。

図３を参照すれば、四角形の形状を有するランプ上板の第１の基板１２とその下部に結合する平板形のランプ下板の第２の基板１４が成型されて準備される。第１の基板１２は、放電チャネル１６を形成するための、一方向に互いに並んだ複数の屈曲面１３ａを有する。一方、第１の基板１２は、屈曲面１３ａの周縁に連結される第１の屈曲部１３ｂをさらに備える。また、第１の基板１２は、第１の屈曲部１３ｂに連結される第２の屈曲部１３ｃをさらに備える。第１の屈曲部１３ｂは、ガス注入口を形成するためのものであり、第２の屈曲部１３ｃは排気管を形成するためのものである。この複数の屈曲面、第１の屈曲部及び第２の屈曲部は、ガラス基板を同時に成型して作られる。

図３及び図４を参照すれば、放電チャネル１６は、第１の屈曲部１３ｂ及び第２の屈曲部１３ｃが成型された第１の基板１２と第１の基板と対向する平板形の第２の基板１４が有機バインダーで付着されることにより、形成される屈曲面１３ａ内部のトンネル形状の空間で形成される。一方向に互いに平行な放電チャネル１６は、放電チャネルの間を互いに通気させる細孔１７を通じて互いに連結できる。細孔１７は、放電チャネルの周縁に形成されるガス注入口を通じて注入される水銀ガスが放電チャネルとこれと隣接する放電チャネルを越えて拡散できるようにガスの拡散通路を提供する。従って、放電チャネルと放電チャネルは、互いに細孔によって通気する。

第１の基板１２及び第２の基板１４の付着工程で第１の屈曲部１３ｂによって形成されるガス注入口２０と第２の屈曲部１３ｃによって形成される排気管３０がそれぞれさらに形成される。

一方、第１の基板１２及び第２の基板１４の付着工程時、ガス注入口２０と放電チャネルとの間に第１の密封材４２と、排気管３０と水銀注入口２０との間に第２の密封材４４が挿入できる。第１及び第２の密封材は密封用ガラス原料物質（シール フリット）として、常温で通気できる溝を含み、加熱すれば溶けてこの溝を密閉させる。この密封材は、第１の基板と第２の基板を構成するガラスよりは融点が若干低い。

図５を参照すれば、密封材４２、４４には、常温で図面符号４２´のような溝が形成されていて真空排気又は不活性ガス注入の時、ガスの移動に差し支えを与えない。しかし、加熱すれば、密封材は溶けてこの溝を密閉させて管の左右を互いに遮断する。

ガス注入口２０は、放電チャネルの形成面と同一平面上に形成され、最外郭放電チャネルから突出されている。従って、ガス注入口は、蛍光ランプ面の法線方向には突出されなくて、蛍光ランプの厚さ方向にさらに薄い蛍光ランプを実現できる。

排気管３０は、ガス注入口と通気するように連結され、ガス注入口の一側から延長されてガス注入口の突出方向と反対方向に蛍光ランプの周縁に配置される。すなわち、排気管３０は、ガス注入口２０に連結されるが、排気管の排気口がガス注入口とは反対方向に向くように配置される。排気のため蛍光ランプを立てるとき、ガス注入口が上に向き、排気口が下に向くようにするためである。

水銀ゲッター５２は、ガス注入口２０の一側に投入し、水銀ゲッターが投入されたガス注入口側を密封することによって、ガス注入口に水銀ゲッターを設けることができる。水銀ゲッターをガス注入口に投入する他の方法で、図５に示されているように水銀ゲッター５２を内蔵し、その一端が密閉されたゲッター管５０をガス注入口２０に嵌め込んでガス注入口の一側を密閉させるものである。

図４を参照すれば、第２の密封材４４は、蛍光ランプの一周縁を切断する切断線を基準とするとき、第１の密封材４２より上側に設けられることが好ましい。

切断工程は、ガス注入口を蛍光ランプから分離するｘ方向切断工程と、排気管を蛍光ランプから分離するｙ方向切断工程を含む。通常、ｘ方向切断工程で切断機は第１の密封材４２を横切って切断するため、切断線を基準に第２の密封材４４が第１の密封材４２より上に設けられれば、切断後ガス注入口２０は、その両端が第１の密封材及び第２の密封材によって密封されるためガス注入口に漏気された水銀蒸気が外部に漏出されることを防止できる。従って、第２の密封材は、第１の密封材とｘ方向切断線を基準に少なくとも同じ高さにあるか、或いは第１の密封材より高い位置にあることが好ましい。図４の点線（Ａ）は、蛍光ランプから排気管とガス注入口とを分離する切断線を示す。

本発明の面発光蛍光ランプの製造方法をさらに詳細に調べれば、先ず第１の基板と第２の基板とを付着する。第１の基板は、複数の放電チャネル、放電チャネルの周縁で放電チャネルと通気するように連結される水銀注入口及び水銀注入口と連結される排気管を含むようにガラス成型方法に作られる。第２の基板は、平面状のベアガラスである。

前述した付着時放電チャネルとガス注入口との間に第１の密封材を投入し、ガス注入口と排気管との間に第２の密封材を投入する。その後、ガス注入口の一側に水銀を含有する水銀ゲッターが内蔵されたゲッター管を嵌め込む。

次に、排気管を通じて放電チャネル内部を排気して真空状態に作り、引き続き排気管を通じて不活性ガスを注入して放電チャネルを充填する。

放電チャネルが不活性ガスに充填されれば、第２の密封材を局部的に加熱してガス注入口と排気管との間を遮断する。

その次に、ゲッター管の水銀ゲッターを高周波発生装置などに加熱し、水銀蒸気を誘導して水銀蒸気が水銀注入口を通じて放電チャネルに拡散されるようにする。

次いで、第１の密封材を溶かして放電チャネルと水銀注入口との間を遮断する。その結果、放電チャネルは第１の密封材によって完全に密閉され、水銀注入口は第１の密封材と第２の密封材と水銀ゲッターによって密閉される。

次に、水銀が注入された放電チャネルを一定温度で熱処理して水銀拡散工程を行う。

その次に水銀注入口と排気管とを蛍光ランプから分離する切断工程を行って蛍光ランプを完成する。

排気工程から水銀拡散工程まで一つの加熱炉内で行われ、蛍光ランプは複数が垂直に立てられて行われる。また、複数の蛍光ランプは、支持台によって垂直に立てられ、一定した速度に移動する。支持台の移動時加熱炉の一側に形成された加熱装置によって水銀ゲッターが加熱されて水銀が放電チャネル内に注入される。

（蛍光ランプ製造装置）
以下、図６を参照して前述した製造工程が行われる面発光蛍光ランプの製造装置について述べる。

図６を参照すれば、本発明の蛍光ランプ製造装置１００は、蛍光ランプに加温する加熱炉１１０と、加熱炉の内部に配置され、蛍光ランプ１０を垂直に立てて支持する支持テーブル１２０と、複数の放電チャネル内のガスなどを排気して真空に作る真空排気部１３０と、水銀ゲッターを加熱することによって水銀蒸気を発生させて放電チャネルの内部に水銀蒸気を注入させる水銀蒸気発生部１４０と、支持テーブル１２０及び真空排気部１３０の出口１３４が設けられ、これらを加熱炉内の一側から他側に移送するための移送部１５０と、から構成される。また、加熱炉内部の一側には、第１の密封材及び第２の密封材を個別的に加熱できるヒーター１５１がさらに設けられて密封材を溶かすことができるようにする。

加熱炉１１０は、蛍光ランプの真空排気及び水銀拡散などの工程が円滑に行われることができるように一定した高温を維持するチェンバーであり、常温で１０００℃まで調節できる。

支持テーブル１２０は、蛍光ランプ１０が加熱炉内で排気工程、水銀拡散工程など多くの工程を円滑に行うことができるように、蛍光ランプを垂直に立てて支持する。

真空排気部１３０は、真空ポンプ１３２と、ガス注入口２０に連結された排気管３０と、排気管に噛み合う排気管の出口１３４と、から構成される。真空ポンプ１３２は、加熱炉１１０の下側に配置され、排気管の出口１３４を通じて排気管３０に連結されて放電チャネル内のガスを排気して放電チャネルを真空に作る。真空ポンプ１３２と排気管の出口１３４との間には、排気ライン１３３と排気ラインの開閉を調節するための排気バルブ１３３ａが配置される。また、排気ライン１３３の一側に、不活性ガスライン１３５が連結され、その不活性ガスライン１３５は、不活性ガスが貯蔵されたガスタンク１３７と連結される。ガスタンクに貯蔵された不活性ガスは、不活性ガスライン１３５と排気管出口と排気管とを経由して放電チャネルに供給される。

水銀蒸気発生部１４０は、水銀ゲッター５２に含有された水銀に熱を加えて蒸気状態に変換できる加熱装置を備える。加熱装置は、高周波を発生させて水銀ゲッター５２に高周波を伝達する高周波加熱器１４４でありうる。また、水銀蒸気発生部１４０は、数百ｋＨｚの高周波を発生させる高周波発生器１４２と高周波を伝送するための伝送線１４３をさらに含むことができる。

図６を参照すれば、高周波加熱器１４４は互いに対向する一対の円形コイルでありうる。一対のコイルは、一定した距離に互いに離隔されており、その離隔された間をガス注入口に嵌め込まれたゲッター管が通過する。図６とは異なり、高周波加熱装置１４４は、一つのコイルから構成されてもよく、水銀ゲッター管がコイルに近接して過ぎることによって加熱できる。高周波加熱器は、水銀ゲッター管に一対一対応されるように加熱炉内に配置されることが好ましい。

図７Ａを参照すれば、高周波発生コイルは、蛍光ランプ毎に設けられる水銀ゲッター管にそれぞれ対応されるように複数設置できる。従って、各コイルの間隔は水銀ゲッター間の配列間隔と同じである。

図７Ｂを参照すれば、高周波発生コイルは一つであることができ、その一つのコイルが一定した間隔に配列される水銀ゲッターを一度に加熱してもよい。

再び図６を参照すれば、移送部１５０は、支持テーブル１２０及び排気管の出口１３２が置かれる移送テーブル１５２と、移送テーブル１５２を加熱炉１１０内の一側から他側への移送を駆動するための移送駆動部１５４から構成される。移送テーブル１５２は、移送駆動部１５４に噛み合う所定のレール１５３に沿って移送され、移送駆動部１５４内には、これを駆動するための駆動モーターが配置できる。このような構成の移送部１５０は、加熱炉１１０の一側（例えば、図６の前面）から他側（例えば、図６の背面）に蛍光ランプ１０をコンベヤーのように移送して真空排気から水銀拡散工程まで連続的に行うことができるようにする。

（蛍光ランプの処理工程）
次に、図３及び図４で準備された蛍光ランプの処理工程を説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、図６の加熱炉に装着された蛍光ランプが移送されながら工程が行われる態様を示したものであり、図６のＢ−Ｂ´線についての断面図である。

図４、図６、図７Ａ及び図７Ｂを参照すれば、蛍光ランプ１０のガス注入口２０は上に向き、排気管３０は下に向くように蛍光ランプが立てられ、排気管は排気管の出口１３４と連結されながら支持テーブル１２０に置かれる。また、支持テーブルは、移送テーブル１５２に装着される。排気工程は、放電チャネル１６内に存在する水分などの不純物を除去するためのものである。排気温度は、水分などの不純物を除去できれば十分であり、例えば４００℃程度でありうる。排気管を蛍光ランプの下に配置するのは、高温の加熱炉内で排気工程及び水銀拡散工程などが行われるときガラスから構成される蛍光ランプが熱膨張して排気管が破損することを防止するためのものである。加熱炉内部は、下部が上部に比べて相対的に低温であるので排気管を加熱炉の下に配置することによって熱膨張を減らすことができるだけではなく、排気管の出口１３４が形成される加熱炉の下部分で蛍光ランプを支持しているので蛍光ランプの熱膨張基準点として作用してガラスが四方に熱膨張しても排気管の破損を抑制することができる。次いで、排気工程での動作を説明する。移送テーブル１５２の複数の排気管の出口１３４にそれぞれ連結された多数の蛍光ランプ１０が移送テーブル１５２と共に移送駆動部１５４のレール１５３に沿って移送され、真空ポンプが作動して排気が始まる。真空ポンプ１３２によって放電チャネル１６の排気が完了されれば、排気バルブ１３３ａが閉ざされ、ガスバルブ１３５ａが開きながらガスタンク１３７から放電チャネル１６の内部に不活性ガスが注入される。図３を参照すれば、密封材４２、４４には、図面符号４２´のような溝が形成されていて排気及び不活性ガス注入時ガスの移動に差し支えを与えない。排気及び不活性ガスの注入工程が完了されれば、第２の密封材４４は、ヒーター１５１によって加熱されて溶け、排気管３０とガス注入口との間を遮断する。この時、ヒーターのパワーが適切に調節されて第２の密封材４４のみ溶ける。

次に、水銀注入領域での動作を説明する。第２の密封材によって排気管３０が密閉された蛍光ランプは、移送テーブル１５２によって高周波加熱器１４４が設けられた水銀注入領域に進入される。移送テーブル１５２は、蛍光ランプ１０のガス注入口２０が高周波加熱器１４４に対応される位置に停止する。

多数の蛍光ランプを装着した移送テーブル１５２が、高周波加熱器１４４が設けられた加熱炉の所定位置に停止されれば、高周波発生器１４２で発生した数百ｋＨｚの高周波が高周波加熱器を通じて水銀ゲッターを加熱させる。高周波によって加熱された水銀ゲッター５２は水銀蒸気を発生させ、水銀蒸気はガス注入口２０を通じて放電チャネル１６内に注入される。好ましくは、高周波の周波数は５８０ｋＨｚであり、容量は５ｋＷであり、加熱時間は約２０秒程度で水銀放出量は約７０ｍｇである。

放電チャネル内に水銀蒸気の注入が完了されれば、第１の密封材を加熱する他のヒーター（図示せず）が動作して第１の密封材を溶かし、ガス注入口と放電チャネルとの間を遮断する。或いは、他のヒーターを使用せず、前述したヒーター１５１のパワーを増加させて第１の密封材を溶かしてもよい。

前述した本発明では、移送テーブル１５２が高周波加熱器１４４に対応される位置に停止することを説明したが、必ずしもこれに限定されない。すなわち、本発明の高周波加熱器１４４は、その間又はその側面をガス注入口２０が通過できる構造なので、通過しながら高周波加熱が供給されてもよい。

その次に、水銀拡散領域での動作を説明する。水銀の注入及び放電チャネルの密閉が終了された後、水銀拡散工程が行われる。蛍光ランプ１０は、一定した温度を維持する加熱炉１１０内で一定時間留まることによって熱処理されて水銀拡散工程が行われる。この時、水銀の拡散が均一に行われるようにするために、加熱炉内部の温度変化を少なくし、均一度を増加させることが好ましい。そうではなければ、従来技術のように放電チャネルが不均一な温度分布を有して、一部に水銀が凝縮される悪い現象が発生できる。

一定時間の間の水銀拡散が終了されれば、移送テーブル１５２は加熱炉１１０の他側に排出されて冷却される。

次いで、カッティング工程を説明する。図４に示すように、蛍光ランプの第１の密封材４２位置のガス注入口２０を点線（Ａ）に沿ってカッティングが行われる。除去される位置が重要である。前述したように、ガス注入口２０及び排気管３０に含有された水銀ガスが外部に流出されることがないようにするために、第１の密封材４２位置のラインに沿って、そして第２の密封材４４の下端のラインに沿ってカッティングが行われなければならない。

これで、図９に示すように、ガス注入口の一端部が放電チャネル１６の周縁に残され、ガス注入口の一端部は密封材によって密封され、結局、放電チャネルは外部と完全に密閉されて、蛍光ランプ面の法線方向には突出されるどんな構成要素も有さず、軽薄短小の蛍光ランプを製造できる。また、放電チャネル１６は、細孔１７を通じて互いに連結できる。

図６に示すように、本発明によれば、前述した真空排気から水銀拡散までの一連の工程は、一つの加熱炉１１０内で一定した範囲の高温が維持された状態で連続的に行われる。このように、水銀の拡散が完了されて水銀蒸気が安定された位置に均一に配置されるときまで、水銀が部分的に凝縮されないように放電チャネルに加えられる温度が均一に維持されるようにする。

図８に示すように、蛍光ランプ１０の放電チャネルの外部に電極（図示せず）を形成し、電極に電源を供給することによって、放電チャネル内に放電が発生するようにして、エージング工程が行われる。エージング工程は、常温で１５０ｍＡの正弦波電流を外部電極に供給して行われる。

図１０は、高周波加熱器で水銀ゲッターを加熱して水銀蒸気を発生させるときの加熱炉の温度と不良率との関係を示す検査結果である。水銀拡散及びエージング時間はそれぞれ１時間、３０分に設定された。水銀拡散工程での加熱炉内に維持される温度が２００℃以上で不良率が少なかった。このような加熱炉内の温度は、高いほどよい結果を示すものであるが、蛍光ランプはガラスから構成されるので、その温度はガラス転移温度を越すことができない。３００℃〜４００℃で一番優れた結果が得られる。一方、１５０℃程度でも水銀拡散時間を２時間に増加させれば、不良率が２０％以下になって従来技術による結果より優れた結果を示した。

放電チャネル全体が均一に高温に加熱された状態で水銀が放電チャネルに注入されるので、蒸発された水銀蒸気が凝縮されず均一に拡散されて分布するようになる。これに反して、従来技術によれば、放電チャネルが常温又は部分的に加熱された状態で水銀蒸気が注入されるので、水銀蒸気が局部的に凝縮される現象が発生して水銀の分布が全体的に不均一であった。

本発明の装置を使用することによって、エージング時間が３０分程度に短く設定されることにもかかわらず、非常に低い不良率を得ることができる。従来技術によれば、水銀拡散時間とエージング段階であまり長い時間が消耗されて生産性を低下させる重要な変数であったが、本発明によれば、それの時間が大幅短縮できる。

通常的な蛍光ランプを製造するための工程を説明するグラフである。 通常的な方法に形成された蛍光ランプの不良率検査結果を示す図面である。 通常的な方法に形成された蛍光ランプの不良率検査結果を示す図面である。 本発明の製造工程による蛍光ランプの分離斜視図である。 本発明に使用される蛍光ランプの斜視図である。 図４のガス注入口及び水銀ゲッター管の拡大断面図である。 本発明に従う蛍光ランプ製造装置の概念図である。 図６の装置に装着された蛍光ランプが加熱炉内で移送される態様を示す図面である。 図６の装置に装着された蛍光ランプが加熱炉内で移送される態様を示す図面である。 本発明に従う蛍光ランプを製造するための工程を説明するグラフである。 本発明に従って製造された蛍光ランプの斜視図である。 本発明の方法に形成された蛍光ランプの不良率検査結果を示す図面である。

符号の説明

１０ 蛍光ランプ
１２ 第１の基板
１３ａ 屈曲面
１３ｂ 第１の屈曲部
１３ｃ 第２の屈曲部
１４ 第２の基板
１６ 放電チャネル
１７ 細孔
２０ ガス注入口
３０ 排気管
４２ 第１の密封材
４４ 第２の密封材

Claims (22)

1. 複数の放電チャネルを備える面発光蛍光ランプの製造方法であって、
   前記放電チャネルと、前記放電チャネルの形成面と同一平面上に形成され、かつ前記放電チャネルと通気するガス注入口及び前記ガス注入口と連結される排気管を含む第１の基板部材を形成する段階と、
   前記第１の基板部材と前記第１の基板部材と対向する平面状の第２の基板部材を付着する段階と、
   前記放電チャネル内のガスを排気する段階と、
   前記放電チャネル内に不活性ガス及び水銀ガスを注入する段階と、
   前記放電チャネルを密封する段階と、
   前記ガス注入口及び排気管を除去する段階と、
   を含むことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
2. 前記ガス注入口、排気管及び放電チャネルは、前記第１の基板部材の形成時同時に一体に形成されること
   を特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
3. 前記放電チャネルと排気管と水銀注入口は、複数の屈曲面を有する第１の基板部材と平板状の第２の基板部材が付着されて形成されること
   を特徴とする請求項２に記載の蛍光ランプの製造方法。
4. 前記第１の基板部材と前記第２の基板部材の付着時前記ガス注入口と放電チャネルとの間を密閉する第１の密封材と、前記ガス注入口と排気管との間を密閉する第２の密封材と、を投入することをさらに含むこと
   を特徴とする請求項３に記載の蛍光ランプの製造方法。
5. 前記ガス注入口の一側に水銀を含有した水銀ゲッターを投入することをさらに含むこと
   を特徴とする請求項４に記載の蛍光ランプの製造方法。
6. 前記第１の密封材を横切って前記蛍光ランプの一端を切断する第１の切断工程と、
   前記第１の切断工程の切断線と交差し、前記蛍光ランプの他の一端を切断する第２の切断工程と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の蛍光ランプの製造方法。
7. 前記第１の切断工程時前記第２の密封材は、前記第１の密封材を横切る切断線より上部に設けられること
   を特徴とする請求項６に記載の蛍光ランプの製造方法。
8. 前記第１の切断工程時前記ガス注入口に含まれる水銀蒸気の漏出が起こらないこと
   を特徴とする請求項７に記載の蛍光ランプの製造方法。
9. 前記第２の密封材を溶かして排気管と前記ガス注入口を互いに遮断する段階と、
   前記水銀ゲッターに含有された水銀を前記放電チャネルに拡散させる段階と、
   前記第１の密封材を溶かして前記水銀注入口と放電チャネルとの間を遮断する段階と、
   前記放電チャネル内に投入された水銀蒸気を前記放電チャネル内に拡散する段階と、
   をさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の蛍光ランプの製造方法。
10. 前記排気から前記水銀拡散までの工程は、１５０℃〜５００℃内で決められる一定した温度下で行われること
    を特徴とする請求項９に記載の蛍光ランプの製造方法。
11. 前記排気から前記水銀拡散まで工程は、蛍光ランプが垂直に維持された状態で行われ、前記ガス注入口が上に向き、前記排気管の開口部が下に向いた状態で行われること
    を特徴とする請求項１０に記載の蛍光ランプの製造方法。
12. 同一平面上に形成される複数の放電チャネルと、
    前記放電チャネルを互いに通気させる細孔と、
    前記放電チャネルと同一平面上に形成され、前記放電チャネルに通じるホールと、
    前記ホールを埋めて前記放電チャネルを密閉させる密封材と、
    前記放電チャネルの両端に形成される電極と、
    を含むことを特徴とする面発光蛍光ランプ。
13. 前記放電チャネルは、一方向に形成される屈曲面を有する第１の基板と、
    前記第１の基板と対向する平板形の第２の基板が互いに付着して形成されるトンネル形状の空間からなること
    を特徴とする請求項１２に記載の面発光蛍光ランプ。
14. 前記ホールは、前記複数の放電チャネルの最外郭放電チャネルに形成されること
    を特徴とする請求項１３に記載の面発光蛍光ランプ。
15. 加熱炉と、
    前記加熱炉内に投入され、複数の放電チャネルと、前記放電チャネルを真空に排気する排気管と、前記放電チャネル内にガスを注入するガス注入口を備える蛍光ランプと、
    前記蛍光ランプを支持する支持部と、
    前記ガス注入口の一側に連結され、水銀蒸気を含有する水銀ゲッターを含む水銀ゲッター管と、
    前記加熱炉の一側に配置され、前記複数の放電チャネルを真空に排気する真空排気部と、
    前記加熱炉の内部に配置され、水銀ゲッターを加熱して水銀蒸気の発生を誘導し、前記放電チャネル内部に水銀蒸気を注入させる加熱装置と、
    前記支持部を前記加熱炉内の一側から他側に移送する移送部と、
    を含むことを特徴とする蛍光ランプ製造装置。
16. 前記支持部は、前記ガス注入口が上に向くように複数の蛍光ランプを垂直に立てて支持すること
    を特徴とする請求項１５に記載の蛍光ランプ製造装置。
17. 前記加熱装置は、前記水銀ゲッター管に対応する高周波加熱装置であること
    を特徴とする請求項１５に記載の蛍光ランプ製造装置。
18. 前記高周波加熱装置は、一定間隔に離隔される一対の円形コイルであり、前記離隔された一対のコイルの間を前記ゲッター管が通過しながら加熱されること
    を特徴とする請求項１７に記載の蛍光ランプ製造装置。
19. 前記蛍光ランプは、ガス注入口と放電チャネルとの間に形成される第１の密封材と、
    前記排気管及びガス注入口の間に形成される第２の密封材と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１５に記載の蛍光ランプ製造装置。
20. 前記密封材を局部的に加熱する加熱装置をさらに備えること
    を特徴とする請求項１９に記載の蛍光ランプ製造装置。
21. 前記加熱炉の温度は、１５０℃〜５００℃の範囲であること
    を特徴とする請求項１５に記載の蛍光ランプ製造装置。
22. 前記加熱炉の温度は、２００℃〜４００℃の範囲であること
    を特徴とする請求項２１に記載の蛍光ランプ製造装置。

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