JP2008071636A

JP2008071636A - 熱陰極蛍光管の製造方法

Info

Publication number: JP2008071636A
Application number: JP2006249597A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Matsubara; 直行松原; Masayuki Kanechika; 正之金近; Yoshifumi Takao; 義史高尾; Kazuhiro Miyamoto; 和弘宮本; Toshiyuki Nagahara; 敏行永原; Junji Matsuda; 純司松田
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2006-09-14
Filing date: 2006-09-14
Publication date: 2008-03-27
Also published as: US7775847B2; EP1901330A2; US20080070467A1; EP1901330A3

Abstract

【課題】本発明は、ガラス管の外径が７ｍｍφ未満の熱陰極蛍光管であっても、点灯時の輝度安定性が良好で寿命特性が改善された熱陰極蛍光管を、容易に生産効率良く且つ再現性良く製造できる製造方法を提供することにある。
【解決手段】一方の端部がガラスビード４でガラス封止されたガラス管１の他方の開口端部９と排気管１０の開口端部１１を導入線３ａの折曲部７を挟んで溶融溶接し、ガラス管１と排気管１０の連通した内部空間で構成された真空回路系１５内を真空にした後、外部電源から延びる電源配線を真空回路系１５外に突出した導入線３ａの折曲部７にクランプ接続して通電熱でフィラメント６のエミッタ５を活性化させ、水銀および希ガスを充填した後にガラスビード４でガラス封止し、ガラス管１、排気管１０および導入線３ａの不要な部分を除去して熱陰極蛍光管を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、熱陰極蛍光管の製造方法に関する。

熱陰極蛍光管は、電子放射性物質（エミッタ）が炭酸塩の状態で塗布されたフィラメントに真空中で通電し、そのときに発生するフィラメントの熱エネルギーによってエミッタを炭酸塩から金属酸化物に変化（活性化）させて電子放射性を得る機構を有している。

また、熱陰極蛍光管の構造は、例えば図５に示すように、フィラメントコイル５０を継線したリード線５１を封着したフレアステム５２と排気管５３によってマウント５４を形成し、マウント５４をガラスバルブ５５の端部内にフレアステム５２を介して配設する。そして、排気管５３よりガラスバルブ５５内を真空にした後にリード線５１を介してフィラメントコイル５０に通電し、フィラメントコイル５０に塗布されたエミッタを活性化するものが知られている。

このような従来の熱陰極蛍光管は、リード線５１のフレアステム５２からフィラメントコイル５０近傍に至るまでの間を絶縁被覆で覆い、反放電路側に位置するリード線５１への電子の注入を規制することによって電極降下電圧を低減して電圧降下損失を抑制すると共に、発光効率の向上を図っている。

また、フレアステム５２の替わりにビードステムを使用しても同様の効果が得られることも示唆されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開平６−３４９４４８号公報

ところで、上述した構造の熱陰極蛍光管においては、一方の開口端部をガラスバルブ５５の端部内に位置させてガラスバルブ５５の外側に延びる排気管５３と、一方の端部でガラスバルブ５５の端部内に位置するフィラメントコイル５０を継線してガラスバルブ５５の外側に延びるリード線５１が共にフレアステム５２に封着されてガラスバルブ５５の長手方向と略平行に並設される。

そこで例えば、ガラスバルブ５５の外径が７ｍｍφの場合、上記リード線５１との配置関係から排気管５３は限界寸法に近い外径２ｍｍφ程度の細径管とならざるを得ない。また、火炎加工によって形成されるフレアステム５２の大きさに対する寸法精度を確保するためにはおのずから小型化に限界がある。従って、フレアステム５２を使用したマウント５４を採用するにはガラスバルブ５５の外径が７ｍｍφ程度以上必要であり、言い換えると外径が７ｍｍφ程度未満のガラスバルブ５５にはフレアステム５２を使用したマウントは採用できないことになる。

また、ビードステムを使用したマウントを採用する場合は、ガラスバルブのマウントが位置する側が排気管部として利用される。そのため、一方の端部でフィラメントコイルを継線したリード線の他方の端部が排気管部内に位置すると共にガラスバルブ内を真空にする真空回路系内に位置することになる。

そのため、ガラスバルブ内が真空に到達した後にガラスバルブ内に支持されたフィラメントコイルに通電してフィラメントコイルに塗布されたエミッタを活性化するためのリード線と外部電源配線とのクランプ部を排気管部内に設ける必要がある。そこで、前記クランプ部には排気兼通電用チャックの機能が求められ、気密性を損なわない非常に精密で複雑な構造が必要とされる。

また、一方の端部でフィラメントコイルを継線したリード線の他方の端部が真空回路系内の排気管部端面より突出した位置に位置する構造の場合は、排気管部（ガラスバルブ）の外径が７ｍｍφ程度未満になるとリード線の径が０．３ｍｍφ以下と非常に細いために長い距離延長されることによって撓み、曲がりが生じ、これによって互いのリード線が接触する懸念がある。

更に、ガラスバルブの径が細くなるとフィラメントコイルがガラスバルブの内壁に極端に接近することになるが、ビードステムだけではフィラメントコイルとガラスバルブの内壁との距離を高精度に確保することは困難であり、極端な場合はガラスバルブの内壁にフィラメントコイルが接触することになる。すると、フィラメントコイルの熱がガラスバルブに移動し（熱引きともいう）、エミッタの安定した活性化が阻害されて点灯時の輝度が不安定になると共に、熱陰極蛍光管自体の寿命特性に悪影響を及ぼす可能性がある。

そこで、本発明は上記問題に鑑みて創案なされたもので、その目的とするところは、ガラス管の外径が小さい熱陰極蛍光管であっても、点灯時の輝度安定性が良好で寿命特性が改善された熱陰極蛍光管を、容易に生産効率良く且つ再現性良く製造できる製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１に記載された発明は、内壁に蛍光体が均一に塗布されて両端部がガラスビードで封止されたガラス管の内部に水銀と希ガスとが封入され、前記ガラス管の内部の両端近傍に設けられたフィラメントを継線した導入線がガラスビードを貫通して外部に導かれている熱陰極蛍光管の製造方法であって、
前記製造方法は、ガラス管の内部の少なくとも一方の端部近傍にガラスビードで封着された一対の導入線の一方の端部にフィラメントを継線すると共に、前記導入線の前記ガラスビードを挟んだ他方の端部にこの端部がガラス管軸方向に対して外方に折り曲げられた折曲部を有するマウントを前記フィラメントが内側に向くように挿入して、前記導入線の前記折曲部を前記ガラス管の開口端部に当接する工程と、
前記ガラス管の前記開口端部とガラス材料からなる排気管の開口端部とを前記導入線の前記折曲部を挟んで溶接して前記ガラス管と前記排気管の連通する内部空間で真空回路系を形成する工程と、
前記真空回路系を真空にした後、前記ガラス管と前記排気管との溶接部から前記真空回路系外に突出した前記導入線の前記折曲部間に電圧を印加することによって前記フィラメントのエミッタを活性化する工程と、
前記フィラメントのエミッタを活性化した後、前記真空回路系内に水銀と希ガスを供給し、その後前記ガラス管と前記ガラスビードを封止する工程と、
前記ガラス管、前記排気管および前記導入線の不要な部分を除去する工程、
を有することを特徴とするものである。

また、本発明の請求項２に記載された発明は、請求項１において、前記排気管の内径は、前記ガラス管の内径と同一または前記ガラス管の内径よりも大きいことを特徴とするものである。

本発明の熱陰極蛍光管の製造方法によれば、フィラメントを支持・継線した導入線の他方の端部を、連通したガラス管の内部空間と排気管の内部空間によって構成された真空回路系内から真空回路系外に突出するようにでき、真空回路系外において電源配線をマウントの導入線の端部にクランプ接続して両端部間に電圧を印加することによって、フィラメントに通電して通電熱でフィラメントのエミッタを活性化させることが可能となる。

従って、クランプ部には排気兼通電用チャックの機能を備える必要がなく、複雑な通電チャック構造が不要となる。

また、従来のビードステムを使用した熱陰極蛍光管を製造する場合は、ガラス管内に位置するビードステムの位置が不安定であり、そのため、ビードステムに封着された導入線に支持・継線されたフィラメントに傾きが生じて該フィラメントがガラス管内壁に接触することが懸念された。

それに対し、本発明の製造方法においては、導入線を挟んでガラス管と排気管とが溶融溶接されて一体化される。そのため、導入線を介して該導入線を封着したビードステムがガラス管内の所定の位置に固定され、ビードステムに封着された導入線に支持・継線されたフィラメントがガラス管内の所定の位置に高い位置精度で支持される。

これにより、ガラスバルブの内壁にフィラメントコイルが接触することがなく、エミッタの安定した活性化が確保されて点灯時の輝度が安定すると共に、熱陰極蛍光管自体の寿命特性の改善が図られ、製造再現性も向上する。

また、真空回路系を形成する排気管の内径をガラス管の内径と同一あるいはそれ以上にすることによって、真空回路系内の排気速度を高めることが可能となり、生産効率の改善を実現することができる。

更に、マウントがフレアステムを使用しない構造であるため、例えば、内径が７ｍｍφ以下の細径管の熱陰極蛍光管を作成することができる。

以下、この発明の好適な実施形態を図１〜図４を参照しながら、詳細に説明する（同一部分については同じ符号を付す）。尚、以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施形態に限られるものではない。

図１は本発明の熱陰極蛍光管の製造方法に係わる工程図である。以下、図を参照して製造工程を詳細に説明する。

まず、（ａ）の工程において、ガラス管１と２つのマウント２ａ、２ｂを準備する。各マウント２ａ、２ｂは夫々一対の金属導入線（リード線）３ａ、３ｂをガラスビード４で封着し、図２に示すように導入線３ａ、３ｂの一方の端部で電子放射性物質（エミッタ）５が炭酸塩の状態で塗布されたフィラメント６を支持・継線したものである。

更に、マウント２ａには一対の導入線３ａの、フィラメント６を支持・継線した一方の端部に対してガラスビード４を挟んで反対側となる他方の端部には、互いに背向する方向に折り曲げられた折曲部７が形成されている。なお、折曲部７は、上述のように互いに背向する方向に折り曲げられていなくとも良い。即ち、折曲部７は、ガラス管軸方向に対してリード間の絶縁距離が取れる方向に折り曲げられていれば（例えば、直角方向や放射方向などの外方に折り曲げられていれば）、いかなる方向に折り曲げられていても良い。

（ｂ）の工程において、マウント２ａを該マウント２ａのフィラメント６を内側に向けてガラス管１の一方の開口８からガラス管１内に挿入し、導入線３ａの折曲部７をガラス管１の開口端部９に当接させる。よって、マウント２ａは導入線３ａの折曲部７がガラス管１から該ガラス管１の中心軸方向に対して放射方向に突出した状態となる。

（ｃ）そして、ガラスを材料とする排気管１０を別途準備し、ガラス管１の、導入線３ａの折曲部７が当接した開口端部９と排気管１０の一方の開口端部１１を導入線３ａの折曲部７を挟んで突合わせ、突合わせ部をガスバーナ１２等で加熱して夫々の開口端部９、１１同士を溶融溶接し、接合部１３を形成する。

このとき、導入線３ａの折曲部７はガラス管１の開口端部９と排気管１０の開口端部１１との接合部１３に一体に封着されると共に、ガラス管１と排気管１１の内部空間同士が互いに連通した状態になっている。

なお、ガラス管１の内径と排気管１０の内径の関係は、ガラス管１の内径をＤ１、排気管１０の内径をＤ２とすると、Ｄ１＞Ｄ２としてもよいが図３のようにＤ１＝Ｄ２あるいは図４のようにＤ１＜Ｄ２のいずれかが望ましい。つまり、ガラス管１の内径と排気管１０の内径が同一あるいはガラス管１の内径よりも排気管１０の内径が大きいことが望ましい。このように排気管１０の内径をガラス管１より大きくした場合には、排気効率を向上することができる。

（ｄ）の工程において、マウント２ｂを該マウント２ｂのフィラメント６を内側に向けてガラス管１の他方の開口１４からガラス管１内に挿入し、ガラス管１とガラスビード４の近接部をガスバーナ１２等で加熱してガラス管１とガラスビード４を溶融溶接する。これにより、ガラス管１の他方の端部は、マウント２ｂのフィラメント６がガラス管１内に、導入線３ｂの他方の端部がガラス管１外に夫々位置した状態でガラス封止されたことになる。

（ｅ）の工程において、排気管１０に接続された真空ポンプ（図示せず）によって、連通したガラス管１の内部空間と排気管１０の内部空間によって構成された真空回路系１５内の空気を排気して真空状態にした後、外部電源から延びる電源配線をマウント２ａの導入線３ａの折曲部７にクランプ接続し、折曲部７間に電圧を印加することによってガラス管１の内部の端部近傍に位置するフィラメント６に通電して通電熱でフィラメント６のエミッタ５を活性化させる。

（ｆ）の工程において、真空回路系１５内に水銀（図示せず）を水銀ディスペンサあるいはドロップ方式によって供給すると共に希ガス（図示せず）を供給し、その後排気管１０の所定の位置をガスバーナ１２等で加熱してチップオフする。すると、両端部が封止された密閉真空回路系１６が形成される。このとき、水銀が水銀ディスペンサとして供給された場合は、チップオフ後に高周波加熱して水銀蒸気を密閉真空回路系１６内に放出させる。

（ｇ）の工程において、ガラス管１とマウント２ａのガラスビード４の近接部をガスバーナ１２等で加熱してガラス管１とガラスビード４を溶融溶接する。これにより、ガラス管１の両端部が夫々、ガラス管１とマウント２ａのガラスビード４およびガラス管１とマウント２ｂのガラスビード４によってガラス封止され、封止内部に水銀および希ガスが封入される。

（ｈ）の工程において、ガラス管１、排気管１０および導入線３ａの不要な部分を除去することによって、両端部がガラス封止されたガラス管１の両端内部に夫々のマウント２ａ、２ｂのフィラメント６が位置すると共に、ガラス管１の両端部から外側に向かって延びる導入線３ａ、３ｂを備えた熱陰極蛍光管が完成する。

そして、完成した熱陰極蛍光管は、内壁に蛍光体が均一に塗布されて両端部がガラスビードで封止されたガラス管の内部に水銀と希ガスとが封入され、ガラス管の内部の両端近傍に設けられたフィラメントを支持・継線した導入線がガラスビードを貫通して外部に導かれたものである。

以上が、本発明の熱陰極蛍光管の製造方法に係わる製造工程である。この製造方法によれば、従来フレアステムが使用できない細径（例えば、内径７ｍｍφ未満）のガラス管を使用した熱陰極蛍光管を製造するにおいても、フレアステムを使用する場合と同様に、フィラメントを支持・継線した導入線の他方の端部を、連通したガラス管の内部空間と排気管の内部空間によって構成された真空回路系内から真空回路系外に突出するようにでき、真空回路系外において電源配線をマウントの導入線の端部にクランプ接続して両端部間に電圧を印加することによって、フィラメントに通電して通電熱でフィラメントのエミッタを活性化させることが可能となる。

また、真空回路系を形成する排気管の内径をガラス管の内径と同一あるいはそれ以上にできるため、真空回路系内の排気速度を高めることが可能となり、生産効率の改善を実現することができる。

本発明の熱陰極蛍光管の製造方法に係わる製造工程である。本発明の熱陰極蛍光管の製造方法に係わる製造工程で使用するフィラメントの拡大図である。同じく、本発明の熱陰極蛍光管の製造方法に係わる製造工程で使用するガラス管と排気管との寸法関係を示す部分平面図である。同じく、本発明の熱陰極蛍光管の製造方法に係わる製造工程で使用するガラス管と排気管との他の寸法関係を示す部分平面図である。従来の熱陰極蛍光管のマウントの封止部を示す正面断面図である。

符号の説明

１ガラス管
２ａ、２ｂマウント
３ａ、３ｂ導入線
４ガラスビード
５エミッタ（電子放射性物質）
６フィラメント
７折曲部
８開口
９開口端部
１０排気管
１１開口端部
１２ガスバーナ
１３接合部
１４開口
１５真空回路系
１６密閉真空回路系

Claims

内壁に蛍光体が均一に塗布されて両端部がガラスビードで封止されたガラス管の内部に水銀と希ガスとが封入され、前記ガラス管の内部の両端近傍に設けられたフィラメントを継線した導入線がガラスビードを貫通して外部に導かれている熱陰極蛍光管の製造方法であって、
前記製造方法は、ガラス管の内部の少なくとも一方の端部近傍にガラスビードで封着された一対の導入線の一方の端部にフィラメントを継線すると共に、前記導入線の前記ガラスビードを挟んだ他方の端部にこの端部がガラス管軸方向に対して外方に折り曲げられた折曲部を有するマウントを前記フィラメントが内側に向くように挿入して、前記導入線の前記折曲部を前記ガラス管の開口端部に当接する工程と、
前記ガラス管の前記開口端部とガラス材料からなる排気管の開口端部とを前記導入線の前記折曲部を挟んで溶接して前記ガラス管と前記排気管の連通する内部空間で真空回路系を形成する工程と、
前記真空回路系を真空にした後、前記ガラス管と前記排気管との溶接部から前記真空回路系外に突出した前記導入線の前記折曲部間に電圧を印加することによって前記フィラメントのエミッタを活性化する工程と、
前記フィラメントのエミッタを活性化した後、前記真空回路系内に水銀と希ガスを供給し、その後前記ガラス管と前記ガラスビードを封止する工程と、
前記ガラス管、前記排気管および前記導入線の不要な部分を除去する工程、
を有することを特徴とする熱陰極蛍光管の製造方法。
前記排気管の内径は、前記ガラス管の内径と同一または前記ガラス管の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の熱陰極蛍光管の製造方法。