JP2010232169A - 水銀放出体、および、それを用いた低圧放電ランプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】水銀放出効率を向上させ、かつ低圧放電ランプの製造に用いた際、ガラス管の破損を防止する水銀放出体を提供することを目的とする。また、ガラス管の破損を防止し、水銀の使用量を低減する低圧放電ランプの製造方法を提供することを目的とする。また、水銀の使用量を低減する低圧放電ランプ、照明装置および液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】チタン（Ｔｉ）と水銀（Ｈｇ）との金属間化合物を含む水銀放出部１０１を有し、前記金属間化合物は、ＴｉＨｇを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、水銀放出体、および、それを用いた低圧放電ランプの製造方法に関する。

バックライト用の冷陰極蛍光ランプ等のような低圧放電ランプのガラスバルブに水銀を封入するために、水銀が含浸された水銀放出体が用いられている。すなわち、この水銀放出体を、ガラスバルブとなるガラス管内に配置した後、それを外部から加熱することにより、その熱によって水銀を放出させるというものである。

従来、例えばチタン（Ｔｉ）の焼結体と水銀（Ｈｇ）とを反応させて形成したＴｉ₃Ｈｇからなる水銀放出体がある（例えば特許文献１等参照）。

特許第２９６５８２４号公報

しかしながら、従来の水銀放出体の場合、実用的観点からは水銀放出効率という点で、まだまだ不十分であった。

また、低圧放電ランプの製造工程において、水銀放出体から水銀を放出させる場合に、加熱温度を８００［℃］以下にすることが好ましい。８００［℃］より高い温度で放出させると、水銀放出体自身の熱により、ガラス管の水銀放出体に接する部分が溶融し、破損するおそれがあるからである。

Ｔｉ₃Ｈｇからなる水銀放出体の場合、４００［℃］を越えた辺りから徐々に水銀が放
出されるが、８００［℃］付近では、水銀放出体内にまだ多量の水銀が残存している状態となる。この場合、水銀放出体内に残存している水銀を放出させるためには、さらに長時間でかつ高温で加熱を続ける必要があり、その熱によって、ガラス管に負荷がかかり破損するおそれがある。特に、ガラス管が、例えば鉛フリーガラスやソーダガラス等の軟質ガラスのように、硼珪酸ガラスよりも熱膨張係数が大きく、軟化点が低い材料で形成されている場合、水銀放出体の加熱による熱衝撃に弱く、ガラスが溶け易いために、ガラス管が破損するおそれがある。

また、このように水銀放出効率の悪い水銀放出体を用いている場合、水銀放出体には低圧放電ランプが点灯に必要とする以上の水銀を含有させておく必要がある。しかし、水銀が有害物質であることから、必要以上の水銀を使用することは環境上好ましくない。

そこで、本発明に係る水銀放出体は、水銀放出効率を向上させ、かつ低圧放電ランプの製造に用いた際、ガラス管の破損を防止することを目的とする。

また、本発明に係る低圧放電ランプの製造方法は、ガラス管の破損を防止し、水銀の使用量を低減することを目的とする。

また、本発明に係る低圧放電ランプ、照明装置および液晶表示装置は、水銀の使用量を低減することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明に係る水銀放出体は、チタン（Ｔｉ）と水銀（Ｈｇ）との金属間化合物を含む水銀放出部を有し、前記金属間化合物は、ＴｉＨｇを含むことを特徴とする。

また、本発明に係る水銀放出体は、前記金属間化合物における表層部が、水銀低含有層であることが好ましい。

また、本発明に係る水銀放出体は、前記金属間化合物における表層部において、チタン（Ｔｉ）のモル数に対する水銀（Ｈｇ）のモル数の比率（Ｈｇ量／Ｔｉ量）が０．０２以下であることが好ましい。

また、前記水銀放出部は、鉄およびニッケルのうち少なくとも１種以上を含むことが好ましい。

また、本発明に係る水銀放出体は、前記水銀放出部は、少なくとも一部に開口部を有する容器の内部に格納されていることが好ましい。

また、本発明に係る水銀放出体は、前記容器は、鉄およびニッケルのうち少なくとも１種以上で形成されていることが好ましい。

また、本発明に係る水銀放出体は、前記水銀放出材と、前記水銀放出材を覆う金属の焼結体から構成される焼結体部を備えることが好ましい。

また、本発明に係る水銀放出体は、前記焼結体部は、ポーラス状に形成されていることが好ましい。

さらに、本発明に係る水銀放出体は、前記焼結体部の気孔率が５［％］以上であることが好ましい。

さらに、本発明に係る水銀放出体は、前記水銀放出部に含まれる水銀のうち、ＴｉＨｇに含まれる水銀量の割合が１５［ｍｏｌ％］以上５０［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることが好ましい。

本発明に係る低圧放電ランプの製造方法は、前記水銀放出体をガラス管の内部に挿入する工程と、前記水銀放出体を加熱する工程とを含むことを特徴とする。

本発明に係る低圧放電ランプは、ガラスバルブと、前記ガラスバルブの内部に配置された電極と、前記電極を支持して前記ガラスバルブの少なくとも一方の端部に封着されたリード線とで構成され、前記ガラスバルブの内部において、前記リード線または前記電極に前記水銀放出体が固定されていることを特徴とする。

本発明に係る照明装置は、前記低圧放電ランプを備えることを特徴とする。

本発明に係る液晶表示装置は、前記照明装置を備えることを特徴とする。

本発明に係る水銀放出体は、水銀放出効率を向上させ、かつ低圧放電ランプの製造に用いた際、ガラス管の破損を防止することができる。また、本発明に係る低圧放電ランプの製造方法は、ガラス管の破損を防止し、水銀の使用量を低減することができる。さらに、本発明に係る低圧放電ランプ、照明装置および液晶表示装置は、水銀の使用量を低減することができる。

本発明の第１の実施形態に係る水銀放出体の斜視図 同じく水銀放出体の水銀放出部のＸ線解析による測定結果を示すグラフ 加熱温度による水銀放出率の変化を示す図 本発明の第２の実施形態に係る水銀放出体の斜視図 同じく水銀放出体の変形例１の斜視図 本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の斜視図 （ａ）同じく水銀放出体の粒子構造を示す正面写真、（ｂ）同じく水銀放出体の粒子構造を示す平面写真、（ｃ）同じく水銀放出体の粒子構造を示す長手方向の中心軸を含む断面写真 同じく水銀放出体の水銀放出の概念図 （ａ）水銀と合金を形成しない金属の粒子形状が球形状である場合の水銀放出体の粒子構造を示す正面写真、（ｂ）同じく水銀放出体の粒子構造を示す平面写真 本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプの製造方法の工程Ａ〜Ｇまでの概念図 本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプの製造方法の工程Ｈ〜Ｊまでの概念図 （ａ）本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸を含む断面図、（ｂ）Ｂ部の拡大断面図 （ａ）本発明の第６の実施形態に係る低圧放電ランプの管軸を含む断面図、（ｂ）Ｃ部の拡大断面図 本発明の第７の実施形態に係る照明装置の斜視図 本発明の第８の実施形態に係る照明装置の斜視図 （ａ）本発明の第９の実施形態に係る照明装置の正面図、（ｂ）図１６（ａ）のＡ−Ａ´線で切った断面図 本発明の第１０の実施形態に係る液晶表示装置の斜視図 （ａ）本発明の第１１の実施形態に係る水銀放出体の長手方向の中心軸に対して略垂直に切った断面図、（ｂ）同じく図１８（ａ）のＡ部分の水銀濃度を示す概念図 水銀放出部に含まれる水銀のうち、ＴｉＨｇに含まれる水銀量の割合が５０［ｍｏｌ％］の場合の水銀放出率を示す図 同じく４３［ｍｏｌ％］の場合の水銀放出率を示す図 同じく４０［ｍｏｌ％］の場合の水銀放出率を示す図 同じく１５［ｍｏｌ％］の場合の水銀放出率を示す図 同じく４［ｍｏｌ％］の場合の水銀放出率を示す図 本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例１の斜視図 （ａ）同じく水銀放出体の変形例１の正面図、（ｂ）同じく水銀放出体の変形例１の平面図 本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例２の斜視図 （ａ）同じく水銀放出体の変形例２の正面図、（ｂ）同じく水銀放出体の変形例２の平面図 本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例３の斜視図 本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例３の斜視図 本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例３の斜視図 本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例４の斜視図 本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例５の斜視図 本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例６の一部切欠き斜視図

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る水銀放出体について、以下に説明する。本発明の第１の実施形態に係る水銀放出体の斜視図を図１に示す。本発明の第１の実施形態に係る水銀放出体（以下、「水銀放出体３００」という。）は、チタン（Ｔｉ）と水銀（Ｈｇ）との金属間化合物を含む水銀放出部１０１を有する。

図１に示す水銀放出体３００は、円柱形状の水銀放出部１０１で構成されている。水銀放出体３００の大きさは、例えば径が１．４［ｍｍ］で、長さが２．３［ｍｍ］である。なお、水銀放出体３００の形状は、円柱形状に限られない。例えば、球形状、多面体形状等であってもよい。

水銀放出部１０１は、チタンと鉄と水銀との合金で形成され、チタンと水銀との金属間化合物を含み、かつ金属間化合物としてＴｉＨｇを含んでいる。ここで言う「合金」とは、「金属間化合物」を少なくとも含み、「混合物」、「固溶体」等が含まれたものも包含するものである。

水銀放出体３００のＸ線解析による測定結果を示すグラフを図２に示す。水銀放出体３００には、金属間化合物として、ＴｉＨｇが含まれていることがわかる。

また、水銀放出部１０１は、磁性体を含んでいてもよい。この場合、水銀放出体３００を低圧放電ランプの製造に使用する際、ガラス管内に水銀放出体３００を挿入した後に、水銀放出体３００の配置位置を磁力により調節することができる。磁性体である金属としては、例えば鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）等を選択することができる。それらの中でも、化学的性質や工業的な生産性（コスト等）を考慮すると、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）のうち少なくとも１種以上であることが好ましい。なお、磁性体である金属は、鉄のみ又はニッケルのみの一種類の金属に限らず、例えば、鉄とニッケルの混合物を用いることも可能であるし、あるいは、ニッケルメッキされた鉄を用いることもできる。鉄にニッケルメッキを施した金属は、鉄の酸化防止（腐食防止）の効果を奏し得る。

なお、水銀放出部１０１は、ポーラス状であることが好ましい。この場合、ポーラス状に形成された空隙部から水銀が放出されやすいため、水銀の放出効率を向上させることができる。

（実験１）
次に発明者らは、水銀放出体３００が従来の水銀放出体よりも水銀放出効率が向上していることを確認するために、水銀放出量を測定する実験を行った。

実験には、実施例として、径が１．４［ｍｍ］、長さが２．３［ｍｍ］で、４．０［ｍｇ］の水銀を含んだ水銀放出体３００を用いた。具体的には、金属間化合物がＴｉＨｇを含むものを実施例とし、同じく金属化合物がＴｉ₃Ｈｇのみからなるものを比較例とした。

実験では、それぞれ試料を１０［個］ずつ作製した。実験は、各試料を一つずつ同じ加熱速度で加熱し、その水銀放出量（水銀放出体の放出量）を日本インスツルメンツ株式会社製の水銀測定装置（ＴＭ−３Ａ）により大気中で測定し、水銀含浸量（４.０［ｍｇ］）に対する水銀放出効率を算出し、各試料において１０［個］の平均値を求めた。各試料の加熱温度による水銀放出率の変化を図３にそれぞれ示す。

図３に示すように、実施例は、４５０［℃］を超えるあたりから急激に水銀が放出されていることがわかる。具体的には、４５０［℃］から５００［℃］へと温度が上昇する間に約６０［ｗｔ％］もの水銀が放出されている。

これに対して、比較例は、５００［℃］付近で水銀が放出され始めるが、約６０［ｗｔ％］の水銀が放出されるまでには、８００［℃］まで温度を上昇させる必要がある。

すなわち、実施例は、比較例ほど水銀を十分に放出させるのに長時間でかつ高温で加熱し続けなくても、水銀を十分に放出することができる。

次に、本発明の第１の実施形態に係る水銀放出体３００の製造方法について説明する。まず、原料粉末を準備する。具体的には、水銀放出部１０１の材料となる例えばチタンの粉および鉄粉である。

（混合・混練工程）
次に、チタン粉と鉄粉とを混ぜ合わせ、バインダや種々の添加剤、水を加えて混合し、十分に混練する。バインダは、例えばメチルセルロースである。これにより、チタンおよび鉄の坏土を作製する。

（成形工程）
次に、坏土を押出し成形機（図示せず）に投入する。そして、押出し成形機から棒状の成形体を導出し、その後、この成形体を所定の硬さになるまで乾燥させる。なお、成形方法は、押出し成形に限らず、プレス成形等の方法を用いることができる。プレス成形の場合、バインダは例えばアクリル系バインダが好ましい。

（カット工程）
次に、成形体を所定の長さでカットする。このカットする長さによって、水銀放出体３００中の水銀含浸量を所望の量に調節することができる。なお、水銀放出体３００の水銀含浸量は、これ以外にも坏土のバインダ量、水銀放出部１０１の外径、焼成工程における焼成温度等を変化させることで調節することができる。

また、成形工程において、プレス成形等により、完成品１個分の大きさに成形されている場合は、カット工程を省略してもよい。

（焼結工程）
次に、成形体をアルゴン雰囲気中で、例えば５００［℃］で加熱し、成形体内のバインダを取り除く。そして、真空雰囲気中で、例えば９００［℃］で焼結し、焼結体を作製する。

（水銀反応工程）
その後、焼結体と水銀を加熱容器に投入し、真空ポンプを用いて加熱容器の内部を真空状態として、４５０［℃］〜５５０［℃］程度の温度で長時間、例えば１０［ｈ］〜３０［ｈ］程度加熱して、焼結体を構成しているチタンと加熱容器内の水銀とを合金化させて水銀放出部１０１を形成する。

この際、焼結体内でチタンと水銀との合金が形成され、金属間化合物としてＴｉＨｇが生成されて水銀放出体３００が完成される。

上記のとおり、本発明の第１の実施形態に係る水銀放出体３００によれば、水銀放出効率を向上させ、かつ水銀を十分に放出させるのに長時間でかつ高温で加熱し続ける必要がないので低圧放電ランプの製造に用いた際、ガラス管の破損を防止することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る水銀放出体について、以下に説明する。本発明の第２の実施形態に係る水銀放出体の斜視図を図４に示す。本発明の第２の実施形態に係る水銀放出体（以下、「水銀放出体２００」という）は、水銀放出部１０１が、少なくとも一部に開口部２０１を有する容器２０２の内部に格納されている点を除いて本発明の第１の実施形態と実質的に同じ構成を有する。

容器２０２は、例えば鉄製の円筒形状で、外径が１．４［ｍｍ］、内径が１［ｍｍ］、高さが３［ｍｍ］である。容器２０２は、円筒形状であるため、その両端部に開口部２０１を有する。水銀放出体２００は、加熱されることにより、水銀放出部１０１から開口部２０１を介して水銀を放出することができる。

容器２０２の材料は、鉄に限らず、磁性体であることが好ましい。この場合、水銀放出体２００を低圧放電ランプの製造に使用する際、ガラス管内に水銀放出体２００を挿入した後に、水銀放出体２００の配置位置を磁力により調節することができるという効果がある。磁性体である金属としては、例えば鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）等を選択することができる。それらの中でも、化学的性質や工業的な生産性（コスト等）を考慮すると、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）のうち少なくとも１種以上であることが好ましい。なお、容器２０２を構成する金属は、鉄のみ又はニッケルのみの一種類の金属に限らず、例えば、鉄とニッケルの混合物を用いることも可能であるし、あるいは、ニッケルメッキされた鉄を用いることもできる。鉄にニッケルメッキを施した金属は、鉄の酸化防止（腐食防止）の効果を奏し得る。

容器２０２の形状は、円筒形状に限らず、例えば図５に示すような台形筒状のように多面体形状であってもよい。この場合、水銀放出体２０３を低圧放電ランプの製造に使用する場合、ガラス管に挿入された際、ガラス管との接触面積を小さくすることができるため、水銀放出体２０３の熱によって、ガラス管が破損することを防止することができる。

また、図５に示すように、容器２０４の側面にスリット２０５が設けられていてもよい。この場合、スリット２０５を介して容器２０４の内部の水銀放出部１０１から水銀を放出することができるため、水銀の放出効率を向上させることができる。この場合の容器２０４の開口部とは、容器２０４の両端部の開口部２０６だけでなくスリット２０５も含むものである。

次に、本発明の第２の実施形態に係る水銀放出体２００の製造方法について説明する。

（水銀合金粉作製工程）
まず、原料粉末を準備する。具体的には、水銀放出部１０１の材料となる水銀合金粉（例えば、チタンと水銀との合金粉）を用意する。水銀合金粉には、金属間化合物のＴｉＨｇが含まれている。

（成形工程）
次に、その合金粉から水銀放出部１０１を圧縮成型などによって成形し、本実施形態では円筒形状の水銀放出部１０１を作製する。

（容器挿入工程）
その後、その水銀放出部１０１を容器２０２に挿入する。具体的には、鉄（Ｆｅ）またはニッケル（Ｎｉ）からなる板材を、円筒形状の水銀放出部１０１に巻き付けることによって容器２０２を形成し、水銀放出体２００を作製することができる。

また、筒形状（例えば、円筒形状）に成形された容器２０２に、水銀放出部１０１を挿入して、水銀放出体２００を作製することも可能である。

なお、容器２０２の形状は、カップ形状であってもよい。この場合、水銀放出部１０１を容器に挿入する際、カップの開口部から挿入して押圧できるため、水銀放出部１０１が容器からこぼれ難くすることができる。

上記のとおり、本発明の第２の実施形態に係る水銀放出体２００、２０３の構成によれば、水銀放出効率を向上させ、かつ水銀を十分に放出させるのに長時間でかつ高温で加熱し続ける必要がないので低圧放電ランプの製造に用いた際、ガラス管の破損を防止することができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体について、以下に説明する。本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の斜視図を図６に、その粒子構造を示す正面写真を図７（ａ）に、同じく平面写真を図７（ｂ）に、長手方向の中心軸を含む断面写真を図７（ｃ）にそれぞれ示す。

本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体（以下、「水銀放出体１００」という）は、水銀放出部１０１を覆う金属の焼結体から構成される焼結体部１０２を備える点を除いて本発明の第１の実施形態と実質的に同じ構成を有する。

この水銀放出体１００では、水銀放出部１０１を焼結体部１０２が覆う構造を有しているので、図８に示すように、加熱時（特に、高周波加熱時）に、水銀放出部１０１が露呈している両端面からだけでなく、焼結体部１０２を通してほぼ全面から水銀を放出することができ（矢印１０３参照）、その結果、水銀放出部１０１の表面が金属板等により覆われている場合に比べて水銀の放出効率を向上させることができ、一気に加熱された場合においても、蒸気化した水銀によって水銀放出部１０１が急激に膨張して破裂するのを防止することができる。また、水銀放出部１０１と焼結体部１０２とが界面で反応しているため、水銀放出部１０１と焼結体部１０２との密着強度が高く、水銀放出部１０１が水銀放出体１００からこぼれ落ちるのを防止することができる。

なお、水銀放出体から本発明における金属間化合物の特定方法については、後述する。水銀放出部１０１は例えば、長さＬが３［ｍｍ］、外径Ｄｉが１［ｍｍ］の円柱体の形状を有し、水銀の含浸量は約３.６［ｍｇ］である。

また、水銀放出部１０１に、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）および酸化珪素（ＳｉＯ₂）のうちいずれか１種以上のセラミックスが含まれていてもよい。これらの金属酸化物は、水銀と反応しないため、水銀放出部１０１の大きさは一定のままで、水銀の含浸量を少なくしたい場合に、水銀放出部１０１の密度を高めて、水銀放出部１０１の加熱効率を高めることができる。なお、セラミックスは、水銀放出部の５［ｗｔ％］以上３０［ｗｔ％］以下の範囲内で含まれていることがより好ましい。この場合、水銀の含有量を少なくしたい場合に、水銀の含有量が減少した分の密度を適度に補充し、単に水銀の含有量を減らしたい場合に比べて水銀放出部１０１の熱伝導性を高めて、水銀放出部１０１の加熱効率を高めることができる。

焼結体部１０２は、水銀と合金を形成しない金属の焼結体からなり、ポーラス状になっている。「水銀と合金を形成しない金属」とは、例えば鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）およびマンガン（Ｍｎ）のうちの少なくとも１種以上のように水銀と反応しにくく合金を形成しにくい金属のことをいう。それらの中でも、化学的性質や工業的な生産性（コスト等）を考慮すると、鉄（Ｆｅ）およびニッケル（Ｎｉ）うち少なくとも１種以上であることが好ましい。

なお、焼結体部１０２を構成する金属は、鉄のみ又はニッケルのみの一種類の金属に限らず、例えば、鉄とニッケルの混合物を用いることも可能であるし、あるいは、ニッケルメッキされた鉄を用いることもできる。鉄にニッケルメッキを施した金属は、鉄の酸化防止（腐食防止）の効果を奏し得る。また、焼結体部１０２を成形する際において鉄粉にニッケル粉を混合したものを使用すると、鉄粉だけの場合よりも耐食性を向上させることができるとともに、鉄粉とニッケル粉とのブレンドによって粒径のバリエーションを広げることができる。粒径のバリエーションを広げることができると、焼結体部１０２の気孔率（ひいては、熱伝導率）をコントロールすることが容易となる（気孔率の詳細については後述する）。また、鉄粉とニッケル粉とのブレンド粉においてその流動性を改善することもでき、成形時の生産性を向上させることも可能となる。加えて、ニッケルは、鉄よりも比熱が小さく、しかも熱伝導率が大きいので、焼結体部１０２の加熱効率を向上させることもできる。焼結体部１０２は、例えば、長さＬが３［ｍｍ］、外径Ｄｏが１．４［ｍｍ］である。

ポーラス状である焼結体部１０２の気孔率は、５［％］以上であることが好ましい。この場合、水銀が焼結体部１０２を通り抜けやすく、水銀の含浸効率および放出効率を高めることができる。特に焼結体部１０２の気孔率は、２５［％］以上であることがより好ましい。この場合、水銀放出部１０１から放出される水銀が焼結体部１０１をさらに通り抜けやすく、水銀放出効率をさらに高めることができる。なお、焼結体部１０２の気孔率は、６０［％］以下であることが好ましい。６０［％］よりも大きいと焼結体部１０２が空孔だらけになってしまうため、例えば水銀放出体１００を高周波加熱する際、水銀放出部１０１の加熱効率が低下する上に加熱むらが生じやすく、水銀放出量にばらつきが生じてしまうからである。

焼結体部１０２の気孔率は、以下の数式により算出される。

焼結体部１０２の密度は、水銀放出体１００をフッ化水素酸と硝酸の混合溶液に溶かした後、株式会社島津製作所製のＩＣＰ発光分析装置（ＩＣＰＳ−８０００）により定量分析することで焼結体部１０２の重量を求め、焼結体部１０２の体積で割ることにより求めることができる。ここで、焼結体部１０２はポーラス状であり、その正確な体積を求めることは困難であるため、焼結体部１０２の体積は焼結体部１０２に空隙が全くないとした場合の体積を用いることとする。また、焼結体部１０２の理論密度とは、焼結体部１０２に空隙が全くないとして求めた架空の密度である。

なお、焼結体部１０２を構成する金属は、磁性体であることが好ましい。例えば、低圧放電ランプの製造時に密閉されたガラス管内に配置された水銀放出体１００の位置決めを、磁石を用いて正確に、かつ容易に行うことができるからである。磁性体である金属としては、例えば鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）等を選択することができる。

また、焼結体部１０２には、ゲッター材が混合されていてもよい。ゲッター材が混合されていることにより、水素（Ｈ₂）や酸素（Ｏ₂）等の不純ガスを吸着させることができる。ゲッター材には、例えばタンタル（Ｔａ）、ニオビウム（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、クロム（Ｃｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、アルミニウム（Ａｌ）など、あるいは、それらの合金等を適用することができる。

また、水銀放出部１０１の全表面積のうち焼結体部１０２に接触している部分の表面積の比率は３０［％］以上であることが好ましい。この場合、水銀放出部１０１に対する加熱効率をより高めて非常に高い水銀放出効率を得ることができる。特に、その加熱効率を一層高めるために、水銀放出部１０１の全表面積のうち焼結体部１０２に接触している部分の表面積の比率は５０［％］以上であることがより好ましい。なお、「焼結体部１０２に接触している部分の表面積」とは、焼結体部１０２がポーラスであるため、そのポーラスな内部の空隙の表面積は含めず、最外表面の輪郭より算出した表面積である。

また、焼結体部１０２の水銀と合金を形成しない金属の粒径は、５［μｍ］以上４０［μｍ］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、水銀放出部１０１から放出される水銀を透過しやすく、水銀放出効率を向上させることができる。

なお、図７（ａ）〜（ｃ）に示す焼結体部１０２の粒子形状は鱗片形状であるが、必ずしも鱗片形状である必要はなく多角形状等であってもよい。ただし、鱗片形状の場合は、焼結体部１０２の気孔率を大きくすることができ、水銀放出効率をより向上させることができる。

また、焼結体部１０２の水銀と合金を形成しない金属の粒子形状は、球形状であってもよい。焼結体部１０２の水銀と合金を形成しない金属の粒子形状が球形状である場合の水銀放出体１００の粒子構造を示す正面写真を図９（ａ）に、同じく平面写真を図９（ｂ）にそれぞれ示す。この場合、流動性が向上し、後述するように水銀放出体１００の成形を行う押出し工程の押出し成形を効率良く行うことができ、生産性を向上させることができる。

また、焼結体部１０２の形状は、図９（ａ）および（ｂ）に示すように、水銀放出部１０１の外周面を覆うような筒形状であることが好ましい。この場合、高周波加熱により生じる渦電流が筒状に閉じた内面に流れ、水銀放出部１０１の加熱効率を高めることができる。

次に、本発明の第１の実施形態に係る水銀放出体の製造方法について説明する。

まず、原料粉末を準備する。具体的には、水銀放出部１０１の材料となる例えばチタンの粉や金属焼結体部１０２の材料となる例えば鉄の粉である。

（混合・混練工程）
次に、チタン粉および鉄粉をそれぞれ別々にバインダや種々の添加剤、水を加えて混合し、十分に混練する。バインダは、例えばメチルセルロースである。これにより、チタン坏土および鉄坏土を作製する。

（押出し成形工程）
次に、チタン坏土と鉄坏土とをそれぞれ第１、第２の押出し成形機（図示せず）に投入する。この第２の成形機には同軸２層押出し用のダイスが設置されている。そして、第１の押出し成形機から棒状のチタン成形体を導出し、そのチタン成形体を第２の押出し成形機のダイス部分に導入して外側に鉄坏土が積層された同軸構造の円柱体状の成形体を連続的に形成する。その後、この成形体を所定の硬さになるまで乾燥させる。なお、成形方法は、押出し成形に限らず、プレス成形や、チタン坏土を棒状に成形した後にスラリー化した鉄中にディップさせる等の方法を用いることができる。

（カット工程）
次に、成形体を所定の長さでカットする。このカットする長さによって、水銀放出体１００中の水銀含浸量を所望の量に調節することができる。なお、水銀放出体１００の水銀含浸量は、これ以外にもチタン坏土のバインダ量、水銀放出部１０１の外径、焼成工程における焼成温度等を変化させることで調節することができる。

（焼結工程）
次に、成形体をアルゴン雰囲気中で、例えば５００［℃］で加熱し、成形体内のバインダを取り除く。そして、真空雰囲気中で、例えば９００［℃］で焼結し、焼結体を作製する。

（水銀反応工程）
その後、焼結体と水銀を加熱容器に投入し、加熱容器を真空ポンプを用いて真空状態として、４５０［℃］〜５５０［℃］程度の温度で長時間、例えば１０［ｈ］〜３０［ｈ］程度加熱して、チタンと水銀とを合金化させて水銀放出部１０１を形成する。この際、水銀放出部１０１には、ＴｉＨｇが生成される。

そして、鉄は水銀と合金を形成しないため、鉄の焼結体内には水銀は残らず、チタンの焼結体内でチタンと水銀との合金が形成され、水銀放出体１００が完成される。

上記のとおり、本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体１００の構成によれば、水銀放出効率を向上させ、かつ水銀を十分に放出させるのに長時間でかつ高温で加熱し続ける必要がないので低圧放電ランプの製造に用いた際、ガラス管の破損を防止することができる。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプの製造方法は、製造工程の途中で水銀放出体が取り出され、完成ランプには水銀放出体が無い低圧放電ランプについての製造方法である。

本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプの製造方法は、本発明の第１の実施形態に係る水銀放出体をガラス管の内部に挿入する工程と、前記水銀放出体を加熱する工程とを含むものである。

以下、その製造工程の工程Ａ〜工程Ｇまでの概略図を図１０に、工程Ｈ〜工程Ｊまでの概略図を図１１にそれぞれ示す。

（工程Ａ）
まず、準備した直管状のガラス管４００を垂下させてその下端部をタンク４０１内の蛍光体懸濁液４０２に浸す。この蛍光体懸濁液４０２には、例えば青色、赤色、緑色の蛍光体粒子が含まれている。ガラス管４００内を負圧にすることで、タンク４０１内の蛍光体懸濁液４０２を吸い上げ、ガラス管４００内面に蛍光体懸濁液を塗布する。この吸い上げは光学的センサ４０３により液面を検出することで、液面がガラス管４００の所定高さになるように設定される。このときの液面高さの誤差は、蛍光体懸濁液４０２の粘度や液面の表面張力等の影響を受けるため比較的大きく、±０．５［ｍｍ］程度の誤差が生じる。

（工程Ｂ）
次に、負圧状態から大気に開放し、その後ガラス管４００の下端部を蛍光体懸濁液４０２から引き上げ、ガラス管４００内部の余分な蛍光体懸濁液４０２を外部に排出する。これにより、ガラス管４００の内周の所定領域に蛍光体懸濁液が膜状に塗布される。

続いて、ガラス管４００内に塗布された蛍光体懸濁液４０２を乾燥させた後に、ガラス管４００内面にブラシ等４０４を挿入して、ガラス管４００端部の不要な蛍光体部分を除去する。

続いて、ガラス管４００を不図示の加熱炉内に移送して焼成を行い、蛍光体層４０５を得る。

（工程Ｃ）
その後、蛍光体層４０５が形成されたガラス管４００の一端部に、電極４０６、ビードガラス４０７およびリード線４０８を含む電極ユニット４０９を挿入した後、仮止めを行う。仮止めとは、ビードガラス４０７が位置するガラス管４００の外周部分をバーナー４１０で加熱して、ビードガラス４０７の外周の一部をガラス管４００内周面に固着することをいう。ビードガラス４０７の外周の一部しか固着しないので、ガラス管４００の管軸方向の通気性は維持される。

（工程Ｄ）
次に、ガラス管４００の上下を逆にして先ほどの電極ユニット４０９を挿入した側とは反対側からガラス管４００に、電極ユニット４０９と実質的に同じ構成の電極４１１、ビードガラス４１２およびリード線４１３を含む電極ユニット４１４を挿入した後、ビードガラス４１２が位置するガラス管４００の外周部分をバーナー４１５で加熱し、ガラス管４００を封着して気密封止（第１封止）する。また、第１封止における封止位置の設定値から誤差は約０．５［ｍｍ］程度である。

なお、工程Ｃにおける電極ユニット４０９の挿入位置及び工程Ｄにおける電極ユニット４１４の挿入は、ガラス管の両端部封止後のガラスバルブの両端部からそれぞれ延びる蛍光体層４０５の不存在領域の長さが異なるような位置になるようにその挿入量を調整されることが好ましい。この場合、他端部側の電極ユニット４１４は、一端部側の電極ユニット４０９と比べて、蛍光体層４０５に重なる位置より奥にまで挿入されることとなる。このような構成を好適とする理由は次のとおりである。すなわち、ランプの一端部と他端部とでは、蛍光体層４０５の厚みに差異が生じていることが多く、複数本のランプを同じ方向にしてバックライトユニット等の照明装置に組み込むと、照明装置全体として輝度むらが生じることとなる。これを防止するために、例えばランプの一端部と他端部とを交互になるように照明装置に組み込むことが考えられる。その際、ランプの一端部と他端部とをセンサ等を用いて自動的に容易に識別することができるからである。センサとして２００万［画素］の画像センサを用いれば、１［画素］を０．１［ｍｍ］に設定することが可能であるため、０．１［ｍｍ］単位での測定精度を実現できる。

これらの事情を考慮すれば、ガラスバルブの一端部側と他端部側とで、蛍光体層４０５の不存在領域の長さの差が少なくとも２［ｍｍ］以上あれば、確実にセンサを用いて長手方向の向きを識別することができる。

なお、ガラスバルブの一端部側と他端部側とで、蛍光体層４０５の不存在領域の長さの差が少なくとも３［ｍｍ］以上であれば、より確実にセンサを用いて長手方向の向きを識別することができる。この場合、画像センサは、０．５［ｍｍ］単位での測定精度のもので構わない。また、長さの差の上限値は例えば８［ｍｍ］程度である。８［ｍｍ］より大きくすると、発光に寄与しない蛍光体層４０５の不存在領域が長くなり、有効発光長が確保しにくくなるからである。

（工程Ｅ）
続いて、ガラス管４００のうち、電極ユニット４０９とこの電極ユニット４０９に近い方のガラス管４００の端部との間の一部をバーナー４１６で加熱して縮径させ、くびれ部分４００ａを形成する。その後、本発明の第１の実施形態に係る水銀放出体１００をガラス管４００内に当該端部から投入し、くびれ部分４００ａに引っかけておく（水銀放出体１００をガラス管４００の内部に挿入する工程）。

（工程Ｆ）
続いて、ガラス管４００内の排気とガラス管４００内への封入ガスの充填を順次行う。具体的には、給排気装置（図示せず）のヘッドをガラス管４００の水銀放出体１００側端部に装着し、先ず、ガラス管４００内を排気して真空にすると共に、加熱装置（図示せず）によってガラス管４００全体を外周から加熱する。これによって、蛍光体層４０５に潜入している不純ガスを含めガラス管４００内の不純ガスが排出される。加熱を止めた後、所定量の封入ガス（例えばアルゴン：９５［％］、ネオン：５［％］の分圧比の混合ガスのような混合希ガス等）が充填される。

（工程Ｇ）
封入ガスが充填されると、ガラス管４００の水銀放出体１００側端部をバーナー４１７で加熱して封止する。

（工程Ｈ）
続いて、図１１に示す工程Ｈでは、水銀放出体１００をガラス管４００周囲に配された高周波発振コイル（図示せず）によって誘導加熱して水銀放出体１００から水銀を放出させる（水銀放出体１００を加熱する工程）。なお、水銀放出体１００の加熱方法は、例えばガスバーナーでの加熱や光加熱や赤外線加熱のような種々の公知の方法を用いることができる。その後、ガラス管４００を加熱炉４１８内で加熱して、放出させた水銀を電極ユニット４１４の電極４１１の方へ移動させる。

（工程Ｉ）
次に、ビードガラス４０７が位置するガラス管４００外周部分をバーナー４１９で加熱して、ガラス管４００を封着して気密封止する。この一端部の封止位置の設定値からの誤差は、他端部と同様に±０．５［ｍｍ］程度である。

（工程Ｊ）
続いて、ガラス管４００のうち、前記一端部の封止部分よりも水銀放出体１００側の端部部分を切り離す。

これで低圧放電ランプが完成する。

上記のとおり、本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプの製造方法の構成によれば、水銀を十分に放出させるのに長時間でかつ高温で加熱し続ける必要がないので低圧放電ランプの製造に用いた際、ガラス管の破損を防止することができる。また、水銀の放出効率のよい水銀放出体１００を用いているので、水銀放出体１００に含浸させる水銀量を削減することができ、言い換えればランプに対する水銀の使用量を削減することができ、環境への負荷を低減することができる。

なお、本実施形態においては、本発明の第１の実施形態に係る水銀放出体１００を用いる場合について説明したが、この他にも本発明の第２の実施形態に係る水銀放出体２００、２０３、本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体および後述する変形例も用いることができる。

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプ（以下、単に「ランプ５００」という）の管軸を含む断面図を図１２（ａ）に、Ｂ部の拡大断面図を図１２（ｂ）にそれぞれ示す。図１２（ａ）に示すように、ランプ５００は、冷陰極蛍光ランプであり、本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプの製造方法により製造される低圧放電ランプとは異なり、ランプ５００内部に水銀放出体５０１が残っているものである。

ランプ５００は、ガラスバルブ５０２、電極５０３およびリード線５０４で構成されている。ガラスバルブ５０２は、直管状であり、その管軸に対して垂直に切った断面が略円形状である。このガラスバルブ５０２は、例えば外径が３．０［ｍｍ］、内径が２．０［ｍｍ］、全長が７５０［ｍｍ］であって、その材料はホウ珪酸ガラスである。以下に示すランプ５００の寸法は、外径が３．０［ｍｍ］、内径が２．０［ｍｍ］のガラスバルブ５０２の寸法に対応する値である。なお、冷陰極蛍光ランプである場合には、内径が１．４［ｍｍ］〜７．０［ｍｍ］、肉厚が０．２［ｍｍ］〜０．６［ｍｍ］の範囲であって、全長が１５００［ｍｍ］以下であることが好ましい。これらの値は一例でありこれらに限定されるものではない。

ガラスバルブ５０２の内部には、水銀がガラスバルブ５０２の容積に対して所定の比率、例えば、０．６［ｍｇ／ｃｃ］で封入され、またアルゴンやネオン等の希ガスが所定の封入圧、例えば６０［Ｔｏｒｒ］で封入されている。なお、上記希ガスとしては、アルゴンとネオン（Ａｒ＝５［％］、Ｎｅ＝９５［％］）の分圧比の混合ガスが用いられる。

また、ガラスバルブ５０２の内面には蛍光体層５０５が形成されている。蛍光体層５０５に用いる蛍光体粒子は、例えば、赤色蛍光体粒子（Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺）、緑色蛍光体粒子（ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺）および青色蛍光体粒子（ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ²⁺）からなる蛍光体で形成されている。

また、ガラスバルブ５０２の内面と蛍光体層５０５との間には例えば酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）等の金属酸化物の保護膜（図示せず）を設けてもよい。

さらに、ガラスバルブ５０２の両端部からはリード線５０４が外部へ向けて導出されている。リード線５０４は、ビードガラス５０６を介してガラスバルブ５０２の両端部に封着されたものである。

このリード線５０４は、例えば、タングステンからなる内部リード線５０４ａと、ニッケルからなる外部リード線５０４ｂとからなる継線である。内部リード線５０４ａの線径は１［ｍｍ］、全長は３［ｍｍ］で、外部リード線５０４ｂの線径は０．８［ｍｍ］、全長は５［ｍｍ］である。

内部リード線５０４ａの先端部にはホロー型、例えば有底筒状の電極５０３が固着されている。この固着は、例えばレーザ溶接を利用して行う。

電極５０３の各部の寸法は、例えば電極長が５［ｍｍ］、外径が１．７０［ｍｍ］、内径が１．５０［ｍｍ］、肉厚が０．１０［ｍｍ］である。

図１２（ｂ）に示すように、少なくとも一方の内部リード線５０４ａの電極５０３とビードガラス５０６との間には、水銀放出体５０１が固定されている。水銀放出体５０１は、本発明の第１の実施形態に係る水銀放出体１００に内部リード線を通すための貫通孔５０１ａが形成されたものである。なお、水銀放出体５０１は、リード線５０４ではなく、電極５０３に固定されていてもよい。

上記のとおり、本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプの構成によれば、水銀の放出効率がよい水銀放出体５０１を用いているので、水銀放出体５０１に含浸させる水銀量を削減することができ、言い換えればランプに対する水銀の使用量を削減することができ、環境への負荷を低減することができる。

（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係る低圧放電ランプ（以下、単に「ランプ６００」という）の管軸を含む断面図を図１３（ａ）に、Ｃ部の拡大断面図を図１３（ｂ）にそれぞれ示す。図１３（ａ）に示すように、ランプ６００は、熱陰極蛍光ランプであり、本発明の第４の実施形態に係る低圧放電ランプの製造方法により製造される低圧放電ランプとは異なり、ランプ６００内部に水銀放出体５０１が残っているものである。

ランプ６００は、熱陰極蛍光ランプであり、ガラスバルブ６０１と電極マウント６０２とで構成されている。

ガラスバルブ６０１は、例えば全長は１０１０［ｍｍ］、外径が１８［ｍｍ］、肉厚が０．８［ｍｍ］であり、その両端には電極マウント６０２が封着されている。

ガラスバルブ６０１の内面には、蛍光体層５０５が形成されおり、ガラスバルブ６０１の内部には、水銀（例えば４［ｍｇ］〜１０［ｍｇ］）が封入されている他、緩衝ガスとしてアルゴン（Ａｒ）及びクリプトン（Ｋｒ）の混合ガス（例えば、Ａｒが５０［％］、Ｋｒが５０［％］の分圧比の混合ガス）が例えば６００［Ｐａ］の封入ガス圧で封入されている。

図１３（ａ）に示すように、電極マウント６０２は所謂ビーズガラスマウントであり、タングステン製のフィラメント電極６０３と、このフィラメント電極６０３を架持する一対のリード線６０４と、この一対のリード線６０４を固定支持するビードガラス６０５とからなる。

図１３（ｂ）に示すように、少なくとも一方の電極マウント６０２のリード線６０４には、水銀放出体５０１が固定されている。ただし、ここで用いる水銀放出体５０１の貫通孔５０１ａは、リード線６０４の線径に合わせたものである。

電極６０３のうちのガラスバルブ６０１の端部に封着されるのは、リード線６０４の一部分であり、具体的には、ビードガラス６０５からフィラメント電極６０３と反対側に延出している部分である。なお、電極マウント６０２のガラスバルブ６０１への封着は、例えばピンチシール法により行われている。

なお、ガラスバルブ６０１の少なくとも一方の端部には、排気管残部６０６が電極６０３と共に取着されている。この排気管残部６０６は、電極マウント６０２を封着した後に、ガラスバルブ６０１内を排気したり、上記封入ガス等を封入したりするときに使用され、ガラスバルブ６０１の内部への封入ガス等の封入が完了すると、排気管残部６０６のうちガラスバルブ６０１の外部に位置する部分で、例えばチップオフ封止される。

上記のとおり、本発明の第６の実施形態に係る低圧放電ランプ６００の構成によれば、水銀の放出効率がよい水銀放出体５０１を用いているので、水銀放出体５０１に含浸させる水銀量を削減することができ、言い換えればランプに対する水銀の使用量を削減することができ、環境への負荷を低減することができる。

（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態に係る照明装置７００の分解斜視図を図１４に示す。本発明の第７の実施形態に係る照明装置７００は直下方式のバックライトユニットであり、一つの面が開口した直方体状の筐体７０１と、この筐体７０１の内部に収納された複数のランプ５００と、ランプ５００を点灯回路（図示せず）に電気的に接続するための一対のソケット７０２と、筐体７０１の開口部を覆う光学シート類７０３とを備えている。なお、ランプ５００は、本発明の第５の実施形態に係る低圧放電ランプ５００である。

筐体７０１は、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂製であって、その内面に銀などの金属が蒸着されて反射面７０４が形成されている。なお、筐体７０１の材料としては、樹脂以外の材料、例えば、アルミニウムや冷間圧延材（例えばＳＰＣＣ）等の金属材料により構成してもよい。また、内面の反射面７０４として金属蒸着膜以外、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂に炭酸カルシウム、二酸化チタン等を添加することにより反射率を高めた反射シートを筐体７０１に貼付したものを用いてもよい。

筐体７０１の内部には、ソケット７０２、絶縁体７０５およびカバー７０６が配置されている。具体的に、ソケット７０２は、ランプ５００の配置に対応して筐体７０１の短手方向（縦方向）に各々所定間隔を空けて設けられている。ソケット７０２は、例えばステンレスやりん青銅からなる板材を加工したものであって、外部リード線５０４ｂが嵌め込まれる嵌込部７０２ａを有している。そして、外部リード線５０４ｂを嵌込部７０２ａを押し拡げるように弾性変形させて嵌め込む。その結果、嵌込部７０２ａに嵌め込まれた外部リード線５０４ｂは、嵌込部７０２ａの復元力によって押圧され、外れにくくなる。これにより、外部リード線５０４ｂを嵌込部７０２ａへ容易に嵌め込むことができつつ、外れにくくすることができる。

ソケット７０２は、互いに隣り合うソケット７０２同士で短絡しないように絶縁体７０５で覆われている。絶縁体７０５は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂で構成されている。なお、絶縁体７０５は、上記の構成に限定されない。ソケット７０２はランプ５００の動作中に比較的高温となる内部電極５０３の近傍にあることから絶縁体７０５は耐熱性のある材料で構成することが好ましい。耐熱性のある絶縁体７０５の材料としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂やシリコンゴム等を適用することができる。

筐体７０１の内部には、必要に応じた場所にランプホルダ７０７を設けてもよい。筐体７０１内側でのランプ５００の位置を固定するランプホルダ７０７は、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂であり、ランプ５００の外面形状に沿うような形状を有している。「必要に応じた場所」とは、ランプ５００の長手方向の中央部付近のように、ランプ５００が例えば全長６００［ｍｍ］を越えるような長尺のものである場合に、ランプ５００のたわみを解消するために必要な場所である。

カバー７０６は、ソケット７０２と筐体７０１の内側の空間とを仕切るものであり、例えばポリカーボネート（ＰＣ）樹脂で構成し、ソケット７０２の周辺を保温するとともに、少なくとも筐体７０１側の表面を高反射性とすることにより、ランプ５００の端部の輝度低下を軽減することができる。

筐体７０１の開口部は、透光性の光学シート類７０３で覆われており、内部にちりや埃などの異物が入り込まないように密閉されている。光学シート類７０３は、拡散板７０８、拡散シート７０９およびレンズシート７１０を積層してなる。

拡散板７０８は、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）樹脂製の板状体であって、筐体７０１の開口部を塞ぐように配置されている。拡散シート７０９は、例えばポリエステル樹脂製である。レンズシート７１０は、例えばアクリル系樹脂とポリエステル樹脂の貼り合せである。これらの光学シート類７０３は、それぞれ拡散板７０８に順次重ね合わせるようにして配置されている。

上記のとおり、本発明の第７の実施形態に係る照明装置７００の構成によれば、水銀使用量の少ないランプを用いているので、環境負荷の小さい照明装置を実現することができる。

（第８の実施形態）
本発明の第８の実施形態に係る照明装置の一部切欠斜視図を図１５に示す。本発明の第８の実施形態に係る照明装置（以下、「照明装置８００」という）は、エッジライト方式のバックライトユニットで、反射板８０１、ランプ５００、ソケット（図示せず）、導光板８０２、拡散シート８０３およびプリズムシート８０４から構成されている。

反射板８０１は、液晶パネル側（矢印Ｑ）を除く導光板８０２の周囲を囲むように配置されており、底面を覆う底面部８０１ｂと、ランプ５００の配置されている側を除く側面を覆う側面部８０１ａと、ランプ５００の周囲を覆う曲面状のランプ側面部８０１ｃとで構成されており、ランプから照射される光を導光板８０２から液晶パネル（図示せず）側（矢印Ｑ）に反射させる。また、反射板８０１は、例えばフィルム状のＰＥＴに銀を蒸着したものやアルミ等の金属箔を積層したもの等からなる。

ソケットは、本発明の第７の実施形態に係る照明装置７００に用いられるソケット７０２と実質的に同じ構成を有している。なお、図１５において、図示の便宜上、ランプ５００の端部については省略している。

導光板８０２は、反射板により反射された光を液晶パネル側に導くためのものであって、例えば透光性プラスチックからなり、照明装置８００の底面に設けられた反射板の底面部８０１ｂの上に積層されている。なお、材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂やシクロオレフィン系樹脂（ＣＯＰ）を適用することができる。

拡散シート８０３は、視野拡大のためのものであって、例えばポリエチレンテレフタレート樹脂やポリエステル樹脂製の拡散透過機能を有するフィルムからなり、導光板８０２の上に積層されている。

プリズムシート８０４は、輝度を向上させるためのものであって、例えばアクリル系樹脂とポリエステル樹脂とを貼り合せたシートからなり、拡散シート８０３の上に積層されている。なお、プリズムシート８０４の上にさらに拡散板が積層されていてもよい。

なお、本実施形態の場合には、ランプ５００の周方向における一部分（照明装置８００に挿入した場合における導光板８０２側）を除き、ガラスバルブ５０２の外面に反射シート（図示せず）を設けたアパーチャ型のランプであってもよい。

上記のとおり、本発明の第８の実施形態に係る照明装置８００の構成によれば、水銀使用量の少ないランプを用いているので、環境負荷の小さい照明装置を実現することができる。

（第９の実施形態）
本発明の第９の実施形態に係る照明装置の正面図を図１６（ａ）に、図１６（ａ）のＡ−Ａ´線で切った断面図を図１６（ｂ）にそれぞれ示す。本発明の第９の実施形態に係る照明装置（以下、「照明装置９００」という）は、一般照明用の環状蛍光ランプを使用した照明器具である。

照明装置９００は、本体部９０１、盤状部９０２、ランプホルダ９０３、ソケット９０４、ランプ９０５で構成されている。

本体部９０１は、その内部に点灯回路（図示せず）等を収納し、例えばその上部から電気接続部（図示せず）が導出しており、例えばその側面部からランプ９０５の口金９０６と電気的に接続するためのソケット９０４が導出している。

盤状部９０２は、本体部９０１、ランプホルダ９０３を支持する部材であり、例えば円盤状の形状を有している。

ランプホルダ９０３は、盤状部９０２の下面に取付けられており、その下端に設けられた例えばＣ字状の挟持片によりランプ９０５を保持し、ランプ９０５の落下を防止することができる。

ランプ９０５は、環状の熱陰極蛍光ランプであり、形状が環状であることと口金９０６がランプ９０５の中間部に位置していることを除いては第６の実施形態に係る低圧放電ランプ６００と実質的に同じ構成を有している。

上記のとおり、本発明の第９の実施形態に係る照明装置９００の構成によれば、水銀使用量の少ないランプを用いているので、環境負荷の小さい照明装置を実現することができる。

（第１０の実施形態）
本発明の第１０の実施形態に係る液晶表示装置の概要を図１７に示す。図１７に示すように液晶表示装置１０００は、例えば３２［ｉｎｃｈ］テレビであり、液晶パネル等を含む液晶画面ユニット１００１と本発明の第７の実施形態に係る照明装置７００と点灯回路１００２とを備える。

液晶画面ユニット１００１は、公知のものであって、液晶パネル（カラーフィルター基板、液晶、ＴＦＴ基板等）（図示せず）、駆動モジュール等（図示せず）を備え、外部からの画像信号に基づいてカラー画像を形成する。

点灯回路１００２は、照明装置７００内部のランプ５００を点灯させる。そして、ランプ５００は、点灯周波数４０［ｋＨｚ］〜１００［ｋＨｚ］、ランプ電流３．０［ｍＡ］〜２５［ｍＡ］で動作される。

なお、図１７では、液晶表示装置１０００の光源装置として本発明の第７の実施形態に係る照明装置７００に第５の実施形態に係る低圧放電ランプ５００を挿入した場合について説明したが、これに限らず、本発明の第６の実施形態に係る低圧放電ランプ６００を適用することもできる。また、照明装置についても、本発明の第８の実施形態に係る照明装置８００も用いることができる。

上記のとおり、本発明の第１０の実施形態に係る液晶表示装置１０００の構成によれば、水銀使用量の少ないランプを用いているので、環境負荷の小さい液晶表示装置を実現することができる。

（第１１の実施形態）
本発明の第１１の実施形態に係る水銀放出体について、以下に説明する。本発明の第１１の実施形態に係る水銀放出体（以下、「水銀放出体１１００」）は、金属間化合物の表層部が水銀低含有層である点を除いて、水銀放出体３００と実質的に同じ構成を有する。よって、金属間化合物の表層部について詳細に説明し、それ以外の点については、説明を省略する。

水銀放出体１１００の長手方向の中心軸に対して略垂直に切った断面図を図１８（ａ）に、そのＡ部分の断面における水銀濃度の概念図を図１８（ｂ）にそれぞれ示す。なお、図１８（ｂ）において、水銀濃度が低い部分を右上から左下に向かう斜線で示し、水銀濃度の高い部分を左上から右下に向かう斜線で示す。本実施形態において、水銀濃度が低い部分とは、水銀放出部１０１の金属間化合物のうち、チタン（Ｔｉ）のモル数に対する水銀（Ｈｇ）のモル数の比率（Ｈｇ量／Ｔｉ量）が０．０２以下の部分である。

金属間化合物における水銀濃度は、アルバック・ファイ株式会社（ＵＬＶＡＣ ＰＨＩ，Ｉｎｃ）製 Ｍｏｄｅｌ ５，６００を使用して、Ｘ線光電子分光法により測定を行った。具体的には、まず金属間化合物の表面を測定し、測定後に金属間化合物の表面をエッチングし、エッチングされた表面を測定するのを繰り返すことで、金属間化合物の表面から中央部に向かって、チタン（Ｔｉ）のモル数に対する水銀（Ｈｇ）のモル数の比率（Ｈｇ量／Ｔｉ量）を測定した。

図１８（ｂ）に示すように、水銀放出部１０１の金属間化合物における表層部１０１ａは、水銀低含有層となっている。

低圧放電ランプの製造工程において、水銀放出体を加熱した際、金属間化合物の表層部に含まれる水銀から優先的に水銀が放出される。金属間化合物にＴｉＨｇが含まれる水銀放出体は、水銀放出効率がよいため、設計条件によっては予定よりも低い温度で水銀が放出されてしまう可能性がある。よって、金属間化合物の表層部１０１ａが水銀低含有層であることで、水銀放出体の加熱温度が低い場合に、水銀が放出してしまうのを防止することができる。

水銀放出体１１００は、水銀反応工程の後に、例えば真空雰囲気中、４２０［℃］、３［時間］水銀放出体を加熱することで、水銀放出部１０１の金属間化合物の表層部１０１ａに含まれる水銀を放出させ、表層部１０１ａを水銀低含有層としている。なお、水銀反応工程の後の加熱温度は、４２０［℃］に限られず、例えば４００［℃］〜５００［℃］で行うこともできる。この場合、加熱時間は、加熱温度によって適宜調整することが可能である。

なお、図１８（ｂ）においては、金属間化合物の表層部１０１ａ以外は、水銀の濃度が高くなっているが、設計により水銀放出部に含有される水銀の量が少ない場合には、金属間化合物の中央部は、水銀の濃度が低くなる部分が存在するものと考えられる。

（実験２）
発明者らは、水銀放出部の金属間化合物における表層部の水銀濃度が中央部の水銀濃度よりも低いことで、低温での水銀放出を抑制することを確認するために、低温での水銀放出量を測定する実験を行った。実験試料には、水銀放出体３００と実質的に同じ構成を有し、金属間化合物の表層部が水銀低含有層であるものを実施例１とし、金属間化合物の表層部が水銀低含有層でない点を除いて実施例１と実質的に同じ構成を有するものを実施例２とした。実験結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１では、４００［℃］加熱した時点において、水銀が放出されていないことがわかる。一方、実施例２は０．６［ｍｇ］の水銀が放出されている。よって、金属間化合物の表層部が水銀低含有層であることで、低温での水銀放出を抑制することを確認することができた。

（実験３）
発明者らは、水銀放出部に含まれる水銀のうち、ＴｉＨｇに含まれる水銀量の割合が１５［ｍｏｌ％］以上５０［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることで、８００［℃］での水銀放出率を向上することができることを確認するために、実験を行った。実験では、水銀放出部に含まれる水銀のうち、ＴｉＨｇに含まれる水銀量の割合が異なる実験試料を作成し、その水銀放出率を測定した。水銀放出部に含まれる水銀のうち、ＴｉＨｇに含まれる水銀量の割合が５０［ｍｏｌ％］の場合の水銀放出率を示す図を図１９に、同じく４３［ｍｏｌ％］の場合の水銀放出率を示す図を図２０に、同じく４０［ｍｏｌ％］の場合の水銀放出率を示す図を図２１に、同じく１５［ｍｏｌ％］の場合の水銀放出率を示す図を図２２に、同じく４［ｍｏｌ％］の場合の水銀放出率を示す図を図２３にそれぞれ示す。図１９〜図２２に示すように、水銀放出部に含まれる水銀のうち、ＴｉＨｇに含まれる水銀量の割合が１５［ｍｏｌ％］以上５０［ｍｏｌ％］以下の範囲内の場合には、８００［℃］における水銀放出率が７５［ｗｔ％］以上であることがわかる。一方、図２３に示すように水銀放出部に含まれる水銀のうち、ＴｉＨｇに含まれる水銀量の割合が少ないと、８００［℃］における水銀放出量が７５［ｗｔ％］未満となってしまうことがわかる。

よって、水銀放出部に含まれる水銀のうち、ＴｉＨｇに含まれる水銀量の割合が１５［ｍｏｌ％］以上５０［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることで、８００［℃］における水銀放出率を向上させることができる。

なお、水銀放出部に含まれる水銀のうち、ＴｉＨｇに含まれる水銀量の割合が４０［ｍｏｌ％］以上５０［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることがより好ましい。この場合、８００［℃］における水銀放出率を８０［ｗｔ％］以上とすることができ、さらに水銀放出率を向上させることができる。

なお、水銀放出部に含まれる水銀のうち、ＴｉＨｇに含まれる水銀量の割合は、本実施形態以外にも、他の実施形態およびそれらの変形例に適用することが可能である。

また、本実施形態は、水銀放出体が水銀放出部のみからなる場合に限らず、水銀放出体２００、水銀放出体２０３および水銀放出体１００のような他の実施形態およびそれらの変形例の構造を有する水銀放出体にも適用することが可能である。

（変形例）
以上、本発明を上記した各実施形態に示した具体例に基づいて説明したが、本発明の内容が各実施形態に示した具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を用いることができる。
１．水銀放出体の変形例
（１）変形例１
本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例１の斜視図を図２４、その正面図を図２５（ａ）に、その平面図を図２５（ｂ）にそれぞれ示す。本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例１（以下、単に「水銀放出体１０４」という）は、本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体１００とは、その外形形状が異なる。よって、その形状について詳細に説明し、その他の点については省略する。

水銀放出体１０４は、端部がテーパー形状となっている。具体的には、水銀放出体１０４の焼結体部１０５の端部がテーパー形状１０５ａとなっている。

水銀放出体１０４は、その端部がテーパー形状となっていることで、移送する際、他の水銀放出体と衝突して毀損するのを防止することができる。また、水銀放出体１０４の端部がテーパー形状となっていることで、細管の低圧放電ランプを作製する際、ガラス管への水銀放出体１０４の投入を容易に行うことができる。なお、水銀放出体１０４の一端部のみがテーパー形状となっていてもよい。

（２）変形例２
本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例２の斜視図を図２６に、その正面図を図２７（ａ）に、その平面図を図２７（ｂ）にそれぞれ示す。本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例２（以下、単に「水銀放出体１０６」という）は、本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体１００とは、その水銀放出部１０７の形状が異なる。よって、その形状について詳細に説明し、その他の点については省略する。

水銀放出体１０６は、水銀放出部１０７の例えば中心軸を含むその軸方向に貫通孔１０７ａが形成された筒状となっている。

水銀放出体１０６は、筒状となっていることで、水銀がその内面と焼結体部１０２側の両側から放出され、水銀の放出効率をより向上させることができる。なお、水銀放出体１０６の内面にさらに焼結体部１０２が形成されていてもよい。この場合、高周波加熱する際、高周波加熱の渦電流が水銀放出体１０６の内面にも達し、水銀放出部１０７の加熱効率を高めて水銀の放出効率をより向上させることができる。

また、図２６および図２７に示す、水銀放出体は、円筒形状となっているが、これに限らず、多角形の筒形状等であってもよい。

ところで、貫通孔１０７ａの外径Ｄｈの、水銀放出部１０７の外径Ｄｉに対する比率は、５［％］以上６０［％］以下の範囲内であることが好ましい。この場合、Ｄｈが小さすぎると放出効率がさほど上がらず、また大きすぎると所定の水銀含浸量が得られず、かつ加熱効率も低下するためである。

（３）変形例３
本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例３の斜視図を図２８に示す。本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例３（以下、「水銀放出体１１０」という）は、本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体１００とは、その形状が異なる。よって、その形状について詳細に説明し、その他の点については省略する。

水銀放出体１１０は、平板状である。具体的には、水銀放出体１１０は、平板状の水銀放出部１１１が平板状の焼結体部１１２に挟み込まれている。この場合、水銀放出部１１１が二つの焼結体部１１２で両挟みされたものであるため、水銀放出部１１１の加熱の効率が高まり、水銀の放出効率をより向上させることができる。また、シート工法により、プレス成形加工で作製することができるため、製造工程をより簡易化することができる。ただし、図２８に示した構成（平板状の構成）以外の他の構成を採用することも可能である。例えば、図２９に示す水銀放出体１１３は、図２８に示した平板状の構成を屈曲させて略円筒形状にしたものである。あるいは、図３０に示した水銀放出体１１４のように、水銀放出部１１１の端面が焼結体部１１２で覆われた構成にすることも可能である。図３０に示した構成の場合、水銀放出部１１１の端面が焼結体部１１２で覆われており、表面と裏面が連続していることから、渦電流の効率を向上させることができるという効果を奏し得る。

なお、水銀放出部１１１が金属焼結体部１１２によって覆われているのであれば、水銀放出体の一部（金属焼結体部の一部）にスリットを設けることも可能である。図２９及び図３０に示した構成も、水銀放出体の一部にスリットが形成されている形態といえるが、例えば、図６に示した水銀放出体１００の長手方向の中心軸Ｘ₁₀₀に対してスリットを平行に設けたり、垂直に設けたり、斜めに設けたりすることも可能である。

水銀放出体は、金属焼結体部の一部にスリットを設けると、スリットの部分から水銀を放出させやすくして、水銀の放出効率をより高められる可能性がある一方で、スリットの存在による渦電流の効率の低下の問題も生じるので、スリットを形成する場合の設計には配慮が必要である。

（４）変形例４
本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例４の斜視図を図３１に示す。本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例４（以下、「水銀放出体１１５」という）は、本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例３の平板板状の水銀放出部１１１に片面のみ焼結体部１１２が積層されたものをスパイラル状に巻き付けたものである。具体的には、最終的に焼結体部１１２が外側となるように、焼結体部１１２と水銀放出部１１１が積層されたものをスパイラル状に巻き付けたものである。この場合、水銀放出部１１１の片面を焼結体部１１２で覆ったものでも、水銀放出部１１１の両面を焼結体部１１２で覆ったものであってもよい。

このような水銀放出体１１５は、その内部を含めて全体的に高周波加熱により加熱されるので、水銀の放出効率を一層向上させることができる。

（５）変形例５
本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例５の斜視図を図３２に示す。本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例５（以下、単に「水銀放出体１１６」という）は、本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体１００とは、その形状が異なる。よって、その形状について詳細に説明し、その他の点については省略する。

水銀放出体１１６は、棒状の水銀放出部１０１に帯状の焼結体部１１７が巻き付けられている。この構成により、水銀放出体１１６は、水銀放出部１０１と焼結体部１１７を同時に押出ししなくても、水銀放出部１０１となる棒状体の坏土を成形した後に焼結体部１１７となる坏土を巻き付けることで成形することができる。

（６）変形例６
本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例６の一部切欠き斜視図を図３３に示す。本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体の変形例６（以下、単に「水銀放出体１１８」という）は、本発明の第３の実施形態に係る水銀放出体１００とは、その形状が異なる。よって、その形状について詳細に説明し、その他の点については省略する。

水銀放出体１１８は球状で、球形状の水銀放出部１１９の外側全体に焼結体部１２０が積層されている。

水銀放出部１１９は、その外側が全て焼結体部１２０で覆われていることで、水銀放出体１１８を移送する際、水銀が含浸されている水銀放出部１１９に直接触れることなく作業できるため、作業の安全性を向上させることができる。なお、水銀放出部１１９が全て焼結体部１２０に覆われていれば、球形状に限らず、多面体形状等（例えば、断面矩形、断面六角形など）でもよい。球形状の場合、角がないため、移送の際に水銀放出体１１８同士が衝突することによって損傷するのを防止することができる。また、球形状の場合、輸送の際、他の形状よりも輸送容器に密に詰め込むことができるため、輸送の効率を高めることができる。

本発明は、水銀放出体、それを用いた低圧放電ランプの製造方法、低圧放電ランプ、照明装置および液晶表示装置に広く適用することができる。

１００、１０４、１０６、１１０、１１３、１１４、１１５、１１６、１１８、２００、２０３、３００、５０１、１１００ 水銀放出体
１０１、１０７、１１１、１１９ 水銀放出部
１０１ａ 表層部
１０２、１０５、１１２、１１７、１２０ 焼結体部
２０１、２０６ 開口部
２０２、２０４ 容器
２０５ スリット
４００ ガラス管
５００、６００ 低圧放電ランプ
５０２、６０１ ガラスバルブ
５０３、６０３ 電極
５０４、６０４ リード線
７００、８００、９００ 照明装置
１０００ 液晶表示装置

Claims (8)

1. チタン（Ｔｉ）と水銀（Ｈｇ）との金属間化合物を含む水銀放出部を有し、
   前記金属間化合物は、ＴｉＨｇを含むことを特徴とする水銀放出体。
2. 前記金属間化合物における表層部が、水銀低含有層であることを特徴とする請求項１に記載の水銀放出体。
3. 前記金属間化合物における表層部において、チタン（Ｔｉ）のモル数に対する水銀（Ｈｇ）のモル数の比率（Ｈｇ量／Ｔｉ量）が０．０２以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の水銀放出体。
4. 前記水銀放出部は、鉄およびニッケルのうち少なくとも１種以上を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の水銀放出体。
5. 前記水銀放出部は、少なくとも一部に開口部を有する容器の内部に格納されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の水銀放出体。
6. 前記容器は、鉄およびニッケルのうち少なくとも１種以上で形成されていることを特徴とする請求項５に記載の水銀放出体。
7. 前記水銀放出部に含まれる水銀のうち、ＴｉＨｇに含まれる水銀量の割合が１５［ｍｏｌ％］以上５０［ｍｏｌ％］以下の範囲内であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の水銀放出体。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の水銀放出体をガラス管の内部に挿入する工程と、前記水銀放出体を加熱する工程とを含むことを特徴とする低圧放電ランプの製造方法。

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