JP3402364B2 - 放電管及び放電管の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極を備え
る放電管、特に、外部リードとの接続を良好に行う放電
管及び放電管の製造法に属する。

【０００２】

【従来の技術】希ガス及び水銀蒸気が充填されたガラス
管の内部に一対の電極が対向して配置され且つガラス管
の内壁に蛍光膜が被覆された冷陰極放電管は、従来から
液晶ディスプレイのバックライト用光源等として広く使
用されている。冷陰極放電管の一対の電極には導入線の
一端が接続され、導入線の他端はガラス管の両端から外
部に導出される。一対の電極間に電圧を印加すると、一
方の電極から電子が放出され、ガラス管内の水銀原子に
電子が衝突して紫外線を発生する。この紫外線は、ガラ
ス管の内壁に形成された蛍光膜で可視光線に波長変換さ
れる。

【０００３】図４に示す従来の冷陰極放電管(40)は、第
１の導入線部材(14)と第２の導入線部材(15)とを融着し
た導入線(11)及び導入線(11)に固着されたカップ形状の
電極(3)を備えた図５（ｃ）に示す電極組立体(20)と、
電極組立体(20)が両端に固定され且つ内部に放電用ガス
が充填されたガラス管(7)と、ガラス管(7)外で導入線(1
1)の導出部(28)に接続された外部リード(8)と、ガラス
管(7)の内面(7a)に被覆され且つ電極(3)間の放電により
発生する紫外線の照射を受けて可視光線を放出する蛍光
膜(9)とを備える。導入線(11)は、結合部(16)を有する
導出部(28)と、ガラス管(7)内に形成された埋設部(29)
とを備える。

【０００４】前記冷陰極放電管(40)を製造する際、最初
に、半田付け性に優れたニッケル製の第１の導入線部材
(14)とガラス融着性に優れたタングステン製の第２の導
入線部材(15)とを融着した図５（ａ）に示す導入線(11)
と、円筒状に形成されたガラスビーズ(2)と、ニッケル
製の電極(3)とを用意する。第１及び第２の導入線部材
(14, 15)の直径は実質的に等しい。次に、図５（ｂ）に
示すように、導入線(11)の第２の導入線部材(15)をガラ
スビーズ(2)の孔(2a)に差し込み、突出部(11a)をガラス
ビーズ(2)から突出させた状態で、ガラスビーズ(2)を第
２の導入線部材(15)に融着する。その後、図５（ｃ）に
示すように、突出部(11a)の先端(11b)を電極(3)の外側
底面(3a)に溶接することにより電極組立体(20)が形成さ
れ、円筒状のガラス管(7)の両端に電極組立体(20)を配
置する。ガラス管(7)内に希ガス及び水銀蒸気を含む放
電用ガスを充填した後、ガラスビーズ(2)をガラス管(7)
に融着すると、図５（ｄ）に示すように、電極(3)及び
埋設部(29)がガラス管(7)内に封止され、結合部(16)を
含む導出部(28)がガラス管(7)外に導出された状態とな
る。導出部(28)には、図６に示す外部リード(8)が半田
(13)により接続され、外部リード(8)から突出した導出
部(28)を切断することにより、図４に示す冷陰極放電管
(40)が形成される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記冷陰極放電管(40)
では、図５（ｄ）に示すように、導出部(28)に対して外
部リード(8)が直角に半田付けされ固定されるが、この
場合十分な接続強度が得られない。導出部(28)に外部リ
ード(8)を接続するとき、図６に示す外部リード(8)に形
成されたフック状の係止部(8a)の内側に導出部(28)を配
置し、係止部(8a)の内面(8b)と導出部(28)とを半田付け
により接続する。外部リード(8)は、導出部(28)の表面
に対向した係止部(8a)の内面(8b)が唯一の接続面とな
り、導出部(28)と外部リード(8)とを強固に接続するた
めには接触面積が小さすぎる。従って、前記冷陰極放電
管(40)では、放電管(7)に対する外部リード(8)の接続強
度が十分に得られず、外力により外部リード(8)が導出
部(28)から外れて接触不良を起こし易い。また、接触面
積が小さいので半田付けが困難で作業性が悪い。

【０００６】更に、第１及び第２の導入線部材(14, 15)
が実質的に等しい直径であるため、これらを融着すると
図５（ａ）に示すように、融けた金属のこぶが第１及び
第２の導入線部材(14, 15)の直径より大きく結合部(16)
に形成される。このため、外部リード(8)を導出部(28)
に接続する際、図５（ｄ）に示すように、結合部(16)で
はなく、ガラス管(7)及び結合部(16)から離間した位置
に外部リード(8)を半田付けしなければならず、冷陰極
放電管(40)の全長を短くすることができない。そこで本
発明は、放電管と外部リードとの接続を強固にして接続
不良を防止する放電管及び放電管の製造法を提供するこ
とを目的とする。また、全長を短くすることができる放
電管及び放電管の製造法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による放電管で
は、金属製の導入線(1)及び導入線(1)に固着された電極
(3)を備えた電極組立体(10)と、電極組立体(10)が両端
に固定され且つ内部に放電用ガスが充填されたガラス管
(7)と、ガラス管(7)の内面(7a)に被覆され且つ電極(3)
間の放電により発生する紫外線の照射を受けて可視光線
を放出する蛍光膜(9)とを備えている。導入線(1)は、電
極(3)と共にガラス管(7)内に封止された埋設部(19)と、
埋設部(19)より最大直径が大きく且つガラス管(7)の両
端の外部に形成された導出部(18)と、導出部(18)に形成
されたテーパ状の縮径部(6)とを備えている。金属製の
ワッシャ部材(12)に形成された貫通孔(12a)に導入線(1)
が挿通され、ワッシャ部材(12)に当接し且つ縮径部(6)
に接続する状態で外部リード(8)が導入線(1)に固着され
る。

【０００８】導入線(1)の直径より大きい外径を有する
ワッシャ部材(12)は、ガラス管(7)の外部に導出された
導入線(1)に固定されているので、ガラス管(7)の外部で
導入線(1)に対して直角に外部リード(8)を接続すると
き、外部リード(8)の先端部をワッシャ部材(12)の主面
に当接させて、半田付け等により導入線(1)に外部リー
ド(8)を容易に固着することができる。また、ワッシャ
部材(12)が外部リード(8)に面で当接するため、導入線
(1)と外部リード(8)との接続部での機械的強度を増加す
ると共に、接続部での電気的接触不良を回避することが
できる。

【０００９】本発明の実施の形態では、ワッシャ部材(1
2)の貫通孔(12a)は、埋設部(19)より大きく且つ導出部
(18)の最大直径より小さい直径を備え、貫通孔(12a)の
外縁部が導出部(18)に当接される。

【００１０】本発明による放電管の製造法では、第１の
導入線部材(4)と、第１の導入線部材(4)より直径が小さ
い第２の導入線部材(5)とを融着して、縮径部(6)を有す
る導入線(1)を形成する工程と、ガラスビーズ(2)に形成
された孔(2a)に第２の導入線部材(5)を挿入する工程
と、ガラスビーズ(2)から突出させた第２の導入線部材
(5)を電極(3)に溶接する工程と、ガラスビーズ(2)の孔
(2a)に第２の導入線部材(5)を挿入する前又は後に金属
製のワッシャ部材(12)に形成された貫通孔(12a)内に導
入線(1)を挿通し、ワッシャ部材(12)を導入線(1)に装着
する工程と、ガラスビーズ(2)を第２の導入線部材(5)に
融着して、導入線(1)、ガラスビーズ(2)及び電極(3)が
一体に固着された電極組立体(10)を形成する工程と、内
面(7a)に蛍光膜(9)が被覆された円筒状のガラス管(7)の
両端に電極組立体(10)を配置する工程と、縮径部(6)及
びワッシャ部材(12)をガラス管(7)外に配置した状態で
ガラスビーズ(2)とガラス管(7)とを融着して、ガラス管
(7)内に電極(3)を封止すると共に、導入線(1)の埋設部
(19)をガラス管(7)内に形成する工程とを含む。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明による放電管の実施
の形態を図１〜図３より説明する。図１に示す本実施の
形態による冷陰極放電管(30)は、金属製の導入線(1)及
び導入線(1)に固着されたカップ形状の電極(3)を備えた
電極組立体(10)と、電極組立体(10)が両端に固定され且
つ内部に放電用ガスが充填されたガラス管(7)と、ガラ
ス管(7)外で導入線(1)に接続された図６に示す外部リー
ド(8)と、ガラス管(7)の内面(7a)に被覆され且つ電極
(3)間の放電により発生する紫外線の照射を受けて可視
光線を放出する蛍光膜(9)とを備える。

【００１２】電極組立体(10)の金属製の導入線(1)に
は、円筒形状のガラスビーズ(2)が融着され、ガラスビ
ーズ(2)とガラス管(7)との接続により電極(3)がガラス
管(7)内に封止される。電極(3)と共にガラス管(7)内に
封止された導入線(1)は埋設部(19)を形成し、埋設部(1
9)より最大直径が大きく且つガラス管(7)の両端の外部
に形成された導入線(1)は導出部(18)を形成する。導出
部(18)として形成されたテーパ状の縮径部(6)には、外
部リード(8)の係止部(8a)が接続され、半田(13)により
固定される。導出部(18)の最大直径と埋設部(19)の直径
との差は０.３〜３mmである。直径の差が０.３mm未満で
あると、導出部(18)より直径の大きいこぶが縮径部(6)
に形成され、３mmを超えると、縮径部(6)のテーパ角度
が急斜になり、いずれも縮径部(6)と外部リード(8)との
接続性が低下する。

【００１３】本発明では、外部リード(8)を半田付けす
るとき、図１に示すように、金属製のワッシャ部材(12)
を外部リード(8)とガラス管(7)との間に介在させる。ワ
ッシャ部材(12)は、図３（ａ）に示すように中央に貫通
孔(12a)を備え、貫通孔(12a)に導入線(1)を挿通してワ
ッシャ部材(12)を導入線(1)の導出部(18)に固定する。
ワッシャ部材(12)の貫通孔(12a)の直径は、埋設部(19)
直径より大きく且つ導出部(18)の最大直径より小さいの
で、ワッシャ部材(12)を縮径部(6)に押し付けてガラス
ビーズ(2)とガラス管(7)とを融着すると、貫通孔(12a)
の外縁部が導出部(18)に当接した状態で、ガラス管(7)
と縮径部(6)との間にワッシャ部材(12)が固定される。
これにより、外部リード(8)を導出部(18)と共にワッシ
ャ部材(12)にも半田付けできるので、半田付けの接触面
積が大きく、機械的に高い強度で外部リード(8)を導出
部(18)に接続できる。また、冷陰極放電管(30)を長期間
使用しても、外部リード(8)の接続が緩み電気的接触不
良を引き起こすことはない。

【００１４】本実施の形態による前記冷陰極放電管(30)
の製造法は、最初に、ニッケル製の第１の導入線部材
(4)と、第１の導入線部材(4)より直径が小さいタングス
テン製の第２の導入線部材(5)とを融着して、縮径部(6)
を有する図２（ａ）に示す導入線(1)を形成する。

【００１５】導入線(1)の導出部(18)と外部リード(8)と
の接続は半田付けにより行われるので、第１の導入線部
材(4)は半田付け性に優れたニッケルを使用する。ま
た、ガラスビーズ(2)が融着される第２の導入線部材(5)
は、ガラスとの融着性に優れたタングステンを使用す
る。このため、第１及び第２の導入線部材(4, 5)の接続
箇所である縮径部(6)は、ニッケルとタングステンとを
混合した金属となるが、ニッケル製の第１の導入線部材
(4)はタングステン製の第２の導入線部材(5)に比べ、直
径が大きく且つ融点が低いためニッケルを多く含む。縮
径部(6)は、こぶが形成されず、第１の導入線部材(4)か
ら第２の導入線部材(5)にかけて直径が徐々に小さくな
るテーパ状に形成されるので、図４の従来例のように結
合部(16)のこぶを避けて外部リード(8)を導入線(11)に
接続する必要が無く、本実施の形態による冷陰極放電管
(30)では全長を短くできる。

【００１６】直径は例えば、第１の導入線部材(4)が約
８mmであり、第２の導入線部材(5)が約５mmである。ま
た、予め第１の導入線部材(4)の先端のみを第２の導入
線部材(5)の直径とほぼ同径にして融着することによ
り、縮径部(6)を段差状に形成してもよい。

【００１７】図２（ｂ）に示すように、導入線(1)を第
２の導入線部材(5)側からワッシャ部材(12)の貫通孔(12
a)に挿通した後、導入線(1)をガラスビーズ(2)の孔(2a)
に挿通して、導入線(1)の突出部(1a)を図２（ｃ）に示
すようにガラスビーズ(2)から突出させる。ワッシャ部
材(12)の貫通孔(12a)と同様に、ガラスビーズ(2)に形成
された孔(2a)の直径は、第１の導入線部材(4)の直径よ
り小さく且つ第２の導入線部材(5)の直径より大きいの
で、ワッシャ部材(12)及びガラスビーズ(2)は縮径部(6)
で係止される。ガラスビーズ(2)は第２の導入線部材(5)
より短いので、ガラスビーズ(2)に導入線(1)を挿入した
とき、第２の導入線部材(5)がガラスビーズ(2)から突出
して長さ０.５mm程度の突出部(1a)を形成する。

【００１８】次に、図２（ｄ）に示すように、カップ状
に形成されたニッケル製の電極(3)の外側底面(3a)に突
出部(1a)の先端(1b)を溶接する。突出部(1a)の先端(1b)
と電極(3)の外側底面(3a)とを接触させ、この間に電流
を流して両者を溶接する。このとき、ガラスビーズ(2)
は導入線(1)に融着されていないので、溶接時に発生す
る熱がガラスビーズ(2)側に伝達しても、金属とガラス
との線膨張係数差に起因するクラックがガラスビーズ
(2)に生じない。このため、突出部(1a)の長さは、溶接
を良好に行うために必要となる最小限の長さだけ確保す
ればよく、ガラスビーズ(2)と導入線(1)とを融着後に電
極(3)を溶接する図５に示す従来例の突出部(11a)に比べ
て短く設定できる。例えば、ガラスビーズ(2)のクラッ
クを防止するため、従来例の突出部(11a)の長さは最低
でも０.７mm程度必要であるのに対し、本実施の形態で
は突出部(1a)の長さを約０.２mm程度にまで短縮でき
る。導入線(1)と電極(3)とを溶接することにより、ワッ
シャ部材(12)及びガラスビーズ(2)は、縮径部(6)と電極
(3)との間に挟まれて、導入線(1)から抜けることがな
い。その後、ガラスビーズ(2)を第２の導入線部材(5)に
融着すると、図２（ｅ）に示す導入線(1)、ガラスビー
ズ(2)及び電極(3)が一体に固着され且つ縮径部(6)とガ
ラスビーズ(2)との間にワッシャ部材(12)が固定された
電極組立体(10)を形成できる。

【００１９】電極組立体(10)は、内面(7a)に蛍光膜(9)
が被覆された円筒状のガラス管(7)内に配置される。電
極組立体(10)は、密閉可能なチャンバ（容器）内にガラ
ス管(7)が挿入された状態で、電極(3)をそれぞれ内側に
向けてガラス管(7)の両端に同軸上に配置される。その
後、チャンバを密閉し、ネオンガス、アルゴンガス及び
キセノンガスの１種又は２種以上の希ガスと、水銀蒸気
等の金属蒸気とからなる放電用ガスを５.３〜１３kPa程
度の圧力でガラス管(7)内に充填する。放電用ガスが充
填されたガラス管(7)の両端及びガラスビーズ(2)をチャ
ンバ内に設けられた電気炉等で加熱し、縮径部(6)及び
ワッシャ部材(12)をガラス管(7)外に配置した状態でガ
ラスビーズ(2)をガラス管(7)に融着して、ガラス管(7)
の両端を閉塞する。これにより、電極(3)をガラス管(7)
内に封止すると共に、導入線(1)の埋設部(19)をガラス
管(7)内に形成する。また、縮径部(6)及びワッシャ部材
(12)を有する導出部(18)をガラス管(7)外に形成する。

【００２０】図２(ｆ)に示すように、図６の外部リード
(8)をワッシャ部材(12)に当接する状態で縮径部(6)に接
続する。即ち、導出部(18)の縮径部(6)と共に、導出部
(18)に固定されたワッシャ部材(12)の主面にも外部リー
ド(8)を半田付けできるので、導入線(1)に対して外部リ
ード(8)を容易に接続できる。図１及び図２(f)では、縮
径部(6)のみに外部リード(8)が接続された状態を示す
が、外部リード(8)の幅が縮径部(6)の長さより大きいと
き、縮径部(6)と共に縮径部(6)以外の導出部(18)に外部
リード(8)を接続してもよい。最後に、外部リード(9)よ
り外側に突出した導出部(18)を切断することにより、図
１に示す冷陰極放電管(30)が形成される。

【００２１】前記実施の形態では、ガラスビーズ(2)の
孔(2a)へ第２の導入線部材(5)を挿入する前に、ワッシ
ャ部材(12)の貫通孔(12a)へ導入線(1)を挿通する冷陰極
放電管(30)を示したが、電極組立体(10)を形成した後、
貫通孔(12a)に切欠部(12b)を有する図３（ｂ）に示すＣ
形のワッシャ部材(12)を導出部(18)へ装着してもよい。

【００２２】

【発明の効果】前記のように本発明では、放電管と外部
リードとの接続部での機械的強度を増加すると共に、接
触不良を防止できるので、放電管の耐久性及び信頼性を
向上できる。また、全長を短縮して放電管の小型化を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による放電管の実施の形態を示す断面
図

【図２】 本発明による放電管の製造法を示す断面図

【図３】 ワッシャ部材を示す平面図

【図４】 従来の放電管を示す断面図

【図５】 従来の放電管の製造法を示す断面図

【図６】 外部リードの先端を示す平面図

【符号の説明】

(1)・・導入線、 (1a)・・突出部、 (1b)・・先端、
(2)・・ガラスビーズ、(2a)・・孔、 (3)・・電極、
(3a)・・外側底面、 (4)・・第１の導入線部材、
(5)・・第２の導入線部材、 (6)・・縮径部、 (7)・
・ガラス管、 (7a)・・内面、 (8)・・外部リード、
(8a)・・係止部、 (8b)・・内面、 (9)・・蛍光膜、
(10)・・電極組立体、 (12)・・ワッシャ部材、 (1
2a)・・貫通孔、 (12b)・・切欠部、 (13)・・半田、
(18)・・導出部、 (19)・・埋設部、 (30)・・冷陰
極放電管、

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 61/36 H01J 5/50 H01J 9/36

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の導入線及び該導入線に固着され
   た電極を備えた電極組立体と、該電極組立体が両端に固
   定され且つ内部に放電用ガスが充填されたガラス管と、
   該ガラス管の内面に被覆され且つ前記電極間の放電によ
   り発生する紫外線の照射を受けて可視光線を放出する蛍
   光膜とを備える放電管において、 前記導入線は、前記電極と共に前記ガラス管内に封止さ
   れた埋設部と、該埋設部より最大直径が大きく且つ前記
   ガラス管の両端の外部に形成された導出部と、該導出部
   に形成されたテーパ状の縮径部とを備え、 金属製のワッシャ部材に形成された貫通孔に前記導入線
   が挿通され、前記ワッシャ部材に当接し且つ前記縮径部
   に接続する状態で外部リードが前記導入線に固着される
   ことを特徴とする放電管。
2. 【請求項２】 前記ワッシャ部材の貫通孔は、前記埋設
   部より大きく且つ前記導出部の最大直径より小さい直径
   を備え、前記貫通孔の外縁部が前記導出部に当接される
   請求項１に記載の放電管。
3. 【請求項３】 第１の導入線部材と、該第１の導入線部
   材より直径が小さい第２の導入線部材とを融着して、縮
   径部を有する導入線を形成する工程と、 ガラスビーズに形成された孔に前記第２の導入線部材を
   挿入する工程と、 前記ガラスビーズから突出させた前記第２の導入線部材
   を電極に溶接する工程と、 前記ガラスビーズの孔に前記第２の導入線部材を挿入す
   る前又は後に金属製のワッシャ部材に形成された貫通孔
   内に前記導入線を挿通し、前記ワッシャ部材を前記導入
   線に装着する工程と、 前記ガラスビーズを前記第２の導入線部材に融着して、
   前記導入線、ガラスビーズ及び電極が一体に固着された
   電極組立体を形成する工程と、 内面に蛍光膜が被覆された円筒状のガラス管の両端に電
   極組立体を配置する工程と、 前記縮径部及びワッシャ部材を前記ガラス管外に配置し
   た状態で前記ガラスビーズと前記ガラス管とを融着し
   て、前記ガラス管内に前記電極を封止すると共に、前記
   導入線の埋設部を前記ガラス管内に形成する工程とを含
   むことを特徴とする放電管の製造法。
4. 【請求項４】 前記ワッシャ部材に外部リードを当接さ
   せて、前記導入線に前記外部リードを固着する工程を含
   む請求項３に記載の放電管の製造法。