JP3940128B2 - 蛍光ランプの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、比較的小径のガラス管を使用する蛍光ランプの製造方法に関する。

従来、蛍光ランプ、特に液晶ディスプレイ装置、その他のバックライト光源として用いられる細形ガラス管よりなる冷陰極蛍光ランプなどの封止手段としては、種々の方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この従来の封止手段は、特許文献１に記載のとおり、ガラスバルブの同一円周面上に離隔して内方側に局部的に突出した凸部を複数個形成する工程と、電極を有するリード線をガラスビードに固定して形成したビードマウントを上記ガラスバルブ内に挿入するとともに、このガラスビード部を局部的に突出した複数個の凸部上に載置する工程と、上記バルブの開口部側端部を排気ヘッドに接続して、上記の複数個の凸部およびガラスビード間に形成される隙間を介してバルブ内を排気する工程と、次いで内部にガラスビードが位置するバルブ部分を外方から加熱して、バルブとビードマウントのガラスビードとを溶着して封止する工程とを備えている。

上記封止手段を採用することにより、簡単な局部的な凸部を形成することにより、バルブ壁からビードマウントを強制的に離して大きい隙間が形成でき、その通路面積を大きくしてバルブ空間内の排気を確実、かつ、迅速に効率よくできるようになり、排気に要する時間の短縮を図ることができる。

一方、最近では、冷陰極蛍光ランプの筒状電極とガラス管の内面との隙間距離をほぼ０．２ｍｍ以下に構成することが行われている。これにより、グロー放電は筒状電極の外表面には周り込まず、グロー放電は筒状電極の内表面でのみ行われるので、筒状電極のホロー効果が得られ、ランプの寿命を延ばすことができる。
特開平９−１２９１８２号公報

しかし、電極とガラス管との隙間距離をほぼ０．２ｍｍ以下に構成する場合に、従来の特許文献１に記載のようにガラス管に予め突起を形成すると、電極がその突起の部分を通過できず、電極付きビードを所定の位置に配置できないという問題がある。また、電極とガラス管との隙間距離が小さくなることで、電極付きビードが少しでも傾いて配置されると、電極とガラス管とが接触して所定の発光特性が得られないという問題もある。

そこで、本発明は上記問題を解決するためになされたものであり、電極とガラス管との隙間距離が小さくても電極付きビードの位置決めが容易で、さらに電極付きビードの傾きが生じない蛍光ランプの製造方法を提供するものである。

本発明は、ガラス管の内部に電極を有し、前記ガラス管と前記電極との隙間距離が０．２ｍｍ以下である蛍光ランプの製造方法であって、前記電極を備えたリード線をガラスビードに固定して形成した電極付きビードを、前記ガラス管の中に挿入する工程と、前記電極付きビードが挿入されたガラス管の内側であって、かつ前記ガラスビードと前記電極との間に突起を形成する工程と、前記突起に前記ガラスビードを接触させる工程と、前記突起と前記ガラスビードとを溶着する工程とを含むことを特徴とする蛍光ランプの製造方法である。

(1) 本発明の製造方法は、請求項１に記載の工程を有することにより、電極とガラス管との隙間距離が小さくても、電極付きビードを所定の位置に確実に配置できる。

(２) 本発明の製造方法は、請求項２に記載の構成を有することにより、電極の中心軸をガラス管の中心軸に合わせることが容易となり、電極付きビードの傾きや電極とガラス管との接触を防止できる。

(３) 本発明の製造方法は、請求項３に記載の構成を有することにより、電極の中心軸をガラス管の中心軸に合わせることが容易となり、電極付きビードの傾きや電極とガラス管との接触を防止できる。

(４) 本発明の製造方法は、請求項４に記載の構成を有することにより、ガラス管内の排気と、ガラス管内への封入物の封入とを確実に行える。

(５) 本発明の製造方法は、請求項５に記載の構成を有することにより、細形ガラス管よりなる蛍光ランプを容易に製造できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の蛍光ランプの製造方法の一例を示す工程図である。本実施形態の蛍光ランプの製造方法は、図１（ａ）に示すように、第１の電極１１を備えたリード線１２を第１のガラスビード１３に固定して形成した第１の電極付きビード１４を、垂直に支持したガラス管１５の第１の開口１６から内部に挿入して、所定の位置で停止させる。なお、図１（ａ）では、電極付きビード１４の挿入保持機構は図示を省略している。また、ガラス管１５の内壁には蛍光体膜（図示せず。）が被着されている。

ここで、ガラスビード１３は、テーパ状に形成されている。即ち、上面が大きく下面が小さい逆円錐台状に形成されている。なお、ガラスビード１３は、テーパ状に形成せず、円柱状としてもよい。また、電極１１は有底筒状に形成され（ホロー電極）、通常、電極１１の最大外径とガラス管１５の内径との差は、０．４ｍｍ以下に設定される。これにより、電極１１とガラス管１５との隙間距離を０．２ｍｍ以下とすることができ、グロー放電は電極１１の外表面には周り込まず、電極１１の内表面でのみ行われるので、寿命の長い蛍光ランプを製造できる。

次に、図１（ｂ）に示すように、第１の電極付きビード１４が挿入されたガラス管１５の内側に、ガラス管１５の外部からガスバーナーなどで加熱することにより複数の突起１７を形成する。なお、複数の突起１７の詳細については後述する。突起１７の形成位置は、電極１１とガラスビード１３との間の空隙部が好ましい。突起１７の形成が容易となるからである。

次に、図１（ｃ）に示すように、電極付きビード１４の位置を下げて突起１７に第１のガラスビード１３を接触させる。接触させる位置は、ガラスビード１３の側面であればよく、このためには、ガラスビード１３の上面の外径が突起１７相互間の最大距離Ｌより大きいことが必要であり、ガラスビード１３の下面の外径は突起１７相互間の最大距離Ｌより小さいことが必要である。

ここで、ガラスビード１３は、前述のとおりテーパ状に形成されているので、電極付きビード１４が多少傾いて挿入されていても、突起１７とガラスビード１３のテーパ面とにより電極付きビード１４の傾きが修正され、電極１１の中心軸をガラス管１５の中心軸に合わせることが容易となり、電極付きビード１４の傾きや電極１１とガラス管１５との接触を防止できる。さらに、突起１７の形状も、テーパ状のガラスビード１３の外側面に沿うようにテーパ状に形成することが好ましい。これにより、電極１１の中心軸をガラス管１５の中心軸に合わせることがより容易となり、電極付きビード１４の傾きや電極１１とガラス管１５との接触をより確実に防止できる。

次に、図１（ｄ）に示すように、第２の電極１８を備えたリード線１９を第２のガラスビード２０に固定して形成した第２の電極付きビード２１を、ガラス管１５の第２の開口２２から内部に挿入する。続いて、第２のガラスビード２０をガラス管１５に、外部から加熱することにより溶着して、ガラス管１５の第２の開口２２を封止する。

ここで、ガラスビード２０は、必ずしもテーパ状に形成する必要はないが、テーパ状に形成してもよい。また、電極１８は筒状に形成され、電極１８の最大外径とガラス管１５の内径との差は、０．４ｍｍ以下に設定されるのは、第１の電極１１と同様である。

図２は、図１（ｄ）の拡大図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。図３に示したように、本実施形態では、ガラス管１５の内面には４個の突起１７が形成されており、４個の突起１７はガラスビード１３に接している。但し、突起１７の数は特に限定されない。また、リード線１２は、ガラス管１５の中心軸に一致するように配置されている。なお、４個の突起１７の間には隙間２３が形成されている。

次に、図１（ｅ）に示すように、ガラス管１５の第１の開口（１６）から排気した後、ガラス管１５に水銀合金などの封入予定物２４を配置し、高周波加熱などにより水銀ガスを封入する。さらに、アルゴン、ネオン、キセノンなどの希ガスも封入される。排気および封入物の封入は、複数の突起１７の間の隙間２３（図３）から行われる。なお、図１（ｅ）では、排気機構の図示は省略してある。続いて、突起１７と第１のガラスビード１３とを、外部から加熱することにより溶着し、ガラス管１５の第１の開口（１６）を封止する。

最後に、図１（ｆ）に示すように、第１のガラスビード１３より上部のガラス管１５ａを切断するとともに、封入予定物２４を除去して、蛍光ランプ２５が完成する。

本実施形態の製造方法では、電極付きビード１４をガラス管１５に挿入した後に突起１７を形成するため、電極１１とガラス管１５との隙間距離が小さくても、電極付きビード１４を所定の位置に確実に配置できる。また、ガラス管１５の内径を１〜６ｍｍとすることにより、細形ガラス管よりなる蛍光ランプを容易に製造できる。さらに、ガラスビード１３とガラス管１５とを局部融着して仮封止する必要がないため、ガラスビード１３とガラス管１５が事前に熱の影響を受けることがなく、ガラスビード１３に生ずる引張り歪やガラス管１５に生ずる歪を解消でき、クラックや割れなどの破損を防止できる。

（実施形態２）
図４は、本発明の蛍光ランプの製造方法の他の一例を示す工程図である。本実施形態の蛍光ランプの製造方法は、図４（ａ）に示すように、垂直に支持したガラス管４５の内側の所定の位置に、ガラス管４５の外部からガスバーナーなどで加熱することにより複数の突起４７を形成する。

ここで、突起４７の高さは、後述する電極４１の中心軸をガラス管４５の中心軸に一致させたときの、電極４１とガラス管４５との隙間距離より小さいことが必要である。これにより、電極４１とガラス管４５との隙間距離を小さくしても、ガラス管４５への後述する電極付きビード４４（図４（ｂ））の挿入が容易となる。また、突起４７の高さは、０．２ｍｍ未満であることが好ましい。これにより、電極４１とガラス管４５との隙間距離を０．２ｍｍ以下にすることができ、長寿命の蛍光ランプを製造できる。

形成された突起４７の数は実施形態１と同様に４個とすることができるが、これに限定されない。また、突起４７は、実施形態１と同様にテーパ状に形成することが好ましい。

次に、図４（ｂ）に示すように、第１の電極４１を備えたリード線４２を第１のガラスビード４３に固定して形成した第１の電極付きビード４４を、突起４７を形成したガラス管４５の第１の開口４６から内部に挿入して、突起４７に第１のガラスビード４３を接触させる。

ここで、ガラスビード４３は、テーパ状に形成されている。即ち、上面が大きく下面が小さい逆円錐台状に形成されている。また、電極４１は有底筒状に形成され（ホロー電極）、通常、電極４１の最大外径とガラス管４５の内径との差は、０．４ｍｍ以下に設定される。これにより、電極４１とガラス管４５との隙間距離を０．２ｍｍ以下とすることができ、グロー放電は電極４１の外表面には周り込まず、電極４１の内表面でのみ行われるので、寿命の長い蛍光ランプを製造できる。

また、接触させる位置は、ガラスビード４３の側面であればよく、このためには、ガラスビード４３の上面の外径が突起４７相互間の最大距離Ｌより大きいことが必要であり、ガラスビード４３の下面の外径は突起４７相互間の最大距離Ｌより小さいことが必要である。

また、ガラスビード４３は、前述のとおりテーパ状に形成されているので、実施形態１と同様に、電極４１の中心軸をガラス管４５の中心軸に合わせることが容易となり、電極付きビード４４の傾きや電極４１とガラス管４５との接触を防止できる。さらに、突起４７の形状も、テーパ状のガラスビード４３の外側面に沿うようにテーパ状に形成することが好ましい。これにより、電極４１の中心軸をガラス管４５の中心軸に合わせることがより容易となり、電極付きビード４４の傾きや電極４１とガラス管４５との接触をより確実に防止できる。

次に、図４（ｃ）に示すように、第２の電極４８を備えたリード線４９を第２のガラスビード５０に固定して形成した第２の電極付きビード５１を、ガラス管４５の第２の開口５２から内部に挿入する。続いて、第２のガラスビード５０をガラス管４５に、外部から加熱することにより溶着して、ガラス管４５の第２の開口５２を封止する。

ここで、ガラスビード５０は、必ずしもテーパ状に形成する必要はないが、テーパ状に形成してもよい。また、電極４８は筒状に形成され、電極４８の最大外径とガラス管４５の内径との差は、０．４ｍｍ以下に設定されるのは、第１の電極４１と同様である。

次に、図４（ｄ）に示すように、ガラス管４５の第１の開口（４６）から排気した後、ガラス管４５に水銀合金などの封入予定物５４を配置し、高周波加熱などにより水銀ガスを封入する。さらに、アルゴン、ネオン、キセノンなどの希ガスも封入される。排気および封入物の封入は、複数の突起４７の間の隙間から行われるのは実施形態１と同様である。なお、図４（ｄ）では、排気機構の図示は省略してある。続いて、突起４７と第１のガラスビード４３とを、外部から加熱することにより溶着し、ガラス管４５の第１の開口（４６）を封止する。

最後に、図４（ｅ）に示すように、第１のガラスビード４３より上部のガラス管４５ａを切断するとともに、封入予定物５４を除去して、蛍光ランプ５５が完成する。

本実施形態の製造方法では、突起４７の高さが、電極４１の中心軸をガラス管４５の中心軸に一致させたときの、電極１１とガラス管４５との隙間距離より小さいため、電極４１とガラス管４５との隙間距離が小さくても、電極付きビード４４を所定の位置に確実に配置できる。また、ガラス管４５の内径を１〜６ｍｍとすることにより、細形ガラス管よりなる蛍光ランプを容易に製造できる。

（実施形態３）
実施形態１および実施形態２では、ガラス管の内面に複数個の突起を形成した例を示したが、上記突起はガラス管の内側の全周に連続して形成することもできる。その場合には、図５に示すように、第１の電極５１を備えたリード線５２を第１のガラスビード５３に固定して形成した第１の電極付きビード５４において、ガラスビード５３には、電極側とガラス管の端部側とを連通させる貫通孔５６を設ける。これにより、ガラス管内の排気と、ガラス管内への封入物の封入とを確実に行える。

なお、本発明の蛍光ランプの製造方法は、上記実施の形態に限定されるものではない。

以上説明したように本発明は、電極とガラス管との隙間距離が小さくても電極付きビードの位置決めが容易で、さらに電極付きビードの傾きが生じない蛍光ランプの製造方法を提供することができ、その工業的価値は大である。

本発明の蛍光ランプの製造方法の一例を示す工程図である。 図１（ｄ）の拡大図である。 図２のＡ−Ａ線矢視断面図である。 本発明の蛍光ランプの製造方法の他の一例を示す工程図である。 実施形態３の電極付きビードの側面図である。

符号の説明

１１、４１、５１ 第１の電極
１２、４２、５２ リード線
１３、４３、５３ 第１のガラスビード
１４、４４、５４ 第１の電極付きビード
１５、１５ａ、４５、４５ａ ガラス管
１６、４６ 第１の開口
１７、４７ 突起
Ｌ 突起相互間の距離
１８、４８ 第２の電極
１９、４９ リード線
２０、５０ 第２のガラスビード
２１、５１ 第２の電極付きビード
２２、５２ 第２の開口
２３ 隙間
２４、５４ 封入予定物
２５、５５ 蛍光ランプ
５６ 貫通孔

Claims (6)

1. ガラス管の内部に電極を有し、前記ガラス管と前記電極との隙間距離が０．２ｍｍ以下である蛍光ランプの製造方法であって、
   前記電極を備えたリード線をガラスビードに固定して形成した電極付きビードを、前記ガラス管の中に挿入する工程と、
   前記電極付きビードが挿入されたガラス管の内側であって、かつ前記ガラスビードと前記電極との間に突起を形成する工程と、
   前記突起に前記ガラスビードを接触させる工程と、
   前記突起と前記ガラスビードとを溶着する工程と、
   を含むことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
2. 前記ガラスビードが、テーパ状に形成されている請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
3. 前記突起が、テーパ状に形成されている請求項１〜２のいずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。
4. 前記突起が、複数個形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。
5. 前記ガラス管の内径が、１〜６ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。
6. ガラス管の一端部の内部に第１電極を、他端部の内部に第２電極を有し、前記ガラス管と前記第１電極および前記第２電極とのぞれぞれの隙間距離が０．２ｍｍ以下である蛍光ランプの製造方法であって、
   前記第１の電極を備えたリード線を第１のガラスビードに固定して形成した第１の電極付きビードを、前記ガラス管の第１の開口から内部に挿入する工程と、
   前記第１の電極付きビードが挿入されたガラス管の内側であって、かつ前記第１のガラスビードと前記第１の電極との間に突起を形成する工程と、
   前記突起に前記第１のガラスビードを接触させる工程と、
   前記第２の電極を備えたリード線を第２のガラスビードに固定して形成した第２の電極付きビードを、前記ガラス管の第２の開口から内部に挿入する工程と、
   前記第２のガラスビードを前記ガラス管に溶着して、前記ガラス管の第２の開口を封止する工程と、
   前記ガラス管の第１の開口から排気した後、前記ガラス管に封入物を封入する工程と、
   前記突起と前記第１のガラスビードとを溶着する工程と、
   を含むことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。

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