JPH0512816B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は水銀封入蛍光放電管およびその製造方
法に関し、特に小型・低コストで消費電力が少な
い等の特徴を有し液晶照明用光源として極めて有
効なハーメチツクシール型の水銀封入蛍光放電管
およびその製造方法に関するものである。

従来の技術 従来より水銀封入蛍光放電管としては種々のも
のが知られ、その一例を示すと第４図に示すよう
な放電管が実用化されている。

同図において、１はガラス管、２および３は電
極リード線、４は電極部材となる水銀合金体、斜
線で示した部分５はガラス管１の内周面に塗布さ
れた蛍光体、６は排気管を夫々示している。

なお、ガラス管１の内部にはアルゴンガス等の
稀ガスが封入されることはいうまでもない。

また、上述した水銀合金体４は水銀合金を含む また、上述した水銀合金体４は水銀合金を含む
部材であり、ガラス管１内部への水銀放出を目的
とし、例えばイタリアのSAES社から市販されて
いるリボン状構体が周知であり、かかるリボン状
構体を使用する場合には、図示形状のように適宜
切断することにより簡単に得られることになる。
なお、SAES社のリボン状構体は、片面には水銀
化合物、他面にはゲツタ材が含まれており、以
下、水銀合金体４として述べるものはこのリボン
状構体を適宜切断したものとする。

さて、ここで第４図に示したような水銀封入蛍
光放電管の光源としての使用状態および製造工程
について簡単に述べてみる。

まず使用状態であるが、通常図示のように、ガ
ラス管１の内部においては先の水銀合金体４を保
持するために例えば２本に形成されていた電極リ
ード線２および３は夫々一本にまとめられ、その
ままあるいは適宜の金属ケースを介して電源供給
端子と接続されることになる。

次に、製造工程について簡単に述べてみる。

まず、ガラス管１の内周面に蛍光体５を塗布し
た後、約580℃の温度で焼成する周知の蛍光体塗
布工程が行われる。

次に、電極リード線２および３の端部に水銀合
金体４をはさみ込むようにして接合する接合工程
により得られる電極構成体を、上記蛍光体５を焼
成したガラス管１の一端にはそのまま、他端には
排気管６と共に封着する封着工程が行われる。

その後、ガラス管１の内部を排気管６を介して
排気し、次いでアルゴンガス等の稀ガスを封入し
てから上記排気管６の端部を密封する稀ガス封入
工程が行われる。

最後に高周波加熱装置等にて電極リード線２お
よび３に保持されている水銀合金体４を外部より
約700〜800℃に加熱することによつてガラス管１
の内部に水銀を放出させる水銀合金体４の加熱工
程が行われることにより第４図に示したような水
銀封入蛍光放電管は完成される。

発明が解決しようとする問題点 第４図に示した従来の水銀封入蛍光放電管は、
上述したような使用状態、製造方法であることか
ら以下に述べるような問題点を有している。

すなわち、使用状態を考えると、水銀合金体４
の保持のため２本設けていた電極リード線２およ
び３を封着部近傍にて一方に形成して使用するこ
とから、どうしても全長に対する有効放電長、す
なわち光を発生する水銀合金体４の間隔の放電管
全長に対する割合が小さくなつてしまい、よつて
かかる放電管を例えば液晶照明用光源として使用
する場合、液晶表示面より明らかに大きな光源収
容部を構成しなければならず、装置形状をいたず
らに大型化してしまう問題点を有している。

また製造工程を考えても、電極リード線２およ
び３を封着し排気、稀ガス封入後に水銀を放出さ
せるための水銀合金体４の加熱工程を必要とし、
さらにいうまでもなく電極リード線２および３を
はさみ込む水銀合金体４の接合工程をも必要と
し、コストが高くなつてしまう問題点を有してい
ることは明らかである。

本発明は上記のような問題点を考慮してなした
もので、放電管全長に対する有効放電長の割合が
大きく、したがつて小型化でき、かつ製造工程も
簡単なハーメチツクシール型の水銀封入蛍光放電
管およびその製造方法を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明によるハーメチツクシール型の水銀封入
蛍光放電管は、内周面に蛍光体が塗布されたガラ
ス管と、第１の金属キヤツプ、エミツタ作用、ゲ
ツタ作用を有し第１の金属キヤツプに接合される
第１の電極部材とからなり、第１の金属キヤツプ
とガラス管との封着によりガラス管の一端部に封
着される第１電極と、第２の金属キヤツプ、水銀
合金を含む水銀合金体である第２の電極部材、第
２の電極部材より小さい熱伝導率を有する導体で
あると共に第２の金属キヤツプと第２の電極部材
の両者を連結する連接手段とからなり、第２の金
属キヤツプとガラス管との封着によりガラス管の
他端部に封着され、第２の電極部材が第２電極の
ガラス管への封着時に水銀をガラス管内へ放出す
る第２電極とを備えて構成される。

本発明によるハーメチツクシール型の水銀封入
蛍光放電管の製造方法は、蛍光体塗布工程と、第
１接合工程と、第２接合工程と、第１封着工程
と、稀ガス封入工程と、第２封着工程とを有し、
ガラス管の内周面に蛍光体を塗布する蛍光体塗布
工程と、エミツタ作用、ゲツタ作用を有する第１
の電極部材を第１の金属キヤツプに接合する第１
接合工程と、水銀合金を含む水銀合金体である第
２の電極部材を第２の電極部材より小さい熱伝導
率を有する導体である連接手段を介して第２の金
属キヤツプに接合する第２接合工程と、第１の金
属キヤツプとガラス管とを封着することにより第
１電極をガラス管の一端部に封着する第１封着工
程と、第１封着工程の終了後にガラス管内を排気
し、その後ガラス管内に稀ガスを封入する稀ガス
封入工程と、稀ガス封入工程の終了後に、第２の
金属キヤツプとガラス管とを封着することにより
第２電極をガラス管の一端部に封着すると同時に
第２の電極部材の水銀をガラス管内へ放出させる
第２封着工程とを備えて構成される。

作 用 本発明によるハーメチツクシール型の水銀封入
蛍光放電管は、金属キヤツプとエミツタ作用、ゲ
ツタ作用を有する電極部材および金属キヤツプと
連接部材と水銀合金体である電極部材からなる一
対の電極を採用したことから、ガラス管の内外へ
放出される水銀量の管理が、簡単、かつ精度よく
行えることになると共に、全長に対する有効放電
長の比率を大きくすることができ、装置の小型化
に大きく寄与できることになる。

本発明によるハーメチツクシール型の水銀封入
蛍光放電管の製造方法は、金属キヤツプと連接部
材と水銀合金体である電極部材とからなる電極を
採用したことから、従来必要であつた水銀放出を
行うための加熱工程を行うことなくガラス管内へ
の水銀放出を実現できることになり、製造工程自
体を簡素化でき、かつ低コストでハーメチツクシ
ール型の水銀封入蛍光放電管を製造できることに
なる。

実施例 第１図イ，ロは、本発明によるハーメチツクシ
ール型の水銀封入蛍光放電管の一実施例を示す断
面図と部分斜視図である。

図中、第４図と同図番のものは同一機能部材を
示し、図番７，８はガラス管１の両端に封着され
る第１、第２の金属キヤツプを示している。

９は、第１の金属キヤツプと接合され、第１電
極を構成する焼結型の第１の電極部材を示し、タ
ングステン粉末にジルコニウム、チタン、ニツケ
ル等の粉末を混合して成型焼結した後、セシウム
溶液を含浸、乾燥させたものであり、エミツタ作
用、ゲツタ作用を有するものである。

１０は、水銀合金体４である第２の電極部材よ
り小さい熱伝導率を有する導体からなり、第２の
電極部材と第２の金属キヤツプ８の両者を連結す
る連接手段を構成する連接部材を示している。す
なわち、第２の電極部材は連接部材１０を介して
第２の金属キヤツプ８に接合される。

次に、上記のような構成からなる本発明による
ハーメチツクシール型の水銀封入蛍光放電管の一
実施例における製造工程について述べてみる。

まず、放電管としての組立て前にガラス管１の
内周面への蛍光体５の塗布工程が行われるが、か
かる工程については従来の放電管と同様であり説
明は省略する。

また同様に放電管としての組立て前にガラス管
１の両端に封着されるべき第１、第２電極を得る
工程がなされる。

第１電極を得る工程は、前述したようにエミツ
タ作用、ゲツタ作用を有する第１の電極部材９を
第１の金属キヤツプ７に接合する第１の接合工程
となる。

第２電極を得る工程は、ガラス管１の内部に放
出する水銀を含んだ第２の電極部材である水銀合
金体４を、連接手段である連接部材１０を介して
第２の金属キヤツプ８に接合する第２の接合工程
となり、この第２の接合工程により第１図ロに示
した第２電極が得られることになる。

以上のような各工程を行つた後、第１図イに示
したような放電管を得るための組立て工程が行わ
れることになる。

組立て工程は図示していない気密容器内にて行
われることになり、まず、上述した各工程によつ
て得られたガラス管１、第１電極、第２電極が所
定関係位置にセツトされる。

次いで、ガラス管１と第１の金属キヤツプ７と
を気密容器外の図示していない高周波加熱装置に
よる加熱によつて封着することにより、第１電極
をガラス管１の一端部に封着する第１封着工程が
行われる。

次いでガラス管１内の排気が気密容器内の排気
によつて行われ、焼結型の電極部材９に含まれ上
記第１封着工程を実施しているときに放出される
ことになる水分等の不純成分が除去されることに
なる。上記気密容器内の排気が所定時間行われた
後、アルゴンガス等の稀ガスが気密容器内に封入
されることにより、上記稀ガスのガラス管１内へ
の封入が行われることになる。すなわち、第１封
着工程の終了後には、ガラス管１内を排気し、そ
の後ガラス管１内に稀ガスを封入する稀ガス封入
工程が行われることになる。

最後に、すなわち上記稀ガス封入工程の終了後
に、ガラス管１と第２の金属キヤツプ８とを高周
波加熱装置によつて加熱、封着することにより、
第２電極をガラス管１の一端部に封着すると同時
に第２の電極部材である水銀合金体４に含まれて
いる水銀をガラス管内へ放出させる第２封着工程
が行われる。

以上の各工程の実施により本発明によるハーメ
チツクシール型の水銀封入蛍光放電管が完成する
ことになる。

なお、水銀のガラス管１内への放出は、第２封
着工程の実施時、金属キヤツプ８を介して水銀合
金体４も当然のことながら加熱され、このため水
銀合金体４の内部に含まれる水銀の放出動作が行
われることになるわけである。すなわち、本発明
によるハーメチツクシール型の水銀封入蛍光放電
管は、従来の放電管のように特別な水銀放出工程
を設けることなく、金属キヤツプ８のガラス管１
への封着と同時に水銀合金体４からの水銀放出動
作を実現できることになり、製造工程の簡素化、
低コスト化が期待できるものである。

さて、ここで第１の電極部材である焼結型電極
部材９自体および第１、第２電極の封着動作の関
係について考えてみる。

まず、焼結型電極部材９であるが、従来より電
極部材としては種々のものが知られ、例えばタン
グステン棒を電極とした放電管は種々実用化され
ている。

しかしながら、本発明にかかる水銀封入蛍光放
電管において例えばタングステン棒状の電極を用
いた場合には、第２電極の封着時に水銀合金体４
から水銀と共に放出される不純成分およびタング
ステン自身の特性により、グロー放電自体を生じ
させることが極めて困難となる。

このため、水銀合金体４と組み合される第１の
電極部材としてはエミツタ作用、ゲツタ作用を有
したものが必要となり、したがつて前述したよう
な焼結型電極部材９が形成、採用されたわけであ
る。

換言すれば、前述したような焼結型電極部材９
を使用しなければ、本発明によるハーメチツクシ
ール型の水銀封入蛍光放電管を、実用に適した点
灯電圧でグロー放電を行う放電管として得ること
ができないといつても過言ではない。

次に、第１、第２電極を封着する第１、第２封
着工程であるが、先にも述べたように第２封着工
程時には、第２電極が金属キヤツプ８と連接手段
１０と水銀合金体４からなり、よつて封着を行う
加熱により水銀合金体４からの水銀放出動作が行
われることになる。

したがつて、最初に第２封着工程を行い、次い
で排気を含む稀ガス封入工程を実施すると、第２
封着工程時に水銀合金体４から放出された水銀を
排気することになり、この結果、ガラス管１内に
水銀を封入できなくなり、所望の放電管を得られ
なくなる。

このため、水銀合金体４を含む第２電極は、第
１封着工程および稀ガス封入工程の終了後にガラ
ス管１に封着されなければならない。

換言すれば、水銀合金体４を含む第２電極をガ
ラス管１に封着する第２封着工程を、第１封着工
程および稀ガス封入工程の終了後に実施しなけれ
ば、本発明によるハーメチツクシール型の水銀封
入蛍光放電管は到底得られない。

ところで、上記第２封着工程についてさらに詳
しく見てみると、第１図イ，ロに示したように、
水銀合金体４は水銀合金体４よりも熱伝導率の小
さい導体である連接手段１０を介して金属キヤツ
プ８と連接されている。

このため、水銀合金体４を直接金属キヤツプ８
に接合する場合に比して、水銀合金体４への金属
キヤツプ８からの熱伝導が抑制される。

したがつて、金属キヤツプ８とガラス管１とを
封着する第２封着工程時における水銀合金体４か
らの水銀放出状態を、ガラス管１の外部に放出さ
れにくい状態、換言すればガラス管１内への封入
水銀量を正確に管理できる状態とすることができ
ることになる。

すなわち、水銀合金体４への熱伝導が抑制され
ることからその温度上昇が緩やかとなり、金属キ
ヤツプ８とガラス管１とが完全に封着されるまで
に放出される水銀量を少量とすることができ、こ
の結果、ガラス管１の外部に放出される水銀量を
極めて少量とすることができる。なお、ガラス管
１の外部に放出される水銀量を極めて少なくでき
るということは、逆に言えばガラス管１内部に封
入される水銀量を精度よく管理できることに他な
らないことは詳述するまでもない。

第２図は、本発明によるハーメチツクシール型
の水銀封入蛍光放電管における第２電極の他の実
施例を示す断面図であり、金属キヤツプ８と水銀
合金体４間における熱伝導を抑制する連接手段と
して、第２の電極部材である上記水銀合金体４に
小段面積部４ａを形成したものである。

したがつて、第２電極を得るための工程を簡素
化できる。

すなわち、第１図に示した第２電極は、連接部
材１０と金属キヤツプ８と溶接および水銀合金体
４と連接部材１０との溶接を必要とするのに対
し、第２図に示した第２電極は、金属キヤツプ８
と水銀合金体４の小段面積部４ａとの溶接のみで
得られることになる。

第３図イ，ロ，ハは、本発明によるハーメチツ
クシール型の水銀封入蛍光放電管における第２電
極のさらに他の実施例を示す断面図と背面上部か
らの斜視図と部分斜視図である。

第３図イ，ロ，ハからも明らかであるが、かか
る実施例は、第２図に示した実施例における水銀
合金体４の小段面積部４ａを、水銀合金体４にお
ける面積が大なる部分で、かつ水銀を含む側の表
面部４ｂが第１電極と対向するように折り曲げた
実施例である。

水銀合金体４の小段面積部４ａを第３図のよう
に折り曲げることにより、第１図、第２図に示し
た実施例においては水銀の大部分がガラス管１の
管壁方向に放出されていたのに対し、本実施例で
は管軸方向、すなわちガラス管１の内部に向けて
水銀を放出できることになり、したがつて、封着
時高温となつているガラス管１の管壁によつてさ
らに気化されることはなく、安定した水銀の封入
動作を行えることになる。

また、全長に対する有効放電長割合をさらに大
きくできることは詳述するまでもない。

第３図イ，ロ，ハに示した実施例は、水銀合金
体４の折り曲げ工程を必要とするものの上述した
ように水銀の封入動作、有効放電長割合の点で有
利となり、最も実用的な実施例であると言うこと
ができる。

発明の効果 本発明は、金属キヤツプとエミツタ作用、ゲツ
タ作用を有する電極部材および金属キヤツプと連
接部材と水銀合金体である電極部材からなる一対
の電極を採用したことから、ガラス管の内外へ放
出される水銀量の管理が簡単、かつ精度よく行え
ることになると共に、全長に対する有効放電長の
比率を大きくでき、装置の小型化に大きく寄与で
きるハーメチツクシール型の水銀封入蛍光放電管
を得ることができる効果を有している。

本発明は、金属キヤツプと連接部材と水銀合金
体である電極部材とからなる電極を採用したこと
から、従来必要であつた水銀放出のための加熱工
程を行うことなくガラス管内への水銀放出を実現
できることになり、製造工程自体を簡素化でき、
かつ低コストでハーメチツクシール型の水銀封入
蛍光放電管を製造できるハーメチツクシール型の
水銀封入蛍光放電管の製造方法を得ることができ
る効果を有している。

さらに、本発明は水銀合金体の水銀を含んだ部
分をガラス管の管壁と対向させずに焼結型電極部
分と対向させることにより、より正確な水銀封入
動作を行えることになる効果も有している。

【図面の簡単な説明】

第１図イ，ロは本発明によるハーメチツクシー
ル型の水銀封入蛍光放電管の一実施例を示す断面
図と部分斜視図であり、第２図は本発明によるハ
ーメチツクシール型の水銀封入蛍光放電管に使用
される第２電極の他の実施例を示す断面図であ
り、第３図イ，ロ，ハは、本発明によるハーメチ
ツクシール型の水銀封入蛍光放電管における第２
電極のさらに他の実施例を示す断面図と背面上部
からの斜視図と部分斜視図を示している。第４図
は従来の水銀封入蛍光放電管を示す正面図、第５
図は第４図に示した従来例の要部斜視図を示して
いる。 １……ガラス管、４……水銀合金体（第２の電
極部材）、５……蛍光体、７，８…金属キヤツプ、
９……焼結型電極部材（第１の電極部材）、１０
……連接部材、４ａ……小段面積部、４ｂ……表
面部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ガラス管と、第１電極と、第２電極とを有す
   る、ハーメチツクシール型の水銀封入蛍光放電管
   であり、 ガラス管は、内周面に蛍光体が塗布されたもの
   であり、 第１電極は、第１の電極部材と第１の金属キヤ
   ツプとからなり、第１の電極部材はエミツタ作
   用，ゲツタ作用を有すると共に第１の金属キヤツ
   プに接合されるものであり、 第２電極は、第２の電極部材と連接手段と第２
   の金属キヤツプとからなり、第２の電極部材は水
   銀合金を含む水銀合金体であり、連接手段は第２
   の電極部材より小さい熱伝導率を有する導体であ
   り、第２の電極部材は連接手段を介して第２の金
   属キヤツプに接合されるものであり、 第１電極は第１の金属キヤツプとガラス管との
   封着によりガラス管の一端部に封着され、第２電
   極は第２の金属キヤツプとガラス管との封着によ
   りガラス管の他端部に封着され、第２の電極部材
   は第２電極のガラス管への封着時に水銀をガラス
   管内へ放出する ハーメチツクシール型の水銀封入蛍光放電管。 ２ 連接手段は、第２の電極部材に形成された小
   断面積部である特許請求の範囲第１項に記載のハ
   ーメチツクシール型の水銀封入蛍光放電管。 ３ 連接手段は、第２の電極部材に形成された小
   断面積部からなり、該小断面積部は第２の電極部
   材の水銀を含んだ側の表面部がガラス管の管壁に
   向けて水銀を放出しないように折り曲げられてい
   る特許請求の範囲第１項に記載のハーメチツクシ
   ール型の水銀封入蛍光放電管。 ４ 蛍光体塗布工程と、第１接合工程と、第２接
   合工程と、第１封着工程と、稀ガス封入工程と、
   第２封着工程とを有するハーメチツクシール型の
   水銀封入蛍光放電管の製造方法であり、 蛍光体塗布工程は、ガラス管の内周面に蛍光体
   を塗布する工程であり、 第１接合工程は、エミツタ作用、ゲツタ作用を
   有する第１の電極部材を第１の金属キヤツプに接
   合する工程であり、 第２接合工程は、水銀合金を含む水銀合金体で
   ある第２の電極部材を第２の電極部材より小さい
   熱伝導率を有する導体である連接手段を介して第
   ２の金属キヤツプに接合する工程であり、 第１封着工程は、第１の金属キヤツプとガラス
   管とを封着することにより第１電極をガラス管の
   一端部に封着する工程であり、 稀ガス封入工程は、第１封着工程の終了後にガ
   ラス管内を排気し、その後ガラス管内に稀ガスを
   封入する工程であり、 第２封着工程は、稀ガス封入工程の終了後に、
   第２の金属キヤツプとガラス管とを封着すること
   により第２電極をガラス管の一端部に封着すると
   同時に第２の電極部材の水銀をガラス管内へ放出
   させる工程である、 ハーメチツクシール型の水銀封入蛍光放電管の製
   造方法。