JPH06302275A - 冷陰極放電灯の製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 信頼性の高い冷陰極放電灯を、歩留まり良好
にかつ容易に製造し得る製造方法、およびその製造方法
の実施に適する製造装置の提供を目的とする。 【構成】 排気管部を一体形成したガラス細管6a内に、
水銀合金およびゲッターから成る電極部6dを装着した一
対の導入線6cおよびビードガラスから成るビードマウン
トを挿入し、前記ガラス細管6a内にビードマウントを位
置決め内装させて真空排気する装着・排気工程と、前記
ガラス細管6aの排気管部にビードマウントのビードガラ
スを封着ないし溶着してビートシール方式で封止を行う
封止工程と、前記ビードガラスによる封止部を残して排
気管部を切断除去する工程と、前記封止したガラス細管
内の電極部6dを成す水銀合金封着領域を外側から予備加
熱３，高周波加熱４，および徐冷５の順で電極部を加熱
処理する工程とを具備して成ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、冷陰極放電灯の製造方
法およびその実施に適する製造装置に係り、特にビード
シール方式による冷陰極放電灯の製造方法と、その製造
方法を実施するための製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえばＯＡ機器やオーディオ機器など
の表示用、ＵＶ殺菌装置用小形ＵＶランプ、もしくは照
明用の光源として、いわゆるビードシール方式で封止さ
れて成る冷陰極放電灯が広く実用に供されている。そし
て、この種の冷陰極放電灯は、一般的に次のようにして
製造されている。予め内壁面に蛍光体層を被着具備した
ガス細管、たとえば外径 1.5〜7mm 程度、肉厚さ 0.3〜
0.4mm程度、長さ 100〜400mm程度のガラス細管の一端
側に、水銀合金およびゲッターから成る電極部を装着し
た一対の導入線（たとえばジュメット線材）、およびビ
ードガラスから成るビードマウントを挿入・位置決めし
て封止する。一方、この一端側を封止したガラス細管
（管球バルブ）の他端側に一体的に延長・開口させた排
気管部に、前記と同様の構成を成すビードマウントを挿
入・位置決め内装させる。

【０００３】その後、前記ビードマウントのビードガラ
スを一端封止側として、排気管部の所定部分を加熱軟化
させて縮径し封着予定部を形成してから、前記排気管部
の開口端を排気用口ゴムに挿入し、管球バルブ内の真空
排気を行う。この真空排気後、所要の希ガスを封入して
から、前記排気管部の封着予定部を外周より加熱して、
この領域に近接・封入されているビードガラスと排気管
部の封着予定部とを溶融・封止する。このビードシール
方式で封止を行った後、不要となる排気管部、換言する
と、前記排気管の封着部を残した形で、切断予定部に、
たとえばカッターによって部分的な傷を入れ、この傷を
起点として排気管部を折り取って切断（切り離し）・除
去する。その後、前記両端を封止し、かつ排気管部を切
除して成る冷陰極放電灯バルブの電極部を成す水銀合金
封着領域を外側から高周波加熱し、水銀合金から水銀を
放出させることによって、冷陰極放電灯を製造してい
る。（たとえば特開平4-104452号公報）。

【０００４】ところで、前記液晶表示装置の薄型化，小
形化の傾向に伴いバックライトとして用いる冷陰極放電
灯においてもガラス細管のさらなる小径化が要求されつ
つある。そして、このガラス細管の小径化は、ビードマ
ウントの封着において、導入線の気密封着部分の肉量が
減少するばかりでなく、ガラス細管内に封入される電極
部についても、より小形化，細形化が余儀なくなってい
る。ここで、電極部の小形化，細形化は、最終的な製造
工程である水銀放出のための高周波加熱において、所要
の温度に電極部を上昇させることを困難化するので、加
熱源となる高周波コイルに流す高周波電流を増加させる
か、もしくは通電時間を延長して加熱処理を行ってい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記冷陰極放
電灯の製造方法には、次のような点で問題がある。すな
わち、最終的な製造工程である水銀放出のための高周波
加熱において、電極部の加熱に伴いジュメット線材から
成る導入線も加熱される。そして、加熱用の高周波コイ
ルに流す高周波電流の増加や通電時間の延長によって、
前記導入線が不必要なまで温度上昇し、導入線の挿通封
止部においてガラスとの温度差が生じ易い。このため、
気密封着部分のガラス肉量の減少と相俟って、加熱・冷
却過程で、ガラス管に微細（微小）クラックを生じた
り、気密封着状態の不安定化による隙間の発生を招来す
るので、導入線の気密封着部分でリークが発生し易く、
点灯不能製品が生じることになり、歩留まりや機能的な
信頼性が損なわれている。

【０００６】本発明は、上記事情に対処してなされたも
ので、信頼性の高い機能を呈するばかりでなく、歩留ま
り良好に細形の冷陰極放電灯を容易に製造し得る製造方
法、およびその製造方法の実施に適する製造装置の提供
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る冷陰極放電
灯の製造方法は、排気管部を一体形成したガラス細管内
に、水銀合金およびゲッターから成る電極部を装着した
一対の導入線およびビードガラスから成るビードマウン
トを挿入し、前記ガラス細管内にビードマウントを位置
決め内装させて真空排気する装着・排気工程と、前記ガ
ラス細管の排気管部にビードマウントのビードガラスを
封着ないし溶着してビートシール方式で封止を行う封止
工程と、前記ビードガラスによる封止部を残して排気管
部を切断除去する工程と、前記封止したガラス細管内の
電極部を成す水銀合金封着領域を外側から加熱し、水銀
合金から水銀を放出させる電極部加熱処理工程とを具備
する冷陰極放電灯の製造方法において、前記水銀合金か
ら水銀を放出させる電極部加熱処理工程を、水銀合金封
着領域の外側から予備加熱，高周波加熱，および徐冷の
順で行うことを特徴とする。

【０００８】また、本発明に係る冷陰極放電灯の製造装
置は、排気管部を一体形成したガラス細管内に、水銀合
金およびゲッターから成る電極部を装着した一対の導入
線およびビードガラスから成るビードマウントを挿入
し、前記ガラス細管内にビードマウントを位置決め内装
させて真空排気する装着・排気機構と、前記ガラス細管
の排気管部にビードマウントのビードガラスを封着ない
し溶着してビートシール方式で封止を行う封止機構と、
前記ビードガラスによる封止部を残して排気管部を切断
除去する排気管切断機構と、前記封止したガラス細管内
の電極部を成す水銀合金封着領域を外側から加熱し、水
銀合金から水銀を放出させる電極部加熱機構とを具備す
る冷陰極放電灯の製造装置において、前記電極部加熱機
構が、予備加熱部，高周波加熱部，および徐冷部を順次
備えた構成を成していることを特徴とする冷陰極放電灯
の製造装置。

【０００９】なお、本発明において、最終的な工程に相
当する電極部加熱処理は、予備加熱の段階でガラス管，
電極部，導入線の予備加熱を行い、次の高周波加熱で電
極部を所要の温度に加熱し、徐冷過程では前記ガラス
管，電極部，導入線がほぼ同じ速さで徐々に冷却される
ように設定される。

【００１０】

【作用】本発明に係る冷陰極放電灯の製造方法において
は、最終的な電極部の加熱処理において、予備加熱，高
周波加熱，徐冷の順序で、かつガラス管，電極部，導入
線が、先ず予備加熱されてから電極部が水銀放出に所要
な温度に加熱され、この水銀放出後においてはガラス
管，電極部，導入線がほぼ同じ速さで徐々に冷却され
る。つまり、導入線の気密封着部において、導入線およ
び封止ガラスの温度差を生じない状態が採られるため、
導入線および封止ガラスの温度差に起因するクラックの
発生、不安定な封止状態の発生などが容易に解消ないし
回避され、信頼性の高い冷陰極放電灯を歩留まり良好に
製造することが可能となる。

【００１１】

【実施例】以下図１，図２および図３を参照して本発明
の実施例を説明する。

【００１２】本発明に係る冷陰極放電灯の製造方法は、
次の各工程、すなわちガラス細管内壁面への蛍光体層の
塗布形成，ビードマウントの内装，封着予定部の形成，
真空排気，封着予定部の封着，排気管部の切断・除去な
どの工程まで、従来の製造装置ないし手段で行われる。

【００１３】先ず、排気管部を一体形成したガラス細管
（小形管球用バルブ）、たとえば外径 4.2mm，肉厚 0.4
mm，長さ 200mmのガラス細管を用意し、このガラス細管
について、次のような各加工ないし処理機構（手段）を
備えた製造装置を用いて、所望の冷陰極放電灯が製造さ
れる。すなわち、ガラス細管内の清浄化機構、ガラス細
管内壁面へ所要の蛍光体の塗布・乾燥による蛍光体層の
形成機構、ガラス細管内へのビードマウントの装着、排
気管の封着予定部を形成（加熱縮径）する機構、ガラス
細管内の真空排気処理と希ガスの封入、封着予定部の加
熱封着機構、封着部より外側の不要な排気管部の切断・
除去機構、および電極部を加熱処理（活性化）する機構
を具備して成る製造装置により、前記機構順にしたがっ
て各工程が順次進められる。そして、この一連の製造工
程のうち、不要な排気管部の切断・除去機構による排気
管部の切断・除去までは、従前の工程・手段で行われ
た。

【００１４】なお、前記ビードマウントは、たとえばニ
ッケル板のような強磁性体の薄板面に、水銀合金粉末お
よびゲッター材粉末をそれぞれ圧着して支持させた水銀
デイスペンサ方式の電極部、この電極部を装着支持した
一対の導入線（たとえば外径0.4mm程度のジュメット線
材）、および導入線を電気的に絶縁支持したビードガラ
スから形成されている。また、前記ガラス細管に対する
ビードマウントの装着は、一端側でのビードマウントの
位置決め装着・封着後、他端側でのビードマウントの位
置決め装着，真空排気処理と希ガスの封入・封着という
形で行われる。

【００１５】上記、不要な排気管部の切断・除去を行っ
た後の、ガラス細管内に封装されている電極部の一部を
形成する水銀合金粉末膜（圧着層）を加熱し、水銀合金
粉末膜から所要の紫外線励起に必要な水銀を放出させる
電極部加熱処理が、次のように構成された装置を利用し
て行われる。すなわち、図１に要部構成を平面的に例示
するように、間欠回転するターンテーブル１と、前記タ
ーンテーブル１の外周側に沿って等間隔に配置された開
閉可能なランプチャック２と、前記ランプチャック２群
に沿ってその上方に配置された湾曲形状の予備加熱炉３
と、前記予備加熱炉３に後続してターンテーブル１の外
周側に沿って配置された高周波加熱器４と、前記高周波
加熱器４に後続してターンテーブル１の外周側に沿って
配置された徐冷炉５とを具備した構成を成した装置が用
いられる。

【００１６】ここで、前記ランプチャック２は、それぞ
れ一対のチャック爪2aおよびチャック支持体2bから形成
されており、一対のチャック爪2aの開閉により封止完成
されたガラス細管６の把持・解放を行うようになってい
る。また、前記予備加熱炉３および徐冷炉５は、たとえ
ば図２に要部を拡大して断面的に示すごとく、断熱材製
の炉本体3a(5a)，この炉本体3a(5a)内に配置装着された
電気ヒーター3b(5b)，この電気ヒーター3b(5b)の給電端
子3c(5c)に接続する給電線3d(5d)で形成された電熱式の
炉である。さらに、前記高周波加熱器４は、図３に要部
を拡大して断面的に示すごとく、高周波コイル4a，この
高周波コイル4aを上下動するたとえばエアーシリンダー
のような上下動手段4b，高周波発生器4c，この高周波発
生器4cと高周波コイル4aとを接続する給電体4dで形成さ
れている。

【００１７】次に上記電極部加熱処理機構の動作を前記
各図を参照しながら説明する。先ず、ターンテーブル１
を間欠回転させながら、ランプチャック２が停止する所
定の位置で、前記排気管が切断・除去され冷陰極放電灯
６を順次供給し、前記ランプチャック２のチャック爪2a
によって垂直に挟着保持させる。次いでのターンテーブ
ル１を間欠回転に伴い、前記ランプチャック２に挟着保
持された冷陰極放電灯６は、予備加熱炉３内を通過す
る。このとき、冷陰極放電灯６を形成しているガラス管
6aの封着部6bおよび導入線6cとともに、電極部6dが所要
の予熱温度、たとえば 400℃程度の温度に予備加熱され
る。

【００１８】さらに、ターンテーブル１を間欠回転に伴
い、前記ランプチャック２に挟着保持された冷陰極放電
灯６は、予備加熱炉３内から高周波加熱器４内に移動さ
れ、高周波加熱器４内を通過する。この高周波加熱器４
内での加熱においては、上下動手段4bによって高周波コ
イル4aが、冷陰極放電灯６の電極部6d領域を囲繞するよ
うに位置調整する一方、高周波コイル4aに給電線4dを介
して高周波発生器4cから高周波電流を所定時間給電し、
高周波誘導により冷陰極放電灯６の電極部6dを、たとえ
ば 900℃程度に加熱する。この高周波誘導加熱により、
電極部6dの一部を成している水銀合金膜から水銀を遊離
させ、冷陰極放電灯６内に水銀蒸気を封有させた形とす
る一方、同じく電極部6dの一部を成しているゲッター材
が、冷陰極放電灯６内の残留ガスを吸着して、冷陰極放
電灯６内を所望の真空度に到達させる。

【００１９】前記冷陰極放電灯６の電極部6d領域の高周
波加熱器４による高周波誘導加熱後、ターンテーブル１
を間欠回転に伴い、前記ランプチャック２に挟着保持さ
れた冷陰極放電灯６は、高周波加熱器４内から徐冷炉５
内に移動され、この徐冷炉５内を通過する。そして、徐
冷炉５内の通過段階で、前記冷陰極放電灯６の封着部6b
におけるガラス管6aおよび導入線6cとを、ほぼ同じ速さ
で徐々に所要の温度まで冷却させながら徐冷炉５内から
送り出し、ここで冷陰極放電灯６を反転させて、再びラ
ンプチャック２で挟着保持し直して、他端側の電極部6d
領域について同様に、予備加熱処理，高周波加熱処理，
徐冷処理を施した後、常套手段に拠って、所定条件での
エージングを行うことにより、冷陰極放電灯の製造が完
了する。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る冷陰極放電灯の製造方法お
よび製造装置によれば、最終的な工程に相当すところ
の、封有電極部の加熱処理による水銀合金からの水銀放
出が、予備加熱，高周波加熱，徐冷の段階を追って行わ
れる。つまり、予備加熱によってガラス管の気密封着部
も予め温度を上昇させるため、電極部領域の高周波加熱
においてはガラス管と導入線との温度差も低減される一
方、冷却過程でもガラス管と導入線とはほぼ同じ速さで
徐々に冷却される。したがって、ガラス管に微細なクラ
ックが発生したり、あるいは気密封着部においてガラス
管と導入線との間に微小な隙間を生じるなどの不具合な
問題が解消される。つまり、ガラス管自体およびガラス
管と導入線との気密封着状態を安定に維持できるので、
点灯不能品が生じるという問題が回避され、信頼性の高
い冷陰極放電灯を歩留まりよく提供し得ることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る冷陰極放電灯の製造方法の実施に
用いる装置の要部構成の概要を示す平面図。

【図２】図１に示す装置の一部を拡大して示す断面図。

【図３】図１に示す装置の他の一部を拡大して示す断面
図。

【符号の説明】

１…ターンテーブル ２…ランプチャック 2a…チ
ャック爪 2b…チャック支持体 ３…予備加熱炉
3a，5a…炉本体 3b，5b…電気ヒーター 3c，5c…ヒーター給電端子 3d，5d…給電線 ４…
高周波加熱器 4a…高周波コイル 4b…上下動手段
4c…高周波発生器 4d…給電線 ５…徐冷炉
６…冷陰極放電灯 6a…ガラス管 6b…封着部
6c…導入線 6d…電極部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気管部を一体形成したガラス細管内
   に、水銀合金およびゲッターから成る電極部を装着した
   一対の導入線およびビードガラスから成るビードマウン
   トを挿入し、前記ガラス細管内にビードマウントを位置
   決め内装させて真空排気する装着・排気工程と、 前記ガラス細管の排気管部にビードマウントのビードガ
   ラスを封着ないし溶着してビートシール方式で封止を行
   う封止工程と、 前記ビードガラスによる封止部を残して排気管部を切断
   除去する排気管切断除去工程と、 前記封止したガラス細管内の電極部を成す水銀合金封着
   領域を外側から加熱し、水銀合金から水銀を放出させる
   電極部加熱処理工程とを具備する冷陰極放電灯の製造方
   法において、 前記水銀合金から水銀を放出させる電極部加熱処理工程
   を、水銀合金封着領域の外側から予備加熱，高周波加
   熱，および徐冷の順で行うことを特徴とする冷陰極放電
   灯の製造方法。
2. 【請求項２】 排気管部を一体形成したガラス細管内
   に、水銀合金およびゲッターから成る電極部を装着した
   一対の導入線およびビードガラスから成るビードマウン
   トを挿入し、前記ガラス細管内にビードマウントを位置
   決め内装させて真空排気する装着・排気機構と、 前記ガラス細管の排気管部にビードマウントのビードガ
   ラスを封着ないし溶着してビートシール方式で封止を行
   う封止機構と、 前記ビードガラスによる封止部を残して排気管部を切断
   除去する排気管切断機構と、 前記封止したガラス細管内の電極部を成す水銀合金封着
   領域を外側から加熱し、水銀合金から水銀を放出させる
   電極部加熱機構とを具備する冷陰極放電灯の製造装置に
   おいて、 前記電極部加熱機構が、予備加熱部，高周波加熱部，お
   よび徐冷部を順次備えた構成を成していることを特徴と
   する冷陰極放電灯の製造装置。