JPH07254364A - 冷陰極放電灯の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 バックライトユニットの薄型化，軽量化など
が可能で、かつ信頼性の高い細管形の冷陰極放電灯を歩
留まりよく製造し得る製造方法の提供。 【構成】 バルブ部1b−排気管部1cの境界部の第１の縮
径部1d、排気管部の第２の縮径部1eを形成する縮径工程
と、バルブ部に電極部2a、導入線2bから成る第１のマウ
ント２を挿入し導入線を封止する第１の封止工程と、排
気管部側から電極部3a、導入線3b、ビードガラス3cで形
成した第２のマウント３を挿入し、第１の縮径部に内装
する工程と、排気管部側から水銀合金部材４を挿入し第
２の縮径部に内装する工程と、ガラス管１内を排気する
真空排気工程と、水銀合金部材をガラス管外から加熱し
て水銀を放出させる加熱工程と、希ガスを封入する希ガ
ス封入工程と、第２のマウントを封止する第２の封止工
程と、封着部1fを残して排気管部を切断する排気管部除
去工程とから成る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷陰極低圧放電灯の製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば液晶バックライト用光源とし
て、少なくとも一端部の封止が、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一般的に使用され
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。すなわち、予め内壁面に
蛍光体層を被着させたバルブ部および排気管部を一体成
形したガラス管、たとえば外径 1.5〜 7mm程度，肉厚
0.3〜 0.7mm程度，長さ 100〜 400mm程度のガラス細管
を用意する。次いで、前記ガラス管のバルブ部側一端
に、水銀合金を担持する電極部を先端に装着した導入線
（ジュメット線材）から成るマウントを挿入・位置決め
して封止する（第１の封止工程）。なお、前記電極部
は、一般的に金属円筒体内に水銀合金を充填した構成
（筒形電極）、もしくは短冊形の金属板に水銀合金を被
着（圧着）した構成（板形電極）が採られている。

【０００３】次に、前記バルブ部側の一端を封止したガ
ラス管のバルブ部および排気管部の境界部に縮径部を形
成する。その後、前記排気管部の開口端より、電極部を
先端に装着した導入線および導入線に溶着させたガラス
ビードから成るビートマウントを挿入して、前記縮径部
で係り止めさせ、有隙状態で位置決め，内装する。この
状態で、前記排気管部の開口端を排気ヘッドに挿入・装
着して、ガラス管内を真空排気する。

【０００４】この真空排気処理後、所要の希ガスをガラ
ス管内に封入してから、前記縮径部の排気管部側におい
て、その排気管部およびビートマウントのビードガラス
を溶着し、いわゆるビードシール方式で封止する（第２
の封止工程）。こうして所要の封止を行ってから、不要
化した排気管部、すなわち溶着・封止部を残した形で、
たとえばカッターにて部分的な傷を入れ、この傷を起点
として自由端側を切断・除去する。その後、前記封止し
たバルブ部を外側から、水銀合金を担持している電極部
を高周波加熱して、水銀合金から水銀を放出させること
によって、所要の冷陰極放電灯を得ている。

【０００５】ところで、液晶バックライト用光源などと
しての冷陰極放電灯は、市場の動向として、たとえば液
晶表示装置、もしくは液晶バックライトユニットの薄
型，軽量化が重要視されている。そして、このような動
向に伴い、組み込む冷陰極放電灯についても、より一層
の細管化（小径化）が望まれる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記、冷陰極放電灯の
コンパクト化、換言すると外囲器を構成するガラス管の
小径化（細管化）においては、マウントを封着・封止す
るとき、マウントの一部を成す導入線を気密封着する領
域のガラス管肉厚の低減が必然的に伴われる一方、封入
する電極部の小形化，細形化も要求される。ところで、
前記電極部の小形化，細形化は、最終的な製造工程であ
る水銀合金から水銀を放出するための高周波加熱などを
煩雑化する。つまり、小形化，細形化した電極部は、そ
の容量（容積）が小さいため、高周波加熱によって、前
記水銀放出に適正な温度へ上昇・制御することが困難で
ある。したがって、加熱源を成す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する
などの手段を採らざるを得ない。 しかし、前記電極部
の加熱は、電極部を装着している導入線の加熱を必然的
に伴うので、前記高周波電流の増加や通電時間の延長
は、導入線の加熱をさらに助長・昇温し、導入線の気密
封着部（封止部）でガラスとの温度差を生じ易くなる。
この導入線を気密封着した領域で温度差が発生し易いこ
とは、前記ガラス管の小径化に伴う気密封着部のガラス
管肉厚の低減と相俟って、加熱，冷却過程で微細（微
小）なクラック発生などを招来し易く、リークなどによ
る点灯不能な製品が生じるので、歩留まりや機能的な信
頼性が損なわれるという問題がある。

【０００７】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、バックライトユニットの薄型化，軽量化などが可能
で、かつ信頼性の高い細管形の冷陰極放電灯を歩留まり
よく製造し得る製造方法の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る冷陰極型放
電灯の製造方法は、内壁面に蛍光体層を被着形成したバ
ルブ部および排気管部を一体成形したガラス管のバルブ
部−排気管部の境界部に位置する第１の縮径部、排気管
部に位置する第２の縮径部をそれぞれ形成する縮径工程
と、前記ガラス管のバルブ部側端部に、電極部を装着し
た導入線から成る第１のマウントを挿入・位置決めし、
導入線を封着して封止する第１の封止工程と、前記ガラ
ス管の排気管部側から電極部を装着した導入線およびビ
ードガラスで形成されたビードマウント（第２のマウン
ト）を挿入し、第１の縮径部に位置決め内装する工程
と、前記ガラス管の排気管部側から水銀合金部材を挿入
し、第２の縮径部に位置決め内装する工程と、前記第２
のマウントおよび水銀合金部材を挿入・内装したガラス
管内を真空排気する真空排気工程と、前記真空排気した
ガラス管内の水銀合金部材をガラス管外から加熱して、
ガラス管内に水銀を放出させる加熱工程と、前記水銀を
放出させたガラス管内に希ガスを封入する希ガス封入工
程と、前記ガラス管の第１の縮径部近傍で内装されてい
る第２のマウントのビードガラスおよび排気管部をビー
ドシール方式で封止する第２の封止工程と、前記ビード
シール方式で封止した封着部を残して排気管部を切断・
除去する排気管部除去工程とを具備して成ることを特徴
とする。

【０００９】すなわち、本発明の製造方法は、挿入・内
装した水銀合金部材からの水銀放出を行った後、希ガス
の封入、排気管部のビードシール方式による封止を行う
点で特徴付けられる。

【００１０】なお、上記製造工程において、ガラス管の
バルブ部−排気管部の境界部に位置する第１の縮径部、
排気管部に位置する第２の縮径部を形成する縮径工程を
２工程に分けてもよい。そして、この場合は、第１の縮
径部を形成する縮径工程、ビードマウント（第２のマウ
ント）を挿入・位置決め内装する工程、第２の縮径部を
形成する縮径工程順を採ってよい。また、水銀合金部材
の挿入・内装を別工程とせずに、第２のマウント（ビー
ドマウント）を挿入・位置決めするとき、連続的に水銀
合金部材を挿入・内装する形態をとることも可能であ
る。さらに、第１のマウントを挿入・位置決めし、導入
線を封着して封止する第１の封止工程において、第１の
マウントとして、電極部を装着した導入線およびビード
ガラスで形成されたビードマウントを用いることも可能
であり、この場合は、ガラス管のバルブ部に、縮径部を
予め設けておき、この縮径部で位置決め，装着すること
がことが好ましい。

【００１１】

【作用】上記のごとく、本発明に係る冷陰極放電灯の製
造方法においては、挿入・内装した水銀合金部材からの
水銀放出を行った後、希ガスの封入、排気管部のビード
シール方式による封止を行う工程を採っている。つま
り、高周波加熱方式など外部から加熱し、ガラス管の排
気管部内に内装・配置した水銀合金部材から水銀を放出
する段階では、排気管部側に挿入・配置された第２のマ
ウント（ビードマウント）の導入線は、被加熱物である
水銀合金部材から離隔され、かつフリーな状態（未封
着，非固定）にある。したがって、前記水銀を放出する
ための加熱処理において発生する熱は、容易に排気管部
外に放熱され、温度上昇を伴い易い導入線の加熱が低減
・回避されるになり、前記高周波加熱方式などによる適
正な加熱温度の制御など行い易くなる。また、排気管部
のビードシール方式による封止も、水銀合金部材の加熱
放出工程、引き続く希ガス封入工程後に行われるため、
導入線の封着・封止部において、温度差に起因する微細
なクラック発生の恐れも全面的に解消，回避し得る。つ
まり、本発明によれば、工程順序を一部変更するだけ
で、歩留まり良好に、かつ機能的な信頼性の高い冷陰極
放電灯を容易に得ることが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施態様例を模式的に示す図
１ (a)〜 (g)を参照して、本発明の実施例を説明する。

【００１３】先ず、図１ (a)に一部切り欠き断面的に示
すような、内壁面に蛍光体層1aを被着形成したバルブ部
1bおよび排気管部1cを一体成形したガラス管１（たとえ
ば外径 3mm程度）を用意する。次いで、図１ (b)に一部
切り欠き断面的に示すごとく、そのガラス管１のバルブ
部1b−排気管部1cの境界部に位置する第１の縮径部1d、
排気管部1cに位置する第２の縮径部1eをそれぞれ形成す
る（縮径工程）。ここで、第１の縮径部1dは、後述する
第２のマウント（ビードマウント）３の位置決め部を、
また第２の縮径部1eは、同じく後述する水銀合金部材４
の位置決め部を成す。したがって、第１の縮径部1dおよ
び第２の縮径部1eの内径は、先に挿入・装着される第２
のマウント２のガラスビード3cが、第２の縮径部1eを通
過でき、第１の縮径部1dで係止されるように設定するこ
とが望ましい。そして、これら両縮径部1d，1eは、前記
ガラス管１を回転させながらバーナー５で加熱・軟化さ
せ、加熱・軟化した領域の外周面に、回転ローラ６を押
し当てることによって形成する。 次に、前記ガラス管
１のバルブ部1b側端部に、電極部2a（たとえば細筒形の
電極）を装着した導入線2bから成る第１のマウント２を
挿入・位置決めし、図示されていないバーナーで、ガラ
ス管１のバルブ部1b側端部を加熱・溶着させて、図１
(c)に一部切り欠き断面的に示すごとく、導入線2bを封
着・封止する（第１の封止工程）。その後、前記ガラス
管１の排気管部1c側から電極部3aを装着した導入線3bお
よびビードガラス3cで形成された第２のマウント（ビー
ドマウント）３を挿入し、第１の縮径部1dにビードガラ
ス3cを係止させ，有隙状態で位置決め内装する（第２の
マウントの内装工程）。さらに、前記ガラス管１の排気
管部1c側から水銀合金部材４を挿入し、第２の縮径部1e
に係止させ，有隙状態で位置決め内装する（水銀合金部
材の内装工程）。ここで、水銀合金部材４は、たとえば
金属製もしくはセラミック製の円筒体内に、所要量の水
銀を放出し得る水銀合金を封入したものなどである。

【００１４】上記、第２のマウント３および水銀合金部
材４を挿入・内装したガラカ管１の排気管部1cを、いわ
ゆる排気ヘッド７に挿入し、垂直に装着した後、図１
(d)に一部切り欠き断面的に示すごとく、ガラス管１を
外側から加熱しながら、前記排気ヘッド７に連接する真
空排気手段7aを駆動し、排気ライン7bを介してガラス管
１内を真空排気する（真空排気工程）。なお、図１ (d)
において、7cは希ガス封入弁，7dは希ガスラインをそれ
ぞれ示す。また、この真空排気工程および後述する加熱
処理，希ガス封入工程では、前記第２のマウント３の一
部を成している導入線3bの磁性を利用して、外側にマグ
ネット（図示せず）を配置し、磁力によって第２のマウ
ント３を第１の縮径部1dから浮かせ、有隙状態をより容
易に確保してもよい。

【００１５】次いで、前記真空排気したガラス管１内の
水銀合金部材４を、ガラス管１外から加熱して、ガラス
管１内に水銀を放出させる（加熱工程）。この加熱工程
は、通常、前記真空排気工程に続行して行い、図１ (e)
に一部切り欠き断面的に示すように、前記排気ヘッド７
に挿入・装着したまま、加熱源（たとえば高周波加熱コ
イル）８を、水銀合金部材４の挿入・装着部に近接させ
て、外側から誘導加熱することにより達成できる。そし
て、この加熱処理によって水銀が、前記水銀合金部材４
から水銀蒸気として放出され、真空状態になっているバ
ルブ部1bに向かって流入する一方、一部は排気管部1c内
壁面に付着する。

【００１６】前記加熱工程で、ガラス管１内に所要量の
水銀を放出させた後、前記排気ヘッド７の希ガス封入弁
7cを開き，希ガスライン7dからガラス管１内に希ガスを
封入する（希ガス封入工程）。なお、この希ガスを封入
する工程で、前記排気管部1c内壁面に付着した水銀は、
バルブ部1bに向かって流入する。このようにして、所要
量の希ガスをガラス管１のバルブ部1bに封入した後、図
１ (f)に一部切り欠き断面的に示すごとく、前記ガラス
管１の第１の縮径部1d近傍で、内装されている第２のマ
ウント３のビードガラス3cおよび排気管部1cをビードシ
ール方式で封止する（第２の封止工程）。この第２の封
止工程を、さらに具体的に示すと、前記ガラス管１の第
１の縮径部1d外周に沿って、たとえば一対のバーナー５
を回転・移動させながら、ビードガラス3cおよび排気管
部1cを加熱・溶着（封着）して、ビードシール方式の封
止を行う。かくして、前記ビードシール方式で封止した
封着部1fを残して排気管部1cの所定箇所に、たとえばカ
ッターなどで傷を付け、その傷を起点として、図１ (g)
に一部切り欠き断面的に示すように、排気管部1cを折り
取って切断・除去する（排気管部除去工程）。

【００１７】前記一連の工程によって製造した冷陰極放
電灯は、ビードシール方式で封止した封着部1fなどにお
いて、微細（微小）なクラックなどの発生が認められ
ず、点灯、消灯の繰り返し（加熱，冷却の繰り返し）を
行い封着部1fなどを試験・評価したところ、不点灯の冷
陰極放電灯はなく、またリークなどの発生も認めらず、
良好な歩留まりおよび信頼性が確認された。

【００１８】なお、本発明は上記実施例にの実施態様に
限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲
でいろいろの変形を採り得る。たとえばガラス管は、外
径 1.5mm〜 7mm程度，肉厚 0.3〜 0.7mm程度，長さ 100
〜 400mm程度の範囲の場合、いずれも適用し得る。ま
た、上記製造工程において、ガラス管のバルブ部−排気
管部の境界部に位置する第１の縮径部、排気管部に位置
する第２の縮径部を形成する縮径工程を２工程に分けて
実施することもできる。そして、この場合は、第１の縮
径部を形成する縮径工程、第２のマウント（ビードマウ
ント）を挿入・位置決め内装する工程、第２の縮径部を
形成する縮径工程順を採ってよい。さらに、水銀合金部
材の挿入・内装を別工程とせずに、第２のマウント（ビ
ードマウント）を挿入・位置決めするとき、連続的に水
銀合金部材を挿入・内装する形態をとることも可能であ
る。

【００１９】

【発明の効果】上記説明から分かるように、本発明に係
る冷陰極低圧放電灯の製造方法においては、たとえば高
周波加熱方式など外部から加熱し、ガラス管の排気管部
内に挿入・配置した水銀合金部材から水銀を放出する段
階とき、排気管部側に挿入・配置された第２のマウント
（ビードマウント）の導入線は、被加熱物である水銀合
金部材から離隔され、かつフリーな状態（未封着，非固
定）にある。したがって、前記水銀を放出するための加
熱処理において発生する熱は、容易に排気管部外に放熱
されことで、導入線の加熱が低減・回避されるになり、
前記高周波加熱方式などによる水銀合金部材の適正な加
熱温度の制御など行い易くなる。また、排気管部のビー
ドシール方式による封止は、水銀の放出工程、引き続く
希ガス封入工程後に行われるため、導入線の封着・封止
部において、温度差に起因する微細なクラック発生の恐
れも全面的に解消，回避し得る。つまり、本発明によれ
ば、歩留まり良好に、かつ機能的な信頼性も高い冷陰極
放電灯を容易に得ることが可能となる。

【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態
様例を模式的に示すもので、 (a)はガラス管の一部切欠
断面図、 (b)は縮径加工の状態を示す一部切欠断面図、
(c)は第１の封止工程後の状態を示す一部切欠断面図、
(d)ガラス管のは真空排気工程の状態を示す一部切欠断
面図、 (e)は挿入・配置した水銀合金部材の加熱工程の
状態を示す一部切欠断面図、 (f)は第２の封止工程の状
態を示す一部切欠断面図、 (g)は第２の封止工程後排気
管部を切断・除去した状態を示す一部切欠断面図。

【符号の説明】

１…ガラス管 1a…蛍光体層 1b…バルブ部 1c
…排気管部 1d…第１の縮径部 1e…第２の縮径部
1f…封着部 ２…第１のマウント 2a，3a…電
極部 2b，3b…導入線 ３…第２のマウント（ビー
ドマウント） 3c…ビードガラス ４…水銀合金部材 ５…バーナ
ー ６…回転ローラ ７…排気ヘッド 7a…排気手段 7b…排気ライン
7c…希ガス封入弁 7d…希ガスライン ８…高周波加熱コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁面に蛍光体層を被着形成したバルブ
   部および排気管部を一体成形したガラス管のバルブ部−
   排気管部の境界部に位置する第１の縮径部、排気管部に
   位置する第２の縮径部をそれぞれ形成する縮径工程と、 前記ガラス管のバルブ部側端部に、電極部を装着した導
   入線から成る第１のマウントを挿入・位置決めし、導入
   線を封着・封止する第１の封止工程と、 前記ガラカ管の排気管部側から電極部を装着した導入線
   およびビードガラスで形成された第２のマウントを挿入
   し、第１の縮径部に位置決め内装する工程と、 前記ガラス管の排気管部側から水銀合金部材を挿入し、
   第２の縮径部に位置決め内装する工程と、 前記第２のマウントおよび水銀合金部材を挿入・内装し
   たガラス管内を真空排気する真空排気工程と、 前記真空排気したガラカ管内の水銀合金部材をガラス管
   外から加熱して、ガラス管内に水銀を放出させる加熱工
   程と、 前記水銀を放出させたガラス管内に希ガスを封入する希
   ガス封入工程と、 前記ガラス管の第１の縮径部近傍で内装されている第２
   のマウントのビードガラスおよび排気管部をビードシー
   ル方式で封止する第２の封止工程と、 前記ビードシール方式で封止した封着部を残して排気管
   部を切断・除去する排気管部除去工程とを具備して成る
   ことを特徴とする冷陰極放電灯の製造方法。