JPS6191849A - ハーメチックシール型の水銀封入蛍光放電管およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は水銀封入螢光放電管に関し、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ックシール型の水銀封入螢光放
電管に関するものである。

従来技術 従来より水銀封入螢光放電管としては種々のものが知ら
れ、その−例を示すと第４図に示す如くの放電管が実用
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の内面に塗付された螢光体、６は排気管
を夫々示している。

尚、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く、また上述した水銀合金
体４は、ガラス管１内部への水銀放出を目的とするもの
で例えばイタリアの５ＡＥＳ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、図示形状の如くに適宜切断することにより簡単
に得られることになる。尚上記５ＡＥＳ社のリボン状構
体は片面には水銀、他面にゲッタ材が含浸せしめられて
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して説明する。

さて、ここで第４図に示した如くの水銀封入螢光放電管
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。

まず光源としての使用状態であるが、通常図示の如く、
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１本に１とめられ、その−１−！、あるい
け適宜の金属ケースを介して電源供給端子と接続される
ことに々るわけである。

次に製造工程について簡単に述べてみると、ガラス管１
の内面に螢光体６を塗付した後約６８゜°Ｃの温度で焼
成すると共に電極リード線２および３の端部に水銀合金
体４を第５図に示した如く上記リード線２あるいは３を
はさみ込むようにして接合し、かかる電極構成体を上記
螢光体６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と共に封着した後、上記ガラス管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の端部を密封し、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〜ｓ　ｏ
　ｏ　’ｃに加熱することによってガラス管１の内部に
純水銀を発生せしめることにより完成されるものである
。

発明が解決しようとする問題点 第４図に図示した如くの従来の水銀封入螢光放電管は、
上述した如くの使用状態、製造工程であることから以下
に述べる如くの問題点を有することになる。

即ち、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
て一本に形成して使用することから、どうしても全長に
対する有効放電長即ち光を発生する水銀合金体４０間隔
の割合が小さくなってしまい、従っ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、
・装置形状をいたづらに大型化してしまう問題点を有し
ていることに々る。

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をはさみつける如くの水銀合金
体４の接合工程をも必要とし、コストが高くなってしま
う問題点を有していることが明らかである。

本発明は上記如くの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、従って小
型化でき、かつ製造工程も簡単なハーメチックシール型
の水銀封入螢光放電管を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上述した如くの問題点を解決するための本発明の手段は
、ガラス管の両端に封着される電極構成を、一方は第１
の金属キャップとエミッタ作用。

ゲッタ作用を有する第１の電極部材との組み合わせ体か
らなる第１電極とし、他方は第２の金属キャップとガラ
ス管内部に放出させる水銀を含んだ第２の電極部材との
組み合わせ体から々す、上記第１電極のガラス管への封
着後の排気、稀ガス封入過程が行なわれてからガラス管
に封着される第２電極となしたことである。

さらに本発明の手段は、熱伝導を抑制する連接手段を介
して上記第２の金属キャップと第２の電極部材を組み合
わせ、第２電極を構成するものである。

作　　　用 上記した手段により、本発明による水銀封入螢光放電管
は、ハーメチックシール型の水銀封入螢光放電管として
形成することが可能となり、従って、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
きく寄与できると共に、製造工程が簡単であり低コスト
で製造でき、かつ消費エネルギーが少々く明るい放電管
としての特性も優れた水銀封入螢光放電管を提供できる
ことになる。

実施例 第１図イ９口は本発明によるハーメチックシール型の水
銀封入螢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、さ
らに図番７，８はガラス管１の両端に封着される第１．
第２の金属キャップを示している。

９は、第１の金属キャップ７と接合され第１電極を構成
する焼結型電極部材を示し、タングステン粉末にジルコ
ニウム、チタン、ニッ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
ミッタ作用、ゲッタ作用を有するものである。

さて、ここで上記如くの構成からなる本発明による水銀
封入螢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、放電管としての組み立て前にガラス管１の内面へ
の螢光体６の塗付工程が必要であ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。

１だ同様に放電管としての組み立てを行なう前にガラス
管１の両端の第１．第２電極を得る工程も必要となるが
、第１電極については前述したようにエミッタ作用、ゲ
ッタ作用を有する焼結型電極部材９を第１の金属キャッ
プ７に接合する工程となり、第２電極については、ガラ
ス管１の内部に放出するだめの水銀を含んだ第２の電極
部材である例えば水銀合金体４を第２の金属キャップ８
に接合する工程となり、第１図口に示した如くの電極が
得られることになる。

以上のような前工程を行なった後、第１図イに示した如
くの放電管を得るための組み立て工程に移り、以下、そ
の組み立て工程について述べる。

組み立て工程は図示してい々い気密容器内にて行なわれ
ることになり、壕ず、上述した如くの前工程にて得られ
たガラス管１．第１．第２電極が所定関係位置にセット
される。

次いで、第１電極がガラス管１の一端に気密容器外の図
示していない高周波加熱装置による加熱によって封着さ
れることになる。

次いで気密容器内の排気が行なわれ、焼結型電極部材９
に含まれ上記第１電極封着時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。

上記如くの排気工程が所定時間桁なわれた後、アルゴン
等の稀ガスが気密容器内に封入されることになる。

最後に、上記したアルゴン等の稀ガスが封入された状態
において、第２電極をガラス管１に高層波加熱装置によ
って封着することにより、従来の放電管に比して小型化
できたハーメチックシール型の水銀封入放電管が完成す
ることになる。

尚、水銀のガラス管１内への放出工程であるが上記第２
電極のガラス管１の封着時、金属キャップ８を介して水
銀合金体４も当然のことながら加熱されることになるた
め内部に含まれる水銀は放出されることになり、即ち、
本発明によるハーメチックシール型の水銀封入螢光放電
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、金属キャップ８の封着と同時に水銀合金体
４かもの水銀放出工程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。

以上述べたような工程により本発明による水銀封入螢光
放電管は完成されるわけであるが、ここで、焼結型電極
部材９および第１．第２電極の封着動作について考えて
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クステン棒を電極
とした放電管は種々実用化されている。

しかしながら、本発明による水銀封入放電管において例
えばタングステン棒状電極を用いた場合には、後述する
水銀合金体４を有する第２電極は後からガラス管１に封
着しなければならないことおよびタングステン自身の特
性から所望のグロー放電動作を生じることが極めて困難
と々る。

即ち、上記第２電極封着時に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わけである。

このため、水銀合金体４と組み合わされる電極部材はエ
ミッタ作用とゲッタ作用を有したものが必要となり、従
って前述した如くの焼結型電極部材９が選択されたわけ
であり、換言すれば、前述した如くの焼結型電極部材９
を使用しなければ本発明によるハーメチックシール型の
水銀封入螢光放電管を実用に適した点灯電圧でグロー放
電を行　−なうようには得られないといっても過言では
ない。

次に、第１電極と第２電極の封着工程であるが、先にも
述べた如く第２電極は金属キャップ８と水銀合金体４と
の接合体からなり封着時の加熱により水銀合金体４から
の水銀放出動作が行なわれることになる。

従って、最初に第２電極を封着して排気工程を行なえば
、封着により放出された水銀を排気することになり、即
ち水銀をガラス管１内に封入できなくなり、所望の放電
管を得ることはできない。

この結果、水銀合金体４を有する第２電極は、必ず排気
工程、稀ガス封入工程の後、ガラス管１に封着されなけ
ればならないわけである。

換言すれば、水銀合金体４を備えた第２電極を排気、稀
ガス封入工程後にガラス管１と封着しなければ、本発明
によるハーメチックシール型の水銀封入螢光放電管は当
底得られないわけである。

ところで上記第２電極の封着工程についてさらに詳しく
みてみると、第１図イ２口に示した実施例の場合、金属
キャップ８と水銀合金体４は第１図口の如く直接接合さ
れており、従って封着時に金属キャップ８に供給される
熱はそのまま水銀合金体４に伝達され、水銀合金体４自
体の温度上昇も急峻な特性になると思われる。

このため、前述の実施例は従来の水銀封入放電管に比し
て小型化、低コスト化等が期待できるものの金属キャッ
プ８とガラス管１とが完全に封着されるまでに水銀が放
出され、ガラス管１の外部に抜は出る水銀量がかなり多
くなると考えられ製造上、ガラス管１内部に封入される
水銀量および外部に放出された水銀自体の管理に大きな
注意を払わなければならない煩わしさを有していること
になる。

第２図イ９口は、上記した如くの第１図に示した実施例
の有する煩わしさを考慮してなした本発明によるハーメ
チックシール型の水銀封入螢光放電管における第２電極
の他の実施例を示した断面図である。

第２図イにおいて、１ｏは水銀合金体４の熱伝導よりも
小さい熱伝導を有する導体の連接部材を示している。

また、第２図口において、４ａは水銀合金体４と金属キ
ャップ８間における熱伝導を抑制するべく形成された小
断面積部を示している。

第２図イ９口からも明らかなように、かかる２つの実施
例は、第２電極における金属キャップ８と水銀合金体４
との接合を両者間の熱伝導を直接接合された場合よりも
抑制する連接手段を介して行なっており、従って金属キ
ャップ８とガラス管１の封着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わけである。即ち、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特
性がゆるやかとなり、金属キャップ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、よってガラス管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わけである。尚、外
部に放出される水銀量を少なくできるということは、逆
に言えば内部に封入される水銀量を精度良く管理できる
ということに他ならないことも明らかである。

捷だ、第２図イのものは第２電極構成のために連接部材
１ｏの金属キャップ８との溶接、水銀合金体４と連接部
材１ｏとの溶接を必要とし、第２図口のものは金属キャ
ップ８と水銀合金体との一ケ所の溶接のみで良いことは
いうまでもない。

第３図イ９口、ハは本発明によるハーメチックシール型
の水銀封入螢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および部分斜
視図である。

第３図イ９口、ハからも明らかであるが、かかる実施例
は、第２図口に示した実施例における熱伝導を抑制する
連接手段としての小断面積部分４ａを有した水銀合金体
４をその面積の犬なる水銀が含まれた側の表面部４ｂが
第１電極と対向する如くに折り曲げた実施例である。

小断面積部分４ａを有する水銀合金体４を第３図の如く
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、放出される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、即ちガラス管１の内部に向けて水銀を放出できる
ことになり、従って封着時高温となっているガラス管１
の管壁によってさらに気化されることはなくより安定し
た水銀の封入動作を行なえることになる。

また、いうまでもなく全長に対する有効放電長割合を大
きくできることになり、さらに金属キャップ８との溶接
作業を考えても第１図、第２図の実施例に比べて簡単に
行なえることになる優位点を有することになる。

従って、第３図イ９口、ハに示した実施例は水銀合金体
４の曲げ工程を必要とするものの最も実用的々実施例で
あるということができる。

発明の効果 本発明は、金属キャップとゲッタ作用、エミッタ作用を
有する焼結型電極部材とからなる第１電極を内面に螢光
体を塗付したガラス管の一端にまず封着し、次いでガラ
ス管内部の排気および稀ガスの封入後、金属キャップと
水銀を含む電極部材＋２からなる第２電極を封着するこ
とから、水銀放出゛、 工程を特に必要とせず、低コストのかつ全長に対する有
効放電長割合の大きな小型化の可能なハーメチックシー
ル型の水銀封入螢光放電管を得ることができる効果を有
する。

また、金属キャップと水銀を含む電極部材との間に熱伝
導を抑制する導体である連接手段を介在させることによ
り、ガラス管外への水銀放出量を抑制できる。即ちガラ
ス管内への水銀封入量を精度良く管理できる効果も有し
ている。

さらに、水銀を含んだ電極部材の水銀を含む部分を焼結
型電極部材と対向させることにより、より正確な水銀封
入動作を行なうことができる効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図イ９口は本発明によるハーメチックシール型の水
銀封入螢光放電管の一実施例を示す断面図と部分斜視図
、第２図イ９口は本発明によるハーメチックシール型の
水銀封入螢光放電管に使用される電極の他の実施例を示
す断面図、第３図イ。 口、ハは本発明による水銀封入螢光放電管に使用される
電極のさらに他の実施例を示す断面図、斜視図および要
部斜視図を示しでいる。第４図は従来の水銀封入螢光放
電管を示す正面図、第６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・・・・・・螢光体、７，８・・
・・・金属キャップ、９・・・・・・焼結型電極部材、
（第１の電極部材）、１゜・・・・・・連接部材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名城　
　　　　　　雫 ：ＩＪ　　　　　　　　　　　　　　　　の球　　　　
　　　　　　　惺

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）内面に螢光体が塗付されたガラス管と、エミッタ
   作用、ゲッタ作用を有する第１の電極部材およびこの第
   １の電極部材が接合され前記ガラス管の一端に封着され
   る第１の金属キャップからなる第１電極と、前記ガラス
   管内部に放出するための水銀を含む第２の電極部材およ
   びこの第２の電極部材が接合されると共に、前記第１電
   極の前記ガラス管の一端への封着、前記ガラス管内部の
   排気および前記内部への稀ガスの封入がなされた後に前
   記ガラス管の他端に封着される第２の金属キャップから
   なる第２電極とから構成されるハーメチックシール型の
   水銀封入螢光放電管。
2. （２）第２電極は、第２の電極部材の第２の金属キャッ
   プへの接合が、熱伝導を抑制する導体である連接手段を
   介して行なわれることにより形成される特許請求の範囲
   第１項に記載のハーメチックシール型の水銀封入螢光放
   電管。
3. （３）連接手段は、第２の電極部材の熱伝導率よりも小
   さい熱伝導率を有する導体の連接部材である特許請求の
   範囲第２項に記載のハーメチックシール型の水銀封入螢
   光放電管。
4. （４）連接手段は、第２の電極部材に形成された小断面
   積部分である特許請求の範囲第２項に記載のハーメチッ
   クシール型の水銀封入螢光放電管。