JPH04167331A - チップレス形けい光ランプの封止方法 - 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】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、平坦なガラス同志を接合して形成した平面形
けい光ランプなどに適用して良好なチップレス形けい光
ランプの封止方法に関する。

（従来の技術） 一般に各種ランプにおいては、排気工程または封止工程
のためにバルブに排気管を突設し、この排気管を通じて
バルブ内部の空間を排気したり、希ガスを封入するなど
に用いている。しかしながら、この排気管は封止工程が
終了すると封止切りされ、この封止切りされた跡にはバ
ルブ壁にチップと称する突出部が残る。このような突出
部は邪魔になることがあり、特に小形のランプではチッ
プを無くしたい要求がある。

しかしながら、上記のような排気管を持たないランプ、
つまりチップレス形ランプの場合は排気および封止がや
り難い。

最近、液晶表示装置のバックライトや、カラービューフ
ァインダのバックライトなどに、平坦なガラス同志を接
合して形成した平面形けい光ランプの適用が研究されて
おり、この種の平面形けい光ランプは、平坦な発光面全
体が比較的均一に光るので、所定の拡がりの領域を照射
するのに有効である。

この種の平面形けい光ランプは、一対の平板形ガラスを
周縁部で接合してこれらの間に放電空間を構成したもの
や、一対の浅皿（椀形状）形ガラスを周縁部同志で接合
して放電空間を構成したもの、または平板形ガラスと浅
皿形ガラスを周縁部同志で接合したものなどが開発され
つつある。

一対の平板形ガラスを接合して構成した平面形けい光ラ
ンプについて、第８図および第９図にもとづき説明する
。

１は発光面となる前面側の平板形ガラス、２は背面側平
板形ガラス、３はこれら平板形ガラス１．２間に設けら
れる枠状をなすガラス製のスペーサである。これら一対
の平板形ガラス１．２は周縁部において上記枠状スペー
サ３を介挿してガラス接着剤４．４により一体的に接合
される。これによりこれらの部材でバルブ５が構成され
、このバルブ５内には放電空間６が形成される。

このような放電空間６には冷陰極７．７が対向して配置
され、これら冷陰極７．７は例えばニッケル板を短冊形
にし、この冷陰極７．７の背面に給電端子片８．８を接
合して形成してあり、これら給電端子片８．８は平板形
ガラス１とスペーサ３との接合面に気密に封着されて外
部に導出されている。

なお、平板形ガラス１．２の内面にはけい光体被膜１ａ
、２ａが形成されている。

このような平面形けい光ランプは、排気管がないので真
空排気法により封止される。この真空排気法は第１０図
に示す真空排気装置を用いる。すなわち、１０は真空排
気法に用いる気密容器１０を有し、この気密容器１０の
内部には加熱台１１が設置されている。この加熱台１１
は、例えばカーボンヒータ１２により加熱される。

また、気密容器１０は開閉弁１３．１４を介して真空ポ
ンプ１５およびアルゴンなどの希ガス供給ボンベ１６に
接続されている。

このような真空排気装置を用いて上記平面形けい光ラン
プを封止する方法を説明する。

上記加熱台１１の上に、一方の平板形ガラス２（または
１）を載せ、この平板形ガラス２の周縁部上に枠状の固
形ガラス接着剤４を載せ、この上に上記ガラス製枠形ス
ペーサ３を載置し、さらにこの上に他の枠状の固形ガラ
ス接着剤４を載せ、この上を他方の平板形ガラス１（ま
たは２）を載せる。この時、電極７．７を図示の所定位
置に配置するが、この電極７．７には予め水銀合金９を
スポット溶接等の手段で取り付けておく。

このような重合状態で開閉弁１３を開き、真空ポンプ１
５によって気密容器１０内を排気する。

この排気により、未だ封止されていない平板形ガラスｌ
と２の間の空間が同時に排気される。

容器１０内が所定の真空度に達すると、開閉弁１３を閉
じ、他方の排気弁１４を開いて希ガス供給ボンベ１６か
ら容器１０内にアルゴンなどの希ガスを供給する。

容器１０内の希ガスが所定圧になると、この段階では未
だ封止されていない平板形ガラス１と２の間の空間にも
希ガスが所定圧充満される。

この状態で加熱台１１を通じて重合状態の未完成ランプ
を加熱する。

この熱は、ガラス製枠形スペーサ３に重ねられている固
形ガラス接着剤４．４に伝えられ、これらガラス接着剤
４．４が加熱される。このため、固形ガラス接着剤４．
４が溶融し、よって溶融ガラス接着剤４．４がガラス製
枠形スペーサ３と、上下に重ねられている平板形ガラス
１および２に濡れ、これらスペーサ３と平板形ガラス１
および２の３者を気密に接合する。

この場合、冷陰極７．７に接合されている給電端子片８
．８が平板形ガラス２とスペーサ３との接合面に気密に
封着される。

このような接合により放電空間６は気密に封止されるも
のである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の封止方法は、排気および希ガスの
供給が、重ねられた各ガラス部材および接着剤の隙間を
通じて行われるので、これらは封着されていないと麹も
これらの隙間は小さいので空気や希ガスの流れが悪く、
排気および希ガスの供給効率がよくない。

また、真空排気の後、平板形ガラス１と２の間の空間に
希ガスを所定圧充満した状態でガラス接着剤４．４を加
熱溶融して封止するため、ガラス接着剤４．４の加熱過
程で、これらガラス接着剤４．４に付着および吸蔵され
ていた不純物が放出され、かつ平板形ガラス１．２やス
ペーサ３および冷陰極７．７に付着および吸蔵されてい
た不純物も加熱により放出され、放電空間６の希ガスに
混入する。このような不純物の放出は接合が進行するに
応じて増加し、つまり封着が進むにつれて不純物の放出
が増すとともに不純物の逃げが不能になる。

したがって、放電空間６の希ガス純度が大幅に低下し、
ランプの始動特性や発光効率が低下したり、寿命が悪く
なる。

また、このようなランプは、上記封止後、ランプの外部
から水銀合金９を加熱してこれを蒸発させ、放電空間６
に供給する方法が採用される。水銀合金９を加熱するに
は、例えば高周波誘導加熱コイルにより高周波磁界を発
生させ、この磁力線で水銀合金９を加熱する方法が考え
られている。

しかしながら、このような加熱においては、水銀合金９
を加熱する熱が電極７に接続されている給電端子片８を
伝わって平板形ガラス１とスペーサ３を接合しているガ
ラス接着剤４に伝導され、ガラス接着剤に熱応力が生じ
てクラックが発生する等の原因になる。

本発明はこのような事情にもとづきなされたもので、そ
の目的とするところは、放電空間に不純物が残らずに希
ガスの純度が高く保たれ、また水銀放出のために電極を
加熱する必要がなく、よって給電端子部材を通して封着
部が熱損傷される等の不具合を防止することもできるチ
ップレスけい光ランプの封止方法を提供しようとするも
のである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、有効発光面を避けた側壁に排気孔を形成した
バルブ内に予め電極を封装しておき、このバルブを気密
容器に収容し、この気密容器を排気することにより上記
排気孔を通じてバルブ内を排気し、次に上記気密容器に
希ガスを供給して上記排気孔を介してバルブ内に希ガス
を供給し、かつこのバルブ内に上記排気孔を通じて水銀
を供給し、上記排気孔にガラス接着剤を供給し、このガ
ラス接着剤を加熱して溶融することによりこの排気孔を
ガラス接着剤で閉封するようにしたことを特徴とする。

（作　用） 本発明によると、予め大気中または不活性ガス雰囲気で
バルブの製造および電極の封装をしておき、気密容器内
で上記バルブに形成した排気孔を通じて排気、および希
ガスの供給をし、かつ水銀の投入を行い、この気密容器
内で上記排気孔にガラス接着剤を供給してこのガラス接
着剤を集中的に加熱することにより溶融させ、このガラ
ス接着剤で排気孔を閉封するので、バルブ製造時の加熱
によりガラスや接着剤および電極などから放出された不
純物が放電空間に残ることがない。

また、水銀はアマルガムまたは含有体の形態でバルブ内
に供給されるので封止後に格別な加熱工程は不要であり
、電極が加熱されてその熱が給電端子部材を介して封着
部に伝わることはなく、クラックの発生などを防止する
ことができる。

（実施例） 以下本発明について、第１図ないし第５図に示す第１の
実施例にもとづき説明する。

第１図および第２図は平面形けい光ランプの構成を示し
、本実施例では第８図および第９図に示すランプと同様
な構成であってよいので、第８図に示す部材と同一部材
は同一番号を用いて説明する。

本実施例において、第８図および第９図に示すランプと
異なるのは、有効発光面となる箇所を避けて、例えばガ
ラス製枠形スペーサ３の一側に排気孔２０を形成してあ
り、この排気孔２０は最終的に第２図の想像線で示すよ
うに、閉塞ガラス２１で封止される。

この封止方法について、第３図ないし第５図に示す工程
順に示す図面にもとづき説明する。

まず、バルブ５は予め大気中または不活性ガス雰囲気中
で接合組立てを行う。

これは、第１０図に示す加熱台１１等を用いて、従来と
同様に行えばよい。

この場合、ガラス製枠形スペーサ３の一側に排気孔２０
を形成しであるから、溶融ガラス接着剤４．４により接
合された平板形ガラス１および２、ガラス製枠形スペー
サ３ならびに電極７などから不純物が放出されても、こ
の不純物は後で排気孔２０を通じて排出することができ
る。

このように、接合が終了したバルブ５は第３図以下に示
す封止装置に収容される。

封止装置は気密容器３０を備え、この気密容器３０は開
閉弁３１．３２を介して真空ポンプ３３およびアルゴン
などの希ガス供給ボンベ３４に接続されている。

気密装置３０内には水銀投下装置３５、閉塞ガラス供給
装置３６および閉塞ガラスの集中加熱装置３７を備えて
いる。

前述のように外部で予め組立てが終わったバルブ５を気
密容器３０に収容し、第３図に示すように排気孔２０が
集中加熱装置３７と対向される位置に配置する。

この開閉弁３１を開き、真空ポンプ３３によって気密容
器３０内を排気する。この排気により気密容器３０内の
空気が排出され、同時にバルブ５内の空気も排気孔２０
を通じて排気される。この時、バルブ５内に残っている
不純物も排除される。

気密容器３０およびバルブ５内が所定の真空度に達する
と、開閉弁３１を閉じ、他方の排気弁３２を開いて希ガ
ス供給ボンベ３４から容器３０内にアルゴンなどの希ガ
スを供給する。

気密容器３０内に所定圧の希ガスが充填されると、この
希ガスは排気孔２０を通じてに入るのでバルブ５内にも
同圧の希ガスが充填される。

この状態で、第３図に示すように、水銀投下装ｆｒＬＢ
５を矢印のように移動させ、この水銀投下装Ｗ３５から
アマルガム３８または水銀含有体を投入する。

アマルガムは、Ｂ　１−Ｐｂ　−Ｉ　ｎ−Ｈｇなどであ
り、また水銀含有体は所定量の水銀を含む多孔質セラミ
ックなどである。

なお、アマルガムや水銀含有体に代わって、再度加熱し
なくてもランプの最初の点灯により水銀蒸気になるよう
な水銀の形態であってもよい。

このようなアマルガム３８や水銀含有体は排気孔２０か
らバルブ５内に投下される。

次に、第４図に示すように、水銀投下装置３５が後退し
、代わって閉塞ガラス供給装置３６が矢印のように前進
し、この閉塞ガラス供給装置３６は閉塞ガラス２１を排
気孔２０に供給する。これにより排気孔２０は閉じられ
る。

上記閉塞ガラス２１は固形ガラス接着剤により形成され
ており、前記平板形ガラス１および２と、ガラス製枠形
スペーサ３を接合する際に用いられたガラス接着剤４．
４よりも融点が低いことが望ましい。

例えば、ガラス接着剤４．４の融点は６００℃程度であ
るのに対し、閉塞ガラス２１の融点は４５０℃程度とす
る。

このようにして閉塞ガラス２１の供給が終わると、第５
図に示すように閉塞ガラス供給装置３６を後退させ、集
中加熱装置３７を作動させる。

集中加熱装置３７は、詳図しないが発熱源から発した熱
を反射鏡やレンズなどの集光装置を用いて上記排気孔２
０に載せられた閉塞ガラス２１に集中的に照射するもの
で、これにより閉塞ガラス２１は溶かされる。

したがって、この閉塞ガラス２１の溶融により排気孔２
０は気密に閉塞され、バルブ５の封止がなされる。

このような封止方法によれば、ランプに格別な排気チッ
プが無いため邪魔になる突出物はなく、ランプの小形化
の支障にならない。

そして、上記の方法は、予め大気中または不活性ガス中
でバルブ５の組立て、接合、電極封装を行うのでこの作
業がやり易く、この時バルブ５内に放出された不純物は
排気孔２０を通じて後から排除することができる。

そして、このようなバルブ５は気密容器３０に収容して
、排気および希ガスの供給を行い、この場合排気孔２０
を通じてガスの出入りが可能であるから、良好な排気お
よび希ガスの充填が行える。

そして、排気孔２０はガラス接着剤からなる閉塞ガラス
２１により閉封されるので、この閉塞ガラス２１にてバ
ルブ５の封止がなされる。

この場合、ガラス接着剤からなる閉塞ガラス２１は局部
的集中加熱で溶融されるので、バルブ５に余計な熱歪を
発生させず、またこの溶融のための熱で投入した水銀を
加熱蒸発させる心配はない。

このため、水銀封入量を高精度に規制することができ、
封入量の制御も容易である。

そして、水銀はアマルガム３８または含有体の形態でバ
ルブ５内に供給されるので封止後に格別な加熱工程が不
要であり、電極７が加熱されてその熱が給電端子部材８
を介して封着部に伝わることはなく、クラックの発生を
防止することができる。

なお、本発明は上記実施例に制約されるものではない。

すなわち、上記実施例においては、平面形けい光ランプ
を一対の平板形ガラス１および２ならびにこれらの間に
介挿された枠形スペーサ３とで構成した場合について説
明したが、本発明は第６図に示す第２の実施例のように
、平面形けい光ランプを平板ガラス１と浅皿形ガラス４
０とで構成し、これらをガラス接着剤４で接合した構造
のバルブを用いてもよい。この場合、排気孔２０は浅皿
形ガラス４０の立上り壁４１に形成すればよい。

また、本発明は第７図に示す第３の実施例のように、平
面形けい光ランプを一対の浅皿形ガラス４０．４０とで
構成し、これらをガラス接着剤４で接合した構造のバル
ブを用いてもよい。この場合も、排気孔２０は一方また
は両方に跨がり、浅皿形ガラス４０の立上り壁４１に形
成すればよい。

そして、本発明は平面形けい光ランプに制約されず、要
するに排気管を持たないランプには適用可能である。

したがって、電極も冷陰極に限らず熱陰極の場合でも実
施できる。

さらに、排気工程中に、ガラス部材や電極部材に吸蔵さ
れている不純物を積極的に排出させるために加熱しつつ
排気してもよい。

［発明の効果〕 以上説明したように本発明の方法によれば、予め大気中
または不活性ガス雰囲気でバルブの製造および電極の封
装をしておき、このバルブを気密容器内でこのバルブに
形成した排気孔を通じて排気、および希ガスの供給をし
、かつ水銀の投入を行い、この気密容器内で上記排気孔
にガラス接着剤を供給してこのガラス接着剤を集中的に
加熱することにより溶融させ、このガラス接着剤で排気
孔を閉封するようにしたから、バルブ製造時の加熱によ
りガラスや接着剤および電極などから放出された不純物
が放電空間に残ることがない。このため放電空間に封入
される希ガスの純度が高く保たれ、始動特性、発光効率
および寿命特性が向上する。また、水銀はアマルガムま
たは含有体の形態でバルブ内に供給されるので封止後に
格別な加熱工程が不要であり、電極が加熱されてその熱
が給電端子部材を介して封着部に伝わることはなく、ク
ラックの発生などを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す平面形けい光ラン
プの分解した斜視図、第２図はそのその組立て状態の主
要部の断面図、第３図ないし第５図は封止工程を順を追
って説明するための封止装置の構成図、第６図は本発明
の第２の実施例を示す平面形けい光ランプの分解した斜
視図、第７図は本発明の第３の実施例を示す平面形けい
光ランプの分解した斜視図、第８図は従来の平面形けい
光ランプを示す分解した斜視図、第９図はその組立て状
態の主要部の断面図、第１０図は従来の封止工程を説明
するための封止装置の構成図である。 １．２　・・・平板形ガラス、３・・・枠形スペーサ、
４・・・ガラス接着剤、５・・・バルブ、６・・・放電
空間、７・・・冷陰極、８・・・給電端子片、２０・・
・排気孔、２１・・・閉塞ガラス、 ３０・・・気密容器、３１．３２・・・開閉弁、３３・
・・真空ポンプ、３４・・・希ガスボンベ、３５・・・
水銀投下装置、３６・・・閉塞ガラス供給装置、３７・
・・集中加熱装置、３８・・・アマルガム。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第５図 第６図 第７図 第１０図 手続補正書 平成　年３．１０順５　日

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）有効発光面を避けた側壁に排気孔を形成したバル
   ブ内に予め電極を封装し、このバルブを気密容器に収容
   し、この気密容器を排気することにより上記排気孔を通
   じてバルブ内を排気し、次に上記気密容器に希ガスを供
   給して上記排気孔を介してバルブ内に希ガスを供給し、
   かつこのバルブ内に上記排気孔を通じて水銀を、アマル
   ガムまたは含有体の形態で供給し、上記排気孔にガラス
   接着剤を供給し、このガラス接着剤を加熱して溶融する
   ことによりこのガラス接着剤で上記排気孔を閉封するこ
   とを特徴とするチップレス形けい光ランプの封止方法。
2. （２）上記チップレス形けい光ランプは、一対の平板形
   ガラスを接合する、または平板形ガラスと皿形ガラスを
   接合する、あるいは皿形ガラス同志を接合してなる平面
   形けい光ランプであることを特徴とする第１の請求項に
   記載のチップレス形けい光ランプの封止方法。