JPH08250070A - 冷陰極蛍光ランプ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な構成によりガラスバルブと電極との封
止形態を改善できる上、気密封止の信頼性をも向上しう
る冷陰極蛍光ランプ及びその製造方法を提供すること。 【構成】 内面に発光層２を有するガラスバルブ１の端
部１ａには、一方の電極３Ａが封止されている。この電
極３Ａは、インナ−リ−ド３１ａ，封じ線材３１ｂ，ア
ウタ−リ−ド３１ｃよりなるリ−ド線３１と、インナ−
リ−ド３１ａに固定された筒状の電極部３２と、封じ線
材３１ｂを覆い気密封止されたガラスビ−ド３３とから
構成されている。尚、ガラスビ−ド３３の外径は、ガラ
スバルブ１の内径の５０〜８０％の範囲に設定されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は冷陰極蛍光ランプ及び
その製造方法に関し、特に液晶表示装置に適用されるバ
ックライトユニットの冷陰極蛍光ランプにおいて、封止
作業を改善できる電極のガラスバルブへの封止構造並び
にその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種蛍光ランプは、例えば図１
０に示すように、内面に発光層Ａを有するガラスバルブ
Ｂのそれぞれの端部に電極Ｃを封止・配置して構成され
ている。特に、電極Ｃは、インナ−リ−ドＣ１と封じ線
材Ｃ２とアウタ−リ−ドＣ３と封じ線材Ｃ２を覆うガラ
スビ−ドＤとからなるリ−ド線及びインナ−リ−ドＣ１
に固定された水銀ディスペンサ−Ｅにて構成されてい
る。尚、このディスペンサ−Ｅは、例えばゲッタ−材と
してのジルコニウム−アルミニウム合金及び水銀供給手
段としての水銀−チタニウム合金の粉末をニッケルなど
の金属板の表面及び裏面に被着して構成されている。

【０００３】この蛍光ランプは、ガラスバルブＢの内部
を例えば主成分をネオンとするネオン−アルゴンガスに
置換しガラスバルブＢと電極Ｃのガラスビ−ドＤとを封
止した後、高周波加熱装置によって水銀ディスペンサ−
Ｅを加熱し、それより放出される水銀をガラスバルブ内
空間に供給すると共に、不純ガスをゲッタ−材にて吸着
して完成される。

【０００４】このように構成された蛍光ランプは、液晶
表示装置のバックライトユニットに適用した場合、ガラ
スバルブＢのバルブ外径が例えば６ｍｍ以下と細いこと
もあってランプ輝度が高く、望ましい表示を得ることが
できるという特徴を有する。

【発明が解決しようとする課題】

【０００５】ところで、この蛍光ランプは、例えば次の
ように製造されている。まず、図１１〜図１２に示すよ
うに、一端に電極を封止したガラスバルブＢの他端に電
極Ｃを配置し、ガラスビ−ドＤに対応するガラスバルブ
Ｂの外周部分の一部（Ｆ）をガスバ−ナによって加熱す
る。これによりガラスバルブＢは勿論のこと、ガラスビ
−ドＤもガラスバルブＢを介して加熱・軟化され、ガラ
スバルブＢとガラスビ−ドＤとは変形部Ｆにおいて部分
的に融着されて仮固定される。尚、ガラスバルブＢとガ
ラスビ−ドＤとの間には、図１２に示すように、連通部
Ｇが形成されている。次に、このガラスバブＢを排気装
置Ｈにセットすると共に、排気装置Ｈによってガラスバ
ルブ内の不純ガスを連通部Ｇを介して排出する。その
後、ガラスバルブ内に不活性ガスを所定量充填し、連通
部Ｇをガスバ−ナにて加熱することによりガラスバルブ
Ｂとガラスビ−ドＤとを気密に融着し、カレット部分
（排気装置側のガラスバルブ部分）を切り離す。然る
後、高周波加熱装置により水銀ディスペンサ−Ｅを加熱
することにより、水銀がバルブ内空間に供給されると共
に、高周波加熱に起因して放出された不純ガスがゲッタ
−材に吸着されて蛍光ランプが製造される。

【０００６】しかしながら、ガラスバルブＢの他端に電
極Ｃを仮固定する際に、ガラスビ−ドＤの外径がガラス
バルブＢの内径の４０％程度に設定されているために、
両者の仮固定によってガラスバルブＢが部分的に大きく
変形（Ｆ）してしまう。従って、排気作業終了後にガス
バ−ナによって封止予定部分を再び加熱・軟化させて封
止作業を行っても、ガラスバルブＢの封止部が凸凹にな
り、外観（仕上がり状態）が著しく損なわれるのみなら
ず、気密封止の信頼性にも影響を及ぼすという問題があ
る。

【０００７】それ故に、本発明の目的は、簡単な構成に
よりガラスバルブと電極との封止形態を改善できる上、
気密封止の信頼性をも向上しうる冷陰極蛍光ランプ及び
その製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、上述
の目的を達成するために、封じ線材を有するリ−ド線と
封じ線材を覆うガラスビ−ドを含む電極をガラスバルブ
の端部に配置すると共に、ガラスビ−ドとガラスバルブ
とを気密に封止した冷陰極蛍光ランプにおいて、前記ガ
ラスビ−ドの外径をガラスバルブの内径の５０〜８０％
の範囲に設定したものであり、本発明の第２の発明は、
前記ガラスバルブの内径を６ｍｍ以下に設定したもので
あり、第３の発明は、前記ガラスビ−ドの形態を球状又
は柱状に形成したものである。

【０００９】又、本発明の第４の発明は、封じ線材を有
するリ−ド線と封じ線材を覆うガラスビ−ドを含む電極
をガラスバルブ内に配置し、ガラスバルブを加熱するこ
とによってガラスバルブとガラスビ−ドとを封止するに
先立って、前記ガラスビ−ドの外径をガラスバルブ内径
の５０〜８０％の範囲に設定することを特徴とし、第５
の発明は、前記ガラスビ−ドの形態が球状又は柱状であ
ることを特徴とする。

【００１０】

【作用】上述の構成によれば、電極のガラスビ−ドの外
径がガラスバルブの内径の５０〜８０％に設定されてい
るために、両者の気密封止の際に、ガラスバルブの変形
量を少なくできる。このために、ガラスバルブの封止形
態を改善でき、気密封止の信頼性も向上できる。

【００１１】

【実施例】次に、本発明の１実施例について図１〜図３
を参照して説明する。同図において、１は、例えばバル
ブ内径が３ｍｍ程度の硼・珪酸ガラスよりなるガラスバ
ルブであって、それの内面には発光層２が形成されてい
る。尚、ガラスバルブ１は、鉛ガラス，ソ−ダガラス，
低鉛ガラスなども使用できる。この発光層２は、目的に
応じて１種類の蛍光体又は複数種類の蛍光体を混合して
形成されている。そして、ガラスバルブ１の端部１ａ，
１ｂには、電極３Ａ，３Ｂが配置されている。

【００１２】この電極３Ａ，３Ｂは、基本的に同じであ
り、例えばリ−ド線３１の先端に筒状の電極部３２を電
気的機械的に固定（例えば溶接）すると共にリ−ド線３
１の電極部３２に近い部分に硼・珪酸ガラスよりなるガ
ラスビ−ド３３を気密封止して構成されているが、電極
部３２を省略し後述のインナ−リ−ドにて代用したり或
いは水銀ディスペンサ−を付設したりすることもでき
る。尚、この電極部３２は、両端に開口を有する筒状の
他、一方の開口が塞がれている（有底筒形）か或いは開
口が縮小されている筒形などに構成することもできる。
特に、この電極３Ａにおけるガラスビ−ド３３の形態は
柱状に構成されており、その外径ｄは、ガラスバルブ１
の内径Ｄの５０〜８０％の範囲に設定されている。

【００１３】上述のリ−ド線３１は、基本的にインナ−
リ−ド３１ａ，封じ線材３１ｂ，アウタ−リ−ド３１ｃ
をそれぞれバット溶接（端面溶接）して構成されてい
る。このリ−ド線３１において、インナ−リ−ド３１
ａ，封じ線材３１ｂ，アウタ−リ−ド３１ｃのそれぞれ
の外径Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係に
設定されている。例えばこのリ−ド線３１において、イ
ンナ−リ−ド３１ａには外径が１．０ｍｍのニッケル線
が、封じ線材３１ｂには外径が０．６ｍｍのコバ−ル
が、アウタ−リ−ド３１ｃには外径が０．３５ｍｍのニ
ッケル線がそれぞれ使用されているが、他の材料に変更
したり、同一線材から一体的に加工したり、さらには外
径を適宜に変更することもできる。そして、この蛍光ラ
ンプには、後述する方法により、不活性ガス及び水銀が
所定量充填されている。

【００１４】次に、この蛍光ランプの製造方法について
図３〜図９を参照して説明する。まず、図３に示すよう
に、内面に発光層２を有し、かつ内径がＤに設定された
ガラスバルブ１の一端１ａに一方の電極３Ａを位置させ
る。尚、この電極３Ａにおけるガラスビ−ド３３の外径
ｄはｄ＝０．５Ｄ〜０．８Ｄに設定されている。

【００１５】そして、図４に示すように、ガラスバルブ
１の端部１ａを加熱し、ガラスバルブ１とガラスビ−ド
３３とを気密に封止すると共に、他方の電極３Ｂをガラ
スバルブ１内に、それの他端１ｃから所定部分（１ｂ）
まで挿入・配置する。そして、ガラスバルブ１の１ｂ部
分を部分的に加熱・変形（４）させることにより、他方
の電極３Ｂをガラスバルブ１に仮止めする。具体的に
は、他方の電極３Ｂのガラスビ−ド３３とガラスバルブ
１とを部分的に融着することによって仮止めされる。従
って、図４の横断面である図５に示すように、変形部４
以外の部分には、連通部４Ａが形成されている。

【００１６】次に、図６に示すように、このガラスバル
ブ１内に水銀ディスペンサ−５を挿入・配置する。尚、
このディスペンサ−５は例えばニッケル板の表面にジル
コニウム−アルミニウム合金よりなるゲッタ−材を、裏
面に水銀−チタニウム合金よりなる水銀合金をそれぞれ
被着して構成されているが、ゲッタ−材と水銀合金の粉
末を混合してニッケル板に被着して構成することもでき
る。そして、このガラスバルブ１を排気装置６のヘッド
にセットすると共に、排気装置６を駆動させる。する
と、ガラスバルブ１の内部の空気，不純ガスなどが上述
の連通部４Ａなどを介して排出される。尚、この際に、
ガラスバルブ１（電極，水銀ディスペンサ−を含む）を
適度に加熱すれば、効果的に脱ガス処理を行うことがで
きる。次いで、排気装置６からガラスバルブ１内に不活
性ガス例えばネオンガスを主体とするネオン−アルゴン
ガスを６０〜７０Ｔｏｒｒの圧力となるように充填す
る。

【００１７】次に、図７に示すように、ガラスバルブ１
の他端１ｃを封止し、排気装置６から取り外す。そし
て、マグネット７を図示点線位置から実線位置まで移動
させる。これによって、水銀ディスペンサ−５は、所定
の部分に位置規制される。 次に、図８に示すように、
水銀ディスペンサ−５の位置する部分に高周波加熱装置
８及びヒ−タ装置９をセットすると共に、駆動させる。
すると、水銀ディスペンサ−５は例えば８００〜９００
℃に加熱され、水銀合金が分解されて瞬間的に水銀が蒸
気の状態で放出され、電極３Ｂの連通部４Ａを介してバ
ルブ内空間に供給される。これと同時に、ディスペンサ
−５を構成する金属部材から不純ガスも放出されるが、
ディスペンサ−５のゲッタ−材にて吸着される。又、こ
の際に、ヒ−タ装置９によってディスペンサ−５の収容
されているガラスバルブ部分も加熱されているために、
ディスペンサ−５から放出された水銀は電極３Ａ，３Ｂ
間に対応するガラスバルブ内空間に確実に供給される。
特に、電極３Ａ，３Ｂ間のガラスバルブ部分を冷却すれ
ば、ディスペンサ−５の収容されているガラスバルブ部
分への水銀の凝縮をほぼ皆無にできる。 次に、ガラス
バルブ１の変形部４を再度バ−ナなどにて加熱し、電極
３Ｂのガラスビ−ド３３とこれに対向するガラスバルブ
１とを全周に亘って封止する。と同時に、図９に示すよ
うに、ガラスバルブ１の他端部分（水銀ディスペンサ−
５の位置するガラスバルブ部分）を除去（切離）して冷
陰極蛍光ランプの製造を完了する。

【００１８】本発明者らは、バルブ内径Ｄが３ｍｍと６
ｍｍ，長さが３６０ｍｍのガラスバルブの端部に、１．
０ｍｍのニッケル線よりなるインナ−リ−ド，外径が
０．６ｍｍのコバ−ルよりなる封じ線材，ニッケル線よ
りなるアウタ−リ−ドをバット溶接すると共に封じ線材
に硼珪酸ガラスよりなるガラスビ−ドを封止したリ−ド
線に内径が１．１ｍｍ，長さが５．０ｍｍののニッケル
スリ−ブ（電極部）を挿入・溶接してなる電極を使用し
て上述の製造方法にて冷陰極蛍光ランプを製造し、ガラ
スバルブ内径に対するガラスビ−ドの外径と各種特性と
の関係について検討したところ、表１に示す結果が得ら
れた。

【００１９】

【表１】

【００２０】この結果によれば、ランプＮＯ１とＮＯ５
のランプは、ガラスバルブ内径に対するガラスビ−ド外
径が４２％，４０％であり、封止形態の仕上がり状態が
損なわれている。その他のランプは良好な封止形態が得
られている。又、ＮＯ１，２，５，６のランプは、良好
な始動特性が得られているが、ＮＯ３，７のランプは、
実用上は支障ないものの、若干悪化している。しかし、
ＮＯ４，８のランプは、悪化し実用に供し得ないもので
あることを示している。従って、ガラスビ−ドの外径ｄ
はガラスバルブの内径Ｄに対して５０〜８０％の範囲に
設定しなければならないものである。

【００２１】しかしながら、その範囲が２０％未満にな
ると、封止形態が損なわれるのみならず、封止の信頼性
も低下するし、逆に８０％を越えると、排気作業時にお
けるバルブ内の不純ガスの排気スピ−ドが低下し始動特
性が損なわれる。従って、その範囲を逸脱することは、
好ましくない。

【００２２】尚、本発明は、何ら上記実施例に制約され
ることなく、例えば水銀ディスペンサ−はガラスカプセ
ルに所定量の水銀を封入し、カプセルにニクロム線など
の金属線を巻き付けたり、金属カプセルに所定量の水銀
を封入したりして構成することもできる。又、図６〜図
９に示す工程は、排気装置にセットした状態で行うこと
もできるし、ディスペンサ−をガラスバルブ内に配置す
る際に位置決めを行えばマグネットによる位置規制を省
略することができる。さらには、スリ−ブ状の電極部に
水銀ゲッタ−材を収容することもできる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電極の
ガラスビ−ドの外径がガラスバルブの内径の５０〜８０
％に設定されているために、両者の気密封止の際に、ガ
ラスバルブの変形量を少なくできる。このために、ガラ
スバルブの封止形態を改善でき、気密封止の信頼性も向
上できる。その上、上記範囲内であれば、ガラスバルブ
とガラスビ−ドとの間に排気作業を損なわない程度の連
通部を確保できるために、実用上支障のない始動特性が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す側断面図。

【図２】図１の要部拡大図。

【図３】電極のガラスバルブへの挿入前の状態を示す側
断面図。

【図４】図４〜図９は本発明方法を説明するための図で
あって、図４は電極の封止及び仮止め状態を示す側断面
図。

【図５】図４の横断面図。

【図６】排気工程を説明するための側断面図。

【図７】ガラスバルブ内の水銀ディスペンサ−の位置規
制工程を説明するための側断面図。

【図８】水銀ディスペンサ−の高周波加熱工程を説明す
るための側断面図。

【図９】ガラスバルブの不要部分を除去する工程を説明
するための側断面図。

【図１０】従来の冷陰極蛍光ランプの側断面図。

【図１１】電極のガラスバルブへの封止工程及び排気工
程を説明するための側断面図。

【図１２】図１１の変形部の横断面図。

【符号の説明】

１ ガラスバルブ １ａ 一端 ２ 発光層 ３Ａ，３Ｂ 電極 ３１ リ−ド線 ３１ａ インナ−リ−ド ３１ｂ 封じ線材 ３１ｃ アウタ−リ−ド ３２ 電極部 ３３ ガラスビ−ド ４（１ｂ） 変形部 ４Ａ 連通部 ５ 水銀ディスペンサ− ６ 排気装置 ７ マグネット ８ 高周波加熱装置 ９ ヒ−タ装置

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 封じ線材を有するリ−ド線と封じ線材を
   覆うガラスビ−ドを含む電極をガラスバルブの端部に配
   置すると共に、ガラスビ−ドとガラスバルブとを気密に
   封止した冷陰極蛍光ランプにおいて、前記ガラスビ−ド
   の外径をガラスバルブの内径の５０〜８０％の範囲に設
   定したことを特徴とする冷陰極蛍光ランプ。
2. 【請求項２】 前記ガラスバルブの内径が６ｍｍ以下で
   あることを特徴とする請求項１記載の冷陰極蛍光ラン
   プ。
3. 【請求項３】 前記ガラスビ−ドは、その形態が球状又
   は柱状であることを特徴とする請求項１記載の冷陰極蛍
   光ランプ。
4. 【請求項４】 封じ線材を有するリ−ド線と封じ線材を
   覆うガラスビ−ドを含む電極をガラスバルブ内に配置
   し、ガラスバルブを加熱することによってガラスバルブ
   とガラスビ−ドとを封止するに先立って、前記ガラスビ
   −ドの外径をガラスバルブ内径の５０〜８０％の範囲に
   設定することを特徴とする冷陰極蛍光ランプの製造方
   法。
5. 【請求項５】 前記ガラスビ−ドは、その形態が球状又
   は柱状であることを特徴とする請求項４記載の冷陰極蛍
   光ランプの製造方法。