(57)【要約】【課題】外部電極によって覆われているガラス容器端部において熱歪みが発生することのない外部電極型放電ランプを提供する。【解決手段】内面４に蛍光体層５が形成され、内部空間６に少なくとも水銀を含む気体が封入された管状のガラス容器２と、ガラス容器２の長手方向両端部の外面及び両端面を覆うようにして形成された外部電極３とを有し、ガラス管２の両端が如何なる封止部材をも用いることなく気密に封止されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体層が形成され、内部空間に少なくとも水銀を含む気体が封入された管状のガラス容器と、前記ガラス容器の長手方向両端部の外面上に設けられた外部電極とを有する外部電極型放電ランプであって、前記ガラス管の両端が如何なる封止部材をも用いることなく気密に封止されている外部電極型放電ランプ。
【請求項２】
請求項１記載の外部電極型放電ランプであって、前記ガラス容器の長手方向両端部の外周面及び両端面が前記外部電極によって被覆されている外部電極型放電ランプ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の外部電極型放電ランプであって、前記外部電極が前記ガラス容器の外面に溶融した導電材料を付着させて形成した導電体層である外部電極型放電ランプ。
【請求項４】
内面に蛍光体層が形成され、内部空間に少なくとも水銀を含む気体が封入された管状のガラス容器と、前記ガラス容器の長手方向両端部の外面上に設けられた外部電極とを有する外部電極型放電ランプの製造方法であって、
ガラス管の所望位置を加熱しつつ、該加熱部分の両外側を相対的に離間する方向に引っ張ることによって、該加熱部分の径を次第に縮小させ、最終的に溶断することによって、溶断された前記ガラス管の端部を気密に封止する工程を有する外部電極型放電ランプの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の外部電極型放電ランプの製造方法であって、
前記ガラス管の内面に蛍光体層を形成する工程と、
前記ガラス管の一端を気密に封止した後に、該ガラス管の他端と前記蛍光体層の端部との間の所望位置における該ガラス管の径を縮小させて縮径部を形成する工程と、
未封止の前記ガラス管の他端から該ガラス管の内部へ前記縮径部を通過できない大きさの水銀ペレットを投入する工程と、
前記水銀ペレットを前記ガラス管の外側から加熱し、水銀を前記ガラス管内に充填する工程とをさらに有する外部電極型放電ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス管の外部両端に電極が設けられた外部電極型放電ランプ及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶テレビの普及に伴って高輝度の液晶パネルの需要は増加の一途を辿っている。高輝度が要求される液晶パネルでは、次のような理由から外部電極型放電ランプを光源とする直下型のバックライトユニットが使用されることが多い。すなわち、バックライト用の光源として外部電極型放電ランプと同様に一般化している冷陰極放電ランプを利用する場合には、ランプの数と同数のバラストコンデンサが必要になる。従って、高輝度化に伴ってランプ数が増加すると、その分だけバラストコンデンサ数も増加し、電源ユニットが大型化、高コストを招く。一方、外部電極型放電ランプは、ガラス管自体がバラストコンデンサ（容量）として機能する。従って、理論的にはバラストコンデンサが不要であり、少なくともランプ数と同数のバラストコンデンサを用意する必要はない。
【０００３】
次に、外部電極型放電ランプのうち、水銀を含む混合ガスを放電媒体とする外部電極型放電ランプの概略について説明する。この種の外部電極型放電ランプは、内面に蛍光体層が形成され、両端がビードガラスによって気密に封止されたガラス容器と、ガラス容器の外面上に設けられた２つの外部電極とを有する。ガラス容器の内部空間には、水銀を含む混合ガスが封入されており、外部電極に交流電圧が印加されると、ガラス容器の壁面を誘電体とする誘電体バリア放電が発生する。すると、誘電体バリア放電によって発生した紫外線によって、ガラス容器の内面に形成されている蛍光体層が励起され、光が発生する。ここで、上記２つの外部電極間の距離がなるべく離れているほうが安定した放電が実現される。そこで従来は、ガラス容器の両端部の外周面に帯状の金属箔を巻き付けて外部電極を形成していた。換言すれば、ガラス容器の外周面の一部にのみが外部電極に被覆され、両端面は露出していた。
【０００４】
以上のような構造を有する従来の外部電極型放電ランプには、外部電極によって被覆されていないガラス容器の両端面から光が漏れたり、経時劣化によって外部電極とガラス容器との接着が弱まり、外部電極が剥離したりするといった不具合があった。
【０００５】
そこで、特許文献１には、外部電極を半田ディッピングによって形成する技術が開示されている。具体的には、放電媒体としての混合ガスが封入されたガラス容器の両端を超音波振動子が設置された溶融半田槽に浸け、溶融半田に超音波振動を付与しつつメッキを行なって、ガラス容器の両端に外部電極を形成する技術が開示されている。かかる技術によれば、ガラス容器の両端面にも外部電極が形成される。図４に特許文献１記載の方法によって外部電極３０が形成された外部電極型放電ランプ３１の断面図を示す。尚、図中の符号３３はガラス容器、符号３４はガラス容器３３の両端を気密に封止しているビードガラス、符号３５は蛍光体層をそれぞれ示している。
【０００６】
以上のように、メッキや半田ディップ等によって外部電極を形成すれば、ガラス容器の両端面も外部電極によって被覆されるので、該端面からの漏光が防止される。また、外部電極が剥離するなどの不都合も回避される。
【特許文献１】特開２００４−１４６３５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の外部電極型放電ランプには、さらに次のような課題があった。すなわち、ランプ点灯時には、外部電極に覆われているガラス容器の端部に電流が流れて熱が発生し、発生した熱はガラス容器の壁面を伝ってビードガラスに伝播する。このとき、ビードガラスは、その表面が部分的にガラス容器の内面と溶着しているに過ぎず、ガラス容器と物質的に渾然一体となっているわけではない。従って、ビードガラスによって封止されているガラス容器の端部において熱歪みが発生すると、ガラス容器にクラックが発生する。尚、ガラス容器の端部には、該端部をビードガラスによって封止した際の残留応力が存在しており、この残留応力もクラック発生を助長する一因となっている。図５に示すように、メッキや半田ディップ等によってガラス容器３３の端面までを覆う外部電極３０が形成されている場合には、ビードガラス３４の極めて近傍に外部電極３０が位置することになるので、ビードガラス３４自体にも電流が流れ、ビードガラス３４自体が発熱する。従って、上記熱歪みがより一層大きくなり、クラック３６の発生率が高まる。
【０００８】
本発明の目的は、外部電極型放電ランプを構成するガラス容器の両端をビードガラスレスで気密に封止することによって、上記課題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の外部電極型放電ランプでは、外部電極が設けられたガラス容器の両端部が如何なる封止部材をも用いることなく気密に封止されている。従って、外部電極に覆われているガラス容器の端部に電流が流れ、熱が発生しても、熱歪みが発生することがない。特に、端部がビードガラスによって封止されたガラス容器の端面が外部電極に覆われている場合には、ビードガラス自体が発熱し、ガラス容器の端部に大きな熱歪みが発生する。しかし、ガラス容器の端部がビードガラス等の封止部材によって封止されていない本発明の外部電極型放電ランプでは、ビードガラスの発熱といった現象が発生する余地はない。
【００１０】
本発明の外部電極型放電ランプの製造方法によれば、上記利点を有する本発明の外部電極型放電ランプを低コストで量産することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の外部電極型放電ランプ及び本発明の製造方法によって製造された外部電極型放電ランプでは、外部電極に覆われているガラス容器の端部において熱歪みが発生し、この熱歪みに起因してガラス容器にクラックが発生するといった不都合がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の外部電極型放電ランプの実施形態の一例について説明する。図１に示すように、本例の外部電極型放電ランプ１は、管状のガラス容器２と、ガラス容器２の長手方向両端部に形成された外部電極３と、外部電極３に電圧を印加するためのリード線（不図示）とを少なくとも有する。
【００１３】
ガラス容器２の内面４には、該ガラス容器５の長手方向に沿って蛍光体層５が形成されている。蛍光体層５の形成材料（蛍光体）は、既知又は新規な蛍光体の中から任意に選択することができる。例えば、赤色蛍光体であるＹ２Ｏ３：Ｅｕ、緑色蛍光体であるＬａＰＯ３：Ｃｅ，Ｔｂ、青色蛍光体であるＢａＭｇＡｌ１０Ｏ１７：Ｅｕといった、望ましくは水銀放電を利用した蛍光ランプに用いられている蛍光体のうちから好適な蛍光体を選択することができる。また、蛍光体層５は、一種の蛍光体からなるものであっても、混合された二種以上の蛍光体からなるものであってもよい。
【００１４】
ガラス容器２の内部空間６には、少なくとも水銀を含む混合ガスが放電媒体として封入されている。また、内部空間６内は、所定圧力に減圧されている。上記混合ガスを構成するガス種は任意に選択することができる。例えば、ネオンガス、アルゴンガス、クリプトンガスなどのうちから好適なガスを一種又は二種以上選択することができる。
【００１５】
ガラス容器２の両端は、ガラス管を加熱・軟化させつつ径を絞って溶断する縮径加工によって気密に封止されている。すなわち、ビードガラスは勿論のこと、如何なる封止部材をも用いることなく気密に封止されている。縮径加工については、後に詳しく説明する。
【００１６】
外部電極３は、ガラス容器２の両端部の外周面及び端面を覆うようにして形成された導電体層からなる。この導電体層は、ガラス容器２の両端部にメッキ法又は半田ディップ法を用いて形成したものである。外部電極３（導電体層）を形成する導電材料は、既知又は新規の導電材料の中から任意に選択することができる。また、一種の導電材料によって外部電極３を形成することもできるし、二種以上の導電材料からなる合金によって外部電極３を形成することもできる。
【００１７】
尚、図１に示すガラス容器２の両端面には、製造時の縮径加工によって発生した膨出部７が存在している。この膨出部７は、図２に示すように、ガラス容器２の内側に凹入させることができる。また、膨出部７を除去してガラス容器２の端面を平坦に仕上げることもできる。もっとも、ガラス容器２の端面が膨出していても、凹陥していても、平坦であっても、本発明の作用効果に本質的影響はない。すなわち、本発明は、ガラス容器２の両端がビードガラスその他の封止部材を用いることなく気密に封止されていることを本質とするものである。
【００１８】
図１に示す外部電極型放電ランプ１は、例えば次の工程によって製造することができる。
（１）図３Ａに示すように、図１に示すガラス容器２よりも長尺のガラス管２０の内面に所定長Ｌの蛍光体層２１を形成する。蛍光体層２１の形成方法は従来と同様である。以後の説明では蛍光体層５が形成されている部分を必要に応じて「蛍光体層被形成部２２」と称する。
（２）図３Ｂに示すように、蛍光体層被形成部２２の長手方向一端よりも外側の部分においてガラス管２０に縮径加工を施し、該ガラス管２０を溶断すると共に、溶断された端部を気密に封止する。図３Ｂでは、ガラス管２０の長手方向両端のうち、紙面下方側の端部が気密に封止されている。以後の説明では、本工程によって気密に封止されたガラス管２０の端部を必要に応じて「非排気側端部」と称する。また、非排気側端部と反対側の端部を必要に応じて「排気側端部」と称する。尚、縮径加工とは、ガラス管の所望位置の両外側をチャック等で挟んで保持した状態で所望位置を加熱して軟化させつつ、一方又は双方のチャックを互いに離間する方向に移動させることによって、上記加熱部分の径を細くしたり、最終的に溶断させたりする加工を意味する。縮径加工を行なう場合には、必要に応じてガラス管をその周方向に回転させることもある。
（３）図３Ｃに示すように、蛍光体層被形成部２１の排気側端部側の端よりも外側の部分においてガラス管２０に縮径加工を施してガラス管２０の径を絞り、縮径部２３を形成する。
（４）図３Ｄに示すように、ガラス管２０の排気側端部からガラス管２０の内側に水銀ペレット２４を投入する。水銀ペレット２４とは、折り畳まれた金属板の内側に水銀が挟まれたものである。尚、投入された水銀ペレット２４が縮径部２３を通過して蛍光体層被形成部２２内に進入しないように、上記（３）の工程では、水銀ペレット２４が通過できない程度にまでガラス管２０の径を絞っておく。
（５）図３Ｅに示すように、ガラス管２０の排気側端部を変形させて、水銀ペレット２４をガラス管２０内に閉じ込める。ここでは、水銀ペレット２４がガラス管２０の外に出ないようにすれば必要十分である。よって、変形後の排気側端部の形状はどのような形状であっても構わない。その後、ガラス管２０の排気側端部から蛍光体層被形成部２２内の空気を排気し、蛍光体層被形成部２２内を所定圧力まで減圧する。次いで、ガラス管２０の排気側端部から蛍光体層被形成部２２内に、ネオンを主成分とするネオン・アルゴン混合ガスを充填する。
（７）図３Ｆに示すように、ガラス管２０の外側から水銀ペレット２４を高周波誘導加熱して水銀を析出させ、水銀を蛍光体層被形成部２２内に充填する。
（８）図３Ｇに示すように、ガラス管２０の縮径部２３に縮径加工を施してガラス管２０を溶断すると共に、溶断された端部を気密に封止する。ここまでの工程によって、図１に示すガラス容器２が形成される。
（９）図３Ｈに示すように、メッキ法又は半田ディップ法などによって、ガラス容器２の両端部に溶融した導電材料を付着させることによって導電体層２５を形成する。かかる工程によって、図１に示す外部電極３が形成される。その後、外部電極３に電圧を印加するためのリード線を接続する工程を経て、図１に示す外部電極型放電ランプ１が完成する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の外部電極型放電ランプの実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の外部電極型放電ランプの実施形態の他例を示す部分拡大断面図である。
【図３Ａ】本発明の外部電極型放電ランプの製造方法の一工程を示す説明図である。
【図３Ｂ】図３Ａに示す工程に続く工程を示す説明図である。
【図３Ｃ】図３Ｂに示す工程に続く工程を示す説明図である。
【図３Ｄ】図３Ｄに示す工程に続く工程を示す説明図である。
【図３Ｅ】図３Ｄに示す工程に続く工程を示す説明図である。
【図３Ｆ】図３Ｅに示す工程に続く工程を示す説明図である。
【図３Ｇ】図３Ｆに示す工程に続く工程を示す説明図である。
【図３Ｈ】図３Ｇに示す工程に続く工程を示す説明図である。
【図４】従来の外部電極型放電ランプの一例を示す断面図である。
【図５】従来の外部電極型放電ランプの端部を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  外部電極型放電ランプ
２  ガラス容器
３  外部電極
４  内面
５  蛍光体層
６  内部空間
７  膨出部
２０  ガラス管
２１  蛍光体層
２２  蛍光体層被形成部
２３  縮径部
２４  水銀ペレット
２５  導電体層
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
2006085983.tif 000011
【図３Ｈ】
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【図４】
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【図５】
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