(57)【要約】【課題】  品質の良好な冷陰極型蛍光ランプの製造方法を提供する。【解決手段】  熱硬化性樹脂５で結束された複数のタングステン線３を切断して電極導入ピン１を得た後、電極導入ピン１に付着した熱硬化性樹脂５を除去し、電極導入ピン１の切断面にカップ電極２の底面１８をレーザー溶接し、カップ電極２をガラスバルブ１２内に挿入し、カップ電極２の底面１８にレーザー溶接された電極導入ピン１を覆ってガラスバルブ１２の端部を封止する冷陰極型蛍光ランプ６の製造方法において、複数のタングステン線３を走行するピアノ線４で切断して電極導入ピン１を得る。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結束された複数のタングステン線を切断して電極導入ピンを得た後、前記電極導入ピンの切断面にカップ電極の底面をレーザー溶接し、前記カップ電極をガラスバルブ内に挿入し、前記カップ電極の底面にレーザー溶接された前記電極導入ピンを覆って前記ガラスバルブの端部を封止する冷陰極型蛍光ランプの製造方法であって、
前記複数のタングステン線を走行するピアノ線で切断して前記電極導入ピンを得ることを特徴とする冷陰極型蛍光ランプの製造方法。
【請求項２】
前記ガラスバルブの内面に塗布された蛍光体面の内径と前記カップ電極の外径との差は、０．０４ｍｍよりも大きく、０．４ｍｍ以下である請求項１に記載の冷陰極型蛍光ランプの製造方法。
【請求項３】
前記ガラスバルブの内面に塗布された蛍光体の内面と前記カップ電極の外面との距離は、０．０２ｍｍよりも大きく、０．２ｍｍ以下である請求項１に記載の冷陰極型蛍光ランプの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスバルブの内面に近接する円筒状のカップ電極とレーザー溶接されており、ガラスバルブの端部に固定された電極導入ピンを備える液晶バックライト用の冷陰極型蛍光ランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図６は、従来の液晶バックライト用冷陰極型蛍光ランプ９６の構成を示す断面図である。冷陰極型蛍光ランプ９６は、２０℃における圧力が８ｋＰａで組成がＮｅ９５％、Ａｒ５％の混合ガスである希ガスと水銀とが内部に封入された略直管形状のガラスバルブ１２を備える。ガラスバルブ１２の直径は３ｍｍ、厚みは０．５ｍｍである。ガラスバルブ１２の内面には蛍光体１５が塗布される。
【０００３】
ガラスバルブ１２の両端部は、タングステンガラスからなるビーズガラス１３で気密封止され、タングステンからなる直径０．８ｍｍ、長さ３．２ｍｍの電極導入ピン９１がビーズガラス１３を貫通して設けられる。電極導入ピン９１のガラスバルブ１２内の端面には、ニッケルからなる長さ２〜４ｍｍの円筒状ホロー型カップ電極２がレーザー溶接によって取り付けられる。ガラスバルブ１２の内面に塗布された蛍光体面の内径Ｄ１とカップ電極２の外径Ｄ２との差は小さい。電極導入ピン９１のガラスバルブ１２の外側の端面には、ニッケルからなる外部リード線１４が取り付けられる。
【０００４】
このような液晶バックライト用冷陰極型蛍光ランプ９６の電極導入ピン９１は、長尺のタングステン線を円盤砥石で切断することで製造される。図７は、従来の円盤砥石切断装置８１によって切断される結束されたタングステン線３を示す斜視図である。
【０００５】
まず、内断面約１２ｍｍ×約１０ｍｍの長方体の金属ケース１７に直径０．８ｍｍの長尺タングステン線３を約１２０本収納する。そして、２液性エポキシ樹脂を流し込み、約１２時間かけて硬化させて長尺タングステン線３を結束する。次に、回転駆動装置８２により回転速度３０００ｒｐｍで矢印Ａ３方向に回転し、アルミナ、炭化ケイ素を主成分とする、外周直径２００ｍｍ、厚さ０，４ｍｍの円盤砥石１６の外周刃で、所定の長さに順次切断して電極導入ピン９１を製作する。
【０００６】
電極導入ピン９１と外部リード線１４の端面とを溶接する。次に、電極導入ピン９１にビーズガラス１３を挿入する。次に、冷陰極型蛍光ランプ９６のカップ電極２の底面に電極導入ピン９１の一端の切断面をレーザー溶接する。そして、電極導入ピン９１にレーザー溶接されたカップ電極２をガラスバルブ１２の両端から挿入し、ガラスバルブ１２の両端部をビーズガラス１３で気密封止する。
【非特許文献１】平和テクニカ株式会社、「全自動棒材精密切断機、ファインカット  エース２０型」、平和テクニカ株式会社カタログ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら前述した従来技術の構成では、下記の問題が生じる。図８は従来の円盤砥石切断装置８１によってタングステン線３から切断された電極導入ピン９１の切断面を示す図であり、図９は電極導入ピン９１の切断面の表面粗さを示すグラフである。
【０００８】
外周直径２００ｍｍ、厚さ０．４ｍｍの円盤砥石１６の外周刃は、タングステン線３を切断中にタングステン線３の軸方向にぶれるおそれがある。このため図８に示すように、円盤砥石１６で切断した電極導入ピン９１の切断面には、いわゆる摺動痕の残存が避けられない。そして、図９に示すように電極導入ピン９１の切断面の表面粗さは、最大高さＲｍａｘ１８．８μｍと悪い。
【０００９】
このように摺動痕が残存し表面粗さが悪い電極導入ピン９１の切断面を冷陰極型蛍光ランプ９６のカップ電極２の底面にレーザー溶接すると、カップ電極２の電極導入ピン９１に対する直角度が確保できず、例えば製造規格の傾き１度未満を超えてカップ電極２が傾くおそれがある。
【００１０】
前述したようにガラスバルブ１２の内面に塗布された蛍光体面の内径Ｄ１とカップ電極２の外径Ｄ２との差は小さいため、電極導入ピン９１に傾いてレーザー溶接されたカップ電極２の先端が、ガラスバルブ１２の内面の蛍光体１５に当接して品質不良を起こすという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、品質の良好な冷陰極型蛍光ランプの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る冷陰極型蛍光ランプの製造方法は、結束された複数のタングステン線を切断して電極導入ピンを得た後、前記電極導入ピンの切断面にカップ電極の底面をレーザー溶接し、前記カップ電極をガラスバルブ内に挿入し、前記カップ電極の底面にレーザー溶接された前記電極導入ピンを覆って前記ガラスバルブの端部を封止する冷陰極型蛍光ランプの製造方法であって、前記複数のタングステン線を走行するピアノ線で切断して前記電極導入ピンを得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、品質の良好な冷陰極型蛍光ランプの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本実施の形態に係る冷陰極型蛍光ランプの製造方法では、複数のタングステン線を走行するピアノ線で切断して電極導入ピンを得た後、電極導入ピンの切断面にカップ電極の底面をレーザー溶接する。走行するピアノ線は、従来の円盤砥石の外周刃のように切断中にタングステン線の軸方向にぶれないので、電極導入ピンの切断面は平滑性が良好になる。このため、冷陰極型蛍光ランプのカップ電極の底面を傾きを抑えて電極導入ピンの切断面にレーザー溶接できる。このカップ電極をガラスバルブ内に挿入し、カップ電極にレーザー溶接された電極導入ピンを覆ってガラスバルブの端部を封止すると、カップ電極は電極導入ピンに傾きを抑えてレーザー溶接されているので、ガラスバルブの内面の蛍光体にカップ電極が当たることを防止することができる。その結果、品質の良好な冷陰極型蛍光ランプを製造することができる。
【００１５】
この実施の形態では、前記ガラスバルブの内面に塗布された蛍光体面の内径と前記カップ電極の外径との差は、０．０４ｍｍよりも大きく、０．４ｍｍ以下であることが好ましい。蛍光体面の内径とカップ電極の外径との差が０．４ｍｍ以下であると、レーザー溶接時において電極導入ピンに対する傾きが生じたカップ電極がガラスバルブの内面上の蛍光体に当たるおそれが大きくなるので、これを防止できる本実施の形態を適用する効果が増大するため好ましい。蛍光体面の内径とカップ電極の外径との差が０．０４ｍｍ以下であると、ガラスバルブの内面に塗布された蛍光体とカップ電極とがショートするため好ましくない。
【００１６】
前記ガラスバルブの内面に塗布された蛍光体の内面と前記カップ電極の外面との距離は、０．０２ｍｍよりも大きく、０．２ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は、本実施の形態に係る冷陰極型蛍光ランプ６の構成を示す断面図である。冷陰極型蛍光ランプ６は、２０℃における圧力が８ｋＰａで組成がＮｅ９５％、Ａｒ５％の混合ガスである希ガスと水銀とが内部に封入された略直管形状のガラスバルブ１２を備える。ガラスバルブ１２の直径は３ｍｍ、厚みは０．５ｍｍである。ガラスバルブ１２の内面には蛍光体１５が塗布される。
【００１９】
ガラスバルブ１２の両端部は、タングステンガラスからなるビーズガラス１３で気密封止され、タングステンからなる直径０．８ｍｍ、長さ３．２ｍｍの電極導入ピン１がビーズガラス１３を貫通して設けられる。電極導入ピン１のガラスバルブ１２内の端面には、ニッケルからなる長さ２〜４ｍｍの円筒状ホロー型カップ電極２の底面１８がレーザー溶接によって取り付けられる。ガラスバルブ１２の内面に塗布された蛍光体面の内径Ｄ１と、蛍光体面に対向するカップ電極２の外径Ｄ２との差は、０．３ｍｍである。蛍光体面とカップ電極２の外面との距離は、０．１５ｍｍである。電極導入ピン１のガラスバルブ１２の外側の端面には、ニッケルからなる外部リード線１４が取り付けられる。
【００２０】
このような液晶バックライト用冷陰極型蛍光ランプ６の電極導入ピン１は、ピアノワイヤーソー装置のピアノ線によって長尺のタングステン線を切断することで製造される。図２は本実施の形態に係るピアノワイヤーソー装置７の構成を模式的に示す正面図であり、図３はピアノワイヤーソー装置７のピアノ線４によって切断される結束されたタングステン線３を示す斜視図である。
【００２１】
ピアノワイヤーソー装置７は、図示しない固定部材に垂直方向に沿って取り付けられた円盤状のベース１０を備えている。ベース１０の表面には、正三角形状に配置された３個の円筒部材９が水平方向に沿って取り付けられている。各円筒部材９の表面には、円周方向に沿って４０本の溝が、３．３ｍｍの間隔を空けて形成されている。各円筒部材９は、矢印Ａ４の方向に回転自在である。
【００２２】
ピアノワイヤーソー装置７には、ピアノ線供給ユニット１９が設けられている。ピアノ線供給ユニット１９は、直径０．０８〜０．２０ｍｍの鋼線からなるピアノ線４を円筒部材９へ供給する供給リール２１を有している。供給リール２１から供給されるピアノ線４は、左下の円筒部材９の溝に巻き付けられた後、上側の円筒部材９の溝に巻き付けられ、右下の円筒部材９の溝に巻き付けられた後、左下の円筒部材９の隣の溝に巻き付けられ、さらに上側の円筒部材９の隣の溝に巻きつけられる。以下同様にして各円筒部材９に４０回巻きつけられた後、ピアノ線回収ユニット２０の回収リール２２に巻き取られる。このため、ピアノ線４は、右下と左下との円筒部材９の間で、円筒部材９の溝の間隔に相当する３．３ｍｍの間隔を空けて水平方向に沿って互いに平行に４０本張られる。供給リール２１から３個の円筒部材９を経て回収リール２２に回収されるピアノ線４の全長は、約４０〜２５０ｋｍであり、その重量は約１０ｋｇである。
【００２３】
円筒部材９の下側には、垂直方向に昇降する昇降台１１が設けられている。昇降台１１の上には、内断面約１２ｍｍ×約１０ｍｍの長方体状金属ケース８がピアノ線４に対向して載置されている。金属ケース８の中には、線径０．８ｍｍ、長さ１５０〜３００ｍｍの長尺タングステン線３が１２０本収納されている。このタングステン線３は、ドープ剤として酸化トリウムＴｈＯ2が約数％添加され、線長方向にいわゆる針状結晶が形成され、また平滑化のためのエッチング処理が外表面に施されている。
【００２４】
長尺タングステン線３は、高級脂肪酸（シュラク）を成分とする熱硬化性樹脂５により結束されている。この熱硬化性樹脂５には、例えばアドフィックス（日化精工株式会社製）を使用することができる。
【００２５】
次に、この熱硬化性樹脂５でタングステン線３を結束する方法を説明する。まず、１２０本のタングステン線３を収納した金属ケース８を約１５０℃のホットプレート上に載置した。そして、加熱されて液相状態にある熱硬化性樹脂５を金属ケース８に注入して約３０分放置した。次に、ホットプレートから金属ケース８を降ろして室温中で約６０分冷却すると、熱硬化性樹脂５が十分硬化し、タングステン線３を結束できた。
【００２６】
従来は、円盤砥石の回転摩擦による切断時の発熱によっても結束タングステン線が緩まないように、軟化温度の比較的高い２液性エポキシ樹脂で堅固に結束する必要があったが、本実施の形態でのピアノ線による切断時の発熱は円盤砥石による切断時の発熱よりも小さいので、軟化温度が８０℃と比較的低い熱硬化性樹脂５を使用できた。この熱硬化性樹脂５を使用すると、前述したように樹脂硬化時間が従来の２液性エポキシ樹脂を使用したときの１２時間から大幅に短縮された。
【００２７】
次に、ピアノワイヤーソー装置７でタングステン線３を電極導入ピン１に切断する方法を説明する。まず、熱硬化性樹脂５でタングステン線３を結束した金属ケース８を昇降台１１上に載置した。金属ケース８は、垂直方向から見てタングステン線３がピアノ線４と垂直になる方向に載置した。次に、図示しない回転駆動機構により回収リール２２を回転させ、速度３３０ｍ／分でピアノ線４を矢印Ａ１の方向に走行させた。ピアノ線４の走行速度は、２００ｍ／分以上４００ｍ／分以下であることが好ましい。
【００２８】
その後、図示しない昇降機構により速度１０ｍｍ／時間で昇降台１１を矢印Ａ２の方向に沿って垂直方向に上昇させた。昇降台１１の速度は、５ｍｍ／時間以上５０ｍｍ／時間以下であることが好ましい。
【００２９】
そして、図示しないノズルから研磨剤の砥粒液（♯４００〜♯１０００番）を注ぎながら１２０本のタングステン線３を、右下と左下との円筒部材９の間で３．３ｍｍの間隔を空けて平行に４０本張られた走行するピアノ線４で電極導入ピン１に切断した。
【００３０】
図４はピアノワイヤーソー装置７のピアノ線４によってタングステン線３から切断された電極導入ピン１の切断面を示す図であり、図５は電極導入ピン１の切断面の表面粗さを示すグラフである。
【００３１】
図４に示すように、軸方向に走行するピアノ線４で切断された電極導入ピン１の切断面は、図８で前述した従来の円盤砥石切断法による電極導入ピン９１の切断面のような摺動痕が残存しなかった。
【００３２】
そして図５に示すように、電極導入ピン１の切断面の表面粗さは、図９で前述した従来の電極導入ピン９１の最大高さＲｍａｘ１８．８μｍよりも小さい最大高さＲｍａｘ２．４μｍとなり、平滑性が良好になった。切断面の最大高さＲｍａｘは、１μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましく、３μｍ±２μｍであることがより好ましい。最大高さＲｍａｘは、ピアノ線に注ぐ砥粒液の砥粒の大きさを調整することにより、変えることができた。
【００３３】
また電極導入ピン１の長さも、規定寸法精度３．２ｍｍ±０．１５ｍｍの範囲内に分布していた。
【００３４】
ピアノワイヤーソー装置７のピアノ線４による単位切断長当たりの切断時間ｔｃは、８〜９分／ｍｍに設定した。この切断時間ｔｃは、１２０本の結束タングステン線３を切断するいわゆる総切断時間ｔｏで８８０〜９９０分に相当し、この切断工程は、無人稼動で対応した。
【００３５】
単位切断長当たりの切断時間ｔｃは、５分／ｍｍ以上であることが好ましい。切断時間ｔｃを５分／ｍｍ以上確保すれば、切断後の切断面の十分な平滑性が得られ、電極導入ピン１の長さも、規定寸法精度３．２ｍｍ±０．１５ｍｍの範囲内に分布した。また切断による熱硬化性樹脂５の温度上昇が２０℃以下に収まるので硬化度がほとんど低下しなかった。切断時間ｔｃは、２分／ｍｍ以下であることが好ましい。切断時間ｔｃを２分／ｍｍ以下にすれば、従来の円盤砥石切断法よりも高い生産性が得られる。
【００３６】
切断時間ｔｃは、従来の円盤砥石切断法での切断時間ｔｃである０．１分／ｍｍよりも長くしてもよい。直径Ｍａｘ２００ｍｍと円盤砥石の大きさに限界があるために１度に切断できるタングステン線の数がＭａｘ１２０本と少ない従来の円盤砥石切断法に対して、円盤砥石の大きさによる制限がない本実施の形態では、多数のタングステン線を一度に切断できるため、切断時間ｔｃを従来よりも長くしても、従来以上の切断能率を確保できるからである。例えば切断時間ｔｃを５分／ｍｍとすると、従来の８０本／分の２倍の１６０本／分の切断能率が得られる。
【００３７】
本実施の形態では、前述したように円盤砥石の大きさによる制限がないため、多数のタングステン線を、平行に４０本張られたピアノ線で１度に切断できるので、約４８００本という多数本の電極導入ピンを一度に得ることができる。このため、切断加工の生産性が従来よりも著しく改善され、製造コストも従来の約７０％のレベルに低減した。
【００３８】
次に、電極導入ピン１に付着した樹脂を除去する方法を説明する。まず、溶剤であるエタノールまたは弱アルカリ性の水酸化ナトリウム液に、切断後の電極導入ピン１を投入する。そして、約３０分これを攪拌すると、電極導入ピン１に付着した熱硬化性樹脂５は完全に溶解し、除去することができた。電極導入ピンに残存した従来の２液性エポキシ樹脂は剥離液中で煮沸処理をしても完全に分離できず、電極導入ビンに残存していた。このため、冷陰極型蛍光ランプの製造工程の中間ガラス封止で気密性を損ない、封止部リークが発生するという問題があった。本実施の形態で使用する熱硬化性樹脂５は溶解処理により電極導入ピン１から完全に除去できるので、封止部リークを確実に防止できた。さらに、電極導入ピンに付着した樹脂を除去する時間も、剥離液中で煮沸処理をする従来の場合の約６時間から約３０分に短縮された。
【００３９】
そして、熱硬化性樹脂５を除去した電極導入ピン１の一方の切断面を冷陰極型蛍光ランプ６のカップ電極２の底面１８とレーザー溶接した。その後、電極導入ピン１の他方の切断面に外部リード線１４を溶接で接続した。そして、電極導入ピン１にレーザー溶接されたカップ電極２をガラスバルブ１２の両端から挿入し、ガラスバルブ１２の両端部をビーズガラス１３で気密封止した。
【００４０】
ピアノワイヤーソー装置７のピアノ線４で切断して製造された本実施の形態に係る電極導入ピン１は、従来の電極導入ピン９１のように切断面に摺動痕が残存せず、切断面の平滑性が良好なので、冷陰極型蛍光ランプ６のカップ電極２の底面１８にレーザー溶接すると、カップ電極２の底面１８の電極導入ピン１に対する直角度が製造規格の傾き１度よりも小さい３０分以下になった。このため、カップ電極２の傾きを従来よりも低減することができた。
【００４１】
その結果、電極導入ピン１にレーザー溶接されたカップ電極２の先端が、ガラスバルブ１２の内面の蛍光体１５に当接する品質不良を解消することができた。
【００４２】
以上のように本実施の形態によれば、複数のタングステン線３を走行するピアノ線４で電極導入ピン１に切断して電極導入ピン１を得た後、電極導入ピン１の切断面にカップ電極２の底面１８を当接させて、底面１８に対して電極導入ピン１の反対側から、底面１８を介して電極導入ピン１の切断面へレーザを照射して、電極導入ピン１の切断面をカップ電極２の底面１８にレーザー溶接する。走行するピアノ線４は、従来の円盤砥石の外周刃のように切断中にタングステン線の軸方向にぶれないので、電極導入ピン１の切断面は平滑性が良好になる。このため、冷陰極型蛍光ランプ６のカップ電極２の底面１８を傾きを抑えて電極導入ピン１の切断面にレーザー溶接できる。このカップ電極２をガラスバルブ１２内に挿入し、カップ電極２にレーザー溶接された電極導入ピン１を覆ってガラスバルブ１２の端部を封止すると、カップ電極２は電極導入ピン１に傾きを抑えてレーザー溶接されているので、ガラスバルブ１２の内面の蛍光体１５にカップ電極２が当たることを防止することができる。その結果、品質の良好な冷陰極型蛍光ランプ６を製造することができる。
【００４３】
なお、カップ電極２の底面１８に対して電極導入ピン１側の斜め方向から電極導入ピン１と底面１８との当接部へレーザを照射して、電極導入ピン１の切断面をカップ電極２の底面１８にレーザー溶接してもよい。
【００４４】
また従来は、電極導入ピン９１の切断面に残存する摺動痕を除去しようとすると研磨加工が６０分間必要であったが、本実施の形態ではそのような研磨加工も不要である。
【００４５】
なお本実施の形態ではタングステン線を電極導入ピンに切断する例を示したが、タングステン線以外の例えばモリブデン線等の金属線を電極導入ピンに切断する例に対しても本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
本発明は、液晶バックライト用の冷陰極型蛍光ランプの製造方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施の形態に係る冷陰極型蛍光ランプの構成を示す断面図
【図２】本実施の形態に係るピアノワイヤーソー装置の構成を模式的に示す正面図
【図３】本実施の形態に係るピアノワイヤーソー装置のピアノ線によって切断される結束されたタングステン線を示す斜視図
【図４】本実施の形態に係るピアノワイヤーソー装置のピアノ線によってタングステン線から切断された電極導入ピンの切断面を示す図
【図５】本実施の形態に係るピアノワイヤーソー装置のピアノ線によって切断された電極導入ピンの切断面の表面粗さを示すグラフ
【図６】従来の冷陰極型蛍光ランプの構成を示す断面図
【図７】従来の円盤砥石切断装置によって切断される結束されたタングステン線を示す斜視図
【図８】従来の円盤砥石切断装置によってタングステン線から切断された電極導入ピンの切断面を示す図
【図９】従来の円盤砥石切断装置によって切断された電極導入ピンの切断面の表面粗さを示すグラフ
【符号の説明】
【００４８】
１  電極導入ピン
２  カップ電極
３  タングステン線
４  ピアノ線
５  熱硬化性樹脂
６  冷陰極型蛍光ランプ
７  ピアノワイヤーソー装置
８  ケース
１２  ガラスバルブ
１３  ビーズガラス
１４  外部リード線
１８  底面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図４】
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【図８】
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