(57)【要約】【課題】  ガラスバルブが破損しにくい放電ランプおよび放電ランプの製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の放電ランプは、ガラスバルブ１と、ガラスバルブ１の端部に形成された半田層３１と、半田層３１と電気的に導通するように、ガラスバルブ１の端部に覆設された金属体３２とを具備する放電ランプにおいて、金属体３２の先端側とガラスバルブ１との間には非密着層４が形成されている。その際、非密着層４の長さをＬとしたとき、Ｌ≧１．０ｍｍを満たすのが望ましい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスバルブと、前記ガラスバルブの端部に形成された半田層と、前記半田層と電気的に導通するように、前記ガラスバルブの端部に覆設された金属体とを具備する放電ランプにおいて、
前記金属体の先端側と前記ガラスバルブとの間には非密着層が形成されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記非密着層の長さをＬとしたとき、Ｌ≧１．０ｍｍを満たすことを特徴とする請求項２に記載の放電ランプ。
【請求項３】
前記半田層は、前記ガラスバルブと密着し、前記金属体とは密着しない第１の半田層と、前記第１の半田層と前記金属体とに密着する第２の半田層とを具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放電ランプ。
【請求項４】
前記半田層は、前記金属体の外表面に密着する第３の半田層を具備することを特徴とする請求項３に記載の放電ランプ。
【請求項５】
ガラスバルブと、前記ガラスバルブの端部に形成された半田層と、前記半田層と電気的に導通するように、前記ガラスバルブの端部に覆設された金属体とを具備する放電ランプの製造方法において、
前記ガラスバルブの端部を溶融半田に浸漬し、前記ガラスバルブに密着する第１の半田層を形成する工程と、
前記第１の半田層が固化したのち、前記第１の半田層が形成された前記ガラスバルブ部分に前記金属体を覆設する工程と、
前記金属体の後端側の一部分を溶融半田に浸漬し、前記第１の半田層と前記金属体とに密着する第２の半田層を形成する工程とを具備することを特徴とする放電ランプの製造方法。
【請求項６】
ガラスバルブと、前記ガラスバルブの端部に形成された半田層と、前記半田層と電気的に導通するように、前記ガラスバルブの端部に覆設された金属体とを具備する放電ランプの製造方法において、
前記ガラスバルブの端部を溶融半田に浸漬し、前記ガラスバルブに密着する第１の半田層を形成する工程と、
前記第１の半田層が固化したのち、前記第１の半田層が形成された前記ガラスバルブ部分に前記金属体を覆設する工程と、
前記金属体の先端側を冷却しながら、後端側を加熱し、第１の半田層と前記金属体とに密着する第２の半田層を形成する工程とを具備することを特徴とする放電ランプの製造方法。
【請求項７】
前記溶融半田には超音波振動が加えられていることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の放電ランプの製造方法。
【請求項８】
ガラスバルブと、前記ガラスバルブの端部に形成された半田層と、前記半田層と電気的に導通するように、前記ガラスバルブの端部に覆設された金属体とを具備する放電ランプの製造方法において、
前記ガラスバルブの端部を超音波振動が加えられている溶融半田に浸漬し、前記ガラスバルブに密着する第１の半田層を形成する工程と、
前記第１の半田層が固化したのち、前記第１の半田層が形成された前記ガラスバルブ部分に前記金属体を覆設する工程と、
前記金属体の後端側の一部分を超音波振動が加えられている溶融半田に浸漬し、前記第１の半田層と前記金属体とに密着する第２の半田層を形成する工程と、
前記金属体の前端側まで超音波振動が加えられていない溶融半田に浸漬し、前記金属体の外表面に密着する第３の半田層を形成する工程とを具備することを特徴とする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、液晶テレビやパーソナルコンピュータのバックライト光源などに用いられる放電ランプおよび放電ランプの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶テレビ等に用いられる光源としては、特開２００４−１４６３５１号公報（以下、特許文献１）のような外部電極蛍光ランプや特開２００６−２９４５９３号公報（以下、特許文献２）のようなガラスバルブの外面に内部電極と電気的に接続された給電端子を有する冷陰極蛍光ランプが用いられるようになっている。これらのランプは、特許文献２の図１０のソケット１２０のようなバックライト側の固定手段に、外部電極または給電端子をはめ込むだけで、機械的接続と電気的接続ができるからである。従来、外部電極または給電端子には、半田ディッピングなどの方法によって形成した半田層が用いられていた。
【０００３】
ただし、半田層は、放熱効果が低い、剥がれやすいなどの問題がある。そこで、特開２００６−４０８５７号公報（以下、特許文献３）や特開２００５−５２６５号公報（以下、特許文献４）のように、筒状の金属体と半田層とをガラスバルブの端部に形成した放電ランプの発明が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１４６３５１号公報
【特許文献２】特開２００６−２９４５９３号公報
【特許文献３】特開２００６−４０８５７号公報
【特許文献４】特開２００５−５２６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献３や特許文献４のような放電ランプにおいて、曲げ応力を受けたり、落下したりすることで、ガラスバルブが破損するという不具合が発生している。
【０００６】
本発明の目的は、ガラスバルブが破損しにくい放電ランプおよび放電ランプの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の放電ランプは、ガラスバルブと、前記ガラスバルブの端部に形成された半田層と、前記半田層と電気的に導通するように、前記ガラスバルブの端部に覆設された金属体とを具備する放電ランプにおいて、前記金属体の先端側と前記ガラスバルブとの間には非密着層が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ガラスバルブの破損を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施の形態）
以下に、本発明の実施の形態の放電ランプについて図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。
【００１０】
本実施の形態の放電ランプの主要部は、例えば硼珪酸ガラスなどの硬質ガラスからなるガラスバルブ１により構成されている。そのガラスバルブ１の内部には放電空間１１が形成されており、放電空間１１にはネオンＮｅとアルゴンＡｒの混合ガスからなる希ガスと水銀Ｈｇが封入されている。また、ガラスバルブ１の内面には、例えばＲＧＢの３波長蛍光体からなる蛍光体層２が形成されている。
【００１１】
ガラスバルブ１の両端部には、ランプに電力を供給する給電端子として金属端子３が形成されている。この金属端子３は、半田層３１と金属体３２とで構成されている。
【００１２】
半田層３１は、ガラスバルブ１の端部に形成されている。この半田層３１の材料には、スズＳｎ、スズＳｎとインジウムＩｎの合金、スズＳｎとビスマスＢｉの合金などにアンチモンＳｂ、亜鉛Ｚｎ、アルミニウムＡｌなどを添加した半田を使用することができる。
【００１３】
金属体３２は、半田層３１と電気的に導通するように、薄い金属板をその一部が重なるように重ね巻きした両開口の筒状金属であり、ガラスバルブ１の端部に覆設されている。この金属体３２の材料としては、ガラスバルブ１の熱膨張係数に近い材料を用いるのが望ましく、例えば、ガラスバルブ１の材料の熱膨張係数に合わせて、鉄Ｆｅ、ニッケルＮｉ、銅Ｃｕ、コバルトＣｏ、クロムＣｒの単体または合金を使用することができる。また、金属体３２の表面には、銅Ｃｕ、スズＳｎ、亜鉛Ｚｎ、銀Ａｇ、金Ａｕ、ニッケルＮｉなどの金属メッキを施してもよい。
【００１４】
ここで、金属端子３の構造について図２を参照してさらに詳しく説明する。図２は、図１の一点鎖線Ｘ部分について説明するための拡大図である。
【００１５】
図からわかるように、半田層３１は、第１の半田層３１１、第２の半田層３１２および第３の半田層３１３で構成されている。第１の半田層３１１は、ガラスバルブ１と密着しているが、金属体３２とは密着していない半田層であり、０ｍｍ＜ｄ≦０．０７ｍｍ程度の厚みでガラスバルブ１端部の表面に形成されている。第２の半田層３１２は、金属体３２の後端側に形成され、第１の半田層３１１と金属体３２とに密着している半田層である。つまり、第２の半田層３１１は第１の半田層３１１と金属体３２との電気的接続を行っている部分となる。また、第２の半田層３１２は、金属体３２の後端から突出形成されている。なお、図２では第１の半田層３１１と第２の半田層３１２の境界を点線で示しているが、実際の状態ではこのような境界は存在しない。第３の半田層３１３は、金属体３２の外表面に密着している半田層である。
【００１６】
これら第１の半田層３１１および第２の半田層３１２により、金属体３２の先端側の内表面と第１の半田層３１１の外表面との間には、非密着層４が形成されている。この非密着層４の好適なサイズは、非密着層４の管軸方向の長さをＬとしたとき、Ｌ≧１．０ｍｍ、好適にはＬ≧３．０ｍｍである。なお、「密着」とは、部材同士が強く結びついている状態をいう。すなわち、部材間に隙間がある状態、単に接触している状態は密着ではなく、非密着であるといえる。
【００１７】
金属端子３の一形成方法を、図３を参照しながら説明する。
【００１８】
まず、（ａ）のように、溶融半田５１が満たされた半田槽５に、両端を封止したガラスバルブ１の一端を浸漬し、（ｂ）のように第１の半田層３１１を密着形成する。その際、超音波振動子５２によって超音波振動が加えられた溶融半田に浸漬する、いわゆる超音波半田ディッピングを行い、ガラスバルブ１と第１の半田層３１１のなじみを向上させるのが望ましい。次に、第１の半田層３１１が固化、すなわち十分に乾いたのち、（ｃ）のように第１の半田層３１１が形成されたガラスバルブ１部分に金属体３２を覆設する。
【００１９】
そして、ガラスバルブ１と金属体３２との固定強度を十分に保てる程度の金属体３２部分、例えば後端から金属体３２の２／３程度までを、（ｄ）のように溶融半田５１に浸漬し、第１の半田層３１１と金属体３２とに密着する第２の半田層３１２を形成する。この工程も、（ａ）のときと同様、超音波半田ディッピングを行い、ガラスバルブ１と金属体３２の間の隙間への半田の充填率を向上させるのが望ましい。その後、超音波振動子５２の動作を止め、超音波振動していない状態とした溶融半田５１に、（ｅ）のように、残りの金属体３２を浸漬し、金属体３２の外表面全体に第３の半田層３１３を形成する。これにより、ガラスバルブ１と金属体３２の先端側の間に非密着層４を形成しつつ、金属体３２の外表面全体に半田を形成することができる。なお、非密着層４の軸方向長さＬは、（ｄ）の工程において、溶融半田５１にディップする金属体３２の長さにより変化させることができる。最後に、ガラスバルブ１を半田槽５から引き抜き、その際に金属体３２の後端側に伸びる尻尾状の半田を台に押し当てるなどして成形することで、（ｆ）のような金属端子３を形成することができる。
【００２０】
下記に本発明の放電ランプの実施例の一仕様を示す。
【００２１】
ガラスバルブ１；ＥＲ−Ｎ（日本電気硝子株式会社製のガラス）、内径＝２．０ｍｍ、外径Ｒ＝３．０ｍｍ、全長＝９６０ｍｍ、
放電媒体：ネオンＮｅ＋アルゴンＡｒ、水銀Ｈｇ、
蛍光体層２；ＲＧＢの３波長蛍光体、
金属端子３；形成長さ＝２５ｍｍ、
半田層３１；セラソルザ（黒田テクノ製の半田、スズＳｎ−亜鉛Ｚｎ−アンチモンＳｂ）、
金属体３２；厚さ０．１ｍｍの４７アロイ（ニッケル＝４７％、鉄＝５３％の合金）を重ね巻きして形成、表面に銀Ａｇメッキ、
非密着層４；長さＬ＝７．０ｍｍ、間隔Ｄ＝最大０．０７ｍｍ。
【００２２】
上記実施例の放電ランプと金属体とガラスバルブの間に半田が完全に充填された従来の放電ランプを各５本作成し、破損強度試験を行った。その結果を図４に示す。なお、この試験は、管端から４０ｍｍの部分を固定した状態で、金属体の軸方向の中央付近をプッシュプルゲージでランプが破損するまで押し、そのときの荷重を測定するという方法で行ったものである。
【００２３】
結果から、実施例のランプは全体的に破損荷重が大きいが、従来例のランプはＮ０．２とＮｏ．５のランプの破損荷重が極端に小さいことがわかる。この原因は、ランプの破損箇所にある。具体的には、Ｎ０．２とＮｏ．５のランプは、金属体３２の先端のガラスバルブ１部分が破損していた。当該部分は、金属体３２とガラスバルブ１が強固に固定されていると、てこの原理によって応力が集中しやすい部分である。そのため、小さな荷重でも破損したと考えられる。これに対し、実施例のランプは、金属体３２の先端側とガラスバルブ１との間に形成された非密着部４により、当該部分への応力集中が防止されたため、小さな破損荷重では破損しなかったと考えられる。
【００２４】
次に、非密着層４の長さＬの異なるランプについて、０．４ｋｇｆの荷重をかけ、破損するかどうかの試験を行った。その結果を図５に示す。
【００２５】
結果から、非密着層４の長さＬが長いほど、破損しにくくなることがわかる。特に、長さＬが１．０ｍｍ以上であれば、破損率が低下し、さらに長さＬが３．０ｍｍ以上であれば、破損率が０％になる。したがって、非密着層４の長さＬは、Ｌ≧１．０ｍｍ、好適にはＬ≧３．０ｍｍであるのが望ましい。ただし、密着しない領域が大きくなると剥離しやすくなることから、非密着層４の長さＬはＬ≦１０ｍｍであるのが望ましい。
【００２６】
したがって、第１の実施の形態では、ガラスバルブ１と密着し、金属体３２とは密着しない第１の半田層３１１、金属体３２の少なくとも一部分に形成され、第１の半田層３１１と金属体３２とに密着する第２の半田層３１２、金属体３２の外表面全体に密着する第３の半田層３１３とからなる半田層３１を形成し、金属体３２の先端側とガラスバルブ１との間に非密着層４を形成したことにより、金属体３２の先端のガラスバルブ１部分の応力集中を抑制できるため、当該部分が破損しにくく、かつ金属体３２の表面が腐食等しにくい放電ランプを実現することができる。また、非密着層４の長さをＬとしたとき、Ｌ≧１．０ｍｍを満たしているため、さらに破損しにくくすることができる。
【００２７】
なお、ガラスバルブ１の端部を超音波振動が加えられた溶融半田５１に浸漬し、ガラスバルブ１に密着する第１の半田層３１１を形成する工程と、第１の半田層３１１が固化したのち、第１の半田層３１１が形成されたガラスバルブ１部分に金属体３２を覆設する工程と、金属体３２の後端側を超音波振動が加えられた溶融半田５１に浸漬し、第１の半田層３１１と金属体３２とに密着する第２の半田層３１２を形成する工程と、金属体３２の前端側まで超音波振動が加えられていない溶融半田５１に浸漬し、金属体３２の外表面に密着する第３の半田層３１３を形成する工程とを行うことにより、金属体３２の外表面に半田を形成しつつ、ガラスバルブ１と金属体３２の先端側の間に非密着層４を形成することができる。
【００２８】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。これ以降の実施の形態の各部については、第１の実施の形態の放電ランプの各部と同一部分は同一符号で示し、その説明を省略する。
【００２９】
第２の実施の形態では、金属体３２の外表面には第３の半田層３１３が形成されていない。したがって、本実施の形態では、放電ランプをバックライトに固定する際に、金属体３２部分をバックライト側のソケットで保持させることができるため、ソケットとの摩擦によって半田が剥がれ、その剥がれた半田が放電ランプの発光領域などに付着するなどの問題の発生を防止することができる。また、本実施の形態のランプ５本について、図４と同じ試験を行った結果、金属体３２の先端のガラスバルブ１部分が破損することはなく、第１の実施の形態と同様に破損しにくいことが確認された。
【００３０】
なお、図６のような状態は、ガラスバルブ１の端部を超音波振動が加えられた溶融半田５１に浸漬し、ガラスバルブ１に密着する第１の半田層３１１を形成する工程と、第１の半田層３１１が固化したのち、第１の半田層３１１が形成されたガラスバルブ１部分に金属体３２を覆設する工程と、金属体３２の先端側を冷却しながら、後端側を加熱し、第１の半田層３１１と金属体３２とに密着する第２の半田層３１２を形成する工程によって形成することができる。また、非密着層４の長さＬは、冷却範囲と加熱範囲を変更することにより、容易に調整可能である。
【００３１】
（第３の実施の形態）
図７は、本発明の第３の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。
【００３２】
第３の実施の形態では、金属体３２の先端側とガラスバルブ１の間には非密着層４のみが介在している。つまり、第１、２の実施の形態のように金属体３２の先端側とガラスバルブ１の間に半田が形成されていない。このような実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
（第４の実施の形態）
図８は、本発明の第４の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。
【００３４】
第４の実施の形態では、金属体３２の内表面全体に第２の半田層３１２が密着しているが、金属体３２の先端側の第２の半田層３１２とガラスバルブ１の間に非密着層４が形成されている。このような実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３５】
（第５の実施の形態）
図９は、本発明の第５の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。
【００３６】
第５の実施の形態では、ガラスバルブ１の外表面に第１の半田層３１１、かつ金属体３２の内表面全体に第２の半田層３１２が形成されているが、金属体３２の先端側の第１の半田層３１１と第２の半田層３１２との間に非密着層４が形成されている。このような実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、このような放電ランプは、あらかじめ内表面に半田を形成した金属体３２を、図３の（ｃ）の工程で用いれば実現できる。
【００３７】
（第６の実施の形態）
図１０は、本発明の第６の実施の形態の放電ランプについて説明するための図である。
【００３８】
第６の実施の形態では、両端に電極６１、インナーリード６２、アウターリード６３およびビーズガラス６４からなる電極マウント５が封止されたガラスバルブ１に、金属体３２の先端側と第１の半田層３１１の間に非密着層４が介在するように金属端子３を形成している。すなわち、冷陰極蛍光ランプの端部に金属端子３を形成していることになる。このような実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３９】
なお、本発明の実施の形態は上記に限られるわけではなく、例えば次のように変更してもよい。
【００４０】
金属体３２は、金属板を重ね巻きしたものに限られず、例えばＣ状であってもよいし、鋳型により射出するなどの方法により形成したものであってもよい。
【００４１】
第１の半田層３１１、第２の半田層３１２および第３の半田層３１３に用いる材料は、同一材料に限らない。例えば、第１の半田層３１１はガラスとの密着性に優れた材料、第２の半田層３１２および第３の半田層３１３は金属との密着性に優れた材料を使用するなど、異なる材料を組み合わせてもよい。
【００４２】
第３の半田層３１２は、図１１のように金属体３２の後端側のみに形成されている状態であってもよい。この場合、第２の実施の形態と同様に、ソケットとの摩擦による半田の剥がれを防止することができる。なお、図１１のようなランプは、図３の製造方法において、（ｅ）の工程を省略すれば形成することができる。
【００４３】
非密着層４は、その全てにおいて隙間が形成されている必要はなく、一部が接触していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。
【図２】図１の一点鎖線Ｘ部分について説明するための拡大図。
【図３】金属端子の一形成方法について説明するための図。
【図４】実施例のランプと従来例のランプの破損強度について説明するための図。
【図５】非密着層の長さＬを変化させたときの破損強度について説明するための図。
【図６】本発明の第２の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。
【図７】本発明の第３の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。
【図８】本発明の第４の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。
【図９】本発明の第５の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。
【図１０】本発明の第６の実施の形態の放電ランプについて説明するための図。
【図１１】本発明の変形例について説明するための図。
【符号の説明】
【００４５】
１  ガラスバルブ
１１  放電空間
２  蛍光体層
３  金属端子
３１  半田層
３１１  第１の半田層
３１２  第２の半田層
３１３  第３の半田層
３２  金属体
４  非密着層
５１  溶融半田
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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