(57)【要約】【課題】  外部リード線を削除しても、半田層との接触が良好な放電ランプを提供する。【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に封着され、一端はガラスバルブ１内に、他端はガラスバルブ１の外部に導出された、例えばモリブデン、タングステン、コバールなどからなる封着線３２と、封着線３２と導通するようにガラスバルブ１の外部に形成された半田層４とを具備しており、半田層４は、酸化と還元を経た封着線３２の表面に形成されている。【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、前記ガラスバルブに封着され、一端は前記ガラスバルブ内に、他端は前記ガラスバルブの外部に導出された封着線と、前記封着線と導通するように前記ガラスバルブの外部に形成された半田層とを具備する放電ランプにおいて、
前記半田層は、酸化と還元を経た前記封着線の表面に形成されていることを特徴とする放電ランプ。
【請求項２】
前記封着線は、モリブデン、タングステン、コバールの何れかで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の放電ランプ。
【請求項３】
一端はガラスバルブ内に、他端は前記ガラスバルブの外部に突出するように封着線を封着する工程と、
前記ガラスバルブから突出した封着線の表面に酸化層を形成する工程と、
前記封着線の表面を還元して、前記酸化層を除去する工程と、
前記酸化工程および前記還元工程を経た前記封着線の表面に、前記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４】
前記酸化工程は、前記封着工程が兼ねることを特徴とする請求項３に記載の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などに用いられる放電ランプおよびそ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、特開２００６−２９４５９３号公報（以下、特許文献１）のような、ガラスバルブの両端に電極マウントが封着された冷陰極蛍光ランプの端部に、給電端子として半田層を形成した放電ランプが開発されている。このような放電ランプの電極マウントは、通常、電極と内部リード線と外部リード線とで構成され、内部リード線にはガラスへの封着に適したタングステン、外部リード線には半田とのなじみがよいジュメット線などが用いられている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９４５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、ユーザーからはコスト削減の要求がある。そこで、発明者はコスト削減のために放電ランプの部品点数を減らす試みを行っており、その試みの一つとして、外部リード線の削除に着目した。しかしながら、外部リード線を削除すると、半田層との接触不良が発生し、ランプが不灯に至るなどの問題が発生することがわかった。
【０００５】
本発明の目的は、外部リード線を削除しても、半田層との接触が良好な放電ランプを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、前記ガラスバルブに封着され、一端は前記ガラスバルブ内に、他端は前記ガラスバルブの外部に導出された封着線と、前記封着線と導通するように前記ガラスバルブの外部に形成された半田層とを具備する放電ランプにおいて、前記半田層は、酸化と還元を経た前記封着線の表面に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、外部リード線を削除しても、半田層との接触が良好な放電ランプ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】
【０００８】
（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全体図、図２は、図１の一点鎖線Ｘ部分の拡大図である。
【０００９】
本実施の形態の放電ランプは主要部として、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を有している。ガラスバルブ１の内部には放電空間１１が形成されている。放電空間１１には、例えばネオン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。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。
【００１０】
ガラスバルブ１の両端部には、電極マウント３が封着されている。電極マウント３は、電極３１、封着線３２及びビーズガラス３３で構成されている。
【００１１】
電極３１は、有底開口（カップ）状であり、その開口がガラスバルブ１の中央側、底部が端部側になるように放電空間１１の両端部に対向配置される。電極３１としては、例えば、ニッケルＮｉやモリブデンＭｏやニオブＮｂなどを使用することができる。
【００１２】
封着線３２は、一端は電極３１の底部と接続され、他端はガラスバルブ１の外部に導出される。この封着線３２は、ガラスバルブ１およびビーズガラス３３に封着される線であるので、それらの熱膨張係数に近い材料を選択するのが望ましい。例えば、硬質ガラスの場合には、コバールＫｏｖ（ニッケルＮｉ、鉄Ｆｅ、コバルトＣｏの合金）、モリブデンＭｏ、タングステンＷなどが好適である。なお、封着線３２の直径Ｒは、ガラスバルブ１の内径ｒに対して、０．２５倍〜０．５倍であるのが好適である。また、ガラスバルブ１の端部から導出される封着線３２の長さＬは、半田との接続が行えるだけの長さがあればよく、逆に長すぎると無効発光長が長くなってしまうので、０ｍｍ≦Ｌ≦１．０ｍｍであるのが望ましい。
【００１３】
ここで、ガラスバルブ１の端部から突出した封着線３２は、酸化と還元を経ることで、表面が粗面３２１となっている。すなわち、購入後のほとんど酸化していない光沢のある封着線３２の表面を敢えて酸化させ、表面に金属と酸素の化合物を形成して外観上、黒っぽい表面状態にしたのち、還元して金属と酸素の化合物を除去し、元の光沢のある表面状態のように戻すという工程を経てえた面状態である。なお、ここでの「還元」とは元の金属の表面状態に完全に戻すという意味ではなく、酸化した部分を除去することで、見た目上、元の金属の表面状態に近づけるという程度の意味である。
【００１４】
ビーズガラス３３は、封着線３２の軸周に形成されており、ガラスバルブ１端部に気密封着される。ビーズガラス３３としては、ガラスバルブ１と熱膨張係数が近接する材料、例えば、ガラスバルブ１と同じ硬質ガラスを用いるのが最適である。
【００１５】
ガラスバルブ１の端部の外表面には、封着線３２と導通するように給電端子として半田層４が形成されている。詳細には、酸化と還元を経た封着線３２の表面３２１に、半田が形成された状態である。半田の管軸方向の形成範囲は、封着線３２の外端部付近から電極３１の先端部を覆わない部分までである。半田層４としては、ガラスとのなじみが良好なスズＳｎ、スズＳｎとインジウムＩｎの合金、スズＳｎとビスマスＢｉの合金などを使用することができる。なお、この金属にさらにアンチモンＳｂ、亜鉛Ｚｎ、アルミニウムＡｌなどを添加してもよい。
【００１６】
次に、本発明の放電ランプの一製造方法を、図３を参照しながら説明する。
【００１７】
まず、（ａ）のように、内面に蛍光体２を塗布したガラスバルブ１の封着部形成予定部分に電極マウント３を配置し、当該部分をバーナー５１で加熱溶融させて、（ｂ）のように、ガラスバルブ１の端部に電極マウント３を封着する。この封着工程では、バーナー５１の熱によって封着線３２の温度も上昇するため、封着線３２の表面に酸化層３２２を形成することができる。すなわち、酸化工程を封着工程に兼ねさせることができる。この封着工程をガラスバルブ１の両端で行い、（ｃ）のように、封着線３２の表面に酸化層３２２が形成されたランプを形成する。
【００１８】
次に、（ｃ）のランプの封着線３２を、（ｄ）のように酸化層除去液５２に浸漬（ディッピング）する。これにより、封着線３２の酸化層３２２が除去され、（ｅ）のように、粗面３２１が形成される。ここで、酸化層除去液５２としては、塩酸や硫酸などの溶液を用いることができ、その溶液の濃度によって作業時間や表面状態を調整できる。
【００１９】
その後、（ｄ）のランプのガラスバルブ１の端部を、（ｆ）のように溶融半田５３に浸漬して、半田層４を形成する。このときの溶融半田５３は、特開２００４−１４６３５１号公報に記載のように、超音波振動子などにより超音波振動が加えられたものであるのが望ましく、すなわち、超音波半田ディッピングを行うのが望ましい。これにより、封着線３２の粗面３２１に半田がのりやすくすることができる。なお、（ｅ）〜（ｆ）までの間、封着線３２の粗面３２１が大気にさらされるため、表面が多少酸化する場合があるが、この程度の酸化で半田がのらなくなるということはない。そして、この半田形成工程をガラスバルブ１の両端で行うことで、（ｇ）のように、本発明の放電ランプを製造することができる。
【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】
（実施例）
ガラスバルブ１；硼珪酸ガラス、内径ｒ＝２．４ｍｍ、外径＝３．４ｍｍ、全長＝約９５０ｍｍ、
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、
電極３１；ニッケルＮｉ、カップ状、
封着線３２；コバールＫｏｖ、直径Ｒ＝０．８ｍｍ、突出長Ｌ＝０．５ｍｍ、
ビーズガラス３３；硼珪酸ガラス、
半田層４；スズＳｎ−亜鉛Ｚｎ−アンチモンＳｂ、全長＝２５ｍｍ。
【００２２】
上記実施例の放電ランプを５本作成したところ、実施例のランプでは全てのランプにおいて封着線３２と半田層４との接触が良好であり、点灯不良は発生しないことが確認された。
【００２３】
次に、酸化・還元を経た封着線（実施例１）、購入した状態（表面に光沢）の封着線（比較例１）、酸化させた封着線（比較例２）、従来、外部リードとして使用されていたジュメット線（比較例３）を用いて試験を行った。その結果を図４に示す。ここで、試験１と２は、金属線単体で試験したときの評価である。
【００２４】
試験１の結果から、実施例１、比較例１、３は半田ののりが良好であり、比較例２は半田のりが悪いことがわかる。特に比較例２では、半田ディップ後も封着線の黒っぽい表面が確認できるほどであったから、酸化層には半田がのりにくいことがわかった。また、試験２の結果から、実施例１と比較例３は半田が剥がれにくく、比較例１は比較的半田が剥がれにくく、比較例２は半田がはがれやすいことがわかる。このことから、酸化と還元を経ることで半田をより強固に接触させることができることがわかった。
【００２５】
図４の結果から、ガラスへの封着には適しているが、半田との接触には適さないコバールＫｏｖなどの封着線であっても、酸化と還元を経ることで半田の接触性を外部リード線と同程度にすることができることがわかった。ここで、さらに実施例１と比較例３についてランプに封着した状態を比較すると、実施例１では、部品点数の削減等によりコストが安い、外部リード線と溶接しなくて良いことから、放熱性の高い直径Ｒの大きな封着線を使用できる、外部リード線との接続長分だけ無効発光長が短い等のメリットを得ることができる。
【００２６】
したがって、第１の実施の形態では、酸化と還元を経た封着線３２の粗面３２１に半田層４を形成することで、封着線３２がガラスの封着には適しているが、半田との接触には適さないモリブデン、タングステン、コバールなどの金属材料であっても、半田となじみやすいジュメットなどの外部リード線のように、半田との接触性が向上するため、部品点数を削減しつつ、半田層４との接触が良好な放電ランプを実現できる。また、封着線３２の選択自由度が増す、無効発光長を小さくできるなどのメリットも得ることができる。
【００２７】
（第２の実施の形態）
図５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。
【００２８】
第２の実施の形態では、直径Ｒの大きな封着線３２をガラスバルブ１の端部に封着している。このランプでは第１の実施の形態と同様の効果を得られるとともに、ビーズガラス３３を用いないでもガラスバルブ１に封着できるため、さらに部品点数を削減することができる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、ガラスバルブ１の内径ｒと封着線３２の直径Ｒの関係ｒ−Ｒは、０．２ｍｍ≦ｒ−Ｒ≦０．６ｍｍであるのが望ましい。ｒ−Ｒが０．６ｍｍよりも大きいとガラスバルブ１の内径ｒとのサイズ差によって封着強度が低下して、リークや割れなどの原因となり、０．２ｍｍよりも小さいと製造時にガラスバルブ１内に封着線３２が入らないという問題が発生するためである。
【００３０】
（第３の実施の形態）
図６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全体図である。
【００３１】
第３の実施の形態では、給電端子を金属筒４１と半田層４とで構成している。このような給電端子は、ガラスバルブ１の端部に金属筒４１を配設したのち、半田ディッピングすることで得ることができる。なお、このランプでも第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００３２】
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。
【００３３】
第１の実施の形態では、封着工程が酸化工程を兼ねているが、封着前の電極マウント３の封着線３２をバーナーなどで強制酸化させたのち、封着工程を行うようにしてもよい。
【００３４】
還元工程は、薬品による除去に限らず、化学反応や機械的手段によって酸化層を除去しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【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全体図。
【図２】図１の一点鎖線Ｘ部分の拡大図。
【図３】本発明の放電ランプの一製造方法について説明するための図。
【図４】表面状態の異なる金属材料に半田を形成する試験を行ったときの結果について説明するための図。
【図５】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６】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。
【符号の説明】
【００３６】
１  ガラスバルブ
１１  放電空間
２  蛍光体層
３  電極マウント
３１  電極
３２  封着線
３２１  粗面
３２２  酸化層
３３  ガラスビーズ
４  半田層
【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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