(57)【要約】【課題】管径の細い熱陰極蛍光ランプにおいて、排気効率を容易に向上させ、電極を支持するマウントの異常な加熱を抑制する。【解決手段】  熱陰極蛍光ランプの製造方法では、電極部を組み立てる組立工程として、まずフレア１２の内部に排気管１３を挿入し、フレア１２と排気管１３との間にリード線１１を挟んだ状態にする。このとき排気管１３の一端部を、フレア１２の端部と一致させる。そして、排気管１３の内部に圧縮ガスを導入させつつ排気管１３の外壁とフレア１２の内壁とを溶着させる。そして内部リード線１１ａにフィラメント１４を接続して、電極部が組み立てられる。次に、電極部を発光管に挿入し、フレア１２が有する鍔部１２ａと発光管とを溶着させる。そして排気工程として、フィラメント１４に付着されているエミッタを活性化させ、発光管内を排気し、所望の封入物を封入する。最後に排気管１３を封じ切って、口金を取り付ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光空間を形成する発光管、該発光管内を排気するための排気管、筒状のフレア、リード線、及びフィラメントを準備する工程と、前記フレアと前記排気管とを前記リード線を挟んで溶着させ、前記リード線に前記フィラメントを接続することで電極部を組立てる組立工程と、前記排気管より前記発光管内を排気する排気工程とを有する熱陰極蛍光ランプの製造方法において、
前記組立工程では、前記フレアの内部に前記リード線の溶着部を介して前記排気管を挿入し、前記排気管に圧縮ガスを導入しつつ、前記フレアと前記排気管とを溶着させることを特徴とする熱陰極蛍光ランプの製造方法。
【請求項２】
前記組立工程後における前記排気管の内径が、前記発光管の内径の５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の熱陰極蛍光ランプの製造方法。
【請求項３】
前記組立工程において、前記排気工程の際に前記フィラメント近傍のガスの流れが直接前記排気管へ向かうことを防止する遮蔽部材を、前記フィラメントと前記排気管との間にさらに設置することを特徴とする請求項１または２に記載の熱陰極蛍光ランプの製造方法。
【請求項４】
前記リード線の前記溶着部は、金属箔を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の熱陰極蛍光ランプの製造方法。
【請求項５】
発光空間を形成する発光管と、
該発光管の端部に設けられたステムマウントと、
該ステムマウントに支持されたリード線と、
前記発光管内において該リード線に接続されたフィラメントとを有し、
前記ステムマウントの中央部には、前記発光管内を排気するときに用いられた孔部が形成されており、
前記孔部の直径が、前記発光管の内径の５０％以上であることを特徴とする熱陰極蛍光ランプ。
【請求項６】
前記発光管の内径が１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載の熱陰極蛍光ランプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は管径の小さい熱陰極蛍光ランプ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱陰極蛍光ランプ（ＨＣＦＬ）は、主に液晶表示装置のバックライトとして用いられる冷陰極蛍光ランプ（ＣＣＦＬ）より発光効率が高い。しかし熱陰極蛍光ランプは、一般に冷陰極蛍光ランプよりも発光空間を形成する発光管が太い。このため、熱陰極蛍光ランプについても発光管の細管化が望まれる。
【０００３】
発光管が細い熱陰極蛍光ランプを製造する場合、電極を保持するステムマウントに構成され、発光管内を排気する排気管の内径を大きくする必要がある。その理由は、排気管の内径が小さい場合、発光管の内部の排気効率は低減され、所望の真空度を達成するためには、排気時間を長くする必要があるからである。さらに、排気時間が長くても、所望の真空度を達成させることができない場合もある。発光管の排気が不十分な場合、発光管の内部に滞った不純ガスは、発光管に付着された蛍光体に吸着してランプの寿命を短くしたり、放電を開始し難くして発光初期の輝度を小さくする。
【０００４】
ステムマウント構造を有する蛍光ランプにおいて、排気管の内径を大きくし、発光管の内径の３０％〜５０％とすることが、特許文献１に記載されている。これにより、内径が１０〜３２ｍｍの発光管に対して、排気効率を向上させることが可能とされている。
【０００５】
また、内径の小さい発光管の製造方法が特許文献２に記載されている。特許文献２に記載の蛍光ランプの製造方法は、ステムマウントに排気管を構成することなく、発光管自身を排気の際の排気口として利用するものである。蛍光ランプの製造方法として、まず、先端に電極が形成された２本のリード線に跨るように、２つのガラスビーズを形成しておく。そして発光管が有する開口部から電極を挿入して、電極が発光管から抜けないように、一方のガラスビーズを発光管に溶着させる。このとき、発光管とガラスビーズとの間には、隙間を空けておく。その後、発光管から外部へ露出している２本のリード線に、通電装置を取り付ける。さらにこの状態で、発光管を密閉するように、発光管の開口部に排気装置を取り付ける。そして、通電装置によりリード線に電流を流すことでフィラメントに付着させたエミッタを活性化させ、排気装置によって発光管内を排気する。その後、他方のガラスビーズを発光管に溶着させて、発光管を封着する。最後に、発光管を切断することで、蛍光ランプが完成する。このように、発光管の開口部を排気口として利用することで、排気の効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００４−１５２７０９号公報
【特許文献２】特開２００６−２７８０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ガラス製のフレアをガラス製の排気管の外周に設け、フレアと排気管を溶着することでステムマウントを構成する際、フレアと排気管の先端部の隙間は潰されて封止される。このとき、フレアの端部は内側に変形し、ガラス製の排気管と一体化する。そのため排気管の内径は、ステムマウントの幅よりも大幅に小さくなってしまう。したがって発光管の管径に合わせた大きさのステムマウントを組立てた場合、排気管の内径は発光管の内径より大幅に小さくなる。このように、排気管の内径を大きくすることは困難である。特許文献１に記載の蛍光ランプでは、排気管の内径を発光管の内径の５０％以上とすることが非常に困難であるとされている。そのため、発光管の内径がさらに小さい熱陰極蛍光ランプでは、排気の効率が大幅に低減される。
【０００７】
特許文献２に記載の蛍光ランプの製造方法では、発光管を排気する際、排気管の内部から露出したリード線に通電機構を接続した状態で、排気管の排気口に排気機構を取り付ける必要がある。そのため、リード線が排気管の外部にあるステムマウント構造の熱陰極蛍光ランプと比較して、排気の工程が複雑である。
【０００８】
また熱陰極蛍光ランプは、点灯時及び点灯中に、電極であるフィラメントに予め付着されているエミッタが消耗し、エミッタが枯渇したときに寿命を迎える。エミッタが枯渇すると、陰極降下電圧は数十Ｖから１００Ｖ程度となり、約１０倍程度の電力がフィラメントに供給される。このとき、フィラメントは異常に過熱され、フィラメントの周辺のマウントやリード線や口金等を溶融させる可能性がある。
【０００９】
また、エミッタからの電子放出や、点灯中のフィラメントへのイオンの衝突などにより、エミッタの構成物質やフィラメントの構成物質（例えばタングステン。）などが飛散する。このように飛散した物質（以下、飛散物質という。）がフィラメントを支持するステムマウントに堆積した場合、エミッタが寿命を迎えても、飛散物質を介して電流が流れる場合がある。このとき、ステムマウントは加熱され、リード線や口金等を異常に加熱させる可能性がある。
【００１０】
本発明の目的は、上記背景技術の課題に鑑み、排気効率を容易に向上させる管径の細い熱陰極蛍光ランプを提供することである。また本発明の別の目的は、ステムマウントの異常な加熱が抑制される熱陰極蛍光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】
【００１１】
本発明の熱陰極蛍光ランプの製造方法は、発光空間を形成する発光管、該発光管内を排気するための排気管、筒状のフレア、リード線、及びフィラメントを準備する工程と、フレアと排気管とをリード線を挟んで溶着させ、リード線にフィラメントを接続することで電極部を組立てる組立工程と、排気管より発光管内を排気する排気工程とを有する。そして組立工程では、フレアの内部にリード線の溶着部を介して排気管を挿入し、排気管に圧縮ガスを導入しつつ、フレアと排気管とを溶着させることを特徴とする。
【００１２】
また本発明の熱陰極蛍光ランプは、発光空間を形成する発光管と、該発光管の端部に設けられたステムマウントと、該ステムマウントに支持されたリード線と、発光管内において該リード線に接続されたフィラメントとを有する。そして、ステムマウントの中央部には発光管内を排気するときに用いられた孔部が形成されており、その孔部の直径は発光管の内径の５０％以上であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、管径の細い熱陰極蛍光ランプにおいて、排気効率を容易に向上させることができる。また、電極を支持するマウントの異常な加熱を抑制することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。まず、本発明における熱陰極蛍光ランプの製造方法について説明する。熱陰極蛍光ランプの製造方法として、まず熱陰極蛍光ランプが有する電極部の構成部品を準備する。図１には、電極部の構成部品が示されている。図１（ａ）はリード線の図、図１（ｂ）はフレアの斜視図、図１（ｃ）は排気管の斜視図、図１（ｄ）はフィラメントの図である。リード線１１の中央部付近は溶着部１５となっている。本実施例におけるリード線１１は、軟質ガラスによって溶着された際に、密封効果の高いジュメット線が用いられる。フレア１２の形状は略円筒形の筒状であり、その一端部には鍔部１２ａが形成されている。排気管１３の形状は円筒形であり、その両端部は開口部となっている。フレア１２と排気管１３はガラスから構成される。フィラメント１４には、電子の放出源であるエミッタが付着されている。
【００１５】
次に、電極部を組み立てる組立工程を実施する。図２は、組立工程により組み立てられた電極部の斜視図である。組立工程として、まずフレア１２の内部に排気管１３を挿入し、フレア１２と排気管１３との間にリード線１１を挟んだ状態にする。このとき、排気管１３の一端部をフレア１２の他端部（鍔部１２ａと反対側の端部。）と一致させる。そして、排気管１３の外壁とフレア１２の内壁とを溶着させる。このとき、排気管１３の内部に圧縮ガスを導入させることで、排気管１３を圧潰することなく、フレア１２と排気管１３とを溶着させる。これにより排気管１３とフレア１２は一体となり、リード線１１を支持するステムマウントを構成する。そして、２本の内部リード線１１ａ（発光空間を形成する発光管の内部に挿入される側のリード線。）を結線するように、フィラメント１４を接続する。このようにして、電極部が組立てられる。
【００１６】
上記のように、排気管１３は圧潰されないため、ステムマウントの幅に対して排気管１３の内径を大きくすることができる。特に、排気管１３の内径は発光管の内径の５０％以上にすることができる。
【００１７】
次に、上述のステムマウントを発光管に取り付ける。図３には、発光管にステムマウントが取り付けられた際の図が示されている。ステムマウントは、フィラメントが配された側が発光管３１の内部側となるように挿入される。そして、フレア１２の鍔部１２ａに相当する部分と発光管３１とを溶着させる。
【００１８】
次に、排気工程を実施する。具体的には、発光管３１の外部側に配置された排気管１３の排気口に、発光管３１の内部のガスを排気する排気機構を取り付ける。また、２本の外部リード線１１ｂ（発光管３１の外部へ露出しているリード線。）には、フィラメント１４に通電させる通電機構を取り付ける。外部リード線１１ｂは、排気管１３の外部に存在するため、排気機構と通電機構は容易に取り付けることが出来る。そして、通電機構によりフィラメント１４に電流を流し、フィラメント１４の温度を上げることで、フィラメント１４に付着されているエミッタを活性化させる。これに伴い、排気管１３を通じて発光管３１の内部を排気する。そして、所望の封入物（希ガスや水銀など）を封入する。ここで排気抵抗は排気管１３の内径の４乗に反比例するため、排気管１３の内径は大きいことが望ましい。特に、排気管１３の内径は、発光管の内径の５０％以上であることが望ましい。そうすることで、管径が直径２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の発光管３１において、排気効率を向上させることができる。
【００１９】
排気及び封入物の封入は様々な方法を用いることが出来る。例えば、発光管３１の両端に構成されたステムマウントの排気管１３から、発光管３１の排気を実施することができる。また、一方のステムマウントの排気管１３から封入物を封入しながら、他方のステムマウントの排気管１３で排気を行っても良い。
【００２０】
最後に排気管１３を封じ切って発光管３１を封止した後、口金４１を取り付ける（図４参照。）。以上の製造工程により、排気管１３の内径が発光管３１の内径の５０％以上である熱陰極蛍光ランプを製造することが出来る。これにより、管径が直径２ｍｍ〜１０ｍｍ程度のステムマウント構造の熱陰極蛍光ランプであっても、排気の効率を向上させることができる。
【００２１】
図４は、上記製造方法によって製造した熱陰極蛍光ランプの側面図である。熱陰極蛍光ランプは、発光空間を形成する発光管３１と発光管３１の端部に設けられたステムマウントを有する。また、２本の内部リード線１１ａがステムマウントに支持されており、２本の内部リード線１１ａを結線するようにフィラメント１４が接続されている。ステムマウントの中央部には、発光管３１内を排気するときに用いられた排気管１３の一部が孔部として残っている。つまり、ステムマウントに構成された２本の内部リード線１１ａの間には、大きな孔部が形成されている。この孔部は、熱陰極蛍光ランプの製造工程で用いられた排気管の管内に相当する部分であり、孔部の直径は発光管３１の内径の５０％以上とすることができる。これにより、フィラメント１４とステムマウントとの距離が大きくなり、フィラメント１４から生じる輻射熱がステムマウントに伝わり難いため、ステムマウントの加熱を抑制することが出来る。
【００２２】
また、ステムマウントの加熱が抑制されるため、内部リード線の長さを短くし、フィラメントをよりステムマウントに近い位置に配置することができる。これにより陽極と陰極との間隔を長くすることができるため、陽光注が大きくなり、発光管３１の発光効率が向上する。
【００２３】
さらに、ステムマウントは大きな孔部を有するため、飛散物質が堆積しにくい構造となっている。このためエミッタが枯渇した際、飛散物質を介してリード線に電流が流れることを抑制することができ、ステムマウントの異常な加熱を抑制することが出来る。これにより、例えば画像表示装置のような狭い空間に設置することができる。
【００２４】
（実施例２）
図５は、本実施例における熱陰極蛍光ランプに使用される別のリード線の図である。リード線５１の溶着部には、金属箔５２が構成されている。この金属箔５２は、組立工程において、フレア１２と排気管１３によって挟み込まれる。金属箔５２は、伸縮性および柔軟性に優れているため、溶着部の気密性が向上される。金属箔５２の金属種としては、モリブデンを用いることが望ましい。モリブデン箔は、ガラスと比較的なじみやすく、溶着部の気密性が向上される。これにより、発光管３１の内部のガスのリークを抑制することができるため、排気工程において排気効率を向上させることが出来る。
【００２５】
（実施例３）
図６は、本実施例における熱陰極蛍光ランプに使用される別の電極部の斜視図である。本実施例での電極部は、実施例１で説明した電極部に遮蔽部材である遮蔽板６１をさらに設置した構成である。遮蔽板６１は、その一端側をステムマウントに固定されており、遮蔽板６１の他端側はフィラメント１４と排気管１３の排気口との間に構成されている。遮蔽板６１は、排気工程の際にフィラメント１４近傍のガスの流れが、直接排気管１３へ向かうことを防止する。これにより、フィラメント１４近傍のガスの流れは遅くなり、フィラメント１４に付着されているエミッタの温度低下を防ぐことが出来る。また遮蔽板６１は、フィラメント１４から飛散した飛散物質を、ステムマウントに堆積することをさらに抑制することが出来る。
【００２６】
以上、本発明の望ましい実施形態について提示し、詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない限り、さまざまな変更及び修正が可能であることを理解されたい。例えば発光管の形状は直管型に限定されず、例えば管型であってもよい。フレアと排気管の形状は、円筒形に限定されない。フレアと排気管の形状は、ステムマウントを構成することができ、排気能率が高い筒状構造であれば、どのような形状でも好適に用いられる。
【００２７】
またリード線の数は２本以上であっても構わない。さらに、電極の周囲にスパッタ防止用の遮蔽カバーを設置しても良い。これにより、エミッタから飛散物質が飛散することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例に係わる電極部の構成部品を示す図。（ａ）はリード線の図であり、（ｂ）はフレアの図であり、（ｃ）は排気管の図であり、（ｄ）はフィラメントの図である。
【図２】本発明の一実施例に係わる電極部の斜視図。
【図３】図２の電極部と発光管とを封着した際の熱陰極蛍光ランプの側面図。
【図４】本発明の一実施例に係わる熱陰極蛍光ランプの側面図。
【図５】本発明の別の実施例に係わるリード線の図。
【図６】本発明の別の実施例に係わる電極部の斜視図。
【符号の説明】
【００２９】
１１、５１  リード線
１１ａ      内部リード線
１１ｂ      外部リード線
１２        フレア
１２ａ      鍔部
１３        排気管
１４        フィラメント
１５        溶着部
３１        発光管
４１        口金
５２        金属箔
６１        遮蔽板
【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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