JP3389971B2 - 放電管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極を備え
る放電管、特に、非発光領域を減少して、全長を短くで
きる放電管に属する。

【０００２】

【従来の技術】希ガス及び水銀蒸気が充填されたガラス
管の内部に一対の電極が対向して配置され且つガラス管
の内壁に蛍光膜が被覆された冷陰極放電管は、従来から
液晶ディスプレイのバックライト用光源等として広く使
用されている。冷陰極放電管の一対の電極には導入線の
一端が接続され、導入線の他端はガラス管の両端から外
部に導出される。一対の電極間に電圧を印加すると、一
方の電極から電子が放出され、ガラス管内の水銀原子に
電子が衝突して紫外線を発生する。この紫外線は、ガラ
ス管の内壁に形成された蛍光膜で可視光線に波長変換さ
れる。

【０００３】図３に示す従来の冷陰極放電管(40)は、第
１の導入線構成部材(14)と第２の導入線構成部材(15)と
を融着した導入線(11)及び導入線(11)に固着されたカッ
プ形状の電極(3)を備えた図４（ｃ）に示す電極組立体
(20)と、電極組立体(20)が両端に固定され且つ内部に放
電用ガスが充填されたガラス管(7)と、ガラス管(7)外で
導入線(11)の導出部(28)に接続された外部リード(8)
と、ガラス管(7)の内面(7a)に被覆され且つ電極(3)間の
放電により発生する紫外線の照射を受けて可視光線を放
出する蛍光膜(9)とを備える。導入線(11)は、導出部(2
8)と、ガラス管(7)内に形成された埋設部(29)と、導出
部(28)と埋設部(29)とを接続する結合部(16)とを備え
る。

【０００４】前記冷陰極放電管(40)を製造する際、最初
に、半田付け性に優れたニッケル製の第１の導入線構成
部材(14)とガラス融着性に優れたタングステン製の第２
の導入線構成部材(15)とを融着した図４（ａ）に示す導
入線(11)と、円筒状に形成されたガラスビーズ(2)と、
ニッケル製の電極(3)とを用意する。第１及び第２の導
入線構成部材(14, 15)の直径は実質的に等しい。次に、
図４（ｂ）に示すように、導入線(11)の第２の導入線構
成部材(15)をガラスビーズ(2)の孔(2a)に差し込み、突
出部(11a)をガラスビーズ(2)から突出させた状態で、ガ
ラスビーズ(2)を第２の導入線構成部材(15)に融着す
る。ガラスビーズ(2)の孔(2a)は、結合部(16)より径が
小さく且つ第２の導入線構成部材(15)より径が大きく構
成され、結合部(16)によってガラスビーズ(2)の融着位
置が設定される。その後、図４（ｃ）に示すように、突
出部(11a)の先端(11b)を電極(3)の外側底面(3a)に溶接
することにより電極組立体(20)が形成され、円筒状のガ
ラス管(7)の両端に電極組立体(20)を配置する。ガラス
管(7)内に希ガス及び水銀蒸気を含む放電用ガスを充填
した後、ガラスビーズ(2)をガラス管(7)に融着すると、
図４（ｄ）に示すように、電極(3)及び埋設部(29)がガ
ラス管(7)内に封止され、結合部(16)及び導出部(28)が
ガラス管(7)外に導出された状態となる。導出部(28)
は、適当な長さにカットされた後に外部リード(8)が半
田付けされ、図３に示す冷陰極放電管(40)が形成され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記冷陰極放電管(40)
では、第１及び第２の導入線構成部材(14, 15)が実質的
に等しい直径であるため、これらを融着すると図４
（ａ）に示すように、融けた金属のこぶが第１及び第２
の導入線構成部材(14, 15)の直径より大きく結合部(16)
に形成される。直径が約０.８mmのニッケルとタングス
テンの場合、図４（ａ）に示す結合部(16)の長さ(L)は
約０.６mmにもなる。このため、外部リード(8)を導出部
(28)に接続する際、図４（ｄ）に示すように、結合部(1
6)ではなく、ガラス管(7)及び結合部(16)から離間した
位置に外部リード(8)を半田付けしなければならず、冷
陰極放電管(40)の小型化を図ることができない。この結
合部(16)はいわば非発光領域であるため、結合部(16)が
大きいと発光効率が低下する。非発光領域を小さくする
ために、結合部(16)のこぶに外部リード(8)を半田付け
することも可能であるが、結合部(16)は曲面且つ不規則
な形状であり、しかもニッケルとタングステンとの融合
体のため半田付け性も悪く、外力により外部リード(8)
が外れ易い。従って、外部リード(8)と導出部(28)との
接続強度が十分に得られず接続不良の原因となる。

【０００６】そこで本発明は、非発光領域を小さくして
小型化を図る放電管を提供することを目的とする。ま
た、放電管と外部リードとの接続を強固にし接続不良を
防止する放電管を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による放電管は、
金属製の導入線(1)及び導入線(1)に固着された電極(3)
を備えた電極組立体(10)と、電極組立体(10)が両端に固
定され且つ内部に放電用ガスが充填されたガラス管(7)
と、ガラス管(7)の内面に被覆され且つ電極(3)間の放電
により発生する紫外線の照射を受けて可視光線を放出す
る蛍光膜(9)とを備えている。導入線(1)は、ガラス管
(7)の両端の外部に配置された導出部(18)と、導出部(1
8)より直径が小さく且つ電極(3)と共にガラス管(7)内に
封止された埋設部(19)とを備え、埋設部(19)は、導出部
(18)とは相違する材質により形成される。導出部(18)か
ら埋設部(19)に向かって径が小さくなるテーパ状の縮径
部(6)を埋設部(19)と導出部(18)との間に形成する。縮
径部(6)に係止するガラスビーズ(2)は、ガラス管(7)に
融着する。

【０００８】金属のこぶが縮径部(6)に形成されず、放
電管の全長を短縮化できる。即ち、導入線(1)にリード
線を接続するとき、ガラス管(7)に最も近接した位置に
形成された縮径部(6)に接続できるので、非発光領域を
小さくして十分な発光量を確保すると共に、放電管の小
型化を図ることができる。また、導入線(1)にリード線
を接続する際、リード線を強固且つ確実に縮径部(6)に
接続することができ、接続後にリード線と縮径部(6)と
の接続不良が発生しない。

【０００９】本発明の実施の形態では、導出部(18)は、
ニッケルから構成され、埋設部(19)は、タングステンか
ら構成され、縮径部(6)は、ニッケルとタングステンと
の混合金属となる。ガラス管(7)の外で導入線(1)に接続
された外部リード(8)を有し、外部リード(8)は導入線
(1)の導出部(18)又は縮径部(6)に固着される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明による放電管の実施
の形態を図１より説明する。図１に示す本実施の形態に
よる冷陰極放電管(30)は、金属製の導入線(1)及び導入
線(1)に固着されたカップ形状の電極(3)を備えた電極組
立体(10)と、電極組立体(10)が両端に固定され且つ内部
に放電用ガスが充填されたガラス管(7)と、ガラス管(7)
外で導入線(1)に接続された外部リード(8)と、ガラス管
(7)の内面(7a)に被覆され且つ電極(3)間の放電により発
生する紫外線の照射を受けて可視光線を放出する蛍光膜
(9)とを備える。電極組立体(10)の金属製の導入線(1)に
は、円筒形状のガラスビーズ(2)が融着され、ガラスビ
ーズ(2)とガラス管(7)との接続により電極(3)がガラス
管(7)内に封止される。

【００１１】本発明では、導入線(1)は、ガラス管(7)の
両端の外部に形成された導出部(18)と、導出部(18)より
直径が小さく且つ電極(3)と共にガラス管(7)内に封止さ
れた埋設部(19)とを備え、埋設部(19)に結合された縮径
部(6)及び導出部(18)にリード線である外部リード(8)が
接続される。このため、ガラス管(7)から離間させて外
部リード(8)を接続した図３に示す従来の冷陰極放電管
(40)と異なり、本実施の形態では冷陰極放電管(30)の全
長を短くできる。

【００１２】導出部(18)と埋設部(19)との直径の差は
０.２〜３.０mmである。直径の差が０.２mm未満である
と、導出部(18)より直径の大きいこぶが縮径部(6)に形
成され、３.０mmを超えると、縮径部(6)のテーパ角度が
急斜になり、いずれも縮径部(6)と外部リード(8)との接
続性が低下する。

【００１３】本実施の形態による冷陰極放電管(30)の製
造法は、最初に、ニッケル製の第１の導入線構成部材
(4)と、第１の導入線構成部材(4)より直径が小さいタン
グステン製の第２の導入線構成部材(5)とを融着して、
図２（ａ）に示す導入線(1)を形成する。

【００１４】導入線(1)に対する外部リード(8)の接続は
半田付けにより行われるので、第１の導入線構成部材
(4)は半田付け性に優れたニッケルを使用する。また、
ガラスビーズ(2)が融着される第２の導入線構成部材(5)
は、ガラスとの融着性に優れたタングステンを使用す
る。このため、第１の導入線構成部材(4)と第２の導入
線構成部材(5)との接続箇所である縮径部(6)は、ニッケ
ルとタングステンとを混合した金属となるが、ニッケル
製の第１の導入線構成部材(4)はタングステン製の第２
の導入線構成部材(5)に比べ、直径が大きく且つ融点が
低いためニッケルを多く含む。縮径部(6)は、こぶが形
成されず、第１の導入線構成部材(4)から第２の導入線
構成部材(5)にかけて直径が徐々に小さくなるテーパ状
に形成される。直径は例えば、第１の導入線構成部材
(4)が約０.８mmであり、第２の導入線構成部材(5)が約
０.５mmである。

【００１５】導入線(1)を第２の導入線構成部材(5)側か
らガラスビーズ(2)の孔(2a)に挿入して、図２（ｂ）に
示すように、導入線(1)の突出部(1a)をガラスビーズ(2)
から突出させる。尚、ガラスビーズ(2)を導入線(1)に挿
入するとき、導入線(1)を第１の導入線構成部材(4)が下
側になるように垂直に配置して、上方からガラスビーズ
(2)を挿入すると良い。ガラスビーズ(2)に形成された孔
(2a)の直径は、第１の導入線構成部材(4)の直径より小
さく、第２の導入線構成部材(5)の直径より若干大きい
ので、ガラスビーズ(2)は縮径部(6)で係止される。ガラ
スビーズ(2)は第２の導入線構成部材(5)より短いので、
ガラスビーズ(2)に導入線(1)を挿入したとき、第２の導
入線構成部材(5)がガラスビーズ(2)から若干突出して長
さ０.５〜３０mmの突出部(1a)を形成する。

【００１６】次に、図２（ｃ）に示すように、カップ状
に形成されたニッケル製の電極(3)の外側底面(3a)に突
出部(1a)の先端(1b)を溶接する。突出部(1a)の先端(1b)
と電極(3)の外側底面(3a)とを接触させ、この間に電流
を流して両者を溶接する。このとき、ガラスビーズ(2)
は導入線(1)に融着されていないので、溶接時に発生す
る熱がガラスビーズ(2)側に伝達しても、金属とガラス
との線膨張係数差に起因するクラックがガラスビーズ
(2)に生じない。このため、突出部(1a)の長さは、溶接
を良好に行うために必要となる最小限の長さだけ確保す
ればよく、ガラスビーズ(2)と導入線(1)とを融着後に電
極(3)を溶接する図４に示す従来法の突出部(11a)に比べ
て短く設定できる。例えば、ガラスビーズ(2)のクラッ
クを防止するため、従来の突出部(11a)の長さは最低で
も０.７mm程度必要であるのに対し、本実施の形態では
突出部(1a)の長さが約０.２mmに設定できる。導入線(1)
と電極(3)とを溶接することにより、ガラスビーズ(2)は
縮径部(6)と電極(3)との間に挟まれて、導入線(1)から
抜けることがない。その後、ガラスビーズ(2)を第２の
導入線構成部材(5)に融着して図２（ｄ）に示す導入線
(1)、ガラスビーズ(2)及び電極(3)が一体に固着された
電極組立体(10)を形成する。

【００１７】電極組立体(10)は、内面(7a)に蛍光膜(9)
が被覆された円筒状のガラス管(7)内に配置される。電
極組立体(10)は、密閉可能なチャンバ（容器）内にガラ
ス管(7)が挿入された状態で、電極(3)をそれぞれ内側に
向けてガラス管(7)の両端に同軸上に配置される。その
後、チャンバを密閉し、ネオンガス、アルゴンガス及び
キセノンガスの１種又は２種以上の希ガスと、水銀蒸気
等の金属蒸気とからなる放電用ガスを５.３〜１３kPa程
度の圧力でガラス管(7)内に充填する。放電用ガスが充
填されたガラス管(7)の両端及びガラスビーズ(2)をチャ
ンバ内に設けられた電気炉等で加熱して、ガラスビーズ
(2)をガラス管(7)に融着することにより、ガラス管(7)
の両端を閉塞する。これにより、電極(3)をガラス管(7)
内に封止すると共に、導入線(1)の埋設部(19)をガラス
管(7)内に形成する。また、縮径部(6)及び導出部(18)を
ガラス管(7)外に形成するが、図２（ｅ）に示すよう
に、縮径部(6)はガラス管(7)に埋設した部分を有し、埋
設長(A)が０.５mm以下である。

【００１８】最後に、ガラス管(7)外に配置された導出
部(18)の先端側をカットした後、導出部(18)及び縮径部
(6)に外部リード(8)を半田付けする。外部リード(8)を
ガラス管(7)に近接した縮径部(6)に接続できるので、冷
陰極放電管(30)の全長を短くできる。

【００１９】

【発明の効果】前記のように本発明では、放電管の小型
化を図ることができると共に、放電管と外部リードとの
接続不良を防止して放電管の強度及び耐久性を向上でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による放電管の実施の形態を示す断面
図

【図２】 本発明による放電管の製造法を示す断面図

【図３】 従来の放電管の実施の形態を示す断面図

【図４】 従来の放電管の製造法を示す断面図

【符号の説明】

(1)・・導入線、 (1a)・・突出部、 (1b)・・先端、
(2)・・ガラスビーズ、(2a)・・孔、 (3)・・電極、
(3a)・・外側底面、 (4)・・第１の導入線構成部材、
(5)・・第２の導入線構成部材、 (6)・・縮径部、
(7)・・ガラス管、 (7a)・・内面、 (8)・・外部リー
ド、 (9)・・蛍光膜、 (10)・・電極組立体、 (18)
・・導出部、 (19)・・埋設部、 (30)・・冷陰極放電
管、 (A)・・埋設長、

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製の導入線及び該導入線に固着され
   た電極を備えた電極組立体と、該電極組立体が両端に固
   定され且つ内部に放電用ガスが充填されたガラス管と、
   該ガラス管の内面に被覆され且つ前記電極間の放電によ
   り発生する紫外線の照射を受けて可視光線を放出する蛍
   光膜とを備え、前記導入線は、前記ガラス管の両端の外
   部に配置された導出部と、該導出部より直径が小さく且
   つ前記電極と共に前記ガラス管内に封止された埋設部と
   を備え、前記埋設部は、前記導出部とは相違する材質に
   より形成された放電管において、 前記導出部から前記埋設部に向かって径が小さくなるテ
   ーパ状の縮径部を前記埋設部と前記導出部との間に形成
   し、 前記縮径部に係止するガラスビーズは、前記ガラス管に
   融着することを特徴とする放電管。
2. 【請求項２】 前記導出部は、ニッケルから構成され、
   前記埋設部は、タングステンから構成され、前記縮径部
   は、ニッケルとタングステンとの混合金属となる請求項
   １に記載の放電管。
3. 【請求項３】 前記ガラス管の外で前記導入線に接続さ
   れた外部リードを有し、該外部リードは前記導入線の導
   出部又は縮径部に固着された請求項１又は２のいずれか
   に記載の放電管。