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技術 放電ランプおよびその製造方法

出願人 ハリソン東芝ライティング株式会社
発明者 高橋寛
出願日 2008年2月6日 (12年2ヶ月経過) 出願番号 2008-026808
公開日 2009年8月20日 (10年8ヶ月経過) 公開番号 2009-187801
状態 未査定
技術分野 電子管、放電灯のうつわ、導入線等の製造 放電灯用うつわ・被膜
主要キーワード 半田ディップ後 有底開口 半田ディッピング 強制酸化 接続長 半田形成 金属筒 サイズ差
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この項目の情報は公開日時点(2009年8月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (7)

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、酸化還元を経た封着線32の表面に形成されている。

概要

背景

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、電極内部リード線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。

特開2006−294593号公報

概要

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。 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、酸化還元を経た封着線32の表面に形成されている。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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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。

技術分野

0001

本発明は、液晶テレビ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、電極内部リード線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

特開2006−294593号公報

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

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1の一点鎖線X部分の拡大図。
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。
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。
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。
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

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