專利名稱：放電燈及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作液晶電視機(jī)、筆記本計(jì)算機(jī)等的背光光源的放電燈及其制造方法。
背景技術(shù)：
作為液晶顯示器的背光所用的光源其中一例，有外表面電極放電燈。外表面電極放電 燈是這樣一種燈其內(nèi)部封入放電介質(zhì)，而管內(nèi)壁面形成有熒光體層的放電容器其兩端部 形成有外表面電極，可通過(guò)對(duì)該外表面電極間供電來(lái)獲得可見(jiàn)光。以往，這種外部電極使
用的是如日本特開(kāi)2004 —146351號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)1)所記載的低成本且容易制造的釬焊電 極。
但釬焊電極存在因釬焊剝落所造成的接觸不良、散熱性低等問(wèn)題。因此，最近提出了 如日本特開(kāi)2007 —134289號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)2)、特開(kāi)2004—179059號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)3)、 以及特開(kāi)2006—114271號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)4)所記載的將套筒狀或帽狀的罩蓋金屬配置于放 電容器端部的外表面電極放電燈方案。
專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004—146351號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2007—134289號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2004—179059號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)2006—114271號(hào)公報(bào)
但專利文獻(xiàn)2 4這種使用罩蓋金屬的放電燈有點(diǎn)燈不良情況發(fā)生。對(duì)這種點(diǎn)燈不良 情況進(jìn)行了研究之后知道其原因在于形成了罩蓋金屬的放電容器部分所產(chǎn)生的裂紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明其目的在于提供一種可抑制燈裂紋所引起的點(diǎn)燈不良情況的放電燈。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的放電燈其特征在于，包括內(nèi)部封入放電介質(zhì)而成的放 電容器；以及設(shè)置于所述放電容器端部的罩蓋金屬和釬焊層，所述釬焊層形成為覆蓋所述 罩蓋金屬，形成有所述罩蓋金屬的所述放電容器部分在圓周方向上留有壓縮應(yīng)變。而本發(fā)明的放電燈制造方法其特征在于，包括形成內(nèi)部封入放電介質(zhì)而成的放電容 器的工序；將熱膨脹系數(shù)大于所述放電容器的熱膨脹系數(shù)的罩蓋金屬安裝于所述放電容器 端部的工序；以及通過(guò)釬焊浸漬形成所述釬焊層并使釬焊層覆蓋所述罩蓋金屬、至少在所 述放電容器的圓周方向上留有壓縮應(yīng)變的工序。
采用本發(fā)明可以抑制燈裂紋所引起的點(diǎn)燈不良情況。


圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的放電燈的總體圖。
圖2是用于說(shuō)明筒狀金屬的說(shuō)明圖。
圖3是用于說(shuō)明放電燈其端部的說(shuō)明圖。
圖4是用于說(shuō)明當(dāng)改變放電容器和筒狀金屬其材料時(shí)的應(yīng)變的說(shuō)明圖。 圖5是用于說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施方式的放電燈的說(shuō)明圖。 圖6是用于說(shuō)明本發(fā)明變形例1的說(shuō)明圖。 圖7是用于說(shuō)明本發(fā)明變形例2的說(shuō)明圖。 圖8是用于說(shuō)明本發(fā)明變形例3的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施方式)
下面參照

本發(fā)明實(shí)施方式的放電燈。圖1是用于說(shuō)明本發(fā)明第一實(shí)施方式的 放電燈的總體圖。
放電燈的容器由例如軟玻璃所形成的放電容器1構(gòu)成。放電容器1呈兩端部通過(guò)封口 而被封閉的細(xì)長(zhǎng)筒型形狀，其內(nèi)部形成有放電空間11。放電空間ll封入有由水銀Hg和惰 性氣體所組成的放電介質(zhì)。這里，作為惰性氣體來(lái)說(shuō)，適用氖(Ne)和氬(Ar)的混合氣體。 而在放電容器l的內(nèi)表面至少在覆蓋燈放光區(qū)的范圍內(nèi)形成有熒光體層2。作為熒光體層 2來(lái)說(shuō)，除了以R(紅)、G(綠)、B(藍(lán))光進(jìn)行發(fā)光的單波長(zhǎng)熒光體以外，可按照目的用途 使用混合RGB的三波長(zhǎng)熒光體等。
放電容器1的兩端部形成有筒狀金屬3和釬焊層4作為罩蓋金屬。具體來(lái)說(shuō)，釬焊層 4形成為覆蓋筒狀金屬3，而筒狀金屬3其內(nèi)外表面也處于被釬焊層4覆蓋的狀態(tài)。但金 屬3并不一定要由釬焊層4完全覆蓋，也可以其中一部分外露。
筒狀金屬3為如圖2 (a)所示原本由板狀部31和舌片部32所組成的厚度為0. 05 0.20mm的板狀薄金屬板。通過(guò)如圖2 (b)所示將板狀部31巻成圓筒狀并使其兩端部的一 部分彼此間重疊，并使舌片部32彎折成相對(duì)于板狀部31的面大致垂直來(lái)形成筒狀金屬3。 此時(shí)，將板狀部31巻成圓筒狀時(shí)其上重疊的管軸方向中央側(cè)的角部分，形成為R(圓弧) 部311。當(dāng)將筒狀金屬3安裝于放電容器1上時(shí)，該R(圓弧)部311不容易產(chǎn)生因電場(chǎng)集 中而最容易成為電暈放電起點(diǎn)的角部，所以具有抑制臭氧發(fā)生的作用。
而筒狀金屬3其表面預(yù)先鍍有從銅、錫、鋅、銀、金和鎳當(dāng)中所選出的金屬鍍層。由 此，釬焊層4良好地進(jìn)入到放電容器1和筒狀金屬3兩者間，可提高釬焊的充填率。
另外，所說(shuō)的"罩蓋金屬"是指其形狀至少覆蓋放電容器l圓周的大部分、例如圓周 的70%或以上的金屬。具體來(lái)說(shuō)，在巻薄金屬板形成筒狀金屬3的情況下并不一定如本實(shí) 施方式那樣要其中一部分彼此重疊，也可以呈端部不重疊而分開(kāi)的C字型筒狀。作為該筒 狀金屬3的材料來(lái)說(shuō)，可舉出從鐵、鎳、銅、鈷、鉻當(dāng)中選出的金屬或者合金等。
而作為釬焊層4的材料來(lái)說(shuō)，可使用錫、錫與銦的合金、錫與鉍的合金中添加了銻、 鋅、鋁等的與玻璃的固接性優(yōu)異的特殊釬焊、或與金屬的固接性優(yōu)異的一般釬焊。這里， 所說(shuō)的"固接性優(yōu)異的釬焊"是指對(duì)該材料形成釬焊的情況下與該材料固接達(dá)到不容易將 它們的界面分開(kāi)這種程度的釬煤。
這里，參照?qǐng)D3詳細(xì)說(shuō)明放電容器1、筒狀金屬3、以及釬焊層4。圖3是用于說(shuō)明放 電燈其端部的說(shuō)明圖，圖3 (a)是圖1所示的X—X'的剖視圖，圖3 (b)是范圍Y的放 大圖。圖中的箭頭示出應(yīng)變的方向。
從圖3可知，放電容器l的徑向方向留有拉伸應(yīng)變a，而圓周方向則留有壓縮應(yīng)變p。 可利用在該放電容器1的圓周方向上留有的壓縮應(yīng)變(3來(lái)抑制燈的裂紋?？烧J(rèn)為，這是因 為通過(guò)針對(duì)筒狀金屬3等安裝罩蓋金屬之際或點(diǎn)燈過(guò)程中所發(fā)生的細(xì)微傷痕具有壓縮應(yīng)變 作用來(lái)防止細(xì)微傷痕開(kāi)口，并避免在壁厚方向上發(fā)展這種緣故。結(jié)果是可抑制細(xì)微傷痕到 達(dá)放電空間而使封入其內(nèi)部的放電介質(zhì)泄漏，因而可抑制點(diǎn)燈不良情況。
而且，放電容器1的管軸方向留有壓縮應(yīng)變Y，通過(guò)該壓縮應(yīng)變Y也可抑制燈的裂紋。 這也出于上述相同的原因。
這里說(shuō)明筒狀金屬3和釬焊層4形成至放電容器1上的形成方法。
首先，制作內(nèi)部封入放電介質(zhì)而內(nèi)壁面涂布熒光體層2的放電容器1，另一方面制作 圖2 (b)那樣的筒狀金屬3。接著，將筒狀金屬3的開(kāi)口側(cè)朝上配置，將放電容器l的端 部插入該開(kāi)口中。此時(shí)，筒狀金屬3至少一部分的內(nèi)徑形成為或多或少比放電容器1的外 徑小些的話，放電容器1就可壓入筒狀金屬3內(nèi)，因而放電容器1可利用來(lái)自筒狀金屬3
5的按壓力固定和維持。
接著，通過(guò)將形成有筒狀金屬3的放電容器1端部從上方浸漬于充滿熔融釬焊料的釬 焊槽內(nèi)這種釬焊浸漬，來(lái)形成釬焊層4以便覆蓋筒狀金屬3。此時(shí)，進(jìn)一步希望進(jìn)行如曰 本特開(kāi)2004 — 146351號(hào)公報(bào)所披露的、浸漬于處于利用超聲波振子進(jìn)行超聲波振動(dòng)這種 狀態(tài)的熔融釬焊料內(nèi)的所謂超聲波釬焊浸漬。通過(guò)進(jìn)行超聲波釬焊浸漬，放電容器l和筒 狀金屬3之間的微小間隙也可充填釬焊層4，因而放電容器1和釬焊層4的有效接觸面積 擴(kuò)大，關(guān)系到燈電壓的降低。
另外，進(jìn)行超聲波釬焊浸漬的話，筒狀金屬3容易移至上側(cè)，即筒狀金屬3容易移至 放電容器1的管軸方向中央側(cè)，但此時(shí)，本實(shí)施方式中筒狀金屬3的舌片部32與放電容 器1端部相接觸，因此可防止相對(duì)的偏移，可以提高筒狀金屬3相對(duì)于放電容器1的安裝 位置精度。
接著，在釬焊浸漬工序之后通過(guò)進(jìn)行空氣干燥工序使釬焊層4的表面變得平滑，可抑 制電壓集中的凹凸的形成，因而可抑制電暈放電所引起的臭氧發(fā)生。
下面與制造方法相關(guān)聯(lián)說(shuō)明在放電容器1的圓周方向上形成壓縮應(yīng)變(3、在管軸方向 上形成壓縮應(yīng)變Y的一例方法。使筒狀金屬3的熱膨脹系數(shù)大于放電容器1的熱膨脹系數(shù)的 話，設(shè)法覆蓋筒狀金屬3形成的釬焊層4冷卻之前的過(guò)程中，筒狀金屬3在放電容器1的 內(nèi)側(cè)方向進(jìn)行熱收縮，所以放電容器1的徑向方向留有拉伸應(yīng)變a，在圓周方向上留有壓 縮應(yīng)變P，在管軸方向上留有壓縮應(yīng)變Y。
此時(shí)，徑向方向的拉伸應(yīng)變?cè)酱?，圓周方向和管軸方向的壓縮應(yīng)變也越大，因而可通 過(guò)調(diào)整放電容器1和筒狀金屬3的熱膨脹系數(shù)差來(lái)調(diào)整應(yīng)變的大小。
另外，可通過(guò)相對(duì)于管軸方向垂直截?cái)嘈纬捎型矤罱饘?和釬焊層4的放電容器1部 分、并用敏銳色板法(利用光的光路差識(shí)別玻璃所產(chǎn)生的應(yīng)變其狀態(tài)的方法)對(duì)該截面進(jìn)行 觀察，可判斷和測(cè)定所留應(yīng)變的種類(lèi)及其應(yīng)力值。
下面示出本實(shí)施方式的放電燈的一實(shí)施例。下面說(shuō)明的試驗(yàn)，除非特別說(shuō)明，尺寸、 材料等根據(jù)其規(guī)格進(jìn)行。
.放電容器1: ER—N(日本電氣玻璃株式會(huì)社制的軟玻璃)，熱膨脹系數(shù)二76xl(T7。C， 全長(zhǎng),60ram，外徑=3.4,，內(nèi)徑=2.4腿，圓周方向壓縮應(yīng)變(3(應(yīng)力值=40. 2kgf/cm2)，管軸 方向壓縮應(yīng)變y;
放電介質(zhì)水銀(Hg)，氖(Ne)和氬(Ar)的混合氣^60torr;
熒光體層2: RGB的三波長(zhǎng)熒光體； 筒狀金屬3: 50合金(鎳=50%、鐵=50%)，熱膨脹系數(shù)-90xl(T7。C，厚度=0. lmm，表面鍍銀；
.釬焊層4:焊錫(黑田于'？ 乂公司制的注冊(cè)商標(biāo)的釬焊料、錫-鋅-銻分別為94% 96%、3 5%、 1 3%)，全長(zhǎng)=25隱。
本實(shí)施例的燈，在對(duì)30支進(jìn)行過(guò)點(diǎn)燈試驗(yàn)之后，即便是經(jīng)過(guò)3000小時(shí)全部燈沒(méi)有裂紋發(fā)生，無(wú)點(diǎn)燈不良情況。
一般推測(cè)，燈的裂紋隨放電容器1和筒狀金屬3之間產(chǎn)生的應(yīng)力而發(fā)生。因此， 一般是將放電容器1和筒狀金屬3的熱膨脹系數(shù)形成為同等，進(jìn)行無(wú)應(yīng)力產(chǎn)生這種設(shè)計(jì)。
但實(shí)施例的燈盡管是留有應(yīng)力的設(shè)計(jì)，燈也無(wú)裂紋發(fā)生。可認(rèn)為，這是因?yàn)榉烹娙萜?的圓周方向和管軸方向留有的壓縮應(yīng)變p、 Y產(chǎn)生了抑制裂紋的作用。這是因?yàn)槿缟厦嫠鰤嚎s應(yīng)變P、 Y防止放電容器l表面所發(fā)生的細(xì)微傷痕開(kāi)口、并避免在壁厚方向上發(fā)展的緣故。
另外，為了獲得這種裂紋抑制作用，應(yīng)力值大到某種程度較好，具體來(lái)說(shuō)，希望圓周方向的壓縮應(yīng)變P的應(yīng)力值是10kgf/cm2或以上。
接著，確認(rèn)了放電容器1和簡(jiǎn)狀金屬3其材料時(shí)的應(yīng)變種類(lèi)。其結(jié)果示于圖4中。這里，所說(shuō)的PS—94表示日本電氣玻璃株式會(huì)社制的軟玻璃，而B(niǎo)KU則表示日本電氣玻璃株式會(huì)社制的軟玻璃，而42合金則表示鎳=42%、鐵=58%這種合金。
從結(jié)果可知，實(shí)施例1、 2中放電容器1的徑向方向留有拉伸應(yīng)變，而圓周方向和管軸方向則留有壓縮應(yīng)變，對(duì)比例3、 4中為逆向應(yīng)變，而對(duì)比例5、 6中幾乎沒(méi)有應(yīng)變殘留。由此可知，應(yīng)變的控制對(duì)放電容器1和筒狀金屬3的熱膨脹系數(shù)沒(méi)有較大影響。所以，希望采用筒狀金屬3的熱膨脹系數(shù)大于放電容器1的熱膨脹系數(shù)的金屬材料，使放電容器1的圓周方向及管軸方向留有壓縮應(yīng)變。
但由于或多或少還受到筒狀金屬3的壁厚、構(gòu)成釬焊層4的釬焊合金其熱膨脹系數(shù)等的影響，所以進(jìn)一步希望考慮上述影響來(lái)適當(dāng)調(diào)節(jié)。另外，對(duì)于實(shí)施例和對(duì)比例進(jìn)行點(diǎn)燈試驗(yàn)后，針對(duì)裂紋有效的是實(shí)施例l、 2。
而放電容器1的圓周方向的壓縮應(yīng)變P過(guò)大的話，便有可能成為裂紋的原因。根據(jù)發(fā)明者的試驗(yàn)可確認(rèn)應(yīng)力值高于80kgf/cm2的話容易發(fā)生裂紋這種趨勢(shì)。所以，最好設(shè)計(jì)為放電容器1的圓周方向的壓縮應(yīng)變P其應(yīng)力值為80 kgf/cm2或以下，更為理想的是60kgf/cm2或以下。因此，可以在構(gòu)成放電容器的玻璃中適當(dāng)混合42合金、50合金、52合金(鎳=52%、鐵=48%的合金)、426合金(鎳=42%、鉻=6%、鐵=52%的合金)、476合金(鎳=47%、
7鉻=6%、鐵=47%的合金)等熱膨脹系數(shù)不同的金屬。
而且，本發(fā)明構(gòu)成對(duì)于釬焊層4使用如實(shí)施例那樣的與玻璃的固接性優(yōu)異的特殊釬焊料的場(chǎng)合特別有效。使用這種釬焊料的話，釬焊料可與放電容器1和筒狀金屬3致密固接來(lái)進(jìn)行牢固的連接，筒狀金屬3不僅不容易脫離放電容器1，而且這兩者間不容易產(chǎn)生間隙，這是因?yàn)槿菀子休^強(qiáng)應(yīng)力發(fā)生這種緣故。也就是說(shuō)，本發(fā)明在使用了這種釬焊料的情況下可實(shí)現(xiàn)放電容器1和筒狀金屬3的連接牢固且不容易開(kāi)裂的燈。
所以，第一實(shí)施方式中，通過(guò)在形成釬焊層4以便覆蓋熱膨脹系數(shù)大于放電容器1的熱膨脹系數(shù)的筒狀金屬3的放電容器1其圓周方向留有壓縮應(yīng)變p、管軸方向留有壓縮應(yīng)
變Y，該壓縮應(yīng)變P、 Y便起到抑制裂紋這種作用，因而可以抑制燈的裂紋所引起的點(diǎn)燈不良情況。此時(shí)，壓縮應(yīng)變(3的應(yīng)力值希望為10 80kgf/cm2。(第二實(shí)施方式)
圖5是用于說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施方式的放電燈的說(shuō)明圖。對(duì)于下面實(shí)施方式的各部分來(lái)說(shuō)，與第一實(shí)施方式放電燈的各部分相同的部分用相同的標(biāo)號(hào)表示，其說(shuō)明從略。
本實(shí)施方式中，放電容器1的兩端部封裝有由杯形電極51、內(nèi)部導(dǎo)線52、外部導(dǎo)線53、以及玻璃珠子54所組成的電極座5，從放電容器1突出至外部的外部導(dǎo)線53和兩端部外表面形成的筒狀金屬3通過(guò)釬焊層4電連接。也就是說(shuō)，第一實(shí)施方式構(gòu)成為外部電極型的放電燈，而本實(shí)施方式則為杯形電極51用作電極、而筒狀金屬3和釬焊層4則用作供電部的內(nèi)部電極型的放電燈。
本實(shí)施方式的燈中，例如可通過(guò)將BKU用作放電容器1、將50合金用作筒狀金屬3，在圓周方向和管軸方向上留有壓縮應(yīng)變(3和Y。
所以，第二實(shí)施方式也與第一實(shí)施方式相同，可以抑制燈的裂紋所引起的點(diǎn)燈不良情況。
上面例舉具體例的同時(shí)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于上述內(nèi)容，只要不脫離本發(fā)明范疇，可作所有的變形、變更。
放電容器l的截面形狀不限于正圓，也可以是橢圓、其中一部分具有直線部的扁平等形狀。舉例來(lái)說(shuō)，作為罩蓋金屬也可使用呈圖6那樣的有底開(kāi)口狀的帽形金屬3。
而且，如圖7所示，可以通過(guò)利用研磨等手段在形成為罩蓋金屬的筒狀金屬3的邊緣形成斜面部312，將釬焊層4的管軸方向中央側(cè)的端部按傾斜形狀形成于放電容器1上。這種情況下可以更為有效地抑制電暈放電所造成的臭氧的發(fā)生。
而將筒狀金屬3和釬焊層形成到放電容器1上的形成工序中，可以如圖8所示將筒狀金屬3安裝成與放電容器1一部分接觸、而其它部分不接觸，在與放電容器l之間形成間隙6之后形成釬焊層4。由此，釬焊料很容易通過(guò)該間隙6進(jìn)入放電容器1和筒狀金屬3兩者間，因此可提高釬焊料的充填效率。
權(quán)利要求
1. 一種放電燈，其特征在于，包括內(nèi)部封入放電介質(zhì)而成的放電容器；以及設(shè)置于所述放電容器端部的罩蓋金屬和釬焊層，所述釬焊層形成為覆蓋所述罩蓋金屬，形成有所述罩蓋金屬的所述放電容器部分在圓周方向上留有壓縮應(yīng)變。
2. 如權(quán)利要求1所述的放電燈，其特征在于，形成有所述罩蓋金屬的所述放電容器 部分在管軸方向上留有壓縮應(yīng)變。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的放電燈，其特征在于，所述罩蓋金屬的熱膨脹系數(shù)大于 所述放電容器的熱膨脹系數(shù)。
4. 一種放電燈制造方法，其特征在于，包括 形成內(nèi)部封入放電介質(zhì)而成的放電容器的工序；將熱膨脹系數(shù)大于所述放電容器的熱膨脹系數(shù)的罩蓋金屬安裝于所述放電容器端部 的工序；以及通過(guò)釬焊浸漬形成所述釬焊層并使釬焊層覆蓋所述罩蓋金屬、至少在所述放電容器的 圓周方向上留有壓縮應(yīng)變的工序。
5. 如權(quán)利要求4所述的放電燈制造方法，其特征在于，所述釬焊層通過(guò)超聲波釬焊 浸漬形成。
全文摘要
本發(fā)明的放電燈其特征在于，包括內(nèi)部封入放電介質(zhì)而成的放電容器(1)；以及設(shè)置于所述放電容器兩端部的罩蓋金屬(4)和釬焊層(3)，所述釬焊層形成為覆蓋所述罩蓋金屬，形成有所述罩蓋金屬的所述放電容器部分在圓周方向上留有壓縮應(yīng)變(β、γ)。
文檔編號(hào)H01J65/00GK101459034SQ20081013018
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者日野弘喜, 熊勝則 申請(qǐng)人:哈利盛東芝照明公司