热阴极荧光灯以及荧光灯用电极.pdf

本发明提供热阴极荧光灯以及荧光灯用电极。其课题在于提供发光特性稳定且长寿命的荧光灯。作为解决手段，在管的端部配置有1对平行的引线(12)，且连接着线圈状灯丝(20)。线圈状灯丝(20)具有2处线圈节距比其周围稀疏的区域(21)，将放射体(22)保持在由2处稀疏区域夹着的区域中。通过设置稀疏区域(21)，能够利用形状特性以及电流集中，使稀疏区域(21)与密集区域之间的边界附近成为放电起点。由此，将放射体(22)的端部作为放电起点，能够产生稳定的放电，并且，能够得到具有稳定的发光特性且长寿命的热阴极荧光灯。

1.  一种热阴极荧光灯，其特征在于，该热阴极荧光灯具有：
两端被密封的管；
配置在所述管的端部的一对平行的引线；
线圈状灯丝，其两端部与该平行的引线连接，且具有2处线圈节距稀疏的区域；以及
放射体，其被保持在该线圈状灯丝上，且该放射体被保持在由所述2处稀疏区域夹着的区域上。

2.  根据权利要求1所述的热阴极荧光灯，其特征在于，
所述线圈状灯丝在两端部具有内部空洞，所述一对引线的末端的规定长度的部分被插入并固定在各个内部空洞中，未插入所述引线的部分的灯丝为弯曲形状。

3.  根据权利要求1或2所述的热阴极荧光灯，其特征在于，
所述线圈状灯丝是多重卷绕线圈。

4.  根据权利要求3所述的热阴极荧光灯，其特征在于，
所述内部空洞是由多重卷绕线圈形成的空间。

5.  根据权利要求1至4中任意一项所述的热阴极荧光灯，其特征在于，
2处所述稀疏区域分别被设置为从所述引线的末端位置起具有规定长度。

6.  根据权利要求5所述的热阴极荧光灯，其特征在于，
所述稀疏区域的长度为由2处所述稀疏区域夹着的区域的线圈节距的2.5倍以上7倍以下。

7.  根据权利要求1至6中任意一项所述的热阴极荧光灯，其特征在于，
所述放射体覆盖所述线圈状灯丝的、被2处所述稀疏区域夹着的整个区域。

8.  一种荧光灯用电极，该荧光灯用电极具有：
规定形状的玻璃部件；
保持在该玻璃部件上的一对平行的引线；以及
线圈状灯丝，其两端部与该平行的引线连接，且具有2处稀疏区域，这2处稀疏区域的线圈节距比其周围稀疏。

9.  根据权利要求8所述的荧光灯用电极，其特征在于，
所述线圈状灯丝在两端部具有内部空洞，所述一对引线的末端的规定长度的部分被插入并固定在各个内部空洞中，未插入所述引线的部分的灯丝为弯曲形状。

10.  根据权利要求8或9所述的荧光灯用电极，其特征在于，
所述线圈状灯丝是多重卷绕线圈。

11.  根据权利要求10所述的荧光灯用电极，其特征在于，
所述内部空洞是由多重卷绕线圈形成的空间。

热阴极荧光灯以及荧光灯用电极
技术领域
本发明涉及寿命长且具有稳定的发光特性的热阴极荧光灯。
背景技术
冷阴极荧光灯已被广泛用作大型液晶电视的背光装置用光源。而在节能不断受到重视的当今，提出了将发光效率比冷阴极荧光灯更好的热阴极荧光灯用作背光光源。
对于液晶显示装置用背光装置的光源而言，要求实现长寿命以及细管径。在将热阴极荧光灯用于该光源的情况下，需要应对这2点。
热阴极荧光灯的寿命会受到荧光体的劣化以及封入气体的减少等的影响，但最重要的因素是涂布在作为电极的线圈灯丝(coil filament)(以下简称为线圈)上的电子放射物质(emitter：放射体)的量。因此，希望热阴极荧光灯的电极为能够涂布更多放射体的构造。但是，如果灯被细径化，则电极也不得不随之小型化。因此，需要在更小的空间内实现能够涂布更多放射体的电极构造。
一般而言，线圈是通过被绕线并固定在一对引线之间而作为电极发挥功能的。在将这种线圈用于通常被用于照明用途的粗径的热阴极荧光灯(所谓的荧光灯)的情况下，例如日本特开平6-295704号公报的图3所公开的那样，采用了使线圈与引线的轴向垂直且由引线的末端来支撑线圈两端的结构。线圈与引线之间的固定一般是通过使引线末端以夹着线圈的方式折回并铆接来进行的。
另外，如日本特开2004-303620号所述，公开了将卷绕数只为1匝的线圈与引线的轴向相垂直的构造应用于细径的热阴极荧光灯的例子。
但是，在像日本特开平6-295704、日本特开2004-303620号公报那样，将线圈轴向与引线轴向相垂直的构造应用于玻璃管径小的荧光灯的情况下，线圈两端突出到引线的外侧(管径方向)，有可能与玻璃管的内壁相接触。
因此，在日本特开平6-295704的图1等中，提出了针对荧光灯的细径化，改善了线圈与引线之间的固定方法的电极构造。该电极构造是通过将线圈弯曲成U字形来使线圈两端的轴向与引线轴向一致来进行固定的。并且，通过焊接将线圈固定到引线上。
在日本特开2005-235749号中公开了以下构造：将线圈形状形成为螺旋状，由此，以使线圈端部的线材的轴向与引线轴向一致的方式，使线圈的端部与引线轴向一致来进行固定。并且，通过焊接将线圈与引线固定。其没有明确示出焊接的方法，不过公开了在保留线圈芯线的状态下进行焊接，然后将芯线溶解的工序。
在将上述的与引线轴向交叉地配置线圈的构造应用于玻璃管径细的荧光灯的情况下，存在以下问题。
即，对于日本特开平6-295704号(图3)所述的一般的热阴极荧光灯的结构而言，线圈的端部相比于引线更向外侧凸出，因此将产生线圈端部与玻璃管的内壁接触(线圈接触)的问题。当发生线圈接触时，在灯点亮时线圈的热量将向玻璃管内壁进行传导，玻璃管被加热熔融，有时会导致泄漏。另外，在通过线圈电流使涂布在线圈上的放射体的材料物质活化而形成放射体的工序中，当线圈与玻璃管内壁接触时，线圈的热量将从玻璃管内壁向整个玻璃管进行传导而发生损失。因此将导致放射体的加热不足，活化不充分，放射体的寿命缩短。
另外，在如日本特开2004-303620号(图3)的结构所示采用将线圈卷绕数降低至1匝的结构的情况下，线圈长度缩短。因此，所能涂布的放射体的量减少，从而无法实现长寿命化。
另一方面，在如日本特开平6-295704号(图1)所述地使线圈弯曲成U字形而固定在引线上的构造中，在希望涂布大量的放射体的情况下，涂布了放射体的部分与未涂布放射体的部分之间的边界为引线附近的直线部分。因此，处于放电起点不确定的不稳定的放电状态。另外，在该构造中，使线圈的端部与引线重叠规定长度，并在其一部分上，利用金属凸点而仅将1处进行焊接。因此，从线圈的焊接部分到线圈的末端，停留在对放电没有作用的其余部分未得到固定的状态。当该部分发生弯折而向玻璃管壁侧凸出时，可能发生线圈接触。
另外，由于线圈是沿着引线配置且只有相接触的部分进行了焊接，因此，线圈容易发生振动。另外，根据情况不同，还有可能在线圈被施加了应力的状态下固定到引线上，从而在点亮时引起变形。如果在点亮时发生了振动或变形，则可能无法发挥希望的特性，且可能产生未点亮及寿命缩短的问题。
并且，线圈可能因焊接条件而受到热冲击，从而导致作为线圈主成分的钨的脆化。因此，作为灯，在完成之后的点亮中，有时会发生线圈受到耗损及断线的问题。
对于日本特开2005-235749号的螺旋状的线圈，需要将线圈端部的笔直的线材与直线状的引线连接。因此，在该结构中，必须使用被称为热调整片(heat tab)的连接加强部件。该连接加强部件的尺寸不利于缩小玻璃管径。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种具有稳定的发光特性且长寿命的热阴极荧光灯。
为了实现上述目的，本发明提供如下的热阴极荧光灯。即，具有：两端被密封的管；配置在所述管的端部的一对平行的引线；线圈状灯丝，其两端部与平行的引线连接，且具有2处线圈节距稀疏的区域；以及放射体，其被保持在线圈状灯丝上，且被保持在由所述2处稀疏区域夹着的区域上。通过这样地设置稀疏区域，可通过形状特性以及电流集中使稀疏区域与密集区域之间边界附近成为放电起点。由此，将放射体的端部作为放电起点，能够产生稳定的放电，能够得到具有稳定的发光特性且长寿命的热阴极荧光灯。
例如，可以是，线圈状灯丝在两端部具有内部空洞，所述一对引线的末端的规定长度的部分被插入并固定在各个内部空洞中，未插入引线的部分的灯丝为弯曲形状。由此，能够防止线圈状线圈与管相接触的线圈接触，能够将引线间隔设定得很大，因此能够增加放射体量。
例如，线圈状灯丝使用多重卷绕线圈。由此，提高了稀疏区域中的耐振动性。另外，优选内部空洞是由多重卷绕线圈形成的空间。
在上述结构的热阴极荧光灯中，优选所述2处稀疏区域分别被设置为从引线的末端位置起具有规定长度。由此，能够确保较长的涂布放射体的区域。优选稀疏区域的长度为由2处所述稀疏区域夹着的区域的线圈节距的2.5倍以上7倍以下。
优选，放射体覆盖线圈状灯丝的、被2处稀疏区域夹着的整个区域。这是因为，能够使电流集中的疏密之间的边界与放射体的端部一致，且能够增加放射体量。
另外，根据本发明的另一方式，提供一种荧光灯用电极。即，具有：规定形状的玻璃部件；保持在玻璃部件上的一对平行的引线；以及线圈状灯丝，其两端部与平行的引线连接，且具有2处稀疏区域，这2处稀疏区域的线圈节距比其周围稀疏。
例如，可以是，线圈状灯丝在其两端部具有内部空洞，一对引线的末端的规定长度的部分被插入并固定在各个内部空洞中，未插入引线的部分的灯丝为弯曲形状。
例如，线圈状灯丝使用多重卷绕线圈。另外，优选所述内部空洞是由多重卷绕线圈形成的空间。
附图说明
图1是本实施方式的热阴极荧光灯的剖视图。
图2是图1的热阴极荧光灯的电极部的照片。
图3是图1的热阴极荧光灯的线圈灯丝的照片。
图4A是示出在本实施方式的热阴极荧光灯的制造方法中将引线末端插入到线圈灯丝的端部的工序的说明图，图4B是示出在本实施方式的热阴极荧光灯的制造方法中在插入引线后的线圈灯丝上涂布高熔点金属浆料并进行激光焊接的工序的说明图。
图5是示出通过图4B的工序而利用高熔点金属浆料的熔融物将线圈灯丝与引线焊接起来的状态的剖视图。
具体实施方式
对本发明的一个实施方式的热阴极荧光灯进行说明。
图1示出了本实施方式的热阴极荧光灯的整体结构。热阴极荧光灯具有：玻璃管10；将该玻璃管10的两端密封的密封部11；从玻璃管10的内侧向外侧贯穿密封部11的一对引线12；以及在引线12的位于玻璃管10内侧的末端绕线而成的线圈灯丝20。在密封的玻璃管10的内部封入了汞和放电气体。如后所述，在线圈灯丝20上的规定范围内，涂布了放射体。
图2示出了固定在引线12的末端的线圈灯丝20的放大照片，图3示出了涂布放射体前的线圈灯丝20的整体放大照片。
如图2及图3所示，本实施方式的线圈灯丝20是钨制的多重卷绕灯丝线圈。具体而言，使用以如下方式形成的双重卷绕线圈，即：对钨制灯丝进行旋绕而形成线圈(一次卷绕)，然后对该线圈进行进一步的旋绕(二次卷绕)而形成上述双重卷绕线圈。然后，形成使该线圈弯曲成U字形的构造。灯丝线圈的二次卷绕的直径被设计成能够插入引线12。
作为一例，可使用灯丝直径为4MG(36.5μm)左右、一次卷绕线圈直径为0.153mm左右、二次卷绕线圈直径为0.63mm左右的双重卷绕线圈。
另外，在本说明书中，线圈的轴向是指线圈的二次卷绕所延伸的方向(图4中的灯丝线圈20的上下方向)。
在本发明的弯曲成U字形的线圈灯丝20上，在规定位置上设有2处二次卷绕的节距稀疏的区域21。如图2所示，稀疏区域21的位置是从引线12的末端位置起具有规定长度的区域。稀疏区域21以外的区域中的二次卷绕的节距是恒定的。
夹在2个稀疏区域21之间的密集区域被放射体22覆盖。
在稀疏区域21与线圈灯丝20的端部之间的密集区域的线圈灯丝20中，如图4A、B所示，引线12被插入到二次卷绕的内侧的空洞中。在该区域中，使用含有钼等高熔点金属粉末的浆料等实施激光焊接。由此，如图5所示，线圈灯丝20与引线12通过高熔点金属的熔融物牢固地固定而电连接。通过使用这种固定方法，能够使线圈灯丝20的轴向与引线12的轴向一致，并且能够将线圈灯丝20牢固地固定在引线12上。由此，构造出不会使线圈灯丝20的端部与玻璃管10相接触的结构。
在设密集区域的二次卷绕的节距设为100％的情况下，优选稀疏区域21的长度为250％以上700％以下。特别优选为250％以上400％以下，更加优选为300％左右。作为长度，优选为0.5～1.5mm左右。当稀疏区域21过短时，放射体22的热量将传导至引线12，致使温度降低。并且，如果稀疏区域21过短，则在制造中涂布放射体22时，做到只在稀疏区域21与稀疏区域21之间的区域中进行涂布非常困难。相反，当稀疏区域21过长时，耐振动性降低，因此不理想。
优选稀疏区域21与密集区域的节距差大。这里，设稀疏区域为0.5圈(0.5匝)。这是因为，如果稀疏区域21与密集区域的节距差小，则很难确定放射体22的放电起点。不过，稀疏区域21不是必须为0.5匝，只要比其它区域稀疏，则也可以是比0.5多的匝数，例如1匝或1.5匝。
这样，稀疏区域21是通过将双重线圈的二次卷绕的一部分拉伸成规定匝数而形成的，因此，形成了单线圈(一次卷绕)非常平缓地旋绕的结构，而并非钨制的单线。因此，受到振动冲击时的振动支点应力将扩散到整个稀疏区域21中。并且，还能够得到通过稀疏区域21的一次卷绕线圈来分散振动的作用。因此，与普通的灯丝结构相比，耐振动性更高，可防止灯丝断线及放射体脱落等在振动时发生的问题。
对本实施方式的热阴极荧光灯的制造方法进行说明。
首先，针对以规定节距旋绕钨制灯丝而形成的线圈(一次卷绕)，进一步以规定节距进行旋绕(二次卷绕)，形成双重卷绕线圈。然后将其弯曲成U字形。并且，通过将规定位置的二次卷绕拉伸至规定长度而形成稀疏区域21。此时，使用预先准备的模具，以使双重卷绕线圈整体的形状与该模具一致的方式来对二次卷绕进行拉伸，由此，能够在规定位置高精度地形成规定长度的稀疏区域21。由此，制造出图3所示形状的线圈灯丝20。
另一方面，利用公知的方法，将一对引线12形成为贯穿玻璃密封条(glass bead)等规定形状的密封用玻璃部件的芯柱(stem)。如图4A所示，将芯柱的引线12的末端向线圈灯丝20的端部的节距密集的区域插入规定长度，将钼、钨等高熔点金属浆料41涂布在线圈灯丝20的周围。接着，不是向线圈灯丝20，而是向高熔点金属浆料41照射激光光线。由此，如图5所示，浆料41中的高熔点金属熔化，通过熔融物30将线圈灯丝20与引线12粘着起来。通过使用浆料41，能够使线圈灯丝20不会因焊接发生脆化，从而在保持线圈形状的状态下与引线12焊接。
浆料41是通过使高熔点金属粉末(例如钼粉或钨粉)扩散在有机溶剂等中而形成为浆状或胶状。高熔点金属粉末的粒子直径优选为5～20μm左右，特别优选为10μm左右。
接着，在夹在固定于引线12末端的线圈灯丝20的稀疏区域21之间的密集区域中，涂布熔融盐状态的放射体22，由此得到图2所示的线圈灯丝。在该涂布工序中，由于存在稀疏区域21，因此能够防止放射体22的材料溶液流到引线12侧而发生附着，能够仅在被夹在稀疏区域21之间的密集区域中，容易地进行涂布。由此，能够容易地规定放射体22的涂布范围，并且放射体的涂布量稳定。因此，能够减小寿命的偏差。
将这样制造出的线圈灯丝20固定在引线12上，并且，将包含涂布了放射体22的灯丝的芯柱(以下称为安装部)插入到规定直径的玻璃管10的一端，使芯柱的玻璃密封条等密封用玻璃部与玻璃管10熔融，将玻璃管10密封。
接着，在玻璃管的另一端也插入安装部，根据需要连接排气管，在玻璃管10或排气管中插入汞供给源，对玻璃管10内进行排真空。在该状态下，向线圈灯丝20供给电流，对放射体22进行加热，使放射体22活化。此时，由于线圈灯丝20的端部被插入到引线12中，因此不会与玻璃管10的内壁接触。因此，能够防止热量传导至玻璃管10，并且，能够对放射体22充分加热而使其活化。另外，借助稀疏区域21的长度将放射体22的涂布区域与引线12可靠地隔离。由此，放射体22的涂布区域的热量不容易传导至引线12，能够对放射体22充分地加热而使其活化。
在放射体22的活化后，封入规定的放电气体，并将玻璃管10或排气管密封。利用公知的方法，从汞供给源释放出汞。然后，将安装部的玻璃密封条等玻璃部件与玻璃管10接合，进行密封。
然后，为了灯在初始点亮时的特定稳定，向线圈灯丝20供给规定时间的电流，进行放射体22的老练处理。由此，能够制造出本实施方式的热阴极荧光灯。
在点亮这样的热阴极荧光灯时，向线圈灯丝20供给规定的电流。如图2的照片所示，本发明的线圈的节距不是一致的，而是在涂布了放射体22的部分与引线12的焊接部分之间设有节距稀疏区域21。因此，稀疏部分21位于灯工作时线圈灯丝20发热的部分的两端。所以灯丝发热部分的端部与放射体涂布的边界点一致，而且，由于这也是节距疏密之间的边界，因此也是放电时灯电流集中的部分。因此，在灯电流集中的疏密间的边界(放射体涂布的边界点)，形成了亮点(灯丝的赤热部，即放电起点)，生成了热电子。通过这样地进行疏密设置，能够使放电起点位置产生于固定的位置(疏密的边界)，能够得到稳定的放电状态。另外，能够稳定发光特性。
另外，由于能够在固定的位置(疏密的边界)产生放电起点，因此，能够缩短灯初始点亮时的特性稳定化(老练)工序的处理时间。
另外，本实施方式的线圈灯丝20的端部以轴向与引线12的轴向一致的方式焊接在引线12上。因此，不存在线圈灯丝20与玻璃管10相接触的线圈接触的可能。因此，能够将一对引线12的间隔设定得足够大，能够充分延长灯丝长度。由此，由于能够增大放射体的涂布量，因此能够制造出细径且长寿命的荧光灯。
另外，由于不会发生线圈接触，因此能够对放射体22充分进行加热。另外，也不会发生因线圈接触引起玻璃管10破裂而出现泄漏等的问题。
由于是线圈灯丝20具有稀疏区域21的结构，因此，能够容易地防止放射体22涂布工序中放射体22的材料溶液附着在引线12上，能够容易地规定放射体22的涂布范围。由此，放射体22的涂布量稳定，因此不存在寿命偏差。
另外，在线圈灯丝20上具有拉伸双重线圈而成的稀疏区域21。因此，受到振动冲击时的振动支点应力将扩散到整个稀疏区域21中。而且，对于稀疏区域21，由于是通过对双重线圈的二次卷绕进行拉伸而形成的，因此不是单纯的单线，从而还能够得到由一次卷绕线圈来分散振动的效果。因此，与普通的灯丝结构相比，耐振动性更高，能够防止振动时发生的灯丝断线及放射体脱落等的问题。
线圈灯丝20与引线12的焊接是通过使用了钼、钨等高熔点金属浆料的激光焊接来进行的。因此，线圈灯丝20不容易因焊接而发生变形、脆化、断线等，不容易发生无法预期的短寿缩命、放电不稳定等问题。