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Title:
MERCURY EMITTER, METHOD FOR MANUFACTURING LOW-PRESSURE DISCHARGE LAMP USING THE MERCURY EMITTER, LOW-PRESSURE DISCHARGE LAMP, LIGHTING SYSTEM, AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/098860
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a mercury emitter that can enhance a mercury emission efficiency and can prevent the breakage of a glass tube when the mercury emitter is used in the manufacture of a low-pressure discharge lamp. Also disclosed is a method for manufacturing a low-pressure discharge lamp which can prevent the breakage of a glass tube and can reduce the necessary amount of mercury used. Further disclosed are a low-pressure discharge lamp, which can reduce the necessary amount of mercury used, a lighting system, and a liquid crystal display device. A mercury emitter (100) comprises a mercury emitting part (101) containing an intermetallic compound between titanium (Ti) and mercury (Hg). The intermetallic compound contains Ti1.73Hg.

Inventors:
KIBE MASAKI
KURATA KEIKO
OKANO KAZUYUKI
OKUYAMA HIKOJI
FUNATO YASUFUMI
Application Number:
PCT/JP2009/000400
Publication Date:
August 13, 2009
Filing Date:
February 03, 2009
Export Citation:
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Assignee:
PANASONIC CORP (JP)
KIBE MASAKI
KURATA KEIKO
OKANO KAZUYUKI
OKUYAMA HIKOJI
FUNATO YASUFUMI
International Classes:
H01J61/24; F21S2/00; H01J9/26; H01J9/395
Foreign References:
JPS495659B11974-02-08
Attorney, Agent or Firm:
NAKAJIMA, Shiro et al. (2-1 Toyosaki 3-chome, Kita-k, Osaka-shi Osaka 72, JP)
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Claims:
チタン(Ti)と水銀(Hg)との金属間化合物を含む水銀放出部を有し、
前記金属間化合物は、Ti 1.73 Hgを含むことを特徴とする水銀放出体。
前記金属間化合物は、前記水銀放出部の全水銀量に対して40[wt%]以上100[wt%]以下の範囲内の水銀量を有する前記Ti 1.73 Hgを含むことを特徴とする請求項1に記載の水銀放出体。
前記金属間化合物は、前記Ti 1.73 Hgを除く残部がTi 3 Hgであることを特徴とする請求項1に記載の水銀放出体。
前記金属間化合物は、前記Ti 1.73 Hgを除く残部がTi 3 Hgであることを特徴とする請求項2に記載の水銀放出体。
前記水銀放出部は、少なくとも一部に開口部を有する容器の内部に格納されていることを特徴とする請求項1に記載の水銀放出体。
前記容器は、鉄およびニッケルのうち少なくとも1種以上で形成されていることを特徴とする請求項5に記載の水銀放出体。
前記水銀放出部と、前記水銀放出部を覆う金属の焼結体から構成される焼結体部とを備えることを特徴とする請求項1に記載の水銀放出体。
前記焼結体部は、ポーラス状に形成されていることを特徴とする請求項7に記載の水銀放出体。
前記焼結体部の気孔率が5[%]以上であることを特徴とする請求項6に記載の水銀放出体。
前記焼結体部の気孔率が5[%]以上であることを特徴とする請求項7に記載の水銀放出体。
請求項1に記載の水銀放出体をガラス管の内部に挿入する工程と、前記水銀放出体を加熱する工程とを含むことを特徴とする低圧放電ランプの製造方法。
ガラス管と、前記ガラス管の少なくとも一方の端部に封着されたリード線と、前記リード線におけるガラス管の内部に位置する端部に取着された電極とを備え、前記リード線の前記ガラス管内に位置する部分または前記電極に請求項1に記載の水銀放出体が固定されていることを特徴とする低圧放電ランプ。
請求項12に記載の低圧放電ランプを備えることを特徴とする照明装置。
請求項13に記載の照明装置を備えることを特徴とする液晶表示装置。
Description:
水銀放出体、それを用いた低圧 電ランプの製造方法、低圧放電ランプ、照 装置および液晶表示装置

 本発明は、水銀放出体、それを用いた低 放電ランプの製造方法、低圧放電ランプ、 明装置および液晶表示装置に関する。

 バックライト用の冷陰極蛍光ランプ等の うな低圧放電ランプ用ガラス管(以下、単に 、「ガラス管」ともいう。)に水銀を封入す ために、水銀が含有された水銀放出体が用 られている。すなわち、この水銀放出体を 発光管となるガラス管内に配置した後、そ を外部から加熱することにより、その熱に って水銀を放出させるというものである。

 水銀放出前の工程で水銀放出体の温度は400[ ℃]程度になることがあり、この温度まで安 な水銀放出体(この温度まで水銀をほとんど 出しない水銀放出体)として、例えばチタン (Ti)の焼結体と水銀(Hg)とを反応させて形成し Ti 3 Hgからなるものがある(例えば特許文献1等参 )。

特許第2965824号公報

 しかしながら、従来の水銀放出体の場合 実用的観点からは水銀放出効率という点で まだまだ不十分であった。

 また、低圧放電ランプの製造工程におい 、水銀放出体から水銀を放出させる場合に 加熱温度を400[℃]~800[℃]にすることが好ま い。これは、400[℃]より低い温度で水銀を放 出させると、低圧放電ランプの排気時の加熱 によって水銀が放出されてしまうことで作業 環境を悪化させてしまい、一方、800[℃]より い温度で放出させると、水銀放出体自身の により、ガラス管の水銀放出体に接する部 が溶融し、破損するおそれがあるからであ 。

 Ti 3 Hgからなる水銀放出体の場合、400[℃]を越え 辺りから徐々に水銀が放出されるが、800[℃] 付近では、水銀放出体内にまだ多量の水銀が 残存している状態となる。この場合、水銀放 出体内に残存している水銀を放出させるため には、さらに長時間でかつ高温(800[℃]程度) 加熱を続ける必要があり、その熱によって ガラス管に負荷がかかり破損するおそれが る。

 また、このように水銀放出効率の悪い水 放出体を用いている場合、水銀放出体には 圧放電ランプが点灯に必要とする以上の水 を含有させておく必要がある。しかし、水 が有害物質であることから、必要以上の水 を使用することは環境上好ましくない。

 チタンと水銀との金属間化合物として、Ti 3 Hgの他にもAMERICAN SOCIETY FOR METALS発行のBinary Alloy Phase Diagram(First Printing, October 1986)第13 52頁に記載されているように、TiHg、Ti x Hg(xは常温において1.73)が存在している。

 しかしながら、TiHgは400[℃]より高い温度 の水銀放出効率は優れているものの、室温 TiとHgとが分解するという性質を持つため、 水銀放出工程の前に水銀を放出することにな り、ランプの製造には適していないことが分 かった。

 また、Ti x Hgは水銀の放出特性が明らかにされておらず その生成条件すら不明であった。

 そこで、本発明に係る水銀放出体は、水 放出効率を向上させ、かつ低圧放電ランプ 製造に用いた際、ガラス管の破損を防止す ことを目的とする。

 また、本発明に係る低圧放電ランプの製 方法は、ガラス管の破損を防止し、水銀の 用量を低減することを目的とする。

 また、本発明に係る低圧放電ランプ、照 装置および液晶表示装置は、水銀の使用量 低減することを目的とする。

 上記の課題を解決するために、本発明に係 水銀放出体は、チタン(Ti)と水銀(Hg)との金 間化合物を含む水銀放出部を有し、前記金 間化合物は、Ti 1.73 Hgを含むことを特徴とする。

 また、本発明に係る水銀放出体は、前記金 間化合物は、前記水銀放出部の全水銀量に して40[wt%]以上100[wt%]以下の範囲内の水銀量 有する前記Ti 1.73 Hgを含むことが好ましい。

 また、本発明に係る水銀放出体は、前記金 間化合物は、前記Ti 1.73 Hgを除く残部がTi 3 Hgであることが好ましい。

 また、本発明に係る水銀放出体は、前記 銀放出部は、少なくとも一部に開口部を有 る容器の内部に格納されていることが好ま い。

 また、本発明に係る水銀放出体は、前記 器は、鉄およびニッケルのうち少なくとも1 種以上で形成されていることが好ましい。

 また、本発明に係る水銀放出体は、前記 銀放出材と、前記水銀放出材を覆う金属の 結体から構成される焼結体部を備えること 好ましい。

 また、本発明に係る水銀放出体は、前記 結体部は、ポーラス状に形成されているこ が好ましい。

 さらに、本発明に係る水銀放出体は、前 焼結体部の気孔率が5[%]以上であることが好 ましい。

 本発明に係る低圧放電ランプの製造方法 、前記水銀放出体をガラス管の内部に挿入 る工程と、前記水銀放出体を加熱する工程 を含むことを特徴とする。

 本発明に係る低圧放電ランプは、ガラス と、前記ガラス管の少なくとも一方の端部 封着されたリード線と、前記リード線にお るガラス管の内部に位置する端部に取着さ た電極とを備え、前記リード線の前記ガラ 管内に位置する部分または前記電極に請求 1に記載の水銀放出体が固定されていること を特徴とする。

 本発明に係る照明装置は、前記低圧放電 ンプを備えることを特徴とする。

 本発明に係る液晶表示装置は、前記照明 置を備えることを特徴とする。

 本発明に係る水銀放出体は、水銀放出効 を向上させ、かつ低圧放電ランプの製造に いた際、ガラス管の破損を防止することが きる。また、本発明に係る低圧放電ランプ 製造方法は、ガラス管の破損を防止し、水 の使用量を低減することができる。さらに 本発明に係る低圧放電ランプ、照明装置お び液晶表示装置は、水銀の使用量を低減す ことができる。

本発明の第1の実施形態に係る水銀放出 体の斜視図 (a)同じく水銀放出体の粒子構造を示す 面写真、(b)同じく水銀放出体の粒子構造を す平面写真、(c)同じく水銀放出体の粒子構 を示す長手方向の中心軸を含む断面写真 同じく水銀放出体の水銀放出の概念図 同じく水銀放出体の水銀放出部のX線解 析による測定結果を示すグラフ (a)水銀と合金を形成しない金属の粒子 状が球形状である場合の水銀放出体の粒子 造を示す正面写真、(b)同じく水銀放出体の 子構造を示す平面写真 反応時間と金属間化合物生成率の関係 示す図 加熱温度による水銀放出率の変化を示 図 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出 体の製造工程図 本発明の第2の実施形態に係る水銀放出 体の斜視図 同じく水銀放出体の変形例1の斜視図 本発明の第3の実施形態に係る水銀放 体の斜視図 本発明の第4の実施形態に係る低圧放 ランプの製造方法の工程A~Gまでの概念図 本発明の第4の実施形態に係る低圧放 ランプの製造方法の工程H~Jまでの概念図 (a)本発明の第5の実施形態に係る低圧 電ランプの管軸を含む断面図、(b)A部の拡大 面図 (a)本発明の第6の実施形態に係る低圧 電ランプの管軸を含む断面図、(b)B部の拡大 面図 本発明の第7の実施形態に係る照明装 の斜視図 本発明の第8の実施形態に係る照明装 の斜視図 (a)本発明の第9の実施形態に係る照明 置の正面図、(b)図18(a)のA-A´線で切った断面 本発明の第10の実施形態に係る液晶表 装置の斜視図 本発明の第1の実施形態に係る水銀放 体の変形例1の斜視図 (a)同じく水銀放出体の変形例1の正面 、(b)同じく水銀放出体の変形例1の平面図 本発明の第1の実施形態に係る水銀放 体の変形例2の斜視図 (a)同じく水銀放出体の変形例2の正面 、(b)同じく水銀放出体の変形例2の平面図 本発明の第1の実施形態に係る水銀放 体の変形例3の斜視図 本発明の第1の実施形態に係る水銀放 体の変形例3の斜視図 本発明の第1の実施形態に係る水銀放 体の変形例3の斜視図 本発明の第1の実施形態に係る水銀放 体の変形例4の斜視図 本発明の第1の実施形態に係る水銀放 体の変形例5の斜視図 本発明の第1の実施形態に係る水銀放 体の変形例6の一部切欠き斜視図

符号の説明

 100、104、106、110、113、114、115、116、118、200 203、300、501 水銀放出体
 101、107、111、119 水銀放出部
 102、105、112、117、120 焼結体部
 201、206 開口部
 202、204 容器
 205 スリット
 400 ガラス管
 500、600 低圧放電ランプ
 502、601 発光管
 503、603 電極
 504、604 リード線
 700、800、900 照明装置
 1000 液晶表示装置

 (第1の実施形態)
 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出体に ついて、以下に説明する。

 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出体 の斜視図を図1に、その粒子構造を示す正面 真を図2(a)に、同じく平面写真を図2(b)に、長 手方向の中心軸を含む断面写真を図2(c)にそ ぞれ示す。

 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出体100 (以下、「水銀放出体100」という)は、チタン( Ti)と水銀(Hg)との金属間化合物Ti 1.73 Hgを含む。

 具体的には、水銀放出体100は、水銀放出 101と、水銀放出部101を覆う金属の焼結体か 構成される焼結体部102とを備える。

 この水銀放出体100では、水銀放出部101を 結体部102が覆う構造を有しているので、図3 に示すように、加熱時(特に、高周波加熱時) 、水銀放出部101が露呈している両端面から けでなく、後述のポーラスの焼結体部102を してほぼ全面から水銀を放出することがで (矢印103参照)、その結果、水銀放出部の表 が金属板等により覆われている場合に比べ 水銀の放出効率を向上させることができ、 気に加熱された場合においても、蒸気化し 水銀によって急激に水銀放出部101が膨張し 破裂するのを防止することができる。また 水銀放出部101と焼結体部102とが界面で反応 ているため、水銀放出部101と焼結体部102と 密着強度が高く、水銀放出部101が水銀放出 100からこぼれ落ちるのを防止することがで る。

 水銀放出部101は、チタンと水銀との合金で 成され、チタンと水銀との金属間化合物を み、かつ金属間化合物としてTi 1.73 Hgを含んでいる。ここで言う「合金」とは、 金属間化合物」を少なくとも含み、「混合 」、「固溶体」等が含まれたものも包含す ものである。

 金属間化合物Ti 1.73 Hgのチタンと水銀の組成比は、Binary Alloy Phas e Diagram(First Printing, October 1986)によると、 温では1.73程度であるが、温度等の諸条件に り、1.09以上1.73以下の範囲内の値をとり得 ものである。

 水銀放出体100の水銀放出部のX線解析による 測定結果を示すグラフを図4に示す。水銀放 体100には、金属間化合物として、Ti 1.73 HgやTi 3 Hgが含まれていることがわかる。

 なお、水銀放出体から本発明における金 間化合物の特定方法については、後述する 水銀放出部101は例えば、長さLが3[mm]、外径D iが1[mm]の円柱体の形状を有し、水銀の含有量 は約6[mg]である。

 また、水銀放出部101に、酸化チタン(TiO 2 )、酸化アルミニウム(Al 2 O 3 )および酸化珪素(SiO 2 )のうちいずれか1種以上の金属酸化物の焼結 であるセラミックスが含まれていてもよい

 これらの金属酸化物は、水銀と反応しな ため、水銀放出部101の大きさは一定のまま 、水銀の含有量を少なくしたい場合に、水 の含有量が減少した分の密度を補充し、単 水銀の含有量を減らした場合に比べて水銀 出部101の熱伝導性を高めて、水銀放出部101 加熱効率を高めることができる。

 なお、セラミックスは、水銀放出部の5[wt %]以上30[wt%]以下の範囲内で含まれていること がより好ましい。この場合、水銀の含有量を 少なくしたい場合に、水銀の含有量が減少し た分の密度を適度に補充し、単に水銀の含有 量を減らした場合に比べて水銀放出部101の熱 伝導性を高めて、水銀放出部101の加熱効率を 高めることができる。

 焼結体部102は、水銀と合金を形成しない 属の焼結体からなり、ポーラス状になって る。「水銀と合金を形成しない金属」とは 例えば鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)お びマンガン(Mn)のうちの少なくとも1種以上 ように水銀と反応しにくく合金を形成しに い金属のことをいう。それらの中でも、化 的性質や工業的な生産性(コスト等)を考慮す ると、鉄(Fe)およびニッケル(Ni)うち少なくと 1種以上であることが好ましい。

 なお、焼結体部102を構成する金属は、鉄 みまたはニッケルのみの一種類の金属に限 ず、例えば、鉄とニッケルの混合物を用い ことも可能であるし、あるいは、ニッケル ッキされた鉄を用いることもできる。鉄に ッケルメッキを施した金属は、鉄の酸化防 (腐食防止)の効果を奏し得る。

 また、焼結体部102を成形する際において 粉にニッケル粉を混合したものを使用する 、鉄粉だけの場合よりも耐食性を向上させ ことができるとともに、鉄粉とニッケル粉 のブレンドによって粒径のバリエーション 広げることができる。粒径のバリエーショ を広げることができると、焼結体部102の気 率(ひいては、熱伝導率)をコントロールす ことが容易となる(気孔率の詳細については 述する)。

 また、鉄粉とニッケル粉とのブレンド粉 おいてその流動性を改善することもでき、 形時の生産性を向上させることも可能とな 。加えて、ニッケルは、鉄よりも比熱が小 く、しかも熱伝導率が大きいので、焼結体 102の加熱効率を向上させることもできる。 結体部102は、例えば、長さLが3[mm]、外径Do 1.4[mm]である。

 ポーラス状である焼結体部102の気孔率は 5[%]以上であることが好ましい。この場合、 水銀が焼結体部102を通り抜けやすく、水銀の 放出効率を高めることができる。

 特に焼結体部102の気孔率は、25[%]以上で ることがより好ましい。この場合、水銀放 部101から放出される水銀が焼結体部102をさ に通り抜けやすく、水銀放出効率をさらに めることができる。

 なお、焼結体部102の気孔率は、60[%]以下 あることが好ましい。60[%]よりも大きいと焼 結体部102が空孔だらけになってしまうため、 例えば水銀放出体100を高周波加熱する際、水 銀放出部101の加熱効率が低下する上に加熱む らが生じやすく、水銀放出量にばらつきが生 じてしまうからである。

 焼結体部102の気孔率は、以下の数式によ 算出される。

 焼結体部102の密度は、水銀放出体100をフッ 水素酸と硝酸の混合溶液に溶かした後、株 会社島津製作所製のICP発光分析装置(ICPS-8000 )により定量分析することで焼結体部102の重 を求め、焼結体部102の体積で割ることによ 求めることができる。ここで、焼結体部102 ポーラス状であり、その正確な体積を求め ことは困難であるため、焼結体部102の体積 焼結体部102に空隙が全くないとした場合の 積を用いることとする。また、焼結体部102 理論密度とは、焼結体部102に空隙が全くな として求めた架空の密度である。

 なお、焼結体部102を構成する金属は、磁 体であることが好ましい。例えば、低圧放 ランプの製造時に密閉されたガラス管内に 置された水銀放出体100の位置決めを、磁石 用いて正確に、かつ容易に行うことができ からである。磁性体である金属としては、 えば鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)等を 択することができる。

 また、焼結体部102には、ゲッター材が混合 れていてもよい。ゲッター材が混合されて ることにより、水素(H 2 )や酸素(O 2 )等の不純ガスを吸着させることができ、こ によりガラス管内の封入ガスの純度等を向 させることできる。ゲッター材には、例え タンタル(Ta)、ニオビウム(Nb)、ジルコニウム (Zr)、クロム(Cr)、ハフニウム(Hf)、アルミニウ ム(Al)など、あるいは、それらの合金等を適 することができる。

 また、水銀放出部101の全表面積のうち焼 体部102に接触している部分の表面積の比率 30[%]以上であることが好ましい。この場合 水銀放出部101に対する熱伝導性を高めるこ によって加熱効率をより高めて非常に高い 銀放出効率を得ることができる。

 特に、その加熱効率を一層高めるために 水銀放出部101の全表面積のうち焼結体部102 接触している部分の表面積の比率は50[%]以 であることがより好ましい。なお、「焼結 部102に接触している部分の表面積」とは、 結体部102がポーラスであるため、そのポー スな内部の空隙の表面積は含めず、最外表 の輪郭より算出した表面積である。

 また、焼結体部102の水銀と合金を形成し い金属の粒径は、5[μm]以上40[μm]以下の範囲 内であることが好ましい。この場合、水銀放 出部101から放出される水銀を透過しやすく、 水銀放出効率を向上させることができる。

 なお、図2(a)~(c)に示す焼結体部102の粒子 状は鱗片形状であるが、必ずしも鱗片形状 ある必要はなく多角形状等であってもよい ただし、鱗片形状の場合は、焼結体部102の 孔率を大きくすることができ、水銀放出効 をより向上させることができる。

 また、焼結体部102の水銀と合金を形成し い金属の粒子形状は、球形状であってもよ 。焼結体部102の水銀と合金を形成しない金 の粒子形状が球形状である場合の水銀放出 100の粒子構造を示す正面写真を図5(a)に、同 じく平面写真を図5(b)にそれぞれ示す。この 合、流動性が向上し、後述するように水銀 出体100の成形を行う押出し工程において、 形機から歩留まりよく押し出すことができ 生産性を向上させることができる。

 また、焼結体部102の形状は、図5(a)および (b)に示すように、水銀放出部101の端面を除い た外周面を覆うような筒形状であることが好 ましい。この場合、高周波加熱により生じる 渦電流が筒状に閉じた内面に流れ、水銀放出 部101の加熱効率を高めることができる。

 (実験1)
 発明者らは、Ti 1.73 HgはTi 3 HgとTiHgとの中間的組成であることから、Ti 3 HgとTiHgとの中間的性質を持つ可能性があると 考えた。しかしながら、AMERICAN SOCIETY FOR MET ALS発行のBinary Alloy Phase Diagram(First Printing,  October 1986)第1352頁に記載のチタンと水銀との 相図からは、Ti 1.73 Hgの安定的な生成条件を伺い知ることはでき かった。

 そこで、発明者らは、加熱容器に投入す 焼結体数と水銀量を変えて反応させること 、図6に示す一定温度における反応時間(チ ンと水銀とが反応している時間)と、水銀放 部の全水銀量に対する各金属間化合物の水 量との関係を明らかにすることに成功した

 図6上、実線はTi 1.73 Hgを、破線はTiHgを、一点鎖線はTi 3 Hgをそれぞれ示す。なお、組成比率は後述す 手法にて求めた。なお、実験では、Ti 1.73 Hg、TiHgおよびTi 3 Hgの生成(反応)開始時及び生成(反応)終了時を 特定することはできなかったが、Ti 1.73 Hg、TiHgおよびTi 3 Hgの3者が生成はされる傾向は図6のようにな 。

 図6に示すように、反応時間が所定の時間に 達するまで、反応時間が長くなるに従って、 Ti 1.73 Hgの生成が増加する一方で、TiHgの生成が減少 する。そして、反応時間が所定の時間を越え ると、反応時間が長くなるに従って、Ti 1.73 Hgの生成が減少し、Ti 3 Hgの生成が増加する。

 この傾向は、反応の進行を早めても、遅ら ても、同様に見られる。つまり、反応開始 間から、例えば、Ti 1.73 Hgの生成を示す線分と、Ti 3 Hgの生成を示す線分とが交差する反応時間ま の時間が、長くなったり、短くなったりす だけで、Ti 1.73 Hgの生成を示す線分は山形状となる。 焼結 内のチタンと水銀との反応は、反応温度、 熱容器に投入するチタンの量(チタンの表面 )、加熱容器に投入する水銀量により変化し 、その反応の進行を遅らせることで、Ti 1.73 Hgの生成が確認できるようになる。例えば、 応温度を低くすると反応の進行は遅くなり( すなわち図6のグラフは横軸方向に拡張され) Ti 1.73 Hgの生成が確認しやすくなる。また、これと 反対に、反応温度を高くすると、Ti 3 Hgの生成が加速されることからTi 1.73 Hgの生成を確認することが難しくなる。

 すなわち、発明者らは、実験1の結果から 、チタンと水銀との反応の進行を制御するこ とにより水銀放出体100を作製することを見出 した。

 (実験2)
 次に発明者らは、水銀放出体100が従来の水 放出体よりも水銀放出効率が向上している とを確認するために、水銀放出量を測定す 実験を行った。

 実験には、実施例として、水銀放出部の径 1[mm]、焼結体部の外径が1.4[mm]、長さが3[mm] 、6[mg]の水銀を含んだ水銀放出体100を用いた 。具体的には、金属間化合物が、水銀放出部 の水銀量に対して20[wt%]の水銀量を有するTi 1.73 Hgを含むものを実施例1とし、同じく水銀放出 部の水銀量に対して40[wt%]の水銀量を有するTi 1.73 Hgが含まれるものを実施例2とし、同じく水銀 放出部の水銀量に対して60[wt%]の水銀量を有 るTi 1.73 Hgが含まれるものを実施例3とし、同じく水銀 放出部の水銀量に対して90[wt%]の水銀量を有 るTi 1.73 Hgが含まれるものを実施例4とした。

 また、比較例として、上記実施例1~4と同じ イズで同量の水銀を含み、金属間化合物がT i 3 Hgで形成され、Ti 1.73 Hgが含まれていないものを用いた。なお、実 例および比較例は、水銀の反応時間が一定 状態で、温度を変化させることにより作製 た。

 水銀放出部に含まれる金属間化合物中のTi 1.73 Hgの割合は、以下の方法により特定した。
(1)水銀放出体を王水に浸漬させる。これによ り、水銀放出体のうち金属間化合物であるTi 1.73 HgおよびTi 3 Hgが王水に溶け出す。この際、水銀放出体に 体のチタン(Ti)が残存した場合は残渣として 残る。
(2)王水に溶け出したチタンおよび水銀の量を 株式会社島津製作所製のICP発光分析装置(ICPS- 8000)により定量することで金属間化合物中の タンと水銀の比率を求め、Ti 1.73 HgおよびTi 3 Hgの比率計算から金属化合物中のTi 1.73 Hgの割合を特定した。

 なお、水銀放出体に単体Hg、TiHgが含まれる 能性がある場合には、王水に浸漬させる前 硝酸に浸漬し、単体Hg、TiHgを溶解し定量を う。このとき、Ti 1.73 HgおよびTi 3 Hgは硝酸には溶解しない。

 実験では、それぞれ試料を10[個]ずつ作製 した。実験は、各試料を一つずつ同じ加熱速 度で加熱し、その水銀放出量(水銀放出体の 量の減少量)をリガク株式会社製の熱天秤分 装置(TG8101D)により無酸素雰囲気で測定し、 銀含有量(6[mg])に対する水銀放出効率を算出 し、各試料において10[個]の平均値を求めた 各試料の加熱温度による水銀放出率の変化 図7にそれぞれ示す。

 図7に示すように、いずれの水銀放出体も 加熱温度が400[℃]を越え500[℃]付近で水銀が 出され始めているが、加熱温度が800[℃]にお ける水銀放出率については大きく異なる結果 となった。

 すなわち、金属間化合物にTi 1.73 Hgが含まれている(図中の実施例1~4である。) とによって、加熱温度が800[℃]において、従 来のTi 3 Hgで形成された水銀放出体(図中の比較例であ る。)よりも水銀放出効率が向上することが 認できる。また、金属間化合物におけるTi 1.73 Hgの割合が増加するに従い、水銀放出体の水 放出効率が向上することが確認できる。つ り、水銀放出部に存在する金属間化合物にT i 1.73 Hgを含む場合、従来の水銀放出体よりも水銀 出効率を向上させることができる。

 さらに、金属間化合物は、水銀放出部の水 量に対して40[wt%]以上100[wt%]以下の範囲内の 銀量を有するTi 1.73 Hgを含むこと(図中の実施例2~4である。)が好 しい。この場合、加熱温度800[℃]において、 従来の水銀放出体に比べて約6[倍]の量の水銀 を放出させることができる。

 さらに、水銀放出部の水銀量に対して60[wt%] 以上100[wt%]以下の範囲内の水銀量を有するTi 1.73 Hgを含むこと(図中の実施例3,4である。)がよ 好ましい。この場合、800[℃]で含有水銀量の 50%以上の水銀を放出することができる。

 なお、金属間化合物の全てをTi 1.73 Hgとするのは、製造上難しい。これは、図6に 示すとおり、金属間化合物の製造過程で時間 とともに減少するTiHgと増加するTi 3 Hgとの関係で、これらTiHg、Ti 3 Hgの生成を0[%]にすることは困難であるためで ある。よって、金属間化合物は、水銀放出部 の水銀量に対して90[wt%]以下の範囲の水銀量 有するTi 1.73 Hgを含むことがより好ましいが、金属間化合 の全てをTi 1.73 Hgとすることができれば、水銀放出部の水銀 に対して100[wt%]以下の範囲の水銀量を有す Ti 1.73 Hgを含むことが好ましいのは言うまでもない

 また、金属間化合物は、Ti 1.73 Hgを除く残部がTi 3 Hgであることが好ましい。

 この場合、金属間化合物はTi 3 Hgを含むこととなり、室温で分解するTiHgが生 成するのを実質的(実測できない程度)に抑制 ることができ、100[℃]等の低い温度で水銀 放出されるのを防止することができる(これ 、図7の比較例の金属間化合物がTi 3 Hgでできていることからも推測できる。)。

 次に、本発明の第1の実施形態に係る水銀 放出体の製造方法について説明する。その製 造工程の工程図を図8に示す。

 図8に示すように、まず、原料粉末を準備 する。具体的には、水銀放出部101の材料とな る例えばチタンの粉や焼結体部102の材料とな る例えば鉄の粉である。

 (混合・混練工程)
 次に、チタン粉および鉄粉をそれぞれ別々 バインダや種々の添加剤、水を加えて混合 、十分に混練する。バインダは、例えばメ ルセルロースである。これにより、チタン 土および鉄坏土を作製する。

 (押出し成形工程)
 次に、チタン坏土と鉄坏土とをそれぞれ第1 、第2の押出し成形機(図示せず)に投入する。 この第2の押出し成形機には同軸2層押出し用 ダイスが設置されている。そして、第1の押 出し成形機から棒状のチタン成形体を導出し 、そのチタン成形体を第2の押出し成形機の イス部分に導入して外側に鉄坏土が積層さ た同軸構造の円柱体状の成形体を連続的に 成する。その後、この成形体を所定の硬さ なるまで乾燥させる。なお、成形方法は、 出し成形に限らず、プレス成形や、チタン 土を棒状に成形した後にスラリー化した鉄 にディップさせる等の方法を用いることが きる。

 (カット工程)
 次に、成形体を所定の長さでカットする。 のカットする長さによって、水銀放出体100 の水銀含有量を所望の量に調節することが きる。なお、水銀放出体100の水銀含有量は これ以外にもチタン坏土のバインダ量、水 放出部101の外径、焼成工程における焼成温 等を変化させることで調節することができ 。

 (焼結工程)
 次に、成形体をアルゴン雰囲気中で、例え 500[℃]で加熱し、成形体内のバインダを取 除く。そして、真空雰囲気中で、例えば900[ ]で焼結し、焼結体を作製する。

 (水銀反応工程)
 その後、焼結体と水銀を加熱容器に投入し 加熱容器を真空ポンプを用いて真空状態と て、500[℃]~600[℃]程度の温度で長時間、例 ば4[h]~16[h]程度加熱して、焼結体を構成して るチタンと加熱容器内の水銀とを合金化さ て水銀放出部101を形成する。この際、水銀 出部101には、Ti 1.73 Hgが生成される。

 そして、鉄は水銀と合金を形成しないた 、鉄の焼結体内には水銀は残らず、チタン 焼結体内でチタンと水銀との合金(本発明の 「金属間化合物」である)が形成され、水銀 出体100が完成される。

 上記のとおり、本発明の第1の実施形態に 係る水銀放出体100の構成によれば、水銀放出 効率を向上させ、かつ水銀を十分に放出させ るのに長時間でかつ高温で加熱し続ける必要 がないので低圧放電ランプの製造に用いた際 、ガラス管の破損を防止することができる。

 (第2の実施形態)
 本発明の第2の実施形態に係る水銀放出体に ついて、以下に説明する。本発明の第2の実 形態に係る水銀放出体の斜視図を図9に示す

 第1の実施形態に係る水銀放出体100では、 その水銀放出部101が金属の焼結体部102により 覆われていたが、本発明の第2の実施形態に る水銀放出体200(以下、「水銀放出体200」と う)は、水銀放出部が、少なくとも一部に開 口部201を有する容器202の内部に格納されてい る点を除いて本発明の第1の実施形態と実質 に同じ構成を有する。

 容器202は、例えば鉄製の円筒形状で、外 が1.4[mm]、内径が1[mm]、高さが3[mm]である。 器202は、円筒形状であるため、その両端部 開口部201を有する。水銀放出体200は、加熱 れることにより、水銀放出部101から開口部20 1を介して水銀を放出することができる。

 容器202の材料は、鉄に限らず、磁性体で ることが好ましい。この場合、水銀放出体2 00を放電ランプの製造に使用する際、ガラス 内に水銀放出体を挿入した後に、水銀放出 200の配置位置を磁力により調節することが きるという効果がある。

 磁性体である金属としては、例えば鉄(Fe) 、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)等を選択するこ ができる。それらの中でも、化学的性質や 業的な生産性(コスト等)を考慮すると、鉄(F e)およびニッケル(Ni)のうち少なくとも1種以 であることが好ましい。

 なお、容器202を構成する金属は、鉄のみ たはニッケルのみの一種類の金属に限らず 例えば、鉄とニッケルの混合物を用いるこ も可能であるし、あるいは、ニッケルメッ された鉄を用いることもできる。鉄にニッ ルメッキを施した金属は、鉄の酸化防止(腐 食防止)の効果を奏し得る。

 容器202の形状は、円筒形状に限らず、例 ば図10に示すような台形筒状のように多面 形状であってもよい。この場合、水銀放出 203を低圧放電ランプの製造に使用する場合 ガラス管に挿入された際、ガラス管との接 面積を小さくすることができるため、水銀 出体203の熱によって、ガラス管が破損する とを防止することができる。

 また、図10に示すように、容器204の側面 スリット205が設けられていてもよい。この 合、スリット205を介して容器内部の水銀放 部101から水銀を放出することができるため 水銀の放出効率を向上させることができる この場合の容器の開口部とは、容器の両端 の開口部206だけでなくスリット205も含むも である。

 次に、本発明の第2の実施形態に係る水銀 放出体200の製造方法について説明する。

 (水銀合金粉作製工程)
 まず、原料粉末を準備する。具体的には、 銀放出部101の材料となる水銀合金粉(例えば 、チタンと水銀との合金粉)を用意する。

 (成形工程)
 次に、その合金粉から水銀放出部101を圧縮 型などによって成形し、本実施形態では円 形状の水銀放出部101を作製する。

 (容器挿入工程)
 その後、その水銀放出部101を容器202,204に配 する。具体的には、鉄(Fe)またはニッケル(Ni) らなる板材を、円柱形状の水銀放出部101に き付けることによって容器202,204を形成する と共に、同時に水銀放出部101が容器内に配さ れたこととなり、水銀放出体200,203を作製す ことができる。

 また、筒形状(例えば、円筒形状)に成形 れた容器202に、水銀放出部101を挿入して、 銀放出体200を作製することも可能である。

 上記のとおり、本発明の第2の実施形態に 係る水銀放出体200、203の構成によれば、アマ ルガム成分を変えることで,従来のものに対 て水銀放出効率を向上させ、かつ水銀を十 に放出させるのに長時間でかつ高温で加熱 続ける必要がないので低圧放電ランプの製 に用いた際、ガラス管の破損を防止するこ ができる。

 (第3の実施形態)
 本発明の第3の実施形態に係る水銀放出体に ついて、以下に説明する。本発明の第3の実 形態に係る水銀放出体の斜視図を図11に示す 。

 本発明の第3の実施形態に係る水銀放出体 300(以下、「水銀放出体300」という)は、焼結 部102や容器202,204がなく、水銀放出部101のみ から構成されている点を除いて、本発明の第 1および第2の実施形態に係る水銀放出体と実 的に同じ構成を有する。

 水銀放出体300は、円柱形状の水銀放出部 構成されている。水銀放出体300の大きさは 例えば径が1.4[mm]で、長さが3[mm]である。

 なお、水銀放出体300の形状は、円柱形状 限られない。例えば、球形状、多面体形状 であってもよい。

 また、水銀放出部101は、磁性体を含んで てもよい。この場合、水銀放出体300を低圧 電ランプの製造に使用する際、ガラス管内 水銀放出体300を挿入した後に、水銀放出体3 00の配置位置を磁力により調節することがで るという効果がある。磁性体である金属と ては、例えば鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、コバル (Co)等を選択することができる。それらの中 も、化学的性質や工業的な生産性(コスト等 )を考慮すると、鉄(Fe)およびニッケル(Ni)のう ち少なくとも1種以上であることが好ましい

 次に、本発明の第3の実施形態に係る水銀 放出体300の製造方法について説明する。まず 、原料粉末を準備する。具体的には、水銀放 出部101の材料となる例えばチタンの粉である 。

 (混合・混練工程)
 次に、チタン粉にバインダや種々の添加剤 水を加えて混合し、十分に混練する。バイ ダは、例えばメチルセルロースである。こ により、チタン坏土を作製する。

 (成形工程)
 次に、チタン坏土を押出し成形機(図示せず )に投入する。そして、押出し成形機から棒 のチタン成形体を導出し、その後、この成 体を所定の硬さになるまで乾燥させる。な 、成形方法は、押出し成形に限らず、プレ 成形等の方法を用いることができる。

 (カット工程)
 次に、成形体を所定の長さでカットする。 のカットする長さによって、水銀放出体300 の水銀含有量を所望の量に調節することが きる。なお、水銀放出体300の水銀含有量は これ以外にもチタン坏土のバインダ量、水 放出部101の外径、焼成工程における焼成温 等を変化させることで調節することができ 。

 また、成形工程において、プレス成形等 より、完成品1個分の大きさに成形されてい る場合は、カット工程を省略してもよい。

 (焼結工程)
 次に、成形体をアルゴン雰囲気中で、例え 500[℃]で加熱し、成形体内のバインダを取 除く。そして、真空雰囲気中で、例えば900[ ]で焼結し、焼結体を作製する。

 (水銀反応工程)
 その後、焼結体と水銀を加熱容器に投入し 加熱容器を真空ポンプを用いて真空状態と て、500[℃]~600[℃]程度の温度で長時間、例 ば4[h]~16[h]程度加熱して、チタンと水銀とを 金化させる。

 この際、チタンの焼結体内でチタンと水 との合金が形成され、水銀放出体300が完成 れる。

 上記のとおり、本発明の第3の実施形態に係 る水銀放出体300によれば、当該水銀放出体300 にTi 1.73 Hgが含まれるので、水銀放出効率を向上させ かつ水銀を十分に放出させるのに長時間で つ高温で加熱し続ける必要がないので低圧 電ランプの製造に用いた際、ガラス管の破 を防止することができる。

 (第4の実施形態)
 本発明の第4の実施形態に係る低圧放電ラン プの製造方法は、製造工程の途中で水銀放出 体が取り出され、完成ランプには水銀放出体 が無い低圧放電ランプについての製造方法で ある。

 本発明の第4の実施形態に係る低圧放電ラ ンプの製造方法は、本発明の第1の実施形態 係る水銀放出体をガラス管の内部に挿入す 工程と、前記水銀放出体を加熱する工程と 含むものである。

 以下、その製造工程の工程A~工程Gまでの 略図を図12に、工程H~工程Jまでの概略図を 13にそれぞれ示す。

 (工程A)
 まず、準備した直管状のガラス管400を垂下 せてその下端部をタンク401内の蛍光体懸濁 402に浸す。この蛍光体懸濁液402には、例え 青色、赤色、緑色の蛍光体粒子が含まれて る。ガラス管400内を負圧にすることで、タ ク401内の蛍光体懸濁液402を吸い上げ、ガラ 管400内面に蛍光体懸濁液を塗布する。

 この吸い上げは光学的センサ403により液 を検出することで、液面がガラス管400の所 高さになるように設定される。このときの 面高さの誤差は、蛍光体懸濁液402の粘度や 面の表面張力等の影響を受けるため比較的 きく、±0.5[mm]程度の誤差が生じる。

 (工程B)
 次に、負圧状態から大気圧状態に開放し、 の後ガラス管400の下端部を蛍光体懸濁液402 ら引き上げ、ガラス管400内部の余分な蛍光 懸濁液402を外部に排出する。これにより、 ラス管400の内周の所定領域に蛍光体懸濁液 膜状に塗布される。

 続いて、ガラス管400内に塗布された蛍光 懸濁液402を乾燥させた後に、ガラス管400内 にブラシ等404を挿入して、ガラス管400端部 不要な蛍光体部分を除去する。

 続いて、ガラス管400を不図示の加熱炉内 移送し、ガラス管400内面に付着する蛍光体 子の焼成を行い、蛍光体層405を得る。

 (工程C)
 その後、蛍光体層405が形成されたガラス管4 00の一端部に、電極406、ビードガラス407およ リード線408を含む電極ユニット409を挿入し 後、仮止めを行う。仮止めとは、ビードガ ス407が位置するガラス管400の外周部分をバ ナー410で加熱して、ビードガラス407の外周 一部をガラス管400内周面に固着することを う。ビードガラス407の外周の一部しか固着 ないので、ガラス管400の管軸方向の通気性 維持される。なお、電極40は所謂冷陰極型 ものである。

 (工程D)
 次に、ガラス管400の上下を逆さにして先ほ の電極ユニット409を挿入した側とは反対側 らガラス管400に、電極ユニット409と実質的 同じ構成の電極411、ビードガラス412および ード線413を含む電極ユニット414を挿入した 、ビードガラス412が位置するガラス管400の 周部分をバーナー415で加熱し、ガラス管400 封着して気密封止(第1封止)する。また、第1 封止における封止位置の設定値から誤差は約 0.5[mm]程度である。

 なお、工程Cにおける電極ユニット409の挿 入位置および工程Dにおける電極ユニット414 挿入は、ガラス管の両端部封止後のガラス の両端部からそれぞれ延びる蛍光体層405の 存在領域の長さが異なるような位置になる うにその挿入量を調整されることが好まし 。

 この場合、他端部側の電極ユニット414は 一端部側の電極ユニット409と比べて、蛍光 層405に重なる位置より奥にまで挿入される ととなる。このような構成を好適とする理 は次のとおりである。

 すなわち、ランプの一端部と他端部とで 、蛍光体層405の厚みに差異が生じているこ が多く、複数本のランプを同じ方向にして ックライトユニット等の照明装置に組み込 と、照明装置全体として輝度むらが生じる ととなる。これを防止するために、例えば ンプの一端部と他端部とを交互になるよう 照明装置に組み込むことが考えられる。そ 際、ランプの一端部と他端部とをセンサ等 用いて自動的に容易に識別することができ からである。センサとして200万[画素]の画 センサを用いれば、1[画素]を0.1[mm]に設定す ことが可能であるため、0.1[mm]単位での測定 精度を実現できる。

 これらの事情を考慮すれば、ガラス管の 端部側と他端部側とで、蛍光体層405の不存 領域の長さの差が少なくとも2[mm]以上あれ 、確実にセンサを用いて長手方向の向きを 別することができる。

 なお、ガラス管の一端部側と他端部側と 、蛍光体層405の不存在領域の長さの差が少 くとも3[mm]以上であれば、より確実にセン を用いて長手方向の向きを識別することが きる。この場合、画像センサは、0.5[mm]単位 の測定精度のもので構わない。また、長さ 差の上限値は例えば8[mm]程度である。8[mm]よ り大きくすると、発光に寄与しない蛍光体層 405の不存在領域が長くなり、有効発光長が確 保しにくくなるからである。

 (工程E)
 続いて、ガラス管400のうち、電極ユニット4 09とこの電極ユニット409に近い方のガラス管4 00の端部との間の一部をバーナー416で加熱し 縮径させ、くびれ部分400aを形成する。その 後、本発明の第1の実施形態に係る水銀放出 100をガラス管400内に当該端部から投入し、 びれ部分400aに引っかけておく(水銀放出体100 をガラス管400の内部に挿入する工程)。

 (工程F)
 続いて、ガラス管400内の排気とガラス管400 への封入ガスの充填を順次行う。具体的に 、給排気装置(図示せず)のヘッドをガラス 400の水銀放出体100側端部に装着し、先ず、 ラス管400内を排気して真空にすると共に、 熱装置(図示せず)によってガラス管400全体を 外周から加熱する。これによって、ガラス管 の温度が400[℃]程度となり、蛍光体膜405に潜 している不純ガスを含めガラス管400内の不 ガスが排出される。加熱を止めた後、所定 の封入ガス(例えばアルゴン:95[%]、ネオン:5[ %]の分圧比の混合ガスのような混合希ガス等) が充填される。

 (工程G)
 封入ガスが充填されると、ガラス管400の水 放出体100側端部をバーナー417で加熱して封 する。

 (工程H)
 続いて、図13に示す工程Hでは、水銀放出体1 00をガラス管400周囲に配された高周波発振コ ル(図示せず)によって誘導加熱して水銀放 体100から水銀を放出させる(水銀放出体100を 熱する工程)。なお、水銀放出体100の加熱方 法は、例えばガスバーナーでの加熱や光加熱 のような種々の公知の方法を用いることがで きる。その後、ガラス管400を加熱炉418内で加 熱して、放出させた水銀を電極ユニット414の 電極411の方へ移動させる。

 (工程I)
 次に、ビードガラス407が位置するガラス管4 00外周部分をバーナー419で加熱して、ガラス 400を封着して気密封止する。この一端部の 止位置の設定値からの誤差は、他端部と同 に±0.5[mm]程度である。

 (工程J)
 続いて、ガラス管400のうち、前記一端部の 止部分よりも水銀放出体100側の端部部分を り離す。

 これで低圧放電ランプが完成する。

 上記のとおり、本発明の第4の実施形態に 係る低圧放電ランプの製造方法の構成によれ ば、第1の実施形態で説明した水銀放出体100 用いているため、水銀を十分に放出させる に長時間でかつ高温で加熱し続ける必要が く、低圧放電ランプの製造に用いた際、ガ ス管の破損を防止することができる。

 また、水銀の放出効率のよい水銀放出体1 00を用いているので、水銀放出体100に含有さ る水銀量を削減することができ、言い換え ばランプに対する水銀の使用量を削減する とができ、環境への負荷を低減することが きる。

 なお、本実施形態においては、本発明の 1の実施形態に係る水銀放出体100を用いる場 合について説明したが、この他にも本発明の 第2の実施形態に係る水銀放出体200、203、本 明の第3の実施形態に係る水銀放出体300およ 後述する変形例に係る他の水銀放出体も用 ることができる。

 (第5の実施形態)
 本発明の第5の実施形態に係る低圧放電ラン プ500(以下、単に「ランプ500」という)の管軸 含む断面図を図14(a)に、A部の拡大断面図を 14(b)にそれぞれ示す。図14(a)に示すように、 ランプ500は、冷陰極蛍光ランプであり、本発 明の第4の実施形態に係る低圧放電ランプの 造方法により製造される低圧放電ランプと 異なり、ランプ500内部に水銀放出体501が残 ているものである。

 ランプ500は、ガラス管502、電極503および ード線504で構成されている。ガラス管502は 直管状であり、その管軸に対して垂直に切 た断面が略円形状である。このガラス管502 、例えば外径が3.0[mm]、内径が2.0[mm]、全長 750[mm]であって、その材料はホウ珪酸ガラス ある。以下に示すランプ500の寸法は、外径 3.0[mm]、内径が2.0[mm]のガラス管502の寸法に 応する値である。

 なお、冷陰極蛍光ランプである場合には 内径が1.4[mm]~7.0[mm]、肉厚が0.2[mm]~0.6[mm]の範 であって、全長が1500[mm]以下であることが ましい。これらの値は一例でありこれらに 定されるものではない。

 ガラス管502の内部には、水銀がガラス管5 02の容積(端部を密閉した状態での容積である 。)に対して所定の比率、例えば、0.6[mg/cc]で 入され、またアルゴンやネオン等の希ガス 所定の封入圧、例えば60[Torr]で封入されて る。

 なお、上記希ガスとしては、アルゴンと オン(Ar=5[%]、Ne=95[%])の分圧比の混合ガスが いられているが、本発明は、これらの混合 スの種類および分圧比に限定されない。

 また、ガラス管502の内面には蛍光体層505が 成されている。蛍光体層505に用いる蛍光体 子は、例えば、赤色蛍光体粒子(Y 2 O 3 :Eu 3+ )、緑色蛍光体粒子(LaPO 4 :Ce 3+ ,Tb 3+ )および青色蛍光体粒子(BaMg 2 Al 16 O 27 :Eu 2+ )からなる蛍光体で形成されている。

 また、ガラス管502の内面と蛍光体層505との には例えば酸化イットリウム(Y 2 O 3 )等の金属酸化物の保護膜(図示せず)を設けて もよい。

 さらに、ガラス管502の両端部からはリー 線504が外部へ向けて導出されている。リー 線504は、ビードガラス506を介してガラス管5 02の両端部に封着されたものである。

 このリード線504は、例えば、タングステ からなる内部リード線504aと、ニッケルから なる外部リード線504bとからなる継線である 内部リード線504aの線径は1[mm]、全長は3[mm]で 、外部リード線504bの線径は0.8[mm]、全長は5[mm ]である。

 内部リード線504aの先端部にはホロー型、 例えば有底筒状の電極503が固着されている。 この固着は、例えばレーザ溶接を利用して行 う。

 電極503の各部の寸法は、例えば電極長が5 [mm]、外径が1.70[mm]、内径が1.50[mm]、肉厚が0.10 [mm]である。

 図14(b)に示すように、少なくとも一方の 部リード線504aの電極503とビードガラス506と 間には、水銀放出体501が固定されている。 銀放出体501は、本発明の第1の実施形態に係 る水銀放出体100に内部リード線を通すための 貫通孔501aが形成されたものである。なお、 銀放出体501は、リード線504ではなく、電極50 3に固定されていてもよい。

 上記のとおり、本発明の第5の実施形態に 係る低圧放電ランプの構成によれば、水銀の 放出効率がよい水銀放出体501を用いているの で、水銀放出体501に含有させる水銀量を削減 することができ、言い換えればランプ1本に する水銀の使用量を削減することができ、 境への負荷を低減することができる。

 (第6の実施形態)
 本発明の第6の実施形態に係る低圧放電ラン プ(以下、単に「ランプ600」という)の管軸を む断面図を図15(a)に、B部の拡大断面図を図1 5(b)にそれぞれ示す。図14(a)に示すように、ラ ンプ600は、熱陰極蛍光ランプであり、本発明 の第4の実施形態に係る低圧放電ランプの製 方法により製造される低圧放電ランプとは なり、ランプ600内部に水銀放出体501が残っ いるものである。

 ランプ600は、熱陰極蛍光ランプであり、 ラス管601と電極マウント602とで構成されて る。

 ガラス管601は、例えば全長は1010[mm]、外 が18[mm]、肉厚が0.8[mm]であり、その両端には 極マウント602が封着されている。

 ガラス管601の内面には、蛍光体層505が形 されおり、ガラス管601の内部には、水銀(例 えば4[mg]~10[mg])が封入されている他、緩衝ガ としてアルゴン(Ar)およびクリプトン(Kr)の混 合ガス(例えば、Arが50[%]、Krが50[%]の分圧比の 混合ガス)が例えば600[Pa]の封入ガス圧で封入 れている。

 図15(a)に示すように、電極マウント602は 謂ビーズガラスマウントであり、タングス ン製のフィラメント電極603と、このフィラ ント電極603を架持する一対のリード線604と この一対のリード線604を固定支持するビー ガラス605とからなる。なお、フィラメント 極603は、所謂熱陰極型のものである。

 図15(b)に示すように、少なくとも一方の 極マウント602のリード線604には、水銀放出 501が固定されている。ただし、ここで用い 水銀放出体501の貫通孔501aは、リード線604の 径に合わせたものである。

 電極マウント602のうちのガラス管601の端 に封着されるのは、リード線604の一部分で り、具体的には、ビードガラス605からフィ メント電極603と反対側に延出している部分 ある。なお、電極マウント602のガラス管601 の封着は、例えばピンチシール法により行 れている。

 なお、ガラス管601の少なくとも一方の端 には、排気管残部606が電極マウント602と共 取着されている。この排気管残部606は、電 マウント602を封着した後に、ガラス管601内 排気したり、上記封入ガス等を封入したり るときに使用され、ガラス管601の内部への 入ガス等の封入が完了すると、排気管残部6 06のうちガラス管601の外部に位置する部分で 例えばチップオフ封止される。

 上記のとおり、本発明の第6の実施形態に 係る低圧放電ランプ600の構成によれば、水銀 の放出効率がよい水銀放出体501を用いている ので、水銀放出体501に含有させる水銀量を削 減することができ、言い換えればランプ1本 対する水銀の使用量を削減することができ 環境への負荷を低減することができる。

 (第7の実施形態)
 本発明の第7の実施形態に係る照明装置700の 分解斜視図を図16に示す。本発明の第7の実施 形態に係る照明装置700は直下方式のバックラ イトユニットであり、一つの面が開口した直 方体状の筐体701と、この筐体701の内部に収納 された複数のランプ500と、ランプ500を点灯回 路(図示せず)に電気的に接続するための一対 ソケット702と、筐体701の開口部を覆う光学 ート類703とを備えている。なお、ランプ500 、本発明の第5の実施形態に係る低圧放電ラ ンプ500である。

 筐体701は、例えばポリエチレンテレフタ ート(PET)樹脂製であって、その内面に銀な の金属が蒸着されて反射面704が形成されて る。なお、筐体701の材料としては、樹脂以 の材料、例えば、アルミニウムや冷間圧延 (例えばSPCC)等の金属材料により構成しても い。

 また、内面の反射面704として、金属蒸着 以外、例えば、ポリエチレンテレフタレー (PET)樹脂に炭酸カルシウム、二酸化チタン を添加することにより反射率を高めた反射 ートを筐体701に貼付けてもよい。

 筐体701の内部には、ソケット702以外に、 えば、絶縁体705およびカバー706が配置され いる。具体的に、ソケット702は、ランプ500 配置に対応して筐体701の短手方向(縦方向) 各々所定間隔を空けて設けられている。ソ ット702は、例えばステンレスやりん青銅か なる板材を加工したものであって、外部リ ド線504bが嵌め込まれる嵌込部702aを有してい る。そして、外部リード線504bを嵌込部702aを し拡げるように弾性変形させて嵌め込む。 の結果、嵌込部702aに嵌め込まれた外部リー ド線504bは、嵌込部702aの復元力によって押圧 れ、外れにくくなる。これにより、外部リ ド線504bを嵌込部702aへ容易に嵌め込むこと できつつ、外れにくくすることができる。

 ソケット702は、互いに隣り合うソケット7 02同士で短絡しないように絶縁体705で覆われ いる。絶縁体705は、例えば、ポリエチレン レフタレート(PET)樹脂で構成されている。 お、絶縁体705は、上記の構成に限定されな 。ソケット702はランプ500の動作中に比較的 温となる内部の電極503の近傍にあることか 絶縁体705は耐熱性のある材料で構成するこ が好ましい。耐熱性のある絶縁体705の材料 しては、例えば、ポリカーボネート(PC)樹脂 シリコンゴム等を適用することができる。

 筐体701の内部には、必要に応じた場所に ンプホルダ707を設けてもよい。筐体701内側 のランプ500の位置を固定するランプホルダ7 07は、例えば、ポリカーボネート(PC)樹脂であ り、ランプ500の外面形状に沿うような形状を 有している。「必要に応じた場所」とは、ラ ンプ500の長手方向の中央部付近のように、ラ ンプ500が例えば全長600[mm]を越えるような長 のものである場合に、ランプ500のたわみを 消するために必要な場所である。

 カバー706は、ソケット702と筐体701の内側 空間とを仕切るものであり、例えばポリカ ボネート(PC)樹脂で構成し、ソケット702の周 辺を保温するとともに、少なくとも筐体701側 の表面を高反射性とすることにより、ランプ 500の端部の輝度低下を軽減することができる 。

 筐体701の開口部は、透光性の光学シート 703で覆われており、内部にちりや埃などの 物が入り込まないように密閉されている。 学シート類703は、拡散板708、拡散シート709 よびレンズシート710を積層してなる。

 拡散板708は、例えばポリメタクリル酸メ ル(PMMA)樹脂製の板状体であって、筐体701の 口部を塞ぐように配置されている。拡散シ ト709は、例えばポリエステル樹脂製である レンズシート710は、例えばアクリル系樹脂 ポリエステル樹脂の貼り合せである。これ の光学シート類703は、それぞれ拡散板708に 次重ね合わせるようにして配置されている

 上記のとおり、本発明の第7の実施形態に 係る照明装置700の構成によれば、水銀使用量 の少ないランプを用いているので、環境負荷 の小さい照明装置を実現することができる。

 (第8の実施形態)
 本発明の第8の実施形態に係る照明装置の一 部切欠斜視図を図17に示す。本発明の第8の実 施形態に係る照明装置800(以下、「照明装置80 0」という)は、エッジライト方式のバックラ トユニットで、反射板801、ランプ500、ソケ ト(図示せず)、導光板802、拡散シート803お びプリズムシート804から構成されている。

 反射板801は、液晶パネル側(矢印Q)を除く 光板802の周囲の面を囲むように配置されて り、導光板802の底面を覆う底面部801bと、ラ ンプ500の配置されている側を除く側面を覆う 側面部801aと、ランプ500の周囲を覆う曲面状 ランプ側面部801cとで構成されており、ラン から照射される光を導光板802から液晶パネ (図示せず)側(矢印Q)に反射させる。また、 射板801は、例えばフィルム状のPETに銀を蒸 したものやアルミ等の金属箔を積層したも 等からなる。

 ソケットは、本発明の第7の実施形態に係 る照明装置700に用いられるソケット702と実質 的に同じ構成を有している。なお、図17にお て、図示の便宜上により、ランプ500の端部 ついては省略している。

 導光板802は、反射板801により反射された を液晶パネル側に導くためのものであって 例えば透光性プラスチックからなり、照明 置800の底面に設けられた反射板801の底面部8 01bの上に積層されている。なお、材料として は、ポリカーボネート(PC)樹脂やシクロオレ ィン系樹脂(COP)を適用することができる。

 拡散シート803は、視野拡大のためのもの あって、例えばポリエチレンテレフタレー 樹脂やポリエステル樹脂製の拡散透過機能 有するフィルムからなり、導光板802の上に 層されている。

 プリズムシート804は、輝度を向上させる めのものであって、例えばアクリル系樹脂 ポリエステル樹脂とを貼り合せたシートか なり、拡散シート803の上に積層されている なお、プリズムシート804の上にさらに拡散 が積層されていてもよい。

 なお、本実施形態の場合には、ランプ500 周方向における一部分(照明装置800に挿入し た場合における導光板802側)を除き、ガラス 502の外面に反射シート(図示せず)を設けたア パーチャ型のランプであってもよい。

 上記のとおり、本発明の第8の実施形態に 係る照明装置800の構成によれば、水銀使用量 の少ないランプを用いているので、環境負荷 の小さい照明装置を実現することができる。

 (第9の実施形態)
 本発明の第9の実施形態に係る照明装置の正 面図を図18(a)に、図18(a)のA-A´線で切った断面 図を図18(b)にそれぞれ示す。本発明の第9の実 施形態に係る照明装置900(以下、「照明装置90 0」という)は、一般照明用の環状蛍光ランプ 使用した照明器具である。

 照明装置900は、本体部901、盤状部902、ラ プホルダ903、ソケット904、ランプ905で構成 れている。

 本体部901は、その内部に点灯回路(図示せ ず)等を収納し、例えばその上部から電気接 部(図示せず)が導出しており、例えばその側 面部からランプ905の口金906と電気的に接続す るためのソケット904が導出している。

 盤状部902は、本体部901、ランプホルダ903 支持する部材であり、例えば円盤状の形状 有している。

 ランプホルダ903は、盤状部902の下面に取 けられており、その下端に設けられた例え C字状の挟持片によりランプ905を保持し、ラ ンプ905の落下を防止することができる。

 ランプ905は、環状の熱陰極蛍光ランプで り、形状が環状であることと口金906がラン 905の中間部に位置していることを除いては 6の実施形態に係る低圧放電ランプ600と実質 的に同じ構成を有している。

 上記のとおり、本発明の第9の実施形態に 係る照明装置900の構成によれば、水銀使用量 の少ないランプを用いているので、環境負荷 の小さい照明装置を実現することができる。

 (第10の実施形態)
 本発明の第10の実施形態に係る液晶表示装 の概要を図19に示す。図19に示すように液晶 示装置1000は、例えば32[inch]テレビであり、 晶パネル等を含む液晶画面ユニット1001と本 発明の第7の実施形態に係る照明装置700と点 回路1002とを備える。

 液晶画面ユニット1001は、公知のものであ って、液晶パネル(カラーフィルター基板、 晶、TFT基板等)(図示せず)、駆動モジュール (図示せず)を備え、外部からの画像信号に基 づいてカラー画像を形成する。

 点灯回路1002は、照明装置700内部のランプ 500を点灯させる。そして、ランプ500は、点灯 周波数40[kHz]~100[kHz]、ランプ電流3.0[mA]~25[mA]で 動作される。

 なお、図19では、液晶表示装置1000の光源 置として本発明の第7の実施形態に係る照明 装置700に第5の実施形態に係る低圧放電ラン 500を挿入した場合について説明したが、こ に限らず、本発明の第6の実施形態に係る低 放電ランプ600を適用することもできる。ま 、照明装置についても、本発明の第8の実施 形態に係る照明装置800も用いることができる 。

 上記のとおり、本発明の第10の実施形態 係る液晶表示装置の構成によれば、水銀使 量の少ないランプを用いているので、環境 荷の小さい液晶表示装置を実現することが きる。

 (変形例)
 以上、本発明を上記した各実施形態に示し 具体例に基づいて説明したが、本発明の内 が各実施形態に示した具体例に限定されな ことは勿論であり、例えば、以下のような 形例を用いることができる。
1.水銀放出体の変形例
 (1)変形例1
 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出体の 変形例1の斜視図を図20、その正面図を図21(a) 、その平面図を図21(b)にそれぞれ示す。本 明の第1の実施形態に係る水銀放出体の変形 1(以下、単に「水銀放出体104」という)は、 発明の第1の実施形態に係る水銀放出体100と は、その外形形状が異なる。よって、その形 状について詳細に説明し、その他の点につい ては省略する。

 水銀放出体104は、端部がテーパー形状と っている。具体的には、水銀放出体104の焼 体部105の端部がテーパー形状105aとなってい る。

 水銀放出体104は、その端部がテーパー形 となっていることで、移送する際、他の水 放出体と衝突して毀損するのを防止するこ ができる。また、水銀放出体104の端部がテ パー形状となっていることで、細管の低圧 電ランプを作製する際、ガラス管への水銀 出体104の投入を容易に行うことができる。 お、水銀放出体104の一端部のみがテーパー 状となっていてもよい。

 (2)変形例2
 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出体の 変形例2の斜視図を図22に、その正面図を図23( a)に、その平面図を図23(b)にそれぞれ示す。 発明の第1の実施形態に係る水銀放出体の変 例2(以下、単に「水銀放出体106」という)は 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出体100 とは、その水銀放出部107の形状が異なる。よ って、その形状について詳細に説明し、その 他の点については省略する。

 水銀放出体106は、水銀放出部107の例えば 心軸を含むその軸方向に貫通孔107aが形成さ れた筒状となっている。

 水銀放出体106は、筒状となっていること 、水銀がその内面と焼結体部102側の両側か 放出され、水銀の放出効率をより向上させ ことができる。なお、水銀放出体106の内面 さらに焼結体部が形成されていてもよい。 の場合、高周波加熱する際、高周波加熱の 電流が水銀放出体106の内面にも達し、水銀 出部107の加熱効率を高めて水銀の放出効率 より向上させることができる。

 また、図22および図23に示す、水銀放出体 は、円筒形状となっているが、これに限らず 、多角形の筒形状等であってもよい。

 ところで、貫通孔107aの直径Dhの、水銀放 部107の外径Diに対する比率は、5[%]以上60[%] 下の範囲内であることが好ましい。この場 、Dhが小さすぎると放出効率がさほど上がら ず、また大きすぎると所定の水銀含有量が得 られず、かつ加熱効率も低下するためである 。

 (3)変形例3
 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出体の 変形例3の斜視図を図24に示す。本発明の第1 実施形態に係る水銀放出体の変形例3(以下、 「水銀放出体110」という)は、本発明の第1の 施形態に係る水銀放出体100とは、その形状 異なる。よって、その形状について詳細に 明し、その他の点については省略する。

 水銀放出体110は、平板状である。具体的 は、水銀放出体110は、平板状の水銀放出部1 11が平板状の焼結体部112に挟み込まれている この場合、水銀放出部111が二つの焼結体部1 12で両挟みされたものであるため、水銀放出 111の加熱効率が高まり、水銀放出効率をよ 向上させることができる。また、シート工 により、プレス成形加工で作製することが きるため、製造工程をより簡易化すること できる。ただし、図24に示した構成(平板状 構成)以外の他の構成を採用することも可能 である。例えば、図25に示す水銀放出体113は 図24に示した平板状の構成を屈曲させて略 筒形状にしたものである。あるいは、図26に 示した水銀放出体114のように、水銀放出部111 の端面が焼結体部112で覆われた構成にするこ とも可能である。図26に示した構成の場合、 銀放出部111の端面が焼結体部112で覆われて り、表面と裏面が連続していることから、 電流の効率を向上させることができるとい 効果を奏し得る。

 なお、水銀放出部111が焼結体部112によって われているのであれば、水銀放出体の一部( 上記焼結体部の一部)にスリットを設けるこ も可能である。図25および図26に示した構成 、水銀放出体の一部にスリットが形成され いる形態といえるが、例えば、図1に示した 水銀放出体100の長手方向の中心軸X 100 に対してスリットを平行に設けたり、垂直に 設けたり、斜めに設けたりすることも可能で ある。

 水銀放出体は、焼結体部の一部にスリッ を設けると、スリットの部分から水銀を放 させやすくして、水銀の放出効率をより高 られる可能性がある一方で、スリットの存 による渦電流の効率の低下の問題も生じる で、スリットを形成する場合の設計には配 が必要である。

 (4)変形例4
 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出体の 変形例4の斜視図を図27に示す。本発明の第1 実施形態に係る水銀放出体の変形例4(以下、 「水銀放出体115」という)は、本発明の第1の 施形態に係る水銀放出体の変形例3の平板板 状の水銀放出部111に片面のみ焼結体部112が積 層されたものをスパイラル状に巻きつけたも のである。具体的には、最終的に焼結体部112 が外側となるように、焼結体部112と水銀放出 部111が積層されたものをスパイラル状に巻き つけたものである。この場合、水銀放出部111 の片面を焼結体部112で覆ったものでも、水銀 放出部111の両面を焼結体部112で覆ったもので あってもよい。

 このような水銀放出体115は、その内部を めて全体的に高周波加熱により加熱される で、水銀の放出効率を一層向上させること できる。

 (5)変形例5
 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出体の 変形例5の斜視図を図28に示す。本発明の第1 実施形態に係る水銀放出体の変形例5(以下、 単に「水銀放出体116」という)は、本発明の 1の実施形態に係る水銀放出体100とは、その 状が異なる。よって、その形状について詳 に説明し、その他の点については省略する

 水銀放出体116は、棒状の水銀放出部101に 状の焼結体部117が巻き付けられている。こ 構成により、水銀放出体116は、水銀放出部1 01と焼結体部117を同時に押出ししなくても、 銀放出部101となる棒状体の坏土を成形した に焼結体部117となる坏土を巻き付けること 成形することができる。

 (6)変形例6
 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出体の 変形例6の一部切欠き斜視図を図29に示す。本 発明の第1の実施形態に係る水銀放出体の変 例6(以下、単に「水銀放出体118」という)は 本発明の第1の実施形態に係る水銀放出体100 は、その形状が異なる。よって、その形状 ついて詳細に説明し、その他の点について 省略する。

 水銀放出体118は球状で、球形状の水銀放 部119の外側全体に焼結体部120が積層されて る。

 水銀放出体118は、その外側が全て焼結体 120で覆われていることで、水銀放出体118を 送する際、水銀が含有されている水銀放出 119に直接触れることなく作業できるため、 業の安全性を向上させることができる。な 、水銀放出部119が全て焼結体部120に覆われ いれば、球形状に限らず、多面体形状等(例 えば、断面矩形、断面六角形など)でもよい 球形状の場合、角がないため、移送の際に 銀放出体118同士が衝突することによって損 するのを防止することができる。また、球 状の場合、輸送の際、他の形状よりも輸送 器に密に詰め込むことができるため、輸送 効率を高めることができる。

 本発明は、水銀放出体、それを用いた低 放電ランプの製造方法、低圧放電ランプ、 明装置および液晶表示装置に広く適用する とができる。