專利名稱：放電燈以及照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將用玻璃珠(bead glass)將玻璃燈泡(glass bulb)端部密封的放電 燈、以及具備該放電燈的照明裝置。
背景技術(shù)：
在形成上述結(jié)構(gòu)的放電燈中，最好是玻璃珠的材料的熱膨脹系數(shù)與被安裝 于該玻璃珠的饋電用的引線的材料的熱膨脹系數(shù)近似。又，最好玻璃燈泡的材 料的熱膨脹系數(shù)與玻璃珠的材料的膨脹系數(shù)也近似。即最好是引線、玻璃珠以 及玻璃燈泡各自的材料的熱膨脹系數(shù)都大致相同。
如果引線的材料的熱膨脹系數(shù)與玻璃珠的材料的熱膨脹系數(shù)近似，則在用 玻璃珠密封玻璃燈泡的端部的密封工序中玻璃珠不易發(fā)生應(yīng)變。又，如果玻璃 珠的材料的熱膨脹系數(shù)與玻璃燈泡的熱膨脹系數(shù)近似，那么在所述密封工序中 玻璃燈泡不易產(chǎn)生應(yīng)變(strain)。其結(jié)果是，在制造燈時密封部分不易發(fā)生 裂紋。
例如，專利文獻1中指出，在引線為鴇的放電燈中，使形成玻璃珠的玻璃 的熱膨脹系數(shù)近似于鉤的熱膨脹系數(shù)。又，專利文獻2中，指出在引線的材料 為科瓦鐵鎳鈷合金的放電燈中，使形成玻璃燈泡的玻璃的熱膨脹系數(shù)近似于科 瓦鐵鎳鈷合金的熱膨脹系數(shù)。
專利文獻l:日本特開平6 — 203800號公報
專利文獻2:日本特開平10 — 69887號公報

發(fā)明內(nèi)容
但是，單靠使熱膨脹系數(shù)近似，無充分法抑制玻璃珠和玻璃燈泡上發(fā)生應(yīng) 變，因此會在該燈制造時在密封部分產(chǎn)生裂紋。
本發(fā)明的目的在于提供一種在玻璃珠以及玻璃燈泡上不易產(chǎn)生應(yīng)變，在制 造燈時密封部分不易產(chǎn)生裂紋的放電燈。還提供具備這樣的放電燈的生產(chǎn)效率高的照明裝置。
為了達到上述目的，本發(fā)明的放電燈，其特征在于具備由電極主體和引線構(gòu)成的電極、安裝所述引線的玻璃珠、以及利用該玻璃珠密封端部的玻璃燈泡;在所述引線、玻璃珠以及玻璃燈泡各材料的熱膨脹系數(shù)分別記為(M、 (12以及03時，滿足關(guān)系式cii—a2》3Xl(T7/K、 a 2> a 3;而且，在所述玻璃珠以及玻璃燈泡各材料的應(yīng)變點(°C)分別記為S,與S2時，滿足關(guān)系式Si〈S2。
本發(fā)明的照明裝置，其特征在于具備上述放電燈。
本發(fā)明的放電燈，第1，引線的材料的熱膨脹系數(shù)cn與玻璃珠的材料的熱膨脹系數(shù)a 2滿足關(guān)系式a 「 a 2>3X10—7/K。即引線材料的熱膨脹系數(shù)a比玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)a2大3X10—"K以上。第2，玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)a 2與玻璃燈泡材料的熱膨脹系數(shù)a 3滿足關(guān)系式a 2> a 3。即玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)02比玻璃燈泡材料的熱膨脹系數(shù)(13大。第3，玻璃珠材料的應(yīng)變點St與玻璃燈泡材料的應(yīng)變點S2滿足關(guān)系式S,<S2。即玻璃燈泡材料的應(yīng)變
點S2大于玻璃珠材料的應(yīng)變點Sj。
在用玻璃珠對玻璃燈泡的端部進行密封的密封工序中，使用燃燒器等從玻璃燈泡的外側(cè)加熱密封部分，所以玻璃燈泡會變成比玻璃珠更高的溫度，玻璃珠變成比引線更高的溫度。因此如果引線與玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)a2相同，玻璃珠的膨脹量變得比引線的膨脹量更大。又，如果玻璃珠與玻璃燈泡材料的
熱膨脹系數(shù)Ct3相同，則玻璃燈泡的膨脹量變得比玻璃珠的膨脹量更大。這樣，
如果膨脹量產(chǎn)生相差，也就成了玻璃珠與玻璃燈泡發(fā)生應(yīng)變，密封部分產(chǎn)生裂紋的原因。加之，在加熱后的玻璃燈泡與玻璃珠的冷卻時，也由于維持玻璃燈
泡比玻璃珠更高溫度的關(guān)系，如果玻璃珠與玻璃燈泡的材料的應(yīng)變點S2相同，
則溫度低的玻璃珠先達到應(yīng)變點，硬化到不能緩和應(yīng)力的程度。這樣，只有玻璃珠先硬化時，就更容易產(chǎn)生應(yīng)變。而本發(fā)明的放電燈，由于滿足第1的條件，所以引線與玻璃珠的膨脹量之
差不易產(chǎn)生。又由于滿足第2的條件，所以玻璃珠與玻璃燈泡的膨脹量之差不易產(chǎn)生。還由于滿足第3的條件，對加熱后的玻璃燈泡與玻璃珠進行冷卻時它們在更近的時刻達到應(yīng)變點。
因此，在密封工序中玻璃珠與玻璃燈泡不易產(chǎn)生應(yīng)變，其結(jié)果是密封部分不易發(fā)生裂紋。后面進行詳細描述。
又，在本申請中，所謂熱膨脹系數(shù)意思是30 380'C范圍的平均線膨脹系數(shù)又，應(yīng)變點['C是指玻璃的粘度n變成log n =14.5時的溫度。
本發(fā)明的照明裝置，由于使用在上述那樣的制造燈時密封部分不易產(chǎn)生裂紋的放電燈作為光源，因此生產(chǎn)效率高。


圖1是表示本發(fā)明一實施形態(tài)的放電燈的部分剖開平面圖。
圖2是表示實施例的放電燈的材料特性以及熱沖擊試驗的評價結(jié)果的圖。
圖3是表示實施例的放電燈的材料特性以及熱沖擊試驗的評價結(jié)果的圖。
圖4是將電極安裝于玻璃珠的工序的說明圖。
圖5是以玻璃珠密封玻璃燈泡的端部的密封工序的說明圖。
圖6是表示本發(fā)明一實施形態(tài)的照明裝置要部結(jié)構(gòu)的概略圖。
圖7是對密封部分發(fā)生的應(yīng)變進行說明用的說明圖。
圖8是表示比較例的放電燈的材料特性以及熱沖擊試驗的評價結(jié)果的圖。
符號說明
1 放電燈
2 玻璃燈泡3、 4 玻璃珠5、 6 電極
5a、 6a 電極主體5b、 6b 引線
具體實施例方式
以下根據(jù)附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)的放電燈以及照明裝置進行說明。<放電燈>
圖1是表示本發(fā)明一實施形態(tài)的放電燈的部分剖開的平面圖。如圖1所示，本發(fā)明的放電燈1是在背照燈單元等照明裝置中作為光源使用的冷陰極熒光燈，具備玻璃燈泡2、將該玻璃燈泡2的兩端部加以密封的一對玻璃珠3、 4、以及安裝于這些玻璃珠上的一對電極5、 6。
玻璃燈泡2為例如外徑1.4 7mm、壁厚0.2 0.7mm的直管狀玻璃燈泡，其內(nèi)周面上形成例如10 30微米的熒光體層7。又，玻璃燈泡2的內(nèi)部封入未圖示的水銀以及稀有氣體。玻璃珠3、 4呈例如圓筒形，分別熔接于玻璃燈泡2的端部。又，玻璃珠3、4的形狀不限于圓筒形，也可以是例如球形。
電極5、 6由電極主體5a、 6a以及饋電用引線5b、 6b構(gòu)成。電極主體5a、6a是以鎳(Ni)或鈮(Nb)等形成的棒狀構(gòu)件，在玻璃燈泡2的內(nèi)部相互對向配置。又，電極主體5a、 6a不限于棒狀，也可以是形成例如有底筒狀的所謂空心電極。
引線5b、 6b,其一端部利用例如熔接方法連接于電極主體5a、 6a,另一端氣密性貫通玻璃珠3、 4并延伸到玻璃燈泡2的外側(cè)。引線5b、 6b的材料是熱膨脹系數(shù)為43X10—"K的鎢(W)。又，引線5b、 6b的材料不限于鴇。例如也可以是熱膨脹系數(shù)為51X10—7/K的鉬(Mo)或熱膨脹系數(shù)為53X10_7/K的科瓦(Kovar)鐵鎳鈷合金等。又，在玻璃珠3、 4和玻璃燈泡2的材料為軟質(zhì)玻璃的情況下，半徑方向的熱膨脹系數(shù)也可以是94X10—7/K的鍍銅鐵鎳合金(D腿et)。
下面對作為玻璃珠3、 4以及引線5b、 6b的材料的玻璃進行說明。
玻璃珠3、 4的熱膨脹系數(shù)ci 2比引線材料的熱膨脹系數(shù)a ,更小3X 10—7/K
以上。例如，引線材料為鎢(熱膨脹系數(shù)43X10—7/K)的情況下，玻璃珠3、 4
的熱膨脹系數(shù)a 2為40X 10—7/K以下。
玻璃燈泡2的玻璃的熱膨脹系數(shù)a 3比玻璃珠3、 4的玻璃的熱膨脹系數(shù)a 2
更小。又，玻璃燈泡2的玻璃的應(yīng)變點S2比玻璃珠3、 4的玻璃的應(yīng)變點S,更大。
圖2與圖3是表示實施例的放電燈的材料特性以及熱沖擊試驗的評價結(jié)果的圖。引線5b、 6b的材料為鎢的情況下，作為一個例子，可以考慮使玻璃燈泡2與玻璃珠3、 4達到圖2及圖3所示的實施例1 13那樣的材料特性。引線5b、 6b的材料為鍍銅鐵鎳合金(Dumet)的情況下，可以考慮例如使玻璃燈泡2與玻璃珠3、 4達到圖3所示的實施例14那樣的材料特性。
接著，對放電燈1的制造方法進行說明。圖4是說明將電極安裝于玻璃珠上的工序的說明圖。
將電極5、 6安裝于玻璃珠3、 4的工序中，首先，如圖4 (a)所示，將引線5b、 6b插入玻璃珠3、 4的孔部，在氫氣氛圍中進行加熱處理。具體地說，在氫氣爐中以900 1200°C (例如1150°C)加熱5 6分鐘。這樣，在氫氣氛圍中加熱處理的情況下，玻璃珠3、 4與引線5b、 6b中不容易產(chǎn)生溫差，所以玻璃珠3、 4不易產(chǎn)生應(yīng)變。又，將引線5b、 6b安裝于玻璃珠3、 4的方法不限于在氫氣氛圍中進行加熱處理的方法，也可以使用在例如燃燒爐中加熱安裝的方法等。
玻璃珠3、 4利用加熱處理熔融，焊接于引線5b、 6b。如圖4 (b)所示，玻璃珠3、 4與引線5b、 6b以引線5b、 6b氣密貫通玻璃珠3、 4的狀態(tài)形成一體。其后如圖4 (c)所示，將電極主體5a、 6a焊接于引線5b、 6b的一端。
安裝引線5b、 6b后的玻璃珠3、 4的外徑d (如圖4 (c)所示)最好為玻璃燈泡2的內(nèi)徑的60 80% 。在玻璃珠2的外徑d過小的情況下，會發(fā)生難于形成高強度的密封部分的情況。另一方面，在玻璃珠3、 4的外徑d過大的情況下，其后的密封工序中玻璃燈泡2內(nèi)的通氣性難以確保。
圖5是說明以玻璃珠密封玻璃燈泡的端部的密封工序的說明圖。密封工序中，如圖5 (a)所示，將安裝有電極5、 6的玻璃珠3、 4插入玻璃燈泡2的端部內(nèi)，如圖5(b)所示，用例如燃燒器8、 9從玻璃燈泡2的外側(cè)以900 1200'C范圍的溫度加熱所述端部5~10秒鐘，使玻璃燈泡2以及玻璃珠3、 4熔化并將玻璃燈泡2與玻璃珠3、 4加以焊接。其后，在650'C進行3秒退火。借助于此，形成引線5b、 6b氣密貫通狀態(tài)的密封部分。
以上根據(jù)實施形態(tài)對本發(fā)明的放電燈的結(jié)構(gòu)與制造方法進行了具體說明，但本發(fā)明的內(nèi)容不限于上述實施形態(tài)。
例如，本發(fā)明的放電燈不限于冷陰極熒光燈，也可以是電極主體中有燈絲的熱陰極熒光燈。
又，玻璃燈泡不限于直管形的玻璃燈泡，也可以是環(huán)形、U字形或螺旋形等，玻璃燈泡的剖面形狀也可以不是圓形而形成扁平形狀。
又，玻璃燈泡的材料最好是具有以下所述那樣的性能的玻璃。
在玻璃燈泡中摻雜過渡金屬的氧化物，根據(jù)其種類摻雜不同的規(guī)定量的所述氧化物，借助于此能夠吸收254nm和313nm的紫外線。例如，在所述氧化物為二氧化鈦(Ti02)時，通過摻雜組成比例為0.05molX以上的二氧化鈦，能夠吸收254nm的紫外線，摻雜組成比例為2mol%以上的二氧化鈦能夠吸收313nm的紫外線。但是摻雜的二氧化鈦組成比例高于5mol^時，玻璃失去透明性，因此最好是在組成比例0.05molX以上5mol^以下的范圍內(nèi)摻雜。
所述氧化物為二氧化鈰(Ce02)時，摻雜組成比例為0.05molX以上能夠吸收254nm的紫外線。但是在摻雜的二氧化鈰組成比例高于0.5mol^時，玻璃產(chǎn)生顏色，因此最好將摻雜的二氧化鈰的組成比例控制在0.05mol^以上0.5mol9^以下的范圍。又，通過在添加二氧化鈰之外還添加氧化錫(SnO)，能夠抑制由二氧化鈰產(chǎn)生的顏色，因此二氧化鈽摻雜的組成比例可在5mol。^以內(nèi)。在這種情況下，如果摻雜的二氧化鈰的組成比例在0.5molX以上，則能夠吸收313nm的紫外線。但這種情況下也是二氧化鈰摻雜的組成比例高于5mo1%時，玻璃會失去透明。
所述氧化物為氧化鋅(ZnO)的情況下，摻雜組成比例為2molX以上可以吸收254nm的紫外線。但在摻雜氧化鋅高于10mol%時，玻璃的熱膨脹系數(shù)變大。引線材料為鉤時，鉤的熱膨脹系數(shù)與玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)02之間存在差值因而變得難以安裝，因此最好是摻雜氧化鋅的范圍在2moI%以上lOmol%以下。又，引線材料為鉬或科瓦合金時，鉬和科瓦合金的熱膨脹系數(shù)大于鉤的熱膨脹系數(shù)，因此可摻雜的氧化鋅組成比例在14mol^以下。但是在摻雜的氧化鋅組成比例高于20molX時，玻璃有失去透明的危險，所以最好是摻雜的氧化鋅在2moI%以上20mol%以下的范圍內(nèi)。
所述氧化物為氧化鐵(Fe203)的情況下，通過摻雜組成比例0.01molX以上的氧化鐵可以吸收254mn的紫外線。但在摻雜氧化鐵高于2mol^時玻璃會開始著色，因此最好將摻雜氧化鐵的組成比例控制在0.01mol%以上2mol%以下的范圍。
表示玻璃中的水分含量的紅外線透射率系數(shù)X在0.3以上1.2以下的范圍為宜，特別是調(diào)整為0.4以上0.8以下的范圍更加理想。如果紅外線透射率系數(shù)X在1.2以下，則能適用于外部電極熒光燈(EEFL)或長尺寸的冷陰極熒光燈等施加高電壓的燈的低介質(zhì)損耗因數(shù)就容易得到，如果是0.8以下，則介質(zhì)損耗因數(shù)變得很小，更加能夠適用于施加高電壓的燈。
又，紅外線透射率系數(shù)X可以用下式1表示。
X= (log (a/b) ) /t …(式1)
a: 3840cm—1附近的極小點的透射率％
b: 3560cm—i附近的極小點的透射率X
t:玻璃的厚度
<照明裝置>
圖6是表示本發(fā)明一實施形態(tài)的照明裝置要部結(jié)構(gòu)的概略圖。本發(fā)明的一實施形態(tài)中的照明裝置10是正下方型的背照燈單元，其結(jié)構(gòu)上基本上按照已有技術(shù)形成的背照燈單元的結(jié)構(gòu)。
如圖6所示，照明裝置10具備多個放電燈1、外圍器ll、漫射板12、漫射片13以及鏡片14。
外圍器11是利用白色的PET (聚對苯二甲酸乙二醇酯)樹脂形成的箱形，由作為反射板起作用的大致方形的底板以及圍繞該底板配置的側(cè)板構(gòu)成。外圍器11的內(nèi)部存放分別等間隔并列配置的多個放電燈1。外圍器11內(nèi)設(shè)有夾著放電燈l在與底板相反側(cè)的位置上設(shè)置開口部，該開口部一側(cè)成為光的出射側(cè)。
漫射板12是PC樹脂制造的，配置得塞住外圍器ll的開口部。還有，在漫射板12的所述光出射側(cè)，由PC樹脂形成的漫射片15與由丙烯樹脂形成的鏡片16以相互重疊的狀態(tài)配置。
具備以上所述那樣的照明裝置10的液晶電視機中，該液晶電視機的LCD面板20設(shè)置于鏡片14的所述光出射側(cè)。
作為照明裝置10的典型例子，在畫面尺寸為32英寸的液晶電視中使用的照明裝置10的情況下，外圍器11設(shè)定為橫向長度尺寸約728mm、縱向?qū)挾瘸叽缂s408mm，深度尺寸約19mm。又，外圍器11中，16個放電燈1分別保持約25.7mm的間隔設(shè)置。
<關(guān)于在密封部分產(chǎn)生的應(yīng)變>
密封工序中，在加熱玻璃燈泡2以及玻璃珠3、 4時，玻璃燈泡2形成比玻璃珠3、 4更高的溫度。其理由是，玻璃燈泡2是被燃燒器8、 9的火焰直接烤的一方，玻璃珠3、 4由于玻璃是熱傳導(dǎo)比較差的材料，從燃燒器8、 9傳來熱量比較難。因此玻璃燈泡2與玻璃珠3、 4如果熱膨脹系數(shù)相同，則與玻璃珠3、4相比，玻璃燈泡2的膨脹量大。所以在冷卻時，與玻璃珠3、 4相比玻璃燈泡2的收縮量大，以玻璃燈泡2將玻璃珠3、 4緊固的形式在玻璃燈泡2上留下應(yīng)變。
又離燃燒器8、 9的火焰近的玻璃珠3、 4溫度比引線5b、 6b高。因此如果玻璃珠3、 4與引線5b、 6b的熱膨脹系數(shù)相同，則與引線5b、 6b相比，玻璃珠3、 4膨脹量更大。所以在冷卻時，與引線5b、 6b相比，玻璃珠3、 4收縮量更大，以玻璃珠3、 4將引線5b、 6b緊固的形式在玻璃珠3、 4上留下應(yīng)變。
圖7是對密封部分發(fā)生的應(yīng)變進行說明用的說明圖。已有的放電燈不能夠充分抑制放電燈的密封部分產(chǎn)生應(yīng)變的情況。
通常，應(yīng)變發(fā)生于玻璃燈泡2和玻璃珠3、 4的界面的玻璃燈泡一側(cè)的部分以及玻璃珠3、 4與引線5b、 6b的界面的玻璃珠一側(cè)的部分上。這些應(yīng)變由如圖7所示那樣的玻璃燈泡2的長度方向即管軸方向的拉伸應(yīng)力Ap玻璃珠3、4的所述長度方向的拉伸應(yīng)力A2、玻璃燈泡2的圓周方向的拉伸應(yīng)力B,、玻璃珠3、 4的圓周方向的拉伸應(yīng)力B2、玻璃燈泡2的半徑方向的壓縮應(yīng)力d、玻璃珠3、 4的半徑方向的壓縮應(yīng)力Q而產(chǎn)生。這些應(yīng)力A。 A2、 Bp B2、 d以及C2是以玻璃燈泡2從外側(cè)緊固玻璃珠3、 4，玻璃珠3、 4從外側(cè)緊固引線5b、 6b的形式留下的。
玻璃原本具有很強的耐受壓縮應(yīng)力的特性，但是對拉伸應(yīng)力的耐受力差。因此，主要是由拉伸應(yīng)力Ai與B,導(dǎo)致玻璃珠3、 4與玻璃燈泡2的界面的玻璃燈泡一側(cè)的部分上產(chǎn)生拉伸應(yīng)變，玻璃燈泡2上產(chǎn)生裂紋。又，拉伸應(yīng)力A2與拉伸應(yīng)力82導(dǎo)致引線5b、 6b與玻璃珠3、 4的界面的玻璃珠一側(cè)的部分產(chǎn)生拉伸應(yīng)變，玻璃珠3、 4產(chǎn)生裂紋。特別是，由于玻璃燈泡2的壁厚較薄，為0.2 0.7mm，所以當玻璃燈泡2上產(chǎn)生拉伸應(yīng)變時，會因此造成密封部分的破損，導(dǎo)致密封可靠性下降。
對于引線5b、 6b與玻璃珠3、 4的界面的玻璃珠一側(cè)的部分上產(chǎn)生的拉伸應(yīng)變，在作為玻璃珠3、 4適當緊固引線5b、 6b的拉伸應(yīng)變殘留的情況下，提高引線5b、 6b與玻璃珠3、 4的界面的接合強度，提高密封部分的密封可靠性。但是，當其拉伸應(yīng)變大，殘留過多時，圓周方向的拉伸應(yīng)變成為密封部分的裂紋的原因，因此導(dǎo)致密封可靠性下降。
本發(fā)明的放電燈l在玻璃珠3、 4與引線5b、 6b的關(guān)系中，引線5b、 6b的材料的熱膨脹系數(shù)a ,與玻璃珠3、 4的材料的熱膨脹系數(shù)a 2滿足關(guān)系式a ,—a2》3X10—7/K，因此能夠顯著抑制玻璃珠3、 4中發(fā)生的應(yīng)變。而且，由于在引線5b、 6b與玻璃珠3、 4的界面上于半徑方向殘留有適度的壓縮應(yīng)變，因此提高了密封可靠性。在不滿足a i—a 2>3X10—々K的關(guān)系的情況下，引線5b、6b與玻璃珠3、 4的界面的應(yīng)變變大，因此玻璃珠3、 4上有發(fā)生裂紋的可能。
又，即使在玻璃燈泡2與玻璃珠3、 4的關(guān)系中，也由于溫度比玻璃燈泡低的玻璃珠3、 4的材料的熱膨脹系數(shù)大于玻璃燈泡的材料的熱膨脹系數(shù)，因此玻璃燈泡2與玻璃珠3、 4的膨脹量近似，顯著抑制了玻璃燈泡2中產(chǎn)生的應(yīng)變。玻璃珠3、 4的材料的熱膨脹系數(shù)必須比玻璃燈泡2的材料的熱膨脹系數(shù)大，其差值最好是在2X10—VK 4X10—"K的范圍內(nèi)。
但是，密封工序中，與玻璃珠3、 4相比，玻璃燈泡2的溫度高，因此玻璃燈泡2使用比玻璃珠3、 4應(yīng)變點高的材料。因此，不僅膨脹量而且硬化速度 也相等，更不容易產(chǎn)生應(yīng)變。
即如果玻璃燈泡2與玻璃珠3、 4的材料的應(yīng)變點相同，則溫度更低的玻璃 珠3、 4先硬化，因此即使調(diào)整玻璃燈泡2與玻璃珠3、 4的材料的熱膨脹系數(shù)， 后硬化的玻璃燈泡2也會將已硬化的玻璃珠3、 4緊固并殘留應(yīng)變。但是，假 如達到應(yīng)變點的時間已近，則玻璃燈泡2與玻璃珠3、 4在相同的時刻收縮， 因此不易產(chǎn)生應(yīng)變。
在這里所說的硬化速度表示形成相同粘度需要的時間。玻璃燈泡2的材料 的應(yīng)變點必須比玻璃珠3、 4的材料的應(yīng)變點更大，其差最好是在20 40"C的 范圍內(nèi)。在不滿足該范圍的情況下，在玻璃燈泡2形成強拉伸應(yīng)變。
玻璃燈泡2、玻璃珠3、 4以及引線5b、 6b的材料完全滿足以上的特性，因 此能夠得到密封可靠性非常高的放電燈1。
<放電燈的評價>
制作各種本發(fā)明的放電燈，對密封部分的殘留應(yīng)變以及裂紋進行評價。以 下對評價方法進行說明。
圖2與圖3所示的實施例1 13的放電燈，其玻璃燈泡與玻璃珠材料為硬 質(zhì)玻璃。又，引線的材料為鎢，外徑為0.3mm。電極主體材料為鎳，全長4mm, 外徑1.2mm。熒光體層材料為三基色(three-band)熒光體，厚度為15um。 稀有氣體是封入壓力為80Torr的氖一氬混合氣體，水銀封入量為2mg。
圖3所示的實施例14的放電燈，玻璃燈泡以及玻璃珠的材料為軟質(zhì)玻璃， 引線材料為鍍銅鐵鎳合金(Dumet)。其他的結(jié)構(gòu)與實施例1 13相同。
圖8是表示比較例的放電燈的材料特性以及熱沖擊試驗的評價結(jié)果圖。圖8 所示的比較例1 5的放電燈的結(jié)構(gòu)與實施例1 13相同。
各放電燈的玻璃燈泡與玻璃珠用調(diào)和玻璃原料使其具有規(guī)定的材料特性， 然后投入玻璃熔融窯以1500 160(TC溫度熔融使其玻璃化，使用丹納(Danner) 法等拉管法形成管狀，切斷加工為規(guī)定的尺寸得到的玻璃管進行制作。
密封部分的殘留應(yīng)變根據(jù)玻璃珠與引線的界面的應(yīng)力、以及玻璃珠與玻璃 燈泡的界面的應(yīng)力進行評價。這些應(yīng)力的計算方法是，第1，測定玻璃珠與引 線的界面的應(yīng)變、以及玻璃珠與玻璃燈泡的界面的應(yīng)變；第2，將得到的結(jié)果 代入式2計算出相位差；第3，將計算出的相位差代入式3以此計算出應(yīng)力。
R= 0 入/180 ......(式2)R:相位差 9 :應(yīng)變角度(° ) 入單色光的波長(nm)
F = R/ (c , t) ......(式3)
F:應(yīng)力(kg/cm2)
c:光彈性常數(shù)(kgf/cm2)
t:樣品厚度(cm)
應(yīng)變角度0的測定使用偏振計(神鋼精機株式會社SPII型)測定。又， 使用的偏振計的單色光的波長X為589nm。
測定用的樣品使用從放電燈切取僅圖1中管軸方向上以寬度L表示的范圍 的樣品。該樣品是將從放電燈向引線外側(cè)突出的部分切落后只將密封部分從放 電燈切離，得到的圓筒形的部分。
應(yīng)變角度e是對樣品使光從管軸方向射入進行測定的。實驗用的放電燈全 部是上述寬度L為0.3cm，因此樣品厚度t為0.3cm。
使用于實驗例1~13以及比較例1~5的放電燈使用的硬質(zhì)玻璃，其光彈性 常數(shù)c為3.87，使用于實施例14那樣的軟質(zhì)玻璃其光彈性常數(shù)c為2.71，鉛玻 璃的光彈性常數(shù)c為2.65。
圖2、圖3以及圖8所示的應(yīng)力F的值，在圖7中以箭頭所示方向上形成應(yīng) 力F的情況下得到正數(shù)值的應(yīng)變角度0 ，在相反的方向上形成應(yīng)力F的情況下 得到負數(shù)值的應(yīng)變角度0。因此，應(yīng)力F為正數(shù)值的情況下，在上述箭頭所示 的方向上形成應(yīng)力F，在應(yīng)力F為負數(shù)值的情況下，在與上述箭頭所示的方向 的相反方向上形成應(yīng)力F。又表示應(yīng)力F的數(shù)值越大殘留的應(yīng)力越大。
又將密封部分作為對象進行熱沖擊實驗。對密封部分的熱沖擊是將該密封 部分在低溫的水槽中浸漬3秒后，再送入保持于300°C的釬焊料槽中浸漬3秒。 以此作為l個循環(huán)，對任何循環(huán)中密封部分上是否產(chǎn)生裂縫進行評價。20個循 環(huán)后也不產(chǎn)生裂紋的情況評定為優(yōu)良，圖中記載為"〇"。
實施例1~4，玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)a 2比玻璃燈泡材料的熱膨脹系數(shù)a 3更大，其差在2X10—"K 3X10力K的范圍內(nèi)，玻璃燈泡材料的應(yīng)變點Sz比 玻璃珠材料的應(yīng)變點Si更高，其差在20 30'C的范圍，玻璃珠材料的熱膨脹 系數(shù)a2與鎢的熱膨脹系數(shù)(43X10_7/K)小3X10—7/K以上，在40X10—7/K 以下，因此完全能夠抑制玻璃珠與玻璃燈泡的界面的玻璃燈泡一側(cè)的應(yīng)變，應(yīng)力F為0。具有這樣的密封部分的放電燈即使進行20個循環(huán)的熱沖擊試驗也不 會發(fā)生裂紋。又，由于玻璃燈泡中含有規(guī)定量的TK)2，因此不會引起紫外線泄 漏。
實施例5 9，玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)a 2比玻璃燈泡材料的熱膨脹系數(shù)a 3更大，其差在1X10—7/K 4X10—々K的范圍內(nèi)，玻璃燈泡材料的應(yīng)變點Sz比 玻璃珠材料的應(yīng)變點Si更高，其差在20 4(TC的范圍，玻璃珠材料的熱膨脹 系數(shù)a 2在40X 10—7/K以下，因此玻璃珠與玻璃燈泡的界面的應(yīng)力F顯著小(應(yīng) 力F的絕對值在20kg/cm2以下)。
實施例10 13，玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)a 2比玻璃燈泡材料的熱膨脹系數(shù)
03更大，玻璃燈泡材料的應(yīng)變點S2比玻璃珠材料的應(yīng)變點S，更高。但是，實
施例10 12，玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)ci2與玻璃燈泡材料的熱膨脹系數(shù)(13 的差不滿足1X10—7/K 4Xl(T7/K的范圍，又，實施例11 13，玻璃燈泡材 料的應(yīng)變點S2與玻璃珠材料的應(yīng)變點S,的差不滿足20 4(TC范圍，因此玻璃 珠與玻璃燈泡的界面的應(yīng)力F稍大(應(yīng)力F的絕對值為20 35kg/ci^的范圍 內(nèi))。但是，實施例10 13即使任何一個都進行20個循環(huán)的熱沖擊試驗也不 會發(fā)生裂紋，可以說上述應(yīng)力F是容許范圍。
如上所述，實施例1 13，任何一個實施例其玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)02
都比玻璃燈泡材料的熱膨脹系數(shù)013更大，玻璃燈泡材料的應(yīng)變點S2比玻璃珠
材料的應(yīng)變點S,更高，因此玻璃珠與玻璃燈泡的界面的應(yīng)力F是35kg/cm2以 下的容許范圍內(nèi)。又，玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)(12是比鎢的熱膨脹系數(shù)(43 X10_7/k)低3X10—7/k以上，在40X10—"7k以下，因此，玻璃珠與引線的界 面的應(yīng)力F為35kg/cm2以下的容許的范圍內(nèi)。這樣，玻璃珠與玻璃燈泡的界 面的應(yīng)力F、以及玻璃珠與引線的界面的應(yīng)力F的任何一個都在容許范圍內(nèi)， 因此不會產(chǎn)生強應(yīng)變，即使20個循環(huán)后也不會產(chǎn)生裂紋。
比較例1，玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)ct2大于40Xl(r々K，所以玻璃珠與引 線的界面殘留強應(yīng)力。因此產(chǎn)生強應(yīng)變。而且，由于玻璃燈泡材料的應(yīng)變點S2 與玻璃珠材料的應(yīng)變點S,之差不滿足20 40'C的范圍，因此玻璃珠與玻璃燈 泡的界面也殘留強應(yīng)力。所以產(chǎn)生強應(yīng)變。
比較例2，玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)ci2大于40X10—7/K，所以玻璃珠與引 線的界面殘留強應(yīng)力。因此產(chǎn)生強的應(yīng)變。
比較例3、 4，玻璃燈泡材料的熱膨脹系數(shù)(13大于玻璃珠材料的熱膨脹系數(shù)a 2，所以玻璃燈泡與玻璃珠的界面殘留強應(yīng)力。因此產(chǎn)生強應(yīng)變。還有，比較 例4中，由于玻璃珠材料的應(yīng)變點S,比玻璃燈泡材料的應(yīng)變點S2更高，因此 殘留更強的應(yīng)力。所以產(chǎn)生強應(yīng)變。
比較例5，熱膨脹系數(shù)具有規(guī)定的特性，但是由于玻璃珠材料的應(yīng)變點Si 比玻璃燈泡材料的應(yīng)變點S2大，因此在玻璃珠與玻璃燈泡的界面殘留強應(yīng)力。 所以產(chǎn)生強應(yīng)變。
比較例1 5都殘留強應(yīng)力，因此產(chǎn)生強應(yīng)變。所以不能夠耐受20個循環(huán) 以上的熱沖擊試驗。 工業(yè)應(yīng)用性
本發(fā)明對于直管狀熒光燈、環(huán)狀熒光燈、二重環(huán)狀熒光燈、正方形熒光燈、 二重正方形熒光燈、成對熒光燈等的各種熒光燈；或熒光燈外的水銀蒸汽放電 燈等放電燈全部都可以利用。
權(quán)利要求
1. 一種放電燈，其特征在于，具備由電極主體和引線構(gòu)成的電極、安裝所述引線的玻璃珠、以及利用該玻璃珠將端部密封的玻璃燈泡；所述引線、玻璃珠以及玻璃燈泡各自的材料的熱膨脹系數(shù)分別記為α1、α2以及α3時，滿足關(guān)系式α1—α2≥3×10-7/K、而且α2>α3；又，所述玻璃珠以及玻璃燈泡各自的材料的應(yīng)變點(℃)分別記為S1與S2時，滿足關(guān)系式S1<S2。
2. 權(quán)利要求l所述的放電燈，其特征在于，滿足關(guān)系式lX10—7/K《a 2— a 3《4X10—7/K，并且20《S廣S^40。
3. 權(quán)利要求2所述的放電燈，其特征在于，滿足關(guān)系式2X10—7/K《a 2—a 3《3X10—7/K,并且20《S2 —St《30。
4. 權(quán)利要求2所述的放電燈，其特征在于， 所述引線的材料為鎢、鉬、科瓦鐵鎳鈷合金、或鍍銅鐵鎳合金。
5. —種照明裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求l所述的放電燈。
全文摘要
本發(fā)明提供如下所述的放電燈，即在引線(5b、6b)、玻璃珠(3、4)以及玻璃燈泡(2)各材料的熱膨脹系數(shù)分別記為α₁、α₂以及α₃時，滿足關(guān)系式α₁-α₂≥3×10^-7/K、并且α₂＞α₃；還有，所述玻璃珠(3、4)以及玻璃燈泡(2)各材料的應(yīng)變點(℃)分別記為S₁以及S₂時，滿足關(guān)系式S₁＜S₂，通過采用這樣的放電燈(1)，使得玻璃珠以及玻璃燈泡中不易產(chǎn)生拉伸應(yīng)變，其結(jié)果是在制造燈時封裝部分不易產(chǎn)生裂紋。
文檔編號H01J61/36GK101473410SQ200780023219
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月23日
發(fā)明者元家淳志, 枡田直美 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社