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ニキシー管の原理で紫に光る5セグメント表示管を白金の電極で自作

ニキシー管と同じ原理で光る表示管を、ガラス板に白金の電極を付けて自作した。YouTubeチャンネル「Witchcraft and Alchemy」の作者が、2026年10月18日に動画で公開した。真空容器の中でアルゴンを放電させると、数字を形作る棒状の電極が紫色に光る。ただし、真空容器から取り出して単体で動かす試作は、うまく光らなかった。

ニキシー管は、低い圧力のネオンを封じたガラス管に、数字の形をした電極を重ねた表示管だ。電圧をかけると電極のまわりのガスが電離して光る。作者は割れたニキシー管を自分の真空容器に入れ、溶接用のアルゴンで試した。光はネオンの橙色ではなく、青みがかった紫になった。

電極の作り方には、真空中で金属をはじき飛ばしてガラスに薄く付ける「スパッタリング」を選んだ。マスクで覆えば、好きな形の電極を作れる。光る側の電極には劣化しにくい白金を使い、向かい側には透明で電気を通す膜を付けたガラスを置いて、光が見えるようにした。スパッタリングでは平面の形しか作れず、ニキシー管用の駆動ICは出力が10本しかない。そこで2桁を表示するため、1桁を5本のセグメントで組んだ。

平らな電極での放電は情報が少ないため、作者は光の強さを測りながら圧力と電圧を変えて調べた。放電が始まる電圧は、0.6ミリバールと2.5ミリバールでは270Vだったが、1.2〜1.5ミリバールでは約210Vに下がり、以後は1.5ミリバールを使った。圧力計は拾ってきたもので校正しておらず、数値は目安だという。

マスクは、スプレー塗料もレーザーカッターで切ったテープも、はがすときに白金ごと取れてしまった。エッチングしたアルミ板を磁石でガラスに押し当てる方法に変えると、きれいに付いた。それでも白金は3日後にはがれ、ガラスとの間にチタンの層を挟んで解決した。真空容器の中でArduinoと駆動ICにつなぐと、2桁の表示が紫に光った。

単体で動く表示管にするため、CNCで削った背面板と自作の積層ガラスの窓をエポキシ接着剤で貼り合わせ、24時間真空を保てることまで確かめた。しかし光り方は、表示と呼べるものにはならなかった。分解すると、セグメントの間にあるはずのない導通があった。作者はデジタル時計を作るため、いずれ作り直したいとしている。設計に使ったファイルはGitLabで公開している。

FabScene編集部

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