(57)【要約】【課題】誘電損失が小さく、かつ誘電容量のバラツキが生じにくい外部電極蛍光ランプ用外套容器を提供する。【解決手段】外面に電極が設けられた構造を有する外部電極蛍光ランプの作製に用いられる外部電極蛍光ランプ用外套容器であって、４０ＫＨｚ、２５０℃の誘電正接が０．０２（０．０２を含まず）〜０．２、且つ歪点が６５０℃以下であるガラスからなることを特徴とする。【選択図】図６
2006114384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外面に電極が設けられた構造を有する外部電極蛍光ランプの作製に用いられる外部電極蛍光ランプ用外套容器であって、４０ＫＨｚ、２５０℃の誘電正接が０．０２（０．０２を含まず）〜０．２、且つ歪点が６５０℃以下であるガラスからなることを特徴とする外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項２】
管型の外部電極蛍光ランプ用外套容器であって、外周面の両端近傍に電極が設けられた外部電極蛍光ランプの作製に用いられることを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項３】
複数の放電空間を有する平面型の外部電極蛍光ランプ用外套容器であって、光を放射する前面板と、電極が形成される背面板とを構成材として含むことを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項４】
１ＭＨｚ、室温の誘電正接が、０．００３以下であるガラスからなることを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項５】
４０ＫＨｚ、１５０℃の誘電正接が、０．００５（０．００５を含まず）〜０．０５であるガラスからなることを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項６】
４０ＫＨｚ、３５０℃の誘電正接が０．１（０．１を含まず）〜２であるガラスからなることを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項７】
１５０〜２５０℃間の誘電正接の変化率が０．００２以下であることを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項８】
１０4ｄＰａ・Ｓの粘度に相当する温度が１２００℃以下であるガラスからなることを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項９】
１０3ｄＰａ・Ｓの粘度に相当する温度が１４００℃以下であるガラスからなることを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項１０】
液相粘度が１０4ｄＰａ・Ｓよりも高いガラスからなることを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項１１】
下記の式で表される赤外線透過率係数（Ｘ）が０．１〜０．８であるガラスからなることを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
Ｘ＝（ｌｏｇ（ａ／ｂ））／ｔ
ａ：３８４０ｃｍ-1の透過率（％）
ｂ：３５６０ｃｍ-1付近の極小点の透過率（％）
ｔ：試料測定厚み（ｍｍ）
【請求項１２】
質量百分率で、
ＳｉＯ2    ３５〜７５％、
Ｂ2Ｏ3    ０〜２５％、
Ａｌ2Ｏ3    ０．１〜２０％、
Ｌｉ2Ｏ      ０〜１０％、
Ｎａ2Ｏ      ０〜１８％、
Ｋ2Ｏ        ０〜１８％、
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ  ０〜２５％、
ＭｇＯ     ０〜２０％、
ＣａＯ     ０〜２０％、
ＳｒＯ     ０〜３０％、
ＢａＯ     ０〜３０％、
ＭｇＯ+ＣａＯ+ＳｒＯ+ＢａＯ  １〜４５％、
ＺｎＯ     ０〜２５％、
ＴｉＯ2      ０〜１５％、
ＷＯ3        ０〜１５％、
ＣｅＯ2      ０〜５％、
ＴｉＯ2+ＷＯ3+ＣｅＯ2＋Ｆｅ2Ｏ3    ０．００５〜１５％、
ＺｒＯ2      ０〜９％、
ＳｎＯ2      ０〜１０％、
Ｎｂ2Ｏ5   ０〜１５％、
Ｔａ2Ｏ5   ０〜１５％、
Ｆe2Ｏ3      ０〜１％
Ｐ2Ｏ5     ０〜１０％、
Ｂｉ2Ｏ3   ０〜３０％、
Ｃｌ2        ０〜０．５％、
Ｓｂ2Ｏ3   ０〜１％
含有するガラスからなることを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項１３】
外面に電極が形成されてなることを特徴とする請求項１の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項１４】
外周面の両端近傍に電極が形成されてなることを特徴とする請求項２の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【請求項１５】
背面板に電極が形成されてなることを特徴とする請求項３の外部電極蛍光ランプ用外套容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子等の照明装置の光源となる外部電極蛍光ランプの外套容器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示素子は自己発光しないため、ノート型パソコン、ＴＶモニター、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）モニター、車載用計器等の用途に使用される場合、専用の照明装置（以下バックライトユニット）を使用することが広く行われている。
【０００３】
従来使用されているバックライトユニットの光源となる蛍光ランプはコンパクトで長寿命の冷陰極管が使用されているが、その発光原理は、一般の照明用蛍光ランプと同様である。すなわち、ガラス外套容器内に封入されたジュメット線、コバール金属、タングステン金属等を介して内部の電極に電力を供給し、電極間に放電を起こさせる。この電極間の放電によって、外套容器内に封入された水銀（Ｈｇ）やキセノン（Ｘｅ）が励起し、紫外線が放射される。この放射された紫外線によって外套容器の内壁面に塗られた蛍光体が可視光線を発光する。蛍光灯の発光中の電流量をコントロールするために、冷陰極管ユニットは、ランプ１本毎に電圧を上げるインバーターと、電流をコントロールするコンデンサーから構成されている。
【０００４】
近年、液晶表示装置が大型化してきており、これに伴って十分な明るさを確保するためにバックライトユニットに冷陰極管を複数本使用するようになってきている。例えばＴＶモニターでは、液晶表示装置の裏側に蛍光ランプを約１〜５ｃｍ間隔で複数本均等に並べて発光させ、拡散板を通して均質な光を取り出すバックライトユニットが主に使用されている。このような表示装置では、ランプ本数分だけ電源を搭載するので、装置内で電源が占める容積が大きくなり、表示装置の薄型化が困難になるだけでなく、価格も高くなる。それゆえユニットの電源を一つに統合することが期待されているが、コンデンサーが省略できないため従来不可能であった。
【０００５】
また、従来の冷陰極ランプは、点灯中に金属電極がＨｇと反応して合金を構成し、Ｈｇを消費する。Ｈｇは発光に寄与する成分であるため、冷陰極ランプは徐々に暗くなり、やがては使用に耐えなくなる。このように冷陰極管の寿命には限界があるが、その寿命はＴＶモニター用としては十分に長いとは言えない。
【０００６】
このような事情から、寿命に影響しやすい内部電極がなく、ランプ外套管外周面の両端近傍部分に電極を配置した外部電極蛍光ランプ（ＥＥＦＬ）が検討されている。（例えば特許文献１、非特許文献１）また、複数の放電空間を有する平面型の外部電極ランプもある。（例えば特許文献２、３）
【０００７】
外部電極蛍光ランプのランプの電力供給方法は、冷陰極ランプのように電子を電極から直接的に放出させるのではなく、ガラス外套管のガラス部分を誘電体として機能させ、その誘電特性により管内面から電子を放出させるものである。つまり、ランプ外套管を利用してコンデンサーの代替機構を構築するものである。その結果、コンデンサーが不要となり電源の統合が可能になる。基本的な発光原理は従来の蛍光ランプ同様、ＨｇまたはＸｅにより紫外線を発生させ、蛍光体を光らせるものである。
【特許文献１】特開２００２−８４０８
【特許文献２】特表２００２−５０８５７４
【特許文献３】特開２０００−１５６１９９
【非特許文献１】照明学会誌  ｖｏｌ．８７  Ｎｏ．１  ２００３  ｐ１８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
外部電極蛍光ランプの外套容器には、下記の特性が要求される。
(1)誘電損失が小さいこと。
誘電損失により発生する熱量は、コンデンサーのエネルギー損失を表すものであり、下記式の通り、誘電正接と誘電率と電界の強さの２乗と周波数の積の関数である。
【０００９】
Ｐ＝ｋ×ｆ×ε×ｔａｎδ×Ｅ2    −  式１
［Ｐ：誘電損失  ｋ：定数  ｆ：周波数  ε：誘電率  ｔａｎδ：誘電正接  Ｅ：電界の強さ（Ｅはコンデンサーの形状が同一であれば電圧Ｖに比例する）］
【００１０】
これが大きくなるとエネルギー損失が大きくなり、熱エネルギーとして放出される結果、誘電体（外套容器）自体が発熱する。熱エネルギーの発生は、ランプの効率悪化であり環境上好ましくない。
【００１１】
また通常の蛍光ランプは内部損失により駆動温度が室温よりも上昇する。ところが外部電極蛍光ランプでは、外套容器の電極部分の温度が上昇すると、外套容器を構成するガラスの誘電損失が大きくなってガラス自身が発熱しはじめ、この発熱がさらにガラスの誘電損失を上昇させるという悪循環に陥る。その結果、ランプ周辺の有機部材に火災を生じる危険性もある。特に液晶バックライトユニットは、反射板や液晶パネルなどの有機物に囲われていて発生した熱を放散しにくく、ランプ周辺温度が上昇しやすい。このため、ランプの放熱を考慮する必要が生じ、放熱装置が必要になったり、ランプ出力を上げることができなかったりする結果、大型液晶表示装置の光源に使用するに際して様々な制約が生まれる。
【００１２】
また誘電損失が大きいと、電極部分の僅かな温度揺らぎが局所的な温度上昇原因となり、それが上記した問題を引き起こし、ガラスが局所的に溶けて穴があきランプが停止することもある。
【００１３】
(２)誘電容量（静電容量）のバラツキがないこと。
外部電極蛍光ランプはガラス製の外套容器を誘電体として使用して電力を供給する性格上、誘電容量がランプへの投入電力量を決定する。誘電容量は誘電体厚み、すなわち、外套容器肉厚に依存するため、誘電体部分の肉厚ばらつきは極力小さいことが求められる。
【００１４】
外部電極蛍光ランプは、上述の通り、内部に電極を持たず、管型の外部電極ランプでは外套容器外周面に電極を有する構造をとる。図５に示すように、ガラスの肉厚を誘電体、一方の電極を外部電極、もう一方の電極をランプ内部のＨｇ蒸気やＸｅとするコンデンサーと同様の機構を有している。複数のランプＬ１、Ｌ２を一つの電源２０につなぐ場合、電圧は各ランプとも等しくなる。
【００１５】
また平面型外部電極ランプでは、光を取り出す反対側のランプ外面に電極を有する構造をとる。図３１に示すように斜線で示した板ガラスの肉厚を誘電体、１対の電極を外部電極、もう一方の電極をランプ内部のＨｇ蒸気やＸｅとするコンデンサーと同様の機構を有している。
【００１６】
ランプへの電力供給は、このコンデンサー機構を交流電源で駆動することによって行なわれる。ランプの明るさは電力量で決まり、コンデンサーの電力量（電荷）は静電容量と電圧（下記）で求められる。
【００１７】
Ｑ＝Ｃ×Ｖ    −  式２
［Ｑ：電荷  Ｃ：静電容量  Ｖ：端子電圧］
管型の外部電極ランプの電圧は各ランプとも等しくなるので、静電容量が電力量を決定すると言ってもよい。平面型の外部電極ランプでも、電極部分のガラス肉厚が静電容量を決定する。静電容量は、誘電率と面積と厚みの逆数の積である。（下記式）
Ｃ＝ε×Ｓ×（１／ｄ）    −式３
［Ｃ：静電容量  ε：誘電体誘電率  Ｓ：電極面積  d：誘電体厚み］
ここで誘電体厚み（＝外套容器肉厚）が静電容量を決定する重要な因子であることがわかる。つまり、外套容器肉厚が薄いほど電荷量が増えるため、ランプが明るくなる。逆に肉厚が厚くなれば電荷量が減って、ランプが暗くなる。従って複数本の管状外部電極ランプを一つの電源につなぐ構造のバックライトユニット等では、ランプ間の明るさのバラツキを抑制するために、また箱形の外部電極ランプでは、電極部分の明るさのばらつきを抑制するために、ランプ外套容器肉厚が均一であることが極めて重要となる。
【００１８】
しかしながら現在用いられている外部電極蛍光ランプ用外套容器は、通常の蛍光ランプ用外套容器を単に転用したものであり、上記要求特性が十分に考慮されたものではない。
【００１９】
本発明の目的は、誘電損失が小さく、かつ誘電容量のバラツキが生じにくい外部電極蛍光ランプ用外套容器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明者は、種々の検討を行った結果、誘電正接が小さく、しかも成形性に優れたガラスで外套容器を作製することにより、上記目的を達成できることを見いだし、本発明として提案するものである。
【００２１】
即ち、本発明の外部電極蛍光ランプ用外套容器は、外面に電極が設けられた構造を有する外部電極蛍光ランプの作製に用いられる外部電極蛍光ランプ用外套容器であって、４０ＫＨｚ、２５０℃の誘電正接が０．０２（０．０２を含まず）〜０．２、且つ歪点が６５０℃以下であるガラスからなることを特徴とする。
【００２２】
なお本発明における「外套容器」とは、管形状、平面状等種々の形状を含み、蛍光ランプの放電空間を形成するための部材、或いは包囲体として使用されるものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の外部電極蛍光ランプ用外套容器は、誘電正接が小さいため、誘電損失が従来のガラスに比較して小さくランプの効率がよい。また局部加熱が発生し難いために信頼性が高い。このため本発明の外套容器を用いて作製した外部電極蛍光ランプは、放熱装置を設置したり、ランプ出力を制限したりする必要がない。
【００２４】
また本発明の外套容器を構成するガラスは、歪点が低く、成形温度域或いは加工温度域が広いために成形性や加工性に優れている。それゆえ外套容器を一定の肉厚に成形し易く、ランプ毎或いはランプ内の各所での誘電容量のバラツキが生じにくくなる。このため本発明の外套容器を用いた外部電極蛍光ランプは、各ランプ間或いはランプ内の明るさに差がなく、表示ムラが生じることがない。
【００２５】
また成形性に優れたガラスを用いて作製されたものであるため、管状の外套容器の場合には、真円度が高く、管の曲がりもない。一般に、バックライトユニット等の用途に用いられる蛍光ランプは、細径であるために蛍光体を塗布し難い。このため管の真円度が悪いと蛍光体の塗布ムラが生じ易くなる。また管径が細い割にランプ長が長いため、僅かな管の曲がりも目立ってしまう。しかし本発明の外套容器は、真円度が高く、また管の曲がりがないため、上記の問題が生じ難いという効果がある。
【００２６】
一方、平面型の外套容器においては、加工性にも優れることから、前面板等のプレス成形が容易であり、各放電空間を正確に形成することができる。このため各放電空間毎の明るさのばらつきが生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
本発明の外部電極蛍光ランプ用外套容器は、誘電正接が小さいガラスからなる。
【００２８】
ガラスの発熱に影響を与える誘電損失は、誘電正接、電圧、誘電率と周波数の積に比例する。電源の電圧と周波数は電源条件で一定である。また、電極面積とガラス肉厚が同じランプを一定の明るさにするとすれば、式１において誘電正接以外の積の値は一定となるので、誘電正接が誘電損失を決定付ける重要な因子となる。なお誘電正接は、蛍光ランプで使用されるおおよそ１００ｋＨｚ以下の周波数では、ガラスのイオン伝導の影響に大きく支配される。ガラスのイオン伝導は、温度が上昇すると急速に大きくなる傾向にあるため、誘電正接も温度上昇と共に増大する。
【００２９】
次に本発明の外套容器を構成するガラスの誘電正接について詳述する。
【００３０】
蛍光ランプは４０ＫＨｚから１００ＫＨｚで使用されるが、誘電正接は周波数が高くなるほど小さくなる傾向がある。つまり４０ＫＨｚの誘電正接の方が１００ＫＨｚのそれよりも高くなる。よって４０ＫＨｚの値で外套容器用ガラスの誘電特性を規定することができる。以下に１５０℃、２５０℃、３５０℃における誘電正接の値を示す。なお１５０℃はランプの通常の作動温度に相当し、２５０℃はランプ内部で発生する可能性のある温度に相当する。さらに３５０℃は安全面から考慮すべき温度である。本発明では、蛍光ランプで考えられる最高温度である２５０℃での値が最も重要であると認識し、この値を重視している。
【００３１】
１５０℃、４０ｋＨｚでの誘電正接は０．００５より大きく、０．０５以下であることが好ましい。特に０．０２以下、さらには０．０１以下であることが望まれる。０．０５以下であれば誘電損失が小さくなって発熱量を実使用上問題ないレベルに抑えることが可能になり、０．０２以下であればランプ稼動温度の高いものでも使用できる。さらに０．０１以下であれば高出力タイプの蛍光ランプでも発熱が小さくなり好ましい。
【００３２】
２５０℃、４０ｋＨｚでの誘電正接は０．０２よりも大きく０．２以下である。好ましくは０．１以下、さらに好ましくは０．０５以下である。０．２以下であれば誘電損失が小さくなって発熱量を実使用上問題ないレベルに抑えることが可能になり、０．１以下であればランプ稼動温度の高いものでも使用できる、さらに０．０５以下であれば高出力タイプの蛍光ランプのような発熱が大きいタイプでも使用可能であり好ましい。
【００３３】
３５０℃、４０ｋＨｚでの誘電正接は０．１より大きく２以下であることが好ましい。特に１以下、さらには０．５以下であることが望ましい。２以下であれば、誘電損失が小さくなって電極の発熱を抑制し、発熱量を実使用上問題ないレベルに抑えることが可能となる。１以下であればランプ稼動温度の高いものでも使用できる、さらに０．５以下であれば周辺温度が高温でかつ放熱しにくい環境下においても、高出力タイプのランプが使用可能となり好ましい。
【００３４】
また１ＭＨｚの誘電特性は物質の性質を代表する値であり、本発明においては、１ＭＨｚにおける誘電正接が室温で０．００３以下、特に０．００２５以下、さらには０．００２以下のガラスを使用することが好ましい。０．００３以下であれば誘電損失が小さくなって、発熱量を実使用上問題ないレベルに抑えることが可能になり、０．０２５以下であればランプ稼動温度の高いものでも使用できる。さらに０．００２以下であれば高出力タイプや高周波数タイプのランプでも発熱が小さくなり好ましい。
【００３５】
なお管型外部電極ランプでは電極金属部分からは光が取り出せないため、電極を極力小さくする必要があり、結果として駆動電圧を高くせざるをえない。これに対し、平面型外部電極ランプでは、光の取りだし効率に関係のない背面板に大きな電極を形成することができるために、管型外部電極ランプの場合に比較して駆動電圧を低くすることができる。つまり、ガラスの誘電正接の許容範囲は平面型ランプの方が大きくなる。それゆえ本発明の外套容器を管型の外部電極ランプに用いる場合にはランプ設計上配慮する必要がある。一方、平面型の外部電極ランプに用いる場合は、特段の制約なく使用可能である。
【００３６】
また下記式で表される誘電正接変化率が、１５０℃〜２５０℃間の平均値で、０．００２以下、好ましくは０．００１以下、さらに好ましくは０．０００５以下であることが望まれる。０．００２以下であればランプ周辺温度が上昇しても、ランプ発熱量の変化が少なく安定した温度で使用でき、０．００１以下であればランプ外部環境の影響が少なくなり、０．０００５以下であればランプを高温雰囲気下でも高信頼性で使用できる。
【００３７】
また下記式で表される誘電正接変化率が、２５０℃〜３５０℃間の平均値で、０．０１以下、好ましくは０．００８以下、さらに好ましくは０．００４以下であることが望まれる。０．０１以下であれば、温度上昇に伴う誘電損失の増大による異常発熱が抑制できるため、外套容器の異常加熱を防止することができる。０．００８以下、さらに好ましくは０．００４以下であればランプからの放熱が制限されるような条件でも外套容器の異常加熱が起こりにくくなる。
【００３８】
誘電正接変化率  ＝  △誘電正接／△Ｔ
［△誘電正接：誘電正接の差  △Ｔ：誘電特性の測定温度（℃）の差］
なおガラスの誘電正接を低くするには、組成的にイオン伝導が起こりにくくなるようにすればよい。具体的には、アルカリ成分を少なくしたり、アルカリ成分の割合を調整したり、或いは水分量を制限したりすることにより調整可能である。また低アルカリ、或いは無アルカリのガラスは、低い誘電正接を有しているため、特に低い誘電正接を必要とする場合には、この種のガラスにより外套容器を作製してもよい。ただしこの種のガラスは、粘性が高くなり易いため、成形性や加工性が劣る場合がある。
【００３９】
本発明の外套容器を構成するガラスは、上記した誘電正接に加え、所望の誘電率を有することが好ましい。つまり、誘電容量は誘電率と電圧の積で決まる。従ってガラスの誘電率が高ければ、駆動電圧を下げることができ、ランプ周辺の絶縁物質の削減やガラスの体積抵抗による導電損失を低減できる。以下、誘電率に関して具体的に述べる。
【００４０】
１５０℃、４０ｋＨｚでの誘電率は５以上であることが好ましい。特に６以上、さらには７以上であることが望まれる。５以上であれば必要な電気容量を、実用上可能な電極面積とランプ駆動電圧に抑えながら確保することが可能になり、６以上であればさらに好ましく７以下であれば高出力タイプの蛍光ランプでも使用可能であり好ましい。
【００４１】
２５０℃、４０ｋＨｚでの誘電率は５〜１３、特に６〜１１、さらには７〜１０であることが好ましい。 ５以上であれば必要な電気容量を、実用上可能な電極面積とランプ駆動電圧に抑えながら確保することが可能になり、６以上であればさらに好ましく７以下であれば高出力タイプの蛍光ランプでも使用可能であり好ましい。１３以下であればガラス誘電体として異常が無く均一であることの目安になり、１１以下さらに１０以下であれば電極内のバラツキがちいさくなって好ましい。
【００４２】
３５０℃、４０ｋＨｚでの誘電率は５〜２２、特に６〜１５、さらには７〜１２であることが好ましい。５以上であれば必要な電気容量を、実用上可能な電極面積とランプ駆動電圧に抑えながら確保することが可能になり、６以上であればさらに好ましく７以下であれば高出力タイプの蛍光ランプでも使用可能であり好ましい。２２以下であればガラス誘電体として異常が無く均一であることの目安になり、１５以下さらに１２以下であれば電極内のバラツキが小さくなって好ましい。
【００４３】
また、１ＭＨｚにおける誘電率が室温で５以上、特に６以上、さらには７以上のガラスを使用することが好ましい。５以上であれば誘電損失が小さくなって、発熱量を実使用上問題ないレベルに抑えることが可能になり、６以下であればランプ稼動温度の高いものでも使用できる。さらに７以上であれば高出力タイプや高周波数タイプのランプでも発熱が小さくなり好ましい。１０以下であることが、ガラス誘電体として異常がないためにバラツキが無く好ましい。
【００４４】
また下記式で表される誘電率変化率が、１５０℃〜２５０℃間の平均値で、０．０４以下、特に０．０２以下、さらには０．０１以下であることが望まれる。０．０４以下であればランプ周辺温度が上昇しても、電極内の誘電率バラツキによる電荷集中を防止して局所加熱を防止することが可能であり、０．０２以下であればさらに好ましく、０．０１以下であればランプ駆動電圧の影響が少なくなり極めて理想的である。
【００４５】
また下記式で表される誘電正接変化率が、２５０℃〜３５０℃間の平均値で、０．１以下、特に０．０５以下、さらには０．０２以下であることが望まれる。０．１以下であれば、温度上昇に伴う誘電率バラツキによる異常発熱が抑制できるため、外套容器の局所加熱を防止することができる。０．０５以下であればさらに好ましく、ランプからの放熱が制限されるような条件でも外套容器の局所加熱が起こりにくくなる。
【００４６】
誘電率変化率  ＝  △誘電率／△Ｔ
［△誘電率：誘電率の差  △Ｔ：誘電特性の測定温度（℃）の差］
なおガラスの誘電率変化を低くするには、組成的にイオン伝導が起こりにくくなるようにすればよい。具体的には、アルカリ土類成分を導入し、アルカリ成分を少なくしたり、アルカリ成分の割合調整したりすることにより調整可能である。
【００４７】
本発明の外部電極蛍光ランプ用外套容器を構成するガラスは、成形性や加工性に優れており、精度よく管状、板状等に成形できる。板状に成形したガラス部材は、背面板等としてそのまま使用されたり、或いは、前面板等に使用するためにさらにプレス加工等を施されたりして、平面型の外套容器の作製に供される。
【００４８】
ガラスの成形性は、成形方法に適した粘度特性を有しているかどうかに左右される。例えば管状に成形されるガラスは、通常、ダンナー法、ダウンドロー法、アップドロー法等の方法で管引き成形される。また板状に成形されるガラスはオーバーフロー法、フロート法、スロットダウン法等の方法で板引き成形される。このため、成形温度域において、温度に対するガラスの粘性変化が緩やか（ロングなガラス）である方がよい。特に本発明のように、液晶表示素子の照明装置用途に用いられる外部電極蛍光ランプ用外套容器では、管型の場合、管ガラスが薄肉細径である。しかも真円度、外内径偏芯や肉厚バラツキに対する制約が厳しいため、精密成形するためには温度に対する粘性変化が十分に緩やかなガラスである必要がある。また平面型の場合も、高い平坦度や均質な肉厚が求められる。
【００４９】
そこで本発明では、ガラスがほぼ固まる歪点を目安としている。即ち、歪点が低いほど、実際上の成形温度との温度差が大きくなるため、いわゆるロングなガラスとなる。具体的には、この温度が６５０℃以下、好ましくは６００℃以下であるガラスを用いる。歪点が６５０℃以下であればガラスの粘性変化が急にならず、管引き成形や板引成形に適した粘度特性を得やすくなる。さらに６００℃以下であればガラスの成形温度を下げることが可能になる。
【００５０】
また同様の理由から、歪点と、１０4ｄＰａ・Ｓに相当する温度の差が４００℃以上、好ましくは４５０℃以上、特に５００℃以上、さらには５５０℃以上であることが望まれる。この温度差が４００℃以上であれば寸法精度のよい管ガラスを得ることが可能になり、４５０℃さらに５００℃以上であれば容易に寸法精度のよい管ガラスが得られる。５５０℃以上あれば、高い寸法精度を維持しながら、成形速度を上げることが可能になる。
【００５１】
またガラスの成形温度が高いと、特殊な耐熱レンガやＰｔが必要になるだけでなく、環境面からも使用エネルギー量が多くなって好ましくない。従って、管引き開始時の粘度（１０３ｄＰａ・Ｓ）に相当する温度が１４００℃以下であることが望まれる。同様にランプの加工粘度（１０４ｄＰａ・Ｓ）に相当する温度が１２００℃以下であることが望まれる。
【００５２】
また成形時に結晶が生成すると結晶周辺の粘性が変化してガラスの伸びに違いが生じ、寸法精度のよい管ガラスや板ガラスを得ることが困難になる。ガラスの液相粘度は、ガラスの結晶発生のしやすさを表す。この値が大きいほど大きい粘性でも結晶が発生しにくいといえる。本発明では、液相粘度が１０4ｄＰａ・Ｓ以上、特に１０4.5ｄＰａ・Ｓ以上、さらには１０5ｄＰａ・Ｓであることが好ましい。１０4ｄＰａ・Ｓ以上であれば管や板の成形に支障がなく、１０4.5ｄＰａ・Ｓ以上であれば量産性の向上が望める。１０5ｄＰａ・Ｓ以上あれば、成形設備に特別な配慮をしなくても、寸法精度のよい管ガラス等を効率よく成形することができる。
【００５３】
また平面型ランプの外套容器の場合、例えば前面板等の構成部材は、板ガラスを弁当ケース型や波板などに加工して使用される。この加工は、ガラスを軟化点付近の温度でプレス加工することにより行われる。加工性を向上させるには、加工温度域でガラスの粘性がロングであることが望まれる。本発明で外套容器を構成するガラスは、歪点が低いため、実際の加工温度との温度差が大きく、ロングなガラスであるために加工性がよい。具体的には軟化点と歪点の温度差は１５０〜４００℃、特に２２０〜３００℃の範囲にあることが望まれる。この温度差が１５０℃以上あれば上記した効果が現れる。また４００℃以内であれば、成形温度を極端に高めることなく成形可能である。
【００５４】
なおガラスの粘度特性をロングにするには、Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏといったアルカリ成分やＢ2Ｏ3の含有量を増やしたり、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3を少なくしたり、水分量を増やしたりすることによって達成することができる。またガラスの液相粘度を高くするには、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯといったアルカリ土類成分、ＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3等の含有量及びこれらの成分の割合を適正化することによって達成可能である。
【００５５】
またガラス中に含まれる水分は、ガラスの低温粘性を低下させてランプの加工性を向上させる働きがある。しかし水分量が多くなると誘電正接が大きくなるという不具合がある。またランプ内部にガスとして放出されるとランプの輝度が低下する。さらに泡不良の原因ともなる。
【００５６】
このような理由から、水分量を適正に管理することが好ましい。具体的には、下記式で求められる係数Ｘが０．８以下であれば、上記問題が生じにくい。また０．１以上であれば、精度良くガラスを成形することが容易になる。係数Ｘの好適な範囲は０．１５〜０．６、特に０．２〜０．５である。
【００５７】
なお水分量は、下記の式で表される赤外線透過率係数（Ｘ）に比例する。
Ｘ＝（ｌｏｇ（ａ／ｂ））／ｔ
ａ：３８４０ｃｍ-1の透過率（％）
ｂ：３５６０ｃｍ-1付近の極小点の透過率（％）
ｔ：試料測定厚み（ｍｍ）
【００５８】
ただし外套容器の形状によっては、赤外線透過率係数を直接測定することが困難な場合がある。例えば管形状の場合など、赤外線透過率を直接測定することは困難である。そのような場合、測定対象のガラスの粘度（ｄＰａ・ｓ）がｌｏｇ表示で５．０±０．５となる温度に設定した電気炉の中に、白金板に乗せた外套容器を５分間投入して溶融し、得られた塊状のガラスを厚さ１ｍｍになるように鏡面研磨した後、評価に供すればよい。この条件で測定試料を作製すれば、試料作製に伴う水分量の減少を最小限に抑えることができ、得られる赤外線透過率係数Ｘは、試料作製前の係数Ｘとみなすことができる。
【００５９】
ガラス中の水分量の調整は、通常ガラス溶融時の燃焼ガス中の水分量や、ガラス原料（硼酸と無水硼砂の混合比）で調整する。また、これらで調整しきれない場合には、ガラス溶融時の乾燥空気バブリング等によって調整できる。
【００６０】
外部電極蛍光ランプに用いられる外套容器には、上記(1)(２)の特性が要求されるが、これ以外にも下記の特性を満足することが望まれる。
【００６１】
(３)泡を含まないこと。
誘電体部分である外套容器に泡が存在すると、泡の電極側に電荷が蓄積される。これがトリーと呼ばれる微小な放電現象を起こし、局所的に著しく加熱されてガラスが溶けるおそれがある。その結果、外套容器の気密性が損なわれ、ランプの発光が停止する可能性がある。従って、外部電極蛍光ランプ用の外套容器には、従来の蛍光ランプ用外套容器よりも泡が少ないことが要求される。
【００６２】
なお従来の蛍光ランプの外套容器の場合、泡数は、ガラス中に２００個／１００ｇまで許容されてきたが、液晶表示素子の照明用途に使用されるような外部電極蛍光ランプの外套容器においては１０個／１００ｇ以下、さらに好ましくは１個／１００ｇ以下であることが必要である。
【００６３】
(４)紫外線遮蔽性に優れること。
液晶表示装置のバックライトユニットでは、反射板等の有機部材が蛍光灯の近傍に備えられているため紫外線による有機物の劣化により光量が減衰するおそれがある。このため蛍光ランプ内部で発生する紫外線を外部に漏らさないよう、外套容器は紫外線遮蔽性の高いガラスで作製する必要がある。
【００６４】
(５)耐ソラリゼーション性に優れること。
紫外線がガラスに当たるとソラリゼーションと呼ばれるガラス着色が生じるが、外套容器を構成するガラスに着色が生じるとランプの光量が減少するため好ましくない。このためソラリゼーションが起こりにくいガラスを採用する必要がある。
【００６５】
(６)たわみ難いこと。
バックライトユニットに使用される管形状の蛍光ランプは細径長尺であり、その両端で固定すると、ランプの自重で中央部が垂れ下がりやすい。ところがランプがたわむと、バックライトの干渉しまの原因となるため好ましくない。またバックライトユニットに使用される平面型の蛍光ランプは薄肉扁平であり、やはり中央部分がたわみやすい。ところがこのタイプのランプがたわむと放電空間の容積が変化して発光のバラツキが生じる。従って、できるだけ密度が小さく、ヤング率が高いガラスで外套容器を作製することが望まれる。
【００６６】
外套容器材質としては、上記種々の条件を考慮して使用可能なガラスを適宜選択すればよい。例えば質量百分率で、
ＳｉＯ2    ３５〜７５％、
Ｂ2Ｏ3      ０〜２５％、
Ａｌ2Ｏ3  ０．１〜２０％、
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ  ０〜２５％
の組成を有するガラス、特に質量百分率で、
ＳｉＯ2    ３５〜７５％、
Ｂ2Ｏ3      ０〜２５％、
Ａｌ2Ｏ3    ０．１〜２０％、
Ｌｉ2Ｏ      ０〜１０％、
Ｎａ2Ｏ      ０〜１８％、
Ｋ2Ｏ        ０〜１８％、
Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ  ０〜２５％、
ＭｇＯ       ０〜２０％、
ＣａＯ       ０〜２０％、
ＳｒＯ       ０〜３０％、
ＢａＯ       ０〜３０％、
ＭｇＯ+ＣａＯ+ＳｒＯ+ＢａＯ  １〜４５％、
ＺｎＯ       ０〜２５％、
ＴｉＯ2      ０〜１５％、
ＷＯ3        ０〜１５％、
ＣｅＯ2      ０〜５％、
ＴｉＯ2+ＷＯ3+ＣｅＯ2  ＋Ｆｅ2Ｏ3    ０．００５〜１５％、
ＺｒＯ2      ０〜９％、
ＳｎＯ2      ０〜１０％、
Ｎｂ2Ｏ5    ０〜１５％、
Ｔａ2Ｏ5    ０〜１５％、
Ｆｅ2Ｏ3    ０〜1％
Ｐ2Ｏ5      ０〜１０％、
Ｂｉ2Ｏ3    ０〜３０％、
Ｃｌ2        ０〜０．５％、
Ｓｂ2Ｏ3    ０〜１％
含有するガラスを使用することができる。上記組成において、各成分の範囲を限定した理由を以下に述べる。
【００６７】
ＳｉＯ2は、ガラスの骨格を構成するために必要な主成分であり、含有量が増えるほど化学耐久性が向上する。一方で、粘度を上げる傾向があるため、多すぎるとロングなガラスを得にくくなる。その含有量は３５％以上、好ましくは４０％以上である。また７５％以下、好ましくは７０％以下、より好ましくは６５％以下、さらに好ましくは５９％以下である。ＳｉＯ2が４０％以上であれば、使用可能なレベルの化学的耐久性が確保できる。３５％以上であれば化学耐久性が十分に高くなってガラス表面のヤケ等の発生が防止でき、長期にわたって輝度低下のない蛍光ランプを作製することができる。またＳｉＯ2 が７５％以下であればシリカ原料の溶融に長時間を要することがないため生産性に支障をきたすことがない。７０％以下であればガラス粘性が低くなる。６５％以下であれば成形に好適な粘性が得ることが容易になる。特に５９％以下であれば、ガラスの粘性がさらに低くなり、容易に寸法精度のよいガラスを得ることができる。
【００６８】
Ｂ2Ｏ3は、必須ではないが溶融性の向上、粘度の低下のために必要な成分であり、含有量が増えるほどガラスが低粘性化する。Ｂ2Ｏ3を０．１％以上含有すれば、上記した効果が現れる。一方で、化学耐久性を低下させ誘電率を下げる傾向がある。Ｂ2Ｏ3の上限は２５％以下、特に１６％以下、さらには５％以下である。Ｂ2Ｏ3が２５％以下であれば実用上使用可能な化学耐久性を確保することが可能となる。２０％以下であれば化学耐久性がさらに改善される。１６％以下ではガラス表面でのヤケ等が発生するおそれが殆どなく、長期にわたって輝度低下のない蛍光ランプを作製することができる。
【００６９】
Ａｌ2Ｏ3は、ガラスの安定性を大きく改善する必須成分であり、ガラスの溶融、成形を容易にする。同時にヤング率を高くする成分である。一方で、粘度を上げる傾向があるため、多すぎるとロングなガラスを得にくくなる。その含有量は０．１％以上、特に３％以上、さらには５％以上であることが望まれる。また２０％以下、特に１５％以下、さらには１２．５％以下である。Ａｌ2Ｏ3が０．１％以上であれば上記した効果が現れ、３％以上であれば特にガラスを安定化する効果が現れる。５％以上であれば結晶の生成がより少なくなって、寸法精度に優れた管ガラスを生産するのに適したものとなる。高ヤング率のガラスを得るという観点からは、６％以上含有することが好ましい。またＡｌ2Ｏ3が２０％以下であればガラス融液の粘度が高くなりすぎることがない。１５％以下であれば低粘性とガラスの安定性が両立し易くなる。１２．５％以下であれば、アルカリ含有量が０．１％未満であっても成形に適した粘性とガラスの安定性の両立が可能になる。
【００７０】
アルカリ金属酸化物であるＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏは、ガラス原料を溶けやすくする融剤として働き、ガラス溶融を容易にする。これらの成分の合量を０．１％以上含有させると、ガラスの溶解性を改善する効果が期待できる。またガラスを低粘性化して粘度特性をロングにしたり、ガラスの安定性を向上させることができる。さらにガラスの電気抵抗を下げて電気溶融を容易にするという効果もある。しかしガラスの誘電正接を高くする成分でもあるため、含有量の決定に当たっては細心の注意を払う必要がある。アルカリ金属酸化物によって低粘性化させたい場合は、合量で０〜２５％、特に１〜２０％、さらには８〜１８％とすることが望ましい。これら成分の合量が０．１％以上であれば、ガラスの粘度特性を改善することが可能となり、４％以上含有すればガラスを低粘性化する効果が十分に得られる。また溶融性が向上するため、エネルギー効率の点からも好ましい。８％以上含有すればガラスの電気抵抗が電気溶融に適した値となる。またアルカリ成分が２５％以下であれば誘電正接がそれほど高くならず、ガラスの発熱を実用上問題ないレベルに抑えることができるが、できれば１８％以下が推奨される。
【００７１】
またＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏの各々の含有量は、それぞれＬｉ2Ｏ  ０〜１０％（特に０〜６％）、Ｎａ2Ｏ  ０〜１８％（特に０．１〜１０％、さらには１〜９％）、Ｋ2Ｏ  ０〜１８％（特に０〜１０、さらには０．１〜１０％）であることが好ましい。なおＫ2Ｏは、他のアルカリ成分に比べて誘電正接を高める度合いが小さいために、優先的に使用することが推奨される。Ｎａ2Ｏを使用する場合は、特にアルカリ土類とともに用いることが好ましい。
【００７２】
アルカリ土類成分であるＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯはガラスを安定化させてガラス中に結晶が生じることを防止する。またガラス中でのアルカリの移動を抑制して誘電正接の上昇を抑制する効果がある。一方で、ガラス成形装置の耐火物等と反応してアルカリ土類長石結晶を生成するおそれがある。その含有量は合量で１〜４５％、好ましくは５〜３５％、さらに好ましくは１０〜２５％である。３％以上含有すればアルカリの移動を防止する効果が現れ、５％以上含有すると結晶を抑制する効果が顕著になる。１０％以上であれば相対的にＳｉＯ2量を少なくすることができ、結果としてガラスを低粘性化することができる。また４５％以下であればアルカリ土類長石結晶の生成を抑制可能であるが、３５％以下、特に２５％以下であればアルカリ土類長石結晶が非常に生成し難くなり、成形装置等の制約が少なくなる。なおガラスの密度を低減させるためには、例えばＢａＯよりもＳｒＯやＣａＯを使用すればよい。
【００７３】
ＭｇＯは、上記特徴に加えてガラスのヤング率を高める効果があるが、他成分との組み合わせによっては容易にＭｇ系結晶を生成してしまう。その含有率は０〜２０％、好ましくは０〜５％、より好ましくは０〜２．５％である。２０％以下であればＭｇ系結晶の析出が抑制可能となり、５％以下であればガラス成形時にＭｇ系結晶が析出しにくくなる。２．５％以下ではＭｇ系結晶が極めて析出し難くなるために、他成分との組み合わせの自由度が増し好ましい。
【００７４】
ＣａＯはＭｇＯと同様の成分であるが、ＭｇＯよりも耐火物等との反応性が低い。その含有量は０〜２０％、好ましくは０．１〜１０％、より好ましくは１〜８％、さらに好ましくは１〜５％である。ＣａＯは０．１％以上含有させることより、ガラスを安定化させる効果が現れ、１％以上含有するとさらにガラスが安定する。また２０％以下であればＣａ系結晶の析出を抑制可能であり、真円度の高い管ガラスが得易くなる。１０％以下、特に８％以下であればＣａ系結晶が極めて析出し難くなる。より好ましくは５％である。
【００７５】
ＳｒＯの含有量は０〜３０％、好ましくは０．１〜２５％、さらに好ましくは３〜２０％、より好ましくは５〜１５％である。ＳｒＯを０．１％以上含有すれば、ガラスを安定化させる効果が現れる。より効果的には３％以上であり、５％以上であれば相対的にＳｉＯ2量を少なくすることができ、結果としてガラスを低粘性化することができる。また３０％以下であればＳｒ系結晶の析出を抑制可能であり、真円度に優れた管ガラスが得易くなる。２５％以下、特に１５％以下であればさらにＳｒ系結晶が析出し難くなる。
【００７６】
ＢａＯ含有量は０〜３０％、好ましくは３〜３０％、さらに好ましくは５〜１５％である。ＢａＯを含有する場合、ＳｉＯ2とＡｌ2Ｏ3が多い耐火物にガラスが触れると、その部分でＢａ長石結晶が生成しやすい。このため、使用する成形設備等によってはできるだけガラス中のＢａＯ量が少ない方がよい。しかしＢａＯは、ガラスを安定化し、結晶析出を抑制する効果も大きいため３％以上含有することが好ましい。成形設備の制約がない場合、５％を超えれば相対的にＳｉＯ2量を少なくすることができ、結果としてガラスを低粘性化することができる。また３０％以下であればＢａ系結晶の析出を抑制可能であり、優れた真円度の管ガラスが得られ、１５％以下であれば、さらにＢａ系結晶が発生しにくい。
【００７７】
ＺｎＯはガラスの粘性を下げ、結晶析出を抑制する効果のある成分である。その含有量は０〜２５％、好ましくは０〜５％である。２５％以下であれば、Ｚｎを含む結晶が生成しにくく、５％以下であれば揮発も少なくなって、より好ましい。
【００７８】
ＴｉＯ2、ＣｅＯ2、Ｆｅ2Ｏ3及びＷＯ3は任意成分であるが、紫外線を遮蔽したい場合には１種類以上を含有させることが望ましく、その場合は合量で０．００５〜１５％、特に０．００５〜１０％、さらには０．１〜３％であることが好ましい。０．００５％以上であれば上記効果を確認できるが、確実に上記効果を得るためには０．１％以上含有することが望まれる。また１０％以下であればガラス中に結晶が析出することなく安定して生産できる。
【００７９】
ＴｉＯ2は、ソラリゼーション防止及び紫外線遮蔽効果が最も高い。またガラスの誘電率やヤング率を高める成分である。上記効果を得たい場合は、０．０１％以上、特に０．１％以上含有することが好ましい。０．１％以上含有させれば、Ｃｅなどの着色の影響を受けることなく上記した効果が得られる。ただしＴｉＯ2はガラス中に結晶を生じさせたり、ガラス中でＦｅ2Ｏ3と共存すると着色を引き起こすおそれがある。そのためＴｉＯ2の上限は１５％以下、特に５％以下であることが好ましい。１５％以下であれば、ガラス中に結晶を生じることなく安定して生産でき、５％以下であればＦｅ2Ｏ3の含有量が増えても着色の影響が少なくなる。
【００８０】
ＷＯ3は紫外線を遮蔽する効果がある。その含有量は０〜１５％、好ましくは０〜５％である。１５％よりも少なければ、ガラス中に結晶を析出させることなく安定して生産できる。
【００８１】
ＣｅＯ2の含有量は５％以下であることが好ましい。ＣｅＯ2は紫外線遮蔽効果及びソラリゼーション防止効果がある。また清澄作用がある。上記効果を得たい場合、０．０１〜５％、特に０．１〜３％であることが好ましい。５％以下であれば結晶を析出させることなくガラスを溶融することが可能である。一方、０．０１％以上であれば清澄剤としての効果が期待でき、０．１％以上であればソラリゼーションの防止効果が期待でき、２％よりも多ければ高い紫外線遮蔽効果が得られ、例えばガラス肉厚０．２ｍｍで３１３ｎｍ付近の紫外線を単独で遮蔽することが可能になる。
【００８２】
ＺｒＯ2はガラスの化学的安定性を改善し、ガラスのアルカリ吹きやアルカリ土類吹きを防止する効果がある。またヤング率を高める成分である。上記効果を得たい場合、０．０１％以上含有させることが好ましい。その一方で、ＺｒＯ2はガラス粘性を上げる成分である。そのため９％以下、特に５％以下、さらには３％以下、最適には２％であることが望まれる。特にＺｒＯ2が３％以下であればＺｒを含有する結晶が生じることなく安定したガラスが得られやすく、２％以下であれば他の結晶の析出を誘発する心配も無くなる。
【００８３】
ＳｎＯ2は清澄作用と、ガラスを安定化させる効果がある。ＳｎＯ２が０．０１％以上であれば清澄効果が期待できる。その一方で、ＳｎＯ2はガラス中に結晶を析出させるおそれのある成分である。そのため１０％、特に５％以下であることが好ましい。ＳｎＯ2が１０％以下、特に５％以下であれば結晶が生じることなく好ましい。
【００８４】
Ｎｂ2Ｏ5はソラリゼーションを防止する効果があり、その含有量は０〜１５％、好ましくは０〜１０％である。１５％以下であれば結晶を析出することなく安定して生産でき、１０％以下であればさらに工程の安定化をはかることができる。
【００８５】
Ｔａ2Ｏ5はソラリゼーションを防止する効果があり、その含有量は０〜１５％である。１５％以下であれば結晶を析出することなく安定して生産できる。
【００８６】
Ｐ2Ｏ5はガラスの骨格成分となる元素であり、少量で結晶の発生を抑制する効果がある。上記効果を得たい場合には、０．１％以上含有させることが好ましい。その一方でＰ2Ｏ5が多すぎると分相を生じてガラスが白濁する。そのためＰ2Ｏ5の含有量は１０％以下、特に５％以下、さらには３％以下であることが望ましい。１０％以下であれば分相が少なくなり、５％以下であれば量産上好ましく、３％以下であればさらに好ましい。
【００８７】
Ｂｉ2Ｏ3は、ガラスの誘電率を高める成分であり、外部電極の面積を小さくするために高誘電率が必要な場合には含有することが好ましい。その含有量は０〜３０％であることが好ましい。３０％よりも少なければ、ガラス中に結晶を析出させることなく安定して生産できる。
【００８８】
塩化物は清澄剤として有効であり、塩化物原料、例えば塩化バリウムを使用することによってガラスに導入することができる。ガラスの成形までに揮発しやすく、その残留含有量は１％以下、特に０．５以下である。清澄剤として効果を得るためには、その残留含有量が０．０００１％以上、特に０．００１％以上となるようにすればよい。
【００８９】
Ｓｂ2Ｏ3は清澄剤として有効である。上記効果を得るためには０．０１％以上、特に０．１％以上であることが好ましい。０．０１％以上であれば清澄効果が現れ、０．１％以上であれば十分な清澄効果を得ることが可能になる。一方で、Ｓｂ2Ｏ3が多くなると、ランプ加工時の加熱でＳｂが還元されてガラスが黒くなる現象が生じることがある。そのためＳｂ2Ｏ3は１％以下に制限することが好ましい。
【００９０】
また上記成分の他にも種々の成分を含み得る。例えばＦｅ2Ｏ3、硫黄成分（ＳＯ3）、Ｆ2、さらには稀土類（ＣｅＯ2以外）等がガラス中に含まれていてもよい。
【００９１】
Ｆｅ2Ｏ3は、意識的に除外しない限り、ガラス工業においては不可避的に含有される成分で１％以下である。Ｆｅ2Ｏ3の価数及び配位数によって、ガラスの着色やソラリゼーションを引き起こしたり、紫外線を吸収し、ソラリゼーションを抑制したりする。即ち、Ｆｅ2+イオンは青色の色調をガラスに与え、Ｆｅ3+イオンの低い配位の場合はガラスを褐色にする。またＦｅ3+イオンの高配位の場合は、紫外線領域に鋭い吸収を有し、ガラスを着色することなく、紫外線吸収性を与える。またソラリゼーション防止効果もある。各イオンは共存しており、ガラスの酸化度合いに応じて各イオンの割合が連続的に変化する。それゆえＦｅの３価ができるだけ多くなるよう酸化状態にする必要があるが、完全にＦｅの３価の高配位のみにすることは困難である。このため、Ｆｅ自体の含有量の管理が重要となってくる。Ｆｅ2Ｏ3の含有量は０．００１〜０．１％、好ましくは０．００５〜０．０６％、さらに好ましくは０．０１〜０．０３％に抑制することが好ましい。ソラリゼーションを防止する効果を得るためには０．００１％以上含有することが望ましく、０．００５％以上含有することが推奨される。０．０１％以上含有すればソラリゼーション防止効果がより高くなる。また０．１％以下であれば、Ｆｅイオンを原因とする着色の影響をなくすことが可能になるが、０．０６％以下であることが望まれる。ＴｉＯ2を含有する場合には着色が促進されるので、特に色調に厳しい高精細液晶ＴＶ等の用途では０．０３％以下であることが望ましい。
【００９２】
ガラス原料中の硫黄成分は、原料粉末の溶解を容易にし、泡切れを良くする成分である。上記効果を得たい場合には、ＳＯ3として表して０．０００１％以上、特に０．０００５％以上含有することが好ましい。ただし硫黄成分がガラス中に過剰に残留すると、ランプ加工時にリボイルして泡の原因になることがあるのでその含有量は０．５％以下、特に０．２％以下、さらには０．１％以下に制限すべきである。
【００９３】
なおＳＯ3は原料や燃料に不純物として含まれていることもあり、その不純物量によっては原料の選択が必要になってくる。不純物のみでは不足である場合は、硫酸塩の形で添加することができる。ＳＯ3の許容量はアルカリの増加と共に増すので、ガラスの泡の状態を考慮してＳＯ3の含有量を調整すればよい。またガラス中に残留するＳＯ3を減少させる方法として、ＣｅＯ2、ＳｎＯ2、Ｓｂ2Ｏ3、Ｃｌ、Ｆや硝酸塩の少なくとも１種類、できれば２種類以上と共存させる方法や、溶融中に酸素や空気等のガスでバブリングする方法がある。
【００９４】
Ｆ2は清澄効果があり、フッ化物原料、例えばフッ化アルミニウムを使用することによってガラスに導入することができる。ガラスの成形までに揮発しやすく、その残留含有量は１％以下であることが好ましい。
【００９５】
Ｙ2Ｏ3、Ｌａ2Ｏ3等の希土類は、ガラスのヤング率を大きくする目的で１０％まで含有することができる。
【００９６】
なおＡｓ2Ｏ3は清澄作用が大きく、またＦｅ3+イオンの高配位による着色を抑制する効果がある。しかしながらＣｅＯ2と共存すると、ソラリゼーションを引き起こす。また毒性が高いために設計上導入しないことが望ましく、不純物レベルでも０．１％以下、好ましくは０．００５％以下に制限することが望まれる。ＰｂＯもＡｓ2Ｏ3と同様に環境上の理由から、不純物レベルで０．５％以下、好ましくは０．１％以下、さらに好ましくは０．０１％以下にすることが望まれる。
【００９７】
次に本発明の外部電極蛍光ランプ用外套容器の製造方法を説明する。
【００９８】
まず管形状の外套容器を製造する場合について述べる。
【００９９】
上記特性又は組成となるように原料を調合し、混合した後、溶融炉にてガス溶融する。このとき必要に応じてガラス中の水分量を調整する。次に溶融ガラスをダンナー法、ダウンドロー法、アップドロー法等の管引き法を利用して管状に成形する。その後、管状ガラスを所定の寸法に切断し、必要に応じて後加工することにより、外部電極蛍光ランプ用外套容器を得ることができる。
【０１００】
なお外部電極蛍光ランプ用外套管の寸法は、特に制限されるものではないが、液晶表示装置のバックライトユニットに使用される場合には、外径が８ｍｍ以下、特に５．２ｍｍ以下の細管であることが望ましい。また外套管の肉厚は、静電容量を大きくするために薄肉であることが望ましく、具体的には０．６ｍｍ以下、特に０．４ｍｍ以下、さらには０．３ｍｍ以下であることが望ましい。また肉厚のバラツキは、ランプの投入電力を左右し、ランプ毎の明るさの不均一を招く。従ってバラツキをできる限り小さくすることが重要であり、０．０２ｍｍ以内、特に０．０１ｍｍ以下であることが望ましい。なお、肉厚のバラツキは、外套容器端面部分全周の肉厚をマイクロゲージにて測定し、その最大値及び最小値の差とした。
【０１０１】
次に平面型の外套容器を製造する方法を述べる。
【０１０２】
上記特性又は組成となるように原料を調合し、混合した後、溶融炉にてガス溶融する。このとき必要に応じてガラス中の水分量を調整する。次に溶融ガラスをオーバーフロー法、フロート法、スロットダウン法等の方法で板引き成形する。その後、板状ガラスを所定の寸法に切断し、必要に応じて後加工することにより、背面板を得る。また同様にして作製した板ガラスをプレス加工等により再成形し、放電空間が形成可能なように複数の凹部を形成する。このようにして前面板を得る。その後、封着材等を用いて前面板と背面板を封着する。なお、予め前面板及び背面板の所定箇所に蛍光体を塗布しておいてもよい。このようにして複数の放電空間を有する平面型外部電極蛍光ランプ用外套容器を得ることができる。
【０１０３】
このようにして得られた外套容器を用い、常法に従って外部電極蛍光ランプを作製することができる。なお蛍光ランプを組み立てるに先立って、外套容器外面、例えば管形状の外套容器であればその両端近傍に、平面型の外套容器であれば背面板に電極を形成しておくことができる。
【実施例１】
【０１０４】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。表１は本発明の外套容器を構成するガラスの実施例（試料Ｎｏ．１〜３）及び比較例（Ｎｏ．４）を示している。
【０１０５】
【表１】
2006114384.tif 000003
【０１０６】
まず、表の組成となるようにガラス原料を調合した後、白金坩堝を用いて１６００℃で１８時間溶融した。溶融後、融液を所定の形状に成形、加工して各ガラス試料を作製した。各試料の特性を表に示す。なお主原料として酸化珪素（１５０μｍ篩上１％以下、４５μｍ篩下３０％以下）、酸化アルミニウム（平均粒径５０μｍ・マイクロトラック）、硼酸（４００μｍ篩上１０％以下、６３μｍ篩下１０％以下）、高純度炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム（平均粒径２μｍ）、硝酸バリウム（５００μｍ篩上１％以下、４５μｍ篩下５％以下）、炭酸バリウム（平均粒径２μｍ）、炭酸リチウム（造粒品）、炭酸ナトリクム（造粒品）、炭酸カリウム、酸化亜鉛（４５μｍ篩上１％以下）を用い、その他の微量成分として試薬級の無水硼酸、酸化マグネシウム、硝酸ストロンチウム、塩化バリウム、酸化ジルコニウム、五酸化アンチモン、メタリン酸アルミニウム、酸化チタン、酸化鉄、酸化タングステン、硫酸ストロンチウム、及び酸化セリウムを使用した。
【０１０７】
１ＭＨｚでの誘電率と誘電正接については、各ガラス試料から５０×５０×３ｔｍｍの大きさの板状試料を作製し、３０ｍｍφの電極を貼り付け、ＬＣＲメーターで測定した。測定条件は１ＭＨｚ、２５℃とした。
【０１０８】
４０ＫＨｚでの誘電率と誘電正接の評価は次のようにして行った。具体的には、まず図１に示すように、＃１０００仕上げの直径２０ｍｍ、厚さ１ｍｍの円盤状試料Ｇを用意し、その片面に、外径１４．５ｍｍの主電極ａと、主電極ａの外側に同心状に設けられた外径２０ｍｍ、内径１６ｍｍのガイド電極ｂとをそれぞれ金蒸着にて作製した。また試料のもう一方の面には、その全面に対電極ｃを金蒸着にて作製した。
【０１０９】
測定装置は、図２に示すように、ヒーター１００と、試料測定室１１０と、ＬＣＲメーター（図示せず）とを有する構造になっている。ヒーターは無誘電巻きしたテープヒーターを使用している。試料測定室１１０は、ヒーター１００の影響による電磁誘導を避けるために、シールド（金属筒）１２０内に設置されている。また試料測定室１１０には、試料Ｇの主電極ａ及びガード電極ｂと接するための主電極用端子１１１及びガード電極用端子１１２が一体的に昇降可能に設けられている。主電極用端子１１１はＬＣＲメーターの端子と、ガード電極用端子１１２はＬＣＲメーターのガード端子とそれぞれ導線を介して接続されている。また試料測定室１１０内の上部には、試料Ｇの対電極ｃと接するための対電極用端子１１３が設けられている。対電極用端子１１３は、ＬＣＲメーターの端子に導線を介して接続されている。また対電極用端子１１３の導線と主電極用端子１１１の導線との間での影響がないように、両者間にはシールド（アルミニウム箔、図示せず）が設けられている。また試料測定室１１０内に保持される試料Ｇの近傍には、サーモメーターに接続された熱電対１１４が設置されており、試料温度が測定できるようになっている。
【０１１０】
上記測定装置を用いて試料Ｇの誘電特性を測定するには、まず、試料Ｇを主電極用端子１１１及びガード電極用端子１１２上に載置する。次いで両端子を上方へ移動させ、上部に設置された対電極用端子１１３に押しつけられた状態で試料Ｇを保持する。続いてヒーター１００で試料Ｇを加熱し、所定温度になったときの誘電特性を、ＬＣＲメーターによって測定する。このようにして、室温−１ＭＨｚ、４０ＫＨｚ−１５０℃、４０ＫＨｚ−２５０℃、４０ＫＨｚ−３５０℃の条件で誘電正接を測定した。
【０１１１】
熱膨張係数は、熱膨張測定器にて測定した。
【０１１２】
各粘度に相当する温度は、ＡＳＴＭ  Ｃ３３６、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８及び球引き上げ法によって求めた。
【０１１３】
液相粘度は次のようにして求めた。まず、粒径０．１ｍｍ程度に粉砕したガラスをボート状の白金容器に入れ、温度勾配炉に２４時間保持した後、取り出した。この試料を顕微鏡で観察して結晶の初相が出る温度（液相線温度）を測定し、次いで予め測定しておいた当該ガラスの温度と粘度の関係から、初相の温度に対応する粘度（液相線粘度）を求めた。
【０１１４】
水分量を示す係数Ｘは、赤外分光光度計にて測定した３８４６ｃｍ−1付近の極小点の透過率ａと、３５６０ｃｍ−1付近の極小点の透過率ｂを下記式に代入して求めた。なおｔは試料厚み（ｍｍ）である。
【０１１５】
Ｘ＝（ｌｏｇ（ａ／ｂ））／ｔ
密度はアルキメデス法にて、ヤング率は曲げ共振法にて求めた。
【０１１６】
次に、得られたガラス試料について、紫外線遮蔽性、耐ソラリゼーション性、泡数、リボイル性、加工性及び着色の有無を評価した。結果を表２に示す。
【０１１７】
【表２】
2006114384.tif 000004
【０１１８】
紫外線遮蔽性は、両面を鏡面研磨した厚さ０．２ｍｍの板状ガラス試料を作製し、波長２５３．７ｎｍの分光透過率を測定し、１％以下であれば「Ａ」とした。なお２５３．７ｎｍの波長は水銀の輝線である。本発明の用途では、この波長の透過率が低いほどよい。
【０１１９】
耐紫外線ソラリゼーション性は次のようにして評価した。まず、厚さ１ｍｍの板状ガラスの両面を鏡面研磨して試料を得た。次いで紫外線照射前の試料の透過率が８０％を示す光の波長を測定した。さらにその試料に４０Ｗの低圧水銀ランプによって主波長２５３．７ｎｍの紫外線を照射距離２０ｍｍで６０分間照射した後、４００ｎｍの照射前に透過率と照射後の透過率を比較して、その差が１％以下である場合を「Ａ」とした。なお耐紫外線ソラリゼーション性の劣るガラスほど、この透過率低下が大きくなるが、液晶バックライト等の蛍光ランプ用外套容器は、この低下が殆どないことが重要である。
【０１２０】
ガラスの着色は、厚さ１ｍｍのガラス試料を肉眼で観察し、着色が無いものを「Ａ」とした。
【０１２１】
溶解性は次のようにして評価した。まずガラス原料１００ｇを三角坩堝に投入し、１５５０℃で２時間加熱した後、坩堝内で冷却、固化させた。固化後、坩堝からガラス塊を壊れないように取り出し、アニールした。その後、ガラス塊の中央部を７ｍｍ厚で切り出し、透過光を用いて断面を観察した。その結果、未溶解物が見当たらないものを「Ａ」、僅かに認められるものを「Ｂ」、未溶解物が集合して白く見える状態のものを「Ｃ」とした。
【０１２２】
泡数は、ブロック状に切り出したガラス試料を観察し、４０倍の顕微鏡で見える泡（直径３０μｍ程度以上の泡）の数を数え、１００ｇ当たりの個数に換算した値である。
【０１２３】
加工性は、管ガラスの端を封止することで評価した。具体的には次のようにして行った。まず試料をガラス細管状に加工し、その一端をバーナーで加熱しながら、はさみ状の工具でつまみ封止した封入面を観察し、リボイル泡のないこと、封入管周辺の変形の無いことを確認して、問題が無けれは「Ａ」とした。
【０１２４】
ガラスの着色は、厚さ１ｍｍのガラス試料を肉眼で観察し、着色が無いものを「Ａ」とした。
【０１２５】
型付着性は、金型の間に板ガラスを挟み、軟化点＋３０℃まで加熱して加工したときの金型からのはがれ易さを評価し、問題なく離型できたものを「Ａ」とした。
【実施例２】
【０１２６】
実施例１で使用したガラス試料と同一組成を有するガラスを用いて管型の外部電極蛍光ランプ用外套容器を作製し、肉厚のバラツキを評価した。その結果、肉厚のバラツキは０．０１ｍｍ以内であることが確認された。
【０１２７】
なお外套容器は、次のようにして作製した。まず各試料と同等のガラスとなるように調製した原料を耐火物窯で、１６００℃、２４時間溶融した後、ガラス融液をダンナー成形装置に供給して管引きし、切断することにより、外径３．０ｍｍ、肉厚０．３ｍｍ、長さ８００ｍｍの管ガラスを得、これを外套容器とした。
【０１２８】
また肉厚のバラツキは、外径内径測定器を用いて真円度とともに測定して評価した。
板ガラスは表面粗さ計を用いてうねりを測定した。
【実施例３】
【０１２９】
実施例２で作製した外套容器を用いて外部電極蛍光ランプを作製する。ここでは２種類の形態のランプを作製する。
【０１３０】
第一の形態の蛍光ランプを作製する方法について説明する。第一の形態の蛍光ランプは、予め外周面に電極を形成した外套容器の両開口端に、封着ガラスを用いて封止部材及び排気管をそれぞれ接合する構造を有している。なお封着ガラスを使用する本形態では、封着ガラスが温度ヒューズとして機能するため安全である。つまり封着ガラスは耐熱性が高くないため、万一外套容器の温度が封着ガラスの耐熱温度、即ち非晶質ガラスの場合は軟化点（例えば後述のＬＳ−１３０１では３９０℃）、結晶性ガラスの場合は析出結晶の融解温度を超えた場合に、封着ガラスが軟化してランプの気密性を破り、ランプを停止させ周辺部材の火災を防止することができる。
【０１３１】
まず図３（ａ）に示すように、封止部材１、封着ガラスタブレット２、電極３が形成された外套容器４、排気管５を、図３のようにカーボン型１０に挿入配置後、封着ガラスの封着温度で焼成し、各部材を接合一体化する。外套容器４を構成する透明管ガラス４内には予め蛍光体６が塗布されている。
【０１３２】
また外套容器４に予め形成される電極３は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ等の材料で構成される。電極形成材料には特に制限はないが、例えば京都エレックス株式会社製のＤＤ３６００Ｃｕペースト、ＤＤ３００Ａｇペースト、ＤＤ７０００Ｎｉペースト等を使用することができる。例えばＤＤ３００Ａｇペーストを使用する場合、外套容器の外周面上に転写印刷して６００℃窒素中で焼結することで、外面に密着した均質な電極層が得られる。電極として、アルミニウム箔を接着剤で接着する方法もあるが、密着性に劣るため誘電容量が低く好ましくない。
【０１３３】
また封着ガラスタブレット２には、例えば、日本電気硝子株式会社製ＬＳ−１３０１（非晶質ガラス使用、封着温度４３０℃、耐熱温度３９０℃）、ＬＳ−１３２０（非晶質ガラス使用、封着温度３２０℃、耐熱温度２７０℃）、ＬＳ−０２０６（非晶質ガラス使用、封着温度４５０℃、耐熱温度４１０℃）、ＬＳ−７１０５（結晶性ガラス使用、封着温度４５０℃、耐熱温度５００℃）等からなるタブレットが使用できる。これらのタブレットは、封着ガラス粉末に低温分解性のバインダーを用いて混練したものを押し出し成形によって形成したものであり、蛍光体や誘電部材上の電極に影響を与えることなく各部材を封着できる。上記例では封着ガラスは何れも鉛系ガラスであるが、銀リン酸系ガラスや錫リン酸系ガラス等を採用してもよい。封着ガラスの選択に当たっては、耐熱温度や、外套容器等の被封着部材の熱膨張係数を考慮して適宜選択すればよい。
【０１３４】
また封止部材１は、外套容器用ガラスをアルミナボールミルで粉砕し、目開き２００μｍの篩で分級して得たガラス粉末にバインダーを加えて造粒した後、円盤状になるようにプレス成形し、焼結させたものである。なお封止部材の形状は、円盤状に限定されるものではなく、例えば凸型でもかまわない。
【０１３５】
次に図３（ｂ）のように、排気管５内部に水銀アマルガムボート７を挿入し、排気装置１１にて排気後、ＡｒとＮｅガスを導入する。
【０１３６】
続いて、排気管５端部を封止し、さらに水銀アマルガムボート７を加熱してＨｇを管内に導入する。（図３（ｃ））
その後、排気管５を封止切りして、図３（ｄ）に示すような第一の形態の蛍光ランプを得る。
【０１３７】
なお、封止部材と排気管の接合の何れか一方を封着ガラスタブレットによる接着とし、他方を外套容器に直接融着させる形態を採用することも可能である。
【０１３８】
第二の形態の蛍光ランプを作製する方法について説明する。第二の形態の蛍光ランプは、封止部材及び排気管を接合しない構造を有している。
【０１３９】
まず図４（ａ）のように、外套容器４内部に蛍光体６を塗布する。その際、余分な蛍光体はブラシで除去する。また外套容器４外周部に、電極形成用金属ペーストを塗布する。その後、管全体を６００℃で焼成し、蛍光体６の焼きつけと電極３の焼付けを同時に行う。なお電極３の形成は、最終工程で行うこともできる。
【０１４０】
続いて図４（ｂ）のように外套容器の一方の端部を溶融封止した後、他端から排気、ＡｒとＮｅガスの封入、Ｈｇの管内への導入を行う。（図４（ｃ）（ｄ））
その後、外套容器の水銀アマルガムボート７が存在する部分を封止切りすることにより、第二の形態の蛍光ランプを得る。（図４（ｅ））
第二の形態の蛍光ランプにおいて、外套容器が耐熱性の不十分なガラスからなる場合には、５００℃程度で焼成が可能な金属ペースト材料を使用するか、最終工程で電極を貼り付けることも可能である。
【０１４１】
また第一及び第二の形態以外にも、一方の外套容器端部に封止部材又は排気管が接合され、他端が溶融封止された形態を採用することも可能である。
【実施例４】
【０１４２】
実施例１で使用したガラス試料と同一組成を有するガラスを用いて平面型外部電極蛍光ランプ用外套容器（図６）を作製し、電極形成する背面板のうねり及び肉厚のばらつきを評価した。その結果、うねりは０．０１ｍｍ以内であることが確認された。また１／１００ｍｍまで計測できるゲージで肉厚のばらつきを評価したところ、測定限界以下であった。
【０１４３】
なお外套容器は、次のようにして作製した。まず各試料と同等のガラスとなるように調製した原料を耐火物窯で、１６００℃で溶融した後、ガラス融液をフロート成形装置に供給して板引きし、切断することにより、３００×２００ｍｍ、肉厚０．９ｍｍの板ガラスを得、これを外套容器用背面板４１とした。また同様にして作製した３００×２００ｍｍ、肉厚０．９ｍｍの板ガラスを金型によりプレス加工して放電空間形成用の凹部４２１を形成した。このようにして外套容器用前面板４２を得た。続いて前面板４２及び背面板４１を封着材で封止することによって外套容器を作製した。
【０１４４】
なおこの外套容器を用いて外部電極蛍光ランプを作製するには、例えば以下の方法を採用することができる。
【０１４５】
まず前面板４２の放電空間形成用凹部４２１内にＡｌ2Ｏ3保護膜（図示せず）を形成し、その上に蛍光体６を塗布する。また背面板４１の外面側に電極３を形成するとともに、内面側にＡｌ2Ｏ3保護膜（図示せず）を形成し、その上に蛍光体６を塗布する。続いて封着ガラスを塗付したスペーサー８を前面板４２及び背面板４１間に配置し、熱処理して封着する。また背面板４１に形成された排気孔に、排気管５を封着ガラスタブレット２を介して配し、加熱接着する。次に４００℃程度に加熱して排気管５から排気しながら、冷却するとともに、ガスを管内に導入する。その後、排気管５をチップオフする。なおランプ内に水銀を導入する場合には、排気管に水銀アマルガムを入れ、ランプ中に拡散させる。
【０１４６】
このようにして複数の放電空間を有する平面型外部電極蛍光ランプを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】誘電特性を測定する試料を示す説明図であり、（ａ）は試料を側面から見た図を、（ｂ）は試料を底面側から見た図を示している。
【図２】誘電特性を測定する装置を示す説明図である。
【図３】第一の形態の管型外部電極蛍光ランプを製造する方法を示す説明図である。
【図４】第二の形態の管型外部電極蛍光ランプを製造する方法を示す説明図である。
【図５】管型外部電極蛍光ランプの使用方法を示す説明図である。
【図６】平面型蛍光ランプを製造する方法を示す説明図である。
【図７】平面型蛍光ランプの断面を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１４８】
１  封止部材
２  封着ガラスタブレット
３  電極
４  外套容器
５  排気管
６  蛍光体
７  水銀アマルガムボート
８  スペーサー
１０  カーボン型
１１  排気装置
２０  電源
４１  外套容器用背面板
４２  外套容器用前面板
４２１  放電空間形成用凹部
Ｌ１、Ｌ２  外部電極蛍光ランプ
【図１】
2006114384.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2006114384.tif 000009
【図６】
2006114384.tif 000010
【図７】
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