(57)【要約】【課題】  ３１３ｎｍ等の長波長側の紫外線遮蔽が可能であり、しかもＴｉＯ2系の結晶を生じたり、分相を起こしたりし難い照明用ガラスを提供する。【解決手段】  質量百分率で、ＳｉＯ2  ５０〜７５％、Ｂ2Ｏ3  １２〜２５％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜３．２％未満、Ｌｉ2Ｏ  ０〜０．５％未満、Ｎａ2Ｏ  ０〜７％、Ｋ2Ｏ  ３〜１５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ  ６〜１５％、Ａｌ2Ｏ3＋Ｌｉ2Ｏ  ０〜３．２％、ＢａＯ  ０〜２０％、ＺｎＯ  ０〜１５％、ＴｉＯ2  ２．５〜４．９％、Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3  ０〜５％含有し、３０〜３８０℃における熱膨張係数が４５〜５８×１０-7／℃であることを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量百分率で、ＳｉＯ2  ５０〜７５％、Ｂ2Ｏ3  １２〜２５％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜３．２％未満、Ｌｉ2Ｏ  ０〜０．５％未満、Ｎａ2Ｏ  ０〜７％、Ｋ2Ｏ  ３〜１５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ  ６〜１５％、Ａｌ2Ｏ3＋Ｌｉ2Ｏ  ０〜３．２％、ＢａＯ  ０〜２０％、ＺｎＯ  ０〜１５％、ＴｉＯ2  ２．５〜４．９％、Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3  ０〜５％含有し、３０〜３８０℃における熱膨張係数が４５〜５８×１０-7／℃であることを特徴とする照明用ガラス。
【請求項２】
質量百分率で、Ａｌ2Ｏ3が０〜３％であることを特徴とする請求項１の照明用ガラス。
【請求項３】
質量百分率で、Ｌｉ2Ｏが０〜０．４％であることを特徴とする請求項１又は２の照明用ガラス。
【請求項４】
質量百分率で、ＴｉＯ2が２．５〜４．２％であることを特徴とする請求項１〜３の何れかの照明用ガラス。
【請求項５】
質量百分率で、Ａｌ2Ｏ3が０〜３％、Ｌｉ2Ｏが０〜０．４％、Ａｌ2Ｏ3＋Ｌｉ2Ｏ  ０〜３％、ＴｉＯ2が２．５〜４．２％であることを特徴とする請求項１の照明用ガラス。
【請求項６】
蛍光ランプの外套管として使用されることを特徴とする請求項１〜５の何れかの照明用ガラス。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかのガラスからなることを特徴とする蛍光ランプ用外套管。
【請求項８】
管内表面に存在するＴｉＯ2系結晶が１０個／１００ｃｍ2以下であることを特徴とする請求項７の蛍光ランプ用外套管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明用ガラスに関し、特に液晶表示素子のバックライト光源として使用される蛍光ランプ用外套容器を作製するための照明用ガラスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示パネルは、自己発光しないためバックライト等の照明装置が必要である。その照明装置はバックライトユニットと呼称され、光源であるランプ、ランプから後方に放射された光を前面に反射する反射板、光を均質に平均化する拡散板や液晶開口部に光を集中させ、その他を反射するレンズシートからなる。反射板、拡散板、レンズは樹脂で形成されている。具体的には、蛍光ランプを液晶パネルの直下に置き、反射板でパネル側に光を出し、これを拡散板で均質な光とする直下型照明装置と、蛍光ランプを液晶パネルの後ろ側方に設置して、反射板からの光を導光板に導き、拡散板を通して液晶パネル側に光を出すエッジ型照明装置がある。直下型液晶表示装置はＴＶなどの大型液晶表示パネルに好適であり、エッジ型液晶表示装置は薄型化が可能であるためパーソナルコンピューター（ＰＣ）に広く使用されている。
【０００３】
光源として使用される蛍光ランプには、冷陰極蛍光ランプが使用されるのが一般的である（例えば特許文献１）。冷陰極蛍光ランプは、コバール、モリブデン等の電極と、電極を封着するための封着ビーズと、蛍光体が内面に塗布されたホウケイ酸ガラス製の外套管を用いて作製される。また、電極が外套管表面に形成された外部電極ランプ（たとえば特許文献２）と呼ばれる蛍光ランプも使用され始めている。
【０００４】
これらのランプの発光原理は、一般の熱陰極ランプと同様で、電極間の放電によって封入された水銀ガス等が励起し、励起したガスから放射される紫外線によって外套管の内壁面に塗られた蛍光体が可視光線を発光するというものである。
【０００５】
バックライトユニットの寿命は、当初の光束の半分になった時間で表される。光束劣化原因は、光源の蛍光ランプのみならず、その光を効率良く反射する樹脂製の反射板や、その光を拡散する拡散板の劣化による着色によって、反射率や透過率が劣化することでも引き起こされる。これら樹脂材料の劣化は、ランプ内部で発生する紫外線が管外に漏れることが原因である。特に、ＴＶ用途では長期にわたって使用されるため、比較的寿命が短いＰＣ用途では問題にならないような、より長波長側の紫外線（３１３ｎｍ等）の漏洩の影響が無視できなくなっている。
【０００６】
そこで、長寿命が要求される蛍光ランプの外套管には、紫外線遮蔽性のあるホウケイ酸ガラスで作製することが検討されている。例えば特許文献３〜５には、ＴｉＯ2を用いて紫外線遮蔽性を付与した蛍光ランプ外套管ガラス材質が開示されている。
【特許文献１】特開平６-１１１７８４号公報
【特許文献２】特開２００５-９３４２２号公報
【特許文献３】特許３５７５１１４
【特許文献４】特開２００２-６８７７５号公報
【特許文献５】特開２００５-４１７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
３１３ｎｍ等の長波長側の紫外線吸収能力を高めるためには、ＴｉＯ2を多量に含有させることが有効である。
【０００８】
しかしながらＴｉＯ2を多量に含むガラスは、ガラス管成形時に耐火物と接触するとＴｉＯ2を主体とする結晶を生じ易い。ガラス中に結晶が生じると、ガラス管の真円度が悪くなって、蛍光体が均質に塗布できずにランプ明るさにムラを生じる。また結晶の部分の周辺が凹むため、結晶析出部分が封着部分と重なる場合には、封着部分に隙間が生じてスローリークを生じ、ランプが点灯しなくなることがある。
【０００９】
またＴｉＯ2含有量が多くなると、ガラスの分相傾向が強くなる。それゆえガラス管内に塗布した蛍光体の焼結工程で、ガラスが分相して透過率が劣化するという現象が生じ易い。このような現象が生じると、得られるランプが暗くなる。
【００１０】
本発明の目的は、３１３ｎｍ等の長波長側の紫外線遮蔽が可能であり、しかもＴｉＯ2系の結晶を生じたり、分相を起こしたりし難い照明用ガラスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の照明用ガラスは、質量百分率で、ＳｉＯ2  ５０〜７５％、Ｂ2Ｏ3  １２〜２５％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜３．２％未満、Ｌｉ2Ｏ  ０〜０．５％未満、Ｎａ2Ｏ  ０〜７％、Ｋ2Ｏ  ３〜１５％、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ  ６〜１５％、Ａｌ2Ｏ3＋Ｌｉ2Ｏ  ０〜３．２％、ＢａＯ  ０〜２０％、ＺｎＯ  ０〜１５％、ＴｉＯ2  ２．５〜４．９％、Ａｓ2Ｏ3＋Ｓｂ2Ｏ3  ０〜５％含有し、３０〜３８０℃における熱膨張係数が４５〜５８×１０-7／℃であることを特徴とする。
【００１２】
また本発明の蛍光ランプ用外套容器は、上記照明用ガラスからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の照明用ガラスは、３１３ｎｍにおける必要な紫外線遮蔽能力を有しており、バックライトユニットの構成樹脂部材を劣化させることがない。またＴｉＯ2の結晶の析出量が極めて少ないため、寸法精度及び封着信頼性が高い外套管を作製することができる。しかも分相性が弱いためにランプが暗くならない。それゆえ蛍光ランプの外套管材質、特にＴＶ用途などの長期間の使用を前提とした液晶表示素子の照明装置の光源に用いられる細径蛍光ランプの外套管材質として好適である。
【００１４】
また上記ガラスからなる外套管を用いれば、輝度が高く、しかも輝度劣化が殆どない蛍光ランプを作製することができる。それゆえＴＶ用途等、長期間使用される装置のバックライトユニット用蛍光ランプの外套管として好適である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明の照明用ガラスは、機械的強度が高いホウケイ酸ガラスからなる。また電極にコバールやモリブデンを使用する冷陰極蛍光ランプの外套管を作製する場合には、３０〜３８０℃における熱膨張係数が４５〜５８×１０-7／℃の範囲に調整することが好ましい。
【００１６】
またＴｉＯ2を多量に含有することにより、３１３ｎｍの紫外線を有効に遮蔽することが可能になる。しかも本発明では、ＴｉＯ2を多量に含有することによって起こるＴｉＯ2系結晶の析出や、分相傾向の強まりを防止するために、Ａｌ2Ｏ3とＬｉ2Ｏの含有量を制限している。詳述すると、Ａｌ2Ｏ3の含有量が少ないほど、ガラスが耐火物と接触した場合に生じるＴｉＯ2系結晶の析出が少なくなる。またＬｉ2Ｏの含有量が少ないほど、ガラスの分相傾向が弱まる。しかもガラスが分相すると結晶が析出し易くなるが、Ｌｉ2Ｏの含有量を低下させて分相傾向を弱めれば、ＴｉＯ2系結晶の析出を一層抑制することができる。
【００１７】
なおＬｉ2Ｏの含有量を低下させることなく、Ａｌ2Ｏ3の含有量のみを低下させると、ガラスの粘性が低下して従来品と同等の粘度特性を得ることが難しくなる。またＡｌ2Ｏ3の含有量を低下させることなく、Ｌｉ2Ｏの含有量のみを低下させると、ガラスの粘性が上昇して従来品と同等の粘度特性を得ることが難しくなる。そこで両者を同時に低下させれば、粘度特性を変化させることなく上記効果を得ることが可能となる。ただしＴｉＯ2の含有量が多くなり過ぎると、Ａｌ2Ｏ3とＬｉ2Ｏの含有量を制限しても、ＴｉＯ2系結晶の析出や分相傾向の強まりを抑制することが困難になる。以下にＡｌ2Ｏ3とＬｉ2ＯとＴｉＯ2の好適な含有量を示す。
【００１８】
Ａｌ2Ｏ3とＬｉ2ＯとＴｉＯ2の割合は、質量百分率で、Ａｌ2Ｏ3  ０〜３．２％未満、Ｌｉ2Ｏ  ０〜０．５％未満、Ａｌ2Ｏ3＋Ｌｉ2Ｏ  ０〜３．２％、ＴｉＯ2  ２．５〜４．９％、好ましくはＡｌ2Ｏ3が０〜３％、Ｌｉ2Ｏが０〜０．４％、Ａｌ2Ｏ3＋Ｌｉ2Ｏが０〜３％、ＴｉＯ2が２．５〜４．２％である。
【００１９】
以下に本発明の照明用ガラスの組成を上記のように限定した理由を述べる。
【００２０】
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、その含有量は５０％以上、好ましくは５５％以上、さらに好ましくは５８％以上である。また７５％以下、好ましくは７２％以下、さらに好ましくは６９％以下である。ＳｉＯ2が７５％以下であればシリカ原料の溶融に長時間を要しない。７２％以下であればガラス中にＳｉＯ2の結晶が発生し難くなる。さらに６９％以下であれば、部分的な粘性の不均質さが原因で起こる寸法精度悪化についても効果的に抑制することができる。一方、ＳｉＯ2が５０％以上であれば、ＴｉＯ2との相乗効果により優れた耐候性を得ることができる。５５％以上であれば、結晶が発生しにくいために安定したガラスが得られる。最も好ましいのは５８％以上である。
【００２１】
Ｂ2Ｏ3は、溶融性の向上、粘度の調整、耐候性の向上、及び膨張係数の調整のために比較的多量に含有させる成分である。その含有量は１２％以上、好ましくは１５％以上であり、またその上限は２５％以下、好ましくは２２％以下である。Ｂ2Ｏ3が２５％以下であるとガラス融液からの蒸発が少ないために均一なガラスが得られる。また２２％以下であるとランプ製造工程中の熱加工時にもガラス成分の蒸発が少なくなるため、加工が容易になる。一方、Ｂ2Ｏ3が１２％以上であれば、粘度が十分に低くなり、寸法精度のよい管ガラスが得やすくなる。１５％以上であれば、熔融がより容易になることから大量生産に好適となる。
【００２２】
Ａｌ2Ｏ3は、アルカリ成分の含有によって切断されたガラスのネットワークを強化し、溶融時のガラスの失透性を著しく改善する成分である。一方で、ＴｉＯ2のガラスへの溶け込みを阻害するため、ＴｉＯ2系結晶を生成しやすくする。また、ガラスの粘性を上げる成分である。Ａｌ2Ｏ3の含有量は３．２％未満、好ましくは３％以下、さらに好ましくは２．５％以下である。Ａｌ2Ｏ3が３．２％未満であればＴｉＯ2系結晶が生じにくくなり、３％以下であればさらに好ましい。２．５％以下であれば粘度が十分に低くなって寸法精度のよい管ガラスが得やすくなる。また低温域においてもＴｉＯ2系結晶が出にくくなる。なおＡｌ2Ｏ3は必須成分ではないが、均質なガラスの製造や安定した成形を行うためには０．１％以上含有することが好ましい。
【００２３】
アルカリ金属酸化物（Ｒ2Ｏ）であるＬｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、及びＫ2Ｏは、熱膨張係数や粘度を調節する効果があり、また溶融性を高めて寸法性の優れたガラスを得やすくする。その一方で、ガラスの耐候性を悪化させる。例えば空気中の炭酸ガスや水と反応して生成物を形成しガラス表面の異物の原因になる。このためアルカリ含有量を適切な範囲に管理する必要がある。
【００２４】
Ｌｉ2Ｏは、ＴｉＯ2を多量に含有するホウケイ酸ガラスにおいて、上記の他に分相を促進する作用がある。加えて分相によりＴｉＯ2系結晶を生じ易くする成分でもある。Ｌｉ2Ｏの含有量は０．５％未満、好ましくは０．４％以下、さらに好ましくは０．３％以下に制限される。Ｌｉ2Ｏが０．５％未満であれば分相が発生しにくくなってランプが暗くなりにくい。さらにＴｉＯ2系結晶を出にくくするためには０．３％以下であることが好ましい。他のアルカリ成分等の使用によって溶融性、膨張特性、粘度特性等、所定の特性を得ることができるのであれば、Ｌｉ2Ｏは必ずしも含有する必要がない。またＡｌ2Ｏ3量の低下に伴って必要となる粘度調整は、Ｌｉ2Ｏ量の低減によって効果的に行うことができる。
【００２５】
Ｎａ2Ｏは任意成分であり、７％以下、好ましくは５％以下含有させることができる。Ｎａ2Ｏが７％以下であれば、実用上十分な耐候性を確保でき、また管引き成形が容易になり、５％以下であれば熱膨張係数をコバールやモリブデンの熱膨張係数に適合させることが容易となる。なおアルカリ混合効果を得る目的でアルカリ金属酸化物を２種以上含有させる場合、Ｎａ2Ｏの含有量を０．１％以上とすることが好ましい。
【００２６】
Ｋ2Ｏは３％以上、特に５％以上含有することが好ましい。またその上限は１５％以下、特に１１％以下であることが好ましい。Ｋ2Ｏが１５％以下であれば熱膨張係数をコバールやモリブデンに合致させやすく、１１％以下であれば十分に高い耐候性を維持できる。
【００２７】
アルカリ金属酸化物の含有量は合量で６％以上、好ましくは７％以上である。またその上限は１５％以下、好ましくは１２％以下である。これらの成分の合量が１５％以下であれば熱膨張係数が高くなり過ぎず、コバール等の封入金属のそれと適合させやすくなる。１２％以下であれば十分に高い耐候性を維持できるため、異物発生等を防止できる。一方、これらの成分の合量が６％以上であれば、熱膨張係数が小さくなり過ぎず、コバールやモリブデンのそれと適合させやすくなる。７％以上であればガラス化がより容易になって均質なガラスが得られやすい。
【００２８】
なおアルカリ混合効果による電気抵抗の向上を図るためには、アルカリ金属酸化物を２種類以上含有することが望まれる。アルカリ金属酸化物の中で、Ｋ2Ｏの含有量が多くなるほど１５０℃における電気抵抗を高くできる傾向にある。これはＫ+のイオン半径が他のアルカリイオンに比べて大きく、ガラス中で移動しにくいためである。このためＫ2Ｏ含有量はアルカリ金属酸化物中で、最も多量に含有させることが望ましい。
【００２９】
Ａｌ2Ｏ3とＬｉ2Ｏは、ＴｉＯ2系結晶を析出させたり、分相性を強めたりする成分であるため、その含有量は合量で３．２％以下、好ましくは３％以下、特に２．９％以下、さらには２．５％以下に制限することが望ましい。またその下限は０．１％以上、特に０．５％以上であることが望まれる。これらの成分の合量が３．２％以下であれば、ＴｉＯ2系結晶析出防止の効果がある。しかし量産性を考慮すると、より低い成形温度が求められるため２．９％以下に、また信頼性向上のために、できうれば２．５％以下に制限することが望まれる。また、０．１％以上であれば溶融性改善の効果が認められる。０．５％以上含有すれば溶融し易く、生産効率が良くなる。
【００３０】
ＢａＯは融点を下げ、またガラスの分相を抑制して安定させる成分である。ＢａＯは任意成分であり、２０％以下、好ましくは８％以下含有させることができる。ＢａＯが２０％以下であれば、ＢａＯを主成分とする結晶の析出傾向が小さくなる。８％以下であればより寸法精度に優れたガラスが得られて好ましい。
【００３１】
ＺｎＯはガラスの溶融を助ける成分である。また分相を防止し、安定性を向上させることにより、ガラスの透明性を維持する効果がある。またガラスの粘度を下げる効果がある。一方でＺｎＯ自身が揮発しやすいため、１５％以下、特に３％以下にすることが好ましい。
【００３２】
ＴｉＯ2は、紫外領域に吸収を持つことが知られており、紫外線を吸収してガラスに遮蔽効果を与える成分である。さらに耐短波長紫外線変色性をガラスに与える成分である。またガラスの耐候性を高めたり、弾性率を向上させて強度を高めたりする効果がある。一方含有量が多くなるとＴｉＯ2系結晶を生じ易く、また分相を強く促進する成分である。ＴｉＯ2の含有量は２．５％以上、好ましくは３．１％以上、より好ましくは３．６％以上、さらに好ましくは３．８％以上である。またその上限は４．９％以下、好ましくは４．４％以下、さらに好ましくは４．２％以下である。現状使用されるガラス外套管肉厚は、強度の関係から、特殊用途を除いて、０．３ｍｍが最も薄い。求められる紫外線遮蔽能力は、蛍光体の吸収を考慮すると、０．３ｍｍ厚での紫外線透過率が３１３ｎｍで約２５％以下である。ＴｉＯ2が２．５％以上であれば、ガラス肉厚が厚い場合には、３１３ｎｍ紫外線を遮蔽できるようになる。３．１％以上であればガラス肉厚が０．５ｍｍ程度で、３．６％以上であればガラス肉厚が０．３ｍｍ程度のガラス管で、それぞれ十分な３１３ｎｍ紫外線の遮蔽性を得ることができる。一方、４．９％以下であればＴｉＯ2系結晶を生じながらも生産が可能である。４．４％以下であればさらに結晶を生じにくくなるため大量生産に好適である。さらに、成形温度を下げて量産効率を上げ、かつ封着時の信頼性を高めるためには、ＴｉＯ2系結晶が殆ど生じないことが必要となる。これを達成し易くするためには４．２％以下に制限することが推奨される。
【００３３】
Ａｓ2Ｏ3とＳｂ2Ｏ3は清澄効果を与える成分である。またＴｉＯ2を多量に含有させる場合にはＦｅ2Ｏ3による不純物着色が生じやすいが、後述するように、Ａｓ2Ｏ3やＳｂ2Ｏ3はこの着色を防止する効果がある。これらの成分は合量で５％以下、好ましくは１％以下含有する。これらの合量が５％を超えるとガラス加工の加熱時にガラスが黒くなる不都合が生じる。なお上記した効果を得るためには、少なくとも何れか一方を含有することが好ましくい。また合量で０．０００１％以上、特に０．００１％以上、０．０１％以上、さらには０．１％以上含有することが望ましい。
【００３４】
Ａｓ2Ｏ3は任意成分であるが、添加する場合には０．０００１％以上、さらには０．００１％以上含有することが好ましい。またその上限は１％以下、特に０．１％以下、さらには０．０５％以下、最適には０．０１％以下であることが好ましい。Ａｓ2Ｏ3の含有量が０．０００１％以上であれば上記した効果が現れはじめるが、０．００１％以上であることが望ましい。一方、多すぎるとガラス溶融条件により還元傾向が発生する場合がある。また環境面を考慮すれば、その含有量は少ないほどよい。
【００３５】
Ｓｂ2Ｏ3もＡｓ2Ｏ3と同様、任意成分である。Ｓｂ2Ｏ3は、Ａｓ2Ｏ3に比較してその効果が弱いものの、環境への負担が小さいという特徴がある。Ｓｂ2Ｏ3は０．０００１％以上、特に０．００１％以上、さらには０．０１％以上含有することが好ましい。また５％以下、特に３％以下であることが望ましい。Ｓｂ2Ｏ3が０．０００１％以上であれば、その効果が現れはじめるが、０．００１％以上、特に０．０１％以上であれば、大量生産する上で清澄力に余裕がでるため好ましい。Ｓｂ2Ｏ3はガラス中に多量に含まれると、ランプ加工時に還元による黒化が生じやすくなる。しかしＳｂ2Ｏ3が５％以下であれば黒化が生じにくく、３％以下であればより安定したガラスの加工が可能になる。
【００３６】
本発明の照明用ガラスは、上記成分以外にも種々の成分を含有可能である。例えばＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、Ｎｂ2Ｏ5、ＷＯ3、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＳｎＯ2、ＣｅＯ2、ＳＯ3、Ｆｅ2Ｏ3、Ｃｌ2等を含有してもよい。
【００３７】
ＭｇＯ、ＣａＯはガラスの溶融を助ける成分である。ＭｇＯ、ＣａＯは何れも任意成分であり、それぞれ１０％以下、好ましくは５％以下含有させることができる。各成分が１０％以下であれば結晶傾向が小さくなる。５％以下であればより寸法精度に優れたガラスが得られて好ましい。
【００３８】
ＳｒＯも、ＢａＯと同様に融点を下げ、またガラスの分相を抑制して安定させる成分である。ＳｒＯは任意成分であり、２０％以下、好ましくは８％以下含有させることができる。ＳｒＯが２０％以下であればＳｒＯを主成分とする結晶の析出傾向が小さくなる。８％以下であればより寸法精度に優れたガラスが得られて好ましい。
【００３９】
Ｎｂ2Ｏ5は、ＴｉＯ2の長波長側の紫外線遮蔽効果を高める成分である。また紫外線を吸収することでガラスの短波長紫外線変色防止に寄与するものである。上記効果を得るためには０．００５％以上含有することが望ましい。なおＮｂ2Ｏ5は分相を促進する傾向があり、ランプの輝度や色調に影響を与えやすいため、多量に使用することは避けるべきである。それゆえＮｂ2Ｏ5の含有量は１０％以下、特に７％以下であることが好ましい。
【００４０】
ＷＯ3は紫外線吸収効果のある成分であり、紫外線を吸収することでガラスの短波長紫外線変色防止に寄与するものである。上記効果を得るためには０．００５％以上含有することが望ましい。なおＷＯ3は可視光を吸収する傾向があり、ランプの輝度や色調に影響を与えやすいため、多量に使用することは避けるべきである。それゆえＷＯ3の含有量は１０％以下、特に７％以下であることが好ましい。
【００４１】
ＺｒＯ2はガラスの耐候性を向上させる一方、ガラスの粘度を上げる成分でもあり、９％まで、好ましくは６％まで含有することができる。ＺｒＯ2が多くなるとガラスの粘度が高くなり、泡が残りやすくなる。またガラス中に結晶を生じ、管引き成形が難しくなる傾向があるが、９％以下であれば蛍光ランプ用途に使用可能な管ガラスを安定して成形することができる。６％以下であれば結晶析出傾向が少なくなり、より寸法精度に優れたガラスが得られやすい。一方、ＺｒＯ2はガラス原料や耐火物から０．００１％以上混入することがあるが、これらを含めた総ＺｒＯ2量が０．００２％以上であれば上記効果が期待できる。
【００４２】
Ｔａ2Ｏ5は短波長紫外線変色の防止効果があり、１０％まで、好ましくは６％まで含有することができる。１０％以下であれば結晶が析出しにくく寸法精度に優れたガラス管が得られる。６％以下であれば結晶傾向が小さくなり、より寸法精度に優れたガラスが得られて好ましい。
【００４３】
ＳｎＯ2は清澄剤として効果がある。清澄効果を得るためには０．０００１％以上含有することが望ましい。なおＳｎＯ2は多量に含有するとガラス中に結晶を析出させてしまうが、５％以下であれば結晶を生じることがなく、３％以下であればより安定した溶融が可能になる。
【００４４】
ＣｅＯ2もＡｓ2Ｏ3と同様に清澄効果がある。その含有量は３％以下、特に０．２％以下、さらには０．０５％以下、最適には０．０１％以下であることが好ましい。ＣｅＯ2が３％以下であれば、ガラス中に結晶を生じるおそれがない。ただしＴｉＯ2と共存すると黄色着色を生じやすいため、できる限り使用量を制限することが望ましい。なお上記効果を得るためには０．０００１％以上含有することが望ましい。
【００４５】
ＳＯ3を発生させる化合物もＡｓ2Ｏ3と同様に清澄効果があるが、ＳＯ3自身は泡の原因になりやすいという不都合がある。なおガラス中のＳＯ3は、ガラス原料（芒硝（Ｎａ2ＳＯ4）等の硫酸塩原料や不純物）だけでなく、ガラス溶融時の燃焼雰囲気中のＳＯ2ガスがガラス融液に溶け込むことにより、ガラス組成中に取り込まれる。Ａｓ2Ｏ3と同様の効果を得るためには、ガラス（ガラス製品）中のＳＯ3が０．０００１％以上、特に０．０００５％以上となるようにガラス原料を添加すればよい。ただし多量の泡が発生することを防止するために、ガラス（ガラス製品）中のＳＯ3が０．２％以下、特に０．１％以下、さらには０．０５％以下、最適には０．０１％以下となるように調整することが望ましい。なおガラス原料以外から取り込まれるＳＯ3を低減する手段としては、溶融雰囲気中のＳＯ3分圧の低減や、溶融温度の調整、他の清澄剤の使用、バブリング等を行えばよい。またガラス溶融に使用する燃料を選定し、管理することも重要である。
【００４６】
Ｆｅ2Ｏ3は、０．０５％以下、特に０．０２％以下、さらには０．０１％以下であることが好ましい。Ｆｅ2Ｏ3の含有量が０．０５％以下であればガラスが著しく着色するという事態を避けることができる。０．０２％以下であればＴｉＯ2の多い組成系においても着色しにくくなる。０．０１％以下であれば極めて着色しにくくなる。なおＦｅ2Ｏ3は、不純物としても容易に混入するため、その含有量は不純物も含めて厳密に管理する必要がある。またＦｅ2Ｏ3をガラス組成から完全になくすことは、極めてコストが高くなり、また技術的にも困難である。それゆえＦｅ2Ｏ3の下限値は不純物も含めて０．００１％以上とすることが現実的である。
【００４７】
Ｆｅ2+イオンは、可視域の一部から赤外域にかけてブロードな吸収を持つため、それ自身が着色原因となる。また、Ｆｅ2+イオンは低配位数のＦｅ3+イオンによる着色を管理する指標として利用できる。つまり、ガラスがより酸化状態となれば、Ｆｅ3+の多くが可視域に吸収を持たない高配位数のＦｅ3+として存在することになる。高配位数のＦｅ3+が多く存在する場合、紫外領域に強い光吸収が起こるのみで、可視域には吸収をもたないガラスとなる。つまりガラスの透過率曲線が紫外域にシャープな吸収端をもち、無色透明なガラスが得られる。一方、Ｆｅ2+が多いと、それ自身が着色を引き起こすとともに、Ｆｅ2+量に比例して低配位数のＦｅ3+が増加して着色を示す。従って、十分に無色透明なホウケイ酸ガラスを得るためには、できる限り酸化状態にしてＦｅ2+や低配位数のＦｅ3+の割合を少なくし、高配位数のＦｅ3+の割合を極力高めるようにすることが望ましい。
【００４８】
ガラスを酸化状態にするためには、酸化剤を用いたり、ガラス原料に混入する有機物や金属鉄を排除したり、酸素バブリングや、溶融雰囲気の酸素分圧の管理によって行うことができる。例えば本発明で添加するＡｓ2Ｏ3やＳｂ2Ｏ3もこのような効果を有している。
【００４９】
Ｃｌ2は任意成分である。Ｃｌ2は清澄剤としての効果があり、その効果を得たい場合には、ガラス（ガラス製品）中の残存量をＣｌ2で表して０．００１％以上であることが好ましい。なお労働環境維持の観点からＣｌ2は０．５％以下であることが好ましい。
【００５０】
また本発明の照明用ガラスは、３０〜３８０℃における熱膨張係数が４５〜５８×１０-7／℃である。通常、蛍光ランプの電極（導入金属）を封着する封着ビーズは外套管と同材質のガラスで作製される。従って外套管は、電極材料であるコバール（熱膨張係数５８×１０-7／℃）、モリブデン（熱膨張係５２×１０-7／℃）と適合する熱膨張係数を有する必要がある。熱膨張係数が上記範囲にあれば、コバールやモリブデンを電極材料として使用することが可能になる。なお、内部に電極を持たない外部電極ランプの外套管としても使用できることは言うまでもない。
【００５１】
さらに上記以外にも、ガラス徐冷点がコバールに対して適合すること（コバールを電極として用いる場合）、ガラス軟化点が十分に高いこと、紫外線によるガラス着色のないこと等の特性が求められる。
【００５２】
具体的には、コバールは４５０℃付近にキュリー点を持ち、急激に膨張が変化するため、これに膨張を合わせるために、ガラス歪点が４６０℃付近にあることが好ましい。また蛍光体を焼付ける際にガラス管が変形しないように、ガラスの軟化点が７００℃程度以上であることが好ましい。さらにランプの輝度が低下しないように、短波長紫外線（２５３．７ｎｍ、１８５ｎｍ等）によって変色しないことが望ましい。
【００５３】
次に本発明の蛍光ランプ用外套管を説明する。
【００５４】
まず上記照明用ガラスの組成を有するガラスとなるように原料を調合し、溶融する。次いで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方法により、管状に成形する。なお量産性の観点からはダンナー法を採用することが望ましい。ダンナー法を採用する場合、ガラスと耐火物が他の方法に比べて長時間接することになるため、ＴｉＯ2系結晶が析出し易い傾向がある。それゆえ上記ガラス組成を採用するメリットが大きいと言える。
【００５５】
なおガラスをダンナー法等で管状に成形した後の冷却速度は、従来のガラスよりも早くすることが望ましい。
【００５６】
その理由は、ガラスを管状に成形した後、急冷することでガラスの着色を低減することができるからである。つまり溶融中のガラスは無色透明であるが、８００℃程度から５００℃程度までの領域をゆっくり冷却すると着色しやすくなる。急冷により着色が減少する理由は次のように考えられる。この現象は陽イオン（Ｆｅ，Ｔｉ）と配位子（Ｏ）の距離が冷却速度によって変化することが原因で起こると考えられる。溶融中のガラスはガラスを構成するイオンが自由に移動できるため、イオン間距離が大きい。冷却につれてイオン間距離は小さくなり、互いの結合や配位に影響を与えるようになる。冷却速度が遅いほどイオン間距離はより小さくなり相互に影響する。冷却速度が高ければ熔融中のガラスに近い状態で固化されるため、イオン間距離は大きくなり、相互影響は小さくなる。イオン間距離が狭くなれば、ＴｉイオンがＦｅ3+イオンの配位状態に影響を与え、あたかも低配位数状態に近似する配位状態となって着色させると考えられる。
【００５７】
続いて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、本発明の蛍光ランプ用外套管を得ることができる。
【００５８】
このようにして得られる本発明の蛍光ランプ用外套管は、無色透明であり、また３１３ｎｍ以下の紫外線を効果的に遮蔽できる。さらに優れた耐短波長紫外線変色性を有している。
【００５９】
また本発明の外套管は、上記組成を有するガラスからなるために、ＴｉＯ2系結晶の析出が少ない。具体的には、管内表面に存在するＴｉＯ2系結晶が１０個／１００ｃｍ2以下、特に１個／１００ｃｍ2以下であることが望ましい。なおＴｉＯ2系結晶とは、結晶構成成分としてＴｉＯ2を含む結晶である。
【００６０】
この蛍光ランプ用外套管は、例えば液晶表示素子のバックライト用蛍光ランプの作製に供される。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。表は本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜５、１２〜１４）及び比較例（試料Ｎｏ．６〜１１）を示している。
【００６２】
【表１】
2007186404.tif 000002
【００６３】
【表２】
2007186404.tif 000003
【００６４】
各試料は次のようにして調製した。
【００６５】
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１５５０℃で８時間溶融した。次いでガラス融液を所定の形状に成形、加工した後、各評価に供した。なお表中のＦｅ2Ｏ3の含有量は、原料からの混入した不純物量である。ＳＯ3の含有量は、原料及び／又は燃焼雰囲気からの混入量である。Ｆｅ2Ｏ3の含有量は、ガラス試料作製後に蛍光Ｘ線によって定量した値を示している。またＳＯ3は化学分析によって求めた値を示している。
【００６６】
ガラス原料としては、石粉、アルミナ、硼酸、炭酸リチウム、炭酸ソーダ、炭酸カリウム、硝酸カリウム、炭酸バリウム、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化アンチモン、五酸化ニオブ、酸化タングステン、ジルコン、酸化セリウム、硫酸ナトリウムを用いた。なお原料の種類はこれに限定されるものはなく、ガラスの酸化還元状態や水分含有量等を考慮して適宜選択すればよい。また、組成に示される成分は換算値であり、表記の酸化物価数に限定されない。
【００６７】
表１から明らかなように、本発明の実施例であるＮｏ．１〜５及び１２〜１４の試料は、ＴｉＯ2の結晶を生じさせる温度が低いために、ガラス管を精度良く成形可能である。また得られるガラス管を気密封着する場合に、隙間が生じてスローリークを生じる、というおそれがない。
【００６８】
なお熱膨張係数は、熱膨張測定装置にて求めた。
【００６９】
歪点は、ＡＳＴＭ  Ｃ３３６に準じて求めた。
【００７０】
軟化点は、ＡＳＴＭ  Ｃ３３８に準じて求めた。
【００７１】
白金界面での結晶析出温度（ＴｉＯ2系結晶の析出温度）は、白金製ボート（１５ｃｍの細長い容器）にガラスを入れ全体を１２５０℃で２時間加熱して、泡抜きしたガラスを温度傾斜炉（８５０〜１０５０℃に７０時間投入して得られた試料を冷却して取り出し、白金と接触していた底面を５０倍の偏向顕微鏡で観察し、結晶の検出された最も高い部分に相当する温度で求めた。なお白金界面で析出する結晶は、ＴｉＯ2系結晶であることがＥＰＭＡ分析により確認された。
【００７２】
次に上記ガラス試料と同一組成を有するガラスを用いて蛍光ランプ用外套管を作製した。
【００７３】
まず各試料と同等のガラス（表１の組成）となるように調製した原料を耐火物窯で、１６００℃で溶融した。その後、ガラス融液をダンナー成形装置に供給して管引き成形し、切断することにより、外径４ｍｍ、肉厚０．３ｍｍ、長さ１６００ｍｍの外套管を得た。なおダンナー装置には、Ａｌ2Ｏ3を約６０％含有するアルミナシリケート系耐火物製スリーブを用いた。
【００７４】
得られた外套管試料について、３１３ｎｍの紫外線遮蔽性、管内面のＴｉＯ2系結晶量、分相性、着色度及び耐短波長紫外線変色性を評価した。結果を表に示す。
【００７５】
評価の結果、本発明の実施例である各試料は、３１３ｎｍにおける紫外線遮蔽能力を有している。またＴｉＯ2の結晶の析出量が極めて少ないことが確認された。また分相性が弱く、しかも耐短波長紫外線で変色し難いために、輝度が高く、しかも輝度が低下し難い蛍光ランプを作製することができる。
【００７６】
なお３１３ｎｍ紫外遮蔽性は、外形４ｍｍ肉厚０．３ｍｍの管ガラスを半割にして資料を作製した後、波長３１３ｎｍの分光透過率を測定し、２５％以下を「○」とした。なお３１３ｎｍの波長は水銀の輝線である。
【００７７】
ＴｉＯ2系結晶の析出量は、ガラス管の内面を１０倍の拡大鏡で観察し検出できたものの個数を観察し、単位管ガラス内表面積（１００ｃｍ2）に換算して評価した。
【００７８】
分相性は、長さ１００ｍｍの管ガラスを蛍光体焼成温度である７００℃で１０分間加熱した後、着色度と同様の方法で観察して、焼成前と明るさに変化がない場合を「○」、管ガラス肉厚方向にも曇りが発生する場合を「×」とした。
【００７９】
着色度は、次のようにして評価した。まず黒色の紙を貫通した状態で長さ５００ｍｍの管ガラスを垂直に吊り下げた後、下端から指向性のない均質な白色の光を照射し、管ガラス上端面の色調を観察した。同様にして評価した同じ長さの日本電気硝子株式会社製バックライト用ガラスＢＦＫと比較して、明らかに色調が同等以上であれば「○」とした。
【００８０】
耐短波長紫外線変色性は、短波長紫外線照射前後の可視域における透過率差にて評価した。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。次いで短波長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の石英ガラスの低圧水銀ランプによって主波長２５３．７ｎｍ（その他波長１８５ｎｍ、３１３ｎｍ、３６５ｎｍ）の短波長紫外線を６０分間照射（照射距離２５ｍｍ）した後、照射前に透過率８０％を示した波長における透過率を改めて測定することによって、短波長紫外線照射による透過率の低下が測定誤差を考えて０．３％以下である場合を「○」とした。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明の照明用ガラス及び外套管は、コバール、モリブデン等の電極を有する冷陰極蛍光ランプ用として使用される。またこれ以外にも、電極が外套容器表面に形成された外部電極ランプに使用することもできる。さらに本発明の照明用ガラスは、箱型或いは平面型の蛍光ランプの外套容器としても使用可能である。