(57)【要約】【課題】  外部電極ランプの外套容器として要求される諸特性、具体的には熱膨張係数α、液相粘度ｌｏｇη、誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、体積抵抗率ｌｏｇρを全て満足する外部電極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套容器であって、質量％で、ＳｉＯ2  ４５〜６０％、Ｂ2Ｏ3  ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜１０％、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＣａＯ  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜９％、ＢａＯ  ５〜２５％、ＺｎＯ  ０〜１３％、ＴｉＯ2  ０〜５％、ＣｅＯ2  ０〜３％、ΣＲＯ（＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）  ２０〜４０％、ΣＲ2Ｏ（＝Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）  ５〜９．８％含有するガラスからなることを特徴とする。【選択図】  図２
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【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套容器であって、質量％で、ＳｉＯ2  ４５〜６０％、Ｂ2Ｏ3  ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜１０％、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＣａＯ  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜９％、ＢａＯ  ５〜２５％、ＺｎＯ  ０〜１３％、ＴｉＯ2  ０〜５％、ＣｅＯ2  ０〜３％、ΣＲＯ（＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）  ２０〜４０％、ΣＲ2Ｏ（＝Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）  ５〜９．８％含有するガラスからなることを特徴とする外部電極ランプ用外套容器。
【請求項２】
質量比で、Ｌｉ2Ｏ／ΣＲ2Ｏが０．４以下であることを特徴とする請求項１の外部電極ランプ用外套容器。
【請求項３】
質量比で、Ｎａ2Ｏ／ΣＲ2Ｏが０．６以下であることを特徴とする請求項１又は２の外部電極ランプ用外套容器。
【請求項４】
質量比で、（ΣＲＯ＋ΣＲ2Ｏ）／（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3）が０．５５〜０．８５であることを特徴とする請求項１〜３の何れかの外部電極ランプ用外套容器。
【請求項５】
３０〜３８０℃における熱膨張係数αが７０〜９０×１０-7／℃であるガラスからなることを特徴とする請求項１〜４の何れかの外部電極ランプ用外套容器。
【請求項６】
１ＭＨｚ、室温の誘電率εが６．５以上、誘電正接ｔａｎδ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１〜５の何れかの外部電極ランプ用外套容器。
【請求項７】
２５０℃における体積抵抗率ｌｏｇρが９．５以上であるガラスからなることを特徴とする請求項１〜６の何れかの外部電極ランプ用外套容器。
【請求項８】
４０ＫＨｚ、１５０℃の誘電率εが７以上、誘電正接ｔａｎδが０．０１以下であるガラスからなることを特徴とする請求項１〜７の何れかの外部電極ランプ用外套容器。
【請求項９】
４０ＫＨｚ、２５０℃の誘電率εが７以上、誘電正接ｔａｎδが０．０２以下であるガラスからなることを特徴とする請求項１〜８の何れかの外部電極ランプ用外套容器。
【請求項１０】
４０ＫＨｚ、３５０℃の誘電率εが７以上、誘電正接ｔａｎδが０．１以下であるガラスからなることを特徴とする請求項１〜９の何れかの外部電極ランプ用外套容器。
【請求項１１】
液相粘度ｌｏｇηが５．２以上であるガラスからなることを特徴とする請求項１〜１０の何れかの外部電極ランプ用外套容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は外部電極蛍光ランプ用外套容器に関する。
【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。冷陰極管の発光原理は、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。蛍光ランプ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を必要とする。
【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、ランプの本数分だけ電源を搭載するので、表示装置内で電源が占める容積が大きくなる。その結果、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。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提案されている（例えば特許文献２、３）。外部電極蛍光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、ガラス外套容器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、ランプ外套容器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。
【０００７】
平面型外部電極ランプでは、光を取り出す面と反対側のランプ外面に電極を有する構造をとる。例えば、図１に示すように、背面板１の板ガラスの肉厚が誘電体として、１対の帯状電極３（外部電極）が一方の電極として、ランプ内部のＨｇ蒸気やＸｅがもう一方の電極として機能する。この構造はコンデンサーと同様である。光は前面板２を透過して取り出される。
【０００８】
外套容器は、背面板１と前面板２からなる。背面板１はフロート法、オーバーフロー法、スリットダウン法など一般に知られているガラス板製造方法によって製造される。前面板２は、フロート法、オーバーフロー法、スリットダウン法など一般に知られているガラス板製造方法によって製造された後、所定の金型により熱軟化プレス成形によって作製される。または溶融ガラスを金型に流し込み所定の金型により直接プレス成形されて作製される。これらのガラス板の製造方法においては熱膨張係数αが重要なファクターとなる。つまり熱膨張係数αが大きすぎると製造工程中の冷却過程においてサーマルショックによりガラス板が破損し連続的に製造することが困難となる。また、プレス成形過程においてもプレス後の冷却過程においてサーマルショックにより成形ガラスが破損する頻度が高くなる。さらに、近年、液晶表示装置の大型化に伴い、より大型の外套容器が要求され、より大型のガラス板を製造する必要があり、サーマルショックによる破損の頻度がさらに増すことが考えられる。
【０００９】
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２に示すように、ガラス管（外套管）６のガラスの肉厚が誘電体として、外部電極３が一方の電極として、ランプ内部のＨｇ蒸気やＸｅがもう一方の電極３として機能する。この構造はコンデンサーと同様である。複数のランプＬ１、Ｌ２を一つの電源１０につなぐ場合、電圧は各ランプとも等しくなる。
【００１０】
外套容器はガラス管６からなる。ガラス管６はダンナー法、ダウンドロー法、アップドロー法など一般に知られているガラス管製造方法によって製造される。ガラス管製造工程においても熱膨張係数αが重要なファクターとなる。熱膨張係数αが大きすぎると製造工程中の冷却過程においてサーマルショックによりガラス管が破損し連続的に製造することが困難となる。また、蛍光ランプ製造工程においてガラス管を熱軟化し封止した後の冷却過程、あるいはガラス管を熱軟化し曲げなどの熱加工後の冷却過程において破損頻度が高くなると考えられる。
【００１１】
このため何れの形態の外套容器においても、外套容器を構成するガラスの熱膨張係数αが高すぎないこと、具体的には９０×１０-7／℃以下であることが望まれる。なお外部電極蛍光ランプはジュメット線、コバール金属、タングステン金属等の電極とガラスを封着する必要がない。このため外套容器に用いられるガラスの熱膨張係数αは任意であるが、上記理由から熱膨張係数αは低いほど望ましい。
【００１２】
また溶融ガラスからガラス板、ガラス管への成形においては成形粘度で結晶析出による失透が起こらないことが重要である。結晶が析出する粘度は液相粘度ｌｏｇηで示され、この液相粘度ｌｏｇηが成形粘度より大きいと成形可能であると言える。通常のガラス板、ガラス管の成形においては液相粘度ｌｏｇηが５．２以上であることが望ましい。
【００１３】
また、外部電極蛍光ランプではランプへの電力供給は、上述した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る。コンデンサーの電力量（電荷Ｑ）は静電容量Ｃと電圧Ｖ（下記）で求められる。
【００１４】
Ｑ＝Ｃ×Ｖ        −    式１
［Ｑ：電荷    Ｃ：静電容量    Ｖ：端子電圧］
式１から明らかなように、静電容量Ｃが電荷Ｑを決定すると言ってもよい。静電容量Ｃは、誘電率εと面積Ｓと厚みｄの逆数の積である。（下記式）
Ｃ＝ε×Ｓ×（１／ｄ）        −    式２
［Ｃ：静電容量    ε：誘電体誘電率    Ｓ：電極面積    ｄ：誘電体厚み］
式１および式２より、式３が導き出せる。
【００１５】
Ｑ＝ε×Ｓ×（１／ｄ）×Ｖ    −    式３
式３から明らかなように、端子電圧Ｖ、電極面積Ｄおよび誘電体厚みｄが一定であれば、誘電率εが高いほど電荷Ｑが大きくなり、外部電極蛍光ランプのランプ効率が高くなる。また、電荷Ｑを一定とすれば、誘電率εが高いほど端子電圧Ｖが少なくてよく省電力化できる。外部電極蛍光ランプの外套容器はガラスの肉厚が誘電体として作用するため、ガラスの誘電率εが高いこと、具体的には１ＭＨｚ、常温での誘電率εが６．５以上であることが望まれる。
【００１６】
また、誘電正接ｔａｎδが大きいと誘電損失が大きくなる。誘電損失は熱エネルギーに変わるため、誘電損失が大きいとガラス自身が発熱しはじめる。発熱が続くとガラスを熱軟化させランプの電極部に穴があく危険性がある。このため誘電正接が小さいこと、具体的には１ＭＨｚ、常温での誘電正接ｔａｎδが０．００３以下であることが望まれる。
【００１７】
さらに、蛍光ランプは周波数４０ＫＨｚから１００ＫＨｚで使用されるため、この周波数領域での誘電特性も重要である。誘電正接ｔａｎδ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ｔａｎδ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。４０ＫＨｚにおける誘電率εは７．０以上、誘電正接ｔａｎδは、１５０℃で０．０１以下、２５０℃で０．０２以下、３５０℃で０．１以下であることがそれぞれ望まれる。なお１５０℃はランプの通常の作動温度に相当する。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。これらの温度の中で、蛍光ランプで考えられる最高温度は２５０℃程度であるため、この温度における値が最も重視される。
【００１８】
また、外部電極蛍光ランプでは端子電圧が高い。このためガラスの体積抵抗率ｌｏｇρが低いとガラスに電流が流れてしまい、ランプ効率が下がるほか、ジュール熱により外套容器の変形や、周辺部材の発火などの危険性がある。従って体積抵抗率ｌｏｇρが高いこと、具体的には９．５以上であることが望まれる。
【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】
【００１９】
従来、外部電極ランプの外套容器としては、冷陰極ランプの外套管として用いられる市販のホウケイ酸系ガラス管やソーダガラス管が転用されていた。この種のホウケイ酸系ガラスは、冷陰極ランプの電極に使用されるコバール金属やタングステン金属と封着可能な、３０〜６０×１０-7／℃程度の熱膨張係数αを有している。また上記ソーダガラスは、冷陰極ランプの電極として使用されるジュメット金属と封着可能な、９０〜１００×１０-7／℃程度の熱膨張係数αを有するものである。
【００２０】
ところが冷陰極ランプの外套管を利用して作製した外部電極ランプは、外套容器ガラスが適切な誘電特性を有していないため、高性能のランプを得ることができなかった。つまりホウケイ酸系ガラス管を用いた場合、誘電率が低いため、ランプ効率が悪いという問題がある。またソーダガラス管を用いた場合は、ランプ効率は高いが、誘電損失が大きいため、ガラスの発熱によって電極部分に穴あきが発生してしまうという不具合が生じる。
【００２１】
本発明の目的は、外部電極ランプの外套容器として要求される諸特性、具体的には熱膨張係数α、液相粘度ｌｏｇη、誘電率ε、誘電正接ｔａｎδ、体積抵抗率ｌｏｇρを全て満足する外部電極ランプ用外套容器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明者は種々の検討を行った結果、特定範囲内のガラス組成を選択することにより、上記目的が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。
【００２３】
即ち、本発明の外部電極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套容器であって、質量％で、ＳｉＯ2  ４５〜６０％、Ｂ2Ｏ3  ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜１０％、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＣａＯ  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜９％、ＢａＯ  ５〜２５％、ＺｎＯ  ０〜１３％、ＴｉＯ2  ０〜５％、ＣｅＯ2  ０〜３％、ΣＲＯ（＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）  ２０〜４０％、ΣＲ2Ｏ（＝Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）  ５〜９．８％含有するガラスからなることを特徴とする。
【００２４】
なお、以降は特に断りがない限り、「％」は「質量％」を意味する。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の外部電極ランプ用外套容器は、外套容器として要求される諸特性（具体的には３０〜３８０℃における熱膨張係数αが７０〜９０×１０-7／℃、液相粘度ｌｏｇηが５．２以上、１ＭＨｚ、室温の誘電率εが６．５以上、誘電正接ｔａｎδが０．００３以下、２５０℃における体積抵抗率ｌｏｇρが９．５以上、４０ＫＨｚ、１５０℃の誘電率εが７以上、誘電正接ｔａｎδが０．０１以下、４０ＫＨｚ、２５０℃の誘電率εが７以上、誘電正接ｔａｎδが０．０２以下、４０ＫＨｚ、３５０℃の誘電率εが７以上、誘電正接ｔａｎδが０．１以下）を全て満たすことが可能なガラスで構成されているため、外套容器の製造工程において、ガラスの失透や破損が生じにくい。しかもこの外套容器を用いて作製された外部電極ランプはランプ効率が高く、また点灯中にガラス発熱による電極部分の穴あきが発生してしまうという不具合も生じにくい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の外套容器は、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囲器である。容器形状はランプ形状に適した形状とすることができる。
【００２７】
例えば管型ランプの場合、外套容器は管形状を有する。ここで管形状とは、断面が真円に限られるものではなく、楕円等、種々の断面形状を有する柱状体であることを意味する。
【００２８】
平面型ランプの場合、外套容器は、一つ又は複数の放電空間を形成するように略箱形の形状を有する。外套容器は、製造上の制約から、複数の部材から構成されていることが好ましく、例えば背面部分と前面部分とを別々の部材、即ち前面板及び背面板で構成することができる。複数の放電空間を形成する場合には、例えば前面板及び／又は背面板に複数の凹部又は凸部を設けておけばよい。
【００２９】
本発明の外套容器は、質量％で、ＳｉＯ2  ４５〜６０％、Ｂ2Ｏ3  ０〜１０％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜１０％、ＭｇＯ  ０〜１０％、ＣａＯ  ０〜１０％、ＳｒＯ  ０〜９％、ＢａＯ  ５〜２５％、ＺｎＯ  ０〜１３％、ＴｉＯ2  ０〜５％、ＣｅＯ2  ０〜３％、ΣＲＯ（＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）  ２０〜４０％、ΣＲ2Ｏ（＝Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）  ５〜９．８％含有するガラスからなる。ガラスの組成範囲を上記のように限定した理由を以下に述べる。
【００３０】
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ガラスの機械的強度が向上する。一方で、粘度を上げる傾向があるため、多すぎるとガラスの溶融や成形が困難となる。その含有量は４５％以上、好ましくは４８％以上である。また６０％以下、好ましくは５８％以下である。ＳｉＯ2が４５％以上であれば、使用可能なレベルの機械的強度が確保できる。４８％以上であればガラス板およびガラス管製造工程での連続生産を耐えられる機械的強度を得ることができる。またＳｉＯ2が６０％以下であればガラス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。５８％以下であればガラス板のプレス成形過程や、蛍光ランプの製造過程での熱加工を円滑に行うことができる。
【００３１】
Ｂ2Ｏ3は、ガラスの骨格を構成する成分であるが、融解温度が低いためガラスの溶融性の向上、粘度の低下のために有効な成分である。一方で含有量が多すぎるとガラスが分相しガラス成形が困難となる。その含有量は１０％以下であり、好ましくは８％以下、より好ましくは７．５％以下である。Ｂ2Ｏ3の含有量が１０％以下であればガラス板およびガラス管の製造工程で分相することなく生産ができ、８％以下であればさらに長期にわたって連続的な安定生産を行うことができる。
【００３２】
Ａｌ2Ｏ3は、ガラスの骨格を構成する成分であり、ガラスの安定性を改善し、またガラスの分相を抑制する効果がある。一方で、粘度を上げる傾向があるため、多すぎるとガラスを成形することが困難となる。その含有量は１０％以下、好ましくは８％以下、より好ましくは７％以下である。Ａｌ2Ｏ3が１０％以下であればガラス融液の粘度が高くなりすぎず、ガラスの溶融、ガラス板およびガラス管の成形が容易となる。７％以下であればガラス板のプレス成形過程や、蛍光ランプの製造過程での熱加工を円滑に行うことができる。
【００３３】
ＭｇＯとＣａＯは、ガラス骨格の隙間に充填される成分である。ガラスの熱膨張係数αを大きく上げることなくガラスの溶融性を向上させる効果があり、また誘電特性の向上に効果がある。その一方で結晶傾向を強めるため、ガラスを失透しやすくする成分である。また、含有量が多すぎると熱膨張係数αを大きくする。
【００３４】
ＭｇＯ及びＣａＯの含有量はそれぞれ１０％以下であり、好ましくはそれぞれ８％以下である。ＭｇＯやＣａＯの含有量がそれぞれ１０％以下であるとガラス板およびガラス管の製造工程での失透が起こりにくくなり、工業レベルでの生産が可能となる。また熱膨張係数αも大きくなりすぎないためサーマルショックによる破損の頻度も低くなる。ＭｇＯやＣａＯの含有量がそれぞれ８％以下であるとさらに長期にわたって連続的な安定生産を行うことができる。また熱膨張係数αの増大がさらに抑制され、サーマルショックによる破損の頻度もさらに低くなる。
【００３５】
ＳｒＯ及びＢａＯはガラス骨格の隙間に充填される成分である。ガラスの熱膨張係数αを大きく上げることなくガラスの溶融性を向上させる効果があり、また誘電特性を向上する効果がある。特にＢａＯは誘電特性を向上する効果が大きい。一方で結晶を析出しガラスを失透しやすくする成分である。また含有量が多すぎると熱膨張係数αを大きくする。
【００３６】
ＳｒＯの含有量は９％以下であり、好ましくは８％以下である。ＳｒＯの含有量が９％以下であるとガラス板およびガラス管の製造工程での失透が起こりにくくなり、工業レベルでの生産が可能となる。また熱膨張係数αも大きくなりすぎないため、サーマルショックによる破損の頻度も低くなる。８％以下であると失透が見られず、長期にわたって連続的な安定生産を行うことができる。また熱膨張係数αの増大がさらに抑制され、サーマルショックによる破損の頻度もさらに低くなる。なおＳｒＯは必須成分ではないが、０．５％以上、特に１％以上含有させることが好ましい。
【００３７】
ＢａＯの含有量は５％以上、好ましくは７．５％以上である。また２５％以下、好ましくは２３％以下、より好ましくは２２．５％以下である。ＢａＯの含有量が５％以上であると誘電率εを上げ、誘電正接ｔａｎδを下げる効果が得られる。７．５％以上であると誘電率εを上げ、誘電正接ｔａｎδを下げる効果が著しく向上する。ＢａＯの含有量が２５％以下であるとガラス板およびガラス管の製造工程での失透が抑制され、工業レベルでの生産が可能になる。また熱膨張係数αが大きくなりすぎないため、サーマルショックによる破損の頻度も低くなる。２３％以下であると長期にわたって連続的な安定生産を行うことができる。また熱膨張係数αの増大がさらに抑制され、サーマルショックによる破損の頻度もさらに低くなる。
【００３８】
ＺｎＯはガラス骨格の隙間に充填される成分であり、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ）とＳｉＯ2との結晶が析出するのを抑制する成分である。また誘電特性の向上にも効果のある成分である。一方でＺｎＯの含有量が多すぎるとＺｎＯを含む結晶を析出し易くなるため、ガラスの失透傾向が強くなる。ＺｎＯの含有量は１３％以下であり、好ましくは１２％以下である。ＺｎＯの含有量が１３％以下であるとガラス板およびガラス管の製造工程での失透が抑制され、工業レベルで生産することができる。１２％以下であると長期にわたって連続的な安定生産を行うことができる。なおＺｎＯは必須成分ではないが、０．５％以上、特に１％以上含有させることが好ましい。
【００３９】
ΣＲＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ及びＺｎＯの合量）により、ガラスの誘電特性を大まかに予測できる。即ち、この合量が多くなるほど誘電率εが高くなり、誘電正接ｔａｎδが小さくなるため、誘電特性が向上する。一方で合量が多すぎると結晶が析出しやすくなる。ΣＲＯは２０％以上であり、好ましくは２５％以上である。ΣＲＯが２０％以上であると外部電極ランプ用外套容器として必要な誘電特性を満たすことができる。２５％以上であると充分高い誘電率を得ることができるため、ランプ端子への投入電力が少なくてよく省電力化できる。一方、ΣＲＯが４０％以下であるとガラス板およびガラス管の製造工程での失透を抑制することができ、工業レベルで生産することができる。３８％以下であると長期にわたって連続的な安定生産を行うことができる。
【００４０】
Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ、Ｋ2Ｏなどのアルカリ金属酸化物はガラス骨格の隙間に充填される成分である。ガラス原料を溶けやすくする融材として働き、ガラス溶融を容易にする効果がある。また誘電率εを向上させる傾向をもつ成分である。一方で含有量が多くなると誘電正接ｔａｎδが高くなり、体積電気抵抗ｌｏｇρが低くなり、熱膨張係数αが大きくなる。このためこれらの成分の合量Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ（＝ΣＲ2Ｏ）は５％以上、９．８％以下である。ΣＲ2Ｏが５％以上であるとガラス溶融で原料を溶かすに支障がなく生産が安定し、誘電率εを向上させる傾向も大きくなる。また、９．８％以下であると熱膨張係数αが大きくなりすぎず、誘電正接ｔａｎδ、体積抵抗率ｌｏｇρも大きくなり過ぎない。
【００４１】
なおアルカリ含有量を低下させずに誘電正接ｔａｎδや体積抵抗率ｌｏｇρの増大を抑制するには、アルカリ混合効果を利用すればよい。そのためには、各成分の含有量をＬｉ2Ｏ  ０〜５％、好ましくは０〜３％、Ｎａ2Ｏ  ０．１〜８％、好ましくは０．３〜５％、Ｋ2Ｏ  ０．５〜８％、特に１〜７％の範囲に調節することが好ましい。
【００４２】
またアルカリ金属酸化物の中で、特にＬｉ2ＯとＮａ2Ｏの含有量が大きくなりすぎると体積抵抗率ｌｏｇρが大きくなる。そこでより的確にアルカリ混合効果を得るためにＬｉ2Ｏ／ΣＲ2Ｏを０．４以下、Ｎａ2Ｏ／ΣＲ2Ｏを０．６以下に調節することが望ましい。これらの比が上記の範囲であると体積抵抗率ρの上昇を抑制する効果が大きく好ましい。
【００４３】
また（ΣＲＯ＋ΣＲ2Ｏ）／（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3）によりガラスの誘電率εを予測できる。即ち、この比が大きいほど誘電率が高くなる。ガラスの誘電率εを向上させるためにはガラス骨格の隙間にアルカリ金属イオン（Ｌｉイオン、Ｎａイオン、Ｋイオンなど）、アルカリ土類金属イオン（Ｍｇイオン、Ｃａイオン、Ｓｒイオン、Ｂａイオンなど）、或いはＺｎイオンなどを密に充填させることが有効である。（ΣＲＯ＋ΣＲ2Ｏ）／（ＳｉＯ2＋Ｂ2Ｏ3＋Ａｌ2Ｏ3）の比は０．５５以上であることが好ましい。この比が０．５５より小さいと誘電率εを向上させる効果が小さい。ただし０．８５より多いと熱膨張係数αが大きくなりすぎるため好ましくない。
【００４４】
なお、原子番号の大きい元素ほど誘電率εを向上させる効果が大きい。即ち、Ｒ2Ｏ中では、Ｋ2Ｏが最も誘電率を向上させる効果が大きく、次いでＮａ2Ｏである。ＲＯ中では、ＢａＯが最も効果が大きく、次いでＳｒＯやＺｎＯである。それゆえこれらの成分を優先的に選択して使用することが好ましい。
【００４５】
ＴｉＯ2はアルカリ土類酸化物と共存すると誘電率εを向上させる効果を発揮する成分である。またランプから発生する紫外線を遮蔽する効果のある成分である。一方で含有量が多すぎるとＴｉＯ2の結晶を析出するためガラス成形の支障となる。ＴｉＯ2の含有量が５％以下であればＴｉＯ2の結晶を析出することがなく安定したガラス成形を行うことができる。
【００４６】
ＣｅＯ2はランプから発生する紫外線を遮蔽する効果のある成分である。またガラスの溶融時の泡切りを良くする清澄剤成分である。一方で含有量が多くなるとガラスが黄色に着色するため外套容器としては好ましくない。それゆえＣｅＯ2の含有量は３％以下に制限される。３％より多いとガラスが著しく黄色に着色するため好ましくない。
【００４７】
なおＷＯ3、Ｎｂ2Ｏ5もランプから発生する紫外線を遮蔽する効果のある成分であり、必要に応じてそれぞれ３％まで添加することができる。また、これらの成分はガラス骨格の隙間に充填されるため誘電率εの向上にも効果がある。ただし３％より多いとガラスが失透するため好ましくない。
【００４８】
上記以外にもガラス骨格の隙間に充填され、誘電率ε向上に効果があると考えられるＺｒＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ａｓ2Ｏ3、ＰｂＯ、Ｙ2Ｏ3、Ｇａ2Ｏ3、ＭｏＯ3、希土類酸化物、ランタノイド酸化物種々の成分を添加可能である。また、清澄剤としてＳＯ2、Ｃｌ2などをそれぞれ１％以下含有することができる。
【００４９】
本発明の外套容器において、容器を構成するガラスの好ましい組成範囲は、質量％で、ＳｉＯ2  ４５〜６０％、Ｂ2Ｏ3  ０〜８％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜８％、ＭｇＯ  ０〜８％、ＣａＯ  ０〜８％、ＳｒＯ  ０〜８％、ＢａＯ  ７．５〜２５％、ＺｎＯ  ０〜１２％、ＴｉＯ2  ０〜５％、ＣｅＯ2  ０〜３％、ΣＲＯ（＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）  ２５〜４０％、ΣＲ2Ｏ（＝Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）  ５〜９．８％であり、特に望ましい範囲は質量％で、ＳｉＯ2  ４８〜５８％、Ｂ2Ｏ3  ０〜７．５％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜７％、ＭｇＯ  ０〜８％、ＣａＯ  ０〜８％、ＳｒＯ  ０〜８％、ＢａＯ  ７．５〜２２．５％、ＺｎＯ  ０〜１２％、ＴｉＯ2  ０〜５％、ＣｅＯ2  ０〜２％、ΣＲＯ（＝ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ＋ＺｎＯ）  ２５〜３８％、ΣＲ2Ｏ（＝Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏ）５〜９．８％である。
【００５０】
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。
【００５１】
まず管形状の外套容器を製造する場合について述べる。
【００５２】
上記組成となるように原料を調合し、混合した後、溶融炉にて溶融する。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。
【００５３】
次に平面型の外套容器を製造する方法を述べる。
【００５４】
上記組成となるように原料を調合し、混合した後、溶融炉にて溶融する。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することによって、放電空間となる一つ又は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。このようにして一つ又は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。
【００５５】
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、また平面型の外套容器であれば背面板に、それぞれ電極を形成しておくことができる。
【実施例１】
【００５６】
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。表１〜３は本発明の外套容器を構成するガラスの実施例（試料Ｎｏ．１〜１３）を、表４〜６は比較例（Ｎｏ．１４〜２４）を示している。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
【表２】
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【００５９】
【表３】
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【００６０】
【表４】
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【００６１】
【表５】
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【００６２】
【表６】
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【００６３】
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１５００℃で５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。なお原料は、天然鉱物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩等が使用可能であり、原料の分析値を考慮して調合すればよく、原料の種類は限定されない。
【００６４】
次に得られたガラス試料について種々の特性を評価した。結果を表７〜１２に示す。
【００６５】
【表７】
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【００６６】
【表８】
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【００６７】
【表９】
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【００６８】
【表１０】
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【００６９】
【表１１】
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【００７０】
【表１２】
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【００７１】
なお１ＭＨｚ、室温での誘電率εと誘電正接ｔａｎδ、２５０℃における体積抵抗率ｌｏｇρ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。誘電率εと誘電正接ｔａｎδの測定条件は１ＭＨｚ、２５℃とした。
【００７２】
４０ＫＨｚでの誘電率εと誘電正接ｔａｎδの評価は次のようにして行った。まず図３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。
【００７３】
測定装置は、図４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と接するための主電極用端子１１１、及びガード電極ｂと接するためのガード電極用端子１１２と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。
【００７４】
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。
【００７５】
熱膨張係数αは、熱膨張測定器にて測定した。
【００７６】
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ｌｏｇρ）を求めた。
【００７７】
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。
【実施例２】
【００７８】
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する方法を述べる。
【００７９】
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、１５００℃、２４時間溶融する。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、これを外套容器とすることができる。
【００８０】
このようにして得られる外套容器は、管型外部電極蛍光ランプの製造に供される。
【実施例３】
【００８１】
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を作製する方法を述べる。
【００８２】
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、１５００℃で溶融する。その後、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とする。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を形成し、外套容器用前面板を得る。
【００８３】
このようにして得られる背面板及び前面板は、予め接合されて箱形（外套容器）とされた後、平面型外部電極蛍光ランプの製造に供される。或いはランプの製造工程の途中で、或いは最終工程で接合されて平面型外部電極蛍光ランプの外套容器を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】平面型の外部電極蛍光ランプを示す説明図である。
【図２】管型の外部電極蛍光ランプを示す説明図である。
【図３】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４】誘電特性を測定する装置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８５】
１    外套容器用背面板
２    外套容器用前面板
３    電極
４    蛍光体
５    スペーサー
６    外套管
１０    電源
Ｌ、Ｌ１、Ｌ２    外部電極蛍光ランプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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