JP2003327446A - ガラスを放電灯のランプ球に用いること、並びにランプ球及び放電灯、特にミニチュア放電灯 - Google Patents
ガラスを放電灯のランプ球に用いること、並びにランプ球及び放電灯、特にミニチュア放電灯Info
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Abstract
他の要件を満たすガラスを見出すこと。 【解決手段】転移温度Tg>600℃であるアルミノ珪
酸塩ガラスを放電灯のランプ球の製造に使用する。
Description
球を製造するために用いること、即ちその使用に関す
る。本発明はまたランプ球に関する。本発明はまた放電
灯、特にミニチュア放電灯に関する。
光が発生される放電容器と解されるべきである。バック
ライトとして知られるミニチュア放電灯は例えばディス
プレー、例えばパーソナルコンピュータ、ラップトッ
プ、ポケット計算機、車両用ナビゲーションシステム、
フラットスクリーン、及び携帯電話のディスプレーの背
景照明のために用いられている。この種のミニチュアラ
ンプの典型的な寸法は、外径が2〜5mmである。典型
的な内径は1〜4.8mmである。この標準的ランプの
構造のため、一般に使用ガラスが、電極及び/又は電極
供給材料として適した金属または合金に溶着可能でなけ
ればならない。この目的のため、使用ガラスは熱膨張が
この金属又は合金の熱膨張特性に整合し、また転移温度
が溶融温度に整合しなければならない。放電灯に、特に
バックライト用のものも含んで、通常用いられるガラス
の転移温度Tgは従って、コバール等の封着合金に整合
するものであるから、<550℃と比較的低い。外部電
極蛍光ランプを表すEEFLとして知られる特殊種の放
電灯、即ち内部電極の無い放電灯はミニチュア灯として
得られるが、このような放電灯では、上記のような熱膨
張や転移温度に関する要件はさほど考慮すべきことでは
ない。それがどのような種類であれ、放電灯用のガラス
に対する重要な特性はガラスの透過曲線である。可視域
(VIS)では、ランプからの高い光効率を得るために
高い光透過率が必要である。UV域では、透過される有
害なUV放射を最小にするため非透過又は低透過が望ま
しい。特にバックライトに対しては、例えばラップトッ
プにおける非照射プラスティック部分が黄色になった
り、脆くなったりしないように、≦260nmにおいて
高いUV遮断が望ましい。400nm〜800nmの波
長域で透過率に対して課される要件は、試料の厚みを
0.2mmとして、透過率τ>90%であることであ
る。<260nmのUV域での透過率要件は、試料の厚
みを0.2mmとして、透過率τ<1%であることであ
る。バックライトに対する更に重要な特性は、耐ソラリ
ゼーション性である。これは、ランプの寿命を長くす
る、即ち光効率を出来るだけ一定に保つのに必要であ
る。用語「ソラリゼーション」とはここで、HOK−4
照射、即ち365nmで主発光し、距離1mでの200
〜280nmにおける照射強度が850μW/cm 2の
高圧水銀ランプによる照射15時間後のλ=300nm
での透過率の低下が高々10%であるガラスを意味する
ものと理解されるべきである。これ等の透過率や遮断率
及び耐ソラリゼーションの望ましい特性を得るため、例
えばTiO2、Fe2O3及び/又はCeO2の添加に
よるドーパントを用いることが出来る。US40470
67には、アルミノ珪酸塩ガラス層が被覆されたシリカ
(珪酸)ゲルから成るランプ球を、珪酸ガラス面に高温
で酸化アルミを溶着して被覆するようにして製造する放
電灯が開示されている。US4751148には、希土
類で活性化した発光アルミノ硼酸塩ガラス及び/又はア
ルミノ珪酸塩ガラスが開示されている。これ等のガラス
は、例えばCRT用の発光スクリーン上の発光層として
用いられる。放電灯用のランプ球に硼珪酸塩ガラスを用
いることが知られている。放電灯に用いられる既知の硼
珪酸塩ガラスの欠点に、熱安定性が比較的低いことがあ
る。この欠点は例えば、蛍光(燐光)物質の焼成温度の
上限を制限する。必要な蛍光物質は一般に例えば珪酸
塩、タングステン酸塩、リン酸塩及び希土類のアルミン
酸塩等の無機結晶であるが、高分子量有機バインダー、
例えばコロイドウールを含有するブチルゴムに懸濁した
懸濁物としてガラスに適用される。この場合、有機バイ
ンダーはガス放電に有害な作用を及ぼさないようにする
ため、ランプ使用前に完全に蒸発除去させる必要があ
る。従来の放電灯ガラスでは、これは不完全にしか、或
いは極めて長時間の後にのみ、ガラスの変形による歩留
まり損を伴って可能である。
は熱安定性が高く、且つ放電灯ガラスに課される他の上
記要件を満たすガラスを見出すことにある。本発明の目
的は更に、熱安定性の高い放電灯用ランプ球、及び熱安
定性の高い放電灯、特にミニチュア放電灯を提供するこ
とにある。
1によるガラスを用いることにより、また請求項11に
よるランプ球により、また請求項12による放電灯によ
り達成される。本発明に従って用いられるガラスは転移
温度Tg>600℃のアルミノ珪酸塩ガラスである。こ
のガラスは非常に高い安定性を有する。本発明に従って
用いられるガラスは、好ましくはアルカリ土類アルミノ
珪酸塩ガラスである。本発明に従って用いられるガラス
は好ましくは、以下の(酸化物に基づく重量%での)次
の範囲、即ちSiO2が>55〜64、Al2O3が1
3〜18、B 2O3が0〜5.5、MgOが0〜7、C
aOが5〜14、SrOが0〜8、BaOが6〜17、
ZrO2が0〜2、TiO2が0〜5である組成のガラ
スである。特に好ましいガラスは、以下の(酸化物に基
づく重量%での)範囲、即ちSiO2が59〜62、A
l2O3が13.5〜15.5、B2O3が3〜5.
5、MgOが2.3〜5、CaOが8.2〜10.5、
BaOが8.5〜9.5、ZrO2が0〜1.5、Ti
O2が0〜3の組成、及び以下の(酸化物に基づく重量
%での)範囲、即ちSiO2が>58〜62、Al2O
3が14〜17.5、好ましくは15〜17.5、B2
O3が0〜1、好ましくは0.2〜0.7、MgOが0
〜7、好ましくは0〜3、特に好ましくは0〜<1、C
aOが5.5〜14、BaOが6〜17、好ましくは6
〜10、SrOが0〜8、ZrO2が0〜1.5、好ま
しくは0.05〜1、TiO2が0〜3の組成が特に好
ましい。この種のガラスはDE19747355C1、
DE19747354C1及びDE19758481C
1から既に知られている。これ等の範囲の組成をもつガ
ラスは転移温度Tg≧700℃、熱伝導係数α2
0/300=4.3x10−6/K〜4.95x10
−6/Kのガラスである。従って、これ等のガラスは熱
安定性が特に高い。その熱膨張のため、これ等のガラス
はFe−Co−Ni合金であるコバールへの溶着に不適
切であるが、他の金属、例えばモリブデンへの溶着には
実際に極めて適している。従って、溶着モリブデン電極
及び/又はモリブデン電極供給線を持つ放電灯用のラン
プ球として特に適している。組成が上記の範囲にあるガ
ラスはまた、内部電極の無い放電灯の製造に著しく適し
ている。ランプ球(ガラス球)に内部電極を溶着する代
わりに、これ等のランプでは、極薄金属ストリップが機
械的に又は接着剤で接着して固定され、放電がランプ内
のランプ球の両端で発生するようにしている。従ってこ
の場合には、ガラスと金属の溶着の必要は何ら無い。こ
の種のランプは望ましくはミニチュア放電灯である。上
記のアルミノ珪酸塩ガラスは透過率が、可視域では高
く、UV域では低い。また、十分な耐ソラリゼーション
性を有している。耐ソラリゼーション性を増大し、UV
縁を位置と急勾配の点から目標設定するため、ガラスが
上記TiO2(0〜5重量%、好ましくは少なくとも
0.2重量%)に加えて、一つ又は複数の標準的ドーパ
ントを含むようにしても良い。これ等は就中、CeO2
やFe2O3である。だが、CeO2とFe2O3の総
量は5重量%、好ましくは1重量%(好ましくはFe2
O3が0〜0.5、CeO2が0〜0.5として)を超
えるべきではない。CeO2の含有率は好ましくは0〜
0.1重量%である。TiO2とCeO2とFe2O3
の総量は好ましくは少なくとも0.01重量%、好まし
くは少なくとも0.1重量%、特に好ましくは少なくと
も0.2重量%である。ガラスが標準的清澄剤、例えば
Cl−等の蒸発清澄剤を標準量で含んでも良く、また多
価陽イオンために有効なレドックス清澄剤、例えばSn
O2を好ましくは0〜0.5重量%で、Sb2O3を好
ましくは0〜0.5重量%で、As2O 3を好ましくは
0〜0.5重量%で含んでも良い。この後者の場合、S
nO2とSb2O3とAs2O3の総量は1重量%を超
えるべきではない。
付き詳細に説明する。次の(酸化物に基づく重量%で
の)組成、即ちSiO2が60.75、Al2O3が1
6.5、CaOが13.5、B2O3が0.3、ZrO
2が1.0、BaOが7.85、TiO2が0.01
1、CeO2が0.002、Fe2O3が0.003で
含まれるガラスを標準的原料から1640℃で溶解し、
清澄し、攪拌した。最後に下方引抜法を用いて、複数の
管を得た。これ等の微小ガラス管から通常の方法で、放
電灯が製作された。蛍光物質のバインダーを蒸発除去さ
せた加熱温度は620℃であった。同様に、同一基本ガ
ラス組成であって、TiO2が0.005重量%、Ce
O 2が0.0025重量%、Fe2O3が0.0025
重量%で含まれるガラスを製作し、処理して、ランプ球
がこのガラスから成る放電灯を形成した。これ等のガラ
スはTgが790℃、熱膨張係数α20/300が4.
7x10 −6/K、τ(400〜800nm)が>90
%(試料厚み:0.2mm)、τ(<260nm)が<
1%(試料厚み:0.2mm)、λ=300nmにおけ
る未照射試料とHOK−4ランプで15時間照射された
試料間の透過率の差、即ち△15τ(300nm)とし
て与えられた耐ソラリゼーション性が<10%(試料厚
み:0.2mm)であった。これ等の結果は上記ガラス
の放電灯用ランプ球としての優れた適性、即ち放電灯の
製造に用いることの適性を証明している。転移温度が>
600℃と高いので、用いられた蛍光物質の有機バイン
ダーを、製造中に完全、且つ急速に蒸発させて除去する
ことが出来る。従って、ランプの作動中にガス放電が乱
されることが無い。これ等のガラスは熱安定性が高いた
め、焼成温度を高くすることが出来るので、 −製造時間、特に調質(tempering)炉内での
処理時間が短縮され、 −管が高温でも塑性変形されないため、歩留まりが増大
され、 −バインダーが完全に除去され、使用中に出てくること
がないから、ランプの寿命が長くなって、有利である。
試料厚みを0.2mmとして、透過曲線がτ(400〜
800nm)>90%及びτ(<260nm)<1%
で、耐ソラリゼーション性がΔ15τ(300nm)≦
10%で表されるこれ等のガラスは放電灯ガラスとして
用いること、特にバックライト灯として用いることに著
しく適している。膨張係数α20/300が4.3x1
0−6/K〜4.95x10−6/Kであるこれ等のガ
ラスは、一定の金属や合金、特にMoへの溶着が可能で
ある。従って、ランプ球がこれ等のガラスから成る放電
灯、特にバックライトランプとして知られるミニチュア
放電灯の製造に適している。また、内部電極が無いた
め、電極や引き込み材に制限が無い無電極放電灯、所謂
EEFLの製造に特に適している。また、これ等のガラ
スは通常の手法による処理で、放電灯、特にミニチュア
放電灯、就中内部電極の無い放電灯を組み立てることが
出来る。
Claims (16)
- 【請求項1】転移温度Tg>600℃であるアルミノ珪
酸塩ガラスの、放電灯のランプ球の製造への使用。 - 【請求項2】ガラスの組成が(酸化物に基づく重量%
で)以下の通り、即ち SiO2 >55〜64 Al2O3 13〜18 B2O3 0〜5.5 MgO 0〜7 CaO 5〜14 SrO 0〜8 BaO 6〜17 ZrO2 0〜2 TiO2 0〜5 である請求項1に記載のガラスの使用。 - 【請求項3】ガラスの組成が(酸化物に基づく重量%
で)以下の通り、即ち SiO2 59〜62 Al2O3 13.5〜15.5 B2O3 3〜5.5 MgO 2.3〜5 CaO 8.2〜10.5 BaO 8.5〜9.5 ZrO2 0〜1.5 TiO2 0〜3 である請求項1又は2に記載のガラスの使用。 - 【請求項4】ガラスの組成が(酸化物に基づく重量%
で)以下の通り、即ち SiO2 >58〜62 Al2O3 14〜17.5 B2O3 0〜1 MgO 0〜7 CaO 5.5〜14 SrO 0〜8 BaO 6〜17 ZrO2 0〜1.5 TiO2 0〜3 である請求項1又は2に記載のガラスの使用。 - 【請求項5】ガラスの組成が(酸化物に基づく重量%
で)以下の通り、即ち SiO2 >58〜62 Al2O3 15〜17.5 B2O3 0.2〜0.7 MgO 0〜3 CaO 5.5〜14 SrO 0〜8 BaO 6〜10 ZrO2 0.05〜1 TiO2 0〜3 である請求項4に記載のガラスの使用。 - 【請求項6】ガラスが更に(酸化物に基づく重量%で) SnO2+Sb2O3+As2O3 0〜1 CeO2+Fe2O3 0〜5、好ましくは0〜1 を含有する請求項1〜5の何れか一項に記載の使用。
- 【請求項7】ガラスが(酸化物に基づく重量%で)Ti
O2+CeO2+Fe2O3≧0.01、好ましくは≧
0.1、特に好ましくは≧0.2を含有する請求項1〜
6の何れか一つに記載の使用。 - 【請求項8】ガラスの転移温度Tgが≧700℃、熱膨
張係数α20/30 0が4.3x10−6/K〜4.9
5x10−6/Kである請求項2〜7の何れか一項に記
載の使用。 - 【請求項9】ミニチュア放電灯、特にディスプレーの背
景照射用ミニチュア放電灯のランプ球製造のための、請
求項1〜8の何れか一項に記載の使用。 - 【請求項10】内部電極の無いミニチュア放電灯のラン
プ球の製造のための、請求項1〜8の何れか一項に記載
の使用。 - 【請求項11】転移温度Tgが>600℃であるアルミ
ノ珪酸塩ガラスから成る放電灯のランプ球。 - 【請求項12】転移温度Tgが>600℃であるアルミ
ノ珪酸塩ガラスからランプ球が成る放電灯。 - 【請求項13】請求項12に記載のミニチュア放電灯。
- 【請求項14】ガラスの組成が(酸化物に基づく重量%
で)以下の通り、即ち SiO2 >55〜64 Al2O3 13〜18 B2O3 0〜5.5 MgO 0〜7 CaO 5〜14 SrO 0〜8 BaO 6〜17 ZrO2 0〜2 TiO2 0〜5 CeO2+Fe2O3 0〜1 である請求項12又は13に記載の放電灯。 - 【請求項15】溶着モリブデン電極及び/又はモリブデ
ン電極供給線を有する請求項12〜14の何れか一項に
記載の放電灯。 - 【請求項16】内部電極を有しないことを特徴とする、
請求項12〜14の何れか一項に記載の放電灯。
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