JP2005310736A

JP2005310736A - 蛍光ランプの製造方法

Info

Publication number: JP2005310736A
Application number: JP2004256057A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Kawasaki; 充晴川崎; Kazuhiro Matsuo; 和尋松尾; Nozomi Hashimoto; 望橋本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-03-24
Filing date: 2004-09-02
Publication date: 2005-11-04

Abstract

【課題】蛍光体塗布液の乾燥時間を短縮でき、かつ塗布むらの発生を防止できる蛍光ランプの製造方法を提供する。
【解決手段】垂下姿勢にある直管状のガラス管１１の内周面に蛍光体塗布液を塗布する工程と、ガラス管１１の上端から内部に乾燥エア１２を吹き込んで前記蛍光体塗布液を排出しながら乾燥する工程とを含み、ガラス管１１の上端から５５０ｍｍの位置を基準点Ｔとして、基準点Ｔより上部に位置するガラス管１１の少なくとも一部の周辺温度を３５℃を超える温度に維持し、基準点Ｔより下部に位置するガラス管１１の周辺温度を３５℃以下の温度に維持して前記乾燥を行い、かつ、乾燥エア１２の流量が、ガラス管１１の中心軸に垂直な断面の単位断面積あたり１６〜８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²の範囲にある蛍光ランプの製造方法とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、直管状のガラス管の内周面に蛍光体を塗布してなる蛍光ランプの製造方法に関する。

蛍光ランプとして、直管状のガラス管の内周面に蛍光体を塗布して構成されたものがある。例えば、直管状蛍光ランプや、蛍光体塗布後に円形状に湾曲形成された環状蛍光ランプなどである。

蛍光体の塗布方法としては、垂下姿勢にあるガラス管の上端から所定の蛍光体を含んだ蛍光体塗布液を流し込んだり、同じく垂下姿勢にあるガラス管の下端から蛍光体塗布液を吸い上げたりする方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、液晶ディスプレイなどのバックライト光源として冷陰極蛍光ランプが用いられている。この冷陰極蛍光ランプにおいては、ガラス管の内径が約１〜７ｍｍと細いために、ガラス管の上端から蛍光体塗布液を流し込む方法では生産性が悪く、蛍光体塗布液を吸い上げる方法が採用されている。

図６は、冷陰極蛍光ランプ用のガラス管における従来の蛍光体塗布方法を示す図である。ガラス管４１の内周面への蛍光体の塗布は、まず、ガラス管４１内に蛍光体塗布液４２を所定の位置まで真空吸引により吸い上げ（図６（ａ））、その後、ガラス管４１内を大気に開放して蛍光体塗布液４２の排出を行い（図６（ｂ））、さらにガラス管４１の上端から乾燥エア４３を所定の流量で吹き込んで蛍光体塗布液４２の排出と乾燥とを行うことによりなされる（図６（ｃ））。なお、図６（ｃ）における４４は、蛍光体塗布液４２の乾燥部分である。この従来の塗布方法では、乾燥時間はガラス管４１の長さに比例して増加する。
特開平４−２８００３１号公報

最近、大型液晶ディスプレイが急速に普及し、そのバックライト光源として用いられる冷陰極蛍光ランプのガラス管の長さも、それに伴い６００ｍｍ以上が主流となり、長尺化している。このように長尺化し、かつ外径が細いガラス管に、上記従来の方法で蛍光体塗布液を塗布すると、乾燥時間が許容できる限度を超えて長くなるという問題がある。例えば、常温で内径２ｍｍ、長さ６００ｍｍ以上のガラス管を乾燥した場合には、その乾燥時間は２０分以上の長時間となり、蛍光体塗布液がガラス管の下端部で排出され過ぎてしまい、ガラス管の下端部の蛍光膜が極端に薄くなるという問題がある。

この問題を解決するために、乾燥温度を上げる方法が考えられる。この方法では乾燥時間は短縮されるが、蛍光体塗布液の塗布むらが生じ易いという別の問題が発生する。即ち、上記従来の蛍光体塗布方法で蛍光体塗布液の塗布を行うと、蛍光体塗布液の乾燥はガラス管の上部から下部に向かって蛍光体塗布液を排出しながら徐々に進行する（この種の乾燥を以下、「通常乾燥。」という。）。しかし、例えば、雰囲気温度を３６℃以上として６００ｍｍ以上、特に７００ｍｍ以上のガラス管を用いて従来の蛍光体塗布方法を行うと、通常乾燥がガラス管の下部に達するまでに、ガラス管の下部において外部の熱によって蛍光体塗布液の一部がガラス管の内周面側から乾燥してしまう（この種の乾燥を以下、「局部乾燥」という。）。この局部乾燥が発生した後に通常乾燥が行われると、通常乾燥に伴って排出された蛍光体塗布液が局部乾燥の部分で堰き止められ、蛍光体塗布液の塗布むらが発生する。この種の塗布むらは、ガラス管の長さが長くなればなるほど、ガラス管の下部の未乾燥部分が長時間にわたって加熱されるため、発生しやすくなる。

上記塗布むらを図面に基づき説明する。図７は、通常乾燥に伴って排出された蛍光体塗布液が局部乾燥の部分で堰き止められ、蛍光体塗布液の塗布むらが発生した状態を示す説明図である。図７において、５１がガラス管であり、５２が局部乾燥された部分であり、５３が通常乾燥された塗布部であり、５４が蛍光体塗布液が堰き止められて薄くなった塗布部である。

一方、上記乾燥時間を短縮する方法として、乾燥エアの風量を増加させる方法も考えられる。この方法でも乾燥時間は短縮されるが、この方法でも蛍光体塗布液の塗布むらが生じ易いという上記と同様の問題がある。即ち、乾燥エアの風量を増加させると、通常乾燥される塗布部が乾燥エアの風力によってずり落ちる場合があり、蛍光体塗布液の塗布むらが発生するのである。

上記塗布むらを図面に基づき説明する。図８は、乾燥エアの風力によってずり落ちて、蛍光体塗布液の塗布むらが発生した状態を示す説明図である。図８において、６１がガラス管であり、６２が通常乾燥された塗布部であり、６３がずり落ちによって厚くなった塗布部である。

以上の塗布むらが発生すると、蛍光ランプの輝度が低下して、所定の明るさを確保できなくなる。図９は、蛍光膜の厚さとランプ輝度との一般的な関係を示す図である。図９に示したように、塗布むらにより蛍光膜の厚さが設計値より増減すると、ランプ輝度は確実に低下する。従って、蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の厚さを均一にしなければ、蛍光ランプの長手方向の輝度を均一にできない。

そこで、本発明は、上記従来の問題を解決するもので、蛍光体塗布液の乾燥時間を短縮でき、かつ塗布むらの発生を防止できる蛍光ランプの製造方法を提供するものである。

本発明は、垂下姿勢にある直管状のガラス管の内周面に蛍光体塗布液を塗布する工程と、前記ガラス管の上端から内部にガスを吹き込んで前記蛍光体塗布液を排出しながら乾燥する工程とを含む蛍光ランプの製造方法であって、前記ガラス管の上端からの所定の位置を基準点として、前記基準点より上部に位置するガラス管の少なくとも一部の周辺温度を３５℃を超える温度に維持し、前記基準点より下部に位置するガラス管の周辺温度を３５℃以下の温度に維持して前記乾燥を行い、かつ、前記ガスの流量が、前記ガラス管の中心軸に垂直な断面の単位断面積あたり１６〜８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²の範囲にあることを特徴とする蛍光ランプの製造方法である。

また、本発明は、垂下姿勢にある直管状のガラス管の内周面に蛍光体塗布液を塗布する工程と、前記ガラス管の上端から内部にガスを吹き込んで前記蛍光体塗布液を排出しながら乾燥する工程とを含む蛍光ランプの製造方法であって、前記ガラス管を部分的に加熱し、前記ガラス管の上端から下端に向けて加熱部分を移動させて前記乾燥を行い、かつ、前記ガスの流量が、前記ガラス管の中心軸に垂直な断面の単位断面積あたり１６〜８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²の範囲にあることを特徴とする蛍光ランプの製造方法である。

また、本発明は、垂下姿勢にある直管状のガラス管の内周面に蛍光体塗布液を塗布する工程と、前記ガラス管の上端から内部にガスを吹き込んで前記蛍光体塗布液を排出しながら乾燥する工程とを含む蛍光ランプの製造方法であって、前記ガラス管の上端からの所定の位置を基準点として、前記基準点より上部に位置するガラス管の少なくとも一部の周辺温度を３５℃を超える温度に維持し、前記基準点より下部に位置するガラス管の周辺温度を３５℃以下の温度に維持し、さらに、前記ガラス管を部分的に加熱し、前記ガラス管の上端から下端に向けて加熱部分を移動させて前記乾燥を行い、かつ、前記ガスの流量が、前記ガラス管の中心軸に垂直な断面の単位断面積あたり１６〜８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²の範囲にあることを特徴とする蛍光ランプの製造方法である。

(1) 本発明の製造方法は、請求項１〜請求項８に記載の工程を有することにより、蛍光体塗布液の乾燥時間を短縮でき、かつ塗布むらの発生を防止できる。

(2) 本発明の製造方法は、請求項９および請求項１０に記載の工程を有することにより、ガラス管の全体を均一に加熱できるとともに、蛍光体塗布液の偏りを防止できる。

(3) 本発明の製造方法は、請求項１１に記載の構成を有することにより、蛍光ランプの長尺化の市場要求に対応できる。

(4) 本発明の製造方法は、請求項１２に記載の構成を有することにより、液晶ディスプレイなどのバックライト光源として用いられる冷陰極蛍光ランプの製造に対応できる。

(5) 本発明の製造方法は、請求項１３および請求項１４に記載の構成を有することにより、塗布むらの発生をより効果的に防止できる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

（実施形態１）
本発明の蛍光ランプの製造方法の一例は、垂下姿勢にある直管状のガラス管の内周面に蛍光体塗布液を塗布する工程と、上記ガラス管の上端から内部にガスを吹き込んで上記蛍光体塗布液を排出しながら乾燥する工程とを含む。また、上記ガラス管の上端から５５０ｍｍの位置または上記ガラス管の上端と下端との間の中心部を基準点として、上記基準点より上部に位置するガラス管の少なくとも一部の周辺温度を３５℃を超える温度、より好ましくは４０〜４５℃に維持して上記乾燥を行う。さらに、上記基準点より下部に位置するガラス管の周辺温度を３５℃以下の温度、より好ましくは２０〜３０℃、さらに好ましくは２４〜２６℃、最も好ましくは２５℃に維持して上記乾燥を行う。上記基準点より下部に位置するガラス管の周辺温度を３５℃以下とするのは、ガラス管の下部において前述の局部乾燥を防止するためである。また、上記基準点より上部に位置するガラス管の少なくとも一部の周辺温度を３５℃を超える温度にするのは、乾燥時間を短縮するためである。なお、ガラス管の上端と下端との間の中心部を基準点とすると、特にガラス管の長さが１０００ｍｍを超える場合に好適である。また、本明細書でガラス管の周辺温度とは、ガラス管の中心軸に垂直な方向にガラス管から１０ｍｍ離れた位置の温度をいう。

さらに、上記ガスの流量は、上記ガラス管の中心軸に垂直な断面の単位断面積あたり１６〜８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²の範囲にあることが必要である。８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²を超えると、ガスの風圧による塗布むらが発生し、１６ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²未満では乾燥時間が長くなるとともに、蛍光膜が薄くなるからである。なお、蛍光膜が薄くなるのは、ガスの流量が少ないと蛍光体塗布液中の溶媒の除去が困難となり、蛍光体塗布液がガラス管に付着せずに排出されやすくなるからである。

上記ガスとしては、常温エア、加熱エア、常温乾燥エア、加熱乾燥エアなどが使用できる。加熱乾燥エアを用いる場合のエアの温度は、ガラス管に流入する直前においてガラス管の周辺雰囲気温度以上とすることが好ましい。これにより、乾燥効率をより向上できるからである。

上記乾燥は、上記ガラス管の中心軸を自転軸として上記ガラス管を自転させながら行うことが好ましい。これにより、ガラス管全体が均一に加熱されるとともに、ガラス管が傾いていても蛍光体塗布液の偏りを防止できるからである。また、上記ガラス管の自転速度は、７０ｒｐｍ以下であることが好ましい。この範囲内であれば、ガラス管に多少のそりがあっても振動が発生せず、蛍光体塗布液の偏りを防止できるからである。

上記ガラス管の長さは６００ｍｍ以上とすることができ、さらに７００ｍｍ以上とすることができる。これにより、蛍光ランプの長尺化の市場要求に対応できる。また、上記ガラス管の内径は、１〜７ｍｍの範囲とすることができる。これにより、液晶ディスプレイなどのバックライト光源として用いられる冷陰極蛍光ランプの製造に対応できる。

また、上記蛍光体塗布液の粘度は、先端がテーパ状の円筒型のフォードカップ粘度計（先端の穴径２．８ｍｍ、テーパ部の長さ３０ｍｍ、円筒部の内径５０ｍｍ、蛍光体塗布液の充填容積１００ｃｍ³）において４０〜１１０秒の範囲にあることが好ましい。この範囲内であれば、蛍光体塗布液がガラス管の内周面に適度に付着するからであり、また蛍光体塗布液がガラス管に詰まることもないからである。なお、以下に記載する“フォードカップ粘度計”とは、上記と同様の構成の粘度計を意味する。

次に、本実施形態を図面に基づき説明する。図１は、本実施形態の蛍光ランプの製造方法の一例を示す図である。図１は、垂下姿勢にある直管状のガラス管１１の内周面に蛍光体塗布液を塗布した後、ガラス管１１を自転させながら上端から内部に常温の乾燥エア１２を吹き込んで上記蛍光体塗布液を乾燥している状態を示している。但し、図１では蛍光体塗布液の図示を省略している。

ガラス管１１は、長さが１０００ｍｍのものを用いている。ガラス管１１は、例えば上端から２５０ｍｍごとに４つの領域に分けられ、それぞれ上端からＡ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、Ｄ領域としてある。また、Ａ領域、Ｂ領域、Ｃ領域、Ｄ領域のそれぞれの側部近傍には、４つのヒータ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが配置されている。また、ヒータ１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、Ａ領域のガラス管１１の周辺温度が４５℃、Ｂ領域のガラス管１１の周辺温度が４０℃、Ｃ領域のガラス管１１の周辺温度が３０℃、Ｄ領域のガラス管１１の周辺温度が２５℃になるように、それぞれ加熱されている。従って、ガラス管１１の上端から５５０ｍｍの位置を基準点Ｔとすると、基準点Ｔより上部に位置するガラス管１１の少なくとも一部（Ａ領域とＢ領域）の周辺温度は３５℃を超える温度に維持され、基準点Ｔより下部に位置するガラス管の周辺温度は３５℃以下の温度に維持されていることになる。なお、基準点Ｔをガラス管１１の上端と下端との間の中心部（ガラス管１１の上端から５００ｍｍの位置）としても同様である。

但し、上記領域の分け方、上記ヒータの数、各領域のガラス管の周辺温度は、いずれも上記のものに限られるものではなく、種々の態様が実施可能である。

また、上記乾燥エア１２の流量は、ガラス管１１の中心軸に垂直な断面の単位断面積あたり１６〜８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²の範囲に設定されている。

上記ガラス管１１は、その中心軸を自転軸として、自転速度７０ｒｐｍ以下で自転させながら乾燥される。これにより、ガラス管１１全体が均一に加熱されるとともに、蛍光体塗布液の偏りを防止できる。

また、上記ガラス管１１の周辺の風速は、０．１ｍ／ｓｅｃ以下に維持される。これにより、ガラス管１１各領域での規定温度を維持できる。

本実施形態の製造方法では、複数のガラス管１１を連続して移動させながら加熱してもよいし、ガラス管１１を移動させずに加熱してもよい。

（実施形態２）
本発明の蛍光ランプの製造方法の他の一例は、垂下姿勢にある直管状のガラス管の内周面に蛍光体塗布液を塗布する工程と、上記ガラス管の上端から内部にガスを吹き込んで上記蛍光体塗布液を排出しながら乾燥する工程とを含む。また、上記ガラス管を部分的に加熱し、かつ上記ガラス管の上端から下端に向けてその加熱部分を移動させて上記乾燥を行う。これにより、蛍光体塗布液の未乾燥部分が長時間高温に曝されないため、ガラス管の下部において前述の局部乾燥を防止できる。さらに、ガラス管を部分的に加熱することにより、乾燥時間を短縮することができる。

上記加熱は、赤外線ヒータ、温風ヒータなどの加熱装置をガラス管の上端から下端に向けて移動させつつ、ガラス管をスポット的に加熱することにより行うことができる。また、上記加熱は、斜め上下方向に配置された複数の加熱装置に沿ってガラス管を移動させることにより、加熱部分をガラス管の上端から下端に向けて移動させて行うこともできる。

加熱装置としては、赤外線ヒータが好ましい。ガラス管は赤外線を吸収する性質を持つため、赤外線ランプから放射された赤外線は、ガラス管に吸収され、吸収された赤外線はガラス管を急速に加熱するとともに、赤外線の当たった部分のみを選択的に加熱することができるからである。このため、蛍光体塗布液が乾燥エアによって乾燥されるのとほぼ同時にガラス管を加熱できるため、前述の局部乾燥が防止でき、塗布むらが発生せず、蛍光膜を上端部から下端部にかけてほぼ一定の膜厚さで形成できる。

また、上記ガラス管の長手方向における上記加熱部分の長さは、３〜４５０ｍｍであることが好ましい。この範囲内であれば、前述の局部乾燥の発生を防止しつつ、乾燥時間の短縮を図ることができるからである。

また、上記加熱は、上記ガラス管の中心軸を自転軸として上記ガラス管を自転させながら行うことが好ましい。これにより、ガラス管全体が均一に加熱されるとともに、ガラス管が傾いていても蛍光体塗布液の偏りを防止できるからである。また、上記ガラス管の自転速度は、７０ｒｐｍ以下であることが好ましい。この範囲内であれば、ガラス管に多少のそりがあっても振動が発生せず、蛍光体塗布液の偏りを防止できるからである。

なお、赤外線ランプを用い、かつガラス管を自転させない場合には、赤外線ランプと対峙する方向に反射ミラーを配置することにより、ガラス管の自転と同様の効果を得ることができる。

上記ガスとしては、常温エア、加熱エア、常温乾燥エア、加熱乾燥エアなどが使用できる。加熱エアまたは加熱乾燥エアを用いる場合のエアの温度は、ガラス管に流入する直前においてガラス管の近辺の雰囲気温度以上とすることが好ましい。これにより、乾燥効率をより向上できるからである。

また、上記蛍光体塗布液の粘度は、フォードカップ粘度計において４０〜１１０秒の範囲にあることが好ましい。この範囲内であれば、蛍光体塗布液がガラス管の内周面に適度に付着するからであり、また蛍光体塗布液がガラス管に詰まることもないからである。

次に、本実施形態を図面に基づき説明する。図２（ａ）は、本実施形態の蛍光ランプの製造方法の一例を示す図である。図２（ａ）は、垂下姿勢にある直管状のガラス管２１の内周面に蛍光体塗布液を塗布した後、ガラス管２１を自転させながら上端から内部に常温の乾燥エア２２を吹き込んで上記蛍光体塗布液を乾燥している状態を示している。また、ガラス管２１の側部近傍には、赤外線ヒータ２３が配置され、赤外線ヒータ２３はガラス管２１の上端から下端に向けて所定の速度で下降するように設定されている。

上記乾燥エア２２の流量は、ガラス管２１の中心軸に垂直な断面の単位断面積あたり１６〜８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²の範囲に設定されている。

また、赤外線ヒータ２３の温度は、ガラス管の周辺温度が４０〜４５℃になるように設定される。これにより、全体の乾燥時間を短縮できる。また、加熱されていない部分のガラス管２１の周辺温度は、通常２０〜３０℃、より好ましくは２４〜２６℃、最も好ましくは２５℃に設定される。これにより、非加熱部分における前述の局部乾燥の発生を防止できる。

図２（ａ）において、２４は蛍光体塗布液の未塗布部分、２５は蛍光体塗布液の未乾燥部分、２６は蛍光体塗布液の乾燥部分である。ガラス管２１の内周面に塗布された蛍光体塗布液の乾燥は、ガラス管２１の上部から下部に向って進行する。即ち、その乾燥先端部２７は、ガラス管２１の上部から下部にかけて時間の経過に伴って移動する。上記赤外線ヒータ２３による加熱は、この蛍光体塗布液の乾燥先端部２７の近傍に対して行うのが好ましい。従って、赤外線ヒータ２３は、蛍光体塗布液の乾燥先端部２７の移動に合わせて移動（下降）させることが好ましい。

また、ガラス管２１の長手方向における加熱部分２８の長さは、３〜４５０ｍｍとすることができる。

上記ガラス管２１は、その中心軸を自転軸として、自転速度７０ｒｐｍ以下で自転させながら乾燥される。これにより、ガラス管２１全体が均一に加熱されるとともに、蛍光体塗布液の偏りを防止できる。

また、上記ガラス管２１の周辺の風速は、０．１ｍ／ｓｅｃ以下に維持される。これにより、加熱されていない部分のガラス管２１の周辺温度を規定温度に維持できる。

また、図２（ｂ）は、本実施形態の蛍光ランプの製造方法の他の一例を示す図である。図２（ｂ）は、複数の垂下姿勢にある直管状のガラス管３１の内周面に蛍光体塗布液を塗布した後、ガラス管３１を自転させながら上端から内部に常温の乾燥エア３２を吹き込んで上記蛍光体塗布液を乾燥している状態を示している。複数のガラス管３１は、回転する円筒状のドラム３４に載置されている。また、ドラム３４の周囲には、複数の赤外線ヒータ３３が斜め上下方向に固定して配置されている。ドラム３４の回転により、赤外線ヒータ３３による加熱部分は、各ガラス管３１の上端から下端に向けて所定の速度で下降するように設定されている。

上記乾燥エア３２の流量は、ガラス管３１の中心軸に垂直な断面の単位断面積あたり１６〜８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²の範囲に設定されている。

また、赤外線ヒータ３３の温度は、ガラス管の周辺温度が４０〜４５℃になるように設定される。これにより、全体の乾燥時間を短縮できる。また、加熱されていない部分のガラス管３１の周辺温度は、通常２０〜３０℃、より好ましくは２４〜２６℃、最も好ましくは２５℃に設定される。これにより、非加熱部分における前述の局部乾燥の発生を防止できる。なお、非加熱部分のガラス管の周辺温度を２０〜３０℃に保つために、別のヒータ（図示せず。）を設けてもよい。また、非加熱部分の雰囲気温度が元々２０〜３０℃であれば、別のヒータを設けなくてもよい。その他の条件は、前述の図２（ａ）の場合とほぼ同様である。

また、図２（ｂ）では、円筒状のドラム３４を用いてガラス管３１を移動させたが、図２（ｃ）に示すような平板状移載装置３５または図２（ｄ）に示すような多角形状移載装置３６を用いてガラス管３１を移動させて加熱してもよい。なお、図２（ｃ）および（ｄ）では赤外線ヒータの図示を省略した。

（実施形態３）
本発明の蛍光ランプの製造方法の他の一例は、実施形態１と実施形態２とを組み合わせたものである。即ち、本実施形態は、垂下姿勢にある直管状のガラス管の内周面に蛍光体塗布液を塗布する工程と、上記ガラス管の上端から内部にガスを吹き込んで上記蛍光体塗布液を排出しながら乾燥する工程とを含む。また、上記ガラス管の上端から５５０ｍｍの位置または上記ガラス管の上端と下端との間の中心部を基準点として、上記基準点より上部に位置するガラス管の少なくとも一部の周辺温度を３５℃を超える温度、より好ましくは４０〜４５℃に維持して上記乾燥を行う。さらに、上記基準点より下部に位置するガラス管の周辺温度を３５℃以下の温度、より好ましくは２０〜３０℃、さらに好ましくは２４〜２６℃、最も好ましくは２５℃に維持して上記乾燥を行う。上記基準点より下部に位置するガラス管の周辺温度を３５℃以下とするのは、ガラス管の下部において前述の局部乾燥を防止するためである。また、上記基準点より上部に位置するガラス管の少なくとも一部の周辺温度を３５℃を超える温度にするのは、乾燥時間を短縮するためである。

また、上記ガラス管を部分的に加熱し、かつ上記ガラス管の上端から下端に向けてその加熱部分を移動させて上記乾燥を行う。これにより、蛍光体塗布液の未乾燥部分が長時間高温に曝されないため、ガラス管の下部において前述の局部乾燥を防止できる。さらに、ガラス管を部分的に加熱することにより、乾燥時間をさらに短縮することができる。

その他の条件は、実施形態１および実施形態２と同様とすることができる。

（実施形態４）
一般的に蛍光体塗布液の粘度は、使用される蛍光体の粒度分布、母体の種類、結晶構造、表面状態などによって変化する。特に、蛍光体の粒子径がサブミクロンオーダーの比率が高くなると粘度が増加する。そこで、塗布むらをより効果的に防止するために蛍光体塗布液の粘度範囲を最適化することが必要である。

例えば、平均粒子径が３〜１０μｍの蛍光体ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ²⁺、蛍光体ＬａＰＯ₄：Ｃｅ³⁺，Ｔｂ³⁺、蛍光体Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ³⁺をニトロセルロースに分散した蛍光体塗布液を用い、前述の実施形態２の方法で蛍光体塗布液を塗布した。用いたガラス管は、全長１０７５ｍｍ、外径３ｍｍ、内径２ｍｍである。風量は、５４ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²とした。赤外線ヒータの温度は、ガラス管の周辺温度が４２℃になるように設定した。この場合、蛍光体塗布液の比重をｘ、フォードカップ粘度計で測定した粘度をｙ（秒）とすると、６６．６６７ｘ−２５≦ｙ≦−２８５．７１ｘ＋５３０であると、塗布むらをより効果的に防止できることが分かった。この関係を図４に示す。図４において、ｙ１はｙ＝６６．６６７ｘ−２５の直線を示し、ｙ２はｙ＝−２８５．７１ｘ＋５３０の直線を示す。

また、図９に示したように、蛍光ランプの長手方向における蛍光膜の厚さを均一にしなければ、蛍光ランプの長手方向の輝度を均一にできない。即ち、ガラス管１本当たりの総塗布重量が一定の範囲内になるように粘度範囲を最適化する必要がある。この点を考慮すると、図４において、ｘ＝１．５７５、ｙ＝８０で表される点ｐ１、ｘ＝１．４２５、ｙ＝７０で表される点ｐ２、ｘ＝１．３７５、ｙ＝９０で表される点ｐ３、ｘ＝１．３３０、ｙ＝１５０で表される点ｐ４で形成される四角形の内部が、より好ましい粘度範囲となる。

さらに、蛍光体塗布液の粘度と比重を規定範囲内に管理して塗布するという生産管理の観点からは、図４において、ｘ＝１．４１５、ｙ＝１０５で表される点ｑ１、ｘ＝１．４７５、ｙ＝１０５で表される点ｑ２、ｘ＝１．４７５、ｙ＝７５で表される点ｑ３、ｘ＝１．４１５、ｙ＝７５で表される点ｑ４で形成される四角形の内部が、さらに好ましい粘度と比重との範囲となる。

（実施形態５）
一般にガラス管にそりが存在すると塗布むらが発生しやすくなる。本実施形態では、ガラス管を水平姿勢にして長手方向を回転軸にして回転させた場合において、ガラス管の特定位置の振幅を測定することによりガラス管のそりを検出し、そりが少ないガラス管を用いて蛍光体塗布液を塗布することにより、より効果的に塗布むらの発生を防止するものである。

これを図面に基づき説明する。図５（ａ）は、ガラス管の特定位置の振幅を測定する方法を説明する正面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の側面図である。振幅を測定するガラス管９１は、一対の駆動小ローラー９２の間に載置されている。また、駆動小ローラー９２の下には駆動大ローラー９３が配置されている。駆動大ローラー９３と駆動小ローラー９２とは接触し、また、駆動小ローラー９２とガラス管９１とは接触している。従って、例えば、駆動大ローラー９３がモーター９４により右回転した場合、駆動小ローラー９２は左回転し、これによりガラス管９１は右回転する。ここで、図５（ａ）に示すように、ガラス管９１を長手方向に四等分した位置を順にｔ１、ｔ２、ｔ３とし、ガラス管９１を水平姿勢にして長手方向を回転軸にして回転させたとき、回転前の静止時のガラス管９１の中心位置を基準とした位置ｔ１の振幅をＴ１（ｍｍ）、位置ｔ２の振幅をＴ２（ｍｍ）、位置ｔ３の振幅をＴ３（ｍｍ）とした場合、０．５≦Ｔ１／Ｔ２≦０．９、かつ０．５≦Ｔ３／Ｔ２≦０．９であるガラス管を用いることが好ましい。さらに好ましくはＴ２≦０．４であるガラス管を用いる。この範囲内であれば、より効果的に塗布むらの発生を防止することができるからである。なお、振幅測定時のガラス管の回転数は、０．２〜１．５ｒｐｍである。

（実施例）
以下、実施例に基づき本発明を説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

内径２ｍｍ、長さ１０００ｍｍのガラス管を用いて実施形態２の図２（ａ）と同様にして蛍光体塗布液を塗布して乾燥した。乾燥条件は、下記のとおりとした。
(1) 乾燥エアの温度：常温
(2) 乾燥エアの流量：５７ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²
(3) 赤外線ヒータによる加熱部分のガラス管の周辺温度：６０℃
(4) 非加熱部分のガラス管の周辺温度：２５℃
(5) ガラス管の周辺の風速：０．１ｍ／ｓｅｃ以下
(6) ガラス管の自転速度：６０ｒｐｍ
(7) 蛍光体塗布液の粘度：フォードカップ粘度計において９０秒
また、赤外線ヒータは、蛍光体塗布液の乾燥先端部の移動に合わせて移動（下降）させた。なお、蛍光体塗布液は、ガラス管の内周面全体に塗布した。

（比較例）
赤外線ランプによる加熱を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にしてガラス管に蛍光体塗布液を塗布して乾燥した。

＜乾燥時間の比較＞
上記実施例１と比較例において、それぞれの蛍光体塗布液の乾燥時間を測定した。その結果、実施例１では１２分、比較例では４５分であった。

＜蛍光膜の厚さの均一性の評価＞
形成した蛍光膜の厚さの均一性を評価するために、上記実施例１および比較例で塗布したガラス管の上端から長手方向に１００ｍｍ〜１０００ｍｍまで１００ｍｍ間隔における１０地点の断面の電子顕微鏡観察を行い、それぞれの地点での蛍光膜の平均膜厚を測定した。その結果と設計膜厚との関係を図３に示す。

図３から、実施例１ではガラス管の長手方向における蛍光膜の膜厚がほぼ設計膜厚を維持していることが分かる。一方、比較例ではガラス管の上端から６００ｍｍを超えると膜厚が薄くなっているのが分かる。

以上説明したように本発明は、蛍光体塗布液の乾燥時間を短縮でき、かつ塗布むらの発生を防止できる蛍光ランプの製造方法を提供することができ、その工業的価値は大である。

実施形態１の蛍光ランプの製造方法の一例を示す図である。（ａ）は実施形態２の蛍光ランプの製造方法の一例を示す図であり、（ｂ）〜（ｄ）は他の一例を示す図である。ガラス管の長手方向における蛍光膜の膜厚と設計膜厚との関係を示す図である。蛍光体塗布液の粘度と比重との関係を示す図である。（ａ）はガラス管の特定位置の振幅を測定する方法を説明する正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。冷陰極蛍光ランプ用のガラス管における従来の蛍光体塗布方法を示す図である。通常乾燥に伴って排出された蛍光体塗布液が局部乾燥の部分で堰き止められ、蛍光体塗布液の塗布むらが発生した状態を示す説明図である。乾燥エアの風力によってずり落ちて、蛍光体塗布液の塗布むらが発生した状態を示す説明図である。蛍光膜の厚さとランプ輝度との一般的な関係を示す図である。

符号の説明

１１、２１、３１、４１、５１、６１、９１ガラス管
１２、２２、３２、４３乾燥エア
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄヒータ
２３、３３赤外線ヒータ
２４未塗布部分
２５未乾燥部分
２６乾燥部分
２７乾燥先端部
２８加熱部分
３４ドラム
３５平板状移載装置
３６多角形状移載装置
４２蛍光体塗布液
４４乾燥部分
５２局部乾燥された部分
５３通常乾燥された塗布部
５４薄くなった塗布部
６２通常乾燥された塗布部
６３厚くなった塗布部
９２駆動小ローラー
９３駆動大ローラー
９４モーター

Claims

垂下姿勢にある直管状のガラス管の内周面に蛍光体塗布液を塗布する工程と、前記ガラス管の上端から内部にガスを吹き込んで前記蛍光体塗布液を排出しながら乾燥する工程とを含む蛍光ランプの製造方法であって、
前記ガラス管の上端からの所定の位置を基準点として、前記基準点より上部に位置するガラス管の少なくとも一部の周辺温度を３５℃を超える温度に維持し、前記基準点より下部に位置するガラス管の周辺温度を３５℃以下の温度に維持して前記乾燥を行い、かつ、
前記ガスの流量が、前記ガラス管の中心軸に垂直な断面の単位断面積あたり１６〜８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²の範囲にあることを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
前記基準点が、前記ガラス管の上端から５５０ｍｍの位置にある請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
前記基準点が、前記ガラス管の上端と下端との間の中心部にある請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
垂下姿勢にある直管状のガラス管の内周面に蛍光体塗布液を塗布する工程と、前記ガラス管の上端から内部にガスを吹き込んで前記蛍光体塗布液を排出しながら乾燥する工程とを含む蛍光ランプの製造方法であって、
前記ガラス管を部分的に加熱し、前記ガラス管の上端から下端に向けて加熱部分を移動させて前記乾燥を行い、かつ、
前記ガスの流量が、前記ガラス管の中心軸に垂直な断面の単位断面積あたり１６〜８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²の範囲にあることを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
垂下姿勢にある直管状のガラス管の内周面に蛍光体塗布液を塗布する工程と、前記ガラス管の上端から内部にガスを吹き込んで前記蛍光体塗布液を排出しながら乾燥する工程とを含む蛍光ランプの製造方法であって、
前記ガラス管の上端からの所定の位置を基準点として、前記基準点より上部に位置するガラス管の少なくとも一部の周辺温度を３５℃を超える温度に維持し、前記基準点より下部に位置するガラス管の周辺温度を３５℃以下の温度に維持し、
さらに、前記ガラス管を部分的に加熱し、前記ガラス管の上端から下端に向けて加熱部分を移動させて前記乾燥を行い、かつ、
前記ガスの流量が、前記ガラス管の中心軸に垂直な断面の単位断面積あたり１６〜８０ｃｍ³／ｍｉｎ／ｍｍ²の範囲にあることを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
前記基準点が、前記ガラス管の上端から５５０ｍｍの位置にある請求項５に記載の蛍光ランプの製造方法。
前記基準点が、前記ガラス管の上端と下端との間の中心部にある請求項５に記載の蛍光ランプの製造方法。
前記ガラス管の長手方向における前記加熱部分の長さが、３〜４５０ｍｍである請求項４〜７のいずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。
前記ガラス管の中心軸を自転軸として前記ガラス管を自転させながら前記乾燥を行う請求項１〜８のいずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。
前記ガラス管の自転速度が、７０ｒｐｍ以下である請求項９に記載の蛍光ランプの製造方法。
前記ガラス管の長さが、７００ｍｍ以上である請求項１〜１０のいずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。
前記ガラス管の内径が、１〜７ｍｍの範囲にある請求項１〜１１のいずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。
前記蛍光体塗布液の比重をｘ、フォードカップ粘度計で測定した粘度をｙ（秒）とした場合、６６．６６７ｘ−２５≦ｙ≦−２８５．７１ｘ＋５３０である請求項１〜１２のいずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。
前記ガラス管を長手方向に四等分した位置を順にｔ１、ｔ２、ｔ３とし、前記ガラス管を水平姿勢にして長手方向を回転軸にして回転させたとき、回転前の静止時の前記ガラス管の中心位置を基準とした前記ｔ１の振幅をＴ１、前記ｔ２の振幅をＴ２、前記ｔ３の振幅をＴ３とした場合、０．５≦Ｔ１／Ｔ２≦０．９、かつ０．５≦Ｔ３／Ｔ２≦０．９である請求項１〜１３のいずれかに記載の蛍光ランプの製造方法。