JP2007048713A - 蛍光ランプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ガラス管を構成するガラスに、紫外線を遮蔽できる金属酸化物を添加しても、ガラス管の端部に濁りが発生しない蛍光ランプの製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】 蛍光ランプは、ガラス管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの曲がりを矯正する矯正工程と、矯正されたガラス管の内面に蛍光体を含んだ懸濁液を塗布する塗布工程と、塗布された懸濁液を乾燥・焼成して蛍光体層を形成する形成工程と、ガラス管の端部を電極封着により封止する封止工程とを経てなされる。前記ガラス管は、紫外線を遮蔽する酸化チタンを含み、前記矯正工程中におけるガラス管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの温度が、酸化チタンの結晶核が生成する温度未満である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ガラスの内面に蛍光体層を備える蛍光ランプに関する。

近年、液晶ディスプレイ装置の需要が増大している。このような液晶ディスプレイ装置の光源には、細径の蛍光ランプが用いられ、当該蛍光ランプから発せられた光は、例えば、拡散板等を経由して、液晶パネルを照射する。
蛍光ランプは、ガラス管と、当該ガラス管の内面に形成された蛍光体層と、ガラス管内に封入された水銀（発光物質である）と、ガラス管の両端部に封着された電極とを備える。

ランプ点灯の際には、水銀から輝線スペクトル２５４ｎｍ、３１３ｎｍなどにピークを有する紫外線が放射される。これらの紫外線の一部、特に３１３ｎｍの紫外線は、蛍光体層で他の波長に変換されず、そのままガラス管の外部に通り抜ける。
このため、このような蛍光ランプをバックライトユニット等に用いると、前記３１３ｎｍの紫外線の影響により拡散板などが劣化・変色して、その透明性・透光性が低下してしまうという問題がある。

これに関して、例えば、特許文献１では、ガラス管を構成するガラスに、紫外線を遮蔽することができる酸化チタンを添加することにより、紫外線がランプの外部へ漏出するのを抑制する技術が開示されている。
特開２００２−２９３５７１号公報

しかしながら、上記技術の有用性を確認するために、酸化チタンを含んだガラスを用いて蛍光ランプ５１を製造したところ、ガラス管５３の端部近くが青く濁る（この部分を「青濁部」という。）ことが判明した。
図６は、端部に青濁部が発生した蛍光ランプ５１の概略図である。
この青濁部５５，５５は、図６に示すように、ガラス管５３の端部近くに発生している。蛍光体層で変換された光は、前記青濁部を通り抜けられないが、この青濁部は、ガラス管（ランプ）の端部にあるため、ランプ全体の光束に対する影響は少なく、特に使用上問題はないが、外観上好ましくない。

なお、３１３ｎｍの紫外線は、人体にも悪影響を与えるため、上記技術は一般照明用の蛍光ランプにも有効であるが、一般照明用の蛍光ランプの場合でも、ガラス管の端部に濁る部分が発生するのは外観上好ましくない。
本発明は、上記の課題に鑑み、ガラス管を構成するガラスに、紫外線を遮蔽できる金属酸化物を添加しても、ガラス管の端部に濁りが発生しない蛍光ランプの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、発明者らは、種々の実験を行い、ガラス管の端部近くに発生した濁りは、金属酸化物の結晶化に起因していることが判明し、さらなる発明者らの実験により、この結晶化は、ランプ製造時のガラス管の温度を最適化することで抑制できることも分かった。
発明者らの検討により、上記課題を解決するためには、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、ガラス管の曲がりを矯正する矯正工程と、矯正されたガラス管の内面に蛍光体を含んだ懸濁液を塗布する塗布工程と、塗布された懸濁液を乾燥・焼成して蛍光体層を形成する形成工程と、ガラス管の端部を封止する封止工程とを経てなされる方法であって、前記ガラス管は、紫外線を遮蔽する金属酸化物を含み、前記矯正工程及び前記形成工程のうち、少なくとも１つの工程中におけるガラス管の温度が、前記金属酸化物の結晶核が生成する温度未満であることを特徴とするのが有効である。

ここでいう「封止工程」は、ガラス管の端部を封止すれば良く、その封止方法は特に限定するものではなく、例えば、電極を利用しても良いし、電極がガラス管内に配置しないときは、直接ガラス管の端縁同士を融着して封止（所謂、圧潰封止）しても良い。
また、ガラス管の曲がりを矯正する矯正工程と、矯正されたガラス管の内面に蛍光体を含んだ懸濁液を塗布する塗布工程と、塗布された懸濁液を乾燥・焼成して蛍光体層を形成する形成工程と、ガラス管の端部を封止する封止工程とを経てなされる蛍光ランプの製造方法であって、前記ガラス管は、紫外線を遮蔽する金属酸化物を含み、前記封止工程におけるガラス管の温度が、前記金属酸化物の結晶核が成長する温度未満であることを特徴とするのも有効である。

さらに、ガラス管の内面に蛍光体を含んだ懸濁液を塗布する塗布工程と、塗布された懸濁液を乾燥・焼成して蛍光体層を形成する形成工程と、ガラス管の端部を封止する封止工程とを経てなされる蛍光ランプの製造方法であって、前記ガラス管は、紫外線を遮蔽する金属酸化物を含み、前記形成工程中におけるガラス管の温度が、前記金属酸化物の結晶核が生成する温度未満であることを特徴とするのも有効である。

或いは、ガラス管の内面に蛍光体を含んだ懸濁液を塗布する塗布工程と、塗布された懸濁液を乾燥・焼成して蛍光体層を形成する形成工程と、ガラス管の端部を封止する封止工程とを経てなされる蛍光ランプの製造方法であって、前記ガラス管は、紫外線を遮蔽する金属酸化物を含み、前記封止工程におけるガラス管の温度が、前記金属酸化物の結晶核が成長する温度未満であることを特徴とするのも有効である。

一方、前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化セリウム、酸化モリブデン、酸化タングステンの内少なくとも１つを含み、前記ガラス管に３ｗｔ％以上含まれていることを特徴としている。
また、工程中におけるガラス管の温度が、前記金属酸化物の結晶核が生成する温度未満である、前記少なくとも１つの工程は、矯正工程であることを特徴としている。

さらには、前記矯正工程中におけるガラス管の温度ＧＴ（℃）は、当該ガラス管のガラス転移点をＴ（℃）とすると、 Ｔ−３０ ≦ ＧＴ ≦ Ｔ＋１００ を満たすことを特徴としている。

本発明に係る蛍光ランプの製造方法では、前記矯正工程及び前記形成工程のうち、少なくとも１つの工程中におけるガラス管の温度が、前記金属酸化物の結晶核が生成する温度未満である。このため、金属酸化物の結晶核の生成が少なくなり、ガラス管の端部を封止する際に加熱しても、成長する結晶核が少ないので、ガラス管が濁る原因となる結晶核の成長を抑制できる。この結果、外観上好ましくない濁り部分の少ない蛍光ランプを得ることができる。

本発明の製造方法に係る蛍光ランプの例として、ガラス管内部に電極を有する内部電極型のランプ、ここでは、冷陰極型蛍光ランプについて説明する。なお、この蛍光ランプの使用用途として、例えば、液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの光源、並びにコピー機、プリンタ或いはスキャナー等の読み取り光源等がある。
<実施の形態＞
１．冷陰極型蛍光ランプの構成
図１は、冷陰極型蛍光ランプの概略構成を示す平面断面図である。

冷陰極型蛍光ランプ１は、図１に示すように、直管状のガラス管３と、当該ガラス管３の両端に封着された冷陰極型の電極５，７とを備える。前記電極５，７により両端が封止されたガラス管３の内部には、水銀や緩衝ガスである希ガス（例えば、アルゴン、ネオン）等の放電媒体が所定の封入圧で封入されている。
水銀は、発光物質として用いられ、輝線スペクトル２５４ｎｍ、３１３ｎｍなどにピークを有する紫外線を放射する。

ガラス管３は、例えば、一般的なホウケイ酸ガラスの組成を有するものに、背景技術で説明したように、水銀から放射された３１３ｎｍの紫外線を遮蔽できる酸化チタン（ＴｉＯ_２）が添加されたものが使用されている。
なお、一般的なホウケイ酸ガラスの組成の構成は、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）が７５（ｗｔ％）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）が３（ｗｔ％）、酸化ホウ素（Ｂ_２Ｏ_３）が１５（ｗｔ％）、酸化ナトリウム（Ｎａ_２Ｏ）が５（ｗｔ％）、酸化カルシウム（ＣａＯ）が２（ｗｔ％）、酸化アンチモン（Ｓｂ_２Ｏ_３）が０．０５（ｗｔ％）であり、これをベースに酸化チタンを３．９（ｗｔ％）程度添加すると共に、目的にあわせて他の組成も添加している（これによってガラスの組成の構成は、上記一般的なホウケイ酸ガラスの組成の構成と当然異なる。）。

酸化チタンの添加は、ガラス管３の総重量に対して、３（ｗｔ％）以上、１０（ｗｔ％）以下の範囲が好ましい。なお、本実施の形態では、略３．９（ｗｔ％）添加されている。
これは、酸化チタンの含有量が３ｗｔ％未満のときは、紫外線を遮蔽する効果が得られにくくなり、逆に、酸化チタンの含有量が１０ｗｔ％を越えると、ガラス化せずに溶融直後に結晶化してしまうからである。

電極５，７は、有底筒状の電極部５ａ，７ａと、電極部５ａ，７ａの底の外面に取り付けられた電極軸５ｂ，７ｂとからなり、電極軸５ｂ，７ｂでビーズ９，９を介してガラス管３の端部に取着されている。なお、電極部５ａ，７ａの内周面には、電子照射物質が塗布されている。
また、ガラス管３の内面には、蛍光体層１１が形成されている。この蛍光体層１１は、発光物質である水銀から放射された紫外線（主に２５４ｎｍ）を所定の可視光に変換するためのものであり、例えば、希土類の蛍光体から構成される。蛍光体としては、例えば、赤（Ｙ_２Ｏ_３：Ｅｕ^３＋）、緑（ＬａＰＯ_４：Ｃｅ^３＋，Ｔｂ^３＋）及び青（ＢａＭｇ_２Ａｌ_１６Ｏ_２７：Ｅｕ^２＋）が用いられる。

２．製造方法
上記構成の冷陰極型蛍光ランプ１は、以下の工程をその順で行うことで製造される。つまり、直管状のガラス管を準備する準備工程、準備したガラス管の曲がりを矯正する矯正工程、矯正されたガラス管の内面に蛍光体を含んだ懸濁液を塗布する塗布工程、塗布された懸濁液を乾燥する乾燥工程、乾燥した懸濁液を焼成する焼成工程、焼成後のガラス管の端部に電極を封着する封着工程等を経て製造される。

以下、各工程について説明するが、準備工程は従来と同じであり、また公知の技術で行うので、ここでの説明は省略する。なお、本発明に係る方法で製造された蛍光ランプの両端部には、後述する理由により、青濁部の発生は殆ど見られず、また、青濁部が発生しても従来のように外観上問題となるようなものは見られなかった。
（１）矯正工程
図２は、ガラス管の橋正方法の槻略図を示す図である。
先ず、ガラス管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを矯正する矯正装置について簡単に説明する。

矯正装置２０は、軸が水平方向に延伸するローラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅを、前記軸と直交する水平方向に複数（少なくとも２本）隣接させて配してなり、隣接する１組のローラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ上に矯正筒２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄが載置されている。
矯正筒２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、載置しているローラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの外周面に接触しており、ローラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの回転によりローラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅの回転と反対方向に回転するようになっている。

矯正すべきガラス管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、上記矯正筒２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ内に配された状態で、矯正筒２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと共に回転するようになっている。なお、実際には、ガラス管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、矯正筒２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ内に配され、図２の状態では表れていないが、説明の便宜上、図面に表している。

上記複数のローラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅは、図示しない加熱炉内にあり、ガラス管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの矯正を行うときには、当該ガラス管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、加熱された状態で行われる。つまり、ガラス管２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、その温度が酸化チタンの結晶核の生成する温度より低くなるように雰囲気温度が設定された加熱炉内で、矯正筒２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄを回転させてその矯正を行う。

なお、矯正筒２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄは、真直度の高い筒であり、例えば、石英ガラスが利用されている。
（２）塗布工程及び乾燥工程
図３は、塗布工程及び乾燥工程を説明する図である。
上記矯正工程で矯正されたガラス管３０と蛍光体を含んだ懸濁液３２を用意する。懸濁液３２としては、例えば、蛍光体の他、バインダ、結着剤及び有機溶剤が混合されたものが用いられる。なお、ここでは、バインダにはニトロセルロースが、結着材にはホウ酸バリウムカルシウム等に代表される低融点ガラス粉末が、有機溶剤には酢酸ブチルがそれぞれ用いられている。

まず、ガラス管３０の下端開口を懸濁液３２に浸漬させて、懸濁液３２をガラス管３０の内部へと吸引する。この懸濁液３２の吸引は、例えば、ガラス管３０の上端開口から内部の空気を吸引して、ガラス管３０の内部を負圧にすることで行う。
つぎに、図３の（ａ）に示すように、懸濁液３２がガラス管３０の内部の所定位置まで吸引されると、その吸引を止めてガラス管３０を引上げ、ガラス管３０の下端開口を懸濁液３２の液面から出す。

そして、図３の（ｂ）に示すように、懸濁液３２をガラス管３０の下端開口から排出する。懸濁液３２の排出は、例えば、ガラス管３０の上端開口を開放することで行う。これにより、ガラス管３０の内面に懸濁液３２が塗布される。
次に、ガラス管３０の上端開口から乾燥用エア３４を流入させると共に、ガラス管３０の外周に温風を当てて、懸濁液の乾燥を促進させる。

（３）焼成工程
焼成工程では、乾燥した懸濁液を焼成して、蛍光体層を形成する。具体的には、上記（１）の矯正工程で用いた矯正装置と同じ装置で、懸濁液が乾燥したガラス管３０を筒（矯正筒）の内部に配し、ローラーを回転させることで、懸濁液の塗布されたガラス管３０を回転させることにより行う。このときの加熱炉の温度は、ガラス管３０の温度が約６６０（℃）となるように設定されている。

なお、本発明の形成工程は、乾燥工程と焼成工程との両工程を含んでいる。
（４）封着工程
封着工程は、電極５，７をガラス管３０の端部に封着するとともに、この封着によりガラス管の端部が封止される。従って、ここでの封着工程は、本発明の封止工程に相当する。

封着工程では、まず、円筒状のビーズ９の真中にある軸方向の貫通孔に電極軸５ｂ，７ｂが挿入され、ビーズ９と電極軸５ｂ，７ｂとを気密状に固着したものを準備する。そして、ビーズ９と固着された電極５，７をガラス管３０の所定位置に挿入し、ガラス管３０の端部を、例えば、バーナを用いて加熱し、ビーズ９の外周とガラス管３０の内周とを融着させる。

この工程でのガラス管の端部の温度は、略９００（℃）〜１２００（℃）である。なお、電極の付着工程は、従来と同じ公知の技術で実施できる。
３．考察
（１）青濁部について
（１−１）発生原因
発明者らは、紫外線を遮蔽できる酸化チタンを含有するガラス管を用いて蛍光ランプを製造したところ、ガラス管の端部近くに青濁部が発生するのが分かった。発明者らは、この青濁部の発生原因について種々検討した。

まず、酸化チタンを含まないガラス管を用いて、蛍光ランプを製造すると、上記青濁部の発生が見られないこと、また、矯正工程、塗布工程、焼成工程、封着工程を順に行うことで蛍光ランプを製造した場合、最後の封着工程を終了した後に発生していることに着目して、検討を進めた。
その結果、青濁部は、酸化チタンが結晶化したものであることが判明し、その発生は、まず、ガラスの温度が６００（℃）前後で、やがて青濁部になる酸化チタンである結晶の結晶核が生成（６００（℃）前後で結晶核が生成されるピークがある。）し、この結晶核はガラスの温度が９９０（℃）前後で成長（９９０（℃）前後で結晶核が成長するピークがある。）して、それが青濁部になると考えられる。

一方、蛍光ランプの製造においては、矯正工程と焼成工程との両工程中におけるガラス管の温度は６６０（℃）であり、その後、封着工程でのガラス管の端部及びその周辺の温度は９００（℃）〜１２００（℃）である。
以上のことから、蛍光ランプを従来の方法で製造した場合の青濁部の発生メカニズムは、以下であると考えられる。

まず、矯正工程及び乾燥工程においてガラス管が約６６０（℃）に加熱されてガラス管全体に酸化チタンの結晶核が生成する（この状態は目視できない。）。そして、このあと行われる封着工程においてガラス管の端部及びその周辺が９００（℃）〜１２００（℃）に加熱され、この加熱されたガラス管の端部の周辺部に存在する結晶核が成長して青濁部になる。

ここで、ガラス管の端部よりも中央部側に青濁部が発生するのは、封着工程におけるガラス管の端部の温度が、上記９９０（℃）よりも高い温度、例えば、１２００（℃）近くになり、端部よりも中央部側に移った位置では、前記端部よりも温度が低く、結晶核が成長するピークである９９０（℃）前後になるためと考えられる。
（１−２）対策
発明者らは、以上の考察から、青濁部の発生を抑えるには、矯正工程及び焼成工程におけるガラス管の処理時の温度を酸化チタンの結晶核が生成される温度より低くし、さらに、封着工程におけるガラス管の端部（その周辺も含む）の処理時の温度を結晶核の成長する温度より低くして処理すれば、青濁部の発生を抑えられると考えた。

一方、焼成工程の加熱条件は、蛍光体層を形成するために用いられる懸濁液に合わせて決定しており、同じ懸濁液を用いる限り、焼成工程の加熱条件を変更するのは容易ではない。また、封着工程では、電極をガラス管の端部に封着する際、ガラス管の端部を溶融させる必要があり、現状の加熱条件の温度を下げるのは難しい。
このようなことから、発明者らは、青濁部の抑制の確認試験を行うために、矯正工程におけるガラス管の加熱温度を下げて、蛍光ランプの製造を行った（この製造内容は、上記３）の製造方法と同じである。）結果、外観上問題となるような青濁部が発生するようなことはなかった。

確認試験は、１００本の蛍光ランプを製造して青濁部の発生率を調査した。調査結果は、本発明に係る方法での発生率は、０（％）であり、従来の方法での発生率は、１００（％）であった。この結果から、矯正工程において、ガラス管の加熱温度を下げて処理することは、青濁部の発生抑制に有効であることが分かる。
（２）矯正工程の加熱条件について
発明者らは、上記青濁部発生の検討により、酸化チタンの結晶核が生成される温度より低い温度条件で矯正工程又は乾燥工程を行えば良いことを見出した。そこで、発明者らは、矯正工程の温度条件を最適化すべく、ガラス管の矯正度と加熱温度との関係を調査した。

ここで、ガラス管の矯正度について説明する。
図４は、ガラス管の矯正度の測定を説明する図である。
ガラス管３０の矯正度の測定は、同図に示すように、ガラス管３０が、自己の軸心を回転軸として回転可能な状態で、その両端で支持され、ガラス管３０を回転させたときの、ガラス管３０の中央部外周における変位（以下、この差を「曲がり」ともいう。）、つまり、図中の「Ｘ」を測定し、このＸの数値の大小で判定している。

発明者らは、矯正工程においてガラス管３０を加熱する時間を一定にして、温度を変化させたときのガラス管３０の矯正度を測定した結果、ガラス管３０の温度ＧＴを、４８０（℃）〜６１０（℃）の範囲、好ましくは、５２０（℃）〜５８０（℃）の範囲内にすると、曲がりの少ないガラス管３０に矯正されることが分かった。なお、本実施の形態では、矯正工程におけるガラス管３０の温度ＧＴは、５６０（℃）になるように設定されている。

このガラス管の温度ＧＴの範囲は、ガラス管３０のガラス転移点Ｔ（実施の形態では、５１０（℃）である。なお、このガラス点移転Ｔは、ガラス管の製造ロットで、４９０（℃）〜５１０（℃）の範囲で変化する。従って、前記５１０（℃）は、製造時の目標値である。）を用いてガラス管の温度ＧＴ（℃）を表すと、以下の式になる。
Ｔ−３０ ≦ ＧＴ ≦ Ｔ＋１００
なお、この範囲（４８０（℃）〜６１０（℃））での、ガラス材料の粘度は、１０^１１（ｄＰａ・ｓｅｃ）〜１０^１４（ｄＰａ・ｓｅｃ）となる。。

一方、上記ランプは、例えば、液晶ディスプレイ装置のバックライトユニットの光源として利用されている。液晶ディスプレイ装置の表示画面は、近年大型化しており、これに伴って、全長の長いランプ（例えば、７００ｍｍ以上）が用いられている。
ところが、長いランプを従来の方法で製造すると、ランプの輝度むらが大きくなる傾向にあった。この原因は、ランプを構成するガラス管の曲がりが大きく（矯正工程での処理は従来の方法で実施している。）、この曲がりに起因してガラス管の内面に形成される蛍光体層の厚みがばらついたためと考えられている。なお、発明者らの検討では、ガラス管の曲がりが、０．２（ｍｍ）以上になると、ガラス管の内面に形成される蛍光体層の厚みむらが大きくなることが分かっている。

しかしながら、発明者らの種々の実験等により、ガラス管の全長が７００（ｍｍ）以上のものであっても、矯正工程でのガラス管の温度を５６０（℃）にすると、その曲がりを０．２（ｍｍ）以下にできることが判明した。
つまり、ガラス管の温度を略５６０（℃）になるようにして矯正工程での処理を行うと、ランプの端部に青濁部ができるのを抑制できると共に、ガラス管の曲がりを効率良く矯正できることが分かった。

＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した形態に限られないことは言うまでもなく、例えば、以下のような形態とすることも可能である。
１．蛍光ランプの種類
（１）ランプの種類
上記実施の形態で説明した本発明に係る蛍光ランプは、ガラス管内に冷陰極型の電極を備えた冷陰極型蛍光ランプであったが、勿論、冷陰極型の電極の代わりに熱陰極型の電極を用いた熱陰極型蛍光ランプでも良い。なお、熱陰極型蛍光ランプを用いたものとしては、一般用照明用のランプ、例えば、コンパクト型蛍光ランプ、電球形蛍光ランプ等がある。

また、本発明は、他の蛍光ランプにも適用できる。他の蛍光ランプとして、外部電極型蛍光ランプがあり、以下、当該外部電極型蛍光ランプについて説明する。
図５は、外部電極型蛍光ランプの概略構成を示す平面断面図である。
外部電極型蛍光ランプ４１は、図５に示すように、両端が封止されたガラス管４３と、当該ガラス管４３の両端外周に設けられた電極４５，４７とを備え、誘電体バリア放電を利用したものであり、例えば、バックライトユニットの光源として用いられる。

前記両端が封止されたガラス管４３の内部には、冷陰極型蛍光ランプ１と同様に、水銀や緩衝ガスである希ガス（例えば、アルゴン、ネオン）等の放電媒体が所定の封入圧で封入されている。また、ガラス管４３の内面には、実施の形態と同様に、蛍光体層４９が形成されている。
このガラス管４３には、例えば、ホウケイ酸ガラスが用いられ、実施の形態と同様に、３１３ｎｍの紫外線を遮蔽できる酸化チタンが、例えば、３（ｗｔ％）以上、１０（ｗｔ％）以下の範囲、例えば、４ｗｔ％添加されている。なお、酸化チタンの含有量が、１０ｗｔ％を越えると、ガラス化せずに溶融直後に結晶化してしまう問題もある。

電極４５，４７は、例えば、アルミニウムの金属箔からなり、シリコン樹脂に金属粉体を混合した導電性粘着剤によって、ガラス管の外周を覆うように貼着されている。導電性粘着剤としては、シリコン樹脂の代わりにフッ素樹脂、ポリイミド樹脂又はエポキシ樹脂等を用いても良いし、電極として、例えば、透明電極である酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用いても良い。透明電極を利用する場合、従来の製造方法では、ガラス管の端部近くに発生した青濁部が目立つこともあるが、本発明に係る製造方法で外部電極型蛍光ランプを製造すると、青濁部の発生を抑えることができるので特に有効である。

また、金属箔を導電性粘着剤でガラス管に貼着する代わりに、銀ペーストをガラス管の電極形成部分の全周に塗布することによって電極を形成しても良い。さらに、電極４５，４７の形状は、円筒状をしているが、例えば、ガラス管の端部を覆うキャップ状をしていても良い。
外部電極型蛍光ランプ４１は、以下の工程をその順で行うことで製造される。つまり、直管状のガラス管を準備する準備工程、準備したガラス管の曲がりを矯正する矯正工程、矯正されたガラス管の内面に蛍光体を含んだ懸濁液を塗布する塗布工程、塗布された懸濁液を乾燥する乾燥工程、乾燥した懸濁液を焼成する焼成工程、焼成後のガラス管の端部を封止する封止工程、封止されたガラス管の両端に電極を装着する装着工程等を経て製造される。

上記矯正工程も、実施の形態と同様に、矯正装置を用い、ガラス管の温度が５６０（℃）になるように炉内の温度を設定した状態で、一対のローラー上に載置された矯正筒内にガラス管を配して行われる。
（２）ランプの形状
実施の形態における蛍光ランプは、直管形状をしていたが、本発明に係る蛍光ランプの形状は特に限定するものでなく、例えば、「Ｕ」形状、「Ｖ」形状、「Ｗ」形状をしていても良いし、さらには、「Ｕ」形状のガラス管を複数本（例えば、３本）連結した形状等をしていても良い。

なお、蛍光ランプの形状を、例えば、「Ｕ」形状にする場合は、直管状のガラス管を「Ｕ」形状に変形する変形工程を、蛍光体層を形成した後、或いは電極を端部に設けた後に行えば実施できる。
２．ガラス管の材質
実施の形態のランプに用いたガラス管の材質は、ホウケイ酸ガラスであったが、他の材質、例えば、ソーダガラス、鉛フリーガラスでも良い。但し、これらにも、紫外線を遮蔽する金属酸化物を所定量含有させる必要がある。

３．加熱条件
上記実施の形態では、青濁部となる結晶核の生成を抑制するために、矯正工程でのガラス管の温度を５６０（℃）に設定して行ったが、上記（１−２）の対策の欄で説明したように、焼成工程でのガラス管の温度或いは封止工程でのガラス管の端部（周辺含む）の温度を低くすることでも同様の効果が得られると考えられる。当然、矯正工程及び焼成工程で両工程のガラス管の温度が結晶核の生成が行われるピーク温度より低くなるようにし、さらに、封止工程でガラス管の端部及びその周辺の温度が結晶核の成長が行われるピーク温度より低くなるようにして各処理を行っても良い。

ただ、上述したように、焼成工程の加熱条件を変更する場合には、懸濁液の成分を調整したり、使用する溶媒等を変更したりする必要がある。
また、封止工程での加熱条件を変更する場合には、封止方法を検討する必要が生じる。なお、封止工程を、例えば、セメント等を用いて封止すれば、加熱する必要がなく、青濁部を抑制することができると考えられる。

４．紫外線を遮蔽する金属酸化物
実施の形態では、紫外線を遮蔽する金属酸化物として酸化チタンを用いて説明したが、他の金属酸化物であっても良い。なお、３１３ｎｍの紫外線を遮蔽する必要があり、このような金属酸化物としては、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_３）、酸化タングステン（ＷＯ_３）等がある。但し、これらの金属酸化物における結晶核の生成、成長の促進する温度が、酸化チタンと異なるので、実験等を行うことで、矯正工程、焼成工程、封止工程等の加熱条件を決定する必要がある。

５．矯正工程、形成工程及び封止工程
本発明に係る矯正工程、形成工程及び封止工程は、実施の形態で説明した方法に限定するものではなく、他の方法であっても良い。但し、他の方法を用いる場合であっても、矯正工程、形成工程における、少なくとも一方の工程でのガラス管の温度が、金属酸化物の結晶核を生成する温度より低くければ良く、また、封止工程でのガラス管の温度が、金属酸化物の結晶核が成長する温度より低くければ良い。

さらに、実施の形態では、矯正工程後に形成工程等を行っているが、矯正工程を行わずに蛍光ランプを製造しても良く、この場合、形成工程中におけるガラス管の温度が、金属酸化物の結晶核が生成する温度未満であれば良い。或いは、形成工程は、従来と同じで、封止工程におけるガラス管の温度が、金属酸化物の結晶核が成長する温度未満であれば良い。

なお、言うまでもなく、矯正工程を含まない蛍光ランプの製造方法において、形成工程中のガラス管の温度が金属酸化物の結晶核が生成する温度未満で、かつ、封止工程中のガラス管の温度が金属酸化物の結晶核が成長する温度未満であっても良い。

本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、外観上濁りの少ない蛍光ランプを製造するのに利用できる。

冷陰極型蛍光ランプの概略構成を示す平面断面図である。 ガラス管の橋正方法の槻略図を示す図である。 塗布工程及び乾燥工程を説明する図である。 ガラス管の矯正度の測定を説明する図である。 外部電極型蛍光ランプの概略構成を示す平面断面図である。 端部に青濁部が発生した蛍光ランプの概略図である。

符号の説明

１ 冷陰極型蛍光ランプ
３ ランプ
５，７ 電極
１１ 蛍光体層
２０ 矯正装置
３２ 懸濁液
４１ 外部電極型蛍光ランプ
４３ ガラス管
４５，４７ 電極
４９ 蛍光体層

Claims (7)

1. ガラス管の曲がりを矯正する矯正工程と、矯正されたガラス管の内面に蛍光体を含んだ懸濁液を塗布する塗布工程と、塗布された懸濁液を乾燥・焼成して蛍光体層を形成する形成工程と、ガラス管の端部を封止する封止工程とを経てなされる蛍光ランプの製造方法であって、
   前記ガラス管は、紫外線を遮蔽する金属酸化物を含み、
   前記矯正工程及び前記形成工程のうち、少なくとも１つの工程中におけるガラス管の温度が、前記金属酸化物の結晶核が生成する温度未満である
   ことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
2. 前記金属酸化物は、酸化チタン、酸化セリウム、酸化モリブデン、酸化タングステンの内少なくとも１つを含み、前記ガラス管に３ｗｔ％以上含まれていることを特徴とする請求項１に記載の蛍光ランプの製造方法。
3. 工程中におけるガラス管の温度が、前記金属酸化物の結晶核が生成する温度未満である、前記少なくとも１つの工程は、矯正工程であることを特徴とする請求項１又は２に記載の蛍光ランプの製造方法。
4. 前記矯正工程中におけるガラス管の温度ＧＴ（℃）は、当該ガラス管のガラス転移点をＴ（℃）とすると、
   Ｔ−３０ ≦ ＧＴ ≦ Ｔ＋１００
   を満たす
   ことを特徴とする請求項３に記載の蛍光ランプの製造方法。
5. ガラス管の曲がりを矯正する矯正工程と、矯正されたガラス管の内面に蛍光体を含んだ懸濁液を塗布する塗布工程と、塗布された懸濁液を乾燥・焼成して蛍光体層を形成する形成工程と、ガラス管の端部を封止する封止工程とを経てなされる蛍光ランプの製造方法であって、
   前記ガラス管は、紫外線を遮蔽する金属酸化物を含み、
   前記封止工程におけるガラス管の温度が、前記金属酸化物の結晶核が成長する温度未満である
   ことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
6. ガラス管の内面に蛍光体を含んだ懸濁液を塗布する塗布工程と、塗布された懸濁液を乾燥・焼成して蛍光体層を形成する形成工程と、ガラス管の端部を封止する封止工程とを経てなされる蛍光ランプの製造方法であって、
   前記ガラス管は、紫外線を遮蔽する金属酸化物を含み、
   前記形成工程中におけるガラス管の温度が、前記金属酸化物の結晶核が生成する温度未満である
   ことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。
7. ガラス管の内面に蛍光体を含んだ懸濁液を塗布する塗布工程と、塗布された懸濁液を乾燥・焼成して蛍光体層を形成する形成工程と、ガラス管の端部を封止する封止工程とを経てなされる蛍光ランプの製造方法であって、
   前記ガラス管は、紫外線を遮蔽する金属酸化物を含み、
   前記封止工程におけるガラス管の温度が、前記金属酸化物の結晶核が成長する温度未満である
   ことを特徴とする蛍光ランプの製造方法。

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