JP2008287901A - 蛍光ランプの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体塗料の乾燥時間を大幅に短縮でき、生産性を格段に向上することができる蛍光ランプの製造方法を提供すること。
【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料１２を塗布する工程とガラス管１１の上端からエアーを吹き込んで塗料を排出し、前記ガラス管１１を部分的に加熱し、前記ガラス管１１の上端から下端に向けて加熱部分を移動させて乾燥する蛍光ランプの製造方法であって、ガラス管１１の長さが９００ｍｍ以上且つガラス管１１の上端から下端までのガラス管周辺温度を３０°以上、１００℃以下且つ均一且つ蛍光体塗料１２の比重を１．５ｇ／ｃｃ以下且つフォードカップ計粘度を３００ｓｅｃ以下とすることを特徴とす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する蛍光ランプの製造方法に関するものである。

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構成された環状蛍光ランプなどである。また、蛍光体の製造方法としては、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料を流し込んだり、同じく垂下姿勢にあるガラス管の下端から蛍光体塗料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料を流し込む方法では生産性が悪く、蛍光体塗料を吸い上げる方法が採用されている。

図４は、前記特許文献１に記載された従来の蛍光ランプの製造方法を示すものである。

図４において、垂下姿勢にある直管状のガラス管１１に内周面に蛍光体塗料を塗布した後、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ー１２を吹き込んで上記蛍光体塗料を乾燥している。

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領域のそれぞれの側部近傍には、４つのヒーター１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが配置されている。また、ヒーター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とした場合、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℃以下の温度に維持していた。
特開２００５−３１０７３６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の需要が急速に拡大している。そのために、生産性を向上させて、かつガラス管内周面へ蛍光体塗料を均一に塗布形成することが重要である。

しかしながら、前記従来の構成では、生産性を向上させるために乾燥時間を速くさせながら蛍光体塗料を所定の膜厚にて塗布した場合、ガラス管の上端部から下端部へ垂れ流された蛍光体塗料が溜り易くなり、ガラス管の下端部が未乾燥になるという課題が生じる。

また、ガラス管の下端部まで乾燥させるために蛍光体塗料の粘度を低くさせて塗布した場合、蛍光体塗料の固形分率が小さくなるためにガラス管の内周面への膜厚が薄くなるという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課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、生産性を格段に向上できる蛍光ランプの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、垂下姿勢にある直管状のガラス内周面に蛍光体塗料を塗布する工程とガラス管の上端からエアーを吹き込んで塗料を排出し、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乾燥する蛍光ランプの製造方法であって、ガラス管の長さが９００ｍｍ以上且つガラス管の上端から下端までのガラス管周辺温度を３０°以上、１００℃以下且つ均一且つ蛍光体塗料の比重を１．５ｇ／ｃｃ以下且つフォードカップ計粘度を３００ｓｅｃ以下とすることを特徴とする蛍光ランプの製造方法である。

以上のように、本発明の蛍光ランプの製造方法によれば、蛍光体塗料の乾燥時間を従来より４０％に短縮でき、生産性を大幅に向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

（実施の形態１）
本発明の蛍光ランプの製造方法の一例は、垂下姿勢のある直管状のガラス内周面に蛍光体塗料を塗布する工程と前記ガラス管の上端から内部にエアーを吹き込んで前記蛍光体塗料を排出し，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乾燥する。また、前記ガラス管の長さを９００ｍｍ以上として、前記ガラス管の上端から下端までの前記ガラス管周辺温度を３０℃以上、１００℃以下、より好ましくは４０℃以上、６５℃以下、さらに好ましくは４６℃以上、５５℃以下の範囲、かつ前記ガラス管上端から下端までの温度を均一に乾燥を行う。

前記ガラス管の上端から下端までの前記ガラス管周辺温度を３０℃以上、１００℃以下、かつ前記ガラス管上端から下端までの温度を均一とするのは、前記ガラス管上端から下端までの乾燥ムラを生じさせずに、前記ガラス管内周面の前記蛍光体塗料を前記ガラス管上端から均一に液垂れするためである。

これにより、前記ガラス管内周面に塗布された前記蛍光体塗料を前記ガラス管上端から下端まで均一に塗布することができる。

さらに、前記蛍光体塗料の比重は、１．５ｇ／ｃｃ以下にすることが重要である。

１．５ｇ／ｃｃを超えると、前記蛍光体塗料の組成中に含まれる溶媒の量が少なくなるために、前記ガラス管上端から下端までの乾燥が遅くなる。特に、前記ガラス管下端付近の前記蛍光体塗料が未乾燥になり易くなるからである。

また、前記蛍光体塗料の粘度は、先端がテーパー状の円筒型のフォードカップ粘度計（先端の穴径２．８ｍｍ、テーパー部の長さ３０ｍｍ、円筒部の内径５０ｍｍ、蛍光体塗料の充填容積１００ｃｍ³）において、３００ｓｅｃ以下にすることが重要である。３００ｓｅｃを超えると、前記ガラス管上端から下端への前記蛍光体塗料の垂れる速度が著しく遅くなるため、乾燥効率が低下する。また、前記ガラス管を部分的に加熱した場合、前記蛍光体塗料の乾燥前と後の粘度差が大きくなるため、塗布ムラを生じ易くなるからである。

次に本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図１は、本実施の形態の蛍光ランプの製造方法を実施するための概略構成図を示す。

図１は、垂下姿勢にある直管状のガラス管１１の内部へ蛍光体塗料１２を吸引（図１（ａ））、充填し（図１（ｂ））、ガラス管１１の上部より送り込まれるエアー１３により、蛍光体塗料１２を排出することからなるガラス管１１の内周面へ蛍光体塗料１２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エアー１３を吹き込んで蛍光体塗料１２を乾燥している状態を示している（図１（ｃ））。

また、ガラス管１１の側部近傍には、赤外線ヒーター１４が配置され（図１（ｄ））、赤外線ヒーター１４はガラス管１１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（図１（ｅ）〜（ｆ））。

また、図２に示すように、複数のガラス管２１を回転する円筒状のドラム２５に載置し、ドラム２５の周囲に複数の赤外線ヒーター２４を斜め上下方向に固定して配置させて、ガラス管２１の上端から下端にかけて均等に乾燥できるようにさせてもよい。

（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９００ｍｍのガラス管を用いて実施の形態１の図２同様にして蛍光体塗量を塗布して乾燥した。乾燥条件は、下記の通りとした。
（１）乾燥エアーの温度：常温
（２）赤外線ヒーターによる加熱部分のガラス管の周辺温度：５０℃
（３）ガラス管の自転速度：６０ｒｐｍ
（４）蛍光体塗料の比重：１．４ｇ／ｃｃ
（５）蛍光体塗料の粘度：フォードカップ粘度計において１６０秒
（６）乾燥時間：８分

（比較例）
従来の蛍光ランプの製造方法により、実施例１と同様にしてガラス管へ蛍光体塗料を塗布して乾燥した。

＜歩留まり評価の比較＞
上記実施例１と比較例において、それぞれの蛍光体塗布後の歩留まりを比較した。その結果、実施例１では９８．５％、比較例では５３％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〜９００ｍｍまで１００ｍｍ間隔における９ポイントの断面をＣＣＤ顕微鏡観察を行い、それぞれのポイント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及び下端の膜厚が薄くなっていることが分かる。

以上説明したように本発明は、蛍光体塗料の乾燥時間を大幅に短縮でき、生産性を格段に向上することが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。特に液晶バックライトに適用可能である。

本発明の実施の形態１における蛍光ランプの製造方法の一例を示す図 本発明の実施の形態１における蛍光ランプの製造方法の一例を示す図 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関係を示す図 冷陰極蛍光ランプのガラス管における従来の蛍光ランプの製造方法を示す図

符号の説明

１１、２１ ガラス管
１２ 蛍光体塗料
１３ エアー
１４、２４ 赤外線ヒーター
２５ ドラム

Claims (1)

1. 垂下姿勢にある直管状のガラス管の内壁面に比重が１．５ｇ／ｃｃ以下の蛍光体塗料を供給した後、前記ガラス管の上端からエアーを吹き込んで前記塗料を排出させながら、前記ガラス管を上端から下端に向けて加熱し、前記ガラス管の内壁面の供給された塗料を乾燥する蛍光ランプの製造方法であって、
   前記ガラス管の長さは９００ｍｍ以上であり、前記ガラス管の上端から下端までのガラス管周辺温度を３０°以上１００℃以下、かつ、フォードカップ計粘度を３００ｓｅｃ以下とした状態で前記ガラス管の内壁面に塗料膜を形成すること
   を特徴とする蛍光ランプの製造方法。

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