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CN101326132A - 外部电极荧光灯用外套容器 - Google Patents

外部电极荧光灯用外套容器 Download PDF

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CN101326132A
CN101326132A CNA2006800460808A CN200680046080A CN101326132A CN 101326132 A CN101326132 A CN 101326132A CN A2006800460808 A CNA2006800460808 A CN A2006800460808A CN 200680046080 A CN200680046080 A CN 200680046080A CN 101326132 A CN101326132 A CN 101326132A
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dielectric constant
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田中俊克
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种全部满足作为外部电极灯的外套容器所要求的各特性，具体而言、热膨胀系数α、液相粘度logη、介电常数ε、介质损耗角正切tanδ、体积电阻率logρ的外部电极灯用外套容器。该外部电极灯用外套容器，用于制作具有在外面设置有电极的结构的外部电极荧光灯的制造的外套容器，其特征在于：由含有以质量％计、SiO2 45～60％、B2O3 0～10％、Al2O3 0～10％、MgO 0～10％、CaO 0～10％、SrO0～9％、BaO 5～25％、ZnO 0～13％、TiO2 0～5％、CeO2 0～3％、∑RO(＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)20～40％、∑R2O(＝Li2O+Na2O+K2O)5～9.8％的玻璃形成。

Description

外部电极荧光灯用外套容器
技术领域
本发明涉及一种外部电极荧光灯用外套容器。
背景技术
液晶显示元件由于本身不发光，所以在用于笔记本型电子计算机、电视监视器、个人计算机(PC)监视器、车载用计量器等的用途时，广泛使用专用的照明装置(以下，称为背光装置)。
作为目前使用的背光装置的光源的荧光灯，使用小型且寿命长的冷阴极管。冷阴极管的发光原理与一般的照明用荧光灯的发光原理相同。即，通过被封入玻璃外套容器内的杜美包铜铁镍合金丝、科瓦铁镍钴合金、金属钨等，向内部的电极提供电力，在电极之间引起放电。通过该电极之间的放电，被封入外套容器内的水银(Hg)和氙(Xe)激发，放射紫外线。通过该放射的紫外线，使涂布于外套容器的内壁面的荧光体发出可见光线。为了控制荧光灯的发光中的电流量，冷阴极管装置，其每支灯管需要提高电压的变压器和控制电流的电容器。
近年来，液晶显示装置不断大型化，伴随这种现象，为了确保足够的亮度，在背光装置中使用多根冷阴极管。例如，在电视监视器中，主要使用如下背光装置：在液晶显示装置的后侧以约1～5cm的间隔均等地排列有多根荧光灯，并使其发光，通过扩散板取出均质的光。在这种液晶显示装置内，搭载对应灯的根数的电源，因此，在液晶显示装置内电源所占容积变大。其结果，不仅难于实现显示装置的薄型化，而且价格也增高。因此，期望将装置的电源统一为一个，然而，由于不能省略电容器，所以迄今为止未能实现。
再者，迄今为止的冷阴极灯，点灯中金属电极与Hg反应，构成合金，消耗Hg。因为Hg是起发光作用的成分，所以冷阴极灯逐渐变暗，不就变得不耐使用。这种冷阴极管的寿命有限。其寿命作为电视监视器用不能说足够长。
根据这种情况，研究一种不存在易影响寿命的内部电极、在灯外套管外周面的两端附近部分配置有电极的外部电极荧光灯(EEFL)(例如专利文献1、非专利文献1)。再者，提出一种具有多个放电空间的平面型外部电极灯(例如专利文献2、3)。外部电极荧光灯的电力供给方法，不是像冷阴极灯那样使电子从电极直接放出的方法，而是使玻璃外套容器的玻璃部分作为电介质发挥作用、并根据其介电特性使电子从管内面放出的方法。即，该方法是利用灯外套容器构筑电容器的代替机构的方法。其结果，不需要电容器，能够统一电源。基本的发光原理与现有的荧光灯相同，通过Hg或Xe，使紫外线发生，进而使荧光体发光。
就平面型外部电极灯而言，采用在与取出光的面相反一侧的灯外面具有电极的结构。例如，如图1所示，背面板1的板玻璃的厚壁作为电介质发挥作用，一对带状电极3(外部电极)作为一个电极发挥作用、而灯内部的Hg蒸气或Xe作为另一个电极发挥作用。该结构与电容器的结构相同。光透过前面板2被取出。
外套容器由背面板1和前面板2构成。背面板1，采用浮氏(Float)法、溢流(Over-flow)法、喷口(slit down)法等一般公知的玻璃板制造方法而制得。背面板2，在采用浮氏法、溢流法、喷口法等一般公知的玻璃板制造方法制得之后，使用规定的模具，由热软化加压成形制得。或者使熔融玻璃流入模具，使用规定的模具，由直接加压成形而制得。在这些的玻璃板的制造方法中，热膨胀系数α成为重要的因素。即，如果热膨胀系数α过大，则在制造工序中的冷却过程，因热冲击而造成玻璃板破损，难于进行连续生产。再者，在加压成形过程中，加压后的冷却过程中，因热冲击而造成成形玻璃板破损的频率会增大。并且，可以认为近年来，伴随液晶显示装置的大型化，要求更大型的外套容器，需要制造更大型的玻璃板，因热冲击而造成玻璃板破损的频率将更加增大。
就管型的外部电极灯而言，采用在外套容器外周面具有电极的构造。如图2所示，玻璃管(外套管)6的玻璃的厚壁作为电介质发挥作用，外部电极3作为一个电极发挥作用、而灯内部的Hg蒸气或Xe作为另一个电极3发挥作用。该结构与电容器的结构相同。将多根灯L1、L2连接在一个电源10上的情况下，各灯的电压都相等。
外套容器由玻璃管6形成。玻璃管6，采用丹尼法(Danner Process)、下拉法、上引法等一般公知的玻璃管制造方法而制得。在玻璃管的制造工序中，热膨胀系数α也成为重要的因素。如果热膨胀系数α过大，则在制造工序中的冷却过程，因热冲击而造成玻璃板破损，难于进行连续生产。再者，可以认为在荧光灯制造工序中热软化并封接玻璃管后的冷却过程中，或在热软化并弯曲玻璃管等的热加工后的冷却过程中，破损的频率将增大。
因此，对于任何形态的外套容器，均优选构成外套容器的玻璃的热膨胀系数α不过大，具体而言，为90×10-7/℃以下。再者，外部电极荧光灯，不需要封接杜美包铜铁镍合金丝、科瓦铁镍钴合金、金属钨等的电极和玻璃。因此，虽然外套容器所使用的玻璃的热膨胀系数α是任意的，但根据上述理由，优选热膨胀系数α越小越好。
还有，在由熔融玻璃成形玻璃板、玻璃管时，重要的是：不发生因成形粘度、结晶析出造成的失透。可以说，结晶析出的粘度用液相粘度logη表示，当该液相粘度logη大于成形粘度时，能够成形。在通常的玻璃板、玻璃管的成形中，优选液相粘度logη为5.2以上。
再者，就外部电极荧光灯而言，通过用交流电源驱动上述电容器机构，为灯提供电力。灯的亮度由电能决定。电容器的电能(电荷Q)用静电容量C和电压V(如下所述)求得。
Q＝C×V    式1
[Q；电荷；C：静电容量；V：端子电压]
如式1所示，可以说，静电容量C决定电荷Q。静电容量C为介电常数ε、面积S和厚度d的倒数的乘积(下述式)。
C＝ε×S×(1/d)式2
[C：静电容量；ε：电介质介电常数；
S：电极面积；d：电介质厚度]
由式1和式2，可推导出式3。
Q＝ε×S×(1/d)×V    式3
如式3所示，如果端子电压V、电极面积D和电介质厚度d一定，介电常数ε越大，电荷Q越大，外部电极荧光灯的灯效率越高。再者，如果电荷Q为一定，介电常数ε越大，端子电压V越小，能够更节省电力。因为外部电极荧光灯的外套容器的玻璃的厚壁作为电介质发挥作用，所以优选玻璃的介电常数ε高，具体而言，优选在1MHz、常温下的介电常数ε为6.5以上。
再者，如果介质损耗角正切tanδ大，则介质损耗也变大。因为介质损耗变为热能，所以如果介质损耗变大，则玻璃本身开始发热。如果持续发热，则使玻璃热软化而存在在灯的电极部开孔的危险。因此，优选介质损耗角正切要小，具体而言，优选在1MHz、常温下的介质损耗角正切tanδ为0.003以下。
并且，因为荧光灯在40KHz～100KHz的频率范围内使用，所以在该频率范围内的介电特性也重要。存在频率越高、介质损耗角正切tanδ越小的倾向。即，40KHz的介质损耗角正切tanδ大于100KHz的介质损耗角正切tanδ。因此，能够用40KHz的值规定外套容器用玻璃的介电特性。优选40KHz的介电常数ε为7.0以上，150℃下介质损耗角正切tanδ为0.01以下，250℃下介质损耗角正切tanδ为0.02以下，350℃下介质损耗角正切tanδ为0.1以下。而且，150℃相当于灯的通常的工作温度；250℃相当于在灯内部有可能发生的温度；350℃为从安全方面应当考虑的温度。这些温度之中，由于荧光灯中被考虑的最高温度为250℃左右，所以该温度下的值最受重视。
再者，就外部电极荧光灯而言，端子电压高。因此，如果玻璃的体积电阻率logρ低，则电流在玻璃内流动，灯效率降低，除此之外，还存在因焦耳热而产生的外套容器的变形和周边部件着火等的危险性。因此，优选体积电阻率logρ高，具体而言，优选体积电阻率logρ为9.5以上。
专利文献1：特开2002-8408号公报
专利文献2：特表2002-508574号公报
专利文献3：特开2000-156199号公报
非专利文献1：照明学会志vol.87No.12003p18
发明内容
目前，作为外部电极灯的外套容器，转用作为冷阴极灯的外套管使用的市售的硼硅酸系玻璃管或钠玻璃管。这种硼硅酸系玻璃，具有能够封接冷阴极灯的电极所使用的科瓦铁镍钴合金或金属钨的、30～60×10-7/℃左右的热膨胀系数α。再者，上述钠玻璃为具有封接用作冷阴极灯的电极的杜美包铜铁镍合金的、90～100×10-7/℃左右的热膨胀系数α的玻璃。
然而，利用冷阴极灯的外套管制得的外部电极灯，由于外套容器玻璃不具有适当的介电特性，所以不能得到高性能的灯。即，在使用了硼硅酸系玻璃管的情况下，存在因介电常数小而导致灯效率低的问题。再者，在使用了钠玻璃管的情况下，虽然灯效率高，但是由于介电损耗大，所以存在因玻璃的发热而引起的在电极部分开孔的问题。
本发明的目的在于：提供一种全部满足作为外部电极灯的外套容器所要求的各特性，具体而言、热膨胀系数α、液相粘度logη、介电常数ε、介质损耗角正切tanδ、体积电阻率logρ的外部电极灯用外套容器。
本发明的发明人进行了各种的研究，其结果发现通过选择特定范围内的玻璃组成能够达到上述目的，从而提出本发明。
即，本发明的外部电极灯用外套容器，用于制作具有在外面设置有电极的结构的外部电极荧光灯，其特征在于：
由含有以质量％计、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％、∑RO(＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)20～40％、∑R2O(＝Li2O+Na2O+K2O)5～9.8％的玻璃形成。
另外，以下，除特别说明以外，“％”表示“质量％”。
发明的效果
因为本发明的外部电极灯用外套容器由能够全部满足作为外套容器所要求的各特性(具体而言，30～380℃时的热膨胀系数α为70～90×10-7/℃，液相粘度logη为5.2以上，1MHz、室温的介电常数ε为6.5以上，介质损耗角正切tanδ为0.003以下，250℃时的体积电阻率logρ为9.5以上，40KHz、150℃的介电常数ε为7以上，介质损耗角正切tanδ为0.01以下，40KHz、250℃的介电常数ε为7以上，介质损耗角正切tanδ为0.02以下，40KHz、350℃的介电常数ε为7以上，介质损耗角正切tanδ为0.1以下)的玻璃构成，所以在外套容器的制造工序中，不易产生玻璃的失透和破损。而且，使用该外套容器制作的外部电极灯，灯效率高，另外也不易发生点灯中因玻璃的发热而引起的电极部分开孔的问题。
附图说明
图1为表示平面型的外部电极荧光灯的说明图。
图2为表示管型的外部电极荧光灯的说明图。
图3为表示测定介电特性的试样的说明图，(a)显示从侧面观测试样的图，(b)显示从底面侧观测试样的图。
图4为表示测定介电特性的装置的说明图。
符号说明
1外套容器用背面板
2外套容器用前面板
3电极
4荧光体
5隔板
6外套管
10电源
L、L1、L2外部电极荧光灯
具体实施方式
本发明的外套容器为用于制造具有在外面设置有电极的结构的外部电极荧光灯的外围器。容器形状能够采用适于灯形状的形状。
例如，在为管型灯的情况下，外套容器具有管形状。这里，所谓管形状，意指其截面并不局限于正圆，具有椭圆等的各种截面形状的柱状体。
在为平面型灯的情况下，外套容器具有大致箱形的形状，用以形成一个或多个放电空间。外套容器，由于制造上的制约，所以优选由多个部件构成。例如，可以使用分别的部件即前面板和背面板构成背面部分和前面部分。在形成多个放电空间的情况下，例如，可以在前面板和/或背面板上设置多个凹部或凸部。
本发明的外套容器由含有以质量％计、SiO2 45～60％、B2O3 0～10％、Al2O3 0～10％、MgO 0～10％、CaO 0～10％、SrO 0～9％、BaO5～25％、ZnO 0～13％、TiO2 0～5％、CeO2 0～3％、∑RO(＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)20～40％、∑R2O(＝Li2O+Na2O+K2O)5～9.8％的玻璃形成。以下，说明如上所述限定玻璃的组成范围的理由。
SiO2是用于构成玻璃的骨架的主要成分，含量越增加，玻璃的机械强度也越增加。另一方面，因为具有提高粘度的倾向，所以如果其含量过高，则玻璃难以熔融和成形。其含量为45％以上，优选为48％以上。另外，其含量为60％以下，优选为58％以下。如果SiO2的含量为45％以上，则能够确保可使用的程度的机械强度。如果SiO2的含量为48％以上，则能够得到经得住玻璃板和玻璃管制造工序中的连续生产的机械强度。再者，如果SiO2的含量为60％以下，则玻璃熔融不需要长时间，从而不会影响生产性。如果SiO2的含量为58％以下，则可以顺利地进行玻璃板的加压成形过程和荧光灯的制造过程中的热加工。
B2O3是构成玻璃的骨架的成分，是对因熔解温度低而提高玻璃的熔融性、降低粘度有效的成分。另一方面，如果含量过高，则玻璃分相，玻璃成形变得困难。其含量为10％以下，优选为8％以下，更优选为7.5％以下。如果B2O3的含量为10％以下，则在玻璃板和玻璃管的制造工序中可以不存在分相问题而进行生产。如果B2O3的含量为8％以下，则能够更长期地进行连续的稳定生产。
Al2O3是构成玻璃的骨架的成分，具有改善玻璃的稳定性、另外抑制玻璃分相的效果。另一方面，因为存在提高粘度的倾向，所以如果含量过高，则玻璃成形变得困难。其含量为10％以下，优选为8％以下，更优选为7％以下。如果Al2O3的含量为10％以下，则玻璃熔液的粘度不会变得过高，玻璃的熔融、玻璃板和玻璃管的成形变得容易。如果Al2O3的含量为7％以下，则能够顺利地进行在玻璃板的加压成形过程和荧光灯的制造过程中的热加工。
MgO和CaO是填充在玻璃骨架的间隙的成分。具有不大幅度地增大玻璃的热膨胀系数α并提高玻璃的熔融性的效果，还具有提高介电特性的效果。另一方面，是由于增强结晶倾向，易使玻璃失透的成分。再者，如果含量过高，则使热膨胀系数α增大。
MgO和CaO的含量分别为10％以下，优选分别为8％以下。如果MgO和CaO的含量分别为10％以下，则不易发生在玻璃板和玻璃管的制造工序中的失透，使达到工业水平的生产成为可能。再者，因为热膨胀系数α也不会变得过大，所以因热冲击而引起的破损的频率也变低。如果MgO和CaO的含量分别为8％以下，则能够更长期地进行连续的稳定生产。再者，如果热膨胀系数α的增大进一步被抑制，则因热冲击而引起的破损的频率也进一步变低。
SrO和BaO是填充在玻璃骨架的间隙的成分。具有不大幅度增大玻璃的热膨胀系数α并提高玻璃的熔融性的效果，还具有提高介电特性的效果。特别是，BaO的提高介电特性的效果大。另一方面，是容易析出结晶而使玻璃失透的成分。再者，如果含量过高，则使热膨胀系数α增大。
SrO的含量为9％以下，优选为8％以下。如果SrO的含量为9％以下，则不易发生玻璃板和玻璃管的制造工序中的失透，使达到工业水平的生产成为可能。再者，因为热膨胀系数α也不会变得过大，所以因热冲击而引起的破损的频率也变低。如果SrO的含量为8％以下，则能够不产生失透问题、并长期地进行连续的稳定生产。再者，如果热膨胀系数α的增大进一步被抑制，则因热冲击而引起的破损的频率也进一步变低。而且，SrO虽然不是必要成分，但是优选含有0.5％以上，特别优选含有1％以上。
BaO的含量为5％以上，优选为7.5％以上。另外，BaO的含量为25％以下，优选为23％以下，更优选为22.5％以下。如果BaO的含量为5％以上，则能够得到提高介电常数ε、降低介质损耗角正切tanδ的效果。如果BaO的含量为7.5％以上，则提高介电常数ε、降低介质损耗角正切tanδ的效果显著地提高。如果BaO的含量为25％以下，则在玻璃板和玻璃管的制造工序中的失透被抑制，使达到工业水平的生产成为可能。再者，因为热膨胀系数α不会变得过大，所以因热冲击而引起的破损的频率也变低。如果BaO的含量为23％以下，则能够长期地进行连续的稳定生产。再者，如果热膨胀系数α的增大进一步被抑制，则因热冲击而引起的破损的频率也进一步变低。
ZnO是填充在玻璃骨架的间隙的成分，是抑制碱土金属氧化物(MgO、CaO、SrO、BaO)和SiO2的结晶析出的成分。还是对提高介电特性具有效果的成分。另一方面，如果ZnO的含量过高，则容易析出含有ZnO的结晶，从而使玻璃的失透倾向变强。ZnO的含量为13％以下，优选为12％以下。如果ZnO的含量为13％以下，则能够抑制在玻璃板和玻璃管的制造工序中的失透，可以按工业水平生产。如果ZnO的含量为12％以下，则能够长期地进行连续的稳定生产。而且，ZnO虽然不是必要成分，但是优选含有0.5％以上，特别优选含有1％以上。
根据∑RO(MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO的总含量)，可以大致预测玻璃的介电特性。即，该总含量越高，介电常数ε越大，介质损耗角正切tanδ越小，因而提高介电特性。另一方面，如果该总含量过高，则结晶变得容易析出。∑RO为20％以上，优选为25％以上。如果∑RO为20％以上，则能够满足作为外部电极灯用外套容器所需要的介电特性。如果∑RO为25％以上，则能够得到足够大的介电常数，因而可以减小在灯端子上施加的电力，能够更加节省电力。另一方面，如果∑RO为40％以下，则能够抑制在玻璃板和玻璃管的制造工序中的失透，能够以工业水平进行生产。如果∑RO的含量为38％以下，则能够长期地进行连续的稳定生产。
Li2O、Na2O、K2O等碱金属氧化物是填充在玻璃骨架的间隙的成分。作为使玻璃原料容易熔融的助熔剂发挥作用，具有使玻璃容易熔融的效果。这些碱金属氧化物还是具有使介电常数ε增大的倾向的成分。另一方面，如果含量变大，则介质损耗角正切tanδ变大，体积电阻率logρ变小，热膨胀系数α变大。因此，这些成分的总含量Li2O+Na2O+K2O(＝∑R2O)为5％以上、9.8％以下。如果∑R2O为5％以上，则在玻璃熔融中不影响熔化原料，生产稳定，使介电常数ε提高的倾向也变大。再者，如果∑R2O为9.8％以下，则热膨胀系数α变得过大，介质损耗角正切tanδ、体积电阻率logρ也变得过大。
再者，为了在不降低碱含量的同时抑制介质损耗角正切tanδ和体积电阻率logρ的增大，可以利用碱混合效果。因此，优选在Li2O 0～5％、优选为0～3％、Na2O 0.1～8％、优选为0.3～5％、K2O 0.5～8％、特别优选为1～7％的范围内，调节各成分的含量。
再者，在碱金属氧化物之中，特别是，如果Li2O和Na2O的含量变得过高，则体积电阻率logρ变大。因此，为准确得到碱的混合效果，优选调节Li2O/∑R2O为0.4以下，并优选调节Na2O/∑R2O为0.6以下。如果这些比为上述范围，则抑制体积电阻率ρ的增大的效果大，从而优选。
再者，根据(∑RO+∑R2O)/(SiO2+B2O3+Al2O3)，能够预测玻璃的介电常数ε。即，该比越大，介电常数越大。为使玻璃的介电常数ε增大，在玻璃骨架的间隙密集地填充碱金属离子(Li离子、Na离子、K离子等)、碱土金属离子(Mg离子、Ca离子、Sr离子、Ba离子等)、或Zn离子等的方法是有效的。(∑RO+∑R2O)/(SiO2+B2O3+Al2O3)的比优选为0.55以上。如果该比小于0.55，则使介电常数ε增大的效果小。但是，如果该比大于0.85，则热膨胀系数α变得过大，因此，不优选。
再者，原子序号越大的元素，增大介电常数ε的效果越大。即，R2O中，K2O使介电常数增大的效果最大，其次为Na2O。在RO中，BaO使介电常数增大的效果最大，其次为SrO和ZnO。因此，优选优先选择这些成分使用。
TiO2是与碱土金属氧化物共存时发挥使介电常数ε增大的效果的成分。还是具有遮蔽由灯发出的紫外线的效果的成分。另一方面，如果TiO2的含量过高，则因析出TiO2的结晶而影响玻璃成形。如果TiO2的含量为5％以下，则不会析出TiO2的结晶，能够进行稳定的玻璃成形。
CeO2是具有遮蔽由灯发出的紫外线的效果的成分。还是使玻璃的熔融时的消泡良好的澄清剂成分。另一方面，因为当CeO2的含量变高时玻璃着色成黄色，所以作为外套容器不优选。因此，CeO2的含量被限制在3％以下。如果CeO2的含量大于3％，则玻璃显著着色成黄色，因此不优选。
另外，WO3、Nb2O5也是具有遮蔽由灯发出的紫外线的效果的成分，可以根据需要，分别添加至3％。再者，这些成分因为被填充在玻璃骨架的间隙，所以具有使介电常数ε增大的效果。但是，如果WO3、Nb2O5的含量大于3％，则玻璃失透，因此不优选。
除了上述以外，还能够添加填充在玻璃骨架的间隙、被认为具有使介电常数ε增大的效果的ZrO2、Fe2O3、Sb2O3、As2O3、PbO、Y2O3、Ga2O3、MoO3、稀土类氧化物、镧系元素氧化物各种各样的成分。再者，作为澄清剂，能够分别含有SO2、Cl2等1％以下。
关于本发明的外套容器，构成容器的玻璃的优选组成范围为，以质量％计、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％、∑RO(＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)25～40％、∑R2O(＝Li2O+Na2O+K2O)5～9.8％，特别优选的范围为，以质量％计、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％、∑RO(＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)25～38％、∑R2O(＝Li2O+Na2O+K2O)5～9.8％。
接着，说明本发明的外部电极荧光灯用外套容器的制造方法。
首先，说明制造管形状的外套容器的情况。
在按上述组成调合并混合原料之后，在熔融炉内熔融。此时，根据需要，调整玻璃中的水分量。接着，采用丹尼法、下拉法、上引法等的管拉伸法，将熔融的玻璃成形为管状。其后，将管状玻璃切断成规定的尺寸，根据需要，进行后加工，据此制得外部电极荧光灯用外套容器。
其次，说明制造平面型的外套容器的情况。
在按上述组成调合并混合原料之后，在熔融炉内熔融。此时，根据需要，调整玻璃中的水分量。接着，采用溢流法、浮氏法、喷口法等的方法，板拉伸成形熔融玻璃。其后，将板状玻璃切断成规定的尺寸，根据需要，进行后加工，据此制得背面板。再者，通过加压加工等，将同样制作的板玻璃再成形，据此，形成构成放电空间的一个或多个凹部。如此，制得前面板。然后，使用封接材料等，封接前面板和背面板。另外，可以在前面板和背面板的规定部位，预先涂布荧光体。如此能够制得具有一个或多个放电空间的平面型外部电极荧光灯用外套容器。
使用制得的外套容器，采用通常的方法，能够制作外部电极荧光灯。另外，在组装荧光灯之前，能够在外套容器的外面、例如若为管形状的外套容器则在其两端附近形成电极，若为平面型的外套容器则在背面板上形成电极。
实施例1
以下，基于实施例，说明本发明。表1～3表示构成本发明外套容器的玻璃的实施例(试样No.1～13)，表4～6表示比较例(试样No.14～24)。
[表1]
  1   2   3   4
  SiO2Al2O3B2O3MgOCaOSrOBaOZnOLi2ONa2OK2OTiO2CeO2   52.81.05.04.00.24.516.37.01.32.64.01.20.2   48.66.51.03.03.86.019.84.02.41.73.00.2   53.90.46.91.51.67.617.25.00.62.81.70.70.1   57.11.22.47.30.65.614.52.00.31.84.42.8
  ∑RO∑R2OLi/∑R2ONa/∑R2O(∑RO+∑R2O)/(SiO2+Al2O3+B2O3)   32.07.90.160.330.68   36.67.10.340.240.78   32.95.10.120.550.62   30.06.50.050.280.60
[表2]
  5   6   7   8
  SiO2Al2O3B2O3MgOCaOSrOBaOZnOLi2ONa2OK2OTiO2CeO2Sb2O3   54.51.60.30.22.03.521.84.01.33.73.63.40.1   50.20.87.42.64.31.115.510.71.11.13.81.30.1   55.31.15.23.76.910.27.01.23.05.21.00.2   52.73.56.01.55.37.611.31.23.55.11.80.5
  ∑RO∑R2OLi/∑R2ONa/∑R2O(∑RO+∑R2O)/(SiO2+Al2O3+B2O3)   31.58.60.150.430.71   34.26.00.180.180.69   27.89.40.130.320.60   31.79.80.120.360.74
[表3]
  9   10   11   12   13
  SiO2Al2O3B2O3MgOCaOSrOBaOZnOLi2ONa2OK2OTiO2CeO2ZrO2Sb2O3   55.02.65.10.84.213.86.22.64.04.31.30.1   51.33.24.61.07.813.28.21.83.14.31.20.20.1   51.60.87.86.81.811.69.22.33.74.20.2   52.15.32.84.07.54.712.60.94.23.12.30.10.20.2   52.91.85.53.50.26.015.27.31.52.43.40.3
  ∑RO∑R2OLi/∑R2ONa/∑R2O(∑RO+∑R2O)/(SiO2+Al2O3+B2O3)   30.16.60.390.64   30.29.20.200.340.67   29.46.00.380.59   28.88.20.110.510.61   32.27.30.210.330.66
[表4]
  14   15   16   17
  SiO2Al2O3B2O3MgOCaOSrOBaOZnOLi2ONa2OK2OTiO2CeO2   70.50.17.02.04.08.08.00.4   65.05.020.01.01.57.00.5   55.09.02.02.010.010.05.07.0   70.02.01.04.54.516.02.0
  ∑RO∑R2OLi/∑R2ONa/∑R2O(∑RO+∑R2O)/(SiO2+Al2O3+B2O3)   13.016.00.00.50.41   0.09.50.110.160.11   24.012.00.00.420.56   9.018.00.00.890.37
[表5]
  18   19   20   21
  SiO2Al2O3B2O3MgOCaOSrOBaOZnOLi2ONa2OK2OTiO2CeO2Sb2O3   52.23.20.86.49.315.82.61.35.82.30.3   56.71.71.426.94.83.44.60.5   50.10.35.78.39.714.13.55.13.2   48.25.06.62.77.510.56.02.23.86.51.0
  ∑RO∑R2OLi/∑R2ONa/∑R2O(∑RO+∑R2O)/(SiO2+Al2O3+B2O3)   31.59.70.270.130.73   33.18.00.430.70   37.88.60.410.92   26.712.50.180.300.66
[表6]
  22   23   24
  SiO2Al2O3B2O3MgOCaOSrOBaOZnOLi2ONa2OK2OTiO2CeO2Sb2O3∑RO   56.23.56.01.55.34.311.31.23.55.11.80.5   56.20.46.91.51.67.617.25.00.61.01.20.70.1   51.71.60.30.22.03.521.84.03.82.22.66.20.1
  ∑R2OLi/∑R2ONa/∑R2O(∑RO+∑R2O)/(SiO2+Al2O3+B2O3)   28.49.80.120.360.64   32.92.80.210.360.56   31.58.60.440.260.75
首先，按照表的组成，调合玻璃原料，然后使用铂坩锅，在1500℃下，熔融5小时。熔融后，将熔液成形、加工成规定的形状，制得各玻璃试样。另外，作为原料，能够使用天然矿物质、氧化物、碳酸盐、硫酸盐等，考虑原料的分析值，调合即可，原料的种类没有限定。
接着，关于制得的玻璃试样，评价各种各样的特性，结果表示在表中。
[表7]
  1   2   3   4
  热膨胀系数α[30-380℃]×10-7/℃   80   88   71   74
  液相粘度logηdPa·s   5.8   5.3   5.2   5.6
  体积电阻率logρ[250℃]Ω·cm   10.9   10.4   11.2   10.4
  介电常数ε1MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 7.27.98.08.4 7.48.68.79.3 7.17.67.78.0 7.17.47.67.9
  介质损耗角正切×10-41MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 101550229 81342210 152173264 163399361
[表8]
  5   6   7   8
  热膨胀系数α[30-380℃]×10-7/℃ 84 86 82 85
  液相粘度logηdPa·s   5.5   5.3   5.6   5.7
  体积电阻率logρ[250℃]Ω·cm 10.0 10.5 10.1 9.8
  介电常数ε1MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 7.28.38.59.2 7.38.48.58.9 7.17.57.98.5 7.28.58.69.0
  介质损耗角正切×10-41MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 2152164523 132887302 2566192695 2870196764
[表9]
  9   10   11   12   13
  热膨胀系数α[30-380℃]×10-7/℃ 75 81 76 78 79
  液相粘度logηdPa·s   5.8   5.5   5.9   5.4   5.7
  体积电阻率logρ[250℃]Ω·cm 11.1 10.0 10.3 10.1 11.1
  介电常数ε1MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 7.17.87.98.3 7.27.77.88.1 7.07.57.98.3 7.17.47.78.2 7.17.87.98.2
  介质损耗角正切×10-41MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 122046203 2461182688 1757161564 2042137515 91345213
[表10]
  14   15   16   17
  热膨胀系数α[30-380℃]×10-7/℃ 96 53 84 98
  液相粘度logηdPa·s   6.4   5.4   5.2   6.1
  体积电阻率logρ[250℃]Ω·cm   8.3   12.0   9.6   6.4
  介电常数ε1MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 6.76.97.610.2 5.35.45.66.3 7.68.59.411.2 7.08.413.121.1
  介质损耗角正切×10-41MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 241124703800 2555190990 33772931429 728407500100000
[表11]
  18   19   20   21
  热膨胀系数α[30-380℃]×10-7/℃   71   91   94   95
  液相粘度logηdPa·s   5.1   4.2   4.9   4.6
  体积电阻率logρ[250℃]Ω·cm   9.7   9.4   10.9   9.0
  介电常数ε1MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 7.7 7.6 8.0 7.27.88.08.6
  介质损耗角正切×10-41MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 18 18 15 321084202359
[表12]
  22   23   24
  热膨胀系数α[30-380℃]×10-7/℃ 81 71 84
  液相粘度logηdPa·s   5.6   5.2   4.9
  体积电阻率logρ[250℃]Ω·cm 11.2 10.0
  介电常数ε1MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 6.46.16.46.9 6.96.66.76.9 7.28.38.59.2
  介质损耗角正切×10-41MHz室温40KHz 150℃40KHz 250℃40KHz 350℃ 371252641579 81141189 431362941743
再者，关于1MHz、室温下的介电常数ε和介质损耗角正切tanδ、250℃时的体积电阻率logρ，使用各玻璃试样，制作50×50×3tmm的尺寸的板状试样，贴上30mmφ的电极，利用LCR测量仪进行测定。介电常数ε和介质损耗角正切tanδ的测定条件设定为1MHz、25℃。
40KHz下的介电常数ε和介质损耗角正切tanδ的评价如下所述地进行。首先，如图3所示，准备#1000加工的直径20mm、厚度1mm的圆盘状试样G，在试样的一面上，利用金蒸镀，分别制作外径14.5mm的主电极a和同心状地设置在主电极a的外侧的外径20mm、内径16mm的引导电极b。另外，还在试样的另一面上，在其整个面上，利用金蒸镀，制作对电极c。
测定装置，如图4所示，形成具有加热器100、试样测定室110和LCR测量仪(未图示)的结构。加热器使用无介电卷起的带加热器。为了避免因加热器100的影响而产生的电磁感应，将试样测定室110设置在屏蔽(金属筒)120内。再者，在试样测定室110设置有用于与试样G的主电极a连接的主电极用端子111、以及用于与引导电极b连接的引导电极用端子112，并使二者能够一体升降。主电极用端子111与LCR测量器的端子、引导电极用端子112与LCR测量器的引导端子，分别通过导线连接。再者，在试样测定室110内的上部，设置有用于与试样G的对电极c连接的对电极用端子113。对电极用端子113通过导线与LCR测量器的端子连接。另外，为了使对电极用端子113的导线与主电极用端子111的导线之间的影响消除，在二者之间设置有屏蔽(铝箔，未图示)。再者，在保持于试样测定室110内的试样G的附近设置有与温度计连接的热电偶114，能够测定试样温度。
为了利用上述测定装置，测定试样G的介电特性，首先，在主电极用端子111和引导电极用端子112上载置试样G。其次，向上方移动两端子，以被压入设置在上部的对电极用端子113的状态保持试样G，使其为。接着，利用加热器100加热试样G，并利用LCR测量器，测定达到规定温度时的介电特性。如此，在室温-1MHz、40KHz-150℃、40KHz-250℃、40KHz-350℃的条件下，测定介质损耗角正切。
热膨胀系数α利用热膨胀测定器测定。
液相粘度如下所述求得。首先，将已粉碎成粒径0.1mm左右的玻璃装入船形的铂容器内，在温度梯度炉内保持24小时后，取出。利用显微镜，观察该试样，测定结晶的初相出现的温度(液相线温度)，其次，根据预先测定的该玻璃的温度与粘度的关系，求得与初相的温度对应的粘度(液相线粘度logρ)。
采用ASTM C336、ASTM C338以及球拉伸法，求得与粘度相当的温度。
实施例2
以下，说明使用具有与实施例1中使用的玻璃试样相同的组成的玻璃，制作管型的外部电极荧光灯用外套容器的方法。
首先，在耐火材料制的炉内，在1500℃下、24小时将调制成与各试样相同的玻璃的原料熔融。然后，向丹尼成形装置内供给玻璃熔液，进行管拉伸、并切断，制得外径3.0mm、壁厚0.3mm、长度800mm的管玻璃，可以将其用作外套容器。
如此制得的外套容器，供应于管型外部电极荧光灯的制造。
实施例3
以下，说明使用具有与实施例1中使用的玻璃试样相同的组成的玻璃，制作平面型外部电极荧光灯用外套容器的方法。
首先，在耐火材料制的炉内，在1500℃下将调制成与各试样相同的玻璃的原料熔融。然后，向浮氏成形装置内供给玻璃熔液，进行板拉伸、并切断，制得300×200mm、壁厚0.9mm的板玻璃，将其用作外套容器用背面板。另外，利用模具，加压加工同样制作的300×200mm、壁厚0.9mm的板玻璃，形成放电空间形成用的凹部，制得外套容器用前面板。
如此制得的背面板和前面板，在预先接合形成箱形(外套容器)之后，供应给平面型外部电极荧光灯的制造。或者，在灯的制造工序的途中，或在最终工序中接合，构成平面型外部电极荧光灯的外套容器。

Claims (11)

1.一种外部电极灯用外套容器，用于制作具有在外面设置有电极的结构的外部电极荧光灯，其特征在于：
由含有以质量％计、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％、∑RO(＝MgO+CaO+SrO+BaO+ZnO)20～40％、∑R2O(＝Li2O+Na2O+K2O)5～9.8％的玻璃形成。
2.如权利要求1所述的外部电极灯用外套容器，其特征在于：
以质量比计，Li2O/∑R2O为0.4以下。
3.如权利要求1或2所述的外部电极灯用外套容器，其特征在于：
以质量比计，Na2O/∑R2O为0.6以下。
4.如权利要求1～3中任一项所述的外部电极灯用外套容器，其特征在于：以质量比计，(∑RO+∑R2O)/(SiO2+B2O3+Al2O3)为0.55～0.85。
5.如权利要求1～4中任一项所述的外部电极灯用外套容器，其特征在于：由30～380℃的热膨胀系数α为70～90×10-7/℃的玻璃形成。
6.如权利要求1～5中任一项所述的外部电极灯用外套容器，其特征在于：由1MHz、室温的介电常数ε为6.5以上、介质损耗角正切tanδ为0.003以下的玻璃形成。
7.如权利要求1～6中任一项所述的外部电极灯用外套容器，其特征在于：由250℃的体积电阻率logρ为9.5以上的玻璃形成。
8.如权利要求1～7中任一项所述的外部电极灯用外套容器，其特征在于：由40KHz、150℃的介电常数ε为7以上、介质损耗角正切tanδ为0.01以下的玻璃形成。
9.如权利要求1～8中任一项所述的外部电极灯用外套容器，其特征在于：由40KHz、250℃的介电常数ε为7以上、介质损耗角正切tanδ为0.02以下的玻璃形成。
10.如权利要求1～9中任一项所述的外部电极灯用外套容器，其特征在于：由40KHz、350℃的介电常数ε为7以上、介质损耗角正切tanδ为0.1以下的玻璃形成。
11.如权利要求1～10中任一项所述的外部电极灯用外套容器，其特征在于：由液相粘度logη为5.2以上的玻璃形成。
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