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JP4476257B2 - Glass tube processing method, glass tube manufacturing method, and fluorescent lamp manufacturing method - Google Patents
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Glass tube processing method, glass tube manufacturing method, and fluorescent lamp manufacturing method Download PDF

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Description

本発明は、ガラス管の加工方法、ガラス管の製造方法および蛍光ランプの製造方法に関する。 The present invention is a processing method of a glass tube, a method of manufacturing a manufacturing method and fluorescent lamp glass tube.

蛍光ランプの中でも、管状をしたガラスバルブの内面側に蛍光体層が形成され、両端部に内部電極として冷陰極が設けられてなる冷陰極蛍光ランプは、細径化に適している。このため、薄型化(小型化)が要求されるバックライトユニットの光源として好適に用いられている。
細径の蛍光ランプのガラスバルブに用いられるガラス管の材料として、従来、強度の点で優れているホウ珪酸ガラスが使用されている。
Among the fluorescent lamps, a cold cathode fluorescent lamp in which a phosphor layer is formed on the inner surface side of a tubular glass bulb and a cold cathode is provided as an internal electrode at both ends is suitable for reducing the diameter. For this reason, it is suitably used as a light source of a backlight unit that is required to be thin (downsized).
As a material of a glass tube used for a glass bulb of a small-diameter fluorescent lamp, conventionally, borosilicate glass that is excellent in terms of strength has been used.

ガラス管には、ダンナー法やベロー法等の管引き成形法によって形成されたガラス管を適当な長さ寸法に切断したものが用いられる(特許文献1,2)。また、ガラス管は、その製法上の理由から、若干弓なりに湾曲している。蛍光体層を形成するために、湾曲したまま、蛍光体を含む塗布液を塗布すると、最終的に得られる蛍光体層の厚みにむらが生じ、点灯させたときの輝度むらとなって現れる。そこで、輝度の均一性が厳しく要求されるバックライト用の光源として用いる場合には、湾曲したガラス管は真っ直ぐに矯正される。この矯正は、以下のようにして実施される。   As the glass tube, a glass tube formed by a tube forming method such as the Danner method or the bellows method and cut into an appropriate length is used (Patent Documents 1 and 2). Further, the glass tube is slightly bent in a bow shape because of its manufacturing method. When a coating liquid containing a phosphor is applied while being curved to form the phosphor layer, unevenness occurs in the thickness of the finally obtained phosphor layer, which appears as uneven luminance when lit. Therefore, when used as a light source for a backlight that requires strict luminance uniformity, the curved glass tube is straightened. This correction is performed as follows.

先ず、矯正対象であるホウ珪酸ガラスからなるガラス管(以下、「ホウ珪酸ガラス管」と言う。)を、この外径よりも十分に大きな内径を有し、加熱炉中に水平に保持された石英ガラスからなる直管(以下、「石英管」と言う。)内に挿入する。そして、石英管をその軸心周りに回転させながら、加熱炉内の温度を、ホウ珪酸ガラス管の表面が560〜660℃になる程度に昇温させ、この温度で一定時間保持する。このようにすることにより、ホウ珪酸ガラス管は、石英管内で自転しながら、自重によって徐々に真っ直ぐに矯正されることとなる。なお、上記原理に鑑みると、ホウ珪酸ガラス管の表面は、軟化点である780℃近傍まで上げればよいように思われるが、660℃を超えると、却って、石英管の中でホウ珪酸ガラス管が不規則に湾曲してしまうことが認められている。
特開平8−283031号公報 特開2005−162532号公報
First, a glass tube made of borosilicate glass (hereinafter referred to as “borosilicate glass tube”) to be corrected has an inner diameter sufficiently larger than the outer diameter and is held horizontally in a heating furnace. It is inserted into a straight tube made of quartz glass (hereinafter referred to as “quartz tube”). Then, while rotating the quartz tube around its axis, the temperature in the heating furnace is raised to such an extent that the surface of the borosilicate glass tube becomes 560 to 660 ° C. and held at this temperature for a certain time. By doing in this way, the borosilicate glass tube is gradually straightened by its own weight while rotating in the quartz tube. In view of the above principle, it seems that the surface of the borosilicate glass tube may be raised to the vicinity of 780 ° C., which is the softening point, but if it exceeds 660 ° C., the borosilicate glass tube in the quartz tube is on the contrary. Has been observed to be irregularly curved.
JP-A-8-283031 JP 2005-162532 A

ところで、現在、冷陰極蛍光ランプを構成するガラスバルブに使用されるガラス管の材料は、上記したように強度面からホウ珪酸ガラスが主流であるが、コスト面からソーダガラスを使用したいといった要請がある。
ソーダガラスは、現在、室内照明等の一般照明用の蛍光ランプにおけるバルブ材料として用いられている。一般照明に用いる場合には、バックライトに用いるほど厳しく輝度の均一性が要求されないので、上記した矯正処理はなされていないのであるが、バックライトに用いるに際しては、ホウ珪酸ガラスと同様、この矯正処理が必要となってくる。
By the way, the material of the glass tube used for the glass bulb constituting the cold cathode fluorescent lamp is mainly borosilicate glass from the viewpoint of strength as described above, but there is a demand for using soda glass from the viewpoint of cost. is there.
Soda glass is currently used as a bulb material in fluorescent lamps for general lighting such as indoor lighting. When used for general lighting, the brightness uniformity is not as severe as it is used for backlights, so the above-mentioned correction treatment is not performed. However, when used for backlights, this correction is similar to borosilicate glass. Processing is required.

加えて、ソーダガラスを用いる場合には、当該ソーダガラスからなるガラス管(以下、「ソーダガラス管」と言う。)を強化する必要がある。この強化法として、ガラス管を軟化点近傍まで昇温させる方法がある(以下、「加熱強化処理」と称する。)。上記管引き成形法によって製造されたガラス管は、その表面に、マイクロクラックと称される微小な傷が入っており、当該マイクロクラックが、ガラス管の強度を弱くしている主な要因である。そこで、ガラス管を軟化点近傍まで昇温させることにより、ガラス管表面が軟化してマイクロクラックが塞がり、強度が向上することとなる。なお、ホウ珪酸ガラス管では、素材自体が十分な強度を有しているので、(マイクロクラックがあっても)加熱強化処理は不要とされている。   In addition, when using soda glass, it is necessary to reinforce a glass tube made of the soda glass (hereinafter referred to as “soda glass tube”). As this strengthening method, there is a method of raising the temperature of the glass tube to the vicinity of the softening point (hereinafter referred to as “heat strengthening treatment”). The glass tube manufactured by the above-mentioned tube drawing method has a minute scratch called a microcrack on its surface, and the microcrack is a main factor that weakens the strength of the glass tube. . Therefore, by raising the temperature of the glass tube to the vicinity of the softening point, the surface of the glass tube is softened, the microcracks are closed, and the strength is improved. In the borosilicate glass tube, since the material itself has sufficient strength, the heat strengthening treatment is not required (even if there is a microcrack).

しかしながら、コストダウンを目的として、ソーダガラス管を用いるにも関わらず、ホウ珪酸ガラス管を用いる場合には不要な加熱強化処理工程が増設されてしまうのでは、ソーダガラス管を採用する意義が没却されてしまう。
本発明は、上記した課題に鑑み、ソーダガラスを用いてコストダウンの図れるガラス管加工法及びガラス管の製造方法を提供することを目的とする。また、そのような製造方法で製造されたガラス管を用いた蛍光ランプの製造方法を提供することを目的とする。
However, for the purpose of cost reduction, in spite of using soda glass tubes, if a borosilicate glass tube is used, an unnecessary heat strengthening process will be added. It will be rejected.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a glass tube processing method and a glass tube manufacturing method capable of reducing costs by using soda glass. Another object is to provide a method for manufacturing a fluorescent lamp using a glass tube produced by such a production how.

上記の目的を達成するため、本発明に係るガラス管の加工方法は、ソーダガラスからなるガラス管の加工方法であって、ソーダガラスよりも軟化点の高い材料からなり、略水平に保持された円筒体に前記ガラス管を挿入して前記円筒体内面に載置し、当該円筒体をその軸心周りに回転させながら、前記ガラス管をその軟化点よりも60℃〜120℃低い温度に加熱することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a glass tube processing method according to the present invention is a glass tube processing method made of soda glass, made of a material having a softening point higher than that of soda glass, and held substantially horizontally. The glass tube is inserted into a cylindrical body and placed on the inner surface of the cylindrical body, and the glass tube is heated to a temperature lower by 60 ° C. to 120 ° C. than its softening point while rotating the cylindrical body around its axis. It is characterized by doing.

また、本発明に係るガラス管の製造方法は、ソーダガラスからなるガラス管の製造方法であって、ソーダガラスよりも軟化点の高い材料からなり、略水平に保持された円筒体に前記ガラス管を挿入して前記円筒体内面に載置し、当該円筒体をその軸心周りに回転させながら、前記ガラス管をその軟化点よりも60℃〜120℃低い温度に加熱することを特徴とする。The method for producing a glass tube according to the present invention is a method for producing a glass tube made of soda glass, which is made of a material having a softening point higher than that of soda glass and is held in a substantially horizontal cylindrical body. The glass tube is heated to a temperature lower by 60 ° C. to 120 ° C. than its softening point while the cylindrical body is rotated around its axial center. .
また、本発明に係るガラス管の製造方法は、酸化ナトリウムの含有率が5mol%以上20mol%以下の範囲内のガラスからなるガラス管の製造方法であって、前記ガラスよりも軟化点の高い材料からなり、略水平に保持された円筒体に前記ガラス管を挿入して前記円筒体内面に載置し、当該円筒体をその軸心周りに回転させながら、前記ガラス管をその軟化点よりも60℃〜120℃低い温度に加熱することを特徴とする。  Moreover, the manufacturing method of the glass tube which concerns on this invention is a manufacturing method of the glass tube which consists of glass in the range whose content rate of sodium oxide is 5 mol% or more and 20 mol% or less, Comprising: Material with a softening point higher than the said glass The glass tube is inserted into a cylindrical body held substantially horizontally and placed on the inner surface of the cylindrical body, and the glass tube is rotated from its softening point while rotating the cylindrical body around its axis. It is characterized by heating to a temperature lower by 60 ° C to 120 ° C.
さらに、本発明に係る蛍光ランプの製造方法は、前記ガラス管の製造方法により製造されたガラス管を用いる蛍光ランプの製造方法であって、前記ガラス管の両端部をそれぞれ封着する工程を有することを特徴とする。Furthermore, the fluorescent lamp manufacturing method according to the present invention is a fluorescent lamp manufacturing method using a glass tube manufactured by the glass tube manufacturing method, and includes a step of sealing both ends of the glass tube. It is characterized by that.

本発明に係る上記した加工方法および製造方法によれば、ソーダガラスからなるガラス管が、その軟化点よりも60℃〜120℃低いといった、軟化点に比較的近い温度で加熱されるので、その表面に存するマイクロクラックが塞がれて、強度が向上する(強化される)こととなる。また、ソーダガラスからなるガラス管にあっては、回転する円筒体内に載置して上記温度に加熱した場合に、ホウ珪酸ガラスで見られたように不規則に湾曲することなく、問題なく矯正がなされることが実験により認められた。すなわち、一の工程で強化処理と矯正処理とができることとなるので、経済的であり、ソーダガラスからなるガラス管をもちいることによるコストダウンの実効性が確保できることとなる。 According to the above processing method and manufacturing method according to the present invention, the glass tube made of soda glass is heated at a temperature relatively close to the softening point, such as 60 ° C. to 120 ° C. lower than the softening point. The microcracks existing on the surface are closed, and the strength is improved (strengthened). In addition, in a glass tube made of soda glass, when placed in a rotating cylinder and heated to the above temperature, it is corrected without problems, without irregular bending as seen with borosilicate glass. It has been confirmed by experiments that That is, since the strengthening process and the straightening process can be performed in one step, it is economical, and the cost reduction effectiveness by using a glass tube made of soda glass can be secured.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、蛍光ランプの一製造工程で使用されるガラス管加工装置10の一部を示す斜視図である。加工装置10は、ダンナー法やベロー法等の管引き成形法によって成形されたガラス管を真っ直ぐに矯正する(以下、「矯正処理」と言う。)ための装置である。
本実施の形態で使用するガラス管は、鉛ガラス、鉛フリーガラス、ソーダライムガラスその他のソーダガラスからなる。ソーダガラスは、酸化ナトリウム(NaO)を5mol%以上20mol%以下の範囲で含有するガラス材料である。本例では、鉛フリーガラス(NaO含有率5〜12mol%)を用いており、その軟化点は680℃である。鉛フリーガラスを用いるのは、自然環境保護を考慮しているからである。ただ、鉛フリーガラスといえども、製造過程で不純物として鉛を含んでしまう場合がある。そこで、0.1Wt%以下といった不純物レベルで鉛を含有するガラスも鉛フリーガラスと定義することとする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a part of a glass tube processing apparatus 10 used in one manufacturing process of a fluorescent lamp. The processing apparatus 10 is an apparatus for straightening a glass tube formed by a tube drawing method such as the Danner method or the bellows method (hereinafter referred to as “correction process”).
The glass tube used in the present embodiment is made of lead glass, lead-free glass, soda lime glass, or other soda glass. Soda glass is a glass material containing sodium oxide (Na 2 O) in a range of 5 mol% to 20 mol%. In this example, lead-free glass (Na 2 O content 5-12 mol%) is used, and the softening point is 680 ° C. The reason why lead-free glass is used is that natural environment protection is taken into consideration. However, even lead-free glass may contain lead as an impurity in the manufacturing process. Therefore, glass containing lead at an impurity level of 0.1 Wt% or less is also defined as lead-free glass.

加工装置10は、加工対象であるガラス管12の外径よりも十分に大きな内径を有し、ガラス管12よりも長い円筒体14を備えている。円筒体14は、ガラス管12よりも十分に軟化点の高いガラス材料で形成されている。本例では、円筒体14は、石英ガラス(軟化点:1000℃)で形成されている。
円筒体14は、不図示の搬送機構により水平に保持された状態を維持して不図示の連続炉内に投入され、当該連続炉内を搬送される。また、円筒体14は、前記搬送機構によって搬送されながら、不図示の回転駆動機構によってその軸心周り矢印Rの向きに回転される。
The processing apparatus 10 includes a cylindrical body 14 having an inner diameter sufficiently larger than the outer diameter of the glass tube 12 to be processed and longer than the glass tube 12. The cylindrical body 14 is made of a glass material having a sufficiently higher softening point than the glass tube 12. In this example, the cylindrical body 14 is formed of quartz glass (softening point: 1000 ° C.).
The cylindrical body 14 is placed in a continuous furnace (not shown) while being held horizontally by a transport mechanism (not shown), and is transported through the continuous furnace. Further, the cylindrical body 14 is rotated in the direction of the arrow R around its axis by a rotation driving mechanism (not shown) while being conveyed by the conveying mechanism.

連続炉外に在る円筒体14内に、ガラス管12を略平行に挿入して、円筒体14内面に載置すると、ガラス管12は、回転する円筒体14に従動して自転しながら、連続炉内へと搬入され、当該連続炉を通過する間、所定温度に加熱された後、連続炉外へと搬出される。この間、ガラス管12は、室温から前記所定温度まで昇温されて一定時間その所定温度に維持された後、再び室温まで自然冷却されることとなる。ここで、所定温度は、加工対象であるガラス管12(ガラス材料)の表面における温度であり、その軟化点よりも60℃〜120℃(60℃を含み、120℃を含まない)低い温度である。本例では、ガラス管12の軟化点は、上記したように680℃なので、当該所定温度(以下、「加工温度」と称する。)Xは、560℃<X≦620℃の範囲となる。なお、同じソーダガラスの分類に入るガラス材料であっても、その軟化点は成分組成比等によって異なる値をとるので、加工温度も異なる。   When the glass tube 12 is inserted into the cylindrical body 14 outside the continuous furnace in a substantially parallel manner and placed on the inner surface of the cylindrical body 14, the glass tube 12 rotates following the rotating cylindrical body 14, It is carried into the continuous furnace, heated to a predetermined temperature while passing through the continuous furnace, and then carried out of the continuous furnace. During this time, the glass tube 12 is heated from room temperature to the predetermined temperature and maintained at the predetermined temperature for a predetermined time, and then naturally cooled again to room temperature. Here, the predetermined temperature is a temperature on the surface of the glass tube 12 (glass material) to be processed, and is a temperature lower by 60 ° C. to 120 ° C. (including 60 ° C., not including 120 ° C.) than the softening point. is there. In this example, since the softening point of the glass tube 12 is 680 ° C. as described above, the predetermined temperature (hereinafter referred to as “processing temperature”) X is in the range of 560 ° C. <X ≦ 620 ° C. In addition, even if it is a glass material which falls into the classification of the same soda glass, since the softening point takes different values depending on the component composition ratio and the like, the processing temperature is also different.

ガラス管12は、加工装置10による上記した加工処理を受けることにより(製造工程を経ることにより)、真っ直ぐに矯正されると共に、その表面に存するマイクロクラックが塞がれて、強度が高められることとなる(強化されることとなる)。なお、軟化点よりも60℃〜120℃(60℃を含み、120℃を含まない)低い温度で加熱すれば、矯正と強化が良好になされるのであるが、強化の点を考慮に入れた場合、加工温度は、軟化点よりも60℃〜100℃(60℃と100℃を含む)低い範囲で設定することが好ましい。   The glass tube 12 is straightened by receiving the above-described processing by the processing device 10 (by passing through the manufacturing process), and the microcracks existing on the surface thereof are blocked to increase the strength. (It will be strengthened). If heating is performed at a temperature lower than the softening point by 60 ° C. to 120 ° C. (including 60 ° C. but not including 120 ° C.), correction and strengthening can be performed well, but the point of strengthening is taken into consideration. In this case, the processing temperature is preferably set in a range lower by 60 ° C. to 100 ° C. (including 60 ° C. and 100 ° C.) than the softening point.

加熱強化処理のためには、ガラス管の加熱温度(加工温度)を軟化点近傍に設定することが必要とされるが、ホウ珪酸ガラスの場合には、[背景技術]の欄でも述べたように、加工装置10を用いて加熱強化処理をしようとすると、ガラス管が却って不規則に湾曲してしまうことが認められていた。そこで、ソーダガラスの場合にも、加工装置10による矯正処理とは、別個に加熱強化処理をしなければならないことが予想された。しかし、ソーダガラスの場合には、加工装置10において、ガラス管表面の温度を軟化点近傍(軟化点よりも60℃〜120℃低い温度)に昇温しても、湾曲しないことは勿論、真っ直ぐに矯正することができることを、本願の発明者が見出した。もちろん、この矯正処理と同時に、加熱強化処理もなされることとなる。   For the heat strengthening treatment, it is necessary to set the heating temperature (processing temperature) of the glass tube in the vicinity of the softening point. However, in the case of borosilicate glass, as described in [Background Art]. In addition, it was recognized that when the heat strengthening process was performed using the processing apparatus 10, the glass tube was bent irregularly. Thus, it has been expected that soda glass must also be subjected to a heat strengthening process separately from the correction process by the processing apparatus 10. However, in the case of soda glass, even if the temperature of the glass tube surface is raised to the vicinity of the softening point (a temperature lower by 60 ° C. to 120 ° C. than the softening point) in the processing apparatus 10, it does not bend, of course. The inventor of the present application has found that correction can be made. Of course, a heating strengthening process is also performed simultaneously with the correction process.

すなわち、矯正処理と加熱強化処理とが同時になされることになるので、ガラス管の材料として、ソーダガラスを用いたとしても、当初予想された工数(加熱強化処理工数)が増加することなく、冷陰極蛍光ランプに適した細径で必要な強度を備えたガラス管を得ることが可能となった。
また、加工装置10によればガラス管は回転されながら加熱されるので、その表面が均一に加熱されることとなる。その結果、ガラス管表面に分布するマイクロクラック部分が隈なく加熱されることとなり、表面全体に渡って均一に強化される。したがって、ガラス管は、あらゆる方向の曲げに対して強くなるので、これを用いた蛍光ランプのバックライトユニットの製造工程における取扱いが容易になる。また、当該蛍光ランプは、完成品(バックライトユニット)の輸送中等の振動にも良く耐え得るものとなる。
That is, since the straightening process and the heat strengthening process are performed at the same time, even if soda glass is used as the material of the glass tube, the initially estimated man-hour (heat strengthening process man-hour) does not increase. It has become possible to obtain a glass tube having a small diameter and a required strength suitable for a cathode fluorescent lamp.
Moreover, according to the processing apparatus 10, since the glass tube is heated while rotating, the surface is heated uniformly. As a result, the microcrack portion distributed on the surface of the glass tube is heated without any problem and is uniformly strengthened over the entire surface. Accordingly, the glass tube is strong against bending in all directions, and therefore, the handling in the manufacturing process of the backlight unit of the fluorescent lamp using the glass tube becomes easy. In addition, the fluorescent lamp can withstand vibration during transportation of the finished product (backlight unit).

本願の発明者は、上記加熱強化処理を施したガラス管と未処理のガラス管とを破壊試験にかけて、両者の破壊強度を調べた。
破壊試験は、万能試験機を使用し、図2に示すように、50mmのスパンで支持されたガラス管の中央に集中荷重を与え、ガラス管に曲げ荷重を与える3点曲げ法によって行った。そして、ガラス管が破壊した時(割れた時)の荷重値[kgf]を破壊強度として記録した。なお、集中荷重を加えるための圧子の移動速度は1[mm/min]とした。
The inventor of the present application conducted a destructive test on the glass tube subjected to the heat strengthening treatment and the untreated glass tube, and investigated the breaking strength of both.
The destructive test was performed by a three-point bending method using a universal testing machine and applying a concentrated load to the center of a glass tube supported by a span of 50 mm and applying a bending load to the glass tube as shown in FIG. The load value [kgf] when the glass tube broke (when it broke) was recorded as the breaking strength. The moving speed of the indenter for applying the concentrated load was 1 [mm / min].

いずれも、ガラス管は、外径が4.0[mm]で内径が3.0[mm]のものを用いた。また、参考のために、ホウ珪酸ガラスからなるガラス管についても破壊試験を行った。
試験に供したガラス管の種類は、以下の通りである。
(i) ガラス管A0…材料:ソーダガラス、加熱強化処理:無し
(ii) ガラス管A1…材料:ソーダガラス、加熱強化処理:有り(加熱温度620℃)
(iii)ガラス管B0…材料:ホウ珪酸ガラス、加熱強化処理:無し
(iv) ガラス管B1…材料:ホウ珪酸ガラス、加熱強化処理:有り(加熱温度665℃)
なお、ガラス管A0は矯正処理を施していないものであり、A1,B0,B1の各々は矯正処理を施したものである。また、言うまでもなく、ガラス管B1の加熱強化処理は加工装置10を用いて実施したものではない。
In either case, a glass tube having an outer diameter of 4.0 [mm] and an inner diameter of 3.0 [mm] was used. For reference, a destructive test was also conducted on a glass tube made of borosilicate glass.
The types of glass tubes subjected to the test are as follows.
(I) Glass tube A0 ... material: soda glass, heat strengthening treatment: none (ii) Glass tube A1 ... material: soda glass, heat strengthening treatment: present (heating temperature 620 ° C.)
(Iii) Glass tube B0 ... material: borosilicate glass, heat strengthening treatment: none (iv) Glass tube B1 ... material: borosilicate glass, heat strengthening treatment: present (heating temperature 665 ° C.)
The glass tube A0 is not subjected to correction processing, and each of A1, B0, and B1 is subjected to correction processing. Needless to say, the heat strengthening treatment of the glass tube B <b> 1 is not performed using the processing apparatus 10.

上記4種類のガラス管の各々を、20本ずつ用意して試験を行った。試験結果を図3に示す。なお、図3に示すのは、各種ガラス管に対するワイブル判定における50%強度である。
ソーダガラスは、加工装置10によって、加熱強化処理を施すことで、破壊強度が、6.1から8.3へと向上している。破壊強度が8.3[kgf]であれば、液晶表示装置のバックライトユニットの光源として用いる蛍光ランプの強度として満足できるものである。
Each of the above four types of glass tubes was prepared and tested. The test results are shown in FIG. In addition, what is shown in FIG. 3 is 50% intensity | strength in the Weibull determination with respect to various glass tubes.
The soda glass is subjected to a heat strengthening treatment by the processing apparatus 10 so that the breaking strength is improved from 6.1 to 8.3. When the breaking strength is 8.3 [kgf], the strength of the fluorescent lamp used as the light source of the backlight unit of the liquid crystal display device is satisfactory.

元々、ホウ珪酸ガラスからなるガラス管は、素材自体が十分な強度を有しているので、バックライトユニットの蛍光ランプに用いる場合でも、加熱強化処理は施さないのであるが、今回、加熱強化処理を施してみたところ、却って破壊強度が低下することが判明した。この理由については、現時点では不明である。
また、加工装置10を用いて加工したソーダガラスからなるガラス管の矯正結果について説明する。
Originally, the glass tube made of borosilicate glass has sufficient strength, so even if it is used for a fluorescent lamp of a backlight unit, it is not subjected to heat strengthening treatment. As a result, it was found that the fracture strength decreased. The reason for this is currently unknown.
Moreover, the correction result of the glass tube which consists of soda glass processed using the processing apparatus 10 is demonstrated.

加工前のガラス管(ガラス管S0)、640℃で加熱処理したガラス管(ガラス管S1)、620℃で加熱処理したガラス管(ガラス管S2)、および560℃で加熱処理したガラス管(ガラス管S3)を各々5本用意した。
ガラス管は、いずれも、外径が4.0[mm]、内径が3.0[mm]、全長が950[mm]のものである。
Glass tube before processing (glass tube S0), glass tube heat treated at 640 ° C. (glass tube S1), glass tube heat treated at 620 ° C. (glass tube S2), and glass tube heat treated at 560 ° C. (glass Five tubes S3) were prepared for each.
Each glass tube has an outer diameter of 4.0 [mm], an inner diameter of 3.0 [mm], and a total length of 950 [mm].

そして、各ガラス管について直管度を調査した。調査方法を図4に示す。
ガラス管を両端から50mmの位置で2点支持した状態で、ガラス管を1回転させたときの半径方向の最大振れdを3箇所で測定した。測定は、ガラス管の一方端から、それぞれ、275mm(位置PL)、475mm(位置PC)、675mm(位置PR)の位置で行った。
And the straight tube degree was investigated about each glass tube. The investigation method is shown in FIG.
With the glass tube supported at two points at positions 50 mm from both ends, the maximum radial deflection d when the glass tube was rotated once was measured at three locations. The measurement was performed from one end of the glass tube at positions of 275 mm (position PL), 475 mm (position PC), and 675 mm (position PR), respectively.

測定結果を図5に示す。なお、図中「最大」、「最小」は、各5本の内の振れdの最大値と最小値を示す。また、「平均」は各5本の平均値である。「σ」は測定値の標準偏差である。いずれも、単位はmmである。
ここで、問題とするのは最大値である。この最大値が、いずれの測定位置(PL,PC,PR)においても0.1mm以下であれば、蛍光体層を形成した場合に、バックライトユニット用としての必要な輝度均斉度が得られることがわかっている。
The measurement results are shown in FIG. In the drawing, “maximum” and “minimum” indicate the maximum value and the minimum value of the shake d among the five lines. Further, “average” is an average value of five of each. “Σ” is the standard deviation of the measured value. In either case, the unit is mm.
Here, the problem is the maximum value. If this maximum value is 0.1 mm or less at any measurement position (PL, PC, PR), the necessary brightness uniformity for the backlight unit can be obtained when the phosphor layer is formed. I know.

図5に示すように、加工前のガラス管S0における最大値が0.1mmを大きく上回っているのに対し、ガラス管S2およびガラス管S3では、最大値が0.1mmを大きく下回って、良好な矯正がなされていることが分かる。なお、詳細なデータは省略するが、ガラス管S2およびガラス管S3は、いずれも、満足のいく破壊強度が得られている。
ガラス管S1の最大値は、加工前のガラス管S0の最大値とあまり変わらないか、測定位置によっては、かえって大きくなっている。これは、ソーダガラスであっても、加熱温度(加工温度)をあまり軟化点に近づけすぎると、矯正がうまくいかないことを示している。
As shown in FIG. 5, the maximum value in the glass tube S0 before processing is significantly higher than 0.1 mm, whereas in the glass tube S2 and the glass tube S3, the maximum value is significantly lower than 0.1 mm, which is good. It can be seen that proper correction has been made. Although detailed data is omitted, both the glass tube S2 and the glass tube S3 have satisfactory breaking strength.
The maximum value of the glass tube S1 is not much different from the maximum value of the glass tube S0 before processing, or is increased depending on the measurement position. This indicates that even soda glass cannot be corrected correctly if the heating temperature (processing temperature) is too close to the softening point.

図6は、上記ソーダガラスからなるガラス管12を用いて作製された冷陰極蛍光ランプ20の概略構成を示す縦断面図である。
冷陰極蛍光ランプ20は、ガラス管の両端部が封着されてなるガラスバルブ22を有する。ガラスバルブ22の全長は950mm、外径は4mm、内径は3mm(厚みは0.5mm)である。なお、全長は、300〜1500mmの範囲で変更してもよい。本発明によれば、上述したように、優れた強化処理がなされ曲げに強くなるので、特に、900〜1500mmといった長尺のガラスバルブ(ガラス管)に好適である。また、ガラスバルブの内径は1.0〜10.0mm、厚みは0.2〜0.6mmの範囲で変更してもよい。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a schematic configuration of a cold cathode fluorescent lamp 20 manufactured using the glass tube 12 made of the soda glass.
The cold cathode fluorescent lamp 20 has a glass bulb 22 in which both ends of a glass tube are sealed. The total length of the glass bulb 22 is 950 mm, the outer diameter is 4 mm, and the inner diameter is 3 mm (thickness is 0.5 mm). In addition, you may change the full length in the range of 300-1500 mm. According to the present invention, as described above, an excellent strengthening treatment is performed and the film is strong against bending. Therefore, the present invention is particularly suitable for a long glass bulb (glass tube) of 900 to 1500 mm. Moreover, you may change the internal diameter of a glass bulb in the range of 1.0-10.0 mm, and thickness 0.2-0.6 mm.

また、ガラスバルブ22の内部には、約2mgの水銀(不図示)と、アルゴン(Ar)ガスとネオン(Ne)ガスといった複数種の希ガスからなる混合ガス(不図示)が封入されている。本例における混合希ガスは、アルゴン10%、ネオン90%の混合比で、50Torrの圧力で封入されている。
ガラスバルブ22の両端部には、リード線24,26が支持されている。リード線24,26は、それぞれ、ジュメット線からなる内部リード線24A,26Aとニッケルからなる外部リード線24B、26Bの継線である。ガラス管は両端部共、内部リード線24A,26A部分で気密封止されている。内部リード線24A,26A、外部リード線24B,26Bは、共に円形断面を有している。内部リード線24A,26Aの線径は1.0mm、全長は3.0mmで、外部リード線24B,26Bの線径は0.8mm、全長は3.0mmである。
Further, inside the glass bulb 22, a mixed gas (not shown) composed of about 2 mg of mercury (not shown) and plural kinds of rare gases such as argon (Ar) gas and neon (Ne) gas is enclosed. . The mixed rare gas in this example is sealed at a pressure of 50 Torr with a mixing ratio of 10% argon and 90% neon.
Lead wires 24 and 26 are supported at both ends of the glass bulb 22. The lead wires 24 and 26 are connection lines of internal lead wires 24A and 26A made of dumet wires and external lead wires 24B and 26B made of nickel, respectively. Both ends of the glass tube are hermetically sealed with internal lead wires 24A and 26A. Both the inner lead wires 24A and 26A and the outer lead wires 24B and 26B have a circular cross section. The inner lead wires 24A and 26A have a wire diameter of 1.0 mm and a total length of 3.0 mm, and the outer lead wires 24B and 26B have a wire diameter of 0.8 mm and a total length of 3.0 mm.

内部リード線24A、26Aのガラスバルブ22内部側端部には、それぞれ、電極28,30がレーザ溶接等によって接合されている。電極28.30は、有底筒状をしたいわゆるホロー型電極であり、ニオブ棒を加工したものである。電極28,30として、ホロー型の電極を採用したのは、ランプ点灯時の放電によって生じる電極におけるスパッタリングの抑制に有効であるからである(詳細は、特開2002−289138号公報等を参照。)。   Electrodes 28 and 30 are joined to the inner lead wires 24A and 26A on the inner side of the glass bulb 22 by laser welding or the like, respectively. The electrode 28.30 is a so-called hollow electrode having a bottomed cylindrical shape, and is obtained by processing a niobium rod. The reason why the hollow electrodes are used as the electrodes 28 and 30 is that they are effective in suppressing sputtering in the electrodes caused by the discharge when the lamp is lit (for details, see JP-A-2002-289138). ).

ガラスバルブ22内面には、保護膜32が形成されており、また、保護膜32に重ねて蛍光体層34が形成されている。
保護膜32は、SiO(シリカ)からなる。保護膜32は、ガラスバルブの成分であるナトリウムが放電空間へと溶出するのをブロックし、当該ナトリウムと水銀とが反応することによる水銀の消耗を防止するために設けられている。
A protective film 32 is formed on the inner surface of the glass bulb 22, and a phosphor layer 34 is formed on the protective film 32.
The protective film 32 is made of SiO 2 (silica). The protective film 32 is provided to block sodium that is a component of the glass bulb from eluting into the discharge space, and to prevent the mercury from being consumed by the reaction between the sodium and mercury.

蛍光体層32は、青色発光する青色蛍光体粒子、緑色発光する緑色蛍光体粒子、および赤色発光する赤色蛍光体粒子を含み、全体として白色発光する。
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態とすることもできる。
(1)上記実施の形態では、冷陰極蛍光ランプ(CCFL:Cold Cathode Fluorescent Lamp)を例にとって説明したが、本発明は、これに限らず、いわゆる外部電極蛍光ランプにも適用可能である。外部電極蛍光ランプとは、内部電極に代えて、例えば、ガラスバルブの両端部分のガラスバルブ外周に外部電極を設け、ガラス管壁をキャパシタンスとして利用する誘電体バリア放電蛍光ランプ(EEFL:External Electrodes Fluorescent Lamp)である。
The phosphor layer 32 includes blue phosphor particles that emit blue light, green phosphor particles that emit green light, and red phosphor particles that emit red light, and emits white light as a whole.
As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, of course, this invention is not restricted to an above-described form, For example, it can also be set as the following forms.
(1) In the above embodiment, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) has been described as an example. However, the present invention is not limited to this and can be applied to a so-called external electrode fluorescent lamp. The external electrode fluorescent lamp is, for example, a dielectric barrier discharge fluorescent lamp (EEFL: External Electrodes Fluorescent) in which, instead of the internal electrode, an external electrode is provided on the outer periphery of the glass bulb at both ends of the glass bulb and the glass tube wall is used as a capacitance. Lamp).

外部電極蛍光ランプに適用した場合には、ガラスバルブがソーダガラスでできている関係上、バックライトユニットの光源として特に要求される暗黒始動性が改善される。すなわち、ソーダガラスは、酸化ナトリウム(NaO)を多く含むので、ナトリウム(Na)成分が時間の経過と共にガラスバルブ内面に溶出する。ナトリウムは電気陰性度が低いため、(保護膜の形成されていない)ガラスバルブ内側端部に溶出したナトリウムが、暗黒始動性の向上に寄与するものと思われるからである。 When applied to an external electrode fluorescent lamp, the dark startability particularly required as the light source of the backlight unit is improved because the glass bulb is made of soda glass. That is, since soda glass contains a large amount of sodium oxide (Na 2 O), the sodium (Na) component elutes on the inner surface of the glass bulb over time. This is because sodium has a low electronegativity, and sodium eluted at the inner end of the glass bulb (without a protective film) is considered to contribute to the improvement of the dark startability.

また、本発明は、内部電極として熱陰極を有する熱陰極蛍光ランプにも適用可能である。
(2)上記実施の形態では、保護膜をシリカ(SiO)で形成したが、アルミナ(Al)で形成しても構わない。
The present invention is also applicable to a hot cathode fluorescent lamp having a hot cathode as an internal electrode.
(2) Although the protective film is formed of silica (SiO 2 ) in the above embodiment, it may be formed of alumina (Al 2 O 3 ).

本発明に係るガラス管の加工方法は、例えば、バックライトユニットの光源として用いられる蛍光ランプに使用される比較的細い径のガラス管の矯正および強化処理に好適に利用可能である。   The processing method of the glass tube which concerns on this invention can be utilized suitably for the correction | amendment and reinforcement | strengthening process of the comparatively thin diameter glass tube used for the fluorescent lamp used as a light source of a backlight unit, for example.

加熱強化処理のための加工装置の一部を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a part of processing apparatus for a heat strengthening process. 破壊強度試験の方法を示す図である。It is a figure which shows the method of a fracture strength test. 破壊強度試験の結果を示す図である。It is a figure which shows the result of a fracture strength test. 直管度の測定方法を示す図である。It is a figure which shows the measuring method of a straight pipe degree. 図4に示す測定方法による測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result by the measuring method shown in FIG. 実施の形態に係る冷陰極蛍光ランプの縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the cold cathode fluorescent lamp which concerns on embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

12 ガラス管
14 円筒体
20 冷陰極蛍光ランプ
22 ガラスバルブ
12 Glass tube 14 Cylindrical body 20 Cold cathode fluorescent lamp 22 Glass bulb

Claims (4)

ソーダガラスからなるガラス管の加工方法であって、
ソーダガラスよりも軟化点の高い材料からなり、略水平に保持された円筒体に前記ガラス管を挿入して前記円筒体内面に載置し、当該円筒体をその軸心周りに回転させながら、前記ガラス管をその軟化点よりも60℃〜120℃低い温度に加熱することを特徴とするガラス管の加工方法。
A method of processing a glass tube made of soda glass,
Made of a material with a softening point higher than soda glass, inserted into the cylindrical body and inserted into the cylindrical body held substantially horizontally, while rotating the cylindrical body around its axis, A method of processing a glass tube, wherein the glass tube is heated to a temperature lower by 60 ° C. to 120 ° C. than its softening point.
ソーダガラスからなるガラス管の製造方法であって、A method of manufacturing a glass tube made of soda glass,
ソーダガラスよりも軟化点の高い材料からなり、略水平に保持された円筒体に前記ガラス管を挿入して前記円筒体内面に載置し、当該円筒体をその軸心周りに回転させながら、前記ガラス管をその軟化点よりも60℃〜120℃低い温度に加熱することを特徴とするガラス管の製造方法。Made of a material with a softening point higher than soda glass, inserted into the cylindrical body and inserted into the cylindrical body held substantially horizontally, while rotating the cylindrical body around its axis, A method for producing a glass tube, comprising heating the glass tube to a temperature lower by 60 to 120 ° C. than its softening point.
酸化ナトリウムの含有率が5mol%以上20mol%以下の範囲内のガラスからなるガラス管の製造方法であって、A method for producing a glass tube made of glass having a sodium oxide content of 5 mol% or more and 20 mol% or less,
前記ガラスよりも軟化点の高い材料からなり、略水平に保持された円筒体に前記ガラス管を挿入して前記円筒体内面に載置し、当該円筒体をその軸心周りに回転させながら、前記ガラス管をその軟化点よりも60℃〜120℃低い温度に加熱することを特徴とするガラス管の製造方法。Made of a material with a softening point higher than that of the glass, the glass tube is inserted into a cylindrical body held approximately horizontally and placed on the inner surface of the cylindrical body, while rotating the cylindrical body around its axis, A method for producing a glass tube, comprising heating the glass tube to a temperature lower by 60 to 120 ° C. than its softening point.
請求項2または3に記載のガラス管の製造方法により製造されたガラス管を用いる蛍光ランプの製造方法であって、A method for producing a fluorescent lamp using a glass tube produced by the method for producing a glass tube according to claim 2 or 3,
前記ガラス管の両端部をそれぞれ封着する工程を有することを特徴とする蛍光ランプの製造方法。A method for manufacturing a fluorescent lamp, comprising: sealing both ends of the glass tube.
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