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JP2010116306A - Glass composition for illumination and fluorescent lamp envelope - Google Patents

Glass composition for illumination and fluorescent lamp envelope Download PDF

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JP2010116306A
JP2010116306A JP2008292060A JP2008292060A JP2010116306A JP 2010116306 A JP2010116306 A JP 2010116306A JP 2008292060 A JP2008292060 A JP 2008292060A JP 2008292060 A JP2008292060 A JP 2008292060A JP 2010116306 A JP2010116306 A JP 2010116306A
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JP2008292060A
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Japanese (ja)
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Shinsaku Nishida
晋作 西田
Toshikatsu Tanaka
俊克 田中
Kaori Sawanoi
香里 澤野井
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Nippon Electric Glass Co Ltd
Original Assignee
Nippon Electric Glass Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a glass composition for illumination which is provided with an excellent ultraviolet shielding property to prevent degradation in a resin member in a liquid crystal display and has high transmittance even when not using Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>nor Sb<SB>2</SB>O<SB>3</SB>as essential components and to provide a fluorescent lamp envelope. <P>SOLUTION: The glass composition of illumination contains by mass, 55-75% SiO<SB>2</SB>, 0-10% Al<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 11-25% B<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, 1.1-10% MgO, 0-10% CaO, 0-15% SrO+BaO+ZnO, 1.5-5% TiO<SB>2</SB>, 0-5% Na<SB>2</SB>O, 0-10 K<SB>2</SB>O, 3-15% Li<SB>2</SB>O+Na<SB>2</SB>O+K<SB>2</SB>O, <0.2% Sb<SB>2</SB>O<SB>3</SB>, <0.1% As<SB>2</SB>O<SB>3</SB>and 0.001-0.05% Fe<SB>2</SB>O<SB>3</SB>. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、照明用ガラス組成物に関し、特に液晶表示素子のバックライト光源として使用される蛍光ランプ用外套容器を作製するための照明用ガラス組成物に関するものである。   The present invention relates to an illumination glass composition, and more particularly to an illumination glass composition for producing a fluorescent lamp envelope used as a backlight source of a liquid crystal display element.

液晶表示パネルは、自己発光しないためバックライト等の照明装置が必要である。その照明装置はバックライトユニットと呼称され、光源であるランプ、ランプから後方に放射された光を前面に反射する反射板、光を均質に平均化する拡散板や液晶開口部に光を集中させ、その他を反射するレンズシート等からなる。反射板、拡散板、レンズは樹脂で形成されている。具体的には、蛍光ランプを液晶表示パネルの直下に置き、反射板でパネル側に光を出し、これを拡散板で均質な光とする直下型照明装置と、蛍光ランプを液晶表示パネルの側方に設置して、反射板からの光を導光板に導き、拡散板を通して液晶表示パネル側に光を出すエッジ型照明装置がある。直下型液晶表示装置はTVなどの大型液晶表示パネルに好適であり、エッジ型液晶表示装置は薄型化が可能であるためパーソナルコンピューター(PC)に広く使用されている。   Since the liquid crystal display panel does not self-emit, an illumination device such as a backlight is required. The illuminating device is called a backlight unit, and concentrates the light on a lamp as a light source, a reflector that reflects light emitted backward from the lamp to the front, a diffusion plate that uniformly averages the light, and a liquid crystal opening. And a lens sheet that reflects the others. The reflector, diffuser, and lens are made of resin. Specifically, the fluorescent lamp is placed directly under the liquid crystal display panel, the reflector plate emits light to the panel side, and the diffuser plate makes this light uniform light, and the fluorescent lamp is placed on the liquid crystal display panel side. There is an edge type illumination device that is installed on the side, guides light from the reflection plate to the light guide plate, and emits light to the liquid crystal display panel side through the diffusion plate. The direct type liquid crystal display device is suitable for a large liquid crystal display panel such as a TV, and the edge type liquid crystal display device is widely used in personal computers (PCs) because it can be thinned.

光源として使用される蛍光ランプには、冷陰極蛍光ランプが使用されるのが一般的である(例えば特許文献1)。冷陰極蛍光ランプは、コバール、タングステン、モリブデン等の電極と、電極を封着するための封着ビーズと、蛍光体が内面に塗布されたホウケイ酸ガラス製の外套管を用いて作製される。また、電極が外套管表面に形成された外部電極ランプ(例えば特許文献2)と呼ばれる蛍光ランプも使用され始めている。これらのランプの発光原理は、一般の熱陰極ランプと同様で、電極間の放電によって封入された水銀ガス等が励起し、励起したガスから放射される紫外線によって外套管の内壁面に塗られた蛍光体が可視光線を発光するというものである。   As a fluorescent lamp used as a light source, a cold cathode fluorescent lamp is generally used (for example, Patent Document 1). The cold cathode fluorescent lamp is manufactured using an electrode such as kovar, tungsten, molybdenum, sealing beads for sealing the electrode, and a borosilicate glass outer tube coated with a phosphor on the inner surface. In addition, fluorescent lamps called external electrode lamps (for example, Patent Document 2) in which electrodes are formed on the outer tube surface have begun to be used. The light emission principle of these lamps is the same as that of general hot cathode lamps, and the mercury gas enclosed by the discharge between the electrodes is excited and applied to the inner wall surface of the outer tube by ultraviolet rays emitted from the excited gas. The phosphor emits visible light.

バックライトユニットの寿命は、当初の光束の半分になった時間で表される。光束劣化原因は、光源の蛍光ランプのみならず、その光を効率良く反射する樹脂製の反射板や、その光を拡散する拡散板の劣化による着色によって、反射率や透過率が劣化することでも引き起こされる。これら樹脂材料の劣化は、ランプ内部で発生する紫外線が管外に漏れることが主たる原因である。特に、TV用途では長期にわたって使用されるため、比較的寿命が短いPC用途では問題にならないような、より長波長側の紫外線(313nm等)の漏洩の影響が無視できなくなっている。   The lifetime of the backlight unit is represented by the time when it becomes half of the initial luminous flux. The cause of light beam deterioration is not only the fluorescent lamp of the light source, but also the reflectance and transmittance deteriorate due to coloring due to deterioration of the resin reflecting plate that efficiently reflects the light and the diffusion plate that diffuses the light. Is caused. The deterioration of these resin materials is mainly caused by ultraviolet rays generated inside the lamp leaking out of the tube. In particular, since it is used for a long time in a TV application, the influence of leakage of ultraviolet rays (313 nm or the like) on a longer wavelength side, which does not cause a problem in a PC application with a relatively short life, cannot be ignored.

そこで、長寿命が要求される蛍光ランプの外套管には、TiOを多量に添加することによって高い紫外線遮蔽性を備えたホウケイ酸ガラスを使用することが検討されている。例えば特許文献3には、TiOを用いて紫外線遮蔽性を付与した蛍光ランプ用外套管ガラス材質が開示されている。
特開平6−111784号公報 特開2005−93422号公報 特開2005−320225号公報
Therefore, it has been studied to use a borosilicate glass having a high ultraviolet shielding property by adding a large amount of TiO 2 to the outer tube of a fluorescent lamp that requires a long life. For example, Patent Document 3 discloses an outer tube glass material for a fluorescent lamp that is provided with ultraviolet shielding properties using TiO 2 .
JP-A-6-111784 JP 2005-93422 A JP 2005-320225 A

ホウケイ酸ガラスにおいてTiOの含有量を増やすと、不純物成分としてガラス中に含まれるFe、Cr等の着色が強まり、可視光の透過が低下してガラスが著しく着色する。照明用の外套容器として用いられる場合、ガラスの着色により可視光線の照明ランプの中で発光した光を効率よく外部に透過することができず、照明ランプ明るさの低下をまねく。また、液晶用バックライト光源としては特定の可視光の透過が阻害されることにより、液晶表示装置で得られる画像の色合いが変わるなどの問題が起こる。 When the content of TiO 2 in the borosilicate glass is increased, the coloring of Fe 2 O 3 , Cr 2 O 3 and the like contained in the glass as an impurity component is increased, the transmission of visible light is reduced, and the glass is markedly colored. When used as an outer casing for illumination, the light emitted from the visible light illumination lamp cannot be efficiently transmitted to the outside due to the coloring of the glass, resulting in a decrease in brightness of the illumination lamp. Further, as a backlight light source for liquid crystal, the transmission of specific visible light is hindered, thereby causing problems such as changing the color of an image obtained by the liquid crystal display device.

そこで上記特許文献3においては、ホウケイ酸ガラスの着色を防ぐ方法として、ガラスにAsあるいはSbを含有させることが開示されている。しかしながら、AsやSbは環境面から使用しないことが望まれており、また一部の環境規制においては使用量制限の法令化が進んでいることが現状である。 Therefore, Patent Document 3 discloses that the glass contains As 2 O 3 or Sb 2 O 3 as a method for preventing coloring of the borosilicate glass. However, As 2 O 3 and Sb 2 O 3 are desired not to be used from the viewpoint of the environment, and the current situation is that the restriction on the amount of use is proceeding in some environmental regulations.

本発明の目的は、液晶表示装置内の樹脂部材を劣化させない優れた紫外線遮蔽性を備え、しかもAs及びSbを必須成分として使用しなくとも高い透過率を達成することが可能な照明用ガラス組成物及び蛍光ランプ用外套容器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an excellent ultraviolet shielding property that does not deteriorate a resin member in a liquid crystal display device, and to achieve high transmittance without using As 2 O 3 and Sb 2 O 3 as essential components. It is an object to provide a glass composition for lighting and a sheath for a fluorescent lamp.

本発明者等は種々の研究を重ねた結果、TiOを高含有するホウケイ酸ガラスに一定量以上のMgOを含有させることによって、AsやSbを多量に使用することなくガラスの着色を抑制できることを見出した。さらにTiOを高含有するホウケイ酸ガラスにCaOを適量含有させれば、紫外線吸収端を長波長側にシフトさせて313nmの紫外線遮蔽性を向上させられることを見出した。 As a result of repeating various studies, the inventors have made borosilicate glass containing a high amount of TiO 2 contain a certain amount or more of MgO without using a large amount of As 2 O 3 or Sb 2 O 3. It discovered that coloring of glass could be suppressed. Furthermore, it has been found that if an appropriate amount of CaO is contained in a borosilicate glass containing a high amount of TiO 2 , the ultraviolet absorption edge can be shifted to the longer wavelength side to improve the ultraviolet shielding property of 313 nm.

即ち、本発明の照明用ガラス組成物は、質量百分率でSiO 55〜75%、Al 0〜10%、B 11〜25%、MgO 1.1〜10%、CaO 0〜10%、SrO+BaO+ZnO 0〜15%、TiO 1.5〜5%、NaO 0〜5%、KO 0〜10%、LiO+NaO+KO 3〜15%、Sb 0.2%未満、As 0.1%未満、Fe 0.001〜0.05%であることを特徴とする。 In other words, lighting glass composition of the present invention, SiO 2 55 to 75% in mass percentage, Al 2 O 3 0~10%, B 2 O 3 11~25%, MgO 1.1~10%, CaO 0 ~10%, SrO + BaO + 0~15 % ZnO, TiO 2 1.5~5%, Na 2 O 0~5%, K 2 O 0~10%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 3~15%, Sb 2 O 3 Less than 0.2%, As 2 O 3 less than 0.1%, Fe 2 O 3 0.001 to 0.05%.

本発明の照明用ガラス組成物は、CaOを0.1質量%以上含有することが好ましい。   It is preferable that the glass composition for illumination of this invention contains 0.1 mass% or more of CaO.

上記構成によれば、紫外線吸収端を長波長側にシフトさせて313nmの紫外線遮蔽性を向上させることが可能となる。その結果、TiO含有量を低減でき、ガラス着色を一層抑制できる。 According to the above configuration, it is possible to improve the ultraviolet shielding property of 313 nm by shifting the ultraviolet absorption edge to the long wavelength side. As a result, the TiO 2 content can be reduced and glass coloring can be further suppressed.

本発明の照明用ガラス組成物は、蛍光ランプ用であることが好ましい。蛍光ランプには、熱陰極型(HCFL)、冷陰極型(CCFL)、外部電極型(EEFL)等がある。本発明においては、全てのタイプの蛍光ランプを対象とするが、特に液晶表示素子のバックライト光源として広く採用されているCCFLやEEFLであることが好ましい。   The lighting glass composition of the present invention is preferably for a fluorescent lamp. The fluorescent lamp includes a hot cathode type (HCFL), a cold cathode type (CCFL), and an external electrode type (EEFL). In the present invention, all types of fluorescent lamps are targeted. In particular, CCFL and EEFL which are widely used as backlight light sources of liquid crystal display elements are preferable.

上記構成によれば、本発明の効果を的確に享受できる。   According to the said structure, the effect of this invention can be enjoyed exactly.

本発明の蛍光ランプ用外套容器は、上記照明用ガラス組成物からなることを特徴とする。ここで「外套容器」とは、蛍光ランプの内部空間(放電空間)を形成するための部材であり、管型形状のものが一般には広く普及している。しかし近年では種々の形態の蛍光ランプが検討されており、例えば平面タイプの蛍光ランプでは、箱型形状等の外套容器が使用される。本発明においては、これらの形態全てを総称して「外套容器」と呼ぶ。   The envelope for a fluorescent lamp of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned lighting glass composition. Here, the “outer container” is a member for forming an internal space (discharge space) of the fluorescent lamp, and a tube-shaped one is generally widely used. In recent years, however, various types of fluorescent lamps have been studied. For example, in a flat type fluorescent lamp, an outer container having a box shape or the like is used. In the present invention, all of these forms are collectively referred to as an “outer container”.

本発明の蛍光ランプ用外套容器は、液晶表示装置のバックライト用蛍光ランプの外套容器として使用されることが好ましい。   The envelope for a fluorescent lamp of the present invention is preferably used as an envelope for a fluorescent lamp for a backlight of a liquid crystal display device.

上記構成によれば、本発明の効果を的確に享受できる。   According to the said structure, the effect of this invention can be enjoyed exactly.

本発明の照明用ガラス組成物は、TiOを高含有しているため、より長波長側の紫外線(313nm等)を遮蔽することが可能である。よって液晶TVのバックライト光源のように長期間使用される場合であっても、蛍光ランプ周辺材料の劣化を効果的に防止することができる。 Since the lighting glass composition of the present invention contains a high amount of TiO 2 , it is possible to shield ultraviolet rays (313 nm or the like) on the longer wavelength side. Therefore, even when it is used for a long time like a backlight light source of a liquid crystal TV, it is possible to effectively prevent deterioration of the fluorescent lamp peripheral material.

また所定量のMgOを含有しているため、TiOを多量に含有していても、不純物によるガラスの着色を防止することができる。このため、AsやSbといった環境上好ましくない成分の使用を最小限にすることが可能である。 Moreover, since it contains a predetermined amount of MgO, it is possible to prevent the glass from being colored by impurities even if it contains a large amount of TiO 2 . For this reason, it is possible to minimize the use of environmentally undesirable components such as As 2 O 3 and Sb 2 O 3 .

それゆえ液晶表示装置のバックライト用蛍光ランプの外套容器を構成する材料として好適である。   Therefore, it is suitable as a material constituting the outer casing of the fluorescent lamp for backlight of the liquid crystal display device.

以下、本発明の照明用ガラス組成物の組成を上記のように限定した理由を述べる。なお以下の説明において特に断りのない限り「%」は「質量%」を意味する。   Hereinafter, the reason why the composition of the lighting glass composition of the present invention is limited as described above will be described. In the following description, “%” means “% by mass” unless otherwise specified.

SiOは、ガラスの骨格を構成するために必要な主成分であり、その含有量は55〜75%、好ましくは60〜75%である。SiOが75%以下であれば、シリカ原料の溶融に長時間を要せず、ガラスの粘度も高くなりすぎない。このため、例えばガラス管製造において無理なく溶融でき、成形温度も高くなりすぎないことから、容易に製造できる。また消費エネルギーを低く抑えることが可能になる。一方、SiOが55%以上であれば、クラックを生じにくくなるために照明用ガラスとして十分な強度を有し、蛍光ランプ用外套容器として使用されるに十分耐えうるようになる。SiOが60%以上であれば、液晶テレビの大型化に伴う蛍光ランプの長尺化に対しても十分な強度を有することができる。 SiO 2 is a main component necessary for constituting a glass skeleton, and its content is 55 to 75%, preferably 60 to 75%. If SiO 2 is 75% or less, it does not take a long time to melt the silica raw material, and the viscosity of the glass does not become too high. For this reason, for example, in glass tube production, it can be melted without difficulty and the molding temperature does not become too high, so that it can be produced easily. In addition, energy consumption can be kept low. On the other hand, if SiO 2 is 55% or more, cracks are less likely to occur, so that it has sufficient strength as an illuminating glass and can sufficiently withstand use as a fluorescent lamp envelope. If SiO 2 is 60% or more, it can have sufficient strength against the lengthening of the fluorescent lamp accompanying the enlargement of the liquid crystal television.

Alは、ホウケイ酸ガラスで容易に起こる分相を起こりにくくする効果がある。この効果により、ガラスの耐候性を向上させ、ガラスからのアルカリの溶出を抑制し、ガラス管の長期にわたる保管や使用を行いやすくする。その一方で、ガラスの粘度を高くする成分であり、ガラス溶融やガラス成形を高温化し、消費エネルギーが増大する。Alの含有量は0〜10%、好ましくは0〜5%である。Alが10%以下であれば工業的にガラスを溶融することが容易になる。また、Alが5%以下であるとガラス生産における消費エネルギーが少なくなり環境上から好ましい。 Al 2 O 3 has an effect of making it difficult for phase separation that easily occurs in borosilicate glass. This effect improves the weather resistance of the glass, suppresses alkali elution from the glass, and facilitates long-term storage and use of the glass tube. On the other hand, it is a component that increases the viscosity of the glass, increases the temperature of glass melting and glass forming, and increases energy consumption. The content of Al 2 O 3 is 0 to 10%, preferably 0 to 5%. If Al 2 O 3 is 10% or less, it becomes easy to melt glass industrially. Further, if Al 2 O 3 is 5% or less, energy consumption in glass production is reduced, which is preferable from the viewpoint of the environment.

は、溶融性の向上、粘度の調整のために必要な成分であり、その含有量は11〜25%、好ましくは11〜23%である。Bが25%以下であるとガラス融液からの蒸発が少なく均質なガラスが得られる。また、ホウケイ酸ガラスで起こりうる分相は、ある温度域でガラスの相が分離し、ガラスの均質性を失う現象であり、青白く着色したり、分離したガラス相からの結晶の析出に起因してガラスが白濁したりするものである。Bを25%以下とすれば分相が抑制されガラスが白濁することがない。一方、Bが11%以上であれば粘度が十分に低くなり、寸法精度のよい管ガラスが得やすくなる。 B 2 O 3 is a component necessary for improving the meltability and adjusting the viscosity, and its content is 11 to 25%, preferably 11 to 23%. When B 2 O 3 is 25% or less, a homogeneous glass with little evaporation from the glass melt can be obtained. The phase separation that can occur in borosilicate glass is a phenomenon in which the glass phase separates at a certain temperature range and loses the homogeneity of the glass, and is caused by the coloration of blue or white or the precipitation of crystals from the separated glass phase. The glass becomes cloudy. If B 2 O 3 is 25% or less, the phase separation is suppressed and the glass does not become cloudy. On the other hand, if B 2 O 3 is 11% or more, the viscosity is sufficiently low, and it is easy to obtain a tube glass with good dimensional accuracy.

MgOは本発明において重要な成分であり、必須成分である。Fe、Crなどの着色成分は不純物としてホウケイ酸ガラス中に存在しているが、TiOの含有量が多いとこれらがガラスを着色させてしまう。MgOは、この不純物着色を抑制する効果があり、可視光域での透過率低下を防止することができる。また、ガラスの溶融を助ける成分でありガラスの溶解を容易にする。また、耐候性を高める効果もある。一方で、ガラスの分相を促進する成分であり、多量に含有するとガラス製造において生産性を悪化させる可能性がある。MgOの含有量は1.1%以上であり、好ましくは1.3%以上、より好ましくは2%以上である。またその上限は10%以下、好ましくは5%以下である。MgOの含有量が10%以下であると分相を起こすことなくガラスを種々の形状に成形することが可能となり、5%以下であると大量生産時にも分相による生産不良を起こさず安定した生産を行うことができる。一方で、1.1%以上であると実用上十分に使用可能な可視光透過率を得ることができる。さらに1.3%以上、特に2%以上であるとFe、Crなどの不純物成分が増加した場合においても、ガラス着色を十分に抑制し、可視光における透過率低下を防止することが可能になる。 MgO is an important component in the present invention and an essential component. Coloring components such as Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 are present in the borosilicate glass as impurities. However, if the content of TiO 2 is large, these colors the glass. MgO has the effect of suppressing this impurity coloring, and can prevent a decrease in transmittance in the visible light region. Moreover, it is a component that aids the melting of the glass and facilitates the melting of the glass. It also has the effect of improving weather resistance. On the other hand, it is a component that promotes the phase separation of glass, and if contained in a large amount, there is a possibility of deteriorating productivity in glass production. The content of MgO is 1.1% or more, preferably 1.3% or more, more preferably 2% or more. The upper limit is 10% or less, preferably 5% or less. If the MgO content is 10% or less, the glass can be molded into various shapes without causing phase separation, and if it is 5% or less, stable production is not caused by phase separation even during mass production. Production can be done. On the other hand, if it is 1.1% or more, it is possible to obtain a visible light transmittance that can be sufficiently used practically. Further, when the content of impurities is 1.3% or more, particularly 2% or more, even when impurity components such as Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3 increase, glass coloring is sufficiently suppressed and a decrease in transmittance in visible light is prevented. It becomes possible to do.

なおMgOによる不純物着色抑制効果は、TiO含有量に左右される。TiOが少ないときは少量のMgOでも効果を発揮するが、TiOが多いときは多量のMgOを必要とする。ただし必要以上にMgO量が多くなっても添加量に見合った効果は得られない。よってMgO/TiOが質量比で0.3〜2.5の範囲になるように調整することが好ましい。 The impurity coloring suppression effect by MgO depends on the TiO 2 content. When the amount of TiO 2 is small, a small amount of MgO is effective, but when the amount of TiO 2 is large, a large amount of MgO is required. However, even if the amount of MgO increases more than necessary, an effect commensurate with the amount added cannot be obtained. Therefore, it is preferable that MgO / TiO 2 is adjusted to the range of 0.3 to 2.5 in mass ratio.

CaOは、TiO含有するホウケイ酸ガラスにおいて、TiOによる紫外線遮蔽効果を著しく向上させる成分であるとともに、Fe、Crなどの不純物成分によるガラス着色を抑制し、可視光域の透過率低下を防止する成分である。またガラスの溶融性を助ける成分であり、ガラスの溶解を容易にする。また耐候性を高める効果もある。一方でCaOはガラスの分相を促進する成分である。またCaOを多量に含有すると、CaO含有結晶が析出しやすくなり、ガラス製造において生産性を悪化させる要因になる。CaOは必須成分ではないが、0.1%以上、特に0.5%以上含有することが好ましく、またその上限は10%以下、好ましくは5%以下である。CaOが0.1%以上であるとTiOの紫外線遮蔽効果を高めたり、ガラス着色を防止したりする効果が現れる。0.5%以上であると上記効果が顕著になることから、TiO含有量を低減することができ、その結果、ガラス着色を一層抑制することが可能になる。一方、CaOの含有量が10%以下であると分相を起こさず、結晶を析出することなくガラスを種々の形状に成形することが可能となり、5%以下であると大量生産時にも分相、結晶析出による生産不良を起こさず安定した生産を行うことができる。 In the borosilicate glass containing TiO 2 , CaO is a component that remarkably improves the ultraviolet shielding effect by TiO 2 and suppresses glass coloring due to impurity components such as Fe 2 O 3 and Cr 2 O 3, and is in the visible light range. It is a component which prevents the transmittance | permeability fall. Moreover, it is a component which helps the melting property of glass, and makes glass melting | dissolving easy. It also has the effect of improving weather resistance. On the other hand, CaO is a component that promotes the phase separation of glass. Moreover, when CaO is contained in a large amount, CaO-containing crystals are likely to precipitate, which becomes a factor that deteriorates productivity in glass production. CaO is not an essential component but is preferably contained in an amount of 0.1% or more, particularly 0.5% or more, and the upper limit is 10% or less, preferably 5% or less. When CaO is 0.1% or more, an effect of enhancing the ultraviolet shielding effect of TiO 2 or preventing glass coloring appears. Since the above effect becomes remarkable when is 0.5% or more, it is possible to reduce the TiO 2 content, as a result, it becomes possible to further suppress the glass coloration. On the other hand, if the CaO content is 10% or less, phase separation does not occur, and glass can be formed into various shapes without precipitating crystals. If it is 5% or less, phase separation is possible even during mass production. Thus, stable production can be performed without causing production failure due to crystal precipitation.

SrO、BaO、ZnOは、ホウケイ酸ガラスにおいてTiOによる紫外線遮蔽効果を著しく向上させる成分である。またガラスの分相を抑制する成分であり、ガラス生産において分相による生産性の低下を抑制する効果がある。一方で、これらの成分は、密度が重いためガラス溶融時に他の低密度成分と分離し、ガラスの均質性を悪化させることもある。また、これらの成分とSiO成分とを含む結晶が析出しやすくなる。SrO、BaO、ZnOの含有量は合量で0〜15%、好ましくは0〜10%である。SrO、BaO、ZnOの合量が15%以下であると均質なガラスを得ることが可能となり、脈理などの不均質部分や結晶析出のないガラスを安定して製造することができる。10%以下であると大量生産時にも脈理、結晶析出などが発生せず、安定に生産を行うことができる。なおSrO、BaO、ZnOの含有量は、何れも0〜5%、特に0〜4%であることが好ましい。 SrO, BaO, and ZnO are components that remarkably improve the ultraviolet shielding effect of TiO 2 in borosilicate glass. Moreover, it is a component which suppresses the phase separation of glass, and has an effect of suppressing a decrease in productivity due to phase separation in glass production. On the other hand, since these components are heavy in density, they are separated from other low-density components when the glass is melted, which may deteriorate the homogeneity of the glass. In addition, crystals containing these components and the SiO 2 component are likely to precipitate. The total content of SrO, BaO, and ZnO is 0 to 15%, preferably 0 to 10%. When the total amount of SrO, BaO, and ZnO is 15% or less, it becomes possible to obtain a homogeneous glass, and a glass having no heterogeneous parts such as striae or crystal precipitation can be stably produced. When it is 10% or less, striae and crystal precipitation do not occur even during mass production, and production can be performed stably. In addition, it is preferable that content of SrO, BaO, and ZnO is all 0-5%, especially 0-4%.

TiOは本発明において重要な成分であり、必須成分である。TiOは紫外領域に吸収を持ち、ガラスに紫外線遮蔽効果を与える成分である。さらに短波長の紫外線に晒されることによるガラスの変色を防止する効果(耐短波長紫外線変色性)を与える成分である。一方、TiOを多量に含有すると、不純物着色を促進してしまう。さらに針状または板状の特有の形状をもつTiO系結晶が容易に生じたり、分相傾向が増大したりして生産性を低下させるおそれがある。TiOの含有量は1.5%以上、好ましくは2%以上であり、またその上限は5%以下、好ましくは4.5%以下、より好ましくは3%以下である。TiOの含有量が5%以下であるとMgOの添加等によって使用可能な程度にガラスの着色を抑制することができる。4.5%以下であるとTiO系結晶や分相を生じることなくガラスを製造することが可能となる。3%以下であれば、上記問題を引き起こすことなく安定して大量生産を行うことができる。一方、1.5%以上含有すれば、十分な紫外線遮蔽効果が得られ、液晶表示装置で使用される樹脂部材の紫外線による変色を効果的に抑制できる。また短波長紫外線による変色を防止することが可能となり、液晶表示装置の光源として長時間使用されてもガラスが変色することがない。TiOが2%以上であれば、さまざまな形式の液晶表示装置に使用される蛍光ランプとしてガラス管のガラス肉厚が薄くされて使用される場合であっても十分な紫外線遮蔽効果が得られる。 TiO 2 is an important component in the present invention and is an essential component. TiO 2 is a component that absorbs in the ultraviolet region and gives the glass an ultraviolet shielding effect. Furthermore, it is a component that provides an effect (short wavelength ultraviolet discoloration resistance) of preventing the glass from being discolored by exposure to short wavelength ultraviolet rays. On the other hand, when a large amount of TiO 2 is contained, impurity coloring is promoted. Furthermore, there is a possibility that a TiO 2 -based crystal having a needle-like or plate-like unique shape is easily generated or the phase separation tendency is increased, thereby reducing productivity. The content of TiO 2 is 1.5% or more, preferably 2% or more, and the upper limit is 5% or less, preferably 4.5% or less, more preferably 3% or less. When the content of TiO 2 is 5% or less, coloring of the glass can be suppressed to such an extent that it can be used by adding MgO or the like. If it is 4.5% or less, it becomes possible to produce glass without producing TiO 2 -based crystals or phase separation. If it is 3% or less, mass production can be carried out stably without causing the above problems. On the other hand, if the content is 1.5% or more, a sufficient ultraviolet shielding effect can be obtained, and discoloration of the resin member used in the liquid crystal display device due to ultraviolet rays can be effectively suppressed. Further, discoloration due to short wavelength ultraviolet rays can be prevented, and the glass does not discolor even when used for a long time as a light source of a liquid crystal display device. If TiO 2 is 2% or more, a sufficient ultraviolet shielding effect can be obtained even when the glass tube is used with a thin glass tube as a fluorescent lamp used in various types of liquid crystal display devices. .

アルカリ金属酸化物(RO)であるLiO、NaO、及びKOは、ガラスの粘度を低下させてガラス溶融を容易にし、均質なガラスを得やすくする成分である。またガラスを低粘性化させられることから、低温操業が可能となり、溶融、ガラス成形におけるエネルギー消費の低減が可能になる。また熱膨張係数や粘度を調節するための成分でもある。その一方で、ガラスの耐候性を悪化させる成分であり、ガラスからのアルカリの溶出を増やし、ガラス表面に析出物などを発生させてしまう。それゆえこれらの成分が多いと長期にわたる保管や使用が行いにくくなる。アルカリ金属酸化物の含有量は合量で3〜15%、好ましくは3〜10%である。これらの成分の合量が15%以下であれば実用上十分な耐侯性が得られる。また熱膨張係数が大きくなりすぎないことから、電極にコバール金属、タングステン金属、モリブデン金属等が使用される蛍光ランプの外套容器に使用する場合に、各々の金属を封着するガラスビーズの熱膨張係数と適合させやすくなる。これらの成分の合量が10%以下であればタングステン金属またはタングステン金属と封着するガラスビーズの熱膨張係数と適合させやすくなる。一方、これらの成分の合量が3%以上であればガラスの溶融が容易になり、粘度も高くなりすぎないため、溶融、ガラス成形における消費エネルギーを低減できる。 Li 2 O is an alkali metal oxides (R 2 O), Na 2 O, and K 2 O, to lower the viscosity of glass to facilitate glass melting, is a component that easily obtained homogeneous glass. Further, since the viscosity of the glass can be reduced, it is possible to operate at a low temperature, and it is possible to reduce energy consumption in melting and glass forming. It is also a component for adjusting the thermal expansion coefficient and viscosity. On the other hand, it is a component that deteriorates the weather resistance of the glass, increases the elution of alkali from the glass, and generates precipitates on the glass surface. Therefore, when these components are large, it becomes difficult to store and use them for a long time. The total content of alkali metal oxides is 3 to 15%, preferably 3 to 10%. If the total amount of these components is 15% or less, practically sufficient weather resistance can be obtained. In addition, since the coefficient of thermal expansion does not become too large, the thermal expansion of the glass beads that seal each metal when used in an envelope of a fluorescent lamp in which Kovar metal, tungsten metal, molybdenum metal, etc. are used as electrodes. It is easy to fit with the coefficient. If the total amount of these components is 10% or less, it becomes easy to match the thermal expansion coefficient of the glass beads to be sealed with tungsten metal or tungsten metal. On the other hand, if the total amount of these components is 3% or more, melting of the glass becomes easy and the viscosity does not become too high, so that energy consumption in melting and glass forming can be reduced.

NaOは、溶融性、膨張特性、粘度特性等を向上させるために5%まで含有させることができる。NaOが5%以下であれば、実用上十分な耐候性を確保でき、ガラスの長期にわたる保管にも十分耐えることができる。 Na 2 O can be contained up to 5% in order to improve the meltability, expansion characteristics, viscosity characteristics and the like. When Na 2 O is 5% or less, practically sufficient weather resistance can be secured, and the glass can be sufficiently endured for long-term storage.

Oは、溶融性、膨張特性、粘度特性等を向上させるために10%まで含有させることができる。KOが10%以下であれば実用上十分な耐候性を確保でき、ガラスの長期にわたる保管にも十分耐えることができる。 K 2 O can be contained up to 10% in order to improve the meltability, expansion characteristics, viscosity characteristics and the like. When K 2 O is 10% or less, practically sufficient weather resistance can be secured, and the glass can withstand long-term storage.

LiOは、5%まで添加可能な成分である。ただしLiOをホウケイ酸ガラスに添加するとガラスの分相を起こしやすくするため、他のアルカリ成分等の使用によって所定の特性を得ることができるのであれば、必ずしも含有する必要がない。 Li 2 O is a component that can be added up to 5%. However, when Li 2 O is added to the borosilicate glass, it is easy to cause phase separation of the glass. Therefore, it is not always necessary to contain it as long as predetermined characteristics can be obtained by using other alkali components.

SbおよびAsは清澄剤成分として用いられ、ガラスの泡品位を向上させる成分である。またTiOが高含有されたホウケイ酸ガラスの着色を抑制する成分である。一方で近年では法令などで、環境を害するとして使用量の規制が検討されている成分である。また、これらの成分がガラス中に多量に含有されていると、後加工における熱処理時にガラスが黒化したり、TiO系結晶が生じたりする。このため、本発明においてはこれらの成分の使用量が少ないほど望ましく、具体的にはSbを0.2%未満、好ましくは0.15%未満、Asを0.1%未満、好ましくは0.05%未満にそれぞれ制限している。 Sb 2 O 3 and As 2 O 3 are used as fining components and are components that improve the foam quality of glass. Also a component to suppress coloration of borosilicate glass where TiO 2 is high content. On the other hand, in recent years, it is a component that is being regulated by the laws and regulations to limit the amount of use because it harms the environment. Further, if these components are contained in a large amount in the glass, the glass is blackened or a TiO 2 -based crystal is generated during the heat treatment in the post-processing. Therefore, in the present invention, it is desirable that the amount of these components used be as small as possible. Specifically, Sb 2 O 3 is less than 0.2%, preferably less than 0.15%, and As 2 O 3 is 0.1%. Less than, preferably less than 0.05%.

Feは、原料やリサイクルカレットの不純物として不可避的に混入する成分である。ガラスの着色を著しく促進し、可視光の透過率を低下させる成分であるため含有量を管理すべき成分である。Feの含有量を0.001%未満、特に全く含まないようにすればTiOを多量に含有させても不純物着色を効果的に抑制することが可能になるが、非常にコスト高となり実用的でない。一方、0.03%、特に0.05%を超えると、MgO、CaO等を添加しても不純物着色を防止することが難しくなる。 Fe 2 O 3 is a component inevitably mixed as an impurity in the raw material and recycled cullet. It is a component whose content should be controlled because it is a component that significantly accelerates the coloring of glass and lowers the transmittance of visible light. If the content of Fe 2 O 3 is less than 0.001%, especially not contained at all, impurity coloring can be effectively suppressed even if a large amount of TiO 2 is contained, but the cost is very high. It is not practical. On the other hand, if it exceeds 0.03%, especially 0.05%, it is difficult to prevent impurity coloring even if MgO, CaO, or the like is added.

(LiO+NaO+KO)/SiOの値は、ガラスの熱膨張係数を調整する上での指標となる。この値が0.04〜0.10未満の範囲にあれば、タングステン金属と整合する熱膨張係数(30〜380℃で30〜45×10−7/℃)を得やすくなり、0.10〜0.27の範囲にあれば、コバール金属やモリブデン金属と整合する熱膨張係数(30〜380℃で46〜58×10−7/℃)を得やすくなる。 The value of (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O) / SiO 2 is an index for adjusting the thermal expansion coefficient of glass. If this value is in the range of 0.04 to less than 0.10, it becomes easy to obtain a thermal expansion coefficient (30 to 45 × 10 −7 / ° C. at 30 to 380 ° C.) consistent with tungsten metal. If it exists in the range of 0.27, it will become easy to obtain the thermal expansion coefficient (46-58 * 10 < -7 > / (degreeC) at 30-380 degreeC) matched with a kovar metal and molybdenum metal.

本発明の照明用ガラス組成物は、上記成分以外にも種々の成分を含有可能である。例えばLa、Nb、ZrO、Y、WO、SnO、SO、Cr、Eu、Cl等を任意成分として、或いは不純物成分として含みうる。 The lighting glass composition of the present invention can contain various components in addition to the above components. For example, La 2 O 3 , Nb 2 O 5 , ZrO 2 , Y 2 O 3 , WO 3 , SnO 2 , SO 3 , Cr 2 O 3 , Eu 2 O 3 , Cl 2 etc. as optional components or as impurity components May be included.

Laは、TiOによる紫外線遮蔽効果を向上させる成分である。一方で不純物着色を非常に促進する成分である。Laの含有量は3%以下であることが望ましい。 La 2 O 3 is a component that improves the ultraviolet shielding effect of TiO 2 . On the other hand, it is a component that greatly promotes impurity coloring. The content of La 2 O 3 is desirably 3% or less.

Nbは、TiOによる紫外線遮蔽効果を向上させる成分である。一方で不純物着色を非常に促進する成分である。Nbの含有量は3%以下であることが望ましい。 Nb 2 O 5 is a component that improves the ultraviolet shielding effect of TiO 2 . On the other hand, it is a component that greatly promotes impurity coloring. The content of Nb 2 O 5 is desirably 3% or less.

ZrOは、不純物着色を抑制する成分である。一方でガラスの粘度を高くしガラス溶融、ガラス成形を妨げる成分である。ZrOの含有量は5%以下であることが望ましい。 ZrO 2 is a component that suppresses impurity coloring. On the other hand, it is a component that increases the viscosity of glass and hinders glass melting and glass forming. The content of ZrO 2 is desirably 5% or less.

は、TiOによる紫外線遮蔽効果を向上させる成分であり、不純物着色を抑制する成分でもある。一方でガラス溶融時に溶融を阻害する成分である。Yの含有量は5%以下であることが望ましい。 Y 2 O 3 is a component that improves the ultraviolet shielding effect of TiO 2 and is also a component that suppresses impurity coloring. On the other hand, it is a component that inhibits melting during glass melting. The content of Y 2 O 3 is desirably 5% or less.

WOは、TiOと同様紫外線遮蔽効果のある成分である。一方で多量にホウケイ酸ガラスに含有されるとガラスの分相を促進する成分である。WOの含有量は5%以下であることが望ましい。 WO 3 is a component having an ultraviolet shielding effect similar to TiO 2 . On the other hand, when it is contained in a large amount in borosilicate glass, it is a component that promotes phase separation of glass. The content of WO 3 is desirably 5% or less.

SnOは、ガラス溶融時に清澄剤として働きガラスの泡品位を向上させる成分である。一方でガラスを着色させる成分であり、また、ガラス熱加工時に黒化する成分である。SnOの含有量は3%以下であることが望ましい。 SnO 2 is a component that works as a refining agent at the time of melting the glass and improves the bubble quality of the glass. On the other hand, it is a component that colors glass, and is a component that is blackened during glass thermal processing. The SnO 2 content is desirably 3% or less.

SOは、適度な量含有するとガラス溶融時に清澄剤として働きガラスの泡品位を向上させる成分である。一方で多量に含有するとSOガスがガラスから抜け切れず、かえって泡品位を悪くする成分である。SOの含有量は1%以下であることが望ましい。 SO 3 , when contained in an appropriate amount, is a component that works as a clarifier when the glass is melted and improves the bubble quality of the glass. On the other hand, when it is contained in a large amount, the SO 2 gas cannot be completely removed from the glass, but rather deteriorates the foam quality. The content of SO 3 is desirably 1% or less.

Crは、原料やリサイクルカレットの不純物として不可避的に混入する成分である。ガラスの着色を著しく促進し、可視光の透過率を低下させる成分であるため含有量を管理すべき成分である。Crの含有量は0.01%以下であることが望ましい。 Cr 2 O 3 is a component inevitably mixed as an impurity in the raw material and recycled cullet. It is a component whose content should be controlled because it is a component that significantly accelerates the coloring of glass and lowers the transmittance of visible light. The content of Cr 2 O 3 is desirably 0.01% or less.

Euは、蛍光体の成分であり、蛍光ランプのリサイクルが行われる場合に不純物としてガラスに混入する成分である。ガラスの着色を著しく促進し、可視光の透過率を低下させる成分であるため含有量を管理すべき成分である。Euの含有量は0.01%以下であることが望ましい。 Eu 2 O 3 is a component of the phosphor, and is a component mixed into the glass as an impurity when the fluorescent lamp is recycled. It is a component whose content should be controlled because it is a component that significantly accelerates the coloring of glass and lowers the transmittance of visible light. The content of Eu 2 O 3 is desirably 0.01% or less.

Clは清澄剤として働き、ガラスの泡品位を向上させる成分である。一方で多量に含有するとガラス熱加工時ガラスに塩化物の結晶が析出し、ガラスを白濁させてしまう。Clの含有量は1%以下であることが望ましい。 Cl 2 is a component that works as a fining agent and improves the bubble quality of the glass. On the other hand, if it is contained in a large amount, chloride crystals will precipitate on the glass during glass thermal processing, and the glass will become cloudy. The Cl 2 content is desirably 1% or less.

本発明の照明用ガラス組成物は、波長400nmにおける分光透過率が、ガラス肉厚4mmで82%以上であることが望ましい。ホウケイ酸ガラスでは通常、TiOを多量に含有させると著しく不純物着色する。Feイオンの透過率の吸収は波長350〜550nmに存在し、この波長領域の透過率の低下がガラスの着色の原因となる。透過率の低下はランプ輝度の低下に繋がることから、ガラスの着色が生じないことが望まれる。不純物着色の程度は、波長400nmの分光透過率で評価することができる。なお波長400nmにおける分光透過率は、MgOの含有量を増加させる、TiOの含有量を少なくする、着色原因となる不純物の混入量を少なくする等の方法によって高めることができる。 The glass composition for illumination of the present invention desirably has a spectral transmittance at a wavelength of 400 nm of 82% or more at a glass thickness of 4 mm. In a borosilicate glass, when a large amount of TiO 2 is contained, impurities are colored remarkably. Absorption of the transmittance of Fe ions exists at a wavelength of 350 to 550 nm, and the decrease in the transmittance in this wavelength region causes the coloring of the glass. Since a decrease in transmittance leads to a decrease in lamp brightness, it is desirable that the glass is not colored. The degree of impurity coloring can be evaluated by spectral transmittance at a wavelength of 400 nm. The spectral transmittance at a wavelength of 400 nm can be increased by methods such as increasing the content of MgO, decreasing the content of TiO 2 , and reducing the amount of impurities that cause coloring.

本発明の照明用ガラス組成物は、波長313nmにおける分光透過率が、ガラス肉厚0.3mmで30%以下であることが望ましい。バックライトユニットの寿命はその光を効率良く反射する樹脂製の反射板や、その光を拡散する拡散板の劣化による着色によって、反射率や透過率が劣化することでも引き起こされる。これらの樹脂材料の劣化は、ランプ内部で発生する紫外線が管外に漏れることによって引き起こされる。このためバックライトに用いられるガラスは紫外線遮蔽性が高いことが望まれる。紫外線遮蔽性は、波長313nmの透過率で評価することができる。なお波長313nmにおける分光透過率は、TiOの含有量を増加させる、CaOの含有量を増加させる等の方法によって低下させることができる。 The glass composition for illumination of the present invention desirably has a spectral transmittance at a wavelength of 313 nm of 30% or less at a glass thickness of 0.3 mm. The lifetime of the backlight unit is also caused by deterioration in reflectance and transmittance due to coloring due to deterioration of a resin-made reflecting plate that efficiently reflects the light and a diffusion plate that diffuses the light. The deterioration of these resin materials is caused by leakage of ultraviolet rays generated inside the lamp to the outside of the tube. For this reason, it is desired that the glass used for the backlight has a high ultraviolet shielding property. The ultraviolet shielding property can be evaluated by the transmittance at a wavelength of 313 nm. The spectral transmittance at a wavelength of 313 nm can be lowered by a method such as increasing the content of TiO 2 or increasing the content of CaO.

本発明の照明用ガラス組成物は、紫外線照射前後の波長400nmの分光透過率の変化がガラス肉厚0.3mmで5%以下であることが望ましい。紫外線、特に短波長紫外線がホウケイ酸ガラスに照射されると、ガラス自体が変色する。紫外線によるガラスの変色は主として波長300nmから650nmの透過率が低下することにより起こる。透過率の低下はランプ輝度の低下に繋がることから、ガラスの変色が起こらないことが望まれる。耐短波長紫外線変色性は、短波長紫外線照射前後の波長400nmの分光透過率の変化で評価することができる。なお紫外線の照射は両面を鏡面研磨した厚さ0.3mmの板状ガラスに40Wの石英ガラス外套管を有する低圧水銀ランプによって主波長253.7nm(その他波長185nm、313nm、365nm)の短波長紫外線を60分間照射(照射距離25mm)する条件で行うことが望ましい。また紫外線照射前後の波長400nmの分光透過率の変化量は、TiOの含有量を増加させる、Nb及びWOを必須成分として添加する等の方法で小さくすることができる。 In the lighting glass composition of the present invention, it is desirable that the change in spectral transmittance at a wavelength of 400 nm before and after ultraviolet irradiation is 5% or less at a glass thickness of 0.3 mm. When the borosilicate glass is irradiated with ultraviolet rays, particularly short wavelength ultraviolet rays, the glass itself changes color. Discoloration of glass due to ultraviolet rays occurs mainly due to a decrease in transmittance at wavelengths of 300 nm to 650 nm. Since a decrease in transmittance leads to a decrease in lamp brightness, it is desirable that no glass discoloration occurs. The short wavelength ultraviolet discoloration resistance can be evaluated by a change in spectral transmittance at a wavelength of 400 nm before and after irradiation with short wavelength ultraviolet rays. The ultraviolet rays are irradiated by a low-pressure mercury lamp having a plate glass having a thickness of 0.3 mm and mirror-polished on both sides and a quartz glass outer tube of 40 W. For 60 minutes (irradiation distance 25 mm). Further, the amount of change in spectral transmittance at a wavelength of 400 nm before and after ultraviolet irradiation can be reduced by a method such as increasing the content of TiO 2 or adding Nb 2 O 5 and WO 3 as essential components.

本発明の照明用ガラス組成物は、ガラスの分相温度が1000℃以下であることが望ましい。ホウケイ酸ガラスは分相を生じ易いことが知られている。分相した部分に結晶が析出(失透)すると、ガラス製造においてブツの原因となり生産性が低下する。また分相が生じる温度が高いとガラス製造における作業温度が狭くなり量産性が損なわれる。また分相に起因して失透が生じたガラスを外套容器として使用すると、ガラスの透過率が低いことからランプとしては不良となる。このため分相が起こりにくいガラスであることが望まれる。ガラスの分相傾向は分相温度により評価することができ、この温度が高いほど分相し易いと言える。なおガラスの分相温度は、Alの含有量を増やす、B、MgO、CaO、TiO、LiOの含有量を少なくする等の方法によって低下させることができる。 As for the glass composition for illumination of this invention, it is desirable for the phase separation temperature of glass to be 1000 degrees C or less. It is known that borosilicate glass tends to cause phase separation. If crystals are deposited (devitrified) in the phase-separated portion, it becomes a cause in the glass production and the productivity is lowered. On the other hand, if the temperature at which phase separation occurs is high, the working temperature in glass production becomes narrow and mass productivity is impaired. Further, when glass that has been devitrified due to phase separation is used as an outer container, the transmittance of the glass is low, so that the lamp becomes defective. For this reason, it is desired that the glass is less likely to cause phase separation. The phase separation tendency of glass can be evaluated by the phase separation temperature. It can be said that the higher the temperature, the easier the phase separation. The phase separation temperature of the glass can be lowered by a method such as increasing the content of Al 2 O 3 or decreasing the content of B 2 O 3 , MgO, CaO, TiO 2 , or Li 2 O.

本発明の照明用ガラス組成物は、TiO系結晶の析出温度が1000℃以下であることが望ましい。ホウケイ酸ガラスにTiOを多量に含有するとTiO系結晶を生じることがある。TiO系結晶の析出は、ガラス製造においてブツの原因となり生産性を低下させる。またTiO系結晶が析出する温度が高いとガラス製造における作業温度が狭くなり量産性が損なわれる。またTiO系結晶が析出したガラスを外套容器として使用すると、ガラスの透過率が低いことからランプとしては不良となる。このためTiO系結晶が析出しにくいガラスであることが望まれる。TiO系結晶の析出傾向は、TiO系結晶の析出温度により評価することができ、この温度が高いほどTiO系結晶が析出し易いと言える。なおTiO系結晶の析出温度は、TiOの含有量を少なくする等の方法によって低下させることができる。 Lighting glass composition of the present invention, it is desirable that the precipitation temperature of the TiO 2 type crystal is 1000 ° C. or less. When a large amount of TiO 2 is contained in the borosilicate glass, a TiO 2 -based crystal may be generated. The precipitation of TiO 2 -based crystals causes defects in glass production and decreases productivity. On the other hand, if the temperature at which the TiO 2 -based crystals are precipitated is high, the working temperature in glass production becomes narrow and mass productivity is impaired. Further, when glass on which TiO 2 -based crystals are deposited is used as an outer container, the glass has a low transmittance, which makes the lamp unsatisfactory. For this reason, it is desired that the glass is a glass in which TiO 2 -based crystals are difficult to precipitate. Precipitation tendency of TiO 2 based crystal can be evaluated by the precipitation temperature of the TiO 2 type crystal, the higher the temperature is higher TiO 2 based crystal can be said to easily precipitate. Incidentally precipitation temperature of the TiO 2 type crystal can be reduced by a method such reducing the content of TiO 2.

本発明の照明用ガラス組成物は、30〜380℃における熱膨張係数が30〜58×10−7/℃であることが望まれる。内部に電極を有する蛍光ランプに用いる場合、棒状電極をガラス封着ビーズに挿入し、ガラス封着ビーズを加熱軟化させることにより電極と融着一体化させて電極部材を作製する。このようにして作製した電極部材を、管状の外套容器の両端から挿入し、熱加工して外套容器と電極部材を融着し、封止する。ガラス封着ビーズは電極材料と適合する熱膨張係数を有している。また外套容器はガラス封着ビーズと適合する熱膨張係数を有するガラスが使用される。一般的にはガラス封着ビーズと外套容器は同一材質のガラスで作製される。このような事情から、電極材料がタングステン金属、モリブデン金属、コバール金属の場合、外套容器を構成する本発明の照明用ガラス組成物はこれらの金属と適合するように、30〜380℃における熱膨張係数を30〜58×10−7/℃に調整することが望ましい。 The lighting glass composition of the present invention is desired to have a thermal expansion coefficient of 30 to 58 × 10 −7 / ° C. at 30 to 380 ° C. When used for a fluorescent lamp having an electrode inside, a rod-shaped electrode is inserted into a glass sealing bead, and the glass sealing bead is heated and softened to be fused and integrated with the electrode to produce an electrode member. The electrode member produced in this way is inserted from both ends of the tubular mantle container, heat-processed, and the mantle container and the electrode member are fused and sealed. The glass sealing bead has a coefficient of thermal expansion compatible with the electrode material. For the outer container, glass having a thermal expansion coefficient compatible with the glass sealing beads is used. In general, the glass sealing bead and the outer container are made of the same glass material. For this reason, when the electrode material is tungsten metal, molybdenum metal or Kovar metal, the lighting glass composition of the present invention constituting the outer casing is thermally expanded at 30 to 380 ° C. so as to be compatible with these metals. It is desirable to adjust the coefficient to 30 to 58 × 10 −7 / ° C.

また蛍光ランプにおいて、ガラス封着ビーズと外套容器とを同一材質で作製しない場合もあり得る。この場合、外套容器は棒状電極と直接接することがないため、電極材料と膨張特性が適合している必要はない。特に、電極材料にコバール金属を選択する場合に、ガラス封着ビーズと外套容器とを異材質とすることは、外套容器ガラスの組成設計の自由度を高めることができ有用である。つまりコバール金属は温度に対する伸び特性が急激に変化するため、封着ビーズ用ガラスはコバール金属と同じ膨張変化を有することが必要となる。しかし外套容器を構成する本発明の照明用ガラス組成物はコバール金属と同じ膨張変化をさせる必要がなく、封着ビーズ用ガラスの膨張特性とのみ適合していればよい。   In the fluorescent lamp, the glass sealing bead and the outer container may not be made of the same material. In this case, since the outer container does not directly contact the rod-shaped electrode, it is not necessary to match the expansion characteristics with the electrode material. In particular, when Kovar metal is selected as the electrode material, it is useful to make the glass sealing beads and the outer container different from each other because the degree of freedom in designing the composition of the outer container glass can be increased. In other words, since the elongation characteristics with respect to temperature change abruptly for Kovar metal, the glass for sealing beads needs to have the same expansion change as Kovar metal. However, the lighting glass composition of the present invention constituting the outer container does not need to undergo the same expansion change as that of Kovar metal, and only needs to be compatible with the expansion characteristics of the glass for sealing beads.

また内部に電極を持たない、いわゆる外部電極蛍光ランプの場合、外套容器ガラスに対する熱膨張係数の制約はなく、例えば30〜380℃における熱膨張係数が30〜100×10−7/℃の範囲であればよい。 Further, in the case of a so-called external electrode fluorescent lamp having no electrode inside, there is no restriction on the thermal expansion coefficient with respect to the jacket glass. For example, the thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. is in the range of 30 to 100 × 10 −7 / ° C. I just need it.

本発明の蛍光ランプ用外套容器は、上記組成を有する。外套容器を構成するガラス組成物の組成や特性は既述の通りであるため、ここでは説明を省略する。   The fluorescent lamp envelope of the present invention has the above composition. Since the composition and characteristics of the glass composition constituting the outer container are as described above, description thereof is omitted here.

次に本発明の蛍光ランプ用外套容器を作製する方法を説明する。なおここでは管状の外套容器(外套管)の作製を例にして説明するが、本発明はこれに制限されるものではない。   Next, a method for producing a fluorescent lamp envelope according to the present invention will be described. Here, the production of a tubular outer container (outer tube) will be described as an example, but the present invention is not limited to this.

まず上記特徴を有するガラスとなるように原料を調合し、1400〜1650℃で溶融する。次いで溶融ガラスをダンナー法、ダウンドロー法、アップドロー法等の管引き方法により、管状に成形する。続いて管状ガラスを所定の寸法に切断し、必要に応じて後加工することにより、管状の外套容器を得る。   First, raw materials are prepared so as to be glass having the above characteristics, and melted at 1400 to 1650 ° C. Next, the molten glass is formed into a tubular shape by a tube drawing method such as the Danner method, the down draw method, or the up draw method. Subsequently, the tubular glass is cut into a predetermined size, and post-processed as necessary to obtain a tubular outer container.

このようにして得られた蛍光ランプ用外套容器は、例えば液晶表示素子のバックライト用蛍光ランプの作製に供される。   The fluorescent lamp envelope obtained in this way is used, for example, for the production of a backlight fluorescent lamp for a liquid crystal display element.

以下、実施例に基づいて本発明を説明する。   Hereinafter, the present invention will be described based on examples.

表1、2に本発明の実施例(試料No.1〜10)、表3は比較例(試料No.11〜19)をそれぞれ示している。   Tables 1 and 2 show examples of the present invention (sample Nos. 1 to 10), and Table 3 shows comparative examples (samples No. 11 to 19), respectively.

まず、目的組成となるようにガラス原料を調合した後、白金坩堝を用いて1550℃で5時間溶融した。なお原料は、天然鉱物、酸化物、炭酸塩、硫酸塩等が使用可能であり、原料の分析値を考慮して調合すればよく、原料の種類は限定されない。溶融後、融液を所定の形状に成形、加工して各ガラス試料を作製し、各評価に供した。結果を表4〜6に示す。   First, after preparing a glass raw material so that it might become a target composition, it melt | dissolved at 1550 degreeC for 5 hours using the platinum crucible. As the raw material, natural minerals, oxides, carbonates, sulfates and the like can be used, and the raw material may be prepared in consideration of the analytical value of the raw material, and the type of raw material is not limited. After melting, the melt was formed into a predetermined shape and processed to prepare each glass sample, which was used for each evaluation. The results are shown in Tables 4-6.

表から明らかなように、本発明の実施例であるNo.1〜10の各試料は、いずれも400nm透過率が82%以上であり、ガラスの着色が十分に抑制されている。また、波長313nmの透過率が全て30%以下となっており、有害紫外線をほとんど透過しない。さらに、紫外線照射による400nm透過率の低下も0%であり、非常に高い耐紫外線変色性を有していた。   As is apparent from the table, No. 1 as an example of the present invention. Each of the samples 1 to 10 has a 400 nm transmittance of 82% or more, and the coloring of the glass is sufficiently suppressed. Moreover, all the transmittance | permeability of wavelength 313nm is 30% or less, and hardly transmits harmful ultraviolet rays. Further, the decrease in the transmittance of 400 nm due to ultraviolet irradiation was 0%, and it had very high ultraviolet discoloration resistance.

一方、比較例であるNo.11の試料は313nm透過率の値が30%を超えていた。比較例No.12の試料は熱膨張係数の値が80×10−7/℃であった。No.13の試料は400nmの透過率の値が82%以下であった。No.14の試料は分相性が悪く、またTiO結晶析出量温度も高かった。No.15の試料は400nmの透過率の値が82%以下であった。また試料No.16〜19より、Feが多すぎても少なすぎてもMgOによる不純物着色防止効果が得られないことが分かる。 On the other hand, No. which is a comparative example. Eleven samples had a 313 nm transmittance value exceeding 30%. Comparative Example No. Twelve samples had a coefficient of thermal expansion of 80 × 10 −7 / ° C. No. Thirteen samples had a transmittance value at 400 nm of 82% or less. No. Sample 14 had poor phase separation and also had a high TiO 2 crystal precipitation temperature. No. Fifteen samples had a transmittance value at 400 nm of 82% or less. Sample No. From 16 to 19, it can be seen that the Fe 2 O 3 can not be obtained impurity coloration prevention effect by MgO or too little too large.

なおガラスの着色は、400nmにおける透過率測定を行い評価した。具体的には、各ガラス試料から25mm×30mmの板状試料を切り出し、厚み4mmになるように研磨し、さらに両面を光学鏡面研磨した。加工した試料をSHIMADZU製 UV−3100PC分光光度計を用い、波長380nmから780nmの可視光領域を含む波長200nmから800nmについて透過率測定した。測定データから波長400nmの値を読み取った。   The coloration of the glass was evaluated by measuring the transmittance at 400 nm. Specifically, a plate sample of 25 mm × 30 mm was cut out from each glass sample, polished to a thickness of 4 mm, and further, both surfaces were optically mirror-polished. Using the UV-3100PC spectrophotometer manufactured by SHIMADZU, the processed sample was measured for transmittance at wavelengths of 200 nm to 800 nm including a visible light region of wavelengths of 380 nm to 780 nm. A value at a wavelength of 400 nm was read from the measurement data.

紫外線遮蔽性は、313nmにおける透過率測定を行い評価した。具体的には、各ガラス試料から25mm×30mmの板状試料を切り出し、厚み0.3mmに研磨し、さらに両面を光学研磨した。加工した試料をSHIMADZU製 UV−3100PC分光光度計を用い、波長313nmの値を読み取った。   The ultraviolet shielding property was evaluated by measuring the transmittance at 313 nm. Specifically, a plate sample of 25 mm × 30 mm was cut out from each glass sample, polished to a thickness of 0.3 mm, and both surfaces were optically polished. The processed sample was read at a wavelength of 313 nm using a UV-3100PC spectrophotometer manufactured by SHIMADZU.

耐紫外線変色性は、400nmにおける紫外線照射前後の透過率測定を行い評価した。具体的には、各ガラス試料から25mm×30mmの板状試料を切り出し、厚み0.3mmに研磨して両面を光学研磨した。加工した試料をSHIMADZU製 UV−3100PC分光光度計を用い、波長400nmの透過率の値を読み取った。次いで、その試料に25Wの低圧水銀ランプによって主波長185nm、254nm、313nm、364nmの紫外線を照射距離25mmで60分間照射した後、再び波長400nmの透過率の値を読み取り、紫外線照射前後での波長400nmの透過率差を計算した。   Ultraviolet discoloration resistance was evaluated by measuring transmittance before and after ultraviolet irradiation at 400 nm. Specifically, a plate sample of 25 mm × 30 mm was cut out from each glass sample, polished to a thickness of 0.3 mm, and both surfaces were optically polished. Using the UV-3100PC spectrophotometer manufactured by SHIMADZU, the processed sample was read for the transmittance value at a wavelength of 400 nm. Then, after irradiating the sample with ultraviolet light having a main wavelength of 185 nm, 254 nm, 313 nm, and 364 nm for 60 minutes at an irradiation distance of 25 mm using a 25 W low-pressure mercury lamp, the transmittance value at a wavelength of 400 nm is read again, and the wavelength before and after the ultraviolet irradiation. A transmission difference of 400 nm was calculated.

熱膨張係数は、MAC SCIENCE社製熱膨張係数測定装置を用いて30〜380℃における平均線熱膨張係数を測定した。   For the thermal expansion coefficient, an average linear thermal expansion coefficient at 30 to 380 ° C. was measured using a thermal expansion coefficient measuring device manufactured by MAC SCIENCE.

分相性は、分相温度を測定することにより評価した。具体的には、各ガラス試料からガラスを切り出し、120mm×1.2cm×1cmの耐熱性のボート形状の容器の中に容器容量の9割程度入れ、電気炉中で1250℃、2時間加熱してガラスを融液化し、これを800℃〜1100℃の温度勾配を有し、測温された温度傾斜炉に入れ、48時間保持した。試料を温度傾斜炉から取り出した後、ガラスを目視観察して、分相し白濁した領域を予め測温した温度データを照らし合わせることによって、分相温度を評価した。   The phase separation was evaluated by measuring the phase separation temperature. Specifically, glass is cut out from each glass sample, placed in a heat-resistant boat-shaped container of 120 mm × 1.2 cm × 1 cm, about 90% of the container capacity, and heated in an electric furnace at 1250 ° C. for 2 hours. The glass was melted and placed in a temperature-gradient furnace having a temperature gradient of 800 ° C. to 1100 ° C. and kept for 48 hours. After the sample was taken out of the temperature gradient furnace, the phase separation temperature was evaluated by visually observing the glass and comparing temperature data obtained by measuring the temperature of the phase-divided and clouded region in advance.

TiO結晶の析出温度は、分相性の評価と類似の方法により評価した。具体的には、各ガラス試料からガラスを切り出し、120mm×1.2cm×1cmの耐熱性のボート形状の容器の中に容器容量の9割程度入れ、電気炉中で1250℃、2時間加熱してガラス融液化し、これを800℃〜1100℃の温度勾配を有し、測温された温度傾斜炉に入れ、48時間保持した。試料を温度傾斜炉から取り出した後、耐熱性のボートからガラスを剥離し、剥離面を偏光顕微鏡観察し、TiO結晶の析出している最高温度地点を予め測温した温度データと照らし合わせることによって、TiO結晶析出温度を評価した。 The precipitation temperature of the TiO 2 crystal was evaluated by a method similar to the evaluation of phase separation. Specifically, glass is cut out from each glass sample, placed in a heat-resistant boat-shaped container of 120 mm × 1.2 cm × 1 cm, about 90% of the container capacity, and heated in an electric furnace at 1250 ° C. for 2 hours. The glass was melted and placed in a temperature-graded furnace having a temperature gradient of 800 ° C. to 1100 ° C. and kept for 48 hours. After removing the sample from the temperature gradient furnace, the glass is peeled from the heat-resistant boat, the peeled surface is observed with a polarizing microscope, and the highest temperature point where the TiO 2 crystal is deposited is compared with the temperature data measured in advance. Was used to evaluate the TiO 2 crystal precipitation temperature.

Claims (5)

質量百分率でSiO 55〜75%、Al 0〜10%、B 11〜25%、MgO 1.1〜10%、CaO 0〜10%、SrO+BaO+ZnO 0〜15%、TiO 1.5〜5%、NaO 0〜5%、KO 0〜10%、LiO+NaO+KO 3〜15%、Sb 0.2%未満、As 0.1%未満、Fe 0.001〜0.05%であることを特徴とする照明用ガラス組成物。 SiO 2 55 to 75% in mass percentage, Al 2 O 3 0~10%, B 2 O 3 11~25%, MgO 1.1~10%, CaO 0~10%, SrO + BaO + 0~15% ZnO, TiO 2 1.5~5%, Na 2 O 0~5% , K 2 O 0~10%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 3~15%, Sb 2 O 3 less than 0.2%, As 2 O 3 0 less than .1%, lighting glass composition characterized by a Fe 2 O 3 0.001~0.05%. CaOを0.1質量%以上含有することを特徴とする請求項1に記載の照明用ガラス組成物。   The glass composition for illumination according to claim 1, comprising 0.1% by mass or more of CaO. 蛍光ランプ用であることを特徴とする請求項1又は2に記載の照明用ガラス組成物。   The lighting glass composition according to claim 1, wherein the lighting glass composition is used for a fluorescent lamp. 請求項1〜3の何れかの組成を有することを特徴とする蛍光ランプ用外套容器。   An outer casing for a fluorescent lamp having the composition according to any one of claims 1 to 3. 液晶表示装置のバックライト用蛍光ランプの外套容器として使用されることを特徴とする請求項4の蛍光ランプ用外套容器。   5. The fluorescent lamp envelope according to claim 4, wherein the fluorescent lamp envelope is used as a fluorescent lamp envelope for a liquid crystal display device.
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WO2023276922A1 (en) * 2021-06-30 2023-01-05 Agc株式会社 Glass plate, laminated glass, window glass for vehicles, and window glass for buildings

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