WO1994022164A1 - Materiau pour electrode de lampe a decharge, procede d'elaboration de ce materiau et electrode de lampe a decharge - Google Patents

Materiau pour electrode de lampe a decharge, procede d'elaboration de ce materiau et electrode de lampe a decharge Download PDF

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    • H01J61/76—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr having a filling of permanent gas or gases only
    • H01J61/78—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr having a filling of permanent gas or gases only with cold cathode; with cathode heated only by discharge, e.g. high-tension lamp for advertising

Definitions

  • Discharge lamp electrode material discharge lamp electrode material manufacturing method and discharge lamp electrode
  • the present invention relates to an electrode of a backlight discharge lamp for a liquid crystal display device used for a portable personal computer or a word processor.
  • a liquid crystal display device is used as a display device in the notebook personal computer.
  • a light source is required to view the display content.
  • the simplest light source uses an external light source.However, an internal light source is needed because it needs a sufficient amount of light to be used in places where the external light source is insufficient or to perform color display. .
  • This internal light source is called a backlight light source because it emits light from the back of the liquid crystal display device, and is required to be a surface light source to display the entire liquid crystal display surface. For this reason, a fluorescent discharge lamp combined with an electroluminescent (EL) element or a light guide plate is currently used as a backlight source.
  • EL electroluminescent
  • Fig. 1 shows the configuration of a backlight light source using a fluorescent discharge lamp.
  • reference numeral 1 denotes a light guide plate made of a light-transmitting material such as glass or acryl resin, and its surface is formed with irregularities for radiating light incident from a side surface of the plate in a plane direction.
  • Fluorescent discharge lamps 2 are mounted on both sides of the light guide plate 1 as light sources for allowing light to enter the light guide plate 1.
  • a discharge gas is sealed in a tube made of a transparent material such as glass, and an AC or DC voltage is applied to a discharge electrode disposed in the glass tube so as to face the discharge gas. A discharge is generated through the light, and light is radiated to the outside.
  • the base of the fluorescent discharge lamp uses a low-pressure (about lPa) mercury (Hg) gas as the discharge gas, and applies the ultraviolet light of 253.7 nm emitted by the mercury gas to the calcium halophosphate applied to the inner wall of the glass tube. It irradiates a fluorescent substance such as 3Ca 3 (PO) 2 ⁇ Ca FC 1 / Sb, Mn) and converts it into visible light.
  • a fluorescent substance such as 3Ca 3 (PO) 2 ⁇ Ca FC 1 / Sb, Mn
  • the discharge gas is filled with argon (Ar) gas at a pressure of about several hundred Pa to promote the ionization of mercury gas and facilitate discharge (panning effect). I have.
  • FIG. 2 (a) is a cross-sectional view of a fluorescent discharge lamp 2 used for a conventional backlight source
  • FIG. 2 (b) is an enlarged cross-sectional view of a circle b at the end of the tube.
  • reference numeral 21 denotes an elongated cylindrical hermetically sealed glass tube container having a fluorescent substance applied to the inner wall, and lead wires 22, 22 are provided at the left and right ends of the glass tube container 21, respectively.
  • lead wires 22, 22 are provided at the tip of the lead wire 22, tungsten filaments 23, 23 coated with an emissive material such as barium oxide (BaO) are attached, and mercury is inserted between the filaments 23, 23 and the end of the tube.
  • Dispensers 24, 24 are provided.
  • a cathode material of the fluorescent tube thus configured, in the case of a hot cathode, a tungsten filament coated with an electron-emitting material such as SrO or Ca0 has been used.
  • the hot cathode requires a preheating circuit, the equipment cost is high, the power consumption is large, and the re-ignition voltage is high.
  • mercury ions generated during the discharge are accelerated by the strong electric field on the front of the cathode, causing the electrode to scatter and scatter the electrode material, thereby shortening the life of the electrode and reducing the tube end near the electrode.
  • blackening power ⁇ ' There is a problem of blackening power ⁇ '.
  • argon gas which is the gas for starting the discharge
  • the mercury dispenser 24, 24 By heating using such a method, the enclosed Ti 3 Hg is decomposed and mercury vapor is released into the tube. The released mercury vapor fills the glass tube container 21 and generates ultraviolet rays by discharge.
  • the filament which is a hot cathode
  • the inner diameter of the glass tube cannot be reduced, and the outer diameter of the ordinary glass tube is about 8 mm.
  • a cold-cathode fluorescent lamp without filament which shows an enlarged cross-sectional view of the tube end in Fig. 3, has been proposed.
  • a cold cathode 25 also serving as a mercury dispenser is attached to a lead wire 26 instead of the filament and the mercury dispenser of the hot cathode discharge lamp shown in FIG.
  • This cold cathode fluorescent lamp does not have a hot cathode unlike the hot cathode fluorescent lamp shown in FIG. 2, so that it consumes less power and has a longer lamp life.
  • the inner diameter of the glass tube can be reduced, and the outer diameter of the glass tube can be generally reduced to about four.
  • Nigel metal is used as a material for the cold cathode.
  • Nigel metal has a problem in that the emission of electrons is so small that the luminance cannot be increased, and that the firing voltage is high.
  • B a T i 0 3 Ceramic discharge electrodes was use 1 click that semiconductor by reduction treatment Ceramic such as is described in US patent 2, 6 8 6, 2 7 No. 4
  • These bulk, granular or porous semiconductor porcelains are used for mercury ions and rare gases such as argon (Ar), neon (Ne), xenon (Xe), and krypton (Kr) in the discharge gas. It is susceptible to ion bombardment of ions and the like, causing sputtering due to ion collisions and degrading the electron emission characteristics.
  • These fluorescent discharge lamp cathodes are made of a solid ceramic semiconductor, and it is difficult to maintain a high temperature for electron emission.
  • a fluorescent discharge lamp cathode in which a ceramic semiconductor is formed in a granular form and housed in a heat-resistant ceramic container is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-43556. .
  • FIG. 4 (a) is a cross-sectional view of a ceramic cathode fluorescent discharge lamp described in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-43556
  • (b) is a cross-sectional view of a discharge electrode.
  • 21 is a glass tube filled with argon gas
  • 27 is an electrode cylinder.
  • the glass tube 21 is an elongated container having a cylindrical cross section.
  • a tungsten lead wire 28 which is a heat-resistant metal, is provided.
  • the part is provided with a holding part 29 for holding the electrode cylinder 27.
  • the holding portion 29 is formed of an elastic conductive material, and is configured to elastically sandwich the outer periphery of the electrode cylinder 27.
  • a mercury dispenser 30 is provided in parallel with the lead wire 28, and a predetermined amount of argon gas is sealed in the glass tube 21.
  • the electrode cylinder 27 is elastically sandwiched between the branch portions 31 and 31 formed in the holding portion 29 at the end of the lead wire 28, and has a bottomed cylindrical high melting point or spatter-resistant one opening end.
  • evening-ring of the good semiconductor ceramic, for example B a (Z r, T a ) 0 3 based semiconductor ceramic der of is, bulk or granular or porous hollow portion 3 2 which is formed on the electrode cylinder 2 within 7
  • a quality electron-emitting semiconductor porcelain 33 is housed therein.
  • a Ta-based anti-springing layer is formed on the surface of the electrode cylinder 27, a Ta-based anti-springing layer is formed.
  • the size of the electrode cylinder 27 is 0.9 ⁇ in inner diameter, 1.9 in outer diameter, 2.3 in length and 1.6 mm in inner diameter, 2.6 in outer diameter, 2.3 mra in length. There are things.
  • the mercury dispenser 30 of this ceramic cathode fluorescent lamp has an electrode cylinder.
  • this ceramic cathode fluorescent lamp has no filament, it consumes less power and does not have the problem of short life due to the loss of electron-emitting substances due to spattering.
  • the discharge starting voltage can be reduced and the luminance can be increased.
  • an electrode and an electrode material having a high electron flow density, a high thermal shock resistance and a reduced deterioration due to sputtering are provided, and a manufacturing method thereof is provided.
  • a first aspect of the present invention is a "I with 0.5 to 1.5 moles of B a 0, C aO first component selected from S r 0, 0. ⁇ 5 ⁇ 0.95 moles of Z R_ ⁇ 2 there have the second component selected from T i 0 2, 0.025-.475 moles of V 2 ⁇ 5, N b £ 0 5, T a 2 0 5, S c 2 0 3, Y 2 0 3, L a 2 0 3, Dy 2 ⁇ 3, H o 2 0 3, 0.05 ⁇ 0.95 mole of H f 0 2, C r 0 3, Mo0 3, WO 3 is selected from the third component or we constructed the discharge
  • the present invention is an invention of a "discharge lamp electrode in which a cylindrical electrode material is housed in a bottomed cylindrical semiconductor ceramic container.” By finely pulverizing the above composition to an average particle size of 2.5 m or less and performing reduction firing, a porcelain having a conductor or semiconductor coating layer is generated in a wide composition range and firing temperature range.
  • the electrode in which the massive, granular, or porous porcelain thus generated is housed in the hole of the bottomed cylindrical porcelain vessel does not need to be preheated, and the heat is not required. Since the conductivity is low, electron emission starts and the temperature rises to maintain a stable temperature state, emitting a high-density electron flow.
  • a second invention of the present application is to reduce the diameter of a glass tube of a ceramic cathode fluorescent lamp and to provide a fluorescent lamp suitable for use as a backlight light source of a notebook personal computer.
  • a discharge lamp electrode comprising an electron-emitting semiconductor porcelain housed in a cylinder, and a mercury dispenser disposed between the bottomed semiconductor ceramic cylinder and the lead wire lead-out portion and fixed to the lead wire.
  • a lead wire is led out from the end of an elongated glass tube filled with discharge gas and stored in a bottomed cylinder with semiconductor porcelain supported at the end of the lead wire and a bottomed cylinder with semiconductor porcelain
  • a discharge lamp electrode comprising: an electron-emissive semiconductor porcelain thus obtained; and a mercury dispenser disposed adjacent to the semiconductor porcelain bottomed cylinder between the semiconductor porcelain bottomed cylinder and the lead wire lead-out part. It is.
  • the discharge lamp is fixed in the middle of the lead wire at the time of manufacture or between the semiconductor ceramic bottomed cylinder and the lead wire lead-out portion adjacent to the semiconductor ceramic bottomed cylinder.
  • Mercury vapor for discharge is released from the disposed mercury dispenser, and stored in a bottomed semiconductor porcelain cylinder at the end of the lead wire when using a discharge lamp. Electrons are emitted from the electron-emitting semiconductor porcelain thus discharged, and discharge occurs.
  • FIG. 1 is a perspective view of a backlight for a liquid crystal display device to which a fluorescent discharge lamp is applied.
  • 2 (a) and 2 (b) are an overall sectional view and a tube end sectional view of a conventional fluorescent discharge lamp for backlight.
  • FIG. 3 is a sectional view of a tube end portion of another conventional fluorescent discharge lamp for backlight.
  • FIGS. 4 (a) and (b) are an overall sectional view and an enlarged sectional view of a discharge electrode of still another conventional fluorescent lamp for backlight.
  • FIG. 5 is a process chart of the electrode manufacturing method of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between tube current and discharge starting voltage.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between tube current and tube voltage.
  • Fig. 8 is a graph showing the relationship between tube current and tube power.
  • 9 (a) and 9 (b) are a cross-sectional view of a tube end of the discharge lamp according to the first embodiment of the present invention and a cross-sectional view taken along line bb.
  • FIG. 10 is a sectional view of a tube end of a discharge lamp according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a sectional view of a tube end of a discharge lamp according to a third embodiment of the present invention.
  • 12 (a) and 12 (b) are a sectional view of a tube end of a discharge lamp according to a fourth embodiment of the present invention and a sectional view taken along line bb.
  • 13 (a) and 13 (b) are a sectional view of a tube end of a discharge lamp according to a fifth embodiment of the present invention and a sectional view taken along line bb.
  • FIG. 14 is a sectional view of a tube end of a discharge lamp according to a sixth embodiment of the present invention.
  • the entire process is the same as the usual ceramics manufacturing process, and includes the steps of mixing, crushing, calcination, fine crushing, and granulation, and filling, firing, and reduction firing for forming an electrode. It comprises the following steps to which each step is further added.
  • B a is a raw material, and carbonates S r or C a (e.g. B AC0 3), titanium oxide or zirconium oxide (Z r 0 2), T a
  • the weighed raw materials are put into a pot, and mixed and pulverized using a stone or zirconia balls of 5 state.
  • the mixed and ground material is pre-baked at a temperature of 110 to 1200 ° C.
  • firing is performed in air at 1300 ° C to 1800 ° C (more preferably in an oxygen atmosphere at about 1500 ° C) for about 2 hours. This step can be omitted in relation to the subsequent reduction sintering step.
  • the temperature for the reduction firing of (9) is 1200 to 2300 ° C, more preferably 1400 to 1700 ° C.
  • a nitride coating and / or a carbon coating can be obtained.
  • a nitrogen-containing atmosphere which may contain argon
  • an inert gas such as nitrogen or argon
  • the porcelain is converted into a semiconductor and a film mainly composed of Ta, Nb or the like, which acts as an anti-sputtering material, adheres to the surface with a thickness of 2 to 3 m.
  • the thermal shock resistance data was obtained by holding the sample at a constant temperature in the electric furnace, dropping it into a water tank after 10 minutes, changing the temperature difference, and measuring the flexural strength of the sample at three points.
  • the temperature difference at the point where the strength deteriorates by 50% or more of the original strength determined by the bending test was defined as the thermal shock resistance (° C).
  • the physical properties of the electrode materials manufactured by the manufacturing method of the present invention were obtained by mixing and pulverizing with arsenite or zirconia balls having a diameter of 5 mm. Data.
  • the average particle size is 3.7 m and 3.0 m Cannot be used because it melts and does not become porcelain.
  • the average particle size needs to be 2.5 or less.
  • T a 2 0 5 is in the case of 0.0 1 mol becomes an insulator (Sample 8), even the 0.2 5 mol when Ding 2 0 5 is 0.4 9 moles and T 2 ⁇ 5 Z R_ ⁇ 2 is melted 0.9 8 moles cases (samples 7, 1 1, 1 5), not neither practical.
  • T a 2 ⁇ 5 Between 0.4 75 mol 0.025 mol, conductor or a semiconductor layer of a thickness of several m to the T a and components are formed in the semiconductor ceramic surface (Sample 2, 3 4, 5, 6, 9, 1 0, 13 and 14).
  • Z r 0 2 is between 0.95 mol 0.05 mol, it is necessary Ding 2 0 5 is between 0.475 mol 0.02 5 mol.
  • N b 2 0 5 and T a 2 ⁇ 5 the sum of the conductive material or a semiconductor layer of a few m consisting mainly of N b and T a on the semiconductor ceramic surface between 0.4 75 mol 0.025 mol It is formed.
  • Z r 0 2 and Ding i 0 if the sum of 2 is 0.02 mole can not be sintered (Sample 3 7) Z r 0 2 and T i 0 total 2 cases of 0.98 mol and melts (sample 4 1, 43, 4 5) Z r 0 2 is the B a 0 in the absence of T i 0 2 in 0.5 molar melted in the case of 0.3 mol (sample 4 6 ) When B a 0 is 1.7 mol, it becomes an insulator.
  • the sintering temperature range is expanded by reducing the pulverized particle size.
  • Table 10 shows samples that had the same composition and treatment as Samples 2, 4, 6, 9, 10, 10, 13 and 14 shown in Table 3, and only reduction firing was performed. Therefore, the values of the physical properties of samples 55 to 61 in which the conductor or semiconductor layer is not formed on the surface of the porcelain are not shown.
  • the basic configuration of the ceramic cathode discharge lamp of the present invention is the same as the configuration of the conventional ceramic cathode discharge lamp shown in FIG. 4, and therefore, in the embodiments described below, the present invention will be described.
  • the semiconductor porcelain 33 housed in the bottomed cylindrical hollow portion 32 of the electrode cylinder 27 can be made to have a mass, a granular shape, or a porous shape, the thermal conductivity can be reduced. A stable high-temperature state is maintained at the same time as the start of discharge, and a stable discharge can be performed with a high electron flow density.
  • mercury ions and the like generated by the discharge fly to the electrode cylinder 27 from the direction of the counter electrode, and collide with the electrode cylinder 27 of the semiconductor porcelain having a coating with good anti-sparkling properties. Since the electrode circle i1 ⁇ 427 has a coating with good anti-sparkling properties, deterioration is prevented, and the semiconductor porcelain 33 housed in the hollow portion 32 can continue to emit abundant electrons.
  • Coatings with good anti-sparkling properties are produced in the firing reduction step, and have melting points of 2000 ° C or higher, TiC, ZrC, ZrN, NbC, NbN, M o C, LaC, TaC, HfC, WC are preferred, and TiC, ZrC, NbC, TaC, ZrN, TaN, HfN having a melting point of 3000 ° C or more. It is even more preferable.
  • the co-test discharge lamp has a 200-tube length, a 10-diameter tube diameter, and an atmosphere inside the tube of Ar + Hg.Starting is performed by a pulse voltage without using a preheating circuit.
  • the electrode according to the invention B a T i 0 3 ceramic try electrodes wall blackening for damage Spa Tsu evening ring is less than is suppressed, deterioration of the light beam is not low.
  • the electrode does not crack because of its excellent thermal shock resistance.
  • the electrode is more resistant to spattering and less deteriorated in luminous flux. Furthermore, when compared with the tungsten filament electrode, there is no difference in luminous flux deterioration in the case of continuous lighting, but in the flashing test, the tube wall was blackened by sputtering in the case of tungsten filament because no preheating was performed. On the other hand, the electrode of the present invention has less damage due to sputtering and can suppress deterioration of the luminous flux.
  • the electrode of the present invention is resistant to ion sputtering and resistant to thermal shock, so that it is possible to obtain electrode characteristics equivalent to those of the current tungsten filament electrode without a preheating circuit.
  • Fig. 6 shows tube current and discharge starting voltage
  • Fig. 7 shows tube current and tube voltage
  • W / Figure 8 shows the relationship between tube current and tube power.
  • A shows the case using the discharge lamp electrode of the present invention
  • B shows the case using the conventional Nigel electrode.
  • the characteristic test was performed by using a discharge tube with a glass tube diameter of 100 and a total length of 200, and applying a high frequency current of 30 KHz through a chamber.
  • B using the conventional nickel electrode is 550 OV
  • a using the electrode of the present invention is 400 V.
  • 15 OV is also low.
  • the electrode of the present invention has excellent electron emissivity.
  • B using the conventional nickel electrode shows a constant value even when the tube current increases, whereas the electrode using the electrode of the present invention is used.
  • the tube voltage decreases as the tube current increases, and at a tube current of 2 O mA, the tube voltage decreases by about 190 V rms.
  • FIG. 9 An embodiment of the second invention for reducing the diameter of the glass tube of the ceramic cathode fluorescent lamp will be described with reference to FIGS. 9 to 14.
  • FIG. 9 An embodiment of the second invention for reducing the diameter of the glass tube of the ceramic cathode fluorescent lamp will be described with reference to FIGS. 9 to 14.
  • the mercury dispenser of the embodiment shown in FIGS. 9 to 11 is arranged at a distance from the bottomed cylinder of semiconductor porcelain, and the mercury dispenser shown in FIGS. mercury Disupenza of ⁇ is shown in c Figure 9 disposed in side dishes a semiconductor ceramic bottomed cylinder and spacing tube end of the first embodiment of ceramic cathode discharge lamp according to the second invention (A) is an enlarged sectional view taken along the tube axis direction, and (b) is an enlarged sectional view taken along line bb in (a). .
  • reference numeral 3 denotes an elongated cylindrical sealed glass tube container coated with a fluorescent substance on the inner wall, and a lead wire 4 made of a heat-resistant metal, tungsten, is provided at the left and right ends of the glass tube container.
  • a plurality of branch portions 5 are formed at the end of the lead wire 4, and one of them is a bottomed cylindrical semiconductor porcelain having a good melting point or excellent sputtering resistance, for example, Ba (Z r, T a)
  • a bottomed cylinder 6 made of a semiconductor porcelain made of O 3 -based semiconductor porcelain is elastically sandwiched by these branch portions 5.
  • the semiconductor ceramic bottomed cylinder 6 has a Ta-based anti-spring layer formed on its surface.
  • the bottomed cylinder 6 of semiconductor porcelain has an inner diameter of 0.9 mm, an outer diameter of 1.9 mm, a length of 2.3 marauders and an inner diameter of 1.6 mra, an outer diameter of 2.6 mm, and a length of 2.5 mm. Some are 3 mm.
  • the mercury dispenser 8 is disposed between the bottomed cylinder 6 for semiconductor porcelain and the lead wire 4 introduction part, and is held by forming a winding part 9 around the lead wire 4.
  • at least one groove 10 is formed in the outer peripheral portion of the semiconductor ceramic bottomed circle ⁇ 6 in the axial direction, and the branch portion 5 is fitted into this groove to form the semiconductor ceramic bottom circle.
  • the bottom cylinder and the end of the lead wire are fixed.
  • FIG. 10 is an enlarged sectional view of the tube end of a second embodiment of the ceramic cathode fluorescent lamp to which the present invention is applied.
  • This ceramic cathode fluorescent lamp is, like the ceramic cathode fluorescent lamp of the first embodiment shown in FIG. 9, entirely enclosed in an elongated glass tube 3.
  • the semiconductor ceramic bottomed cylinder 6 is elastically pinched by the branch portion 5 of the lead wire 4, and a massive, granular or porous current-emitting semiconductor ceramic 7 Is stored.
  • the bottomed cylinder 6 of the semiconductor porcelain is made of a semiconductor porcelain having a high melting point or a good sputter resistance, for example, a semiconductor porcelain of Ba (Zr, Ta) ⁇ 3, particularly a Ta-based porcelain on the porcelain surface.
  • a layer is formed to form a spattering prevention layer.
  • Z-shaped bent portions 11 and 12 are formed in the middle of the lead wire 4, Z-shaped bent portions 11 and 12 are formed.
  • the mercury dispenser 8 is disposed at a position between the bottomed cylinder 6 for semiconductor porcelain and the lead wire introduction portion, and is held by the resilient force of the Z-shaped bent portions 11 and 12.
  • FIG. 11 shows an enlarged cross-sectional view of the tube end of the ceramic cathode fluorescent lamp of the third embodiment.
  • This ceramic cathode fluorescent lamp is entirely enclosed in an elongated glass tube 3 like the ceramic cathode fluorescent lamp of the first embodiment shown in FIG.
  • a plurality of branch portions 5 are formed at the end of the cylindrical portion, and a bottomed semiconductor ceramic cylinder 6 having one open end is elastically held by the branch portion 5.
  • a massive, granular or porous electron-emitting semiconductor ceramic 7 is housed.
  • the semiconductor ceramic bottomed cylindrical 6 refractory or sputtering resistance good semiconducting ceramic for example B a (Z r, T a ) O 3 based semiconductor ceramic is used, in particular T a based layer on porcelain surface To form a sputtering prevention layer.
  • the mercury dispenser 8 is disposed between the bottomed cylinder 6 for semiconductor porcelain and the lead wire introduction part, and is fixed by a weld part 13 formed in the middle of the lead wire 4.
  • FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view of the pipe end of the fourth embodiment, (a) shows an enlarged cross-sectional view cut in the pipe axis direction, and (b) shows (a) ) Is an enlarged cross-sectional view taken along line b-b.
  • This ceramic cathode fluorescent lamp is entirely enclosed in an elongated glass tube container 3 like the ceramic cathode fluorescent lamp of the first embodiment shown in FIG. 9, one of which is open.
  • a block, granular or porous electron-emitting semiconductor porcelain 7 is housed in a bottomed cylinder 6 of semiconductor porcelain serving as an opening.
  • Semiconductor ceramic bottomed cylindrical 6 refractory or resistance to Supattari ring of good semiconductor ceramic, for example B a (Z r, T a ) 0 3 based semiconductor ceramic is used, in particular a T a based layer on porcelain surface It is formed as a sputtering preventing layer.
  • the semiconductor ceramic bottomed cylinder 6 has an inner diameter of 0.9 mm, an outer diameter of 1.9, a length of 2.3, and an inner diameter of 1.6, an outer diameter of 2.6 mm, and a length of 2.3. mm.
  • the mercury dispenser 8 is disposed adjacent to the semiconductor ceramic bottomed cylinder 6 between the semiconductor ceramic bottomed cylinder 6 and the introduction part of the lead wire 4, and the mercury dispenser 8 and the semiconductor ceramic bottomed cylinder 6 are connected to the lead wire 4. It is elastically pinched by a plurality of branch portions 14 formed at the tip of the wire.
  • FIG. 13 is an enlarged sectional view of a tube end portion of a ceramic cathode discharge lamp according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 13 (a) is an enlarged sectional view cut in the tube axis direction
  • (B) is an enlarged sectional view taken along line bb of (a).
  • This ceramic cathode fluorescent lamp is entirely enclosed in an elongated glass tube container 3 like the ceramic cathode fluorescent lamp of the fourth embodiment shown in FIG.
  • a block, granular or porous electron-emitting semiconductor porcelain 7 is housed in an open-ended cylinder 6 with semiconductor porcelain.
  • the semiconductor ceramic bottomed cylindrical 6 refractory or resistance to Supattari ring of good semiconductor ceramic, for example B a (Z r, T a ) 0 3 based semiconductor ceramic is used, in particular T a based on the porcelain surface A layer is formed to prevent spalling.
  • FIG. 14 is an enlarged sectional view of a tube end of a ceramic cathode discharge lamp according to a sixth embodiment of the present invention.
  • reference numeral 3 denotes an elongated cylindrical sealed glass tube container coated with a fluorescent substance on the inner wall, and a lead wire 4 made of a heat-resistant metal, tungsten, is provided at the left and right ends of the glass tube container. I have.
  • B a (Z r, T a ) a semiconductor ceramic bottom consisting of O 3 based semiconductor ceramic
  • the semiconductor ceramic bottomed cylinder 6 has a Ta-based sputtering preventing layer formed on its surface.
  • the mercury dispenser 8 is disposed adjacent to the semiconductor porcelain bottomed cylinder 6 between the semiconductor porcelain bottomed cylinder 6 and the lead wire 4 introduction part, and the mercury dispenser 8 and the semiconductor porcelain bottomed cylinder 6 are arranged.
  • a winding portion 9 is formed around the lead wire 4 by the lead wire 4, and the mercury dispenser 8 and the bottomed cylinder 6 with semiconductor porcelain are held by the winding portion 9.
  • the surface resistance is low, it can be used as various electrodes and conductors.
  • the composition material is pulverized to an average particle size of 2.5 m or less, stable and good porcelain can be obtained over a wide range of compositions and firing temperatures.
  • a discharge lamp electrode using the discharge lamp electrode material of the present invention includes a lead wire provided at a predetermined interval in a glass tube filled with a rare gas, mercury vapor, or the like; It is made of a cylindrical semiconductor ceramic having a hole fixed to the tip end and having one opening serving as an opening, and a lump, granular, or porous semiconductor ceramic is housed in the hole of the electrode. It is possible to obtain an energy-saving discharge lamp electrode that does not require preheating by one discharge or the like, has excellent electron emissivity, has a low discharge starting voltage and a low tube voltage, and has a large electron flow density and low power consumption.
  • the discharge lamp electrode of the present invention when used, it is possible to obtain a discharge lamp which has a good electron emission property, a low discharge starting voltage and a low tube voltage, and a low power consumption, as compared with a conventional Nigel electrode. In addition, since no preheating is required and the structure can be reduced in size, the diameter of the discharge lamp can be reduced.
  • a structure is used in which one is a bottomed cylindrical shape having a hole serving as an open port, and a bulk, granular, or porous semiconductor porcelain having a heat insulating effect is accommodated in the hole.
  • the use of a discharge lamp electrode with a high discharge current eliminates the need for preheating, provides good emission, low tube voltage and low reignition voltage, has a high ON-OFF life and high thermal shock resistance, and has a high electron flow density. Can be obtained.
  • the ceramic cathode fluorescent lamp having the semiconductor ceramic bottomed cylinder and the mercury dispenser of the present invention arranged in series can use a small-diameter glass tube container. The thickness of the liquid crystal display device employing the cathode fluorescent lamp can be reduced.

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Description

明 細 書 発明の名称
放電ランプ電極材料， 放電ランプ電極材料製造方法及び放電ランプ電極 技術分野
本発明は、 携帯用のパーソナル · コンピュータあるいはワード · プロセッサ等 に用いられる液晶表示装置用バックライ ト放電ランプの電極に係るものである。
背景技術
近年の急速なパーソナル · コンピュータの普及の中で、 携帯に適した小型のパ 一ソナル · コンピュータあるいはワード ·プロセッサが急速に普及しつつあり、 特に外形が一般のビジネス文書と同じ A 4型の大きさであるノー ト型と呼ばれる パーソナル · コンピュータは携帯が小型軽量である上に価格が低廉であるという ことから人気がある。
このノート型パーソナル · コンピュータには表示装置として多くの場合液晶表 示装置が用いられているが、 この液晶表示装置は発光表示装置でないため表示内 容を見るためには光源が必要である。 この光源として最も単純なものは外部光源 を利用するが、 外部光源が不十分な場所で使用するためあるいはカラー表示を行 うためには十分な量の光が必要なため内部光源が必要である。 この内部光源は液 晶表示装置の背面から光を照射するためバックライ ト光源と呼ばれ、 液晶表示面 の全体を表示するために面光源であることが要求されている。 そのため、 現在は 電界発光 （El ectro Lum i nescent=EL) 素子あるいは導光板と組み合わされた蛍光 放電ランプがバックライ ト光源として使用されている。
蛍光放電ランプを用いたバックライ ト光源の構成を第 1図に示す。
この図において 1はガラスあるいはァクリル樹脂等の透光性材料からなる導光 板であり、 その表面には板の側面から入射された光を平面方向に放射するための 凹凸が形成されている。 そして、 導光板 1の両側面には導光板 1 に光を入射させ るための光源として蛍光放電ランプ 2， 2が取り付けられている。 一般的な放電ランプは、 ガラス等の透明材料で形成された管内に放電用ガスが 封入され、 ガラス管内に対向して配置された放電電極に交流あるいは直流電圧が 印加されることにより放電用ガスを介して放電が発生し、 光が外部に放射される。 蛍光放電ランプの場台は放電用ガスに低圧 （ l P a程度） の水銀 （H g) ガス を用い、 水銀ガスが放射する波長 253.7 nmの紫外線をガラス管内壁に塗布され たハロ燐酸カルシウム （3C a3 (P O ) 2 · C a F C 1 / S b , Mn) 等の蛍光 物質に照射して可視光に変換している。
また、 放電用ガス中にはこの他に水銀ガスの電離を促進して放電をし易くする ため （ぺニング効果） に数 1 00 P a程度の圧力のアルゴン （A r) ガスが封入 されている。
従来のバッ クライ ト光源用に用いられる蛍光放電ランプ 2の断面図を第 2図 (a) に、 管端部の円 b部の拡大断面図を第 2図 （b) に示す。
この図において 2 1は内壁に蛍光物質が塗布された円筒型の細長い密封ガラス 管容器であり、 ガラス管容器 2 1の左右側端部にはそれぞれリード線 22， 22 が設けられている。 リード線 22の先端には酸化バリウム （B aO) 等の電子放 射物質を塗布されたタングステン製フィ ラメン ト 23 , 23が取り付けられ、 こ のフィラメント 23, 23と管端部との間に水銀ディ スペンザ 24, 24が配設 されている。
このように構成される蛍光管の陰極材料として、 従来熱陰極の場合はタングス テンフィラメントに S r Oあるいは C a 0等の電子放出材料を塗布したものが用 いられている。
この、 熱陰極は予熱回路が必要となるため装置コス トが高く、 消費電力も大き くなるばかりでなく再点弧電圧が高い。 また、 放電中で生じた水銀イオンが陰極 前面の強い電界で加速され、 電極に衝突して電極物質を飛散させるスパッ夕リ ン グを生じるため電極寿命の短縮化及び電極近辺の管端部を黒化させるという問題 力 ^ 'ある。
蛍光放電ランプに必要な放電用の水銀ガスを封入するために、 蛍光放電ランプ を製造する際に放電開始用ガスであるアルゴンガスを封入してから、 管端部を閉 じて管全体を密封し、 その後水銀ディスペンザ 24， 24を高周波誘導加熱装置 等を用いて加熱することにより、 封入されている T i 3 H gを分解し水銀蒸気を管 中に放出させる。 放出された水銀蒸気はガラス管容器 2 1 内に充満し放電により 紫外線を発生する。
この熱陰極であるフ イ ラメ ン トがある程度の大きさを必要とするためガラス管 の内径を小さくすることができず、 通常のガラス管外径は 8 m m程度である。
蛍光放電ランプを使用したバックライ ト光源が多く用いられているノート型パ 一ソナル · コンピュータに対する小型化及び省電力化の要求は強く、 したがって バックライ ト光源に対する省電力化及び薄型化への要求も強い。
この要求に応えるため、 第 3図に管端部の拡大断面図を示すフ イラメン トを有 しない冷陰極型蛍光放電ランプが提案されている。 この冷陰極放電ランプは第 2 図に示された熱陰極放電ランプのフィラメント及び水銀ディスペンザに代えて、 水銀ディスペンザを兼ねる冷陰極 2 5がリード線 2 6に取り付けられている。 この冷陰極型蛍光放電ランプは第 2図に示した熱陰極型蛍光放電ランプと異な り熱陰極を有しないため、 消費電力が小さく また管の寿命は長い。 また、 フイ ラ メン トを用いないためガラス管の内径を小さくすることができ、 通常ガラス管外 径は 4 關程度にすることができる。
冷陰極の材料としては二ッゲル金属が用いられているが、 二ッゲル金属は電子 の放出が少ないため輝度を高くすることができず、 また放電開始電圧が高いとい つた問題がある。
一方、 B a T i 0 3などのセラミ ックを還元処理により半導体化したセラミ ック を用 1 た放電電極が米国特許明細書 2， 6 8 6 , 2 7 4号に記載されているが、 こ れらの塊状， 粒状あるいは多孔質状の半導体磁器は放電ガス中の水銀イオン及び アルゴン （A r ) , ネオン （N e ) , キセノン （X e ) ， クリプトン （K r ) 等 の希ガスイオン等のィオン衝撃に弱く、 イオンの衝突によつてスパッ夕リングを おこして電子放出特性が劣化する。
この問題を解決するために表面に耐スパッ夕リング層を形成したセラミ ック半 導体電極材料及 その製造方法が米国特許 4， 8 0 8 , 8 8 3号明細書 （日本国特 開昭 6 2— 2 9 1 8 5 4号公報） 、 日本国特開昭 5 5— 4 9 8 3 3号公報、 日本 国特開平 2 - 1 8 6 5 2 7号公報、 日本国特開平 2— 1 8 6 5 5 0号及び日本国 特開平 2 - 2 1 5 0 3 9号公報に記載されているが、 より優れた特性を有する材 料組成と、 より安定な製造のための製造条件が望まれている。
また、 これらのセラミ ツク半導体電極材料を用いた蛍光放電ランプ陰極が米国 特許 4， 8 0 8 , 8 8 3号明細書 （日本国持開昭 G 2 - 2 0 1 8 5 4号公報、 日本 国実開昭 6 3 - 1 5 5 5 1号公報、 日本国実開昭 6 3 - 1 5 5 5 2号公報、 日本 国実開昭 6 3— 1 5 5 5 3号公報、 日本国実開昭 6 3 - 1 5 5 5 4号公報） 、 日 本国特開平 2— 1 8 6 5 2 7号、 日本国特開平 2— 1 8 6 5 5 0号公報、 日本国 特開平 2— 2 1 5 0 3 9号公報に記載されている。
これらの蛍光放電ランプ陰極は中実のセラミ ック半導体で構成されており、 電 子放出のための高温を保ちにくい。 この問題を解決するため、 セラミ ック半導体 を粒状に形成して耐熱性セラミ ック容器中に収納した蛍光放電ランプ陰極が日本 国特開平 4一 4 3 5 4 6号公報に記載されている。
第 4図 （ a ) に示すのはこの日本国特開平 4一 4 3 5 4 6号公報に記載された セラミ ック陰極蛍光放電ランプの断面図であり、 （b ) は放電電極の断面図であ る。 これらの図において 2 1 はアルゴンガスを封入したガラス管で、 2 7は電極 円筒である。 ガラス管 2 1は断面円筒型の細長い容器で、 ガラス管 2 1 の左右側 端部にはそれぞれ耐熱金属であるタングステン製リ一ド線 2 8が設けてあり、 リ 一ド線 2 8の先端部には電極円筒 2 7を保持するための保持部 2 9が設けてある。 この保持部 2 9は弾性のある導電性材料で形成され電極円筒 2 7の外周を弾性的 に挟持するように構成されている。 このリード線 2 8と平行に水銀ディスペンザ 3 0が設けてあって、 ガラス管 2 1内にはアルゴンガスが所定量封入されている。 電極円筒 2 7はリード線 2 8の端部の保持部 2 9に形成された分岐部 3 1 , 3 1 に弾性挟持され一方が開放口となっている有底円筒状の高融点又は耐スパッ夕 リ ング性の良好な半導体磁器、 例えば B a ( Z r , T a ) 0 3系の半導体磁器であ り、 この電極円筒 2 7内に形成された中空部 3 2に塊状または粒状もしくは多孔 質状の電子放出性半導体磁器 3 3が収納されて構成されている。 電極円筒 2 7の 表面上には T a系のスパッ夕リ ング防止層が形成されている。
電極円筒 2 7の大きさとしては内径 0 . 9 πιπι、 外径 1 . 9關、 長さ 2 . 3關のもの 及び内径 1 . 6 mm、 外径 2 . 6隱、 長さ 2 . 3 mraのものがある。 また、 このセラミ ッ ク陰極蛍光放電ランプの水銀ディ スペンザ 30は電極円筒
27に近接した位置の半径方向外側に配設されている。
このセラミ ック陰極蛍光放電ランプにおいて、 放電開始用アルゴンガスにより 放電が開始されると電離したガスが放電電極付近でプラズマを生成し、 このブラ ズマにより電子放出性半導体磁器 33が加熱されるため、 電子放出性半導体磁器
33は熱陰極として動作する。
このセラミ ツク陰極蛍光放電ランプはフィラメン トを有しないため、 消費電力 が小さく、 電子放射物質等がスパッ夕して失われることによる短寿命の問題はな い。 また、 熱陰極型であるため冷熱陰極型と異なり放電開始電圧が下げることが でき、 輝度を高くすることができる。
しかし、 水銀ディスペンザ 30の配設位置が電極円筒 27に隣接した位置であ るため、 ガラス管の外径を小さくすることができないので、 ノート型パーソナル • コンピュ一夕のバッ クライ ト光源に対する要求を完全には満たしていない。 発明の開示
本願発明においては、 第 1に、 電子流密度が高く、 耐熱衝擊性が高くスパッ夕 リングによる劣化を減少させた電極及び電極材料を提供するとともに、 その製造 方法を提供する。
したがって、 本願の第 1の発明は、 「0.5〜 1.5モルの B a 0, C aOある いは S r 0から選択された第 1の成分と、 0.◦ 5〜0.95モルの Z r〇2あるい は T i 02から選択された第 2の成分と、 0.025〜0.475モルの V2〇5, N b £05, T a 205、 S c 203, Y203, L a 203, Dy2〇3, H o 203, 0.05 〜0.95モルの H f 02, C r 03， Mo03, W O 3から選択された第 3の成分か ら構成した放電ランプ電極材料」 の発明、 「上記各成分を混合 . 粉砕し、 混合 . 粉砕されたものを仮焼成し、 仮焼成されたおのを微粉砕し、 微粉碎されたものを 混合 ·顆粒化し、 顆粒化されたものを電極容器に充塡し、 電極容器に充填された ものを還元焼成する放電ランプ電極材料製造方法」 の発明及び 「0.5〜 1.5モ ルの BaO, C a 0あるいは S r〇から選択された第 1の成分と、 0.05〜0. 95モルの Z r 02あるいは T i 〇 2から選択された第 2の成分と、 0.025〜0. 4 7 5モルの\^ 0 5 , N b 2 O 5 , T a 2〇s、 S c 20 :，， Y :.〇3 , L a 2 O _， ' D y 2 0 3. H o 2〇3あるいは 0 . 0 5〜0 . 9 5モルの H f 0 2， C r〇3， M o〇3， W 〇 3からから選択された第 3の成分からなる塊状または粒状もしくは多孔質状の電 極材料を有底円筒状半導体磁器容器に収容した放 ¾ランプ電極」 の発明である。 上記組成物の平均粒径を 2 . 5 m以下にまで微粉化し、 還元焼成を行うことに より、 広い組成範囲と焼成温度範囲で導体または半導体被覆層を有する磁器が生 成される。
上記構成を有する第 1の発明において、 このようにして生成された塊状または 粒状もしく は多孔質状磁器を有底円筒状磁器容器の孔部に収納した電極は予熱の 必要がなく、 その熱伝導率が小さいため電子放射が始まるとともに高温になり安 定な温度状態を保ち、 高密度の電子流を放射する。
本願の第 2の発明は、 セラミ ック陰極蛍光放電ランプのガラス管の管径を小さ く し、 ノート型パーソナル · コンピュータのバックライ ト光源に使用するのに適 した蛍光放電ランプを提供するために、 水銀ディスペンザを半導体磁器有底円筒 と直列に配設したセラミ ック陰極蛍光放電ランプの発明及び水銀ディスペンザが 半導体磁器有底円筒とリ一ド線の導出部との間に半導体磁器有底円筒に隣接して 配設した 「放電ガスが封入された細長ガラス管の管端部からリード線が導出され、 リ一ド線の端部に支持された半導体磁器有底円筒と、 半導体磁器有底円筒内に収 納された電子放出性半導体磁器と、 半導体磁器有底円筒とリ一ド線の導出部との 間に配設されリ一ド線に固着された水銀ディスペンザとからなる放電ランプ電極」 の発明及び 「放電ガスが封入された細長ガラス管の管端部からリ一ド線が導出さ れ、 リード線の端部に支持された半導体磁器有底円筒と、 半導体磁器有底円筒内 に収納された電子放出性半導体磁器と、 半導体磁器有底円筒とリ一ド線の導出部 との間に半導体磁器有底円筒に隣接して配設された水銀ディスペンザとからなる 放電ランプ電極」 の発明である。
上記構成を有する第 2の発明においては、 放電ランプの製造時にリ一ド線途中 に固着あるいは半導体磁器有底円筒とリ一ド線導出部との間に半導体磁器有底円 筒に隣接して配設された水銀ディ スペンザから放電用の水銀蒸気が放出され、 放 電ランプの使用時にリ一ド線の端部に設けられた半導体磁器有底円筒内に収納 れた電子放出性半導体磁器から電子が放出されて放電が行われる。
図面の簡単な説明
第 1図は、 蛍光放電ランプを適用した液晶表示装置用バックライ 卜の斜視図。 第 2図 （a) , (b ) は、 従来例のバックライ ト用蛍光放電ランプの全体断面 図及び管端部断面図。
第 3図は、 他の従来例のバックライ ト用蛍光放電ランプの管端部断面図。 第 4図 （a) ， （b) は、 さらに他の従来例のバックライ ト用蛍光放電ランプ の全体断面図及び放電電極の拡大断面図。
第 5図は、 本発明の電極製造方法の工程図。
第 6図は、 管電流と放電開始電圧との関係を示すグラフ。
第 7図は、 管電流と管電圧との関係を示すグラフ。
第 8図は、 管電流と管電力との関係を示すグラフ。
第 9図 （a) , (b) は、 本願発明第 1実施例の放電ランプの管端部断面図及 び b— b線において切断した断面図。
第 1 0図は、 本願発明第 2実施例の放電ランプの管端部断面図。
第 1 1図は、 本願発明第 3実施例の放電ランプの管端部断面図。
第 1 2図 （a) , (b) は、 本願発明第 4実施例の放電ランプの管端部断面図 及び b— b線において切断した断面図。
第 1 3図 （a) ， （b) は、 本願発明第 5実施例の放電ランプの管端部断面図 及び b— b線において切断した断面図。
第 14図は、 本願発明第 6実施例の放電ランプの管端部断面図。
発明を実施するための最良の形態
以下、 図及び表を用いて本願各発明の実施例を説明する。
初めに、 第 5図を用いて電極材料製造方法の発明を説明する。
全体の工程は通常のセラミ ッ クスの製法工程と同様であり、 混台 ' 粉砕、 仮焼 成、 微粉砕、 顆粒成形の各工程を含み、 電極とするための充塡、 焼成、 還元焼成 の各工程がさらに加わった以下の工程によって構成されている。
( 1 ) 秤量
(2) 混合 ，粉砕
(3 ) 仮焼成
(4) 微粉碎
(5) 混合
(6) 顆粒化
(7) 充塡
(8) 焼成
(9) 還元焼成
( 1 0) 製品
次に、 これらの各工程の具体的内容及び各工程によって得られた物性値につい て説明する。
( 1 ) の秤量工程においては、 原材料である B a， S rあるいは C aの炭酸塩 (例えば B aC03) と、 酸化チタン又は酸化ジルコニウム （Z r 02) と、 T a
205又は 113205等を秤量する。
(2) の混合 ·粉砕工程においては、 秤量された原材料をポッ トに入れ、 めの う石あるいは 5態 øのジルコニァボールを用いて混合 ·粉砕を行う。
(3) の仮焼成工程においては、 混合 ·粉碎物を 1 1 00〜 1 200°Cの温度 で仮焼成する。
(4) 仮焼成後、 めのう石あるいはジルコニァボールを用いて粉砕を行う。 こ の粉碎は微粉を得るために 40時間以上行う。
(5) 得られた微粉に適量のポリビニールアルコールを加え混合する。
(6) 混合されたものを顆粒化する。 ( 7) 顆粒を高融点且つ耐スパッタリ ング性の良好な半導体磁器、 例えば B a (Z r， T a) 03系の半導体磁器からなる有底円筒状の電極容器に充塡する。
(8) の焼成工程では 1 300°C〜 1 800°Cの空気中 （より好ましくは約 1 500°Cの酸素雰囲気中） で約 2時間焼成を行う。 なお、 この工程は後の還元焼 成工程との関係で省略することも可能である。
( 9 ) の還元焼成の温度は 1 200〜 2300 °C、 より好ましく は 1 400〜 1 700 °Cであり、 雰囲気をコン トロールすることにより窒化物被覆あるいは炭 化物被覆またはその両者が得られる。
例えば、 窒化物被覆を得る場合は水素を含む窒素 （アルゴンを含んでもよい） 雰囲気で焼成し、 炭化物被覆を得る場合は試料をカーボン粉末中に埋没させた状 態で窒素またはアルゴン等の不活性雰囲気で焼成する。
( 10) 還元処理の結果、 磁器は半導体化されるとともに表面にスパッタリ ン グ防止として作用する T aや N b等を主成分とする膜が 2〜3 mの厚さで付着 する。
第 1表に示されたのは、 原材料として B a〇を 1.0モル、 Z r〇2を 0.8モル、 Ta 205を 0. 1モル秤量し、 秤量された原材料をポッ トに入れ、 めのう石あるい は 5随 øのジルコニァボールを用いて混合 ·粉碎を行って得たものを用い、 他は 本発明の製造方法によって製造した電極材料の物性値データである。
物性値データ中、 耐熱衝撃性のデータは電気炉を一定温度に保ってサンプルを 保持し、 1 0分後に水槽に落として、 その温度差を変えていき、 そのサンプルの 抗折強度を三点曲げ試験で求めて、 強度が元の 50%以上劣化する点の温度差を 耐熱衝擊性 （°C) とした。
[第 1表] 粉 砕 粉砕時間 平均粒径 表面抵抗 内部抵抗 表面層厚 耐熱衝搫性 メディア (h r ) ( m ) (Ω/D) (Ω/cm) { ra) (°C)
10 3.8 絶縁体 絶縁体 ― 100 めのう石 20 3.0 絶縁体 絶縁体 150
40 2.5 1.2 4. 1 1.2 270 ジルコ二 10 2.5 1.3 3.8 1. Δου ァボール 20 1.4 1.6 4.0 1.6 320
5 mm Φ 40 0.8 1.0 2.5 1.8 350
また、 表 2に示されたのは、 原材料として B a〇を 1 . 0モル、 Ζ r 02を 0. 2 モル、 T a 〇 を 0. 4モル秤量し、 枰量された原材料をポッ トに入れめのう石あ るいは 5 mm øのジルコ二ァボ一ルを用いて混合 ·粉砕を行って得たものを用い、 他は本発明の製造方法によつて製造した電極材料の物性値データである。
粉 砕 粉砕時間 平均粒径 表面抵抗 内部抵抗 表面層厚 耐熱衝擊性 メディア (h r ) (urn) (□/□) (Ω/cm) (u ) (°C)
10 3.7 溶融
めのう石 20 3.0 溶融
40 2.5 0.72 0.81 2.2 340 ジルコニ 10 2.5 0.71 0.80 2. 350 ァボール 20 1.3 0.63 0.75 2.5 360
5 ø 40 0.7 0.60 0.65 2.6 370
第 1表に示したものの場合、 平均粒径が 3. 8 m及び 3. 0 u mのものは絶縁 体となり使用することができない。
また、 第 2表に示したものの場合、 平均粒径が 3. 7 m及び 3. 0〃mのもの は溶融してしまい磁器にならないため使用することができない。
他方平均粒径が 2. 5 m以下のものは半導体磁器となる。
したがって、 平均粒径が 2. 5 以下であることが必要であるということがで きる。
原材料として B a Oを 1. 0モルと し、 Z r 02及び T a 2〇5の量を変化させた 場合の物性値を第 3表の試料 1〜 1 5に示す。
[第 3表] 試料 組 成（mol) 表面抵抗 内部抵抗 表面層厚 耐熱衝擊性 No.
BaO Zr02 Ta205 (Ω/D) (Ω/cm) ( u m) C)
1 1.0 0.98 0.01 絶縁体 絶縁体 150
2 1.0 0.95 0.025 2.4 7.2 1.2 250
3 1.0 0.80 0.10 1.3 3.8 1. 280
4 1.0 0.5 0.25 0.53 0.61 3.0 370
5 1.0 0.20 0.40 0.71 0.80 2.4 350
6 1.0 0.05 0.475 0.83 0.96 2.3 340
7 1.0 0.02 0.49 溶融
8 1.0 0.5 0.01 絶縁体 絶縁体 120
9 1.0 0.5 0.025 0.90 1.2 1.6 310
1 0 1.0 0.5 0.475 0.52 0.72 2.1 350
1 1 1.0 0.5 0.49 溶融
1 2 1.0 0.02 0.25 絶縁体 絶縁体 140
1 3 1.0 0.05 0.25 1.2 1.3 1.4 290
1 4 1.0 0.95 0.25 0.80 5.4 1.5 320
1 5 1.0 0.98 0.25 溶融
この表によると、 Z r 02が 0. 02モルの場合及び 0. 9 8モルの場合は溶融さ れあるいは絶縁体となるので、 どちらも実用的でない （試料 1 , 7， 1 2 , 1 5 )
T a 205が 0. 0 1モルの場合は絶縁体となり （試料 8 ) 、 丁 205が0. 4 9モルの場合及び T 2〇5が0. 2 5モルであっても Z r〇2が 0. 9 8モルの場 合には溶融し （試料 7， 1 1 , 1 5 ) 、 どちらも実用的でない。 T a2〇5が 0.025モルから 0.4 75モルの間では、 半導体磁器表面に T a を成分とする厚さ数 mの導電体あるいは半導体の層が形成される （試料 2, 3 4 , 5， 6, 9, 1 0, 1 3， 1 4) 。
したがって、 Z r 02が 0.05モルから 0.95モルの間、 丁 205が0.02 5モルから 0.475モルの間であることが必要であるということができる。 原材料と して B a 0を 1.0モル、 Z r 02を 0.5モルとし、 T a 205及 び N b 205の量を変化させた場合の物性値を第 4表の試料 1 6〜 24に示す,
[第 4表] 試料 組 成（mol) 表面抵抗 内部抵抗 表面層厚 耐熱衝撃性
No.
BaO Zr02 Ta205 Nb205 (Ω/D) (Ω /cm) (u rn) (°C)
X
1 6 1. 0 0.5 0.005 0.005 絶縁体 140
1 7 1. 0 0.5 0.005 0.02 1.4 2.7 1.7 300
1 8 1. 0 0.5 0.005 0.245 0.82 0.69 1.8 310
1 9 1. 0 0.5 0.005 0.47 0.59 0.50 2.1 330
2 0 1. 0 0.5 0.005 0.485 溶融
2 1 1. 0 0.5 0.25 0.225 3.2 4.2 , 1.9 320
2 2 1. 0 0.5 0.25 0.24 溶融
2 3 1. 0 0.5 0.47 0.005 5.4 7.2 2.1 340
24 1. 0 0.5 0.47 0.02 溶融
この表によると、 N b 205と T a 205が合計して 0.0 1モルの場合は絶縁体と なり、 また Nb 205と Ta 205が合計して 0.49モルの場合は溶融し、 どちらも 実用的でない （試料 1 6, 20, 22， 24) 。
N b 205と T a 2〇 5を合計したものが 0.025モルから 0.4 75モルの間で は半導体磁器表面に N b及び T aを主成分とする数 mの導電体あるいは半導体 の層が形成される。
したがって、 Nb205とT a205を合計したものが 0.025モルから 0.47 5モルの間であることが必要であるということができる。
原材料と して B a 0を 1. 0モル、 Z r 02を 0. 5モルとし、 さらに 0. 2 5モ ルの V205, N b 205 , T a 205 , S c 203， Y2〇3， L a 203, D y 203 , H o 203あるいは 0. 5モルの!: I f C r O , , M o O .. W〇3を添加した場合の 物性値を第 5表の試料 2 5〜3 6に示す。
[第 5表] 試料 組 成（mol) 表面抵抗 内部抵抗 表面層厚 耐熱衝撃
No.
1.0 0.5 0.25/0.5 (Ω/D) (Ω/cm) (u m) (。C)
2 5 BaO Zr02 V£05 0.57 0.62 2.3 340
2 6 BaO Zr02 Nb205 0.68 0.72 2.4 350
2 7 BaO Zr02 Ta205 0.53 0.61 3.0 370
2 8 BaO Zr02 Sc203 0.72 0.74 2.6 340
2 9 BaO Zr02 Y2O3 0.89 0.91 2.5 360
30 BaO Zr02 し& 2O3 0.92 0.98 2.7 320
3 1 BaO Zr02 Dy203 0.97 0.10 2.6 310
3 2 BaO Zr02 Ho203 0.96 0.11 2.3 320
3 3 BaO Zr02 Hf02 0.88 0.10 2.4 330
34 BaO Zr02 Cr03 0.83 0.92 2.5 310
3 5 BaO Zr02 Mo03 0.82 0.94 2.6 320
3 6 BaO Zr02 W03 0.85 0.97 2.8 340
この表から、 T a 2〇5を V， T a , S c , Y, L a , D y , H o , H f , C r， Mo , Wの酸化物で置換した場合にも半導体磁器表面に厚さ数 mの導電体ある いは半導体の層が形成されているということができる。
原材料と して T a 205を 0. 2 5モルとし、 B a O, Z r O 2及び T i O 2の量を 変化させた場合の物性値を第 6表の試料 3 7〜4 9に示す。 [第 6表] 試料 組 成（mol) 表面抵抗 内部抵抗 耐熱衝擊性
No.
BaO Zr02 TiOs Ta205 (Ω/D) (Ω /cm) ( m ) (°C)
37 1.0 0.01 0.01 0.25 非焼結 ― 一 一
38 1.0 0.01 0.04 0.25 0.92 1.1 1.6 300
39 1.0 0.01 0.49 0.25 0.58 0.65 1.9 320
40 1.0 0.01 0.94 0.25 0.53 0.62 2.0 340
4 1 1.0 0.01 0.97 0.25 溶融 一 一 ―
42 1.0 0.5 0.45 0.25 0.72 1.2 2.1 350
4 3 1.0 0.5 0.48 0.25 溶融 一 一
A A 1 0 0 Q4 n ni \J . 1 1
4 5 1.0 0.94 0.04 0.25 溶融
4 6 0.3 0.5 0.25 溶融
4 7 0.5 0.5 0.25 1.2 2.4 2.1 350
4 1.0 0.5 0.25 0.53 0.61 3.0 370
48 1.5 0.5 0.25 2.2 5.2 2.7 320
49 1.7 0.5 0.25 3 _
絶縁体 6X 10' 140
Z r 02と丁 i 02の合計が 0. 02モルの場合は焼結することができず （試料 3 7) Z r 02と T i 02の合計が 0. 98モルの場合及びには溶融し （試料 4 1 , 43 , 4 5) Z r 02が 0. 5モルで T i 02がない場合で B a 0が 0. 3モルの 場合には溶融し （試料 4 6) B a 0が 1. 7モルの場合には絶縁体となる （試料
49
Z r 02と T i 02の合計が 0. 05モルから 0. 9 5モルの間及び B a〇が 0. 5 モルから 1. 5モルの間では半導体磁器表面に厚さ数 mの T aを主成分とする導 電体層または半導体層が形成される。
原材料と して Z r 02を 0. 5モルとし、 T a 205を 0. 25モルとして、 B a O,
5 r〇及び C a 0の量を変化させた場合の物性値を第 7表の試科 50 54に示 す。 [第 7表]
式 N
料
組 成（mol) 表面抵抗 内部抵抗 表面層厚 耐熱衝撃性
BaO SrO CaO Zr02 Ta205 (Ω /□) ( Ω/cm) iu m) (°C)
5 0 0 1.0 0. 5 0. 25 0.62 0. 72 2. 5 360
5 1 0 1.0 0. 5 0. 25 0.72 0. 93 2. 1 300
5 2 0. 5 0.5 0. 5 0. 25 0.55 0. 87 2. 4 340
5 3 0. 5 0.5 0. 5 0. 25 0.51 0. 91 2. 1 350
54 0. 5 0.2 0.25 0. 5 0. 25 0.54 0. 92 2. 2 340
B a Oを O. 5モル以下とし、 B a O+ S r O+ C a Oの合計量を 1モルとした 場合は、 半導体磁器表面に T aを主成分とする厚さ数 mの導電体あるいは半導 体の層が形成される。
第 8表に、 第 1表の場合と同様に B a 0 1. 0モル、 Z r〇20. 8モル、 T a 2 OsO. 1モルを原材料とし、 粒径と焼成温度を変化させて製造したものの内部抵 抗のデータを示す。
[第 8表] 粉体粒径 1100°C 1200°C 1300°C 1500°C 1600 1800°C 2300°C 2500°C ( m)
3. 0 絶縁体 絶縁体 絶縁体 絶縁体 絶縁体 溶融 溶融 溶融 2. 5 絶縁体 6.2 4.2 3.8 3.8 5.2 9.2 溶融 1. 7 絶縁体 5.8 5.2 4.0 3.9 6.2 9.8 溶融
第 9表に、 第 2表の場合と同様に B a 0 1 · 0モル、 Z r O20. 2モル、 T a 2 Ο50· 4モルを原材料とし、 粒径と焼成温度を変化させて製造したものの内部抵 抗のデータを示す。 [第 9表] 粉体粒径 1100°C 1200°C 1300°C 1500°C 1600°C 1800°C 2300°C 2500°C
(u )
3. 0 絶縁体 絶縁体 溶融 溶融 溶融 溶融 溶融 溶融
2. 5 絶縁体 1.3 1.4 8.0 8.1 5.2 7.8 溶融
1. 7 絶縁体 1.7 1.5 7.5 7.6 8.2 9.2 溶融
これらの表から、 粉砕粒径を細かくすることによって焼成温度範囲が広がると いうことができる。
第 1 0表に示したのは、 第 3表に示された試料 2， 4 , 6， 9, 1 0, 1 3 , 1 4と同一の組成及び処理を行った試料であって還元焼成のみを行っていず、 し たがって、 磁器の表面に導電体あるいは半導体の層が形成されていない試料 5 5 〜6 1の物性値デ一夕である。
[第 1 0表] 試料 組 成（mol) 表面抵抗 内部抵抗 表面層厚 耐熱衝撃性
No.
BaO Zr02 Ta205 (Ω/D) (Ω /cm) ( u m) (。C)
4 1. 0 0.5 0.25 0.53 0.61 3.0 370
5 5 1. 0 0.5 0.25 200K< 6.2 0 150
2 1. 0 0.95 0.025 2.4 7.2 1.2 250
5 6 1. o 0.95 0.025 200K 9.2 0 160
6 1. 0 0.05 0.475 0.83 0.96 2.3 340
5 7 1. 0 0.05 0.475 200Kぐ 1.2 0 140
9 1. 0 0.5 0.025 0.90 1.2 1.6 310
5 8 1. 0 0.5 0.025 200Κ< 8.3 0 130
1 0 1. 0 0.5 0.475 0.52 0.72 2.1 350
5 9 1. 0 0.5 0.475 200Κ< 0.22 0 140
1 3 1. 0 0.05 0.025 1.2 1.3 1.4 290
60 1. 0 0.05 0.25 200Κ< 1.9 0 150
1 4 1. 0 0.95 0.25 0.80 5.4 1.5 320
6 1 1. 0 0.95 0.25 200Κ< 7.2 0 160
この表から、 磁器の表面に導電体あるいは半導体の層が形成されていない場合 には表面抵抗が非常に大きく なり使用することができないということができる。 以上の結果を総合すると、 試料 2 , 4 , 6， 9 , 1 0 , 1 3 , 1 4及び 5 5〜 6 1のように還元条件を弱く して （例えば、 還元処理温度を 1 2 00°Cとし、 H 2が 1 %、 N2が9 9%) 同一組成で T aを主成分とする表面析出層が出来なかつ た場合には、 耐熱衝擊性が 1 50°C前後であるのに対して T aを主成分とする表 面析出層を形成すると 1 00°C以上の耐熱衝撃性の向上がみられる。
次に、 本発明の電極材料を第 4図に示された放電管電極に用いた実施例につい て説明する。
なお、 本発明のセラミ ック陰極放電ランプの基本的な構成は第 4図に示した従 来のセラミ ック陰極放電ランプの構成と共通であるから、 以下に説明する実施例 においては本発明に係るセラミ ック陰極放電ランプの概要についての説明は省略 する。
この実施例において、 電極円筒 27の有底円筒状の中空部 32に収納される半 導体磁器 33は塊状または粒状もしくは多孔質状にすることにより、 熱伝導率を 小さ くすることができるので、 放電開始と同時により高温で安定な温度状態を保 ち、 電子流密度も高く取れて安定な放電を行うことができる。
—方、 放電に伴って発生する水銀イオン等は、 対向電極の方向から電極円筒 2 7に飛来し、 耐スパッ夕リング性の良好な被覆を有する半導体磁器の電極円筒 2 7に衝突するがこの電極円 i¼27は耐スパッ夕リング性良好な被覆を有するため 劣化は防止され、 中空部 32内に収納された半導体磁器 33は豊富な電子放出を 継続することができる。
耐スパッ夕リ ング性良好な被覆は焼成還元工程において生成されるものであり， 融点が 2000°C以上である T i C, Z r C, Z r N, N b C, N b N, M o C, L a C, T aC, H f C, WCが好ましく、 3000 °C以上の融点を有する T i C, Z r C, Nb C， Ta C, Z rN, T aN, H f Nであることがさらに好ま しい。
次に、 電極を変更した場合の寿命比較について第 1 1表により説明する。
共試放電灯は管長 200隨、 管径 1 0議、 管内雰囲気 A r + H gであり、 始動 は予熱回路は用いずパルス電圧によって行い、 印加交流は周波数 5 OHz、 管電流
1 00 mArmsである。
[第 1 1表]
ON/OFF点灯
連続点灯 ( 2. 5分 on/0. 5分 of f ) 初 期 1000時間後 初 期 1000時間後
( l m) ( l m) ( l m) ( I ra)
A ： 本発明 580 550 580 550
試料 3
B ： B a T i 0 3系 560 450 560 割れる
半導体セラミ ックス
C ： N i電極 560 390 560 280
市販品
D ： フィ ラメン ト 580 550 580 非点灯
(市販品）
この試験によれば、 本発明による電極は B a T i 0 3セラミ ツクス電極よりスパ ッ夕リングによる損傷が少ないため管壁の黒化がおさえられ、 光束の劣化が少な い。
また耐熱衝擊性がすぐれているため、 電極が割れることがない。
次に N i電極と比較すると、 電極はスパッ夕リングに強く光束の劣化が少ない。 さらにタングステンフィラメン ト電極と比較すると、 連続点燈の場合は光束劣 化の差は見られないが、 点滅試験を行うと、 予熱を行っていないためタングステ ンフィラメントの場合、 スパッタリングによる管壁の黒化が進むのに対し、 本発 明の電極はスパッ夕リ ングによる損傷が少なく、 光束の劣化を抑制することがで きる。
このように本発明の電極は、 イオンスパッタリングに強いこと、 耐熱衝擊性に 強いことのため予熱回路なしでも現状のタングステンフイ ラメン ト電極と同等の 電極特性を得ることが可能である。
第 6図〜第 8図により本発明の電極を用いた放電管の特性について説明する。 これらの図において、 第 6図は管電流と放電開始電圧、 第 7図は管電流と管電圧、 W / 第 8図は管電流と管電力との関係を示したものである。 なお、 図中 Aは本発明の 放電ランプ電極を用いたもの、 Bは従来のニッゲル電極を用いたものである。 特性試験はガラス管径 1 0 匪、 全長 2 0 0 の放電管を用い、 3 0 K Hzの高周 波電流をィンバ一夕により印加して行った。
第 6図に示した管電流と放電開始電圧の関係において、 従来のニッケル電極を 用いた Bが 5 5 O Vであるのに対して、 本発明の電極を用いた Aが 4 0 0 Vとな つており、 1 5 O Vも低くなつている。
このことから、 本発明の電極の電子放射性が優れていることが明らかである。 第 7図に示した管電流と管電圧の関係において、 従来の二ッケル電極を用いた Bは管電流が増加しても一定値を示しているのに対して、 本発明の電極を用いた Aは管電流が増加するにしたがって管電圧が低下し、 管電流 2 O m Aにおいては 約 1 9 0 V r m s低下している。
このことから、 本発明の電極を用いた放電灯の管電圧の低下が明らかである。 第 8図に示した管電流と管電力の関係において、 従来の二ッケル電極を用いた Bは電力の増加率が大であるのに対して、 本発明の電極を用いた Aは管電流が増 加しても管電力の増加率は小さい。
このことから、 本発明の電極を用いた放電灯の電力消費が小さいことが明らか である。
次に、 第 9図〜第 1 4図を用いてセラミ ツク陰極蛍光放電ランプのガラス管の 管径を小さくする第 2の発明の実施例を説明する。
これらにおいて、 第 9図〜第 1 1図に示した実施例の水銀ディスペンザは半導 体磁器有底円筒と間隔をおいて配置されており、 第 1 2図〜第 1 4図に示した実 施例の水銀ディスペンザは半導体磁器有底円筒と間隔をおかずに配置されている c 第 9図に示すのは第 2の発明に係るセラミ ック陰極放電ランプの第 1の実施例 の管端部の拡大断面図であり、 （a ) に示すのは管軸方向に切断した拡大断面図、 ( b ) に示すのは （a ) の b— b線において切断した拡大断面図である。 。
この図において、 3は内壁に蛍光物質が塗布された円筒型の細長い密封ガラス 管容器であり、 ガラス管容器の左右側端部に耐熱金属であるタングステン製のリ ―ド線 4が設けられている。 リ一ド線 4の先端には複数の分岐部 5が形成されており、 一方が開放口となつ ている有底円筒状の髙融点又は耐スパッタリング性の良好な半導体磁器、 例えば B a ( Z r , T a ) O 3系の半導体磁器からなる半導体磁器有底円筒 6がこれら分 岐部 5により弾性挟持されている。
この半導体磁器有底円筒 6内には塊状または粒状もしく は多孔質状の電子放出 性半導体磁器 7が収納されている。 また、 半導体磁器有底円筒 6はその表面上に T a系スパッ夕リ ング防止層が形成されている。
なお、 半導体磁器有底円筒 6には内径 0 . 9關、 外径 1 . 9關、 長さ 2 . 3匪のも の及び内径 1 . 6 mra、 外径 2 . 6關、 長さ 2 . 3 mmのものがある。
水銀ディ スペンサ 8は半導体磁器有底円筒 6とリード線 4導入部との間に配設 され、 リード線 4による巻き付部 9が形成されることにより保持されている。 なお、 （b ) に示すように半導体磁器有底円简 6の外周部には軸方向に少なく とも 1本の溝 1 0が形成されこの溝に分岐部 5が嵌入されることによって半導体 磁器有底円筒とリ一ド線の端部とが固定されている。
第 1 0図に本願発明を適用したセラミ ック陰極蛍光放電ランプの第 2の実施例 の管端部の拡大断面図を示す。
このセラミ ック陰極蛍光放電ランプは第 9図に示した第 1の実施例のセラミ ッ ク陰極蛍光放電ランプと同様に、 全体が細長いガラス管 3中に封入されており、 —方が開放口となっている半導体磁器有底円筒 6がリ一ド線 4の分岐部 5により 弾性挟持され、 この半導体磁器有底円简 6内に塊状または粒状もしくは多孔質状 の電于放出性半導体磁器 7が収納されている。 また、 半導体磁器有底円筒 6は高 融点又は耐スパッタリ ング性の良好な半導体磁器、 例えば B a ( Z r , T a ) 〇 3系の半導体磁器が用いられ、 特に磁器表面上に T a系層を形成してスパッタリ ン グ防止層としている。
リード線 4の途中には、 Z型の屈曲部 1 1及び 1 2が形成されている。 水銀デ ィスペンザ 8は半導体磁器有底円筒 6とリ一ド線導入部との間の位置に配設され、 Z型の屈曲部 1 1及び 1 2の弾撥力により保持されている。
第 1 1図に第 3の実施例のセラミ ック陰極蛍光放電ランプの管端部の拡大断面 図を示す。 このセラミ ック陰極蛍光放電ランプは第 9図に示された第 1の実施例のセラミ ック陰極蛍光放電ランプと同様に全体が細長いガラス管 3中に封入されており、 リ一ド線 4の端部に複数の分岐部 5が形成され、 一方が開放口となっている半導 体磁器有底円筒 6がこの分岐部 5に弾性挟持されている。 また、 この半導体磁器 有底円筒 6内には塊状または粒状もしく は多孔質状の電子放出性半導体磁器 7が 収納されている。 また、 半導体磁器有底円筒 6は高融点又は耐スパッタリング性 の良好な半導体磁器、 例えば B a ( Z r ， T a ) O 3系の半導体磁器が用いられ、 特に磁器表面上に T a系層を形成してスパッタリング防止層としている。
水銀ディ スペンザ 8は半導体磁器有底円筒 6とリード線導入部との間に配設さ れ、 リード線 4の途中に形成された溶接部 1 3によって固定されている。
第 1 2図に示すのは第 4の実施例の管端部の拡大断面図であり、 （ a ) に示す のは管軸方向に切断した拡大断面図、 （b ) に示すのは （ a ) の b— b線におい て切断した拡大断面図である。
このセラミ ツク陰極蛍光放電ランプは、 第 9図に示された第 1の実施例のセラ ミ ック陰極蛍光放電ランプと同様に全体が細長いガラス管容器 3中に封入されて おり、 一方が開放口となっている半導体磁器有底円筒 6内に塊状または粒状もし くは多孔質状の電子放出性半導体磁器 7が収納されている。 半導体磁器有底円筒 6は高融点又は耐スパッタリ ング性の良好な半導体磁器、 例えば B a ( Z r , T a ) 0 3系の半導体磁器が用いられ、 特に磁器表面上に T a系層を形成してスパッ タリ ング防止層としている。
なお、 半導体磁器有底円筒 6には内径 0 . 9 mm、 外径 1 . 9關、 長さ 2 . 3關のも の及び内径 1 . 6 、 外径 2 . 6 mm, 長さ 2 . 3 mmのものがある。
水銀ディスペンザ 8は半導体磁器有底円筒 6とリード線 4の導入部との間に半 導体磁器有底円筒 6に隣接して配設され、 水銀ディスペンザ 8と半導体磁器有底 円筒 6はリード線 4の先端に形成された複数の分岐部 1 4により弾性挟持されて いる。
なお、 （b ) に示すように半導体磁器有底円筒 6及び水銀ディ スペンザ 8の外 周部には軸方向に少なく とも 1本の溝 1 0が形成され、 この溝に分岐部 1 4が嵌 入される。 第 1 3図に示すのは本願発明に係るセラミ ク陰極放電ランプの第 5の実施例 の管端部の拡大断面図であり、 （ a ) に示すのは管軸方向に切断した拡大断面図、 ( b ) に示すのは （a ) の b— b線において切断した拡大断面図である。
このセラミ ック陰極蛍光放電ランプは第 1 2図に示された第 4の実施例のセラ ミ ック陰極蛍光放電ランプと同様に全体が細長いガラス管容器 3中に封入されて おり、 一方が開放口となっている半導体磁器有底円筒 6内に塊状または粒状もし くは多孔質状の電子放出性半導体磁器 7が収納されている。 また、 半導体磁器有 底円筒 6は高融点又は耐スパッタリ ング性の良好な半導体磁器、 例えば B a ( Z r , T a ) 0 3系の半導体磁器が用いられ、 特に磁器表面上に T a系層を形成して スパッ夕リ ング防止層としている。
水銀ディ スペンザ 8は半導体磁器有底円筒 6とリード線 4の導入部との間に半 導体磁器有底円筒 6に隣接して配設され、 水銀ディ スペンザ 8と半導体磁器有底 円筒 6はリ一ド線 4の先端に形成された複数の分岐部 1 5により挟持されている。 第 1 4図に示すのは本願発明に係るセラミ ック陰極放電ランプの第 6の実施例 の管端部の拡大断面図である。
この図において、 3は内壁に蛍光物質が塗布された円筒型の細長い密封ガラス 管容器であり、 ガラス管容器の左右側端部に耐熱金属であるタングステン製のリ ―ド線 4が設けられている。
一方が開放口となっている有底円筒状の高融点又は耐スパッ夕リ ング性の良好 な半導体磁器、 例えば B a ( Z r , T a ) O 3系の半導体磁器からなる半導体磁器 有底円筒 6内には塊状または粒状もしく は多孔質状の電子放出性半導体磁器 7が 収納されている。 半導体磁器有底円筒 6はその表面上に T a系スパッタリ ング防 止層が形成されている。
水銀ディ スペンザ 8は半導体磁器有底円筒 6とリ一ド線 4の導入部との間に半 導体磁器有底円筒 6に隣接して配設され、 水銀ディ スペンザ 8と半導体磁器有底 円筒 6の周囲にリード線 4による巻付部 9が形成されており、 この巻付部 9によ つて水銀ディスペンザ 8と半導体磁器有底円筒 6とが保持されている。 産業上の利用可能性
以上の説明から明らかなように、 本願発明の放電ランプ電極材料によれば
( 1 ) 耐熱衝擊性が向上する。
(2) スパッタリ ングが減少するため放電管を長寿命化することができる。
(3 ) 表面抵抗が低く 、 熱損失をおさえることができる。
(4) 予熱電流回路が不要である。
(5) 管電圧が低く、 省エネルギーである。
(6) 再点弧電圧が低く、 立ち消えしにくい。
(7) ON— OFFに強い。
(8) 電子放射特性にすぐれ、 電子流密度が大きい。
(9) 表面抵抗が低いため、 種々の電極及び導電体としても使うことができる。 との効果を得ることができ、 また、 組成分材料を平均粒径 2.5 m以下に微粉化 すれば広範囲な組成、 焼成温度で安定かつ良好な磁器を得ることができる。
また、 本願発明の放電ランプ電極材料を用いた放電ランプ電極は、 希ガスや水 銀蒸気等を封入したガラス管内に所定間隔をおいて設けられたリ一ド線と、 この リ一ド線の先端部に固定され一方が開放口となる孔部を有する円筒状の半導体磁 器よりなり、 この電極部の前記孔部内に塊状または粒状もしくは多孔質状の半導 体磁器を収納したので、 グロ一放電等による予熱の必要がなく電子の放射性が優 れ、 放電開始電圧及び管電圧が低く、 電子流密度の大きな且つ消費電力の小さい 省エネルギー化された放電ランプ電極を得ることができる。
したがって、 本発明の放電ランプ電極を用いた場合には従来のニッゲル電極を 用いたものに対して、 電子放射性が良好であり、 放電開始電圧及び管電圧が低く 消費電力の小さい放電ランプを得ることができ、 また、 予熱が不要でありまた構 造上小型化が可能であるから放電ランプの管径を細くすることができる。
また、 この組成物と製造法を用い、 一方が開放口となる孔部を有する有底円筒 状であり、 孔部内に断熱効果を有する塊状または粒状もしくは多孔質状の半導体 磁器が収納された構造をもつ放電ランプ電極を用いることにより、 予熱の必要が なく、 エミ ッションが良好で管電圧及び再点弧電圧が低く ON— OFF寿命およ び耐熱衝撃が高く、 電子流密度が大きな放電ランプ電極を得ることができる。 そして、 本願発明の半導体磁器有底円筒と水銀ディ スペンザとを直列に配設し たセラミ ック陰極蛍光放電ランプはガラス管容器として細径のものを使用するこ とができるから、 このセラミ ック陰極蛍光放電ランプを採用した液晶表示装置の 薄型化を図ることができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1. 0.5〜 1.5モルの B a 0， C a 0あるいは S r 0から選択された 第 1の成分と、
0.05〜0.95モルの21~〇2ぁるぃは丁 102から選択された第 2の成分と、 0.025〜 0.475モルの V205, N b 205, T a 205、 S c 203, Y203, L a 203， Dy2〇3, H o 203, 0.05 ~ 0.95モルの H f O 2, C r 03, M o03, W〇3から選択された第 3の成分から成る放電ランプ電極材料。
2. 電子放出磁器組成物表面に V, Nb, Ta， S c, Y, L a， Dy， Ho, H f , C r , Mo, Wあるいはこれらの酸化物， 窒化物又は炭化物を主成 分とする導電層あるいは半導電体層が形成されていることを特徴とする請求の範 囲 1記載の放電ランプ電極材料。
3. 0.5〜 1.5モルの B a 0， C a 0あるいは S r 0から選択された 第 1の成分と、 0.05〜0.95モルの∑ 1~02ぁるぃは丁 i 02から選択された 第 2の成分と、 0.025〜0.475モルの V 205， Nb 205, Ta 205、 S c 203, Y203, L a 203, D y 203, H o 203あるいは 0.05〜 0.95モルの H f 02, C r 03( Mo03， W O 3からから選択された第 3の成分から放電ラン プ電極材料を製造する方法であって、
該方法は上記各成分を混合 ·粉砕し、 混合， 粉砕されたものを仮焼成し、 仮焼 成されたおのを微粉碎し、 微粉砕されたものを混合 ·顆粒化し、 顆粒化されたも のを電極容器に充填し、 電極容器に充填されたものを還元焼成することを特徴と する放電ランプ電極材料の製造方法。
4. 混合される成分あるいは微粉砕された材料の平均粒径が 2.5 m以 下であることを特徴とする請求の範囲 3記載の放電ランプ電極材料の製造方法。
5 · 焼成を中性および還元性ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求 の範囲 3記載の放電ランプ電極材料の製造方法。
6 · 還元焼成温度が 1200°C以上であることを特徴とする請求の範囲 5記載の放電ランプ電極材料の製造方法。
7. 0.5〜 1.5モルの B a 0， C a 0あるいは S r 0から選択された 第 1の成分と、 0.05〜0. 95モルの Z r 02あるいは T i 〇2から選択された 第 2の成分と、 0.025〜0.475モルの V2〇5. Nb 2〇5, T a 205、 S c 2〇3, Y203, L a 203, D y2〇3, H o 203あるいは 0.05〜 0.95モルの H f O ， C r Oa, M o 0 a , V O 3からから選択された第 3の成分からなる塊状 または粒状もしくは多孔質状の放電ランプ電極材料を有底円筒状半導体磁器容器 に収容したことを特徵とする放電ランプ電極。
8. 円筒状半導体磁器および塊状または粒状もしくは多孔質状の半導体 磁器の表面が高融点導電性物質によって被覆されていることを特徴とする請求の 範囲 7記載の放電ランプ電極。
9. 高融点導電性物質は融点が 1400°C以上の酸化物、 窒化物あるい は炭化物であることを特徴とする請求の範囲 8記載の放電ランプ電極。
1 0. 放電ガスが封入された細長ガラス管の管端部からリード線が導出 される放電ランプ電極であって ：
該放電ランプ電極は、 リード線の端部に支持された半導体磁器有底円筒と ； 該半導体磁器有底円筒内に収納された電子放出性半導体磁器と ；
前記半導体磁器有底円筒と前記リ一ド線の導出部との間に配設され、 リ一ド線 に固着された水銀ディ スペンザとからなることを特徴とする放電ランプ電極。
1 1. リード線が水銀ディスペンザの周囲に巻き付けられていることに より、 リード線が水銀ディスペンサに固着されていることを特徴とする請求の範 囲 1 ◦記載の放電ランプ電極。
1 2. リード線の弾撥力により、 リード線が水銀ディスペンザに固着さ れていることを特徴とする請求の範囲 1 0記載の放電ランプ電極。
1 3. リード線と水銀ディスペンザとが溶接されることにより、 リード 線が水銀ディスペンザに固着されていることを特徴とする請求の範囲 1 0記載の 放電ランプ電極。
1 4. 放電ガスが封入された細長ガラス管の管端部からリ一ド線が導出 される放電ランプ電極であって ：
該放電ランプ電極は、 リード線の端部に支持された半導体磁器有底円筒と ； 該半導体磁器有底円筒内に収納された電子放出性半導体磁器と ； 前記半導体磁器有底円筒と前記リ一ド線の導出部との間に前記半導体磁器有底 円筒に隣接して配設された水銀ディスペンザとからなることを特徴とする放電ラ ンプ電極。
1 5 . リード線が水銀ディ スペンザ及び半導体磁器有底円筒の周囲に巻 き付けられていることを特徴とする請求の範囲 1 4記載の放電ランプ電極。
1 6 . リード線の端部に複数の分岐部が形成され、 該複数の分岐部によ り水銀ディ スペンザ及び半導体磁器有底円筒が挟持されていることを特徴とする 請求の範囲 1 4記載の放電ランプ電極。
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