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JP3069047B2 - Discharge lamp electrode and method of manufacturing the same - Google Patents

Discharge lamp electrode and method of manufacturing the same

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Publication number
JP3069047B2
JP3069047B2 JP8156467A JP15646796A JP3069047B2 JP 3069047 B2 JP3069047 B2 JP 3069047B2 JP 8156467 A JP8156467 A JP 8156467A JP 15646796 A JP15646796 A JP 15646796A JP 3069047 B2 JP3069047 B2 JP 3069047B2
Authority
JP
Japan
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component
electrode
discharge lamp
electron
aggregate
Prior art date
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JP8156467A
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Japanese (ja)
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宗光 浜田
健 増田
春男 田口
明 武石
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TDK Corp
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TDK Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【発明の属する技術分野】本発明は液晶用バックライト
等の蛍光ランプあるいは種々の放電灯に利用できる放電
灯電極およびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a discharge lamp electrode which can be used for a fluorescent lamp such as a backlight for liquid crystal or various discharge lamps, and a method of manufacturing the same.

【従来の技術】近年、低消費電力で、かつ、軽薄化が可
能な液晶ディスプレイの需要が急速に広まりつつある。
これに伴って、液晶ディスプレイの光源としての小型蛍
光ランプの開発が盛んに行われている。一般に蛍光ラン
プは、熱電子放出によるアーク放電を利用した熱陰極ラ
ンプと、二次電子放出によるグロー放電を利用した冷陰
極ランプに分けることができる。熱陰極ランプは、冷陰
極ランプに比べ陰極降下電圧が小さいため、電力に対す
る発光効率が良い。また、熱電子放出のため電流密度を
大きくとることができ、冷陰極に比べ高輝度化が可能で
ある。そのため、熱陰極ランプは画面サイズの大きな液
晶など、多量の光束が必要となる場合の光源に適してい
る。このような熱陰極ランプ用の電極として、特開昭5
9−75553号公報に示されるようなタングステン
(W)フィラメントに遷移金属の一部とバリウム(B
a)を含むアルカリ土類金属を塗布した放電灯電極が知
られている。また、特開昭63−24539号公報に示
されるようにアルミン酸バリウムを含む易電子放射物質
を多孔質タングステンに含浸した電極が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, a demand for a liquid crystal display that can be reduced in power consumption and reduced in weight has been rapidly spreading.
Along with this, small fluorescent lamps as light sources for liquid crystal displays have been actively developed. Generally, fluorescent lamps can be classified into hot cathode lamps using arc discharge due to thermionic emission and cold cathode lamps using glow discharge due to secondary electron emission. Since the hot cathode lamp has a smaller cathode drop voltage than the cold cathode lamp, the luminous efficiency with respect to electric power is good. In addition, the current density can be increased due to thermionic electron emission, and higher brightness can be achieved as compared with the cold cathode. Therefore, the hot cathode lamp is suitable as a light source when a large amount of light is required, such as a liquid crystal having a large screen size. An electrode for such a hot cathode lamp is disclosed in
In a tungsten (W) filament as disclosed in JP-A-9-75553, a part of a transition metal and barium (B)
Discharge lamp electrodes coated with an alkaline earth metal containing a) are known. Further, as disclosed in JP-A-63-24539, an electrode is known in which porous tungsten is impregnated with an electron-emitting material containing barium aluminate.

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たように液晶表示装置の軽薄化が一層進むにつれて、光
源としての蛍光ランプも細管化の要求が強まっている。
このため、従来の熱陰極ランプのような熱電子放出を開
始するために予熱回路(予熱電極)を必要とする構造で
は、冷陰極ランプ程度の細管化は難しかった。また、従
来の熱陰極ランプの別の問題として放電中に生じた水銀
(Hg)イオンやアルゴン(Ar)イオンが電極に衝突
し電子放射性物質を飛散させる、いわゆるイオンスパッ
タリングによる電極の劣化が顕著であった。このため、
放電中に電子放射性物質が枯渇し、安定したアーク放電
を長時間にわたって維持することができない。更に、飛
散した電子放射性物質によりランプのガラス管内壁を黒
化する、いわゆる管壁黒化によって光束維持率が早期に
低下するという欠点を有していた。本発明者等は、これ
らの問題を解決する手段として特開平2−186550
号公報や特開平6−267404号公報に示すように、
放電電極材料(電子放射性物質)、その製造方法および
電極構造を提案した。これらは耐熱衝撃性に優れた特性
を有するものであったが、図6(a)及び(b)のよう
に単純な有底円筒状の導電性電極容器に電子放射性物質
となる塊状または粒状の放電電極材料を収容していると
いう構造上、放電中に塊状または粒状の放電電極材料の
脱落が生じることがあり、蛍光ランプとして用いた場
合、点灯中に電子放射性物質の不足によりアーク放電か
らグロー放電へと移行してしまい、熱陰極としての寿命
がそれほど延びず不十分であった。そこで本発明の目的
は、アグリゲート型構造充填物の脱落を防ぐことにより
連続点灯寿命を伸ばし、安定してアーク放電を維持でき
る放電灯電極およびその製造方法を提供することであ
る。なお、アグリゲート型構造とは、「多孔材料ハンド
ブック」(株式会社アイピーシー出版、昭和63年12
月1日発行)に記述されているように、例えば焼結金属
や耐火断熱レンガのように、固体粒子があって、その粒
子が相互に接点で焼結固化してできたような多孔構造で
ある。その模式図を図9に示す。ここで、本発明のアグ
リゲート型構造充填物とは、塊状または粒状の電子放射
性物質を電極容器に充填し、焼成することにより形成さ
れたアグリゲート型構造の電子放射性物質の充填物を示
すものである。
However, as described above, as the liquid crystal display device becomes thinner and lighter, there is an increasing demand for a fluorescent lamp as a light source to be made thinner.
For this reason, in a structure requiring a preheating circuit (preheating electrode) to start thermionic emission such as a conventional hot cathode lamp, it has been difficult to make the tube as thin as a cold cathode lamp. Further, as another problem of the conventional hot cathode lamp, mercury (Hg) ions or argon (Ar) ions generated during discharge collide with the electrodes and scatter the electron-emitting substance. there were. For this reason,
During the discharge, the electron-emitting material is depleted, and a stable arc discharge cannot be maintained for a long time. Further, there is a drawback that the inner wall of the glass tube of the lamp is blackened by the scattered electron-emitting material, that is, the so-called blackening of the tube wall causes the luminous flux maintenance factor to be reduced early. As a means for solving these problems, the present inventors have disclosed Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-186550.
As shown in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 6-267404,
We proposed a discharge electrode material (electron-emitting substance), its manufacturing method and electrode structure. These had excellent properties in thermal shock resistance, but as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b).
Due to the structure in which a simple bottomed cylindrical conductive electrode container contains a massive or granular discharge electrode material that becomes an electron-emitting substance, the massive or granular discharge electrode material may fall off during discharge. In addition, when used as a fluorescent lamp, a transition from arc discharge to glow discharge occurs due to a shortage of an electron-emitting substance during lighting, and the life as a hot cathode was not extended so much and was insufficient. Accordingly, an object of the present invention is to provide a discharge lamp electrode capable of prolonging a continuous lighting life by preventing the aggregate type structure filling from falling off and stably maintaining an arc discharge, and a method of manufacturing the same. The aggregate-type structure is described in “Porous Material Handbook” (IPC Publishing Co., Ltd., December 1988).
(Issued on January 1), there are solid particles such as sintered metal and refractory bricks, which have a porous structure formed by sintering and solidifying at the points of contact with each other. is there. The schematic diagram is shown in FIG. Here, the aggregate-type structured filler of the present invention refers to a filler of an aggregate-type structured electron-emitting substance formed by filling an electrode container with a massive or granular electron-emitting substance and firing the same. It is.

【課題を解決するための手段】Ba,Sr,Caのうち
少なくとも一種以上を含む化合物からなる第一成分と、
Zr及び/又はTiを含む化合物からなる第二成分と、
Ta及び/又はNbを含む化合物からなる第三成分を含
む電子放射性物質からなるアグリゲート型構造充填物を
備えており、前記充填物は、電極容器に収容されてお
り、前記電極容器は、有底円筒状をなし、該容器内には
前記充填物を収容する収容部を備えており、前記収容部
は、アグリゲート型構造充填物を支持する支持部を備え
ており、前記支持部は、前記有底円筒の内底面及び/又
は内側面から収容部内部に突出した突起部であって、
収容部の表面積が単純な有底円筒の内壁の表面積よりも
大きくなるようにした放電灯電極である。また、前記電
極容器は導電性の高融点金属、又は還元性雰囲気中で焼
成することによって表面もしくは全体に導電性をもつセ
ラミックスからなる放電灯電極である。更に、前記収容
部及び/又は前記支持部は、Ba,Sr,Caのうち少
なくとも一種以上を含む化合物からなる第一成分と、Z
r及び/又はTiを含む化合物からなる第二成分と、T
a及び/又はNbを含む化合物からなる第三成分を含む
材料からなる放電灯電極である。更に詳しくは、前記電
子放射性物質は第一成分をX、第二成分をY、第三成分
をZとするときにそれぞれモル比で、0.8≦X/(Y
+Z)≦2.0で表記される範囲にあり、かつ、第二成
分は0.05モル≦Y≦0.6モル、第三成分は0.4
モル≦Z≦0.95モルとする放電灯電極である。ま
た、前記電子放射性物質の表面にTa又はNbの炭化物
及び/又は窒化物のスパッタリング防止層が形成されて
いる放電灯電極である。更に、Ba,Sr,Caのうち
少なくとも一種以上を含む化合物からなる第一成分と、
Zr及び/又はTiを含む化合物からなる第二成分と、
Ta及び/又はNbを含む化合物からなる第三成分を含
む電子放射性物質からなるアグリゲート型構造充填物を
備え、前記充填物を電極容器に収容し、前記電極容器
は、有底円筒状をなし、該容器内には前記充填物を収容
する収容部を備えており、前記収容部は、アグリゲート
型構造充填物を支持する支持部を備えており、前記支持
部は、前記有底円筒の内底面及び/又は内側面から収容
部内部に突出した突起部であって、該収容部の表面積が
単純な有底円筒の内壁の表面積よりも大きくなるように
した放電灯電極を製造する方法において、前記充填物は
前記第一成分、第二成分、第三成分からなる原料を混合
して仮焼きし粉砕後、造粒して顆粒粉とし、前記顆粒粉
は支持部を備えた電極容器に充填して、還元性雰囲気中
で焼成することによりアグリゲート型構造充填物となっ
ている放電灯電極を製造する方法である。
A first component comprising a compound containing at least one of Ba, Sr, and Ca;
A second component comprising a compound containing Zr and / or Ti;
An aggregate-type structured packing made of an electron-emitting substance containing a third component made of a compound containing Ta and / or Nb is provided, and the packing is contained in an electrode container. The container has a bottom cylindrical shape, and the container has a storage portion for storing the filler therein.
Has a support for supporting the aggregate-type structured packing
And the support portion is provided on an inner bottom surface of the bottomed cylinder and / or
Numeral denotes a projection protruding from the inner surface to the inside of the housing portion, which is a discharge lamp electrode in which the surface area of the housing portion is larger than the surface area of the inner wall of a simple bottomed cylinder. Further, the electrode container is a discharge lamp electrode made of a conductive high melting point metal or a ceramic having a conductive surface or entire surface when fired in a reducing atmosphere. Further, the housing portion and / or the support portion may include a first component made of a compound containing at least one of Ba, Sr, and Ca;
a second component comprising a compound containing r and / or Ti;
It is a discharge lamp electrode made of a material containing a third component made of a compound containing a and / or Nb. More specifically, when the first component is X, the second component is Y, and the third component is Z, the electron-emitting substance has a molar ratio of 0.8 ≦ X / (Y
+ Z) ≦ 2.0, the second component is 0.05 mol ≦ Y ≦ 0.6 mol, and the third component is 0.4
It is a discharge lamp electrode where mol ≦ Z ≦ 0.95 mol. Further, the present invention is a discharge lamp electrode in which a sputtering prevention layer of a carbide or a nitride of Ta or Nb is formed on a surface of the electron emitting material. A first component comprising a compound containing at least one of Ba, Sr, and Ca;
A second component comprising a compound containing Zr and / or Ti;
An aggregate-type structured packing made of an electron-emitting substance containing a third component made of a compound containing Ta and / or Nb is provided, and the packing is accommodated in an electrode container. The electrode container has a bottomed cylindrical shape. A container for accommodating the filler therein, wherein the container comprises an aggregate.
A support for supporting the mold structure packing;
The part is housed from the inner bottom surface and / or the inner side surface of the bottomed cylinder.
A protrusion protruding into the inside of the part, and the surface area of the accommodation part is
In a method of manufacturing a discharge lamp electrode having a larger surface area than the inner wall of a simple bottomed cylinder, the filler is mixed with a raw material comprising the first component, the second component, and the third component, and calcined. After crushing, the granulated powder is granulated, and the granulated powder is filled in an electrode container provided with a supporting portion, and fired in a reducing atmosphere to form a discharge lamp electrode having an aggregate-type structure filling. It is a method of manufacturing.

【発明の実施の形態】本発明に係わる放電灯電極は、焼
成されることによってアグリゲート型構造充填物となっ
た電子放射性物質が、有底円筒の内底面及び/又は内側
面から収容部内部に突出した突起部を有する支持部を備
えた電極容器に充填されたものであるから電子放射性物
質の脱落が抑制される。従って、安定したアーク放電を
長期に亘って維持することが可能となる。 (放電灯電極を用いた蛍光ランプ) 本発明の放電灯電極容器を用いた蛍光ランプについて説
明する。図1(a)は蛍光ランプ管端部の断面図を示し
ている。図1(b)は放電灯電極の拡大図を示してい
る。9はバルブで、細長いガラス管で形成されている。
特に図示はしないがバルブ9の内壁には蛍光体が塗布さ
れている。バルブ9の両端部は希ガスを封入して気密封
止され、内部に放電空間10を構成している。バルブ9
の両端部には導体のリード線5が形成されている。リー
ド線5のバルブ内部(放電空間側)の先端にはリード線
拡大部6があり、このリード線拡大部6が金属、半導体
セラミックスなどの電気導電性の高い材料からなる導電
性パイプ7の一方端部(管端部側)に挿入されている。
また、導電性電極容器1が導電性パイプ7の他方端部
(放電空間側)で囲まれるように挿入されている。これ
によってリード線5と導電性電極容器1とは電気的に固
着されることになる。導電性パイプ7の材質は電気導電
性の高い材料なら特に問題はないが、真空中でガス放出
の少ないNiなどの材料であれば、ランプ製造時に不純
物質を含むガスの発生により放電が不安定になることが
ないので好ましい。水銀ディスペンサ材料3はニッケル
(Ni)等の金属製パイプ4に充填されており、リード
線5の拡大部6と導電性電極容器1の間に配置されてい
る。図1(b)の拡大図に示すように、導電性パイプ7
には先端部(放電空間側)からスリット状の開口8が形
成されており、導電性電極容器1を囲むように保持する
と共に水銀ディスペンサ材料3中の水銀が高周波加熱等
で加熱されて水銀蒸気としてこの開口8から放電空間1
0に放出されるようになっている。この開口8の形状
は、導電性電極容器1の保持および水銀蒸気を放出する
ことができるならば、スリット状以外に窓状等どのよう
な形状であってもよい。なお、リード線5の拡大部6は
必ずしも必要ではない。導電性電極容器1にはアグリゲ
ート型構造となった電子放射性物質が収容され、本発明
に係わる放電灯電極を構成している。放電空間10には
アルゴン(Ar)ガス,ネオン(Ne)ガス、クリプト
ン(Kr)ガス、キセノン(Xe)ガスの少なくとも一
種以上が30torr〜170torr(≒3900P
a〜22000Pa)程度の封入圧で封入されており、
リード線5を通じて両電極間に電位差を与えることで放
電を開始する。 (導電性電極容器) 本発明のもっとも特徴的な構造であるアグリゲート型構
造充填物2を収容する導電性電極容器1は、内底面及び
/又内側面から収容部内部に突出加工を施した有底の略
円筒形状をしており、その内部を電子放射性物質の収容
部としている。この収容部はアグリゲート型構造充填物
2を確実に保持できるようにその表面積を単純な有底円
筒形状の内壁表面積より増加させた構造となっていれば
よい。たとえば凹凸を設けることによってその表面積を
大きくすることができる。このようにすることによっ
て、放電によるアグリゲート型構造充填物2の脱落が生
じにくくなり、電子放射性物質の不足が起こりにくくな
るので、連続点灯寿命が延びる。導電性電極容器1の材
質はその全体がW,Ta,Niなどの電気導電性が高い
材料で形成されることが好ましいが、これに限らず、導
電性材料でなくとも、その表面に導電性物質がコーティ
ングされている材料で形成されているなら特に問題はな
い。例えばBa,Sr,Caのうち少なくとも一種以上
を含む化合物からなる第一成分と、Zr及び/又はTi
を含む化合物からなる第二成分と、Ta及び/又はNb
を含む化合物からなる第三成分を含む材料である。電子
放射性物質からなるアグリゲート型構造充填物2の成分
に近い材料であるならば、アグリゲート型構造充填物2
を収容する導電性電極容器1の収容部とアグリゲート型
構造充填物2との間の接触が強固となるのでより好まし
い。収容部の構造としては、例えばアグリゲート型構造
充填物2の支持部、例えば有底円筒の底面及び/又は内
側面から有底円筒内部に突出した突起部を設けたり、
底円筒の内壁にヒダ状の凹凸や表面を粗面化した凹凸を
設けたり、あるいはこれらを併用したり、種々の手段に
よって導電性電極容器1の内壁表面積が単純な有底円筒
状容器の内壁表面積よりも大きくなるような構造とす
る。アグリゲート型構造充填物2の支持部は、導電性電
極容器1の内壁表面積を大きくするように形成されてい
ればよい。例えば、導電性電極容器1の底面及び/又は
内壁に突起部を設けてもよいが、アグリゲート型構造充
填物2を支持する表面積が大きくなる構造であれば、特
にその形状にはこだわらない。この突起部は導電性電極
容器1の本体と一体化していてもよいし、有底円筒状容
器に穴をあけ、支持部を差し込んで形成してもよい。導
電性電極容器1は導電性の高融点金属、又は還元性雰囲
気中で焼成することによって表面もしくは全体が導電性
をもつセラミックスとするので、突起部自体も導電性で
あることが好ましいが、高抵抗であってもかまわない。
アグリゲート型構造充填物2を支持する表面積を大きく
することで、電子放射性物質との接触点が増加するので
ランプ内部に封入した場合の放電中にアグリゲート型構
造充填物2が脱落することを防ぐことができ、従来のよ
うな支持部を設けない単なる有底円筒状容器の場合より
も連続点灯寿命を伸ばすことができる。 (アグリゲート型構造充填物(放電灯電極用材料)) 本発明者らによる先の出願(平成7年特許願第2810
02号)を利用したものであって、具体的にはBa,S
r,Caのうち少なくとも一種以上を含む化合物からな
る第一成分と、Zr及び/又はTiを含む化合物からな
る第二成分と、Ta及び/又はNbを含む化合物からな
る第三成分を含むを含む電子放射性物質からなる材料を
顆粒状に造粒して電極容器に収容後焼成しアグリゲート
型構造とした充填物2を得る。そしてこの充填物主成分
の組成形態はABO3となっており、例えばBa(Z
r,Nb)O3,Ba(Zr,Ta)O3,Ba(T
i,Nb)O3,Ba(Ti,Ta)O3,Ba(Z
r,Nb,Ta)O3,Ba(Ti,Nb,Ta)O
3,Ba(Zr,Ti,Nb)O3,Ba(Zr,T
i,Ta)O3,Ba(Zr,Ti,Nb,Ta)O3
等があるが、AサイトをBaに換えてSr、Ca、更に
Ba、Sr、Caの任意の組合せからなる組成でもよ
い。また、この充填物2の表面にはTa又はNbの炭化
物及び/又は窒化物からなるスパッタリング防止層が形
成されている。第一成分は主に低仕事関数の電子放射性
物質である。また、第二成分は電子放射性物質の高融点
化および低電気抵抗化のための成分であり、第三成分は
電子放射性物質表面に形成されるスパッタリング防止層
となる炭化物及び/又は窒化物の供給源となる。これら
の第一成分、第二成分、第三成分はそれぞれモル比で、
0.8≦X/(Y+Z)≦2.0(第一成分をX、第二成
分をY、第三成分をZとする)で表記される範囲にあ
り、かつ第二成分は0.05≦Y≦0.6、第三成分は
0.4≦Z≦0.95の範囲にあることが好ましい。第一
成分が上記範囲の下限より少なくなると、電子放射性物
質の量が不足し、早期に点灯不能となる。一方上記範囲
の上限より多くなると、放電中に電子放射性物質の蒸散
が顕著となり、ランプ管壁の黒化が激しく、輝度が低下
し実用上好ましくない。第二成分が上記範囲の下限より
少ないと電子放射性物質が低融点化し、還元焼成の際、
アグリゲート型構造充填物2の状態が保てず、放電が不
安定になる。一方上記範囲の上限より多いと電子放射性
物質が高抵抗化し、放電が不安定となる。第三成分が上
記範囲の下限より少ないと還元性雰囲気中の焼成によ
り、電子放射性物質の表面に炭化物または窒化物が形成
されにくい。一方上記範囲の上限より多いと還元性雰囲
気中の焼成により電子放射性物質の蒸散が激しくなり、
製造上で問題になる。電子放射性物質の表面に形成され
る相は炭化物または窒化物いずれでもよいし、Ta−N
b−C,Ta−N−C,Ta−Nb−N−Cなどの固溶
体でもよい。また、特開平6−333534号公報にお
いて、HfCなどの炭化物を含有する高圧放電ランプ用
電極が、管壁の黒化を防ぐ効果があることが記載されて
いるが、本発明に係わる放電灯電極の電子放射性物質の
表面の炭化物及び/又は窒化物もイオンスパッタリング
に強く、熱衝撃に優れているため、連続点灯におけるラ
ンプ管壁の黒化が少ない。アグリゲート型構造充填物2
の形状は球状に限らず不規則な塊状であってもよく、充
填物がアグリゲート型構造を有することで、選択的にア
グリゲート型構造充填物部分に熱がこもる。この結果、
特開平7−296768号公報に記載したようにアーク
スポットが確実に形成されアーク放電が容易に維持でき
る。 (放電灯電極の製造方法) 電極は、図2に示す工程で製造する。全体の製造工程は
一般的なセラミックスの製造方法とほぼ同様に行うこと
ができる。 (a)秤量工程では各原料を上記で説明したような所定
比になるように秤量する。ここでの各原料としては通常
BaCO3,SrCO3,CaCO3,ZrO2,Ti
O2,Ta2O5,Nb2O5などを用いるが、ここに
挙げたもの以外の酸化物、炭酸塩、シュウ酸塩などを用
いてもよい。 (b)混合工程では工程(a)の秤量工程で秤量した各
成分の原料を混合し粉末を得る。ボールミル法、凍結乾
燥法、摩擦ミル法、共沈法などの方法で混合を行う。 (c)仮焼き工程では工程(b)の混合工程で混合され
た原料粉末を仮焼きする。仮焼き温度を800℃〜13
00℃程度に設定し電子放射性物質の化合物を得る。こ
の際、粉末の状態でも粉末を成形した状態であってもよ
い。 (d)微粉砕工程では工程(c)の仮焼き工程で得られ
た化合物を微粉砕する。ボールミル法などの方法で行
う。 (e)造粒工程では工程(d)の微粉砕工程で得られた
微粒子から適度の大きさの粒子を得る。微粉砕により得
られた粉末をポリビニルアルコール(PVA)、ポリエ
チレングリコール(PEG)、ポリエチレンオキサイド
(PEO)などの有機系バインダーを含む水溶液を用い
て造粒し、顆粒状の電子放射性物質原料粉を得る。この
際、噴霧乾燥法、押出造粒法、転動造粒法あるいは乳
鉢、乳棒を用いて造粒するが、造粒法には特に限定され
ない。 (f)充填工程では工程(e)の造粒工程で得られた顆
粒状の電子放射性物質原料粉を上記で説明した電極容器
に充填して電極要素を得る。この際、顆粒状の電子放射
性物質原料粉を加圧せずに充填する。焼結電極のように
加圧成形後焼成すると、熱電子放出のために十分な蓄熱
効果が得られず、放電開始時に予熱回路を用いることに
なる。顆粒状の電子放射性物質原料粉を加圧せずに電極
容器に適当な間隙を備えながら充填することにより、予
熱回路を用いることなく速やかにアーク放電を開始させ
ることができる。 (g)焼成工程では工程(f)の充填工程で得られた電
極要素を焼成し焼結体(放電灯電極)とする。そしてこ
の焼結体主成分の組成形態はABO3となっており、例
えばBa(Zr,Nb)O3,Ba(Zr,Ta)O
3,Ba(Ti,Nb)O3,Ba(Ti,Ta)O
3,Ba(Zr,Nb,Ta)O3,Ba(Ti,N
b,Ta)O3,Ba(Zr,Ti,Nb)O3,Ba
(Zr,Ti,Ta)O3,Ba(Zr,Ti,Nb,
Ta)O3等があるが、AサイトをBaに換えてSr、
Ca、更にBa、Sr、Caの任意の組合せからなる組
成でもよい。顆粒状の電子放射性物質原料粉が充填され
た電極要素の焼成温度は1400〜2000℃が好まし
い。これが1400℃未満であると、放電灯電極表面に
TaまたNbの炭化物及び/又は窒化物からなるスパッ
タリング防止層が形成されない。また2000℃を越え
ると、アグリゲート型構造状態を維持できない。焼成雰
囲気については、例えば主に炭化物を放電灯電極表面に
形成する場合、ベンゼンや一酸化炭素を含むアルゴンや
窒素などの不活性ガスを流して焼成する。また、電極要
素をカーボン粉末に埋没させて不活性ガスを流して焼成
してもよい。主に窒化物を放電灯電極表面に形成する場
合は、水素や一酸化炭素などの還元性ガスを含む窒素ガ
スを流して焼成する。このように還元性雰囲気中で焼成
することにより、TaまたはNbの炭化物及び/又は窒
化物からなるスパッタリング防止層が電子放射性物質の
表面に形成される。また、電極容器1に支持部がある
と、焼成によりアグリゲート型構造充填物2を形成する
と共に電子放射性物質と支持部が反応して部分的につな
がるため、放電中のアグリゲート型構造充填物2の脱落
が生じにくくなり、ランプ点灯寿命が伸びる。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a discharge lamp electrode according to the present invention, an electron-emitting substance which has been turned into an aggregate-type structure filling by firing is coated with an inner bottom surface and / or an inner bottom surface of a bottomed cylinder.
Since the electrode container is filled with an electrode container having a support having a protruding portion projecting from the surface into the inside of the accommodating portion , falling off of the electron-emitting substance is suppressed. Therefore, stable arc discharge can be maintained for a long period of time. (Fluorescent Lamp Using Discharge Lamp Electrode) A fluorescent lamp using the discharge lamp electrode container of the present invention will be described. FIG. 1A is a cross-sectional view of a fluorescent lamp tube end. FIG. 1B shows an enlarged view of a discharge lamp electrode. Reference numeral 9 denotes a bulb, which is formed of an elongated glass tube.
Although not shown, a fluorescent substance is applied to the inner wall of the bulb 9. Both ends of the bulb 9 are hermetically sealed by filling a rare gas, and a discharge space 10 is formed therein. Valve 9
Are formed at both ends thereof. At the tip of the lead wire 5 inside the bulb (discharge space side), there is a lead wire enlarged portion 6, which is one end of a conductive pipe 7 made of a material having high electrical conductivity such as a metal or a semiconductor ceramic. It is inserted at the end (tube end side).
In addition, the conductive electrode container 1 is inserted so as to be surrounded by the other end (discharge space side) of the conductive pipe 7. As a result, the lead wire 5 and the conductive electrode container 1 are electrically fixed. There is no particular problem if the material of the conductive pipe 7 is a material having a high electrical conductivity, but if the material is a material such as Ni which emits little gas in a vacuum, discharge is unstable due to generation of gas containing impurities during lamp production. It is preferable because it does not occur. The mercury dispenser material 3 is filled in a metal pipe 4 made of nickel (Ni) or the like, and is disposed between the enlarged portion 6 of the lead wire 5 and the conductive electrode container 1. As shown in the enlarged view of FIG.
Is formed with a slit-shaped opening 8 from the tip (discharge space side) to hold the conductive electrode container 1 so as to surround it and to heat the mercury in the mercury dispenser material 3 by high-frequency heating or the like so that the mercury vapor From the opening 8 to the discharge space 1
It is designed to be released to zero. The shape of the opening 8 may be any shape other than the slit shape, such as a window shape, as long as it can hold the conductive electrode container 1 and discharge the mercury vapor. Note that the enlarged portion 6 of the lead wire 5 is not always necessary. The conductive electrode container 1 contains an electron-emitting substance having an aggregate type structure, and constitutes a discharge lamp electrode according to the present invention. The discharge space 10 contains at least one of argon (Ar) gas, neon (Ne) gas, krypton (Kr) gas, and xenon (Xe) gas at 30 torr to 170 torr (r3900P).
a to 22000 Pa).
Discharge is started by giving a potential difference between both electrodes through the lead wire 5. (Conductive Electrode Container) The conductive electrode container 1 containing the aggregate-type structure filling 2 which is the most characteristic structure of the present invention has an inner bottom surface and an inner bottom surface.
And / or has a substantially cylindrical shape with a bottom with a protruding process from the inner surface to the inside of the housing portion , and the inside is a housing portion for the electron-emitting substance. The storage portion may have a structure in which the surface area thereof is larger than that of the inner wall surface of a simple bottomed cylindrical shape so that the aggregate-type structured packing 2 can be securely held. For example, by providing irregularities, the surface area can be increased. This makes it difficult for the aggregate-type structure filling material 2 to fall off due to the discharge, and for the shortage of the electron-emitting substance to be less likely to occur, thereby extending the continuous lighting life. The material of the conductive electrode container 1 is preferably formed entirely of a material having high electrical conductivity such as W, Ta, Ni, etc., but is not limited to this. There is no particular problem if the substance is formed of a coated material. For example, a first component composed of a compound containing at least one of Ba, Sr, and Ca, and Zr and / or Ti
And a second component comprising a compound containing Ta and / or Nb.
A material containing a third component consisting of a compound containing If the material is close to the components of the aggregate-type structured filler 2 composed of an electron-emitting substance, the aggregate-type structured filler 2
This is more preferable because the contact between the storage portion of the conductive electrode container 1 that stores therein and the aggregate-type structure filling 2 becomes strong. The structure of the housing unit, may be provided for example supporting portion of the aggregate type structured packing 2, for example, the bottom surface and / or projections protruding from the inner surface inside the bottomed cylinder of the bottomed cylindrical, perforated
The inner wall of the bottom cylinder is provided with folds or irregularities having a roughened surface, or a combination of these, or the inner wall surface of the bottomed cylindrical vessel is made simple by various means. The structure is to be larger than the surface area. The support portion of the aggregate-type structure filler 2 may be formed so as to increase the surface area of the inner wall of the conductive electrode container 1. For example, a projection may be provided on the bottom surface and / or the inner wall of the conductive electrode container 1. However, the shape is not particularly limited as long as the surface area for supporting the aggregate-type structure filler 2 is large. This projection may be integrated with the main body of the conductive electrode container 1 or may be formed by making a hole in the bottomed cylindrical container and inserting the support. Since the conductive electrode container 1 is made of a conductive high-melting metal or ceramics whose surface or whole is made by firing in a reducing atmosphere, the projections themselves are also preferably conductive. It may be resistance.
Increasing the surface area for supporting the aggregate-type structure filler 2 increases the number of contact points with the electron-emitting substance, so that the aggregate-type structure filler 2 is prevented from falling off during discharge when sealed inside the lamp. Thus, the continuous lighting life can be extended as compared with a conventional simple bottomed cylindrical container having no support. (Aggregate-type structural filler (material for discharge lamp electrode)) An earlier application by the present inventors (1995 Patent Application No. 2810)
No. 02), specifically, Ba, S
Including a first component composed of a compound containing at least one of r and Ca, a second component composed of a compound containing Zr and / or Ti, and a third component composed of a compound containing Ta and / or Nb A material 2 composed of an electron-emitting substance is granulated, stored in an electrode container and fired to obtain a filling 2 having an aggregate structure. The composition of the main component of the filler is ABO3, for example, Ba (Z
r, Nb) O3, Ba (Zr, Ta) O3, Ba (T
i, Nb) O3, Ba (Ti, Ta) O3, Ba (Z
r, Nb, Ta) O3, Ba (Ti, Nb, Ta) O
3, Ba (Zr, Ti, Nb) O3, Ba (Zr, T
i, Ta) O3, Ba (Zr, Ti, Nb, Ta) O3
The composition may be composed of Sr and Ca instead of A site and Ba, and further an arbitrary combination of Ba, Sr and Ca. Further, on the surface of the filler 2, a sputtering prevention layer made of a carbide and / or nitride of Ta or Nb is formed. The first component is mainly a low work function emissive material. The second component is a component for increasing the melting point and lowering the electrical resistance of the electron-emitting substance, and the third component is a carbide and / or nitride for forming a sputtering prevention layer formed on the surface of the electron-emitting substance. Source. These first component, second component, and third component are each in a molar ratio,
0.8 ≦ X / (Y + Z) ≦ 2.0 (the first component is X, the second component is Y, and the third component is Z), and the second component is 0.05. ≦ Y ≦ 0.6, and the third component is preferably in the range of 0.4 ≦ Z ≦ 0.95. If the first component is less than the lower limit of the above range, the amount of the electron-emitting substance becomes insufficient, and it becomes impossible to turn on the light early. On the other hand, when the amount exceeds the upper limit of the above range, the evaporation of the electron-emitting substance becomes remarkable during the discharge, the blackening of the lamp tube wall becomes severe, and the luminance decreases, which is not preferable in practical use. When the second component is less than the lower limit of the above range, the electron-emitting substance has a low melting point, and during reduction firing,
The state of the aggregate-type structure filler 2 cannot be maintained, and the discharge becomes unstable. On the other hand, if it exceeds the upper limit of the above range, the resistance of the electron-emitting substance becomes high and the discharge becomes unstable. If the third component is less than the lower limit of the above range, it is difficult to form carbides or nitrides on the surface of the electron-emitting substance by firing in a reducing atmosphere. On the other hand, if it is more than the upper limit of the above range, evaporation of the electron-emitting substance becomes severe due to firing in a reducing atmosphere,
This is a manufacturing problem. The phase formed on the surface of the electron-emitting substance may be either carbide or nitride, and may be Ta-N
Solid solutions such as bC, Ta-NC, Ta-Nb-NC may be used. JP-A-6-333534 describes that an electrode for a high-pressure discharge lamp containing a carbide such as HfC has an effect of preventing blackening of a tube wall, but the discharge lamp electrode according to the present invention is described. Since the carbide and / or nitride on the surface of the electron-emitting substance are also resistant to ion sputtering and excellent in thermal shock, the blackening of the lamp tube wall during continuous lighting is small. Aggregate type structured packing 2
Is not limited to a spherical shape, and may be an irregular mass. Since the filler has an aggregate structure, heat is selectively accumulated in the aggregate structure filler portion. As a result,
As described in JP-A-7-296768, an arc spot is reliably formed and an arc discharge can be easily maintained. (Method of Manufacturing Discharge Lamp Electrode) The electrode is manufactured by the process shown in FIG. The entire manufacturing process can be performed in substantially the same manner as a general ceramics manufacturing method. (A) In the weighing step, each raw material is weighed so as to have a predetermined ratio as described above. Each raw material here is usually BaCO3, SrCO3, CaCO3, ZrO2, Ti
O2, Ta2O5, Nb2O5, or the like is used, but oxides, carbonates, oxalates, and the like other than those listed here may be used. (B) In the mixing step, the raw materials of the respective components weighed in the weighing step of step (a) are mixed to obtain a powder. Mixing is performed by a method such as a ball mill method, a freeze drying method, a friction mill method, and a coprecipitation method. (C) In the calcining step, the raw material powder mixed in the mixing step of the step (b) is calcined. 800 ℃ ~ 13
The temperature is set at about 00 ° C. to obtain a compound of an electron-emitting substance. At this time, the powder may be in the state of powder or in the state of molding the powder. (D) In the pulverizing step, the compound obtained in the calcining step in step (c) is pulverized. This is performed by a method such as a ball mill method. (E) In the granulation step, particles of an appropriate size are obtained from the fine particles obtained in the pulverization step of step (d). The powder obtained by the pulverization is granulated using an aqueous solution containing an organic binder such as polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene glycol (PEG), and polyethylene oxide (PEO) to obtain a granular raw material powder for an electron-emitting substance. . At this time, granulation is performed using a spray drying method, an extrusion granulation method, a tumbling granulation method, or a mortar or pestle, but the granulation method is not particularly limited. (F) In the filling step, the granulated electron-emitting substance raw material powder obtained in the granulation step in step (e) is filled in the electrode container described above to obtain an electrode element. At this time, the granular raw material powder for electron-emitting material is filled without applying pressure. When sintering after pressure molding like a sintered electrode, a sufficient heat storage effect cannot be obtained for thermionic emission, and a preheating circuit is used at the start of discharge. The arc discharge can be started quickly without using a preheating circuit by filling the electrode container with a suitable gap without pressurizing the granular material powder of the electron-emitting substance. (G) In the firing step, the electrode element obtained in the filling step in step (f) is fired to obtain a sintered body (discharge lamp electrode). The composition of the main component of the sintered body is ABO3, for example, Ba (Zr, Nb) O3, Ba (Zr, Ta) O
3, Ba (Ti, Nb) O3, Ba (Ti, Ta) O
3, Ba (Zr, Nb, Ta) O3, Ba (Ti, N
b, Ta) O3, Ba (Zr, Ti, Nb) O3, Ba
(Zr, Ti, Ta) O3, Ba (Zr, Ti, Nb,
Ta) O3 etc., but Sr,
A composition consisting of Ca, and further, any combination of Ba, Sr, and Ca may be used. The firing temperature of the electrode element filled with the granular raw material powder for electron emitting material is preferably 1400 to 2000 ° C. If the temperature is lower than 1400 ° C., a sputtering prevention layer made of carbide and / or nitride of Ta or Nb is not formed on the surface of the discharge lamp electrode. If the temperature exceeds 2000 ° C., the aggregate structure cannot be maintained. Regarding the firing atmosphere, for example, when a carbide is mainly formed on the surface of the discharge lamp electrode, firing is performed by flowing an inert gas such as argon or nitrogen containing benzene or carbon monoxide. Alternatively, the electrode element may be buried in carbon powder and fired by flowing an inert gas. When nitride is mainly formed on the surface of the discharge lamp electrode, firing is performed by flowing a nitrogen gas containing a reducing gas such as hydrogen or carbon monoxide. By firing in a reducing atmosphere in this manner, a sputtering prevention layer made of carbide or nitride of Ta or Nb is formed on the surface of the electron-emitting substance. Further, if the electrode container 1 has a support, the aggregate-type structure filling 2 is formed by firing, and the electron-emitting substance and the support react with each other to be partially connected. 2 hardly occurs, and the lamp operating life is extended.

【実施例】次に実施例によって本発明をさらに詳細に説
明する。前記した放電灯電極の製造方法に示される工程
のうち、工程(a)〜(e)に従ってBaCO3,Sr
CO3,CaCO3,ZrO2,TiO2,Ta2O
5,Nb2O5等を出発原料とする未焼成の顆粒状の電
子放射性物質原料粉を作製する。以下にその一例を示す
が、これに限定するものではなく、前記したように本発
明者らによる先の出願(平成7年特許願第281002
号)の電子放射性物質を得ることが望ましい。BaCO
3,ZrO2,Ta2O5を出発原料として、BaCO
3を1.0モル,ZrO2を0.2モル,Ta2O5を
0.8モルとなるように秤量した後、ボールミル法によ
り20時間程度湿式混合し、80〜130℃の乾燥機に
て乾燥した後、成形圧100MPa程度で成形した。こ
れを大気中で800〜1300℃にて2時間程度仮焼き
した。得られた粉末をボールミル法により20時間程度
粉砕し、80〜130℃の乾燥機にて乾燥後、ポリビニ
ルアルコールを含む水溶液を加え、乳鉢、乳棒を用いて
造粒をおこない、更に得られた顆粒粉をふるいにより平
均粒径100μm程度に整粒したものを用いた。次に前
記した放電灯電極の製造方法に示される工程のうち、工
程(f)〜(g)に従って未焼成の顆粒状の電子放射性
物質原料粉を電極容器に充填し電極要素を作製し、これ
ら電極要素を焼成し放電灯電極を完成する。 (実施例1) 図3(a)は放電灯電極の正面図を示している。図3
(b)は(a)のX−X線における断面図を示してい
る。いずれもアグリゲート型構造を簡略的に図示したも
のである。導電性電極容器1の有底円筒の底部より突出
した突起部1aを備えている。こうすることにより単純
な有底円筒形状よりも収容部の表面積を大きくしてい
る。電極容器に顆粒状の電子放射性物質原料粉を加圧せ
ずに充填した後、これをカーボン粉末に埋設させ、窒素
を流しながら焼成することにより放電灯電極を作製し
た。この時に用いる導電性電極容器1は、上記電子放射
性物質原料粉を略有底円筒形状で有底円筒の底部より突
出した突起部1aを備えるように金型で加圧成形した
り、前記原料粉をブロック状に金型で成形した後に研削
したり、あるいは有底円筒形状に加工したものに有底円
筒の底部に穴をあけ支持部1aを差し込んで焼成したも
のを使用した。導電性電極容器1の形状は以下の通りで
ある。 外径 2.3mm 全長 2.0mm 収容部内径 1.5mm 収容部深さ 1.5mm 突起部外径 0.5mm 突起部全長 1.2mm (実施例2) 図4(a)は放電灯電極の正面図を示している。図4
(b)は(a)のX−X線における断面図を示してい
る。いずれもアグリゲート型構造を簡略的に図示したも
のである。導電性電極容器1の収容部の内壁にヒダ状の
凹凸1bを備えている。こうすることにより単純な有底
円筒形状よりも収容部の表面積を大きくしている。実施
例1と同様に電極容器に顆粒状の電子放射性物質原料粉
を加圧せずに充填した後、これをカーボン粉末に埋設さ
せ、窒素を流しながら焼成することにより放電灯電極を
作製した。この時に用いる導電性電極容器1は、上記電
子放射性物質原料粉を略有底円筒形状で有底円筒の側面
ヒダ状凹凸1bを備えるように金型で加圧成形した
り、前記原料粉をブロック状に金型で成形後に研削して
焼成したものを使用した。導電性電極容器1の形状は以
下の通りである。 外径 2.3mm 全長 2.0mm 収容部最大内径 1.6mm 収容部最小内径 1.2mm 収容部深さ 1.5mm (実施例3) 図5(a)は放電灯電極の正面図を示している。図5
(b)は(a)のX−X線における断面図を示してい
る。いずれもアグリゲート型構造を簡略的に図示したも
のである。導電性電極容器1の収容部の底部より突出し
た突起部1aを備え、かつ、収容部内壁にヒダ状の凹凸
1bを備えている。こうすることにより単純な有底円筒
形状よりも収容部の表面積を大きくしている。実施例1
及び2と同様に電極容器に顆粒状の電子放射性物質原料
粉を加圧せずに充填した後、これをカーボン粉末に埋設
させ、窒素を流しながら焼成することにより放電灯電極
を作製した。この時に用いる導電性電極容器1は、上記
電子放射性物質原料粉を略有底円筒形状で有底円筒の底
部より突出した突起部1a及び有底円筒の側面にヒダ状
凹凸1bを備えるように金型で加圧成形したり、前記原
料粉をブロック状に金型で成形した後に研削したり、あ
るいは略有底円筒形状で有底円筒の側面にヒダ状凹凸1
bを加工したものにその底部に穴をあけ支持部1aを差
し込んで焼成したものを使用した。導電性電極容器1の
形状は以下の通りである。 外径 2.3mm 全長 2.0mm 収容部深さ 1.5mm 突起部外径 0.5mm 突起部全長 1.2mm 収容部最大内径 1.6mm 収容部最小内径 1.2mm (比較例) 図6(a)は放電灯電極の正面図を示している。図6
(b)は(a)のX−X線における断面図を示してい
る。導電性電極容器1の収容部に加工を加えていない
純な有底円筒状のものを使用した。実施例1〜3と同様
に電極容器に顆粒状の電子放射性物質原料粉を加圧せず
に充填した後、これをカーボン粉末に埋設させ、窒素を
流しながら焼成することにより放電灯電極を作製した。
この時に用いる導電性電極容器1は、上記で得た電子放
射性物質原料粉を有底円筒状に金型で加圧成形したり、
前記原料粉をブロック状に金型で成形後に研削して焼成
したものを使用した。導電性電極容器1の形状は以下の
通りである。 外径 2.3mm 全長 2.0mm 収容部内径 1.5mm 収容部深さ 1.5mm (評価方法) 次に上記方法により得られた放電灯電極を用いて蛍光ラ
ンプを作成し、その連続点灯試験をおこなった。ここ
で、蛍光ランプの連続点灯試験における評価方法を説明
する。液晶表示用のバックライトの光源として蛍光ラン
プを用いる場合、直下型方式でもエッジライト方式でも
ランプの管壁温度は100℃以下が望ましい。100℃
を超えるとバックライトの構成部品である反射板、拡散
板、導光板の劣化が激しく、実用的でない。しかしなが
ら、蛍光ランプの管壁温度は点灯時間の経過とともに上
昇する。これは点灯時間が長くなるにしたがい、放電灯
電極の電子放射性物質2が減少し、ランプ電圧が増加す
るために、ランプ電力が大きくなるためである。この様
子を模式的に図7に示す。図7よりランプ寿命の目安と
して管壁温度が100℃となる時間t1を測定し、連続
寿命試験の評価とした。ランプ管壁の温度は以下に示す
方法で測定した。まずバルブ上の温度分布を赤外線サー
モグラフィ温度計により測定した。その結果、ランプ管
端部付近のバルブ上の位置がもっとも温度が高かった。
そこで25℃一定に保った空間において、貼り付け型の
K熱電対をランプ管端部付近のバルブ上の位置、すなわ
ち熱電対貼り付け部11(図1参照)に直接取り付け管
壁温度を測定した。なお、アグリゲート型構造充填物2
の脱落量は、放電後の放電灯電極を樹脂に埋めて研磨
し、断面の状態にして電子顕微鏡写真をとり、画像解析
することで求めた。ランプ形状、連続点灯試験の条件は
実施例1〜3及び比較例全てにおいて以下の通りであ
る。 ランプ長:100mm ランプ外径:4mmφ ランプ電流:30mA 駆動電源周波数:30kHz 評価結果を表1に実施例1〜3および比較例の連続点灯
寿命時間t1及びアグリゲート型構造充填物10%脱落
時間をまとめてある。
Next, the present invention will be described in more detail by way of examples. Among the steps shown in the method for manufacturing a discharge lamp electrode described above, BaCO3, Sr is used in accordance with steps (a) to (e).
CO3, CaCO3, ZrO2, TiO2, Ta2O
5, an unfired granular raw material powder of electron-emitting material is prepared using Nb2O5 or the like as a starting material. An example is shown below, but the present invention is not limited to this, and as described above, the present inventors have filed an earlier application (1995 Patent Application No. 281002).
It is desirable to obtain the electron-emitting substance of (1). BaCO
3, ZrO2, Ta2O5 as starting material, BaCO3
After weighing 1.0 mol of ZrO2, 0.2 mol of ZrO2, and 0.8 mol of Ta2O5, the mixture was wet-mixed by a ball mill method for about 20 hours, and dried by a dryer at 80 to 130 ° C. And a molding pressure of about 100 MPa. This was calcined in the air at 800 to 1300 ° C. for about 2 hours. The obtained powder is pulverized for about 20 hours by a ball mill method, dried with a dryer at 80 to 130 ° C, added with an aqueous solution containing polyvinyl alcohol, granulated using a mortar and a pestle, and further obtained granules are obtained. A powder obtained by sieving the powder to have an average particle size of about 100 μm was used. Next, among the steps shown in the above-described method for manufacturing a discharge lamp electrode, an unfired granular electron-emitting substance raw material powder is filled in an electrode container according to steps (f) to (g) to prepare an electrode element. The electrode element is fired to complete the discharge lamp electrode. Example 1 FIG. 3A shows a front view of a discharge lamp electrode. FIG.
(B) is a cross-sectional view taken along line XX of (a) . In each case, the aggregate type structure is simply illustrated. The conductive electrode container 1 is provided with a projection 1 a projecting from the bottom of the bottomed cylinder . This makes it simpler
The surface area of the storage section is larger than that of
You. After filling the electrode container with granular electron-emitting substance raw material powder without applying pressure, this was buried in carbon powder and fired while flowing nitrogen to produce a discharge lamp electrode. The conductive electrode container 1 used at this time has a substantially cylindrical shape with a bottom and is projected from the bottom of the bottomed cylinder.
Pressed molding with a mold so as to have the protruding projection 1a, grinding the raw material powder into a block shape after molding with a mold, or machining into a bottomed cylindrical shape with a bottomed circle
A hole was made in the bottom of the tube, the support portion 1a was inserted, and the tube was fired. The shape of the conductive electrode container 1 is as follows. Outer diameter 2.3 mm Overall length 2.0 mm Housing inner diameter 1.5 mm Housing depth 1.5 mm Projection outer diameter 0.5 mm Projection overall length 1.2 mm (Example 2) FIG. It shows a front view. FIG.
(B) is a cross-sectional view taken along line XX of (a) . In each case, the aggregate type structure is simply illustrated. The inner wall of the accommodating portion of the conductive electrode container 1 is provided with fold-like irregularities 1b. In this way, simple bottomed
The surface area of the storage section is larger than that of the cylindrical shape. In the same manner as in Example 1, the electrode container was filled with the granular electron-emitting substance raw material powder without pressurizing, and then embedded in carbon powder and fired while flowing nitrogen to produce a discharge lamp electrode. The conductive electrode container 1 used at this time has a substantially cylindrical shape with a bottom and a side surface of the bottomed cylinder.
In this case, a material obtained by press-molding with a metal mold so as to have fold-like irregularities 1b, or a method in which the raw material powder is molded into a block shape by a metal mold and then ground and fired is used. The shape of the conductive electrode container 1 is as follows. Outer diameter 2.3 mm Overall length 2.0 mm Maximum inner diameter of accommodation section 1.6 mm Minimum inner diameter of accommodation section 1.2 mm Depth of accommodation section 1.5 mm (Example 3) FIG. 5A shows a front view of a discharge lamp electrode. I have. FIG.
(B) is a cross-sectional view taken along line XX of (a) . In each case, the aggregate type structure is simply illustrated. The conductive electrode container 1 includes a projection 1a protruding from the bottom of the housing portion, and the inner wall of the housing portion has crease-like irregularities 1b. By doing so, a simple bottomed cylinder
The surface area of the housing is larger than the shape. Example 1
In the same manner as in Examples 2 and 3, after the granular powder of the electron-emitting substance was filled in the electrode container without applying pressure, the powder was embedded in carbon powder and fired while flowing nitrogen to produce a discharge lamp electrode. The conductive electrode container 1 used at this time has a substantially cylindrical shape with a bottom and the bottom of the bottomed cylinder.
Pressing and molding with a mold so that the protrusion 1a protruding from the portion and the side surface of the bottomed cylinder are provided with a crease-like unevenness 1b, grinding the raw material powder in a block shape after molding with a mold, or substantially A cylindrical shape with a bottom.
A hole was made in the bottom of the processed b and the support portion 1a was inserted and fired. The shape of the conductive electrode container 1 is as follows. Outer diameter 2.3mm Overall length 2.0mm Housing part depth 1.5mm Projection outer diameter 0.5mm Projection whole length 1.2mm Housing part maximum inner diameter 1.6mm Housing part minimum inner diameter 1.2mm (Comparative example) FIG. a) shows a front view of the discharge lamp electrode. FIG.
(B) is a cross-sectional view taken along line XX of (a) . A simple process in which the housing portion of the conductive electrode container 1 is not processed
A pure cylinder with a bottom was used. After filling the electrode container with granular electron-emitting substance raw material powder without pressurizing it in the same manner as in Examples 1 to 3, burying this in carbon powder and firing it while flowing nitrogen to produce a discharge lamp electrode did.
The conductive electrode container 1 used at this time is formed by pressing the electron-emitting material raw material powder obtained above into a cylindrical shape having a bottom with a mold,
The raw material powder was formed into a block by using a mold, then ground and fired. The shape of the conductive electrode container 1 is as follows. Outer diameter 2.3mm Overall length 2.0mm Housing part inner diameter 1.5mm Housing part depth 1.5mm (Evaluation method) Next, a fluorescent lamp was prepared using the discharge lamp electrode obtained by the above method, and its continuous lighting test was performed. Was done. Here, an evaluation method in the continuous lighting test of the fluorescent lamp will be described. When a fluorescent lamp is used as a light source of a backlight for a liquid crystal display, it is desirable that the tube wall temperature of the lamp be 100 ° C. or less in both the direct type and the edge light type. 100 ℃
When the value exceeds, the components of the backlight, such as the reflection plate, the diffusion plate, and the light guide plate, are severely deteriorated and are not practical. However, the tube wall temperature of the fluorescent lamp increases as the lighting time elapses. This is because as the lighting time becomes longer, the amount of the electron-emitting substance 2 in the discharge lamp electrode decreases and the lamp voltage increases, so that the lamp power increases. This state is schematically shown in FIG. As shown in FIG. 7, a time t1 at which the tube wall temperature reaches 100 ° C. was measured as a standard of the lamp life, and was evaluated in a continuous life test. The temperature of the lamp tube wall was measured by the following method. First, the temperature distribution on the bulb was measured by an infrared thermography thermometer. As a result, the position on the bulb near the end of the lamp tube had the highest temperature.
Therefore, in a space kept at a constant temperature of 25 ° C., the paste-type K thermocouple was directly attached to the position on the bulb near the end of the lamp tube, that is, the thermocouple paste portion 11 (see FIG. 1), and the tube wall temperature was measured. . In addition, aggregate-type structured packing 2
Was determined by embedding and polishing a discharge lamp electrode after discharge in a resin, taking a cross-sectional state, taking an electron micrograph, and analyzing the image. The lamp shape and the conditions of the continuous lighting test are as follows in all of Examples 1 to 3 and Comparative Examples. Lamp length: 100 mm Lamp outer diameter: 4 mmφ Lamp current: 30 mA Driving power supply frequency: 30 kHz The evaluation results are shown in Table 1. The continuous lighting life time t1 and the 10% drop-off time of the aggregate-type structure filler in Examples 1 to 3 and Comparative Example. It is summarized.

【表1】 比較例の寿命時間t1は3000hrであるのに対し
て、実施例1〜3の寿命時間t1は6000hr以上
(比較例の2倍以上)を達成した。放電によるアグリゲ
ート型構造充填物2の脱落量と連続点灯時間との関係を
図8に示す。図8のように実施例1〜3は3000hr
まで脱落を10%以下に抑えることができるのに対し
て、比較例では同じ3000hrで既に40%の充填物
が脱落してしまった。また、10%以下の脱落量で比べ
れば比較例は1000hrでしかなかった。アグリゲー
ト型構造充填物2の脱落は電子放射性物質の不足を招
き、ランプ電圧の上昇すなわち管壁温度の上昇を引き起
こす。しかし実施例1〜3の放電灯電極はアグリゲート
型構造充填物2を支持している導電性電極容器1の表面
積が比較例よりも大きいため、アグリゲート型構造充填
物2の脱落量は比較例よりもずっと少ない。このため、
点灯時間が長くなっても電子放射性物質の不足が生じに
くくなり、管壁の温度上昇が抑えられるため、実施例1
〜3の寿命時間t1は比較例の寿命時間t1より長くな
っている。以上のことから、実施例1〜3では、アグリ
ゲート型構造充填物2を支持する導電性電極容器1の表
面積を増やすことにより、寿命時間t1が伸びるという
効果が得られた。
[Table 1] The life time t1 of the comparative example was 3000 hr, whereas the life time t1 of Examples 1 to 3 achieved 6000 hr or more (twice or more times the comparative example). FIG. 8 shows the relationship between the amount of the aggregate-type structure filler 2 dropped by the discharge and the continuous lighting time. As shown in FIG.
In the comparative example, 40% of the filler had already fallen off at the same 3000 hr while the shedding could be suppressed to 10% or less. Also, when compared with the amount of falling off of 10% or less, the comparative example was only 1000 hr. The falling off of the aggregate-type structure filling 2 causes a shortage of the electron-emitting substance, and causes an increase in the lamp voltage, that is, an increase in the tube wall temperature. However, in the discharge lamp electrodes of Examples 1 to 3, since the surface area of the conductive electrode container 1 supporting the aggregate-type structure filler 2 is larger than that of the comparative example, the amount of the aggregate-type structure filler 2 falling off is compared. Much less than the example. For this reason,
Even when the lighting time is long, the shortage of the electron-emitting substance hardly occurs, and the temperature rise of the tube wall is suppressed.
The life times t1 of ~ 3 are longer than the life time t1 of the comparative example. From the above, in Examples 1 to 3, the effect of increasing the surface area of the conductive electrode container 1 that supports the aggregate-type structure filling 2 and thereby extending the life time t1 was obtained.

【発明の効果】以上説明したように、蛍光ランプ等の放
電灯電極として本発明の電極を用いることにより、放電
中のアグリゲート型構造充填物の脱落を抑制すること
で、ランプ管壁の温度上昇を抑制し、安定したアーク放
電を長期に維持することを可能にすることができる。
As described above, by using the electrode of the present invention as a discharge lamp electrode for a fluorescent lamp or the like, it is possible to prevent the aggregate-type structure filling from falling off during discharge, thereby reducing the temperature of the lamp tube wall. It is possible to suppress the rise and maintain stable arc discharge for a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の蛍光ランプ(a)管端部断面図と
(b)拡大図
FIG. 1 is a cross-sectional view of a fluorescent lamp according to the present invention (a) tube end and (b) an enlarged view.

【図2】本発明の放電灯電極材料および放電灯電極の製
造方法を示す工程図
FIG. 2 is a process chart showing a discharge lamp electrode material and a method of manufacturing a discharge lamp electrode of the present invention.

【図3】本発明の実施例1の(a)正面図と(b)
(a)のX−X線における断面図
FIG. 3A is a front view of the first embodiment of the present invention, and FIG.
Sectional view along line XX of (a)

【図4】本発明の実施例2の(a)正面図と(b)
(a)のX−X線における断面図
FIG. 4A is a front view of a second embodiment of the present invention, and FIG.
Sectional view along line XX of (a)

【図5】本発明の実施例3の(a)正面図と(b)側面
(a)のX−X線における断面図
5A is a front view of Example 3 of the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.

【図6】従来例の(a)正面図と(b)(a)のX−X
線における断面図
6 (a) is a front view of a conventional example , and FIG. 6 (b ) is XX of FIG.
Cross section at line

【図7】蛍光ランプにおける連続点灯時間とランプ管壁
温度の関係を示す図
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a continuous lighting time and a lamp tube wall temperature in a fluorescent lamp.

【図8】本発明実施例1〜3および比較例の連続点灯時
間とアグリゲート型構造充填物の脱落量の関係を示す図
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the continuous lighting time and the amount of the aggregate-type structure filler falling off in Examples 1 to 3 of the present invention and Comparative Example.

【図9】アグリゲート型構造を示す模式図FIG. 9 is a schematic view showing an aggregate type structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:導電性電極容器 1a:突起部 1b:ヒダ状凹凸 2:アグリゲート型構造充填物 3:水銀ディスペンサ材料 4:金属製パイプ 5:リード線 6:拡大部 7:導電性パイプ 8:開口 9:バルブ 10:放電空間 11:熱電対貼り付け部 1: Conductive electrode container 1a: Protrusion 1b: Ridged unevenness 2: Aggregate type structure filling 3: Mercury dispenser material 4: Metal pipe 5: Lead wire 6: Enlarged section 7: Conductive pipe 8: Opening 9 : Valve 10 : Discharge space 11 : Attached thermocouple

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−296768(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 61/067 H01J 61/06 ────────────────────────────────────────────────── (5) References JP-A-7-296768 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01J 61/067 H01J 61/06

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 Ba,Sr,Caのうち少なくとも一種
以上を含む化合物からなる第一成分と、Zr及び/又は
Tiを含む化合物からなる第二成分と、Ta及び/又は
Nbを含む化合物からなる第三成分を含む電子放射性物
質からなるアグリゲート型構造充填物を備えており、 前記充填物は、電極容器に収容されており、 前記電極容器は、有底円筒状をなし、該容器内には前記
充填物を収容する収容部を備えており、 前記収容部は、アグリゲート型構造充填物を支持する支
持部を備えており、 前記支持部は、前記有底円筒の内底面及び/又は内側面
から収容部内部に突出した突起部であって、 該収容部の
表面積が単純な有底円筒の内壁の表面積よりも大きくな
るようにしたことを特徴とする放電灯電極。
1. A first component comprising a compound containing at least one of Ba, Sr and Ca, a second component consisting of a compound containing Zr and / or Ti, and a compound containing Ta and / or Nb. An aggregate-type structure filler made of an electron-emitting substance containing a third component is provided, wherein the filler is contained in an electrode container, and the electrode container has a bottomed cylindrical shape, and is contained in the container. Comprises a housing for accommodating said packing , said housing comprising a support for supporting the aggregate-type structured packing.
A supporting portion , wherein the supporting portion is an inner bottom surface and / or an inner surface of the bottomed cylinder.
A discharge lamp electrode , wherein the surface area of the housing part is larger than the surface area of the inner wall of the simple bottomed cylinder.
【請求項2】 前記電極容器は、導電性の高融点金属、
又は還元性雰囲気中で焼成することによって表面もしく
は全体に導電性をもつセラミックスからなることを特徴
とする請求項1に記載の放電灯電極。
2. The method according to claim 1, wherein the electrode container is a conductive high melting point metal,
2. The discharge lamp electrode according to claim 1, wherein the electrode is made of ceramics having conductivity on the surface or entirely by firing in a reducing atmosphere. 3.
【請求項3】 前記収容部及び/又は前記支持部は、B
a,Sr,Caのうち少なくとも一種以上を含む化合物
からなる第一成分と、Zr及び/又はTiを含む化合物
からなる第二成分と、Ta及び/又はNbを含む化合物
からなる第三成分を含む材料からなることを特徴とする
請求項1又は2に記載の放電灯電極。
3. The storage unit and / or the support unit,
Including a first component composed of a compound containing at least one of a, Sr, and Ca, a second component composed of a compound containing Zr and / or Ti, and a third component composed of a compound containing Ta and / or Nb The discharge lamp electrode according to claim 1 , wherein the discharge lamp electrode is made of a material.
【請求項4】 前記電子放射性物質は、第一成分をX、
第二成分をY、第三成分をZとするときにそれぞれモル
比で、0.8≦X/(Y+Z)≦2.0で表記される範
囲にあり、かつ、第二成分は0.05モル≦Y≦0.6
モル、第三成分は0.4モル≦Z≦0.95モルである
ことを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記
載の放電灯電極。
4. The electron-emitting substance according to claim 1, wherein the first component is X,
When the second component is Y and the third component is Z, the molar ratio is in a range represented by 0.8 ≦ X / (Y + Z) ≦ 2.0, and the second component is 0.05. Mol ≦ Y ≦ 0.6
The discharge lamp electrode according to any one of claims 1 to 3 , wherein the moles and the third component satisfy 0.4 mol ≤ Z ≤ 0.95 mol.
【請求項5】 前記電子放射性物質の表面にTa又はN
bの炭化物及び/又は窒化物のスパッタリング防止層が
形成されていることを特徴とする請求項1ないしのい
ずれか1項に記載の放電灯電極。
5. The method according to claim 5, wherein the surface of the electron-emitting substance is made of Ta or N.
The discharge lamp electrode according to any one of claims 1 to 4 , wherein a carbide and / or nitride sputtering prevention layer (b) is formed.
【請求項6】 Ba,Sr,Caのうち少なくとも一種
以上を含む化合物からなる第一成分と、Zr及び/又は
Tiを含む化合物からなる第二成分と、Ta及び/又は
Nbを含む化合物からなる第三成分を含む電子放射性物
質からなるアグリゲート型構造充填物を備え、前記充填
物を電極容器に収容し、前記電極容器は、有底円筒状を
なし、該容器内には前記充填物を収容する収容部を備え
ており、前記収容部は、アグリゲート型構造充填物を支
持する支持部を備えており、前記支持部は、前記有底円
筒の内底面及び/又は内側面から収容部内部に突出した
突起部であって、該収容部の表面積が単純な有底円筒の
内壁の表面積よりも大きくなるようにした放電灯電極を
製造する方法において、 前記充填物は前記第一成分、第二成分、第三成分からな
る原料を混合して仮焼きし粉砕後、造粒して顆粒粉と
し、前記顆粒粉は支持部を備えた電極容器に充填して、
還元性雰囲気中で焼成することによりアグリゲート型構
造充填物となっていることを特徴とする請求項1ないし
のいずれか1項に記載の放電灯電極の製造方法。
6. A first component comprising a compound containing at least one of Ba, Sr and Ca, a second component consisting of a compound containing Zr and / or Ti, and a compound containing Ta and / or Nb. An aggregate-type structured packing made of an electron-emitting material containing a third component is provided, and the packing is housed in an electrode container.The electrode container has a bottomed cylindrical shape, and the packing is filled in the container. Equipped with a storage section for storing
And the storage section supports aggregate-type structured packing.
And a supporting portion, wherein the supporting portion is the bottomed circle.
Projected from the inner bottom surface and / or inner side surface of the cylinder into the housing
A method for manufacturing a discharge lamp electrode , wherein the surface area of the housing is larger than the surface area of the inner wall of a simple bottomed cylinder, wherein the filler is the first component, the second component, After mixing and calcining the raw material composed of the third component and crushing, granulation is performed to obtain a granular powder, and the granular powder is filled in an electrode container provided with a support portion,
An aggregate-type structured packing is obtained by firing in a reducing atmosphere.
6. The method for producing a discharge lamp electrode according to any one of items 5 to 5 .
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