JP2938838B2 - Discharge lamp electrode and method of manufacturing the same - Google Patents
Discharge lamp electrode and method of manufacturing the sameInfo
- Publication number
- JP2938838B2 JP2938838B2 JP1217098A JP1217098A JP2938838B2 JP 2938838 B2 JP2938838 B2 JP 2938838B2 JP 1217098 A JP1217098 A JP 1217098A JP 1217098 A JP1217098 A JP 1217098A JP 2938838 B2 JP2938838 B2 JP 2938838B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- discharge lamp
- electron
- component
- electrode container
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 83
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 35
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 21
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 19
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 17
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 13
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 12
- 238000005219 brazing Methods 0.000 claims description 11
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 6
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 6
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 3
- 235000008753 Papaver somniferum Nutrition 0.000 claims description 2
- 240000001090 Papaver somniferum Species 0.000 claims description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 11
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 9
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 9
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000645 Hg alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017309 Mo—Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000004108 freeze drying Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052743 krypton Inorganic materials 0.000 description 1
- DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N krypton atom Chemical compound [Kr] DNNSSWSSYDEUBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Discharge Lamp (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレイ
装置のバックライト、電球形蛍光ランプ、ファクシミリ
やスキャナ等の読み取り用光源等種々の放電灯に用いら
れる放電灯用電極とその製造方法に関する。The present invention relates to a discharge lamp electrode used for various discharge lamps such as a backlight of a liquid crystal display device, a bulb-type fluorescent lamp, a reading light source such as a facsimile and a scanner, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】最近、低消費電力で軽薄化が可能な液晶
ディスプレイが急速に広まってきている。これに伴い、
液晶ディスプレイの光源として、小型蛍光ランプの開発
が盛んに行われている。同様に、電球形蛍光ランプは、
白熱電球に比べて消費電力が少なく、寿命が長いことか
ら普及しつつある。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal displays which can be reduced in weight with low power consumption are rapidly spreading. Along with this,
2. Description of the Related Art Small fluorescent lamps are being actively developed as light sources for liquid crystal displays. Similarly, a bulb-shaped fluorescent lamp is
It is becoming popular because it consumes less power and has a longer life than incandescent bulbs.
【0003】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。In general, fluorescent lamps can be classified into hot cathode lamps utilizing arc discharge due to thermionic emission and cold cathode lamps utilizing glow discharge utilizing secondary electron emission.
【0004】熱陰極ランプは冷陰極ランプに比べ、陰極
降下電圧が小さく、電力に対する発光効率がよい。ま
た、熱電子放出のため、電流密度が大きくとれ、冷陰極
に比べて高輝度化が可能である。このため、大画面の液
晶ディスプレイ用バックライト、電球形蛍光ランプ、フ
ァクシミリやスキャナ等の読み取り用光源等、多量の光
束が必要となる場合の光源に適している。[0004] Hot cathode lamps have a smaller cathode drop voltage and higher luminous efficiency with respect to electric power than cold cathode lamps. Further, due to thermionic emission, a large current density can be obtained, and higher brightness can be achieved as compared with a cold cathode. Therefore, it is suitable for a light source that requires a large amount of luminous flux, such as a backlight for a large-screen liquid crystal display, a bulb-shaped fluorescent lamp, and a reading light source such as a facsimile or a scanner.
【0005】従来の熱陰極ランプ用の電極として、タン
グステンコイルに遷移金属の一部とバリウムを含むアル
カリ土類金属を塗布した電極(特開昭59−75553
号公報)が知られている。[0005] As an electrode for a conventional hot cathode lamp, an electrode obtained by coating a part of a transition metal and an alkaline earth metal containing barium on a tungsten coil (JP-A-59-75553).
Is known.
【0006】しかし、液晶表示装置の薄型化に伴い、光
源としての蛍光ランプも細管で多量の光束を発するもの
への要求が強まっている。同様に、電球形蛍光ランプ、
ファクシミリ、スキャナにおいても、小型化に伴い、光
源としての蛍光ランプに細管で多量の光束を発するもの
に対する要求が強い。従来の熱陰極ランプでは、熱電子
放出を開始するための予熱回路が必要なため、冷陰極ラ
ンプ並みの細管化は難しかった。[0006] However, with the thinning of the liquid crystal display device, there is an increasing demand for a fluorescent lamp as a light source that emits a large amount of light in a thin tube. Similarly, bulb-shaped fluorescent lamps,
As for the facsimile and the scanner, there is a strong demand for a fluorescent lamp as a light source that emits a large amount of luminous flux through a thin tube with the downsizing. In a conventional hot cathode lamp, a preheating circuit for starting thermionic emission is required, so that it is difficult to make the tube as thin as a cold cathode lamp.
【0007】本発明者等は、これらの問題を解決する電
極材料を、特開平2−186550号公報において提案
し、さらに電極材料、電極材料製造方法および電極を特
開平4−43546号公報、特開平6−267404号
公報、特開平7−296768号公報、さらに特開平9
−129177号公報において提案した。The present inventors have proposed an electrode material that solves these problems in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-186550, and further described an electrode material, an electrode material manufacturing method and an electrode in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-43546. JP-A-6-267404, JP-A-7-296768, and JP-A-9-296.
No. 129177.
【0008】また、特開平7−142031号公報、特
開平7−142032号公報においては、電極の保持方
法として、金属、半導体セラミックス等の電気伝導性の
高い材料からなる導電体キャップ等を用いた方法を提案
した。また、特開平7−262963号公報において
は、金属、半導体セラミック等の電気伝導性の高い材料
からなる導電体パイプ、リード線を電極に巻き付ける方
法等を提案した。In JP-A-7-142031 and JP-A-7-142032, a conductor cap made of a material having high electric conductivity such as a metal or a semiconductor ceramic is used as a method for holding an electrode. A method was proposed. Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-262963 proposed a conductor pipe made of a material having high electric conductivity such as metal and semiconductor ceramic, and a method of winding a lead wire around an electrode.
【0009】図4(A)、(B)は前記特開平7−14
2031号公報に記載された放電灯の一方の管端部を示
す断面図である。図4(A)、(B)において、1は蛍
光ランプのガラス製バルブ、2は導電性を有する電極容
器、3は該電極容器2に充填したアグリゲート型電子放
出材料、4は電極容器2の底部に嵌着した有底円筒状の
金属キャップ、5はリード線であり、該リード線5は金
属キャップ4に電気的、機械的に接続されている。バル
ブ1内には、放電用ガスとしての水銀ガスと水銀ガスの
電離を促進するためのアルゴンガスが封入されている。
そして、水銀ガスが放射する紫外線をバルブ1の管壁に
塗布された蛍光物質に照射して可視光に変換する。FIG. 4A and FIG.
It is sectional drawing which shows one tube end part of the discharge lamp described in No. 2031. 4A and 4B, reference numeral 1 denotes a glass bulb of a fluorescent lamp, 2 denotes an electrode container having conductivity, 3 denotes an aggregate-type electron-emitting material filled in the electrode container 2, and 4 denotes an electrode container. , A bottomed cylindrical metal cap 5 fitted to the bottom of the lead 5 is a lead wire, and the lead wire 5 is electrically and mechanically connected to the metal cap 4. A mercury gas as a discharge gas and an argon gas for promoting ionization of the mercury gas are sealed in the bulb 1.
Then, the ultraviolet light emitted by the mercury gas is applied to a fluorescent substance applied to the tube wall of the bulb 1 to convert the ultraviolet light into visible light.
【0010】また、前記電極容器2は、高融点またはス
パッタリング性の良好な半導体磁器、例えば、Ba−Z
r−Taの酸化物系の半導体磁器からなり、表面にはT
a系窒化物や炭化物からなるスパッタリング防止層が形
成され、かつ導電性を得ている。電子放出材料3は電極
容器2内に充填した粒状、塊状または多孔質状の半導体
磁器からなる。The electrode container 2 is made of a semiconductor porcelain having a high melting point or a good sputtering property, for example, Ba-Z.
It is composed of r-Ta oxide-based semiconductor porcelain,
An anti-sputtering layer made of an a-based nitride or carbide is formed and has conductivity. The electron emission material 3 is formed of a granular, massive, or porous semiconductor porcelain filled in the electrode container 2.
【0011】図4(B)の例は、電極容器2の底面に穴
部2aを設け、該穴部2aに金属6を埋め込み、該金属
6にリード線5を電気的に接続したものである。In the example of FIG. 4B, a hole 2a is provided on the bottom surface of the electrode container 2, a metal 6 is buried in the hole 2a, and a lead wire 5 is electrically connected to the metal 6. .
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】図4(A)のように、
電極容器2の底部に金属キャップ4を固着したものは、
金属キャップ4の強度上、その肉厚tを約0.1mm強
程度に設定する必要があるため、例えばバルブ1の外径
d1が3mm、内径d2が2mmの場合、バルブ1の内
壁と金属キャップ4との間の隙間gを0.25mm程度
確保するとすれば、電極容器2の外径d3は(2mm−
0.1mm×2−0.25mm×2)=1.3mmとな
り、電極容器2の肉厚を0.3mmに設定すれば、電極
容器2の内径d4は0.7mmと小さくなる。このた
め、電極容器2の開口面積、すなわち電子放出材料3の
充填面積が小さくなり、点灯時間の寿命が十分でなかっ
た。逆に、電極容器2として、同じ直径のものを得るた
めには、バルブ1の径を大きくしなければならず、蛍光
ランプの太さが大きくなる。The problem to be solved by the invention is as shown in FIG.
What fixed the metal cap 4 to the bottom of the electrode container 2
In view of the strength of the metal cap 4, it is necessary to set its thickness t to about 0.1 mm or more. For example, when the outer diameter d1 of the valve 1 is 3 mm and the inner diameter d2 is 2 mm, the inner wall of the valve 1 and the metal cap Assuming that a gap g between the electrode container 2 and the electrode container 4 is about 0.25 mm, the outer diameter d3 of the electrode container 2 is (2 mm−
0.1 mm × 2−0.25 mm × 2) = 1.3 mm, and when the thickness of the electrode container 2 is set to 0.3 mm, the inner diameter d4 of the electrode container 2 is reduced to 0.7 mm. For this reason, the opening area of the electrode container 2, that is, the filling area of the electron-emitting material 3 was reduced, and the life of the lighting time was not sufficient. Conversely, in order to obtain the same diameter as the electrode container 2, the diameter of the bulb 1 must be increased, and the thickness of the fluorescent lamp increases.
【0013】また、金属キャップ4の底部4aの肉厚も
前記厚みtに設定されるため、バルブ1の長さが一定に
設定された状態において、その厚みt分だけ有効発光長
(この有効発光長はバルブ1の両端の電子放出材料3間
の間隔にほぼ比例する)が短くなり、換言すれば、蛍光
ランプの長さが長くなるという問題点がある。Further, since the thickness of the bottom 4a of the metal cap 4 is also set to the thickness t, the effective light emission length (the effective light emission) by the thickness t when the length of the bulb 1 is fixed. (The length is substantially proportional to the distance between the electron-emitting materials 3 at both ends of the bulb 1). In other words, the length of the fluorescent lamp is increased.
【0014】一方、図4(B)のように、電極容器2の
底面部に穴2aを設けて金属6を埋め込み、その金属6
にリード線5を接続する構成においては、金属6の固定
強度を考慮してその厚みsを例えば1mm程度に設定し
た場合、両端で合計2mm、有効発光長が減少する。On the other hand, as shown in FIG. 4B, a hole 2a is provided in the bottom surface of the electrode container 2 and a metal 6 is embedded therein.
When the thickness s is set to, for example, about 1 mm in consideration of the fixing strength of the metal 6, the effective emission length is reduced by a total of 2 mm at both ends.
【0015】本発明は、上記問題点に鑑み、放電灯の太
さ、長さを小さくし、かつ有効発光長を長くすることが
でき、かつ寿命を延ばすことができる構成の放電灯用電
極とその製造方法を提供することを目的とする。In view of the above problems, the present invention provides a discharge lamp electrode having a configuration that can reduce the thickness and length of a discharge lamp, increase the effective light emission length, and extend the life. It is an object of the present invention to provide a manufacturing method thereof.
【0016】[0016]
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【課題を解決するための手段】 本発明 の放電灯用電極
は、少なくとも表面に導電性を持たせたセラミックス製
有底円筒状電極容器の底部に貫通孔を設け、該貫通孔に
リード線を嵌合してセラミックスの焼結収縮により固定
し、前記電極容器に電子放出材料からなるアグリゲート
型構造の充填物を収容してなることを特徴とする(請求
項1)。 According to the present invention , there is provided an electrode for a discharge lamp in which a through hole is provided at the bottom of a ceramic bottomed cylindrical electrode container having at least a surface having conductivity, and a lead wire is provided in the through hole. It is fitted and fixed by sintering shrinkage of ceramics, and the electrode container accommodates a filler having an aggregate type structure made of an electron emitting material (Claim 1 ).
【0019】請求項1の発明においては、有効発光長の
増大、バルブ径の縮小が可能となる上、リード線が電極
容器に強固に結合される。[0019] In a first aspect of the invention, the increase in effective emission length, reduction of the valve diameter on is possible, the lead wire is firmly coupled to the electrode vessel.
【0020】請求項1の発明のように、電極容器として
セラミックスを用いる場合、好ましくは、前記電極容器
として、還元性雰囲気で焼成することによって表面もし
くは全体に導電性を持たせたセラミックスからなるもの
を用いる(請求項2)。According to the first aspect of the present invention, as the electrode container,
When using ceramics, preferably the electrode container
If the surface is fired in a reducing atmosphere
Or made of ceramics with conductivity throughout
(Claim 2) .
【0021】[0021]
【0022】また、本発明の放電灯用電極は、有底円筒
状電極容器をセラミックスにより構成し、該電極容器の
底面に金属層を形成し、該電極底面の金属層上に前記リ
ード線をろう付けし、 前記電極容器に電子放出材料から
なるアグリゲート型構造の充填物を収容してなることを
特徴とする(請求項3)。Further, the electrode for a discharge lamp of the present invention is a bottomed cylinder.
The Jo electrode container constituted by a ceramic, a metal layer is formed on the bottom surface of the electrode container, the lead wire on the metal layer of the electrode bottom poppy brazing, from the electron-emitting material in the electrode container
A filler having an aggregate type structure is accommodated (claim 3 ).
【0023】請求項3の発明においては、リード線のセ
ラミックスでなる電極へのろう付けが強固に行える。According to the third aspect of the invention, the lead wire can be firmly brazed to the ceramic electrode.
【0024】また、本発明の放電灯用電極は、水銀ゲッ
ターをリード線に溶接した ことを特徴とする(請求項
4)。The electrode for a discharge lamp of the present invention is a mercury getter.
Characterized by being welded ter the lead (claim
4) .
【0025】また、本発明の放電灯用電極において、好
ましくは、前記電子放出材料が、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および/またはTiを含む化合物からなる第二
成分と、Taおよび/またはNbを含む化合物からなる
第三成分とを含む材料からなることを特徴とする(請求
項5)。Further, in the discharge lamp electrode of the present invention, preferably, the electron emission material contains a first component comprising a compound containing at least one of Ba, Sr and Ca, and Zr and / or Ti. and a second component comprising a compound, characterized by comprising the material and a third component comprising a compound containing Ta and / or Nb (claim 5).
【0026】また、本発明は、前記電子放出材料は、前
記第一成分、第二成分、第三成分のモル比をそれぞれ
X、Y、Zとして、0.8≦X/(Y+Z)≦2.0で
表される範囲にあり、 かつ第二成分は0.05≦Y≦0.6 第三成分は0.4≦Z≦0.95 であることを特徴
とする(請求項6)。Further, in the present invention, the electron emission material may be such that the molar ratio of the first component, the second component, and the third component is X, Y, and Z, respectively, where 0.8 ≦ X / (Y + Z) ≦ 2 in the range represented by 2.0, and the second component is characterized by the 0.05 ≦ Y ≦ 0.6 third component is 0.4 ≦ Z ≦ 0.95 (claim 6).
【0027】また、本発明の放電灯用電極は、前記電子
放出材料の表面に、TaまたはNbの炭化物および/ま
た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7)。Further, the discharge lamp electrode of the present invention, the surface of the electron emission material, wherein the sputtering preventing layer of carbide and / or nitride of Ta or Nb is formed (claim 7 ).
【0028】請求項5〜7の発明において、電子放出材
料のうち、第一成分は主に低仕事関数の電子放出材料で
あり、第二成分は電子放出材料の高融点化および低電気
抵抗化のための成分であり、第三成分は電子放出材料表
面に形成されるスパッタリング防止層となる。前記電子
放出材料組成とすることにより、電子放出性、高融点、
低電気抵抗でスパッタリングによる消耗が防止される良
好な特性の電子放出材料が得られ、放電灯の延命化が図
れる。そして、このような組成の電子放出材料を用いる
と共に、前記請求項1〜4のようなリード線と電極容器
との結合構造、すなわち電極容器の電子放出材料収容部
(内径)の増大による延命化との相乗効果により、小型
で寿命の長い蛍光ランプを提供することができる。In the inventions of claims 5 to 7 , of the electron-emitting materials, the first component is mainly an electron-emitting material having a low work function, and the second component is to increase the melting point and lower the electric resistance of the electron-emitting material. The third component is a sputter-prevention layer formed on the surface of the electron-emitting material. By having the electron emission material composition, electron emission, high melting point,
An electron-emitting material having good electrical characteristics with low electric resistance and prevented from being consumed by sputtering can be obtained, and the life of the discharge lamp can be extended. Then, the use of the electron-emitting material having such a composition, the coupling structure of the lead wire and the electrode container as claimed in claim 1-4, namely prolonging the life due to the increase of the electron-emitting material containing portion of the electrode container (inner diameter) And a long-life fluorescent lamp can be provided.
【0029】本発明の放電灯用電極の製造方法は、電子
放出材料からなるアグリゲート型構造の充填物を収容し
たセラミックス製有底円筒状電極容器の底面に金属層を
形成し、該金属層上に中性または非酸化雰囲気でリード
線をろう付けすることを特徴とする(請求項8)。According to the method of manufacturing an electrode for a discharge lamp of the present invention, a metal layer is formed on the bottom surface of a ceramic bottomed cylindrical electrode container containing an aggregate-type filling made of an electron-emitting material. The lead wire is brazed in a neutral or non-oxidizing atmosphere (claim 8 ).
【0030】また、本発明の放電灯用電極の製造方法
は、電子放出材料からなるアグリゲート型構造の充填物
を収容したセラミックス製有底円筒状電極容器の底面に
金属層を形成し、該金属層上に、リード線を700℃〜
1000℃でろう付けすることを特徴とする(請求項
9)。Further, in the method of manufacturing an electrode for a discharge lamp according to the present invention, a metal layer is formed on a bottom surface of a ceramic bottomed cylindrical electrode container containing an aggregate-type filling made of an electron-emitting material. 700 ° C ~
It is characterized by brazing at 1000 ° C.
9 ).
【0031】[0031]
【発明の実施の形態】(蛍光ランプの全体構成)図1
(A)は本発明による放電灯用電極の一実施の形態を示
す蛍光ランプの一端側の一部断面側面図、図1(B)は
そのE−E断面図である。図1において、1は細長いガ
ラスにより形成された蛍光ランプのバルブであり、内面
に蛍光物質が塗布されている。バルブ1の内部には希ガ
スが封入され、両端部において気密封止され、内部は放
電空間7を構成している。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Overall Configuration of Fluorescent Lamp) FIG.
1A is a partial cross-sectional side view of one end of a fluorescent lamp showing an embodiment of a discharge lamp electrode according to the present invention, and FIG. 1B is an EE cross-sectional view thereof. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a fluorescent lamp bulb formed of elongated glass, and a fluorescent substance is applied to an inner surface thereof. A rare gas is sealed inside the bulb 1 and hermetically sealed at both ends, and the inside constitutes a discharge space 7.
【0032】バルブ1の両端部には導体でなるリード線
5が固定される。また、バルブ1内の導電性電極容器8
は、その底面において、リード線5に銀ろう等のろう9
により機械的、電気的に接続される。Lead wires 5 made of a conductor are fixed to both ends of the bulb 1. Also, the conductive electrode container 8 in the bulb 1
On the bottom surface, a solder 9 such as a silver solder
Are connected mechanically and electrically.
【0033】電極容器8は放電空間7側が開口部になっ
ており、この開口部内に、電子放出材料10としてのア
グリゲート型構造充填物が充填されている。放電空間7
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1330Pa〜22000Pa(10To
rr〜170Torr)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。The electrode container 8 has an opening on the side of the discharge space 7, and the opening is filled with an aggregate-type structure filling as the electron-emitting material 10. Discharge space 7
Contains at least one of argon (Ar) gas, neon (Ne) gas, krypton (Kr) gas, and xenon (Xe) gas from 1330 Pa to 22,000 Pa (10 To
(rr to 170 Torr), and discharge is started by applying a potential difference between both electrodes through the lead wire 5.
【0034】11はリード線5に接合された水銀ゲッタ
ーである。なお、この水銀ゲッターは、必ずしも配置し
なくても良く、封止の過程で水銀を供給する形でもよ
い。以下各部の詳細について記載する。 (電極容器8) 本発明の電極容器8は、有底円筒状をなす。これらの電
極容器8の材質は、表面に導電性を持たせるかあるいは
導電材をコーティングしたセラミックスで形成されるこ
とが好ましい。ここで、1400℃以上の高融点として
いる理由は、後述の組成のアグリゲート型構造充填物で
なる電子放出材料10と電極容器8とを同時に焼成する
場合、おおよそ1400℃以上の温度で焼成する必要が
あり、その場合の電極容器8の溶解を防止するためであ
る。Reference numeral 11 denotes a mercury getter joined to the lead wire 5. The mercury getter is not always required to be provided, and may be of a type that supplies mercury during the sealing process. The details of each part are described below. (Electrode container 8) The electrode container 8 of the present invention has a bottomed cylindrical shape. The material of these electrode containers 8 is preferably formed of ceramics having a conductive surface or a conductive material coated thereon. Here, the reason for setting the high melting point of 1400 ° C. or higher is that when the electrode emitting material 10 and the electrode container 8 which are the aggregate type structure filler having the composition described later are simultaneously fired, the firing is performed at a temperature of about 1400 ° C. or higher. It is necessary to prevent dissolution of the electrode container 8 in that case.
【0035】また、電極容器8としては、好ましくは電
子放出材料10に近い材料であるならば、電極容器8と
電子放出材料10と固着が強固となり、しかも熱膨張差
が少なく、ヒートサイクルに強くなるという点において
好ましい。例えば、電極容器8または電子放出材料10
として、Ba、Sr、Caのうち少なくとも一種以上を
含む化合物を含む第一成分と、Zrおよび/またはTi
を含む化合物からなる第二成分と、Taおよび/または
Nbを含む化合物からなる第三成分とを含むセラミック
ス材料が用いられる。 (電子放出材料10)本発明における電子放出材料10
は、効率の良い電子放出材料であれば何でもよい。一例
として、好ましくは、本発明者等による先の出願(特開
平9−12977号)を利用したものを用いることがで
きる。これは、前記電極容器8にも用いられる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および/またはTiを含む化合物か
らなる第二成分と、Taおよび/またはNbを含む化合
物からなる第三成分とを含む電子放出材料を顆粒状に造
粒して電極容器8に収容後焼成してアグリゲート型構造
とした充填物としての電子放出材料10を得る。また、
この充填物としての電子放出材料10の表面にはTaま
たはNbの炭化物および/また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。If the electrode container 8 is preferably made of a material close to the electron-emitting material 10, the electrode container 8 and the electron-emitting material 10 are firmly adhered to each other, have a small difference in thermal expansion, and are resistant to heat cycles. It is preferable in that it becomes. For example, the electrode container 8 or the electron emission material 10
A first component containing a compound containing at least one of Ba, Sr and Ca, and Zr and / or Ti
A ceramic material containing a second component composed of a compound containing and a third component composed of a compound containing Ta and / or Nb is used. (Electron Emitting Material 10) Electron Emitting Material 10 in the Present Invention
May be any effective electron-emitting material. As an example, preferably, one utilizing the earlier application by the present inventors (JP-A-9-12977) can be used. This is because Ba, S used for the electrode container 8 are also used.
An electron 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. The emission material is granulated into granules, stored in the electrode container 8 and fired to obtain the electron emission material 10 as a filler having an aggregate structure. Also,
On the surface of the electron-emitting material 10 as a filler, a sputtering prevention layer made of a carbide and / or nitride of Ta or Nb is formed.
【0036】前記各成分のうち、第一成分は主に低仕事
関数の電子放出材料である。また、第二成分は電子放出
材料の高融点化および低電気抵抗化のための成分であ
り、第三成分は電子放出材料表面に形成されるスパッタ
リング防止層となる炭化物および/または窒化物の供給
源となる。Of the above components, the first component is mainly an electron-emitting material having a low work function. The second component is a component for increasing the melting point and lowering the electrical resistance of the electron-emitting material, and the third component is for supplying carbides and / or nitrides that serve as a sputtering prevention layer formed on the surface of the electron-emitting material. Source.
【0037】これらの第一成分、第二成分、第三成分の
モル比をそれぞれX、Y、Zとして、0.8≦X/(Y
+Z)≦2.0、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。Assuming that the molar ratios of the first, second and third components are X, Y and Z, respectively, 0.8 ≦ X / (Y
+ Z) ≦ 2.0, the second component is 0.05 ≦ Y ≦ 0.6,
The third component is preferably in a range of 0.4 ≦ Z ≦ 0.95.
【0038】前記特開平9−12977号公報において
記載したように、第一成分が上記範囲の下限より少なく
なると、電子放出材料の量が不足し、早期に点灯不良と
なる。一方、上記範囲の上限より多くなると、放電中に
電子放出材料の蒸発飛散が顕著となり、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。As described in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-12977, when the first component is less than the lower limit of the above-mentioned range, the amount of the electron-emitting material becomes insufficient, resulting in early lighting failure. On the other hand, when the amount exceeds the upper limit of the above range, evaporation and scattering of the electron-emitting material become remarkable during the discharge, the blackening of the lamp tube wall becomes severe, and the luminance is lowered, which is not preferable in practical use.
【0039】また、前記第二成分のZrおよび/または
Tiを含む化合物が上記範囲の下限より少ないと、電子
放出材料が低融点化し、還元焼成の際、電子放出材料1
0がアグリゲート型構造充填物の状態を保てず、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
放出材料が高抵抗化し、放電が不安定となる。When the amount of the compound containing Zr and / or Ti as the second component is less than the lower limit of the above range, the melting point of the electron-emitting material is lowered, and during the reduction firing, the electron-emitting material 1
0 cannot maintain the state of the aggregate-type structured packing, and the discharge becomes unstable. On the other hand, if it is more than the upper limit of the above range, the resistance of the electron-emitting material becomes high, and the discharge becomes unstable.
【0040】また、第三成分のTaおよび/またはNb
を含む化合物が上記範囲の下限より少ないと、還元雰囲
気中の焼成により、電子放出材料10の表面にスパッタ
リング防止層となる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、還元雰囲気中に
おける焼成により電子放出材料の蒸発飛散が激しくな
り、製造上で問題となる。The third component Ta and / or Nb
When the amount of the compound containing is less than the lower limit of the above range, it is difficult to form a carbide or a nitride serving as a sputtering prevention layer on the surface of the electron emission material 10 by firing in a reducing atmosphere. On the other hand, if it is more than the upper limit of the above range, evaporation and scattering of the electron-emitting material become severe due to firing in a reducing atmosphere, which is a problem in production.
【0041】電子放出材料10の表面に形成されるスパ
ッタリング防止層は炭化物、窒化物のいずれでもよい
し、Ta−Nb−C、Ta−N−C、Ta−Nb−N−
C等の固溶体でもよい。The anti-sputtering layer formed on the surface of the electron-emitting material 10 may be made of either carbide or nitride, Ta-Nb-C, Ta-NC, Ta-Nb-N-.
A solid solution such as C may be used.
【0042】また、特開平6−333534号公報にお
いて、HfC等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、本発明に係る放電灯用電極の電子放出材料10の
表面の炭化物および/また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
るランプの管壁の黒化が少ない。Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 6-333534 discloses 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. The carbides and / or nitrides on the surface of the electron emission material 10 of the discharge lamp electrode are also resistant to ion sputtering and excellent in thermal shock, so that the blackening of the lamp tube wall during continuous lighting is small.
【0043】前記電子放出材料10の形状は、球状に限
らず、不規則な塊状であってよく、電極容器8の充填物
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
ットを確実に形成することができる。 (水銀ゲッター)水銀ゲッター11は、Ti3Hgの粉
末およびZr−Al合金粉末からなり、これらの粉末が
ニッケル等の金属パイプに加圧充填されたものをリード
線5にスポット溶接する。この水銀ゲッター11は、バ
ルブ1の管端部を密封した後、高周波誘導加熱装置によ
りこの材料のゲッター材であるZr−Al合金を加熱し
て不要残留ガスを吸着した後、水銀合金であるTi3H
gから水銀蒸気を蒸発させるものである。 (放電灯用電極の製造方法)図2は本発明による蛍光ラ
ンプの製造方法の一例を示す工程図である。図2に示す
工程のうち、(a)〜(e)の工程で放電用電極を製造
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)の秤量工程で
は各原料を上記で説明したように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、TiO2、Ta2O5、
Nb2O5等を用いるが、ここで上げたもの以外の酸化
物、炭酸塩、シュウ酸塩等を用いても良い。(b)の混
合工程では秤量工程(a)で秤量した各成分の原料を混
合し粉末を得る。混合法としては、ボールミル法、摩擦
ミル法、共沈法等の方法を用い、その後、脱水加熱乾燥
法または凍結乾燥法等で乾燥を行う。(c)の仮焼き工
程では混合工程(b)で混合された原料粉末を仮焼きす
る。仮焼き温度は800℃〜1300℃程度に設定し、
電子放出材料の化合物を得る。この仮焼きは、粉末の状
態でも粉末を成形した状態で行ってもよい。(d)の微
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。この微粉砕はボールミル法や気流粉砕等
で行う。(e)の造粒工程では、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顆粒を得る。微
粉砕により得られた粉末をポリビニルアルコール(PV
A)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレ
ンオキサイド(PEO)等の有機系バインダーを含む水
溶液を用いて造粒し、顆粒状の電子放出材料の原料粉を
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、造粒方法はこれ
らの方法に限定されない。(f)の成形工程では工程
(e)の造粒工程で選られた顆粒状の電子放出材料粉か
ら電極容器8の成形体を得る。この時、図3(A)また
は(B)に示すように、電極容器8の底部にリード線5
を嵌合する貫通孔8aを同時に形成してもよい。(g)
の充填工程では、電極容器8に工程(e)の造粒工程で
得られた顆粒状の電子放出材料10を充填して電極要素
を得る。この際、顆粒状の電子放出材料の原料粉を加圧
せずに充填する。The shape of the electron-emitting material 10 is not limited to a spherical shape, but may be an irregular mass. The filling of the electrode container 8 has an aggregate-type structure, so that the aggregate-type structure can be selectively filled. There is heat in the object part. As a result, an arc spot can be reliably formed as described in JP-A-7-296768. (Mercury Getter) The mercury getter 11 is made of a powder of Ti 3 Hg and a powder of Zr—Al alloy. The mercury getter 11 seals the tube end of the bulb 1, heats a Zr-Al alloy as a getter material of the material by a high-frequency induction heating device to adsorb unnecessary residual gas, and then forms a mercury alloy Ti. 3 H
It evaporates mercury vapor from g. (Method of Manufacturing Discharge Lamp Electrode) FIG. 2 is a process chart showing an example of a method of manufacturing a fluorescent lamp according to the present invention. In the steps shown in FIG. 2, the discharge electrodes are manufactured in the steps (a) to (e). The entire manufacturing process can be performed in substantially the same manner as a general ceramics manufacturing method. In the weighing step (a), each raw material is weighed so as to have a predetermined ratio as described above. Each raw material here is usually BaCO 3 ,
SrCO 3 , CaCO 3 , ZrO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5 ,
Although Nb 2 O 5 and the like are used, oxides, carbonates, oxalates, and the like other than those mentioned here may be used. In the mixing step (b), the raw materials of the components weighed in the weighing step (a) are mixed to obtain a powder. As a mixing method, a method such as a ball mill method, a friction mill method, and a coprecipitation method is used, and thereafter, drying is performed by a dehydration heating drying method or a freeze drying method. In the calcining step (c), the raw material powder mixed in the mixing step (b) is calcined. The calcining temperature is set at about 800 ° C to 1300 ° C,
A compound of an electron emission material is obtained. This calcination may be performed in a powder state or in a state where the powder is formed. In the pulverizing step (d), the compound obtained in the calcining step (c) is pulverized. This fine pulverization is performed by a ball mill method, air current pulverization, or the like. In the granulation step (e), granules of an appropriate size are obtained from the fine particles obtained in the pulverization step in step (d). The powder obtained by the fine pulverization is converted to polyvinyl alcohol (PV
A), granulation is performed using an aqueous solution containing an organic binder such as polyethylene glycol (PEG) and polyethylene oxide (PEO) to obtain a granular raw material powder of an electron emission material. 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 limited to these methods. In the forming step (f), a formed body of the electrode container 8 is obtained from the granular electron emission material powder selected in the granulating step (e). At this time, as shown in FIG. 3 (A) or (B), the lead wire 5 is connected to the bottom of the electrode container 8.
May be formed at the same time. (G)
In the filling step, the electrode element 8 is obtained by filling the electrode container 8 with the granular electron-emitting material 10 obtained in the granulation step of step (e). At this time, the raw material powder of the granular electron emission material is filled without applying pressure.
【0044】この時、(f)の成形工程で電極容器8の
底部3に貫通孔8aを設けていた場合、その貫通孔8a
にリード線5を通しておき(図3(A)の例は、リード
線5を貫通孔8aに貫通せずに嵌合し、図3(B)の例
は、リード線5により貫通孔8aに貫通して嵌合した例
である)、その後、電極容器8に、工程(e)の造粒工
程で得られた顆粒状の電子放出材料10を充填する。こ
の場合も同様に顆粒状の電子放出材料10の原料粉を加
圧せずに充填する。At this time, if the through hole 8a is provided in the bottom 3 of the electrode container 8 in the forming step (f), the through hole 8a
(In the example of FIG. 3A, the lead wire 5 is fitted without penetrating the through hole 8a, and in the example of FIG. 3B, the lead wire 5 penetrates the through hole 8a. After that, the electrode container 8 is filled with the granular electron emitting material 10 obtained in the granulation step of the step (e). Also in this case, similarly, the raw material powder of the granular electron emission material 10 is filled without pressing.
【0045】焼結電極のように加圧成形後に焼成する
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。一方、顆粒状
の電子放出材料の原料粉を加圧せずに電極容器8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。(h)の焼成工程では、工程(g)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)を
得る。そして、焼結体主成分は、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、Zrおよび/またはTiを含む化合物からなる第二
成分と、Taおよび/またはNbを含む化合物からなる
第三成分を含む材料からなる。顆粒状の電子放出材料1
0の原料粉が充填された電極要素の焼成温度は、140
0〜2000℃が好ましい。この焼成温度が1400℃
未満であると、電極容器8の表面にTaまたはNbの炭
化物および/また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℃を超えると、アグ
リゲート型構造が実現できない。When firing is performed after pressure molding as in the case of a sintered electrode, a sufficient heat storage effect for emitting thermoelectrons cannot be obtained, and a preheating circuit is used at the start of discharge. On the other hand, by filling the raw material powder of the granular electron-emitting material into the electrode container 8 with an appropriate gap without pressurizing, the arc discharge can be started immediately without using a preheating circuit. In the firing step (h), the electrode element obtained in the filling step (g) is fired to obtain a sintered body (discharge lamp electrode). The main component of the sintered body includes a first component made of a compound containing at least one of Ba, Sr, and Ca, a second component made of a compound containing Zr and / or Ti, and Ta and / or Nb. And a material including a third component. Granular electron emitting material 1
The firing temperature of the electrode element filled with the raw material powder of 0 is 140
0-2000 ° C is preferred. This firing temperature is 1400 ° C
If it is less than 3, a sputtering prevention layer made of Ta or Nb carbide and / or nitride is not formed on the surface of the electrode container 8. If the temperature exceeds 2000 ° C., an aggregate structure cannot be realized.
【0046】焼成雰囲気については、例えば主に炭化物
を電極容器8の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等の不活性ガスを流して焼成
する。また、電極容器8をカーボン粉末に埋没させて不
活性ガスまたは窒素ガスを流して焼成してもよい。ま
た、脱バインダーを不十分にする等、予め材料中に炭素
源を含ませ残留させておく場合には、特に焼成雰囲気中
に炭素源は不要である。主に窒化物を電極容器8の表面
に形成する場合は、水素や一酸化炭素等の還元性ガスを
含む窒素ガスを流して焼成する。Regarding the firing atmosphere, for example, when a carbide is mainly formed on the surface of the electrode container 8, the firing is performed by flowing an inert gas such as argon or nitrogen containing benzene or carbon monoxide. Alternatively, the electrode container 8 may be buried in carbon powder and fired by flowing an inert gas or a nitrogen gas. Further, when the carbon source is previously contained in the material and is allowed to remain, such as when the binder removal is insufficient, the carbon source is not particularly necessary in the firing atmosphere. When a nitride is mainly formed on the surface of the electrode container 8, firing is performed by flowing a nitrogen gas containing a reducing gas such as hydrogen or carbon monoxide.
【0047】このように、還元性雰囲気で焼成すること
により、電子放出材料10の表面にTaまたはNbの炭
化物および/または窒化物からなるスパッタリング防止
層が形成される。(i)のリード線接合工程は、焼成工
程(h)で得られたセラミックスでなる電極容器8の底
面へのリード線5のろう付けを容易にするために、底面
を清浄化、活性化し、例えばMo−Mn等の金属層をメ
タライズにより形成するか、またはAu、Ag、Cu、
NiもしくはSn等の金属層をメッキあるいは蒸着やス
パッタリングによって形成し、該金属層にニッケルろ
う、銀ろう等のろう9を塗布し、その部分にリード線5
の先端を密着させながら、中性または非酸化雰囲気で7
00〜1000℃の温度で焼き付けしてリード線5を接
合する。As described above, by firing in a reducing atmosphere, a sputtering prevention layer made of a carbide and / or nitride of Ta or Nb is formed on the surface of the electron-emitting material 10. In the lead wire bonding step (i), the bottom surface is cleaned and activated to facilitate brazing of the lead wire 5 to the bottom surface of the electrode container 8 made of ceramics obtained in the firing step (h). For example, a metal layer such as Mo—Mn is formed by metallization, or Au, Ag, Cu,
A metal layer such as Ni or Sn is formed by plating, vapor deposition, or sputtering, and a solder 9 such as nickel brazing or silver brazing is applied to the metal layer.
7 in a neutral or non-oxidizing atmosphere
The lead wire 5 is joined by baking at a temperature of 00 to 1000 ° C.
【0048】図3(A)、(B)に示すように、電極容
器8の底部に貫通孔8aを設けている場合は、リード線
5を貫通孔8aに嵌合して焼成する場合はこのリード線
5のろう付け工程を省略することができる。また、リー
ド線5を貫通孔8aに嵌合して電子放出材料10と同時
に焼成すれば、電極容器8の焼成冷却工程による収縮に
よりリード線5が電極容器8に強固に結合される。As shown in FIGS. 3A and 3B, when the through hole 8a is provided at the bottom of the electrode container 8, when the lead wire 5 is fitted into the through hole 8a and fired, The step of brazing the lead wire 5 can be omitted. If the lead wire 5 is fitted into the through hole 8a and fired simultaneously with the electron-emitting material 10, the lead wire 5 is firmly connected to the electrode container 8 by shrinkage in the firing and cooling step of the electrode container 8.
【0049】[0049]
【実施例】図2において説明した電極の製造工程のう
ち、工程(a)〜(e)に従って、BaCO3、SrC
O3、CaCO3、ZrO2、TiO2、Ta2O5、Nb2
O5等を出発原料とする未焼成の顆粒状の電子放出材料
の原料粉を作成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the electrode manufacturing process described with reference to FIG. 2, according to steps (a) to (e), BaCO 3 , SrC
O 3 , CaCO 3 , ZrO 2 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , Nb 2
A raw material powder of an unfired granular electron emission material is prepared using O 5 or the like as a starting material.
【0050】BaCO3、ZrO2、Ta2O5、を出発原
料として、BaCO3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時間湿式混合し、80〜130℃
で乾燥機により乾燥した後、成形圧10MPa程度で成
形した。これを大気中で800〜1300℃で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℃で乾燥機により乾燥
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行った。Starting from BaCO 3 , ZrO 2 and Ta 2 O 5 , 1.0 mol of BaCO 3 , 0.2 mol of ZrO 2 and 0.8 mol of Ta 2 O 5 were weighed. Thereafter, the mixture is wet-mixed for 20 hours by a ball mill method,
And dried at a molding pressure of about 10 MPa. This was calcined in the air at 800 to 1300 ° C. for about 2 hours. The resulting powder is ball milled to 20
After crushing for about an hour and drying with a dryer at 80 to 130 ° C., an aqueous solution containing polyvinyl alcohol is added, and a mortar,
Granulation was performed using a pestle.
【0051】次に、図2により説明した放電灯用電極の
製造方法に示される工程のうち、工程(f)〜(i)に
従って未焼成の顆粒状の電子放出材料を用いた電極容器
8に、同じ原料粉を充填して電極要素を形成し、放電灯
用電極を完成した。また、予め水銀ゲッターを兼ねた水
銀ディスペンサ材料11をスポット溶接したリード線5
は電極容器8の底面に銀ろうによりろう付けした。Next, among the steps shown in the method for manufacturing the electrode for a discharge lamp described with reference to FIG. 2, the electrode container 8 using the unfired granular electron emitting material according to the steps (f) to (i). Then, the same raw material powder was filled to form an electrode element, thereby completing an electrode for a discharge lamp. In addition, the lead wire 5 spot-welded with a mercury dispenser material 11 also serving as a mercury getter in advance.
Was brazed to the bottom surface of the electrode container 8 with silver brazing.
【0052】図1(A)、(B)に示すように、リード
線5を電極容器8の底面にろう付けするか、あるいは図
3(A)、(B)に示すように、リード線5を電極容器
8の貫通孔8aに嵌合する構造とすれば、図4(A)に
示すように、金属キャップ4を用いた場合のように、金
属キャップ4の厚みtの分だけ電極容器8の外径d3を
小さくする必要がなく、前記バルブ1の外径d1、内径
d2がそれぞれ前述したように、3mm、2mmのもの
において、電極容器8の外径d3、内径d4はそれぞれ
1.5mm、0.9mmとなり、電極容器8の開口面積
を約6割程度増やすことができ、同じバルブ1の管径で
ありながら大きな電極容器8の開口面積とすることがで
き、逆に、同じ電極容器8の開口面積でありながら、バ
ルブ1の管径を小さくすることができる。また、図4
(B)に示すように、電極容器に金属6を設けた場合に
比較し、有効発光長を1mm×2=2mm程度長くする
ことができるから、有効発光長を長くする意味で効果が
あり、特にバルブ1の長さが短いもの、例えばカムコー
ダのビューファインダに使われる液晶バックライト用の
もの(例えば長さが32mm程度)において、顕著な効
果がある。As shown in FIGS. 1 (A) and 1 (B), the lead wire 5 is brazed to the bottom surface of the electrode container 8, or as shown in FIGS. 4A is configured to fit into the through hole 8a of the electrode container 8, as shown in FIG. 4A, the electrode container 8 has a thickness t of the metal cap 4 as in the case where the metal cap 4 is used. It is not necessary to reduce the outer diameter d3 of the electrode container 8. As described above, the outer diameter d1 and the inner diameter d2 of the bulb 1 are 3 mm and 2 mm, respectively. , 0.9 mm, the opening area of the electrode container 8 can be increased by about 60%, and the opening area of the electrode container 8 can be made large while having the same tube diameter of the valve 1. 8 while reducing the diameter of the valve 1 Can Kusuru. FIG.
As shown in (B), the effective light emission length can be increased by about 1 mm × 2 = 2 mm as compared with the case where the metal 6 is provided in the electrode container. Particularly when the bulb 1 has a short length, for example, a liquid crystal backlight (for example, having a length of about 32 mm) used in a view finder of a camcorder, there is a remarkable effect.
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明によれば、電極容器の底部に設け
た貫通孔にリード線を嵌合して結合した(請求項1)の
で、電極容器に金属キャップを嵌着してその金属キャッ
プにリード線を接合する構造や、金属キャップの底部に
設けた貫通孔に金属を嵌合してその金属にリード線を接
合する構造等に比較して、有効発光長を長くし、かつ電
子放出材料を収容する電極容器の収容部の断面積を大き
くすることができ、バルブを細く、かつ短くすることが
可能となる。換言すれば、同じサイズで輝度が高い放電
灯を提供することが可能となる。 According to the present invention, electrostatic the through hole provided in the bottom of the pole container bound fitted leads to (claim 1), the metal and fitting the metal cap electrode container Compared to a structure in which a lead wire is joined to a cap or a structure in which a metal is fitted into a through hole provided in the bottom of a metal cap and a lead wire is joined to the metal, the effective light emission length is increased, The sectional area of the accommodating portion of the electrode container accommodating the emission material can be increased, and the valve can be made thinner and shorter. In other words, it is possible to provide a discharge lamp having the same size and high luminance.
【0054】また、電極容器の焼成冷却工程によって電
極容器の貫通孔を収縮させることによってリード線を電
極容器の貫通孔に締め付け固定することにより、リード
線を強固に固定することができ、かつろう付けの工程が
不要となる。[0054] Further, by fastening and fixing to the through hole of the electrode container leads by deflating the through-holes of the electrode vessel by firing the cooling step of the electrode vessel, it is possible to firmly fix the lead wire, Katsuro The step of attaching is unnecessary.
【0055】また 請求項2においては、電極容器にセ
ラミックスを用い、還元雰囲気で焼成することにより表
面に導電性を持たせたので、電子放出材料と親和性があ
って相互の結合強度の高いセラミックスを電極容器に用
いた場合において、電極容器に特別の工程によって導電
性を持たせる必要がなく、工程が簡略化できる。According to the second aspect of the present invention, since the electrode container is made of ceramics and fired in a reducing atmosphere to have conductivity on the surface, the ceramics has an affinity for the electron-emitting material and a high mutual bonding strength. When is used for an electrode container, it is not necessary to impart conductivity to the electrode container by a special process, and the process can be simplified.
【0056】また、請求項3のように、電極容器として
セラミックスを用い、底面に金属層を形成してその金属
層にリード線をろう付けすることにより、リード線を強
固にかつ容易にろう付けすることができる。[0056] Moreover, as claimed in claim 3, the ceramic used as the electrode vessel, by brazing the leads to the metal layer by forming a metal layer on the bottom, firmly and easily brazed leads can do.
【0057】また、電子放出材料として、請求項5ない
し請求項7のものを採用することにより、電子放出材料
の寿命が長くなり、前記請求項1〜4のリード線の電極
容器との結合構造による電子放出材料の収容部の断面積
の増大による延命化と合わせて、寿命の長い放電灯を提
供することが可能となる。Further, by adopting the electron-emitting material according to any one of claims 5 to 7 , the life of the electron-emitting material is prolonged, and the lead wire according to any one of claims 1 to 4 is connected to an electrode container. As a result, it is possible to provide a discharge lamp with a long life as well as a longer life due to an increase in the sectional area of the accommodating portion of the electron-emitting material.
【図1】(A)は本発明による一実施の形態を示す放電
灯の端部を示す断面図、(B)は(A)のE−E断面図
である。FIG. 1A is a sectional view showing an end of a discharge lamp showing an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a sectional view taken along line EE of FIG. 1A.
【図2】本発明の放電灯の製造方法の一例を示す工程図
である。FIG. 2 is a process chart showing an example of a method for manufacturing a discharge lamp of the present invention.
【図3】(A)、(B)はそれぞれ本発明による他の実
施の形態を示す放電灯の端部を示す断面図である。FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views each showing an end portion of a discharge lamp showing another embodiment according to the present invention.
【図4】(A)、(B)はそれぞれ従来の放電灯の端部
を示す断面図である。FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views each showing an end of a conventional discharge lamp.
1:バルブ、7:放電空間、8:電極容器、9:ろう、
10:電子放出材料、11:水銀ディスペンサ材料1: bulb, 7: discharge space, 8: electrode container, 9: wax,
10: electron emission material, 11: mercury dispenser material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 原田 拓 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 テ ィ−ディ−ケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−12189(JP,A) 特開 昭56−130068(JP,A) 特開 昭57−21059(JP,A) 特開 平9−120794(JP,A) 特開 平7−142031(JP,A) 特開 平7−142032(JP,A) 特開 平10−3878(JP,A) 特開 平9−129177(JP,A) 特開 平7−296768(JP,A) 特開 平7−262963(JP,A) 特開 平6−267404(JP,A) 特開 平4−43546(JP,A) 特開 平2−186550(JP,A) 特開 平2−186527(JP,A) 特開 平11−102611(JP,A) 国際公開97/48121(WO,A1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 61/067 H01J 9/02 H01J 61/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Taku Harada 1-1-13 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Inside TDC Corporation (56) References JP-A-10-12189 (JP, A) JP-A-56-130068 (JP, A) JP-A-57-21059 (JP, A) JP-A-9-120794 (JP, A) JP-A-7-142031 (JP, A) JP-A-7-142032 (JP, A) JP-A-10-3878 (JP, A) JP-A-9-129177 (JP, A) JP-A-7-296768 (JP, A) JP-A-7-262963 (JP, A) JP-A-6-267404 (JP, A) JP-A-4-43546 (JP, A) JP-A-2-186550 (JP, A) JP-A-2-186527 (JP, A) JP-A-11-102611 ( JP, A) WO 97/48121 (WO, A1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01J 61/067 H0 1J 9/02 H01J 61/06
Claims (9)
ックス製有底円筒状電極容器の底部に貫通孔を設け、該
貫通孔にリード線を嵌合してセラミックスの焼結収縮に
より固定し、 前記電極容器に電子放出材料からなるアグリゲート型構
造の充填物を収容してなることを特徴とする放電灯用電
極。1. A through-hole is provided at the bottom of a ceramic bottomed cylindrical electrode container having at least a surface having conductivity, a lead wire is fitted into the through-hole and fixed by sintering shrinkage of the ceramic, An electrode for a discharge lamp, wherein the electrode container contains a filling material having an aggregate type structure made of an electron emitting material.
電極容器の表面もしくは全体に導電性を持たせたことを
特徴とする放電灯用電極。2. A method according to claim 1, wherein the electrode vessel, the discharge lamp electrode, characterized in that the surface or the whole of the electrode vessel has conductivity by firing in a reducing atmosphere.
構成し、 該電極容器の底面を含む表面に金属層を形成し、 該電極容器の底面の金属層上にリード線をろう付けし、 前記電極容器に電子放出材料からなるアグリゲート型構
造の充填物を収容してなる ことを特徴とする放電灯用電
極。3. A cylindrical electrode container with a bottom is made of ceramics.
Configured, a metal layer is formed on the surface including the bottom surface of the electrode vessel, poppy brazing the lead wire on the metal layer of the bottom surface of the electrode vessel, aggregate type structure formed of an electron emitting material on the electrode container
An electrode for a discharge lamp, characterized in that the electrode for a discharge lamp contains a filling material .
電灯用電極。4. The electrode for a discharge lamp according to claim 1, wherein a mercury getter is welded to the lead wire.
も一種以上を含む化合物からなる第一成分と、 Zrおよび/またはTiを含む化合物からなる第二成分
と、 Taおよび/またはNbを含む化合物からなる第三成分
とを含む材料からなることを特徴とする放電灯用電極。5. The compound according to claim 1, wherein the electron-emitting material is a first component comprising a compound containing at least one of Ba, Sr and Ca, and a compound containing Zr and / or Ti. An electrode for a discharge lamp, comprising a material containing a second component consisting of: and a third component consisting of a compound containing Ta and / or Nb.
モル比をそれぞれX、Y、Zとして、0.8≦X/(Y
+Z)≦2.0で表される範囲にあり、 かつ第二成分は0.05≦Y≦0.6 第三成分は0.4≦Z≦0.95である ことを特徴とする放電灯用電極。6. The electron emission material according to claim 5 , wherein the molar ratio of the first component, the second component, and the third component is X ≦ Y / Z, respectively, and 0.8 ≦ X / (Y
+ Z) ≦ 2.0, wherein the second component is 0.05 ≦ Y ≦ 0.6 and the third component is 0.4 ≦ Z ≦ 0.95. Electrodes.
よび/また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放電灯用電極。7. The discharge lamp according to claim 1, wherein a sputtering prevention layer of a carbide and / or a nitride of Ta or Nb is formed on a surface of the electron emission material. Electrodes.
の充填物を収容したセラミックス製有底円筒状電極容器
の底面に金属層を形成し、 該金属層上に中性または非酸化雰囲気でリード線をろう
付けすることを特徴とする放電灯用電極の製造方法。8. A metal layer is formed on the bottom surface of a ceramic bottomed cylindrical electrode container containing an aggregate-type filling made of an electron-emitting material, and a lead is formed on the metal layer in a neutral or non-oxidizing atmosphere. A method for manufacturing an electrode for a discharge lamp, comprising brazing a wire.
の充填物を収容したセラミックス製有底円筒状電極容器
の底面に金属層を形成し、 該金属層上に、リード線を700℃〜1000℃でろう
付けすることを特徴とする放電灯用電極の製造方法。9. A metal layer is formed on the bottom surface of a ceramic bottomed cylindrical electrode container containing a filler having an aggregate structure made of an electron emitting material, and a lead wire is formed on the metal layer at a temperature of 700 ° C. to 1000 ° C. A method for producing an electrode for a discharge lamp, characterized by brazing at a temperature of ° C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217098A JP2938838B2 (en) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | Discharge lamp electrode and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1217098A JP2938838B2 (en) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | Discharge lamp electrode and method of manufacturing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11213944A JPH11213944A (en) | 1999-08-06 |
| JP2938838B2 true JP2938838B2 (en) | 1999-08-25 |
Family
ID=11797971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1217098A Expired - Lifetime JP2938838B2 (en) | 1998-01-26 | 1998-01-26 | Discharge lamp electrode and method of manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2938838B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10301478A1 (en) | 2003-01-16 | 2004-07-29 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Electrode for a high pressure discharge lamp |
| JP2006140129A (en) * | 2004-10-13 | 2006-06-01 | Toshiba Lighting & Technology Corp | Electrode member, sealing lead wire and cold cathode fluorescent lamp |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997048121A1 (en) | 1996-06-12 | 1997-12-18 | Tdk Corporation | Ceramic cathode discharge lamp |
-
1998
- 1998-01-26 JP JP1217098A patent/JP2938838B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997048121A1 (en) | 1996-06-12 | 1997-12-18 | Tdk Corporation | Ceramic cathode discharge lamp |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11213944A (en) | 1999-08-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7268495B2 (en) | Ceramic metal halide lamp | |
| US5962977A (en) | Low pressure discharge lamp having electrodes with a lithium-containing electrode emission material | |
| US3708710A (en) | Discharge lamp thermoionic cathode containing emission material | |
| JPH103879A (en) | Ceramic cathode fluorescent lamp | |
| JP2005183172A (en) | Discharge lamp | |
| JP2938838B2 (en) | Discharge lamp electrode and method of manufacturing the same | |
| US20130088141A1 (en) | Electrode for hot cathode fluorescent lamp and hot cathode fluorescent lamp | |
| US7423379B2 (en) | High-pressure gas discharge lamp having tubular electrodes | |
| JP2922485B2 (en) | Low pressure discharge lamp | |
| JPH11144677A (en) | Ceramic cathode | |
| JP3069047B2 (en) | Discharge lamp electrode and method of manufacturing the same | |
| EP0193714B1 (en) | High pressure sodium lamp having improved pressure stability | |
| JP3113186B2 (en) | Electrode and method of manufacturing the same | |
| JP2000090876A (en) | Low pressure discharge lamp | |
| JP3067661B2 (en) | Cold cathode fluorescent lamp | |
| JPH048896B2 (en) | ||
| EP0982758A2 (en) | Discharge lamp and electrode therefor | |
| JP3271946B2 (en) | Metal halide lamp | |
| JP3474657B2 (en) | Fluorescent discharge lamp | |
| US20090026956A1 (en) | Coiled coil electrode design for high pressure sodium lamps | |
| JPH11102661A (en) | Electrode for discharge lamp | |
| JP2007059199A (en) | Discharge lamp | |
| JP2628314B2 (en) | Cold cathode discharge lamp device | |
| JPWO2006080189A1 (en) | Metal halide lamp and lighting device using the same | |
| JPH05144412A (en) | Fluorescent lamp |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990525 |