JP2001167731A - Discharge lamp - Google Patents

Discharge lamp

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JP2001167731A
JP2001167731A JP34696899A JP34696899A JP2001167731A JP 2001167731 A JP2001167731 A JP 2001167731A JP 34696899 A JP34696899 A JP 34696899A JP 34696899 A JP34696899 A JP 34696899A JP 2001167731 A JP2001167731 A JP 2001167731A
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JP
Japan
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electron
discharge lamp
component
emitting material
electrode
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JP34696899A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Matsuoka
大 松岡
Munemitsu Hamada
宗光 浜田
Akira Takeishi
明 武石
Makoto Takahashi
誠 高橋
Masatada Yodogawa
正忠 淀川
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Original Assignee
TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To significantly improve efficiency of a hot cathode discharge lamp and a cold cathode discharge lamp compared to the prior art, and also realize a discharge lamp life span at least equal to the prior art. SOLUTION: The discharge lamp has a rare gas-filled bulb and electrodes containing electron emission materials. The electron emission materials contain first metal element components consisting of at least one selected from Ba, Sr and Ca, and second metal element components consisting of at least one selected from Ta, Zr, Nb, Ti and Hf, and is based on at least one complex oxide selected from an MI4MII2O9 type crystal, an MIMII2O6 type crystal, an MIMIIO3 type crystal, an MI5MII4O15 type crystal, an MI7MII6O22 type crystal, and an MI6MIIMIII4O18 type crystal. When operating the hot cathode, a pressure of the filled gas is in the range of 60 to 270 Pa. When operating the cold cathode, a pressure of the filled gas is in the range of 1,300 to 20,000 Pa.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱陰極放電灯およ
び冷陰極放電灯に関する。
The present invention relates to a hot cathode discharge lamp and a cold cathode discharge lamp.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、省エネルギー、省資源の社会的要
求が高まりつつあり、それに対応して、一般照明用光源
やディスプレイの省エネルギー化が積極的に進められて
いる。例えば、白熱電球から、よりエネルギー効率が高
く寿命も長い電球形蛍光ランプへの置き換えや、ブラウ
ン管から、よりエネルギー消費量の少ない液晶ディスプ
レイヘの置き換えが急速に進んでいる。それに伴って、
電球形蛍光ランプ用や、液晶ディスプレイのバックライ
ト光源用として、蛍光ランプの利用が急速に進んでい
る。同様に、ブラウン管の陰極線管やプラズマディスプ
レイ、蛍光表示管などについても、エネルギー効率が高
く省エネルギー化が可能な電極が要求されている。
2. Description of the Related Art In recent years, social demands for energy saving and resource saving have been increasing, and in response to this, energy saving of light sources and displays for general lighting has been actively promoted. For example, the replacement of incandescent light bulbs with bulb-type fluorescent lamps with higher energy efficiency and longer life, and the replacement of cathode ray tubes with liquid crystal displays with lower energy consumption are progressing rapidly. Along with that,
Fluorescent lamps are rapidly being used for light bulb-type fluorescent lamps and as backlight light sources for liquid crystal displays. Similarly, for cathode ray tubes such as cathode ray tubes, plasma displays, and fluorescent display tubes, there is a demand for electrodes having high energy efficiency and capable of saving energy.

【0003】従来、蛍光ランプの電極としては、BaO
を主成分とする酸化物電極が一般に利用されている。こ
のような電極は、例えば特開昭59−75553号公報
に記載されている。しかし、BaOを主成分とする酸化
物電極は、電子放出性がよい反面、比抵抗が高い。その
ため、大きな電子放出電流を得ようとすると高温になっ
てしまい、その結果、蒸気圧が高くなって蒸発が多くな
るので、寿命が短くなるという問題が生じる。また、B
aOを主成分とする酸化物電極では、Baの炭酸塩を塗
布したタングステンコイルに電流を流して炭酸塩を酸化
物とし、その際に脱炭酸を行う必要がある。しかし、こ
の電極を細管化した蛍光ランプに適用する場合、脱炭酸
が不十分となりやすく、その結果、ランプのバルブ内に
炭酸ガスが残留して放電が不安定になったり、輝度維持
率が極端に悪化したりするという問題が生じる。
Conventionally, BaO has been used as an electrode of a fluorescent lamp.
Oxide electrodes containing as a main component are generally used. Such an electrode is described in, for example, JP-A-59-75553. However, an oxide electrode containing BaO as a main component has good electron emission properties, but has high specific resistance. Therefore, when a large electron emission current is to be obtained, the temperature becomes high. As a result, the vapor pressure increases and the amount of evaporation increases, resulting in a problem that the life is shortened. Also, B
In the case of an oxide electrode containing aO as a main component, it is necessary to apply a current to a tungsten coil coated with a carbonate of Ba to convert the carbonate into an oxide, and to perform decarboxylation at that time. However, when this electrode is applied to a fluorescent lamp having a thin tube, decarboxylation tends to be insufficient, and as a result, carbon dioxide gas remains in the lamp bulb, causing unstable discharge or an extremely high luminance maintenance ratio. The problem is that it becomes worse.

【0004】また、米国特許第2,686,274号明
細書には、Ba2TiO4などのセラミックスを還元処理
することにより半導体化した棒状の電極が記載されてい
るが、この種のセラミック半導体電極には、熱衝撃に弱
い、Hgイオンや希ガスイオンによるスパッタリングに
よって劣化しやすい、使用可能な電流密度が小さい、と
いう問題があった。
Further, US Pat. No. 2,686,274 describes a rod-shaped electrode obtained by reducing a ceramic such as Ba 2 TiO 4 into a semiconductor. The electrode has problems that it is susceptible to thermal shock, easily deteriorated by sputtering with Hg ions or rare gas ions, and has a small usable current density.

【0005】このような従来の蛍光ランプ用電極に対
し、本発明者らは、一端が開放し一端が閉じた円筒状の
容器内にセラミック半導体を収容した構造の電極を提案
し、また、この電極について、およびこの電極を用いた
放電灯について、様々な改良を加えている(特公平6−
103627号公報、特許第2628312号、特許第
2773174号、特許第2754647号、特開平4
−43546号公報、特開平6−267404号公報、
特開平9−129177号公報、特開平10−1218
9号公報、特開平6−302298号公報、特開平7−
142031号公報、特開平7−262963号公報、
特開平10−3879号公報)。これらの電極は、耐ス
パッタリング性が良好であり、また、蒸発しにくいた
め、劣化しにくく長寿命であるという特徴をもつ。しか
し、耐スパッタリング性および蒸発しにくさについて
は、さらなる改良が望まれる。
With respect to such a conventional fluorescent lamp electrode, the present inventors have proposed an electrode having a structure in which a ceramic semiconductor is housed in a cylindrical container having one end opened and one end closed. Various improvements have been made to the electrodes and to the discharge lamp using the electrodes (Japanese Patent Publication No.
No. 103627, Japanese Patent No. 2628312, Japanese Patent No. 2773174, Japanese Patent No. 2754647, Japanese Unexamined Patent Application Publication No.
-43546, JP-A-6-267404,
JP-A-9-129177, JP-A-10-1218
9, JP-A-6-302298, JP-A-7-302
No. 142031, JP-A-7-262983,
JP-A-10-3879). These electrodes have characteristics that they have good sputtering resistance and are hard to evaporate, so they are hardly deteriorated and have a long life. However, further improvements in sputtering resistance and resistance to evaporation are desired.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】熱陰極放電灯では、一
般に封入ガス圧が低いほど輝度が高くなる。しかし、封
入ガス圧を低くすると、電極の寿命が短くなってしまう
という問題がある。
In a hot cathode discharge lamp, generally, the lower the gas pressure, the higher the brightness. However, there is a problem that the life of the electrode is shortened when the filling gas pressure is reduced.

【0007】例えば、WO97/48121号公報に
は、「バルブ内面に蛍光体が塗布され、Ba,Sr,C
aの少なくとも一種からなる第1成分と、Zr,Tiの
少なくとも一種からなる第2成分と、Ta,Nbの少な
くとも一種からなる第3成分を含む導電性酸化物でアグ
リゲート型多孔体構造からなり、その表面にTaまたは
Nbの炭化物、窒化物、酸化物の少なくとも一種からな
る導体層または半導体層を形成した電子放出材料を有底
円筒状の容器に収容したセラミック陰極を有し、前記バ
ルブ内に希ガスが封入され、前記希ガスの封入圧が10
Torr〜170Torrであるセラミック陰極蛍光放
電ランプ」が記載されている。この放電ランプは、上記
セラミック陰極を熱陰極動作させるタイプである。同公
報では、細管ランプにおいて高輝度および長寿命を実現
したことを発明の効果としている。
[0007] For example, WO 97/48121 states that "a phosphor is coated on the inner surface of a bulb, and Ba, Sr, C
a conductive oxide containing a first component consisting of at least one of a, a second component consisting of at least one of Zr and Ti, and a third component consisting of at least one of Ta and Nb, and having an aggregated porous structure. A ceramic cathode containing an electron-emitting material having a conductor layer or a semiconductor layer formed of at least one of carbides, nitrides and oxides of Ta or Nb on a surface thereof in a cylindrical container having a bottom; Is filled with a rare gas, and the charged pressure of the rare gas is 10
A ceramic cathode fluorescent discharge lamp having a pressure of Torr to 170 Torr "is described. This discharge lamp is of a type in which the ceramic cathode operates as a hot cathode. In this publication, the effect of the present invention is to realize high brightness and long life in a thin tube lamp.

【0008】同公報の実施例では、外径4mm、内径3m
m、長さ100mmのバルブを有する放電ランプを用い、
周波数30kHz、電圧80V、ランプ電流30mAで点灯さ
せ、アーク放電寿命および輝度を測定している。ここで
アーク放電寿命とは、アーク放電が持続できなくなり、
グロー放電に移行するまでに要する時間である。この実
施例では、封入ガス圧10Torr(1330Pa)以上とす
れば、4000時間前後のアーク放電寿命が得られてい
るが、封入ガス圧を5Torr(667Pa)としたときに
は、アーク放電寿命が1000時間前後まで短くなって
しまい、輝度も低くなってしまっている。
In the embodiment of the publication, the outer diameter is 4 mm and the inner diameter is 3 m
m, using a discharge lamp with a bulb 100 mm long,
The lamp was turned on at a frequency of 30 kHz, a voltage of 80 V, and a lamp current of 30 mA, and the arc discharge life and luminance were measured. Here, the arc discharge life means that the arc discharge cannot be sustained,
This is the time required to shift to glow discharge. In this embodiment, an arc discharge life of about 4000 hours is obtained when the filling gas pressure is 10 Torr (1330 Pa) or more. However, when the filling gas pressure is 5 Torr (667 Pa), the arc discharge life is about 1000 hours. And the brightness has also been reduced.

【0009】一方、冷陰極放電灯は、細管化が容易で、
高効率、低消費電力、長寿命である点で、例えば液晶デ
ィスプレイ用途に多く用いられている。冷陰極放電灯の
発光効率を向上させるために、例えば特開平9−356
84号公報および特開平11−273617号公報に
は、電極にエミッタ(電子放出材料)を設けることが提
案されている。
On the other hand, a cold cathode discharge lamp can be easily made into a thin tube.
Because of their high efficiency, low power consumption, and long life, they are often used in, for example, liquid crystal display applications. In order to improve the luminous efficiency of the cold cathode discharge lamp, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-356
No. 84 and JP-A-11-273617 propose to provide an emitter (electron emission material) on an electrode.

【0010】冷陰極放電灯では、封入ガス圧を低くする
と、発光効率が向上する。また、始動電圧を低くできる
ことによりトランスの負荷を低減できる。しかし、冷陰
極放電灯において封入ガス圧を低くすると、電極がスパ
ッタされやすくなり、寿命が短くなってしまう。
[0010] In the cold cathode discharge lamp, the luminous efficiency is improved when the gas pressure is reduced. Further, since the starting voltage can be reduced, the load on the transformer can be reduced. However, when the gas pressure in the cold cathode discharge lamp is reduced, the electrodes are easily sputtered, and the life is shortened.

【0011】本発明の目的は、熱陰極放電灯および冷陰
極放電灯について、従来に比べ効率を著しく向上させる
と共に、従来と同等以上の寿命を実現することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hot cathode discharge lamp and a cold cathode discharge lamp with significantly improved efficiency as compared with the conventional one and realizing a life equal to or longer than the conventional one.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的は、下記(1)
〜(5)の本発明により達成される。 (1) 希ガスが封入されたバルブと、電極とを有し、
この電極が電子放出材料を含み、この電子放出材料が、
Ba、SrおよびCaの少なくとも1種からなる第1成
分と、Ta、Zr、Nb、TiおよびHfの少なくとも
1種からなる第2成分とを金属元素成分として含み、M
I 4II 29型結晶、MIII 26型結晶、MIII3
結晶、MI 5II 415型結晶、MI 7II 622型結晶およ
びMI 6IIII 418型結晶から選択される少なくとも
1種の複合酸化物を主成分とし、前記バルブ内における
希ガスの圧力が60〜270Paであって、前記電極が熱
陰極動作を行う放電灯。 (2) 希ガスが封入されたバルブと、電極とを有し、
この電極が電子放出材料を含み、この電子放出材料が、
Ba、SrおよびCaの少なくとも1種からなる第1成
分と、Ta、Zr、Nb、TiおよびHfの少なくとも
1種からなる第2成分とを金属元素成分として含み、M
I 4II 29型結晶、MIII 26型結晶、MIII3
結晶、MI 5II 415型結晶、MI 7II 622型結晶およ
びMI 6IIII 418型結晶から選択される少なくとも
1種の複合酸化物を主成分とし、前記バルブ内における
希ガスの圧力が1300〜20000Paであって、前記
電極が冷陰極動作を行う放電灯。 (3) 前記電子放出材料が、MI 5II 415型結晶を
主成分とする上記(1)または(2)の放電灯。 (4) 前記電子放出材料において、第1成分と第2成
分との合計に対し、第1成分のモル比をXとし、第2成
分のモル比をYとしたとき、 0.8≦X/Y≦1.5 である上記(1)〜(3)のいずれかの放電灯。 (5) 前記電子放出材料において、第2成分の一部
が、炭化物および/または窒化物として含有されている
上記(1)〜(4)のいずれかの放電灯。
The above object is achieved by the following (1).
This is achieved by the present invention according to (5). (1) It has a valve filled with a rare gas and an electrode,
The electrode includes an electron emitting material, and the electron emitting material comprises
A metal component containing a first component comprising at least one of Ba, Sr and Ca and a second component comprising at least one of Ta, Zr, Nb, Ti and Hf;
I 4 M II 2 O 9 type crystals, M I M II 2 O 6 type crystals, M I M II O 3 type crystal, M I 5 M II 4 O 15 type crystal, M I 7 M II 6 O 22 type crystals and M I 6 M II M II 4 O 18 type as a main component at least one complex oxide selected from the crystal, the a pressure of rare gas 60~270Pa within the valve, the electrodes hot cathode A discharge lamp that operates. (2) having a valve filled with a rare gas and an electrode,
The electrode includes an electron emitting material, and the electron emitting material comprises
A metal component containing a first component comprising at least one of Ba, Sr and Ca and a second component comprising at least one of Ta, Zr, Nb, Ti and Hf;
I 4 M II 2 O 9 type crystals, M I M II 2 O 6 type crystals, M I M II O 3 type crystal, M I 5 M II 4 O 15 type crystal, M I 7 M II 6 O 22 type crystals and a main component at least one complex oxide selected from the M I 6 M II M II 4 O 18 type crystals, the pressure of the rare gas within said valve a 1300~20000Pa, the electrodes cold cathode A discharge lamp that operates. (3) the electron emitting material, the discharge lamp of the above (1) or (2) as a main component M I 5 M II 4 O 15 type crystal. (4) In the electron-emitting material, when the molar ratio of the first component is X and the molar ratio of the second component is Y with respect to the total of the first component and the second component, 0.8 ≦ X / The discharge lamp according to any one of (1) to (3), wherein Y ≦ 1.5. (5) The discharge lamp according to any one of (1) to (4), wherein a part of the second component in the electron-emitting material is contained as a carbide and / or a nitride.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明で用いる電子放出材料が含
有する上記複合酸化物は、蒸気圧が低い。そのため、B
aOを主成分とする従来の電極材料に比べ、蒸発による
電極劣化が少ない。また、本出願人による前記WO97
/48121号公報等に記載されているBa−Zr−T
a系複合酸化物からなる電極に比べても、電極劣化が少
なくなる。したがって、熱陰極動作を行う電極に適用し
たときに、電極寿命が著しく長くなる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The above composite oxide contained in the electron emitting material used in the present invention has a low vapor pressure. Therefore, B
Electrode deterioration due to evaporation is less than that of a conventional electrode material mainly containing aO. In addition, the above-mentioned WO97
Ba-Zr-T described in US Pat.
Electrode deterioration is reduced as compared with an electrode made of an a-based composite oxide. Therefore, when applied to an electrode that performs hot cathode operation, the electrode life is significantly prolonged.

【0014】本発明では、上記複合酸化物を含有する電
子放出材料を熱陰極放電灯に適用する場合に、封入ガス
圧を60〜270Paと従来の熱陰極放電灯に比べ著しく
低くするので、発光効率が著しく向上する。しかも、こ
のとき、放電灯の寿命は従来の熱陰極放電灯と同等以上
となる。
According to the present invention, when the electron-emitting material containing the composite oxide is applied to a hot cathode discharge lamp, the gas pressure is 60 to 270 Pa, which is significantly lower than that of a conventional hot cathode discharge lamp. The efficiency is significantly improved. In addition, at this time, the life of the discharge lamp is equal to or longer than that of the conventional hot cathode discharge lamp.

【0015】上記複合酸化物は、イオンスパッタリング
されても消耗しにくい。したがって、陰極降下電圧が大
きいためにイオンスパッタリングが激しくなる冷陰極動
作においても、消耗が少なく長寿命が実現する。
The above-mentioned composite oxide is hardly consumed even by ion sputtering. Therefore, even in a cold cathode operation in which ion sputtering is intensified due to a large cathode drop voltage, wear is small and a long life is realized.

【0016】本発明では、上記複合酸化物を含有する電
子放出材料を冷陰極放電灯に適用する場合に、従来市販
されている冷陰極放電灯に比べ、封入ガス圧を1300
〜20000Paと比較的低くするので、発光効率が著し
く向上し、また、始動電圧を低くすることができる。し
かも、このとき、放電灯の寿命は従来の冷陰極放電灯と
同等以上となる。
In the present invention, when the electron-emitting material containing the composite oxide is applied to a cold cathode discharge lamp, the charged gas pressure is 1300 compared to a conventional cold cathode discharge lamp commercially available.
Since the pressure is relatively low, that is, up to 20,000 Pa, the luminous efficiency is remarkably improved, and the starting voltage can be lowered. In addition, at this time, the life of the discharge lamp is equal to or longer than that of the conventional cold cathode discharge lamp.

【0017】本発明で用いる電子放出材料において上記
のような高特性が実現するのは、上記複合酸化物を含有
するためである。
The reason why the electron-emitting material used in the present invention achieves the above-mentioned high characteristics is that it contains the above-mentioned composite oxide.

【0018】以下、本発明で用いる電子放出材料につい
て詳細に説明する。
Hereinafter, the electron emitting material used in the present invention will be described in detail.

【0019】電子放出材料 本発明で用いる電子放出材料は、Ba、SrおよびCa
の少なくとも1種からなる第1成分と、Ta、Zr、N
b、TiおよびHfの少なくとも1種からなる第2成分
とを、金属元素成分として含む。第1成分は、低仕事関
数の電子放出成分である。第2成分は、電子放出材料の
低抵抗化および高融点化のために必要な成分である。第
2成分中におけるTaの比率は、98原子%以下、好ま
しくは95原子%以下である。第2成分中におけるTa
の比率が高すぎると、第1成分(特にBa)の蒸発温度
が低くなり、放電灯の寿命がやや短くなることがある。
Electron emitting materials The electron emitting materials used in the present invention are Ba, Sr and Ca.
A first component comprising at least one of the following: Ta, Zr, N
b, a second component comprising at least one of Ti and Hf is included as a metal element component. The first component is a low work function electron emission component. The second component is a component necessary for lowering the resistance and increasing the melting point of the electron-emitting material. The proportion of Ta in the second component is 98 atomic% or less, preferably 95 atomic% or less. Ta in the second component
Is too high, the evaporation temperature of the first component (especially Ba) becomes low, and the life of the discharge lamp may be slightly shortened.

【0020】本発明で用いる電子放出材料は、複合酸化
物を主成分とする。上記第1成分をMI、上記第2成分
をMIIでそれぞれ表したとき、この複合酸化物は、MI 4
II 29型結晶、MIII 26型結晶、MIII3型結
晶、MI 5II 415型結晶、MI 7II 622型結晶および
I 6IIII 418型結晶から選択される少なくとも1
種である。本発明で用いる電子放出材料には、電子放出
材料としての性能が高く、しかも、化合物としての安定
性が高いことから、複合酸化物以外の化合物(後述する
炭化物および窒化物は除く)は含まれないことが好まし
い。上記複合酸化物のうちでは、少なくともMI 5II 4
15型結晶を含むことが好ましい。MI 5II 415型結
晶を含有する場合、ランプ寿命が最も長くなる。MI 5
II 415型結晶において、酸素のモル比は15に限定さ
れない。実際の生成物は、酸素欠陥等が存在することに
より、酸素のモル比の範囲は15±δとして表される。
ここでδは、好ましくは0.5、より好ましくは0.3
である。酸素のモル比がこのような範囲に存在すれば、
電子放出材料の蒸発およびスパッタリングによる消耗の
抑制効果が高くなる。
The electron emission material used in the present invention contains a composite oxide as a main component. When the first component is represented by M I and the second component is represented by M II , the composite oxide is represented by M I 4
M II 2 O 9 type crystals, M I M II 2 O 6 type crystals, M I M II O 3 type crystal, M I 5 M II 4 O 15 type crystal, M I 7 M II 6 O 22 type crystals and M At least one selected from I 6 M II M II 4 O 18 type crystals
Is a seed. The electron-emitting material used in the present invention includes compounds other than composite oxides (excluding carbides and nitrides described later) because of its high performance as an electron-emitting material and high stability as a compound. Preferably not. Among the above composite oxides, at least M I 5 M II 4
It preferably contains O 15 type crystals. When containing M I 5 M II 4 O 15 type crystal, lamp life is longest. M I 5 M
In the II 4 O 15 type crystal, the molar ratio of oxygen is not limited to 15. In the actual product, the range of the molar ratio of oxygen is expressed as 15 ± δ due to the presence of oxygen defects and the like.
Here, δ is preferably 0.5, more preferably 0.3.
It is. If the molar ratio of oxygen is in such a range,
The effect of suppressing the consumption of the electron-emitting material due to evaporation and sputtering is enhanced.

【0021】なお、WO97/24749号公報には、
低圧放電ランプの電極にコートする電子放射物質とし
て、Ba5Ta415を選択し得ることが記載されてい
る。ただし、同公報にはBa5Ta415の実施例は記載
されておらず、その特性は確認されていない。
Note that WO 97/24749 discloses that
It is described that Ba 5 Ta 4 O 15 can be selected as an electron-emitting substance for coating an electrode of a low-pressure discharge lamp. However, in the publication Example of Ba 5 Ta 4 O 15 is not described, the characteristics has not been confirmed.

【0022】電子放出材料は、上記複合酸化物のほか、
炭化物および/または窒化物、特にTaC等のMII炭化
物を含有していてもよい。この炭化物や窒化物は、後述
するように、電子放出材料製造の過程で第2成分の一部
が炭化物や窒化物となる結果、含有されるものである。
これらの炭化物および窒化物は、高融点で導電性の高い
物質であるため、これらが含まれていても電子放出特性
や耐スパッタリング性は全く損なわれない。なお、第2
成分のうち例えばTaは炭化物となりやすく、Zrは窒
化物となりやすい。
The electron-emitting material is, in addition to the above composite oxide,
It may contain carbides and / or nitrides, especially M II carbides such as TaC. This carbide or nitride is contained as a result of part of the second component becoming carbide or nitride in the process of producing the electron-emitting material, as described later.
Since these carbides and nitrides are substances having a high melting point and high conductivity, even if they are contained, the electron emission characteristics and the sputtering resistance are not impaired at all. The second
Of the components, for example, Ta is likely to be carbide, and Zr is likely to be nitride.

【0023】電子放出材料中の各結晶の存在は、X線回
折により確認することができる。本発明で用いる電子放
出材料の典型的なX線回折パターンを、図6に示す。図
6に示すパターンは、実質的にMI 5II 415単一相か
らなる電子放出材料のものである。本発明で用いる電子
放出材料は、前述したようにMI 5II 415型結晶を主
成分とすることが好ましく、実質的にこの結晶だけから
構成されることがより好ましい。ただし、上述したよう
に、炭化物および/または窒化物が含まれていても問題
はない。なお、MI 5II 415型結晶が主成分であると
は、X線回折パターンにおいてそれぞれの結晶の最大ピ
ーク強度を比較したとき、MI 5II 41 5以外の結晶の
最大ピーク強度がMI 5II 415型結晶の最大ピーク強
度の50%以下、好ましくは30%以下であることを意
味する。なお、他の複合酸化物についても、主成分であ
るかどうかの判定は同様にして行う。ただし、例えばB
aZrO3とBa5Ta415とのように、最大ピーク位
置がほぼ一致する2種またはそれ以上の酸化物が同時に
生成している場合には、2番目に大きなピークの強度を
用いて、MI 5II 415型結晶の最大ピークとの比較を
行う。
The presence of each crystal in the electron-emitting material can be confirmed by X-ray diffraction. FIG. 6 shows a typical X-ray diffraction pattern of the electron-emitting material used in the present invention. The pattern shown in FIG. 6 is for an electron emitting material consisting essentially of a single phase of MI 5 M II 4 O 15 . Electron-emitting material used in the present invention is preferably composed mainly of M I 5 M II 4 O 15 type crystal as mentioned above, it is more preferably composed of substantially only the crystal. However, as described above, there is no problem even if carbides and / or nitrides are contained. Note that the M I 5 M II 4 O 15 type crystal as a main component, when comparing the maximum peak intensity of each crystal in X-ray diffraction pattern, of M I 5 M II 4 O 1 5 other than the crystalline maximum peak intensity less than 50% of the maximum peak intensity of M I 5 M II 4 O 15 type crystal, preferably means that 30% or less. The determination as to whether or not the other composite oxide is the main component is performed in the same manner. However, for example, B
When two or more kinds of oxides whose maximum peak positions are almost the same, such as aZrO 3 and Ba 5 Ta 4 O 15 , are generated at the same time, the intensity of the second largest peak is used, and it compares the maximum peak of M I 5 M II 4 O 15 type crystal.

【0024】電子放出材料において、第1成分、第2成
分の合計に対し、第1成分のモル比をX、第2成分のモ
ル比をYとしたとき、好ましくは 0.8≦X/Y≦1.5 であり、より好ましくは 0.9≦X/Y≦1.2 である。X/Yが小さすぎる場合、放電により第1成分
が早期に枯渇してしまうほか、耐スパッタリング性が不
十分となる。一方、X/Yが大きすぎる場合、放電中に
電子放出材料の蒸発およびスパッタリングによる飛散が
生じやすくなる。そのため、いずれの場合でも、例えば
放電灯に適用した場合には管壁黒化による輝度低下が生
じやすくなる。
In the electron-emitting material, when the molar ratio of the first component is X and the molar ratio of the second component is Y with respect to the total of the first component and the second component, preferably 0.8 ≦ X / Y ≦ 1.5, more preferably 0.9 ≦ X / Y ≦ 1.2. If X / Y is too small, the first component will be depleted early due to discharge, and the sputtering resistance will be insufficient. On the other hand, if X / Y is too large, the electron-emitting material is likely to be evaporated and scattered by sputtering during discharge. Therefore, in any case, for example, when the present invention is applied to a discharge lamp, the brightness is easily reduced due to blackening of the tube wall.

【0025】電子放出材料は、第1成分および第2成分
以外の金属元素成分を含有していてもよい。このような
金属元素成分としては、元素M(Mは、Mg、Sc、
Y、ランタノイド、V、Cr、Mo、W、Fe、Niお
よびAlの少なくとも1種)が挙げられる。元素Mは、
焼結性向上のために必要に応じて添加される。電子放出
材料中における元素Mの含有量は、酸化物換算で好まし
くは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下であ
る。元素Mの含有量が多すぎると、電子放出材料の融点
が低くなってしまうため、高温使用時の蒸気圧が高くな
って寿命が短くなる。一方、元素M添加による効果を十
分に発揮させるためには、元素Mの含有量は0.5質量
%以上とすることが好ましい。なお、酸化物換算での含
有量とは、化学量論組成の酸化物、すなわち、MgO、
Sc23、Y23、ランタノイド酸化物(La2
3等)、V25、Cr23、MoO3、WO3、Fe
23、NiOおよびAl23に換算して求めた含有量で
ある。
The electron emission material may contain a metal element component other than the first component and the second component. As such a metal element component, an element M (M is Mg, Sc,
Y, lanthanoid, V, Cr, Mo, W, Fe, Ni and at least one of Al). Element M is
It is added as needed to improve sinterability. The content of the element M in the electron-emitting material is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less in terms of oxide. If the content of the element M is too large, the melting point of the electron-emitting material becomes low, so that the vapor pressure at the time of high temperature use becomes high and the life is shortened. On the other hand, the content of the element M is preferably 0.5% by mass or more in order to sufficiently exert the effect of the addition of the element M. The content in terms of oxide means an oxide having a stoichiometric composition, that is, MgO,
Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , lanthanoid oxide (La 2 O
3 etc.), V 2 O 5 , Cr 2 O 3 , MoO 3 , WO 3 , Fe
It is the content calculated in terms of 2 O 3 , NiO and Al 2 O 3 .

【0026】元素Mは、前記複合酸化物中においてMI
の一部またはMIIの一部と置換されているか、または置
換されずに、酸化物、窒化物、炭化物などとして前記複
合酸化物と混合された状態となっている。なお、前記複
合酸化物結晶においてMIの一部またはMIIの一部が他
の金属元素で置換されていることは、X線回折における
ピークのシフトおよびピーク強度比の変化により確認す
ることができる。
The element M contains M I in the above-mentioned composite oxide.
Or a part of M II or a state mixed with the composite oxide as an oxide, a nitride, a carbide, or the like without being substituted. Note that the fact that part of M I or part of M II in the composite oxide crystal is replaced by another metal element can be confirmed by a shift in peaks and a change in peak intensity ratio in X-ray diffraction. it can.

【0027】本発明で用いる電子放出材料は、動作温度
(通常、熱陰極では900〜1400℃程度、冷陰極で
は700〜1000℃程度)において電子放出材料とし
て優れた性能を示し、大きな放電電流を流すことによっ
て高温となった場合でも、蒸気圧が低いために消耗が少
ない。
The electron-emitting material used in the present invention exhibits excellent performance as an electron-emitting material at an operating temperature (normally, about 900 to 1400 ° C. for a hot cathode and about 700 to 1000 ° C. for a cold cathode), and has a large discharge current. Even when the temperature becomes high by flowing, the consumption is small due to the low vapor pressure.

【0028】電子放出材料の製造方法 本発明で用いる電子放出材料を粉末または焼結体として
得るには、例えば図1に工程の流れを示す方法を利用す
ることができる。以下、各工程について説明する。
Manufacturing Method of Electron Emitting Material In order to obtain the electron emitting material used in the present invention as a powder or a sintered body, for example, a method shown in FIG. 1 can be used. Hereinafter, each step will be described.

【0029】秤量工程 秤量工程では、出発原料を最終組成に応じて秤量する。
出発原料として用いる化合物は、酸化物および/または
焼成により酸化物となる化合物、例えば炭酸塩、蓚酸塩
などを用いればよいが、通常、第1成分を含む化合物に
は、BaCO3、SrCO3およびCaCO3を用いるこ
とが好ましく、第2成分を含む化合物には、Ta25
ZrO2、Nb25、TiO2およびHfO2を用いるこ
とが好ましい。また、前記元素Mの出発原料としては、
MgCO3、Sc23、Y23、ランタノイド酸化物
(La23等)、V25、Cr23、MoO3、WO3
Fe 23、NiOおよびAl23を用いることが好まし
い。
[0029]Weighing process In the weighing step, the starting materials are weighed according to the final composition.
Compounds used as starting materials are oxides and / or
Compounds that become oxides upon firing, such as carbonates and oxalates
Or the like may be used, but usually the compound containing the first component
Is BaCOThree, SrCOThreeAnd CaCOThreeUsing
And the compound containing the second component is Ta.TwoOFive,
ZrOTwo, NbTwoOFive, TiOTwoAnd HfOTwoUsing
Is preferred. Further, as a starting material of the element M,
MgCOThree, ScTwoOThree, YTwoOThree, Lanthanoid oxide
(LaTwoOThreeEtc.), VTwoOFive, CrTwoOThree, MoOThree, WOThree,
Fe TwoOThree, NiO and AlTwoOThreeIt is preferable to use
No.

【0030】混合工程 混合工程では、秤量した出発原料を混合し、原料粉末を
得る。混合には、ボールミル法、摩擦ミル法、共沈法な
どの方法を用いることができる。混合後、脱水加熱乾燥
法または凍結乾燥法などで乾燥する。
Mixing Step In the mixing step, the weighed starting materials are mixed to obtain a raw material powder. For mixing, a method such as a ball mill method, a friction mill method, and a coprecipitation method can be used. After mixing, drying is performed by a dehydration heating drying method or a freeze drying method.

【0031】焼成工程 焼成工程では、原料粉末を空気中等の酸化性雰囲気中ま
たは還元性雰囲気中で焼成すればよいが、電子放出性が
良好となることから、好ましくは還元性雰囲気中で焼成
する。焼成温度は、好ましくは800〜1700℃、よ
り好ましくは800〜1500℃、さらに好ましくは9
00〜1300℃とする。焼成温度が低すぎるとMI 5
II 415等の複合酸化物が生成しにくく、電子放出材料
としての性能が不十分となりやすい。一方、焼成温度が
高すぎると焼結が進んで粉砕しにくくなり、また、複合
酸化物の溶融や分解が生じることもある。焼成時間(温
度保持時間)は、通常、0.5〜5時間程度とすればよ
い。この焼成は、粉末の状態で行ってもよく、取り扱い
を容易にするために粉末を成形した状態で行ってもよ
い。
[0031] In the firing step baking step, the raw material powder may be calcined in an oxidizing atmosphere as in air or in a reducing atmosphere, but since the electron emission property becomes excellent, preferably calcined in a reducing atmosphere . The firing temperature is preferably 800 to 1700 ° C, more preferably 800 to 1500 ° C, and still more preferably 9 to 1700 ° C.
00 to 1300 ° C. If the firing temperature is too low, M I 5 M
Complex oxides such as II 4 O 15 are not easily generated, and the performance as an electron-emitting material tends to be insufficient. On the other hand, if the firing temperature is too high, sintering proceeds and it becomes difficult to pulverize, and the composite oxide may be melted or decomposed. The firing time (temperature holding time) may be generally about 0.5 to 5 hours. This baking may be performed in a powder state, or may be performed in a state in which the powder is molded for easy handling.

【0032】還元性雰囲気を構成するガスとしては、窒
素等の中性ガス、Ar等の不活性ガス、CO、H2等の
還元性ガス、炭素を構成成分とするガス(例えばベンゼ
ンや一酸化炭素など)などが挙げられる。これらのガス
中で焼成した場合、複合酸化物以外に、前記第2成分の
炭化物および/または窒化物も同時に生成されることが
ある。
As a gas constituting the reducing atmosphere, a neutral gas such as nitrogen, an inert gas such as Ar, a reducing gas such as CO or H 2, or a gas containing carbon (for example, benzene or monoxide) Carbon etc.). When calcined in these gases, carbides and / or nitrides of the second component may be simultaneously generated in addition to the composite oxide.

【0033】粉砕工程 粉砕工程では、焼成工程で得られた電子放出材料を粉砕
する。この粉砕には、ボールミルや気流粉砕を利用すれ
ばよい。粉砕工程を設けることにより、電子放出材料の
粒径を小さくでき、かつ、粒度分布を狭くできるので、
電子放出性の向上およびそのばらつきを小さくできる。
したがって、粉砕工程は設けることが好ましい。最終的
に焼結体を得る場合には、次の成形工程に進む。
[0033] In the pulverization step grinding process, grinding the electron-emitting material obtained in the firing step. For this pulverization, a ball mill or airflow pulverization may be used. By providing a pulverizing step, the particle size of the electron-emitting material can be reduced, and the particle size distribution can be narrowed.
The electron emission property can be improved and its variation can be reduced.
Therefore, it is preferable to provide a pulverizing step. When a sintered body is finally obtained, the process proceeds to the next forming step.

【0034】粉砕後、造粒工程を必要に応じて設ける。
造粒工程では、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を含む水溶液を用い
て粉砕粉を顆粒化する。造粒手段は特に限定されず、例
えば、噴霧乾燥法、押出造粒法、転動造粒法や、乳鉢、
乳棒を用いる方法などを利用することができる。
After the pulverization, a granulation step is provided if necessary.
In the granulation step, the pulverized powder is granulated using an aqueous solution containing an organic binder such as polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene glycol (PEG), and polyethylene oxide (PEO). Granulation means is not particularly limited, for example, spray drying method, extrusion granulation method, tumbling granulation method, mortar,
A method using a pestle or the like can be used.

【0035】成形工程 成形工程では、目的とする電極形状の成形体を圧縮成形
により得る。
Molding Step In the molding step, a compact having the desired electrode shape is obtained by compression molding.

【0036】焼結工程 焼結工程では、成形体を焼成し、焼結体(電極)を得
る。焼成温度は、好ましくは、800〜2000℃、さ
らに好ましくは1100〜1700℃で行う。焼成温度
が低すぎると焼結体の密度が不十分となりやすく、焼成
温度が高すぎると、組成ずれが生じたり、セッターと反
応したりしやすい。焼成時間は、通常、0.5〜5時間
程度とすればよい。
Sintering Step In the sintering step, the compact is fired to obtain a sintered body (electrode). The firing temperature is preferably from 800 to 2000 ° C, more preferably from 1100 to 1700 ° C. If the firing temperature is too low, the density of the sintered body tends to be insufficient, and if the firing temperature is too high, a compositional deviation occurs or it tends to react with the setter. The firing time may usually be about 0.5 to 5 hours.

【0037】なお、混合工程の後に成形工程を設け、焼
成工程が焼結工程を兼ねる構成としてもよい。
It should be noted that a molding step may be provided after the mixing step, and the firing step may also serve as the sintering step.

【0038】焼成雰囲気は特に限定されず、空気中等の
酸化性雰囲気であっても、上記した還元性雰囲気であっ
てもよい。
The firing atmosphere is not particularly limited, and may be an oxidizing atmosphere such as in air or the above-described reducing atmosphere.

【0039】電子放出材料膜の製造方法 電子放出材料を膜として得るに際しては、例えば図2に
工程の流れを示す方法を利用することができる。以下、
各工程について説明する。
Method for Manufacturing Electron Emitting Material Film In obtaining the electron emitting material as a film, for example, a method shown in FIG. Less than,
Each step will be described.

【0040】秤量工程 図1に示す秤量工程と同様にして行う。[0040] performed in the same manner as the weighing process shown in weighing Scheme 1.

【0041】混合工程 図1に示す混合工程と同様にして行う。 Mixing Step The mixing step is performed in the same manner as in the mixing step shown in FIG.

【0042】スラリー調製工程 スラリー調製工程では、出発原料の混合物をスラリー化
する。上記混合工程において湿式混合を行う場合には、
混合工程がスラリー調製工程を兼ねる構成とすることが
好ましい。スラリー化に用いる分散媒は、上記混合工程
において説明したように、水系であっても有機系であっ
てもよい。
Slurry Preparation Step In the slurry preparation step, a mixture of starting materials is slurried. When performing wet mixing in the mixing step,
It is preferable that the mixing step also serves as a slurry preparation step. The dispersion medium used for slurrying may be aqueous or organic as described in the mixing step.

【0043】スラリー調製工程では、必要に応じてバイ
ンダを添加する。バインダの種類は特に限定されず、有
機系分散媒に対しては、例えばエチルセルロース、ポリ
ビニルブチラール等の通常の各種バインダから適宜選択
すればよく、水系分散媒に対しては、例えばポリビニル
アルコール、セルロース、水溶性アクリル樹脂などを用
いればよい。
In the slurry preparation step, a binder is added as required. The type of the binder is not particularly limited, and for the organic dispersion medium, for example, ethyl cellulose, may be appropriately selected from various ordinary binders such as polyvinyl butyral, and for the aqueous dispersion medium, for example, polyvinyl alcohol, cellulose, A water-soluble acrylic resin or the like may be used.

【0044】スラリー中の固形分濃度、あるいはスラリ
ーの粘度は、塗膜形成方法に応じて適宜決定すればよい
が、通常、スラリー粘度は0.01〜105mPa・s程度
とすることが好ましい。
The solid concentration in the slurry or the viscosity of the slurry may be appropriately determined according to the method of forming the coating film. Generally, the viscosity of the slurry is preferably about 0.01 to 10 5 mPa · s. .

【0045】塗膜形成工程 この工程では、調製したスラリーを用いて基材表面に塗
膜を形成する。基材構成材料は特に限定されず、各種金
属やセラミックス等のいずれであってもよい。
The coating film-forming step In this step, a coating film is formed on the substrate surface using a prepared slurry. The base material is not particularly limited, and may be any of various metals and ceramics.

【0046】塗膜形成方法は特に限定されず、必要とさ
れる塗膜厚さなどに応じ、例えば、印刷法、ドクターブ
レード法、スプレー法などの各種方法から適宜選択すれ
ばよい。
The method for forming the coating film is not particularly limited, and may be appropriately selected from various methods such as a printing method, a doctor blade method, and a spraying method according to the required film thickness and the like.

【0047】焼成工程 焼成工程では、図1に示す方法における焼成工程と同様
にして、塗膜を焼成する。
Firing Step In the firing step, the coating film is fired in the same manner as the firing step in the method shown in FIG.

【0048】なお、図2に示す方法では、塗膜中におい
て複合酸化物を生成させているが、図2に示す方法のほ
か、塗膜形成前に複合酸化物を生成させておく方法も利
用できる。すなわち、図1に示す方法を利用して得た電
子放出材料粉末を利用して、上記塗膜形成工程と同様に
して塗膜を形成し、この塗膜に対し乾燥および脱バイン
ダのための熱処理を施すことにより、電子放出材料膜を
得てもよい。
In the method shown in FIG. 2, the composite oxide is formed in the coating film. However, in addition to the method shown in FIG. 2, a method in which the composite oxide is generated before forming the coating film is also used. it can. That is, a coating film is formed in the same manner as in the above-mentioned coating film forming step using the electron-emitting material powder obtained by using the method shown in FIG. 1, and this coating film is subjected to a heat treatment for drying and removing the binder. , An electron emission material film may be obtained.

【0049】電極 上記電子放出材料は、熱陰極として動作する電極または
冷陰極として動作する電極に適用される。
Electrode The above-mentioned electron-emitting material is applied to an electrode operating as a hot cathode or an electrode operating as a cold cathode.

【0050】熱陰極動作の電極の例を図3に示す。この
電極は、一端が開放し一端が閉じた筒状の容器1内にセ
ラミック半導体からなる顆粒2を収容した構造である。
上記電子放出材料は、この電極のセラミック半導体とし
て使用されるが、これに加え、筒状の容器1に使用して
もよい。この電極は、通電当初は冷陰極として機能し、
自己発熱により熱陰極動作に移行するタイプである。
FIG. 3 shows an example of electrodes for hot cathode operation. This electrode has a structure in which a granule 2 made of a ceramic semiconductor is accommodated in a cylindrical container 1 having one end opened and one end closed.
The above-mentioned electron-emitting material is used as a ceramic semiconductor for this electrode. In addition, it may be used for the cylindrical container 1. This electrode functions as a cold cathode at the beginning of energization,
This type shifts to hot cathode operation by self-heating.

【0051】また、このほかの熱陰極としては、例え
ば、上記電子放出材料を棒状の焼結体とし、この焼結体
をタングステンコイルの中空部に挿入して固定すること
により、熱陰極を構成してもよい。また、線状体(コイ
ル状やダブルコイル状のフィラメントなど)や板状体で
ある基材の表面に、電子放出材料膜を形成して熱陰極と
することもできる。基材構成材料としては、例えばW、
Mo、Ta、Ni、Zr、Ti等の各種金属、またはこ
れらの少なくとも1種を含有する合金、あるいは、Zr
2、Al23、MgO、AlN、Si34等のセラミ
ックス、またはこれらの少なくとも1種を含有するセラ
ミックス(SIALON等)を用いることができる。また、こ
のほか、複合酸化物含有粉末または焼成により複合酸化
物が生成する原料粉末を含有する塗膜と、導電材料を含
有する塗膜とを、印刷法やシート法により積層し、これ
を焼成して積層型の電極としてもよい。
As another hot cathode, for example, the above-mentioned electron-emitting material is formed into a rod-shaped sintered body, and this sintered body is inserted into a hollow portion of a tungsten coil and fixed to form a hot cathode. May be. In addition, a hot cathode can be formed by forming an electron emission material film on the surface of a base material that is a linear body (a coil-shaped or double-coiled filament or the like) or a plate-shaped body. As the base material, for example, W,
Various metals such as Mo, Ta, Ni, Zr, Ti, or alloys containing at least one of these, or Zr
Ceramics such as O 2 , Al 2 O 3 , MgO, AlN, and Si 3 N 4 or ceramics containing at least one of these (SIALON, etc.) can be used. In addition, a coating film containing a composite oxide-containing powder or a raw material powder that produces a composite oxide by firing and a coating film containing a conductive material are laminated by a printing method or a sheet method, and this is fired. To form a stacked electrode.

【0052】従来、冷陰極にはNi等からなる金属製の
筒状体を用いることが一般的であり、エミッタを利用す
る場合には、上記筒状体を電極基材として、その周面に
例えばBaOからなるエミッタの塗膜を設ける。本発明
を冷陰極放電灯に適用する場合には、従来のエミッタ塗
膜の替わりに、上記電子放出材料を含有する塗膜を電極
基材表面に設ければよい。なお、電極基材の構成材料と
しては、Niのほか、例えばW、Ti、Zr、Mo、T
a等の高融点金属、またはこれらの少なくとも1種を含
有する合金を好ましく用いることができる。
Conventionally, a metal tubular body made of Ni or the like is generally used for the cold cathode. When an emitter is used, the tubular body is used as an electrode base material and the peripheral surface thereof is used. For example, an emitter coating made of BaO is provided. When the present invention is applied to a cold cathode discharge lamp, a coating containing the above-mentioned electron-emitting material may be provided on the surface of the electrode substrate instead of the conventional emitter coating. In addition, as a constituent material of the electrode substrate, in addition to Ni, for example, W, Ti, Zr, Mo, T
A high melting point metal such as a or an alloy containing at least one of these metals can be preferably used.

【0053】本発明で用いる電子放出材料を膜として利
用する場合、膜の厚さは、通常、5〜1000μm程度
とすればよい。電子放出材料膜中における電子放出材料
粒子の平均粒径は、好ましくは0.05〜20μm、よ
り好ましくは0.1〜10μmである。膜中における平
均粒径をさらに小さくしようとすると、取り扱いが困難
な微小粒子を用いなければならなくなる。また、このよ
うな微小粒子は凝集して2次粒子となりやすく、そのた
め、粒度分布が広くなってしまい、均一な塗膜を形成し
にくくなる。一方、膜中における平均粒径が大きすぎる
と、電子放出材料粒子の脱落が生じやすく、また、塗布
の際の作業性も悪くなり、また、電子放出性も悪くな
る。
When the electron-emitting material used in the present invention is used as a film, the thickness of the film may usually be about 5 to 1000 μm. The average particle size of the electron emitting material particles in the electron emitting material film is preferably 0.05 to 20 μm, and more preferably 0.1 to 10 μm. In order to further reduce the average particle size in the film, fine particles that are difficult to handle must be used. In addition, such fine particles are likely to aggregate into secondary particles, so that the particle size distribution is widened and it is difficult to form a uniform coating film. On the other hand, if the average particle size in the film is too large, the particles of the electron-emitting material tend to fall off, and the workability during coating is also poor, and the electron-emitting properties are also poor.

【0054】放電灯 図4に、図3に示す電極を有する熱陰極動作の放電灯の
構成例を示す。なお、同図には管端部付近だけを示して
ある。この放電灯は、細管化が可能な構造を有するもの
である。
[0054] In the discharge lamp 4 shows a configuration example of a discharge lamp of hot cathode operation having an electrode shown in FIG. It should be noted that only the vicinity of the pipe end is shown in FIG. This discharge lamp has a structure that can be made thin.

【0055】この放電灯は、内面に蛍光体が塗布され、
気密封止されたバルブ9を有する。バルブ9内には、希
ガス(He、Ne、Ar、KrおよびXeの少なくとも
1種)が封入されている。バルブ9内における希ガスの
圧力は、60〜270Pa、好ましくは60〜200Paで
ある。希ガスの圧力をこの範囲に設定することにより、
発光効率の著しい向上が可能となり、しかも、十分に長
い寿命が実現する。
This discharge lamp is coated with a phosphor on its inner surface,
It has a hermetically sealed valve 9. A rare gas (at least one of He, Ne, Ar, Kr, and Xe) is sealed in the valve 9. The pressure of the rare gas in the valve 9 is 60 to 270 Pa, preferably 60 to 200 Pa. By setting the pressure of the rare gas in this range,
The luminous efficiency can be significantly improved, and a sufficiently long lifetime can be realized.

【0056】バルブ9の端部には、リード線5が挿通さ
れている。バルブ9内に存在するリード線5の端部に
は、リード線拡大部6が形成されている。リード線拡大
部6には、導電性パイプ7が接続されている。なお、他
の手段によりリード線5を導電性パイプ7に接続するこ
とが可能であれば、リード線拡大部6を設けなくてもよ
い。導電性パイプ7は、電気伝導度の高い材料から構成
すればよいが、真空中においてガス放出の少ない材料、
例えばNiを用いれば、放電灯製造時に不純物を含むガ
スの発生が抑えられ、安定した放電が可能となるので、
好ましい。ただし、導電性パイプ7をセラミックスから
構成してもよい。導電性パイプ7内には、これと接して
容器1が配置され、容器1内には電子放出材料2が充填
されている。また、導電性パイプ7内の容器1とリード
線拡大部6との間には、水銀ディスペンサ材料3を充填
した金属パイプ4が配置されている。金属パイプ4は、
両端が開放された筒状体であり、Ni等の金属から構成
すればよい。導電性パイプ7の金属パイプ4を包囲する
部分には、スリット状の開口(図示せず)が形成されて
いる。水銀ディスペンサ材料3中の水銀は、金属パイプ
4に対する高周波加熱などにより蒸気とされ、金属パイ
プ4とリード線拡大部6との間および金属パイプ4と容
器1との間を通り、上記開口を経て放電空間10に放出
される。なお、上記開口は、水銀蒸気の放出が可能であ
ってかつ容器1の保持を妨げないものであれば、スリッ
ト状に限らずどのような形状であってもよい。また、水
銀ディスペンサ材料3を設けることも必須ではなく、封
止の過程で水銀をバルブ内に供給する構成としてもよ
い。
The lead wire 5 is inserted through the end of the valve 9. An enlarged lead wire portion 6 is formed at an end of the lead wire 5 present in the bulb 9. A conductive pipe 7 is connected to the lead wire enlarging portion 6. If the lead wire 5 can be connected to the conductive pipe 7 by other means, the lead wire enlarged portion 6 may not be provided. The conductive pipe 7 may be made of a material having a high electric conductivity, but a material that emits little gas in a vacuum.
For example, if Ni is used, the generation of gas containing impurities during the manufacture of the discharge lamp is suppressed, and stable discharge is possible.
preferable. However, the conductive pipe 7 may be made of ceramics. The container 1 is disposed in contact with the conductive pipe 7, and the electron emitting material 2 is filled in the container 1. Further, a metal pipe 4 filled with a mercury dispenser material 3 is disposed between the container 1 and the lead wire enlarging portion 6 in the conductive pipe 7. The metal pipe 4
It is a tubular body having both ends opened, and may be made of a metal such as Ni. A slit-shaped opening (not shown) is formed in a portion of the conductive pipe 7 surrounding the metal pipe 4. Mercury in the mercury dispenser material 3 is turned into steam by high-frequency heating or the like on the metal pipe 4, passes between the metal pipe 4 and the lead wire enlarging section 6 and between the metal pipe 4 and the container 1, and passes through the opening. Released into the discharge space 10. The opening is not limited to the slit shape and may have any shape as long as the opening can release mercury vapor and does not hinder the holding of the container 1. Further, it is not essential to provide the mercury dispenser material 3, and it may be configured to supply mercury into the bulb during the sealing process.

【0057】図5に、冷陰極動作の放電灯の構成例を示
す。なお、同図には管端部付近だけを示してある。
FIG. 5 shows an example of the configuration of a discharge lamp operating in the cold cathode mode. It should be noted that only the vicinity of the pipe end is shown in FIG.

【0058】この放電灯は、内面に蛍光体9Aが塗布さ
れ、気密封止されたバルブ9を有する。バルブ9内に
は、希ガスが封入されている。バルブ9内における希ガ
スの圧力は、1300〜20000Pa、好ましくは26
00〜13000Paである。希ガスの圧力をこの範囲に
設定することにより、発光効率の著しい向上が可能とな
り、しかも、十分に長い寿命が実現する。
This discharge lamp has a bulb 9 which is coated with a phosphor 9A on the inner surface and hermetically sealed. A rare gas is sealed in the valve 9. The pressure of the rare gas in the valve 9 is 1300 to 20000 Pa, preferably 26 to 20,000 Pa.
It is 00-13000 Pa. By setting the pressure of the rare gas in this range, the luminous efficiency can be significantly improved, and a sufficiently long lifetime can be realized.

【0059】バルブ9の端部には、リード線5が挿通さ
れている。バルブ9内に存在するリード線5の端部に
は、バルブ端部を塞ぐステム9Bを貫通して内部導入線
6Aが設けられている。内部導入線6Aには、電極基材
となる導電性パイプ7が接続されている。導電性パイプ
7の内周面には、電子放出材料膜2Aが形成されてい
る。この放電灯は、封止の過程で水銀をバルブ内に供給
する構造である。
The lead wire 5 is inserted through the end of the valve 9. At the end of the lead wire 5 existing in the valve 9, an internal introduction line 6A is provided through a stem 9B closing the valve end. A conductive pipe 7 serving as an electrode substrate is connected to the internal introduction line 6A. On the inner peripheral surface of the conductive pipe 7, an electron emission material film 2A is formed. This discharge lamp has a structure in which mercury is supplied into a bulb during a sealing process.

【0060】なお、本発明は、図4および図5に示す構
造の放電灯に限らず適用可能である。例えば、前記各公
報において本発明者らが既に提案している各種構造の放
電灯への適用が可能である。
The present invention is applicable not only to the discharge lamp having the structure shown in FIGS. 4 and 5. For example, the invention can be applied to various types of discharge lamps already proposed by the present inventors in the above publications.

【0061】[0061]

【実施例】実施例1(熱陰極放電灯) 以下に示す手順で電子放出材料を製造した。EXAMPLES Example 1 (Hot Cathode Discharge Lamp) An electron-emitting material was manufactured according to the following procedure.

【0062】まず、第1成分および第2成分の出発原料
として、BaCO3、Ta25およびZrO2を準備し、
ボールミルにより20時間湿式混合した。なお、出発原
料の量比は、第1成分のモル比Xと第2成分のモル比Y
とが 0.9≦X/Y≦1.2 となる範囲から選択した。
First, BaCO 3 , Ta 2 O 5 and ZrO 2 were prepared as starting materials for the first and second components.
The mixture was wet-mixed for 20 hours using a ball mill. The molar ratio of the starting materials is represented by the molar ratio X of the first component and the molar ratio Y of the second component.
Was selected from the range where 0.9 ≦ X / Y ≦ 1.2.

【0063】次いで、混合物を乾燥した後、1100〜
1400℃の範囲から選択した温度で空気中において2
時間焼成し、電子放出材料を得た。各電子放出材料をボ
ールミルにより20時間湿式粉砕した後、乾燥し、平均
粒径0.8μmの電子放出材料粉末を得た。
Next, after drying the mixture, 1100
In air at a temperature selected from the range of 1400 ° C.
After firing for an hour, an electron emission material was obtained. Each electron-emitting material was wet-pulverized by a ball mill for 20 hours, and then dried to obtain an electron-emitting material powder having an average particle diameter of 0.8 μm.

【0064】これらの粉末をX線回折により分析したと
ころ、すべての粉末において、複合酸化物以外のピーク
は実質的に認められなかった。表1に、X線回折によっ
て各粉末の主成分と判定された結晶型を示す。また、図
6に、Ba5(Ta0.9Zr0. 1415結晶からなる粉末
のX線回折パターンを示す。
When these powders were analyzed by X-ray diffraction, substantially no peak other than the composite oxide was observed in all the powders. Table 1 shows the crystal forms determined as the main components of each powder by X-ray diffraction. Also, FIG. 6 shows a Ba 5 (Ta 0.9 Zr 0. 1 ) 4 O 15 X -ray diffraction pattern of the powder of crystal.

【0065】これらの電子放出材料粉末において、金属
元素成分の構成比は、出発原料における構成比とほぼ同
じであった。なお、金属元素成分の構成比は、蛍光X線
分析により測定した。
In these electron-emitting material powders, the composition ratio of the metal element component was almost the same as that of the starting material. The composition ratio of the metal element components was measured by X-ray fluorescence analysis.

【0066】次いで、各電子放出材料粉末にポリエチレ
ンオキサイドの1%水溶液を加えてスラリーとした。こ
のスラリーを、ステムにマウントしたタングステンのダ
ブルコイルフィラメントに塗布し、空気中において10
0℃で30分間乾燥して、電極を得た。なお、電子放出
材料の塗布量は1.0mgとした。この塗布量は、通常の
1/5であるが、これは、短時間にランプ寿命の評価を
するためである。
Next, a 1% aqueous solution of polyethylene oxide was added to each electron emitting material powder to form a slurry. This slurry was applied to a tungsten double coil filament mounted on a stem, and the slurry was applied in air for 10 minutes.
After drying at 0 ° C. for 30 minutes, an electrode was obtained. The application amount of the electron emission material was 1.0 mg. This coating amount is 1/5 of the usual amount, but this is to evaluate the lamp life in a short time.

【0067】次に、この電極を、バルブの全長100m
m、外径8mm、封入ガスAr、封入物Hg(封入量5m
g)、駆動電源周波数30kHz、ランプ電流120mAの放
電灯に組み込み、測定用サンプルとした。なお、封入ガ
ス圧を表1に示す範囲で変えて、各粉末について複数の
サンプルを作製した。水銀の蒸気圧は数パスカルなの
で、表1では水銀蒸気圧を含めて封入ガス圧としてあ
る。
Next, this electrode was used for a total length of 100 m of the bulb.
m, outer diameter 8 mm, filling gas Ar, filling material Hg (filling amount 5 m
g), incorporated in a discharge lamp having a driving power supply frequency of 30 kHz and a lamp current of 120 mA to obtain a measurement sample. Note that a plurality of samples were prepared for each powder while changing the filling gas pressure within the range shown in Table 1. Since the vapor pressure of mercury is several Pascals, in Table 1, the gas pressure including the mercury vapor pressure is used as the filling gas pressure.

【0068】比較のために、市販のランプに使用されて
いるBaO系電子放出材料{(Ba,Sr,Ca)O+
ZrO2}を用いた放電灯サンプルも作製した。
For comparison, a BaO-based electron-emitting material {(Ba, Sr, Ca) O +
A discharge lamp sample using ZrO 2作 製 was also prepared.

【0069】これらのサンプルについて連続点灯試験を
行い、発光効率およびランプ寿命を評価した。結果を表
1に示す。表1に示す発光効率は、BaO系電子放出材
料を用い、かつ、封入ガス圧を270Paとしたサンプル
の発光効率を100%として表した相対値である。ま
た、表1に示すランプ寿命は、アーク放電が不安定にな
ってランプ電圧が20%以上変動するまでの時間であ
る。
A continuous lighting test was performed on these samples to evaluate luminous efficiency and lamp life. Table 1 shows the results. The luminous efficiency shown in Table 1 is a relative value when the luminous efficiency of a sample using a BaO-based electron-emitting material and the filling gas pressure is 270 Pa is defined as 100%. In addition, the lamp life shown in Table 1 is the time until the arc discharge becomes unstable and the lamp voltage fluctuates by 20% or more.

【0070】[0070]

【表1】 [Table 1]

【0071】表1から、従来のエミッタであるアルカリ
土類金属酸化物を用いた場合、封入ガス圧を270Pa以
下にすることにより発光効率は上がるが、ランプ寿命が
著しく短くなることがわかる。これに対し本発明におい
て限定する複合酸化物、特にBa5(Ta0.9Zr0.14
15結晶を含有する電子放出材料を用いた本発明のサン
プルでは、封入ガス圧を270Pa以下にしてもランプ寿
命が十分に長い。本発明のサンプルは、封入ガス圧60
Paまでは従来のエミッタの場合と同等以上のランプ寿命
を示し、封入ガス圧60Paのときの発光効率は、ランプ
寿命が同じ比較サンプルの約1.7倍にも達している。
From Table 1, it can be seen that, when the alkaline earth metal oxide as the conventional emitter is used, the luminous efficiency is increased by setting the filling gas pressure to 270 Pa or less, but the lamp life is significantly shortened. On the other hand, the composite oxide limited in the present invention, in particular, Ba 5 (Ta 0.9 Zr 0.1 ) 4
In the sample of the present invention using the electron-emitting material containing the O 15 crystal, the lamp life is sufficiently long even when the filling gas pressure is 270 Pa or less. The sample of the present invention has a sealed gas pressure of 60.
Up to Pa, the lamp life is equal to or longer than that of the conventional emitter, and the luminous efficiency at the filling gas pressure of 60 Pa reaches about 1.7 times that of the comparative sample having the same lamp life.

【0072】実施例2(冷陰極放電灯) 実施例1で製造した電子放出材料の一部を用い、図5に
示す構造の冷陰極放電灯サンプルを作製した。電極は、
基材としてNi製の円筒を用い、この基材の内周面に、
実施例1と同様にして電子放出材料膜を形成することに
より作製した。なお、電子放出材料の塗布量は2mgとし
た。この電極を、バルブの全長100mm、外径3mm、封
入ガスAr(封入ガス圧5300Pa)、封入物Hg(封
入量2mg)、駆動電源周波数30kHzの放電灯に組み込
み、測定用サンプルとした。なお、水銀の蒸気圧は数パ
スカルなので、ここでは水銀蒸気圧を含めて封入ガス圧
とした。
Example 2 (Cold Cathode Discharge Lamp) Using a part of the electron emission material produced in Example 1, a cold cathode discharge lamp sample having the structure shown in FIG. 5 was produced. The electrodes are
Using a Ni cylinder as a base material, the inner peripheral surface of this base material is
It was manufactured by forming an electron emission material film in the same manner as in Example 1. The application amount of the electron emission material was 2 mg. This electrode was assembled in a discharge lamp having a total length of the bulb of 100 mm, an outer diameter of 3 mm, a filling gas Ar (filling gas pressure of 5300 Pa), a filling substance Hg (filling amount of 2 mg), and a driving power supply frequency of 30 kHz to obtain a measurement sample. Since the vapor pressure of mercury is several Pascals, the gas pressure including the vapor pressure of mercury is used here.

【0073】また、比較のために、電子放出材料の塗膜
を形成せずに、電極基材そのものを電極として利用した
サンプルも作製した。
For comparison, a sample was also prepared in which an electrode substrate itself was used as an electrode without forming a coating film of an electron-emitting material.

【0074】これらのサンプルについて連続点灯試験を
行い、発光効率およびランプ寿命を評価したところ、図
7〜図9に示す結果が得られた。図7〜図9において、
電子放出材料として複合酸化物を用いた本発明サンプル
は(A)で表示し、電子放出材料としてBaO系電子放
出材料を用いたサンプルは(B)で表示し、電子放出材
料を用いずにNi製円筒を電極としたサンプルを(C)
で表示してある。
A continuous lighting test was performed on these samples to evaluate luminous efficiency and lamp life. The results shown in FIGS. 7 to 9 were obtained. 7 to 9,
The sample of the present invention using the composite oxide as the electron-emitting material is indicated by (A), and the sample using the BaO-based electron-emitting material as the electron-emitting material is indicated by (B). (C)
It is indicated by.

【0075】図7に、(A)〜(C)のそれぞれについ
て、ランプ電流とランプ電圧との関係を示す。ランプ条
件(バルブ寸法および封入ガス圧)が同じであれば、ラ
ンプ電圧が低いほど発光効率が高いことになる。ランプ
電流と輝度とはほぼ比例するので、ランプ電流(輝度)
が同じであってランプ電圧が低ければ、より少ない電力
で同等の輝度が得られる、すなわち効率が高いことにな
る。図7から、Ni製円筒のみの(C)では、ランプ電
圧が高く発光効率が低いが、本発明で用いる電子放出材
料をコーティングしたものは、ランプ電圧が下がって発
光効率が向上することがわかる。
FIG. 7 shows the relationship between the lamp current and the lamp voltage for each of (A) to (C). If the lamp conditions (bulb size and sealed gas pressure) are the same, the lower the lamp voltage, the higher the luminous efficiency. Since lamp current and luminance are almost proportional, the lamp current (luminance)
Are the same and the lamp voltage is low, the same brightness can be obtained with less power, that is, the efficiency is high. From FIG. 7, it can be seen that the lamp voltage is high and the luminous efficiency is low in the case of (C) using only the Ni cylinder, but that the luminous efficiency is improved when the electron emission material used in the present invention is coated because the lamp voltage is lowered. .

【0076】図8に、(A)〜(C)のそれぞれについ
て、点灯時間とランプ電圧との関係を示す。なお、この
結果は、ランプ電流5mAのときのものである。図8にお
いて、Ni製円筒を用いた(C)では、ランプ電圧は1
0000時間を経ても安定しているが、ランプ電圧が高
く、発光効率は低い。また、BaO系電子放出材料をコ
ーティングした(B)では、最初はランプ電圧が低い
が、3000時間以上経過するとBaO等と封入水銀と
がアマルガム化して水銀の枯渇を生じる。その結果、ラ
ンプ電圧が上昇し、最終的にはランプが点灯しなくなっ
た。一方、本発明サンプルである(A)は、10000
時間経過後も低いランプ電圧を維持しており、発光効率
が高く寿命も長いことがわかる。
FIG. 8 shows the relationship between the lighting time and the lamp voltage for each of (A) to (C). This result is obtained when the lamp current is 5 mA. In FIG. 8, in (C) using a Ni cylinder, the lamp voltage is 1
Although stable after 0000 hours, the lamp voltage is high and the luminous efficiency is low. In the case of (B) coated with a BaO-based electron-emitting material, the lamp voltage is low at first, but after 3000 hours or more, BaO and the like and the enclosed mercury are amalgamated to deplete mercury. As a result, the lamp voltage increased, and the lamp eventually stopped lighting. On the other hand, the sample (A) of the present invention is 10,000
It can be seen that the lamp voltage is maintained low even after the elapse of time, the luminous efficiency is high, and the life is long.

【0077】図9に、(A)〜(C)のそれぞれについ
て、点灯時間と輝度維持率との関係を示す。なお、この
結果は、ランプ電流5mAのときのものである。図9にお
いて、BaO系電子放出材料をコーティングした(B)
は、2000時間経過後に輝度維持率が85%まで低下
してしまう。これは、BaO等と水銀とのアマルガム化
により、バルブの管壁の変色が進むためと考えられる。
これに対し本発明サンプルである(A)は、10000
時間経過後も約90%の輝度維持率を示しており、Ni
製円筒を用いた(C)よりも輝度維持率が良好である。
図7からわかるように(A)はランプ電圧が低いため、
電極のイオンスパッタリングによる消耗が少なく、その
結果、電子放出材料と水銀とのアマルガム化により進行
する管壁の変色が、抑制されたためと考えられる。
FIG. 9 shows the relationship between the lighting time and the luminance maintenance ratio for each of (A) to (C). This result is obtained when the lamp current is 5 mA. In FIG. 9, a BaO-based electron emitting material was coated (B).
However, after 2000 hours, the luminance maintenance ratio decreases to 85%. This is presumably because the amalgamation of BaO or the like with mercury causes discoloration of the bulb wall of the bulb to proceed.
In contrast, the sample of the present invention (A) is 10,000
Even after a lapse of time, the luminance maintenance rate of about 90% was exhibited.
The luminance maintenance ratio is better than (C) using a cylinder made.
As can be seen from FIG. 7, (A) has a low lamp voltage,
It is considered that the electrode was less consumed by ion sputtering, and as a result, discoloration of the tube wall, which was caused by amalgamation of the electron-emitting material and mercury, was suppressed.

【0078】なお、図8および図9では、ランプ電流5
mAのときの結果を示したが、図7に示すランプ電流の範
囲(1〜10mA)のすべてにおいて、図8および図9と
同様に本発明による効果が認められた。
In FIGS. 8 and 9, the lamp current 5
The results at mA were shown, but the effect of the present invention was observed in the entire range of the lamp current (1 to 10 mA) shown in FIG. 7 as in FIGS. 8 and 9.

【0079】また、図7〜図9には、封入ガス圧を53
00Paとした場合の結果を示したが、封入ガス圧130
0〜20000Paの範囲においても図7〜図9に示され
る結果と同様に、本発明によりランプの効率が向上する
と共に、寿命が長くなることを確認している。
FIG. 7 to FIG.
The results when the pressure was set to 00 Pa were shown, but the charged gas pressure was 130 Pa.
Also in the range of 0 to 20000 Pa, it has been confirmed that the present invention improves the efficiency of the lamp and prolongs the life, similarly to the results shown in FIGS.

【0080】また、上記各実施例では、第1成分として
Ba、第2成分としてTaおよびZrを用いたが、Ba
の少なくとも一部に替えてSrおよびCaの少なくとも
1種を用いた場合、また、TaおよびZrの少なくとも
一部に替えてNb、TiおよびHfの少なくとも1種を
用いた場合でも、上記実施例と同様な効果を得られた。
In each of the above embodiments, Ba was used as the first component, and Ta and Zr were used as the second component.
In the case where at least one of Sr and Ca is used in place of at least a part of Nb, Ti and Hf in place of at least one of Ta and Zr, Similar effects were obtained.

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明で用いる電子放出材料は、上記し
た複合酸化物を含有するため、高温での蒸発が少なく、
また、イオンスパッタリングされたときの消耗が少な
い。そのため、この電子放出材料を用いる本発明の放電
灯は、封入ガス圧を従来になく低圧にして、従来に比べ
発光効率を著しく向上させた場合でも、従来と同等以上
のランプ寿命を示す。したがって、本発明によれば、極
めて高効率の放電灯が実用化できる。
As described above, the electron-emitting material used in the present invention contains the above-mentioned composite oxide, so that it is less likely to evaporate at high temperatures.
In addition, there is little consumption when ion sputtering is performed. Therefore, the discharge lamp of the present invention using this electron-emitting material exhibits a lamp life equal to or longer than that of the related art even when the luminous efficiency is significantly improved as compared with the related art by setting the filling gas pressure lower than before. Therefore, according to the present invention, an extremely efficient discharge lamp can be put to practical use.

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

【図1】本発明で用いる電子放出材料を粉末または焼結
体として製造する際の工程を示すフローチャートであ
る。
FIG. 1 is a flowchart showing steps in producing an electron emitting material used in the present invention as a powder or a sintered body.

【図2】本発明で用いる電子放出材料を膜として製造す
る際の工程を示すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing steps in producing an electron-emitting material used in the present invention as a film.

【図3】電極の構成例を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of an electrode.

【図4】熱陰極放電灯の構成例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a configuration example of a hot cathode discharge lamp.

【図5】冷陰極放電灯の構成例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a configuration example of a cold cathode discharge lamp.

【図6】本発明で用いる電子放出材料のX線回折パター
ンである。
FIG. 6 is an X-ray diffraction pattern of the electron-emitting material used in the present invention.

【図7】冷陰極放電灯におけるランプ電流とランプ電圧
との関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a lamp current and a lamp voltage in a cold cathode discharge lamp.

【図8】冷陰極放電灯における点灯時間とランプ電圧と
の関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a lighting time and a lamp voltage in a cold cathode discharge lamp.

【図9】冷陰極放電灯における点灯時間と輝度維持率と
の関係を示すグラフである。
FIG. 9 is a graph showing a relationship between a lighting time and a luminance maintenance ratio in a cold cathode discharge lamp.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 容器 2 電子放出材料 2A 電子放出材料膜 3 水銀ディスペンサ材料 4 金属パイプ 5 リード線 6 リード線拡大部 6A 内部導入線 7 導電性パイプ 9 バルブ 9A 蛍光体 9B ステム 10 放電空間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Container 2 Electron emission material 2A Electron emission material film 3 Mercury dispenser material 4 Metal pipe 5 Lead wire 6 Lead wire expansion part 6A Internal introduction line 7 Conductive pipe 9 Valve 9A Phosphor 9B Stem 10 Discharge space

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武石 明 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 高橋 誠 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 淀川 正忠 東京都中央区日本橋一丁目13番1号 ティ ーディーケイ株式会社内 Fターム(参考) 5C015 BB02 CC02 CC03 CC04  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Akira Takeishi 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Inside TDK Corporation (72) Inventor Makoto Takahashi 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK Incorporated (72) Inventor Masatada Yodogawa 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo FDC term (reference) 5C015 BB02 CC02 CC03 CC04

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 希ガスが封入されたバルブと、電極とを
有し、この電極が電子放出材料を含み、 この電子放出材料が、Ba、SrおよびCaの少なくと
も1種からなる第1成分と、Ta、Zr、Nb、Tiお
よびHfの少なくとも1種からなる第2成分とを金属元
素成分として含み、 MI 4II 29型結晶、 MIII 26型結晶、 MIII3型結晶、 MI 5II 415型結晶、 MI 7II 622型結晶および MI 6IIII 418型結晶 から選択される少なくとも1種の複合酸化物を主成分と
し、 前記バルブ内における希ガスの圧力が60〜270Paで
あって、前記電極が熱陰極動作を行う放電灯。
1. A valve in which a rare gas is sealed, and an electrode, the electrode including an electron-emitting material, wherein the electron-emitting material comprises a first component comprising at least one of Ba, Sr, and Ca. , Ta, Zr, Nb, and a second component consisting of at least one Ti and Hf as the metal element component, M I 4 M II 2 O 9 type crystals, M I M II 2 O 6 type crystals, M I M II O 3 type crystal, M I 5 M II 4 O 15 type crystal, the at least one composite selected from M I 7 M II 6 O 22 type crystals and M I 6 M II M II 4 O 18 type crystals A discharge lamp mainly composed of an oxide, wherein the pressure of the rare gas in the bulb is 60 to 270 Pa, and the electrode performs a hot cathode operation.
【請求項2】 希ガスが封入されたバルブと、電極とを
有し、この電極が電子放出材料を含み、 この電子放出材料が、Ba、SrおよびCaの少なくと
も1種からなる第1成分と、Ta、Zr、Nb、Tiお
よびHfの少なくとも1種からなる第2成分とを金属元
素成分として含み、 MI 4II 29型結晶、 MIII 26型結晶、 MIII3型結晶、 MI 5II 415型結晶、 MI 7II 622型結晶および MI 6IIII 418型結晶 から選択される少なくとも1種の複合酸化物を主成分と
し、 前記バルブ内における希ガスの圧力が1300〜200
00Paであって、前記電極が冷陰極動作を行う放電灯。
2. A valve having a rare gas sealed therein and an electrode, the electrode including an electron-emitting material, wherein the electron-emitting material comprises a first component comprising at least one of Ba, Sr and Ca. , Ta, Zr, Nb, and a second component consisting of at least one Ti and Hf as the metal element component, M I 4 M II 2 O 9 type crystals, M I M II 2 O 6 type crystals, M I M II O 3 type crystal, M I 5 M II 4 O 15 type crystal, the at least one composite selected from M I 7 M II 6 O 22 type crystals and M I 6 M II M II 4 O 18 type crystals The pressure of the rare gas in the valve is 1300-200
00 Pa, wherein the electrode performs a cold cathode operation.
【請求項3】 前記電子放出材料が、MI 5II 415
結晶を主成分とする請求項1または2の放電灯。
Wherein the electron emission material, the discharge lamp according to claim 1 or 2 as a main component M I 5 M II 4 O 15 type crystal.
【請求項4】 前記電子放出材料において、第1成分と
第2成分との合計に対し、第1成分のモル比をXとし、
第2成分のモル比をYとしたとき、 0.8≦X/Y≦1.5 である請求項1〜3のいずれかの放電灯。
4. The method according to claim 1, wherein the molar ratio of the first component to the total of the first component and the second component is X,
The discharge lamp according to claim 1, wherein when the molar ratio of the second component is Y, 0.8 ≦ X / Y ≦ 1.5.
【請求項5】 前記電子放出材料において、第2成分の
一部が、炭化物および/または窒化物として含有されて
いる請求項1〜4のいずれかの放電灯。
5. The discharge lamp according to claim 1, wherein a part of the second component is contained as a carbide and / or a nitride in the electron emission material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009272196A (en) * 2008-05-09 2009-11-19 Okaya Electric Ind Co Ltd Discharge tube, and method of manufacturing the same

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