JP2623095B2 - Cold cathode discharge lamp device - Google Patents

Cold cathode discharge lamp device

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JP2623095B2
JP2623095B2 JP22094687A JP22094687A JP2623095B2 JP 2623095 B2 JP2623095 B2 JP 2623095B2 JP 22094687 A JP22094687 A JP 22094687A JP 22094687 A JP22094687 A JP 22094687A JP 2623095 B2 JP2623095 B2 JP 2623095B2
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均 増村
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【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は放電灯装置に関し、特に冷陰極型放電灯装置
に関する。
The present invention relates to a discharge lamp device, and more particularly to a cold cathode discharge lamp device.

(従来の技術) 冷陰極型放電灯装置として水銀ランプが知られてい
る。水銀ランプの陰極は冷陰極の状態でスイッチオンと
同時に、グロー放電がスタートし、その数分後アーク放
電に移行し、それによって冷陰極の状態から熱陰極の状
態へ移行して熱電子放射を行う。
(Prior Art) A mercury lamp is known as a cold cathode discharge lamp device. At the same time as the cathode of the mercury lamp is switched on in the cold cathode state, glow discharge starts and, after a few minutes, transitions to arc discharge, whereby the state changes from the cold cathode state to the hot cathode state to emit thermionic emission. Do.

このような水銀ランプの陰極はアルカリ土類金属の酸
化物の耐熱性を持った酸化物を混合して、電子放射物質
を作成し、コイル型電極のストレージ部へ充填し、その
加熱を施すことによって作られている。
The cathode of such a mercury lamp mixes heat-resistant oxides of alkaline earth metal oxides to create an electron-emitting substance, fills the storage part of the coil-type electrode, and heats it. Made by.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、水銀ランプの電極は前述のように完全な熱陰
極になってランプが安定化すると、電極のストレージ部
にある電子放射物質が熱によって化学反応を生じ、蒸発
し易い物質に変化して長時間の点灯中には発光管の管壁
に付着したりすることにより発光管の黒化を招き、ラン
プの光束劣化を生じ、また、ランプの寿命を短縮する等
の問題が生ずる。
(Problems to be Solved by the Invention) However, when the electrode of a mercury lamp becomes a complete hot cathode as described above and the lamp is stabilized, the electron emitting substance in the storage part of the electrode causes a chemical reaction due to heat. It changes to a substance that evaporates easily and adheres to the tube wall of the arc tube during prolonged operation, causing blackening of the arc tube, deteriorating the luminous flux of the lamp, and shortening the life of the lamp. And other problems arise.

このように従来技術には電極表面の物質が熱による化
学変化を起し、発光管の黒化を招いたり寿命の短縮化を
招くという問題がある。
As described above, the prior art has a problem in that the substance on the electrode surface undergoes a chemical change due to heat, causing blackening of the arc tube and shortening of the life.

また、この種のランプにおいては、グロー放電からア
ーク放電に移行する時間が短いほど良く、その時間の短
縮が望まれている。
Further, in this type of lamp, the shorter the time required for the transition from the glow discharge to the arc discharge is better, and it is desired to reduce the time.

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あり、その目的は発光管の管壁の黒化を防止し、長寿命
化を図ると共に、グロー放電からアーク放電に移行する
時間の短縮を図ることのできる冷陰極型放電灯装置を提
供することにある。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and its object is to prevent blackening of the tube wall of an arc tube, to prolong the service life, and to shorten the time required for transition from glow discharge to arc discharge. It is an object of the present invention to provide a cold-cathode discharge lamp device which can achieve the following.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 前記目的を達成するため本発明は、放電灯用管体と、
この放電灯用管体に取り付けられた、半導体磁器により
形成した電極部と放電部とを持つ陰極とからなり、かつ
前記陰極の放電部の抵抗を電極部の抵抗より高くすると
共に、該放電部の抵抗を放電部先端に行くに従って高く
なるようにした冷陰極型放電灯装置を構成している。
[Configuration of the Invention] (Means for Solving the Problems) To achieve the above object, the present invention provides a discharge lamp tube,
The discharge lamp tube comprises an electrode formed of semiconductor porcelain and a cathode having a discharge portion. The discharge portion of the cathode has a higher resistance than the electrode portion. The cold-cathode discharge lamp device is configured such that the resistance of the cold cathode type discharge lamp becomes higher toward the tip of the discharge part.

(作用) 本発明は上記の構成としたので、次のように作用す
る。
(Operation) Since the present invention has the above-described configuration, it operates as follows.

すなわち、陰極に電子放射物質を使用せずに、半導体
磁器を使用したので、加熱による化学変化が生ずること
はなく発光管の黒化を防止し、長寿命化を図ることがで
きる。また陰極の放電部の抵抗を電極部の抵抗より高く
すると共に、該放電部の抵抗を放電部先端に行くに従っ
て高くなるようにしてあるので、グロー放電時に放電部
が迅速に発熱して熱電子放出が容易となり、アーク放電
に移行する時間を大幅に短縮することができる。更にま
た、アーク放電開始電圧を低くすることができる。
That is, since the semiconductor porcelain is used without using the electron emitting material for the cathode, no chemical change occurs due to heating, blackening of the arc tube can be prevented, and the life can be extended. In addition, the resistance of the discharge part of the cathode is made higher than the resistance of the electrode part, and the resistance of the discharge part becomes higher toward the tip of the discharge part. Discharge becomes easy, and the time to shift to arc discharge can be greatly reduced. Furthermore, the arc discharge starting voltage can be reduced.

(実施例) 以下に本発明の第1の実施例を第1図を参照して詳細
に説明する。
(Example) Hereinafter, a first example of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

同図に示す放電灯用電極は、放電灯用の管体1と、こ
の管体1内に配置される半導体磁器を用いた陰極2と、
この陰極2を管体1の内部で、かつ、管体1の端部1a近
傍で封着支持する封着支持部3及び陰極2に接続され、
封着支持部3を介して外部に延びるリード線4とを有し
て構成されている。
The electrode for a discharge lamp shown in FIG. 1 includes a tube 1 for a discharge lamp, a cathode 2 using semiconductor porcelain disposed in the tube 1,
The cathode 2 is connected to a sealing support portion 3 for sealing and supporting the inside of the tubular body 1 and near the end 1a of the tubular body 1 and the cathode 2,
And a lead wire 4 extending to the outside via the sealing support 3.

前記陰極2は円柱状であり。半導体磁器により形成し
た電極部2aと放電部2bとからなっている。この陰極2
は、前記半導体磁器の組成制御を行うことにより電極部
2aと放電部2bとの組成を変化させ、電極部2aの基部2dか
ら放電部2bの先端に行くにしたがって抵抗が段階的に又
は徐々に高くなるように形成してある。
The cathode 2 has a columnar shape. It comprises an electrode part 2a and a discharge part 2b formed by semiconductor porcelain. This cathode 2
The electrode portion is controlled by controlling the composition of the semiconductor porcelain.
The composition of the discharge portion 2a and the discharge portion 2b is changed so that the resistance increases stepwise or gradually from the base 2d of the electrode portion 2a to the tip of the discharge portion 2b.

前記封着支持部3は、管体1の端部1aを貫通して配置
され、かつ、この端部1aで封着支持されたリード線4を
有し、このリード線4の管体内側の端部4aを前記電極部
2aの基部2dの外周に巻回することにより、陰極2を管体
1内で端部1aと垂直配置となるように支持すると共に、
管体1の端部1aからこのリード線4の他方の端部4bを外
方に突出させることにより構成されている。
The sealing support 3 has a lead wire 4 disposed through the end 1a of the tube 1 and sealed and supported by the end 1a. Connect the end 4a to the electrode
By winding the cathode 2 around the outer periphery of the base 2d of the base 2a, the cathode 2 is supported in the tube 1 so as to be vertically arranged with the end 1a,
The other end 4b of the lead wire 4 projects outward from the end 1a of the tube 1.

ここで、前記陰極2の素材である半導体磁器について
詳述する。
Here, the semiconductor porcelain as the material of the cathode 2 will be described in detail.

この半導体磁器としては、例えば原子価補償型半導体
磁器を挙げることができる。この原子価補償型半導体磁
器の代表例は、チタン酸バリウム系を用いたものであ
る。
As this semiconductor porcelain, for example, a valence compensation type semiconductor porcelain can be mentioned. A typical example of the valence-compensating semiconductor porcelain is one using barium titanate.

また、原子価補償とは、周知のように、金属酸化物の
構成金属イオンと原子価が±1価異なる金属イオンを不
純物として添加し、不純物の導入によっって生じた電荷
量の増減を構成金属イオンの価数により補償することで
ある。
As is well known, valence compensation means adding a metal ion having a valence different from the constituent metal ion of the metal oxide by ± 1 as an impurity and increasing or decreasing the amount of charge caused by the introduction of the impurity. It is to compensate by the valence of the constituent metal ions.

この原子価補償用半導体化剤としては、Y,Dy,Hf,Ce,P
r,Nd,Sm,Gd,Ho,Er,Tb,Sb,Nb,W,Yb,Sc,Ta等をげることが
でき、それらを併用して添加することもできる。この添
加材の添加量としては0.01〜0.8mol%,特に0.1〜0.5mo
l%が望ましい。
As the semiconductor agent for valence compensation, Y, Dy, Hf, Ce, P
r, Nd, Sm, Gd, Ho, Er, Tb, Sb, Nb, W, Yb, Sc, Ta, etc. can be added, and these can be added in combination. The amount of the additive is 0.01 to 0.8 mol%, especially 0.1 to 0.5 mol%.
l% is desirable.

一方、本実施例の半導体磁器からなる陰極2を構成す
る素材は、チタン酸塩系のものが好ましく、上記チタン
酸バリウムのほか、チタン酸ストロンチウム系,チタン
酸カルシウム系,チタン酸ランタン系であってもよい。
またそれらを複合したものでもよい。さらに、上記チタ
ン酸塩のチタン酸をジルコン酸,ケイ酸,スズ酸の1種
以上で置換してもよい。
On the other hand, the material constituting the cathode 2 composed of the semiconductor porcelain of the present embodiment is preferably a titanate-based material, and in addition to the barium titanate, a strontium titanate-based, calcium titanate-based, or lanthanum titanate-based material is used. You may.
Further, a composite of them may be used. Further, the titanic acid of the titanate may be replaced with one or more of zirconic acid, silicic acid and stannic acid.

この他本発明の放電電極用半導体磁器としては、強制
還元型半導体磁器を用いてもよい。これは、上述したよ
うな陰極電極用半導体磁器を還元する方法のほか、十分
な還元条件を与えれば、半導体化剤を添加することなく
還元する方法によっても得ることができる。この場合の
還元はN2またはH2等の還元雰囲気で、かつ、望ましくは
700℃以上、最適には1200〜1450℃程度の温度条件で行
うことができる。
In addition, a forced reduction semiconductor porcelain may be used as the discharge electrode semiconductor porcelain of the present invention. This can be obtained by a method of reducing the semiconductor porcelain for the cathode electrode as described above, or by a method of reducing the amount without adding a semiconducting agent if sufficient reducing conditions are given. The reduction in this case is performed in a reducing atmosphere such as N 2 or H 2 , and preferably
It can be carried out under a temperature condition of 700 ° C. or more, optimally about 1200 to 1450 ° C.

また、原子価補償型のものと強制還元型のものとを併
用して電極を形成することもできる。この併用の態様と
しては、 (a).半導体化剤を添加し、原子価補償型半導体磁器
の成形体をつくる。
Further, an electrode can be formed by using a combination of a valence compensation type and a forced reduction type. As an embodiment of this combination, (a). By adding a semiconducting agent, a molded body of a valence-compensating semiconductor porcelain is made.

(b).(a)の成形体を直接還元焼成するか、もしく
は空気焼成した焼結磁器をさらに還元焼成して、原子価
補償型及び強制還元型を併用した半導体磁器を得る。
(B). The compact obtained in (a) is directly reduced and fired, or the sintered porcelain fired in the air is further reduced and fired to obtain a semiconductor porcelain using both a valence compensation type and a forced reduction type.

本実施例の陰極2は、以上のような半導体磁器を用
い、この半導体磁器の組成制御を行うことにより電極部
2aと放電部2bとの組成を変化させ、電極部2aの基部2dか
ら放電部2bの先端に行くに従って抵抗が段階的に又は徐
々に高くなるように形成してある。
The cathode 2 of this embodiment uses the above-described semiconductor porcelain, and controls the composition of the semiconductor porcelain to form an electrode portion.
The composition of the discharge part 2a and the discharge part 2b is changed so that the resistance increases gradually or gradually from the base 2d of the electrode part 2a to the tip of the discharge part 2b.

このように陰極2の放電部2bの抵抗を電極部2aの抵抗
より高くし、かつ先端に行くに従って抵抗を高くするこ
とにより、グロー放電時に放電部2bが迅速に発熱し、熱
電子放出が容易となって、アーク放電に移行する時間が
大幅に短縮される。また、アーク放電開始電圧を低くす
ることができる。
By making the resistance of the discharge part 2b of the cathode 2 higher than the resistance of the electrode part 2a and increasing the resistance toward the tip, the discharge part 2b quickly generates heat during glow discharge, facilitating thermionic emission. Thus, the time required for transition to arc discharge is greatly reduced. Further, the arc discharge starting voltage can be reduced.

次に放電灯装置の種々の変形例について順次説明す
る。
Next, various modifications of the discharge lamp device will be sequentially described.

第2図に第2の実施例の放電灯装置を示す。 FIG. 2 shows a discharge lamp device according to a second embodiment.

この実施例が前記第1実施例と異なる点は、陰極2′
を構成する半導体磁器の組成を変化させるのではなく、
その代りに放電部2b′の先端2c′を円錐状に形成し、こ
れによって放電部2b′の抵抗を電極2a′の抵抗より高く
し、かつ先端に行くに従って抵抗を高くした点であり、
その他の点は前記第1実施例と同様である。
The difference between this embodiment and the first embodiment is that the cathode 2 '
Instead of changing the composition of the semiconductor porcelain that constitutes
Instead, the tip 2c 'of the discharge part 2b' is formed in a conical shape, thereby making the resistance of the discharge part 2b 'higher than the resistance of the electrode 2a', and increasing the resistance toward the tip.
Other points are the same as in the first embodiment.

第3図に第3の実施例の放電灯装置を示す。 FIG. 3 shows a discharge lamp device according to a third embodiment.

この実施例は、前記第1実施例と第2実施例とを組合
せたものであり、本実施例の陰極12は、半導体磁器の組
成制御を行うことにより電極部12aと放電部12bとの組成
を変化させ、電極部12aの基部12dから放電部12bの先端
に行くに従って抵抗が段階的に又は徐々に高くなるよう
に形成すると共に、放電部12bの先端12cを円錐状に形成
したものである。
This embodiment is a combination of the first embodiment and the second embodiment. The cathode 12 of this embodiment is formed by controlling the composition of the semiconductor porcelain so that the composition of the electrode portion 12a and the discharge portion 12b is controlled. And the resistance is gradually or gradually increased from the base 12d of the electrode portion 12a to the tip of the discharge portion 12b, and the tip 12c of the discharge portion 12b is formed in a conical shape. .

第4図に第4の実施例の放電灯装置を示す。 FIG. 4 shows a discharge lamp device according to a fourth embodiment.

この実施例は、端部21aを絞った放電灯用の管体21
と、この管体21内に放電部22bが配置され、円板状に形
成された電極部22aが管体21の端部21aを封着している半
導体磁器を用いた陰極22と、第9図に示すように陰極22
の電極部22aの突出部22dに嵌着した導電性キャップから
なる外部接続用電極26と、この外部接続用電極26に接続
したリード線24とからなり、リード線24を図示しない電
源に接続することにより通電を行うようになっている。
In this embodiment, a tube 21 for a discharge lamp having a narrowed end 21a is used.
A discharge part 22b is arranged in the tube 21, and a cathode 22 using semiconductor porcelain in which a disk-shaped electrode part 22a seals an end 21a of the tube 21, Cathode 22 as shown
An electrode for external connection 26 made of a conductive cap fitted to the protruding portion 22d of the electrode portion 22a, and a lead wire 24 connected to the external connection electrode 26, and the lead wire 24 is connected to a power source (not shown). Thus, current is supplied.

そして、本実施例の陰極22は、半導体磁器の組成制御
を行うことにより電極部22aと放電部22bとの組成を変化
させ、電極部22aの基部22dから放電部22bの先端に行く
に従って抵抗が段階的に又は徐々に高くなるように形成
してある。
In the cathode 22 of the present embodiment, the composition of the electrode portion 22a and the discharge portion 22b is changed by controlling the composition of the semiconductor porcelain, and the resistance increases from the base 22d of the electrode portion 22a to the tip of the discharge portion 22b. It is formed so as to increase gradually or gradually.

第5図に第5の実施例の放電灯装置を示す。 FIG. 5 shows a discharge lamp device according to a fifth embodiment.

この実施例が前記第4実施例と異なる点は、陰極32を
構成する半導体磁器の組成を変化させるのではなく、そ
の代りに放電部32bの先端32cを円錐状に形成し、これに
よって放電部32bの抵抗を電極部32aの抵抗より高くし、
かつ先端に行くに従って抵抗が高くなるようにした点で
あり、その他の点は前記第4実施例と同様である。
This embodiment differs from the fourth embodiment in that the tip 32c of the discharge portion 32b is formed in a conical shape instead of changing the composition of the semiconductor porcelain constituting the cathode 32. Make the resistance of 32b higher than the resistance of the electrode part 32a,
In addition, the resistance is increased toward the tip, and the other points are the same as in the fourth embodiment.

第6図に第6の実施例の放電灯装置を示す。 FIG. 6 shows a discharge lamp device according to a sixth embodiment.

この実施例が、前記第5実施例と異なる点は、陰極放
電部42bの全体形状を円錐状に形成し、これによって放
電部42bの抵抗を電極部42aの抵抗より高くし、かつ先端
に行くに従って抵抗が高くなるようにした点であり、そ
の他の点には変りはない。
This embodiment differs from the fifth embodiment in that the overall shape of the cathode discharge portion 42b is formed in a conical shape, whereby the resistance of the discharge portion 42b is higher than the resistance of the electrode portion 42a, and goes to the tip. The resistance is increased in accordance with the above, and the other points remain unchanged.

第7図に第7の実施例の放電灯装置を示す。 FIG. 7 shows a discharge lamp device according to a seventh embodiment.

この実施例は、前記第4実施例と第5実施例とを組合
せたものであり、本実施例の陰極52は、半導体磁器の組
成制御を行うことにより電極部52aと放電部52bとの組成
を変化させ、電極部52aの基部52dから放電部52bのの先
端に行くに従って抵抗が段階的に又は徐々に高くなるよ
うに形成すると共に、放電部52bの先端52cを円錐状に形
成したものである。
This embodiment is a combination of the fourth embodiment and the fifth embodiment. The cathode 52 of the present embodiment is formed by controlling the composition of the semiconductor porcelain so that the composition of the electrode portion 52a and the discharge portion 52b is controlled. Is formed such that the resistance gradually or gradually increases from the base 52d of the electrode portion 52a to the tip of the discharge portion 52b, and the tip 52c of the discharge portion 52b is formed in a conical shape. is there.

第8図に第8の実施例の放電灯装置を示す。 FIG. 8 shows a discharge lamp device according to an eighth embodiment.

この実施例は、前記第4実施例と第6実施例とを組合
せたものであり、本実施例の陰極62は、半導体磁器の組
成制御を行うことにより電極部62aと放電部62bとの組成
を変化させ、電極部62aの基部62dから放電部62bの先端6
2cに行くに従って抵抗が段階的にまたは徐々に高くなる
ように形成すると共に、放電部62bの全体形状を円錐状
に形成したものである。
This embodiment is a combination of the fourth embodiment and the sixth embodiment. The cathode 62 of this embodiment is formed by controlling the composition of the semiconductor porcelain so that the composition of the electrode portion 62a and the discharge portion 62b is controlled. From the base 62d of the electrode portion 62a to the tip 6 of the discharge portion 62b.
The resistance is gradually or gradually increased toward 2c, and the entire shape of the discharge portion 62b is formed in a conical shape.

ここで前記陰極の放電部のみの抵抗を高める方法の一
例について説明する。先ず、Mn(NO3の0.0001モル
溶液を作る。次に陰極となる成形体の棒状先端部を前記
溶液に浸すことによって抵抗を高める。このとき、溶液
が浸みた部分のMn(NO3濃度が高くなるように、第
1回目は深く浸して乾燥し、第2回目は中間部まで浸し
て乾燥し、最後は先端部のみを浸して乾燥するようにす
る。こうすれば先端部の抵抗が最も高く、順次抵抗が段
階的に低くなるような放電部が得られる。このようにし
て得られたものを焼成して比抵抗を測ればよい。
Here, an example of a method of increasing the resistance of only the discharge portion of the cathode will be described. First, a 0.0001 molar solution of Mn (NO 3 ) 2 is prepared. Next, the resistance is increased by immersing the rod-shaped tip portion of the molded body serving as the cathode in the solution. At this time, first soak and dry the second time, soak to the middle part and dry so that the concentration of Mn (NO 3 ) 2 in the part where the solution is soaked is high, Soak and dry. In this case, a discharge portion is obtained in which the resistance at the tip portion is the highest and the resistance gradually decreases stepwise. What is necessary is just to bake what was obtained in this way, and to measure a specific resistance.

実際に本発明による蛍光管を作り従来の蛍光管と放電
開始電圧を比較した。第10図に陰極部の組成を3種類
(No.1〜No.3)例示し、第11図に本発明による蛍光管の
陰極の形状と組成を変えた時の放電開始電圧と同等形状
の従来の蛍光管(FL15W)放電開始電圧を示す。尚、第1
0図における電極部,中間部,放電部は第4図乃至第8
図における電極部,放電部の中間部,その先端部を意味
している。また、ここで述べる放電開始電圧は、余熱電
流を流さずに冷陰極状態でAC電圧を徐々に印加していっ
た時の放電開始の電圧である。
Actually, a fluorescent tube according to the present invention was made, and the discharge starting voltage was compared with that of a conventional fluorescent tube. FIG. 10 illustrates three types of compositions of the cathode part (No. 1 to No. 3), and FIG. 11 shows a shape equivalent to the discharge starting voltage when the shape and composition of the cathode of the fluorescent tube according to the present invention are changed. 3 shows the discharge starting voltage of a conventional fluorescent tube (FL15W). The first
The electrode part, intermediate part, and discharge part in FIG.
In the figure, it means an intermediate part of the electrode part and the discharge part, and a tip part thereof. Further, the discharge starting voltage described here is a voltage at the start of discharging when an AC voltage is gradually applied in a cold cathode state without flowing a residual heat current.

この実験では陰極の組成は第10図のNo.1のままで形状
を8種類(第1図から第8図)変えた蛍光管と、形状は
第4図のままで組成を3点(第10図のNo.1〜No.3)変え
た蛍光管について放電開始電圧を測定した。また各陰極
について放電部が電極部の2倍の比抵抗値をもつように
なっている。
In this experiment, the composition of the cathode was changed to eight types (Figs. 1 to 8) while the composition of the cathode was No. 1 in Fig. 10, and the composition was changed to three points (Fig. 1 to Fig. 8). The discharge starting voltage was measured for the fluorescent tubes in which No. 1 to No. 3 in FIG. 10 were changed. Further, for each cathode, the discharge part has a resistivity twice as large as that of the electrode part.

第11図から明らかなように、本発明の陰極は従来のも
のに比べ放電開始電圧が低くなっている。さらに本発明
による陰極の中でも放電部が平らなものより、円錐状の
ものが放電開始電圧が低くなっている。また、製造法的
に放電部の抵抗を上げた場合の方が、形状のみの場合よ
り放電開始電圧は低くなる傾向にある。
As is apparent from FIG. 11, the cathode of the present invention has a lower discharge starting voltage than the conventional one. Further, among the cathodes according to the present invention, the discharge start voltage is lower in the conical one than in the flat one in the discharge part. Also, the discharge starting voltage tends to be lower when the resistance of the discharge portion is increased due to the manufacturing method than when only the shape is used.

次に本発明による陰極の寿命を評価するために、本発
明による蛍光管と従来の蛍光管を各々5本づつ第12図に
示す試験条件で点滅試験を行った。結果は第13図に示す
通りであり、従来の蛍光管が平均65,100回で断線して不
点になるのに対し、本発明による蛍光管は10万回試験を
行っても不点を生じなかった。このような寿命において
も、本発明による陰極は従来の陰極より優れていること
がわかる。
Next, in order to evaluate the life of the cathode according to the present invention, a flicker test was performed on each of the five fluorescent tubes according to the present invention and the conventional fluorescent tube under the test conditions shown in FIG. The results are as shown in FIG. 13, in which the conventional fluorescent tube breaks at an average of 65,100 times and becomes a point, whereas the fluorescent tube according to the present invention does not show any points even after 100,000 tests. Was. It can be seen that even in such a life, the cathode according to the present invention is superior to the conventional cathode.

今回の放電実験は、実際に市販の蛍光管を使用する場
合は余熱電流を流すため放電開始電圧は低いが、同一条
件で比較し、さらに放電開始電圧の差を明らかにするた
めに余熱電流を流さない状態で行った。
In this discharge experiment, when a commercially available fluorescent tube was actually used, the discharge starting voltage was low due to the flow of the residual heat current.However, the comparison was made under the same conditions, and the residual heat current was determined in order to clarify the difference in the discharge start voltage. The test was performed without flowing.

上記結果によると、本発明による陰極は放電電極用と
して、従来のタングステンフィラメントに電子放射物質
を塗布した形の放電電極と同等以上の放電特性を備えて
いることが判る。
According to the above results, it is understood that the cathode according to the present invention is used for a discharge electrode and has a discharge characteristic equal to or higher than that of a conventional discharge electrode in which an electron emitting material is applied to a tungsten filament.

以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上
記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範
囲内において適宜変形実施可能であることは言うまでも
ない。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that the present invention can be appropriately modified and implemented within the scope of the present invention.

[発明の効果] 以上詳述したように本発明によれば、陰極電極電子放
射物質を使用せずに半導体磁器を使用しているので加熱
による化学変化が生ずることはなく、発光管の黒化現象
を防止することができ、放電灯装置の長寿命化を図るこ
とができる。
[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, since a semiconductor porcelain is used without using a cathode electrode electron emitting material, there is no chemical change due to heating, and blackening of an arc tube is achieved. The phenomenon can be prevented, and the life of the discharge lamp device can be extended.

また、陰極の放電部の抵抗を電極部の抵抗より高する
と共に、該放電部の抵抗を放電部先端に行くほど高くし
てあるので、グロー放電時に放電部が迅速に発熱して熱
電子放出が容易となり、アーク放電に移行する時間を大
幅に短縮することができる。更にまた、アーク放電開始
電圧を低くすることができる。
In addition, the resistance of the discharge part of the cathode is higher than the resistance of the electrode part, and the resistance of the discharge part is higher toward the tip of the discharge part. , And the time to shift to arc discharge can be greatly reduced. Furthermore, the arc discharge starting voltage can be reduced.

しかも、半導体磁器は安価であるので装置のコスト低
減化も図れる。更に半導体磁器の形状を任意に形成でき
るので用途に応じた形状、所望の特性が得られる形状と
することができる。
Moreover, since semiconductor porcelain is inexpensive, the cost of the apparatus can be reduced. Further, since the shape of the semiconductor porcelain can be arbitrarily formed, it can be formed into a shape according to the intended use and a shape capable of obtaining desired characteristics.

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

第1図は本発明放電灯装置の第1の実施例を示す要部断
面図、第2図は本発明放電灯装置の第2の実施例を示す
要部断面図、第3図は本発明放電灯装置の第3の実施例
を示す要部断面図、第4図は本発明放電灯装置の第4の
実施例を示す要部断面図、第5図は本発明放電灯装置の
第5の実施例を示す要部断面図、第6図は本発明放電灯
装置の第6の実施例を示す要部断面図、第7図は本発明
放電灯装置の第7の実施例を示す要部断面図、第8図は
本発明放電灯装置の第8の実験例を示す要部断面図、第
9図は第4図の部分拡大断面図、第10図乃至第13図は本
発明の試験結果を説明するためのものであり、第10図は
試験試料の組成例第11図は放電性特性図、第12図は寿命
試験条件、第13図は寿命特性をそれぞれ示している。 1,21……放電灯用管体、 2,12,22,32,42,52,62……陰極、 2a,12a,22a,32a,42a,52a,62a……電極部、 2b,12b,22b,32b,42b,52b,62b……放電部。
FIG. 1 is a sectional view of a principal part showing a first embodiment of the discharge lamp device of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a principal part showing a second embodiment of the discharge lamp device of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a sectional view of a principal part showing a third embodiment of the discharge lamp device, FIG. 4 is a sectional view of a principal part showing a fourth embodiment of the discharge lamp device of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing a sixth embodiment of the discharge lamp device of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a seventh embodiment of the discharge lamp device of the present invention. FIG. 8 is a partial sectional view showing an eighth experimental example of the discharge lamp device of the present invention, FIG. 9 is a partially enlarged sectional view of FIG. 4, and FIGS. FIG. 10 is a view for explaining test results, FIG. 10 shows a composition example of a test sample, FIG. 11 shows a discharge characteristic diagram, FIG. 12 shows a life test condition, and FIG. 13 shows a life characteristic. 1,21… Discharge lamp tube, 2,12,22,32,42,52,62 …… Cathode, 2a, 12a, 22a, 32a, 42a, 52a, 62a …… Electrode part, 2b, 12b, 22b, 32b, 42b, 52b, 62b ... discharge part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田口 春男 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 テ ィーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特公 昭26−3596(JP,B1) 特公 平6−103627(JP,B2) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Haruo Taguchi 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Inside TDK Corporation (56) References: JP-B 26-3596 (JP, B1) JP-B-6 −103627 (JP, B2)

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】放電灯用管体と、この放電灯用管体に取り
付けられた、半導体磁器により形成した電極部と放電部
とを持つ陰極とからなり、かつ前記陰極の放電部の抵抗
を電極部の抵抗より高くすると共に、該放電部の抵抗を
放電部先端に行くに従って高くなるようにした冷陰極型
放電灯装置。
1. A discharge lamp tube, and a cathode attached to the discharge lamp tube and having an electrode portion formed by semiconductor porcelain and a discharge portion, wherein the resistance of the discharge portion of the cathode is reduced. A cold-cathode discharge lamp device wherein the resistance of the discharge part is higher than the resistance of the electrode part, and the resistance of the discharge part is higher toward the tip of the discharge part.
【請求項2】前記陰極は、半導体磁器の組成を変化させ
ることにより構成した特許請求の範囲第1項記載の冷陰
極型放電灯装置。
2. The cold cathode discharge lamp device according to claim 1, wherein said cathode is formed by changing the composition of a semiconductor porcelain.
【請求項3】前記半導体磁器は、原子価補償型半導体磁
器もしくは強制還元型半導体磁器あるいは、その両者を
併用した半導体磁器からなる特許請求の範囲第1項又は
第2項記載の冷陰極型放電灯装置。
3. The cold cathode discharger according to claim 1, wherein said semiconductor porcelain comprises a valence compensation type semiconductor porcelain, a forced reduction type semiconductor porcelain, or a semiconductor porcelain using both of them. Lighting device.
【請求項4】前記半導体機器は、主成分としてチタン,
バリウム,ストロンチウム,カルシウム,ランタン,ジ
ルコン,スズの酸化物の1種又は2種以上からなる特許
請求の範囲第1項又は第2項記載の冷陰極型放電灯装
置。
4. The semiconductor device comprises titanium as a main component,
3. The cold-cathode discharge lamp device according to claim 1, comprising one or more of oxides of barium, strontium, calcium, lanthanum, zircon, and tin.
【請求項5】前記半導体磁器は、Y,Dy,Hf,Ce,Pr,Nd,Sm,
Gd,Ho,Er,Tb,Sb,Nb,W,Yb,Sc,Taの1種又は2種以上の原
子価補償用の半導体化剤を添加した特許請求の範囲第1
項又は第2項記載の冷陰極型放電灯装置。
5. The semiconductor porcelain according to claim 1, wherein Y, Dy, Hf, Ce, Pr, Nd, Sm,
Claim 1 wherein one or more of a semiconductor agent for valence compensation of Gd, Ho, Er, Tb, Sb, Nb, W, Yb, Sc, Ta is added.
Item 3. The cold cathode discharge lamp device according to item 2 or 2.
【請求項6】前記陰極は、前記管体の端部を貫通し、か
つ、この端部で封着されたリード線の管体内側の端部
を、陰極電極部に巻回することにより構成されるもので
ある特許請求の範囲第1項又は第2項記載の冷陰極型放
電灯装置。
6. The cathode is formed by winding an end inside a tube of a lead wire penetrating an end of the tube and sealing the lead wire around the end around a cathode electrode portion. The cold-cathode discharge lamp device according to claim 1 or 2, wherein the cold-cathode discharge lamp device is used.
【請求項7】前記陰極の放電部は、略円柱状でその先端
が円錐状に形成されている特許請求の範囲第1項又は第
2項記載の冷陰極型放電灯装置。
7. The cold-cathode discharge lamp device according to claim 1, wherein the discharge section of the cathode has a substantially cylindrical shape and a tip thereof is formed in a conical shape.
【請求項8】前記陰極の放電部は、その全体形状が円錐
状に形成されている特許請求の範囲第1項又は第2項記
載の冷陰極型放電灯装置。
8. The cold-cathode discharge lamp device according to claim 1, wherein said discharge section of said cathode is formed in a conical shape as a whole.
【請求項9】前記陰極の電極部は、円板状に形成され、
該電極部が前記管体の端部を封着している特許請求の範
囲第1項又は第2項記載の冷陰極型放電灯装置。
9. The electrode portion of the cathode is formed in a disk shape,
3. The cold-cathode discharge lamp device according to claim 1, wherein said electrode portion seals an end of said tube.
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