JP2982888B2 - Discharge lamp electrode - Google Patents

Discharge lamp electrode

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JP2982888B2
JP2982888B2 JP6089058A JP8905894A JP2982888B2 JP 2982888 B2 JP2982888 B2 JP 2982888B2 JP 6089058 A JP6089058 A JP 6089058A JP 8905894 A JP8905894 A JP 8905894A JP 2982888 B2 JP2982888 B2 JP 2982888B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、携帯用のパーソナル・
コンピュータあるいはワード・プロセッサ等に用いられ
る液晶表示装置用バックライト放電ランプの電極に係る
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a portable personal computer.
The present invention relates to an electrode of a backlight discharge lamp for a liquid crystal display device used for a computer or a word processor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の急速なパーソナル・コンピュータ
の普及の中で、携帯に適した小型のパーソナル・コンピ
ュータあるいはワード・プロセッサが急速に普及しつつ
あり、特に外形が一般のビジネス文書と同じA4型の大
きさであるノート型と呼ばれるパーソナル・コンピュー
タは小型軽量である上に価格が低廉であるということか
ら人気がある。
2. Description of the Related Art With the rapid spread of personal computers in recent years, small-sized personal computers or word processors suitable for carrying are rapidly spreading. Personal computers called notebooks, which are small in size, are popular because of their small size and light weight and low cost.

【0003】このノート型パーソナル・コンピュータに
は表示装置として多くの場合液晶表示装置が用いられて
いるが、この液晶表示装置は発光表示装置でないため表
示内容を見るためには光源が必要である。この光源とし
て最も単純なものは外部光源を利用するが、外部光源が
不十分な場所で使用するためあるいはカラー表示を行う
ためには十分な量の光が必要なため内部光源が必要であ
る。この内部光源は液晶表示装置の背面から光を照射す
るためバックライト光源と呼ばれ、液晶表示面の全体を
表示するために面光源であることが要求されている。そ
のため、現在は電界発光(Electro Luminescent=EL)素
子あるいは導光板と組み合わされた蛍光放電ランプがバ
ックライト光源として使用されている。
In many cases, a liquid crystal display device is used as a display device in the notebook personal computer. However, since the liquid crystal display device is not a light emitting display device, a light source is required to view display contents. The simplest light source uses an external light source. However, an internal light source is necessary because a sufficient amount of light is required for use in a place where the external light source is insufficient or for color display. The internal light source is called a backlight light source for emitting light from the back of the liquid crystal display device, and is required to be a surface light source for displaying the entire liquid crystal display surface. Therefore, at present, a fluorescent discharge lamp combined with an electroluminescent (Electro Luminescent = EL) element or a light guide plate is used as a backlight light source.

【0004】蛍光放電ランプを用いたバックライト光源
1の構成を図1に示す。この図において2はガラスある
いはアクリル樹脂等の透光性材料からなる導光板であ
り、その表面には板の側面から入射された光を平面方向
に放射するための凹凸が形成されている。そして、導光
板2の両側面には導光板2に光を入射させるための光源
として蛍光放電ランプ3,3が取り付けられている。
FIG. 1 shows the structure of a backlight light source 1 using a fluorescent discharge lamp. In this figure, reference numeral 2 denotes a light guide plate made of a light-transmissive material such as glass or acrylic resin, and its surface is formed with irregularities for radiating light incident from a side surface of the plate in a plane direction. Fluorescent discharge lamps 3 and 3 are attached to both sides of the light guide plate 2 as light sources for allowing light to enter the light guide plate 2.

【0005】バックライト光源用に用いられる従来の蛍
光放電ランプの断面図を図2(a)に、管端部の円b部
の拡大断面図を図2(b)に示す。この図において4は
内壁に蛍光物質が塗布された円筒型の細長い密封ガラス
管容器であり、ガラス管容器4の左右側端部にはそれぞ
れリード線5,5が設けられている。リード線5の先端
には酸化バリウム(BaO)等の電子放射物質を塗布さ
れたタングステン製フィラメント6,6が取り付けら
れ、このフィラメント6,6と管端部との間に水銀ディ
スペンサ9が配設されている。
FIG. 2A is a sectional view of a conventional fluorescent discharge lamp used for a backlight light source, and FIG. 2B is an enlarged sectional view of a circle b at the end of the tube. In this figure, reference numeral 4 denotes an elongated cylindrical hermetically sealed glass tube container having a fluorescent substance applied to its inner wall, and lead wires 5 and 5 are provided at left and right ends of the glass tube container 4, respectively. At the tip of the lead wire 5, a tungsten filament 6, 6 coated with an electron emitting material such as barium oxide (BaO) is attached, and a mercury dispenser 9 is disposed between the filament 6, 6 and the tube end. Have been.

【0006】蛍光放電ランプの場合は放電用ガスに低圧
(1Pa程度)の水銀(Hg)ガスを用い、ガラス管内
に対向して配置されたフィラメント6,6が通電加熱さ
れ、交流あるいは直流電圧が印加されることによって水
銀ガスから波長253.7nmの紫外線が放射され、この
紫外線がガラス管内壁に塗布されたハロ燐酸カルシウム
(3Ca3(PO42・CaFCl/Sb,Mn)等の
蛍光物質に照射されることにより可視光に変換される。
In the case of a fluorescent discharge lamp, a low-pressure (about 1 Pa) mercury (Hg) gas is used as a discharge gas, and the filaments 6, 6 disposed opposite to each other in the glass tube are energized and heated. When applied, the mercury gas emits ultraviolet rays having a wavelength of 253.7 nm, and the ultraviolet rays are applied to a fluorescent material such as calcium halophosphate (3Ca 3 (PO 4 ) 2 .CaFCl / Sb, Mn) applied to the inner wall of the glass tube. The light is converted into visible light by being irradiated.

【0007】放電用ガス中にはこの他に水銀ガスの電離
を促進して放電をし易くするため(ペニング効果)に数
100Pa程度の圧力のアルゴン(Ar)ガスが封入さ
れている。蛍光放電ランプを製造するには、放電開始用
ガスであるアルゴンガスを封入してから管端部を閉じて
管全体を密封し、その後水銀ディスペンサ9を高周波誘
導加熱装置等を用いて加熱することにより、封入されて
いるTi3Hgから水銀蒸気を管中に放出させることに
より、水銀ガスが封入される。
In addition, an argon (Ar) gas having a pressure of about several hundred Pa is sealed in the discharge gas in order to facilitate ionization of the mercury gas to facilitate discharge (penning effect). To manufacture a fluorescent discharge lamp, an argon gas, which is a gas for starting discharge, is sealed, the end of the tube is closed and the entire tube is sealed, and then the mercury dispenser 9 is heated using a high-frequency induction heating device or the like. By discharging mercury vapor from the enclosed Ti 3 Hg into the tube, the mercury gas is enclosed.

【0008】このような構成を有する蛍光管の陰極とし
て、従来はタングステンフィラメントにBaO,SrO
あるいはCaO等の電子放出材料を塗布した熱陰極が用
いられている。この、熱陰極は予熱回路が必要となるた
め装置コストが高く、消費電力も大きくなるばかりでな
く再点弧電圧が高い。また、放電中で生じた水銀イオン
が陰極前面の強い電界で加速されて電極に衝突し、電極
物質を飛散させるスパッタリングを生じるため電極寿命
の短縮化及び電極近辺の管端部を黒化させるという問題
がある。
Conventionally, as a cathode of a fluorescent tube having such a configuration, BaO, SrO is added to a tungsten filament.
Alternatively, a hot cathode coated with an electron emitting material such as CaO is used. Since the hot cathode requires a preheating circuit, the apparatus cost is high, the power consumption is large, and the re-ignition voltage is high. In addition, mercury ions generated during the discharge are accelerated by the strong electric field on the front surface of the cathode and collide with the electrode, causing sputtering that scatters the electrode material, thereby shortening the life of the electrode and blackening the tube end near the electrode. There's a problem.

【0009】蛍光放電ランプを使用したバックライト光
源が多く用いられているノート型パーソナル・コンピュ
ータに対する小型化及び省電力化の要求は強く、したが
ってバックライト光源に対する省電力化及び薄型化への
要求も強い。しかし、熱陰極であるフィラメントがある
程度の大きさを必要とするためガラス管の内径を小さく
することができず、通常のガラス管外径は8mm程度であ
る。
There is a strong demand for miniaturization and power saving for notebook personal computers in which a backlight light source using a fluorescent discharge lamp is frequently used, and therefore there is also a demand for power saving and thinning of the backlight light source. strong. However, since the filament as the hot cathode requires a certain size, the inner diameter of the glass tube cannot be reduced, and the outer diameter of the ordinary glass tube is about 8 mm.

【0010】この要求に応えるため、冷陰極型蛍光放電
ランプが提案されている。この冷陰極放電ランプは図2
に示された熱陰極放電ランプのフィラメント及び水銀デ
ィスペンサに代えて、水銀ディスペンサを兼ねる冷陰極
がリード線に取り付けられている。
To meet this demand, a cold cathode fluorescent lamp has been proposed. This cold cathode discharge lamp is shown in FIG.
In place of the filament and the mercury dispenser of the hot cathode discharge lamp shown in (1), a cold cathode serving also as a mercury dispenser is attached to the lead wire.

【0011】この冷陰極型蛍光放電ランプは図2に示し
た熱陰極型蛍光放電ランプと異なり熱陰極を有しないた
め、消費電力が小さくまた管の寿命は長い。また、フィ
ラメントを用いないためガラス管の内径を小さくするこ
とができ、通常ガラス管外径は4mm程度にすることがで
きる。冷陰極の材料としてはニッケル金属が用いられて
いるが、ニッケル金属は電子の放出が少ないため輝度を
高くすることができず、また放電開始電圧が高いといっ
た問題がある。
Since this cold cathode fluorescent lamp does not have a hot cathode unlike the hot cathode fluorescent lamp shown in FIG. 2, the power consumption is small and the life of the tube is long. Further, since no filament is used, the inner diameter of the glass tube can be reduced, and the outer diameter of the glass tube can be generally reduced to about 4 mm. Nickel metal is used as a material for the cold cathode. However, nickel metal emits a small amount of electrons, so that the luminance cannot be increased, and the discharge starting voltage is high.

【0012】一方、BaTiO3などのセラミックを還
元処理により半導体化したセラミックを用いた放電ラン
プ電極が米国特許明細書2,686,274号に記載され
ているが、これらの塊状,粒状あるいは多孔質状の半導
体磁器は放電ガス中の水銀イオン及びアルゴン(A
r),ネオン(Ne),キセノン(Xe),クリプトン
(Kr)等の希ガスイオン等のイオン衝撃に弱く、イオ
ンの衝突によってスパッタリングをおこして電子放出特
性が劣化する。
On the other hand, a discharge lamp electrode using a ceramic obtained by converting a ceramic such as BaTiO 3 into a semiconductor by a reduction treatment is described in US Pat. No. 2,686,274. Semiconductor porcelain is composed of mercury ions and argon (A
r), weak to ion bombardment of rare gas ions such as neon (Ne), xenon (Xe), and krypton (Kr). Sputtering is caused by ion bombardment to deteriorate electron emission characteristics.

【0013】この問題を解決するために表面に耐スパッ
タリング層を形成したセラミック半導体電極材料及びそ
の製造方法が米国特許4,808,883号明細書(特開
昭62−291854号公報)、特開昭55−4983
3号公報、特開平2−186527号公報、特開平2−
186550号及び特開平2−215039号公報に記
載されている。
In order to solve this problem, a ceramic semiconductor electrode material having a sputter-resistant layer formed on its surface and a method for producing the same are disclosed in US Pat. No. 4,808,883 (JP-A-62-291854) and JP-A-62-291854. Showa 55-4983
No. 3, JP-A-2-186527, JP-A-2-186527
186550 and JP-A-2-215039.

【0014】また、これらのセラミック半導体電極材料
を用いた蛍光放電ランプ陰極が米国特許4,808,88
3号明細書(特開昭62−291854号公報、実開昭
63−15551号公報、実開昭63−15552号公
報、実開昭63−15553号公報、実開昭63−15
554号公報)、特開平2−186527号公報、特開
平2−186550号公報、特開平2−215039号
公報に記載されている。これらの蛍光放電ランプ陰極は
セラミック半導体で構成されており、放電のための高温
を保ちにくい。この問題を解決するため、セラミック半
導体を粒状に形成して耐熱性セラミック容器中に収納し
た蛍光放電ランプ陰極が特開平4−43546号公報に
記載されている。
Also, a fluorescent discharge lamp cathode using these ceramic semiconductor electrode materials is disclosed in US Pat. No. 4,808,88.
No. 3 (JP-A-62-291854, JP-A-63-15551, JP-A-63-15552, JP-A-63-15553, JP-A-63-15
554), JP-A-2-186527, JP-A-2-186550, and JP-A-2-215039. These fluorescent discharge lamp cathodes are made of a ceramic semiconductor, and it is difficult to maintain a high temperature for discharge. In order to solve this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-43546 discloses a fluorescent discharge lamp cathode in which a ceramic semiconductor is formed in a granular shape and housed in a heat-resistant ceramic container.

【0015】図3に示すのはこの蛍光放電ランプの管端
部の断面図である。この図において4はガラス管容器で
あり、11は電極円筒である。ガラス管容器4は断面円
筒型の細長い容器で、ガラス管容器4の両端部にはそれ
ぞれ耐熱金属であるタングステン製リード線5,5が設
けられている。リード線5の先端部には電極円筒11を
保持するための保持部10が設けてあり、この保持部1
0は弾性のある導電性材料で形成され電極円筒11の外
周を弾性的に挟持するように構成されている。水銀ディ
スペンサ14は保持部10とリード線5の間に巻付部1
5が形成されることにより取り付けられている。
FIG. 3 is a sectional view of a tube end of the fluorescent discharge lamp. In this figure, 4 is a glass tube container, and 11 is an electrode cylinder. The glass tube container 4 is an elongate container having a cylindrical cross section. At both ends of the glass tube container 4, lead wires 5 and 5 made of heat-resistant metal are provided. A holding portion 10 for holding the electrode cylinder 11 is provided at the tip of the lead wire 5.
Numeral 0 is made of an elastic conductive material and is configured to elastically sandwich the outer periphery of the electrode cylinder 11. The mercury dispenser 14 is provided between the holding portion 10 and the lead wire 5 and the winding portion 1 is provided.
5 are formed and attached.

【0016】電極円筒11は一方が開放口となっている
有底円筒状の高融点又は耐スパッタリング性の良好な半
導体磁器、例えばBa(Zr,Ta)O3系の半導体磁
器であり、この電極円筒11内に形成された中空部12
に塊状または粒状もしくは多孔質状の半導体磁器13が
収納されることによって構成されている。電極円筒11
の大きさとしては内径0.9mm、外径1.9mm、長さ2.
3mmのもの及び内径1.6mm、外径2.6mm、長さ2.3m
mのものがある。本出願人はこれらの半導体磁器に用い
る材料として特願平5−56747号において、0.5
〜1.5モルのBaO,CaOあるいはSrOから選択
された第1の成分と、0.05〜0.95モルのZrO2
あるいはTiO2から選択された第2の成分と、0.02
5〜0.475モルのV25,Nb25,Ta25、S
23,Y23,La23,Dy23,Ho23あるい
は0.05〜0.95モルのHfO2,CrO3,Mo
3,WO3からから選択された第3の成分からなる塊状
または粒状もしくは多孔質状の放電ランプ電極材料を提
案した。
The electrode cylinder 11 is a closed-end cylindrical ceramic porcelain having a high melting point or good sputtering resistance, for example, a Ba (Zr, Ta) O 3 -based semiconductor porcelain. Hollow portion 12 formed in cylinder 11
In this case, a bulk, granular or porous semiconductor porcelain 13 is housed. Electrode cylinder 11
As for the size of inside diameter 0.9mm, outside diameter 1.9mm, length 2.
3mm, inner diameter 1.6mm, outer diameter 2.6mm, length 2.3m
There are m. The applicant of the present invention has disclosed in Japanese Patent Application No. 5-56747 a 0.5 material as a material used for these semiconductor ceramics.
~ 1.5 moles of a first component selected from BaO, CaO or SrO, and 0.05-5.95 moles of ZrO 2
Alternatively, a second component selected from TiO 2 and 0.02
5 to 0.475 moles of V 2 O 5, Nb 2 O 5, Ta 2 O 5, S
c 2 O 3 , Y 2 O 3 , La 2 O 3 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 or 0.05 to 0.95 mol of HfO 2 , CrO 3 , Mo
A bulk, granular or porous discharge lamp electrode material comprising a third component selected from O 3 and WO 3 has been proposed.

【0017】このセラミック陰極蛍光放電ランプにおい
て、放電開始用アルゴンガスにより放電が開始されると
電離したガスが放電ランプ電極付近でプラズマを生成
し、このプラズマにより半導体磁器13が局所的に加熱
されてアークスポットが生成されることによりアーク放
電が発生し、この半導体磁器13の熱伝導率が小さいこ
とによって安定な高温状態が保たれ、高密度のアーク放
電が維持される。このセラミック陰極蛍光放電ランプは
フィラメントを有しないため、消費電力が小さく、電子
放射物質等がスパッタして失われることによる短寿命の
問題はない。また、熱陰極型であるため冷熱陰極型と異
なり放電開始電圧が下げることができるとともに、輝度
を高くすることができる。
In this ceramic cathode fluorescent discharge lamp, when the discharge is started by the discharge starting argon gas, the ionized gas generates plasma near the discharge lamp electrode, and the semiconductor ceramic 13 is locally heated by the plasma. The generation of the arc spot causes an arc discharge, and the low thermal conductivity of the semiconductor porcelain 13 maintains a stable high-temperature state and maintains a high-density arc discharge. Since this ceramic cathode fluorescent lamp does not have a filament, the power consumption is small, and there is no problem of a short life due to sputter loss of the electron-emitting substance and the like. In addition, since it is a hot cathode type, unlike a cold cathode type, a discharge starting voltage can be reduced and luminance can be increased.

【0018】電極円筒と半導体磁器によって構成された
セラミック電極の構造拡大図を図4に示す。この図にお
いて、一方が開放口となっている有底円筒状の半導体磁
器円筒11内に形成された中空部12に、粒状の半導体
磁器13が収納されている。このセラミック電極はプレ
ス成形によって得られた半導体磁器円筒11の中空部1
2にスプレイ法によって得られた半導体磁器粒子13を
充填し、半導体磁器粒子13と半導体磁器円筒11を一
緒に焼成することによって形成される。
FIG. 4 is an enlarged view of the structure of a ceramic electrode composed of an electrode cylinder and semiconductor porcelain. In this figure, a granular semiconductor porcelain 13 is housed in a hollow portion 12 formed in a bottomed cylindrical semiconductor porcelain cylinder 11 having one opening. This ceramic electrode is used for the hollow portion 1 of the semiconductor ceramic cylinder 11 obtained by press molding.
2 is formed by filling the semiconductor ceramic particles 13 obtained by the spray method and firing the semiconductor ceramic particles 13 and the semiconductor ceramic cylinder 11 together.

【0019】その際、半導体磁器粒子同士及び半導体磁
器粒子と半導体磁器円筒との接触部が溶融する。この場
合、半導体磁器粒子の粒子径が小さいと焼成が不十分な
場合には半導体磁器粒子が半導体磁器円筒から脱落する
ことがある。また、焼成が過剰であると、半導体磁器粒
子の溶融が進みすぎ、この図に示すように半導体磁器粒
子と半導体磁器円筒とが僅かな空隙16を残して一体化
してしまういわゆるスポンジ(Sponge)型の多孔質体と
なることがある。この図に示すように半導体磁器粒子と
半導体磁器円筒とが僅かな空隙を残してスポンジ型の大
きな塊に一体化してしまうと、電気抵抗が小さくなると
同時に熱抵抗も小さくなる。
At this time, the contact portions between the semiconductor ceramic particles and between the semiconductor ceramic particles and the semiconductor ceramic cylinder are melted. In this case, if the particle diameter of the semiconductor porcelain particles is small, if the sintering is insufficient, the semiconductor porcelain particles may fall off from the semiconductor porcelain cylinder. On the other hand, if the firing is excessive, the melting of the semiconductor porcelain particles proceeds too much, and as shown in this figure, the semiconductor porcelain particles and the semiconductor porcelain cylinder are integrated with a small gap 16 remaining, so-called sponge type. In some cases. As shown in this figure, when the semiconductor ceramic particles and the semiconductor ceramic cylinder are integrated into a large sponge-type mass with a slight gap left therebetween, the electrical resistance is reduced and the thermal resistance is also reduced.

【0020】アーク放電は放電ランプ電極の一部が高温
により蒸発した状態で発生する。言い換えれば、放電ラ
ンプ電極の温度が高温でないとアーク放電を維持するこ
とはできない。したがって、放電ランプ電極の局所的な
温度上昇によってアークスポットが形成されることはア
ーク放電を維持するために必要なことであり、アークス
ポットが形成されない場合には、アーク放電の維持がで
きず、アーク放電が停止してしまうことがある。
The arc discharge occurs when a part of the discharge lamp electrode is evaporated due to high temperature. In other words, the arc discharge cannot be maintained unless the temperature of the discharge lamp electrode is high. Therefore, the formation of an arc spot due to local temperature rise of the discharge lamp electrode is necessary to maintain the arc discharge, and if the arc spot is not formed, the arc discharge cannot be maintained, Arc discharge may stop.

【0021】[0021]

【発明の概要】本件出願の発明はこのような状況に対し
てなされたものであり、本願においては、アーク放電を
確実に維持することができる放電ランプ電極を提供す
る。本願において提供する放電ランプ電極は、高融点金
属あるいは半導体セラミックからなる有底円筒形状の電
極円筒の中空部に高融点金属あるいは半導体磁器からな
る放電ランプ電極材料粒が充填され、この放電ランプ電
極材料は粒子の接触部のみが溶融したアグリゲート型の
多孔質構造を有している。
SUMMARY OF THE INVENTION The invention of the present application has been made in view of such a situation, and the present invention provides a discharge lamp electrode capable of reliably maintaining arc discharge. The discharge lamp electrode provided in the present application is such that a discharge lamp electrode material particle made of a high melting point metal or semiconductor porcelain is filled in a hollow portion of a bottomed cylindrical electrode cylinder made of a high melting point metal or a semiconductor ceramic. Has an aggregated porous structure in which only the contact portions of the particles are molten.

【0022】この放電ランプ電極は大きな塊を形成せず
熱抵抗が大きいため、アーク放電を行う粒子の温度が容
易に上昇してアークスポットが確実に形成され、アーク
放電が容易に維持される。
Since the discharge lamp electrode does not form a large lump and has a high thermal resistance, the temperature of the particles to be subjected to arc discharge easily rises, an arc spot is reliably formed, and the arc discharge is easily maintained.

【0023】[0023]

【実施例】以下、図を用いて本願各発明の実施例を説明
する。なお、本発明の放電ランプ電極を用いたセラミッ
ク陰極放電ランプの基本的な構成は図4に示した従来の
セラミック陰極放電ランプの構成と共通であるから、以
下に説明する実施例においては本発明に係るセラミック
陰極放電ランプの概要についての説明は省略する。図5
(a)に示すのは本願発明に係る放電ランプ電極の断面
図であり、この放電ランプ電極は一方が開放口となって
いる有底円筒状の高融点又は耐スパッタリング性の良好
な半導体磁器、例えばBa(Zr,Ta)O3系の半導
体磁器からなる電極円筒21、この電極円筒21内に形
成された中空部22に収納された粒状の半導体磁器23
から構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The basic configuration of the ceramic cathode discharge lamp using the discharge lamp electrode of the present invention is the same as the configuration of the conventional ceramic cathode discharge lamp shown in FIG. The description of the outline of the ceramic cathode discharge lamp according to the above is omitted. FIG.
(A) is a cross-sectional view of a discharge lamp electrode according to the present invention. The discharge lamp electrode is a bottomed cylindrical semiconductor porcelain having a high melting point or good sputtering resistance, one of which is an open port. For example, an electrode cylinder 21 made of a Ba (Zr, Ta) O 3 -based semiconductor ceramic, and a granular semiconductor ceramic 23 housed in a hollow portion 22 formed in the electrode cylinder 21.
It is composed of

【0024】電極円筒21の大きさとしては図3及び4
に示された従来例と同様に内径0.9mm、外径1.9mm、
長さ2.3mmのもの及び内径1.6mm、外径2.6mm、長
さ2.3mmのものがある。また、半導体磁器23の粒径
は5μm以下と小さい場合には焼成中あるいはアーク放
電中に粒子の溶融(ネック・グロウス)が進行しスポン
ジ型多孔質構造が形成されることがあり、500μm以
上と大きいと粒子の熱容量が大きいためアークスポット
が形成されにくい。したがって、半導体磁器23の粒径
は5μm〜500μmであることが望ましい。
The size of the electrode cylinder 21 is shown in FIGS.
0.9 mm inside diameter, 1.9 mm outside diameter,
There are ones with a length of 2.3 mm and ones with an inner diameter of 1.6 mm, an outer diameter of 2.6 mm and a length of 2.3 mm. If the particle size of the semiconductor porcelain 23 is as small as 5 μm or less, melting (neck grouse) of the particles proceeds during firing or arc discharge, and a sponge-type porous structure may be formed. If it is large, the heat capacity of the particles is large, so that an arc spot is difficult to be formed. Therefore, it is desirable that the particle size of the semiconductor porcelain 23 is 5 μm to 500 μm.

【0025】図5(b)に放電ランプ電極の拡大断面図
を示す。この放電ランプ電極も図3に示された従来の放
電ランプ電極と同様に半導体磁器円筒21の中空部22
に半導体磁器粒子23が充填されているが、図3に示さ
れた放電ランプ電極の半導体磁器粒子と半導体磁器円筒
とが僅かな空隙16を残して一体化してしまったスポン
ジ型の多孔質構造であるのに対し、図5(b)に示され
た放電ランプ電極は半導体磁器粒子及び半導体磁器円筒
の接触部のみが部分的に溶融したアグリゲート(Aggreg
ate)型の多孔質構造となっている。なお、この場合空
隙率は15%以上であることが望ましい。
FIG. 5B is an enlarged sectional view of the discharge lamp electrode. This discharge lamp electrode also has a hollow portion 22 of a semiconductor ceramic cylinder 21 similarly to the conventional discharge lamp electrode shown in FIG.
Is filled with semiconductor porcelain particles 23, but has a sponge-type porous structure in which the semiconductor porcelain particles and the semiconductor porcelain cylinder of the discharge lamp electrode shown in FIG. In contrast, the discharge lamp electrode shown in FIG. 5B has an aggregate in which only the contact portions between the semiconductor ceramic particles and the semiconductor ceramic cylinder are partially melted.
ate) type porous structure. In this case, the porosity is desirably 15% or more.

【0026】この放電ランプ電極も図3に示された従来
の放電ランプ電極と同様に半導体磁器円筒21の中空部
22に半導体磁器粒子23を充填し、半導体磁器粒子2
3と半導体磁器円筒21を一緒に焼成することによって
形成されるが、その際、焼成温度を若干下げることと焼
成雰囲気の調整をすることにより半導体磁器粒子同士及
び半導体磁器粒子と半導体磁器円筒との接触部の溶融を
制御することによって、半導体磁器粒子及び半導体磁器
円筒の接触部のみが部分的に溶融したアグリゲート型の
多孔質構造が得られる。
In this discharge lamp electrode, similarly to the conventional discharge lamp electrode shown in FIG. 3, a hollow portion 22 of a semiconductor ceramic cylinder 21 is filled with semiconductor ceramic particles 23,
3 and the semiconductor ceramic cylinder 21 are fired together. At this time, by slightly lowering the firing temperature and adjusting the firing atmosphere, the semiconductor ceramic particles and the semiconductor ceramic particles and the semiconductor ceramic cylinder are formed. By controlling the melting of the contact portion, an aggregate-type porous structure in which only the contact portion between the semiconductor ceramic particles and the semiconductor ceramic cylinder is partially melted is obtained.

【0027】図6に示した拡大図により本発明の放電ラ
ンプ電極の動作を示す。図6において(a)に示された
のはアグリゲート型の多孔質構造を有する図5に示され
た本発明の放電ランプ電極の半導体磁器粒子であり、
(b)に示されたのはスポンジ型の多孔質構造を有する
図4に示された従来例の放電ランプ電極の半導体磁器粒
子である。これらの図において30は本発明の放電ラン
プ電極の半導体磁器粒子、31は従来例の放電ランプ電
極の半導体磁器粒子であり、実線Aで示されたのはアー
ク放電経路、点線Hで示されたのは半導体磁器粒子中を
流れる熱の伝導経路、32及び33で示されたのはアー
クスポットである。
The operation of the discharge lamp electrode of the present invention is shown in the enlarged view of FIG. In FIG. 6, (a) shows semiconductor ceramic particles of the discharge lamp electrode of the present invention shown in FIG. 5 having an aggregate-type porous structure,
(B) shows the semiconductor ceramic particles of the conventional discharge lamp electrode shown in FIG. 4 having a sponge-type porous structure. In these figures, 30 is the semiconductor porcelain particles of the discharge lamp electrode of the present invention, 31 is the semiconductor porcelain particles of the conventional discharge lamp electrode, and the solid line A shows the arc discharge path and the dotted line H shows. Are the conduction paths of heat flowing through the semiconductor porcelain particles, and 32 and 33 are arc spots.

【0028】(b)に示された従来例の半導体磁器粒子
31は、スポンジ型の多孔質構造を有しているため半導
体磁器粒子同士間及び半導体磁器粒子と半導体磁器円筒
間の溶融個所は多い。したがって、半導体磁器粒子31
中を流れる熱の伝導経路Hの面積は図に示すように大き
い。そのため、アークAによってアークスポット33で
発生する熱の多くは伝導によって失われ、アークスポッ
ト33の温度が低下してしまい、アークを安定して維持
することができない。
The semiconductor porcelain particles 31 of the prior art shown in (b) have a sponge-type porous structure, so that there are many melting points between the semiconductor porcelain particles and between the semiconductor porcelain particles and the semiconductor porcelain cylinder. . Therefore, the semiconductor porcelain particles 31
The area of the heat conduction path H flowing through the inside is large as shown in the figure. Therefore, much of the heat generated in the arc spot 33 by the arc A is lost due to conduction, and the temperature of the arc spot 33 decreases, so that the arc cannot be stably maintained.

【0029】これに対して、(a)に示された半導体磁
器粒子30は、アグリゲート型の多孔質構造を有してい
るため半導体磁器粒子同士間及び半導体磁器粒子と半導
体磁器円筒間の溶融は部分的である。したがって、半導
体磁器粒子30中を流れる熱の伝導経路Hの断面は図に
示すように小さい。そのため、アークAによってアーク
スポット32で発生する熱が伝導によって失われること
が少なく、アークスポット32の温度が高温に維持さ
れ、アークが安定して発生する。
On the other hand, the semiconductor porcelain particles 30 shown in FIG. 3A have an aggregate-type porous structure, so that the semiconductor porcelain particles 30 melt between the semiconductor porcelain particles and between the semiconductor porcelain particles and the semiconductor porcelain cylinder. Is partial. Therefore, the cross section of the conduction path H of the heat flowing through the semiconductor ceramic particles 30 is small as shown in the figure. Therefore, the heat generated in the arc spot 32 by the arc A is rarely lost by conduction, the temperature of the arc spot 32 is maintained at a high temperature, and the arc is generated stably.

【0030】ところで、アークの温度は低いもので50
0〜1000K、高いものでは3000〜6000Kに
も達する。また、蛍光放電管内は低圧に保たれている。
そのため、融点が低い材料を電極に用いた場合には電極
が蒸発し、放電管の寿命が短くなる。したがって、電極
材料に用いる磁器粒子は半導体であるばかりでなく、高
融点であることが必要である。これらの条件を満足する
セラミックス材料には炭化物セラミックスとして、Ti
C,ZrC,HfC,VC,TaC,NbC,WC,B
4Cが挙げられ、窒化物セラミックスとして、TiN,
VN,NbN,TaN,HfN,ZrN,BNが挙げら
れ、ホウ化物セラミックスとしてLaB6,CeB6,B
eB6,NbB2,TaB2,TiB2が挙げられ、酸化物
セラミックスとしてはペロブスカイト型結晶構造を有す
る酸化物半導体やTiO2等を半導体化剤や還元焼成に
より半導体化させた半導体セラミックスが挙げられる。
Incidentally, the temperature of the arc is as low as 50.
0-1000K, and as high as 3000-6000K. Further, the inside of the fluorescent discharge tube is maintained at a low pressure.
Therefore, when a material having a low melting point is used for the electrode, the electrode evaporates, and the life of the discharge tube is shortened. Therefore, the porcelain particles used for the electrode material need not only be a semiconductor but also have a high melting point. Ceramic materials satisfying these conditions include Ti as a carbide ceramic.
C, ZrC, HfC, VC, TaC, NbC, WC, B
4 C, and TiN,
VN, NbN, TaN, HfN, ZrN, BN, and LaB 6 , CeB 6 , B
Examples of the oxide ceramic include eB 6 , NbB 2 , TaB 2 , and TiB 2 , and examples of the oxide ceramic include an oxide semiconductor having a perovskite crystal structure and a semiconductor ceramic obtained by converting TiO 2 or the like into a semiconductor by a semiconducting agent or reduction firing. .

【0031】以上説明した実施例においては電極材料に
半導体セラミックを用いた放電ランプ電極について説明
したが、アーク放電は電極材料として金属を用いて行わ
れることが多い。また、アーク放電は蒸発した電極材料
の存在によって生じるため、導電性がある材料ならばど
のような材料でもアーク放電ランプ電極材料に用いるこ
とが可能である。したがって、本願発明の放電ランプ電
極材料として金属を用いることが可能であるが、放電管
電極材料として使用可能な金属は少なくとも1000℃
以上の融点を有する高融点金属であることが必要であ
る。そして、実用的にはチタン、鉄、ニッケル、ジルコ
ニウム、モリブデン、タンタル、タングステン、ニオブ
が適している。また、電極円筒に使用する材料としても
セラミックス以外に高融点金属が用いられる。
In the embodiment described above, the discharge lamp electrode using a semiconductor ceramic as the electrode material has been described, but arc discharge is often performed using a metal as the electrode material. Further, since arc discharge is caused by the presence of the evaporated electrode material, any conductive material can be used for the arc discharge lamp electrode material. Therefore, it is possible to use a metal as the discharge lamp electrode material of the present invention, but the metal that can be used as the discharge tube electrode material is at least 1000 ° C.
It must be a high melting point metal having the above melting point. Practically, titanium, iron, nickel, zirconium, molybdenum, tantalum, tungsten, and niobium are suitable. Further, as a material used for the electrode cylinder, a high melting point metal other than ceramics is used.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本願発明に係る半導体磁器粒子あるいは高融点金属粒子
は粒子同士あるいは粒子と粒子が収納された有底円筒状
電極円筒との融合部が少ないため、電気伝導率を保ちな
がら熱伝導率を小さくすることができるので、これらの
粒子は放電開始と同時に高温になりアークスポットが維
持されるのに十分な温度状態が安定に保たれ、その結果
電子流密度を高く取ることができて安定な放電が行われ
る。
As is apparent from the above description,
The semiconductor ceramic particles or the high melting point metal particles according to the present invention have a small fusion portion between the particles or between the particles and the bottomed cylindrical electrode cylinder containing the particles, so that the thermal conductivity is reduced while maintaining the electrical conductivity. As a result, these particles become hot at the same time as the start of discharge and maintain a stable temperature state sufficient to maintain an arc spot.As a result, a high electron flow density can be obtained and a stable discharge can be performed. Will be

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

【図1】蛍光放電ランプを適用した液晶表示装置用バッ
クライトの斜視図。
FIG. 1 is a perspective view of a backlight for a liquid crystal display device to which a fluorescent discharge lamp is applied.

【図2】タングステンフィラメントを用いた従来例のバ
ックライト用蛍光放電ランプの全体断面図及び管端部断
面図。
FIG. 2 is an overall sectional view and a tube end sectional view of a conventional fluorescent discharge lamp for backlight using a tungsten filament.

【図3】半導体セラミック放電ランプ電極を用いた従来
例のバックライト用蛍光放電ランプの管端部断面図。
FIG. 3 is a sectional view of a tube end portion of a conventional fluorescent lamp for a backlight using a semiconductor ceramic discharge lamp electrode.

【図4】図3に示されたバックライト用蛍光放電ランプ
の半導体セラミック放電ランプ電極の拡大断面図。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a semiconductor ceramic discharge lamp electrode of the backlight fluorescent discharge lamp shown in FIG. 3;

【図5】本願発明のバックライト用蛍光放電ランプの半
導体セラミック放電ランプ電極の断面図及び拡大断面
図。
FIG. 5 is a cross-sectional view and an enlarged cross-sectional view of a semiconductor ceramic discharge lamp electrode of the fluorescent discharge lamp for a backlight according to the present invention.

【図6】本願発明の半導体セラミック放電ランプ電極及
び従来例の半導体セラミック放電ランプ電極の作動説明
図。
FIG. 6 is an operation explanatory view of the semiconductor ceramic discharge lamp electrode of the present invention and a conventional semiconductor ceramic discharge lamp electrode.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 バックライト光源 2 導光板 3 蛍光放電ランプ 4 ガラス管容器 5 リード線 6 フィラメント 7 水銀ディスペンサ 10 保持部 11 電極円筒 12 中空部 13,23,30,31 半導体磁器 14 水銀ディスペンサ 15 巻付部 16 空隙 21 電極円筒 22 中空部 32,33 アークスポット A アーク放電経路 H 熱の伝導経路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Back light source 2 Light guide plate 3 Fluorescent discharge lamp 4 Glass tube container 5 Lead wire 6 Filament 7 Mercury dispenser 10 Holding part 11 Electrode cylinder 12 Hollow part 13,23,30,31 Semiconductor porcelain 14 Mercury dispenser 15 Winding part 16 Air gap 21 Electrode cylinder 22 Hollow part 32,33 Arc spot A Arc discharge path H Heat conduction path

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−251044(JP,A) 特開 平4−43546(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01J 61/067 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-251044 (JP, A) JP-A-4-43546 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 6 , DB name) H01J 61/067

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 導電性を有する材料である有底円筒形状
の電極円筒、及び前記電極円筒の中空部に充填された導
電性を有する高融点材料である放電ランプ電極材料から
なり、前記放電ランプ電極材料がアグリゲート型の多孔
質構造を有していることを特徴とする放電ランプ電極。
The discharge lamp comprises an electrode cylinder having a bottomed cylindrical shape, which is a material having conductivity, and a discharge lamp electrode material, which is a high melting point material having conductivity filled in a hollow portion of the electrode cylinder. A discharge lamp electrode, wherein the electrode material has an aggregate type porous structure.
【請求項2】 前記高融点材料が半導体セラミックであ
ることを特徴とする請求項1記載の放電ランプ電極。
2. The discharge lamp electrode according to claim 1, wherein said high melting point material is a semiconductor ceramic.
【請求項3】 前記高融点材料が高融点金属であること
を特徴とする請求項1記載の放電ランプ電極。
3. The discharge lamp electrode according to claim 1, wherein said high melting point material is a high melting point metal.
【請求項4】 前記電極円筒が半導体セラミックである
ことを特徴とする請求項1記載の放電ランプ電極。
4. The discharge lamp electrode according to claim 1, wherein said electrode cylinder is a semiconductor ceramic.
【請求項5】 前記電極円筒が高融点金属であることを
特徴とする請求項1記載の放電ランプ電極。
5. The discharge lamp electrode according to claim 1, wherein said electrode cylinder is made of a high melting point metal.
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